DE3149437A1

DE3149437A1 - Dreistrahl-inlinie-farbfernsehroehre mit magnetischer fokussierung

Info

Publication number: DE3149437A1
Application number: DE19813149437
Authority: DE
Inventors: Kyohei Fujisawa Fukuda; Kuniharu Mobara Osakabe; Soichi Yokohama Sakurai
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1980-12-15
Filing date: 1981-12-14
Publication date: 1982-07-29
Also published as: US4460844A; DE3149437C2

Description

3 ι 4 ο 4 3

HITACHI, LTD., Tokyo, Japan

Dreistrahl-Inline-Farbfernsehröhre mit magnetischer

I ο küss to rung

Die Erfindung bezieht sich auf eineKathodenstrahlröhre mit elektromagnetischer Fokussierung, bei der externe Magnete vorgesehen sind und die eine leichte und genaue Montage einer Strahlerzeugereinheit in der Röhre ermöglicht.

Bisher wird in einer bekannten Farbfernsehröhre hauptsächlich ein Strahlerzeuger mit elektrostatischer Fokussierung eingesetzt, und zwar in der Hauptsache aus Gründen der einfachen Montage, des geringen Gewichts, der geringen Größe und der niedrigen Fertigungskosten. Seit einiger Zeit besteht ein großer Bedarf für eine höhere Bildauflösung von Farbfcrusehröhren. Um diesen Bedarf zu befriedigen, wurden zwar verschiedene Arten von Strahlerzeugern mit elektrostatischer Fokussierung entwickelt, aber es scheint, daß die weitere Steigerung der Auflösung ihre Grenze erreicht hat.

Andererseits ist ein Strahlerzeuger mit elektromagnetischer Fokussierung insofern vorteilhaft, als eine höhere Bildauflösung leichter zu erzielen ist, da die Linse eine kleinere sphärische Aberration hat und es einfacher ist, die Tendenz

zu einer Strahlausbreitung durch Abstoßungskräfte, denen die Elektronen ausgesetzt sind, zu verhindern. Ferner ist bei dieser Art von Strahlerzeuger die Gefahr des Auftretens von Entladungen zwischen Elektroden geringer als be L einem Strahlerzeuger mit statischer Fokussierung. In der of fciiuje legten JA-Patentanmeldung Mr. 106350/81 ist ,iL· lit* I s μ ic·· 1 -(¹MUM" bekannten Kathodenstrahlröhre mit magnetischer Fokussierung eine Dreistrahl-Inline-Farbfernsehröhre mit externen Permanentmagneten (entsprechend den Fig. 1-3) angegeben, bei der ein ringförmiger Permanentmagnet um einen Halbabschnitt der Bildröhre angeordnet ist zur Erzeugung eines dichten oder fokussierten Magnetfelds; ferner sind in dem Halsabschnitt mehrere im wesentlichen zylindrische magnetische Polstücke angeordnet, deren jedes in seinem Boden mit Durchtrittslöchern für den Elektronenstrahl ausgebildet ist und die aus hochdurchlässigem Magnetwerkstoff bestehen, so daß eine wirksame Absorption oder Anziehung des vom Magnet ausgehenden Magnetflusses erfolgt, und die Polstücke sind mit ihren Strahlengängen so ausgerichtet, daß in dem Zwischenraum zwischen den gegenüberliegenden Polstücken magnetische Hauptfokussierungslinsen gebildet sind.

Vor der Erläuterung der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Fig. 1-3 die bekannte Farbfernsehröhre erläutert. Fig. zeigt einen Querschnitt durch eine beispielhafte Kathodenstrahlröhre mit magnetischer Fokussierung und mit äußeren Permanentmagneten, längs einer Ebene ihrer Dreistrahl-Inline-Strahlerzeugereinheit; Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht der gleichen Bildröhre längs einer Ebene, die eine Achse der Röhre einschließt und zu der Dreistrahl-Inline-Strahler/eugercinheit-Montageebene senkrecht verläuft; Fig. ist eine Quersehnit tsans ich t dc:r Röhre längs der Schnittlinie lil-lll in den Fig. 1 und 2. Der Hals 1 der bekannten Röhre enthält Kathoden 2, die einen zentralen Strahl 12C und Seitenstrahlen 12D, und 12S_? emittieren, erste Gitter 3,

