DE2937871A1 - Farbbildroehrenanordnung - Google Patents

Farbbildroehrenanordnung

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Description

Henkel, Kern, Feiler Cr Hänze: Patentanwälte
Registered Representatives
before the
European Patent Office
Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha,
Möhlstraße 37 Kawasaki-shi, Japan D-8000 München 80
Tel: 089/982085-87
Telex: 0529802 hnWd Telegramme: ellipsoid
19. September 1979 MA-54P496-2
Farbbildröhrenanordnung
Die Erfindung betrifft eine Farbbildröhrenanordnung, insbesondere mit einer Strahlablenkeinrichtung, die eine Bildverzeichnung und einen Konvergenzfehler selbsttätig zu korrigieren vermag.
Eine typische, bisherige Farbbildröhrenanordnung der Art gemäß Fig. 1 umfaßt eine Strahlablenkeinrichtung und eine Farbbild(kathodenstrahl)röhre mit "In-line"-Elektronenrohr. Die Röhre besteht aus einer rechteckigen Frontscheibe 1 mit einem auf ihrer Innenfläche ausgebildeten Leuchtstoff-Bildschirm 2, einer Lochmaske 3 mit einer Vielzahl von Öffnungen, durch welche Elektronenstrahlen hindurchtreten, einem mit der Frontscheibe 1 verbundenen Trichterteil 4 und einem Halsteil 6, welcher ein "In-line"-Elektronenrohr 5 aufnimmt. Der Leuchtstoff-Bildschirm 2 besteht aus einer Vielzahl von in lotrechter Richtung bzw. senkrecht zur Zeichnungsebene gemäß Fig. 1 verlaufenden Leuchtstoffstreifen. Wenn
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drei Elektronenstrahlen 7 auf einen Leuchtstoffstreifen auftreffen, emittiert dieser rotes, grünes und blaues Licht. Um den Trichterteil 4 herum ist die Strahlablenkeinrichtung 8 angeordnet, welche die Elektronenstrahlen 7 horizontal und vertikal so ablenkt, daß auf dem Bildschirm 2 ein Bild wiedergegeben werden kann.
Im allgemeinen bewirkt die Ablenkeinrichtung 8 nicht nur eine Ablenkung der Elektronenstrahlen, vielmehr erzeugt sie auch ein Magnetfeld zum Korrigieren eines Konvergenzfehlers der drei Elektronenstrahlen. Die Verteilungen dieses Magnetfeldes sind in Fig. 2A und 2B veranschaulicht, in denen die Achse der Farbbildröhre mit Z bezeichnet und die Intensität eines kissenförmigen Magnetfelds auf bzw. über der Achse Z aufgetragen ist, während die Intensität eines tonnenförmigen Magnetfelds unter der Achse Z aufgetragen ist.
Wie durch die Kurve 9 in Fig. 2A veranschaulicht, besitzt ein waagerechtes Magnetfeld eine solche Intensitätsverteilung, daß sich ein tonnenförmiges Magnetfeld nahe dem Elektronenrohr 5 und ein kissenförmiges Magnetfeld nahe dem Leuchtstoff-Bildschirm 2 befinden. Andererseits besitzt ein vertikales Magnetfeld gemäß der Kurve 10 von Fig. 2B eine solche Intensitätsverteilung, daß ein tonnenförmiges Magnetfeld vom Elektronenrohr 5 zum Bildschrim 2 reicht.
Mit der eine solche Magnetfeldverteilung gewährleistenden Ablenkeinrichtung 8 ist es möglich, den Konvergenzfehler im Mittel- und Randteil des Bildschirms 2 automatisch bzw. selbsttätig zu korrigieren. Ein auf dem Bildschirm 2 gebildetes Raster wird jedoch unvermeidbar auf die durch die gestrichelte Linie 12 in Fig. 3 angedeutete Weise verzerrt bzw. verzeichnet. Idealerweise sollte jedes Raster die in Fig. 3 in ausgezogener Linie 11 angegebene Rechteckform besitzen. Normalerweise beträgt die Rasterverzerrung
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oder -Verzeichnung auf der Y-Achse höchstens etwa 1 %. Auf der X-Achse beträgt dagegen die Verzeichnung etwa 3 bis 5 % bei einer Farbbildröhre mit 90°-Ablenkung und etwa 7 - 8 % bei einer solchen mit 110°-Ablenkung. Die Rasterverzeichnung ist an den vier Ecken 13 des Bildschirms 2 am größten.
