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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung der Abbildungsschärfe einer
Elektronenstrahlröhre.
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In
bildgebenden Elektronenstrahlröhren
mit hoher Bildauflösung
ist eine über
die vorgesehene Bildfläche
möglichst
gleichbleibende Abbildungsschärfe
wichtig. Die von außenliegenden
Spulensystemen erzeugten Ablenkfelder zur gesteuerten Strahlablenkung
sind gezielt inhomogen, insbesondere tonnenförmig und/oder kissenförmig, um
Verzeichnungsfehler auf einem im wesentlichen ebenen Bildschirm
zu vermeiden. Eine Begleiterscheinung der inhomogenen Ablenkfelder
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 verzerrt,
insbesondere elliptisch ist. Bei nicht optimal auf die Röhre und
deren internes Strahlfokussierungssystem abgestimmten Ablenkspulensystem
tritt als besonders störend
eine Asymmetrie der elliptischen Leuchtfleckverformung und eine
Aufweitung des Leuchtflecks in Form eines durch Fehlfokussierung erweiterten
sogenannten Hofs auf. Zur Reduzierung 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 ausgleichen, die zweite ist aufwendig
und damit kostenintensiv.
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Aus
der
DE 43 09 944 A1 ist
ein Ablenkjoch für
einen Kathodenstrahl bekannt, welches zwei Kernteile aus magnetischem
Material enthält.
Die Kernteile sind relativ zur Kathodenstrahlröhre und relativ zueinander
bewegbar, um eine Einstellung der Konvergenzsymmetrie getrennt von
der Einstellung der Bildgeometrie durchzuführen.
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Die
US 5 028 898 beschreibt
eine Kathodenstrahlröhre
mit einem Ablenkjoch, welches eine Mehrzahl von Magneten in einem
Ring um die Röhre enthält. Der
Ring ist über
mehrere Schraubbolzen an der Röhre
gehalten.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Einstellung
der Abbildungsschärfe einer
Elektronenstrahlröhre
anzugeben, das auf einfache Weise eine deutliche Reduzierung der
genannten Abbildungsfehler ermöglicht.
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Die
Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die Unteransprüche enthalten
vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
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Die
Erfindung erfordert lediglich geringe Änderungen gegenüber dem üblichen
Herstellungsprozeß gattungsgemäßer Elektronenstrahlröhren und
ist durch die auf eine Ebene beschränkte Verschiebung bei der Einstellung
einfach auszuführen.
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 ausgeglichen werden. Die Erfindung
macht sich die Erkenntnis zu nutze, daß die beschriebenen Fehler
der Abbildungsschärfe
auf unvermeidbare Positionierungsschwankungen des röhreninternen Strahl-Erzeugungs-
und Fokussierungssystems zurückzuführen und
durch Verschieben des äußeren Ablenksystems
quer zur Strahlrichtung des nicht abgelenkten Strahls weitgehend
korrigierbar sind, ohne hierbei Ursachen für neue Abbildungsfehler einzuführen.
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Die
Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme
auf die Abbildungen noch weiter veranschaulicht. Dabei zeigen:
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1 einen
prinzipiellen Aufbau einer erfindungsgemäßen Röhre und
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2, 3 magnetische
Ablenkungsfelder mit unterschiedlichen Strahlpositionen und Leuchtfleckbildern.
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Bei
der in 1 skizzierten Elektronenstrahlröhre ist
im Innern des Röhrenkörpers ein
typischer Aufbau eines Elektronenstrahl-Erzeugungs- und Fokussierungssystem
mit einer Kathode K, Gittern G1, G2, G3 und einer Anode A vorgesehen.
Die Durchführungen
und Zuleitungen zu den einzelnen Elektroden sind nicht eingezeichnet.
Permanentmagnetanordnungen 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 Strahlfokussierung. 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
Ablenksystem abgelenkten Elektronenstrahls. Der Auftreffpunkt des
nicht abgelenkten Elektronenstrahls auf dem Bildschirm P liegt im
Regelfall in der Mitte des Schirms. Der an dieser Stelle durch den
fokussierten Elektronenstrahl erzeugte Leuchtfleck ist im wesentlichen
kreisförmig.
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Zur
Ablenkung des Elektronenstrahls aus der Hauptstrahlrichtung heraus
ist außen
an dem Röhrenkörper in
Hauptstrahlrichtung Z nach der Hauptlinse L ein Ablenkspulensystem
vorgesehen, das im skizzierten Beispiel zwei aufeinanderfolgende Spulenanordnungen
SA, SB umfaßt,
die wiederum aus mehreren Spulen, insbesondere in gekreuzter Ausrichtung
bestehen. Das Ablenkspulensystem kann ferner vorteilhafterweise
Ferritkörper
FA, FB in z.B. ringförmiger
Ausführung
enthalten. Das Ablenkspulensystem wird üblicherweise ähnlich dem
Elektronenstrahl-Erzeugungs- und Fokussierungssystem getrennt von
den übrigen
Teilen der Röhre
als in sich vonjustierte Baugruppe gefertigt und auf dem Röhrenkörper befestigt.
Das von dem Ablenkspulensystem zur Strahlablenkung erzeugte Magnetfeld
zeigt zur Vermeidung von Verzeichnungsfehlern auf dem im wesentlichen
ebenen Bildschirm P je nach Lage in Hauptstrahlrichtung typischerweise
einen kissenförmigen
(2(A), 3(A))
oder tonnenförmigen Verlauf
mit im Ablenkungsbereich nicht parallelen Feldlinien, wobei im Regelfall
der Einfluß der
kissenförmigen
Felder überwiegt.
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Soweit
entsprechen Aufbau und Herstellung dem gebräuchlichen Stand der Technik.