31 , .V₁ 3

zweite Gitter k, ein Paar magnetische Polstücke 5, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und aus einem Magnetwerkstoff mit hoher magnetischer Permeabilität bestehen, leitfähige Federelemente 6, einen inneren leitfähigen Film 7, einen ringförmigen Per manentmagnet ·8 , Elektrodenhaltestäbe aus hochspannungsfestem Glas, ein Ablenkjoch 10, Röhrenfuß-Anschlußstifte U, ein magnetisches Hauptlinsensystem 13, das symbolisch in ein optisches Linsensystem umgewandelt ist, eine Abstandselektrode IA-aus nichtmagnetischem Werkstoff, z. B. rostfreiem Stahl, die die Funktion hat, einen erwünschten Abstund /wischen den magnetischen Polstücken zu unterhalten, und einen dritten Gitterboden 15, der an dem kathodenseitigen Polstück angeordnet ist und aus nichtmagnetischem Werkstoff, z. B. rostfreiem Stahl, besteht. Im Betrieb durchsetzen der zentrale Strahl 12C und die seitlichen Strahlen 1?S, und 12Sp, die von den Kathoden ausgehen, die jeweiligen ersten und zweiten Gitter 3 und 4- und bilden Bündelknoten. Dann werden die Strahlen von dem dritten Gitterboden 15, an den über die leitenden Federelernente 6 ein Anodenpotential angelegt wird, von dem Polstückpaar 5 und der Abstandselektrode IA- beschleunigt. Die beschleunigten Strahlen durchsetzen entsprechende Öffnunqen 5 <\ und dir tlaupL-nvogne t linsen zur Hildumj einer Über kreu/unq.sabb i 1 .Uuimj auf einem Leuchtschirm (nicht gezeigt) der Fernsehröhre. Da uä die einen Boden aufweisenden zylindrischen Polstückt! '> aus hochpermeablem Magnetwerkstoff bestehen, ziehen die Polstücke in wirksamer Weise von dem Permanentmagnet 8 ausgehenden Magnetfluß an, so daß hochverdichtete oder fokussierte Magnetfelder längs den jeweiligen Elektronenstrahlen in dem Zwischenraum 5g zwischen den gegenüberliegenden Bodenwänden der paarweisen Polstücke ausgebildet sind, wodurch ein magnetisches Hauptfokussiersystem 13

gebildet wird. Um den auf dem Leuchtschirm gebildeten Punkt zu einem wahren Kreis zu machen durch Verringerung des Auftretens von Nicht-Punkt-Aberration und um drei Farbstrahlen in einem Punkt auf einer nicht gezeigten Maske zu fokussieren und zusammenlaufen zu lassen (d. h. eine statische Konvergenz zu erreichen), sind beim Stand der Technik die magnetischen Polstücke 5 jeweils so geformt, daß sie, von einer zur Röhrenachse senkrechten Ih(MH' (je sehen , K rc ! squersehii i 1.1. haben, so daß ein stärkeres und symmetrisch lokussiertes magnetisches ürehfeld erhalten wird (vgl. Fig. 3). Infolgedessen muß der Strahlerzeuger in folgender Weise montiert werden: Zuerst werden die Kathoden 2 und die ersten bis dritten Gitter 3, ^ und 15 auf den Glas-Haltestäben angeordnet, dann werden das kathodenseitige Polstück, die Abstandselektrode und das leuchtschirmseitige Polstück inider angegebenen Reihenfolge auf den Glas-Haltestäben befestigt, und schließlich werden die einander überlappenden Abschnitte verschweißt. Da es nicht möglich ist, die magnetischen Polstücke direkt auf den [ Lektrodenhaltestäben abzustützen, erfordert diese MonLaqe (»ine große Anzahl" Arbe i Issohr It to , so daß die I er-Li(JiIIK]SkI)ULcII hoch sind und e;; r.eliw ic r lcj i:;L, el it; MonLaqocjenauigkeit des SLrahlerzeugers auf ein erwünschtes Niveau zu bringen.

Zur Beseitigung der vorgenannten Probleme wurde bereits eine Strahlerzeugereinheit vorgeschlagen (offengelegte 3A-Patentanmeldung Nr. 7804-7/81) , bei der die Elektrodenhaltestäbe 9 bis zu den Seitenabschnitten der zylindrischen magnetischen Polstücke 5 verlängert sind, so daß sie die Polstücke zusammen mit Kathoden und Steuerelektroden tragen. Bei dieser Anordnung ist jedoch der Hals der Röhre zu klein, um darin die Haltestäbe 9 erwünschter Größe aufzunehmen. Aus diesem Grund besteht die Gefahr, daß bei der angegebenen Strahlerzeugereinheit die magnetischen Polstücke

5 nicht ausreichend fest abgestützt sind, so daß die Strahlerzeugereinheit aufgrund eines mechanischen Stoßes in der Umgebung der Polstücke leicht brechen kann. Um sowohl die Montagegenauigkeit als auch die Festigkeit der Halterung zu verbessern, wurde eine Anordnung gemäß den Fig. 4· und 9 vorgeschlagen (US-Patentanmeldung Nr. 917 179), bei der die inagne Li sehen Po I:; Lücke von den Elektrodenhalte stäben 9 abgestützt sind. Da jedoch dab«: L die Elektrodenhaltestäbe 9 relativ zum I lektr ononstr ah lengang exponiert sind und die Elektronenstrahlen 12C, 12S, und 12S- sehr nahe an den Haltestäben 9 positioniert sind, besteht die Gefahr, daß die Elektronenstrahlen infolge des elektrischen Feldes dem Einfluß der Haltestäbe 9 unterliegen. Dies hat zur Folge, daß während des Betriebs der Strahlerzeugereinheit die statische Konvergenz in unerwünschter Weise schwankt, so daß es schwierig ist, die Strahlerzeugereinheit praktisch einzusetzen.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Dreistrahl Im 1 ine -I ar bfcr nsehr öhre inlL magne L I sehe r I okuus te runq , hei der die vorgenannten Probleme beseitigt sind, eine einfache Montage mit hoher Montagegenauigkeit möglich isL, die ein sehr gutes Betriebsverhalten aufweist, deren Strahlerzeugereinheit einen Strahlfleck in Form eines wahren Kreises erzeugt und die gute statische Konvergenz zeigt.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Querschnittsprofil der magnetischen Polstücke, gesehen von einer zur Röhrenachse senkrechten Ebene, im wesentlichen elliptisch gemacht wird und daß Tragelemente in der Mitte von Hauptachsen der im Schnitt elliptischen Profile positioniert werden, die die magnetischen Polstücke tragen. Dabei können die Tr age t emen Le normalerweise durch die Elektrodenhaltestäbe ersetzt werden,

