DE2012002A1 - Elektronenstrahl-Ablenksystem - Google Patents

Description

It 1522 "-

SONY CORPORATION, Toyko/Japan

Elektronenstrahl-Ablenksystem

Die Erfindung betrifft ein Elektronenstrahl-Ablenksystem, insbesondere für Kathodenstrahlröhren von Farbfernsehempfängern.

In Farbfernsehempfängern laufen drei Elektronenstrahlen, die der roten* grünen und blauen Farbe entsprechen, gleichzeitig durch magnetische Ablenkfelder, die von einer Horizontal- und Vertikalablenkungsspulenanordnung erzeugt werden i hierdurch werden diese Elektronenstrahlen horizontal und vertikal abgelenkt. In diesem Falle weisen jedoch die dr&I Elektronenstrahlen einen vorgegebenen gegenseitigen Abstand auf, während die Horizontal- und Vertikalablenkungs-Magnetfeider für diese drei Strahlen gemeinsam sind. Man muß daher darauf achten, daß die Form-und Verteilung der ■ Horizontal- und Vertikalablenkmagnetfelder derart ist, daß keine relative Verschiebung der Raster der Strahlen aufeinander sowie eine Größendifferenz zwischen den Rastern der Strahlen entsteht. Es wurden Ablenkspulenanordnungen vorgeschlagen, bei denen die Horizontal- und Vertikal-Ablenkelemente überlappend auf einen rohrförmigen Magnetkern aufgewickelt sind; diese bekannte Anordnung erfprdert jedoch eine große Spulenwindungszahl und führt daher zu einem raumaufwendigen,

009840/1910

teuren Aufbau und der Notwendigkeit einer verhältnismäßig großen Ablenkleistung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Elektronenstrahl-Ablenksystem unter Vermeidung dieser Mängel so auszubilden, daß bei üblicher Abtastung des Phosphorschirmes der Farbkathodenstrahlröhre eine Mißkonvergenz der Strahlen vermieden wird. Weiterhin sollen erfindungsgemäß die magnetischen Ablenkfelder auf besonders einfache Weise, insbesondere energie- und raumsparend erzeugt werden. Angestrebt wird erfindungsgemäß ferner, das Elektronenstrahl-Ablenksystem so auszubilden, daß eine Anzahl gleichförmiger Wicklungen auf einfache Weise auf einen Magnetkern aufgebracht werden kann.

Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die Ablenkspulenanordnung einen rohrförmigen Magnetkern und eine Anzahl von toroidförmig auf den Magnetkern gewickelten, gesonderten Wicklungen enthält, die im wesentlichen den ganzen Umfang bedecken.und voneinander vorgegebene Abstände aufweisen, daß ferner die Wicklungen aus solchen bestehen, die von der Horizontalablenkungs-Stromquelle mit einem Horizont alablenkungsstrom versorgt werden, ferner solche, die von der Vertikalablenkungs-Stromquelle mit einem Vertikalablenkungsstrom gespeist werden sowie weiterhin aus kombinierten Horizontal- und Vertikalwicklungen, die von der Horizontal- und Vertikalablenkungs-Stromquelle mit Horizontal- und Vertikalablenkungsströmen gespeist werden.

Einige Ausführungsbeispiele sind in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen

Fig. 1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Ab-

lenkspulenanordnung;

009840/1910

Fig. 2 einen Querschnitt längs der Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 und ¹J Schaltungen von zwei Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Ablenkspulenanordnung;

Fig. 5 einen Querschnitt längs der Linie V-V der Fig. 2 (zur Veranschaulichung der erzeugten Magnetfelder bei den Schaltungen der Fig. 3 und H);

Fig. 6 bis 10 verschiedene Ausführungsformen von Abstandselementen für die erfindungsgemäße Ablenkspulenanordnung.