Zur Verringerung der geschilderten Rasterverzeichnung wurden bereits verschiedene Möglichkeiten entwickelt.
Eine erste derartige Möglichkeit macht von einer Verzeichnungs-Korrekturschaltung der in Fig. 4A dargestellten Art Gebrauch. Dabei wird ein Teil des von einem Vertikal-Ablenkausgang (V-Ausgang) zu einer Vertikal-Ablenkspule (V-Spule) fließenden Stroms mittels eines Transformators T dem Strom überlagert, der von einem Horizontal-Ablenkausgang (H-Ausgang) zu einer Horizontal-Ablenkspule (Η-Spule) fließt, wobei ein Horizontal-Ablenkstrom in Synchronismus mit der Vertikalablenkung so moduliert wird, daß ein gemäß Fig. 4B verzeichnetes Raster zu einem durch die gestrichelten Linien in Fig. 4B angedeuteten, richtig geformten Raster geändert wird. Der auf diese Weise modulierte Horizontal-Ablenkstrom besitzt die Wellenform gemäß Fig. 4C. Bei Anwendung der Korrekturschaltung nach Fig. 4A wird jedoch der Schaltungsaufbau des Farbfernsehempfängers kompliziert, wodurch sich auch die Fertigungskosten erhöhen.
Weiterhin ist die Verwendung einer toroid- bzw. ringförmigen (toroidal) Vertikal-Ablenkeinrichtung 18 gemäß Fig. 5 bekannt, die ein Magnetfeld mit einer solchen Intensitätsverteilung erzeugt, daß sowohl ein Konvergenzfehler als auch eine Rasterverzeichnung gleichzeitig korrigiert werden. Zur Erzeugung einfis solchen Magnetfelds muß die ringförmige Vertikal-Ablenkspule der Einrichtung 18 an der Elektronenrohrseite unter einem Winkel und an der Bildschirmseite unter einem anderen Winkel gewickelt sein. Aus diesem Grund muß der Kern 17 der Einrichtung 18 gemäß Fig. 5 einen Knickab-
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schnitt 19 besitzen. Es ist jedoch schwierig, einen Draht um einen Kern mit einem solchen Knickabschnitt herumzuwickeln, um eine Vertikal-Ablenkspule zu bilden, die ein Magnetfeld mit einer solchen Intensität zu erzeugen vermag, daß sowohl der Konvergenzfehler als auch die Rasterverzeichnung korrigiert werden. Bei Großserienfertigung würden derartige Strahlablenkeinrichtungen untereinander verschiedene Eigenschaften besitzen und daher zu voneinander abweichenden Bildwiedergaben führen.
Eine dritte Möglichkeit besteht in der Verwendung einer Anzahl von Dauermagneten in der oder nahe der Strahlablenkeinrichtung. Diese Magnete erzeugen ein statisches Magnetfeld zum Korrigieren des Konvergenzfehlers und der Rasterverzeichnung. Dieses Magnetfeld wirkt jedoch lokal auf ein Raster ein, weil es statisch ist und zu den Magneten hin fortschreitend an Intensität zunimmt. Das statische Magnetfeld vermag zwar ein gemäß Fig. 4B verzeichnetes Raster zu korrigieren, allerdings nur örtlich, wie durch die gestrichelten Linien 21 in Fig. 6 angedeutet. Das so korrigierte Raster ist daher immer noch lokal bzw. örtlich verzerrt, wobei gemäß Fig. 7 auch im Mittelbereich des Bildschirms 2 eine Verzeichnung auftritt, durch welche die Güte der wiedergegebenen Bilder beeinträchtigt wird.
Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung einer Farbbildröhrenanordnung, bei welcher unter Verwendung einer Strahlablenkeinrichtung und ohne den Einsatz einer Korrekturschaltung oder von Dauermagneten eine automatische Korrektur sowohl der Bildverzeichnung als auch des Konvergenzfehlers gewährleistet wird.
Diese Aufgabe wird bei einer Farbbildröhrenanordnung, bestehend aus einer Farbbild(kathodenstrahl)röhre mit "Inline "-Elektronenrohr und Leuchtstoff-Bildschirm mit Leucht-
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stoffschichten, die bei Beaufschlagung mit drei Elektronenstrahlen vom Elektronenrohr rotes, grünes und blaues Licht emittieren, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß um die Farbbildröhre herum eine Strahlablenkeinrichtung angeordnet ist, die eine Horizontal-Ablenkspule zur Erzeugung eines Horizontal-Ablenkmagnetfelds, eine Vertikal-Ablenkspule sowie Korrekturspulen aufweist, daß die Vertikal-Ablenkspule und die Korrekturspulen gemeinsam ein Vertikal-Ablenkmagnetfeld erzeugen, daß die Verteilung des Horizontal-Magnetfelds an der Seite des Elektronenrohrs tonnenförmig und an der Seite des Leuchtstoff-Bildschirms kissenförmig ist und insgesamt eine kissenförmige Konfiguration besitzt, und daß die Verteilung des Vertikal-Ablenkmagnetfelds an der Seite des Elektronenrohrs tonnenförmig und an der Seite des Bildschirms kissenförmig ist und insgesamt eine tonnenförmige Konfiguration besitzt.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittansicht einer bisherigen Farbbildröhrenanordnung mit "In-line"-Elektronenrohr,
Fig. 2A und 2B graphische Darstellungen der Verteilungen von bei der Anordnung nach Fig. 1 erzeugten Horizontal- und Vertikal-Ablenkmagnetfeidern,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines bei den Ablenkmagnetfeldverteilungen nach Fig. 2A und 2B verzeichneten Bildfelds,
Fig. 4A ein Schaltbild einer Schaltung zum Korrigieren einer Horizontal-Bildverzeichnung,
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Fig. 4B eine schematische Darstellung der durch die Schaltung nach Fig. 4A bewirkten Korrektur der horizontalen Bildverzeichnung,
Fig. 4C eine graphische Darstellung der Wellenform eines Horizontal-Ablenkstroms bei der Schaltung nach Fig. 4A,
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Vertikal-Ablenkeinrichtung zum Korrigieren einer Bildverzeichnung,
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines verzeichneten, durch Dauermagnete lokal korrigierten Bildfelds,
Fig. 7 eine schematische Darstellung der Verzeichnung innerhalb des Bildfelds bei Verwendung von Dauermagneten zum Korrigieren einer Bildverzeichnung,
Fig. 8A und 8B graphische Darstellungen der Verteilung von Horizontal- und Vertikal-Ablenkmagnetfeidern, mit denen Bildverzeichnung und Konvergenzfehler gleichzeitig korrigiert werden können,
Fig. 9 eine Aufsicht auf eine Strahlablenkeinrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 10 eine Seitenansicht der Einrichtung nach Fig. 9,
Fig. 11 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Korrekturspule gemäß der Erfindung,
Fig. 12 eine graphische Darstellung der Verteilung eines mittels der Ablenkeinrichtung nach Fig. 9 und 10 erzeugten Vertikal-Ablenkmagnetfelds,
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Fig. 13 eine Seitenansicht einer abgewandelten Ausführungsform der Strahlablenkeinrichtung gemäß der Erfindung und
Fig. 14 eine graphische Darstellung der Verteilung eines durch die Ablenkeinrichtung nach Fig. 13 erzeugten Vertikal-Ablenkmagnetfelds.