■^:- ^: * " "3143437

die bisher für die Halterung von Elektroden in bekannten Strahlerzeugereinheiten verwendet werden, wobei diese jedoch etwas länger ausgeführt sind.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die magnetischen Polstücke im Querschnitt nichtkreisförmig ausgebildet - gesehen von einer zur Röhrenachse senkrechten Ebene.- , wobei die Polstücke von gemeinsamen Elektrodenhaltestäben zusammen mit weiteren Elektroden gehaltert sind, und der Permanentmagnet besteht aus hochleistungsfähigem Ferritwerkstoff. Ferner sind bei der Konfiguration des Permanentmagneten der Spalt JL zwischen den Polstücken und die ax IaL(Mi Längen h und h. jedes Polstücks experimentell so dimensioniert, daß die nichtkreisförmigen Querschnitte der Polstücke keine nachteilige Auswirkung auf das Strahlfleckprofil und die statische Konvergenz haben, so daß ein gutes Betriebsverhalten erreichbar ist.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Querschnittsansichten in Längsrichtung durch und 2 einen bekannten Strahlerzeugerteil einer Dreistrahl-Inline-Farbfernsehröhre mit magnetischer Folussierung, längs verschiedenen I b(MUMi f i nsolil ieß I ich einer RöhrcMiachse ;

I ig. 3 eine Quer schnittsansicht Ill-Iil von Fig. L des gleichen Strahlerzeugerteils;

Fig. A- eine Perspektivansicht einer bekannten Einheit, die im Schnitt nichtkreisförmige Polstücke aufweist;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht in Längsrichtung eines Ausführungsbeispiels der Strahierzeugereinheit nach der Erfindung;

ο ! ·4 ν i ο /

- 11 -

Fig. 6 eine Querschnittsansicht VI-VI nach Fig. !> der Strahlerzeugereinheit;

Fig. 7 eine Grafik, die die Beziehung der statischen Konvergenz-Abweichung bzw. -Verschiebung zu der Magnetbefestigungslage zeigt;

Fig. 8 die Beziehung zwischen der Konfiguration des Strahlflecks (das Verhältnis des längeren zum kürzeren Durchmesser des auf dem Leuchtschirm gebildeten Strahlflecks) und der Magnetbefestigungslage ;

Fig. 9. eine Querschnittsansicht eines Strahlerzeuger Pols tue ks mit drei (irfnungcn für den Sl.rahl.endurchgang und von elliptischer form, dessen Hauptachse mit der X-Richtung der gesamten Farbfernsehröhre fluchtet, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 10 einen Querschnitt in Längsrichtung durch eine Strahlerzeugereinheit gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 11 Querschnitte in Längsrichtung durch Strahl-

und 12 erzeugereinheiten gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, längs verschiedenen Ebenen, die die Röhrenachse einschließen;

Fig. 13 eine schematische Ansicht der Strahlerreu (je rtiinh-üLt zur Lr I äut.orunq der Dimensionen des Permanentmagneten und des Köhrcnha1 sos ;

Fig. 14- eine Mehrzahl Kurven zur Verdeutlichung der Beziehungen zwischen dem zwischen dem Verhältnis h. /h des Polstückpaars in axialer Röhrenlängsrichtung und der statischen Konvergenz-Verschiebung, und zwar relativ zu verschiedenen Größen von Dauermagneten; und