Es sei zunächst ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ablenkspulenanordnung erläutert. Auf einen rohrförmigen Hagnetkern 1 sind erfindungsgemäß mehrere, beim dargestellten Ausführungsbeispiel zweiundzwanzig gesonderte Wick- ' lungen L₁ bis L₂₂ in Form eines Toroids auf die ganze ümfangsflache des Kernes aufgewickelt. Der Abstand zwischen benachbarten Wicklungen L- bis L₂₂ ist so gewählt, daß eine Mißkonvergenz der Elektronenstrahlen mit Sicherheit vermieden wird. Vorzugsweise sind diese Wicklungen L₁ bis L₂₂ nach Windungszahl, Breite und Abmessungen gleich.

Diese Wicklungen L₁ bis Lp₂ können in der aus Fig. 3 ersichtlichen Weise miteinander verbunden sein. Die Wicklungen sind dabei gleichsinnig gewickelt, wobei Bezugszeichen a und b den Wicklungsanfang und das Wicklungsende jeder Wicklung kennzeichnen. Das Wicklungsende b der Wicklung L₁ ist mit dem Wicklungsanfang a der Wicklung L₂ verbunden, das Ende b der Wicklung L₂ mit dem Anfang a der Wicklung L,; hierdurch ist eine Wicklungsgruppe V₁ gebildet. In gleicher Weise sind Wicklungsgruppen Vp, H^ und H₂ aus den Wicklungen

009840/1910

-H-

20120G2

L₁₂ bis L₁₂. L₇ und Lg sowie L^ und L₁- hergestellt. Ferner sind Wicklungsgruppen VH₁, VH₂, VH, und VH^ vorgesehen, die aus den Wicklungen Lu bis Lg, Lg bis L₁₁J L₁,- bis L₁₇ und Lp₀ bis L₂₂ bestehen.

Der Anfang a der Wicklungen L₁,- und L_lg und das Wicklungsende b der Wicklung L₁₁ sind miteinander verbunden und an den positiven Anschluß T,,.( + ) einer Horizontalablenkungs-Stromquelle 3, angeschlossen. Das Ende b der Wicklung L₁ η ist mit dem Ende b der Wicklung Lg verbunden; die Anfänge a der Wicklungen L₂, und L₇ und das Ende b der Wicklung L₂₂ sind miteinander verbunden und an den negativen Anschluß Τττ_Β(-) der Stromquelle S„ angeschlossen. Außerdem sind der Anfang a der Wicklung L_?o und das Ende b der Wicklung L₁₇ miteinander verbunden; der Anschlußpunkt ist an den positiven Anschluß ^yA⁺ ) einer Vertikalablenkungs-Stromquelle S angeschlossen. Das Ende b der Wicklung L^ und der Anfang a der Wicklung L„ sind miteinander verbunden und an den Anfang a der Wicklung L₁ und das Ende b der Wicklung L₁₂ angeschlossen. Ferner ist das Ende b der Wicklung L, mit dem Anfang a der Wicklung L₁₂, verbunden und an einen negativen Anschluß ^Tyß(") der Stromquelle S„ angeschlossen. Auf diese Weise ist ein Brückenkreis gebildet, dessen Brückenseiten von den Wicklungsgruppen VH₁ bis VHi, gebildet wird, während die Wicklungstruppen Ii₁ und Hp, die in der einen Wicklungsdiagonalen liegen, nur mit einem Horizontalablenkungsstrom versorgt werden, während die Wicklungsgruppen VIL bis VH₂, sowohl mit Horizontalablenkungsstromen als auch mit Vertikalablenkungsströmen gespeist werden. Es werden infolgedessen im Kern 1 durch die Horizontal- und Vertikalablenkungsströme Magnetflüsse in Richtungen erzeugt, die durch voll ausgezogene und gestrichelte Pfeile angedeutet sind (Tig. 5). Es entsteht auf diese Weise ein nach unten gerichtetes Horizontalablenkungs-Magnetfeld 2H und ein von rechts nach links gerichtetes Vertikalablenkungs-Magnetfeld 2V. Es wird nämlich

009840/1910

20120Θ2

eine Horizontal- und Vertikal-Ablenkspulenanordnung gebildet, in der die Wicklungsgruppen H₁ und Hp, V₁ und V₂ sowie VH₁ bis VH^. jeweils als Horizontalablenkungswicklungen, Vertikalablenkungswicklungen bzw. kombinierte Horizontal- und Vertikalablenkuhgswicklungen dienen.

