DE3003197A1

DE3003197A1 - Vorrichtung zum einstellen der elektronenstrahlen einer farbbildroehre

Info

Publication number: DE3003197A1
Application number: DE19803003197
Authority: DE
Inventors: Walter 7301 Berkheim Kornacker
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1980-01-30
Filing date: 1980-01-30
Publication date: 1981-08-06
Also published as: JPS56120059A; PL229438A1; ES8200511A1; US4377767A; EP0033438A1; CA1168691A; DD157485A5; PL133060B1; FI810254L; JPH023259B2; EP0033438B1; FI68480C; ES498926A0; FI68480B

Description

STANDARD ELEKTRIK LORENZ
AKTIENGESELLSCHAFT

Stuttgart

W.Kor-naker-16

Vorrichtung zum Einstellen der Elektronenstrahlen einer Farbbildröhre

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen von Konvergenz, Farbreinheit und Raster bei einer Farbbildröhre mit einem in deren Hals angeordneten, drei in eine Ebene liegende Elektronenstrahlen aussendenden Elektronenstrahlerzeugungasystem.

Die drei Elektronenstrahlen, die von einem derartigen Elektronenstrahlerzeugungssystem ausgesanüt werden, müssen bei einer derzeit Üblichen Farbbildröhre mit einer Schattenmaske so eingestellt werden, daß alle drei Elektronenstrahlen durch dasselbe Loch auf der Schattenmaske treten. Diese Einstellung nennt man konvergieren. Diese Einstellung läßt sich am einfachsten dadurch erzielen, daß die drei Elektronenstrahlen einzeln verschoben werden, wie es z.B. in der DE-OS 27 22 kTJ beschrieben ist. Mit einem Aufbau gemäß dieser Schritt läßt sich eine Verschiebung eines jeden Elektronenstrahls, praktisch unabhängig von jedem anderen Elektronenstrahl

Dr. J/Sam

17.1.1980 . ./.

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leicht erzielen. Außer dieser Einzelstrahlverschiebung ist aber auch eine gemeinsame Verschiebung aller drei Elektronenstrahlen in der Ebene der Elektronenstrahlen zur Farbreinheitseinstellung, und eine Verschiebung senkrecht zur Elektronenstrahlebene zur Rastereinstellung möglich. Der Gesamtaufbau ist jedoch ziemlich kompliziert unstabil und aufwendig.

In der DE-OS 26 12 607 ist ebenfalls eine im Innern eines Farbbildröhrenhalses angeordnete Vorrichtung zum Einstellen von Konvergenz, Farbreinheit und Raster beschrieben. Es wird dabei ein kreisförmiger Draht oder Bandring am Elektronenstrahlerzeugungssystem angeordnet, und so von außen aufmagnetisiert, daß die Elektronenstrahlen in gewünschter Art und Weiße eingestellt sind. Durch die Verwendung eines einzigen, bis auf einen Luftspalt geschlossenen kreisförmigen Drahtring, ist der beschriebene Aufbau sehr einfach und stabil. Eine unabhängige Bewegung der Elektronenstrahlen voneinander ist jedoch nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Einstellen von Konvergenz,Parbreinheit und Raster bei einer Farbbildröhre anzugeben, mit einem in deren Hals angeordneten, drei in einer Ebene·.liegende Elektronenstrahlen aussendenden Elektronenstrahlerzeugungssystem, welche Vorrichtung aus einem am Elektronenstrahlerzeugungssytem befestigten, von außen magnetisierbaren, bis auf mindestens einen Luftspalt geschlossenen Draht- oder Bahqrfng welcher eine senkrecht zur Elektronenstrahlenebene stehende Fläche umschließt, die symmetrischist in Bezug auf den Durchstoßpunkt des mittleren Elektronenstrahls durch diese Fläche, welche Vorrichtung es erlaubt, die Elektronenstrahlen im wesentlichen unabhängig voneinander einzustellen, die aber trotzdem einfacbSyBtabil aufgebaut und einfach montierbar ist,

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Die Lösung der Aufgabe ist durch den ersten Anspruch gegeben. Es wird ein langgestreckterDraht- oder Bandring verwendet, welohermit der langen Achse in der Elektronenstrahlenebene und der kurzen Achse senkrecht dazu liegt. Durch diese Anpassung der Geometrie des Ringes an die in einer¹ Ebene liegenden Elektronenstrahlen ist eine wesentlich bessere Verschiebbarkeit, insbesondere eine nahezu voneinander unabhängige Verachiebbarkeit der Elektronenstrahlen erzielbar. Die langen Seiten des Drahtringes können dabei parallel zueinander verlaufen was eine besonders einfache Befestigung außen an einer oder in einer allen drei Elektronenstrahlen gemeinsamen topfförrnlgen Elektrode zuläßt.

