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Die Erfindung bezieht sich auf eine Kathodenstrahlröhre mit
einer inneren magnetischen Abschirmung, die darin an einem
Lochmaskenrahmen angebracht ist.
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Eine Lochmasken-Kathodenstrahlröhre hat üblicherweise eine
magnetische Abschirmung, um den Einfluß von Magnetfeldern auf
Elektronenstrahlwege zu vermindern, wenn ein
Kathodolumineszenzschirm der Röhre abgetastet wird. Insbesondere durfen die
Auftreffwinkel der Elektronenstrahlen an jedem Punkt auf der
Lochmaske nicht nennenswert von den konzipierten werten
abweichen, oder die Strahlen bewegen sich von ihren beabsichtigten
Landepositionen auf dem Schirm fort. Eine solche
Kathodenstrahlröhre ist in GB-A-2 136 200 gezeigt.
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Die magnetische Abschirmung kann entweder außerhalb der
Röhre als äußere magnetische Abschirmung oder innerhalb der
Röhre als innere magnetische Abschirmung angeordnet werden. GB-
A-2 079 043 zeigt eine Kathodenstrahlröhre mit einer einteiligen
Lochmaske und einem Rahmen mit daran angebrachter innerer
magnetischer Abschirmung.
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Die innere magnetische Abschirmung wird üblicherweise jedoch
aus 0.10 bis 0,18 mm dickem kaltgewalztem Stahl hergestellt und
wird am Lochmaskenrahmen mittels federnder Klemmstifte
befestigt. Der Rahmen wird durch Federn getragen, die in Eingriff
mit Lagerzapfen sind, die sich von einem rechteckigen, aus Glas
bestehenden Stirnplattenpaneel der Röhre einwärts erstrecken.
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Während der Röhrenherstellung wird die innere magnetische
Abschirmung in dem Rahmen angebracht, bevor eine Seitenwand des
Stirnplattenpaneels mit einem Glastrichter der
Kathodenstrahlröhre verschmolzen wird. Die innere magnetische Abschirmung ist
so bemessen, daß sie in den Trichter paßt, und daß sie der
Trichterwand so nahe wie möglich ist. Sie soll jedoch nicht den
Trichter berühren, um jegliche Reibung zwischen der Abschirmung
und einer leitenden Anodenbeschichtung auf der Innenfläche des
Glastrichters zu vermeiden. Eine solche Anordnung ist in US-A-
4,571,521 gezeigt.
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Um wirksam zu sein, muß eine magnetische Abschirmung
vollständig entmagnetisiert werden, indem sie in ihrer Position dem
Feld einer Entmagnetisierungsspule ausgesetzt wird, die durch
einen Wechselstrom mit allmählich verminderter Amplitude erregt
wird. Dieentmagnetisierung wird normalerweise in Form von
Ampère-Windungen ausgedrückt; üblicherweise würde sie für eine
innere magnetische Abschirmung in der Größenordnung von 1500
Ampère-Windungen liegen. Dieses Verfahren reorientiert magnetische
Domäne in der Abschirmung wirksam und ist bestrebt, diese
magnetisiert zu lassen, um so das Feld innerhalb der Abschirmung
aufzuheben. Die Entmagnetisierungsspule wird üblicherweise in den
Empfänger eingebaut, und der Wechselstrom wird automatisch jedes
Mal, wenn der Empfänger eingeschaltet wird, von einem hohen Wert
auf Null vermindert. Dies stellt sicher, daß keine
Verschlechterung der Farbreinheit und der Weiß-Gleichmäßigkeit als Folge von
sich ändernden Umgebungs-Magnetfeldern auftritt. Nach der
Entmagnetisierung ist das Maß, um das ein Elektronenstrahl den
Kathodo-Lumineszenzschirm näher zu seiner beabsichtigten
Landeposition trifft, gemessen in Mikrometern an restlicher
Fehlausrichtung, eine Anzeige der Wirksamkeit der
Entmagnetisierungserholzeit.
