DE1512407B1 - Ablenkeinheit für eine Fernsehbildr¦hre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ablenkeinheit für eine Fernsehbildröhre, insbesondere eine Lochmasken-Farbbildröhre, deren Kolben einen zylindrischen Hals und einen sich erweiternden Konus aufweist, mit je zwei Sattelspulen für die Horizontal- bzw. Vertikalablenkung, deren seitliche Wicklungsteile auf dem Röhrenkonus aufliegen und in ihrem Querschnitt vom Spulenfenster nach außen kontinuierlich zunehmen.

Bei Ablenkeinheiten ist es bekannt (USA.-Patentschrift 2 570 425), die Ablenkspulen so auszubilden, daß im Spulenquerschnitt senkrecht zur Achse der Bildröhre gesehen, die Zahl der Windungsdrähte von der Innenseite der Spule nach ihrer Außenseite zunimmt, die Spule in ihrem Querschnitt also dicker wird. Bei einer bekannten Ausführungsform verläuft die Verteilung am bildschirmseitigen Teil der Spule nach einer cos²-Verteilung, am gegenüberliegenden Teil der Spule nach einer cos-Verteilung. Hierdurch soll der Ablenkwirkungsgrad der Spulen, insbesondere bei Bildröhren mit großem Ablenkwinkel, verbessert werden, und die Rasterverzerrungen sollen verringert werden.

Es ist weiterhin eine sattelförmige Ablenkspule bekannt (USA.-Patentschrift 3 027 500), bei der die Krümmung des Übergangsstückes zwischen dem Bildröhrenkonus und Bildröhrenhals durch eine geknickte Fläche angenähert wird, die im Längsschnitt der Annäherung einer Kurvenkrümmung durch zwei Geradenstücke entspricht. Bei dieser Ablenkspule ist die Verteilung der Windungsdrähte gleichförmig.

Gegenüber den bekannten Ausführungsformen von Ablenkeinheiten besteht die Aufgabe der Erfindung in einer weiteren Verringerung der Rasterverzerrungen und der Koma- und Astigmatismusfehler. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Leiter der seitlichen Wicklungsteile der Sattelspulen hinsichtlich der Krümmung des Konus des Röhrenkolbens längs einer geodätischen Linie verläuft. Insbesondere bei Lochmasken-Bildröhren mit drei Strahlsystemen und großen Ablenkwinkeln führt die Erfindung zu einer bedeutenden Verringerung der Rasterverzerrungen bei gleichzeitiger weiterer Verringerung von Astigmatismus- und Komaerscheinungen. Ferner erübrigen sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Ablenkeinheit aufwendige und komplizierte dynamische Konvergenzkorrekturschaltungen, da die Feldlinien des von der Ablenkeinheit erzeugten magnetischen Feldes infolge des Verlaufs der Leiter längs der geodätischen Linien so gerichtet sind, daß die drei Elektronenstrahlen an den Bildrändern nicht mehr in störendem Maße auseinanderlaufen. Da sowohl die Vertikalablenkspulen als auch die Horizontalablenkspulen mit längs geodätischer Linien verlaufenden Leitern ausgebildet sind, wird die Rasterverzeichnung sowohl am oberen und unteren Bildrand wie auch an den seitlichen Bildrändern vermieden.

Die Sattelspulen lassen sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung so ausbilden, daß die beiden Horizontalablenkspulen so um den Bereich des Röhrenkolbens, in welchem der Hals in den Konus übergeht, angeordnet sind, daß ihre vier seitlichen Wicklungsteile in vier Querschnittsquadranten liegen, daß die beiden Vertikalablenkspulen außerhalb der Hori- 6g zontalablenkspulen so angeordnet sind, daß ihre vier seitlichen Wicklungsteile ebenfalls innerhalb der vier Quadranten liegen, und daß die Krümmungsmittelpunkte der Innenflächen der seitlichen Wicklungsteile der Horizontalablenkspulen auf der Längsachse der Bildröhre liegen, während die Krümmungsmittelpunkte ihrer Außenflächen und die Krümmungsmittelpunkte der Innenflächen bzw. Außenflächen der seitlichen Wicklungsteile der Vertikalablenkspulen in den den betreffenden Wicklungsteilen diametral gegenüberliegenden Quadranten liegen. Insbesondere können die Außenflächen der seitlichen Wicklungsteile der Horizontalablenkspulen und die Innenflächen der seitlichen Wicklungsteile der Vertikalablenkspulen jeweils dieselben Krümmungsmittelpunkte haben. Bei dieser Ausbildung ergibt sich in Verbindung mit der Leiterführung längs geodätischer Linien ein gewisser negativer Astigmatismuseffekt auf die Elektronenstrahlen, dessen Auswirkungen zweckmäßigerweise so ausgenutzt werden können, daß bei der Dreieckanordnung der Strahlsysteme, bei welcher ein Strahlsystem in der Mitte unter den beiden anderen Strahlsystemen angeordnet ist, eine bewußte Rastervorverzerrung auftritt, die bei der üblichen Betrachtung des Bildschirms von einem außerhalb der Bildröhrenachse liegenden Punkt die durch die Krümmung des Bildschirmes scheinbar auftretende Rasierverzerrung gerade kompensiert. Weiterhin tritt bei dieser Ausbildung praktisch kein Koma auf, so daß sich dynamische Korrekturen der Ablenkstromform zur Verhinderung eines Auseinanderlaufens der drei Farbraster auch hier erübrigen.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Lochmasken-Farbfernsehbildröhre mit einer Ablenkeinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht einer Sattelspule einer Ablenkeinheit gemäß der Erfindung,

