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Kathodenstrahlröhre
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brauch macht, um ein Farbbild wiederzugeben.
Eine Art einer solchen von der Eindringungstiefe Gebrauch machenden Kathodenstrahlröhre umfasst einen Leuchtschirm, der drei verschiedene übereinander angeordnete Phosphorschichten aufweist, von denen jede imstande ist, Licht in einer der drei Grundfarben, Rot, Grün und Blau, auszusenden. Die Röhre besitzt drei Elektronenschleudern, die je dazu eingerichtet sind, einen Elektronenstrahl einer bestimmten aber unterschiedlichen Geschwindigkeit durch ein gemeinsames Ablenkungsfeld auf einen gemeinsamen Schirm zu senden.
Die Elektronen, die dem Strahl niedrigster Geschwindigkeit angehören, erreichen die erste Phosphorschicht, um Licht einer ersten Farbe zu erzeugen ; Elektronen der mittleren Geschwindigkeit durchdringen die erste Schicht und erregen die zweite Schicht, um Licht einer zweiten Farbe zu erzeugen, und die Elektronen der grössten Geschwindigkeit durchdringen sowohl die erste als auch die zweite Schicht, um Licht einer dritten Farbe zu erzeugen. Eine geeignete Modulation der von diesen Strahlen getragenen Ströme erlaubt es, jede gewünschte Mischung dieser drei Farben hervorzubringen.
Weil nun diese drei Strahlen unterschiedliche Geschwindigkeiten haben, werden sie von dem ge- meinsamen Ablenkungsfeld um verschiedene Beträge abgelenkt und würden daher Raster unterschiedlicher Grösse erzeugen, wenn nicht Korrekturmittel vorgesehen werden.
Raster von im wesentlichen gleicher Grosse und ausreichender Koinzidenz können aus dem Rot-, dem Grtin- und dem Blaustrahl erhalten werden, wenn man die Strahlen in einem unterschiedlichen Masse gegen Teile des Ablenkungsfeldes abschirmt. Um die beiden der unterenGeschwindigkeitsstufe angehörenden Strahlen werden individuelle magnetische Abschirmungen vorgesehen, die sien verschieden weit in das gemeinsame magnetische Ablenkungsfeld erstrecken.
Demnach werden die beiden Strahlen kleinerer Geschwindigkeit, die bei Nichtvorhandensein der magnetischen Abschirmung von dem gemeinsamen magnetischen Feld am meisten abgelenkt werden würden, verschiedenen Bruchteilen des magnetischen Feldes ausgesetzt und erhalten dadurch im wesentlichen dasselbe Ablenkungsmass, wie dies für den schnellsten. nicht abgeschirmten Strahl der Fall ist.
Entsprechend der Erfindung sind in der Ablenkzone an gegenüberliegenden Seiten des Weges wenigstens einer dieser Strahlen individuelle, aus magnetischem Material bestehende, das Ablenkfeld im Bereich nur dieses Strahles verformende Elemente (Feldformer) vorgesehen, welche die Ablenkung des zugeordneten Strahles in einer der Ablenkrichtungen verstärken und damit das Seitenverhältnis eines auf dem Schirm durch die Strahlablenkung erzeugten Rasters verändern.
Die Zeichnungen dienen der Erläuterung der Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen. Es zeigen : Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemässen Kathodenstrahlröhre, wobei einzelne Teile weggebrochen sind ; Fig. 2 eine Stirnansicht zu Fig. 1, die Fig. 3,4 und 5 Querschnitte der in Fig. 1 dargestellten Kathodenstrahlröhre, u. zw. nach den Linien 3-3, 4-4 bzw. 5-5 der Fig. 1 ; Fig. 6 die schaubildliche Darstellung eines Teiles einer Kathodenstrahlröhre nach Fig. 1 ; die Fig. 7 und 8 schematische Darstellungen verschiedener magnetischer Schilde, um das Strahlensystem
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einer Röhre nach Fig. 1 zu erläutern ;
die Fig. 9, die der Erläuterung der Fig. 7 und 8 dient, ein Diagramm eines typischen Ablenkungsfeldes, die Fig. 10 und 11 die schematische Darstellung des Verzerrungseffektes der Schildausführungen der Fig. 7 bzw. 8 ; Fig. 12a eine schematische Darstellung einer Fehlübereinstimmung der Raster, wie sie als Folge einer ungenauen Orientierung der Strahlensysteme auftritt ; die Fig. 12b und 12c schematische Darstellungen der Ablenkfelder, welche die Fehlübereinstime mung nach Fig. 12a herbeiführen ;
Fig. 13a die Übereinstimmung der Raster, wie sie eine Folge der Orientierung der Strahlensysteme nach den Fig. 1-6 ist ; die Fig. 13b und 13c die schematische Darstellung der Ablenkungsfelderverzerrungen, wie sie durch die Strahlensystemorientierung nach den Fig. 1-6 erreicht wird und schliesslich die Fig. 14 und 15 schematische Darstellungen der Wirkungen von Eleven ten des Strahlensystemaufbaues nach Fig. 1 auf das Vertikal- und das Horizontalablenkfeld.
