DE2347264A1

DE2347264A1 - CATHODE TUBE FOR MAGNETIC FOCUSING

Info

Publication number: DE2347264A1
Application number: DE19732347264
Authority: DE
Inventors: Eduard Luedicke
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1972-09-18
Filing date: 1973-09-18
Publication date: 1974-03-28
Also published as: JPS528214B2; US3783326A; DD105936A5; FR2200615A1; FR2200615B1; AU6035973A; SE381130B; IT990885B; CA979473A; GB1448015A; NL7312773A; JPS4970530A

Description

7586-73 Dr.v.J/ii ΙΟ. August 19737586-73 Dr.v.J / ii ΙΟ. August 1973

RCA 66 157RCA 66 157

U.S.Ser.Ko.289780 Filed September 18, 1972U.S.Ser.Ko. 289780 Filed September 18, 1972

RCA CorporationRCA Corporation

New York, N.Y. (V.St.A.)New York, N.Y. (V.St.A.)

Cathode ray tube for magnetic focusing

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlröhre für magnetische Fokussierung durch ein Fokussierungsmagnetfeld, das eine Mittelachse hat, mit einem evakuierten Kolben, der eine koaxial zur Mittelachse des Fokussierimgsmagnetfeldes anzuordnende Hauptachse hat und mindestens ein im Abstand von der Hauptachse und im Winkel zu dieser angeordnetes Elektronenstrahlerzeugungssystem enthält, welches eine Kathode mit einer Oberfläche sowie mehrere Elektroden aufweist, die entlang einer Systemachse angeordnet und bezüglich dieser ausgerichtet sind.The present invention relates to a cathode ray tube for magnetic focusing by a focusing magnetic field, which has a central axis, with an evacuated piston, which has a coaxial to the central axis of the focusing magnetic field has to be arranged main axis and at least one arranged at a distance from the main axis and at an angle to this Contains an electron gun, which has a cathode with a surface and several electrodes, which are arranged along a system axis and aligned with respect to this.

Eine Kathodenstrahlröhre mit einem ablenkbaren Elektronenstrahl, der gewöhnlich magnetisch fokussiert wird, ist die unter der Bezeichnung "Vidikon" bekannt® Fernsehauf-A cathode ray tube with a deflectable electron beam, which is usually magnetically focused, is known under the name "Vidikon" .

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nahmeröhre. Das Vidikon hat typisclierv/eise einen länglichen zylindrischen Kolben,in dem sich am einen Ende ein Elektronenstrahlerzeugungssystem und am anderen Ende eine Speicherplatte (Targetelektrode) befinden. Der Elektronenstrahl ist zwischen dem Strahlerzeugungssystem und der Speicherplatte durch eine Ablenkeinrichtung ablenkbar, die entweder im Kolben paarweise angeordnete elektrostatische Ablenkplatten oder außerhalb des Kolbens angeordnete Sattelspulen enthalten kann. Die schließlich auf der Speicherplatte auftreffenden Strahlelektronen dienen bekanntlich zur Entladung aufgeladener Bereiche, wobei ein elektrisches Bildausgangssignal erzeugt wird.acquisition tube. The vidicon has typically an elongated cylindrical shape Piston with an electron gun at one end and at the other end there is a storage plate (target electrode). The electron beam is between the beam generating system and the storage plate can be deflected by a deflector, either in pairs in the piston may contain arranged electrostatic baffles or saddle coils arranged outside of the piston. The finally As is known, beam electrons impinging on the storage disk serve to discharge charged areas, wherein an electrical image output signal is generated.

