AT394640B

AT394640B - Elektronenlinsensystem fuer eine kathodenstrahlroehre

Info

Publication number: AT394640B
Application number: AT0050985A
Authority: AT
Original assignee: Sony Corp
Priority date: 1984-02-20
Filing date: 1985-02-20
Publication date: 1992-05-25
Also published as: FR2559950B1; AU3861385A; GB2154790A; ATA50985A; US4933597A; DE3505112C2; NL8500422A; AU579607B2; GB8504062D0; JPH0339375B2; KR850006970A; CA1232003A; JPS60198041A; DE3505112A1; GB2154790B; FR2559950A1

Description

AT394 640 B

Diese Erfindung betrifft ein Elektronenlinsensystem für eine Kathodenstrahlröhre mit einem Röhrenkolben, einer Elektronenstrahlquelle, die an einem Ende des Röhrenkolbens angeordnet ist, einer Auffangelektrode, die am anderen Ende des Röhrenkolbens angeordnet ist, einer ersten Elektrode, die mit einem ersten Potential angesteuert wird und zwischen der Elektronenstrahlquelle und der Auffangelektrode angeordnet ist und einer zweiten Elektrode die mit einem zweiten Potential, das über dem ersten Potential liegt, angesteuert wird und zwischen der Elektronenstrahlquelle und da* Auffangelektrode angeordnet ist, und mit einer zwischen der ersten und der zweiten Elektrode liegenden dritten Elektrode, die längs des Elektronenstrahlweges getrennt angeordnet und als vierteilige mit durch Horizontal- oder Vertikalablenkspannungen beaufschlagte Elektrode ausgebildet ist

Der Anmelder dieser Erfindung hat eine Bildaufnahmeröhre mit elektrostatischer Fokussierung/elektro-statischer Ablenkung (S-S Type) vorgeschlagen, wie sie Fig. 1 der JP-OS 60-47351 zeigt.

Fig. 1 zeigt einen Glaskolben (1), einen Schirmträger (2), eine Auffangelektrode (3) (fotoelektrische Umsetzfläche), Indium zur Kaltversiegelung (4), einen Metallring (5) sowie eine Signalabgreif-Metallelektrode (6), die den Schirmträger (2) durchdringt und mit der Auffangelektrode (3) in Berührung steht. Eine Maschenelektrode (Gg) ist auf einer Maschenhalterung (7) befestigt. Die Elektrode (Gg) ist mit dem

Metallring (5) über die Maschenhalterung (7) und dem Indium (4) verbunden. Eine vorgegebene Spannung, z. B. +1200 V, liegt über den Metallring (5) an der Maschenelektrode (Gg).

Weiters sind in Fig. 1 mit den Symbolen (K), (Gj) und (G2) eine Kathode, die eine Elektronenkanone bildet, eine erste Gitterelektrode bzw. eine zweite Gitterelektrode bezeichnet Ein Glaswulst (8) dient dazu, um diese Elektroden zu befestigen. Mit dem Symbol (LA) ist eine Strahlbegrenzungsblende bezeichnet.

Die Symbole (G3), (G4) und (Gg) bezeichnen weitere drei aufeinanderfolgende Gitterelektroden. Diese Elektroden (Gj), (G4) und (Gg) werden dadurch hergestellt daß ein Metall, beispielsweise Chrom oder Aluminium auf der Innenfläche des Glaskolbens (1) aufgedampft oder plattiert wird, worauf vorgegebene Muster beispielsweise mit einem Laser- oder Fotoätzverfahren ausgeschnitten werden. Diese Elektroden (G-j), (G4) und (Gg) bilden das Fokussierelektrodensystem, wobei die Elektrode (G4) auch zur Ablenkung verwendet wird.

