DE69311297T2 - Ablenkjoch mit gabelförmigem Shunt - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Ablenkvorrichtung in einem Farbbildröhren-(CRT-)Anzeigesystem nach der Definition im Oberbegriff des Anspruches 1. Eine solche Ablenkvorrichtung ist aus EP-A-0 519 505 bekannt.
• Aufgrund der Flachheit der Kathodenstrahlröhre (CRT) kann eine unten oder oben auf dem Bildschirm der CRT dargestellte Linie, die idealerweise als gerade horizontale Linie erscheinen sollte, einen Geometriefehler aufweisen, der gewöhnlich als äußere geometrische Nord-Süd-Kissenverzeichnung bezeichnet wird. Selbst wenn die äußere geometrische Kissenverzeichnung beispielsweise durch Verwendung von herkömmlichen Magneten oben und unten am Joch vollständig korrigiert wird, kann dies eine innere geometrische Nord-Süd-Resttonnenverzeichnung bewirken. Die innere geometrische Nord-Süd-Tonnenverzeichnung tritt in einem Bereich halbwegs zwischen Oberseite und Mitte des CRT-Bildschirms oder halbwegs zwischen Unterseite und Mitte des CRT-Bildschirms auf dem CRT- Bildschirm auf. Es kann wünschenswert sein, eine solche innere geometrische Nord-Süd-Verzerrung so zu korrigieren, daß der gesamte Nord-Süd-Geometriefehler verringert wird. Zusätzlich kann aufgrund der Flachheit der CRT ein gewöhnlich als Knicklinienverzeichnung bezeichneter Geometriefehler in auf dem Bildschirm der CRT dargestellten horizontalen Linien erscheinen. Es kann ebenfalls wünschenswert sein, diese Knicklinienverzeichnung zu korrigieren. Es sind daher vier Eckmagneten, die ein erfindungsgemäßes Merkmal verkörpern, in der Nähe des Elektronenstrahlaustrittsteils des Ablenkjochs angeordnet. Die Eckmagneten sind symmetrisch jeweils an vier Quadranten einer zur Z-Achse der CRT senkrechten Ebene angeordnet. Das durch die Eckmagneten erzeugte Feld korrigiert die oben erwähnten Geometriefehler.
• Eine Ablenkvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Kathodenstrahlröhre eines In- line-Systems mit einem evakuierten Glaskolben. An eine Ende des Kolbens ist ein Bildschirm angeordnet. Am zweiten Ende des Kolbens ist eine Elektronenkanonenbaugruppe angeordnet. Die Elektronenkanonenbaugruppe erzeugt eine Mehrzahl von Elektronenstrahlen, die bei Ablenkung entsprechende Raster auf dem Bildschirm bilden. Um den Kolben herum ist ein Ablenkjoch angebracht, das eine vertikale Ablenkspule zum Erzeugen eines vertikalen Ablenkfeldes in der Kathodenstrahlröhre enthält. Das Ablenkjoch enthält weiterhin eine horizontale Ablenkspule zum Erzeugen eines horizontalen Ablenkfeldes in der Kathodenstrahlröhre. An die vertikalen und horizontalen Ablenkspulen ist ein aus magnetisch permeablem Material hergestellter Kern magnetisch angekoppelt. Ein Eckmagnet mit einer Nord- Süd-Achse, die allgemein parallel zu einer Z-Achse des Jochs liegt, ist in der Nähe eines Strahlaustrittsabschnitts angeordnet, der einer Y-Achse näher als einer X-Achse des Jochs ist.
• Figur 1 zeigt eine Seitenansicht eines Ablenkjochs nach einem Aspekt der Erfindung, das an einer Kathodenstrahlröhre angebracht ist;
• Figur 2 zeigt eine Vorderansicht des Ablenkjochs der Figur 1 vom Bildschirm der Kathodenstrahlröhre aus gesehen;
• Figur 3 zeigt ausführlicher eine Seitenansicht des Jochs der Figur 1;
• Figur 4 zeigt ein entsprechendes Anzeigemuster auf einem Bildschirm einer Kathodenstrahlröhre zur Erläuterung entsprechender Strahlauftreffehler;
• Figur 5 zeigt eine Draufsicht von Eckmagneten nach einem erfindungsgemäßen Merkmal des Jochs der Figur 1; und
• Figuren 6a-6d zeigen harmonische Potentialverteilungsfunktionen des Jochs der Figur 1.