Die Fokussierung des Elektronenstrahls eines Vidikons erfolgt magnetisch durch ein axiales Feld, das durch eine Solenoidspule erzeugt wird, die den zwischen dem Strahlerzeugungssystem und der Speicherplatte befindlichen Teil des Kolbens umgibt. In einer Fernsehkamera sind die Ablenk- und Fokussierspulen gewöhnlich in Form einer gemeinsamen Fokussierund Ablenkeinheit angeordnet, in die nach Bedarf Vidikonröhren eingesetzt werden können. Die Fokussierspule erzeugt ein axial gerichtetes Magnetfeld', das mit der radialen Geschwindigkeitskomponente von divergierenden Strahlelektronen in Wechselwirkung tritt und diese auf einer wendeiförmigen Bahn zurück zur Röhrenachse ablenkt, wo alle Strahlelektronen ( im unabgelenkten Zustand des Strahls) in einem Brennfleck auf der Speicherplatte konvergieren. Die" meisten Vidikons haben nur ein einziges Elektronenstrahlerzeugungssystem, dessen Achse mit der Achse des Fokussierungsmagnetfeldes zusammenfällt. Es gibt jedoch auch Vidikons, die zwei oder mehr Strahlerzeugungssysteme enthalten, die auf entgegengesetzten Seiten der Achse bzw. um diese verteilt angeordnet sind und jewöils ein getrenntes Raster auf der Speicherplatte schreiben. Röhren dieses Typs können z.B. zur gleichzeitigen Aufnahme von zwei oder mehr Teilfarbsignalen für eine Farbbildübertragung dienen. Mehrstrahl- Farbfernsehaufnahmeröhren sind z.B. in den üS-PSen The electron beam of a vidicon is focused magnetically by an axial field generated by a solenoid coil that surrounds the portion of the piston located between the beam generation system and the storage disk. In a television camera, the deflection and focus coils are usually arranged in the form of a common focus and deflection unit into which vidicon tubes can be inserted as required. The focusing coil generates an axially directed magnetic field which interacts with the radial velocity component of diverging beam electrons and deflects them on a helical path back to the tube axis, where all beam electrons (in the undeflected state of the beam) converge in a focal point on the storage disk. Most vidicons have only a single electron gun, the axis of which coincides with the axis of the focusing magnetic field. However, there are also vidicons that contain two or more guns located on or around the axis, each with a separate grid write on the disk. tubes of this type can, for example, for the simultaneous reception of two or more part serve color signals for a color image communication. multibeam color television pick-up tubes are, for example in the UEs Patents

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2,294,820 und 2,826,632 beschrieben.2,294,820 and 2,826,632.

Zweistrahl-Vidikons mit gegenüber der Achse versetzten Strahlerzeugungssystemen und zwei getrennten Spcicherplattenbereichen auf der Frontplatte eignen sich besonders gut zur gleichzeitigen übertragung zweier getrennter Farbbilder, wenn die beiden Elektronenstrahlen durch eine einzige Fokussier- und Ablenkspuleneinheit abgelenkt und fokussiert werden. Bei solchen Vidikons treten jedoch dadurch Probleme auf, daß die Elektronenstrahlen wegen der außeraxialen Anordnung der Strahlerzeugungssysteme durch das Fokussierungsfeld ungleichmäßig beeinflußt v/erden. Die Feldstärke nimmt nämlich mit zunehmendem Abstand von der Feldachse ab. Bei der Ablenkung wird der Strahl also unterschiedlichen Feldstärken ausgesetzt. Bei Anordnung des Strahlerzeugungssystems auf der Feldachse sind die Wirkungen des ungleichförmigen Fokussierungsfeldes weitgehend symmetrisch bezüglich der"Feldachse und daher relativ unkritisch. Bei zwei gegenüber der Achse versetzten Strahlerzeugungssystemen sind die Ungleichförmigkeiten des Feldes andererseits aber nicht symmetrisch bezüglich den Achsen der jeweiligen Systeme und sie treten stärker in Erscheinung, da die Trajektorien der Strahlen in größerer Entfernung von der Feldachse verlaufen als bei einem einzigen Strahl, der längs der Feldachse verläuft. Der Strahl trifft daher beim Abtasten eines Rasterbereichs auf der Speicherplatte nicht gleichmäßig auf dieser auf und das Ergebnis ist eine unsymmetrische Abschattierung des erzeugten Bildes.Two-beam vidicons offset from the axis Beam generating systems and two separate storage plate areas on the front plate are particularly suitable for the simultaneous transmission of two separate color images, when the two electron beams through a single focusing and deflection coil unit are deflected and focused. With such vidicons, however, problems arise that the electron beams are uneven because of the off-axis arrangement of the beam generating systems due to the focusing field affects v / earth. The field strength decreases with increasing distance from the field axis. When the distraction becomes the beam is therefore exposed to different field strengths. When the beam generation system is arranged on the field axis the effects of the non-uniform focusing field are largely symmetrical about the "field" axis and therefore relative uncritical. In the case of two beam generating systems offset from the axis, the irregularities of the field are on the other hand but not symmetrical with respect to the axes of the respective systems and they appear more pronounced because the Trajectories of the rays run at a greater distance from the field axis than in the case of a single ray that runs along the Field axis runs. Therefore, when scanning a raster area on the storage disk, the beam does not strike the storage disk uniformly and the result is an asymmetrical shading of the generated image.

