DE1562301C - Spulensystem zur magnetischen Fokus sierung fur Superorthikonrohren - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Spulensystem zur magne- in Kauf nehmen zu müssen. Gelöst wird diese Auftischen Fokussierung für Superorthikonröhren mit gäbe unter Anwendung eines Spulensystems, bei dem magnetischer Abtastung. Derartige Spulensysteme die Feldstärke des Fokussierungsfeldes im Bereich werden benutzt, um eine magnetische Fokussierung der Photokathode sowie im Ablenkraum je ein Maxisowohl im Vorabbildungsraum als auch im Abtast- 5 mum und im Vorabbildungsraum ein Minimum raum durchzuführen. Im Vorabbildungsraum werden durchläuft und bei der die Anzahl der Knotenlängen durch ein optisches, auf die Photokathode projizier- im Ablenkraum weniger als fünf beträgt, indem tes Bild Photoelektronen ausgelöst, die unter Einwir- gemäß der Erfindung das Feldstärkemaximum des kung des Fokussierungsfeldes ein dem optischen Bild Ablenkraumes, von der Speicherplatte aus gesehen, entsprechendes elektrisches Ladungsbild auf der io hinter die die Austrittsöffnung der Elektronenquelle Speicherplatte der Superorthikonröhre aufzubauen aufweisende achsnormale Ebene verlegt wird. Hiervermögen, und ein in den Ablenkraum reichender durch nimmt die Feldstärke des Fokussierungsfeldes Feldanteil bewirkt die punktförmige Abbildung des gerade in dem Bereich zu, in dem übliche Abschirmabtastenden Elektronenstrahles auf der Speicher- maßnahmen von Superorthikonröhren ihre Wirksamplatte. Die Ausbildung dieses Fokussierungsfeldes er- 15 keit verringern, so daß trotz verringerter Feldstärke weist sich als kritisch, da wesentliche Eigenschaften im gefährdeten Endbereich dem Fremdfeldeinfluß der Superorthikonröhre, insbesondere aber die Ab- eine dominierende Fokussierungsfeldstärke entgegenbildungsqualität, von dessen Ausbildung abhängen. steht.

Als wesentlich hat es sich gezeigt, die zum Induzie- Als vorteilhaft wurde weiter erkannt, das Feldren des zum Fokussieren vorgesehenen Magnetfeldes 20 Stärkeminimum des Ablenkungsraumes an der Speierforderliche Leistung gering zu halten, um die cherelektrode selbst auftreten zu lassen. Als vorteil-Stromaufnahme des Superorthikons gering zu halten; haft wurde für ein 4V2"-Superorthikon erkannt, die bei üblichen Ausführungen wird etwa die Hälfte der Fokussierfeldstärke im Bereich der Photokathode mit Gesamtstromaufnahme der Fernsehkamera dem 37 Oe, das im Bereich der Speicherelektrode vorge-Fokussier- und Ablenkspulensystem zugeführt. Als 25 sehene Minimum mit 20 Oe und die zum Ende des nachteilig erweist sich die hierbei umgesetzte, aus der Ablenkraumes hin ansteigende Feldstärke mit 28 Oe Fernsehkamera abzuführende Wärme. Für den Vor- zu bemessen. Erreichen läßt sich der in der Umgebung abbildungsraum ist durch die USA.-Patentschrift der Elektronenstrahlquelle gewünschte Feldverlauf 2 887 594 ein divergierendes Magnetfeld bekannt, durch an sich bekannte, kurze zusätzliche Fokussierdessen Feldstärke von der Photokathode zur Spei- 30 spulen, die von Ablenkraum aus hinter der die Auscherplatte abfällt. . . trittsöffnung der Elektronenstrahlquelle aufweisenden

Beim Bestreben, die zur Fokussierung aufzubrin- achsnormalen Ebene angeordnet sind,

gende Feldstärke weiter abzusenken, machen sich Als zweckmäßig hat es sich herausgestellt, die Be-

Fremdfelder, beispielsweise das Erdfeld, störend be- triebsbedingungen der Superorthikonröhre derart zu

merkbar, da sie, eine vorgegebene Abschirmung vor- 35 wählen, daß auf den Ablenkraum nicht mehr als drei

ausgesetzt, konstant bleiben und damit in bezug auf Knotenabstände des abtastenden Elektronenstrahles

die absinkende Feldstärke des Fokussierungsfeldes entfallen,

zunehmen. Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung an

Nach dem älteren Vorschlag des deutschen Patents , Hand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit

1 197/919 soll die im Vorabbildungsraum von der 40 dieses erläuternden Zeichnungen dargestellt. Es zeigt

Photokathodenebene aus absinkende Magnetfeld- hierbei

stärke zur Verbesserung der erzielbaren Bildqualität Fig. 1 schematisch eine Superorthikonröhre mit

nicht, wie bisher, sich im angrenzenden Bereich des diese umgebenden Magnetspulen und

Ablenkraumes konstant fortsetzen und dann absin- F i g. 2 ein den Verlauf der Fokussierfeldstärke

ken, sondern nach Durchläufen eines zwischen der 45 über die Röhrenlänge darstellendes Diagramm.

Photokathode und der Speicherplatte gelegenen In der F i g. 1 ist eine 4¹/2"-Superorthikonröhre IO

Minimums ein Maximum im Ablenkraum durchlau- mit einem Vorabbildungsraum 15 und einem Ab-

fen, ehe die Feldstärke zur Elektronenquelle hin Ienkraum25 schematisch dargestellt. Im Vorabbil-

wieder absinkt. Dieses Maximum soll einen höheren dungsraum 15 ist die Stirnfläche 12 der Superorthi-

Wert aufweisen als die Feldstärke innerhalb. der 50 konröhre 10 mit einer Photokathode 13 ausgestattet,

Ebene der Photokathode. Die Mitte einer Super- die bei Beaufschlagung durch ein optisches Bild

orthikonröhre läßt sich gegen die erwähnten Fremd- Photoelektronen aussendet, die, elektrostatisch be-

feldeinflüsse im allgemeinen gut durch äußere, die schleunigt und durch ein fokussierendes Magnetfeld

Röhre umfassende Schirmbleche abschirmen. Als gebündelt, in Bahnen 9 auf eine Speicherelektrode 14

wesentlich schwieriger erweist es sich, eine solche, 55 übergeführt werden.

weitgehende Abschirmung auch an den beiden Enden Am Ende des Ablenkraumes 25 ist eine von einem

der Röhre vorzusehen. Bei Fokussierfeldern, welche Sekundärelektronen-Vervielfacher umgebene Elek-

vier oder gar nur drei Knotenlängen des Elektronen- tronenquelle 22 angeordnet, deren Elektronenstrahl

Strahles im Abtastraum vorsehen, wird der Einfluß auf die Speicherelektrode 14 gerichtet ist und diese

der Fremdfelder bereits spürbar, und bei den sich für 60 abtastet. Die Auslenkung des Elektronenstrahles zur

nur zwei Knotenlängen ergebenden, noch geringeren Abtastung der Speicherelektrode 14 wird magnetisch

Feldstärken ergaben sich bisher nicht zu überwin- mittels der Ablenkspulenanordnung 28 bewirkt. Das

dende Nachteile der Bildqualität in Form von unzu- die Fokussierung bewirkende Magnetfeld wird im

lässig starken Verzerrungen. wesentlichen durch die Fokussierspule 18 induziert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wei- 63 Der Intensitätsverlauf dieses Feldes ist diagram-

tere Absenkung der Feldstärke und damit des Energie- matisch in Fi g. 2 gezeigt, welche in Oe angegebene

bedarfes. der Fokussierspulen zu ermöglichen, ohne Feldstärkewerte über den Verlauf der Länge s dar-

spürbare Bildverzerrungen durch Fremdfeldeinflüsse stellt. Ein erstes Maximum 1 durchläuft die Feld-

Claims (5)

1. 3 4

   stärke H im Bereich der Photokathode 13. Sie fällt Vorteile. Die Anzahl η der Knotenlängen innerhalb

   dann zu einem Minimum 2 ab, das etwa mit einer des Ablenkraumes beträgt bekanntlich

   durch die Speicherelektrode 14 verlaufenden achs- ^ j

   normalen Ebene 3 zusammenfällt. Damit wird im η = k =s- ,

   Ablenkraum eine in Richtung auf die Speicherelek- 5 ]/£

   trode 14 gewünscht abfallende Feldstärke erzielt. Be- wobei / die Länge der Elektronenbahn, H die magne-

   wirkt wird diese durch eine verstärkte Ausbildung tische Feldstärke, E das Potential entlang der Elek-

   der Fokussierspule 18' im Bereich der Photokathode. tronnebahn und k eine Konstante bedeutet.