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Bei gleich großem Entmagnetisierungsstrom ist die
Entmagnetisierungserholzeit bei einer Kathodenstrahlröhre mit einer
zusätzlichen äußeren magnetischen Abschirmung üblicherweise besser
als bei einer Kathodenstrahlröhre mit nur einer inneren
magnetischen
Abschirmung. Eine äußere magnetische Abschirmung erhöht
jedoch die Herstellungskosten. Um daher ein vergleichbares Maß
an Farbreinheit bei Verwendung nur einer inneren magnetischen
Abschirmung zu erzielen, ist es notwendig, die ihr innewohnende
Entmagnetisierungserholzeit zu verbessern.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung hat eine
Kathodenstrahlröhre ein Stirnplattenpaneel, das mit einem Trichter entlang
einer Seitenwand des Paneels verbunden ist, und eine innere
magnetische Abschirmung, die nahe einer Innenfläche des Trichters
angeordnet ist und entlang eines Endes mit einem hinteren Teil
eines Lochmaskenrahmens verbunden ist, der senkrecht zu einer
Mittelachse der Röhre orientiert ist und benachbart zur Seitenwand
gelagert ist, wobei eine getrennt ausgebildete, mit zahlreichen
Lchern versehene Lochmaske entlang eines Randes mit einem
Stirnteil des Lochmaskenrahmens gegenüber dem hinteren Teil
verbunden ist, wobei das eine Ende der magnetischen Abschirmung in
Richtung der Mittelachse den entsprechenden Rand der Lochmaske
nahezu um den gesamten Lochmaskenrahmen herum überlappt
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Ausführungsformen der Erfindung sehen eine innere
magnetische Abschirmung vor, die eine bemerkenswerte Verbesserung der
restlichen Fehlausrichtung nach der Entmagnetisierung zeigt.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden
nachfolgend nur beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben. In den zeichnungen stellen dar:
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Fig. 1 eine Querschnittsansicht, die eine
Kathodenstrahlröhre mit einer darin angeordneten
bekannten inneren Abschirmung veranschaulicht;
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Fig. 2 eine Querschnittsansicht, die eine die
vorhegende Erfindung verkörpernde überlappende innere
magnetische Abschirmung veranschaulicht;
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Fig. 3 eine Querschnittsansicht, die eine die
vorliegende Erfindung verkörpernde zweite überlappende
innere magnetische Abschirmung veranschaulicht.
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Fig. 1 zeigt eine Kathodenstrahlröhre 10 mit einem
Stirnplattenpaneel, das mit einem Trichter 14 entlang einer
Seitenwand 16 des Paneels 12 verbunden ist. Ein
Kathodolumineszenzschirm 18 ist auf der Innenfläche des Paneels 12 vorgesehen, und
eine leitende Beschichtung 20 ist auf der Innenfläche 22 des
Trichters 14 vorgesehen, die als Anode für die Röhre 10 dient.
Eine bekannte innere magnetische Abschirmung 24 ist innerhalb
der Röhre 10 so angeordnet, daß ihr eines Ende 26 sich nahe der
Seitenwand 16 befindet und sie sich entlang der Innenfläche 22
des Trichters 14 nach hinten erstreckt. Die magnetische
Abschirmung 24 ist mit dem einen Ende 26 mit einerm hinteren Teil 28
eines Lochmaskenrahmens 30 verbunden, der senkrecht zu einer
Mittelachse der Röhre 10, die als gestrichelte Linie Z
dargestellt ist, orientiert ist. Die Abschirmung 24 ist an dem Rahmen
30 durch federnde Klemmstifte 32 befestigt, die durch fluchtende
Löcher in der Abschirmung 24 und dem Rahmen 30 eingesetzt
werden. Der Schattenmaskenrahmen 30 ist nahe der Seitenwand 16
durch Lagerzapfen 34 gelagert, die sich vom Stirnplattenpaneel
12 nach innen erstrecken. Da die Seitenwand 16 des
Stirnplattenpaneels allgemein rechteckförmig ist, hat die
übliche innere magnetische Abschirmung 24 vier Ecken.
