DE2365985B2 - Einrichtung zur anastigmatischen Ablenkung der Elektronenstrahlen einer Fernseh-Bildröhre - Google Patents

Description

In Fernsehgeräten sind bekanntlich Mittel erforderlich, einen oder mehrere Elektronenstrahlen abzulenken. Die Ablenkung erfolgt durch magnetische Felder, die durch Ablenkspulen erzeugt werden und den Strahl oder die Elektronenstrahlen in zwei zueinander senkrechten Richtungen ablenken. Dabei treten Ablenkfehler auf, weil die Bildfläche des Bildschirmes bezüglich des Ablenkmittelpunktes keine Kugeloberfläche darstellt und weil wegen des nicht momogenen Ablenkfeldes verschiedene Elektronen des Elektronenstrahls verschieden stark abgelenkt werden. Ein runder Elektronenstrahl erzeugt dadurch beispielsweise einen Leuchtfleck auf dem Bildschirm, der ellipsenförmig ist Man spricht dann in Anlehnung an die aus der Optik bekannten Abbildungsfehler von einem astigmatischen Fehler oder einfach von Astigmatismus. Um überall auf dem Bildschirm einen runden Leuchtfleck zu erzeugen, ist eine anastigmatische Ablenkspuleneinrichtung erforderlich.

Beim Farbfernsehen mittels Lochmaskenröhre machen sich die Ablenkfehler außer bei den einzelnen Elektronenstrahlen selbst auch beim Zusammenwirken der drei Elektronenstrahlen bemerkbar. Man kann sich dabei die Elektronenstrahlen als ein einziges Elektronenstrahlbündel vorstellen. Die Ablenkfehler äußern sich in Schwierigkeiten der Einstellung der Konvergenz und der Farbreinheit Das Auftreten von Astigmatismus macht sich dadurch bemerkbar, daß die von den Elektronenstrahlen erregten Farbpunkte (Farbtripel) auf einer Ellipse statt auf einem Kreis Pegen. Es besteht auch hier der Wunsch, die Ablenkspuleneinrichtung anastigmatisch auszulegen.

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65 den beiden Ablenkrichtungen Astigmatismus vorhanden ist, und mit einer zusätzlichen Korrektur des Ablenkfeldes im Sinne einer Beseitigung des Astigmatismus, die dann unwirksam ist, wenn sich der Elektronenstrahl infolge der Ablenkung durch die Ablenkspulen in einer der Diagonalen befindet, dadurch gekennzeichnet daß für jede Ablenkrichtung eine eigene, nur von der Steuerspannung für den zugehörigen Ablenkstrom dieser Richtung abhängige Korrektur vorgesehen ist, daß jeder Einzelspule (13, 14) eines Ablenkspulenpaares zur Stromversorgung eine Endstufe (U, 12) zugeordnet ist, und daß die sägezahnförmige Steuerspannung (Ust) den Endstufen über je ein Paar antiparallel geschalteter Dioden (16, 18; 20, 22), mit denen einstellbare Widerstände (15, 17; 19, 21) in Reihe geschaltet sind, zugeführt ist, wobei die Widerstände so eingestellt sind, daß während der ersten Hälfte der Hinlaufzeit in der ersten Einzelspule ein kleinerer Ablenkstrom fließt als in der zweiten Einzelspule und in der zweiten Hälfte der Hinlaufzeit in der zweiten Einzelspule ein kleinerer Ablenkstrom fließt als in der ersten Einzelspule (F ig. 4 und 6).

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß die eingangsseitigen Elektroden von zwei gleichsinnig gepolten Dioden (18, 22; 16, 20) jeweils über ein erstes bzw. zweites Potentiometer (24, 25) miteinander verbunden sind und die Steuerspannung vom Abgriff eines dritten Potentiometers (23) gemeinsam den Abgriffen des ersten und zweiten Potentiometers (24, 25) zugeführt ist (F ig. 6).