Genaue Beschreibung des Aufbaues der Farbbildröhre :
Die Fig. 1-6 zeigen eine Kathodenstrahlröhre 8, die ein evakuiertes Gefäss, bestehend aus einem Hals 10, einer Bildplatte 12 und einem konischen Zwischenteil 14 besitzt. InnerhalbdesHalses 10 ist ein Strahlensystem 15 untergebracht, das beispielsweise drei Elektronenschleudern. 16, 17, 18 umfasst, die Seite an Seite nach einem gleichseitigen Dreieck angeordnet sind, u. zw. symmetrisch um die Längsachse des Strahlensystems 15. In Fig. 1 ist die Strahlenschleuder 17 hinter der Schleuder 16 versteckt. Die Elektronenschleudern 16,17 und 18 sind so eingerichtet, dass sie je einen Strahl niedriger, mittlerer bzw. hoher Geschwindigkeit erzeugen, der durch eine gemeinsame Ablenkungszone 19 auf eine Bildplatte 12 geworfen wird.
Der vereinfachten Ausdrucksweise wegen werden im folgenden die Ausdrücke "L-Strahl", "M-Strahl" und "H-Strahl" gebraucht, um damit den Strahl geringster Geschwindigkeit und seine Schleuder 16, den Strahl mittlerer Geschwindigkeit und seine Schleuder 17 bzw. den Strahl höchster Geschwindigkeit und seine Schleuder 18 zu bezeichnen.
Der auf der Bildplatte 12 niedergelegte Bildschirm 20 umfasst drei Lagen 22,24 und 26 ver-
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leuchtet. Die Röhre 8 wird so betrieben, dass Elektronen des L-Strahles die erste Phosphorschicht 26 erregen, um ein Licht einer ersten Primärfarbe zu erzeugen. Elektronen des M-Strahles durchdringen die erste Phosphorschicht 26 und erregen die zweite Phosphorschicht 24, um Licht einer zweiten Grundfarbe zu erzeugen und die Elektronen des H-StrahIes durchdringen sowohl die erste als auch die zweite Phosphorschicht 26 und 24 und erregen die dritte Phosphorschicht, um Licht der dritten Grundfarbezu erzeugen. Auf der Phosphorschicht 26 ist eine Deckschicht 27, etwa aus Aluminium bestehend, vorgesehen, wie dies an sich bekannt ist.
Falls gewünscht, kann der Schirm 20 auch nichtleuchtende Trennschichten aufweisen, die zwischen den Phosphorschichten angeordnet sind und die Aufgabehaben, das Arbeitsverhalten des Schirmes zu verbessern.
Als Zugehör der Elektronenröhre 8 ist ein magnetisches Ablenkjoch 28 vorgesehen, welches das Röhrengefäss eng einschliesst. Das Joch 28 erzeugt nach entsprechender Erregung zwei Ablenkfel- der, die dazu dienen, die Elektronenstrahlen gemeinsam über den Leuchtschirm 20 in gegenseitig sich kreuzenden Querrichtungen, d. h. senkrechten Richtungen unter verschiedenen Abtastfrequenzen zu führen. In der bevorzugten Ausführungsform werden in der Ablenkzone 19 ein horizontales und ein vertikales magnetisches Ablenkungsfeld aufgebaut, um die drei separaten Strahlen der Schleudern 16, 17 und 18 zu veranlassen auf dem Leuchtschirm 20 einen orthogonalen Raster niederzulegen.
Wie man aus Fig. 2 erkennt, schliessen die Bildplatte 12 und der Leuchtschirm 20 ein rechteckiges Bildfenster 29 ein, können selbst aber kreisförmig oder rechteckig sein, in welchem Falle sie ebenso wie das Bildfenster eine grosse Achse X-X und eine kleine Achse Y-Y besitzen, die zueinander senkrecht stehen. Für eine normale Betrachtung stimmen diese Achsen mit der Horizontalen hinsichtlich der X-X-Achse und mit der Vertikalen hinsichtlich der Y-Y-Achse überein. In den Fig. 3,4 und 5 sind die X-Achse und die Y-Achse aach hinten in die Zeichenebene verlegt.
Das Joch bd ist winkelmässig so hinsichtlich der Röhre 8 orientiert und ferner von solcher Beschaffenheit, dass die Elektronenstrahlen, wenn das Joch durch passend beschaffene Ströme erregt wird, auf dem Schirm 20 einen rechtwinkeligen Raster niederlegen, des zu. òinander senkrecht stehende grosse und
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de der Schleudern umfasst eine rohrförmige Kathode 30 mit einer Stirnwand, die mit einem geeigneten elektronenemittierenden Stoff beschichtet ist. Jede Kathode 30 ist isolierend innerhalb einer zen-
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tral durchbrochenen Steuergitterkappe 32'mtergebracht.
Gleichachsig hinter den Steuergitterkap. pen 32 sind in der angegebenen Reihenfolge für jede Schleuder eine Schirmgitterkappe 34 mit Mitteldurchbrechung, eine rohrförmige Bündelungs- oder Fokussierungselektr01e 36 und eine rohrförmige Anode 38 angeordnet.
Die Anoden 38 sind auf einem zylindrischen Konvergenzkäfig 40 montiert, der allen drei Strahlenschleudern 16,17, 18 elektrisch gemeinsam ist. Der Konvergenzkäfig 40 besteht aus einem Becher mit einer Stirnwand 42 und trägt an seinem offenen Ende einen Verschlussdeckel 43. Sowohl die Stirnwand 42 als auch der Deckel 43 sind mit Öffnungen 44,45, 46 versehen, die mit den drei Strahlenschleudern 16,17, 18 gleichachsig verlaufen.
