DE3125977A1

DE3125977A1 - Elektromagnetfokussier-kathodenstrahlroehre

Info

Publication number: DE3125977A1
Application number: DE19813125977
Authority: DE
Inventors: Kyohei Fujisawa Fukuda; Kuniharu Osakabe; Isao Mobara Yoshimi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1980-07-02
Filing date: 1981-07-01
Publication date: 1982-03-04
Also published as: US4439710A; DE3125977C2; GB2079530A; GB2079530B

Description

HITACHI₅ LTD., Tokyo, Japan.

Elektromagnetfokussier-Kathodenstrahlröhre

Die Erfindung oezieht sich auf eine Verbesserung bei einer Elektromagnetfokussier-Kathodenstrahlröhre und insbesondere auf eine Verbesserung ihrer Konvergenzcharakteristik und ihrer Fokussiercharakteristik.

Fig. 1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Hauptteils einer herkömmlichen typischen Elektromagnetfokussier-Kathodenstrahlröhre mit in einer Reihe angeordneten Elektronenschleuder^ und einem äußeren Magnet, wobei drei Elektronenschleudern in einer Reihe vorliegen und ein zylindrischer Dauermagnet an einem Außenumfang eines Halsteils der Röhre angeordnet ist, Fig. 2a zeigt eine Schnittdarstellung nach einer zu der von Fig.l senkrechten Ebene^ und Fig. 2b zeigt eine Schnittdarstellung nach der Linie Hb-IIb in Fig. 1.

In diesen Figuren erkennt man einen Röhrenkolben 1, Kathoden 2, eine erste Gitterelektrode 3, eine zweite Gitterelektrode 4, eine dritte Gitterelektrode 5, ein Paar jj von magnetischen Jochen 6a, 6b aus hochpermeablem magnetischen Material, wie z. B. sehr wenig Kohlenstoff enthaltendem Flußstahl, wobei das magnetische Joch 6a an der Seite zu den Kathoden 2 angeordnet ist und das magnetische Joch 6b an der Seite zu einem (nicht dargestellten) Leuchtschirm angeordnet ist, und eine auf der Innenwand des Kolbens 1 abgeschiedene innere leitende Schicht 8. Die leitende Schicht 8 und das magnetische Joch 6b sind durch leitende Streifen 7 elektrisch miteinander verbunden.

Man erkennt weiter einen zylindrischen Dauermagnet 9, der außerhalb der Röhre an einer Stelle angeordnet ist, die einem Spalt 6g entspricht, der zwischen den magnetischen Jochen 6a und 6bijebildet ist. Eine Mehrzahl von Sockelleitern 10 ist mit den Elektroden im Kolben 1 verbunden, obwohl die Verbindung nicht dargestellt ist. In Fig 2a erkennt man Elektrodenhaltekörper 11, die gewöhnlich aus Glas bestehen. Der mittlere Elektronenstrahl ist mit 12b, und die Seitenelektronenstrahlen sind mit 12a und 12c bezeichnet. Man erkennt schließlich strahlendurchlässige Öffnungen 14a, 14b und 14c, die in den magnetischen Jochen 6a und 6b ausgebildet sind, und üblicherweise aus ferromagnetischem Material bestehende Teile Die magnetischen Joche 6a und 6b sind durch (nicht dargestellte) nichtmagnetische Metallbandteile verbunden.

In der so aufgebauten Elektromagnetfokussier-Kathodenstrahlröhre läuft jeder der drei Elektronenstrahlen 12a, 12b und 12c, die von den Kathoden 2 ausgehen, durch die erste

Gitterelektrode 3 und die zweite Gitterelektrode 4 und wird unter Bildung eines Einschnürungs- bzw. Kreuzungspunktes fokussiert, der im wesentlichen ein Bild der zugehörigen Kathode ist. Danach wird jeder Strahl durch ein an die leitende Schicht 8 angelegtes Anodenpotential beschleunigt und läuft durch eine Vorfokussier-Elektronenlinse 13, die durch die zweite Gitterelektrode 4 und die dritte Gitterelektrode 5 gebildet ist, und läuft dann durch eine Hauptfokussiermagnetlinse 15, die im Spalt 6g zwischen den als Paar angeordneten magnetischen Jochen 6a und 6b gebildet ist, und erreicht schließlich denjLeuchtschirm.

Die als Paar angeordneten magnetischen Joche 6a und 6b absorbieren die Magnetflüsse, die innerhalb des zylindrischen Dauermagneten 9 erzeugt sind, der in einer Richtung der Röhrenachse Z magnetisiert ist, so daß dasjJoch 6a äquivalent in einen S-PoI magnetisiert wird, während das Joch 6b äquivalent in einen N-PoI magnetisiert wird. Als Ergebnis wird ein in Fig.2c durch gestrichelte Linien angedeutetes magnetisches Fokussierfeld in und um kleine Zylinder gebildet/ die im Spalt 6g durch die öffnungen 14a, 14b und 14c der magnetischen Joche 6a und 6b definiert sind. Der Dauermagnet 9 ist angeordnet, um eine bestimmte Relativlage zum Spalt 6g der als Paar angeordneten magnetischen Joche 6a und 6b einzuhalten, so daß sich das magnetische Fokussierfeld gleichmäßig verteilt.

