DE2736162A1

DE2736162A1 - Vorrichtung zur wiedergabe von fernsehbildern, ablenkspulensystem fuer eine derartige vorrichtung und mit einem derartigen ablenkspulensystem versehene bildroehre

Info

Publication number: DE2736162A1
Application number: DE19772736162
Authority: DE
Inventors: Piet Gerard Joseph Barten
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1976-08-24
Filing date: 1977-08-11
Publication date: 1978-03-09
Also published as: DD131435A5; FR2363186B1; JPS593018B2; BE858010A; IT1084860B; ES461806A1; NL7609374A; DE2736162C2; AU509555B2; BR7705588A; MX143041A; CA1093625A; FR2363186A1; JPS5326618A; AU2804977A; GB1567669A

Description

Vorrichtung zur Wiedergabe von Fernsehbildern, Ablenkspulensystem für eine derartige Vorrichtung und mit einem derartigen Ablenkspulensystem versehene Bildröhre

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Wiedergabe von Fernsehbildern, die mit einer Bildröhre mit einem Bildschirm und einem Ablenkspulensystem versehen ist, das eine erste und eine zweite Ablenkspuleneinheit enthält, wo bei Jede Einheit zwei nahezu symmetrische und einander gegenüberliegend angeordnete Spulenhälften enthält, die erste Ablenkspuleneinheit gegen die zweite um etwa 90° verdreht angeordnet ist, und das Ablenkspulensystem um den dem Bildschirm gegenüberliegenden Hals und den trichterförmigen Teil der Bildröhre geschoben ist, um in zwei orthogonalen Richtungen (einen) im Hals der Röhre von einem oder mehreren Elektronen-

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Strahlerzeugungssystemen erzeugte(η) Elektronenstrahl(en) abzulenken, wenn jede Spuleneinheit vom zugeordneten Ablenkstrom durchlaufen wird, und um den Hals und/oder den trichterförmigen Teil der Bildröhre Mittel zum Erzeugen eines magnetischen Korrekturfeldes angebracht sind.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Ablenkspulensystem für eine derartige Vorrichtung und auf eine mit einem derartigen Ablenkspulensystem versehene Bildröhre.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der britischen Patentschrift 739.068 bekannt, in der zur Korrektur der Rasterverzeichnung in einer Schwarz-Weiß-Fernsehröhre ein statisches magnetisches Vierpolfeld angewandt wird. Bei Bildröhren kann auf diese Weise keine Korrektur der kissen- oder tonnenförmigen Rasterverzeichnung erhalten werden, weil in der Bildablenkrichtung diese Verzeichnung noch verstärkt wird. Ein derartiges Korrekturfeld kann auch nicht in Farbbildröhren angewandt werden, weil es außerdem die Konvergenz der drei Elektronenstrahlen sehr ungünstig beeinflußt. Bei einem derartigen Vierpolfeld wird auch noch die Ablenkempfindlichkeit in der Bildablenkrichtung herabgesetzt.

Die Erfindung hat die Aufgabe, eine Korrektur der kissen- oder tonnenförmigen Rasterverzeichnung anzugeben, die sowohl für eine Schwarz-Weiß- als auch für eine Farbbildröhre geeignet ist, wobei die Rasterverzeichnung in beiden Ablenkrichtungen stark verringert und im allgemeinen die Ablenkempfindlichkeit in den beiden Ablenkrichtungen vergrößert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Mittel ein statisches Achtpolfeld erzeugen, dessen Pole zwischen den Achsen eines Achsensystems liegen, bei dem die Richtungen der Achsen abwechselnd zusammenfallen und zu den beiden Ablenkrichtungen diagonal verlaufen.