Die Kathoden 30, die Steuergitter 32, die Schirmgitter 34 und die Konzentrations-oder Fokussierungselektroden 36 der Strahlenschleudern 16,17, 18 sind individuell mit verschiedenen Zufuhrungsleitern 50 verbunden, welche das Gefäss in einer Sockelung dicht durchsetzen, Demnach kann jede dieser Elektroden unabhängig von der andern erregt werden, um Elektronenstrahlen verschie- dener Geschwindigkeit zu erzeugen, die unabhängig voneinander im Bereiche des Schirmes 20 fokussiert werden.
Der Konvergenzkäfig 40 ist mit einer Mehrzahl von Federn 54 versehen, die nach aussen gegen den Hals 10 des Gefässes drücken, Ein elektrisch leitender Überzug, der auf der inneren Oberfläche der Hülle aufgetragen ist, erstreckt sich über den trichterförmigen Teil 14 und in den Hals 10, u. zw. weit genug, um die Federn 54 zu berühren. Die Beschichtung 56 steht ausserdem im elektrischen Kontakt mit der metallischen Abdeckschicht 27 des Bildschirmes 20. Ein Anschluss, schematisch durch den Pfeil 58 angedeutet, dient dazu, ein passendes elektrisches Potential an dif. Überzugselek- trode 56, die Anoden 38 und den Leuchtschirm 20 zu legen.
Die Elektroden jeder Elektronenschleuder 16,17, 18 werden in einer festen gegenseitigen Lagebeziehung gehalten, indem sie auf drei Glasstangen 59 montiert sind, die sich längs den Schleudern erstrecken. Jede der Elektroden 32,34, 36 und 38 jede der drei Strahlenschleudern ist an den Glasstangen auf eine Art befestigt, dieâhniichistjener, diefurdieKonzentrationselektrode 36 in Fig. 3 dargestellt ist. Wie diese Figur zeigt, ist die Elektrode 36 der Schleuder 18 an einem mittleren, gebogenen Teil eines Streifens 60 befestigt, dessen Enden in zwei Glasstäbe 56 eingebettet sind. Die Elektroden der Schleudern 16 und 17 sind ähnlich mittels Streifen 61 bzw. 62 an verschiedenen Paaren von Glasstäben 59 gesichert.
Der Streifen 60, der Elektrode 36, der H-Schleuder 18 kann aus einem noch zu beschreibenden Grunde aus einem magnetischen Material hergestellt werden.
Weil die drei Elektronenschleudern 16, 17 und 18 hinsichtlich der Röhre 8 nicht koaxial verlaufen, indem jede Schleuder etwas ausserhalb der Längsachse der Röhre angeordnet ist, ist sowohl für eine statische als auch eine dynamische Konvergenz der drei Strahlen gesorgt, um diese axiale Versetzung auszugleichen.
Eine ausreichende Konvergenz kann gesichert werden, indem man jede Schleuder unter einem kleinen Winkel hinsichtlich der Längsachse der Röhre 8 anordnet, so dass die drei Elektronenstrahlen, wenn sie nicht abgelenkt werden, sich ziemlich genau in einem Punkt in der Mitte des Leuchtschirmes 20 treffen. Der Winkel, den jede Strahlenschleuder mit der Röhrenachse einschliesst, richtet sich nach den Abmessungen'der Rohre. In Röhren der beschriebenen Art, die eine Länge von etwa 45 bis 60 cm besitzen, beträgt dieser Winkel zirka 101'.
Die dynamische Konvergenz kann auf die aus Fig. 4 ersichtliche Art erreicht werden. Ein gesondertes Paar von Polstücken 64 ist an gegenüberliegenden Seiten des Strahles innerhalb des Konvergenzkäfigs 40 angeordnet. Jedem Paar von Polstücken 64 ist getrennt ein Elektromagnet 66 zugeordnet, der ausserhalb der Röhrenhülle, nahe den Enden der Polstücke vorgesehen ist.
Innerhalb des Konvergenzkäfigs ist ein Y-förmiger magnetischer Schild 68 vorgesehen, um jeden Strahl gegen die Konvergenzfelder der andern Strahlen abzuschirmen,
Eine Erregung der Spulen der Elektromagnete 66 wird den drei Strahlen eine kleine radial gegen die Längsachse der Röhre 8 oder von dieser weg gerichtete Ablenkungskomponente erteilen. Jedem der Elektromagnete 66 wird ein sich ändernder Strom, der mit der Abtastablenkung synchronisiert und ihr zugeordnet ist, angelegt, um die erforderliche dynamische Konvergenz der drei Strahlen herbeizufüh- ren.
Ferner werden alle drei Strahlen in der Mitte des Leuchtschirmes 20 dadurch zu präziser statischer Konvergenz gebracht, dass Mittel vorgesehen sind, um die Seitenlage eines der Elektronenstrahlen einzustellen. Dies wird durch ein magnetisches Feld erreicht, das in dem Weg des H-Strahles durch ein Permanentmagnetsystem 69 aufgebaut wird. Um an einer Formung des von dem System 69 gelieferten
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Magnetfeldes mitzuwirken, kann man den Tragstreifen 60 in manchen Fällen aus einem magnetischen Material herstellen. Das von dem Magnetsystem 69 erzeugte Feld verläuft quer zur Richtung des zwi- schen den Polstücken 64 für den H-Strahl errichteten Magnetfeldes.