• In der Figur 1 enthält eine CRT 10 einen Bildschirm bzw. Schirmträger 11, auf dem sich wiederholende Gruppen von roten, grünen und blauen Leuchtstoffdreiern abgelagert sind. Die CRT 10 ist von dem Typ mit einem Superflach-Schirmträger Größe 27V bzw. 68 Zentimeter. Der Ablenkwinkel beträgt 108º. Die als Projektionsentfernung bezeichnete Entfernung von der Jochbezugslinie zur Innenseite des Schirms in der Schirmmitte beträgt 275 Millimeter. Der Schirmträger 11 ist viel flacher als bei typischen CRTs, und die sagittalen Höhen betragen nur die Hälfte von denen einer typischen Schirmkontur.
• Die Kontur der Innenfläche des Schirmträgers 11 wird durch folgende Gleichung definiert:
• Zc = A1 X² + A2 X&sup4; + A3 X&sup6; + A4 Y² + A5 X² Y² + A6 X&sup4; Y² + A7 X&sup6; Y² + A8 Y&sup4; + A9 X² Y&sup4; + A10 X&sup4; Y&sup4; + A11 X&sup6; Y&sup4; + A12 Y&sup6; + A13 X² Y&sup6; + A14 X&sup4; Y&sup6; + A15 X&sup6; Y&sup6;
• wobei:
• Zc die Entfernung von einer die Mitte der inneren Oberflächenkontur tangierenden Ebene ist,
• X und Y Entfernungen von der Mitte in Richtung der Haupt- bzw. Nebenachsen darstellen,
• A1 bis A15 Koeffizienten sind, die von der diagonalen Abmessung des Schirmträgers abhängig sind.
• In der Tabelle I sind für einen Röhrenschirmträger der CRT 10 mit einem Bildschirm mit einer diagonalen Abmessung von 68 cm geeignete Koeffizienten A1 bis A15 dargestellt. Eine CRT mit der durch diese Koeffizienten definierten Kontur kann bei Verwendung der unten beschriebenen erfindungsgemäßen Merkmale in ihren Konvergenzeigenschaften vorteilhaft beeinflußt sein. Zur Verwendung der Koeffizienten der Tabelle müssen die X- und Y-Abmessungen in Millimetern angegeben sein. TABELLE
• Eine Elektronenkanonenbaugruppe 15 ist in einem Halsteil 12 der Röhre dem Schirmtriger gegenüberliegend befestigt. Die Kanonenbaugruppe 15 erzeugt drei horizontale In-line-Strahlen R, G und B. Eine allgemein mit 16 bezeichnete Ablenkjochbaugruppe ist um den Hals und konisch erweiterten Teil der Röhre herum durch einen geeigneten Jochhalter bzw. eine geeignete Kunststoff- Zwischenlegvorrichtung 19 befestigt. Das Joch 16 enthält auch einen konisch erweiterten Ferritkern 17, eine vertikale Ablenkspule 18V und eine horizontale Ablenkspule 18H. Das Ablenkjoch 16 ist vom selbtkonvergierenden Typ.
• Figur 2 zeigt ausführlicher das Ablenkjoch 16 nach einem Aspekt der Erfindung. Gleichartige Zeichen und Ziffern in den Figuren 1 und 2 deuten gleichartige Gegenstände oder Funktionen an. In der Figur 2 wird die Jochbaugruppe von der Austrittsseite des Elektronenstrahls aus betrachtet. Der Kunststoff-Jochhalter 19 der Figur 2 dient zum Halten eines Paars von sattelartigen horizontalen Ablenkspulen 18H in ordnungsgemäßer Orientierung zum konisch erweiterten Ferritkern 17, um den die vertikale Ablenkwicklung 18V herumgewickelt ist. Das Ablenkjoch 16 ist daher ein Sattel-Toroid- (ST-)Typ. In der in Figur 3 dargestellten Seitenansicht befindet sich rechts ein Strahlaustrittsende. Gleichartige Zeichen und Ziffern in den Figuren 1, 2 und 3 deuten gleichartige Gegenstände oder Funktionen an.
