DE1464382C3 - Strahlerzeugungssystem für eine Mehrstrahl-Kathodenstrahlröhre - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Strahlerzeugungssystem für eine Mehrstrahl-Kathodenstrahlröhre mit je einem Satz von Elektroden für jeden Strahl, bei dem die Elektroden durch radial nach außen vorspringende Teile an Halterungsstäben gehaltert sind.

Bei Mehrstrahl-Kathodenstrahlröhren hat man bisher zur Strahlerzeugung im allgemeinen Anordnungen verwendet, die im wesentlichen aus einer entsprechenden Anzahl von Einzelsystemen bestehen, die jeweils einen Strahl liefern und praktisch dem System einer Einstrahl-Kathodenstrahlröhre entsprechen. Die normalerweise aus rohr- und becherförmigen Elektroden bestehenden Systeme bekannter Bauart lassen sich jedoch nicht so eng zusammenbauen, wie es aus verschiedenen Gründen erwünscht ist. Je geringer der Abstand der Elektronenstrahlen von einer gemeinsamen Achse ist, um so kleiner sind nämlich auch die Probleme, die sich bei der gemeinsamen Ablenkung dieser Strahlen und der Aufrechterhaltung der Konvergenz der Strahlen auf dem Bildschirm ergeben. Geringe radiale Abmessungen der Strahlerzeugungsanordnung ermöglichen außerdem eine entsprechende Verringerung des Durchmessers des Röhrenhalses, was aus konstruktiven und wirtschaftlichen Gründen erwünscht ist. Die Verringerung des Durchmessers des Röhrenhalses erleichtert außerdem die Konstruktion der Ablenkspulen und führt zu einer Verbesserung des Ablenkwirkungsgrades.

Bei den bekannten Strahlerzeugungssystemen, wie sie z.B. in den USA.-Patentschriften 27 47 134 und 28 03 768 beschrieben sind, ermöglichen wegen des erheblichen Durchmessers der einzelnen Elektrodensysteme insbesondere im Bereich der Kathode, des Steuergitters und der ersten Beschleunigungselektrode, die sehr nahe beieinander angeordnet und daher teilweise ineinander verschachtelt sind, keinen so gedrängten Aufbau, wie es an sich wünschenswert wäre.

Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend

die Aufgabe zugrunde, ein Strahlerzeugungssystem für eine Mehrstrahl-Kathodenstrahlröhre anzugeben, das einen besonders gedrängten Aufbau ermöglicht, ohne daß Störungen durch |fe Halterung für die Elektroden oder durch Streufelder der Elektroden zu befürchten wären.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem Strahlerzeugungssystem der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß einander entsprechende Elektroden jeweils einen Teil enthalten, der aus einer sektorförmigen, mit einer Öffnung für einen Elektrodenstrahl versehenen Platte besteht und der an den den Sektor begrenzenden geraden Seiten jeweils einen angeformten Streifen aufweist, der in einer senkrecht auf der Plattenebene stehenden Ebene liegt und den radial nach außen vorspringenden Teil bildet, und daß die sektorförmigen Teile entsprechender Elektroden derart um eine Achse angeordnet sind, daß jeweils zwei an sich gegenüberliegenden Rändern zweier Elektroden ansetzende Streifen parallel zueinander zu den Halterungsstäben führen.

Eine solche Anordnung läßt sich nicht nur mit einem sehr kleinen Durchmesser aufbauen, sie hat außerdem noch den Vorteil, daß sie wenig Halterungsstäbe benötigt und sehr leicht herzustellen und zu montieren ist, da die eigentlichen Elektroden und die zu den Halterungsstäben führenden Halterungsstreifen aus einem zusammenhängenden, relativ einfach geformten Blechteil bestehen.

Es ist bekannt, bei einstrahligen Kathodenstrahlröhren als Befestigungselemente für die Elektroden radiale Streifen heranzuziehen, die von Teilen der Elektroden abgebogen sind. Diese Streifen sind seitliche Fortsätze jeweils zweier um die Elektrodenplatte gelegter Halbzylinder aus Blech, die gemeinsam eine rohrförmige Hülse für die eigentliche Elektrode bilden. Eine solche Anordnung ist jedoch weder aus einem zusammenhängenden Blechteil herzustellen noch erlaubt sie den Aufbau und die Befestigung eines derart dicht gepackten Mehrstrahlsystems wie die erfindungsgemäße einstückige Elektrodenform.

Bezüglich der Weiterbildungen der Erfindung wird

auf die Unteransprüche verwiesen.