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Das statische Achtpolfeld kann in dem Ablenkspulensystem z.B. dadurch erzeugt werden, daß in dem Ablenkspulensystem eine Anzahl von Dauermagneten aufgenommen wird. Auch ist es möglich, in dem Ablenkspulensystem acht Korrekturspulen aufzunehmen, mit deren Hilfe durch eine Gleichstromerregung das statische Achtpolfeld erzeugt wird. Diese Spulen können vom Sattel- oder Toroidtyp sein. Wie aus nachstehendem hervorgeht, ist das Anbringen des Achtpols in dem Ablenkspulensystem auf diese Weise für Farbbildröhren mit drei konvergierenden Elektronenstrahlen weniger geeignet, weil ein derartiges Achtpolfeld die Konvergenz stört. Pur Farbbildröhren wird das Achtpolfeld vorzugsweise in oder in einiger Entfernung von dem auf der Bildschirmseite liegenden Ende des Ablenksystems angeordnet. Wenn das Achtpolfeld in dem Ablenkspulensystem erzeugt wird, müssen bei Farbbildröhren zusätzliche Maßnahmen getroffen werden, um eine gute Konvergenz beizubehalten. Bei Schwarz-Weiß-Bildröhren kann der Achtpol ohne weiteres in dem Ablenkspulensystem aufgenommen werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Anwendungsbeispiels des Achtpolfeldes bei einer Farbbildröhre näher erläutert.

Eine Vorrichtung, ein Ablenkspulensystem und eine Bildröhre der in dem ersten Absatz genannten Art zur Wiedergabe farbiger Bilder sind auch in der DT-PS 20 31 837 beschrieben, in der ein System beschrieben wird, mit dem durch eine dynamische Erregung von vier auf dem Kern der Ablenkspule angebrachten Toroidwicklungen eine Konvergenzkorrektur für den isotropen Astigmatismus erhalten werden kann, ohne daß dadurch die Landung merklich beeinflußt wird. Für diese dynamische Erregung sind parabolische Spannungen erforderlich, die in gesonderten Schaltungen erzeugt werden müssen.

Wie bereits in diesem Patent angegeben ist, kann ein a-Polfeld beschrieben werden mit

B - Av <¹'^{2 n}-¹> (1),

wobei S den Vektor darstellt, der die magnetische Feldstärke B in der komplexen Ebene angibt, A eine (integrations) Konstante ist und ν eine komplexe Hilfsgröße darstellt, die in den Koor-

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dinaten χ und y ausgedrückt werden kann, so daß

S - B_y + i B_x (2)

ν - y - i χ (3)

Während der Ablenkung verschiebt sich die Mitte der drei Elektronenstrahlen in dem n-Polfeld zu der Lage x_Q, y_Q. Eine Beschreibung des Feldes in bezug auf diese neue Mitte ergibt die Beziehung:

S- A(v_A - v')^(1/2n *

(4), (5) v· - y· - i x· (6)

wobei v_o = y₀ - i x_Q - (5),

x¹ und y* die Koordinaten in dem verschobenen Koordinatensystem sind. Für den Achtpol nach der Erfindung folgt aus (4):

S . A(v₀ ³ + 3v_o v¹ + 3v₀ v^|2 + v·³) (7).

Nun ist im allgemeinen bei größerer Ablenkung /v_o/>/v·/» mit anderen Worten: Die durch die Ablenkung herbeigeführte Verschiebung im Achtpolfeld ist dann groß gegenüber der Exzentri-

-2 — "³I zität der Strahlen. Dadurch sind die Ausdrücke mit v* und ν ^%J vernachlässigbar, so daß annähernd gilt:

ß - A(v_o ³ + 3v₀ ² v·) (8).

Der erste Ausdruck Av stellt ein homogenes Feld dar, dessen Stärke sich mit der dritten Potenz der Ablenkung ändert und dessen Richtung von der Richtung der Ablenkung abhängig ist. Dieses Feld übt auf die drei Elektronenstrahlen in bezug auf die Rasterform den gleichen, Jedoch in bezug auf die Konvergenz nicht den gleichen Einfluß aus. Der zweite Ausdruck 3Av₀ v* stellt ein statisches Vierpolfeld dar, dessen Stärke mit v_Q und sich somit mit dem Quadrat der Ablenkung ändert und also die

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Konvergenz beeinflußt. Um den Achtpol für die Korrektur der Rasterform bei einer Farbbildröhre anwenden zu können, muß der Einfluß auf die Konvergenz vorzugsweise minimal sein. Daher soll der zweite Ausdruck der Formel (8) klein in bezug auf den ersten sein. Dies kann nach der Erfindung dadurch erreicht werden, daß das Achtpolfeld sich vorzugsweise nicht über das ganze Ablenkfeld erstreckt, sondern dieses Feld nur auf der Bildschirmseite des Ablenkfeldes, wie bereits angegeben ist, angebracht wird.

