NO119977B - - Google Patents

Description

Elektronstrålerør med tilnærmet plan bildeskjerm samt kopling for avbøyningsspoleanordningen.

Foreliggende oppfinnelse angår et elektronstrålerør med en tilnærmet plan bildeskjerm som strekker seg tilnærmet vinkelrett på rørets akse, og med en avbøynings-spoleanordning for avbøyning av strålen i to tilnærmet vinkelrett på hverandre for-løpende retninger, i hvilket rør elektronstrålen etter gjennomløp av et konsentra-sjonsfelt, ved begynnelsen av avbøynings-spoleanordningen, har et tilnærmet sirkulært tverrsnitt og hvor dimensjonen av elektronstrålens avsøkningsflekk på bildeskjermen i en av avbøyningsretningene er tilnærmet konstant over hele den avsøkte overflate av bildeskjermen.

Det er f. eks. kjent elektronstrålerør for bruk ved farvefjernsyn, hvor rørets bildeskjerm består av vertikale striper av materialer som lyser i forskjellige far-ver, slik at ved en avtastning i horisontal retning, treffes striper i tur og orden f. eks. en rød, en grønn og en blå. Når en rød stripe treffes, blir på samme tid en styre-elektrode i elektronstrålerøret tilført en elektrisk signalspenning som tilsvarer den røde komponent i det bilde som skal gjengis. Det er da nødvendig at utstrekningen av avsøkningsflekken målt i horisontal retning, ikke er større enn bredden av stripen og denne betingelse må tilfredsstilles på alle steder på den bildeskjermoverflate som skal avtastes. Har avsøkningsflekken ved ikke avbøyet stilling av elektronstrålen, altså i midten av bildeskjermen, f. eks. et praktisk talt sirkelformet tverrsnitt og dia-meteren av denne sirkel er mindre enn bredden av strimmelen, så endrer seg ved sterk avbøyning av elektronstrålen ved hjelp av den hittil vanlige avbøynings-spoleanordning, formen av avsøkningsflek-ken som følge av astigmatisme og bildefelt-kromning på sådan måte at utstrekningen i horisontal retning blir større enn bredden av strimmelen. For å hindre denne uøn-skede virkning, må der treffes ekstra for-anstaltninger.

Det er også kjent elektronstrålerør hvor bildeskjermen består av horisontale striper idet det er ønsket at utstrekningen av avsøkningsflekken i vertikal retning er mindre enn bredden av stripen og hvor således de samme vanskeligheter som ovenfor nevnt opptrer.

Hensikten med oppfinnelsen er å til-veiebringe et elektronstrålerør som er forsynt med en sådan kopling for avbøynings-spolene at utstrekningen av elektronstrålens avsøkningsflekk på bildeskjermen i en av avbøyningsretningene er tilnærmet konstant over hele den avsøkte overflate av bildeskjermen.

Oppfinnelsen er karakterisert ved at det «meridionale» bildeplan for den ene avbøyningsretning, dvs. det bildeplan i hvilken der frembringes en linjeformet avbildning av strålen, og hvor denne avbildning står vinkelrett på avbøyningsretningen, faller tilnærmet sammen med skjermflaten, og at det «sagitale» bildeplan for den annen avbøyningsretning, dvs. det bildeplan i hvilken der frembringes en linjeformet avbildning av strålen og hvor denne avbildning forløper parallelt med denne andre avbøyningsretning, likeledes faller tilnærmet sammen med skjermf laten.

Når det i foreliggende sammenheng tales om en avbøyningsretning og dennes tilhørende «sagitale» bildeplan, menes dermed det bildeplan hvori der dannes en linjeformet avbildning av bunten parallelt med avbøyningsretningen. Når det i foreliggende sammenheng tales om en avbøy-ningsretning og dennes tilhørende «meridionale» bildeplan, menes dermed det bildeplan hvori der dannes en linjef ormet avbildning av bunten vinkelrett på avbøy-ningsretningen.

Det skal imidlertid bemerkes at det allerede er foreslått å anvende en avbøy-ningsspoleanordning hvor det meridionale bildeplan tilnærmet dekker bildeskjermens plan i den ene avbøyningsretning og hvor det sagitale bildeplan tilnærmet dekker bildeskjermens plan i den annen avbøy-ningsretning. I dette tilfelle blir en slik avbøyningsspoleanordning imidlertid brukt i forbindelse med elektronstrålerør hvis elektroner etter gjennomløp av et konsen-trasjonsfelt og ved begynnelsen av feltet for avbøyningsspoleanordningen er konsentrert innenfor en båndformet del av rommet i røret. Ved bruk av et slikt rør måtte enten strålen være båndformet eller der måtte f. eks. anvendes tre stråler som ligger i ett plan. På denne allerede fore-slåtte måte kunne der på tross av en stor dimensjon av strålen i en av avbøynings-retningene, oppnåes en tilnærmet punktformet avbildning på rørets plane bildeskjerm.

