DE3346066A1

DE3346066A1 - Ablenkeinheit fuer eine fernsehbildroehre

Info

Publication number: DE3346066A1
Application number: DE19833346066
Authority: DE
Inventors: Hans Eindhoven Meershoek
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1983-01-06
Filing date: 1983-12-21
Publication date: 1984-07-12
Anticipated expiration: 2003-12-22
Also published as: KR910001417B1; YU2484A; JPS59134529A; PT77914B; IT1206121B; FR2539248B1; ES8501922A1; ES528677A0; NL8300031A; GB2133613A; JPH0415979B2; KR840007302A; US4464643A; GB8334333D0; FR2539248A1; GB2133613B; IT8419014A0; YU44983B; PT77914A; DE3346066C2

Description

3346UÖÜ

PHN 10 535 - S 6.12.1983

Ablenkeinheit für eine Fernsehbildröhre

Die Erfindung betrifft eine Ablenkeinheit für Fernsehbildröhren mit einem Horizontal- und einem Vertikalablenkspulensystem, welches zwei einander diametral gegenüberliegende Vertikalablenkspulen vom Satteltyp enthält, wobei jede Vertikalablenkspule einen ersten Satz (assembly) aus einer Anzahl Leiter enthält, die zur Bildung erster und zweiter Seitenstränge gewickelt sind, die sich in Längsrichtung der Ablenkeinheit erstrecken, und zwei bogenförmige vordere bzw. rückwärtige Endgruppen aufweist, die die

IQ ersten und zweiten Gruppen miteinander verbinden, die zusammen ein erstes Fenster bilden.

Bei monochromen Bildröhren ist deren Elektronen-Strahlerzeugungssystem zum Erzeugen eines einzigen Elektronenbündels eingerichtet, während bei Farbfernsehbildröhren vom Inline-Typ das Elektronenstrahlerzeugungssystem drei koplanare Elektronenbündel erzeugt, die am Bildschirm konvergieren.. Mit der um die Bildröhre angeordneten Ablenkeinheit können durch Änderung der magnetischen Ablenkfelder die Elektronenbündel nach oben oder nach unten und nach links oder nach rechts über den Bildschirm bewegt werden. Durch gleichzeitige Änderung der Intensität der Bündel kann eine visuelle Darstellung von Information oder ein Bild auf dem Bildschirm erzeugt werden. Die auf dem Hals der Bildröhre befestigte Ablenkeinheit enthält zwei Ablenkspulensysteme zum Ablenken der Elektronenbündel in zwei quer zueinander verlaufende Richtungen. Jedes System enthält zwei Spulen, die an einander gegenüberliegenden Stellen des Röhrenhalses angeordnet sind, wobei die Systeme in bezug aufeinander um 90° auf dem Röhrephals verschoben sind. Bei Erregung erzeugen die zwei Ablenkspulensysteme orthogonale Ablenkfelder.

Im wesentlichen verlaufen die Felder senkrecht zur Bahn der nicht abgelenkten Elektronenbündel. Ein zylindri-

PHN 10 535 £^Ί 6.12.1983

scher Kern aus magnetisierbarem Werkstoff, der, wenn die Ablenkspulensysteme beide vom Satteltyp sind, eng um die Ablenkspulensysteme liegen kann, wird meist dazu Verwendet, die Ablenkfelder zu konzentrieren und die Flussdichte im Ablenkbereich zu vergrössern.

Zur Erzielung einer guten Bildqualität sind den dynamischen magnetischen Dipol-Ablenkfelder oft magnetische Feldkomponenten höherer Ordnung zuzufügen. So machen beispielsweise die immer strenger werdenden Anforderungen hinsichtlich der Konvergenz bei Drei-in-Linie-Farbfernsehsystemen neben einer starken negativen Magnetsechspolkomponente im Mittelbereich des Vertikalablenkfelds eine starke positive Magnetsechspolkomponente an der Strahlerzeugungssystemseite des Vertikalablenkfelds notwendig. Die starke positive Sechspolkomonente ist für die Vertikalkomakorrektur notwendig. Der Effekt einer positiven Sechspolkomponente auf das Dipolablenkfeld ist ein kissenförmiger Feldverlauf. Für ein selbstkonvergierendes Inline-Farbfernsehsystem mit einem grünen Mittelbündel und roten und blauen Aussenbündeln wird unter Vertikalkoma eine Vertikalverschiebung des roten und des blauen Bündels gegen das grüne Bündel verstanden. Werden keine Massnahmen zur Korrektur getroffen, so werden rot und blau weiter abgelenkt als grün. Bei einem kissenförmigen Ablenkfeld an der Erzeugerseite erfahren rot und blau ein schwächeres Ablenkfeld als grün. Dadurch werden rot und blau weniger weit abgelenkt.

