DE701522C

DE701522C - Cathode ray tubes, especially for television purposes, with a magnetic lens located outside the tube

Info

Publication number: DE701522C
Application number: DE1938F0085288
Authority: DE
Inventors: Dr Erich Schwartz
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1938-07-10
Filing date: 1938-07-10
Publication date: 1941-01-17

Description

Kathodenstrahlröhre, insbesondere für Fernsehzwecke, mit außerhalb der Röhre befindlicher maänetischer Linse Bei elektronenoptischen Abbildungen, insbesondere in Kathodenstrahlröhren, treten genau wie in der Lichtoptik Abbildungsfehler auf. Diese Fehler sind im Prinzip die gleichen wie bei Lichtlinsen. Sie' treten jedoch im allgemeinen stärker auf, da in der Elektronenoptik nur sehr beschränkte Möglichkeiten zur Herstellung achromatischer Linsen gegeben sind. Die Linsenfehler konnten bisher dadurch weitgehend unschädlich gemacht werden, daß man sehr große und weit geöffnete Linsen verwendete. und den Linsenquerschnitt nur in der Nähe der Achse ausnutzte. Dieser Weg ist insbesondere bei- magnetischen Linsen gangbar, weil diese in der Regel außerhalb der Röhre angeordnet werden. Sie umschließen dann die Röhre; so daß ganz von selbst nur ein Teil ihrer Öffnung von Elektronen durchsetzt wird.Cathode ray tubes, in particular for television purposes, with outside The maenetic lens located in the tube For electron-optical images, in particular In cathode ray tubes, aberrations occur just like in light optics. These errors are basically the same as with light lenses. They 'kick however in general more so, as there are only very limited possibilities in electron optics for the production of achromatic lenses are given. The lens defects could so far are made largely harmless by the fact that they are very large and wide open Lenses used. and used the lens cross-section only in the vicinity of the axis. This route is particularly feasible with magnetic lenses because they are in the Usually placed outside the tube. They then enclose the tube; so that by itself only a part of its opening is penetrated by electrons.

Solche magnetischen Linsen konnten bisher meist auch dann verwendet werden, wenn im Bereich des Streufeldes der Linse weitere magnetische Felder, insbesondere zur Ablenkung des Kathodenstrahls, erzeugt wurden. Denn zur magnetischen Ablenkung, insbesondere beim Fernsehen, wurden bisher durchweg Luftspulen verwendet. Es liegt in der Natur solcher Spulen, daß die das Magnetfeld erzeugenden Leiter, also die stromführenden Windungen, im Gegensatz zu den Verhältnissen bei elektrischen Feldern, keine Feldverzerrungen hervorrufen.Such magnetic lenses could mostly also be used in the past if in the area of the stray field of the lens further magnetic fields, in particular for deflecting the cathode ray. Because for magnetic distraction, air-core coils have hitherto been used throughout, particularly in television. It lies in the nature of such coils that the conductor generating the magnetic field, i.e. the current-carrying windings, in contrast to the conditions in electric fields, do not cause field distortions.

Die neuere Entwicklung der Kippgeräte zur magnetischen Ablenkung von Kathodenstrahlen drängt nun zu Ablenkspulen mit Eisenkern. Das hat zur Folge, daß nunmehr die Ablenksysteme -das , Feld der Konzentrationsspule stark verzerren können, wenn beide in geringem Abstand voneinander angeordnet werden. Das Feld einer weit geöffneten magnetischen Linse kann dann elektronenoptisch wesentlich ungünstiger werden als das Feld einer sehr engen Magnetspule, das an sich mit viel stärkeren Fehlern behaftet ist. Hiernach scheint nur der Weg offenzubleiben, daß man wieder zur engen Spule zurückkehrt und deren Nachteile in Kauf nimmt.The more recent development of tilting devices for magnetic deflection of Cathode rays are now pushing for deflection coils with an iron core. This has the consequence that now the deflection systems - can strongly distort the field of the concentration coil, if both are placed a short distance from each other. The field is far An open magnetic lens can then be optically much less favorable electronically will than the field of a very narrow solenoid, which is in itself with much more flawed. After this only the way seems to remain open that one returns to the narrow coil and accepts its disadvantages.

Aber auch bei Verwendung von Luftspulen zur Ablenkung können Schwierigkeiten auftreten, wenn zwei Ablenksysteme verwendet werden, deren Wirkpunkte verschieden sind. In diesem Fall bewirkt das Streufeld vermöge der Drehwirkung eines magnetischen Linsenfeldes eine Änderung des Ablenkwinkels, die für beide Systeme verschieden ist und daher eine Bildverzerrung zur Folge hat.But even when using air coils for distraction, difficulties can arise occur when two deflection systems are used whose points of action are different are. In this case, the stray field is caused by virtue of the rotating action of a magnetic one Lens field a change in the deflection angle, which is different for both systems and therefore results in image distortion.