Als Ergebnis werden die durch die beiden magnetischen Joche 6a und 6b durchgegangenen Elektronenstrahlen 12a, 12b und 12c in einer in Fig. 2c gezeigten Weise fokussiert,

_ 9 —

so daß sie Einschnürungs- bzw. Kreuzungsbildpunkte auf dem Leuchtschirm bilden, und die drei Elektronenstrahlen 12a, 12b und 12c konvergieren an einer Stelle auf dem Leuchtschirm (statische Konvergenz).

Jedoch entstehen in der Elektromagnetfokussier-Kathodenstrahlröhre des oben beschriebenen Typs, da das Fokussiermagnetfeld örtlich nicht auf den Spalt 6g zwischen den magnetischer^''Jochen 6a und 6b begrenzt ist, magnetische Streufelder um das der Kathode und dem Leuchtschirm zugewandte Jochpaar j>, die die statische Konvergenzcharakteristik und die Form des Strahlpunktes ungünstig beeinflussen, was zu einer Verschlechterung der erhaltenen Bildabbildung führt und ein magnetisches Ablenkfeld stört, das durch (nicht dargestellte) Ablenke

en

mittel erzeugt wird, um eiir Bildbereich oder ein abgebildetes Bild auf dem Leuchtschirm zu drehen. Im einzelnen muß für das nur durch den Dauermagnet 9 erzeugte Magnetfeld eine Magnetfeldkomponente B in der Richtung der Röhrenachse die folgende Gleichung erfüllen:

J.

B„dZ = 0

Nach einem von den Erfindern durchgeführten Versuch verteilt sich die axiale Magnetfeldkomponente B„, wie in . Fig. 3 gezeigt ist, wo eine durch eine Kurve Ia dargestellte Verteilung die des magnetischen Fokussierfeldes ist, das im Spalt 6g zwischen den magnetischen Jochen 6a und 6b erzeugt ist, und die durch die Kurven Ib und Ic dargestellten

- ίο -

Verteilungen diejenigen der magnetischen Streufelder sind, die an der Kathodenseite und an der Leuchtschirmseite vorliegen. Durch die Art des durch die obige Gleichung definierten Magnetfeldes ist es fast unmöglich, nur die magnetischen Streufelder zu verringern. Das an der Kathodenseite vorliegende magnetische Streufeld wirkt auf den von den Kathoden 2 zum Leuchtschirm abgegebenen Elektronenstrahl unter Erzeugung einer zur Achse der Röhre senkrechten Lorentz-Kraft, so daß die Orte der Seitenstrahleh 12a und 12c von ihren Mittelachsen abgelenkt werden, was zu einer Coma-Abweichung führt, die die Fokussiercharakteristxk merklich verschlechtert. Andererseits verschlechtert der magnetische Streufluß auf der Leuchtschirmseite die Rechtwinkligkeit auf dem Schirm und die Konvergenzcharakteristik.

Außerdem sind Ln der Elektromagnetfokussier-Kathodenstrahlröhre des oben beschriebenen Typs, wenn der Dauermagnet in der Richtung der Röhrenachse etwas verschoben wird, die Magnetflüsse im Spalt 6g zwischen den Jochen 6a und 6b nicht parallel zur Röhrenachse, so daß zu den Seitenstrahien 12a und 12c senkrechte Magnetfeldkomponenten auftreten, die eine merkliche vertikale Änderung der statischen Konvergenz veru isachen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektromagnetfokussier-Kathodenstrahlröhre zu entwickeln, bei der das Auftreten der magnetischen Streufelder weitestgehend unterdrückt wird, um die durch die magnetischen Streufelder hervorgerufenen Probleme zu überwinden.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist eine Elektromagnetfokussier-Kathodenstrahlröhre mit

- Ii -

einer Elektronenschleudereinheit und einer Einrichtung zur Bildung eines magnetischen Fokussierfeldes, die in Kombination einen Dauermagnetkörper und eine an einer Seite der Elektronenschleudereinheit innerhalb der Röhre angeordnete Magnetmaterialgruppe enthält, die eine Mehrzahl von elektronenstrahldurchlässigen, sich sämtlich in der Richtung der Röhrenachse erstreckenden öffnungen aufweist, mit dem Kennzeichen, daß die Magnetmaterialgruppe mehrere· Paare von Magnetmaterialstücken aufweist, wobei die Magnetmaterialstücke in jedem Paar einander in der Richtung der Röhrenachse mit einem dazwischen gebildeten Spalt gegenüberliegen, und daß der Dauermagnetkörper und die mehreren Paare von Magnetmaterialstücken derart angeordnet sind,daß magnetische Fokussierfeider mit in der Richtung der Röhrenachse zueinander umgekehrten Richtungen in den einzelnen, zu benachbarten der Materialmaterialstückpaare gehörenden Spalten gebildet werden.

Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert; darin zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung eines Hauptteils einer herkömmlichen typischen Elektromagnetfokussier-Kathodenstrahlröhre mit in einer Reihe angeordneten Elektronenschleudern und einem äußeren Magnet;

Fig. 2a eine Schnittdarstellung nach einer zu der
in Fig. 1 senkrechten Ebene;

Fig.2b eine Schnittdarstellung nach der Linie Hb-IIb
in Fig. 1;

Fig. 2c einen Teil der in Fig. 1 gezeigten Schnittdarstellung zur Veranschaulichung einer
Elektronenstrahl-Fokussierfunktion;

Fig. 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung von Versuchsdaten einer Magnetfeldkomponente B längs
der Röhrenachse in dem in Fig. 1 gezeigten Aufbau;

Fig. 4 eine Schnittdarstellung eines Hauptteils einer Elektromagnetfokussier-Kathodenstrahlröhre mit äußerem Magnet gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 5 die Beziehung zwischen einer Magnetjochanordnung und der Verteilung der Magnetfeldkomponente B_ im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4;

Fig. 6 eine Schnittdarstellung eines Hauptteils einer Elektromagnetfokussier-Kathodenstrahlröhre
mit äußerem Magnet nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII in Fig. 6;

Fig. 8 ein Diagramm der Versuchsdaten der Magnetfeldkomponente B₁₇ auf der Röhrenachse im Ausführungsbeispiel nach Fig.6;

Fig. 9 ein Diagramm der Versuchsdaten einer Magnetfeldkonponente B^ auf der Seitenelektronenstrahlachse im Ausführungsbeispiel nach Fig. 6;

Fig. 10 eine Schnittdarstellung eines Hauptteils

einer Elektromagnetfokussier-Kathodenstrahlröhre nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, die einen Dauermagnetkörper für einen Außenmagnettyp oder einen Dauermagnetkörper und ein Magnetjoch in Kombination für einen Innenmagnettyp zeigt;

Fig. 11 eine Schnittdarstellung eines Hauptteils einer Elektromagnetfokussier-Kathodenstrahlröhre nach noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, die einen Dauermagnetkörper für einen Außenmagnettyp oder einen Dauermagnetkörper und ein Magnetjoch in Kombination für einen Innenmagnettyp zeigt;

Fig.12a und 12b Abwandlungen des Ausführungsbeispiels nach Fig. 10; und

Fig. 13a und 13b Abwandlungen des Ausführungsbeispiels nach Fig. 11.

Fig. 4 zeigt eine Schnittdarstellung eines Hauptteils einer Elektromagnetfokussier-Kathodenstrahlröhre nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, worin die gleichen wie die in Fig. 1 gezeigten Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals im einzelnen erläutert werden. In Fig.4 sind drei Paare von magnetischen Jochen 26a, 26b; 26c, 26d; und 26e, 26f in einer Richtung der Röhrenachse Z angeordnet, und ein Spalt 26g ist zwischen den paarweise gegenüberliegenden Jochen 26a und 26b gebildet, ein Spalt 26h ist zwischen dem Paar gegenüberliegender Joche 26c und 26d gebildet, und ein

Spalt 26i ist zwischen dem Paar gegenüberliegender Joche 26e und 26f gebildet. Die Joche bestehen aus dem demjenigen der anhand der Fig. 1 erläuterten Joche 6a und 6b im wesentlichen identischen Material und haben geeignete Abmessungen und Formen. Das Joch 26a ist direkt mit der dritten Gitterelektrode 5 verbunden, und die Joche 26b und 26c sowie die Joche 26d und 26e sind jeweils direkt miteinander verbunden. Die Joche 26a, 26b; 26c, 26d; und 26e, 26f sind jeweils untereinander durch (nicht dargestellte) nichtmagnetische Metallstreifen verbunden. Jedes der Joche hat strahlendurchlässige Öffnungen 34a, 34b und 34c für die drei Elektronenstrahlen 12a, 12b und 12c.

An der äußeren Oberfläche des Kolbens 1 ist an einer der Mitte zwischen dem zweiten Paar von magnetischen Jochen 26c und 26d entsprechenden Stelle ein in der Richtung der Röhrenachse Z magnetisierter zylindrischer Dauermagnet 29 mit seiner in Richtung der Röhrenachse Z liegenden Mittelachse angeordnet. Die Abmessungen des Dauermagneten 29 sxnd. so bestimmt, daß die nach innen verlaufenden Magne-flüsse von den einzelnen magnetischen Jochen so absorbiert werden, daß die in den Spalten 26h und 26g oder 26h und 26i gebildeten magnetischen Fokussier<felder zueinander umgekehrte oder entgegengesetzte Richtungen in der Richtung der Röhrenachse Z aufweisen, wie in Fig. 4 durch gestrichelte Linien gezeigt ist. Der Dauermagnet 29 wird durch ringförmige Magnetmaterialteile 36 gehalten, die üblicherweise aus ferromagnetische!!! Material bestehen.

Als Beispiel für typische Abmessungen kann der Magnet eine Dicke von etwa IO mm, einen inneren Durchmesser von 30-35 mm und einen äußeren:. Durchmesser von 40-60 mm aufweisen. Jedes der Joche 26a-26f kann einen Außendurchmesser von 15,6 mm aufweisen, und die Öffnungen 34a-34c haben jeweils einen Durchmesser von 3-6 mm. Die Jochdicke von 0,6-1,5 mm, jede Jochhöhe von 4-10 mm und jeder Spaltabstand von 5-9 mm können geeignet kombiniert werden.

Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau verteilt sich die Magnetfeldkomponente B„ zwischen den magnetischen Jochen 26a-26^f in einer in Fig. 5 dargestellten Verteilung. Im einzelnen entsteht ein durch eine Kurve Ha veranschaulichtes magnetisches Fokussierfeld im Spalt 26h zwischen dem Paar von magnetischen Jochen 26c und 26d, zu dem der Dauermagnet 29 mittig angeordnet ist, und durch die Kurven Hb und Hc veranschaulichte magnetische Fokussierfelder entstehen im Spalt 26g zwischen dem Paar von magnetischen Jochen 26a und 26b bzw. im Spalt 26i zwischen dem Paar von magnetischen Jochen 26e und 26f. Die durch die Magnetstreufluß-Verteilungskurven Ifc> und Ic veranschaulichten Streumagnetfelder, die in Fig.5 gestrichelt dargestellt sind und zum bekannten Aufbau gehören, sind im Spalt 26g zwischen den magnetischen Jochen 26a und .26b bzw. im Spalt 26i zwischen den magnetischen Jochen 26e und36f lokalisiert und au den durch die Kurven Hb und Hc veranschaulichten magnetischen Fokussierfeidern geändert. Als Ergebnis werden magnetische Fokussierlinsen in den Spalten 26g, 26h und 26i der drei Paare der magnetischen Joche 26a, 26b; 26c, 26d; und 26e, 26f gebildet, und daher

ist die Fokussiercharakteristik erheblich verbessert. Außerdem wird, da kein wesentliches magnetisches Streufeld an der Kathodenseite des Jochs 26a und der Leuchtschirmseite des Jochs 26f erzeugt wird, die Verschlechterung der Ablenkungscharakteristik und der Konvergenzcharakteristik aufcfrund des magnetischen Streufeldes wesentlich unterdrückt. Außerdem kann, da das magnetische Fokussierfeld wirkungsvoll ohne Bildung des magnetischen Streufeldes erzeugt: wird, ein kleinerer und leichterer Dauermagnet als der bekannte Dauermagnet verwendet werden, um die gleiche Stärke des wirksamen magnetischen Fokussierfeldes zu erzeugen.

Obwohl im dargestellten Ausführungsspiel drei Paare von magn etischen Jochen gezeigt sind, läßt sich ein gleichartiger Effekt auch durch zwei oder mehr als drei Paare von magnetischen Jochen erreichen. Wenn eine gerade Zahl von Paaren magnetischer Joche, z. B. nur die Joche 26a-26d oder die Joche 26c-26f in Fig. 4, verwendet werden, bleibt das magnetische Streufeld entweder auf der Leuchtschirrmseite oder der Kathodenseite, doch wird das magnetische Streufeld auf der anderen Seite nicht erzeugt. Demjemäß können die Eigenschaften auch in diesem Fall verbessert werden.

Fig. 6 und 7 zeigen Schnittdarstellungen von Hauptteilen einer Elektromagnetfokussier-Kathodenstrahlröhre nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem zwei Paare von magnetischen Jochen 46a, 46b und 46c, 4 6d in der Richtung der Röhrenachse Z angeordnet sind und zwei zylindrische Dauermagnete 4 9a und 49b am Außenumfang eines Halsteils des Röhrenkolbens 1 an Stellen angeordnet sind, die einen Spalt 46g zwischen dem Paar der Joche 46a und 4 6b bzw. einem Spalt 46h zwischen dem Paar der-' Joche 46c

und 4 6d entsprechen. Die Dauermagnete 4 9a und 4 9b werden in der Richtung der Röhrenachse Z magnetisiert und durch ringförmige Magnetmaterialteile 5 6a, 56b und 56c gehalten, wobei sich die Pole der gleichen Polarität einander berühren.

Bei dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird ein magnetisches Fokussierfeld mit einer zur Durchlaufrichtung der Elektronenstrahlen 12a-12c entgegengesetzten Richtung im Spalt 4 6g zwischen dem Paar von Jochen 46a und 46b gebildet, wie in Fig. 6 durch gestrichelte Linien gezeigt ist, und ein magnetisches Fokussierfeld mit der gleichen Richtung wie der Durchlaufrichtung der Elektronenstrahlen 12a-12c wird im Spalt 4 6h zwischen dem Paar von magnetischen Jochen 46c und 46d gebildet. Als Ergebnis erhält man eine in Fig. 8 dargestellte Verteilung der Magnetfeldkomponente B zwischen den magnetischen Jochen 46a-46d. Im einzelnen wird ein durch eine Kurve II¹a veranschaulichtes magnetisches Fokussierfeld zwischen den Jochen 4 6a und 4 6b gebildet, und ein durch eine Kurve II 'b veranschaulichtes magnetisches Fokussierfeld wird zwischen den Jochen 4 6c und 4 6d gebildet. Dementsprechend wird ein Paar magnetischer Linsen aufgrund dieser magnetischen Fokussierteider im Spalt 46g zwischen den Jochen 46a und 4 6b und im Spalt 4 6h zwischen den Jochen 4 6c und 46d gebildet. Als Ergebnis wird die Fokussiercharakteristik erheblich verbessert. Außerdem wird, da kein wesentliches magnetisches Streufeld an der Kathodenseite des Jochs 46a und der Leuchtschirmseite des Jochs 46d erzeugt wird,die Verschlechterung der Ablenkungscharakteristik und der Konvergenzcharakteristik aufgrund des magnetischen Streufeldes wesentlich unterdrückt.