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Neben
den typischen elliptischen Leuchtfleckverformungen (2(B), 3(B)) in aus der Bildschirmmitte abgelenkten
Strahlpositionen treten auch häufig
besonders störende
Leuchtfleckverfälschungen
mit starker axialer Verzerrung und Aufweitunq durch einen großen leuchtschwächeren Hof (3(C)) auf. Typischerweise zeigen sich
solche Abbildungsfehler in Verbindung mit einer Asymmetrie der Schärfeverteilunq
bezüglich
der Bildschirmmitte.
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Erfindungsgemäß wird zur
Vermeidung solcher Abbildungsfehler vorgeschlagen, das Ablenkspulensystem
nicht unmittelbar in einer durch die Bauformen von Spule und Ablenksystem
vordefinierten Stellung mit dem Röhrenkörper R fest zu verbinden, sondern
das Ablenkspulensystem zuvor in eine in Hauptstrahlrichtung vorgesehene
Laqe zu bringen, zumindest einen Teil des Ablenkspulensystems aber in
einer Ebene senkrecht zur Hauptstrahlrichtung H vorläufig verschiebbar
zu belassen.
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Wenn
nur ein Teil des Ablenkspulensystems vorläufig verschiebbar bleiben soll,
werden die übrigen
Teile des Ablenkspulensystems 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
Ferritkörpern aufgebauten
Ablenksystem werden vor zugsweise nur der bzw. die Ferritkörper vorläufig verschiebbar belassen.
Bei einer bevorzugten Anordnung der in 1 skizzierten
Art mit mehreren in Hauptstrahlrichtung nacheinander angeordneten
Spulenanordnungen SA, SB und zugehörigen Ferritkörpern FA, FB
wird vorzugsweise nur der der Hauptlinse L nächstgelegene Ferritkörper FA
verschiebbar gelassen und der Rest des Ablenkspulensystems fixiert.
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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 verschoben und innerhalb
des Verschiebungsbereichs eine Stellung ermittelt, in welcher die
beste Abbildungsschärfe,
insbesondere mit symmetrischer Schärfeverteilunq über den
Bildschirm, auf dem Bildschirm erreicht wird. In dieser Stellung
wird der verschiebbare Teil des Ablenksystems fixiert, 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 Röhrenkbrper
verbundenen Flansches oder dergleichen anlegen, so daß bei der
Verschiebung auf einfache und zuverlässige Weise die Beibehaltung
der Lage in Hauptstrahlrichtung gewährleistet ist. Mit dem erfindungsgemäßen Vorgehen
kann auf einfache Weise eine wesentliche Verringerung der Abbildungsfehler
und eine Verbesserung der Symmetrie der Schärfeverteilunq erreicht werden. Die übrigen gebräuchlichen
Maßnahmen
des konventionellen Abgleich- und Maqnetisierungsprozesses bleiben
davon unbeeinflußt.
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Die
bei gebräuchlicher
Herstellung auftretenden Fehler und die mit der Erfindung erzielten
Verbesserungen werden erklärt
mit einer beim Zusammenbau der Röhrenkomponenten
unvermeidbaren Unsicherheit über
die exakt konzentrische Positionierung von Hauptstrahlrichtung und
Ablenkspulensystem, 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.
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In 2(A) ist ein kissenförmiges Magnetfeld für die Ablenkung
des Elektronenstrahls in 9.00-Uhr-Richtung (in der Ziffernblattbeschreibunq der
Bildschirmeinteilung), in 3(A) ein
Magnetfeld für
die Ablenkung in die entgegengesetzte 3.00-Uhr-Richtung mit Blickrichtung
vom Bildschirm entgegen der Hauptstrahlrichtung skizziert. Als leere Kreise
eingezeichnet sind Strahlpositionen im jeweiligen Magnetfeld für betragsgleiche
Ablenkungswinkel in 9.00- bzw. 3.00-Richtung bei korrekter Ausrichtung
der Hauptstrahlrichtung in der Symmetrieebene V des Magnetfelds.
Die auf dem Bildschirm erzeugten Leuchtflecke zeigen dann in 9.00
und in 3.00-Richtung übereinstimmend
eine elliptische Form ((2B), 3(B)) ohne nennenswerten Hof.
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Bei
gegen die Symmetrieebene V des Magnetfelds in 3.00-Richtung versetzter
Ausrichtung der Hauptstrahlrichtung ergeben sich als entsprechende Strahlpositionen
im Magnetfeld die schraffiert ausgefüllten Kreise. Für die Leuchtflecke
auf dem Bildschirm ergeben sich dann für die 9.00 und 3.00-Richtung
unterschiedliche Leuchtfleckformen ( 2(C), 3(C)), wobei insbesondere die starke Verzerrung des
in Hauptstrahlrichtung-Versatzes liegenden Leuchtflecks (3(C)) mit dem ausgeprägten lichtschwachen Hof H um
den leuchtstarken Kern R, zusätzlich
aber auch die Asymmetrie der Abbildungsschärfe bezüglich der Bildschirmmitte als
Störungen in
Erscheinung treten. Diese Störungen
können durch
das erfindungsgemäße Vorgehen
weitgehend vermieden und die Leuchtflecke auf die Formen der in 2(B), 3(B) skizzierten
Art mit bezüglich der
Bildschirmmitte symmetrischer Abbildungsschärfe eingestellt werden. Die
gleichen Überlegungen gelten
für die
zu den in 2(A), 3(A) skizzierten
Magnetfeldern gekreuzten Magnetfelder für Ablenkungen in 12.00- und
6.00-Richtung und Überlagerungen
solcher Felder für
Ablenkungen in beliebige Richtungen.