Dies erlaubt eine seitliche Einstellung der Lage eines der drei Elektronenstrahlen (nämlich des von der Schleuder 18 erzeugten Strahles im Falle der dargestellten Ausführungsform) in einer Richtung, die normal steht zu der durch die Kon- vergenzpolstucke 64 gewährleisteten radialen Einstellung desselben Strahles.
Falls gewünscht, können die Pole des Magnetsystems 69 dynamisch erregt werden, um ein zusätzliches Mittel zur Formung des H-Strahlrasters zu schaffen, zu dem Zwecke, um diesen Raster mit den von dem L- und dem M-Strahl erzeugten Rastern in bessere Deckung zu bringen.
Magnetische Strahlabschirmung :
Die L-Strahlschleuder 16 und die M-Strahlschleuder 17 sind mit rohrförmigen, magnetischen Schirmen versehen (oder diese sind den Schleudern zugeordnet), welche man als magnetische Kurzschlusseinrichtungen 76 bzw. 78 auffassen kann und die verschiedene axiale Längen haben und gleichachsig mit den zugehörigen Strahlschleudern verlaufen. Sie können auf der Endplatte 43 montiert sein. Die Rohrschilde 76 und 78 erstrecken sich von dem Strahlsystem aus in solcher Anordnung, dass sie innerhalb der Ablenkzone 19 verlaufen.
Der M-Strahlenschild 78 ist kürzer als der L-Strahlenschild 76 und hat vorzugsweise grösseren Durchmesser als dieser. Der M-Strahlenschild ist längsseitig hinsichtlich des L-Strahlenschildes und axial zwischen und im Abstand von den beiden Ebenen angeordnet, die senkrecht zu der Achse des L-Strahlenschildes durch dessen Enden verlaufen. Der Kürze wegen wird von dieser Bedingung im folgenden einfach gesagt werden, dass sich der M-Strahlschild zwischen den Enden des L-Strahlschildes befindet. Der LStrahlschild 76 ist direkt mit der Endplatte 43 verbunden.
Der M-StraLIschild 78 ist im Abstand von der Endplatte 43 angeordnet, indem er mit dem Ende eines erstenrohrformigen, nichtmagneti- schen Traggliedes 80 verbunden ist, welches seinerseits an einem kleineren Durchmesser besitzenden Rohrträger 81 angreift, der mit der Endplatte 43 verbunden ist. Der nichtmagnetische Träger 80 kann beispielsweise an den Enden eines kleineren Tragers 81 mittels mehrerer Verbindungsstreifen 82 (Fig. 6 und 5) angreifen. Zweck und Vorteil dieser besonderen gegenseitigen Grössenfestlegungen und Lagebeziehungen des L-Strahlschilds 76 und des M-Strahlschilds 78 werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 7-11 beschrieben.
Das Elektronenstrahlsystem 15 ist winkelmässig um die Längsachse der Rohre 8 relativ zum Leuchtschirm 20 und zum Ablenkjoch 28 orientiert, so dass die Strahlenschleuder 18, welche den nicht abgeschirmten Strahl erzeugt, in jener Mittelebene angeordnet ist, die senkrecht zu der Abtastung steht, die eine Folge der höheren der beiden Frequenzen der beiden orthogonalen Abtastfelder ist.
Entsprechend der heute in Verbindung mit Heimfernsehempfängern eingehaltenen Praxis würde der unabgeschirmte H-Strahl in der mittleren Vertikalebene der'Röhre 8 verlaufen, d. h. in der Ebene, die die Y-Y-Achse des Schirmes enthält und welche senkrecht zur X-X-Achse steht. Die Orientierung des Strahlensystems ist derart, dass die H-Strahlschleuder 18'vorzugsweiseüberden andern beiden Schleudern 16 und 17 verläuft, wie dies aus den Fig. 1-6 ersichtlich ist. Zweck und Vorteil einer solchen Anordnung werden im folgenden in Verbindung mit den Fig. 12a, 12b, 12c, 13a, 13b und 13c beschrieben werden.
An gegenüberliegenden Seiten des H-Strahlweges und des M-Strahlweges sind Elemente 84,85 und 86,87 vorgesehen, die aus einem magnetischen Material bestehen und die Aufgabe haben, die Bildung der Ablenkfelder zu begünstigen. Diese die Ablenkfelder fördernden Elemente 84-87, Feldformer genannt, sind an der Endplatte 43 befestigt und erstrecken sich längs des H-Strahl-und des M-Strahlweges in die Ablenkzone 19. Die Feldformer sind vorzugsweise rohrförmige Teile, die. wie dies darge-
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ist, rechtwinkeligen Querschnitt aufweisen, und sie sind mit ihren Seiten parallel zur X-X-Ach-genüberliegen. Es können jedoch auch andere Querschnittsformen, etwa U-förmige Rechteckquerschnitt besitzende Kanäle verwendet werden.
Zweck und Vorteil der die Bildung des Ablenkfeldes beeinflussenden Feldformer 84-87 werden im folgenden in Verbindung mit den Fig. 14 und 15 beschrieben.
Vermöge der verschiedenen Länge der Schilder 76 und 78 und ihrer Anordnung in der Ablenkzone 19 werden der L-Strahl und der M-Strahl vor der Einwirkung des Ablenkungsfeldes uber verschiede- ne Längen ihres Weges durch dieses Feld abgeschirmt. Demnach werden der L- und der M-Strahl dem Ablenkungsfeld über einen kürzeren Weg ausgesetzt als dies der Fall wäre, wenn die Schirme 76 und 78
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nicht vorhanden wären.
