DE2607728C3 - Bildaufnahmeröhren-Vorrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Bildaufnahmeröhren-Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Im allgemeinen müssen beim Betrieb von Bildaufnahmeröhren Elektronenstrahlen fokussiert oder abgelenkt werden. Hierzu hat die Bildaufnahmeröhre eine Spulenanordnung mit einer Fokussierspule und einer Ablenkspule. Bekanntlich ist andererseits die geometrische Verzerrung eines Bildes auf der Bildaufnahmeröhre im Betrag proportional zum Quadrat und der dritten Potenz ihrer Entfernung von der Mittelachse der Ablenkspule. Mit anderen Worten, der Betrag ό der geometrischen Verzerrung in einem von der Mittelachse der Spulenanordnung beabstandeten Punkt eines Bildes kann ausgedrückt werden durch

,χ;.² +

(D

mit <x und β ^= Proportionalitätskonstanten.

Wenn Δδ einen Betrag einer Änderung in der geometrischen Verzerrung in einem um Δγ weiter von der Mittelachse der Spulenanordnung entfernien Punkt bedeutet, ergibt sich

ΙΛ = {2<χγ + -W)Iy (2)

mit zly = Summe aus einer Ablenkung der Spulenanordnung von der Achse der Bildaufnahmeröhre und aus einer Ablenkung des optischen Bildes von der Achse der Bildaufnahmeröhre und Δ6 = gegenseitiger Unterschied der Fehlüberdeckung, d. h. geometrische Verzerrung, bei einer Vielröhren-Farbfernsehkamera. Diese Fehlüberdeckung beeinflußt die Qualität eines auf der Farbfernsehkamera erzeugten Bildes und muß daher soweit als möglich verringert werden. Aus der Gleichung (2) geht hervor, daß Δγ unter 100 μιη in den Toleranzwerten eingeschränkt werden sollte. Dies bedeutet, die Achse der Spulenanordnung muß mit der Achse der Bildaufnahmeröhre und einer optischen Achse mit einer Genauigkeit von nicht mehr als 100 μπι ausgerichtet sein. In diesem Fall sind die optische Achse der Kamera und die Achse der Spulenanordnung zuvor miteinander beim Aufbau ausgerichtet, aber die Bildaufnahmeröhre kann nur sehr schwierig axial so mit der Spulenanordnung ausgerichtet sein, daß der oben angegebene Wert erfüllt wird, da die äußere Röhre der Bildaufnahmeröhre schwierig sehr genau und zuverlässig gegen Beschädigungen herstellbar ist, da sie aus Glas besteht.

In Fig. 1 ist in einem Schnitt dargestellt, wie eine herkömmliche Bildaufnahmeröhre zusammengebaut ist. In dieser Figur sind eine Bildaufnahmeröhre 1, ein Röhrenfuß 2 und eine Spulenanordnung 3 dargestellt. Die Spulenanordnung 3 hat Fokussier- und Ablenkspulen, einen Spulenkörper 3 zur Halterung dieser Spulen, ein Spannglied 4 aus einem elastischen Werkstoff, wie z. B. Gummi, einen Halter 5 zum Positionieren und Festlegen des Spanngliedes 4, einen konischen Ring 7 aus einem elastischen Werkstoff, eine Spannschraube 8 zum axialen Bewegen des konischen Ringes 7 und andere nicht dargestellte notwendige Teile. Das Spannglied 4 kann, wie in F i g. 2 gezeigt, in dem Halter 5 an mehreren gleich um die Bildaufnahmeröhre 1 beabstandeten Stellen eingebettet oder in der Form eineü Ringes mit Vorsprüngen an gleich beabstandeten inneren Stellen (vgl. Fig.3) aufgebaut sein. Diese Spannglieder 4 haben ihren minimalen Innendurchmesser d, der kleiner als der Außendurchmesser der Bildaufnahmeröhre 1 ist, und sie sind elastisch genug, um die Unregelmäßigkeit des Außendurchmessers der Bildaufnahmeröhre in dem beim Festlegen auftretenden Ausmaß aufzunehmen. Ein Spulenkörper 6 hat auf seiner Innenseite einen konischen Teil 6a, und der konische Ring 7 hat seinen konischen Abschnitt gegenüber des konischen Teiles 6a

