DE1487215C - Elektronenstrahl Konvergenzemrich tung fur mehrstrahlige Elektronenstrahl rohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektronenstrahl-Konvergenzeinrichtung für mehrstrahlige Elektronenstrahlröhren, mit einer Einrichtung für die radiale Strahlverschiebung und einer Einrichtung für die seitliche Strahlverschiebung mit einem ersten Magneten, der in einer ersten Orientierung bezüglich der Hauptachse der Röhre polarisiert ist, so daß er eine magnetische Feldkomponente aufweist, die quer zum Pfad eines der Strahlen liegt, wobei die Vorrichtung für die seitliche Verschiebung eine erwünschte seitliche Verschiebung des einen Strahles bezüglich seines unverschobenen Pfades sowie eine unerwünschte Verschiebung anderer Strahlen bewirkt.

Die Erfindung ist von besonderem Nutzen bei einer Kathodenstrahlröhre, wie sie herkömmlicherweise in einem Farbfernsehempfänger verwendet wird. Diese Kathodenstrahlröhre stellt jedoch nur eine Art von Bildwiedergabeeinrichtung dar, bei der die Erfindung verwendet werden kann. Eine solche Röhre weist drei zu einem Dreieck angeordnete Elektronenstrahlerzeuger, eine Lochblende und einen Bildschirm auf, der sich aus Dreiergruppen von roten, grünen und blauen Phosphorpunkten zusammensetzt. Die Lochblende wirkt in gewisser Weise als Farbwähler insofern, als sie sichert, daß jeder Elektronenstrahl nur auf Farbpunkte einer zugeordneten Farbe fällt. Um bei einer solchen Einrichtung Farbtreue erzielen zu können, müssen die drei Elektronenstrahlen in der Bildschirmebene konvergieren. Im allgemeinen werden die Elektronenstrahlen vor der Ablenkung zusammengeführt, für welchen Zweck zwei verschiedene Strahlkonvergenzanordnungen verwendet werden, von denen die eine Anordnung eine anfängliche oder statische Konvergenz der drei Elektronenstrahlen in der Mitte des Bildschirms bewirkt, während die zweite Anordnung eine Konvergenz der Elektronenstrahlen an den Enden ihrer Ablenkung während der Abtastung, d. h. eine dynamische Konvergenz, bewirkt.

Eine herkömmliche statische Konvergenzanordnung enthält drei einstellbare Magneten, die auf

dem Hals der Röhre angebracht sind und die einzeln auf einen zugeordneten Elektronenstrahl radial ausgerichtet sind. Die Magnetfelder der Magneten sind in bezug auf die Bahnen der Elektronenstrahlen so orientiert, daß jeder Magnet bei einer Einstellung eine radiale Verschiebung des zugeordneten Elektronenstrahls bewirkt, d. h. eine Verschiebung zur Röhrenachse hin oder von dieser hinweg. Theoretisch müßte es möglich sein, die drei Elektronenstrahlen an einem Punkt in der Ebene des Bildschirmes durch Einstellen dieser Magneten konvergierend zusammenzuführen. Es ist jedoch häufig der Fall, daß trotz der Möglichkeit, zwei der Elektronenstrahlen radial so zu versetzen, daß sie sich in der Ebene der Lochblende schneiden, der dritte Elektronenstrahl nicht so ausgerichtet werden kann, daß er auf den Schnittpunkt der beiden anderen Elektronenstrahlen fällt. Dies ist zum Teil eine Folge von Veränderungen der physikalischen Abmessungen der Elektroden der Elektronenerzeuger als auch der Abweichungen bei dem Aufbau der Elektronenerzeuger, die beim Zusammensetzen der Röhre verursacht werden.

Um eine vollständige statische Konvergenz herbeizuführen, wurde bisher ein Hilfsmagnet verwendet, der auf dem Hals der Röhre in der Nähe des Blaustrahlerzeugers angebracht wird, des obersten Elektronenstrahlerzeugers in der Dreiecksanordnung. Für die Zwecke der Normung wurde von der Industrie willkürlich der oberste Elektronenerzeuger als Erregungsmittel für die blauen Phosphorpunkte gewählt. Dementsprechend kann dieser Hilfsmagnet als »seitlicher Blaukonvergenzmagnet« bezeichnet werden, und dessen Magnetfeld ist in bezug auf die Bahn des Blaustrahls so ausgerichtet, daß er eine seitliche Ablenkung des Strahles in bezug auf die Röhrenachse bewirkt. Dieses Magnetfeld kann jedoch auch unerwünschte Ablenkungen des Rotund des Grünstrahls verursachen, und die Orientierung des Feldes in bezug auf diese beiden Elektronenstrahlen ist derart, daß diese nach entgegengesetzten Richtungen abgelenkt werden. Tritt dieses Auseinanderstreben der Elektronenstrahlen auf, so muß eine Neueinstellung der Radialkonvergenzmagneten erfolgen und dabei auch eine Neueinstellung des seitlichen Blaukonvergenzmagneten. Dieses Neueinstellen muß so lange wiederholt werden, bis ein annehmbarer Konvergenzkompromiß erreicht ist. Trotz wiederholter Einstellungen ist es jedoch nicht immer möglich, eine annehmbare Konvergenz zu erzielen.