Bei der vorliegenden, insbesondere für Fernsehzwecke dienenden Kathodenstrahlröhre mit außerhalb der Röhre befindlicher magnetischer Linse und mit einer oder mehreren eisengefüllten Ablenkspulen oder mit zwei auf verschiedener Strahlhöhe liegenden Luftsystemen werden diese Schwierigkeiten dadurch beseitigt, daß erfindungsgemäß die Magnetspule der Linse von einer Eisenkapsel umschlossen ist, die auf der Austrittsseite des Strahles von außen bis an die Röhrenwand heranreicht, während die Eintrittsöffnung der Linse mindestens den doppelten Durchmesser wie die Austrittsöffnung aufweist. Es ist bereits eine Röhre bekannt, bei der zur Konzentration ein Spulensystem mit im Röhreninnern angeordneten Polschuhen benutzt wird und bei der der schirmseitige Polschuh einen verringerten Durchmesser besitzt. Eine solche Anordnung der Polschuhe im Röhreninnern ist jedoch ungünstig. Überdies können bei der bekannten Anordnung die mit der Röhre der vorliegenden Art erzielten Wirkungen nicht auftreten, da die Elektronenquelle von dem einen Polschuh umschlossen wird und sich daher bereits vollständig im Feld der Linse befindet.In the present cathode ray tube, which is used in particular for television purposes with a magnetic lens outside the tube and with one or more iron-filled deflection coils or with two at different beam heights Air systems these difficulties are eliminated by the invention the magnet coil of the lens is enclosed in an iron capsule on the exit side of the jet reaches from the outside to the tube wall, while the inlet opening the lens has at least twice the diameter of the exit opening. A tube is already known in which a coil system is used for concentration inside the tube arranged pole pieces is used and in which the screen-side Pole shoe has a reduced diameter. Such an arrangement of the pole pieces inside the tube, however, is unfavorable. In addition, in the known arrangement the effects achieved with the tube of the present type do not occur because the Electron source from which a pole piece is enclosed and therefore already located completely in the field of the lens.

Die Zeichnung zeigt einige Ausführungsformen der Erfindung. In Fig. i wird die Röhre i von der Spule 2 umschlossen. Der Strahl durchläuft die Anordnung von links nach rechts. Die aus Eisen bestehende Kapse13 weist an der Austrittsseite der Spule einen Schlitz q. auf, aus dein die das Linsenfeld bildenden Potentialflächen hervorquellen. Mit 5 ist ein Magnetjoch zur Ablenkung des Kathodensträhls bezeichnet. Dieser Magnetkern, der an geeigneter Stelle eine von den Ablenkströmen durchflossene Wicklung trägt, würde das Linsenfeld stark verzerren, wenn die Linse 2, 3 nicht an der Austrittsseite mit einer ebenfalls aus Eisen bestehenden Ringscheibe 6 abgedeckt wäre. Bei dieser Anordnung besitzen die Potentialflächen der Linse auf der Eintrittsseite nur eine geringe Krümmung. Infolgedessen sind die Linsenfehler hier gering. Auf der Austrittsseite treten stärkere Krümmungen auf, die aber dafür sorgen, daß das Streufeld der Linse sehr rasch abklingt und nicht wesentlich durch das Eisenjoch 5 verzerrt wird.The drawing shows some embodiments of the invention. In Fig. i the tube i is enclosed by the coil 2. The beam passes through the array left to right. The iron capsule13 points on the exit side the coil a slot q. on, from your the potential surfaces forming the lens field well. 5 with a magnetic yoke for deflecting the Kathodensträhls is designated. This magnetic core, which has one of the deflection currents flowing through it at a suitable point Winding, the lens field would be strongly distorted if the lens 2, 3 did not Covered on the exit side with an annular disk 6 also made of iron were. In this arrangement, the potential surfaces of the lens have on the entry side only a slight curvature. As a result, the lens errors are small here. on on the exit side there are stronger curvatures, but these ensure that the The stray field of the lens disappears very quickly and not significantly due to the iron yoke 5 is distorted.