F i g. 3 eine Seitenansicht der in F i g. 2 dargestellten Sattelspule,

F i g. 4 ein Diagramm zur Erläuterung der beim Wickeln von Sattelspulen auftretenden Schwierigkeiten,

F i g. 5 eine etwas vereinfachte Ansicht eines Querschnittes durch eine Ablenkeinheit gemäß der Erfindung in der Nähe des schirmseitigen Endes,

F i g. 6 eine etwas vereinfachte Querschnittsansicht der Ablenkeinheit in der Nähe ihres der Strahlenerzeugereinrichtung zugewandten Endes, und

F i g. 7 ein Diagramm, das allgemein die Änderung gewisser Abmessungen angibt, durch die die gewünschte Spulenform erreicht wird.

F i g. 1 zeigt eine Lochmasken-Farbfernsehbildröhre 11 üblicher Bauart, die einen Lumineszenzschirm 12, der auf einer Stirnplatte 13 angeordnet ist, eine Lochmaske 14 mit einer Vielzahl von Durchbrechungen 15, und eine Strahlerzeugungsanordnung 16, die in einem Röhrenhals 17 angeordnet ist, enthält. Auf dem Röhrenhals und dem angrenzenden Teil des Konus des Röhrenkolbens ist eine Ablenkeinheit 18 montiert.

Die Ablenkeinheit 18 enthält wie üblich ein Paar Horizontalablenkspulen 19, ein Paar Vertikalablenkspulen 21 und einen ferromagnetischen Kern 22. Die Spulen beider Paare haben im wesentlichen die gleiche Form, so daß es genügt, nur eine dieser Spulen näher zu beschreiben.

F i g. 2 zeigt eine der Ablenkspulen 23, die die Form einer Sattelspule hat und zwei Gruppen seit-

3 4

licher Leiterteile 24, 25 enthält, die im wesentlichen die Horizontalablenkspulen 19 innen, angrenzend an in Längsrichtung der Ablenkeinheit und Bildröhre den Röhrenkolben angeordnet, während die Vertiverlaufen. Diese beiden Gruppen seitlicher Leiterteile kalablenkspulen 21 außerhalb der Horizontalablenksind am schirmseitigen Ende durch eine Gruppe von spulen 19 angeordnet und von diesen durch eine quer verlaufenden Leiterteilen 26 und an dem Strahl- 5 nicht dargestellte Isolation getrennt sind. Die Spulen erzeuger zugewandten Ende durch eine Gruppe von werden von einem ferromagnetischen Kern 22 umquer verlaufenden Leiterteilen 27 verbunden. Die Lei- geben, der von den Vertikalablenkspulen 21 durch ter- oder Windungsteile 24, 25, 26 und 27 begrenzen Schaumgummipolster 38 getrennt ist. Soweit bezusammen ein Spulenfenster 28. schrieben, entspricht die Ablenkeinheit dem Stande

Die die Gruppen 24, 25 bildenden seitlichen Win- io der Technik.

dungsteile folgen der Krümmung des Röhrenkolbens Gemäß der vorliegenden Erfindung ist jedoch in

in dem Bereich, wo der Kolbenhals 17 in den Konus einem vorderen, d. h. in Richtung des Bildschirmes

übergeht, wie insbesondere in F i g. 3 zu sehen ist. der Röhre liegenden Querschnitt (F i g. 5) der Ab-