In diesem Falle wird eine Mißkonvergenz der Strahlen dadurch vermieden, daß der Abstand zwischen benachbarten Wicklungen der zweiundzwanzig gesonderten Wicklungen L₁ bis L₂₂ entsprechend einem vorbestimmten Wert gewählt wird. Wird eine Ablenkspulenanordnung, in der Bündel von vier Drähten .mit einem Durchmesser von 0,32 mm fünfundzwanzigmal als Wicklungen L₁ bis Lp₂ auf einen Magentkern 1 der Abmessungen wie in Fig. 2 dargestellt aufgewickelt sind, in einer 10-Zoll-Trinitron (Warenzeichen) benutzt, die einen Phosphorschirm verwendet, der aus roten, grünen und blauen Phosphorstreifen besteht, die aufeinanderfolgend in horizontaler Richtung angeordnet sind und die ferner ein Gitter enthält, beispielsweise ein Öffnungsgitter mit zahlreichen Schlitzen in horizontaler Richtung, wobei das Gitter dem Phosphorschirm gegenüberliegend angeordnet ist und Elektronenstrahlen ent- ■ sprühend den roten, grünen und blauen Farben in Reihe (Linie) emittiert werden, kann eine Mißkonvergenz der Strahlen im •wesentlichen dadurch vermieden werden, daß die Wicklungen Lp bis L₇ derart angeordnet werden, daß die Winkel,.die gebildet werden von den Wicklungen Lp und L-,, L, und L^, L^ und L₁-, L,-" und Lg, LV und L₇ sowie L₇ und einer geraden Linie Y-Y, die senkrecht zu einer geraden Linie X-X verläuft, die ihrerseits durch die Zentren der Wicklungen L₂ und L^ und die Rohrachse 0 geht, jeweils betragen 28,5 , 9*5 , 17°,- 15°, 10° und 10°, während die übrigen Wicklungen symmetrisch zu den oben genannten Wicklungen relativ zu den ger raden Linien X-X und Y-Y angeordnet werden.

009840/1910

20120C

Fig. H veranschaulicht eine abgewandelte Ausführung der Wicklungsverbindungen.' Hierbei sind die Wicklungsgruppen V₁, V₂, H₁, H₂ und VH₁ bis VH₂J in genau gleicher Weise wie bei Fig. 3 aufgebaut; es bilden jedoch die Wicklungsgruppen VH₁ und VH,, VH₂ und VH₁₁ sowie zwei Kondensatoren 3A und 3B einen Brückenkreis. Eine Reihenschaltung, bestehend aus den Wicklungsgruppen IL und H₂ und der Horizontalablenkungs- Stromquelle S_H ist zwischen die Verbindungspunkte der Kondensatoren 3A und 3B und die Wicklungsgruppen VH₂ und VH-, eingeschaltet, während ein Parallelkreis, bestehend aus der Reihenschaltung der Wicklungsgruppen V₁ und V« und der Vertikalablenkungs-Stromquelle S zwischen den beiden andere- R^ückendiagonalpunkten angeordnet ist. In diesem Falle sind die Horizontal- und Vertikal-Magnetfeider, welche aus dieser Schaltung resultieren, genau die gleichen wie bei der Anordnung gemäß Fig. 3·

