DE2215723A1

DE2215723A1 - Magnetische fokussierungsvorrichtung zur verwendung in einer farbkathodenstrahlroehre vom reihentyp

Info

Publication number: DE2215723A1
Application number: DE2215723A
Authority: DE
Inventors: Seiji Goshi; Kazuhiko Itaka; Shigeo Takenaka
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1972-03-24
Filing date: 1972-03-30
Publication date: 1973-10-11
Also published as: DE2215723B2; FR2177559B1; US3743984A; FR2177559A1; CH534426A; GB1330827A; NL7204295A; NL164696C; NL164696B

Description

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. £. Assmann
Dr. R. Koenlgsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumstein juh.

PATENTANWÄLTE

TELEHFON: SAMMEL-NR. 225341

TELEX 529979

TELEGRAMME: ZUMPAT

POSTSCHECKKONTO: MÜNCHEN 91139

BANKKONTO: BANKHAUS H. AUFHÄUSER

3/M 47PO94-3

•β MÜNCHEN 2,

BRÄUHAUSSTRASSE 4/III

TOKYO SHIBAURiI ELECTRIC CO. ,LTD., Kawasaki, Japan.

Magnetische Fokussierungsvorrichtung zur Verwendung in
einer Farbkathodenstrahlröhre
vom Reihentyp.

Die Erfindung betrifft eine magnetische Fokussierungsvorriehtung zum Fokussieren eines mehrfachen Elektronenstrahlbündels einer Farbkathodenstrahlröhre vom Roihentyp, und insbesondere eine magnetische Fokussierungsvorrichtung, die eine verbesserte statische, magnetische Fokussierungseinrichtung, die mit
einer dynamischen Fokussierungseinrichtung zusammenarbeitet, aufweist.

Eine Farbkathodenstrahlröhre vom Reihentyp hat neuerdings als Farbkathodenstrahlröhre Verwendung gefunden. Die Röhre vom
Reihentyp weist im allgemeinen drei Kathodenstrahlerzeuger
auf, die in einer Reihe angeordnet sind, und die Elektronenstrahlen, die von den Erzeugern ausgesandt werden, sind durch

309841/0660

^mm w *""*

ein Halsteil, das die Reihenanordnung der Elektronenerzeuger enthält, auf einen Fluoreszenzschirm gerichtet. Von diesen Strahlenbündeln ist das mittlere Strahlenbündel gewöhnlich für die grüne Farbe und die beiden Seitenbündel jeweils für die rote und die blaue Farbe zuständig. Um ein klares und taugliches Farbbild auf der gesamten Fläche des Fluoreszenzschirmes zu liefern, ist es notwendig, daß die drei Elektronenstrahlbündel fokussiert auf eine vorgegebene kleine Fläche des Fluoreszenzschirmes auftreffen. Zu diesem Zweck sind eine dynamische Fokussierungseinrichturig und eine damit zusammenarbeitende statische Fokussierungseinrichtung im allgemeinen an der Außenfläche des Halsteiles in Zusammenhang mit den Elektronenatrahlbündeln für die rote und die blaue Farbe angeordnet. Weiterhin sollten die Elektronenstrahlbündel für die rote und die blaue Farbe über den gesamten Fluoreszenzschirm so abgelenkt werden, daß eine gute Bundelfokussierung erhalten wird, jedoch hat jede der herkömmlichen Fokussierungsyorriohtungen bei der Erzeugung einer geeigneten Ablenkung versagt.

Es ist daher das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine magnetische Fokussierungsvorrichtung zur Verwendung in einer Farbkathodenstrahiröhre vom Reihentyp zu entwickeln, die in der Lage ist, die Fokussierung eines Mehrelektronenstrahlbündela genau und einheitlich einzuregulieren.