Ablenkeinheiten eingengs erwähnter Art enthalten Vertikalablenkspulen vom Satteltyp. Es sind selbsttragende Spulen, die eine Anzahl Leiter enthalten, die zu ersten und zweiten Seitengruppe : einer bogenförmigen vorderen Endgruppe und einer bogenförmigen rückwärtigen Endgruppe gewickelt sind, die zusammen ein Fenster bilden. Bei derartigen Spulen können die rückwärtigen Endgruppen vom Glaskolben der Bildröhre hochgeklappt sein (ursprünglicher Sattelspulentyp) oder "flach" liegen, wobei die rückwärtige Endgruppe gleichsam dem Kolbenprofil der Bildröhre folgt.

Ein kissenfÖrmiges Bild wird erzeugt, wenn die Fensteröffnungen der zwei Sattelspulen eines Ablenkspulen-

BAD ORIGINAL

PHN 10 535 ?$ 6.12.1983

systems gross sind, und ein tonnenförmiges Feld, wenn die Fensteröffnungen klein sind. Für ein selbstkonvergierendes System muss das Vertikalablenkfeld im Mittelbereich eine tonnenförmige Verteilung aufweisen - die einzelnen Vertikalablenksattelspulen müssen also eine kleine Fensteröffnung haben - und an der Erzeugerseite eine kissenförmige Verteilung (grosse Fensteröffnung) und an der Schirmseite eine homogene, eine stärker oder eine weniger stark kissenförmige Verteilung in Abhängigkeit davon, wieviel Ost-West-Bildverzerrung man erlauben will. Derartige Feldverteilungen sind auch für monochrome Bildröhren-Ablenkeinheiten wichtig, die eine hohe Auflösung haben müssen.

Bisher war es nicht möglich, unter Verwendung der üblichen Vickelmethoden Sattelspulen mit einer sich so stark ändernden Fensteröffnung herzustellen, wie sie für die genannten Anwendungen gewünscht wird. Zwar sind mehrere Kompromisslösungen zur Verringerung des Problems bekannt. So kann an der Erzeugerseite ein weniger grosses Fenster, als faktisch notwendig ist, ausreichen, wenn mit Hilfe im Vertikalablenkfeld angeordneter Segmente aus weichmagnetischem metallischem "Werkstoff die Kissenförmigkeit des Vertikalablenkfeldes verstärkt wird. Die Verwendung derartiger Segmente ist jedoch vom energetischem (Empfindlichkeits-) Blickpunkt aus unerwünscht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ablenkeinheit zu schaffen, die zu einem Vertikalablenkfeld mit hinsichtlich der Selbstkonvergenz und der Ost-West-Rasterverzeichnung gewünschten Feldform führt, ohne dass an dieser Stelle, immerhin zumindest an der Erzeugerseite, zusätzliche Hilfsmittel erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird bei einer Ablenkeinheit eingangs

erwähnter Art gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass jede Vertikalablenkspule zwei weitere, dritte und vierte Seitenstränge mit zwei bogenförmigen vorderen bzw. rüpkwärtigen Endabschnitten besitzt, die zusammen ein zweites, im ersten Fenster liegendes Fenster bilden.

Die Vertikalablenkspule besteht grundsätzlich aus zwei Wicklungen, die an der Erzeugerseite verschiedene

PHN 10 535 X * 6.12.1983

Längen haben. Die äussere Wicklung mit einer grösseren Fensteröffnung geht am weitesten in Richtung auf das Erzeugersystem durch, wodurch an der Erzeugerseite ein kissenförmiges Feld erzeugt wird.