Fig. 15 eine Mehrzahl Kurven zur Verdeutlichung der Beziehungen zwischen dem Durchmesserverhältnis Φη/Φ· des Magneten und dem axialen Längenverhältnis hu/h der Polstückpaare, und zwar relativ zu verschiedenen Verhältnissen zwischen Magnetdicke und Innendurchmesser des Magneten.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine beispielhafte Dreistrahl-Inline-Farbfernsehröhre mit externen Magneten, die umfaßt Elektrodenhaltestabe 9a zum unmittelbaren Haltern magnetischer Polstücke 50 (die später erläutert werden), eine Abstandselektrode_;von relativ flacher Form, so daß sie an das Profil der dazwischen befindlichen Polstücke angeglichen ist, wobei diese Abstandselektrode einen wesentlichen Bestandteil der Erfindung bildet, ein drittes Bodengitter 15a von relativ flacher Form zur Anpassung an das Profil des angrenzenden Polstücks, wobei die magnetischen Polstücke 50 ebenfalls wesentlicher Bestandteil der Erfindung sind. Wie am besten aus I icj. 6 hervorgeht, i;;t das Profil der Polstücke 50, betrachtet von einer zxir Röhrenachse senkrechten Ebene, nicht kreisförmig im Gegensatz zum Stand der Technik, sondern ist im wesentlichen als Ellipse ausgebildet, deren Hauptachse mit der X-Richtung der Bildröhre fluchtet. Mit einem solchen Aufbau ist eine wesentlich einfachere Montage der Strahlerzeugereinheit möglich, und die Montagegenauigkeit wird im Gegensatz zu herkömmlichen Strahlerzeugereinheiten erheblich verbessert.

Die physische Konfiguration der Polstücke wird unter Bezugnahme auf I Iq. 6 erläutert. D.ibe i wird angenommen, daß tier lautiere Durchmesser oder tile liiiitjt· der ll.uip t.irh se. der Ellipse, der Polstücke 50 $ , der kürzere Durchmesser oder

max

die Länge der Nebenachse der Ellipse φ . und der Außendurchmesser des Röhrenhalses 1 φ ist. Damit die Polstücke 50 Magnetfluß von dem Permanentmagneten 8 in wirksamer Weise anziehen oder absorbieren, sind die Polstücke bevorzugt so gewählt, daß sie möglichst nahe am Innendurchmesser φ. des Röhrenhalses 1 liegen. Andererseits erfordert es die Durchschlagspannungs-Charakteristik des Röhrenhalses, daß die Polstücke möglichst weit von der Innenwand des Röhrenhalses entfernt angeordnet sind. Um einen Kompromiß zwischen beiden Forderungen zu finden, wurden Versuche durchyerühr L , und es wurde experimentell crmitlrlt, daß bevorzugt die Beziehung 0,6!) < φ /Φ < 0,92 erfüllt sein sollte. In Bezug auf die Festigkeit der Halterung der Polstücke ist es erwünscht, die Dicke t zu vergrößern, was unvermeidlich mit einer verringerten Länge φ . der Nebenachse verbunden ist. Ferner hängt die Nebenachsenlänge φ . , wie noch im einzelnen erläutert wird, wesentlich von der Größe des Strahlflecks oder der statischen Konvergenzcharakteristik ab und wird bevorzugt so gewählt, daß sie möglichst nahe am längeren Durchmesser φ der Polstücke

max

50 liegt. D. h., es ist erwünscht, daß die Polstücke 50 im Querschnitt kreisförmig sind. Daher ist die Dicke t der Haltestäbe 9 durch die für die Halterung der Pol stücke 50 erforderliche Festigkeit bestimmt. Im Versuch wurde; e r mittelt, daß t Ιφ bevorzugt zwischen 0,1 und 0,2 liegt.

Infolgedessen wurde gefunden, daß die Flachheit φ . /φ

^{3 3} ' mm max

für die Polstücke bevorzugt zwischen 0,69 und 0,89 liegt.

Nach Fig. 5 ist der Permanentmagnet 8 längs der Röhrenachse zur Seite des Leuchtschirms hin in bezug auf das magnetischen Hauptfokussierungslinsensystem 13 verschoben. Die Montage des Permanentmagneten 8 auf dem Röhrenhals nahezu

-U-

in der gleichen Röhrenachsenlage wie das Linsensystem 13 bei der herkömmlichen Einrichtung bewirkt, daß Seitenstrahlen nach unten oder oben (in Y-Kichtunq) abgelenkt werden, d. h. die statische Konvergenz wird verschoben. Der verschobene Permanentmagnet 8 bewirkt einen Ausgleich der resultierenden Verschiebung der Seitenstrahlen. Fig. 7 zeigt die Beziehung der statischen Konvergenz-Verschiebung in den Seitenstrahlen zur Montagelage (einen verschobenen Abstand des Permanentmagnets 8 von dem Spalt zwischen den Polstückpaaren in der Röhrenaxialrichtung) des Permanentmagnets, wenn in Verbindung mit diesem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 Versuche durchgeführt werden. Die statische Konvergenz-Verschiebung ist definiert als ein Abstand zwischen dem grünen bzw. G-Strahl und dem roten b/w. R-Strahl in Y-Richtung auf dem RGB-Bereich des Leuchtschirm.·;, wobei der Abstand gleich dem halben Abstand zwischen drm R-Strahl und dem blauen bzw. U-Strahl auf dem Schirm ist, und wenn der R-Strahl auf eine höhere Position als der G-Strahl gerichtet ist, wird der Wert des Abstands positiv. Aus Fig. 7 ist ohne weiteres er.sichtlich, daß die Befestigung des Magnets an dem Röhrenh.ils in einer um ca. 3 mm verschobenen Beziehung in Richtung zur Leuchtschirmseite bewirkt, daß die statische Konvergenz-Verschiebung Null wird. Durch die Ausbildung von Polstücken 50 mit etwas abgeflachtem oder im wesentlichen elliptischem Querschnitt ermöglicht es, daß ein in X-Richtung verlaufendes Magnetfeld B in bezug auf die magnetische Charakteristik auf der Achse der Seitenstrahlen 12S, und 12S_? im Spalt 5b relativ stark ist im Vergleich mit dem Fall, in dem die Polstücke in konventioneller Weist; Kre i squersehn i 11 aufweisen. Der Grund hierfür ist, daß sich in bezug auf die Polstücke 50 die Permeanz in X-Richtung nicht merklich ändert, während die Permeanz in Y-Richtung geringer wird, was bedeutet, daiv die Permeanz in X-Richtung relativ groß wird. Dadurch verschiebt sich die statische Kon-