Demgegenüber ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Elektronenstrahl-Konvergenzeinrichtung zu schaffen, mit der sich eine einwandfreie und stabile, in der Praxis leicht herzustellende Konvergenz der Elektronenstrahlen erreichen läßt.

Bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zur Erzeugung kompensierender Verschiebungen der anderen Strahlen, die die durch das Feld des ersten Magneten verursachten unerwünschten Verschiebungen im wesentlichen neutralisieren, eine Vorrichtung für eine ergänzende seitliche Strahlverschiebung vorgesehen ist, die mindestens ein Paar zusätzlicher Magneten aufweist, die neben dem, aber auf der gegenüberliegenden Seite des ersten Magneten angeordnet sind und abwechselnd in verschiedener Orientierung bezüglich der Hauptachse polarisiert sind und magnetische Feldkomponenten aufweisen, die quer zu den Pfaden der anderen Strahlen liegen. Durch die Überlagerung der bestehenden Felder mit denen der zusätzlichen Magneten wird die Divergenz der anderen Strahlen, z. B. des Rot- und des Grünstrahls, aufgehoben; weiterhin werden diese so ausgelenkt, daß eine vollständige Konvergenz mit dem Blaustrahl erfolgen kann.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Vorrichtung einen Einstellteil auf, der auf die Orientierung der querliegenden Feldkomponenten relativ zur Hauptachse der Röhre ändernd einwirkt.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist ein auf gegenüberliegenden Seiten der zusätzlichen Magneten angeordnetes Paar von Hilfsmagneten vorgesehen, die in der gleichen Richtung polarisiert sind wie der erste Magnet, wobei sowohl die zusätzlichen als auch die Hilfsmagneten magnetische Feldkomponenten aufweisen, die quer zu den Pfaden der anderen Strahlen liegen.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht der erste Magnet aus einem ersten Teil eines Ferritstabes und bestehen die zusätzlichen Magneten aus zwei weiteren Teilen des Stabes, die in unmittelbarer Nähe, aber auf entgegengesetzten Seiten des Teiles liegen, der den ersten Magneten darstellt. Weiterhin hält eine Halterungsvorrichtung den Stab auf dem Hals der Röhre so fest, daß der den ersten Magneten darstellende Teil in unmittelbarer Nähe des Pfades des einen Strahles liegt. Nach einer anderen Ausgestaltung haben diejenigen Teile des Ferritstabes, die die zusätzlichen Magneten darstellen, den gleichen Querschnitt wie der den ersten Magneten darstellende Teil und sind gleichachsig mit diesem, aber auf gegenüberliegenden Seiten von ihm angeordnet.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung für die Anwendung in Kathodenstrahlröhren mit in Deltaform angeordneten Elektronenkanonen zur Ausbildung von drei Elektronenstrahlen weist die Vorrichtung eine ungerade Anzahl von Magneten auf, die über den Strahlpfaden angeordnet sind, wobei der mittlere der Magneten über dem Pfad eines bestimmten der Strahlen liegt und die Magneten so polarisiert sind, daß die Polarität eines jeden von ihnen der des benachbarten Magneten der Anordnung entgegengesetzt ist. Gemäß einer anderen Weiterentwicklung haben die Magneten gleiche axiale Längen und gleiche Feldstärken und ist der mittlere aus der genannten ungleichen Anzahl von Magneten von den Pfaden der anderen beiden Strahlen äquidistant angeordnet.

Die Erfindung wird nunmehr ausführlich beschrieben. In den Zeichnungen, in denen gleiche oder einander entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, ist die

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines älteren Strahlkonvergenzmagneten und dessen Feldmusters,

F i g. 2 ein Ausschnitt einer zum Teil als Schnitt gezeichneten Seitenansicht einer Dreifarbenkathodenstrahlröhre mit der erfindungsgemäßen Einrichtung,

F i g. 3 ein Schnitt nach der Linie 3-3 in der Fig. 2,

F i g. 4 ein Schnitt nach der Linie 4-4 in der Fig. 2,

F i g. 5 eine schematische Darstellung des von der Konvergenzeinrichtung nach der F i g. 3 erzeugten resultierenden Magnetfeldes,

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Fig. 6 eine Darstellung einer anderen Ausfüh- seitenmagnetanordnung nach der Erfindung verhin-

rungsform der Erfindung und die dert dieses Auseinanderspreizen und stellt anderer-

F i g. 7 eine schematische Darstellung des Magnet- seits die erwünschte Konvergenz her.

feldmusters der Konvergenzeinrichtung nach der Die Fig. 2 zeigt eine Kathodenstrahlröhre mit

