DE19617309A1 - Verfahren zur Einstellung der Abbildungsschärfe einer Elektronenstrahlröhre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung der Abbildungsschärfe einer Elektronenstrahlröhre.

In bildgebenden Elektronenstrahlröhren mit hoher Bildauf­ lösung ist eine über die vorgesehene Bildfläche möglichst gleichbleibende Abbildungsschärfe wichtig. Die von außen­ liegenden Spulensystemen erzeugten Ablenkfelder zur ge­ steuerten Strahlablenkung sind gezielt inhomogen, insbe­ sondere tonnenförmig und/oder kissenförmig, um Verzeich­ nungsfehler auf einem im wesentlichen ebenen Bildschirm zu vermeiden. Eine Begleiterscheinung der inhomogenen Ablenk­ felder ist, daß die Form des Leuchtflecks des auf die Leuchtschicht auftreffenden Elektronenstrahls nur in der Position des nichtabgelenkten Strahls kreisförmig, in abgelenkten Strahlpositionen hingegen in unterschiedlichem Ausmaß ver­ zerrt insbesondere elliptisch ist. Bei nicht optimal auf die Röhre und deren internes Strahlfokussierungssystem ab­ gestimmten Ablenkspulensystem tritt als besonders störend eine Asymmetrie der elliptischen Leuchtfleckverformung und eine Aufweitung des Leuchtflecks in Form eines durch Fehl­ fokussierung erweiterten sogenannten Hofs auf. Zur Redu­ zierung solcher Abbildungsfehler ist die Einprägung von Gleichströmen in die Ablenkspulen oder das Aufkleben von Permanentmagneten auf die Außenwand der Röhre üblich. Die erstgenannte Maßnahme kann nur sehr geringe Fehler aus­ gleichen, die zweite ist aufwendig und damit kosteninten­ siv.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Einstellung der Abbildungsschärfe einer Elektronen­ strahlröhre anzugeben, das auf einfache Weise eine deutli­ che Reduzierung der genannten Abbildungsfehler ermöglicht.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die Un­ teransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Die Erfindung erfordert lediglich geringe Änderungen ge­ genüber dem üblichen Herstellungsprozeß gattungsgemäßer Elektronenstrahlröhren und ist durch die auf eine Ebene beschränkte Verschiebung bei der Einstellung einfach aus­ zuführen. Insbesondere kann die von der Herstellung der Röhre getrennte Vorfertigung einer Ablenkspulen-Baugruppe im wesentlichen beibehalten werden. Unsymmetrien der Ab­ bildungsschärfe können bei der Einstellung weitgehend aus­ geglichen werden. Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zu nutze, daß die beschriebenen Fehler der Abbildungs­ schärfe auf unvermeidbare Positionierungsschwankungen des röhreninternen Strahl-Erzeugungs- und Fokussierungssystems Zurückzuführen und durch Verschieben des äußeren Ablenksy­ stems quer zur Strahlrichtung des nicht abgelenkten Strahls weitgehend korrigierbar sind, ohne hierbei Ursa­ chen für neue Abbildungsfehler einzuführen.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Beispielen unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch weiter veranschau­ licht. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen prinzipiellen Aufbau einer erfindungs­ gemäßen Röhre

Fig. 2, 3 magnetische Ablenkungsfelder mit unter­ schiedlichen Strahlpositionen und Leuchtfleck­ bildern.

Bei der in Fig. 1 skizzierten Elektronenstrahlröhre ist im Innern des Röhrenkörpers ein typischer Aufbau eines Elek­ tronenstrahl-Erzeugungs- und Fokussierungssystem mit einer Kathode K, Gittern G1, G2, G3 und einer Anode A vorgese­ hen. Die Durchführungen und Zuleitungen zu den einzelnen Elektroden sind nicht eingezeichnet Permanentmagnetanord­ nungen MK und MS können zur Strahlkorrektur vorgesehen sein. Das Feld im Bereich zwischen der Gitterelektrode G3 und der Anode A bildet das Hauptlinsenfeld L zur Strahlfo­ kussierung. Diese Komponenten sind z. B. über Isolierstege fest miteinander verbunden und in ihrer gegenseitigen Lage festgelegt. Ein solches Elektronenstrahl-Erzeugungs- und Fokussierungs-System wird als vorjustierte Baugruppe in die Röhre eingebaut und bestimmt die Hauptstrahlrichtung Z, d. h. die Richtung des nicht durch ein externes Ablenk­ system abgelenkten Elektronenstrahls. Der Auftreffpunkt des nicht abgelenkten Elektronenstrahls auf dem Bildschirm P liegt im Regelfall in der Mitte des Schirms. Der an die­ ser Stelle durch den fokussierten Elektronenstrahl er­ zeugte Leuchtfleck ist im wesentlichen kreisförmig.