Bei einer mit "In- line"-Elektronenrohr ausgerüsteten Farbbildröhre sollten bekanntlich die Verteilungen der Horizontal- und Vertikal-Ablenkmagnetfelder zur Korrektur eines Konvergenzfehlers insgesamt kissenförmig bzw. tonnenförmig und an der Leuchtstoff-Bildschirmseite zur Korrektur einer Bildverzeichnung jeweils kissenförmig sein. Zur gleichzeitigen Korrektur des Konvergenzfehlers und der Bildverzeichnung muß daher ein Horizontal-Magnetfeld mit der Verteilung gemäß Fig. 8a in Verbindung mit einem Vertikal-Magnetfeld der Verteilung gemäß Fig. 8B erzeugt werden. Die Erfindung beruht nun auf diesem Grundgedanken.
Die Horizontal-Magnetfeldverteilung 23 gemäß Fig. 8A ist an der Seite des Elektronenrohrs tonnenförmig und an der Seite des Bildschirms kissenförmig, während sie insgesamt eine kissenförmige Konfiguration besitzt. Die Vertikal-Magnetfeldverteilung 24 gemäß Fig. 8B ist an der Elektronenrohrseite tonnenförmig und an der Leuchtstoff-Bildschirmseite kissenförmig, während sie insgesamt eine tonnenförmige Konfiguration besitzt. Eine solche Ablenk-Magnetfeldverteilung kann dadurch gewährleistet werden, daß die Vertikal-Ablenkmagnetfeldverteilung mittels eines durch eine Korrekturspule erzeugten Magnetfelds korrigiert bzw. ausgeglichen wird. Insbesondere wird dabei die Korrekturspule mit einem Strom gespeist, der in Synchronismus mit einem Vertikal-Ablenkstrom ist, wodurch ein Magnetfeld entsteht, das einen Teil des Vertikal-Ablenkmagnetfelds bildet. Die Position der Korrekturspule und die Form des durch diese erzeugten Magnet-
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felds hängen von der Form des Vertikal-Ablenkmagnetfelds einer Vertikal-Ablenkspule ab.
Im folgenden sind nunmehr anhand der Fig. 9 bis 14 zwei Ablenkeinrichtungen gemäß der Erfindung erläutert. Bei beiden Ablenkeinrichtungen umfaßt eine Horizontal-Ablenkeinrichtung eine Horizontal-Ablenkspule des an sich bekannten Sattel-Typs, die ein Magnetfeld mit einer durch die Kurve 23 in Fig. 8A angegebenen Verteilung erzeugt. Dieses Horizontal-Ablenkmagnetfeld wird nicht durch das Magnetfeld einer Korrekturspule korrigiert. Die Horizontal-Ablenkeinrichtung ist daher weder dargestellt noch näher beschrieben.
Die in den Fig. 9 und 19 dargestellte Strahlablenkeinrichtung gemäß der Erfindung umfaßt eine Vertikal-Ablenkeinrichtung 25 sowie zwei Korrekturspulen 30. Die Vertikal-Ablenkeinrichtung 2 5 besteht aus einem halbringförmigen Ablenkjoch in Verbindung mit der Horizontal-Ablenkeinrichtung. Genauer gesagt, besteht diese Einrichtung aus einem Ringkern 26 aus einem magnetischen Material und zwei Windungen bzw. Wicklungen 27, die einmal um einen Oberteil des Kerns 26 und zum anderen um einen unteren Abschnitt desselben herumgewickelt sind. Die Einrichtung 25 erzeugt ein Magnetfeld mit der durch die Kurve 10 in Fig. 2B dargestellten Verteilung. Die Korrekturspulen 30 sind näher als die Vertikal-Ablenkeinrichtung 25 an einem nicht dargestellten Leuchtstoff-Bildschirm und in Positionen entsprechend den Lagen der Wicklungen 27 angeordnet. Jede Korrekturspule 30 besteht aus einem bogenförmigen Kern 28 aus magnetischem Material und einer toroidförmig bzw. ringförmig um diesen Kern 28 herumgewickelten Wicklung 29. Der Wicklungswinkel α der Wicklung 29, welcher dem halben Zentralwinkel entspricht, und die Zahl N der die Wicklung 29 bildenden Windungen bestimmen sich durch die Art der jeweiligen Farbbildröhre, das Ausmaß
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der Bildverzeichnung, die Lage der Korrekturspulen 30, die Form des durch die Vertikal-Ablenkeinrichtung 25 erzeugten Magnetfelds und dgl. Insbesondere ist der Wicklungswinkel α weitgehend von der Form des von den Korrekturspulen zu erzeugenden Magnetfelds abhängig, während die Windungszahl N die Intensität des von den Korrekturspulen 30 erzeugten Magnetfelds bestimmt.