Fig. 6. 5 drei Elektronenstrahlen für die Wiedergabe in drei

Vor der ausführlichen Beschreibung der Erfindung Farben 10 mit einem Halsteil 11 und einem trichtersoll der in der F i g. 1 dargestellte ältere Seitenblau- förmigen Abschnitt 12, der in einer Betrachtungskonvergenzmagnet M zusammen mit dessen Feld- platte 13 endet, an deren Innenseite sich ein fluoresmuster behandelt werden. Die Fig. 1 zeigt außer zierender Schirm 14 aus einer Vielzahl von Phosdem Magneten und dessen Feld den Halsteil einer io phorpunkten befindet, die in Dreiergruppen von Dreifarbenkathodenstrahlröhre im Querschnitt. Die roten, grünen und blauen Phosphorpunkten angeorddrei Elektronenstrahlen sind durch kleine Kreise net sind. Vor dem Bildschirm 14 ist eine Lochdargestellt, die zu einem Dreieck symmetrisch um blende 15 mit einer Vielzahl von Löchern so andie Achse der Röhre herum angeordnet und mit geordnet, daß jeder Farbdreiergruppe ein Loch R, G und B bezeichnet sind. Das Kraftfeld des Ma- 15 gegenübersteht.

gnetenM ist natürlich durch das Muster der unter- Der Halsteil 11 enthält drei Elektronenstrahlbrochenen Linien dargestellt, die am Südpol des erzeuger 20i?, 2OG und 20 B, von denen in der Magneten zusammenstreben, wobei die Richtung der F i g. 2 nur zwei Erzeuger dargestellt sind, die die Kraftlinien durch die Pfeile angedeutet ist. Der Ma- Elektronenstrahlen R, G und B erzeugen, welche gnet M ist in der herkömmlichen Weise auf dem 20 Elektronenstrahlen die entsprechenden roten, grünen Hals der Röhre mit Hilfe eines nicht dargestellten und blauen Phosphorpunkte des Bildschirms 14 er-Halterungsgliedes aus einem magnetischen Material regen. Um die Beschreibung nicht unnötig auszuangebracht, das als Außenpolstück für den Magneten dehnen, wird nur der Erzeuger des Blaustrahls 20 B dient. Es ist ferner allgemein üblich, ein nicht dar- ausführlich beschrieben, dem die Elektronenstrahlgestelltes inneres Polstück zu verwenden, um das 25 erzeuger 2Oi? und 2OG gleichen. Außer einer nicht gewünschte Feldmuster zu erzielen. Da jedoch selbst dargestellten Kathode weist der Elektronenstrahlbei einem einfachen zweipoligen Magneten bei An- erzeuger 205 eine Steuerelektrode 22, eine erste Bewesenheit eines magnetischen Materials das Feld- schleunigungselektrode 23, eine Fokussierungselekmuster sehr komplex ist, so ist bei dem in der trode 24 und eine zweite Beschleunigungselektrode Fig. 1 dargestellten Feldmuster der Einfluß der Pol- 30 25 auf, die aus einem elektrisch leitenden und nicht stücke zwecks Vereinfachung der Darstellung außer magnetisierbaren Material hergestellt sind,
acht gelassen. Es hat sich überdies gezeigt, daß die Die drei Elektronenstrahlerzeuger sind um die Daten, die bei Versuchen über den Einfluß von Hauptachse der Röhre herum symmetrisch zu einem Magneten mit und ohne Polstücke auf Elektronen- Dreieck angeordnet und werden an der Gebrauchsstrahlen erhalten wurden, soweit es die Ausgestaltung 35 stelle von mehreren sattelförmigen Bändern 26, 26' der Konvergenzeinrichtung betrifft, in bezug auf und von drei langgestreckten Stiften 27 aus Isoliervereinfachte Feldmuster interpretiert werden können. material festgehalten. Wie aus den F i g. 2 und 3