ο ι '-; υ -4 ο I - 15 -

vergenz größtenteils· in \-Richtung im Cc(JC¹1 is <i L/. /u der konventionellen Str dhle r/eugere irine it. Andererseits bewirkt die Positionierung des Permanentmagnets 8 auf dem Röhrenlwi 1:; in verschobener Lage relativ zur Leuchtschirmseite entsprechend Fig. 5 eine Steigerung des Magnetflusses, der direkt in den Spalt 5b von der Endfläche des Magnets 8 auf der Kathodenseite zugeführt wird, wobei dieser Magnetfluß die relativ erhöhte Stärke des in X-Richtung verlaufenden Magnetfelds B , die durch den elliptischen Querschnitt der Polstücke 50 bewirkt ist, ausgleicht. Dies ist aus Fig. 7 ohne weiteres ersichtlich.

Fig. 8 ist eine Strahlfleck-Charakteristik, die die Beziehung zwischen dem Verhältnis des längeren Durchmessers /um kürzeren Durchmesser eines durch den I. lcktr onenstr <th 1 \?<Z «ηιΓ dem Leuchtschirm erzeugten Bilds und der Mon Lage lage d de:; Permanentmagnets zeigt. Dabei bedeutet ein Wert von 1,0 auf der Ordinate, daß das Profil eines Strahlflecks ein wahrer Kreis ist und daß somit die Röhre den besten Betriebszustand hat. Aus Fig. 8 ist ersichtlich, daß bei d - 3,0 für STC (statische Konvergenz) = 0 in Fig. 7 das Fleckprofil kein wahrer Kreis ist. Dadurch, daß in den magnetischen Polstücken 52 (vgl. Fig. 9) Strahldurchgangsöffnungen 16C, 16S, und 16S_ mit elliptischer Konfiguration ausgebildet sind und deren Hauptachsen mit der X-Achse der Röhre fluchten, kann das Profil des Strahlflecks ohne Änderung der Bedingung STC = 0 zu einem wahren Kreis gemacht werden.

Fig. 10 zeigt eine Strahlerzeugereinheit mit magnetischer Fokussierung, wobei auf dem Röhrenhals zwei äußere Permanentmagnete 8a und 8b so angeordnet sind, daß sie zwei magnetische Linsensysteme 13a und 13b umgeben, und die beiden Magnete sind so angeordnet, daß gleichnamige Polflächen einander gegenüberliegen. Theoretisch muß diese Art von Strahlerzeugereinheit

«. * ö ■ · 3

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— 16 —

ein Bild hoher Güte erzeugen, weil die Rotation des Elektronenstrahls um seine Strahlachse im wesentlichen ausgeschaltet ist und die sphärische Aberration sehr gerincj ist. Es war jedoch bisher schwierig, eine solche Strahl-οr/eugereinheit mit hoher Genauigkeit zu montieren, da diese in Axialrichtung der Röhre lang ist, um ihr beabsichtigtes Uo triebsverhalten zu erreichen. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die erwünschte Abbildung hoher Güte in einfacher Weise erhalten werden.

Bei den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen ist es möglich, mit hoher Genauigkeit die Kathodenstrahlröhre mit magnetischer Fokussierung, die die magnetischen Polstücke zur Erzeugung hochdichter Magnetfelder aufweist, herzustellen.

Die Fig. 11-13 zeigen eine weitere Strahlerzeugereinheit, abei ist Fig. Ii ein Querschnitt durch die Einheit in Längsrichtunq entlang einer Dreistrahl-Ebene, Fig. 12 ist ti in Querschnitt Längs einer Lbeiie, die die liöhrenach:;e einschließt und senkrecht zu der Dreistrahlebene verläuft, und Fig. 13 ist ein Querschnitt der Einheit längs der Schnittlinie XIII-XIII von Fig. 12. Das Ausführungsbeispiel entspricht im wesentlichen demjenigen nach den Fig. 1-3, wobei jedoch magnetische Polstücke 51a und 51b sowie eine Abstandselektrode W-a im Querschnitt etwas abgeflacht bzw. im wesentlichen elliptisch ausgebildet sind und die zwischen den Polstücken 51a und 51b und der Innenwand des Röhrenhalses gebildeten Zwischenräume gemeinsame Haltestäbe 9a aufnehmen, die in den jeweiligen Zwischenräumen die PoI-stücko b La und !> Ib sowie die Abstandselektrode lA-a und weitere Elektroden haltern.