Foreliggende oppfinnelse angår imidlertid bruken av en slik avbøyningsspole-anordning og et elektronstrålerør med en elektronstråle som når den når avbøy-ningsanordningen har et tilnærmet sirkulært tverrsnitt. Oppfinnelsen grunner seg på følgende kjensgjerning. Når man går ut fra et rør med en båndformet elektronstråle, hvor elektronstrålens tverrsnitt er praktisk talt rektangulært i et plan vinkelrett på elektronstrålen, idet rektanglets ene side er svært liten og den annen side er forholdsvis stor, dannes ved hjelp av nevnte avbøyningsanordning en praktisk talt puntformet avbildning i hvert punkt på skjermen. Minsker man nå den lange side i rektanglet for den båndformede elektronstråle, så forblir avbildningen den samme. Blir imidlertid på samme tid den minste rektangelside forstørret slik at strålen får et kvadratisk tverrsnitt, slik at den antar en i praksis tilnærmet sirkelform, blir i en retning parallell med den opprinnelige største utstrekning av strålen, utstrekningen av avsøkningsflekken på skjermen over alt den samme, mens avsøknings-flekkens utstrekning i en retning vinkelrett på den opprinnelige største utstrekning, blir større. Ved hjelp av nevnte av-bøyningsanordning og et elektronstrålerør med tilnærmet sirkelformet elektronstråle, dannes således en avsøkningsflekk hvis utstrekning holdt i en av avbøyningsretnin-gene er tilnærmet konstant for et hvert punkt på bildeskjermen.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere

under henvisning til tegningen.

Fig. 1 og 2 viser opptreden av avbildningsfeil og minskning av denne feil ved bruk av et elektronstrålerør med tre stråler. Fig. 3 viser et elektronstrålerør med en avbøyningsanordning ifølge en del av ut-førelsesformen ifølge oppfinnelsen for av-bøyning i en retning. Fig. 4 viser den tilsvarende avbøynings-anordning for avbøyning i den annen retning. Fig. 5 viser en utbretning av spolen i

fig. 3 i et flatt plan.

Fig. 6 viser utbretning av spolen ifølge

fig. 4 i et flatt plan.

Fig. 7 angir størrelser for spolene ifølge

fig. 3 og 4.

Fig. 8 viser et sideriss av en annen ut-førelsesform ifølge oppfinnelsen. Fig. 9a og 9b viser anordningene i fig. 8 med de opptrukne spoler sett forfra hver for seg.

Fig. 10a og 10b viser anordningen i fig. 8 med de strekede spoler sett forfra hver for seg. Fig. 11 viser et koplingsskjema for spolene ifølge fig. 8. Fig. 12 viser koplingsskjema for en annen utførelsesform ifølge oppfinnelsen.

I fig. 1 er angitt et rettvinklet koordinatsystem xyz hvis skjæringspunkt O faller sammen med det punkt hvori er antatt et konsentrert tenkt avbøyningssentrum for en ikke vist avbøyningsspoleanordning. Denne spoleanordning tjener til avbøyning av strålen i x- og y-retningen, idet strålen faller sammen med rørets akse når den ikke er avbøyet og er således i foreliggende tilfelle konsentrert i x-aksen slik at elektronene beveger seg i retning av den positive z-akse. Strålen er sammensatt av tre elektronstråler som stammer fra tre elek-tronkilder 1, 2 og 3 som er anordnet sym-metrisk om z-aksen. Strålen divergerer til den når konsentrasjonsfeltet og hvis virkning tenkes konsentrert i et plan vinkelrett på z-aksen gjennom punktet 5. Etter faller sammen med planet for den praktisk talt plane bildeskjerm 7 og at det føl-gelig ikke dannes på bildeskjermen 7 en praktisk talt punktformet avbildning. Det ér ofte vanlig å regulere styrken av fokuseringsfeltet 5 i avhengighet av avbøy-ningen i x og y-retningen.

Avbøyningsspolesystemets avbøynings-felt H kan beskrives ved hjelp av tre på hverandre loddrette komponenter Hx(x, y,z), Hy(x,y,z) og Hz((x,y, z), som alle tre som angitt kan være avhengige av x, y og z.

Dette felt må tilfredsstille følgende symme-tribetingelser:

Videre er avbøyningsfeltet H et gra-dientfelt og altså H = grad <J>, idet $ er et potensialfelt.

Derav følger at feltet for avbøyning i y-retningen har følgende form:

idet H0, H, og H, er koeffisienter, som bare er avhengig av z. En aksent betyr en diffe-rensiering med hensyn til z. H4 inneholder ledd som for de foreliggende betraktninger som innskrenker seg til avbildningsfeil av tredje orden, ikke er av viktighet. Kompo-nentene for avbøyning i x-retningen har en tilsvarende form, som kan finnes på den måte at x og y byttes om i ligningens høyre ledd. For feltstyrkens x-komponenter blir i planet x = o : Hx (o, y, z) = H0 + <H>2<y2 >-f- Ved måling av feltet i x-retningen i planet x = o kan man således be-stemme størrelsene H0 og H2. Det skal bemerkes at fortegnet av H0 betinger fortegnet av avbøyningsretningen. I det følgende blir ved fortegnet for H2 alltid forstått det fortegn som opprer når H0 er posiiv.