Es versteht sich, daß zahlreiche andere Wicklungsverbindungen möglich sind. Werden viele verhältnismäßig kleine Wicklungseinheiten vorgesehen, so kann man ohne Schwierigkeit eine vorgegebene Magnetfeldverteilung genau erzielen; dies bedingt jedoch eine etwas umständliche Herstellung der Ablenkanordnung. In der Praxis kann die Zahl der Wicklungseinheiten zwischen 16 und 28 liegen. Bei der oben erläuterten erfindungsgemäßen Ablenkspulenanordnung lassen sich Horizontal- und Vertikal-Ablenkungsmagnetfelder vorgegebener Größe und Verteilung leicht und genau durch Einstellung des Abstandes zwischen benachbarten Wicklungen auf vorgegebene Werte erzielen; dabei wird praktisch keine Konvergenzkorrektur benötigt. Man kann ferner die gewünschten Ablenkmagnetfelder auch lediglich in der Weise erzielen, daß eine Anzahl von Wicklungen toroidförmig auf den Magnetkern aufgewickelt und die Lagen der Wicklungen eingestellt werden, so daß sich die Herstellung der Ablenkspulenanordnung besonders einfach

009840/1910 ORiGfNALfNSPECTED

/IK

_₇_ 2012GQ2

gestaltet und diese Spule wesentlich kleiner gehalten werden kann als eine, bei der die Horizontal- und Vertikalablenkungswicklungen einander überlappend auf den Kern aufgewickelt sind; außerdem können auf diese Weise Ablenkmagnetfelder vorgegebener Stärke mit einer verhältnismäßig kleinen Ablenkstromquelle erzeugt werden.

Um mit einer solchen Ablenkspulenanordnung eine genaue Horizontal- und Vertikalablenkung zu gewährleisten, ist es jedoch erforderlich, die Abstände zwischen den Wicklungen genau zu bestimmen und die Wicklungen in ihrer Lage starr festzuhalten, so daß sich diese Abstände nach dem Anbringen der Ablenkspulenanordnung in einer Farbkathodenstrahlröhre nicht mehr ändern können.

Die Fig. 6 bis 10 zeigen Trenn- bzw. Abstandselemente zur Gewährleistung eines bestimmten Abstandes zwischen benachbarten Wicklungen sowie zur Festlegung der Wicklungen auf dem Magnetkern.

Das in den Fig. Sk und 6B dargestellte Ausführungsbeispiel eines Abstandselementes besteht aus Kunststoff und enthält eine ringförmige Basisplatte 60*4 und eine Anzahl von paarweise angeordneten Vorsprüngen 6O5A und 6O5B, deren Breiten a jeweils den bestimmten Abständen der Wicklungen L., bis L₂₂ entsprechen;diese Vorsprünge sind voneinander um Abstände getrennt/ die der Breite jeder Wicklung entsprechen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die ringförmige Basisplatte 6θΊ auf dem Rand des größeren, offenen Endes des Magnetkernes so angebracht, daß die Vorsprünge 6O5A und 6O5B zwischen benachbarten Wicklungen liegen und dadurch die vorgegebenen Abstände gewährleisten, wodurch eine Mißkonvergenz der Elektronenstrahlen vermieden wird.

009840/1910

Die Fig. 7A und 7B zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Abstandselementes 704, das gleichfalls aus Kunststoff besteht und in Form eines Bandes ausgebildet ist, das an seiner Innenseite Vorsprünge 705 trägt. Das Abstandselement 704 ist so auf dem mit den Wicklungen L₁ bis Lp₂ versehenen Hagnetkern angeordnet, daß die Vrosprünge 705 zwischen benachbarten Wicklungen liegen und deren Abstände gewährleisten. In diesem Falle sind die Breiten a und die Abstände b der Vorsprünge 705 wie bei dem zuvor erläuterten Ausführungsbeispiel gewählt; es sind jedoch außerdem an der Oberfläche des Abstandselementes 704 eine Anzahl von Anschlüssen 707 vorgesehen, über die die Verbindungen der Wicklungen L₁ bis Lpp mit den äußeren Anschlußleitungen hergestellt werden.