Es ist eine bei Elektronenoptiken allgemein be- zu ersehen ist, wird diese Dreiecksanordnung der kannte Tatsache, daß ein Elektronenstrahl beim Elektronenstrahlerzeuger in der Weise hergestellt, Eintritt in ein Magnetfeld in einer zur Richtung der 4° daß die Elektroden an die sattelförmigen Teile der Kraftlinien senkrechten Richtung und in einem Aus- betreffenden Bänder angeschweißt werden, wonach maß abgelenkt wird, das von der Geschwindigkeit die Enden der Bänder in die Stifte 27 eingebettet des Elektronenstrahls und von der Feldstärke be- werden. Dieser für eine Dreifarbenkathodenstrahlstimmt wird. Wie in der Fig. 1 durch den ein- röhre typische Aufbau wird geeigneterweise mit gezeichneten Vektor angedeutet, wird der Blaustrahl 45 inneren Polstücken ausgestattet, die das Kraftfeld seitlich nach links abgelenkt, mit anderen Worten in des Blauseitenablenkungsmagneten formen. Zu dieder — Af-Richtung, wenn die Röhrenachse als der sem Zweck sind die die Fokussierelektroden 24 abMittelpunkt des kartesischen Koordinatensystems stützenden Bänder 26' aus einem magnetisierbaren angesehen wird. Bei dem Rot- und dem Grünstrahl Material hergestellt und bilden Polstücke (vgl. Fig. 3). besteht einenfalls eine Tendenz zur Versetzung durch 50 Die Bänder 26 für die anderen Elektroden bestehen das Magnetfeld in der durch den zugeordneten Vek- aus einem nicht magnetisierbaren Material. Wie noch tor angezeigten Richtung, d. h. senkrecht zur Rieh- zu ersehen sein wird, kann die Konvergenzeinrichtung des Kraftflusses in der unmittelbaren Nähe. Bei tung nach der Erfindung zusammen mit der oben Auflösung der Ablenkungsvektoren des Rot- und beschriebenen Anordnung sov/ie mit einer Anorddes Grünstrahls in deren Koordinatenkomponenten 55 nung ohne Polstücke verwendet werden. Es ist allwird ersichtlich, daß der Rotstrahl außer der Ab- gemein üblich, die Elektronenerzeuger etwas schräg lenkung in der —X-Richtung und Ablenkung in anzuordnen, um in gewissem Ausmaß eine mechaeiner +Y-Richtung und der Grünstrahl eine Ab- nische Konvergenz zu erreichen, d.h., es werden lenkung in der — Y-Richtung erfährt. Während der Elektronenstrahlen erzeugt, die unabgelenkte und Blauseitenablenkungsmagnet eine seitliche Ablen- 60 konvergierende Bahnen durchwandern, die zum kung des Blaustrahls bewirkt, so verursacht er zu- Bildschirm 14 führen. Mit diesem Aufbau wird jegleich eine unerwünschte Ausbreitung des Rot- und doch keine vollständige Konvergenz erreicht.
Grünstrahls. Die vorstehende Analyse gilt natürlich Auf dem Hals der Röhre und am trichterförmigen auch bei einem umgekehrt gerichteten Magnetfeld, Abschnitt 12 ist ein Ablenkungsjoch 30 angebracht, so daß der Blaustrahl seitlich nach rechts in der 65 und an diesem ist eine Radialkonvergenzanordnung +Z-Richtung abgelenkt wird. Auch in diesem angebracht. Diese umfaßt eine dynamische Konver-FaIIe erfahren die Rot- und Grünstrahlen eine senk- genzeinrichtung 31 und eine statische Konvergenzrechte Ausbreitung in Bezug aufeinander. Die Blau- einrichtung 32. Soweit der Erfindungsgegenstand be-

troffen ist, ist die Ausführungsform dieser Konvergenzeinrichtungen nicht von Bedeutung. Eine typische ältere Konvergenzeinrichtung ist in der USA.-Patentschrift 3 141 109 (James F. Chandler) offenbart. Es sei nur erwähnt, daß die Einrichtung 31 aus einem dreiteiligen Aufbau mit einer Anzahl von Spulen besteht, die bei Erregung in einer gleichen Anzahl von zugeordneten Polstückpaaren 34 r, 34 g und 34 b Magnetfelder induzieren. Diese Polstücke sind an einem Abschirmungszylinder 29 be- ίο festigt, der am vorderen Ende des Elektronenerzeugeräufbaus angeordnet ist, welche Polstückpaare unmittelbar unter den zugehörigen Spulen gelegen sind. Wie aus der F i g. 4 zu ersehen ist, sind die Polstücke 34 r, 34 g und 34 & axial auf die betreffenden Elektronenstrahlerzeuger ausgerichtet, wobei jedes Polstückpaar beiderseits der unabgelenkten Bahn des zugehörigen Elektronenstrahls angeordnet ist, um Komponenten der Konvergenzfelder quer zur Bahn der Elektronenstrahlen zu riehten.

Die statische Radialkonvergenzeinrichtung 32 ist gleichfalls herkömmlich und besteht aus einer Reihe von zylinderförmigen Permanentmagneten 35 r, 35 g und 35 b, die symmetrisch auf dem Hals der Röhre «5 angeordnet sind und den Verlängerungen 34'r, 34'g und 34'b der Polstückpaare 34 r, 34 g bzw. 346 gegenüberstehen, wie aus der F i g. 4 zu ersehen ist. Die längs ihrer Mittelachse polarisierten Magneten werden von den einstellbaren Gliedern 36 in bezug auf die Polstückverlängerungen 34V, 34'g und 34'6 radial bewegbar getragen. Jeder Magnet erzeugt zusammen mit den zugehörigen Polstücken ein Magnetfeld mit Komponenten, die in bezug auf die Bahn des zugehörigen Elektronenstrahls quer ausgerichtet sind und eine radiale Ablenkung in bezug auf die Röhrenachse bewirken.

Wie in der Fig. 3 dargestellt, ist eine Seitenkonvergenzeinrichtung 40 nach der Erfindung auf dem Hals der Röhre vorzugsweise direkt oberhalb des Blaustrahlerzeugers angeordnet. Diese Einrichtung besteht aus einem Ferritstab 41 und einer Halterung für den Ferritstab in Form eines U-förmigen Bügels 42, dessen gekrümmte Schenkel 43 den Hals der Röhre umfassen. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung besteht der Bügel 42 aus einem magnetisierbaren Material, so daß die Schenkel 43 äußere Polstücke für den Ferritstab 41 bilden. Der Ferritstab 41 ist in den Endwandungen des Bügels 42 drehbar gelagert und wird von einer geschlitzten Messinghülse 44 festgehalten, die zugleich als Mittel zum Einstellen des Stabes 41 von Hand durch Drehen im Halter dient. Eine Blattfeder 45 hält den Stab 41 in der gewünschten Einstellung fest. Eine Zugfeder 46 aus einem nicht magnetisierbaren Material ist in die Schenkel 43 eingehängt und hält den Bügel und den Ferritstab an einer gewünschten Stelle auf dem Hals der Röhre fest.