Zur Änderung der gemäß Fig. 2B tonnenförmigen Verteilung des durch die Vertikal-Ablenkeinrichtung 25 erzeugten Magnetfelds zwecks Erzielung der Verteilung gemäß Fig. 8B reicht es aus, das von den Korrekturspulen 30 erzeugte Magnetfeld kissenförmig zu gestalten. Infolgedessen ist es lediglich durch zweckmäßige Wahl des Wicklungswinkels und der Windungszahl N der Spulen 30 möglich, die durch die Kurve 10 in Fig. 12 angedeutete Magnetfeldverteilung auf die durch die Kurve 31 in Fig. 12 dargestellte Magnetfeldverteilungsform zu ändern.
Fig. 13 veranschaulicht eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strahlablenkeinrichtung, die sich von derjenigen nach Fig. 9 und 10 nur dadurch unterscheidet, daß zwei Korrekturspulen 30 dichter als die Vertikal-Ablenkeinrichtung 25 an einem nicht dargestellten Elektronenrohr angeordnet sind. Aufgrund dieser Anordnung können die Korrekturspulen 30, die ein tonnenförmiges Magnetfeld erzeugen, ein Vertikal-Ablenkmagnetfeld mit Kissenform gemäß Kurve 3 2 von Fig. 14 in ein Magnetfeld ändern, das an der Seite des Elektronenrohrs tonnenförmig und an der Seite des Bildschirms kissenförmig ist, wie dies durch die Kurve 33 in Fig. 14 veranschaulicht ist. Zur Gewährleistung einer optimalen Verteilung des Vertikal-Ablenkmagnetfelds werden Wicklungswinkel α und Windungszahl N der Korrekturspulen 30, wie bei der Strahlablenkeinrichtung nach Fig. 9 und 10, zweckmäßig gewählt.
Die Korrekturspulen 30 können ohne weiteres beispielsweise an einem isolierten Halter oder Träger des Ablenkjochs mon-
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tiert werden. Die Verwendung von Korrekturspulen mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau ist bei einer Farbbildröhre mit "In-line"-Elektronenrohr vorteilhaft. Bei den beschriebenen Ausführungsformen ist der Kern 28 jeder Korrekturspule 30 bogenförmig gekrümmt. Wahlweise kann er jedoch eine stabförmige oder eine beliebige andere, zweckmäßige Konfiguration besitzen. In diesem Fall wirken die Korrekturspulen 30 auf dieselbe Weise wie beschrieben.
Wie erwähnt, bildet das von den Korrekturspulen 30 erzeugte Magnetfeld einen Teil eines Vertikal-Ablenkmagnetfelds. Im Gegensatz zu den bei der bisherigen Farbbildröhrenanordnung verwendeten Dauermagneten führen die Korrekturspulen 30 daher nicht zu einer lokalen Beeinflussung des Vertikal-Ablenkmagnetfelds, wodurch eine lokale Bildverzeichnung der Art gemäß Fig. 6 und eine Innenverzeichnung gemäß Fig. 7 verhindert werden. Wenn Wicklungswinkel α, Windungszahl N und Dichteverteilung der Windungen zweckmäßig gewählt sind, kann außerdem jede Korrekturspule 30 mit der Vertikal-Ablenkeinrichtung 25 unter Erzeugung eines solchen Vertikal-Ablenkmagnetfelds zusammenwirken, mit welchem Bildverzeichnung und Konvergenzfehler gleichzeitig korrigiert werden können.