Ein Keramikring (11) mit einem leitenden Teil (10), der auf seiner Oberfläche ausgebildet ist, wird an einem Ende des Glaskolbens (1) mit einer Fritte (9) abgedichtet wobei die Elektrode (Gg) mit dem leitenden Teil (10) verbunden ist Der leitende Teil (10) wird beispielsweise durch Sintern einer Silberpaste ausgebildet. Eine vorgegebene Spannung, beispielsweise +500 V wird über den Keramikring (11) an die Elektrode (Gg) gelegt

Die Elektroden (Gg) und (G4) sind so ausgebildet wie dies die Abwicklung von Fig. 2 deutlich zeigt. Um die Zeichnung zu vereinfachen, ist jener Teil, der nicht mit Metall überzogen ist, in Fig. 2 mit schwarzen Linien dargestellt. Das bedeutet, daß die Elektrode (G4) aus sogenannten Pfeilmuster-Bereichen besteht, wobei vier Elektrodenbereiche (H+), (HJ, (V+) und (V.) abwechselnd vorgesehen sind, von denen jeder isoliert und gezackt ist. In diesem Fall wird jeder Elektrodenbereich so ausgebildet daß er sich beispielsweise über einen Winkelbereich von 270° erstreckL An der Innenfläche des Glaskolbens (1) werden gleichzeitig mit der Ausbildung der Elektroden (Gg), (G4) und (Gg) Leitungen (12H+), (12HJ, (12V+) sowie (12V.) in gleicher Form ausgebildet. Die Leitungen (12H+) bis (12V.) sind von der Elektrode (Gg) isoliert und quer zu dieser sowie parallel zur Kolbenachse ausgebildet. An den Endteilen der Leitungen (12H+) bis (12V.) sind breite Kontaktteile (CT) ausgebildet.

In Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer (13) eine Kontaktfeder bezeichnet. Ein Ende der Kontaktfeder (13) ist mit einem Stegzapfen (14) verbunden, das andere Ende steht mit dem Kontaktteil (CT) der oben erwähnten Leitungen (12H+) bis (12V.) in Berührung. Die Feder (13) und der Stegzapfen (14) sind für jede Leitung (12H+) bis (12V.) vorgesehen. Um die Elektrode (G4) über die Stegzapfen zu bilden, werden die Elektrodenbereiche (H+) und (H.), die Federn und die Leitungen (12H+), (12H.) sowie (12V+) und (12V.) mit einer vorgegebenen Spannung, z. B. der horizontalen Ablenkspannung, angespeist, die sich symmetrisch von 0 V ändert. Weiters werden die Elektrodenbereiche (V+) und (V.) mit einer vorgegebenen

Spannung, beispielsweise der vertikalen Ablenkspannung, angesteuert, die sich symmetrisch von Ο V ändert.

In Fig. 1 ist mit der Bezugsziffer (15) eine weitere Kontaktfeder bezeichnet. Ein Ende der Kontaktfeder (15) ist mit einem Stegzapfen (16) verbunden, das andere Ende steht mit der oben erwähnten Elektrode (G3) in

Berührung. Eine vorgegebene Spannung, beispielsweise +500 V, liegt über den Stegzapfen (16) und die Feder (15) an der Elektrode (G-j). i

Nunmehr wird auf Fig. 3 Bezug genommen, in der die Äquipotentialfläche der elektrostatischen Linsen strichliert dargestellt ist, die von den Elektroden (G3), (G4), (Gg) und (Gg) gebildet wird, wobei ein Elektronenstrahl (Bm) von diesen elektrostatischen Linsen fokussiert wird. In Fig. 3 stellt das strichliert gezeichnete Potential jenes Potential dar, das das elektrische Ablenkfeld (E) nicht einschließt. -2-

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Die Ablenkung des Elektronenstrahls (Bm) erfolgt durch das elektrische Ablenkfeld (E) gemäß Elektrode (G4).