Anschließend wird auf die Größe oder die Abmessungen des Permanentmagnets 8 Bezug genommen, der in der Strahlerzeugereinheit der Fernsehröhre mit magnetischer Fokussierung verwendet wird. Die Größe des Magnets 8 wird hauptsächlich durch zwei Faktoren bestimmt. Ein Faktor ist ein Zustand, in dem sich die Röhre im Betrieb befindet, also der Au lie η durchmesser des Röhrenhalses 1, die AnodcnbeLrLebsspannunq etc. Der andere Faktor ist ein Zustand, in dem die von dem Permanentmagnet ausgehende Magnetflußmenge ihren Höchstwert erreicht, so daß ein stärker fokussiertes Feld erhalten wird. Die Größe des Magnets ist so gewählt, daß der Magnet bei einem maximalen B-H-Produktpunkt (maximaler Permeanz) auf der BH-Kurve (die durch den Magnetwerkstoff bestimmt ist) arbeitet. Da diese Bildröhre für die Anwendung in Heimfernsehgeräten bestimmt ist, ist es unter den bestehenden Umständen am günstigsten, Ferrit als Magnetwerkstoff aufgrund seines hohen Kosten-Leistungsverhältnisses zu verwenden. Daher wurde bei dem Versuch ein Ferritmagnet Hitachi Metal YBM-2B verwendet. Die Tabelle 1 gibt beispielhafte Ringmagnete an, die bei dem Versuch auf der Basis der obigen Überlegungen bevorzugt verwendbar sind. /. Ii. bedeutet Röhren-Typ (g) in Tabelle 1, daß diese Magnetgröße für eine Röhre mit einem Durchmesser von 35,56 cm, einer Ablenkung von 90° und einer Betriebsspannung der Anode von 21 kV verwendet wird.

Tabelle 1

ft « 4-« *

Röhren-Typ

Dicke t (mm)

Außendurchm. φ (mm)

Innendurchm. φ. (mm)

9,0

46,0

26,0

9,0

58,0

13,0

4-6,0

52,0

5 8,0

17,0

46,0

17,0

58,0

Bei der Bestimmung der Dimensionen des Permanentmagnets 8 sollte besonders auf ein magnetisches Streufeld vom Magnet geachtet werden, da das Ablenkjoch nahe dem Magnet 8 (vgl. I ig. 11) angeordnet ist und das Streufeld einen nachteiligen 1 inl'luU auf das magnetische Ablenkfeld im üoch haben kann. Um dies zu verhindern, kann der Röhrenhals 1 lang gemacht werden, so daß zwischen dem Permanentmagnet und dem Ablenkjoch ein ausreichender Abstand vorgesehen ist. Diese Möglichkeit ist jedoch begrenzt und unerwünscht, weil dabei die Tiefe eines Fernsehempfängers entsprechend groß gemacht werden muß. In der Praxis ist es häufig erforderlich, die Dicke t des Magnets und/oder den Außendurchmesser φ so zu

wählen, daß sie kleiner als die Dimensionen nach der Tabelle 1 sind. Auch ist der Abstand Ί zwischen den Polstücken 51a und 51b natürlich ein Hauptfaktör bei der Bestimmung der Permeanz. Wenn ferner Z. zu klein ist, wird die Magnetlinse klein und stark, so daß die sphärische Aberration zunimmt; wenn dagegen / zu groß ist, wird es unmöglich, eine ordnungsgemäße statische Konvergenz zu erreichen. Wenn der Magnet die Dicke t hat, liegt £, bevorzugt zwischen 0,3 t und 1,0 t (einschließlich dieser beiden Werte); bei den Versuchen wurde in den meisten Fällen X mit 0,5 t verwendet. Wie vorstehend erläutert wurde, sind Form oder Dimensionen des Permanentmagnets hauptsächlich durch die cjeiwinnLoii I ak-Lorcn bestimmt. Simulation im UcchixM* sowlv die qemaehl.en Versuche zeigten, daß φ /φ. erwünschterweiso zwischen 1,7 und 2,3 (beide Werte eingeschlossen) und t/φ. erwünschterweise zwischen 0,35 und 0,65 (beide Werte eingeschlossen) liegt.

Fig. 14· zeigt Kurven, die bei den Versuchen erhalten wurden und die die Beziehungen zwischen dem Verhältnis h./h der axialen Röhrenlänge h. (der Polstücke 51b auf der Kathodenseite) zu der axialen Röhrenlänge h (des Polstücks 51a auf der Leuchtschirmseite) und der statischen Konvergenz-Verschiebung in bezug auf unterschiedliche Größen von.Permanentmagneten entsprechend der Tabelle 1 /eiqcn. Dabei wurde von der Überlegung ausgegangen, (IaU dann (wie <uir» Fig. 8 ersichtlich ist), wenn der Permanentmagnet 8 im wesentlichen mittig in dem Zwischenraum zwischen den Polstücken 51a und 51b positioniert ist, so daß das Strahlfleckprofil ein wahrer Kreis ist und das fokussierte Magnetfeld in bezug auf seine Rotationssymmetrie keinem merklichen nachteiligen Effekt ausgesetzt ist, die statische Konvergenz nur dann unter Beibehaltung des kreisförmigen Fleckprofils geändert werden kann, daß die Magnetfelder an den Vorderenden der Polstücke 51a und 51b, d. h. ihren Enden in Längsrichtung, geändert werden, um die genannten Zwecke zu erre ichen.