Wie in der F i g. 5 dargestellt, ist ein erster oder in der Mitte gelegener Teil 48 des Ferritstabes 41 in Richtung eines Durchmessers des Stabes in einer ersten Richtung in bezug auf die Hauptachse der Röhre polarisiert und weist eine Magnetfeldkomponente auf, die quer zur Bahn des Blaustrahls sowie zu den Bahnen des Rotstrahls und des Grünstrahls verläuft. Der Stab 41 weist weiterhin beiderseits des Teiles 48 zwei weitere Magnetteile 49 und 50 auf, die gleichfalls in Richtung eines Durchmessers des Stabes, jedoch in einer anderen Ausrichtung in bezug auf die Hauptachse der Röhre, polarisiert sind, im besonderen mit einer Versetzung um 180° in bezug auf die Ausrichtung des Magnetteiles 48.

Die Magnetfeldkomponenten der Magneten 49, 50 verlaufen quer zu den Bahnen des Rot- und des Grünstrahls sowie zur Bahn des Blaustrahls. Die Magnetteile 48, 49 und 50 sollen vorzugsweise im wesentlichen die gleiche Länge und die gleiche Feldstärke aufweisen. Die Magneten können durch wahlweise Magnetisierung eines einzelnen Ferritstabes hergestellt werden oder durch Magnetisierung einzelner Stücke, die danach zu einem einzigen Stab zusammengesetzt werden. Natürlich erzeugen Magneten mit von 180° abweichenden Polarisierungen ein resultierendes Feld, das von dem in der F i g. 5 dargestellten Feld verschieden ist. Hierbei würde die kompensierende Einwirkung der Magneten 49, 50 auf den Rot- und den Grünstrahl eine andere sein, und obwohl eine Gleichheit der Feldstärken der drei Magnetteile vorzuziehen ist, so können die Feldstärken so bemessen oder verändert werden, daß ein resultierendes Magnetfeld mit dem gewünschten Muster und Stärke erzeugt wird.

Um eine statische Konvergenz in der Dreifarbenkathodenstrahlröhre zu erzielen, werden die Antennenanschlüsse des Empfängers, der die Röhre mit der Blauseitenkonvergenzeinrichtung 40 enthält, mit dem Ausgang eines Kreuzschraffierungssignalgenerators verbunden. Bei Erregung erzeugt die Röhre ein Raster aus roten, grünen und blauen Mustern aus einander schneidenden Linien. Zu Beginn v/erden der Rot- und der Grünstrahl durch Bewegen der Magneten 35 r und 35 g nach innen oder nach außen radial zusammengeführt. Die Rot-Grün-Konvergenz ist erreicht, wenn die Mittelteile der diesen beiden Elektronenstrahlen zugeordneten Linienmuster übereinanderliegen. Durch radiales Einstellen des Magneten 35 b wird dann der Blaustrahl so nahe wie möglich konvergierend an den Rot- und Grünstrahl herangeführt.

Ist die Konvergenz noch nicht gänzlich erreicht, kann am Bildschirm nicht nur der Sinn der Korrektur ermittelt werden, sondern auch das Ausmaß, in dem der Blauseitenkonvergenzmagnet 40 von Hand eingestellt werden muß. Da dessen Magnetteile längs eines Durchmessers magnetisiert sind, so wird durch Drehen des Ferritstabes 41 die Stärke des Blauseitenfeldes verändert und außerdem die Richtung dieses Feldes, die nach einer Drehung um 180° aus einer Bezugsstellung heraus umgekehrt wird. Ist eine Korrektur erforderlich, so wird der Stab 41 gedreht und der Blaustrahl seitlich abgelenkt, bis dessen Linienmuster mit den Mustern der zuvor konvergierend zusammengeführten Rot- und Grünstrahlen zusammenfällt. Eine ordnungsgemäße Konvergenz ist erreicht, wenn das in der Mitte des Bildschirmes erscheinende Raster von einem einzelnen Muster aus einander schneidenden weißen Linien gebildet wird, da Weiß die »Farbsumme« aus Rot, Grün und Blau ist.