Die Erfindung kann beispielsweie bei einem Strahlerzeugungssystem Anwendung finden, das für jeden Strahl eine Kathode, ein Steuergitter, ein Schirmgitter, eine Fokussierelektrode und Anoden enthält, die in der angegebenen Reihenfolge axial fluchtend längs des Strahlweges angeordnet und an einer Anzahl von länglichen Isolatorstützstäben .montiert sind. Bei einer Ausführungsform der Erfindung enthält das Mehrfach-Strahlerzeugungssystem drei gleichartige Systeme, die im Dreieck symmetrisch um die Längsachse der Kathodenstrahlröhre angeordnet sind. Die Elektroden der drei Systeme sind an drei Glasstäben montiert, die jeweils längs zweier verschiedener der drei Systeme verlaufen. Die einzelnen Elektroden sind dabei über Verbindungsglieder mit jeweils zwei Stützstäben verbunden. Auf den Anoden ist ein Konvergenzkäfig montiert, durch den die Strahlen im Betrieb'dynamisch zum Konvergieren gebracht werden, dieser Käfig enthält eine Anzahl von plattenartigen Polstückpaaren, die jeweils den Strahlweg eines der Systeme einschließen.

Die Erfindung soll nun an Hand eines nicht einschränkend auszulegenden Ausführungsbeispieles in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden, Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise im Axialschnitt dargestellte Seitenansicht einer Röhre gemäß der Erfindung, von der Teile weggebrochen sind,

F i g. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht einer Elektrode eines Strahlerzeugungssystems der in F i g. 1 dargestellten Röhre,

F i g. 3 eine vergrößerte Schnittansicht der Strahlerzeugungsanordnung in einer Ebene 3-3 der F i g. 1,

Fig.4 eine vergrößerte Schnittansicht der Strahlerzeugungsanordnung in einer Ebene 4-4 der F i g. 3,

F i g. 5 eine Teilansicht der F i g. 3, die die Kathodenanordnungen zeigt.

In Fig. 1 ist als Anwendungsbeispiel der Erfindung eine Lochmasken-Farbfernsehbildröhre dargestellt. Die Röhre 10 enthält einen Kolben mit einem Hals 12, einem Konus 13 und einer Stirnplatte 14 sowie einem Quetschfuß 15. Auf der Innenfläche der Stirnplatte 14 befindet sich ein Mosaikleuchtschirm 18. Hinter dem Leuchtschirm 18 befindet sich eine durchbrochene Schattenmaske 20, im Röhrenhals 12 befindet sich eine einheitliche Strahlerzeugungssystem-Anordnung 22, die drei getrennte Elektronenstrahlen liefert, die durch einen Ablenkbereich 24 zum Mosaikschirm 18 laufen. Die Ablenkung der Strahlen erfolgt durch Ablenkspulen 25. Die einzelnen Strahlerzeugungssysteme können beispielsweise, wie F i g. 3 zeigt, in einer Dreieck- oder Deltaanordnung symmetrisch um die Mittelachse der Röhre 10 angeordnet sein. In Fig. 1 sind nur zwei der drei Systeme zu sehen.

Die drei Systeme enthalten jeweils eine Kathodenanordnung 26, ein Steuergitter 27, ein Schirmgitter 28, eine Fokussierelektrode 29 und eine Anode 30, die alle axial ausgerichtet im Abstand voneinander an drei isolierenden Stützstäben 32 befestigt sind, die beispielsweise aus Glas bestehen können. Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß die drei isolierenden Stäbe 32 außerhalb der einzelnen Systeme verlaufen. In F i g. 1 ist nur einer der Stäbe 32 zu sehen. Die Fokussierelektroden 29 sind an den Stäben 32 durch kombinierte Halterungsstäbe und Polstücke 34 für die seitliche Konvergenz befestigt. Die Anoden 30 sind an den Stäben 32 über unmagnetische Streifen 35 befestigt, die ähnlich geformt sind wie die Polschuhstreifen 34. Die Kathodenanordnung 26, die Steuerelektrode 27 und das Schirmgitter 28 sind an den Stäben 32 über integrale, streifenartige Laschen 42 befestigt, wie an Hand der Fig.2, 3 und 4 noch näher erläutert werden wird.

Heizfäden 48 der Kathoden werden durch einen unterteilten, ringförmigen Streifen 50 gehaltert, der an den isolierenden Halterungsstäben 32 befestigt ist.