Die unsymmetrische Abschattierung der von einem Zweistrahl-Vidikon erzeugten Bilder ist bei der Aufnahme von Farbbildern besonders störend, da die Amplituden"der Farbausgangs sigiiaiLe in einem ganz bestimmten Verhältnis zueinander stehen müssen, wenn eine einwandfreie Farbwiedergabe gewährleistet sein soll. Ungleichförmigkeiten in einem oder beiden Farbsignalen verursachen in den entsprechenden Bildteilen einerThe asymmetrical shading of the images generated by a two-beam vidicon is when recording Color images particularly disturbing, since the amplitudes of the color output sigiiaiLe in a very specific relationship to each other must stand if perfect color reproduction is to be guaranteed. Irregularities in one or both Color signals cause a

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störenden Farbstich. Man kann zwar die Abschattierung bei einem Raster etv/as durch Nachstellen eines Ausrichtstromes in den Ablenkspulen korrigieren, dadurch wird jedoch die Abschattierung im anderen Raster umso stärker.disturbing color cast. You can see the shading in one Correct the grid etv / as by adjusting an alignment current in the deflection coils, but this will reduce the shading in the other grid all the stronger.

Pie unsymmetrische Abschattierung verschlechtert auch die Registerhaltigkeit der beiden Ausgangssignale, die bei der Aufnahme von Farbbildern sehr wichtig ist.Pie asymmetrical shading worsened also the register accuracy of the two output signals, which is very important when recording color images.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben geschilderten Mangel möglichst weitgehend zu beheben.The present invention is based on the object of eliminating the deficiencies outlined above as far as possible remedy.

Diese Aufgabe wird durch eine Kathodenstrahlröhre der eingangs genannten Art gelöst, die gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß sich der Winkel, den die Systemachse bezüglich der Feldachse bildet, aus einer von Null verschiedenen Kippwinkelkomponente und einer von Null verschiedenen Verdrehungswinkelkomponente zusammensetzt. Die Kippwinkelkomponente ist dabei der Winkel zwischen der Feldachse und einer orthogonalen Projektion der Systemachse in eine Ebene, die die Systemachse in der Oberfläche der Kathode schneidet und die Feldachse enthält, während die Verdrehungswinkelkomponente der Winkel zwischen der Systemachse und dieser Ebene ist.This object is achieved by a cathode ray tube of the type mentioned, which is characterized according to the invention in that the angle formed by the system axis with respect to the field axis is composed of a non-zero tilt angle component and a non-zero twist angle component. The tilt angle component is the angle between the field axis and an orthogonal projection of the system axis in a plane that intersects the system axis in the surface of the cathode and contains the field axis, while the twist angle component is the angle between the system axis and this plane.

Bei einer solchen Orientierung des Strahlerzeugungssystems kompensieren sich die ungleichmäßigen Einflüsse des magnetischen Fokussierungsfeldes auf den außeraxialen Strahl und die asymmetrische Abschattierung wird weitgehend vermieden. With such an orientation of the beam generating system, the uneven influences of the magnetic focusing field on the off-axis beam are compensated and the asymmetrical shading is largely avoided.

Im folgenden werden Ausführungsbei-spiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; eszeigen:In the following exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawing; show it:

Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene perspekti-Fig. 1 is a partially cut-open perspective

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vische Ansicht einer Bildaufnahmeröhre gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;Vische view of an image pickup tube according to a preferred Embodiment of the invention;

Fig. 2 eine gegenüber Fig. 1 in größerem Maßstab dargestellte perspektivische Ansicht einer Frontplatte und einer teilweise geschnittenen Speicherplatte der Röhre gemäß Fig.l;FIG. 2 shows a perspective view of a front panel, shown on a larger scale compared to FIG. 1, and FIG a partially cut storage plate of the tube according to Fig.l;

Fig. 3 eine in größerem Maßstab als Fig. 1 dargestellte Längsschnittansicht einer Strahlerzeugungssystemanordnung der Bildaufnahmeröhre gemäß Fig. 1;FIG. 3 shows a shown on a larger scale than FIG Longitudinal sectional view of a beam generating system arrangement of the image pickup tube according to FIG. 1;

Fig. 4 einen Sngsschnitt der Strahlerzeugungsang gemi
gedrehten Lage, undFig. 4 shows a Sngsschnitt of the beam generation line gemi
rotated location, and

Systemanordnung gemäß Fig. 3 in einer gegenüber dieser um 90°System arrangement according to FIG. 3 in a relation to this by 90 °

Fig. 5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Verlaufes der lateralen Geschwindigkeitskomponente eines typischen Strahlelektrons zwischen dem Strahlerzeugungssystem und der Speicherplatte der Röhre gemäß Fig. 1.5 shows a schematic illustration to explain the course of the lateral speed component of a typical beam electron between the beam generation system and the storage plate of the tube according to FIG. 1.