Bei der Durchführung der Blauseitenkorrektur übt der Magnet 48 einen dominierenden Einfluß auf den Blaustrahl aus wegen der Nähe zu diesem. Wie auch bei den älteren Einrichtungen bewirkt der Magnet 48 eine unerwünschte Ablenkung des Rot- und des Grünstrahls. Nach der Erfindung werden diese unerwünschten Ablenkungen von den Feldern der

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Seitenmagneten 49, 50 neutralisiert. Dieser Vorgang der Röhre umfassen. Wie bei der zuerst beschriebeist am besten aus dem in der Fig. 5 dargestellten nen Ausführungsform ist die Einrichtung60 direkt Feldmuster zu erklären, das aus den übereinander- über der Blaustrahlfokussierungselektrode 24 angeliegenden oder überlagerten Teilen der Felder der ordnet. Bei dieser Ausführungsform sind weder Magneten 48, 49 und 50 besteht, und durch eine 5 innere noch äußere Polstücke erforderlich, und alle gesonderte Würdigung des Einflusses eines jeden Stützbänder 26 bestehen wie der Bügel 62 aus einem Magnetteiles auf jeden der drei Elektronenstrahlen. nicht magnetisierbaren Material. Im übrigen gleicht Wie durch den Vektor F-48 b angezeigt, lenkt das der Aufbau nach der F i g. 6 dem Aufbau nach den nach oben gerichtete Kraftfeld des Magneten48 den Fig. 2 und 3. Wie bei der zuerst beschriebenen Blaustrahl seitlich nach links ab. Die unerwünscht- io Ausführungsform ist der Ferritstab 61 in den Endten Ablenkungen des Rot- und des Grünstrahls wer- wandungen eines Bügels 62 drehbar gelagert und den durch die Vektoren F-48 r und F-48 g dar- wird in der Lagerung von einer Messinghülse 64 gestellt. festgehalten. Eine Blattfeder 65 hält den Stab 61 in

Der Einfluß des Magneten 49 auf den Rotstrahl der gewünschten Einstellung fest. Der Bügel und

besteht aus einer Ablenkung nach rechts, wie durch 15 der Stab sind auf dem Hals der Röhre mittels einer

den Vektor F-49r dargestellt. Die auf den Grün- Zugfeder 66 einstellbar befestigt, die in die Schenkel

und den Blaustrahl ausgeübten Kräfte werden durch 63 eingehängt ist.

die schräg gerichteten Vektoren V-49g und V-49b Der Ferritstab 61 weist einen ersten Magnetteil 68

dargestellt. Es wird darauf hingewiesen, daß die Ein- auf, der längs eines Durchmessers mit einer ersten

wirkung auf den Grünstrahl darin besteht, der von 20 Ausrichtung in bezug auf die Hauptachse der Röhre

dem Magneten48 verursachten unerwünschten Ab- polarisiert ist. Wie in der Fig. 7 graphisch dar-

lenkung entgegenzuwirken. gestellt, weist der Magnet 68 eine quer zur Bahn

Der Magnet 50 bewirkt eine Ablenkung des Grün- des Blaustrahls verlaufende Magnetfeldkomponente

Strahls nach rechts und löscht im wesentlichen die auf. Der Stab 61 weist zwei weitere Magnetteile 69,

unerwünschte Ablenkung des Rotstrahls aus, die 25 70 auf, die beiderseits des Magnetteiles 68 angeord-

vom Magneten 48 verursacht wird. Das Feld des net sind. Die Magnetteile 69 und 70 sind gleichfalls

Magneten 50 neutralisiert auch jede schräge Ab- längs eines Durchmessers polarisiert, jedoch in einer

lenkung des Blaustrahls, die vom Magneten 49 ver- anderen Ausrichtung in bezug auf die Hauptachse

ursacht wird. Die Vektoren VSOg, V 5Or und V-SOb der Röhre und im besonderen um 180° in bezug

stellen die zum Magneten 50 gehörenden Feld- 30 auf die Ausrichtung des Magnetteiles 68 versetzt,

komponenten dar. . Diese Magnetteile weisen Feldkomponenten auf, die

Mit Hilfe dieser Kombination von Feldern wird quer zu den Bahnen der Elektronenstrahlen verein dreifaches Ergebnis erzielt, nämlich 1. eine er- laufen. Der Stab 41 weist ferner zwei weitere Magnetwünschte seitliche Ablenkung des Blaustrahls nach teile 71, 72 auf, die- sich an die Magnetteile 69 bzw. links oder nach rechts durch den Magneten 48, 35 70 anschließen. Auch die Magnetteile 71, 72 sind 2. eine Aufhebung des Auseinanderstrebens des Rot- längs eines Durchmessers des Stabes 61 im wesent- und Grünstrahls als Folge des Feldes des Magneten liehen in derselben Richtung wie der Magnet 68 48 durch die Gegenfelder der Magneten 49 und 50 polarisiert. Die Magnetteile 68 und 72 weisen vor- und 3. eine gewünschte Ablenkung des Rot- und zugsweise gleiche Längen und Feldstärken auf.
Grünstrahls in einer Richtung, in der eine voll- 40 Die Arbeitsweise der Konvergenzeinrichtung 60 ständige Konvergenz mit dem Blaustrahl erfolgt. zwecks Erzielung der seitlichen Konvergenz des Bei dem vorstehend beschriebenen Beispiel wurde Blaustrahls gleicht der Arbeitsweise der Konverangenommen, daß der Blaustrahl nach links ver- genzeinrichtung 40. Jedoch kann die Art und Weise, schoben werden mußte, und es wurde gezeigt, daß mit der das resultierende Feld der Einrichtung 60 der Rot- und Grünstrahl nach rechts abgelenkt wer- 45 diese Konvergenz erzielt, erläutert werden, ohne die den müssen, um die Verschiebung des Blaustrahls Wirkung eines jeden Magneten auf jeden Strahl gezu kompensieren. sondert behandeln zu müssen, wie bei der Einrich-

