NL8601512A

NL8601512A - Kathodestraalbuis met magnetische focusseerlens.

Info

Publication number: NL8601512A
Application number: NL8601512A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1986-06-11
Filing date: 1986-06-11
Publication date: 1988-01-04
Also published as: DE3765023D1; EP0250027A1; KR880001025A; HK90391A; JPS62296346A; US4758762A; SG50491G; EP0250027B1; JP2628648B2

Description

^ _ 4 PHN 11774 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Kathodestraalbuis met magnetische focusseerlens.

De uitvinding heeft betrekking op een monochrome kathodestraalbuis, bij één uiteinde voorzien van een electronenkanon en bij het daartegenover gelegen uiteinde voorzien van een beeldscherm met fosforlaag met een om de hals van de beeldbuis aangebrachte 5 afbuigeenheid en een tussen het electronenkanon en de afbuigeenheid om de hals van de beeldbuis aangebrachte magnetische focusseringsinrichting voorzien van middelen voor het opwekken van een statisch focusveld.

Bij het focusseren van electronen in een kathodestraalbuis maakt men gebruik van een tweetal typen lenzen, 10 electrostatische of magnetische. Voor het bereiken van een grote beeldscherpte is het gewenst een zeer goede mate van focussering te bereiken (= kleine electronenspot c.q. hoge resolutie). Magnetische lenzen kunnen in het algemeen buiten de buishals worden aangebracht, dit in tegenstelling tot electrostatische lenzen die zich in de hals van de 15 buis bevinden. Daardoor kan de diameter van de magnetische lenzen groter zijn, hetgeen een betere lenskwaliteit oplevert: de sferische aberratie neemt af met toenemende lënsdiameter. Een geringere sferische aberratie leidt tot een kleinere trefvlek op het scherm, hetgeen voor hoge resolutie kanonnen is vereist. Voor hoge resolutie (projectie) televisie 20 buizen wordt dus bij voorkeur een magnetische focuslens toegepast.

Bij gebruik van magnetische focusseringslenzen kan men nog onderscheid maken tussen een tweetal typen: electromagnetische en magnetostatische lenzen. Bij een electromagnetische lens wordt een veld opgewekt door een door een juk gedeeltelijk omsloten spoel. Bij een 25 permanente magneetlens wordt het veld gegenereerd door een permanent magnetisch materiaal, al dan niet voorzien van een juk (DE-PS 891 119). De electronenbundel wordt tevens door een deflectiespoel over het scherm voortbewogen, waarbij de intensiteit van de bundel wordt gemoduleerd voor het verkrijgen van een beeld. De grote bundelopenings-30 hoek die met het gebruik van een focusseerlens met een grote diameter gepaard gaat, heeft als gevolg, dat bij het afbuigen van de bundel door de deflectiespoel de electronentrefvlek op het scherm niet alleen r* ft · 1 i; " L

PHN 11774 2 vergroot maar ook vervormd wordt. Aan de rand van het scherm ontstaat ten gevolge van deze deflectie-defocussering een elliptische spot met een diameter die groter is dan die in het centrum van het beeldscherm.

In sommige toepassingen van kathodestraalbuizen, zoals 5 projectie-televisie buizen of z.g. data-graphics display buizen, kan een dergelijke vervorming niet worden getolereerd.

Aan de uitvinding ligt de opgave ten grondslag om een kathodestraalbuis van het type met een magnetische focusseerlens te voorzien van middelen voor het corrigeren van deze astigmatische fou-10 ten. Deze opgave wordt bij een kathodestraalbuis volgens de uitvinding opgelost doordat de middelen voor het opwekken van het statische focusveld direct aan de afbuigeenheid grenzen en tevens hogere orde multi-poolvelden opwekken voor het corrigeren van spotvervormingsfouten.

Essentieel voor de uitvinding is dat de multi-pool 15 correctiemiddelen daar worden opgewekt waar de bundeldiameter in de buis het grootst is. Bij deze grote bundeldiameter is de invloed van de multipool correctievelden het grootst. Dit is het geval ter plaatse van de magnetische focusseerlens. Een verder voordeel van deze manier van opwekken van de multi-pool correctievelden is dat de magnetische 20 focusseerlens direct aan de afbuigeenheid grenst, en dus zo dicht mogelijk bij het beeldscherm is geplaatst. Hierdoor wordt een optimale resolutie gehandhaafd. Bij aanbrenging van multi-pool correctiemiddelen tussen de magnetische focusseerlens en de afbuigspoel, op zich een voor magnetische correctiemiddelen niet ongebruikelijke plaats, zou de 25 resolutie niet meer optimaal zijn.