Man kan deretter ved hjelp av Fer-mat's prinsipp beregne de elektronebaner som elektronene velger mellom to punkter, idet banene mellom disse punkter tilsvarer minimal løpetid. Man begynner med beregningen av baner for små avbøyninger. For bestemte begynnelsesforhold, dvs. på stedene x0, y0, z0 hvor bunten trer inn i av-bøyningsfeltet med retningen x'0, y'0, idet disse steder ligger i den spoleende som vender fra bildeskjermen, i fig. 1 altså mellom fokuseringsfeltet og planet z = o, og man får at avbøyningen Y i y-retningen er uavhengig av begynnelsesforholdene, nemlig Y = -Kz/Z0 dz z/z0<H>0 dz. Med «av-bøyning» forstås herved elektronets koor-dinater i planet z = konstant, idet z =zB er planet 7 for bildeskjermen, i hvilket av-bøyningen Ys opptrer. Når altså elektronene uten avbøyning treffer planet z = zs i punktet 1, så er dette i første tilnærmelse også bare tilfelle ved små avbøyninger.

For fullstendighets skyld skai bemerkes at K er en konstant.

Blir også leddene i uttrykkene for Hx, Hy og Hz, som i x, y og x', y' er kvadratiske, trukket inn i beregningen, så får man at avbøyningen som avviker fra den i første tilnærmelse fundne avbøyning Y, som således for planet z = Zs siden betegnes som Ys, og likeså får man for avbøyningen i x-retningen avvikelser fra den i første tilnærmelse fundne avbøyning X = Xs.

Disse avvikelser A x og A y, får i det tilfelle at den uavbøyede bunt når punktet

idet x's og y's er de i første tilnærmelse opp-tredende retningskoeffisienter på stedene x = o, y = o, z = zs og de forskjellige koeffisienter a og (3 er integralfunksjoner av Hn og H2.

De av åpningsvinkelen lineært avhengige ledd forårsaker astigmatiske- og bilde-krumningsfeil. De av åpningsvinklene 3 kvadratisk avhengige feil danner koma, mens forvrengningen er uavhengig av åpningsvinkelen.

For astigmatisme og bildekrumning gjelder altså:

eller tydeligere i polkoordinater: I hvor r er avstanden til z-aksen og $ er vinkelen med x-aksen for ledestrålen av et foran avbøyningsfeltet liggende punkt x0y0z0. En bekjempelse av $ gir en ellipse med den halve akse Elektronene i det ytre omfang av bunten med en radius r, som altså før gjennom-løpingen av avbøyningsfeltet konvergerer i det samme punkt, danner deretter en ellipse. Strålene i en bunt skjærer hverandre to ganger i en linje, i det sagittale og i det meridionale bildeplan. Mellom disse to linjer opptrer et eller annet sted et sirkelformet tverrsnitt, nemlig i planet for den midlere bildekrumning. Krumningen av det sagittale bildeplan er i første tilnærmelse ,og i det meridionale bildeplan og i planet for den midlere bildekrumning

Avbildningen kalles anastigmatisk, når disse plan faller sammen, altså når a1 = |32. Nå er:

Vil man velge at = |32, så kan dette skje ved at man foretar det riktige valg av størrelsen og fortegnet av H9, Den ved ■

betingede bildekrum-

ning kan ikke bekjempes, da også at + |32 må være = o. I denne sum forekommer ikke lenger integralet med H2 og de andre ledd er alltid tilsammen positive.

Derav følger at det ikke er mulig å bygge et avbøyningsspolesystem som lar en i ikke avbøyet tilstand konvergerende bunt etter avbøyningen alltid konvergere i et flatt plan, så lenge bunten har et hvilket som helst tverrsnitt.

En første erkjennelse som ligger til grunn for oppfinnelsen er et slikt valg av bunttverrsnittet at det allikevel er mulig så lenge det gjelder astigmatisme og koma, å oppnå en flat konvergensflate. I den hen-sikt velges en bunt med rektangulært tverrsnitt. I et trefargefjernsynsrør blir de tre elektronstrålekilder, f. eks. anordnet i en linje, idet denne linje faller sammen med en av avbøyningsretningene. De tre stråler danner da sammen bare en båndformet bunt.

Velges båndformen i y-retningen, som vist i fig. 2, hvor de tilsvarende deler er forsynt med samme henvisningstegn som i fig. 1, så er for samtlige punkter av bunten 0 praktisk talt lik 90°, slik at den ovenfor av-ledede avvikelse A x i planet z = zs alltid er null. Lengden av den meridionale avbildning 13 ifølge fig. 1, som ligger noe foran planet z = zs, er derfor ved avbildningen 13 ifølge fig. 2, allerede minsket praktisk talt til null. For oppnåelse av et flatt konver-gensplan er det da bare nødvendig at det meridionale bildeplan er et flatt plan, altså at |32 = o. Det skal dog bemerkes, at den korte lengde som den meridionale avbildning 13 ennu har, er betinget av bredden av den båndformige bunt.