Die innere Wicklung, die nicht so weit in Richtung auf das Erzeugersystem durchgeht, hat an ihrer Erzeugerseite eine kleinere Fensteröffnung, wodurch das System als Ganzes im Mittelbereich des Ablenkfeldes kein kissenförmiges, sondern ein tonnenförmiges Feld erzeugt. Diese kleinere Fensteröffnung weitet sich in Richtung auf den Bildschirm auf, damit an der Schirmseite des Spulensystems ein homogenes Ablenkfeld, ein stärker oder weniger stark kissenförmiges Ablenkfeld erzeugt wird (von der Grosse der Aufweitung abhängig).

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die mittleren' Teile der beiden rückwärtigen Endabschnitte einander angenähert. Auf diese Weise werden gleichsam an den Enden der Seitenstränge zwei schleifenförmige Segmente gebildet, die, insbesondere wenn sie an beiden Seiten der radialen Positionen von 30° und 150° liegen, die Kissenform des Vertikalablenkfelds an der Erzeugerseite verstärken. Gegebenenfalls können die mittleren Teile der beiden rückwärtigen Endabschnitte aneinander anliegen. Die zwei Abschnitte können dabei zur Vergrösserung der mechanischen Stabilität mechanisch verbunden werden.

Einige Ausführungsbeispiel der Erfindung werden nunmehr an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt (entlang der y-z-Ebene) durch eine Kathodenstrahlröhre mit einer darauf montierten Ablenkeinheit,

Fig. 2 an Hand des Parameters Θ,- die Sechspolkomponente eines Ablenkfelds, die für die Grosse der Kissenbzw. Tonnenförmigkeit quer zur z-Achse eines mittels eines charakteristischen Vertikalablenkspulensystems erzeugten Vertikalablenkfeldes bestimmend ist,

Fig. 3 und 4 in Perspektive je eine Ansicht einer einzigen Spule eines Ablenkspulensystems, Fig. 5a und 5b in Perspektive je eine Ansicht einer

BAD ORIGINAL

D υ υ υ

PHN 10 535

ϋ τ 6.12.1983

einzigen Spule eines anderen Ablenkspulensystems,

Fig. 6a einen Schnitt durch ein (Vertikal-)Ablenkspulensystem mit Spulen des in Fig. k dargestellten Typs entlang einer Ebene durch die z-Achse, Fig. 6b einen Schnitt durch ein (Vertikal-)Ablenkspulensystem mit Spulen des in Fig. 5 dargestellten Typs entlang einer Ebene durch die z-Achse,

Fig. 7a einen Schnitt durch das Spulensystem nach Fig. 6a entlang der Achse A-A,

Fig. 7b einen Schnitt durch das Spulensystem nach Fig. 6a entlang der Linie B-B,

Fig. 7c einen Schnitt durch das Spul en sy s-t em nach Fig. 6b entlang der Linie C-C,

Fig. 8 den Aufbau eines Horizontalablenkfeldes an Hand von Schnitten durch eine Bildröhre,

Fig. 9 den Aufbau eines Vertikalablenkfeldes mit einer kissenförmigen Verteilung an Hand von Schnitten durch eine Bildröhre,

Fig. 10 den Aufbau eines Vertikalablenkfeldes mit einer tonnenförmigen Verteilung an Hand von Schnitten durch eine Bildröhre.

Die in Fig. 1 dargestellte Kathodenstrahlröhre 1 weist einen Kolben 6 auf, der aus einem schmalen Hals 2, in dem ein Elektronenstrahlerzeugungssystem 3 montiert ist, einem konusförmigen Teil h und einem Bildschirm 5 besteht. Auf der Röhre 1 ist beim übergang zwischen dem Hals 2 und dem Konus h eine Ablenkeinheit 7 angeordnet. Diese Ablenkeinheit 7 enthält einen Träger 8 aus Isoliermaterial mit einem vorderen Ende 9 und einem rückwärtigen Ende 10. Zwischen diesen Enden 9 und 10 befinden sich an der Innenseite des Trägers 8 ein Ablenkspulensatz 11, 11' zum Erzeugen eines horizontalen Ablenkfelds für das vom Elektronen-Strahlsystem 3 erzeugte Elektronenbündel und an der Aussenseite des Trägers 8 ein: .Spulensatz 12, 12' zum Erzeugen eines vertikalen Ablenkfeldes. Die Ablenkspulensystems 11, 11' und 12, 12' sind von einem Ringkern kk aus magnetisierbarem Werkstoff umgeben. Die einzelnen Spulen 12, 12' des Vertikalablenkspulensystems, die wie die Spulen 11, 11' des

