DE743844C - Elektromagnetisches Ablenksystem fuer Elektronenstrahlroehren - Google Patents

Description

• Elektromagnetisches Ablenksystem für Elektronenstrahlröhren Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Ablenksystem, welches zur gleichzientigen Ablenkung .des Kathodenstrahles in zwei vorzugsweise aufeinander senkrecht stehende Ablenkrichtungen geeignet ist. Bei Kathodenstrahlröhren, insbesondere für Fernsehzwecke, ist es 1m allgemeinen wünschenswert, wenn die Ablenkung des Kathodenstrahles in beiden Ablenkrichtungen praktisch in derselben senkrecht zur Mittellage des Kathodenstrahls stehenden Ablenkebene erfolgt. Bei der praktischen Ausführung derartiger Ablenksysteme ergeben sich besondere Schwierigkeiten dadurch, daß im allgemeinen störende gegenseitige Beeinflussungen zwischen den Ablenkfeldern bzw. den die Ablenkfelder erzeugenden elektromagnetischen Systemen auftreten, wodurch sich Verzerrungen bei der Aufzeichnung desBildesaufdemLeuchtschirmergeben.
• Zur Erzielung eines guten Wirkungsgrades ist es bekannt, den Rückschluß bzw. die Weiterleitung .der von den Strahlablenksystemen erzeugten Kraftlinien durch zweckentsprechend geformte Teile aus ferromagnetisehem Werkstoff verlaufen zu lassen. Wenn in derselben ideellen Ablenkebene eine zweidimensionale Strahlablenkung erfolgen. soll, dann müssen an dieser Stelle zwei Ablenkfelder überlagert werden. Es ist bekannt, das Zeilenablenksystem von Kathodenstrahlröhren für Fernsehzwecke mit Halbzylindern von ferromagnetischem Material zu umgeben, die einen magnetischen Rückschluß für das Zeilenablenkfeld bilden und gleichzeitig als Pol- Schuhe des ferromagnetischen Ablenksvstems für die Bildwechselrichtung dienen. Mit den bisher bekannten Ausführungsformen derartiger Ablenksysteme konnte jedoch keine befriedigende Lösung des Problems einer zweidimensionalen, praktisch in derselben Ablenkebene wirksamen Strahlablenkung ohne störende Rasterverzerrungen erreicht werden. Denn bei Kathodenstrahlröhren ist ini allgemeinen der Leuchtschirm ganz. eben, oder er hat aber jedenfalls einen viel größeren Krüminungsradius, als dein Abstand von dem Leuchtschirm zürn Drehpunkt des Kathodenstrahles entspricht. Infolgedessen ergibt sieh an den Ecken des Bildfeldes eine kissenförmige Rasterverzerrung. Diese kissenförmige Rasterverzerrung muß durch eine .zusätzliche tonnenförmige Verzerrung wieder kompensiert werden.
• Ziel der Erfindung ist, durch eine besonders zweckmäßige Ausbildung des Ablenksystelns eine zweidimensionale, praktisch in derselben Ablenkebene wirksame elektromagnetische Strahlablenkung mit gutem Wirkungsgrad zu erzielen und gleichzeitig eine besonders einfache Kompensation der kissenförmigen Verzerrung zu ermöglichen.
• Bei einem elektromagnetischen Ablenksy stem für Elektronenstrahlröhren mit zwei senkrecht zueinander gerichteten am gleichen Ort wirksamen Ablenkfeldern, bei dem die Ablen!kspulen zur Erzeugung des einen Ablenkfeldes außen von ferromagnetischen Halbzylindern umgeben sind, zwischen denen die Kraftlinien des anderen Ablenkfeldes übergehen, die von außen über ein ferromagnetisches Joch zugeführt und mittels eines besonderen Spulensysteins erzeugt werden, bestehen gemäß der Erfindung die Halbzvlinder aus senkrecht zur Strahlachse liegenden Blechlamellen, und die Länge der Halb- j zylinder (gemessen in Richtung der Strahlaclise) ist größer als die Breite des ferromagnetischen Joches.
• Zweckmäßig werden die ferromagnetischen Halbzvlinder, die den Riickschluß der Kraftlinien des inneren Spulensystems bilden, aus C-förmigen Blechlamellen zusaininengesetzt und gegen die Schenkel des Joches elektrisch isoliert.