Eine oder mehrere Kombinationen des magnetischen Jochpaares und des Dauermagneten können dem Aufbau nach Fig. 6 zugefügt werden. Dabei ist die Magnetisierungsrichtung des zusätzlichen Dauermagneten derjenigen des vorherigen nächsten Dauermagneten entgegengesetzt. Wenn drei solche Kombinationen des magnetischen Jochpaares und des Dauermagneten verwendet werden, erkennt man, daß eine Magnetfeldverteilung,wie sie in Fig.5 dargestellt ist, erhalten wird.

In den in Fig.5 und 8 dargestellten Magnetfeldverteilungen ist eine Integration der Komponenten oberhalb Z-Achse im wesentlichen gleich einer Integration der Komponenten unterhalb der Z-Achse.

Ein Magnetfeld 1>_γ in der Richtung der Y-Achse gemäß Fig. 7 auf der Achse des Seitenstrahls 12a oder 12c wurde unter Verschiebung der Dauermagneten 4 9a und 4 9b, die in Fig. 6 dargestellt sind,von der symmetrischen Angrenzstellung weg in der Richtung der Röhrenachse Z gemessen. Die Magnetfeldkomponenten B , die in den Spalten 4 6g und 4 6h entstehen, haben zueinander entgegengesetzte Richtungen, wie in Fig. 9 gezeigt ist. In Fig. 9 veranschaulicht eine Kurve III ein Magnetfeld B„, das erzeugt wird, wenn die Mitte des Magneten 4 9a mit der Mitte des Spalts 46g übereinstimmt und die Mitte des Magneten 4 9b mit der Mitte des Spalts 46h übereinstimmt,

. eine Kurve IV veranschaulicht ein Magnetfeld B„, das erzeugt wird, wenn die Magnete 4 9a und 49b um 1 mm in der Richtung der Röhrenachse Z voneinander weg verschoben werden, und eine Kurve V veranschaulicht ein Magnetfeld B , das erzeugt wird, wenn die Magnete 4 9a und 49b

in der gleichen Weise um 2 nun verschoben werden. Wie man daraus ersieht, gleichen sich,da das Magnetfeld B oberhalb und unterhalb der Z-Achse mit der gleichen Stärke und umgekehrten Richtung zueinander, d. h. als +B und -B_y, auftritt, die Verlagerungen oder Verschiebungen des Seitenstrahls 12a oder 12c in den entgegengesetzten Richtungen auf der zur Z-Achse senkrechten Y-Achse untereinander aus. Als Ergebnis la3t sich, auch wenn die Dauermagnete 4 9a und 4 9b verschoben werden, die Verschiebung der statischen Konvergenz aufgrund der Verschiebung des Seitenstrahls unterdrücken. Der gleiche Effekt wird beim Aufbau des Ausführungsbexspiels nach Fig. 4 erhalten, da die Verteilung des Magnetfeldes Β_γ in der Y-Richtung auf der Achse des Seitenstrahls 12a oder 12c, wenn der Dauermagnet 29 in Fig. 4 verschoben wird, gleich der Verteilung von B„ in Fig. 5 ist. Eei dem in Fig. 1 dargestellten bekannten Aufbau tritt nur eine einsinnig gerichtete Magnetfeldkomponente B auf, wenn der Dauermagnet 9 verschoben wird, da nur ein Spalt 6g vorliegt und daher die Verschiebung des Seitenstrahls wesentlich ist. Nach einem von den Erfindern durchgeführten Versuch war die Verschiebung der statischen Konvergenz, als der Dauermagnet 9 beim Aufbau nach Fig. 1 um 1 mm verschoben wurde, 12 mm, während die Verschiebung der statischen Konvergenz, als die Kombination der Dauermagnete 4 9a und 4 9b

beim ; Aufbau nach Fig. 6 in der Richtung der Röhrenachse um 1 mm verschoben wurde, nur 1 mm war. Demgemäß wird die Verschiebung der statischen Konvergenz beim Aufbau gemäß der Erfindung um den Faktor von nahezu 10 gegenüber dem bekannten Aufbau verringert.

Entsprechend den Versuchen der Erfinder hinsichtlich des Grades der Rotation eines Bildbereichs oder abgebildeten Bildes auf dem Leuchtschirm aufgrund des möglichen magnetischen Streufeldes wurde gefunden, daß der in Fig. dargestellte herkömmliche Aufbau den Rotationswinkel von 5° liefert, während beispielsweise der Aufbau des in Fig. dargestellten Ausführungsbeispiels einen Rotationswinkel von nur 0,6° ergibt, wenn Röhren gleicher Größe für die beiden Aufbautypen verwendet werden.