Fig.l zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form einer Farbfernseh-Vidikon-Bildaufnahmeröhre 10. Eine funktionsfähige Röhre dieses Typs kann z.B. eine transparente Frontplatte 12 mit einem Durchmesser von etwa 38mm haben, die mit einer Indiumdichtung vakuumdicht mit einem Kolbenteil 16 des Vakuumgefäßes der Röhre verbunden ist. Auf der Innenseite der Frontplatte 12 befindet sich eine photoleitfähige Speicherplatte 18, die in Fig. 2 genauer dargestellt ist. Die Speicherplatte 18 enthält zwei dünne Kontaktschichten 20 aus Aluminium, die an elektrisch leitende, in die Frontplatte 12 vakuumdicht eingeschmolzene Glasfritteknöpfs 22 angeschlossen sind, welche an der Außensaite der Frosstplatfea kapazitätsarme Anschlußkontakte zur Abnahme eines Ätisgs&fssifsals bilder,. Auf den Kontaktschichten 20 befinden sich swsi fealbkreisförjii~eFig.l shows a preferred embodiment of the invention in the form of a color television vidicon image pickup tube 10. A functional tube of this type may, for example, be a transparent faceplate 12 with a diameter of about 38mm have, which is connected vacuum-tight with an indium seal to a piston part 16 of the vacuum vessel of the tube. On the Inside the faceplate 12 is a photoconductive one Storage disk 18, which is shown in more detail in FIG. The storage disk 18 contains two thin contact layers 20 made of aluminum, which is connected to electrically conductive glass frit buttons 22 fused into the front plate 12 in a vacuum-tight manner are, which on the outer string of the Frosstplatfea low capacity Connection contacts for the acceptance of an Ätisgs & fssifsals bilder ,. On the contact layers 20 there are swsi fealbkreisförjii ~ e

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transparente, elektrisch leitende Sicrnalelektrodenschichten 2 4 aus Zinnoxid, deren Abstand 0,65 nun beträgt. Die Kontaktschichten 20 aus Aluminium dienen dazu, den F.influß des Widerstandes der Signalelektrodenschichten 24 möglichst klein zu halten. Auf die Signalelektrodenschichten 24 und den Zwischenraum zv/ischen diesen ist eine gleichförmige photoleitfähige Schicht 26 aus Antimontrisulfid aufgebracht. Wie Fig. 1 zeigt, ist die Innenseite des Kolbenteils 16 mit einer Nickelelektrode 28 überzogen. In dem der Speicherplatte 18 entgegengesetzten Ende der Röhre 10 befindet sich eine Elektronenstrahlerzeugungssystemanordnung 30, die in den Fig. 3 und 4 genauer dargestellt ist. Sie enthält zwei Strahlerzeugungssysteme 32a und 32b, die auf gegenüber liegenden Seiten einer Mittel- oder Hauptachse der Röhre im Abstand von dieser angeordnet sind. Jedes Strahlerzeugungssystem 32 enthält eine Glühkathode mit einer Halterung 34 und einer emissionsfähigen Kathodenfläche 36, eine plattenförmige Steuerelektrode 38 mit Mittelöffnung, eine Beschleunigungselektrodenanordnung 40 mit einer Mittelöffnung, die koaxial zu einer Systemachse 52 und zur Mittelöffnung der Steuerelektrode 38 angeordnet ist. In die öffnung der Beschelunigungselektrodenanordnung 4O ist eine weitere becherförmige Elektrode 42 eingesetzt, die eine mit der Öffnung der Beschleunigungselektrodenanordnung 4O fluchtende öffnung hat. Im Abstand von den becherförmigen Elektroden 42 der beiden Strahlerzeugungssysteme sind zylindrische, an eine gemeinsame Platte 46 angeschweißte Elektroden 44 angeordnet. Die gemeinsame Platte 46 ist an einer ringförmigen Getterhalterung 48 befestigt, die außer zur Getterung auch als weitere Fokussierungselektrode dient. Die verschiedenen Elektroden der Strahlerzeugungssysteme sind mit Anschlußstiften 50 am Fuß der Röhre elektrisch verbunden, wie in Fig. 1 dargestellt ist.transparent, electrically conductive protective electrode layers 2 4 made of tin oxide, the distance between which is now 0.65. The contact layers 20 made of aluminum serve to reduce the influence of the resistance to keep the signal electrode layers 24 as small as possible. On the signal electrode layers 24 and the space zv / ischen a uniform photoconductive layer 26 of antimony trisulfide is applied to these. As Fig. 1 shows, the inside is of the piston part 16 is coated with a nickel electrode 28. In the opposite end of the storage disk 18 Tube 10 houses an electron gun assembly 30 which is shown in more detail in FIGS. It contains two beam generating systems 32a and 32b, which are on opposite sides of a central or major axis of the Tube are arranged at a distance from this. Each beam generation system 32 contains a hot cathode with a holder 34 and an emissive cathode surface 36, a plate-shaped one Control electrode 38 with central opening, an accelerating electrode arrangement 40 with a central opening which is coaxial to a system axis 52 and to the central opening of the control electrode 38 is arranged. Into the opening of the acceleration electrode arrangement 40 another cup-shaped electrode 42 is inserted, one with the opening of the acceleration electrode assembly 4O has an aligned opening. At a distance from the cup-shaped electrodes 42 of the two beam generating systems cylindrical electrodes 44 welded to a common plate 46 are arranged. The common plate 46 is attached to an annular getter holder 48, which, in addition to the gettering, also serves as a further focusing electrode serves. The various electrodes of the beam generation systems are electrically connected to pins 50 at the base of the tube, as shown in FIG.