Der Achtpol kann auf verschiedene Weise ausgebildet werden. Es können z.B. vier oder acht Dauer- oder Elektromagnete verwendet werden, die z.B. derart angeordnet sind, daß die Pole in Form eines Ringes miteinander fluchten oder auf radialen Linien liegen. Die Magnete können im Gehäuse des Ablenkspulensystems untergebracht, nabxu gegen dieses Gehäuse gesetzt oder in einiger Entfernung von diesem Gehäuse, z.B. an der Umhüllung der Bildröhre, befestigt sein.

Wenn Jedoch der Einfluß auf die Konvergenz bei Anwendung eines derartigen Achtpols noch zu groß ist, können nach der Erfindung außerdem Mittel vorgesehen sein, die in oder nahe bei dem anderen dem genannten Ende gegenüberliegenden Ende des Ablenkspulensystems liegen und zum Erzeugen eines zweiten statischen Achtpolfeldes mit einer entgegengesetzten Polarität dienen. Die Stärke des zweiten Achtpols kann dann derart gewählt werden, daß der zweite Ausdruck der Formel (8) ausgeglichen wird und also nahezu keine Beeinflussung der Konvergenz auftritt. Dabei wird der erste Ausdruck der Formel (8j, der die Rasterverformung bestimmt, von dem ersten Ausdruck des zweiten Achtpolfeldes nur in geringem Maße beeinträchtigt. Dies ist darauf zurückzuführen, daß ν in dem genannten zweiten Achtpol viel kleiner ist. Der zweite Achtpol kann, gleich wie der erste Achtpol, auf verschiedene Weise mit Hilfe von Spulen, Elektro- und Dauermagneten, erzielt werden. Es stellt sich aber heraus, daß der zweite Achtpol oft entbehrt werden kann, z.B. wenn bei der Herstellung des Ablenksystems der Einfluß auf die Konvergenz des Achtpols bereits berücksichtigt wurde.

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Die Erfindung läßt sich mit Erfolg in Schwarz-Weiß-Fernsehbildröhren anwenden. Auch läßt sich die Erfindung bei Farbbildröhren von u.a. dem "Delta"-Typ anwenden, in denen die Elektronenstrahlen durch die Eckpunkte eines gleichseitigen Dreiecks gehen, das in einer zu der Röhrenachse nahezu senkrechten Ebene liegt. Es stellt sich aber heraus, daß sich die Erfindung auch für Farbbildröhren vom "In-line"-Typ eignet, in denen die Elektronenstrahlen nahezu in derselben Ebene liegen.

Bei Anwendung des statischen Achtpols sind keine sich mit der Ablenkung ändernden Spannungen oder Ströme erforderlich. Es sind also auch keine zusätzlichen Schaltungen zum Erzeugen dieser Spannungen oder Ströme erforderlich. Der dynamische Charakter der benötigten Korrektur wird bei Anwendung der Erfindung durch die Ablenkung des Elektronenstrahls selbst erhalten.

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Farbbildröhre vom "In-line"-Typ nach der Erfindung, Fig. 2 ein Achtpolfeld und die infolge dieses Feldes auf den

Elektronenstrahl einwirkenden Kräfte, Fig. 3 den Effekt des Achtpols auf die Rasterform, Figuren U bis 12 eine Anzahl Möglichkeiten zum Erzeugen eines

Achtpolfeldes,

Fig. 13 eine Schwarz-Weiß-Bildröhre nach der Erfindung und Fig. 14 schematisch ein Ablenkspulensystem.