Erfindungsgemäß wird das oben genannte Ziel durch eine magnetische Fokussierungsvorrichtung zur Verwendung in einer Farbkathodenstrahlröhre vom Reihentyp erreicht, die zwei E-förmige Kerne, von denen jeder einen mittleren Ast, zwei Seitenäste and ein quer verlaufendes Stück enthält, das die Enden des mittleren und der Seitenäste verbindet, einen nioht magnetischen Rahmen, der ein rohrförmiges Teil aufweist, u&$ die E-förmigen Kerne radial gegen die Außenfläche dee Halsteils der Kathodenstrahlröhre anzubringen, dynamische Fokuseierungsepulen, die um die Äste gewickelt sind, um durch diese einen

309841/0660

dynamischen Pokussierungsmagnetfluß zu erzeugen, zwei scheibenförmige Permanentmagnete zur Erzeugung eines einstellbaren statischen Magnetflusses, der mit dem dynamischen Pokussierungsmagnetfluß dadurch zusammenarbeitet, daß er durch die Äste und quer über ihre offenen Enden verläuft, und Einrichtungen umfaßt, die Permanentmagnete an dem quer verlaufenden Stück der E-förmigen Kerne drehbar anzubringen, aufweist.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung eine, beispielsweise, bevorzugte Ausführungsform der Erfindung näher erläutert.

Pig. 1 ist eine Vorderansicht einer magnetischen Pokussierungsvorrichtung, die einer Ausführungsform der Erfindung entspricht.

Pig. 2 ist eine teilweise, längs der Linie 2-2 in Pig..1 geschnittene Seitenansicht.

Pig. 3 ist eine schematicche Vorderansicht der magnetischen Pokussierungsvorrichtung in Pig. 1, in der ihre Arbeitsweise gezeigt ist.

Pig. 4 zeigt eine Abwandlung des Pokussierungseinstellmechanismus der Vorrichtung in Pig. 1.

Pig. 5 bis 7 zeigen weitere Abwandlungen des statischen PokusBierungseinstellmechanismus der Vorrichtung in Pig. 1.

Pig. 8 ist ein Teil einer schematischen Vorderansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

In den Pig. 1 und 2 der zugehörigen Zeichnung ist der Einbaurahmen 10 aus einem nicht magnetischen Material, vorzugsweise einem Kunststoffmaterial, hergestellt. Der Einbaurahmen 10 weist ein rohrförmiges Teil 11 auf, das um die Außenfläche des Halsteiles 12 einer Parbkathod en strahlröhre vom Reihentyp gepaßt ist. Die drei Elektronenstrahlbündel 13,14 und 15» die die rote, grüne und blaue Parbe der Parbkathodenstrahlröhre repräsentieren, sind in einer Linie miteinander ausgerichtet

309841/0660

und durch magnetische Abschirmplatten 16 und 17 getrennt, um Wechselwirkungen zwischen den magnetischen PeIdern, die auf die jeweiligen Elektronenstrahlbündel 13 bis 15 einwirken, au verhindern. Die Bündel, besonders die Bündel 13 und 15, sind daher unabhängig voneinander einstellbar, und ihre Fokussierung wird durch die magnetischen Aufbauten 18 und 19 gesteuert. Die Aufbauten 18 und 19 sind außerhalb des Halsteils 12 der Kathodenstrahlröhre und den inneren magnetischen Abschirmplatten 16 und 17 benachbart angeordnet. Die Aufbauten 18 und 19 erzeugen einen magnetischen Fluß zum Ablenken der jeweiligen Strahlenbündel 13 und 15. Jeder Aufbau, z.B. der Aufbau 18, umfaßt einen dynamischen Elektromagneten 20 und zwei scheibenförmige Permanentmagnete 21 und 22. Da die Aufbauten in ihrer Struktur identisch sind, ist die Beschreibung der Einzelteile des Aufbaus 18 ausreichend und auf die des anderen Aufbaus 19 anwendbar, die durch dieselben Ziffern mit den Buchstaben a als Zusatz bezeichnet sind.

Der dynamische Elektromagnet 20 weist einen E-förmigen Eisenkern auf, der aus . Metallkeramik hergestellt ist und aus einem mittleren Ast 23, zwei Seitenästen 24 und 25 und einem quer verlaufenden Stück besteht, wobei das quer verlaufende Stück in ein Teil 26, das mit dein mittleren Ast 23 verbunden ist, und zwei andere Teile 27 und 28 unterteilt ist, die mit den Seitenäaten 24 und 25 verbunden aind. Weiterhin v/eist das quer verlaufende Stück magnetische Spalte auf, die durch nicht magnetische, haftende Abstandsplatten 29 und 30 gebildet werden, die an den Rändern von benachbarten Teilen der oben genannten drei Teile 26,27 und 28 angebracht sind. Die Spulen 31 und 32 sind um die Seitenäste 24 und 25 gewickelt, um einen wechselnden Magnetfluß durch den Wechselstrom, der hindurchfließt, zusätzlich zu den statischen Magnetflüssen der Permanentmagnete 21 und 22 zu erzeugen.