Obwohl bei dem in der F i g. 5 dargestellten tung 40 erforderlich war. Dies ist deshalb möglich, Muster überlagerter Felder der Einfluß der inneren weil die Konvergenzeinrichtung nach der Fig. 6 Polstücke des Elektronenerzeugers oder der äußeren 50 nicht mit inneren oder äußeren Polstücken zu-Polstücke des Bügels 42 nicht berücksichtigt wurde, sammenzuwirken braucht, so daß eine Darstellung so ist die Erläuterung trotzdem zutreffend angesichts des resultierenden Feldes des mehrere Magnetteile der im wesentlichen gleichen Konvergenzergebnisse, aufweisenden Stabes 61 praktisch durchführbar ist. die mit einem Ferritstab mit einem Durchmesser Die F i g. 7 ist eine graphische Darstellung des resulvon 4,8 mm und einer Länge von 28,6 mm erzielt 55 tierenden Feldes eines Ferritstabes mit einem Durchwurden, der in der beschriebenen Weise abwechselnd messer von 4,8 mm und mit einer Länge von in drei auf Abstand stehenden Zonen gleicher Länge 50,8 mm, der in der Längsrichtung fünf Magnetteile magnetisiert wurde. Dieser Stab wurde in einen be- mit abwechselnder Magnetisierung aufweist. Ein kannten Halter von der in der F i g. 3 dargestellten solcher Ferritstab wurde in einen nicht magnetisier-Ausführung eingesetzt und zur Erzielung einer Kon- 60 baren Halter eingesetzt und zwecks Durchführung vergenz bei einer Farbbild-Kathodenstrahlröhre der Konvergenz in einer Kathodenstrahlröhre des 25GP22 in der in der Fig. 2 dargestellten Aus- Typs 25 AP22 verwendet, bei welcher Farbbildführung benutzt. röhre keine inneren Polstücke vorgesehen sind.

Die in der F i g. 6 dargestellte Konvergenzeinrich- . Wie aus der F i g. 7 zu ersehen ist, wird die seit-

tung 60 stellt eine weitere Ausführungsform der Er- 65 liehe Ablenkung des Blaustrahls hauptsächlich von

findung dar und weist einen Ferritstab 61 und eine dem Feld unterhalb des Magneten 68 verursacht.

Halterung für diesen in Form eines U-förmigen Andererseits dienen die Feldbeiträge der anderen

Bügels 62 mit den Schenkeln 63 auf, die den Hals Magneten zur Beseitigung des Auseinanderstrebens

des Rot- und des Grünstrahls als Folge des Feldes des Magneten 68. Diese Erscheinung läßt sich am besten aus einer Betrachtung der Kraftfelder erklären, und zwar besonders derjenigen Bezirke des Feldes, in denen die auf einen einfallenden Elektronenstrahl einwirkende Kraft eine waagerechte Komponente Null oder eine senkrechte Komponente Null aufweist. Unter der Annahme, daß die Achse der Röhre mit dem Mittelpunkt eines kartesischen Koordinatensystems zusammenfällt, verbinden die mit Vollinien dargestellten Kurven H_x diejenigen Punkte im Feld, an denen der resultierende Kraftnuß parallel zur Abszisse verläuft, so daß die waagerechte Komponente der Elektronenstrahlablenkung gleich Null ist. Mit anderen Worten, ein das Feld an irgendeinem Punkt längs der Kurve H_x durchdringender Elektronenstrahl würde nur senkrecht abgelenkt werden. Andererseits verbindet die Kurve H₃, diejenigen Punkte im Feld miteinander, an denen der Kraftfluß parallel zur Ordinate des angenommenen kartesischen Koordinatensystems verläuft, so daß die senkrechte Komponente der Strahlablenkung gleich Null ist. Ein in das Feld an irgendeiner Stelle längs der Linie H_v eintretender Elektronenstrahl würde nur waagerecht abgelenkt werden.

Es seien nunmehr die Stellen betrachtet, die von den drei Elektronenstrahlen besetzt werden. Der Blaustrahl liegt in einem Bezirk mit einer konzentrierten Kraftflußdichte und ist der Einwirkung einer seitlich wirkenden Ablenkungskraft ausgesetzt, die durch den Vektor V-68 dargestellt wird. Der Rotund der Grünstrahl befinden sich in der Nähe der Schnittpunkte der Kurven i?_v. und H_y, an welchen Stellen das resultierende Feld keine Ablenkung eines Elektronenstrahls bewirken würde. Hieraus ist zu ersehen, daß das resultierende Feld des fünf Magnetteile aufweisenden Ferritstabes so ausgebildet ist, daß bei dem Blaustrahl die gewünschte seitliche Ablenkung, bei dem Rot- und Grünstrahl nur eine geringe, wenn nicht gar keine Ablenkung bewirkt

ίο wird.