Durch richtige Anpassung der Längen der Schilde 76 und 78 an die relativen Strahlgeschwindigkeiten und an die Form und Länge des magnetischen Ablenkfeldes, werden der L- und der M-Strahl dem Ablenkungsfeld über spezifische Zeitspannen unterworfen, was dazu führt, dass ihre Ablenkung praktisch dieselbe ist, wie die des nicht abgeschirmten H-Strahles. Die Fig. 7-11 illustrieren die Faktoren, die zu beachten sind, um eine richtige gegenseitige Abstimmung der Abmessungen und Anordnungen der Schilde zu sichern.
Fig. 7 zeigt Teile einer Elektronenstrahlröhre ähnlich jener der Fig. 1, mit dem Unterschied, dass sie mit einem kürzeren M-Strahlschild 78'ausgestattet ist, der längs des L-Strahlschilds 76 am Distalende desselben angeordnet ist. Fig. 8 zeigt einen Teil einer Elektronenstrahlröhre ähnlich Fig. 1, jedoch mit dem Unterschied, dass sie einen längeren M-Strahlschirm 78" aufweist, der längs des L... Strahlschirmes 76 an dessen Proximalende angeordnet ist. Fig. 9 zeigt die mit dem Axialabstand einhergehende Veränderung der Intensität des Querfeldes, das durch das Joch 28, aufgebaut wird. Das Feld, dessen Stärke von einem bestimmten in der Endplatte 43 herrschenden Wert auf einen Spitzenwert ansteigt und dann abfällt, ist durch eine glockenförmige Kurve dargestellt.
Da die Ablenkfeldstärke mit zunehmendem Abstand von der Endplatte 43 ansteigt, steigt der Prozentsatz des gesamten Feldes den ein M-Strahlschild von gegebener Länge vom M-Strahl abschirmen wird, wenn der Schild von der Endplatte 43 wegbewegt wird. Daher ist es um ein gegebenes Abschirmmass zu sichern, nötig, den M-Strahlschild kürzer zu machen, wenn er von der Endplatte 43 wegbewegt wird. Dies ist durch die Tatsache ersichtlich, dass der M-Strahlschild 78'der Fig. 7 kür- zer ist als der M-Strahlschild 78" der Fig. 8.
Schilddurchmesser : Wenn derM-Strahlschild sich im Abstand von der Endplatte 43 befindet, so wird der M- Strahl ab- gelenkt, bevor er noch den M-Strahlschild erreicht und setzt sich in einer geraden Linie längs dieses abgelenkten Weges fort, indem der Strahl durch den M-Strahlschild wandert. Wenn dieser Schild einen ungenügenden inneren Durchmesser aufweist, wird der Strahl auf die Innenwand des Schildes auftreffen, bevor er noch den Schildbereich verlässt. Demnach muss der M-Strahlschild, wenn er sich im Abstand von der Endplatte 43 befindet, hinreichenden Durchmesser aufweisen, um Kollisionen mit dem Strahl aus- zuschliessel1. Demnach ist der Durchmesser des M-Strahlschildes 78 gröSer ausgeführt als jener des LStrahlschildes 76 des Strahlensystems 15 der Fig. 1.
Schildanordnung :
Fig. 10 zeigt die verzerrte Form der Ablenkungsfeldlinien 90 in Ebenen, die sowohl den L-Strahlschild als auch den M-Strahlschild schneiden, wie dies für die B-B-Ebene der Fig. 7 und die C-CEbene der Fig. 8 der Fall ist. Diese'Art einer Verzerrung trachtet einen H-StrahIraster 91 zu erzeugen, dessen rechtsseitige Vertikaldimension grösser ist als seine linksseitige. Fig. 11 zeigt die verzerrte Form der Ablenkungsfeldlinien 92 in Ebenen, die nur den L-Strahlschild schneiden, nämlich einer Ebene A-A der Fig. 7 und der Ebene D-D der Fig. 8. Diese Art einer Verzerrung trachtet danach einen H-Strahlraster 93 zu erzeugen, dessen linksseitige Vertikalabmessung grösser ist als die seiner rechten Seite.
Wenn auf die Feldverzerrungen der Fig. 10 und 11 Bezug genommen wird, sollte man sich vor Augen halten, dass diese Figuren nur die Form des Feldes, nicht aber dessen Stärke darstellen. Die Feldstärke wird durch die Fig. 9 dargestellt.
In jenen Fällen, in denen ein magnetischer Schild in einem magnetischen Feld angeordnet ist, sind die Flusslinien gegen den Schild hin verzerrt und am Schild konzentriert, damit sie dem Weg des geringsten magnetischen Widerstandes folgen. Im Falle der Feldverzerrung in einer beide Schilde schneidenden Ebene (Fig. 10) wird die Verzerrung oder Flusskonzentration nur durch den M-Strahlschild erzeugt, weil dieser grössere Abmessungen aufweist. In dem Falle der Feldverzerrung in einer Ebene, die nur den LStrahlschild schneidet (Fig. 11), wird die Verzerrung oder Flusskonzentration nur durch den L-Strahlschild erzeugt, weil ein M-Strahlschild nicht vorhanden ist.