Warum es bisher nicht möglich war, in solchen lenkeinheit die innere Fläche der linken Leitergruppe Ablenkspulen eine optimale Windungsverteilung zu 15 der Horizontalablenkspule 19 durch einen Bogen mit erreichen, sei an Hand von F i g.4 erläutert. Zur BiI- dem Radius RH um einen Mittelpunkt C, der auf dung einer Spule wird ein Draht 29 um einen block- der Achse der Ablenkeinheit liegt, begrenzt. Die förmigen Wickelkörper 31 gewickelt, der das Spulen- Außenfläche dieser Gruppe von Windungsteilen der fenster begrenzt und durch eine Spindel gedreht wird. Horizontalablenkspule und die Innenfläche der Der Draht muß während des Wickeins unter einer 20 Gruppe seitlicher Windungsteile der Vertikalablenkgewissen Spannung gehalten werden und spannt sich spule 21 α sind durch Bögen mit den Radien YH daher zwischen den Ecken des Wickelkörpers 31. Er bzw. RV begrenzt, deren Mittelpunkte in dem den folgt daher der Form des Wickelkörpers 31 nur am betrachteten Windungsteilen diametral gegenüberschirmseitigen und dem Strahlerzeuger zugewandten liegenden Quadranten liegt. Die Außenfläche der Ende 32 bzw. 33, nicht jedoch an dessen konkaven 25 Gruppe seitlicher Windungsteile der Vertikalablenk-Seiten 34, 35, die der gewünschten Spulenform ent- spule wird durch einen Bogen mit einem Radius YV sprechen. um einen Mittelpunkt B, der sich ebenfalls im den

Es wurde jedoch gefunden, daß bei geeigneter betrachteten Windungsteilen diametral gegenüber-Bemessung der gekrümmten Seiten 34, 35 des Wik- liegenden Quadranten befindet, begrenzt. Eine Hälfte kelkörpers 31 der Schnitt dieses Körpers mit der ge- 30 der Breite des Fensters der Horizontalablenkspule 19 krümmten Oberfläche des Spindel- oder Wickeldorn- ist mit WH bezeichnet, und die entsprechende Hohlraumes, auf dem der blockförmige Wickelkör- Abmessung der Vertikalablenkspulen 21, 21a ist per montiert ist, eine geodätische Linie längs der mit WV bezeichnet. Der Ort des Punktes A in Oberfläche der Wickeldornkontur ist. Der Draht legt dem den betrachteten Windungsteilen diametral sich dann an die gekrümmten Seiten 34, 35 des Wik- 35 gegenüberliegenden Quadranten ist durch die Kokelkörpers 31 an. Die Lage der Windungen entlang ordinatenwerte H und K und der Ort des Punktes B der Längsteile der Gruppen 24, 25 entspricht außer- durch die Koordinatenwerte M und L definiert. Die dem fast der optimalen Leiterverteilung, die mit den Krümmungsmittelpunkte D und E für die Begrengegenwärtigen Wickeltechniken erreichbar ist. Die zungsflächen der Gruppen seitlicher Leiterteile der nacheinander auf den Wickelkörper 31 aufgebrachten 40 Spulen 19, 20, die den Punkten A bzw. B entspre-Windungen verlaufen längs entsprechender Wege, chen, liegen im dritten Quadranten, die jedoch jeweils länger als der vorangehende sind. In einem nahe dem hinteren, d. h. in Richtung des Die Anzahl der Windungen, die im Bereich zu Beginn dem Strahlerzeugungssystem zugewandten Ende der der Spule angrenzend an den das Fenster begrenzen- Ablenkeinheit dargestellten Querschnitt (F i g. 6) sind den Wickelkörper 31 aufgebracht werden, bezüglich 45 die verschiedenen Oberflächen der Spulen 19 und 21 der Anzahl der Windungen am Ende der Spule im durch entsprechende Bögen begrenzt, deren Mittel-Abstand vom Wickelkörper wird durch die Form des punkte C, A', B\ D' und E' den Punkten C, A, B, D Hohlraumes bestimmt, der zwischen den Patrizen- und E in F i g. 5 entsprechen. Die zugehörigen Ra- und Matrizenhälften des Wickeldornes, entsprechend dien sind nicht eingezeichnet, um die Figur nicht undem zylindrischen Körper und der aufgepaßten 50 nötig unübersichtlich zu machen. Kappe bei den üblich verwendeten Wickelmaschinen Gemäß der Erfindung ändert sich der Abstand (siehe z. B. USA.-Patentschrift 2 448 672) gebildet zwischen dem Mittelpunkt C und den Punkten A und wird. B von den in F i g. 5 dargestellten Stellen zu den

