DE2438254C3 - Konvergenzanordnung für eine Kathodenstrahlröhre vom In-Line-Typ - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Konvergenzanordnung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt ist.

Ein In-Line-Strahlerzeugungssystem ist so aufgebaut, daß es mindestens zwei, vorzugsweise drei Elektronenstrahlen in einer gemeinsamen Ebene erzeugt und diese Strahlen auf zueinander konvergierenden Wegen zum Schirm der Röhre richtet.

Aus der DE-OS 14 37 627 ist eine Korvergenzanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs I bekannt. to

Auch aus der US-PS 33 25 675 ist eine Konvergenzanordnung für ein In-Line-Dreistrahisystem bekannt, bei welcher die beiden äußeren Strahlen zwischen den Flächen der Polschuhplatten der Konvergenzmagnete liegen, während der innere Strahl völlig abgeschirmt ist. fe5 Diese Abschirmung erfolgt durch einen quadratischen Käfig, durch welchen der mittlere Strahl hindurchläuft und der mit zwei gegenüberliegenden Ecken auf die beiden äußeren Strahlen weist Parallel zu den sich an diese Ecken anschließenden Kanten des Abschirmkäfigs verlaufen jeweils auf der anderen Seite des äußeren Strahls Polschuhflächen, zwischen welchen ein Konvergenzmagnetfeld verläuft Außerdem verlaufen Konvergenzmagnetfeldlinien von diesen flächenhaften Polschuhenden zu den auf der anderen Seite des betreffenden Außenstrahls liegenden Quadratseiten des Abschirmkäfigs.

Bei einer Dreistrahl-Lochmaskenröhre mit In-Line-Strahlerzeugungssystem benötigt man mindestens vier voneinander unabhängige Ablenksteuerungen zur Erreichung der Strahlkonvergenz, und zwar jeweils zwei Konvergenzablenkungen in zueinander senkrechten Ebener für jeden der beiden äußeren Strahlen. Die in der einen Ebene wirkende Konvergenzablenkung für die beiden Strahlen erfordert eine erste Gruppe von Polplatten, und die Konvergenzablenkung in der dazu senkrechten Richtung erfordert eine zweite Gruppe von Polplatten, die normalerweise im Abstand von der ersten Gruppe in Richtung der Achse des Strahlerzeugungssystems liegen. Hierzu benötigt man im allgemeinen ein längeres Strahlerzeugungssystem und somit auch einen längeren Röhrenhals, wodurch der Abstand zwischen den Ebenen der Konvergenzablenkung einerseits und der Ablenkung für die Abtasibewegung der Strahlen andererseits größer wird, was zu vergrößerten Degruppierungsfehlem führt

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun in einer derartigen Ausbildung der Konvergenzanordnung, daß die Konvergenzfelder konzentrierter werden, also weniger weit auseinandergezogen werden als bei den flächenhaften Polschuhen gemäß dem Stande der Technik.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Im Gegensatz zum Stande der Technik, wo die Polschuhe durch parallele gegenüberliegende Flächen gebildet werden, liegen bei der Erfindung die Polschuhe der einzelnen Polschuhpaare mit ihren Kanten einander gegenüber. Die Erfindung kehrt somit vom üblichen Stande der Technik ab und beschreitet einen neuen Weg, denn bisher hat man die Konvergenzmagnete stets mit flächenhaften Polschuhenden ausgebildet, zwischen denen ein relativ weiträumiges Konvergenzfeld entsteht Die erfindungsgemäße neue Ausbildung der Polschuhe mit einander gegenüberliegenden Kanten statt Flächen führt dagegen zu einer Ausbildung konzentrierterer Felder, die weit weniger aufgestreut werden, als beim Stande der Technik. Außerdem kommt man mit geringeren Energien für die Speisung der Konvergenzmagnete aus, da Nebenschlüsse durch die zum jeweils anderen, senkrecht zu dem betreffenden Konvergenzfeld verlaufenden Konvergenzfeld gehörigen Platten praktisch ausgeschaltet werden.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung besteht darin, daß der mittlere Strahl nicht wie in den bekannten Fällen abgeschirmt ist, sondern ebenfalls in einer Richtung verändert werden kann, wenn dies in einzelnen Fällen gewünscht ist. Man erhält auf diese Weise zwei weitere Freiheitsgrade für die Konvergenzeinstellung.

Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen erläutert

F i g. 1 zeigt perspektivisch einen Teil eines In-Line-Systems mit einer erfindiingsgemäßen Konvergenzan-

Ordnung;

F i g. 2 ist eine Seitenansicht des Systems nach F i g. 1, und

F i g. 3 zeigt eine Stirnansicht der Konvergpnzanordnung mit ihren zugeordneten, auf dem Hals des Röhrenkolbens sitzenden Konvergenzspulen.

Die F i g. 1 zeigt das vordere Ende eines In-line-Systems 10 für drei Elektronenstrahlen. Eine Konvergenzanordnung 12 besteht aus insgesamt zehn Polschuhplatten 14 bis 23 aus einem hochpermeablen Material, die in drei Kreuzen von jeweils vier Polstücken angeordnet sind. Jedes Kreuz umgibt einen der drei in einer horizontalen Ebene liegenden Strahlen 24, 26 und 28 und sorgt für die horizontale und die vertikale Konvergenzjustierung des betreffenden Strahls. Die Polschuhplatten der Konvergenzanordnung lassen sich in zwei Gruppen einteilen, je nach der Art der mit ihnen möglichen Strahlkorrektur. Die erste Gruppe wird durch vier Polschuhplatten 20 bis 23 gebildet, ^ie Kante neben Kante und koplanar mit den Strahlwegen 24, 26 und 28 ausgerichtet sind. Diese Platten erstrecken sich horizontal zwischen den Strahlwegen und von den äußeren Strahlwegen nach außen vom Strahlerzeugungssystem fort Die Magnetfelder zwischen diesen Platten führen zu einer Biegung der Strahlen senkrecht zu der die drei Strahlwege enthaltenden horizontalen Ebene. Die zweite Gruppe von Magnetplatten 14 bis 19 besteht aus einzelnen Paaren, die sich von jedem Strahlweg aus zum Rand des Strahlerzeugungssystems erstrecken. Diese Platten verlaufen in vertikalen Ebenen und liegen im wesentlichen senkrecht zur gemeinsamen Ebene der Strahlwege und parallel zueinander. Die Magnetfelder zwischen den Platten dieser zweiten Gruppe führen zu einer Ablenkung der Strahlen in horizontaler Richtung, also in der gemeinsamen Ebene der Strahlwege.

Bei der in F i g. 1 dargestellten Ausführungsform des Strahlerzeugungssystems sind alle magnetischen Polschuhplatten 14 bis 23 an einer unmagnetischen kreisrunden Scheibe 30 befestigt die durch Klammern 34 an einer etwas größeren Scheibe 32 gehalten wird. Die größere Scheibe 32 ist direkt an den Endelektroden der Anoden 36 des Strahlerzeuguiigssystems befestigt Jede Platte hat öffnungen 38,40 und 42 zum Durchlaß der drei Elektronenstrahlen 24, 26 und 28. Von den die letzten Elektroden bildenden Anoden 36 für die beiden äußeren Strahlen 24 und 28 stehen unmagnetische, rohrförmige Ansätze 44 und 46 vor, um der Platte 30 die richtige Orientierung zu geben und somit die Platten 14 bis 23 bezüglich der Elektronenstrahlen 24, 26 und 28 auszurichten.

Die F i g. 2 zeigt das gesamte Strahlerzeugungssystem 10 von der Seite. Jeder Teil des Dreistrah'systems besteht aus einer Kathodenanordnung 48, einem Steuergitter 50, einem Schirmgitter 52, einer Fokussierungselektrode 54 und einer Anode, wobei alle diese Teile in Axialrichtung miteinander fluchtend hintereinander an insgesamt sechs isolierenden (z. B. gläsernen) Trabstäben 58 befestigt sind. Die Kathodenanordnung 48, das Steuergitter 50 und das Schirmgitter 52 werden an den Stäben 58 durch angeformte, streifenförmige Lappen 60 gehalten. Die Fokussierungselektroden 54 und die Anoden 36 werden an den Stäben 58 durch Streifen 62 bzw. 64 gehalten. Federnde Abstandhalter 66, die an der Scheibe 32 befestigt sind und sich gegen die Wand des Röhrenkolbens legen, sorgen für die richtige Lage und die Abstützung des Strahlerzeugungssvstems im Hals der Kathodenstrahlröhre. Die Heizdrähte 68 für die Kathoden werden durch aus einzelnen Abschnitten bestehende Streifen 70 an den Stäben 58 gehalten.
Die vorstehend beschriebene neuartige Konvergenzanordnung kann gemeinsam mit einer äußeren Magnetspulencnordnung 72 gemäß der F i g. 3 dazu verwendet werden, jedem der drei Elektronenstrahlen eine Konvergenzkorrekturablenkung in X- und V-Richtung mitzuteilen. Die Anordnung 72 besteht aus zwei