Die von den jeweiligen Systemen erzeugten Elektronenstrahlen werden auf den zugehörigen Bereich der Speicherplatte durch ein longitudinales Magnetfeld gelenkt, das durchThe electron beams generated by the respective systems are applied to the associated area of the storage disk directed by a longitudinal magnetic field that passes through

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eine hohlzylinderförn'ige Fokussierspule in einer Spuleneinheit 58 erzeugt wird. Das Magnetfeld der Fokussierspule enthält parallele Kraftlinien, die zwischen den Enden der Strahlerzeugungssysteme 32 und der Speicherplatte 18 parallel zur Spulenachse verlaufen." Die Fokussierspule ist so angeordnet, daß die Mittelachse des Fokussierungsmagnetfeldes mit der Röhrenachse 54 zusammenfällt. Wegen der außeraxialen Anordnung der Strahlerzeugungssysteme nähern sich die Elektronen jedes Strahles der Speicherplatte unter einem von O verschiedenen Winkel bezüglich der Normalen (Senkrechten) zur Speicherplattenoberfläche. Dies hat die oben erwähnten Abschattierungsprobleine zur Folge. Damit Abschattierungseffekte im Bildausgangssignal vermieden werden, müssen sich die Strahlelektroden der Speicherplattenoberfläche aus normaler-(senkrechter) Richtung nähern.a hollow cylinder-shaped focusing coil in a coil unit 58 is generated. The magnetic field of the focusing coil contains parallel lines of force that run between the ends of the beam generating systems 32 and the storage disk 18 run parallel to the coil axis. that the central axis of the focusing magnetic field with the Tube axis 54 coincides. Because of the off-axis arrangement of the beam generation systems, the electrons approach each other of each ray of the storage disk at an angle different from O with respect to the normal (perpendicular) to the storage disk surface. This has the shading problems mentioned above result. So that there are shading effects in the image output signal be avoided, the radiation electrodes of the storage disk surface must be positioned from normal (vertical) Approach direction.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die in den Fig. 3 und 4 durch strichpunktierte Linien dargestellten Achsen 52a und 52b der Strahlerzeug«ngssysteme 32a bzw. 32b in einem Winkel bezüglich der durch eine weitere strichpunktierte Linie dargestellten Hauptachse 54 der Röhre 10 angeordnet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel haben die Systemachsen 52a und 52b am Ort der jeweiligen aktiven Kathodenoberflächen jeweils einen Abstand von etwa 6 mm von der Hauptachse 54 der Röhre. Die von den Strahlerzeugungssystemen 32a und 32b erzeugten Elektronenstrahlen werden durch gemeinsame Ablenkspulen in der Spuleneinheit 58 über die Innenseite der Speicherplatte 18 abgelenkt. Jeder Strahl schreibt dabei ein recht eckiges Raster 56a bzw. 56b das jeweils etwa 6,2mm · 9,75 mm groß ist. According to the present invention, the axes 52a and 52b of the beam generating systems 32a and 32b shown in FIGS. In the illustrated embodiment, the system axes 52a and 52b at the location of the respective active cathode surfaces each have a distance of approximately 6 mm from the main axis 54 of the tube. The electron beams generated by the beam generating systems 32a and 32b are deflected over the inside of the storage disk 18 by common deflection coils in the coil unit 58. Each beam writes a rectangular grid 56a or 56b, each about 6.2 mm x 9.75 mm in size.