De multi-pool correctievelden kunnen in het kader van de uitvinding i.h.b. 4-pool velden (voor het corrigeren van astigmatisme fouten, eventueel in combinatie met 6-pool velden (voor het corrigeren van hogere orde spotvervormingen) zijn en op verschillende manier worden 30 gerealiseerd.

Volgens een eerste uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt een geïntegreerde focusseer- en multi-pool correctie-eenheid verkregen door het juk van de focusseerinrichting geheel of gedeeltelijk samen te stellen uit acht gelijke delen die elk van een longitudinale 35 spoel zijn voorzien. Door deze longitudinale spoelen op de juiste wijze te bekrachtigen kan een rotatie-symmetrisch focusseerveld waarop een 4-poolveld voor het corrigeren van astigmatisme fouten is gesuperponeerd _λ '·φ v. -» 5 i*v· ij V i v ί ί· w PHN 11774 3 worden opgewekt.

Een geïntegreerde focusseer- en multi-pool correctie-eenheid wordt op alternatieve wijze verkegen door de focusseerinrichting samen te stellen uit acht coplanaire staafmagneten die geordend zijn 5 voor het opwekken van een statisch focusveld en door om elke staafmagneet een spoel te plaatsen. Wanneer de spoelen op de juiste wijze bekrachtigd worden, waarbij steeds twee tegenover elkaar gelegen spoelen dezelfde stroom voeren, kan elk gewenst 4-pool veld worden opgewekt voor het corrigeren van astigmatisme fouten.

10 Enige uitvoeringsvormen van de uitvinding zullen worden uiteengezet aan de hand van de tekening. Hierin toont:

Fig. 1 een langsdoorsnede door een kathodestraalbuis met geïntegreerde focusseer- en multi-pool correctie-eenheid volgens de uitvinding; 15 Fig. 2a een langsdoorsnede en

Fig. 2b een dwarsdoorsnede langs de lijn PP' door een geïntegreerde focusseer-multipool correctie-eenheid voor de kathodestraalbuis van fig. 1 (eerste uitvoeringsvorm);

Fig. 3a een langsdoorsnede en fig. 3b een dwarsdoorsnde 20 door een geïntegreerde focusseer-multipool correctie-eenheid voor de kathodestraalbuis van fig. 1 (tweede uitvoeringsvorm);

Fig. 4 een schema voor het schakelen van een multi-pool-correctiespoel.

Een geïntegreerde focusseer-multipool correctie-25 eenheid 10 is gemonteerd rond de hals 2 van een kathodestraalbuis 3. De buis 3 heeft een kathode 4 voor het produceren van een electronenbundel 5 in samenwerking met een verhittingselement 6, een rooster 7 en een anode 8. Afbuigspoelen (niet getekend) zijn gemonteerd op een afbuigjuk 9 op de hals 2 van de buis 3.

30 Onder verwijzing naar de figuren 2A en 2B wordt voorgesteld het juk 11 van een focusseereenheid op te delen in acht segmenten. Elk van de segmenten 12 wordt, zoals is aangegeven in figuren 2A en 2B voorzien van een spoel 13 in het geval van een electromagne-tische focusseereenheid. In het alternatieve geval van een permanent 35 magnetische focusseereenheid wordt voorgesteld acht radiale staafmagneten 14 te plaatsen tussen een gedeeld binnenjuk 15 en een ongedeeld buitenjuk 16 zoals getekend in figuren 3A en 3B. Het binnenjuk 15 wordt PHN 11774 4 in achten opgedeeld. In dit geval wordt een tweetal spleten gevormd, die een tegengesteld magnetisch veld opwekken. Om elk van de staafmagneten wordt een spoeltje 17 gewikkeld.