ίο Ferritkernen 74 und 76, deren jeder drei Wicklungen (Spulen 82, 84, 86 und Spulen 88, 90 und 92) aufweist Ferner sind zwei Luftspulen 78 und 80 vorgesehen. Der zur horizontalen Konvergenzablenkung eines der äußeren Elektronenstrahlen benötigte magnetische Fluß wird durch ein Spulenpaar erzeugt, von denen jede Spule am einen der äußeren Schenkel des diesen Strahl steuernden E-förmigen Kerns gewickelt ist So wird z. B. durch Erregung der Spulen 88 und 92 ein Feld erzeugt welches den Strahlweg 28 in vertikaler Richtung schneidet und dieses Magnetfeld wird durch die Polschuhplatten 16 und 19 »verstärkt«, d.h. konzentriert Da sich der Elektronenstrahl senkrecht zu den Flußlinien des Feldes bewegt, wird der Strahl 28 durch die Erregung der Spulen 88 und 92 horizontal abgelenkt

Die Richtung der Ablenkung hängt natürlich von der Polarität des Feldes ab.

Der zur vertikalen Konvergenzablenkung dieses äußeren Strahls 28 benötigte magnetische Fluß wird durch die Spule 90 erzeugt die um den mittleren Schenkel desselben E-förmigen Kerns 76 gewickelt ist Die von dieser Spule 90 ausgehenden Feldlinien nehmen ihren Rückweg über die beiden äußeren Schenkel des Kerns 76. Jede der drei Spulen aul eir..ni E-Kern besteht aus zwei Wicklungen, um die gewünschten Konvergenzablenkungen mit Horizontalfrequenz und Vertikalfrequenz durchzuführen. Die beiden zusätzlichen Spulen 78 und 80 sind in einer vertikalen Ebene oberhalb und unterhalb des mittleren Strahls 26 angeordnet Diese Spulen erzeugen den magnetischen

Fluß zur horizontalen Konvergenzablenkung des mittleren Strahls 26. Bei einer solchen Verwendungsart bringt die Konvergenzeinrichtung fünf Freiheitsgrade bezüglich der 3 Strahlen: jeweils eine horizontale und eine vertikale Ablenkung für die beiden äußeren Strahlen und eine horizontale Ablenkung für den mittleren Strahl. Der zur Ablenkung des mittleren Strahls führende fünfte Freiheitsgrad dient zur Kompensation der störenden Einwirkung der benachbarten Felder. Falls der mittlere Strahl vollständig abgeschirmt ist sind nur vier Freiheitsgrade notwendig. Die vier

Freiheitsgrade reichen aus, um eine Konvergenz auf den Fleck des mittleren Strahls an jedem beliebiger Punkt

des Schirms herbeizuführen.

Ein zusätzlicher Freiheitsgrad, nämlich eine von den

>5 anderen fünf Freiheitsgraden im wesentlichen unabhängige vertikale Ablenkung des mittleren Strahls kann dadurch erreicht werden, daß man die beiden Paare der äußeren Spulen der beiden E-Kerne in geeigneter Weise verbindet Die beiden Spulen auf den äußeren

ho Schenkeln eines E-Kerns werden so angesteuert, daß sie als Nordpol für den erforderlichen Magnetfluß wirken, während die beiden Spulen auf den äußeren Schenkeln des anderen Ε-Kerns so angesteuert werden, daß sie als Südpol für diesen Fluß wirken. Da die auf irgendeinen

b5 äußeren Strahl wirkenden Felder gleich siüd, löschen sie sich an den äußeren Strahlen aus und wirken hauptsächlich auf den mittleren Strahl. Bei dieser Verwendungsart gestattet diese koplanare Konvergen-

zanordnung mit sechs Freiheitsgraden eine statische Konvergenz auf einen beliebigen Punkt in unmittelbarer Nähe der Schirmmitte (d. h. innerhalb eines Kreises von etwa 2,5 cm Duchmesser über der Mitte). Der zusätzliche Freiheitsgrad kann dazu dienen, durch s geeignete Wahl des Punktes der statischen Konvergenz (Mittenkonvergenz) irgendwelche Fehlausrichtungen des Strahlsystems auszugleichen.