In Fig. 1 wird der Keramikring (11), der an seiner Oberfläche mit dem leitenden Bereich (10) versehen ist, mit der Fritte (9) an seinem Ende des Glaskolbens versiegelt, um die vorgegebene Spannung an die Elektrode (G5) legen zu können. Da der Glaskolben (1) bearbeitet werden muß, bringt dieser Aufbau Probleme hinsichtlich der Betriebssicherheit und erhöhte Kosten mit sich.

Wie Fig. 4 zeigt, kann ein Keramikring (17), der an seiner Oberfläche mit einem leitenden Bereich versehen ist, mit einer Fritte (18) in der Mitte des Glaskolbens (1) versiegelt werden, um die vorgegebene Spannung an die Elektrode (G$) zu legen. Obwohl es in Fig. 4 nicht gezeigt ist, kann der Glaskolben auch angebohrt, ein Metallstift eingesetzt und mit einer Fritte versiegelt werden, um die Spannung an die Elektrode (G<·) zu legen.

Da auch bei diesem Aufbau eine Bearbeitung des Glaskolbens erforderlich ist, bestehen ähnliche Nachteile wie bei Fig. 1.

Obwohl dies in Fig. 4 nicht gezeigt ist, kann weiters von der Elektrode (Gg) eine Leitung an der Innenfläche des Glaskolbens über die Elektrode (G4) ausgebildet werden, so daß die vorgegebene Spannung über den Stegzapfen, die Kontaktfeder und die Leitung an die Elektrode (G4) gelegt wird, oder es können Widerstandsbeläge zwischen den Elektroden (G4) und (G§) sowie zwischen den Elektroden (Gg) und (Gg) ausgebildet werden, so daß die vorgegebene Spannung mit Hilfe eines ohm'schen Spannungsteilers an die Elektrode (Gj) gelegt wird.

Dieser Aufbau ist jedoch schwierig zu bearbeiten und bringt Genauigkeitsprobleme mit sich.

Im Hinblick auf diese Nachteile des Standes der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, eine Elektronenlinsensystem-Kathodenstrahlröhre zu liefern, die hinsichtlich der Betriebssicherheit, der Genauigkeit und der Herstellung keine Probleme bietet

Diese Aufgabe wird bei einem Elektronenlinsensystem der eingangs angeführten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß erste Verlängerungen der ersten Elektrode zu jeder dritten Elektrode und zweite Verlängerungen von jeder dritten Elektrode zur ersten Elektrode vorgesehen sind, die mit den ersten Verlängerungen verschachtelt und von diesen elektrisch isoliert in einer Mittenposition zwischen der ersten Elektrode und der dritten Elektrode angeordnet sind, und daß dritte Verlängerungen von jeder dritten Elektrode zur zweiten Elektrode sowie vierte Verlängerungen von der zweiten Elektrode zu jeder dritten Elektrode vorgesehen sind, die mit den dritten Verlängerungen und von diesen elektrisch isoliert in einer Mittenposition zwischen der zweiten Elektrode und den dritten Elektroden angeordnet sind, wobei an der Mittenposition ein Mittenpotential für eine Fokussierlinse zwischen dem zweiten und dem dritten Potential besteht, welches durch das Verhältnis der Fläche der zweiten Verlängerung zur Fläche der dritten Verlängerung bestimmt wird.

Wenn bei der oben erwähnten S.S-Bildaufhahmeröhre beispielsweise die Elektrode (Gg) und die Elektrode (Gg) im Bereich der Elektrode (G5) zick/zack-förmig vereinigt werden, wird dieser Bereich mit einem Potential angesteuert, als ob die Elektrode (G5) bestehen würde, wodurch die Elektrode (Gg) weggelassen werden kann. Während beim Stand der Technik der Glaskolben bearbeitet oder die Leitung oder der Widerstandsbelag ausgebildet werden müssen, um das vorgegebene Potential an die Elektrode (Gg) zu legen, ist dieses Verfahren bei dieser

Erfindung nicht mehr erforderlich, wobei Probleme hinsichtlich der Betriebssicherheit und der Genauigkeit, die mit diesem Verfahren verknüpft sind, beseitigt werden können und weiters die Herstellung einfacher wird.

Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Beispiel einer Bildaufnahmeröhre gemäß dem Stand der Technik, Fig. 2 die Abwicklung eines wesentlichen Teils von Fig. 1, Fig. 3 ein Diagramm, in dem die Potentialverteilung von Fig. 1 dargestellt ist, Fig. 4 den Schnitt durch eine teilweise Abänderung von Fig. 1, Fig. 5 den Schnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung, Fig. 6 die Abwicklung eines wesentlichen Teils der Ausführungsform von Fig. 5, Fig. 7 die Abwicklung eines wesentlichen Teils einer anderen Ausführungsform der Erfindung, Fig. 8 die Abwicklung eines wesentlichen Teils einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, Fig. 9 ein Diagramm, in dem die Ausführungsformen von Fig. 7 und 8 dargestellt sind und Fig. 10 die Abwicklung eines wesentlichen Teils einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung.

In Zusammenhang mit Fig. 5 und Fig. 6 wird nunmehr eine Ausführungsform der Erfindung beschrieben. In Fig. 5 und Fig. 6 sind Teile, die Teilen von Fig. 1 und Fig. 2 entsprechen, mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, so daß auf eine ausführliche Beschreibung veizichtet wird.

Bei dieser Ausführungsform ist zwischen der Elektrode (G4) und der Elektrode (Gg) keine Elektrode (Gg) ausgebildet. Verlängerungen der Elektroden (G4) und (Gfi) werden miteinander in einem Bereich (Iqj) zick/zack-förmig vereinigt, in dem die Elektrode (Gg) ausgebildet werden sollte, wobei der Bereich (Igg) mit einem Potential versorgt wird, als ob dort die Elektrode (Gg) bestehen würde.

In Fig. 5 ist mit der Bezugsziffer (19) eine Elektrode bezeichnet, die mit der Maschenelektrode (G6) verbunden ist Das Symbol (g4) kennzeichnet eine kammartige Verlängerung der Elektrode (G4) und das -3-

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Symbol (gg) eine kammartige Verlängerung der Elektrode (19). Die Verlängerungen (g4) und (gg) werden beim Übergang von (1G5) miteinander zick/zack-förmig vereinigt, in dem die Elektrode (G5) ausgebildet werden sollte. Die Elektrode (19) und die Verlängerungen (g4) und (gg) werden in einem ähnlichen Verfahren wie die Elektroden (G-j), (G4) hergestellt, wobei ein Metall, z. B. Chrom oder Aluminium, auf der Innenfläche des Glaskolbens aufgedampft oder plattiert wird, worauf in einem Laser-, einem Fotoätzverfahren oder ähnliche vorgegebene Muster ausgeschnitten werden.

Fig. 6 zeigt eine Abwicklung, in der die Elektroden (G^), (G4) und (19) dargestellt sind.

Wenn in diesem Fall die Gesamtfläche der Verlängerungen (g4) der Elektrode (G4) mit (a4) und die Gesamtfläche der Verlängerungen (gg) der Elektrode (19) mit (ag) ausgedrückt werden, werden die Flächen (84) und (ag) so ausgebildet, daß sie der folgenden Gleichung genügen. a4 % eG5=eG4·-+ EG6 ·- 0) 35 + 84 35 + 34

In Gleichung (1) sind (EG4): das Mittenpotential der Elektrode (G4), (EGs)' ^ P°tential der Elektrode (Gg), (EGg): das am Bereich 0Gg) liegende Potential.

Wenn beispielsweise Eq4 = 0 V, Egg = 1200 V und Eq^ = 500 V ist, wird im Bereich (lGg) das Flächenverhältnis von (a4) mit 58 % und (ag) mit 42 % ausgebildet.