Je nach Aufbau des Elektronenstrahlerzeugungssystemsoder der zur Magnetisierung des Ringes erforderlichen Magnetisiereinheit hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Form des Ringes etwas abzuändern, insbesondere die zueinander parallelen langen Seiten so auszubilden, daß der gegenseitige Abstand der langen Seiten von außen zur Mitte hin abnimmt, oder daß die langen Seiten in drei etwa gleich lange Teilbereiche untergliedert sind, bei denen in den äußeren Teilbereichen der gegenseitige Abstand größer ist als im mittleren Teilbereich.

Wenn der Ring in eine topfförmige Elektrode mit einer Querschnittsform, welche der Form des Ringes entspricht,eingelegt wird, ist es vorteilhaft, den Ring einstückig mit- einem Luftspalt auszubilden, und diesen Ring federnd in die Elektrode einzulegen. Am Herausfallen aus der Elektrode wird der Ring durch anschließend in der Elektrode angebrachte Einkerbungen gehindert. Insbesondere bei komplizierteren Formen des Ringes hat es sich jedoch als zweckmäßig erwiesen, den Ring zweistüokig mit zwei Luftspalten auszubilden und diese Einzelteile

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getrennt voneinander durch Einkerbungen, durch aus den Elektroden ausgestanzte Laschen oder durch Verschweißen zu befestigen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von durch sechs Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen-näher beschrieben. Es zeigen:

Pig, 1 Blick in eine topfförmige, drei Elektronenstrahlen gemeinsame Elektrode, in die ein magnetisierbarer Ring gemäß der Erfindung eingelegt ist.

Pig. Z Schnitt durch eine Elektrode gemäß Pig. I entlang der Linie II-II in Pig. I.

Pig. j5 Einflussbereiche einer Magnetisierung auf mehrere Elektronenstrahlen bei einer bekannten Elektronenstrahl-Einstellvorrichtung.

Fig, k Einflussbereiche einer Magnetisierung auf verschiedene Elektronenstrahlen bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 5 a-c verschiedene Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen magnetisierbaren Ringes,

Fig. 6 Längsschnitt durch ein Elektronenstrahlerzeugungssystem mit jeweils drei Elektronenstrahlen gemeinsamen Elektroden, an denen magnetisierbare Ringe gemäß der Erfindung befestigt sind.

(Pig. 2 zeigen
Fig. 1 und >/elne topfförmige Elektrode 1. Die Elektrode ist maßstabsgetreue gezeichnet und entspricht einem Teil einer Fokussierelektrode eines üblichen Elektronenstrahlerzeugungssystems. In dem ovalen Topf 2 befinden sich drei Durchtrittsöffnungen für die Elektronenstrahlen r₅ g, b, r soll bedeuten,

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daß dieser Elektronenstrahl auf dem Leuchtschirm der Farbbildröhre rote Leuchtstreifen anregt. Entsprechend werden von den beiden anderen Elektronenstrahlen grüne bzw. blaue Leuchtstoff streif eh angeregt. In den Topf dieser Elektrode ist ein aus zwei Teilen bestehender Drahtring 3 mit rundem Qtrm*§cTm§ti^ durch Einkerbungen 4 in den Seitenwänden der topfförmigen Elektrode befestigt. Der Ring 3 besteht aus einem üblichen, zu derartigen Zwecken verwendeten Material, Die Abmessungen des Ringes und der gesamten Elektrode sind der Zeichnung zu entnehmen, wobei davon auszugehen ist,, daß der Abstand der langen parallelen Wände des Topfes 2 etwa 9,4 mm beträgt.

Der Einfluß eines Magnetfeldes auf die drei Elektronenstrahlen bei einer herkömmlichen Anordnung und bei einer erfindungsgemäßen Anordnung wird nun durch die Figuren 3 bzw. 4 beschrieben. Figur 3 zeigt den Blick auf einen kreisrunden Drahtring 5₅ welcher drei in einer Ebene liegende Elektronenstrahlen r_s g₃ b umgibt, Auf dem magnetisierbaren Ring sind zwei Magnetpole N und S eingezeichnet, welche genau über bzw. unter dem linken Elektronenstrahl r liegen. Durch das dadurch erzeugte Feld wird dieeerElektronenstrahl r nach rechts abgelenkt. Durch Stärkung oder Schwächung des Feldes oder durch Umpolung kann der Elektronenstrahl nach Größe und Richtung verschieden verschoben werden. Die eingezeichnete Magnetisierung ist willkürlich gewählt . Die reale Magnetisierung hängt natürlich davon ab, in welcher Richtung der Elektronenstrahl tatsächlich verschoben werden muß.