Die in Fig. 1 dargestellte Farbbildröhre enthält eine GlasumhUllung 1, die mit einem Hals 2 und einem trichterförmigen Teil 3 versehen ist. Im Hals 2 sind drei Elektronenstrahlerzeugungssysteme 7, 8 und 9 angeordnet. Die Farbbildröhre ist vom "In-line"-Typ, Ao daß die Achsen der Elektronenstrahlerzeugungssysteme 7, 8 und 9 nahezu in einer Ebene liegen. Die von diesen Elektronenstrahlerzeugungssystemen erzeugten Elektronenstrahlen werden von einem Ablenkspulensystem 11 abge-

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lenkt und erreichen durch die Öffnungen 6 in der Farbauswahlelektrode 5 den Bildschirm 4. Die drei Elektronenstrahlen passieren die Öffnungen 6 unter einem kleinen Winkel zueinander, dem sogenannten Farbauswahlwinkel, und treffen demzufolge Jeweils nur das Leuchtstoffgebiet der zugeordneten Farbe.

Das Ablenkspulensystem 11 kann eine Anzahl von Sattelspulen und/oder Toroidspulen enthalten. Eine wichtige Eigenschaft der Röhre ist die Konvergenz. Unter Konvergenz ist zu verstehen, daß die drei Elektronenstrahlen 27, 28 und 29 nahezu in einem Punkt in den Öffnungen 6 der Farbauswahlelektrode 5 zusammentreffen. Die Strahlen müssen nicht nur in einem Punkt in der Mitte der Farbauswahlelektrode konvergieren, sondern auch muß diese Konvergenz während .der Ablenkung mit dem Ablenkspulensystem 11 erhalten bleiben. Dies ist erforderlich, weil sonst die roten, grünen und blauen Teilbilder nicht mehr völlig zusammenfallen und gefärbte Ränder an den Übergängen im Bilde auftreten. Eine gute Konvergenz in der Mitte der Farbauswahlelektrode einer Farbbildröhre läßt sich mit einfachen Mitteln erzielen. Es ist jedoch besonders schwierig, auch für die Teile der Farbauswahlelektrode, an denen eine starke Ablenkung der Elektronenstrahlen stattfindet, eine gute Konvergenz aufrechtzuerhalten. Dies ist auf den ungleichen Einfluß des Ablenkfeldes auf die drei Elektronenstrahlen aurückzufuhren.

Eine andere wichtige Eigenschaft ist das Ausmaß der Rasterverzeichnung. Die Rasterverzeichnung, die sich in einer kissenförmigen und/oder tonnenförmigen Verzeichnung des Bildes äußert, wird größtenteils infolge einer nichtlinearen Ablenkung durch das Ablenkspulensystem erhalten. Verzeichnung ergibt sich auch bei Ablenkspulen für Schwarz-Weiß-Röhren. Der Ablenkspulenentwurf für Schwarz-Weiß-Röhren kann im wesentlichen darauf gerichtet werden, daß Ausmaß der Verzeichnung gering zu halten. Diese Notwendigkeit entfällt aber bei Anwendung des Achtpols nach der Erfindung.

Bei Farbbildröhren ist die Konvergenz von wesentlicher Bedeutung. Die häufig erhebliche Verzeichnung, die oft bei Ablenk-