Fig. 10 zeigt eine Schnittdarstellung eines Hauptteils einer Elektromagnetfokussier-Kathodenstrahlröhre nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Wenn der in Fig. Io gezeigte Aufbau mit den in Fig. gezeigten magnetischen Jochen 46a-46d kombiniert wird, funktioniert er al.; äußerer Dauermagnetkörper. Wenn er in der Röhre montiert wird, funktioniert er als eine Einheit, die sowohl als Dauermagnete 49a, 4 9b als auch als die magnetischen Joche 46a-4 6d, die in Fig. 6 gezeigt sind, dient.

Es wird nun ein Beispiel erläutert, in dem der Aufbau nach Fig. ID als der äußere Dauermagnetkörper verwendet wird. Man erkennt ein magnetisches Joch 76a für magnetischen Nebenschluß aus weichem ferromagnetischen Material. Das Joch 76a hat einen rechteckigen Querschnitt und ein zylindrisches oder ringförmiges äußeres Profil. Es hat mittlere öffnungen lOO, durch die sich der Halsteil des Röhrenkolbens erstrecken soll. Innerhalb. des Joches 76a sind ein zylindrischer Dauermagnet 69, der

Z in der Richtung der Röhrenachse magnetisiert ist, und eine zylindrische oder ringförmige magnetische Nebenschlußplatte 76b aus weichem ferromagnetisehen Material starr koaxial

längs der Öffnung lOO befestigt. Der Dauermagnet 69 und die magnetische Nebenschlußplatte 76b haben im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Öffnung 100. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der S-PoI des Dauermagneten 69 am magnetischen Joch 76a befestigt, während die magnetische Nebenschlußplatte 76b fest am N-PoI des Dauermagneten 6 9 montiert ist, um eine Einrichtung zur Erzeugung eines magnetischen Fokussierfeldes zu bilden. Mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird ein magnetischer S-PoI an den entgegengesetzten offenen Enden 100 des magnetischenjjoches 76a gebildet, und ein magnetischer N-PoI wird an der magnetischen Nebenschlußplatte 76b im magnetischen Joch 76a gebildet, so daß die S-N-S-Magnetpolanordnung in der Richtung der Röhrenachse Z vorgesehen ist. Der Halsteil des Röhrenkolbens wird in die Öffnungen des äußeren Dauermagnetkörpers eingeschoben, und man stellt den Kolben so ein, daß die Mitte des Dauermagneten zum Spalt 46g (s. Fig.6) ausgerichtet ist und der· Mittelpunkt zwischen der magnetischen Nebenschlußplatte 76b und dem offenen Ende 100 des Jochs 76a an der Leuchtschirmseite zum Spalt 4 6h ausgerichtet ist.

Wenn der in Fig.lO gezeigte Aufbau innerhalb der Röhre montiert wird, muß der Außendurchmesser des magnetischen Jochs 76a. kleiner als der Innendurchmesser des Halsteils des Kolbens gewählt werden, und jede der in Fig.lO gezeigten Öffnungen 100 ist zu einer die in Fig. 6 gezeigten strahlendurchlässigen Öffnungen 54a, 54b und 54c ergebenden Öffnungsform abzuwandeln. Dabei werden die in Fig. 6 gezeigten äußeren Dauermagnete 4 9a und 4 9b nicht benötigt. Das offene Ende des Jochs 76a an der Seite der Kathode und die magnetische Nebenschlußplatte 76b dienen

als die Joche 46a bzw. 4 6b in Fig. 6, während die magnetische Nebenschlußplatte 76b und das offene Ende des Jochs 76a an der Seite des Leuchtschirms als die Joche 46c bzw. 4 6d in Fig.6 dienen.

Fig. 11 zeigt eine Schnittdarstellung eines Hauptteils einer Elektromagnetfokussier-Kathodenstrahlröhre nach noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein in der zur Röhrenachse Z senkrechten Richtung magnetisiertea: zylindrischer oder ringförmiger Dauermagnet 89 in der Mitte des magnetischen Jochs 96a montiert. Ein S-PoI des Dauermagneten 89 ist an der Innenwand des Jochs 96a befestigt, und eine zylindrische oder ringförmige magnetische Nebenschlußplatte 96b ist an einem N-PoI des Dauermagneten fest montiert.

Bei diesem Aufbau wird ein magnetischer S-PoI an den entgegengesetzten offenen Enden des magnetischenjjochs 96a gebildet, während ein magnetischer N-PoI an der

magnetischen Nebenschlußplatte 96b in der Mitte des magnetischen Jochs 96a gebildet wird, so daß die S-N-S-Magnetpolanordnung in der Richtung der Z-Achse gebildet ist. Die geöffneten Teile 120 werden als öffnungen verwendet, in die der Halsteil des Röhrenkolbens eingeschoben wird, wenn der Aufbau nach Fig.11 als der äußere Dauermagnetkörper verwendet wird. Wenn der Aufbau nach Fig. 11 innerhalb der Röhre montiert wird, werden strahlendurchlässige öffnungen 54a, 54b und 54c (s. Fig.6) in jedem Teil ·. gebildet.