Es ist nunfersichtlich, daß durch das eingezeichnete Feld nicht nur der linke Elektronenstrahl r₃ sondern z.B. auch der mittlere Elektronenstrahl g beeinflußt wird. Die Feldstärke und damit die auf einen Elektronenstrahl ausgeübte Verstellkraft fällt quadratisch mit der Entfernung von den Polen ab. Bei der folgenden Betrachtung der Abhängigkeit der Bewegung

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zweier oder gar aller dreier Elektronenstrahlen unter eine'ge~ wissen Magnetisierung wird davon ausgegangen, daß die Bewegungen im wesentlichen unabhängig voneinander sein sollen, wenn sich die Elektronenstrahlen, die eigentlich nicht verschoben werden sollen, nur ein Drittel oder weniger als ein Drittel so stark verschieben wie der Elektronenstrahl, der verstellt werden soll. Betrachtet man nun z.B. die Magnetpole N und S wie eingezeichnet, also auf dem Magnetring direkt Über bzw, unter dem linken Elektronenstrahl r liegend, so ergibt sich aus der umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstandes Magnetpol-Elektronenstrahl abnehmenden Verstellkraft, daß z.B. der in der Mitte liegende Elektronenstrahl g etwa halb so stark wie der linke Elektronenstrahl r und der rechte Elektronenstrahl b etwa ein Viertel so stark wie der Elektronenstrahl r verschoben wird.

In Figur 3 sind weiterhin die Winkelbereiche eingezeichnet, innerhalb derer eine abhängige Verschiebung aller dreier oder nur zweier Elektronenstrahlen voneinander erfolgt, Oben in Figur 3 ist ein Winkelbereich r g b von etwa 60 eingezeichnet, bei Magnetisierung innerhalb dessen alle drei Strahlen abhängig voneinander bewegt werden. Der entsprechende Winkelbereiah erstreckt sich natürlich auch über den unteren Teilbereich des magnetisieren Ringes. Als Definition der Abhängigkeit gilt dabei wieder, daß ein Strahl dann abhängig von einem anderen verschoben wird, wenn er bei Verschiebung des Ausgangsstrahls um ein Drittel oder mehr wie der Ausgangsstrahl verschoben wird. Es ist weiterhin gestrichelt der Winkelbereich gb eingezeichnet, bei Magnetisierung innerhalb dessen sich die Elektronenstrahlen g und b nur abhängig voneinander verschieben lassen. Dieser Winkelbereich umschließt etwa "300°. Spiegelbildlich zur vertikalen Symmetrieachse

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der Anordnung besteht natürlich derselbe Winkelbereich rg, bei Magnetisierung innerhalb dessen sich die Elektronenstrahlen r und g nur abhängig voneinander verschieben lassen. Es ist also ersichtlich, daß es bei dieser Anordnung auf dem gesamten magnetisierbaren kreisförmigen Drahtring keinen Bereich gibt, bei Magnetisierung innerhalb dessen sich ein Elektronenstrahl völlig unabhängig wenigstens von einem zweiten Elektronenstrahl verschieben lassen würde. Dabei ist, wie oben schon erwähnt, vorausgesetzt, daß eine Verschiebung eines Elektronenstrahles dann unabhängig von einem anderen Elektronenstrahl ist, wenn der zweite Elektronenstrahl um ein Drittel oder weniger verschoben wird wie der erste Elektronenstrahl.

In Figur 4 sind nun ebenfalls diejenigen Bereiche auf einem erfindungsgemäßen magnetisierbaren, langgestreckten Drahtring eingezeichnet, bei Magnetisierung innerhalb derer eine voneinander abhängige Verschiebung zweier oder gar aller dreier Elektronenstrahlen stattfindet. Es ist ersichtlich, daß es auf dem gesamten Ring keinen Bereich gibt, bei Magnetisierung nur innerhalb dessen alle drei Elektronenstrahlen abhä^fif^^&ftlinS Auf dem gesamten Ring bestehen vielmehr nur zwei kurze Bereiche gb, bei Magnetisierung innerhalb derer die Elektronenstrahlen g und b abhängig voneinander verschoben werden. Entsprechend bestehen noch zwei Bereiche rb_s die jedoch ebenso wie in Figur 3 nicht eingezeichnet sind.