Demnach werden in dem einen Fall (Fig. 10) mehr Flusslinien verzerrt oder nach links in den Bereich des H-Strahlrasters gebogen oder verzerrt und in dem andern Fall (Fig. 11) nach rechts. Da die untere Begrenzung des H-Strahlrasters trachtet, senkrecht zu den Flusslinien zu verlaufen, ist die Vertikaldimension des Rasters an dessen rechter Seite in dem einen Fall (Fig. 10) und an der linken Seite in dem andern Fall (Fig. 11) grösser.
Dies bedeutet, dass die Verzerrung der Fig. 10 und 11 entgegengesetzte Effekte auf den H-Strahlraster ausübt,
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Obgleich die durch die Fig. 10 dargestellte Feldverzerrung in der B-B-Ebene dieselbe ist wie in der C-C- Ebene, hat die Verzerrung in der B-B-Ebene eine grössere Auswirkung, weil die Feldin-
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dem man den M-Strahlenschild so lange axial verstellt, bis die aus Fig. 10 ersichtliche Verzerrungsart ein Mass erreicht hat, welches ausreicht, um die Verzerrungsart der Fig. 11 auszugleichen. Erreicht wird dies dadurch, dass der M-Strahlschild zwischen die Enden des L-Strahlschildes angeordnet wird, wie dies die Fig. 1 und 6 zeigen.
Für ein Feld gegebener Stärke und Form (was von dem angewendeter Joch abhängt), und für jedes Durchmesserverhältnis der beiden Schilde gibt es eine axiale Lage des kürzeren M-Strahlschildes zwischen den Endebenen des längeren L-Strahlschildes, welche die geringste Asymmetrie des von dem nicht abgeschirmten H-Strahl niedergelegten Rasters schafft.
Als Beispiel einer tatsächlich ausgeführten Verwirklichung dieser Lehre, wobei die Röhre 8 der Fig. 1 mit einem normalen Ablenkjoch 28 betrieben wird und wobei dieL-StrahIgeschwindigkeitIOkV, dieM-StrahIgeschwindig- keit 16 kV und die H-Strahlgeschwindigkeit 22 kV entsprach, betrug der Durchmesser des L-Strahlschil-
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einer Länge von 33ge von 9 mm, wobei der M -Strahlschild axial 6 mm hinter dem distalen Ende des L-Strahlschildes angeordnet war (wobeiderL-Strahlschild 76 dem Leuchtschirm 20 um 6mmnäherli-alsderM-Strahlschild 78).
Wenn man nach der optimalen Beziehung von Durchmessern, Längen und Axiallagen der beiden Schilde strebt, so ist der M-Strahlschild zwischen den Enden des L-Strahlschildes angeordnet und es sind dann zahlreiche Parameter einzustellen, um die geringste Asymmetrie des H-Strahlrasters zu erhalten.
Die Länge des M-Strahlschildes ist so gewählt, dass man einen M-Strahlraster von ausreichender Gesamtgrösse erhält ; sodann wird der Durchmesser des M-Schildes gewählt, so dass ein Auftreffen des M-Strahles auf den Schild bei voller Auslenkung des Strahles eben noch vermieden. ist, anschliessend wird die Axiallage des Ivl-Strahlschildes bestimmt, um die geringste Asymmetrie des H-Strahlrasters zu erhalten. Ein Wechsel irgend eines dieser Parameter mag eine geringe Nacheinstellung der andern erfordern, um die optimalen Lagebeziehungen, die eine minimale Asymmetrie des H-Strahlrasters sichern, zu gewährlei- sten.
Die Fig. 12a zeigt die Art der Rasterverzerrung und Fehiübereinstimmung, die dadurch verursacht ist, dass eine Elektronenschleuder die nicht die unabgeschirmte H-Strahlschleuder ist, in der Vertikalebene der Röhre falsch orientiert ist. In Fig. 12a sind ein H-Strahlraster 100, ein M-Strahlraster 101 und ein L-Strahlraster 102 dargestellt. Das Nichtubereinstimmen der Raster 100,101 und 102 ist durch ein Überkreuzen 103 der unteren Begrenzungen des H-Strahlrasters 100 unddesM-StrahIra- sters 101 gekennzeichnet.
Eine solche Überlappung ist eine Folge extremer Asymmetrien der Verzerrungen, die von den L-Strahl-und den M-Strahlschilden erzeugt werden, wenn die Orientierung der Elektronenstrahlschleudem nicht dem entspricht, was in Verbindung mit den Fig. 1-6 erklärt worden ist.
Relativlage der Strahlen :
Die Fig. 12b und 12c illustrieren die Asymmetrie der Verzerrung des Ablenkungsfeldes in einer Ebene, die beide Schilde schneidet und die von dem L-Strahlschild 76 und von dem M-Strahlschild 78 erzeugt wird, wenn die L-Strahlschleuder 16 in der vertikalen Mittelebene der Röhre liegt. Eine solche Orientierung führt zu der Fehleinstellung mit Überlappungen, Fig. 12a, Fig. 12b zeigt die Verzerrung der Flusslinien 108 des Horizontalablenkfeldes und Fig. 12c die Verzerrung der Flusslinien 110 des vertikalen Ablenkfeldes.
Fig. 13a zeigt die verbesserten Ergebnisse, die man durch Anwendung des Elektronenstrahlsystems wie es in Verbindung mit den Fig. 1-6 erklärt wurde, erhält. In Fig. 13a sind ein H-Strahlraster 112, ein M-Strahlraster 114, und ein L-Strahlraster 116 dargestellt. Diese Rastel'sind durch eine Ineinanderschachtelung derselben gekennzeichnet, wobei sie entweder grössenmässig übereinstimmen oder es sind die entsprechenden Umgrenzungen der Raster etwa parallel. In Fig. 13a ist der zwischen den Rastern bestehende Abstand übertrieben dargestellt, um die Ineinanderschachtelung deutlicher darzustellen, Die Raster haben ungefähr gleiche Form und unterscheiden sich untereinander nur dadurch, dass sie eine etwas unterschiedliche Grösse aufweisen.