Jeder dynamische Elektromagnet 20 ist zwischen Seitenschultern

309841/0660

33 in Längsrichtung der magnetischen Eokussierungsvorrichtung festgelegt, wobei die innersten Enden der Saitenäste 24 und 25 dicht an die Innenseite der oberen Schulter 34 gepaßt ist, um au verhindern, daß sich der Elektromagnet 20 dem Halsteil unnötig nähert, d.h. um einen vorgeschriebenen Abstand dazwischen zu ermöglichen.

Die oben genannten Schultern 33 und 34 sind am Rahmen 10 ausgebildet, um die Seitenäste 24 und 25 zu halten und die innersten Enden der Äste 23 bis 25. um die Außenfläche des Halsteils 12 herum anzubringen.

Zwischen dem dynamischen Elektromagneten 20 und der Endwand 36 des Rahmens 10 sind Permanentmagnete 21 und 22 vorgesehen, die jeweils durch drehbare Halteteile gehalten sind, die aus Stangen 39 und 40 und Einstellrädern 41 und 42 bestehen. Die Stangen 39 und 40 haben Vorsprünge 37, die in Durchbohrungen 38 passen, die in der Wand 36 des Rahmens 10 vorgesehen sind. Zwischen den Einstellrädern 41 und 42 und den Permanentmagneten 21 und 22 sind Kompressionsschraubenfedern 43 und 44 um die Stangen39 und 40 gewunden, um die Permanentmagnete 21 und22 gegen das quer verlaufende Stück des dynamischen Elektromagneten 20 zu drücken. Die Permanentmagnete 21 und 22 weisen im Querschnitt rechtwinklige Bohrungen 45 auf, um den Durchgang der Spitsenteile der Stangen 39 und 40, die einen rechtwinkligen Querschnitt aufweisen, der ähnlich dem der Bohrungen 45 ist, zu ermöglichen. Auf diese Weise sind die Permanentmagnete 21 und 22 gewöhnlich gegen den dynamischen Elektromagneten 20 gedrückt und, wenn die Einstellräder 41 und 42 von Hand gedreht werden, kann die Richtung eingestellt werden, in die der statische Magnetfluß von den Permanentmagneten erzeugt wird. Die Permanentmagnete 21 und 22 sind jeweils so-angeordnet, daß sie die Ränder, die durch den mittleren Teil 26 des 'quer verlaufenden Stückes 28 zusammen mit den angrenzenden Teilen 27 und 28 bestimmt sind, überbrücken. Die Höhe der Seitenteile des Rahmens 10 nimmt all-

309841/0660

mählich- zur End wand 36 ab, um die Drehung der Einstellräder 41 und 42 mit der Hand zu erleichtern.

Im folgenden wird unter Bezug auf die Fig. 3 die Arbeitsweise der in den Pig. 1 und 2 gezeigten magnetischen Fokussierungsvorrichtung beschrieben. Wenn der Permanentmagnet 21 einen Magnetfluß in dieselbe Richtung, d.h. in derselben Magnetpolanordnung HS, wie der Permanentmagnet 22 erzeugt, wie es auf der linken Seite der Pig. 3 gezeigt ist, dann verläuft der resultierende, zusammengesetzte Fluß P hauptsächlich paarweise durch die Seitenäste 24 und 25, wobei er durch einen Raum zwischen den gegenüberliegenden Stirnflächen der offenen Enden verläuft, . wodurcn eine Ablenkung dos Elektronenstrahlbündels 13 für die rote Parbe in die Richtung bewirkt v/ird, die durch den Pfeil I oder II angezeigt ist. Die Ablenkrichtung 1 oder 2 des Elektronenstrahlbündels 13 für die rote Parbe wird durch die Richtungen bestimmt, in die der zusammengesetzte Pluß P und das Strahlenbündel 13 verlaufen. Wenn z.B. der zusammengesetzte Pluß einen Verlauf nimmt, wie er durch den Pfeil gezeigt ist und das Elektronenstrahlbündel 13 für die rote Parbe angenommen von unten nach oben durch die Zeichenebene verläuft, dann wird das Strahlenbündel 13 in die Richtung des Pfeiles I abgelenkt. Wenn das Strahlenbündel 13 in eine umgekehrte Richtung von oben nach unten durch die Zeichenebene verläuft, wird das Strahlenbündel 13 in die Richtung des Pfeiles IIabgelenkt.