PHN 10 535 # * 6.12.1983

Horizontalablenkspulensystems vom Satteltyp mit "flachen" rückwärtigen Endgruppen sind, sind mit inneren und äusseren Fenstern gewickelt.

Die Erfindung ermöglicht insbesondere des Erzeugen eines (Vertikal-) Ablenkfeldes vom Typ nach Fig. 2. Diese Figur zeigt an Hand des Parameters Qy- die Sechspolkomponente eines charakteristischen vertikalen Ablenkfeldes. Ein positiver Wert der Sechspolkomponenten Q^ tritt an der Erzeugerseite (z = Z_n), ein etwas kleinerer, positiver Wert

an der Schirmseite (z = ζ ) des Ablenkfeldes und ein negativer Vert von Q, im mittleren Bereich des Ablenkfeldes auf. Wie noch näher erläutert wird, bedeutet dies, dass das Ablenkfeld an der Erzeugerseite kissenförmig, im mittleren Bereich tonnenförmig und an der Schirmseite wieder in geringerem Masse kissenförmig ist.

Fig. 3 zeigt eine Sattelspule 12 des Vertikalablenkspulensystems 12, 12· nach Fig. 1. Die Spule 12 ist aus einem ersten Seitenstrang 13 und aus einem zweiten Seitenstrang 14 sowie aus einer ersten rückwärtigen Endgruppe 15 und einer ersten vorderen Endgruppe 16 aufgebaut, die zusammen ein Fenster 17 bilden. Im Fenster 17 liegt eine weitere Wicklung, die von einem dritten Seitenstrang 19 und einem vierten Seitenstrang 20 sowie einer zweiten rückwärtigen Endgruppe 21 und einer zweiten vorderen Endgruppe 22 gebildet ist und ein Fenster 18 einschliesst. Die Spule 12 ist in nur einem Wickelgang hergestellt, wobei zunächst die inneren Windungengruppen und anschliessend die äusseren Windungengruppen gewickelt wurden. Die rückwärtigen Endgruppen 15 und 21 sind "flach", während dagegen die vorderen Endgruppen 16 und 22 hochgeklappt sind. Ein Querschnitt durch ein Vertikalablenkspulensystem mit zwei Sattelspulen vom Typ nach Fig. 3 ist in Fig. 6a dargestellt. Die Grosse der Fensteröffnung der Spule 12 an der Erzeugerseite wird durch die Öffnung des äusseren Fensters 17 bestimmt.

Dieses Fenster 17 kann an dieser Stelle so gross gemacht werden, dass dort ein Feld mit der verlangten Grosse der Kissenförmigkeit erzeugt wird. Fig. Ja zeigt eine so erzeugte Kissenverteilung. Fig. 7b zeigt die tonnen-

BAD ORIGINAL

PHN 10 535 -V ^ 6.12.1983

förmige Feldverteilung, die im mittleren Bereich des Vertikalablenkspulensystems 12, 12' erzeugt wird.

Eine Abwandlung der Spule 12 nach Fig. 3 ist in Fig. k dargestellt, die eine Vertikalablenk-Sattelspule 23 zeigt, mit einem ersten und zweiten Seitenstrang Zk und 25, mit einer ersten rückwärtigen Endgruppe 26 und einer ersten vorderen Endgruppe 27» die zusammen ein Fenster 28 ein— schliessen. Die Ablenkspule 23 weist weiter einen dritten und vierten Seitenstrang 29 und 30 sowie eine zweite rückwärtige Endgruppe 31 und eine zweite vordere Endgruppe 32