Indien door de acht spoelen 13 in het electromagnetische 5 geval een gelijke stroom wordt gestuurd, wordt een statisch rotatie-symmetrisch focusseringsveld opgewekt. Wordt nu door A en A' een extra stroom I gestuurd en de stroom in de spoelen C en C' verminderd met I, dan wordt een op het rotatie-symmetrisch focusseringsveld gesuperponeerd 4-poolveld opgewekt. Door de stroom door de spoelen B, B', D en D' te 10 regelen, kan het 4-poolveld in elke gewenste richting worden gedraaid. Opgemerkt wordt nog dat men de acht spoelen met voordeel zodanig kan uitvoeren dat ze twee sub-spoelenstelsels vormen, één met een hoge L-waarde voor een vaste instelling van het focusveld (dit stelsel is evt. te vervangen door een stelsel van permanente magneten), en één met 15 een lage L-waarde voor een dynamische aansturing van het focusveld.

In het geval van de permanente magneetlens 18 (Fig. 3B) wordt het statische focusveld gemaakt m.b.v. de acht staafmagneten 14. Indien nu de sterkte van de focuslens moet worden gevarieerd, kan ofwel een gelijke stroom door alle spoeltjes 17 worden gestuurd, of gebruik 20 gemaakt worden van extra spoelen 19 die in de lens kunnen worden aangebracht.

Het opwekken van 4-poolvelden gebeurt door het voeren van de gewenste stromen door de acht spoeltjes 17, waarbij steeds twee tegenover elkaar gelegen spoeltjes dezelfde stroom voeren.

25 Door de gegeven configuratie wordt nu het gestelde doel bereikt, namelijk dat de multipool-correcties aangebracht worden op de plaats waar de bundel de grootste diameter heeft: in de focuslens.

Hiermee wordt ook bereikt dat de twee functies van focusseren en spot . correctie in dezelfde unit plaatsvinden.

30 Een multi-pool correctiespoel 27 kan geschakeld worden zoals getoond in fig. 4. Door bekrachtiging van de toevoerleidingen is een zodanig 4-poolveld op te wekken dat vervorming van de spot wordt gecorrigeerd. Bij gelijke stromen door A-A' en B-B' ontstaat het getekende 4-poolveld. De benodigde correctiestromen zijn afhankelijk van 35 de positie van de electronentrefvlek op het scherm, en deze stromen worden dus synchroon met de deflectiestroom gevarieerd. De aansturing kan zowel volledig analoog als via een digitaal proces plaatsvinden > PHN 11774 5 (GB-A 2 085 698).

Opgemerkt wordt dat in de figuren de multi-poolspoelen zijn voorgesteld met enkelvoudige wikkelingen voor het produceren van de afzonderlijke polen, waarbij de wikkelingen elkaar niet overlappen. De 5 uitvinding heeft echter tevens betrekking op het gebruik van multi-poolspoelen die een z.g. cosinusverdeling van de windingen vertonen t.b.v. een verbeterde homogeniteit van het opgewekte muiti-poolveld.

Claims

1. Monochrome kathodestraalbuis, bij één uiteinde voorzien van een electronenkancn en bij het daartegenover gelegen uiteinde voorzien van een beeldscherm met fosforlaag met een om de hals van de beeldbuis aangebrachte afbuigeenheid en een tussen het 5 electronenkanon en de afbuigeenheid om de hals van de beeldbuis aangebrachte magnetische focusseringsinrichting voorzien van middelen voor het opwekken van een statisch focusveld, met het kenmerk, dat de middelen voor het opwekken van het statische focusveld direct aan de afbuigeenheid grenzen en tevens hogere orde multi-pool velden opwekken 10 voor het corrigeren van spotvervormingsfouten.

2. Kathodestraalbuis volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de focusseringsinrichting is voorzien van een geheel of gedeeltelijk uit acht gelijke delen samengesteld juk waarbij elk deel een longitudinale spoel draagt en waarbij de acht spoelen zodanig 15 bekrachtigbaar zijn dat ze een statisch focusveld opwekken waarop een 4-poolveld is gesuperponeerd voor het corrigeren van astigmatisme fouten.

3. Kathodestraalbuis volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de acht spoelen twee deel spoelenstelsels vormen: een eerste stelsel met een hoge impedantie voor het opwekken van een 20 statisch focusveld en een tweede stelsel met een lage impedantie voor het opwekken van een dynamisch variërend focusveld.

4. Kathodestraalbuis volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de focusseringsinrichting is voorzien van acht coplanaire staafmagneten die geordend zijn voor het opwekken van een statisch 25 focusveld, waarbij elke staafmagneet een spoel draagt en waarbij de acht spoelen zodanig bekrachtigbaar zijn dat ze een gewenst 4-poolveld opwekken voor het corrigeren van astigmatisme fouten.