• Eine Längs- bzw. Z-Achse des Jochs 16 bzw. der CRT 10 der Figur 1 ist auf herkömmliche Weise definiert. In jeder durch eine entsprechende Koordinate Z definierten Ebene des Jochs 16, die senkrecht zur Z-Achse liegt, ist eine entsprechende Y-Achse parallel zu einer senkrechten bzw. Nebenachse des Schirms 11 definiert. Ähnlich ist eine entsprechende X-Achse parallel zu einer horizontalen bzw. Hauptachse des Bildschirms 11 definiert. Die Koordinate X=Y=0 in jeder Ebene des Jochs 16 befindet sich auf der Z-Achse.
• In der Nähe eines Strahleintrittsendes des Jochs 16 von beispielsweise der Figur 1 ist ein durch die Spule 18V erzeugtes vertikales Ablenkfeld vorzugsweise kissenförmig zur Korrektur von vertikaler Leuchtfleckverzerrung. Zur Verringerung von Überkonvergenz an den 6- und 12-Uhr-Stellen wird das durch die vertikale Ablenkspule 18V erzeugte vertikale Ablenkfeld an einem Zwischenteil des Jochs zwischen den Strahleintritts- und Austrittsenden des Jochs 16 der Figur 1 tonnenförmig gemacht.
• Es kann wünschenswert sein, den Grad an tonnenförmiger Feldungleichförmigkeit mehr zu verbessern, als durch Anordnung der Wicklungsverteilung der vertikalen Ablenkspule erreicht werden kann. Dementsprechend sind in der Nähe der Oberseite und Unterseite des Jochs im Zwischenteil des Jochs ein Paar von aus weichem oder permeablem Werkstoff hergestellten Feldbildnern bzw. Nebenschlüssen 23a und 23b angebracht. Die Feldbildner 23a und 23b erhöhen vorteilhafterweise die Ungleichförmigkeit des tonnenförmigen Feldes und sind an der Seite des Kunststoff-Jochhalters bzw. -Isolators 19 angebracht, der zwischen der vertikalen Ablenkwicklung 18V und dem Hals der CRT 10 der vertikalen Ablenkwicklung 18V gegenüberliegt.
• Die Figur 4 zeigt in gestrichelten Linien eine gekrümmte horizontale Zeile A1 eines Anzeigemusters beispielsweise oben auf dem Schirm 11 der CRT 10. Gleichartige Zeichen und Ziffern in Figuren 1-4 deuten gleichartige Gegenstände oder Funktionen an. Die Zeile A1 der Figur 4 ist gekrümmt, wenn die externe N-S-Rasterverzeichnung nicht korrigiert ist. Die externe N-S-Rasterverzeichnung wird durch die Entfernung d3 in der Figur 4 gemessen, die die Höchstabweichung zwischen Zeile A1 und einer idealen geraden horizontalen Zeile A1' darstellt. Zur Korrektur einer solchen N-S-Rasterverzeichnung wird ein Paar von Magneten 21a und 21b der Figuren 2 und 3 in der Nähe der Oberseite bzw. Unterseite des Jochs am vorderen bzw. Strahlaustrittsteil des Jochs angebracht. Die Magneten 21a und 21b sind in Ausnehmungen im Halter 19 befestigt und sind wie angedeutet polarisiert. Die in der Nähe des Strahlaustrittsendes des Jochs angeordneten Magneten 21a und 21b der Figur 2 werden zur Korrektur der externen Nord-Süd-Kissenverzeichnung (von oben nach unten) benutzt. Das vom Magnet 21a erzeugte Magnetfeld beispielsweise bietet die größte Ablenkraft in der Nähe der Mitte am oberen Ende des Rasters und die geringste in der Nähe der Seiten des Rastere. So ist das Magnetfeld des Magneten 21a zur Korrektur der äußeren N-S-Kissenverzeichnung geeignet. Als Ergebnis der Korrektur kann sich die Zeile A1 der Figur 4 der idealen geraden horizontalen Linie A1' nähern, die als durchgezogene Linie auf dem Schirm 11 dargestellt ist. Der Magnet 21b der Figuren 2 und 3 führt eine ähnliche Funktion durch, wenn die Zeile am unteren Ende des Schirms dargestellt wird.