In den Fig. 5 und 6 ist dargestellt, wie sich die in Fig. 6 dargestellten Stellend' bzw. B' im wesent-Verteilung der seitlichen Windungsteile vom dem 55 liehen entsprechend dem in F i g. 7 dargestellten Dia-Strahlerzeuger zugewandten zum schirmseitigen Ende gramm. In F i g. 7 gilt die ausgezogene Kurve 41 für der Ablenkeinheit ändert. In diesen beiden Figuren die Größen H und K als Koordinaten. Der Punkt 42 sind die beiden Gruppen von seitlichen Windungs- der Kurve 41 entspricht dem Abstand des Punktest teilen einer der Horizontalablenkspulen 19 und je- (F i g. 5) vom Mittelpunkt C im vorderen Querschnitt weils eine Gruppe seitlicher Windungsteile der Ver- 60 der Ablenkeinheit. Entsprechend gibt der Punkt 43 tikalablenkspulen 21,21 α dargestellt. Die nicht dar- der Kurve 41 den Abstand zwischen den Punkten A' gestellte andere Hälfte der Ablenkeinheit ist entspre- und C im hinteren Querschnitt (F i g. 6) der Ablenkchend ausgebildet. Wegen der Symmetrie der Ab- einheit an. Die Änderung des Ortes der Punkte B, B' lenkspulen gilt die Beschreibung der Verteilung der in F i g. 5 bzw. 6 ist in F i g. 7 durch die gestrichelte seitlichen Windungsteile der Vertikal- und Horizon- 65 Kurve 44 dargestellt. In diesem Falle ist es jedoch talablenkspulen in einem bestimmten Quadranten der zweckmäßiger, die Lage dieser Punkte durch die Ablenkeinheit auch für die anderen Quadranten. Differenzen (M—H) bzw. (L—K) auszudrücken. Für

Bei der in F i g. 5 dargestellten Ablenkeinheit sind die Kurve 44 gelten also die Koordinaten (M—H)

als Abszisse und (L—K) als Ordinate. Der Punkt 45 der Kurve 44 entspricht den Werten von (M—H) und (L—K) des Punktes B im vorderen Querschnitt (F i g. 5) der Ablenkeinheit, während der Punkt 46 die entsprechenden Werte des Punktes B' im hinteren Querschnitt (Fig. 6) angibt. Die Punkte D und E haben entsprechende Koordinaten wie die Punktet und B.

Der Radius RH nimmt vom hinteren zum vorderen Querschnitt der Ablenkeinheit derart zu, daß die Innenabmessung der Ablenkeinheit im wesentlichen mit dem Konus der Bildröhre übereinstimmt. Auch die Fensterabmessungen WH und WV nehmen vom hinteren zum vorderen Querschnitt der Ablenkeinheit hin zu. Da die Windungszahl in den verschiedenen Querschnitten notwendigerweise konstant ist, muß in jedem Querschnitt genügend Fläche für die Leiter zur Verfügung stehen, wobei zu berücksichtigen ist, daß die Leiter nicht immer senkrecht zur Querschnittsfläche verlaufen. Die äußeren Radien YH, RV und YV ändern sich daher vom hinteren zum vorderen Querschnitt derart, daß sich die gewünschte Leiterverteilung in Verbindung mit den beschriebenen Änderungen der Abmessungen RH, WH, WV und dem Ort der Punkte AB ergibt.

Die oben angegebenen Bemessungsregeln haben zur Folge, daß sich die Querschnittskonfiguration der Ablenkspulen von einer im wesentlichen gleichförmigen Verteilung der Leiter am rückwärtigen Ende (F i g. 6) allmählich in eine Verteilung der Leiter am vorderen Ende (F i g. 5) ändert, bei der die Anzahl der Leiter angrenzend an das Spulenfenster nur relativ klein ist, während sich an der dem Fenster abgewandten Seite der Spule relativ viele Leiter befinden. Die in Umfangsrichtung gemessene Windungsdichte nimmt also am vorderen Ende der Spule mit zunehmendem Abstand vom Spulenfenster zu.