   Vom Minimum 2 steigt im Ablenkraum 25 die Das Auflösungsvermögen der Superorthikonröhre Feldstärke langsam und stetig auf ein Maximum 4 io wird beeinträchtigt, wenn Abweichungen auftreten, an, das bereits jenseits der die Austrittsöffnung der d. h., wenn der Abtaststrahl nicht innerhalb eines der Elektfonenstrahlquelle 22 aufweisenden achsnorma- Punktform angenäherten Bereiches auf die Speicherlen Ebene 5 liegt. Zur. Erreichung dieses Maximums platte auftrifft. Bei Schwankungen der Speisespannunist in an sich bekannter Weise eine weitere, zusatz- gen wird von eingestellten, optimalen Bedingungen liehe Fokussierspule 29 vorgesehen, deren Symmetrie- 15 abgewichen, indem sowohl das fokussierende Magnetebene 6 ebenfalls bereits jenseits der achsnormalen feld H als auch das vom Abtastelektronenstrahl Ebene 5 liegt. durchlaufene Potentialgefälle geändert werden.

   Die Betriebsdaten der Superorthikonröhre 1 wer- Im Hinblick auf die Beeinträchtigung des Aufden, wie bereits vorgeschlagen, so eingestellt, daß lösungsvermögens in Abhängigkeit von Spannungsbeim an Hand der Fig. 2 erläuterten Feldverlauf 20 Schwankungen der Stromversorgung ist es in mehrdes Fokussierfeldes im Vorabbildungsraum die Länge fächer Hinsicht günstig, die Anzahl der Knotenlängen der Bahn 9 der Photoelektronen eine Knotenlänge zu verringern: Neben der erstrebenswerten Herabbeträgt, während die Bahn des Elektronenstrahles 20 Setzung der zur Fokussierung erforderlichen FeIdim Ablenkraum 25 in drei Knotenlängen 31 unterteilt stärke wird eine weitergehende Unabhängigkeit von ist. Die magnetische Feldstärke ist gegenüber den 25 Spannungsschwankungen erreicht. Da die Stromüblichen sehr gering angesetzt und besitzt im Mini- Versorgung infolge der herabgesetzten Fokussierurigsmum 2 den Wert von 20 Oe, während die Maxima 1 feldstärke nur geringere Leistungen aufzubringen hat, und 4 die Werte von 37 bzw. 28 Oe aufweisen. Hier- ist weiterhin die Stabilisierung der Speisespannung durch wird im Mittel eine gegenüber gebräuchlichen weniger aufwendig und läßt sich besser durchführen. Superorthikonen sehr gering angesetzte Feldstärke 3° Entsprechende Auswirkungen ergeben sich auch zur Fokussierung benutzt. Bei gebräuchlichen Spulen- für das Ablenkfeld, das bei magnetischer Auslenkung systemen wird im Ablenkraum die Feldstärke zu- des Elektronenstrahles durch dieAblenkspulenanordnächst konstant gehalten, um zur Elektronenquelle nung 28 bewirkt wird. Die Anordnung enthält für die hin dann abzusinken. Nach einem älteren Vorschlag beiden Auslenkkomponehten jeweils horizontal und soll die Feldstärke im Ablenkraum von der Speicher- 35 vertikal wirksame Ablenkungsspulen,
   elektrode aus zunächst auf ein Maximum ansteigen. Das im Ablenkbereich erzeugte resultierende Ma-Dieses Maximum liegt aber weit vor der Austritts- gnetfeld entsteht aus der Überlagerung des Fokussieöffnung der Elektronenstrahlquelle, so daß die Feld- rungs- (H₁) sowie des Ablenkfeldes (H_a).
   stärke im kritischen Endbereich des Ablenkraumes Der Ablenkwinkel hängt bei im übrigen vorge-