• Die Magneten 21a und 21b können die Tonnenförmigkeit des vertikalen Ablenkfeldes mindern, die zur Bereitstellung ordnungsgemäßer Konvergenz notwendig ist. Um teilweise die Tonnenförmigkeit des vertikalen Ablenkfeldes wiederherzustellen, ist ein Paar von Magneten 22a und 22b neben der konisch erweiterten Innenfläche des Jochs oben und unten näher am Strahleintrittsende des Jochs angeordnet. Die Magneten 22a und 22b sind so angebracht, daß sie der Kontur der Spule 18H entsprechen und zwischen Spule 18H und dem Hals der CRT 10 angeordnet sind. Die Magneten 22a und 22b wie auch die Nebenschlüsse 23a und 23b kompensieren den Konvergenzfehler, der sonst durch Magneten 21a bzw. 21b eingeführt werden könnte. Die Konvergenzfehlerkompensation wird aufgrund der sich ergebenden Zunahme der Tonnenförmigkeit des vertikalen Ablenkfeldes in einem Gebiet des Ablenkfeldes, das entlang der Z-Achse weiter vom Schirm der CRT 10 als Magneten 21a und 21b beabstandet ist, erhalten.
• Angenommen, daß durch Magneten 21a und 21b Korrektur des externen bzw. äußeren N-S-Geometriefehlers erreicht wird. Infolge der Flachheit des Schirms 11 der CRT 10 könnte eine Zeile A2 der Figur 4 eines in gestrichelten Linien dargestellten Anzeigemusters, die im Idealfall eine gerade horizontale Linie bildet, einen tonnenförmigen Geometriefehler aufweisen. Die Zeile A2 wird in der Mitte zwischen der senkrechten Mitte und oberen Zeile A1 oder A1' der Figur 4 dargestellt. Dieser Geometriefehler wird als interner bzw. innerer N-S-Geometriefehler bezeichnet und wird auf ähnliche Weise wie der des externen N-S- Geometriefehlers gemessen. Zur Korrektur eines solchen internen N-S-Geometriefehlers kann es wünschenswert sein, in der Nähe der Seiten des Rasters eine größere Ablenkkraft in der senkrechten Richtung als in der Mitte des Rasters in Bezug auf Zeile A2 anzulegen.
• Daher ist ein Paar von permanenten Eckmagneten 24a und 25a der Figur 2 nach einem erfindungsgemäßen Merkmal an der Zwischenlegevorrichtung 19 an gegenüberliegenden Seiten des oberen Magneten 21a befestigt. Der Magnet 24a ist annähernd im Winkel φ = +29º angeordnet und der Magnet 25a ist annähernd im Winkel φ = -29º und symmetrisch zu der entsprechenden Y-Achse angeordnet. So sind die Magneten 24a und 25a jeweils näher an der Y-Achse als an der X-Achse angeordnet, da der Winkel φ kleiner als 45º ist.
• Die Verwendung der Eckmagneten 24a und 25a erlaubt die Verwendung eines Nord-Süd-Magnetens 21a, der schwächer ist als es ohne die Eckmagneten erforderlich wäre. Vorteilhafterweise wird durch Einsatz eines Magneten 21a, der schwächer ist, der oben erwähnte tonnenförmige innere Nord-Süd-Geometriefehler verringert. So wird durch die Kombination der Eckmagneten 24a und 25a mit dem Nord-Süd-Magneten 21a sowohl innere als auch äußere Nord-Süd- Geometriefehlerkorrektur bereitgestellt.