Im Gegensatz zu der bisher üblichen Anordnung der Polschuhplatten sind die Platten bei der beschriebenen Ausführungsform Kante neben Kante ausgerichtet, so daß die Strahlwege zwischen benachbarten Kanten der Platten liegen. Mit dieser Ausrichtung werden die Ablenkfelder auf die jeweiligen Strahlwege konzentriert Jedes Feld wird weit weniger auseinandergezo- π ger, als es der Fall wäre, wenn es durch gegenüberliegende parallele Flächen der Platten gebildet würde. Mit der vorliegenden Anordnung werden Randfelder, die benachbarte Strahlen störend beeinflussen, gering gehalten. Durch Kleinhalten der Abmessung der Platten in einer Richtung quer zu dem betreffenden Strahlweg wird außerdem die Tendenz eines Plattenpaars vermindert, das vom anderen Plattenpaar erzeugte, den Strahlweg schneidende Feld kurzzuschließen. Dies macht es möglich, alle Polschuhplatten für die Ablenkung der Strahlen in derselben Zone der Strahlwege anzuordnen, so daß man für die Anordnung der Platten weniger Raum längs der Achse des Strahlerzeugungssystems benötigt.

Die vorstehend beschriebene und in den Figuren der Zeichnung dargestellte Ausführungsform der Erfindung ist für drei in einer gemeinsamen Ebene ausgesandte Elektronenstrahlen ausgelegt Es sind auch andere Formen von In-Line-Strahlerzeugungssystemen möglich, 7.. B. solche mit nur zwei Elektronenkanonen, wo zwei Platten, ähnlich wie sie bei 20 und 23 dargestellt sind, in einer Ebene mit den Strahlwegen der beiden Elektronenkanonen liegen und sich vor den beider Strahlwegen nach außen erstrecken. Zwischen dieser beiden Strahlwegen ist dann eine einzige Platte in det Ebene der Strahlwege angeordnet Die Anzahl und Anordnung der Platten rund um jeden Strahl kann entsprechend der für den Röhrenbetrieb benötigter Konvergenzablenkung geändert werden. Dadurch, daE sich die Platten mit ihren Kanten gegenüberliegen werden die vorstehend beschriebenen Vorteile erzielt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 Patentansprüche:

1. Konvergenzanordnung für eine Kathodenstrahlröhre mit mehreren, in einer Ebene verlaufenden Elektronenstrahlen vom »In-line«-Typ mit beiderseits der äußeren Strahlwege paarweise senkrecht bzw. waagerecht angeordneten Polschuhplatten, zwischen denen sich bei Anlegen entsprechender äußerer Konvergenzfelder ein Konvergieren der Strahlen bewirkende Magnetfelder ausbilden, dadurch gekennzeichnet, daß die waagerechten Polschuhplatten (20—23) sämtlich in der durch die Elektronenstrahlen (24, 26, 28) definierten Ebene mit paarweise einander zugewandten Kanten liegen und daß die senkrechten Polschuhplatten (14—19) ebenfalls paarweise mit einander zugewandten Kanten jeweils in einer den betreffenden Elektronenstrahl enthaltenden Ebene liegen.

2. Konvergenzanordnung nach Anspruch 1 für eine Dreistrahlröhre, dadurch gekennzeichnet, daß vier waagerechte Polschuhplatten (20, 23) vorgesehen sind, zwischen deren Seitenkanten die drei Strahlwege (24,26,28) hindurchlaufen.

3. Konvergenzanordnung nach Anspruch 1 oder 2 mit einer die Konvergenzfelder erzeugenden Magnetspulenanordnung, die je einen Magnetkern mit mindestens einer diesen umgebenden Wicklung und zwei Schenkeln aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte zweier äußerer Schenkel je eines Kerns jeweils im Abstand von den vom zugehörigen Strahl abgcwandtcn Kanten der senkrechten Polschuhplatten (14, 17 bzw. 16, 19) der äußeren Polschuhplattenpaare angeordnet sind und daß jeder Magnetkern ferner einen mittleren Schenkel aufweist, dessen Endabschnitt im Abstand von der Außenkante je einer der äußeren waagerechten Polschuhplatten (20, 23) angeordnet ist und daß jeder Schenkel von einer Spulenwicklung (82—92) umgeben ist.

4. Konvergenzanordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auch beiderseits des mittleren Strahlweges (26) ein senkrechtes PoI-schuhplattenpaar (15, 18) und nahe dessen Außenkanten eine weitere Magnetspulenanordnung (78, 80) angeordnet sind.