Es ist bekannt (DE-OS 15 14 896), eine anastigmatische Ablenkspuleneinrichtung dadurch zu erreichen, daß die Form des auf den Elektronenstrahl einwirkenden Magnetfeldes für die eine Ablenkrichtung (z. B. horizontal oder vertikal) in Abhängigkeit von der Stärke des Ablenkfeldes für die zweite Ablenkrichtung (vertikal, horizontal) verändert wird. Zu diesem Zweck sind zusätzliche Korrekturspulenpaare auf dem Kern der Ablenkspulen symmetrisch zu den Ablenkrichtungen vorgesehen. Hierbei sind die Ablenkspulen so ausgelegt, daß in den beiden Ablenkrichtungen Anastigmatismus und in den Diagonalen Astigmatismus vorhanden ist. Die Korrekturspulenpaare werden z. B. über aktive Elemente mit modulierten Strömen gespeist Die bekannte Ablenkspuleneinrichtung erfordert besondere Modulationsschaltungen und ist deshalb relativ aufwendig und teuer.

Es ist weiterhin eine anastigmatische Ablenkspuleneinrichtung bekannt (DE-OS 19 42 735), bei der in Strahlrichtung vor den Ablenkspule!! Korrekturspulenpaare vorgesehen sind. Die Ablenkspulen sind so ausgelegt, daß in den Diagonalen des Bildes Anastigmatismus und in den Ablenkrichtungen Astigmatismus vorhanden ist Die Korrekturspulenpaare erzeugen ein Korrekturfeld, welches eine solche Vorverzerrung bewirkt daß die von den Ablenkspulen in den beiden Ablenkrichtungen verursachte Verzerrung kompensiert wird. Es ist hierbei ebenfalls erforderlich, die Ströme für die Korrekturspulenpaare zu modulieren. Bei der bekannten anastigmatischen Ablenkspuleneinrichtung wird der ursprünglich kreisförmig!; Querschnitt des Elektronenstrahlbündels oder — bei Mehrstrahlröhren

— die auf dem Kreisumfang liegenden Einzelstrahlen zu einer Ellipse verformt, bevor er von dem Ablenkfeld der Ablenkspulen abgelenkt wird. Da die Ablenkspule, von der der Elektronenstrahl anschließend abgelenkt wird, den entgegengesetzten Fehler erzeugt, also eine Ellipse, die um 90° gegenüber der zuerst genannten Ellipse gedreht ist, wird der astigmatische Fehler aufgehoben. Bei diagonaler Ablenkung wird das Korrekturfeld zu Null, so daß keine Vorverzerrung durch die Korrekturspulenpaare auftritt

Bei der zuletzt beschriebenen Ablenkspuleneinrichtung tritt jedoch der Nachteil auf, daß der bzw. die Elektronenstrahlen räumlich nacheinander von dem Korrekturfeld der Korrskturspulenpaare und dem Feld der Ablenkspulen abgelenkt werden, daß also Korrekturfeld und Ablenkfeld räumlich hintereinander liegen und ihre Ablenkmittelpunkte nicht zusammenfallen. Dadurch ergibt sich eine schlechte Landung der Elektronenstrahlen, was nachteilig für die Farbreinheit ist

Es ist auch eine Farbfernsehwiedergabevorrichtung mit einer Elektronenstrahlröhre mit einem Wiedergabeschirm und einem Ablenkspulensystem bekannt (DE-OS 20 31 837), bei der eine Korrektur in der Ablenkebene selbst stattfindet Das Ablenkspulensystem besteht aus einer ersten und einer zweiten Ablenkspuleneinheit, wobei jede Einheit zwei symmetrische Spulenhälften enthält, die einander gegenüber angeordnet sind, und wobei die erste Einheit um 90° in tangentieller Richtung gegenüber der zweiten verschoben ist Zur Korrektur des sogenannten isotropen Astigmatismus ist das Ablenkspulensystem mit mindestens vier Wicklungen versehen, die in einem Winkel von 90° tangentiell einander gegenüber angeordnet sind, und zwar derart, daß zwei dieser einander gegenüberliegenden Wicklungen bei den zwei Spalten zwischen den symmetrischen Spulenhälften einer der beiden Ablenkspuleneinheiten liegen. Dabei sind Schaltungen vorhanden, um durch die vier Wicklungen einen Korrekturstrom zu schicken, der von einem Strom abhängig ist, der im wesentlichen dem Quadrat des Ablenkstromes durch die erste und/oder von einem Strom, der im wesentlichen dem Quadrat des Stromes durch die zweite Ablenkspuleneinheit proportional ist Dadurch wird an der Stelle der Ablenkebene des Elektronenstrahles von den vier Wicklungen ein den genannten Strömen proportionales Vierpolfeld erzeugt.