Da die Ablenkspannung an jeden Elektrodenbereich (H+), (V+), (H.) und (VJ der Elektrode (G4) gelegt wird, wird die Verlängerung (g4) ebenfalls mit der Ablenkspannung angesteuert. Da jedoch das Potential (Eq^) des Bereichs (IGg) hoch und die Geschwindigkeit des Elektronenstrahls (Bm) im Bereich (lGg) groß sind, übt die Ablenkspannung wenig Einfluß aus.

Mit Ausnahme der obigen Beschreibung ist der Aufbau dieser Ausführungsform gleich wie in Fig. 1.

Obwohl bei dieser Ausführungsform die Elektrode (Gg) nicht ausgebildet ist, wird der Bereich (lGg), in dem die Elektrode (Gg) ausgebildet werden sollte, so mit einem Potential angesteuert, als ob die Elektrode (Gg) vorhanden wäre. Die Ausführungsform arbeitet daher ähnlich wie Fig. 1.

Da bei dieser Ausführungform die Elektrode (Gg) nicht ausgebildet werden muß, ist es nicht notwendig, eine

Spannung an die Elektrode (Gg) zu legen. Während beim Stand der Technik der Glaskolben bearbeitet oder die Leitung oder der Widerstandsbelag ausgebildet werden müssen, um die vorgegebene Spannung an die Elektrode (Gg) zu legen, kann dieses Verfahren bei dieser Ausführungsform vollkommen weggelassen werden, wobei

Probleme hinsichtlich der Betriebssicherheit, der Genauigkeit und der hohen Kosten, die mit diesem Verfahren verknüpft sind, gelöst werden können und weiters die Herstellung einfacher wird.

Fig. 7 und 8 zeigen andere Ausführungsformen der Erfindung, wobei die Verlängerungen (g4) der Elektrode (G4), die den Elektrodenbereichen (H+) bis (V.) der Elektrode (G4) entsprechen, als fortlaufende Rauten- bzw. Blattmuster ausgebildet werden. Da die Verlängerungen (g4) gemustert sind, wie dies Fig. 7 und Fig. 8 zeigt, kann das gemäß der Ablenkspannung an den Verlängerungen (g4) liegende elektrische Ablenkfeld von dem in

Fig, 9A gezeigten Feld in das Feld von Fig. 9B umgesetzt werden, in dem ein gleichförmiges Feld ohne Verzerrungen gebildet wird. Wenn daher die Muster von Fig. 7 und Fig. 8 ausgebildet werden, kann der Einfluß der Ablenkspannung herabgesetzt werden, die an den Verlängerungen (g4) liegt, d. h. die Beeinträchtigung der Kenndaten. Auch in diesem Fall werden die Flächen (a4), (ag) der Verlängerungen so ausgebildet, daß sie der Gleichung (1) genügen.

Fig. 10 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei die Verlängerungen (g4) der Elektrode (G^ als pfeilförmige Bereiche ausgebildet sind. Wenn die Verlängerungen (g4) gemustert sind, wird das elektrische Ablenkfeld gemäß der an den Verlängerungen (g4) liegenden Ablenkspannung ähnlich wie in Fig. 7 und Fig. 8 gleichförmig und verzerrungsfrei. Auch in diesem Fall werden die Flächen (a4), (ag) der -4-