In den Fig. 8A und 8B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Abstandselementes dargestellt, das ebenfalls aus Kunststoff hergestellt ist und einen ringförmigen Kupplungsteil 8O4A enthält, dessen Durchmesser dem des kleineren offenen Endes des Magnetkernes 1 entspricht. Ferner enthält dieses Abstandselement eine Anzahl von Armen 8O4B, die einstükkig mit dem Kupplungsteil 8O4A ausgebildet sind und radial hiervon in Abständen b abstehen, die den Abständen der Wicklungen L₁ bis Lp₂ entsprechen. Die Arme 8o4B sind an ihren Verbindungsstellen mit dem Kupplungsteil 8O4A nach unten abgebogen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der ringförmige Kupplungsteil 8O4A am Rand des kleineren Endes des Hagnetkernes so angebracht, daß die Arme 8O4B zwischen benachbarten Wicklungen L₁ bis L^2 liegen und fest mit dem Magnetkern verbunden sind; auf diese Weise werden die Abstände zwischen benachbarten Wicklungen genau definiert. Auf dem ringförmigen Kupplungsteil 8O4A sind Anschlüsse 805 vorgesehen, über die Wicklungen L₁ bis Lp« an äußere Anschlußleitungen angeschlossen sind.

009840/1910

In den Pig. 9A bis 9C ist ein an seinem oberen Ende offener, tassenförmiger Halterungsteil 904 veranschaulicht, der zur Verbindung der Ablenkspulenanordnung mit der Farbkathodenstrahlröhre dient. Der Halterungsteil 904 ist so 'geformt, daß er den Magnetkern 1 in weitgehender Anpassung an seine Form abdeckt. An seiner Innenseite besitzt er Vorsprünge 905 zur Festlegung der Abstände zwischen benachbarten Wicklungen. Die Vorsprünge 905 sind in Abständen b angeordnet, die den jeweiligen Abständen der Wicklungen L₁ bis L₂₂ entsprechen. Auf diese V/eise werden die Abstände zwischen den Wicklungen entsprechend der Breite a der Vorsprünge 905 gewährleistet. Der Halterungsteil 904 ist an seinem kleineren offenen Ende mit der Parbkathodenstrahlröhre verbunden.

Gemäß den Fig. 1OA bis IOC ist der Magnetkern 1 in zwei Hälften unterteilt. Ein aus flexiblem Kunststoff hergestellter Rohrteil 1004 besitzt etwa denselben Querschnitt wie jede Kernhälfte. Dieser Rohrteil 1004 weist ferner Ausnehmun-, gen IOO5 auf, die so geformt sind, daß sich der Rohrteil der Form des Magnetkernes 1 anpaßt. Weiterhin besitzt der Rohr-Heil 1004 eine Anzahl von Flanschen IOO6, die die Breite unci Abstände der Wicklungen bestimmen. Die Wicklungen L^ bis L₂₂ sind auf den Rohrteil 1004 zwischen benachbarte Flansche IOO6 aufgewickelt; die geteilten Kernhälften werden dann in den Rohrteil 1004 eingesetzt, und es wird der Rohrteil 1004 kreisförmig gekrümmt, so daß er sich der Form der Kernhälften aufgrund der Ausnehmung 1005 anpaßt (vgl. Fig. 10A); danach werden die Kernhälften fest miteinander verbunden, womit die Ablenkspulenanordnung fertig ist.

Bei Verwendung der in den Fig. 6 bis 10 dargestellten Abstandselemente wird der Abstand zwischen benachbarten Wicklungen genau festgelegt, und es werden die Wicklungen

0098AO/1910

sicher in ihrer Lage gehalten, so daß die Horizontal- und Vertikalablenkungs-Magnetfeider leicht und genau in der vorgegebenen Form und Verteilung erzeugt werden. Man vermeidet auf diese Weise auch die Notwendigkeit einer Konvergenzkompensation der Elektronenstrahlen; man vermeidet ferner eine Dispersion in den Charakteristika der Ablenkspulenanordnung.