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spulen mit einer guten Konvergenz auftritt, wurde bisher dadurch korrigiert, daß Ströme durch die gesonderten Windungspakete des Ablenkspulensystems geschickt wurden. Die Korrekturströme müssen von zusätzlichen Schaltungen erzeugt werden, so daß diese Lösung umständlich und teuer ist. Nach der Erfindung kann die Korrektur bei einer Farbbildröhre vorzugsweise mit Hilfe eines statischen magnetischen Achtpolfeldes erfogen, das in oder nahe bei dem Ende des Ablenkspulensystems 11 auf der Seite des Bildschirmes 4 liegt und von einer Anzahl von Magneten 12 erzeugt wird. Das Achtpolfeld kann mit Hilfe von Dauermagneten oder mit Hilfe von Elektromagneten oder Spulen erzeugt werden. Die Spulen oder Magnete können in dem Ablenkspulensystem 11 angeordnet sein. Auch ist es möglich, daß sie in einiger Entfernung von diesem System auf der Bildschirmseite z.B. mit Hilfe von Bügeln oder Streifen montiert sind. Wenn der Einfluß dieses Achtpolfeldes auf die Konvergenz sich als noch zu groß erweist, kann am anderen Ende ein Achtpolfeld, dessen Polarität der des ersten Achtpolfeldes entgegengesetzt ist, mit Hilfe einer Anzahl von Magneten 13 erzeugt werden, wodurch dieser Einfluß ausgeglichen wird, ohne daß der positive Einfluß auf die Rasterverzeichnung wesentlich geändert wird.

In Fig. 2 ist ein Achtpolfeld schematisch mittels einer Anzahl von Feldlinien 14 dargestellt. Die Achsen X und Y fallen mit dem mit den Ablenkrichtungen zusammenfallenden Achsensystem zusammen. Die Kräfte F, die auf jeden Elektronenstrahl einwirken, sind in der Figur angegeben. Die Pole (N und S) liegen zwischen den Achsen. Das Achtpolfeld braucht nicht völlig symmetrisch zu sein. Wenn der Achtpol nicht völlig symmetrisch gemacht wird, werden außerdem Mehrpolfelder höherer Ordnung (z.B. ein Zwölfpol, Sechzehnpol) erhalten, wodurch Fehler höherer Ordnung im Raster korrigiert werden können.

In Fig. 3 ist eine kissenförmigpVerzeichnung des Rasters dargestellt (volle Linie). Durch Anwendung der Erfindung wirken die Kräfte F derart auf den (die) Elektronenstrahl(en) ein, daß das Raster korrigiert wird (gestrichelte Linie). Die Raster-

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Verzeichnung kann auch tonnenförmig sein. Um diese Rasterverzeichnung zu korrigieren, muß die Polarität des Achtpols derart sein, daß die Kräfte F gerade umgekehrt gerichtet sind.

In den Figuren k bis 12 sind eine Anzahl von Möglichkeiten zum Erzeugen eines Achtpols dargestellt.

Fig. U, zeigt, wie mit vier Dauermagneten 15, 16, 17 und 18 ein Achtpolfeld erzeugt werden kann.

Fig. 5 veranschaulicht, wie dies mit einem dauermagnetischen Ring 19 erfolgen kann.

Figuren 6 und 7 zeigen die Elektromagneten 20 und 21, die die Dauermagnete der Figuren 3 und U ersetzen können.

Fig. 8 zeigt ein Achtpolfeld mit acht Dauermagneten 22. Diese Magneten können im Ablenkspulensystem 11 angeordnet oder in geringer Entfernung von diesem System montiert sein.

Fig. 9 zeigt, daß es auch möglich ist, einen Achtpol mit einer Anzahl von Spulen 23 zu erzeugen.

Fig. 10 stellt die Toroidausführung eines Achtpols dar. Rings um ein magnetisches Joch 2k sind eine Anzahl von Spulen 25 an geordnet .

In Fig. 11 sind zwei als Achtpol ausgeführte Magnetringe 26 und 27 mit magnetischen Gebieten 42 dargestellt. Wenn diese Ringe gegeneinander verdreht werden, kann die Stärke des Achtpolfeldes eingestellt werden. Die gleichzeitige Drehung der beiden Ringe kann mit Hilfe eines Ritzelgetriebes erfolgen, das in Fig. 12 dargestellt ist. Am Ring 26 ist ein Zähnekamm am Ring 27 ein Zähnekamm 29 angebracht, wobei diese Kämme mittels eines Ritzels 30 miteinander gekuppelt sind. Dieser einstellbare Achtpol wird vorzugsweise verwendet, wenn die Konvergenz mit einem zweiten Achtpol korrigiert werden muß, der vor der Ablenk einheit 11 liegt.