Die Spulenanordnung 3 und die Bildaufnahmeröhre 1 sind so festgelegt, daß die Bildaufnahmeröhre 1 in die Spulenanordnung 3 mit dem Röhrenfuß 2 voraus und mit gedehntem Innendurchmesser des Spanngliedes 4 eingeführt wird, und die Spannschraube 8 wird gedreht, wenn die Bildaufnahmeröhre eine vorbestimmte Stelle erreicht; der konische Ring 7 wird dann zwischen den Spulenkörper 6 und die Bildaufnahmeröhre 1 gedrückt.

Die Bildaufnahmeröhre hat einen unregelmäßigen Außendurchmesser und kann beim oben erläuterten Aufbau mit einem großen Außendurchmesser sicher festgelegt werden, wozu jedoch eine große Krafteinwirkung erforderlich ist, da ein Reibungswiderstand auftritt, wenn die Bildaufnahmeröhre in die Spulenanordnung eingeführt wird, wodurch möglicherweise die Bildaufnahmeröhre beschädigt oder zerstört wird. Eine Bildaufnahmeröhre mit kleinem Außendurchmesser wird andererseits beim Einführen mit geringer Reibungskraft beaufschlagt und ergibt ein sicheres Festlegen.

Zahlreiche Formen des Spanngliedes 4 und des konischen Ringes 7 sind bereits angeregt worden; jede von ihnen ist aber eine spezielle Form. Daher sind sie nicht nur aufwendig, sondern auch schwierig mit großer Genauigkeit der Abmessungen herzustellen. Dies führt einer schwierigen Ausrichtung der Mittelachse der Soulenanordnung mit derjenigen der Bildaufnahrr-eröhe bei einer Genauigkeit von nicht mehr als 100 μίτι. Weiterhin vird eine Abweichung über 40 μηη von der ppünglichen Ausrichtung der Mittelachse bewirkt, enn die Bildaufnahmeröhre und die Spulenanordnung entfernt und wieder festgelegt werden, da der Teil des cpanngliedes 4, der gegen die Bildaufnahmeröhre 1 " -,Qßt, leicht abgenutzt wird und da die von den Deformationen der Vorsprünge aufgrund der Druckeinvirkung erzeugten Rückstellkräfte nur schwierig ausgeglichen werden können. Die bereits angeregte Bildaufnahmeröhren-Vorrichtung hat daher den Nachteil daß eine Abweichung von über 130 μιτι im ungünstigsten Fall zwischen der Mittelachse der Spulenanordnung und derjenigen der Bildaufnahmeröhre auftritt, wenn diese letztere wieder festgelegt werden soll da die Vorrichtung ursprünglich eine ungenaue Ausrichtung der Mittelachsen zusammen mit der oben beschriebenen Abweichung von der ursprünglichen Ausrichtung der Mittelachsen aufweist, die beim erneuten Festlegen auftreten.