Auf Seite 3 der DE-OS 20 31 837 ist erwähnt, daß die gewünschte Korrektur in jedem Fall notwendigerweise mit einem Vierpolield durchgeführt werden muß, wie es beispielsweise dort in den F i g. 4 und 8 dargestellt ist Es besteht hierbei nun aber die Forderung, daß die an sich fehlerfreie Ablenkung in den Diagonalen durch das Vierpolfeld nicht zerstört werden darf. Deshalb ist der die vier Wicklungen durchfließende Korrekturstrom so gewählt daß sein Wert zu Null wird, wenn der Elektronenstrahl bzw. die Elektronenstrahlen sich infolge der Ablenkung gerade auf der Diagonalen befinden. Es ist dann kein Vierpolfeld vorhanden. Dies wird durch eine Mischschaltung erreicht, in der die aus den Ablenkströmen gewonnenen Anteile des Korrekturstromes entsprechend dieser Forderung gemischt werden. Der Aufwand des bekannten Ablenksystems ist durch die aufwendige Mischschaltung relativ groß. Auch besteht dort die Gefahr, daß in den vier Wicklungen Spannungen auf Grund der Ablenkfelder der Ablenkspulen induziert werden können. Dies führt u. a. zu einem erhöhten Leistungsbedarf für die Ablenkspulen. Die Erfindung geht nach dem Oberbegriff der

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Ansprüche 1 und 2 aus von der zuletzt beschriebenen bekannten Einrichtung nach der DE-OS 20 31 837.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer solchen Ablenkeinrichtung mit Astigmatismus in den Ablenkrichtungen und Anastigmatismus in den Bilddiagonalen den Astigmatismus mit verringertem Aufwand zu beseitigen, und zwar so, daß weder zusätzliche Korrekturspulen noch Modulatoren zur Modulation der Amplitude des Ablenkstromes einer Ablenkrichtung in Abhängigkeit von dem Ablenkstrom der anderen Ablenkrichtung benötigt werden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 oder 2 angegebenen Maßnahmen. Eine vorteilhafte Weiterbildung einer Ausführungsform ist im Anspruch 3 angegeben.

Es ist zwar eine Ablenkeinrichtung bekannt (DE-AS 15 37 981), bei der der Astigmatismus beseitigt wird und die Ablenkspulen selbst für diese Korrektur ausgenutzt werden. Bei dieser bekannten Schaltung wird den Einzelspulen eines der Ablenkspulenpaare ein Korrekturstrom zugeführt, der die Einzelspulen in entgegengesetzter Richtung durchfließt Dabei wird der Korrekturstrom durch den Ablenkstrom im anderen Ablenkspulenpaar moduliert.

Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt

F i g. 1 die ohne Korrektur hervorgerufenen Ablenkfehler,

F i g. 2 ein astigmatisches und ein anastigmatisches Farbtripel,

F i g. 3 Toroidablenkspulen, die sowohl vom Ablenkstrom als auch vom Korrekturstrom durchflossen werden,

Fig.4 eine Prinzipschaltung zum Erzeugen von korrigierten Ablenkströmen im Sinne des Anspruches 2,

Fig.5 Steuerspannungen bei der Schaltung nach F i g. 4 und

F i g. 6 eine Weiterbildung der Schaltung nach F i g. 4.

Fig. 1 zeigt die Ablenkfehler einer Farb-Bildröhre, die durch die Erfindung beseitigt werden. Die Ablenkspulen der Ablenkeinrichtung (nicht dargestellt) lenken die drei Elektronenstrahlen in den beiden Ablenkrichtungen astigmatisch ab, d. h., die Farbtripel liegen in der horizontalen und vertikalen Ablenkrichtung auf Ellipsen 2 und 3. Wegen der liegenden Ellipsen

2 spricht man von Horizontal-Astigmatismus in der O- W- Achse. Entsprechend ist in der Λ/S-Achse Vertikal-Astigmatismus vorhanden. In den Diagonalen des Bildschirmes 1 liegen die Farbtripel auf Kreisen 4. Die Ablenkung erfolgt hier anastigmatisch. Um auch in den beiden Ablenkrichtungen Anastigmatismus zu erreichen, ist es erforderlich, daß aus den Ellipsen 2 und

3 Kreise werden, was durch Korrektur erreicht wird.

Fig.3 zeigt, wie die Toroidspulen für die eine Ablenkrichtung gleichzeitig für die Korrektur verwendet werden können. Es ist darauf zu achten, daß die Toroidspulen 10 bezüglich des Korrekturstromes entgegengesetzt wie für die Ablenkung erforderlich geschaltet werden. Dies wird durch die in Fig.3 dargestellte Einspeisung des Ablenkstromes /,»«und des Korrekturstromes It_0n- erreicht. Die auf den Kern gewickelten Toroidspulen 10 sind die horizontalen Ablenkspulen. Es ist zu erkennen, daß durch die Überlagerung des Ablenkstromes mit dem Korrekturstrom jeweils bei Ablenkung in die zugehörige Hinlaufbzw. Bildschirmhälfte eine Feldverstärkung und in die

jeweils andere Bildschirmhälfte eine Feldschwächung auftritt. Dadurch ergibt sich die Korrektur gemäß Fig. 2.

In den F i g. 4 und 5 ist gezeigt, wie sich eine solche gewünschte Abschwächung des Ablenkfeldes in einer Ablenkrichtung erreichen läßt, indem man einen entsprechend korrigierten Ablenkstrom in den Ablenkspulen erzeugt, der gegenüber seiner unkorrigierten Größe mit zunehmender Auslenkung verringert ist.

Dies ist in Fig. 4 für die Vertikalablenkung dargestellt. Es sind zwei Endstufen 11, 12 mit Einzelspulen 13, 14 für die Vertikalablenkung gezeigt, die mit einer Steuerspannung Ust (Sägezahn) über

Widerstände 15, 17,19, 21 und antiparallel geschaltete Dioden 16, 18 und 20, 22 angesteuert werden. Die Widerstände 15,17,19,21 sind so bemessen, daß sich die in F i g. 5 gezeigten Verläufe der Steuerspannungen Usn und Usa ergeben, d. h., der Ablenkstrom (und damit auch das Ablenkfeld) ist jeweils während einer Hinlaufhälfte in den beiden Einzelspulen 13,14 verschieden groß.

Fig.6 zeigt eine Abwandlung der Schaltung nach Fig.4. Mit dem Potentiometer 24 erfolgt die Anastigmatismuseinstellung am unteren, mit dem Potentiometer 25 am oberen Bildrand. Die Vertikalablenkamplitude ist mit dem Potentiometer 23 einstellbar.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur anastigmatischen Ablenkung der Elektronenstrahlen einer Fernseh-Bildröhre mit zwei zueinander senkrechten Ablenkrichtungen, bei der die vom Ablenkstrom gespeisten toroidförmigen, je aus zwei Einzelspulen bestehenden Ablenkspulenpaare so ausgelegt sind, daß ohne Korrektur in den Diagonalen des Bildes Anastigmatismus und in den beiden Ablenkrichtungen Astigmatismus vorhanden ist, und mit einer zusätzlichen Korrektur des Ablenkfeldes im Sinne einer Beseitigung des Astigmatismus, die dann unwirksam ist, wenn sich der Elektronenstrahl infolge der Ablenkung durch die Ablenkspulen in einer der Diagonalen befindet, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Ablenkrichtung eine eigene Korrektur mit einem vom zugehörigen Ablenkstrom dieser Richtung abgeleiteten Korrekturstrom (hon) vorgesehen ist wobei der Korrekturstrom (hon) so in die beiden EinzeJspulen (10) des Ablenkspulenpaares eingespeist ist, daß der Ablenkstrom während seiner ersten Hälfte der Hinlaufzeit in der ersten Einzelspule verringert und in der zweiten Einzelspule entsprechend erhöht ist und er während seiner zweiten Hälfte der Hinlaufzeit in der ersten Einzelspule erhöht und in der zweiten entsprechend verringert ist (F i g. 3).

2. Einrichtung zur anastigmatischen Ablenkung der Elektronenstrahlen einer Fernseh-Bildröhre mit zwei zueinander senkrechten Ablenkrichtungein, bei der die vom Ablenkstrom gespeisten toroidförmigen, je aus zwei Einzelspulen bestehenden Ablenkspulenpaare so ausgelegt sind, daß ohne Korrektur in den Diagonalen des Bildes Anatigmatismus und in