In Fig. 14 nimmt die statische Konvergenz bzw. STC einen positiven Wert an, wenn der Seitenstrahl 12S, in einer oberen Lage längs der Y-Richtung reltaiv zum Mittenstrahl 12C liegt. Die Symbole (T) bis Qj entsprechen denjenigen aus der Tabelle 1. Kurven mit schwarzen Punkten entsprechen den Charakteristiken, wenn h konstant und h, variabel ist, und Kurven mit weißen Punkten entsprechen den Charakteristiken, wenn h. konstant und h variabel ist. Der Permanentmagnet ist in einer Lage positioniert, in der der Strahlflech ein wahrer Kreis wird, d. h. im wesentlichen in der Mitte des Zwischenraums zwischen den Polstücken 51a und 51b.

Um das Magnetfeld des Permanentmagnets 8 stärker zu nutzen, wird im allgemeinen h größer angenommen. Aus den bereits erläuterten Gründen ist es jedoch unmöglich, einen so großen Wert anzuwenden. Wie aus Fig. 14 ersichtlich ist, können bestimmte erwünschte Werte von h./h vorhanden sein, wenn der Strahlfleck ein Kreis und die STC Null ist, relativ zu verschiedenen Magnetgrößen, und die Werte hängen von der Form oder den Dimensionen des Magnets ab. Z. B. ist ersichtlich, daß h./h für den Magnet (T) 2,1, für den Magnet (5) 1,13 und für den Magnet (S) 1,45 ist.

I iy. 15 zeigt die Beziehungen zwischen dem Innen- und Au liendurchmesser fa. und j5 des Magnets 8 und den Poistücklängen

h, und h zur Feststellung erwünschter Werte, wenn die STC b u ^a '

Null wird, wobei h, /h auf der Abszisse aufgetragen ist und φ /φ. auf der Ordinate als eine Funktion von t/φ. (mit t der Dicke des Permanentmagnets) bestimmt ist. D. h., wenn die Dimensionen des Magnets 8 und der magnetischen Polstücke 51a und 51b den Werten auf den Kurven von Fig. 15 entsprechen, kann der Strahlfleck zu einem wahren Kreis gemacht werden und die STC kann zu Null gemacht werden in der resultierenden Kathodenstrahlröhre mit magnetischer Fokussierung. Der schraffierte Bereich in Fig. 15 bezeichnet den

Ol .... -4 -J I

bevorzugten h,/h -Bereich, wenn die Permanentmagnete der vorher erwähnten Größe gemäß der Erfindung verwendet werden.

Leerseite

Claims

— OV- nsprüche

Tl/ Dreistrahl-Inline-Farbfernsehröhre mit magnetischer Fokussierung, bei der

- ein Magnetfelderzeuger außerhalb des Röhrenhalses angeordnet ist und

- mindestens ein Polstückpaar aus hochpermeablem Magnetwerkstoff einander zugewandt im Röhrenhals in Röhrenaxialrichtung angeordnet ist derart, daß sie magnetischen Fluß von dem Magnetfelderzeuger absorbieren und in einem Zwischenraum zwischen den Polstücken ein magnetisches Fokussierungs-Linsensystem bilden, dadurch gekennzeichnet,

- daß jedes Polstück (50) im wesentlichen elliptische Konfiguration, gesehen von einer zur Röhrenachse senkrechten Ebene , hat, und

- daß in jeweiligen Zwischenräumen zwischen den Polstücken (50) und einer Innenwandung des Röhrenhalses (1) Halteelemente (9a) angeordnet sind, die die Kathoden (2), die Gitterelektroden (3, h, 15a) und die Polstücke (50) als Einheit haltern.

2. Dreistrahl-Inline-Farbfernsehröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der außerhalb der Röhre befindliche Magnetfelderzeuger (8) so angeordnet ist, daß er längs der Röhrenaxialrichtung in bezug auf das magnetische Fokussierungs-Linsensystem (13) zur Seite des Leuchtschirms hin verschoben ist.

81-A 6027-02-Schö

3. Dreistrahl-Inline-Farbfernsehröhre nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Außendurchmesser (φ ) des Röhrenhalses (1) und der längere und kürzere Durchmesser (φ und si . ) jedes

max min

Polstücks (50) den Beziehungen 0,65 < φ ₃ M-C 0,92

luoX O

und 0,69 < i> . Ii) <0,89 entsprechen, mxn max

4. Dreistrahl-Inline-Farbfernsehröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Dicke (t ) jedes Halteelements (9a) die Beziehung 0,1^t /φ S. 0,2 erfüllt.