Die in den F i g. 2 und 3 dargestellten Spannglieder haben einen minimalen Innendurchmesser d, der etwas kleiner als der Außendurchmesser D der Bildaufnahmeröhre 1 ist. Alternativ ist auch schon ein Aufbau des Spanngliedes diskutiert worden (vgl. F i g. 4), bei dem der minimale Innendurchmesser des Spanngliedes größer als der Außendurchmesser der Bildaufnahmeröhre ist, um den bei der Einführung der Bildaufnahmeröhre in die Spulenanordnung zum Festlegen der Bildaufnahmeröhre und der Spulenanordnung auftretenden Einführungsdruck herabzusetzen, wobei das Spannglied nach der Einführung durch geeignete Mittel deformiert wird. Bei einem derartigen Aufbau ist es jedoch erforderlich, den Unterschied in den Abmessungen zwischen dem Spannglied und der Bildaufnahmeröhre groß zu machen, um den Einführungsdruck herabzusetzen, da die Bildaufnahmeröhre wegen ihres Aufbaues aus Glas einen stark unregelmäßigen Außendurchmesser hat. Die Tatsache, daß der Abstand zwischen den Bauteilen groß ist, bedeutet, daß das Spannglied um einen gleichen oder ähnlichen Betrag deformiert werden sollte und erfordert so die Verwendung eines Spanngliedes hoher Elastizität. Dies bedeutet, daß die Gleichförmigkeit der Deformation schwierig beizubehalten und eine axiale Ausrichtung schwierig zu gewährleisten ist, und erfordert einen kleinen Toleranzwert für die Außenabmessungen der Bildaufnahmeröhre. Im Ergebnis führt ein derartiger Aufbau zu nachteiligen Problemen hinsichtlich der Herstellung oder des Aufbaues der Bildaufnahmeröhre. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Bildaufnahmeröhren-Vorrichtung anzugeben, bei der eine Spulenanordnung und eine Bildaufnahmeröhre sehr genau und auf einfache Weise koaxial festgelegt werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemaü gekennzeichnet durch den kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.

Der mit der Erfindung erzielte technische Fortschritt liegt insbesondere in einer äußerst genauen koaxialen Halterung von Spulenanordnung und Bildaufnahmerohre bei Verwendung kostengünstiger Mittel, nämlich

handelsüblicher O-Ringe (Rundschnurringe), die normalerweise für Luft- und/oder ölabdichtungszwecke verwendet werden. Auf diese Weise sind nicht mehr Spannglieder und konische Ringe mit jeweils besondes rer Form erforderlich, die nicht nur teuer in der Herstellung, sondern auch schwierig mit großer Abmessungsgenauigkeit zu fertigen sind. Damit wird eine beträchtliche Einsparung bei den in großer Stückzahl zu fertigenden Bitdaufnahmeröhren-Vorrichlo tung erzielt

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden durch die Unteransprüche angegeben.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt eines Beispiels herkömmlicher Bildaufnahmeröhren-Vorrichtungen,

F i g. 2a einen Schnitt entsprechend eines Teils der Fig. 1 zur Erläuterung eines Beispieles für ein Spannglied, das bei herkömmlichen Biidaufnahmeröhren-Vorrichtungen eingesetzt wird,

F i g. 2b einen Schnitt lib-Hb in F i g. 2a, F i g. 3 eine perspektivische Darstellung eines weiteren Beispieles eines bei herkömmlichen Bildaufnahmeröhren eingesetzten Spanngliedes,

Fig.4 einen Schnitt eines weiteren Beispieles eines bei den herkömmlichen Bildaufnahmeröhren-Vorrichtungen eingesetzten Spanngliedes und

Fig.5 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Bildaufnahmeröhren-Vorrichtung.

Die Fig. 5 zeigt einen Schnitt einer Bildaufnahmeröhren-Vorrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem für einander entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 2 verwendet werden. In der F i g. 5 sind O-Ringe 9 und 10, ein Halter 11 für den O-Ring 9, ein Spulenkörper 12, um daran Fokussier- und Ablenkspulen zu befestigen, ein Preßring 13 für den O-Ring 9 und eine Schraube 14 vorgesehen, um den Preßring 13 am Halter 11 festzulegen. Diese Teile bilden einen Spannmechanismus zum Pressen und Spannen des O-Ringes 9. Eine Spannschraube 15 erzeugt einen Axialdruck auf den O-Ring 10 und dient als Spannmechanismus für den O-Ring 10. Der Halter 11 ist auf seiner Innenseite mit einem Absatz oder Stufe 11a zum Aufnehmen des O-Ringes 9 ausgestattet, und der Spu enkörper 12 hat auf seiner Innenseite einen Absatz oder eine Stufe 12a zum Aufnehmen des O-Ringes 10. Diese Stufen Ha, 12a haben ihre Innendurchmesser im wesentlichen gleich den Außendurchmessern der O-Ringe 9, 10, und ihre Innenwände sind in eingepaßtem Kontakt mit den O-Ringen 9, 10, wenn die Bildaufnahmeröhre 1 in die O-Ringe 9, 10 eingeführt wird. Weiterhin haben die Stufen tla, 12a eine axiale Tiefe kleiner als die Dicke der O-Ringe 9, 10, um den Innendurchmesser der O-Ringe 55 kleiner als den Außendurchmesser der Bildaufnahmeröhre 1 zu machen, wenn der Preßring 11 durch die Schraube 14 gespannt wird, bis er den Halter 11 berührt, und die Spannschraube 15 wird betätigt, bis sie den Spulenkörper 12 berührt.