Zur Ablenkung des Elektronenstrahls aus der Hauptstrahl­ richtung heraus ist außen an dem Röhrenkörper in Haupt­ strahlrichtung Z nach der Hauptlinse L ein Ablenkspulensy­ stem vorgesehen, das im skizzierten Beispiel zwei aufein­ anderfolgende Spulenanordnungen SA, SB umfaßt, die wie­ derum aus mehreren Spulen insbesondere in gekreuzter Aus­ richtung bestehen. Das Ablenkspulensystem kann ferner vor­ teilhafterweise Ferritkörper FA, FB in z. B. ringförmiger Ausführung enthalten. Das Ablenkspulensystem wird übli­ cherweise ähnlich dem Elektronenstrahl-Erzeugungs- und Fo­ kussierungssystem getrennt von den übrigen Teilen der Röhre als in sich vorjustierte Baugruppe gefertigt und auf dem Röhrenkörper befestigt. Das von dem Ablenkspulensystem zur Strahlablenkung erzeugte Magnetfeld zeigt zur Vermei­ dung von Verzeichnungsfehlern auf dem im wesentlichen ebe­ nen Bildschirm P je nach Lage in Hauptstrahlrichtung typi­ scherweise einen kissenförmigen (Fig. 2(A), Fig. 3(A)) oder tonnenförmigen Verlauf mit im Ablenkungsbereich nicht parallelen Feldlinien, wobei im Regelfall der Einfluß der kissenförmigen Felder überwiegt.

Soweit entsprechen Aufbau und Herstellung dem gebräuchli­ chen Stand der Technik.

Neben den typischen elliptischen Leuchtfleckverformungen (Fig. 2 (B), Fig. 3(B)) in aus der Bildschirmmitte abge­ lenkten Strahlpositionen treten auch häufig besonders stö­ rende Leuchtfleckverfälschungen mit starker axialer Ver­ zerrung und Aufweitung durch einen großen leuchtschwäche­ ren Hof (Fig. 3(C)) auf. Typischerweise zeigen sich solche Abbildungsfehler in Verbindung mit einer Unsymmetrie der Schärfeverteilung bezüglich der Bildschirmmitte.

Erfindungsgemäß wird zur Vermeidung solcher Abbildungsfeh­ ler vorgeschlagen, das Ablenkspulensystem nicht unmittel­ bar in einer durch die Bauformen von Spule und Ablenksy­ stem vordefinierten Stellung mit dem Röhrenkörper R fest zu verbinden, sondern das Ablenkspulensystem zuvor in eine in Hauptstrahlrichtung vorgesehene Lage zu bringen, zumin­ dest einen Teil des Ablenkspulensystems aber in einer Ebene senkrecht zur Hauptstrahlrichtung H vorläufig ver­ schiebbar zu belassen.

Wenn nur ein Teil des Ablenkspulensystems vorläufig ver­ schiebbar bleiben soll, werden die übrigen Teile des Ab­ lenkspulensystems vorteilhafterweise in diesem Stadium des Herstellungsprozesses bereits bezüglich des Röhrenkörpers fixiert, z. B. mit diesem verklebt. Bei einem aus mehreren in Strahlrichtung aufeinanderfolgenden Spulenanordnungen bestehenden Ablenkspulensystem wird vorzugsweise nur die der Hauptlinse L nächstgelegene Spulenanordnung vorläufig verschiebbar gelassen. Bei einem aus Spulen und einem oder mehreren Ferritkörper aufgebauten Ablenksystem werden vor­ zugsweise nur der bzw. die Ferritkörper vorläufig ver­ schiebbar belassen. Bei einer bevorzugten Anordnung der in Fig. 1 skizzierten Art mit mehreren in Hauptstrahlrichtung nacheinander angeordneten Spulenanordnungen SA, SB und zu­ gehörigen Ferritkörpern FA, FB wird vorzugsweise nur der der Hauptlinse L nächstgelegene Ferritkörper FA verschieb­ bar gelassen und der Rest des Ablenkspulensystems fixiert.

Unter Beobachtung der Leuchtfleckformen insbesondere in stark ausgelenkten Strahlpositionen wird der verschiebbare Teil des Ablenkspulensystems, also z. B. der Ferritkörper FA in einer Ebene senkrecht zur Hauptstrahlrichtung ver­ schoben und innerhalb des Verschiebungsbereichs eine Stel­ lung ermittelt, in welcher die beste Abbildungsschärfe insbesondere mit symmetrischer Schärfeverteilung über den Bildschirm, auf dem Bildschirm erreicht wird. In dieser Stellung wird der verschiebbare Teil des Ablenksystems fi­ xiert, z. B. durch Verkleben. Bei der Verschiebung kann der verschiebbare Teil an Anlagepunkten- oder flächen in einer senkrecht zur Hauptstrahlrichtung H verlaufenden Ebene E, z. B. eines mit dem Röhrenkörper verbundenen Flansches oder dergleichen anlegen, so daß bei der Verschiebung auf ein­ fache und zuverlässige Weise die Beibehaltung der Lage in Hauptstrahlrichtung gewährleistet ist. Mit dem erfin­ dungsgemäßen Vorgehen kann auf einfache Weise eine wesentliche Verringerung der Abbildungsfehler und eine Verbesserung der Symmetrie der Schärfeverteilung erreicht werden. Die übrigen gebräuchlichen Maßnahmen des konven­ tionellen Abgleich- und Magnetisierungsprozesses bleiben davon unbeeinflußt.