Durch eine höhere Leiteranzahl an den den Spulenfenstern entfernten Seiten der Spule wird die kissenförmige Verzeichnung des Rasters klein gehalten. Da diese Windungsverteilung sowohl bei den Horizontalals auch bei den Vertikalablenkspulen vorliegt, sind sowohl die horizontalen als auch die senkrechten Bildränder frei von kissenförmiger Verzeichnung. Die insbesondere in Verbindung mit F i g. 5 und 6 sowie dem Diagramm der F i g. 7 beschriebene Windungsverteilung bewirkt außerdem, daß die Horizontalablenkspulen eine negative astigmatische Wirkung auf die Elektronenstrahlen ausüben. Die Horizontalablenkspulen gemäß der Erfindung erzeugen außerdem praktisch kein Koma, so daß keine dynamische Korrektur od. dgl. zur Korrektur der seitlichen Lage des blauen Rasters bezüglich des roten und grünen Rasters wie bei gewissen bekannten Einrichtungen erforderlich ist. Die Windungsverteilung in den Vertikalablenkspulen verursacht praktisch keinen Astigmatismus.

Eine in der beschriebenen Weise bemessene Ablenkeinheit zeichnet sich zwar durch weitestgehende Freiheit von kissenförmiger Verzeichnung und praktisches Fehlen eines Komas aus, es ist jedoch ein gewisser horizontaler Astigmatismus vorhanden. Dieser Astigmatismus kann jedoch auf die folgende Weise nutzbar gemacht werden. Bei Lochmasken-Farbbildröhren sind die Strahlerzeugungssysteme an den Spitzen eines gleichseitigen Dreiecks so angeordnet, daß zwei Strahlen von der gleichen Horizontalebene ausgehen, während der dritte Strahl senkrecht zu dieser Ebene versetzt ist. Der durch die Horizontalablenkspulen der vorliegenden Ablenkeinheit erzeugte negative Astigmatismus hat nun zur Folge, daß eine Ablenkung der drei Strahlen von der Bildschirmmitte eine solche Versetzung des einen Strahles bezüglich der beiden anderen bewirkt, daß bei einer dynamischen Konvergenz der drei Strahlen eine störende Rasterverzerrung auftreten kann. Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Eigenschaft besonders dann nutzbar gemacht werden kann, wenn das eine Elektronenstrahlerzeugungssystem bezüglich der beiden anderen vertikal in einer Richtung versetzt ist, die der Richtung, aus der der Bildschirm betrachtet wird, entgegengesetzt ist, um optische Verzerrungen des Rasters zu kompensieren, die durch eine schräge Betrachtung des Lumineszenzschirmes durch die gekrümmte Stirnplatte 13 der Röhre entstehen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Ablenkeinheit für eine Fernsehbildröhre, insbesondere eine Lochmasken-Farbbildröhre, deren Kolben einen zylindrischen Hals und einen sich erweiternden Konus aufweist, mit je zwei Sattelspulen für die Horizontal- bzw. Vertikalablenkung, deren seitliche Wicklungsteile auf dem Röhrenkonus aufliegen und in ihrem Querschnitt vom Spulenfenster nach außen kontinuierlich zunehmen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Leiter der seitlichen Wicklungsteile (24, 25) der Sattelspulen (23) hinsichtlich der Krümmung des Konus des Röhrenkolbens längs einer geodätischen Linie verläuft.

2. Ablenkeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sattelspulen an ihrem sockelseitigen Ende vom Spulenfenster nach außen einen im wesentlichen konstanten Querschnitt haben.

3. Ablenkeinheit nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Horizontalablenkspulen (19) so um den Bereich des Röhrenkolbens, in welchem der Hals in den Konus übergeht, angeordnet sind, daß ihre vier seitlichen Wicklungsteile (24, 25) in vier Querschnittsquadranten liegen, daß die beiden Vertikalablenkspulen (21, 21a) außerhalb der Horizontalablenkspulen so angeordnet sind, daß ihre vier seitlichen Wicklungsteile ebenfalls innerhalb der vier Quadranten liegen, und daß die Krümmungsmittelpunkte (C) der Innenflächen der seitlichen Wicklungsteile (24, 25) der Horizontalablenkspulen auf der Längsachse der Bildröhre liegen, während die Krümmungsmittelpunkte (A, D, A', D') ihrer Außenflächen und die Krümmungsmittelpunkte (A, D, A', D' bzw. B, E, B', E') der Innenflächen bzw. Außenflächen der seitlichen Wicklungsteile der Vertikalablenkspulen (21, 21a) in den den betreffenden Wicklungsteilen diametral gegenüberliegenden Quadranten liegen.

4. Ablenkeinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächen der seitlichen Wicklungsteile der Horizontalablenkspulen und die Innenflächen der seitlichen Wicklungsteile der Vertikalablenkspulen jeweils dieselben Krümmungsmittelpunkte (A, D, A', D') haben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen