DE2219214B2

DE2219214B2 - Deflection system for vidicon camera - has two focal points and focussing field one-and-half times longer than effective deflection field

Info

Publication number: DE2219214B2
Application number: DE19722219214
Authority: DE
Inventors: Herbert 6101 Nieder-Ram- Bähring
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1972-04-20
Filing date: 1972-04-20
Publication date: 1976-05-26
Also published as: DE2219214A1

Abstract

The deflection system, for a vidicon camera tube, produces a first focal point inside the deflection field at a point where the electron beam has already experienced some considerable deflection, and there is a second focal point in the plane of the signal plates. The focussing field has an effective length that extends up to the signal plates and is somewhat longer than 1.5 times the effective length of the deflection field where effective length is taken to mean the length of a constant field that has the same effect on the electron beam. Both deflection and focussing fields are magnetic.

Description

Die Erfindung betrifft ein Ablenksystem, insbesondere für Fernsehaufnahmeröhren des Vidikontyps, bei dem sich zum Zwecke des orthogonalen Auftreffens des Elektronenstrahls auf die Signalplatte ein Ablenkfeld und ein Fokussierfeld senkrecht durchdringen, die Strahikathode außerhalb des Fokuss-erfeldes angeordnet ist und die Länge des effektiven Ablenkfeldes die Länge eines Knotenabstandes hat.The invention relates to a deflection system, particularly for television pick-up tubes of the vidicon type which creates a deflection field for the purpose of orthogonal impingement of the electron beam on the signal plate and vertically penetrate a focusing field, the beam cathode is arranged outside the focus field and the length of the effective deflection field has the length of a node distance.

Bei Fernsehaufnahmeröhren vom Vidikontyp muß zwecks Vermeidung von Abschattierungen des Bildes nach den Bildrändern hin der abtastende Elektronenstrahl auf der Signalplatte an allen Stellen senkrecht auftreffen. Diese Forderung kann dadurch erfüllt werden, daß sich das Ablenkfeld und das Fokussierfeld senkrecht durchdringen. Zur Erläuterung wird hier auf F i g. 1 Bezug genommen.In the case of television pick-up tubes of the vidicon type, in order to avoid shading of the picture towards the edges of the image, the scanning electron beam is perpendicular at all points on the signal plate hit. This requirement can be met in that the deflection field and the focusing field penetrate vertically. For an explanation, reference is made to FIG. 1 referred to.

In dem Raum A, Bbildet sich, wie in F i g. 1 dargestellt ist, aus dem Fokussierfeld der Dichte B₂ und dem Ablenkfeld Si durch vektorielle Addition ein Feld in der Richtung A — C aus, so daß für den Elektronenmittelstrahl, der am Punkt Ofin das Fokussierfeld eintritt, ein Leitstrahl Of—A— C-D entsteht, an dem der Elektronenstrahl entlangwendelt.In the space A, B , as in FIG. 1 is shown, from the focusing field of density B ₂ and the deflection field Si by vectorial addition a field in the direction A - C, so that a guide beam Of - A - CD for the electron center beam entering the focusing field at point Of arises along which the electron beam twists.

Besteht zwischen der LaufzeitExists between the term

t und („ = — ■ IG⁷ ·
m t and ("= - ■ IG ⁷ ·
m

die Beziehung au = 2 xk; k = 0, 1, 2 ..., so tritt an der dazugehörigen Stelle, z. B. C, der Elektronenmittelstrah! mit der gleichen Richtung aus dem Ablenkfeld heraus, wie er an der Stelle A in dieses eintrat, also z. B. achsenparallel, entsprechend Fig. la: y = l\ (ωί), χ = F₂(O)I). the relation au = 2 xk; k = 0, 1, 2 ..., then at the appropriate place, e.g. B. C, the electron center beam! with the same direction out of the deflection field as it entered this at point A , so z. B. axially parallel, according to Fig. La: y = l \ (ωί), χ = F ₂ (O) I).

Andererseits wird ein Elektronenrandstrahl, der an der Stelle O/-erzeugt wird und hier in das Fokussierfeld mit einem systembedingten Divergenzwinkel in das Fokussierfeld eintritt, nach der gleichen PenodizitätOn the other hand, an edge electron beam that is generated at the point O / - and here in the focusing field enters the focusing field with a system-related divergence angle, according to the same penodicity

₌ __L- - io⁷ · ß, m ₌ __L- - io ⁷ ß, m

erneut gebündelt bzw. fokussiert.again bundled or focused.

,o Das klassische Vidikonablenksystem läßt das Fokussier- und das Ablenkfeld im gleichen Punkt A beginnen, so daß am Punkt C, in dem die Signalplatte liegt, sowohl ein achsenparalleler Elektronenverlauf als auch ein Fokussierpunkt für das Strahlenbüschel erreicht wird., o The classic vidicon deflection system allows the focusing and deflection fields to begin at the same point A , so that at point C, where the signal plate is located, both an axially parallel electron path and a focusing point for the bundle of rays are achieved.

i_S Das Abbildungsverhältnis zwischen A und B bzw. " zwischen A und C ist dann 1 :1. In manchen Fällen ist aber ein anderes Abbildungsverhältnis als 1:1 erwünscht, vorzugsweise um den Strahlenüberkreuzungspunkt möglichst klein zu halten. Das ist mit demi _S The imaging ratio between A and B or "between A and C is then 1: 1. In some cases, however, an imaging ratio other than 1: 1 is desired, preferably in order to keep the crossover point as small as possible

klassischen Vidikonablenksystem nicht möglich. Soll nun das Abbildungsverhältnis geändert, z. B. verkleinert werden, indem man entweder das Fokussierfeld in der Signalplatte vergrößert oder die Kathode außerhalb des Fokussierfeldanfangs verlegt, so ergeben sich Schwierigkeiten in der Erfüllung der Forderungen: Achsenparallelität des Elektronenstrahlverlaufs sowie Fokussierung und Signalplatte in einer gemeinsamen Ebene.classic vidicon deflection system not possible. If the aspect ratio is now to be changed, e.g. B. downsized either by enlarging the focusing field in the signal plate or by enlarging the cathode outside of the If the focus field is relocated, difficulties arise in fulfilling the requirements: Axis parallelism of the electron beam path as well as focusing and signal plate in a common plane.

Aus der DT-OS 15 89 825 ist bereits ein elektronenoptisches System zum Bündeln und Ablenken einesFrom the DT-OS 15 89 825 there is already an electron-optical system for bundling and deflecting one

no Elektronenstrahls für eine Aufnahmeröhre vom Vidikontyp bekannt, bei welchem zur Erreichung einer hohen Auflösung ein elektrisches Vorfokussierglied, ein magnetisches Hauptfokussierfeld und ein elektrostatisches Ablenkfeld vorgesehen sind. Die Anwendung dieser Kombination wird damit begründet, daß eine feine Auflösung mit hoher Stromdichte des Elektronenstrahls bei Verwendung elektrostatischer oder elektromagnetischer Ablenksysteme der herkömmlichen Art nicht für möglich gehalten werden, da bei diesen ein langer uneingeengter Strahl mit großem Halbwinkel an der Signalplatte unmöglich sei. Außerdem würde bei den vorbekannten Ablenksystemen infolge der radialen Geschwindigkeitskomponente des Elektronenstrahls dieser nicht auf der Signalplatte auftreffen.no electron beam for a vidicon type pickup tube known, in which to achieve a high resolution an electrical prefocusing member, a main magnetic focusing field and an electrostatic deflecting field are provided. The application This combination is justified by the fact that a fine resolution with high current density of the electron beam when using electrostatic or electromagnetic deflection systems of the conventional type not be considered possible, because with these a long, unconstricted beam with a large half-angle the signal plate is impossible. In addition, in the case of the previously known deflection systems, as a result of the radial Velocity component of the electron beam this does not impinge on the signal plate.

Zur Vermeidung der Nachteile vorbekannter Systeme besteht das System gemäß der DT-OS 15 89 825 aus einem koaxial verlaufenden elektrostatischen Ablenkjoch — mit einem zur Achse senkrecht verlaufenden elektrischen Feld —, einer elektrostatischen Vorfokussierung und einer magnetischen Fokussierung mit einem axial verlaufenden Hauptfokussierfeld, wobei sich in einem gewissen Raum, dem sogenannten FPS-Hohlraum, das magnetische Fokussierfeld und das elektrostatische Ablenkfeld senkrecht durchdringen.To avoid the disadvantages of previously known systems, the system according to DT-OS 15 89 825 consists of a coaxially running electrostatic deflection yoke - with one running perpendicular to the axis electric field -, an electrostatic pre-focus and a magnetic focus with one axially extending main focus field, whereby in a certain space, the so-called FPS cavity, the magnetic focusing field and the electrostatic deflecting field penetrate perpendicularly.

Bei diesem bekannten System wird aber die Abbildungsverkleinerung nicht durch die Felder im FPS-Hohlraum erzeugt, sondern durch die elektrostatische Vorfokussierung, denn nur sie kann einen Fokussierpunkt mit vergrößertem Divergenzwinkel erzeugen, weil sowohl die elektrostatische Vorfokussierung als auch die magnetische Fokussierung jeweils nur eine Abbildung im Verhältnis 1 : 1 bedingen. Die Orthogonalität des Elektronenstrahls auf der Signalplatte wird dagegen von den Feldern im FPS-Hohlraum erzeugt. Sie tritt aber nur dann ein, wenn der erste Fokussierpunkt genau am Anfang des Ablenkfeldes liegt. Die Einstellung dieser Lage ist sehr kritisch. Liegt der erste Fokussierpunkt beispielsweise nur wenig vorIn this known system, however, the image reduction is not due to the fields in the FPS cavity is created, but by the electrostatic Pre-focusing, because only it can have a focusing point with an enlarged divergence angle because both the electrostatic pre-focusing and the magnetic focusing only each require a mapping in the ratio 1: 1. The orthogonality of the electron beam on the signal plate is generated by the fields in the FPS cavity. But it only occurs when the first Focus point is exactly at the beginning of the deflection field. The attitude in this situation is very critical. Lies the first focus point, for example, only a little before

Anfang des Ablenkfeldes, so ist für den zweiten Fokussierpunkt auf der Signalplaue keine Orthogonalitäi zu erreichen.At the beginning of the deflection field, there is no orthogonality for the second focussing point on the signal plaque to reach.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Ablenksystem insbesondere für Fernsehaufnahmeröhren vom Vidikontyp anzugeben, bei welchem außer einer möglichen Verkleinerung des Abbilaungsverhältnisses eine landefehlenreie zweite Fokussierung des Elektronenstrahls auf der Signalplatte völlig unkritisch ist.The present invention is therefore based on the object of providing an improved deflection system in particular for television tubes of the vidicon type, in which except for a possible downsizing of the imaging ratio, a second focussing of the electron beam without landing on the signal plate is completely uncritical.

Erfindungsgemäß ist daher bei einem Ablenksystem der eingangs genannten Art ein erster Fokussierpunkt innerhalb des Ablenkfeldes an einer Stelle vorgesehen, an welcher der Elektronenstrahl bereits eine wesentliche Ablenkung erfährt, während ein zweiter Fokussierpunkt in der Ebene der Signalplatte liegt, und das Fokussierfeld in seiner effektiven Länge bis zur Signalplatte reicht und etwas länger als die l,5fache effektive Länge des Ablenkfeldes ist, wobei unter effekliver Länge die Länge eines konstanten Feldes der gleichen Wirkung auf den Elektronenstrahl zu verstehen ist.According to the invention, there is therefore a first focus point in a deflection system of the type mentioned at the beginning Provided within the deflection field at a point at which the electron beam already has a substantial Distraction experiences while a second focus point is in the plane of the signal plate, and that The effective length of the focusing field extends to the signal plate and is slightly longer than 1.5 times is the effective length of the deflection field, where the effective length is the length of a constant field of the same effect on the electron beam is to be understood.

Dadurch, daß der erste Fokussierpunkt nach dem Anfang des Ablenkfeldes, also bereits auf dem abgelenkten Elektronenstrahl liegt, befindet sich der zweite Fokussierpunkt an der Signalplatte nach dem Ende des Ablenkfeldes, von welchem er aber durch die Länge des Fokussierfeldes parallel zur Achse verläuft. Dadurch wird also auf der Signalplatte eine landefehlerfreie zweite Fokussierung nicht nur möglich, sondern diese ist sogar sehr unkritisch, was wesentlich zur Güte des Systems beiträgt.The fact that the first focus point after the beginning of the deflection field, so already on the deflected electron beam, the second focus point is on the signal plate after the End of the deflection field, from which it runs parallel to the axis through the length of the focusing field. As a result, a landing error-free second focusing on the signal plate is not only possible, but this is even very uncritical, which is essential to the quality contributes to the system.

Ein weiterer Vorteil ist darin ;ui sehen, daß eine wesentliche Verkürzung des Ablenksystems bzw. Einsparung von Ablenkenergie erzielt werden kann.Another advantage is; ui see that a substantial shortening of the deflection system or saving of deflection energy can be achieved.

Eine /weckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ablenksystems besteht darin, daß sowohl das Ablenkfeld als auch das Fokussierfeld magnetisch sind.A / wake-like embodiment of the invention Deflection system is that both the deflection field and the focusing field are magnetic.

Das hat den Vorteil, daß sowohl das elektromagnetische Ablenksystem als auch das elektromagnetische Fokussiersystem außerhalb der Elektronenstrahlröhre aufgebaut werden kann und beim Auswechseln der Röhre, die infolge deren Kathodenverbrauchs dem Verschleiß unterliegt, nicht mit ausgewechselt zu werden braucht.This has the advantage that both the electromagnetic deflection system and the electromagnetic Focusing system can be built outside of the cathode ray tube and when replacing the Tube, which is subject to wear as a result of its cathode consumption, is not also replaced needs to be.

Die Aufnahmeröhre kann also wie bisher das Vidikon sehr einfach aufgebaut sein. Somit können sowohl d>e Linse für die elektrostatische Vorabbildung als auch die komplizierte Auffiederung der Elektroden für das elektrostatische Ablenkfeld in der Aufnahmeröhre des bekannten Systems eingespart werden.As before, the Vidikon can have a very simple structure. Thus, both d> e Lens for electrostatic pre-imaging as well as the complicated flattening of the electrodes for the electrostatic deflection field in the pick-up tube of the known system can be saved.

Die Erfindung ist vorteilhafterweise deshalb für ein rein magnetisches System vorgesehen, da dem bekannten System mit magnetischer Fokussierung undThe invention is therefore advantageously provided for a purely magnetic system, since the known Magnetic focusing system and

lu elektrostatischer Ablenkung die oben angeführten Nachteile anhaften und mit einem rein elektrostatischen S\ stern an keiner Stelle der Elektronenbahn Achsenparallelität möglich ist.lu electrostatic deflection those listed above There are disadvantages and with a purely electrostatic star there is no axis parallelism at any point in the electron path is possible.

An Hand der F i g. 2 soll nunmehr die Erfindung näher erläutert weiden, welche sich auf den Fall bezieht, daß die Strahlenkathode K außerhalb des Fokussierfeldes liegt, welches bei Or beginnen und mindestens bis ωι = D reichen soll. Das Ablenkfeid beginne bei A und reiche bis B. On the basis of FIG. 2 the invention is now to be explained in more detail, which relates to the case that the radiation cathode K lies outside the focusing field, which should begin at Or and should extend at least to ωι = D. The distraction starts at A and extends to B.

In Fig. 2b sind die Randstrahlengänge des unabgelenkten Elektronenstrahls dargestellt. Sie treten aus der Kathode K mit einer Divergenz λ aus, werden von Punkt Or an zum ersten Fokussierpunkt F, und später zum zweiten Fokussierpunkt F? fokussiert. Diese Randstrahlengänge überlagern sich, wie in F i g. 2 ersichtlich, dem bei A abgelenkten Miuelstrahl. welcher bei B wieder Achsenparallelität erreicht. Bei F; außerhalb des Ablenkfeldes, dessen effektive Länge durch cut = 2.T gegeben ist, vereinigen sich die Randstrahlen wieder mit dem Mittelstrahl. Durch die erfindungsgemäße Bedingung, daß ein erster Fokussierpunkt innerhalb des Ablenkfeldes auf dem bereits abgelenkten Strahl liegen muß und daß die effektive Länge des Fokussierfeldes etwas größer sein muß als dieThe marginal beam paths of the undeflected electron beam are shown in FIG. 2b. They emerge from the cathode K with a divergence λ, from point Or to the first focusing point F, and later to the second focusing point F? focused. These marginal ray paths are superimposed, as in FIG. 2, the Miuelstrahl deflected at A. which at B reaches axis parallelism again. At F; outside the deflection field, the effective length of which is given by cut = 2.T , the marginal rays reunite with the central ray. Due to the condition according to the invention that a first focus point must lie within the deflection field on the already deflected beam and that the effective length of the focus field must be somewhat greater than that

eineinhalbfache Effektivlänge des Ablenkfeldes, wird dieses Charakteristikum umschrieben.one and a half times the effective length of the deflection field circumscribed this characteristic.

Genauer betrachtet muß der Abstand vom ersten Bauch des Sirahlenbündels bis zur Signalplatte gleich der 1.5fachen Länge des effektiven Ablenkfeldes sein,More precisely, the distance from the first belly of the sirahlen bundle to the signal plate must be the same 1.5 times the length of the effective deflection field,

4c wobei als effektive Länge die Länge des über der Strahlrichtungsachse wirkenden konstanten Ersatzfeldes mit gleicher Strahleinwirkung zu verstehen ist.4c where the effective length is the length of the Beam direction axis acting constant equivalent field is to be understood with the same beam effect.

Durch eine solche Anordnung ist es möglich, daß \ kleiner wird ais β bzw. daß das elektronenoptische Abbildungsverhältnis wesentlich kleiner als 1 : 1 wird.Such an arrangement makes it possible that \ becomes smaller than β or that the electron-optical imaging ratio is significantly smaller than 1: 1.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Deflection system, especially for television pick-up tubes of the Vidikon type, in which the Purposes of the orthogonal impingement of the electron beam on the signal plate a deflection field and penetrate a focusing field perpendicularly, the beam cathode is arranged outside the focusing field and the length of the effective deflection field has the length of a node distance, d a through characterized in that a first focus point within the deflection field at a Is provided at which the electron beam is already significantly deflected, that a second focussing point lies in the plane of the signal plate, and that the focussing frame in its effective length extends to the signal plate and is slightly longer than 1.5 times the effective length of the Deflection field is, where the effective length is the length of a constant field of the same Effect on the electron beam is to be understood.

2. deflection system according to claim 1, characterized in that both the deflection field as well the focusing field are magnetic.