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Die in Fig. 13 gezeigte Schwarz-Weiß-Bildröhre enthält eine Glasumhüllung 31, die mit einem Hals 32 und einem trichterförmigen Teil 33 versehen ist. Im Hals 32 ist ein Elektronenstrahlerzeugungssystem 34 zum Erzeugen eines Elektronenstrahls angebracht, der auf den Bildschirm 36 fällt. Der Elektronenstrahl wird von einem Ablenkspulensystem 37 in der Bild- und Zeilenablenkrichtung abgelenkt.

In Fig. 14 ist schematisch das Ablenkspulensystem 37 nach Fig. 13 dargestellt. Die Spulen 38 werden derart erregt, daß ein statischer Achtpol erzeugt wird, der auf die beschriebene Weise die kissen- oder tonnenförmige Rasterverzeichnung, die durch die Bild- und Zeilenablenkspulen 39 und 40 herbeigeführt wird, korrigiert. Im dargestellten Beispiel wird die Ablenkung mit Hilfe von Sattelspulen bewirkt und der Achtpol wird mit Hilfe einer Anzahl von Toroidspulen erzeugt. Die Ablenkung kann auch mit Hilfe von Toroidspulen erfolgen, die rings um den Jochring 41 angeordnet sind, während es auch möglich ist, den Achtpol durch eine Anzahl von Sattelspulen zu erzeugen. Auch ist es möglich, gegen den trichterförmigen Teil der Umhüllung eine Anzahl von Dauermagneten anzubringen, die das Achtpolfeld erzeugen.

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Claims

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N.V. PHILIPS' GLOEILAMPDNFABRIEXEN

Patentansprüche:

( Λ,) Vorrichtung zur Wiedergabe von Fernsehbildern, die mit einer Bildröhre mit einem Bildschirm und einem Ablenkspulensystem versehen ist, das eine erste und eine zweite Ablenkspuleneinheit enthält, wobei jede Einheit zwei nahezu symmetrische und einander gegenüber liegend angeordnete Spulenhälften enthält, die erste Ablenkspuleneinheit gegen die zweite um etwa 90° verdreht angeordnet ist und das Ablenkspulensystem um den dem Bildschirm gegenüberliegenden Hals und den trichterförmigen Teil der Bildröhre geschoben ist, um in zwei orthogonalen Richtungen (einen) im Hals der Röhre von einem oder mehreren Elektronenstrahlerzeugungssystemen erzeugte(n) Elektronenstrahl(en) abzulenken, wenn Jede Spuleneinheit vom zugeordneten Ablenkstrom durchlaufen wird, und um den Hals und/oder den trichterförmigen Teil der Bildröhre Mittel zum Erzeugen eines magnetischen Korrekturfeldes angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Mittel ein statisches Achtpolfeld erzeugen, dessen Pole zwischen den Achsen eines Achsensystems liegen, bei dem die Richtungen der Achsen abwechselnd zusammenfallen und diagonal zu den beiden Ablenkrichtungen verlaufen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das statische Achtpolfeld in dem Ablenkspulensystem erzeugt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ablenkspulensystem acht Korrekturspulen aufgenommen sind, mit denen durch Gleichstromerregung das statische Achtpolfeld erzeugt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das statische Achtpolfeld in oder in einiger Entfernung von dem auf der Bildschirmseite liegenden Ende des Ablenkspulensystems erzeugt wird.
5. Vorrchtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

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ORIGINAL INSPECTED

daß außerdem Mittel in oder nahe bei dem anderen dem genannten Ende gegenüberliegenden Ende des Ablenkspulensystems zum Erzeugen eines zweiten statischen Achtpolfeldes mit entgegengesetzter Polarität aufgenommen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichet, daß diese Mittel mindestens aus vier oder acht Dauermagneten bestehen.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel aus vier oder acht Spulen oder Elektromagneten bestehen.
8. Ablenkspulensystem, das mit den genannten Mitteln versehen und bei einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen verwendet wird.
9. Bildröhre mit einem Ablenkspulensystem nach Anspruch 8,

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