Aus dem vorangehenden ist deutlich ersichtlich, daß die Anpassung des magnetisierbaren Drahtringes an die Geometrie der in einer Ebene liegenden Elektronenstrahlen eine wesentliche Verbesserung gegenüber dem bisher bekannten kreisrunden Ring bringt. Die einzelnen Elektronenstrahlen lassen sich praktisch unabhängig voneinander verstellen. Dies führt zu

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einer erhebliche Zeitersparnis bei der Einsteilung von Konvergenz, Farbreinheit und Raster bei einerFarbbildröhre. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfaclTv^stabil aufgebaut, und läßt sich fest und sicher in oder an den Elektroden von bekannten Elektronenstrahlerzeugungssystemen montieren. Die neu geschaffenen Möglichkeit, daß trotz Verwendung einen einfachen Aufbaus die Elektronenstrahlen zur Konvergenz.· insteilung um wesentlichen unabhängig voneinander verschoben werden können, schließt natürlich nicht aus, daß bei entsprechender Magnetisierung die Strahlen zum Einstellen von .Farbreinheit und Raster gemeinsam verschoben werden können. Die Möglichkeit des gemeinsamen Verschiebens bleibt also erhalten, während die Möglichkeit des unabhängigen Verschiebens bei einfachem Aufbau als vorteilhaft hinzukommt,

In Figur 5a-c sind verschiedene Ausführungsformen erfindungsgemäßer Vorrichtungen dargestellt. Es ist zu bedenken, daß eine, den Drahtring 3 magnetisierende Magnetisiervorrichtung außen um den kreisrunden Hals einerFarbbildröhre angeordnet werden muß. Dies führt dazu, daß diejenigen Bereiche des erfindungsgemäßen Drahtringes, die nahe dem mittleren Elektronenstrahl liegen, durch die Geometrie des erfindungsgemäßen Drahtringes sehr weit von der Magnetisiervorrichtung entfernt liegen. Dadurch ist die Kopplung der nahe beim mittleren Elektronenstrahl liegenden Bereiche des Drahtringes nicht α υ gut wie die Kopplung zu den Bereichen, die nahe den äußeren Elektronenstrahlen liegen. Es hat sich herausgestellt, daß dies bei einer symmetrisch aufgebauten Magnetisiervorrichtung dazu führt, daß der mittlere Elektronenstrahl nicht so stark verschiebbar ist wie die äußeren Elektronenstrahlen. Dieser Mangel kann entweder durch eine unsymmetrisch aufgebaute Magnetisiervorrichtung oder aber durch Anordnungen wie sie in

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dun Figuren 5a bzw. b dargestellt sind ausgeglichen werden, !''lgur 5a zeigt dabei eine Ausführungsform eines Drahtringes 3, bei der der gegenseitige Abstand der langen Seiten des Ringes von außen zur Mitte_s also zum mittleren Elektronenstrahl g hin abnimmt. Dadurch werden auf dem Ring befindliche Magnetpole näher zum mittleren Elektronenstrahl g hin verlegt, wodurch ebenfalls eine Verschiebung im Ausmaß. der Verschiebung der äußeren Elektronenstrahlen ermöglicht ist. Der Drahtring gemäß Figur 5a ist in zwei Teile unterteilt, welche beim ISiuaatz in den Topf einer Elektrode zusammengesetzt werden und dabei Luftspalte 6 bilden. Figur 5b zeigt eine AusfUla-'ungtifοi'm oinee Drahtringes 3₃ bei dem die langen Seiten in drei etwa gleich Lange Teilbereiche untergliedert sind, bei denen in den äußeren Teilbereichen der gegenseitige Abstand grüßer ist als im mittleren Teilbereich. Die Wirkung dieae Anordnung ist diesselbe, wie zu Figur 5a beschrieben . Die auf dein magnetischen Draht befindlichen Magnetpole werden näher an den mittleren Elektronenstrahl herangeführt. Der Ring ist wieder aus zwei Teilen zusammengesetzt, welche an den Luftspalten 6 aneinander stoßen. Die Ausführungsformen können selbstverständlich noch in anderer Weise abgewandelt wux'den. Dies hängt stark vom inneren Aufbau der vei'wendeten KLektroden und von der Form des verwendeten magnetischen Kimseü abj?iß:ur 5c stellt z.B. einen Rine: mit größerer DrahtiJtärko as bisher gezeichnet dar. Wenn man mit Fi^ur 1 ver-K Leicht, so stellt man fest daß im dortigen Fall bei einer einfachen Erhöhung der Stärke des Drahtringes die Durchtrittsöffnuugen der äußeren Elektronenstrahlen durch den Ring teilweise abgedeckt werden wurden. Gemäß Figur 5c ist daher vorgesehen, Kerbungen 7 im Ring an den Stellen vorzusehen, an denen üonst die Strahldurchtrittsöffnungen abdecken wurde.

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Figur 6 stellt einen Schnitt durch ein Elektronenstrahlerzougungsstem 8 mit topfförmigen Elektroden dar. Mit 1 ist dabei diejenige Elektrode bezeichnet, welche in den Figuren 1 und 2 näher dargestellt ist. Die anderen Elektroden tragen die Bezugszeichen 10 - 13. Die Elektrode 10 ist dabei der sogenannte Wehneltzylinder, die Elektrode 11 das sogenannte ütcuergitter, die Elektrode 12 der Unterteil des Fokuasiergitters, zu dem Elektrode 1 das Oberteil darstellt, und schließlich ist mit 13 das Anodengitter bezeichnet. Das

hllektronenstrahlerzeugungssystem wird noch durch einen kreisrunden Konvergenztopf abgeschlossen, welcherjedoch in Figur υ nicht näher dargestellt ist. Es ist weiterhin eine Auswahl weiterer Anbringungsorte von Drahtringen 3 gestrichelt angezej Dur Drahtring 3-12 liegt dabei außen an der Elektrode 12, der Drahtring 3.1 außen an der Elektrode 1 und der Drahtring 3.15 innen in der Elektrode 13. Die Lage innen in der Elektrode 1 wurde schon in Figur 1 und 2 dargestellt. Der Drahtring kann jedoch auch an anderen Elektroden innen oder außen, insbesondere auch im kreisrunden Konvergenztopf angebracht sein. Die Drahtringe 3 sind in allen Figuren als kreisrunde Drahte eingezeichnet, da die im Handel befindlichen magnetischen Materialien derzeit üblicherweise diese Form aufweisen. Es ist jedoch selbstverständlxch auch möglich, statt eines Drahtes mit kreisrundem Querschnitt einen solchen mit rechteckigem oder eineiribeliebigen anderen Querschnitt zu verwenden. Die Draht ringe werden durch Einkerbungen 4, wie z.B. in Figur 2 dargestellt, oder durchlaus den Elektroden ausgestanzten Laschen odor durch Verschweißen befestigt. Die jeweils gewählte Befestigungsart hat jedoch mit der Erfindung nicht zu tun und liegt im Rahmen des handwerklichen Könnens.

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Leerseite

Claims

W.Kornaker-lö

Patentansprüche;

Vorrichtung zum Einstellen von Konvergenz, Farbreinheit und Raster bei einer Farbbildröhre mit einem in deren Hals angeordneten, drei in einer Ebene liegende Elektronenstrahlen aussendenden Elektronenstrahlerzeugungssystem, welche Vorrichtung aus einem am Elektronenstrahlerzeugungssystem befestigten, von außen magnetisierbarer bis auf mindestens einen Luftspalt geschlossenen Draht- oder Bandring besteht, welcher eine senkrecht zur Elektronenstrahlenebene stehende Fläche umschließt, die symmetrisch ist in Bezug auf den Durchstoßpunkt des mittleren Elektronenstrahls durch diese Fläche,

dadurch gekennzeichnet, daß df^y^risSft- oder Bandring (3^^uL^fÄ^e¥Br^te^eck^Ft^läL^cs¥, mit der langen Achse in der Elektronenstrahlenebene und der kurzen Achse senkrecht dazu.
2) Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die langen Seiten des Ringes (3) parallel zueinander verlaufen.
3) Vorrichtung nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß die langen Seiten in drei etwa gleichlange Teilbereiche untergliedert sindS*>?&nen in den äußeren Teilbereichen der gegenseitige Abstand größer ist als im mittleren.

Dr. J/Sam ./

17.1.1980

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4) Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der gegenseitige Abstand der langen Seiten des Ringes von außen zur Mitte hin abnimmt.
5) Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (3) im Inneren des Konvergenztopfes eines Strahlerzeugungssyatems (8) angeordnet ist.
6) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (3) außen an einem topfförmigen Gitter (1,10,11,12,13) eines Elektronenstrahlerzeugungssystems (8) mit jeweils allen drei Elektronenstrahlen (r,g,b) gemeinsamen Gittern angebracht ist.
7) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (3) in einem topfförmigen Gitter (1,11,12,13). eines Elektronenstrahlerzeugungssystems (8) mit jeweils allen drei Elektronenstrahlen (r,g,b) gemeinsamen Gittern angebracht ist.
8) Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (3) einstückig mit einem Luftspalt (6) ausgebildet ist.
9) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (3) zweistückig mit zwei Luftspalten (6) ausgebildet ist.

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