Skulle man ha valgt båndformen i x-retningen, så måtte avbøyningen i y-retningen sørge for at a{ = o, hvilket ville-føre til et flatt sagittalt bildeplan.

For den avbøyningsspole som bevirker avbøyningen i retningen parallelt med den største tverrutstrekning av den båndformige bunt, må det meridionale bildeplan derfor være et flatt plan, mens for den av-bøyningsspole som bevirker avbøyningen i retningen loddrett på den største tverrutstrekning, må det sagittale bildeplan bli et flatt plan.

I uttrykket (2) for |32 er første integral positivt, slik at det annet integral må være negativt, for at (32 = o. Dette betyr at H„ må være overveiende positiv over spole-lengden, da avbøyningen Y ved et positivt felt i x-retningen, er negativ. Forløpet av H2 som funksjon av z kan være forholdsvis vilkårlig, forutsatt at verdien av integralet derved forblir konstant. Det største bidrag til integralet blir frembrakt ved verdier av stort H2 ved høye verdier av z, altså i den ende av spolesystemet som vender mot bildeskjermen, da såvel Y som (z-zs)<2> tiltar kvadratisk i forhold til z. På disse spole-ender må altså H2 være gjennomsnittlig positiv.

For avbøyningsspolesystemet for den annen avbøyningsretning i tilfellet i fig. 2, altså i x-retningen, må at velges = o. På grunn av lignende overveielser er det klart at størrelsen H2 for dette avbøyningssystem i den ende av spolen som vender mot bildeskjermen, må være overveiende negativ.

Tilfredsstiller det fullstendige avbøy-ningssystem de hittil stilte fordringer så opptrer ved avbøyningen i x-retningen og også ved avbøyning i y-retningen, ingen merkbar astigmatisme. Til overmål skal bemerkes at der på denne måte oppnås et flatt bildeplan, slik at det ikke lenger er nødvendig å endre styrken av fokuseringsfeltet som funksjon av avbøyningsampli-tuden.

Som allerede angitt, består ennu en viss frihet i forløpet av H2 som funksjon av z.

Disse omstendigheter kan man gjøre bruk av for å overvinne eller i det vesent-lige minske komafeilene.

De sistnevnte er betinget av ligningen

I polkoordinatet blir disse formler som følger:

For overvinnelse av komafeilene vil i almindelighet a7, ps og pG måtte være lik null. Er imidlertid elektronstrålekildene anordnet i en linje i y-retningen, så er cos <D = o for den i y-retningen avbøyende spole og sin <I> = o for den i x-retningen avbøyende spole.

Ax er altså alltid null, mens Ay blir null når (30 = 0 for avbøyningsspolen i y-retningen eller |3r, = o for avbøyningsspolen i x-retningen. Nu er

Det fremgår at p„ og (35 blir liten nok til ikke å gi noen merkbar forstyrrelse, når

For å gjøre det siste integral lik null, er det tilstrekkelig i første omgang når in-zs tegralet fra / H2 dz er nesten null over

zo

spolens lengde.

Den spole som avbøyer i y-retningen og for hvilken H2 for overvinnelse av astigmatismen, må være overveiende positiv i den spoleende som vender mot skjermen, må for overvinnelse av koma ha en overveiende negativ H2-veri i den annen spoleende.

Det motsatte gjelder for den spole som

avbøyer i x-retningen.

De to avbøyninger er hittil omtalt en-keltvis. I praksis foregår avbøyningen sam-tidig i begge retninger. Det viser seg da at uttrykkene for avvikelsene Ax og Ay, blir noe mer utvidet.

Astigmatismen beskriver man ved lig-ningene:

Her er Xs og Ys avbøyningene av første orden i planet z = z3 i x- og y-retningen.

A-koeffisientene er integralfunksjoner av størrelsene H0 n og H2 n (altså H0 og H2

for spolen II, som avbøyer i x-retningen) og B koeffisientene er integralfunksjoner av størrelsene H0 , og H2 , (altså H0 og H2 for spolen I, som avbøyer i y-retningen.)

Er den største tverrutstrekning av den båndformede bunt igjen parallell med y-aksen, altså $ =90°, så får man for astigmatismen:

Nu er B4, B7 og A5, A8 de samme integralfunksjoner som (32, |33 og ap p6, slik at de samme fortegn og verdier for størrelsen H2 er som tidligere nødvendig, for at B4, A3, A8 og B7 skal bli liten eller null.

Den eneste tilleggsfordringen som opp-står som følge av den samtidige avbøyning i to retninger, består i at: AG + BG == o. Nå er.