Die Fig. 13b und 13c zeigen die symmetrierte Verzerrung in einer beide Schilde des Horizontalund des Vertikalablenkfeldes schneidenden Ebene, welche man erhält, indem man die H-Strahlschleu- der 18 in der Vertikalmittelebene des Systems einreguliert. In Fig. 13b sind die Flusslinien des Hori-
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zontalablenksystems bei 118 angedeutetundinFig. und in Fig. 13 c die Flusslinien des Vertikalablenkfeldes bei 120.
Durch Vergleich der Fig. 12b mit 13b und durch 12c mit 13c wird die verbesserte Symmetrie, die um die Vertikalmittelebene der Röhre besteht und eine Folge der Emregelung der H-Strahlschleuderin dieser Ebene ist, ersichtlich. Obgleich nur eine unerwünschte Strahlenschleudereinstellung hier dargestellt ist (Fig. 12a, 12b, 12c), erzeugen auch andere Fehleinstellungen (andere als die, die eine Folge der Einstellung des H-Strahles in der Vertikalmittelebene der Röhre sind) Verzerrungen ähnlich denen, die durch die Fig. 12b und 12c erklärt sind.
Magnetfeldformer :
Die Fig. 14 und 15 zeigen die Auswirkungen von magnetischen, die Feldausbildung begünstigenden Einrichtungen, wie beispielsweise durch die Feldformer 84 und 85 dargestellt, im Hinblick auf die
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senkrecht dazu vermindern, also in der Vertikalen, u. zw. in dem Raume zwischen den Feldformern, wel- cher als die Region des Elektronenstrahlweges anzusehen ist, dem sie zugeordnet sind. Wenn das Horizontal- und das Vertikalablenkfeld nicht koextensiv sind und die Feldformer nur in dem einen der Felder angeordnet sind, werden sie nur dieses eine Feld beeinflussen.
Da diese Feldformer neben einem bestimmten Strahlweg angeordnet werden und hauptsächlich diesem zugeordnet sind (vgl. die Elemente 84 und 85, die dem H-Strahl angehoren), beeinflussen sie das Ablenkfeld des zugeordneten Strahles nur örtlich. Diese Feldformer wirken als magnetische Leiter, welche in den Spalt zwischen einem Paar von Ablenkspulen angeordnet werden und demnach den magnetischen Widerstand des Ablenkungsfeld-Flussweges. in dem beschränkten Bereich, der von den Feldformern eingenommen wird, herabsetzen.
Das Paar der dem H-Strahl zugeordneten Feldformer 84,85, die in einer Horizontalebene angeordnet sind, leitet die horizontal verlaufenden Flusslinien, welche die vertikale H-Strahlablenkung erzeugen und begünstigen so die Vertikalablenkung des H-Strahles, wodurch der H-Strahlraster vertikal gedehnt wird.
In Fig. 14 ist gezeigt, wie die Feldformer 84 und 85 auf die Flusslinien 122 des Vertikalablenkungsfeldes des H-Strahles wirken. Indem sie dem Weg des geringsten magnetischen Widerstandes folgen, werden die Kraftlinien 122 gegen die Feldformer 84 und 85 gebogen und gehen durch diese hindurch. Man kann sich vorstellen, dass die Feldformer die Kraftlinien aus den umliegenden Bereichen sammeln und konzentrieren. Da die Feldformer in Serienanordnung der Richtung der Fluss linien folgen, wird der Fluss im Bereich zwischen den Feldformern 84 und 85 konzentriert und erzeugt dadurch ein stärkeres vertikalablenkfeld für den H-Strahl als es andernfalls, d. h. bei Fehlen dieser Elemente bestehen würde.
Auf diese Weise wird die Höhe des H-Rasters vergrössert. Gleichzeitig werden, wie dies aus Fig. 15 ersichtlich ist, die Feldlinien 124 des Horizontalablenkfeldes des H-Rasters gegen die Feldformer gehoben und durch diese hindurchgeführt. Da diese Feldformer in Richtung der HorizontalablenkfeldFlusslinien parallel angeordnet sind, sammeln sie magnetischen Fluss der sonst zwischen den Feldformern hindurchtreten würde und dadurch senken die Feldformer die Flusskonzentration in diesem Bereich und gewährleisten eine schwächere Horizontalablenkung des H-Strahles. Dies ergibt eine Horizontalkontraktion des H-Strah1rasters. Die vertikale Expansion und die horizontale Kontraktion des resultierendenHStrahlrasters wirken additiv zusammen und ergeben eine Veränderung des Sichtverhältnisses des Rasters.
In der Dreieckanordnung eines Dreistrahlsystems nach den Fig. 1-6 sind die Feldformer vorgesehen, nicht nur um eine Vertikalexpansion des H-Strahlrasters zu sichern, sondern auch um eine Horizontalexpansion des M-Strahlrasters herbeizuführen. Dies kann erreicht werden, indem ein separates Paar von Feldformern vorgesehen wird, wobei das eine Paar horizontal fluchtet und das andere Paar vertikal. In der besonderen dargestellten Ausführungsform sind jedoch der H- und der M-Strahl in einem so geringen gegenseitigen Abstand angeordnet, dass separate Paare solcher Elemente nicht für jeden Strahl untergebracht werden können, ohne dass der Feldformerdes einen Strahles mit jenem des andern Strahles kollidieren würde.
Dieses Problem kann dadurch beseitigt werden, dass manden Feldformer 85 gemeinsam für ein erstes Paar von solchen (85 und 84) für den H-Strahl vorgesehenen Feldformern und ein zweites Paar von solchen Feldformern (85 und 87) für den M-Strahl ausführt. Zu diesem Zwecke ist sowohl die Horizontalals auch die Vertikalquerschnittsabmessung des Feldformers 85 hinreichend gross ausgeführt um die ge-
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wünschen Feldformungen zu sichern.
Obgleich der Feldformer 85 mit dem Feldformer 87 ein Paar bildet, um die primäre Horizontalablenkfeldformung für den M-Strahl zu sichern, ist der in dem Hals 10 der Röhre 8 verfügbare Raum nicht ausreichend, um den Feldformer 85 über dem M-Strahl zu zentrieren. Es ist daher ein vierter Feldformer 86 zwischen dem Feldformer 85 und dem M-Strahl (zentral über diesem) vorgesehen um das Horizontalablenkfeld in dem Bereich des M-Strahles zu formen, indem dessen Fluss linien vertikal orientiert werden. Die Feldformer 85 und 86 können einteilig ausgeführt werden, aus zwei Teilen, die miteinander verbunden sind, oder aus zwei getrennten Teilen, die in einem geringen gegenseitigen Abstand voneinander angeordnet sind, wie dargestellt.
Die Feldformer 85,86 und 87 wirken hinsichtlich des M-Strahles auf eine Weise, die einigermassen ähnlich ist jener Art, die in Verbindung mit den Fig. 14 und 15 beschrieben wurde, gemäss welchen die Feldformer 84 und 85 mit Bezug auf den H-Strahl arbeiten.
Vermöge ihrer Fähigkeit, selektiv nur einen Raster zu beeinflussen und, darüber hinaus, wahlweise den gewählten Raster zu strecken und zu verengen, stellen diese Feldformer ein Mittel der Rasterformung vor.
Der relative Prozentsatz, bis zu dem ein Raster gedehnt und verengt werden kann, um sein Nonualbild zu verändern, hängt von der horizontalen und vertikalen Querabmessung der Feldformer und ihren gegenseitigen Abständen ab. Eine Vergrösserung der horizontalen Querschnittsabmessungen der beiden Feldformer 84 und 85 verstärkt das in Fig. 14 dargestellte Feld und verursacht eine grössere Expansion des H-Strahlrasters in Vertikalrichtung. EineVergrösserung der Vertikalabmessungen des Feldformers 84 vermindert die Intensität des in Fig. 15 dargestellten Feldes und verursacht eine grössere Kontraktion des H-Strahlrasters in der Horizontalrichtung. Allgemein gesagt, ist der Effekt eines Paares von Feldformern umso grösser, je enger sie beieinanderstehen.
Wenn die Feldformer 84 und 85 nahe beeinanderstehen, so ist das Ausbiegen der Flusslinien des vertikalen Ablenkfeldes des H-Strahles (Fig. 14) zwischen den Feldformern vermindert und dadurch wird das Feld verstärkt. Gleichzeitig wird das horizontale Ablenkungsfeld des H-Strahles (Fig. 15) zwischen den Feldformern geschwächt und der resultierende H-Strahlraster horizontal kontrahiert.
Die Rastergrösse ist eine Funktion der Länge der Feldformer, die sie längs des Strahlweges haben.
Eine Vergrösserung der Längen der Feldformer dient dazu, die Rastergrösse zu vergrössern, ohne das Rasterverhältnis wesentlich zu verändern.
Es kann wünschenswert sein, einem Elektronenstrahl sowohl einen Schild als auch einen Feldformer zuzuordnen, wie dies für den M-Strahl der Röhre 8 der Fall ist, der sowohl den Schild 78 als auch die Feldformer 85,86 und 87 aufweist. In einem solchen Fall ist der Schild hinsichtlich der in Fig. 6 dargestellten Feldformer axial gestaffelt und im Abstand von diesen angeordnet. Dies erlaubt es sowohl dem Schild als auch den Feldformern ihre eigenen Wirkungen gesondert auf verschiedene Teile des Ablenkfeldes auszuüben, ohne dar der eine vom andern beeinflusst wird. Wenn der Schild 78 zu nahe an den Feldformern angeordnet wäre oder diese berühren würde, so würden die zwischen den Feldformern befindlichen Flusslinien durch die Schilder kurzgeschlossen werden, was die Wirkung der Feldformer herabsetzen wurde.
Der nichtmagnetische Träger 81 kann solcherart beschaffen sein, dass die Feldformer 86 und 87 näher aneinander angeordnet werden könner., wodurch sie näher an den Strahlweg heranriicken wurden.
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Schild 78. Es könnte aber auch der Träger 81, wie auch der Träger 80, beispielsweise aus einem oder mehreren nichtmagnetischen Tragdrähten, Bändern od. dgl. bestehen. Der Träger 81 kann sogar ganz vermieden und die nichtmagnetischen Träger 80 direkt auf den Enden der Feldformer 86 und 87 angeordnet werden.
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