Die Montage der Ablenkspulenanordnung gestaltet sich sehr einfach. Bei Verwendung der Abstandselemente der Fig. 6 bis 9 brauchen lediglich die Abstandselemente zwischen benachbarte Wicklungen eingesetzt zu werden. Gemäß Fig. 10 werden lediglich die Wicklungen auf den Rohrteil aufgewikkelt und der Kern in den Rohrteil eingesetzt. Die Fertigung der Ablenkspulenanordnung wird auf diese V/eise wesentlich vereinfacht.

Die erfindungsgemäße Ablenkspulenanordnung ist ferner kleiner als eine Ablenkspulenanordnung, bei der die Horizontal- und Vertikal-Ablenkungswicklungen in Lagen auf den Kern gewickelt sind; außerdem können erfindungsgemäß die Ablenkmagnetfelder vorgegebener Stärke mit einer kleineren Ablenkleistung erzeugt werden. Ein Änderung der Breite der Abstandselemente ermöglicht Änderungen in den Horizontal- und Vertikal-Magnetfeldern der Ablenkspulenanordnung; die erfindungsgemäße Anordnung läßt sich daher ohne grundsätzliche Änderung der Abmessungen der V/icklungen und des Magnetkernes an die verschiedensten Kathodenstrahlröhren anpassen.

009840/1910

Claims (1)

1. Patentansprüche

   Iy Elektronenstrahl-Ablenksystem für eine Farbkathodenstrahlröhre mit einem Farbschirm und einer Elektronenkanone zur Erzeugung von Elektronenstrahlen, die den Farbschirm abtasten, ferner mit einer um den Ilalsteil der Farbkathodenstrahlröhre herum angeordneten Ablenkspulenanordnung sowie mit Horizontal- und Vertikalablenkungs-Stromquellen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkspulenanordnung einen rohrförmigen Magnetkern und eine Anzahl von toroidförmig auf den Magnetkern gewickelten, gesonderten Wicklungen enthält, die im wesentlichen den ganzen Umlang bedecken und voneinander vorgegebene Abstände aufweisen, daß ferner die" Wicklungen aus solchen bestehen, die von der Horizontalablenkungs-Stromquelle mit einem Horizontalablenkungsstrom versorgt werden, ferner solchen, die von der Vertikalablenkungs-Stromquelle mit einem Vertikalablenkungsstrom gespeist werden sowie weiterhin aus kombinierten Horizontal- und Vertikalwicklungen, die von der Horizontal- und Vertikalablenkungs-Stromquelle mit Horizontal- und Vertikalablenkungsströmen gespeist werden.

   2. Elektronenstrahl-Ablenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Wicklungen gleichförmig ausgebildet sind.

   3. Elektronenstrahl-Ablenksystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen zu einer Brückenschaltung verbunden sind, wobei vier Wicklungsgruppen jeweils die Brückenseiten bilden, wobei ferner eine Wicklungsgruppe und eine Ablenkungsstromquelle parallel zueinander zwischen zwei Brückendiagonalpunkte geschaltet sind, während eine andere Wicklungsgruppe und die andere Ablenkungsstromquelle in Reihe zueinander zwischen die beiden anderen Diagonalpunkte der Brücke geschaltet sind.

   009840/1910

   H. Elektronenstrahl-Ablenksystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei benachbarte Seiten der Brückenschaltung durch Kondensatoren gebildet werden.

   5. Elektronenstrahl-Ablenksystem nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Magnetkern aufgebrachten Wicklungen starr in ihrer Lage gehalten sind, wobei Abstandselemente die vorgegebenen Abstände benachbarter Wicklungen sichern.

   009840/1910

   Leerseite