Die eben beschriebene Anordnung ist besonders dann von Vorteil, wenn eine kombiniert magnetisch-elektrische Linse mit Beschleunigungswirkung verwendet wird. Zu diesem Zweck sind z. B. zwei Elektroden und 8 vorgesehen, von denen die erste als enges Metallrohr, die zweite als Wandbelag ausgebildet ist. Die Elektronen laufen in der Achse dieses Systems. Zwischen 7 und 8 entsteht außer dem magnetischen Feld ein elektrisches Linsenfeld. Die Anordnung besitzt den Vorzug, daß an der Stelle, wo die Elektronen langsam laufen und infolgedessen gegen Linsenfehler empfindlich sind,. das Magnetfeld nur schwach gekrümmt ist und infolgedessen kaum Fehler aufweist. Im Bereich der stark gekrümmten magnetischen Potentialflächen dagegen, wo die Linsenfehler stark sind, besitzen die Elektronen eine so hohe Geschwindigkeit, daß sie durch diese Fehler kaum beeinflußt «erden. 'Um die Form der Kapsel 3 dem natürlichen Verlauf der Potentialflächen anzupassen, kann es zweckmäßig sein, den Abschlußteil6 trichterförmig auszubilden, wie es in Fig.2 dargestellt ist.The arrangement just described is particularly advantageous when a combined magnetic-electric lens with an accelerating effect is used will. For this purpose z. B. two electrodes and 8 are provided, of which the the first as a narrow metal tube, the second as a wall covering. The electrons run in the axis of this system. Between 7 and 8 there is also the magnetic one Field an electric lens field. The arrangement has the advantage that at the point where the electrons run slowly and are consequently sensitive to lens defects are,. the magnetic field is only slightly curved and consequently has hardly any defects. In the area of the strongly curved magnetic potential surfaces, on the other hand, where the lens defects are strong, the electrons have such a high speed that they can pass through these errors are hardly influenced. 'To the shape of the capsule 3 the natural course to adapt the potential areas, it may be useful to make the end part6 funnel-shaped train as shown in Fig.2.

Damit das Magnetfeld der Ablenkelemente 5 seinerseits nicht durch die Kapselung der Spule verzerrt wird, kann es zweckmäßig sein, noch zusätzliche Abschirmungen zwischen den Magnetjochen zur Ablenkung und der Linse vorzusehen. Eine solche Anordnung zeigt Fig.3, die zwei in zueinander senkrechten Richtungen wirkende Magnetjoche 5 und 15 aufweist. Die Linse 3 ist hier ebenso wie ilr Fig.2 ausgebildet. Zwischen ihr und dem Magnetjoch 5 und ebenso zwisch8n diesem und dem Magnetjoch 15 sind jedoch noch Eisenplatten g und io angeordnet, auf denen die Streufeldlinien enden. Diese Anordnung kann nach Fig. q noch dahin verbessert werden, daß die Platteng und i o mit röhrenförmigen, die Röhre dicht umschließendem Eisenteilen i i und 12 verbunden werden, die eine noch bessere gegenseitige Trennung der verschiedenen Felder gewährleisten.So that the magnetic field of the deflecting elements 5 in turn does not pass through If the encapsulation of the coil is distorted, it may be useful to add even more Provide shields between the magnet yokes for deflection and the lens. Such an arrangement is shown in FIG. 3, the two in mutually perpendicular directions has acting magnet yokes 5 and 15. The lens 3 is here just like ilr Fig.2 educated. Between it and the magnetic yoke 5 and also between this and that Magnet yoke 15, however, iron plates g and io are arranged on which the stray field lines end up. This arrangement can be improved according to Fig. Q to the effect that the Platteng and i o with tubular iron parts i i and 12 that tightly enclose the tube be connected, which provides an even better mutual separation of the various Ensure fields.

Fig.5 stellt schließlich den Fall dar, daß die Ablenkung mit zwei Luftspulenpaaren vor- i genommen wird, die in Strahlrichtung hintereinander angeordnet sind. Die Systeme 16, 17, die sich in bekannter Weise um den Röhrenhals herumlegen, sind von der in der beschriebenen Art ausgebildeten Linse 3 noch t durch eine durchbohrte Abschirmplatte 9 getrennt.FIG. 5 finally shows the case that the deflection with two Air coil pairs are made, which are arranged one behind the other in the direction of the beam are. The systems 16, 17, which wrap around the tube neck in a known manner, are of the lens 3 designed in the manner described still t through a pierced Shielding plate 9 separated.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Cathode ray tube, in particular for television purposes, with a magnetic lens located outside the tube and with one or more iron-filled deflection coils or with two air deflection systems located at different beam heights, characterized in that the magnetic coil of the lens is enclosed by an iron chasuble which is on the exit side of the beam from the outside reaches up to the tube wall, while the inlet opening of the lens has at least twice the diameter of the outlet opening.

2. Cathode ray tube according to claim i, characterized in that the magnetic lens is an electrical Accelerating lens is superimposed. .

3. Cathode ray tube according to claim i, characterized characterized in that the exit-side end wall of the capsule as outward pointing funnel is formed. q ..

Cathode ray tube according to one of the preceding Claims, characterized in that between the magnetic lens and the deflection system or systems or between the deflection systems among themselves iron plates for additional Shielding are provided.

5. Cathode ray tube according to Claimq., Characterized in that that the iron plates' are provided with iron cylinders that enclose the tube.