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Eine mit vielen Löchern versehene Lochmaske 36 ist entlang
eines Randes 38 mit einem Stirnteil 40 des Lochmaskenrahmens 30
gegenüber dem hinteren Teil 28 verbunden, wie in Fig. 1
dargestellt. Zusätzlich zu der inneren magnetischen Abschirmung 24
liefert die Lochmaske 36 selbst einen beträchtlichen Beitrag zu
der Gesamtabschirmung der Kathodenstrahlröhre 10. Die Lochmaske
36 besteht üblicherweise aus 0,15 mm dickem kaltgewalztem Stahl
und ist mit dem Rahmen 30 verschweißt. Die Maske 36 kann mit der
Innenseite des Rahmens 30 verschweißt sein, wie in Fig. 1
dargestellt, um eine MIFA (Mask Inside Frame Assembly) zu bilden,
oder mit der Außenseite des Rahmens 30, um eine MOFA (Mask
Outside Frame Assembly) zu bilden. Bei Verwendung entweder der
MIFA oder MOFA wird ein kleiner Spalt, der in Fig. 1 als
Zwischenraum G dargestellt ist, zwischen dem Rand 38 der Lochmaske
36 und dem einen Ende 26 der inneren magnetischen Abschirmung 24
rund um den Umfang des Lochmaskenrahmens 30 gebildet. Bisher
wurde angenommen, daß der Rahmen 30, da er auch aus magnetischem
Material besteht, wenn auch aus einem anderen als das der
magnetischen Abschirmung 24, ebenfalls entlang des Spalts G eine
Abschirmungsfunktion ausübt.
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Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform einer überlappenden
inneren magnetischen Abschirmung 42, die eine beträchtliche
Verbesserung der Entmagnetisierungserholzeit vorsieht. Es wurde
entdeckt, daß die restliche Fehlausrichtung nach der
Entmagnetisierung wesentlich dadurch verbessert wird, daß sich das eine Ende
44 der inneren magnetischen Abschirmung 42 in Richtung der
Mittelachse Z mit dem entsprechenden Rand 38 der Lochmaske 36
nahezu um den gesamten Lochmaskenrahmen 30 herum überlappt
Vorzugsweise erstreckt sich das eine Ende 44 der inneren
magnetischen Abschirmung 42 nach vorn, um den Rand 38 der Lochmaske 36
an den Seiten des Rahmens 30 mit Ausnahme in dessen Ecken zu
überlappen. Fig. 2 zeigt einen MIFA- Aufbau, bei dem die
Lochmaske 36 mit der Innenseite des Rahmens 30 verbunden ist. Da die
innere magnetische Abschirmung 42 mit der Außenseite des Rahmens
verbunden ist, überlappen sich die Maske 36 und die Abschirmung
42, aber sie berühren einander nicht tatsächlich, was in Fig. 2
dargestellt ist.
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Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform der überlappenden
inneren magnetischen Abschirmung 42, die in einen MOFA-Aufbau
einbezogen ist. Da die magnetische Abschirmung 42 ebenfalls mit
der Außenseite des Rahmens 30 verbunden ist, berührt die
Abschirmung 42 tatsächlich die Lochmaske 36, obwohl eine solche
Berührung nicht notwendig ist, um die Vorteile der vorliegenden
Erfindung zu erzielen.
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Das eine Ende 44 der inneren magnetischen Abschirmung 42
kann sich auch um die Innenseite des Lochmaskenrahmens 30
erstrecken, um die Lochmaske 36 entweder in der MIFA- oder in der
MOFA-Konfiguration zu überlappen. Es ist nicht notwendig, daß
die magnetische Abschirmung 42 aus einem einzigen Teil besteht.