Die erfindungsgemäße Strahlablenkeinrichtung umfaßt eine gemeinsam benutzte Vertikal-Ablenkeinrichtung und zwei Korrekturspulen 30. Letztere sind entweder zwischen der Vertikal-Ablenkeinrichtung und dem Leuchtstoff-Bildschirm oder aber zwischen der Vertikal-Ablenkeinrichtu'ng und dem Elektronenrohr angeordnet. Die Strahl-Ablenkeinrichtung besitzt einen einfachen Aufbau und läßt sich ohne Schwierigkeit in der Farbbildröhreanordnung unterbringen.
Mit der erfindungsgemäßen Farbbildröhrenanordnung ist es folglich unter Verwendung einer sehr einfachen Strahlablenkeinrichtung möglich, sowohl Bildverzeichnung als auch Kon-
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vergenzfehler gleichzeitig auf selbsttätige Weise zu korrigieren. Die Erfindung bietet daher einen hohen industriellen Nutzwert.
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Claims (7)

  1. Patentansprüche
    (1J Farbbildröhrenanordnung, bestehend aus einer Farbbild-(kathodenstrahl)röhre mit "in-line"-Elektronenrohr und Leuchtstoff-Bildschirm mit Leuchtstoffschichten, die bei Beaufschlagung mit drei Elektronenstrahlen vom Elektronenrohr rotes, grünes und blaues Licht emittieren, dadurch gekennzeichnet, daß um die Farbbildröhre herum eine Strahlablenkeinrichtung (25) angeordnet ist, die eine Horizontal-Ablenkspule zur Erzeugung eines Horizontal-Ablenkmagnetfelds, eine Vertikal-Ablenkspule (27) sowie Korrekturspulen (30) aufweist, daß die Vertikal-Ablenkspule und die Korrekturspulen gemeinsam ein Vertikal-Ablenkmagnetfeld erzeugen, daß die Verteilung des Horizontal-Magnetfelds an der Seite des Elektronenrohrs tonnenförmig und an der Seite des Leuchtstoff-Bildschirms kissenförmig ist und insgesamt eine kissenförmige Konfiguration besitzt, und daß die Verteilung des Vertikal-Ablenkmagnetfelds an der Seite des Elektronenrohrs tonnenförmig und
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    an der Seite des Bildschirms kissenförmig ist und insgesamt eine tonnenförmige Konfiguration besitzt.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung eines durch die Vertikal-Ablenkspule erzeugten Magnetfelds tonnenförmig ist, daß die Korrekturspulen an der Seite des Bildschirms in Positionen entsprechend denen der Vertikal-Ablenkspule angeordnet sind und daß die Verteilung eines durch die Korrekturspulen erzeugten Magnetfelds eine kissenförmige Konfiguration und eine so große Intensität besitzt, daß es den bildschirmseitigen Teil des Vertikal-Ablenkmagnetfelds kissenförmig zu formen vermag.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilung eines von der Vertikal-Ablenkspule erzeugten Magnetfelds kissenförmig ist, daß die Korrekturspulen an der Seite des Elektronenrohrs in Positionen entsprechend denen der Vertikal-Ablenkspule angeordnet sind und daß die Verteilung eines durch die Korrekturspulen erzeugten Magnetfelds tonnenförmig ist und eine so große Intensität besitzt, daß es den elektronenrohrseitigen Teil des Vertikal-Magnetfelds tonnenförmig zu formen vermag.
  4. 4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontal-Ablenkspule vom Sattel-Typ ist und daß die Korrekturspulen toroid- bzw. ringförmig sind.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Korrekturspulen vorgesehen sind, die jeweils durch einen bogenförmig gekrümmten Kern und eine um diesen herumgewickelte Wicklung gebildet sind.
  6. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Wicklungswinkel, Windungszahl und Dichte der Windungen der
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    Korrekturspulen so gewählt sind, daß die Korrekturspulen ein gewünschtes Magnetfeld erzeugen.
  7. 7. Anordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturspulen mit einem Strom gespeist werden, der synchron zu dem der Vertikal-Ablenkspule zugeführten Strom fließt.
    030015/0761 ORIGINAL INSPECTED
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