• Ein Paar von Eckmagneten 24b und 25b der Figur 2 sind in Bezug auf die X-Achse symmetrisch zu Magneten 24a bzw. 25a angeordnet. Die Eckmagneten 24b und 25b sind an gegenüberliegenden Seiten des Magnetens 21b angeordnet. Die Magneten 24a, 21a und 25a beeinflussen die Position des Auftreffpunkts des Strahls hauptsächlich dann, wenn sich der Strahlpunkt oberhalb der senkrechten Mitte des Schirms der CRT befindet. Auf ähnliche Weise beeinflussen die Magneten 24b, 21b und 25b ihn hauptsächlich dann, wenn sich der Strahlpunkt unterhalb der senkrechten Mitte befindet. Figur 5 zeigt eine Draufsicht der Magneten 21a, 24a und 25a. Gleichartige Zeichen und Ziffern in den Figuren 1-5 deuten gleichartige Gegenstände oder Funktionen an.
• In dem Beispiel der Figur 2 ist die Nord-Süd- Achse jedes der Magneten 24a, 25a, 24b und 25b allgemein parallel zu der Z-Achse angeordnet. Im Vergleich dazu liegt die Nord-Süd-Achse des Magnetens 21a senkrecht zur Z-Achse. So liegt eine Nord-Süd-Achse 24a1 des Eckmagnetens 24a parallel zur Z-Achse in der Figur 5. Eine Orientierung der Nord-Süd-Achse jedes der Magneten 24a, 25a, 24b und 25b der Figur 2 parallel zur Z-Achse ist insofern vorteilhaft, daß der gesamte N-S- Geometriefehler und auch die Knicklinienverzeichnung relativ zu einer Lage verringert sind, bei der die Nord-Süd-Achse jedes Eckmagnetens senkrecht zur Z-Achse liegt. Wenn beispielsweise die Nord-Süd-Achse jedes der Eckmagneten 24a, 25a, 24b und 25b der Figur 2 parallel zur Z-Achse liegt, wurde die externe Nord-Süd-Geometrieverzeichnung als -0,15 Prozent gemessen und die interne Nord-Süd-Geometrieverzeichnung wurde als -0,5 Prozent gemessen. Wenn vergleichsweise die Nord-Süd- Achse jedes Eckmagnetens senkrecht zur Z-Achse lag, betrugen die Ergebnisse +1,9 Prozent bzw. +0,2 Prozent. So ist die gesamte oder durchschnittliche externe/interne N-S-Verzeichnung verringert, wenn die Eckmagneten auf die in Figur 2 gezeigte Weise orientiert sind.
• Weiterhin ist auch relativ zu der hypothetischen Situation, bei der die Nord-Süd-Achse jedes dieser Eckmagneten senkrecht zur Z-Achse liegt, der Grad an Knicklinienverzerrungskorrektur verbessert. Wenn daher die Orientierung der Nord-Süd-Achse der Magneten 24a, 25a, 24b und 25b wie in Figur 2 dargestellt ist, wurde die maximale externe Knicklinienverzeichnung beispielsweise am 1:30-Uhr- Punkt als +0,16 Prozent gemessen und die maximale innere Knicklinienverzeichnung an derselben horizontalen Koordinate, die als 2A:30-Uhr-Punkt bezeichnet wird, als +0,13 Prozent gemessen, während an derselben Stelle auf dem Bildschirm, wenn die Nord-Süd- Achse senkrecht zur Z-Achse liegt, die maximale externe/interne Knicklinienverzeichnung als -0,3 bzw. +0,16 Prozent gemesseh wurde. Wenn die Größe der äußeren und der inneren Knicklinienverzeichnung jeweils dasselbe Vorzeichen aufweist, bietet das ein weniger störendes Bild, als wenn die Vorzeichen entgegengesetzt sind. Dieser Vorteil ist besonders offensichtlich bei Bild-im-Bild-Anwendungen.