Claims

AT 394 640 B Verlängerungen (g^), (gg) so ausgebildet, daß sie der Gleichung (1) genügen. Obwohl bei den oben beschriebenen Ausführungsformen die Elektroden (G-j), (G4) und (19) an der Innenfläche des Glaskolbens (1) haftend ausgebildet sind, kann diese Erfindung auch auf Elektroden angewandt werden, die beispielsweise von einer Metallplatte gebildet werden. Obwohl die obigen Ausführungsformen die Anwendung der Erfindung auf eine S*S-Bildaufnahmeröhre offenbaren, kann diese Erfindung auch auf Kathodenstrahlröhren, z. B. auf Speicherröhren oder Strahlumsetzer angewandt werden. Da erfindungsgemäß die Elektrode (G$) bei der S*S-Bildaufnahmeröhre nicht ausgebildet werden muß, wie dies die obigen Ausführungsformen deutlich zeigen, ist es nicht notwendig, eine Spannung an die Elektrode (Gg) zu legen. Während beim Stand der Technik der Glaskolben bearbeitet oder die Leitung oder der Widerstandsbelag ausgebildet werden müssen, um die vorgegebene Spannung an die Elektrode (G§) zu legen, kann bei dieser Erfindung auf dieses Verfahren verzichtet werden, wobei Probleme hinsichtlich der Betriebssicherheit, da* Genauigkeit und der hohen Kosten, die mit diesem Verfahren verknüpft sind, beseitigt weiden und weiters die Herstellung vereinfacht wird. PATENTANSPRÜCHE 1. Elektronenlinsensystem für eine Kathodenstrahlröhre mit einem Röhrenkolben, einer Elektronenstrahlquelle, die an einem Ende des Röhrenkolbens angeordnet ist, einer Auffangelektrode, die am anderen Ende des Röhrenkolbens angeordnet ist, einer ersten Elektrode, die mit einem ersten Potential angesteuert wird und zwischen der Elektronenstrahlquelle und der Auffangelektrode angeordnet ist und einer zweiten Elektrode die mit einem zweiten Potential, das über dem ersten Potential liegt, angesteuert wird und zwischen der Elektronenstrahlquelle und der Auffangelektrode angeordnet ist, und mit einer zwischen der ersten und der zweiten Elektrode liegenden dritten Elektrode, die längs des Elektronenstrahlwegs getrennt angeordnet und als vierteilige, mit durch Horizontal- oder Vertikalablenkspannungen beaufschlagte Elektrode ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß erste Verlängerungen der ersten Elektrode (G-j) zu jeder dritten Elektrode (G4) und zweite Verlängerungen von jeder dritten Elektrode (G4) zur ersten Elektrode (G3) vorgesehen sind, die mit den ersten Verlängerungen verschachtelt und von diesen elektrisch isoliert in einer Mittenposition zwischen der ersten Elektrode (G-j) und der dritten Elektrode (G4) angeordnet sind, und daß dritte Verlängerungen von jeder dritten Elektrode (G4) zur zweiten Elektrode (Gg) sowie vierte Verlängerungen von der zweiten Elektrode (Gg) zu jeder dritten Elektrode (G4) vorgesehen sind, die mit den dritten Verlängerungen und von diesen elektrisch isoliert in einer Mittenposition zwischen der zweiten Elektrode (G^) und den dritten Elektroden (G4) angeordnet sind, wobei an der Mittenposition ein Mittenpotential für eine Fokussierlinse zwischen dem zweiten und dem dritten Potential besteht, welches durch das Verhältnis der Fläche der zweiten Verlängerung zur Fläche der dritten Verlängerung bestimmt wird.
2. Elektronenlinsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (G^), die dritte Elektrode (G4) sowie die Verlängerungen (g4, gg) der beiden Elektroden an der Innenfläche des Röhrenkolbens (1) gebildet sind.
3. Elektronenlinsensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Verlängerungen der dritten Elektroden (G4) eine Vielzahl von kammförmigen Bereichen (g4) enthalten, die parallel zur Achse des Röhrenkolbens (1) liegen.
4. Elektronenlinsensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Verlängerungen der dritten Elektrode (G4) als rauten- oder blattförmige Bereiche 0¾) ausgebildet sind.
5. Elektronenlinsensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Verlängerungen der dritten Elektrode (G4) als pfeilförmige Bereiche (g4) ausgebildet sind. Hiezu 9 Blatt Zeichnungen -5-