Wenn auf der anderen Seite die Permanentmagnete 21 und 22 Flüsse umgekehrter Polarisierung erzeugen, z.B. einer SN-NS-Polarisierung, wie sie auf der rechten Seite der Fig. 3 gezeigt ist, dann verläuft der resultierende, zusammengesetzte Pluß Pa durch den mittleren Ast 23a und teilt sich danach in zwei Teile, die von den offenen Enden des mittleren Astes 23 zu den offenen Enden der Seitenäste 24a und 25a verkaufen. Wenn weiterhin die Permanentmagnete 21 und 22 Flüsse mit einer entgegengesetzten

309841/0660

Polarisierung, die sich, von dem vorhergehenden Pail unterscheidet, erzeugen, z.B. IiS-SE-Polarisierung, dann verläuft der zusammengesetzte Fluß Pa entgegengesetzt von den offenen Enden der Seitenäste 24a und 25a zu dem offenen Ende des mittleren Astes 23a. Dementsprechend wird das Elektronenstrahlbündel 15 für die blaue Partie durch den zusammengesetzten Pluß Pa in die Richtung, die durch die Pfeile III oder IV gezeigt ist, abgelenkt. Die Ablenkrichtung des Strahlenbündel3 15 ist ähnlich entsprechend den Richtungen bestimmt, in die der zusammengesetzte Pluß Pa und das Elektronenstrahlbündel 15 für die blaue Parbe verlaufen.

Die Randteile der Einstellräder 41 und 42 in Pig. 1 sind bei Blickrichtung in Querrichtung der magnetischen Pokussierungsvorrichtung voneinander getrennt, überlappen sich jedoch bei Blickrichtung in Längsrichtung der Vorrichtung. Um jedoch die Drehung der Räder 41 und 42 mit der Hand zu erleichtern, können sie so angeordnet sein, daß sie die Randteile, wie bei Blickrichtung in Querrichtung der magnetischen Pokussierungsvorrichtung, getrennt haben, jedoch ein Überlappen, wie es.im vorherigen Pail bei Blickrichtung in Längsrichtung der Vorrichtung der Pail war, vermieden ist.

Die Pig. 5 bis 7 zeigen Abwandlungen des statischen Pokussierungseinstellungsmechanismus.der magnetischen Pokussierungsvorrichtung von Pig. 1. Der statische Pokussierungseinstellmechanismus von Pig. 5 umfaßt eine Haltestange 50, die an der Endwand 36 befestigt ist, wobei das freie Ende der Stange 50 drehbar den Permanentmagneten 21b hält, indem es in einer Bohrung 51» die darin vorgesehen ist, aufgenommen ist, und eine Kompressionsschraubenfeder 52, um den Magnet 21b elastisch gegen das quer verlaufende Stück des Elektromagneten zu drücken.

Der statische Pokussierungseinstellmechanismus von Pig. 6 umfaßt eine Kompressions-Schraubenfeder 53, die zwischen die End-

309841/0660

wand 36 und den Permanentmagneten 21 gespannt ist, um den Magneten 21 elastisch gegen das quer verlaufende Stück des Elektromagneten 20 zu drücken, um die Drehung des Magneten 21 zu ermöglichen.

Der statische Pokussierungseinstellmechanismus von Pig. 7 umfaßt eine hakenförmige Blattfeder 54, deren gebogener Teil die Außenfläche des Magneten 21 berührt, um seine Drehung zu ermöglichen, und deren gerader Teil an der Endwand 36 befestigt ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in Pig. 8 weist ein in einem Stück ausgebildeter E-förmiger Kern 55 Seitenäste 56 und 57, einen mittleren Ast 58 und ein quer verlaufendes Stück 59 auf, das die Enden der Äste 56 bis 58 verbindet. Dynamische Spulen 60,61 und 62 sind um die jeweiligen Äste 56 bis 58 gewickelt. Die anderen Teile der Ausführungsforra von Pig. 8 arbeiten auf die gleiche Weise, wie die in Fig. 1, so daß auf ihre Beschreibung verzichtet werden kann.