auf, die zusammen ein Fenster 33 einschliessen, das sich ^!». von hinten nach vorn aufweitet. Da die vorderen Endgruppen 26 und 32 hochgeklappt sind im Vergleich zu den weiteren Teilen der Spule 23, ist dies in der Figur nicht gut siehtbar. Das Fenster 33 ist in diesem Fall an der Vorderseite so weit, dass die Seitenstränge 25, 29 bzw. Zk, 30 teilweise aneinander anliegen; im Gegensatz zu den Seitensträngen 17, 19 bzw. Ik, 20 der Spule 12 in Fig. 3, die voneinander getrennte Positionen einnehmen. Mit Spulen nach Fig. k kann im Prinzip ein kräftigeres kissenförmiges Feld an der Vorderseite als mit Spulen nach Fig. 3 erzeugt werden.

In Fig. 5a ist eine andere Abwandlung der Spule 12 in Fig. 3 dargestellt. Die Vertikal-Ablenk-Sattelspule 34 hat abweichend von der Spule 12 eine erste rückwärtige Endgruppe 35, dessen Mitte 36 näher bei der zweiten rückwärtigen Endgruppe 37 liegt als die an die Mitte grenzenden Teile. Auf diese Weise werden an der Rückseite der Seitenstränge 38 und 39 schleifenförmige Teile gebildet, die eine Verstärkung des an der Rückseite erzeugten kissenförmigen Ablenkfeldes zur Folge haben.

In Fig. 6b ist ein Schnitt durch ein Vertikalablenkspulensystem mit zwei Vertikalablenk-Sattelspulen nach Fig. 5 dargestellt.

Fig. 7c zeigt einen Schnitt durch das Ablenkspulensystem nach Fig. 6b entlang der Linie C-C. Mit 38, kO bzw. 39> 41 sind die Schnitte durch die schleifenförmigen Teile angegeben, die dafür sorgen, dass das Ablenkfeld nach Fig.7c stärker kissenförmig ist als das Ablenkfeld nach Fig. 7a·

PHN 10 535 β 6.12.1983

Die Lage der Mitten der schleifenförraigen Teile 38, 40 bzw. 39» ^l wird vom Winkel ψ in bezug auf die Y-Achse gegeben. ψ uttd (p' betragen etwa 30° bzw. 150°; mit anderen Worten, die schleifenförmigen Teile liegen auf radialen Positionen von etwa 30° und 150°.

Die besonderen Formgebungen der Spulen nach Fig.· h und 5a können auch kombiniert werden. Eine derartige Spule k3 ist in Fig. 5b dargestellt.

Die Grosse der Tonnen- und Kissenförmigkeit eines Ablenkfeldes wird von der dynamischen Sechspolkomponente des Ablenkfelds bestimmt. An Hand der Fig. 8, 9 und 10 wird dies näher erläutert.

Fig. 8 zeigt einen Schnitt durch eine Bildröhre entlang einer Ebene senkrecht zur z-Achse. Die in der BiIdröhre erzeugten Elektronenbündel sind mit R, G und B bezeichnet. Die Pfeile in Fig. 8a stellen das Dipolvertikalablenkfeld dar. Bei der dargestellten Orientierung des Horizontalablenkfeldes erfolgt eine Ablenkung der Elektronenbündel nach rechts. Die drei Elektronenbündel liegen also in der gleichen Ebene wie die, in der die Ablenkung erfolgt. Die Pfeile in Fig. 8b stellen ein Sechspolfeld dar, dessen Orientierung derart ist, dass die Seitenbündel R und B eine zusätzliche Ablenkung gegenüber dem mittleren Bündel in der Ebene erfahren, in der sie liegen. In einem derartigen Fall wird das Sechspolfeld als positives Sechspol- (Horizontalablenk-)Feld definiert. Ein Sechspolfeld mit einer Orientierung, bei der die Aussenbündel eine geringere Ablenkung als das mittlere Bündel in der Ebene erfahren, in der sie liegen, wird als negatives (Horizontal-) Sechspolfeld definiert. Beim Definieren des Vorzeichens eines Vertikalablenk-Sechspolfelds wird immer zum vergleichbaren Zustand bei einem Horizontalablenkfeld zurückgegangen.