De første tre integraler tilsammen le-verer ved de vanlige dimensjoner av elektronstrålerør og avbøyningsspolesystemer, alltid et negativt bidrag. Begge de siste ledd, som inneholder verdiene H2 n og H2 j må derfor sammen yde et positivt bidrag. I de siste to integraler spiller verdien av H2 igjen hovedrollen i den spoleende som vender mot bildeskjermen. Det er allerede nødvendig at Hg TI i denne spoleende er negativ og H2 j positiv. Det første av de to integraler blir da altså positiv (da avbøy-ningen Y ved et positivt felt er negativ i x-retningen) og det annet integral inn-befattet minustegnet, blir negativt. Skal summen av de to integraler være positiv, så må i vedrørende spoleende altså i nær-heten av bildeskjermen z = zs, absolutt-verdien av H2 n være høyere enn absolutt-verdien av H2 v

Elektronstrålerøret 21 i fig. 3 har tre i og for seg kjente og bare skjematisk viste elektronstrålekilder for frembringelse av tre elektronstråler 22, 23 og 23.

Disse elektronstråler gjennomløper på sin vei til bildeskjermen 25 feltet av en bare skjematisk vist fokuseringsspole 26 av kjent type før de når avbøyningsspolesy-stemet. Avbøyningsspolesystemet består av spolehalvdelparet 27a og 27b for av-bøyning av bunten i loddrett retning (y-retningen) og det annet i fig. 4 viste således valgt at størrelsen h =

målt ved den enden av spolehalvdelen som ligger nærmest rørets billedskjerm 25, er positiv. Denne størrelse h danner for den be-skrevne SDoleform en riktig tilnærmelse av kvotienten

I fig. 7 er på grunnlag av et snitt gjennom en vilkårlig avbøyningsspole i et plan vinkelrett på rørets akse angitt betydnin-gen av vinkelen i|> og radien R.

Spolehalvdelene består på vanlig måte av flere innbyrdes isolerte tråder som tilsammen danner viklingene 29a og 29b. Den annen spolehalvdel består av viklingene 30a og 30b. Med s-streket linje er angitt at 29a og 29b er forbundet med hverandre på forsiden og baksiden av spolen på samme måte som 30a og 30b. Av figuren fram-går det at spolen ikke omslutter røret full-stendig og at den del som ikke er omsluttet, tilsammen er lik 4i|j.

Når rørhalsen er sylindrisk, ligger viklingene på rørets hals eller på en flate som er konsentrisk med rørets hals, slik at avstanden R fra midten av viklingen til rørhalsens akse er konstant for hele spolens lengde. Dette er tilfelle for spolene som er vist i fig. 3 og 4. Verdien av vinkelen \\ > endrer seg imidlertid som følge av den asymmetriske form og som således har en forskjellig verdi for forskjellige tverrsnitt av spolen.

For spolehalvdelene 27a og 27b må stør-relsen av h ved enden 31 være positiv, hvilket betyr at vinkelen i|> på dette sted er større enn 30°.

For spolehalvdelene 28a og 28b må h ved enden 32 likeledes på den side som er nærmest billedskjermen 25 være negativ, slik at vinkelen for disse spolehalvdeler på dette sted må være mindre enn 30°.

På samme tid må den numeriske verdien av h for spolehalvdelene 28a og 28b på stedet 32 være større enn den numeriske verdi av h for spolehalvdelene 27a og 27b på stedet 31.

Når spolene er anordnet på sylinder-

flater, slik som det her er antatt, så har f. eks. spolehalvdelene 27a en utbrettet form som vist i fig. 5 og spolehalvdelene 27a en form som vist i fig. 6.

I figurene 5 og 6 vises med strekede linjer den stilling som de lederne i spolehalvdelene som er beregnet for avbøyning må innta når h skulle ha en verdi null over hele spolens lengde, hvilke linjer således tilsvarer en vinkel \ p på 300°.

Når de to spoler 27a, 27b og 28a, 28b ligger på konsentriske flater, så følger av fordringene at den numeriske verdi av h for spolen 28a, 28b i vedkommende ende må være større enn for spolen 27a, 27b, dvs. at spolehalvdelene 28a, 28b må ha en vik-ling med sterkere trapesform enn spolehalvdelene 27a, 27b.

Omgir spolene ikke en sylindrisk del av rørhalsen men en helt eller delvis kegle-formet flate, så endres i størrelsen h =

ikke bare vinkelen cp i lengde-

retningen for spolen, men også radien R. Også da må de nevnte betingelser opp-fylles.

Ved hjelp av et elektronstrålerør med den ovenfor nevnte avbøyningsanordning blir utstrekningen av avsøkningsflekken på skjermen 25 i y-retningen konstant og mindre enn bredden av stripene 22. I x-retningen, dvs. i stripens 22 lengderetning er utstrekningen av avsøkningsflekken som følge av astigmatisme tilnærmet avhengig av avbøyningsvinkelen.

For fullstendighets skyld skal bemerkes at formen av spolehalvdelen er avhengig av radien R, av lengden z,—zo for spolehalvdelene og av avstanden z^.