• Durch die Lainellierung der Polschuhe des Joches ergibt sich in der Mitte des Ablenh;-raunies eine wesentlich größere Feldstärke des Ablenkfeldes als an den Rändern der Halbzylinder. Denn für die äußeren Kraftlinien des Ablenkfeldes ist der magnetische Widerstand durch die vielen in .den Kraftlinienweg eingeschalteten Luftspalte zwischen den Lamellen viel größer als für die inneren Kraftlinien. Es entsteht somit in Richtung der Kathodenstrahlachse eine annähernd trapezförinige (räumliche) Verteilung der Feldstärke des Bilclablenkfeldes. Da infolge der endlichen Breite der Zeilenablenkspulen bei den üblichen Zeilenablenksystemen ein annähernd trapezföriniger Verlauf (in Richtung der Kathodenstrahlachse) des Strahlablenkfeldes bedingt ist, wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung der als Polschuhe wirkenden Halbzvlinder die räumliche Verteilung des Bildablenkfeldes der räumlichen Verteilung des Zeilenablenkfeldes angenähert bzw. angeglichen. Die Kompensierung der kissenförmigen Rasterverzerrungen wird durch Inhomogenitäten der Ablenkfelder bzw. einem entsprechend gekrümmten Kraftlinienverlauf in dem von dein Kathodenstrahl durchsetzten Raum bewirkt. Da die Krümmung des Leuchtschirmes der Kathodenstrahlröhre und damit auch das Maß der geometrischen Bildverzerrungen in horizontaler und vertikaler Richtung praktisch dieselbe ist, muß auch in beiden Richtungen praktisch dieselbe Kompensation angewendet werden. Bei einer weitgehenden Übereinstimmung der räumlichen Verteilung des Zeilenablenkfeldes und des Bildablenkfeldes ergibt sich eine wesentliche Vereinfachung der Konstruktion des Ablenksystems.
• Im nachfolgenden wird die Erfindung an Hand der Ausführungsbeispiele darstellenden Figuren eingehender beschrieben. Fig. i zeigt eine Ausführungsform, die vorzugsweise in Fernsehgeräten angewendet wird, bei denen eine bestimmte vorgegebene Größe des Bildrasters bei möglichst kurzer Baulänge erzielt werden soll. Bei der Verwendung dexartiger Weitwinkelfernsehröhren ist es besonders schwierig, eine verzerrungsfreie Ablenkung zu erzielen. Das Ablenksystem eilthält ein aus den beiden Teilspulen i uiid 2 bestehendes inneres Spulensystem, welches die Kathodenstrahlröhre (der besseren Deutlichkeit halber nicht gezeichnet) umschließt und den Kathodenstrahl in Zeilenrichtung ablenkt. Dieses innere Spulensystem wird von einem Isolierrohr 3 ulnsclllossen und gegebenenfalls in diesem Rohr durch Keile (nicht gezeichnet) festgelegt. Außerhalb dieses Isolierrohres befinden sich die beiden Halbzylindera und 5, die als Blechpaket aus aneinandergeklebten, voneinander isolierten Blechlamellen zusammengesetzt sind. Das Ablenkfeld für die Kathodenstrahlablenkung in Bildrichtung wird durch eine Spule 6 mit einem ferroniagnetischen lamellierten Joch 7 erzeugt. Die Zuleitung des Kraftflusses zu den als Polschuhe wirkenden Halbzylindern a und 5 erfolgt über die lamellierten ferromagnetischen Schenkel 8 und 9. In dem Ablenksysteni ist ferner noch ein magnetischer Nebeilschluß angebracht. dessen Widerstand im wesentlichen durch den Luftspalt io bestimmt ist. Statt dieses einen Luftspaltes können auch zwei Luftspalte angeordnet werden, oder es kann auch der Nebenschluß durch einen verhältnismäßig dünnen Steg aus ferromagnetüschem Material gebildet werden, der dann eine hohe Kraftliniendichte aufweist.