Fig. 9 zeigt gleichfalls einen Schnitt durch eine Bildröhre entlang einer Ebene senkrecht zur z-Achse. Die Pfeile in Fig. 9a stellen das Dipolvertikalablenkfeld dar. Bei der dargestellten Orientierung des Dipolablenkfelds erfolgt die Ablenkung der Elektronenbündel R, G und B nach v. oben hin. Die drei Elektronenbündel liegen in diesem Fall

BAD ORIGINAL

3346U6Ö

β * * fr *

»ft ··♦·

PHN 10 535 9 ^ 6.12.1983

also in einer Ebene senkrecht zur Ablenkebene. Die Pfeile in Fig. 9b stellen ein Sechspolfeld dar, dessen Orientierung derart ist, dass, zurückgehend zum vergleichbaren Zustand bei einem Horizontalablenkfeld (dazu sind Fig. 9& und 9b eine Vierteldrehung rechtsherum zu drehen), dieses Sechspolfeld positiv ist. In Fig. 9c ist das sich ergebende Vertikalablenkfeld dargestellt; es ist kissenförmig.

Fig. 10 zeigt gleichfalls einen Schnitt durch eine Bildröhre entlang einer Ebene senkrecht zur z-Achse. Die Pfeile in Fig. 10a stellen das Dipolvertikalablenkfeld dar. Bei der dargestellten Orientierung des Dipolablenkfelds erfolgt die Ablenkung der Elektronenbündel R, G und B nach oben hin. Die drei Elektronenbündel liegen also in einer Ebene senkrecht zur Ablenkebene. Die Pfeile in Fig. 10b stellen ein Sechspolfeld dar, dessen Orientierung derart ist, dass, wenn zum vergleichbaren Zustand bei einem Horizontalablenkfeld zurückgegangen wird, dieses Sechspolfeld negativ ist. In Fig. 10c ist das sich ergebende Vertikalablenkfeld dargestellt; es ist tonnenförmig.

Claims

PHN 10 535 X5 6.12.1983

Patentansprüche

hl Ablenkeinheit für eine Fernsehbildröhre, mit einem Horizontal- und einem Vertikalablenkspulensystem, welches zwei einander diametral gegenüberliegende Vertikalablenkspulen vom Satteltyp enthält, wobei jede Vertikalablenkst spule einen ersten Satz aus einer Anzahl Leitern enthält, die zur Bildung erster und zweiter Seitenstränge gewickelt sind, die sich in Längsrichtung der Ablenkeinheit erstrecken, und zwei bogenförmige vordere bzw. rückwärtige Endgruppen aufweist, die die ersten und zweiten Seiten- ^O gruppen miteinander verbinden, die zusammen ein erstes Fenster bilden, dadurch gekennzeichnet, dass jede Vertikalablenkspule einen zweiten Satz einer Anzahl Leiter enthält, die zur Bildung dritter und vierter Seitenstränge in der Längsrichtung der Ablenkeinheit mit zwei bogenförmigen, zweiten vorderen bzw. rückwärtigen Endgruppen besitzt, die die dritten und vierten Seitenstränge miteinander verbinden, wobei die dritten und vierten Seitenstränge kürzer als die ersten und zweiten Seitenstränge sind und zusammen ein zweites Fenster bilden, das im ersten Fenster liegt, und wobei der erste Satz getrennt vom zweiten Satz gewickelt ist, während die zweite vordere Endgruppe eine gemeinsame Grenze mit zumindest einem Teil der ersten vorderen Endgruppe hat.
2. Ablenkeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Fenster sich zur vorderen Endgruppe hin aufweitet.
3. Ablenkeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge-, kennzeichnet, dass die mittleren Teile der beiden rückwärtigen Endgruppen einander angenähert sind.

k. Ablenkeinheit nach Anspruch 31 dadurch gekennzeichnet, dass die mittleren Teile der beiden rückwärtigen Endgruppen aneinander anliegen.
5· Ablenkeinheit nach Anspruch 1, 2, 3 oder k, dadurch

PHN 10 535 yij 6.12.1983

gekennzeichnet, dass die benachbarten Seitenstränge der beiden Vertikalablenkspulen wenigstens teilweise aneinander anliegen.

BAD ORIGINAL