ο Ο

b. Dreistrahl-Inline-Farbfernsehröhre mit

- einer Mehrzahl Kathoden, die in dem Röhrenhals in Inline-Anordnung vorgesehen sind zur Erzeugung eines zentralen und von Seiten-Inline-Elektronenstrahlen,

- Beschleunigungs-Gitterelektroden,

- magnetische Fokussierungsmitte1 in Form eines magnetischen Polstückpaars hoher Permeabilität, die in Röhrenaxialrichtung im Abstand voneinander angeordnet sind und Durchtrittsöffnungen in Reihe mit der Röhrenaxialrichtung aufweisen, durch die der zentrale Elektronenstrahl und die seitlichen Elektronenstrahlen, die von den Kathoden emittiert werden, hindurchtreten, und

- einem zylindrischem Permanentmagnet, der den Röhrenhals umgibt und das magnetische Polstückpaar magnetisiert zur Erzeugung einer Mehrzahl magnetischer Fokussierungslinsen zwischen diesen,

wobei jede Fokussierungslinse zwischen zueinander entgegengesetzten Durchtrittsöffnungen des magnetischen Polstückpaars vorhanden ist derart, daß eine Linsenachse mit einer Mitte-zu-Mitte-Linie der zueinander entgegengesetzten Durchtrittsöffnungen koinzident ist, dadurch gekennzeichnet,

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- daß jedes Polstück (51a, 51b) einen Flansch (15) aufweist, der längs der Röhrenachse von dem Zwischenraum zwischen den zueinander entgegengesetzten Polstücken wegverläuft,

- daß der Flansch (15) im wesentlichen elliptisch-zylindrisch ist zur Bildung von im Schnitt iln wesentlichen gewölbten Zwischenräumen zwischen der Außcnflache der Polstücke (51a, 51b) und der Innenwandung des Rührenhalses (1), die ausreichen zur Aufnahme von Halteelementen (9a) zum Halten der Gitterelektroden und der Kathoden in einstückiger Anordnung mit den Polstücken (51a, 51b), und

- daß der zylindrische Permanentmagnet (8a, 8b) so angeordnet ist, daß seine zur Röhrenachse senkrechte Mittenlinie in bezug auf eine zur Mittenachse der magnetischen Fokussierungslinse (13) in Richtung auf den Leuchtschirm versetzt ist,

wobei der Permanentmagnet (8a, 8b) in Richtung der Röhrenachse entgegengesetzte Pole aufweist, um dadurch eine Fehlanpassung der statischen Konvergenz infolge der nichtkreisformigen Polstück-Konfiguration auszugleichen.

6. Dreistrahl-Jnline-Farbfernsehröhre nach einem der Ansprüche 1, 2 und 5,

dadurch gekennzeichnet,

daß jede Durchtrittsöffnung Ellipsenform hat, deren Hauptachse mit der Inline-Richtung in Deckung liegt.

7. Dreistrahl-Inline-Farbfernsehröhre, bei der

- ein ringförmiger Permanentmagnet (oder -magnete) den Röhrenhals umgibt,

- mindestens ein Polstückpaar aus Magnetwerkstoff hoher Permeabilität so angeordnet ist, daß sie innerhalb des Röhrenhalses in Röhrenaxialrichtu,ng einander zugewandt sind, so daß sie den Magnetfluß von dem Permanentmagnet (oder -magneten) effektiv absorbieren und in einem Zwi-

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schenraum zwischen den Polstücken ein magnetisches Fokussierungs-Linsensystem bilden,

wobei eine zentrale Ebene des;(oder jedes) Magnets senkrecht zur Röhrenachse im wesentlichen mit einer zur Röhrcnachse senkrechten zentralen Ebene des magnetischen Fokussierungs-Linsensystems fluchtet, dadurch gekennzeichnet,

- die Polstücke (50; 51a, 51b) 52), gesehen von einer zur Röhrenachse senkrechten Ebene, nichtkreisförmigen Querschnitt haben,

- daß die Kathoden-Gitterelektroden (3, 4·, 15) und die Polstücke in der Strahlerzeugereinheit als Einheit von gemeinsamen Halteelementen (9a) gehalten sind,

- daß der Außen- und der Innendurchmesser (0 und φ.) sowie die Dicke (t) des Permanentmagnets bzw. der -magnete (8A 8a, 8b) aus Ferritwerkstoff so gewählt sind, daß sie den Beziehungen 1,7 ^ ί*_ο/<^ = ²»3 und 0,35 = t/fL ^ 0,65 entsprechen,

- daß die Länge (^i ) des Zwischenraums zwischen den gegenüberliegenden Polstücken so gewählt ist, daß sie der Beziehung 0,3 t ^ £ =1,0 t entspricht, und

- daß die Länge (h ) in Röhrenaxialrichtung des leuchtschirmseitigen Polstücks und die Länge (h, ) in Röhrenaxialrichtung des kathodenseitigen Polstücks so gewählt sind, daß sie der Beziehung 0,15 h_u S h_fa 1=^2,04· h_u entsprechen.