• Figuren 6a, 6b, 6c und 6d zeigen in durchgezogenen Linien Potentialverteilungsfunktionen der zweiten, vierten, sechsten bzw. achten Harmonischen des horizontalen Feldes der Anordnung der Figur 1. Gleichartige Zeichen und Ziffern in Figuren 1-5 und 6a- 6d deuten gleichartige Gegenstände oder Funktionen an. Nur für Vergleichszwecke ist jeweils in Figur 1 die entsprechende harmonische Potentialfunktion in gestrichelter Linie für eine Situation dargestellt, bei der die Nord-Süd-Achse jedes der Eckmagneten 24a, 25a, 24b und 25b der Figur 2 senkrecht zur Z-Achse gerichtet ist. Durch Orientierung der Nord-Süd-Achse jedes der Eckmagneten 24a, 25a, 24b und 25b der Figur 2 parallel zur Z-Achse erhöht sich die Größe jedes der Potentialwerte der zweiten und vierten Harmonischen, wie in Figuren 6a und 6b gezeigt, während sich die Größe des jeweiligen Potentialwertes der sechsten und achten Harmonischen wie in Figuren 6c und 6d gezeigt verringert.

Claims (5)

1. Ablenkvorrichtung mit folgenden:

einer Kathodenstrahlröhre (10) eines In-line- Systems mit einem evakuierten Glaskolben, einem an einem Ende des besagten Kolbens angeordneten Bildschirm (11), einer an einem zweiten Ende des besagten Kolbens angeordneten Elektronenkanonenbaugruppe (15), wobei die besagte Elektronenkanonenbaugruppe eine Mehrzahl von Elektronenstrahlen (R, G, B) erzeugt, die bei Ablenkung entsprechende Raster auf dem besagten Schirm bilden;

einem um den besagten Kolben herum angebrachten Ablenkjoch (16) mit folgenden:

einer vertikalen Ablenkspule (18V) zum Erzeugen eines vertikalen Ablenkfeldes in der besagten Kathodenstrahlröhre;

einer horizontalen Ablenkspule (18H) zum Erzeugen eines horizontalen Ablenkfeldes in der besagten Kathodenstrahlröhre;

einem aus magnetisch permeablem Werkstoff hergestellten Kern (17), der magnetisch an besagte vertikale und horizontale Ablenkspulen angekoppelt ist;

ersten (24a), zweiten (24b), dritten (25a) und vierten (25b) Eckmagneten, die jeweils symmetrisch an vier Quadranten einer zur Längsachse des besagten Jochs (16) senkrechten Ebene (X-Y) angeordnet sind, wobei die besagten Eckmagneten jeweils eine Nord-Süd-Achse aufweisen, die allgemein parallel zur besagten Längsachse des besagten Jochs liegt,

dadurch gekennzeichnet, daß jeder der besagten Eckmagneten (24a, b; 25a, b) in der Nähe des Strahlaustrittsabschnitts des Jochs näher an der vertikalen Ablenkachse als an der horizontalen Ablenkachse angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen fünften Magneten (21a), der in einer Nähe der besagten vertikalen Ablenkachse in der Nähe des besagten Strahlaustrittsendes des besagten Jochs zwischen besagten ersten (24a) und dritten (25a) Eckmagneten angeordnet ist und eine Nord-Süd-Achse aufweist, die senkrecht zur besagten Längsachse liegt, und

einen sechsten Magneten (21b), der in einer Nähe der besagten vertikalen Ablenkachse in der Nähe des besagten Strahlaustrittsendes des besagten Jochs zwischen besagten vierten (25b) und zweiten (24b) Eckmagneten angeordnet ist und eine Nord-Süd-Achse aufweist, die senkrecht zur besagten Längsachse liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der besagten Eckmagneten (24a, b; 25a, b) einen Permanentmagneten umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorderende jedes der besagten Eckmagneten (24a, b; 25a, b) in derselben senkrechten Ebene des besagten Jochs angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß besagte fünfte (21a) und sechste (21b) Magneten den äußeren Nord-Süd-Geometriefehler korrigieren und wobei die besagten Eckmagneten (24a, b; 25a, b) mehr inneren Nord-Süd-Geometriefehler korrigieren als die besagten fünften (21a) und sechsten (21b) Magneten.