• Zur Vermeidung von Störungen der Bildablenkung, die insbesondere durch wilde Schwingungen hervorgerufen werden ,können, kann es. vorteilhaft sein, die den magnetischen Rückschluß für das Zeilenspulenfeld bildenden Halbzylinder 4, 5 gegen die übrigen Teile des Ablenksystems, vorzugsweise gegen die Schenkel 8 und 9, zu isolieren.
• Zur Liinearisierung des sägezahnartigen zeitlichen Verlaufs des Bildablenkfeldes ist es zweckmäßig, an den Schenkeln 8, 9 zwischen der Bildspule6 und den Polschuhen4, 5 Kurzschlußwindungen anzuordnen, deren Zeitkonstante derart bemessen ist, daß die anfängliche Krümmung des Ablenkfeldes lirearisiert wird. Die Justierung der Strahlmittellage erfolgt am einfachsten mit Hilfe eines überlagerten, regelbaren zeitkonstanten Ablenkfeldes, welches durch zusätzliche, gleichstromdurchtlosseneSpulen erzeugt wird, welche *die Schenkel 8, 9 umschließen.
• Fig. a zeigt den Blechschnitt a für die als Polschuhe `winkenden Halbzvlinder. In bestimmten Fällen kann es zweckmäßig sein, einen Teil des Blechpaketes derart auszubilden, -daß die Teile 4, 5 und 8, 9 aus einem Stück bestehen. b und c stellen derartig geformte Blechschnitte dar.
• Die das Bildablenkfeld erzeugende Spule wird im allgemeinen ein Streufeld besitzen, welches bei gedrängtem Aufbau die Strahlablenkung beeinflußt. Der störende Einfluß dieses Streufeldes kann vorteilhaft dadurch kompensiert werden; daß, wie in Fig. 3 schematisch angedeutet, der auf der Seite der Bildablenkspule gelegene Luftspalt d1 größer gemacht wird als der Luftspalt d2 auf der gegenüberliegenden Seite.
• Bei sehr kurzen Fernsehröhren ist meist die Sammelspule in unmittelbarer Nähe des Ablenksystems angeordnet. Durch das Kraftfeld dieser Spule wird das Ablenkfeld vielfach störend; beeinflußt. Diese Störurigen können ganz oder teilweise durch eine Verdrehung der Zeilenablenkspulen und/oder eine Verdrehung der als Polschuhe wirkenden Teile 4 und 5 um die Achse des Kathodenstrahles kompensiert werden. Es ist daher im allgemeinen vorteilhaft, das Zeilenspulensystem gegen die Abschirmungen und diese gegen die Joche 9, io verdrehbar zu lagern. In F:ig. 4 ist schematisch angedeutet, daß die Symmetrieebene S1 des aus den Teilspulen i- und I bestehenden inneren Ablenkspulensystems mit der Symmetrieebene S@ der Polschuhe 4 und 5 einen Winkel rp einschließt.
• Fg. 5 Teigt eine praktische Ausführungsform :der magnetischen Abschirmung. Die Blechlamellen der Teile 4 und 5 sind auf einem Rohr 3 aus Isoliermaterial angeordnet und zwischen einem festen Flansch ii und einem beweglichen Flansch 1z gehaltert. Dadurch wird eine .bauliche Einheit gebildet, die leicht herzustellen ist und bei der Serienerzeugung mit Vorteil verwendet werden kann.
• Bei der Ausführungsform gemäß Eig.6 werden die Blechlamellen der Polschuhe 4 und 5 von .den Flanschen 13 eines Isolierkörpers zusammengehalten. Es wird hierbei im allgemeinen zweckmäßig sein, den Isolierkörper aus Preßmasse herzustellen und die Bleche .derart mit Isoliermasse zu umpressen, däß sie unverrückbar gehalten- werden.
• Die Isolierung der Halbzylinder 4 und 5 wird am einfachsten gemäß Fig. 7 durch ein übergeschobenes Isolierrohr 147 bewirkt.