Zur Verdeutlichung der Verhältnisse wird der Winkel, den die Strahlerzeugungssysteme 32 jeweils bezüglich der Hauptachse 54 der Röhre 10 bilden, hier als aus der Summe zweier Winke!komponenten bestehend beschrieben, nämlich ausTo clarify the relationships, the angle that the beam generating systems 32 in each case with respect to the Form the main axis 54 of the tube 10, described here as consisting of the sum of two angle components, namely from

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einer Kippwinke!komponente Θ und einer Gierunys- oder Verdrehungswinkelkomponente Φ. Die Kippwinkelkornponente Θ beträgt bei der beschriebenen Röhre für jedes Strahlerzeugungssystem 4°bezüglich der Hauptachse 54 der Röhre in Richtung des Elektronenstroms und ist in Fig. 3 übertrieben groß dargestellt. Die Kippwinkelkomponente kann als der Winkel zwischen der Hauptachse 54 .und einer orthogonalen Projektion jeder Systemachse in eine Ebene beschrieben werden, die die Systemachse in der Kathodenoberfläche 36 schneidet und die Hauptachse enthält.a tilt angle component Θ and a Gierunys or twist angle component Φ. The tilt angle component Θ is in the case of the tube described, for each beam generating system 4 ° with respect to the main axis 54 of the tube in the direction of the electron flow and is shown exaggerated in Fig. 3. The tilt angle component can be expressed as the angle between the Major axis 54 and an orthogonal projection of each system axis can be described in a plane which intersects the system axis in the cathode surface 36 and the major axis contains.

Die Verdrehungswinkelkomponente Φ beträgt 2° und ist an der Vorderseite der Strahlerzeugungssysteme, vom Pöhrenfuß aus betrachtet, im Gegenuhrzeigersinn gerichtet. Der Verdrehungswinkel Φ ist in Fig. 4, die eine bezüglich Fig. um 90° verdrehte Ansicht zeigt, übertrieben groß dargestellt. Die Verdrehungswinkelkomponente ist der Winkel zwischen dem jeweiligen System und der Ebene, die die Systemachse in der Kathodenoberfläche 36 schneidet und die Hauptachse 54 enthält. The twist angle component Φ is 2 ° and is at the front of the beam generating system, from the Pöhrenfuß viewed from, directed counterclockwise. The angle of rotation Φ is shown in Fig. 4, which is one with respect to Fig. shows the view rotated by 90 °, exaggerated. The twist angle component is the angle between the respective system and the plane which intersects the system axis in the cathode surface 36 and contains the main axis 54.

In Fig. 5 sind die Beziehungen zwischen der außeraxialen Feldstärke und der Richtung des von einem Strahlerzeugungssystem 32 der Röhre 10 erzeugten Elektronenstrahls dargestellt. Die Röhre 10 selbst ist oben in Umrißlinien und abgebrochen zusammen mit der Spuleneinheit 58 dargestellt. Die ungefähre axiale Lage der Kathodenfläche 36 wird durch eine senkrecht zur Röhrenachse verlaufende, strichpunktierte Projektionslinie 60 markiert. Die ungefähre axiale Lage der Speicherplatte 18 ist durch eine strichpunktierte Projektionslinie 62 angegeben. Die normierte Feldstärke des Fokussierungsfeldes wird durch eine ausgezogen gezeichnete Kurve 64 unterhalb der Röhre 10 und Spuleneinheit 58 dargestellt. Die normierte Feldstärke ist die tatsächliche magnetische Feldstärke geteilt durch die maximale Feldstärke längs der In Fig. 5 the relationships between the off-axis field strength and the direction of the electron beam generated by a beam generating system 32 of the tube 10 are shown. The tube 10 itself is shown above in outline and broken away together with the coil unit 58. The approximate axial position of the cathode surface 36 is marked by a dot-dash projection line 60 running perpendicular to the tube axis. The approximate axial position of the storage disk 18 is indicated by a dot-dash projection line 62. The normalized field strength of the focusing field is represented by a solid curve 64 below the tube 10 and coil unit 58. The normalized field strength is the actual magnetic field strength divided by the maximum field strength along the

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Röhrenachse zv/ischen den Projektionslinien 6O und 62. Unterhalb der ausgezogenen "Kurve 64 ist eine gestrichelte Kurve 68 dargestellt, die übertrieben stark den Verlauf der Größe der Lateralen Geschwindigkeitskomponente eines mittleren Strahlelektrons in der Röhre 10 angibt, während dieses von der Kathodenfläche 36 zur Speicherplatte 18 fliegt. Das Elektron beginnt seinen Weg an der Projektionslinie 60 mit einer anfänglichen lateralen Geschwindigkeitskomponente und trifft nach dem Durchlaufen des Fokussierungsfeldes mit der lateralen Geschwindigkeitskomponente 0 senkrecht auf die Speicherplatte 18 auf. Dies zeigt/ wie die Kipp- und die Verdrehungswinkelkomponenten Θ und Φ des Strahlerzeugungssystems einem mittleren oder typischen Strahlelektron eine anfängliche laterale Geschwindigkeitskomponente solcher Richtung verleihen, daß sich das gewünschte orthogonale und gleichförmige Auftreffen des Strahles auf der Speicherplatte ergibt und Abschattierungen praktisch vermieden werden.Tube axis zv / ischen the projection lines 60 and 62. Below the solid "curve 64 a dashed curve 68 is shown, which exaggeratedly indicates the course of the size of the lateral velocity component of a central beam electron in the tube 10, while this from the cathode surface 36 to the storage disk 18. The electron starts its path at the projection line 60 with an initial lateral velocity component and, after passing through the focusing field with the lateral velocity component 0, hits the storage plate 18 perpendicularly. This shows / how the tilt and twist angle components Θ and Φ des Beam generating system give a central or typical beam electron an initial lateral velocity component of such a direction that the desired orthogonal and uniform impingement of the beam on the storage plate results and shading is practically avoided.