Bei beiden Ausführungsformen der Erfindung werden daher mehrere Magneten verwendet, die so angeordnet sind, daß benachbarte Magneten entgegengesetzt polarisierte Felder aufweisen. Bei der Hauptausführungsform nach der F i g. 3 hat sich gezeigt, daß die Konvergenzeinrichtung 40 mit drei Magneten mit einer herkömmlichen Dreifarbenkathodenstrahlröhre, die mit inneren Polstücken ausgestattet ist, ausgezeichnet zusammenwirkt. Diese Konvergenzeinrichtung bewirkt auch einen annehmbaren Grad von Konvergenz bei einer Kathodenstrahlröhre ohne innere Polstücke. Die Konvergenzeinrichtung 60 nach der F i g. 6 mit fünf Magnetteilen kann andererseits zum Herstellen der Konvergenz in einer Kathodenstrahlröhre benutzt werden, die mit inneren Polstücken ausgestattet ist, eignet sich jedoch besonders gut für eine Kathodenstrahlröhre ohne Polstücke. Obwohl nach der Beschreibung die Magnetteile der Konvergenzeinrichtungen 40 und 60 aus Permanentmagneten bestehen sollen, so können auch mit gleich guten Ergebnissen andere elektromagnetische Mittel verwendet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Elektronenstrahl-Konvergenzvorrichtung für mehrstrahlige Elektronenstrahlröhren, mit einer Einrichtung für die radiale Strahlverschiebung und einer Einrichtung für die seitliche Strahlverschiebung mit einem ersten Magneten, der in einer ersten Orientierung bezüglich der Hauptachse der Röhre polarisiert ist, so daß er eine magnetische Feldkomponente aufweist, die quer zum Pfad, eines der Strahlen liegt, wobei die Vorrichtung für die seitliche Verschiebung eine erwünschte seitliche Verschiebung des einen Strahles bezüglich seines unverschobenen Pfades sowie eine unerwünschte Verschiebung anderer der Strahlen bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung kompensierender Verschiebungen der anderen Strahlen, die die durch das Feld des ersten Magneten verursachten unerwünschten Verschiebungen im wesentlichen neutralisieren, eine Vorrichtung für eine ergänzende seitliche Strahlverschiebung vorgesehen ist, die mindestens ein Paar zusätzlicher Magneten (49, 50) aufweist, die neben dem, aber auf gegenüberliegenden Seiten des ersten Magneten (48) angeordnet sind und abwechselnd in verschiedener Orientierung bezüglich der Hauptachse polarisiert sind und magnetische Feldkomponenten aufweisen, die quer zu den Pfaden der anderen Strahlen liegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen Einstellteil (44) aufweist, der auf die Orientierung der querliegenden Feldkomponenten relativ zur Hauptachse der Röhre ändernd einwirkt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein auf gegenüberliegenden Seiten der zusätzlichen Magneten (69, 70) angeordnetes Paar von Hilfsmagneten (71, 72 in F i g. 7), die in der gleichen Richtung polarisiert sind wie der erste Magnet (68), wobei sowohl die zusätzlichen als auch die Hilfsmagneten magnetische Feldkomponenten aufweisen, die quer zu den Pfaden der anderen Strahlen liegen.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Magnet (48) aus einem ersten Teil eines Ferritstabes (41) besteht, wobei die zusätzlichen Magneten (49, 50) aus zwei weiteren Teilen des Stabes bestehen, die in unmittelbarer Nähe, aber auf entgegengesetzten Seiten des Teiles liegen, der den ersten Magneten darstellt, und daß eine Haltevorrichtung (42) den Stab auf dem Hals der Röhre so festhält, daß der den ersten Magneten darstellende Teil in unmittelbarer Nähe des Pfades des einen Strahles liegt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile des Ferritstabes (41), die die zusätzlichen Magneten (49, 50) darstellen, den gleichen Querschnitt wie der den ersten Magneten (48) darstellende Teil haben und gleichachsig mit diesem, aber auf gegenüberliegenden Seiten von ihm angeordnet sind.

6. Elektronenstrahl - Konvergenzvorrichüing nach Anspruch I für Kathodenstrahlröhren mit in Dcltaform angeordneten Elektronenkanone!!

zur Ausbildung. von drei Elcktronenstrahlen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine koaxiale Anordnung einer ungeraden Anzahl von Magneten (48 bis 50; 68 bis 72) aufweist, die über den Pfaden der Strahlen angeordnet ist, wobei der mittlere (48, 68) der Magneten über dem Pfad eines bestimmten der Strahlen angeordnet ist und die Magneten so polarisiert sind, daß die Polarität eines jeden von ihnen der des Nachbarmagneten in der Anordnung entgegengesetzt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Magneten (48 bis 50; 68 bis 72) gleiche axiale Längen und gleiche Feldstärken haben.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere (48, 68) aus der genannten ungleichen Anzahl von Magneten von den Pfaden der anderen beiden Strahlen äquidistant angeordnet ist.