Betegner man den i fig. 7 viste vinkel i|> for spolehalvdelene i fig. 5 på stedet z0 med og på stedet z, med og for spolehalvdelene i fig. 6 på stedet zo med i|>8 og på stedet z, med \\! t, så er de vanlige verdier:

Ved en radius av spolen på 3 cm, en spolelengde på 12,5 cm og en avstand zs

Det er viktig å gjøre oppmerksom på at spolehalvdelene også i enden har en endelig tykkelse, slik at z0 og z1 tilsvarer midten av viklingen.

Fig. 8 viser en ytterligere utformning av avbøyningsspoleanordningen. Her skal også antas at lengderetningen av stripene

22 på rørets billedskjerm strekker seg i x-i<*>etningen.

Halsen på de ikke viste elektronstrålerør er omgitt av to ringer 33 og 34 av ferromagnetisk materiale og er anordnet etter hverandre i retning av røraksen. På rin-gene er viklet et antall ringformede spoler. Avbøyningsspoleanordningen for avbøyning i x-retningen består av fire spoler på ringen 33 og fire spoler på ringen 34. Da fig. 8 viser et sideriss i x-retningen, er på figuren bare vist to spoler 35 og 36 på ringen 33. Disse spoler er likeledes vist i fig. 9a hvor ringen 33 er sett forfra i z-retningen. Fig. 9a viser også stillingen av de to ytterligere spoler 37 og 38 i den første gruppe av fire. Fig. 8 viser likeledes to spoler 39 og 40 på ringen 34. Fig. 9b viser ringen 34 sett forfra i z-retningen, hvor forøvrig også spolene 41 og 42 i dette andre settet på fire spoler er synlig. I figurene 9a og 9b er også angitt elektronstrålekilden 23 for strålen. Spolene er forbundet med hverandre på en måte som skal forklares nærmere i det følgende. Som følge derav gjennomstrømmes spolene 35, 36, 37 og 38, som er anordnet på ringen 33, av en strøm hvis retning i figurene ga og gb er angitt for hver spole på innsiden av ringen med et kryss (+) når strømmen flyter i retning av den positive z-akse og i form av et punkt (.) når strømmen flyter i retning av den negative z-akse. Strømmen flyter således gjennom to diametralt overfor hverandre liggende spoler 36 og 37 eller 35 og 38 eller 39 og 42 eller 40 og 41 i motsatt retning. Slike diametralt overfor hverandre liggende spoler på ringen 33 er anordnet i plan som danner en vinkel mindre enn 30° med planet y = 0, i foreliggende tilfelle 25°, og på ringen 34 danner en vinkel på mer enn 30°, i foreliggende tilfelle 43°, med planet y — 0. Størrelsen av H2 for fire sammen-hørende spoler bestemmes igjen ved stør- relsen

- hvor \\ > betegner

den halve spisse vinkel mellom to spoler med samme strømretning og er f. eks. i fig. 9a lik 25°. Da hver spole er viklet toroidformet og da spolens lengste akse er tilnærmet parallell med z-aksen, er vinkelen \\) konstant og ikke noen funksjon av z, slik som tilfellet var for de trapes-formede spoler ifølge figurene 3—7. Hvis = 30°, så er h = 0 og som følge derav H2 = 0. Når vinkelen i|j er mindre enn 30°, er H2 positiv.

Den fullstendige avbøyningsspole for avbøyning i x-retningen består således av en del som vender fra skjermen, nemlig ringen 33 med spolene 35, 36, 37 og 38, hvor H2 er positiv og en del som vender mot skjermen, nemlig ringen 34 med spolene 39, 40, 41 og 42, hvor H2 er negativ.

På de samme ringer 33 og 34 er også anordnet en spoleanordning for avbøyning i y-retningen. På ringen 33 er anordnet fire spoler 45, 46, 47 og 48 hvorav bare to er vist i fig. 8, nemlig 45 og 46, og som for ikke å forveksles med den andre spoleanordningen er vist streket.

Fig. 10a viser ringen 33 sett forfra i z-retningen og fig. 10b viser ringen 34. På ringen 34 befinner det seg fire spoler 49, 50, 51 og 52.

Også for denne spoleanordnings deler

er størrelsen H9 bestemt av uttrykket h =

Da vinkelen i|> er halvparten av vinkelen mellom to spoler med samme strøm-retning, er denne vinkel på figurene 10a og 10b angitt på fig. 10a lik 33° og i fig. 10" lik 20°.

Den del av spoleanordningen som er anordnet på ringen 33 har en negativ verdi for H2, og den del som er anordnet på ringen 34 har en positiv verdi av H2.

Som følge derav er den fordring opp-fylt, at avbøyningsanordningen for avbøy-ningen vinkelrett på retningen av stripene, dvs. i y-retningen (spoleanordningen ifølge fig. 10a og 10b) på den side som vender mot billedskjermen har H2 en overveiende positiv verdi, mens den andre avbøynings-anordning for x-retningen (spoleanordningen ifølge fig. 9a og fig. 9<b>) har på den side som vender mot billedskjermen en overveiende negativ verdi for H2.