Die Erfindung ist auf Röhren anwendbar, die mit mindestens einen außeraxialen Elektronenstrahl arbeiten, der einer magnetischen Fokussierung unterworfen und abgelenkt wird. Die magnetische Fokussierung braucht nicht die einzige Fokussierung zu sein, der der Strahl unterworfen wird. Die Röhre kann mit einer beliebigen Anzahl von außeraxialen Elektronenstrahlen arbeiten oder auch sowohl mindestens ein außeraxiales Strahlerzeugungssystem als auch ein auf der Achse angeordnetes Strahlerzeugungssystem enthalten. Zu den magnetisch fokussierten Röhren mit außeraxialem Strahl gehören gewisse Kathodenstrahlröhren, Oszillographenröhren und Bildaufnahme-oder Kameraröhren. Die unsymmetrische Abschattierung stellt im allgemeinen nur dann ein Problem dar, wenn der außeraxiale Strahl rasterartig abgelenkt wird, um ein Bild aufzunehmen oder zu erzeugen. Die Hauptachse der Röhre wird hier als die longitudinale Mittelachse des magnetischen Fokussierungsfeldes angenommen, dem die Röhre im Betrieb ausgesetzt wird. Bei Vidikons The invention is applicable to tubes which operate with at least one off-axis electron beam which is subjected to magnetic focusing and deflected. Magnetic focusing need not be the only focus to which the beam is subjected. The tube can operate with any number of off-axis electron beams or it can contain both at least one off-axis beam generation system and an on-axis beam generation system. The magnetically focused off-axis beam tubes include certain cathode ray tubes, oscilloscope tubes, and image pickup or camera tubes. The asymmetrical shading generally only presents a problem when the off-axis beam is deflected in a raster-like manner in order to capture or generate an image. The main axis of the tube is assumed here to be the central longitudinal axis of the magnetic focusing field to which the tube is exposed during operation. At Vidikons

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fällt sie in allgereinen mit der georetrischen Hairptachse des zylindrischen Xolbenteils dor röhre zusannen. Die Systenachse soll hier eine Gerade, bedeuten, die längs der generellen Richtung des Elektronenstrahls im Strahlerzeugungssystem verläuft, bevor dieser wesentlich durch das nagnetische Fokussierungsfeld beeinflußt v/ird.it falls in general with the georetrical hairp axis of the Tighten the cylindrical xolb part of the tube. The system axis shall mean here a straight line, the one along the general direction of the electron beam runs in the beam generation system before it passes through the magnetic focusing field affects v / ird.

Die Beträge der Kipp- und Verdrehungsvinkelkomponenten hängen bis zu einem gewissen Grade vom Abstand des Strahlerzeugungssystems von der Hauptachse sowie von den Abmessungen und Betriebsbedingungen der speziellen Röhre ab. Da das magnetische Fokussierungsfeld nur längs der Hauptachse gleichförmig ist, v/ird die zur Beseitigung eines ungleichförmigen Auftrefens des Strahles erforderliche Kompensation umso größer, je weiter das Strahlerzeugungssystem von der Achse entfernt ist. Die Kipp- und Verdrehungswinkelkomponenten sollten daher bei größerem Abstand des Strahlerzeugungssystems von der Hauptachse etwas größer sein. Aus praktischen Gründen v/erden jedoch bei Vidikons der beschriebenen Art, die mehrere außeraxiale Strahlerzeugungssysteme enthalten, der Kippwinkel in der Größenordnung von 2 bis 6° und der Verdrehungswinkel in der Größenordnung von 1 bis 4 liegen, da die Versetzung der Elektronenstrahlerzeugungssysteme durch die Abmessungen der in solchen Röhren normalerweise verwendeten Strahlerzeugungssysteme und den Kolbendurchmesser begrenzt werden. The magnitudes of the tilt and twist angle components depend to some extent on the distance of the beam generating system from the major axis as well as the dimensions and operating conditions of the particular tube. Since the magnetic focusing field is uniform only along the major axis, the further the beam generating system is from the axis, the greater the compensation required to eliminate non-uniform impingement of the beam. The tilt and twist angle components should therefore be somewhat larger if the distance between the beam generating system and the main axis is greater. For practical reasons, however , Vidikons of the type described, which contain several off-axis beam generating systems, the tilt angle in the order of 2 to 6 ° and the twist angle in the order of 1 to 4, since the displacement of the electron gun due to the dimensions the beam generation systems normally used in such tubes and the piston diameter.