• Fig.8 stellt einen Querschnitt durch die Anordnung nach Fig.7 dar. Eine seitliche Verdrehung der Blechpakete 4 und 5 wird am einfachsten durch eine entsprechende Formgebung des äußeren Isolierrohres 14, z. B. durch nach innen vorspringende Nasen 15, verhindert. Bei bestimmten Ausführungsformen kann es von Vorteil sein, wenn die Polschuhe4 und 5 axial verschieibbar gelagert sind. Wenn z. B. bei einer gegebenen Anordnung kissenartige Bildverzerrungen auftreten, so kann dies dadurch kompensiert werden, daß das Bildjoch etwas gegen die Polschuhe 4 und 5 .in axialer Richtung verschoben wird. Die ideelle Feldebene wird praktisch dadurch kaum verschoben, aber die durch die Verschiebung bewirkte leichte Ursymmetrie der Feldverteilung ruft an sich eine tonnenartige Bildverzerrung hervor, die eine Kompensation der kissenartigen Bildverzerrung zur Folge -hat.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektromagnetisches Ablenksystem für Elektronenstrahlröhren mit zwei senkrecht zueinander gerichteten am gleichen Ort wirksamen Ablenkfeldern, bei dem ,die Ablenkspulen zur Erzeugung des einen Ablenkfeldes, vorzugsweise des Zeilenablenkfeldes bei Fernsehröhren, außen von - ferrömagnetischen Halbzylindern umgeben sind, zwischen denen die Kraftlinien des anderen Ablenkfeldes übergehen, die von außen über ein ferromagnetisches Joch zugeführt und von einem besonderen Spulensystem erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die ferromagnetischen Halbzylinder (4, 5) aus senkrecht zur Strahlachse liegenden aneinandergereihten einzelnen Blechlamellen bestehen und daß die Länge der Halbzylinder, gemessen in Richtung der Strahlachse, größer ist als die Breite des ferromagnetischen Joches (7).
2. 2. Ablenksystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die ferromagnetischen Halbzylinder aus C-förinig geformten Blechlamellen zusammengesetzt sind.
3. 3. Ablenksystem nach Anspruch i und 2, dadurch-gekennzeichnet, daß die den Rückschluß der Kraftlinien des inneren Spulensystems (i, -2) bildenden ferrom-agnetischen Halbzylinder (4, 5) gegen die Schenkel (8,9) des Joches (7) elektrisch isoliert sind.
4. 4. Ablenksystem.nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das über die ferromagnetischen Joche (8, 9) von außen zugefiihrte@ Ablenkfeld von einem im wesentlichen in der Symmetrieebene des Ablenksystems angeordneten äußeren S;pulensystem (6) erzeugt ist und daß die ferromagnetischen Halbzylinder an der Seite, die dem äußeren Spulensystem zugewendet ist, durch einen größeren Luftspalt getrennt sind als an der entgegengesetzten Seite.
5. 5. Ablenksystein nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbzvlinder (4, 5) gegen die übrigen Teile des ferromagnetischen Ablenksystems um die Achse des Elektronenstrahls verdrehbar gelagert sind.
6. 6. Ablenksystein nach einem der vorhergehenden Ansprüche. dadurch gekennzeichnet, daß die Halbzylinder (4, 5) auf einem Rohr aus Isoliermaterial angeordnet sind. i . Ablenksy stein nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Isolierrohr wenigstens auf einer Seite einen Flansch besitzt, an den die Blechlamellen anliegen. Ablenksystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das vorzugs-;veise aus Preßmaterial hergestellte Isolierrohr an jedem Ende einen Flansch aufweist und die blechlamellierten Halbzylinder zwischen diesen beiden Flanschen angeordnet sind, derart, daß Isolierrohr und Blechlamellen eine im wesentlichen rohrförmige bauliche Einheit bilden. g. Ahlenksystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein magnetischer Nebenschluß vorgesehen ist, der die Induktivität des äußeren Ablenkspulensystems erhöht. io. Alblenksystem nach einem der vorliergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem ferromagnetischen Joch (7) Kui-zschlußwindungen angeordnet sind, deren Zeitkonstante derart gewählt ist, daß ein von den äußeren Ablenkspulen erzeugtes, annähernd zeitproportionales Ablenkfeld linearisiert wird. i i. Ablenksv stem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf den ferromagnetischen Schenkeln (8, 9) des äußeren Ablenkspulensysteins gleichstromdurchflossene Spulen zur Erzeugung eines zeitkonstanten Ablenkfeldes für die Einstellung der Mittellage des Elektronenstrahls angeordnet sind. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: britische Patentschrift ..... Nr. 494 586.