Størrelsen for denne H2-verdi kan endres på den måte at vedkommende vinkel endres. Dessuten kan H2-verdien også endres ved at ampere-vindingstallet for spoleanordningen på ringen 33 og amperevin-dingstallet for spolene på ringen 34 gis egnede dimensjoner. På denne måte er det også mulig å gjøre den numeriske verdi for H2 for spoleanordningen på den. side som vender mot skjermen for avbøyning i x-retningen større enn den numeriske verdi av H2 for spoleanordningen på den side som vender mot skjermen for avbøyning i y-retningen.

Som eksempel skal nevnes at med en spoleanordning ifølge figurene 8, 9a, 9b, 10a og 10b med de der angitte vinkler ty er oppnådd en avbildning som ikke hadde noen merkbar astigmatisme ved følgende dimensjoner i y-retningen.

Antall amperevindinger i spolene 45, 46, 47, 48 og 49, 50, 51, 52 forholdt seg til hverandre som 8:5, og amperevindingstal-let for spolene 35, 36, 37, 38 og 39, 40, 41 og 42 forholder seg til hverandre som 5:2. Spolenes diameter, dvs. det midtre lag av spolen, var 70 mm. Den samlede lengde av spoleanordningen, dvs. fra punktet 53 til punktet 54 i fig. 8 var 60 mm og avstanden fra midten av spoleanordningen til skjermen var 350 mm.

I fig. 11 viser et utførelseseksempel forbindelsen av spolene i anordningen for avbøyning i y-retningen. Derved er spolene 45, 46, 47 og 48 på ringen 33 koplet i serie med hverandre, idet der naturligvis er sørget for at hver av delene er således forbundet at strømretningen i hver spole har den riktige polaritet i retning av z-aksen. Også de' på ringen 34 anordnede spoler 49, 50, 51 og 52 er koplet i serie med hverandre. Hver seriekopling inneholder hver sin halvdel av en spole 55 med en forskyvbar kjerne 56. De således dan-nede seriekoplinger er koplet parallelt med hverandre mellom tilkoplingsklemmene 57 og 58, for tilførsel av en sagtannformet strøm. Ved forskyvning av kjernen 56 kan strømfordelingen mellom de to parallelle grener endres, idet således amperevindings-tallet for den del av anordningen som er på ringen 33 kan endres i forhold til am-perevindingstallet for den del som er anordnet på ringen 34. Spolen 55 er således anordnet at den ikke påvirker avbøyningen av strålen.

Ved koblingsanordningen ifølge fig. 12 ligger spolene 45, 46, 47 og 48 i den ene gren og spolene 49, 50, 51 og 52 i den annen gren av en brokopling. Den tredje gren består av en halvdel av en spole 59 og den fjerde gren av den andre halvdel av spolen 59, som også her er innstillbar ved hjelp av en kjerne 60. En diagonal 63 i broen er koplet mellom midten av spolen 59 og forbindelsespunktet mellom de to grupper på fire spoler. Den annen diagonal i broen blir over klemmene 61 og 62 tilført en sagtannformet strøm. Når brokoplingen befinner seg i likevekt, hvilket kan inn-stilles med kjernen 60, er diagonalen 63 strømløs, og den samme strøm flyter gjennom begge spolesettene. Faller broen ut av likevekt, så flyter der en større strøm i det ene spolesettet. Også her er spolen 59 således anordnet at den ikke har noen inn-flytelse på strålens avbøyning.

Claims (8)

1. Elektronstrålerør med en tilnærmet plan bildeskjerm som strekker seg tilnærmet vinkelrett på rørets akse, og med en avbøyningsspoleanordning for avbøyning av strålen i to tilnærmet vinkelrett på hverandre forløpende retninger, i hvilket rør elektronstrålen etter å ha passert et fokuseringsfelt har et tilnærmet sirkulært tverrsnitt ved begynnelsen av avbøynings-spoleanordningen, og hvor dimensjonen av elektronstrålens avsøkningsflekk på bildeskjermen i en av avbøyningsretningene er tilnærmet konstant over hele den avsøkte del av bildeskjermen, karakterisert ved at det «meridionale» bildeplan for den ene av-bøyningsretning, dvs. det bildeplan i hvilken der frembringes en linjef ormet avbildning av strålen, og hvor denne avbildning står vinkelrett på avbøyningsretningen, faller tilnærmet sammen med skjermflaten, og at det «sagitale» bildeplan for den annen avbøyningsretning, dvs. det bildeplan i hvilken der frembringes en linjef ormet avbildning av strålen og hvor denne avbildning forløper parallellt med denne andre av-bøyningsretning, likeledes faller tilnærmet sammen med skjermf laten.