Die Fig. 12a und 12b zeigen Abwandlungen des Ausführungsbeispiels nach Fig .10. Fig.12a zeigt einen Aufbau einer N-S-N-S-Magnetpolanordnung in derkichtung der Röhrenachse mit einem zusätzlichen zylindrischen Dauermagnet 6 9" und einer zusätzlichen magnetischen Neben- ; schlußplatte 76c, und Fig.12b zeigt einen Aufbau einer

S-N-S-N-S-Magnetpolanordnung mit einem zusätzlichen

^; magnetischen Joch 76d, einem zusätzlichen Dauermagnet 69"

und einer zusätzlichen magnetischen Nebenschlußplatte 76e. Der Grund, weshalb diese Magnetpol anordnungen erhalten werden, ist aus den Figuren ohne weiteres ersichtlich

] und braucht nicht im einzelnen erläutert zu werden.

Die Fig. 13a und 13b zeigen Abwandlungen des Ausführungsbeispiels nach Fig. 11. Fig. 13a zeigt einen Aufbau einer S-N-S-N-Magnetpolanordnung in der Richtung der Röhrenachse mit einem zusätzlichen magnetischen Joch 96c, einem zusätzlichen ringförmigen Dauermagnet 89' und einer zusätzlichen ringförmigen magnetischen Nebenschlußplatte 96d, und Fig.13b zeigt einen Aufbau einer

S-N-S-N-S-Magnetpolanordnung mit einem zusätzlichen

zusatzlichen magnetischen Joch 96e, einem ringförmigen Dauermagnet 89"

und einer zusätzlichen ringförmigen magnetischen Nebenschlußplatte 96f.

Obwohl die Erfindung anhand verschiedener Ausführungsbeispiele erläutert wurde, beruht ein wichtiges gemeinsames Merkmal der Erfindung darauf, daß mehrere Paare von

■ Magnetmaterialstücken vorgesehen sind, wobei die Magnet

materialstücke in jedem Paar einander in der Richtung der Röhrenachse unter Bildung eines Spalts dazwischen gegenüberliegen, und daß magnetische Fokussierfelder mit zueinander

in der Richtung der Röhrenachse entgegengesetzten oder umgekehrten Feldrichtungen in den einzelnen zu den angrenzenden Magnetmaterialstückpaaren gehörenden Spalten erzeugt werden, so daß die magnetischen Fokussierfelder durch einen oder mehrere Dauermagnete wirksam in den einzelnen Spalten gebildet werden und das Auftreten des magnetischen Streufeldes äußerst gering gehalten wird. In dieser Weise wird die Fokussiercharakteristik verbessert, und die.Verschlechterung der Eigenschaften aufgrund des magnetischen Streuflusses wird unterdrückt.

Leerseite

Claims

Ansprüche

1/ Elektromagnetfokussier-Kathodenstrahlröhre mit einer Elektronenschleudereinheit und einer Einrichtung zur Bildung eines magnetischen Fokussierfeldes, die in Kombination einen Dauermagnetkcrper und eine an einer Seite der Elektronenschleudereinheit innerhalb der Rohre angeordnete Magnetmaterialgruppe enthält, die eine Mehrzahl von elektronenstrahldurchlässigen, sich sämtlich in der Richtung der Röhrenachse erstreckendnen öffnungen aufweist,

dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetmaterialgruppe mehrere Paare von Magnetmaterialstücken (26a, 26b; 26c, 26d; 26e, 26f) aufweist, wobei die Magnetmaterialstücke in jedem Paar einander in der Richtung der Röhrenachse (Z) mit einem dazwischen gebildeten Spalt (26g, 26h, 26i) gegenüberliegen, und

daß der Dauermagnetkörper (2 9) unc die mehreren Paare von Magnetmaterialstücken (26a, 2Cb; 26C₇ 26d; 26e, 26f) derart angeordnet sind, daß magnetische Fokussierfelder mit in der Richtung der Röhrenachse (Z) zueinander umgekehrte η Richtungen in den ein Einen, zu benachbarten der Magnetmaterialstückpaare gehörenden Spalten (26g, 26h, 26i) gebildet werden.
2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Dauermagnetkörper (2 9) an einem Außenumfang der Röhre (Kolben 1) angebracht ist.

81-(A 55 98-03)-TF
3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der Dauermagnetkörper ein zylindrischer Dauermagnet (29) ist, der am Außenumfang der Röhre (Kolben 1) an einer Stelle angeordnet ist, die dem zu einem unter den mehreren Magnermaterialstückpaaren (26a, 26b; 26c, 26d; 26e, 26f) ausgewählten Paar (26c, 26d) gehörenden Spalt (26h) entspricht, und daß der Dauermagnet (2 9) in der Richtung der Röhrenachse (Z) magnetisiert ist.
4. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 3," dadurch gekennzeichnet,

daß die mehreren Magnetmaterialstückpaare (26a, 26b; 26c, 26d; 26e, 26f) von ungerader Zahl sind und das ausgewählte Paar das mittlere Paar (26c, 26d) ist.
5. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der Dauermagnetkörper aus einer Vereinigung einer Mehrzahl von zylindrischen Dauermagneten (4 9a, 4 9b) besteht, die am Außenumfang der Röhre (Kolben 1) an Stellen angeordnet- sind, die den einzelnen, zu den mehreren Magnetmaterialstückpaaren (46a, 46b; 46c, 46d) gehörenden Spalten (46g, 46h) entsprechen, und daß die benachbarten Dauermagnete (49a, 49b) in der Richtung der Röhrenachse (Z) in entgegengesetzten Richtungen zueinander magnetisiert sind.
6. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß zwei Magnatmaterialstückpaare (46a, 46b; 46c, 46d) vor-