Die bei gebräuchlicher Herstellung auftretenden Fehler und die mit der Erfindung erzielten Verbesserungen werden er­ klärt mit einer beim Zusammenbau der Röhrenkomponenten un­ vermeidbaren Unsicherheit über die exakt konzentrische Po­ sitionierung von Hauptstrahlrichtung und Ablenkspulensy­ stem, was durch die Verschiebung mindestens eines Teils des Ablenkspulensystems weitgehend ausgeglichen werden kann. Wesentlich ist, daß dabei trotz nicht konzentrischer Lage des gesamten Ablenksystems die Verschiebung lediglich eines Teils desselben zur Kompensation ausreicht.

In Fig. 2(A) ist ein kissenförmiges Magnetfeld für die Ab­ lenkung des Elektronenstrahls in 9.00-Uhr-Richtung (in der Ziffernblattbeschreibung der Bildschirmeinteilung), in Fig. 3(A) ein Magnetfeld für die Ablenkung in die entge­ gengesetzte 3.00-Uhr-Richtung mit Blickrichtung vom Bild­ schirm entgegen der Hauptstrahlrichtung skizziert. Als leere Kreise eingezeichnet sind Strahlpositionen im jewei­ ligen Magnetfeld für betragsgleiche Ablenkungswinkel in 9.00- bzw. 3.00-Richtung bei korrekter Ausrichtung der Hauptstrahlrichtung in der Symmetrieebene V des Magnet­ felds. Die auf dem Bildschirm erzeugten Leuchtflecke zei­ gen dann in 9.00 und in 3.00-Richtung übereinstimmend eine elliptische Form (Fig. (2B), Fig. 3(B)) ohne nennenswerten Hof.

Bei gegen die Symmetrieebene V des Magnetfelds in 3.00- Richtung versetzter Ausrichtung der Hauptstrahlrichtung ergeben sich als entsprechende Strahlpositionen im Magnet­ feld die schraffiert ausgefüllten Kreise. Für die Leucht­ flecke auf dem Bildschirm ergeben sich dann für 9.00 und 3.00-Richtung unterschiedliche Leuchtfleckformen (Fig. 2(C), Fig. 3(C)), wobei insbesondere die starke Verzerrung des in Hauptstrahlrichtung-Versatzes liegenden Leucht­ flecks (Fig. 3(C)) mit dem ausgeprägten lichtschwachen Hof H um den leuchtstarken Kern K, zusätzlich aber auch die Asymmetrie der Abbildungsschärfe bezüglich der Bildschirm­ mitte als Störungen in Erscheinung treten. Diese Störungen können durch das erfindungsgemäße Vorgehen weitgehend ver­ mieden und die Leuchtflecke auf die Formen der in Fig. 2(B), Fig. 3(B) skizzierten Art mit bezüglich der Bild­ schirmmitte symmetrischer Abbildungsschärfe eingestellt werden. Die gleichen Überlegungen gelten für die zu den in Fig. 2(A), Fig. 3(A) skizzierten Magnetfeldern gekreuzten Magnetfeldern für Ablenkungen in 12.00- und 6.00-Richtung und Überlagerungen solcher Felder für Ablenkungen in be­ liebige Richtungen.

Claims (3)

1. Verfahren zur Einstellung der Abbildungsschärfe einer Elektronenstrahlröhre, bei welchem außen an der Röhre ein Spulensystem zur magnetischen Ablenkung des Elektronen­ strahls angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zu­ mindest ein Teil des Spulensystems in einer Ebene senk­ recht zur Strahlrichtung des unabgelenkten Elektronen­ strahls verschiebbar angeordnet wird, daß der in der Ebene verschiebbare Teil des Spulensystems unter Beobach­ tung der Strahlfleckformen abgelenkter Strahlposition auf den Bildschirm der Röhre in eine Stellung gebracht wird, bei der die Schärfeverteilung auf dem Bildschirm symme­ trisch zur unabgelenkten Strahlposition ist, und in dieser Stellung fixiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spulensystem in Strahlrichtung aufeinanderfolgend meh­ rere Teilsysteme umfaßt und nur das der Hauptlinse einer im Spuleninnern befindlichen Strahlfokussierungseinrich­ tung nächstgelegene Teilsystem oder ein Teil desselben in der genannten Ebene verschoben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Spulensystem Ferritkörper umfaßt und nur ein oder mehrere Ferritkörper in der genannten Ebene verschoben werden.