Die Abschattierung durch ungleichförmiges Auftreffen des Elektronenstrahls ist umso weniger störend, je kleiner das abgetastete Raster gemacht wird. Die Größe des in einer Vidikonröhre abgetasteten Rasters liegt jedoch wegen des zz fordernden Auflösungsvermögens und den praktischen Röhrenabmessungen im allgemeinen in der Größenordnung von 6,2mm * 9,75 mm. Die Durchmesser von Vidikon-Röhren sind etwas verschieden, sie liegen jedoch im allgemeinen zwischen 1,75cm und 5 cm.The shading caused by the non-uniform impingement of the electron beam is all the less disturbing, the the scanned grid is made smaller. However, the size of the raster scanned in a vidicon tube is due to the currently required resolving power and the practical tube dimensions are generally of the order of 6.2mm * 9.75mm. The diameters of vidikon tubes are something different, but they are generally between 1.75 cm and 5 cm.

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Bei der Erläuterung der Erfindung vjurde der Begriff "Strahlerzeugungssystem" verwendet. Dieser Begriff soll ganz allgemein irgend eine Anordnung zur Erzeugung eines Elektronenstrahls bedeuten. Als Achse einer solchen Anordnung wird dann das Mittel der Ue ge der Elektronen angesehen, v/o diese in einen Bereich des Fokussierungsfeldes eintreten, in dem die Feldstärke gerade ausr eicht, um die Trajektorien der Elektronenbahnen hinsichtlich ihres Auftreffens merklich zu beeinflussen. Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht also darin, daß die Elektronen unabhängig von der den Strahl erzeugenden Anordnung in das Fokussierungsfeld mit einer mittleren Geschwindigkeit und mit einem Kipp- und Verdreh ungswinkel bezüglich der Achse des Fokussierungsfeldes in der beschriebenen Weise eintreten.In explaining the invention, the term "Beam generating system" is used. This term is intended quite generally to mean any arrangement for generating an electron beam mean. The mean of the height of the electrons, v / o, is then regarded as the axis of such an arrangement these enter an area of the focusing field in which the field strength is just enough to accommodate the trajectories of the To noticeably influence electron trajectories with regard to their impact. An important feature of the present invention consists in the fact that the electrons enter the focusing field independently of the arrangement generating the beam a medium speed and with a tilt and twist ungswinkel with respect to the axis of the focusing field enter in the manner described.

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Claims

Patent to s pjcü marriage

f! cathode ray tube for magnetic focusing through a focusing field that has a central axis, with an evacuated piston which has a main axis to be arranged coaxially to the central axis of the focusing magnetic field and contains at least one electron beam generating system arranged at a distance from the main axis and at an angle to this, which has a cathode with a surface and a plurality of electrodes arranged along a system axis and are aligned with respect to this, characterized in that the angle is derived from a tilt angle component (Θ) different from O and one from O different twist angle component (Φ) composed, where the tilt angle component (Θ) the angle between the Main axis (54) and an orthogonal projection of the system axis (52a or 52b) in a plane which is the system axis intersects in the surface (36) of the cathode and contains the major axis (54), while the twist angle component is the angle between the system axis and this plane.

2. Cathode ray tube according to claim 1, characterized in that the tilt angle component is about 2 ° to about 6 °.

3. Cathode ray tube according to claim 1 or 2, characterized in that the angle of rotation Oil component is about 1 ° to about 4 °.

4. cathode ray tube according to claim 1, 2 or 3,

characterized in that the cathode surface (36) separates the system axis and is at a distance of about 6 mm from the main axis (54).

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5. Cathode ray tube according to one of the preceding claims, characterized / that it contains yet another beam generation system, which is on the opposite of the first-mentioned radiation system Side of the main axis is arranged with the specified angular position with respect to this.

6. Cathode ray tube according to claim 5 with a faceplate having an electrode on which by the Electron beams from the two beam generation systems can be scanned in two separate grids arranged next to one another, characterized / that the grid (56a, 56b) rectangular, about 6.20 mm wide and about Are 9.75 mm long and have a distance of about 0.5 mm from each other, that the tilt angle (Θ) is about 4 ° and that the angle of rotation (Φ) is about 2 °.

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