2. Elektronstrålerør ifølge påstand 1, hvor rørets akse faller sammen med z-aksen i et rettvinklet koordinatsystem, og elektronstrålens avbøyning skjer i dette sy-stems x- og y-akser, og rørets bildeskjerm er forsynt med lysstofff i striper hvis lengderetning forløper parallelt med x-aksen og x-komponenten hos y-retningens avbøy-ningsfelt målt i planet x = 0 bestemmes av en potensrekke av y<2> av formen ningsfeltets y-komponenter målt i x-retningen bestemmes i planet y = 0 av en potensrekke av x<2> av formen koeffisientene H0I, <H>0II, <H>2I og H2TI er avhengig av z, karakterisert ved at verdien av H2I/Hni ved den ende av avbøynings-spoleanordningen som ligger nærmest bildeskjermen er overveiende positiv, og at verdien av <H>2I[/<H>0II ved den samme ende er overveiende negativ, slik at den numeriske verdi av H2II/Hon er større enn verdien av H2T/HnI.

3. Elektronstrålerør ifølge påstand 1 eller 2, med en avbøyningsspoleanordning som inneholder et første par spolehalvdeler som ligger diametralt overfor hverandre og som omgir rørets hals for avbøyning i den ene retning og et annet 90° i forhold til det første par forskjøvet par spolehalvdeler som omgir halsen og som også ligger diametralt over for hverandre for avbøyning i en retning tilnærmet vinkelrett på den første avbøyningsretning, karakterisert ved at spolehalvdelene i det første par er således utformet at størrelsen målt i den ende som ligger nærmest bildeskjermen er positiv, og spolehalvdelene i det annet par er således utformet at stør-relsen h i den tilsvarende ende er negativ, og at den numeriske verdien av den siste størrelsen h er større enn verdien av den første størrelse h, idet er lik en fjerdedel av den vinkel av rørhalsen som ikke om-sluttes av et par spolehalvdeler, og R er lik krumningsradien for et slikt par.

4. Elektronstrålerør med en avbøy-ningsanordning ifølge påstand 1 eller 2, karakterisert ved at rørhalsen er omgitt av en første og en annen ring av ferromagnetisk materiale og den annen ring er anordnet nærmere rørets bildeskjerm enn den første ring, idet den del av avbøyningsanordnin-gen som tjener til avbøyning av elektronstrålen i den ene retning inneholder et første sett av fire ringformig viklete spoler på den første ring og et annet sett av fire ringformig viklete spoler på den annen ring, og den del av avbøyningsanordningen som tjener til avbøyning av elektronstrålen i den annen retning inneholder et tredje sett av fire ringformig viklete spoler på den første ring og et fjerde sett av fire ringformig viklete spoler på den annen ring, idet spolene i hvert sett er delt i to par og de to spoler i hvert par er viklet diametralt overfor hverandre på ringen og viklingsretningen og tilkoplingen av spolene er slik at avbøyningsstrømmen i en spole strømmer i motsatt retning av av-bøyningsstrømmen i den diametralt overfor liggende spole i samme par.

5. Elektronstrålerør med en avbøy- ningsspoleanordning ifølge påstand 4, ka rakterisert ved at den radiale vinkel mellom to spoler i et sett, hvori avbøyningsstrøm-men i vedkommende to spoler flyter i samme retning, for det første settet av fire spoler er større enn 60°, for det annet settet er mindre enn 60°, for det tredje settet er mindre enn 60° og for det fjerde settet en større enn 60°.

6. Koplingsanordning for en avbøy-ningsanordning for et elektronstrålerør ifølge påstand 4 eller 5, karakterisert ved at de to sett på hver fire spoler som sammen bevirker avbøyning i en retning, er således koplet mellom strømtilførselsklem-mene for avbøyningsstrømmen at strøm-men i et sett kan endres i forhold til strøm-men i det andre settet.

7. Koplingsanordning ifølge påstand 6, karakterisert ved at en av strømtilførsels-klemmene for den del av avbøyningsspole-anordningen som tjener til avbøyning av elektronstrålen i den ene retningen, er forbundet med et uttak på eri regulerbar impedans hvis ene ende er forbundet med en ende av en seriekopling av et sett spoler for denne del av avbøyningsspoleanordningen og hvis andre ende er forbundet med en seriekopling av det andre settet spoler for denne del av avbøyningsspoleanordningen, mens de andre ender av de to seriekoplinger er forbundet med den annen strømtil-førselsklemme.

8. Koplingsanordning ifølge påstand 6, karakterisert ved at der mellom strømtil-førselsklemmene for den del av avbøynings-spoleanordningen som tjener til avbøyning av elektronstrålen i den ene retningen, er anordnet en seriekopling av et sett på fire spoler for denne del av avbøyningsspole-anordningen i serie med en seriekopling av det andre settet på fire spoler for denne del av avbøyningsspoleanordningen, at der mellom disse strømtilførselsklemmer også er koplet en regulerbar impedans, og at forbindelsespunktet for de to sett er forbundet med et uttak på impedansen.