Die obige Beschreibung betrifft den Pail, bei dem die drei Äste eine Länge aufweisen, daß sie eng auf dem Rand des Halsteiles der Parbkathodenstrahlröhre aufliegen, wobei sich ihre Stirnflächen entsprechend ändern.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist jedoch selbst dort anwendbar, wo der mittlere und die zwei Seitenäste, die den E-förmigen Kern bilden, im wesentlichen die gleiche Länge und den gleichen Querschnitt aufweisen.

309841/0660

Claims

Patentansprüche

M.¹ Hagnetische Fokussierungsvorrichtung zur Verwendung in einer Farbkathodenstrahlröhre vom Reihentyp mit einem dynamischen Fokus sierungsauf hau und eines statischen Fokussierungsaufbau,~d adurch gekennzeichnet, daß der dynamische Fokussierungsaufbau zwei E-förmige Kerne enthält, die radial der Außenfläche des Halsteiles der Kathodenstrahlröhre gegenüber angebracht sind, und der statische Fokussierungsaufbau zwei scheibenförmige Permanentmagnete enthält, die drehbar an dem quer verlaufenden Stück der Kerne angebracht sind, um einen einstellbaren statischen Magnetfluß zu erzeugen, der mit dem dynamischen Fokussierungsmagnetfluß, der von dem dynamischen Fokussierungsaufbau erzeugt wird, zusammenarbeitet, indem er durch den mittleren und die Sedtenäste des E-förmigen Kernes und quer über die offenen Enden der Äste verläuft.
2. Magnetische Fokussierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der E-förmigen Kerne ein quer verlaufendes Stück aufweist, das in einen ersten, zweiten und dritten Teil unterteilt ist, die jeweils mit den mittleren und den Seitenästen verbunden sind, wobei ein erster und ein zweiter magnetischer Spalt zwischen benachbarten !eilen eingeräumt ist, und daß die Permanentmagnete so angeordnet sind, daß sie die magnetischen Spalte überbrücken.
3. Magnetische Fokussierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum drehbaren Halten der Permanentmagnete zwei Halteteile, von denen jedes drehbar an dem Rahmen angebracht ist und ein Einstellrad aufweist, ein Stangenteil mit einem rechtwinkligen Kopf, wobei jeder der

3098A 1 /0660

Magnete eine rechtwinklige Bohrung aufweist, um den rechtwinkligen Kopf gleitend aufzunehmen,und ein Pederteil enthält, um den Magneten elastische gegen das quer verlaufende Stück zu drücken.
4. Magnetische Pokussierungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Einstellrad, die in den zwei Halteteilen enthalten sind, in unterschiedlichen Abständen von der Endwand des Rahmens angeordnet s ind.
5. Magnetische Pokussierungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Randteile des ersten und zweiten Einstellrades bei Blickrichtung in Längsrichtung der Pokussierungseinrichtung einander überlappen.
6. Magnetische Pokussierungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das zweite Einstellrad so angeordnet sind, daß ihre Randteile am Einanderüberlappen bei Blickrichtung in Längsrichtung der Pokussierungsvorrichtung gehindert sind.
7. Magnetische Pokussierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen, die Permanentmagnete drehbar zu halten, Haltestangen, die an dem Rahmen befestigt sind, wobei die Magnete Bohrungen aufweisen, die freien Enden der Haltestangen drehbar aufzunehmen, und Pederteile aufweisen, die Magnete elastisch gegen das quer verlaufende Stück zu drücken.
8. Magnetische Pokussierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die Permanentmagnete drehbar zu halten, Pederteile aufweist, die zwischen den Rahmen und die Permanentmagnete gespannt sind, um die Magnete elastisch gegen das quer verlaufende Stück zu drücken. 309841/0660
9. Magnetische Fokussierungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Eederteil eine Kompressionsschraubenfeder ist.
10. Magnetische iOkussierungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Federteil eine hakenförmige Blattfeder ist, deren gebogener Teil die Außenfläche der Magnete berührt und deren gerader Teil an dem Rahmen befestigt ist.

309841/0660