gesehen sind und der Dauermagnetkörper einen zylindrischen, in der Richtung der Röhrenachse (Z¹! magnetisieren Dauermagnet (6 9) aufweist, wobei eine zylindrische magnetische Nebenschlußplatte (7 6b) fest an einem Magnetpol (N) des Dauermagneten (6 9) montiert ist und ein zylindrisches magnetisches Joch (7 6a) mit; einander in der Richtung der Röhre an den entgegengesetzten Seiten der magnetischen Nebenschlußplatte (76b) gegenüberstehendem ersten und zweiten offenen Ende (100, 100) vorgesehen ist, wovon das erste offene Ende (100) fest am anderen Magnetpol (S) des Dauermagneten (6 9) montiert ist und der Spalt (46g) eines der beiden Magnetmaterialstückpaare (4 6a, 4 6b) unter Ausrichtung auf eine Stelle zwischen dem ersten offenen Ende (100) des magnetischen Jochs (76a) und der magnetischen Nebenschlußplatte (76b) angeordnet ist, während der Spalt (46h) des anderen Magnetmaterialstückpaares (46c, 46d) unter Ausrichtung auf eine Stelle zwischen dem zweiten offenen Ende (lOO) des magnetischen Jochs (76a) und der magnetischen Nebenschlußplatte (76b) angeordnet ist.
7. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß zwei Magnetmaterialstückpaare (46a, 46b; 46c, 46d) vorgesehen sind und der Dauermagnetkörper einen zylindrischen, senkrecht zur Röhrenachse (Z) magretisierten Dauermagnet (89) aufweist, wobei eine zylindrische magnetische Nebenschlußplatte (96b) an einem inneren Magnetpol (N) des Dauermagneten (8 9) befestigt ist, ein zylindrisches magnetisches Joch (96a)mit einander in der Richtung der

Röhrenachse (Z) an den entgegengesetzten Seiten der magnetischen Nebenechlußplatte (96b) gegenüberstehendem ersten und zweiten offenen Ende (120, 120) vorgesehen ist und ein Mittelteil davon an einem äußeren Magnetpol (S) des Dauermcgneten (89) befestigt ist/ und daß der Spalt (4 6g) dei. einen der beiden Magnetmaterialstückpaare (4 6a, 4f.b) unter Ausrichtung auf eine Stelle zwischen dem ersten offenen Ende (120) des magnetischen Jochs (96a) und der magnetischen Nebenschlußplatte (96b) angeordnet ist, während der Spalt (46h) des anderen Magnetmaterialstückpaares (46c, 46d) unter Ausrichtung auf eine Stelle zwischen dem zweiten offenen Ende (120) des magnetischen Jochs (96a) und der magnetischen Nebenschlußplatte _%96b) angeordnet ist.
8. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Dauermagne ^körper ein in der Röhre angeordneter r zylindrischer Dauermagnet mit einem nicht kleineren Innendurchmesser als einem Durchmesser einer die Mehrzahl von elektronenstrahlendurchlässigen öffnungen der Magnetmaterialgruppe enthaltenden Querschnittsfläche ist.
9. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,

daß der Dauerm agnet in der Richtung der Röhrenachse magnetisiert ist und die Magnetmaterialgruppe eine zylindrische, an einem Magnetpol des Dauermagneten befestigte, magnetische Nebenschlußplatte und ein zylindrisches magnetisches Joch ι dt 'einander in der Richtung der Röhrenachse an den entgegengesetzten Seiten der magnetisch si Nebenschlußplatte gegenüberstehendem ersten und zweiten offenen Ende aufweist, wovon das erste offene Ende am

anderen Magnetpol des Dauermagneten befestigt ist, wodurch die Kombination des ersten offenen Endes des magnetischen Jochs und der magnetischen Nebenschlußplatte und die Kombination des zwer.ten offenen Endes des magnetischen Jochs und dor magnetischen Nebenschlußplatte zwei Paare der Magnetnaterialstückpaare ergeben.
10. Kathodenstrahlröhre nach Ansprach 8, dadurch gekennzeichnet,

daß der Dauermagnet senkrecht zur löhrenachse magnetisiert ist, die Magnetmateri.ilgruppe eine

zylindrische, an einem inneren Magietpol des Dauermagneten befestigte, magnetise \e Nebenschlußplatte und ein zylindrisches magnetisches Joch mit einander in der Richtung der Röhrenachse an den entgegengesetzten Seiten der magnetischen Nebenschlu3platte gegenüberstehendem ersten und zweiten offenan Ende aufweist und ein Mittelteil davon an einem äußeren Magnetpol des Dauermagneten befestigt ist, wodurch die Kombination des ersten offenen Endes des magnetischen Jochs und der magnetischen Nebenschlußplatte und die Kombination des zweiten offenen Endes des magnetischen Jochs und der magnetischen Nebenschlußplatte zwei Paare der Magnetmaterialstückpaare ergeben.