fio Im folgenden wird ein Verfahren zum Festlegen der Spulenanordnung und der Bildaufnahmeröhre erläutert. Die Bildaufnahmeröhre 1 ist zunächst in einer vorbestimmten Stellung der Spulenanordnung 3 positioniert, wobei die Schraube 14 bei der Spulenanordnung ft.s und die Spannschraube 15 gelöst ist. Die Spannschraube 15 und die Schraube 14 werden dann gedreht, bis der Preßring 13 am Halter 11 anstößt Die so hervorgerufene Spannkraft bewirkt, daß die O-Ringe 9 und 10 derart

deformiert sind, daß sie einen kleineren Innendurchmesser konzentrisch zum Außendurchmesser haben, um die Bildaufnahmeröhre 1 fest aufzubauen. Die Bildaufnahmeröhre 1 kann mit ungelöster Schraube 14 eingeführt werden, wenn deren Betätigung schwierig ist, obwohl der O-Ring 9 oft im Vergleich zum oben erläuterten Verfahren einer bestimmten Abnutzung unterliegt.

Bei der erfindungsgemäßen Bildaufnahmeröhre können die Spulenanordnung und die Bildaufnahmeröhre mit einer Genauigkeit innerhalb 40 μπι koaxial ausgerichtet werden, da der O-Ring mit hoher Genauigkeit in den Abmessungen hergestellt ist und weiter auf seinem Umfang gleich deformiert wird, wobei sein Innendurchmesser konzentrisch zum Außendurchmesser kleiner gemacht wird, wenn der O-Ring axial gepreßt wird. Weiterhin wird der O-Ring beim Einführen kaum abgenutzt oder deformiert. Auch ist der O-Ring nicht kompliziert, sondern in seiner Form einfach, ohne jeden Vorsprung auf seinem Umfang, wie z. B. das herkömmliche Spannglied (vgl. Fig.2 und 4), bei dem die in Berührung mit der Bildaufnahmeröhre 1 kommenden Teile mit Vorsprüngen ausgestattet sind. Als Ergebnis liegt die Unregelmäßigkeit der Genauigkeit bei der axialen Ausrichtung wegen der Gleichförmigkeit des O-Ringes auf seinem Umfang innerhalb 20 μπι, wenn die Bildaufnahmeröhre wieder festgelegt wird, obwohl der O-Ring einer Abnutzung oder Deformation ausgesetzt ist. Dies bedeutet eine beträchtliche Verbesserung der Genauigkeit gegenüber herkömmlichen Vorrichtungen. Weiterhin kann die Neigung der Bildaufnahmeröhre zu den Spulen beim vorliegenden Ausführungsbeispiel verringert werden, bei dem das O-Ring-Spannglied an der Vorderseite und an der Hinterseite, d. h. am Ende auf der Seite einer Frontplatte la und am Ende beim Röhrenfuß 2, verwendet wird.

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Die Neigung der Röhre ist kleiner als -g- · Ό~³

Radian, wenn angenommen wird, daß die Entfernung zwischen den O-Ring-Spanngliedern auf der Vorderseite und der Hinterseite der Bildaufnahmeröhre Z mm beträgt. Bekanntlich treten keine Schwierigkeiten auf, wenn die Neigung der Röhre zur Spule kleiner als 0,002 Radian ist, obwohl sie einen Einfluß auf die geometrische Verzerrung ausübt. Es wird deshalb angegeben, daß Zuber 40 mm liegen sollte.

Die folgenden Ausführungen sind andererseits für die Stellung des O-Ring-Spanngliedes zu berücksichtigen.

ίο Das O-Ring-Spannglied sollte in einer Stellung mehr als 3 mm nach innen von der Vorderseite der Röhre beabstandet sein, da der Endteil des Glases leicht beschädigt wird, und weiterhin in einer Stellung wenigstens über 5 mm nach innen von der Hinterseite der Röhre beabstandet sein, was auf der sehr geringen Genauigkeit des Außendurchmessers der glasartigen äußeren Röhre in der Nähe des einen Röhrenfuß abdichtenden Teiles am Hinterende der Röhre beruht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung gewährleistet die koaxiale Ausrichtung der Röhre, selbst wenn deren Außendurchmesser eine zu herkömmlichen Röhren ähnliche Unregelmäßigkeiten aufweist, und sie hat den Vorteil einer einfachen Herstellung oder eines einfachen Aufbaues. Weiterhin ist der O-Ring im Handel verfügbar und leicht zu erhalten; er kann durch einen anderen ersetzt werden, wenn er aufgrund der Abnutzung unbrauchbar wird. Weiterhin hat die erfindungsgemäße Vorrichtung verringerte Herstellungskosten aufgrund des einfachen Aufbaues der zugeordneten Glieder, wie z. B. der Spannschraube. Der O-Ring kann einen kreisförmigen, dreieckigen oder rechteckigen Querschnitt haben, wenn die Abmessung zwischen der Bildaufnahmeröhre und dem Spannglied beachtet wird. Versuchsergebnisse zeigen jedoch, daß der O-Ring vorzugsweise für die Wiederherstellung der koaxialen Ausrichtung einen kreisförmigen Querschnitt hat.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Bildaufnahmeröhren-Vorrichtung mit einer Bildaufnahmeröhre, mit einer diese umgebenden Spulenanordnung, mit elastischen Gliedern auf der Innenmantelfläche der Spulenanordnung nahe eines Endes auf der Seite der Frontplatte der Bildaufnahmeröhre und nahe eines Endes auf der Seite des Röhrenfußes der Bildaufnahmeröhre, um die Bild- ι ο aufnahmeröhre und die Spulenanordnung koaxial zu sichern, und mit einer Einrichtung an wenigstens einem der elastischen G'ieder, um diese in Achsrichtung <Ser Vorrichtung zu pressen und zu verformen, dadurch gekennzeichnet, daß ι? die elastischen Glieder einen elastischen O-Ring (9, 10) aufweisen (F i g. 5).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der O-Ring (9, 10) einen Kreisquerschnitt hat.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die O-Ringe (9, 10) jeweils in der Nähe der Einrichtung (14, 15) auf der Innenmantelfläche der Spulenanordnung (3) vorgesehen und in einen Teil eines großen Durchmessers mit einem Innendurchmesser größer als der Innendurchmesser der Spulenanordnung (3) und mit einer ersten Fläche senkrecht zur Achsrichtung und einer zweiten Fläche parallel hierzu eingefügt sind, wobei der Innendurchmesser im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser des O-Ringes (9,10) ist, daß die erste Fläche eine Länge in Richtung senkrecht zur Achsrichtung im wesentlichen gleich dem Querschnittsdurchmesser des O-Ringes (9, 10) hat, daß die zweite Fläche kleiner in Richtung parallel zur Achsrichtung als der Querschnittsdurchmesser ist und daß die O-Ringe (9,10) durch die Einrichtung (14,15) und die erste Fläche preßbar sind.