Der überlappende Teil der Abschirmung 42 kann tatsächlich aus
zwei oder mehr Teilen bestehen, insbesondere bei der
Ausführungsform, wo sich die Abschirmung 42 um die Innenseite des
Rahmens 30 erstreckt.
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Es ist wichtig, daß das eine Ende 44 der magnetischen
Abschirmung 42 tatsächlich den entsprechenden Rand 38 der
Lochmaske 36 überlappt. Diese Überlappungslänge entlang der Richtung
der Mittelachse Z sollte vorzugsweise wenigstens doppelt so groß
wie die Dicke des Lochmaskenrahmens 30 sein, um eine
ausreichende magnetische Kopplung zu erzielen und damit eine
verbesserte magnetische Erholzeit. Vorzugsweise erstreckt sich das
eine Ende 44 der inneren magnetischen Abschirmung 32 etwa zum
Stirnende des Lochmaskenrahmens 30, wie in Fig. 2 und 3
dargestellt.
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Die nachfolgende Tabelle zeigt Datenwerte für restliche
Fehlausrichtung, die bei Versuchen mit RCA 27V
SP-Kothodenstrahlröhren mit unterschiedlichen Arten der magnetischen Abschirmung
eiuschließlich der der vorliegenden Erfindung durchgeführt
wurden. Die erste Reihe in der Tabelle stellt eine
Kathodenstrahlröhre mit einer äußeren magnetischen Abschirmung und einer
bekannten inneren magnetischen Abschirmung dar. Die zweite Reihe
stellt eine Röhre mit einer bekannten inneren magnetischen
Abschirmung aber keiner äußeren magnetischen Abschirmung dar. Die
dritte Reihe stellt eine Röhre mit der vorliegenden
überlappenden inneren magnetischen Abschirmung dar. In jeder Reihe wurden
Datenwerte für restliche Fehlausrichtung an den Enden der
Diagonalen, der Haupt- und der Nebenachse des Paneels und auch in der
Paneelmitte nach Änderungen des relativen Magnetfeldes entlang
der Richtungen der vertikalen Y-Achse (100 mG), der Mittelachse
Z (250 mG) und der X-Achse (250 mG) aufgezeichnet. Die
aufgezeichneten
Datenwerte zeigen, daß die überlappende innere
magnetische Abschirmung (Reihe 3) eine beträchtliche Verbesserung in
der restlichen Fehlausrichtung gegenüber der bekannten inneren
magnetischen Abschirmung (Reihe 2) vorsieht. Für eine 52
mG-Änderung des magnetischen Feldes entlang der Richtung der
Mittelachse Z liefert die überlappende Abschirmung eine bessere
Entmagnetisierungs-Erholungszeit als die, die mit einem äußeren
Magnetfeld (Reihe 1) erzielt wird.
TABELLE
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Es wird die Hypothese aufgestellt, daß der Lochmaskenrahmen
30 eine verhältnismäßig hohe magnetische Reluktanz während der
Entmagnetisierung darstellt, wodurch ein Spalt in der
magnetlschen Abschirmung gebildet wird, der die restliche
Fehlausrichtung bei der Kathodenstrahlröhre 10 verschlechtert. Es wurde
entdeckt, daß diese restliche Fehlausrichtung nach der
Entmagnetisierung nennenswert durch Überlappung des einen Endes 44 der
magnetischen Abschirmung 42 mit dem Rand 38 der Lochmaske 36
nahezu um den gesamten Lochmaskenrahmen 30 herum beträchtlich
verbessert werden kann. Die magnetische Abschirmung hat eine
verbesserte Entmagnetisierungserholzeit, die unter ähnlichen
Arbeitsbedingungen einen Pegel an Farbreinheit erzielt, der bisher
mit der bekannten inneren magnetischen Abschirmung unerreichbar
war, so daß darrlit eine akzeptable Alternative zu der teureren
Hinzufügung einer äußeren magnetischen Abschirmung geschaffen
wurde.