   stark abfällt. Kritisch ist dieser Endbereich dadurch, 40 _benen Betriebsbedingungen vom Quotienten -£■ daß übliche Abschirmmaßnahmen wie umhüllende ^{6 ö 6} H_r Abschirmbleche od. dgl. es zwar gestatten, den mitt- ab, so daß bei konstant gehaltenem Auslenkungswinleren Bereich der Röhre weitgehend abzuschirmen; kel und verminderter Feldstärke des fokussierenden in den Endbereichen aber treten Schwierigkeiten auf, Magnetfeldes sich auch ein geringerer Bedarf des die nur durch komplizierte und zusätzlichen Raum 45 Auslenkfeldes ergibt. Bei einem Ausführungsbeispiel beanspruchende Anordnungen von Abschirmblechen wurde daher gefunden, daß nicht nur der Leistungsbeseitigt werden können. Da bei üblichen Superorthi- bedarf der Fokussierspulen sich auf 5 W senken ließ, konröhren die Fokussierfelder in diesem Endbereich auch der Leistungsbedarf der Ablenkspulenanordnung absinken, sind sie gegenüber den Fremdfeldeinflüssen sank auf 4 W für die Horizontalauslenkung und 2 W nicht mehr sehr groß, so daß diese nicht mehr ver- 5° für die Vertikalauslenkung, so daß es möglich war, nachlässigt werden können und die Bildqualität zu für eine mit dem erfindungsgemäßen Spulensystem beeinträchtigen vermögen. Gemäß der Erfindung ausgestattete Fernsehkamera, deren Superorthikonwird zwar im wirkungsvoll abschirmbaren Bereich röhre nach den Lehren der Erfindung betrieben der Superorthikonröhre eine nur sehr geringe Feld- wurde, mit nur einem Neuntel der Leistung auszustärke des Fokussierungsfeldes angewendet, so daß 55 kommen, die herkömmliche Kameras erfordern. Die die Fokussierspule wünschenswert wenig Raum be- verringerte Leistung entlastet die Kühlungsanordnung ansprucht, der Strombedarf gering ist und insbeson- bzw. Anordnungen zur Temperaturstabilisierung der dere von den Fokussierspulen geringere Wärme- Fernsehkamera, so daß sich deren Größe weiter vermengen abzuführen sind. Im kritischen Endbereich mindern läßt. Die Anordnung ist weitgehend unabwird durch die Verlegung des Maximums 4 über die 60 hängig gegen Fremdfeldeinflüsse, und sie erweist sich achsnormale Ebene 5 hinaus ein gegenüber der bei als wenig empfindlich gegen Beeinträchtigungen der üblichen Superorthikonröhren an dieser Stelle ange- Bildqualität sowie des Auflösungsvermögens infolge wendeten Feldstärke hoher Wert derselben erreicht, Schwankungen der Speisespannung,
   so daß die durch Abschirmmaßnahmen bereits geschwächten Fremdfeldeinflüsse gegenüber dem auf- 65 Patentansprüche:
   geprägten, konstanten Fokussierfeld zurücktreten

   und keine nachteiligen Einflüsse auszuüben vermögen. 1. Spulensystem zur magnetischen Fokussie-

   Die Anwendung der Erfindung bietet noch weitere rung für Superorthikonröhren mit magnetischer

   Abtastung, bei der die magnetische Feldstärke im Bereich der Photokathode sowie im Ablenkraum je ein Maximum und im Vorabbildungsraum ein Minimum durchläuft und bei der die Zahl der Knotenlängen im Ablenkraum weniger als fünf beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß das Feldstärkemaximum (4) des Ablenkraumes (25), von der Speicherplatte (14) aus gesehen, hinter der die Austrittsöffnung der Elektronenstrahlquelle (22) aufweisenden achsnormalen Ebene (5) erreicht wird.
2. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Feldstärkeminimum (2) an der Stelle der Speicherelektrode (14) auftritt.
3. 3. System für eine 4V«"-Superorthikonröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Feldstärken im Bereich der Photokathode (13) 37 Oe, im Bereich der Speicherelektrode (14) 20 Oe und innerhalb des den Elektronenstrahl (20) aufweisenden Ablenkraumes (25) 28 Oe betragen.
4. 4. System mit einer nahe der Elektronenquelle angeordneten, kurzen, weiteren Fokussierspule nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Fokussierspule (29) vom Ablenkraum (25) aus hinter der die Austrittsöffnung der Elektronenstrahlenquelle (22) aufweisenden achsnormalen Ebene (5) vorgesehen ist.
5. 5. System nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronenstrahl (20) im Ablenkraum (25) in nicht mehr als drei Knotenlängen (31) unterteilt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen