DE2219214C3

DE2219214C3 - Deflection system for television pick-up tubes

Info

Publication number: DE2219214C3
Application number: DE19722219214
Authority: DE
Inventors: Herbert 6101 Nieder-Ramstadt Bähring
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Filing date: 1972-04-20
Publication date: 1977-01-27

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 Strahlkathode außerhalb des Fokussierfeldes 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 perpendicularly penetrate a focusing field, the beam cathode is arranged outside the focusing 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 Elektronen strahl 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 Fig. 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 to the signal plate at all points hit. This requirement can be met in that the deflection field and the focusing field penetrate vertically. Reference is made here to FIG. 1 for explanation.

Indem Raum A, B bildet sich, wie in Fig. 1 dargestellt ist, aus dem Fokussierfeld der Dichte Bi und dem Ablenkfeld B\ durch vektorielle Addition ein Feld in der Richtung /4—C aus, so daß für den Elektronenmiüelstrahl, der am Punkt O/ in das Fokussierfeld eintritt, ein Leitstrahl Of — A — C-Dentsteht, an dem der Elektronenstrahl entlangwendelt.In the space A, B , as shown in FIG. 1, a field in the direction / 4-C is formed from the focusing field of density Bi and the deflection field B \ by vectorial addition, so that for the electron beam, which at the point O / enters the focusing field, a guide beam Of - A - CD is created, along which the electron beam coils.

Besteht zwischen der LaufzeitExists between the term

/ und ·■, / and · ■,

H) lh H) lh

B₂JB ₂ J

die Beziehung ω ι = 2 nk; k - O, 1, 2 ..., so tritt an der dazugehörigen Stelle, z. B. C, der Elektronenmittelstrahl mit der gleichen Richtung aus dem Ablenkfeld heraus, wie er an der Stelle A in dieses eintrat, also z. B. achscnparallel, entsprechend Fig. la: y - f\(u)t), ν = h {Mt). the relation ω ι = 2 nk; k - O, 1, 2 ..., then in 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 - f \ (u) t), ν = h {Mt).

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 PeriodizitätOn 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 periodicity

Kf · B, ■ 1 +Kf · B, ■ 1 +

CtICtI

erneut gebündelt bzw. fokussiert.again bundled or focused.

to 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.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.

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 demThe imaging ratio between A and B or between A and C is then 1: 1. In some cases, however, an aspect ratio other than 1: 1 is desired, preferably in order to keep the crossover point as small as possible. That's with that

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 Schwie-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 Shifted at the beginning of the focus field, this results in

rigkeiten in der Erfüllung der Forderungen: Achsenparallelität des Elektronenstrahlverlaufs sowie Fokussierung und Signalplatte in einer gemeinsamen Ebene.skills in fulfilling the requirements: axis parallelism of the electron beam path and 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

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.Electron beam known for a pickup tube of the Vidikon type, in which to achieve a high resolution an electric pre-focusing element, a magnetic main focusing field and an electrostatic Deflection field are provided. The reason for using this combination is that one fine resolution with high current density of the electron beam when using electrostatic or electromagnetic Deflection systems of the conventional kind are not considered possible, since these are a long, unconstricted beam with a large half-angle on the signal plate is impossible. Also would be at the previously known deflection systems due to the radial velocity component of the electron beam this does not hit 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, with a certain space, the so-called FPS-Hohlraum.das magnetic focusing field and the electrostatic deflection 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 itn 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 created, but by the electrostatic pre-focusing, because only it can Create a focus point with an enlarged divergence angle, because both the electrostatic pre-focus as well as the magnetic focusing only require one image in a ratio of 1: 1. the Orthogonality of the electron beam on the signal plate, on the other hand, is determined by the fields in the FPS cavity generated. But it only occurs when the first focus point is exactly at the beginning of the deflection field located. The attitude in this situation is very critical. For example, if the first focus point is only a little available

Anfang des Ablenkfeldes, so ist für den zweiten Fokussierpunkt auf der Signalplatte keine Orthogonalilät zu erreichen.At the beginning of the deflection field, there is no orthogonality for the second focussing point on the signal plate 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 Abbildungsverhältnisses eine landefehlerfreie zweite Fokussierung des Elektronenstrahls auf der Signaiplatte völlig unkritisch ist.The present invention is therefore based on the object of 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 landing error-free second focusing of the electron beam on the signal plate is completely uncritical.

Erfindungsgemäß ist daher bei einem Ablenksystem der eingangs genannten Art ein erster Fokussierpunkt innerhalb des Ab'enkfeldes 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 langer als die l,5fache effektive Länge des Ablenkfeldes ist, wobei unter effektiver 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 contributes significantly to the quality of the system.

Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß eine wesentliche Verkürzung des Ablenksystems bzw. Einsparung von Ablenkenergie erzieh werden kann.Another advantage can be seen in the fact that a significant shortening of the deflection system or Saving of deflection energy can be educated.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ablenksystems besieht darin, daß sowohl das Ablenkfeld als auch das Fokussierfeld magnetisch sind.An expedient embodiment of the deflection system according to the invention is that both the 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 die Linse für die elektrostatische Vorabbildung als auch die komplizierte Auffiederung der Elektroden für das elektrostatische Ablenkfeid in der Aufnahmeröhre des bekannten Systems eingespart werden.As before, the Vidikon can have a very simple structure. Thus, both the Lens for the electrostatic pre-imaging as well as the complicated feathering of the electrodes for the electrostatic deflection in the pickup 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

ίο elektrostatischer Ablenkung die oben angeführten Nachteile anhaften und mit einem rein elektrostatischen System an keiner Stelle der Elektronenbahn Achsenparallel ität möglich ist.
An Hand der F i g. 2 soll nunmehr die Erfindung näher erläutert werden, welche sich auf den Fall bezieht, daß die Strahlenkathode K außerhalb des Fokussierfeldes liegt, welches bei Of beginnen und mindestens bis ωί = D reichen soll. Das Ablenkfeld beginne bei A und reiche bis B. ίο the above-mentioned disadvantages adhere to electrostatic deflection and with a purely electrostatic system axis parallelism is not possible at any point in the electron path.
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 Of and should extend to at least ωί = D. The deflection field 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 Of an zum ersten Fokussierpunkt Fi und später zum zweiten Fokussierpunkt F₂ fokussiert. Diese Randstrahlengänge überlagern sich, wie in Fig.2 ersichtlich, dem bei A abgelenkten Mittelstrahl, welcher bei B wieder Achsenparallelität erreicht. Bei F₂ außerhalb des Ablenkfeldes, dessen effektive Länge durch oj I - 2 π 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 ray paths of the undeflected electron beam are shown in FIG. 2b. They emerge from the cathode K with a divergence λ, are focused from point Of to the first focusing point Fi and later to the second focusing point F _2. These edge beam paths are superimposed, as shown in Figure 2 can be seen, the deflected at A center beam, which reached again axis parallelism with B. At F ₂ outside the deflection field, the effective length of which is given by oj I - 2 π , 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, this characteristic is described.

Genauer betrachtet muß der Abstand vom ersten Bauch des Strahlenbündels bis zur Signalplatte gleich der l,5fachen Länge des effektiven Ablenkfeldes sein, wobei als effektive Länge die Länge des über der Strahlrichtungsachse wirkenden konstanten Ersatzfeldes mit gleicher Strahleinwirkung zu verstehen ist.More precisely, the distance from the first belly of the beam to the signal plate must be the same 1.5 times the length of the effective deflection field, the effective length being 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 λ kleiner wird als β bzw. daß das elektronenoptische AbbildungsverhiMtnis wesentlich kleiner als 1 :1 wird.Such an arrangement makes it possible for λ to be smaller than β or for the electron-optical imaging ratio to be 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 focus point lies in the plane of the signal plate, and that the focus field 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.