An den Anoden 30 ist ein Konvergenzkäfig 44 für. die dynamische Konvergenz der Elektronenstrahlen angebracht, der mit einer außerhalb des Kolbens befindlichen Magnetanordnung 46 zusammenwirkt und die Konvergenz der drei Elektronenstrahlen aufrechterhält, während diese den Leuchtschirm 18 entsprechend dem üblichen Raster abtasten.

Wie F i g. 2 zeigt, besteht das Schirmgitter 28 aus einer sektorförmigen Platte 60, die von einer Öffnung 62 für den Elektronenstrahl durchsetzt wird und die konzentrisch zu dieser Öffnung verlaufende ringförmige Sicke 64 (F i g. 4) aufweist. Das sektorförmige Teil wird in erster Linie durch zwei gerade Seiten oder Ränder 66 begrenzt, die in einem Winkel zueinander verlaufen und einem Rand 68 zwischen den beabstandeten Enden der geraden Seitenteile, der gerade und/oder gekrümmt sein kann, er ist beispielsweise gebogen dargestellt. Die beiden Halterungsstreifen 42 der Elektrode werden durch hochgebogene Laschen gebildet, die aus einem Stück mit der sektorförmigen Platte 60 bestehen und an den beiden geraden Rändern 66, die den Sektor begrenzen, ansetzen. Die Laschen 42 reichen über den äußeren gekrümmten Rand 68 der sektorförmigen Platte 60 hinaus und laufen in mehrere Enden 69 aus, deren Form eine Verankerung der Laschen in den Halterungsstäben 32 erleichtert.

Das in F i g. 2 beispielsweise dargestellte Schirmgitter 28 ist für die allgemeine Form der Steuergitter 27 und einer Halterungsplatte 70 (F i g. 4) der Kathodenanordnung 26 beispielhaft. Das Steuergitter 27 entspricht genau dem Schirmgitter 28, mit der Ausnahme der Größe und Form des Durchbruches für den Elektronenstrahl. Die Kathodentragplatte 70 weicht von den Gitterelektroden 27 und 28 hauptsächlich darin ab, daß der sektorförmige flache Tei 60 mit einer großen Öffnung zur Aufnahme der Kathode an der Stelle der kleinen Öffnungen 62 für den Elektronenstrahl und der ringförmigen Sicke 64 versehen ist. Die Kathodentragplatte 70 kann außerdem im ganzen kleiner sein als die Gitterelektroden 27 oder 28, so daß sie mit der Gitterelektrode 27 verschachtelt werden kann, wie in Verbindung mit Fig.3 und 4 noch erläutert werden wird. Bei einem System zur Erzeugung dreier Elektronenstrahlen, wie dem System 22, bilden die geraden Ränder 66 der Kathodentragplatte 70 und der dem Strahl formenden Gitterelektroden 27, 28 miteinander einen Winkel von etwa 120°. Drei einander entsprechende, gleichartige Elektroden, die jeweils einen Elektrodensatz bilden, also beispielsweise die Steuerelektroden 27, können daher sehr kompakt zusammengepaßt werden, wobei jeder Streifen 42 einem Streifen einer angrenzenden Elektrode des Satzes parallel gegenüberliegt. Eine Dreistrahlröhre mit. im Dreieck angeordneten Elektrodensätzen, deren Streifen 42 einander Rücken an Rücken gegenüberliegen, ist in F i g. 3 dargestellt.

Bei einer Vierstrahlröhre werden die sektorförmigen Teile der Elektroden eines Satzes so ausgebildet, daß die den Sektor begrenzenden geraden Ränder 66 einen Winkel von etwa 90° miteinander bilden. Man kann

dann in entsprechender Weise die vier Elektroden eines Satzes miteinander parallel und Rücken an Rücken gegenüberliegenden Streifen anordnen.

Wie die Fig.3, 4 und 5 zeigen, umfaßt die Kathodenanordnung 26 die sektorförmigen, durchbrochenen' Kathodentragplatten 70, Kathodentragröhrchen 72 und rohrförmige Kathoden 74. Die Kathodentragplatten 70 besitzen eine große öffnung 76 in dem sektorförmigen ebenen Teil 60. Die Kathodentraghülsen 72 sind mit nach außen reichenden, in Axialrichtung abgestuften, radialen Flanschen 78 versehen und reichen durch die Öffnung 76, wobei der äußerste Teil der Flansche 78 an dem sektorförmigen Teil 60 anliegt.

Die F i g. 3 und 4 zeigen die Verschachtelung der verschiedenen Kathodentragplatten 70 mit den zugehörigen Steuergittern 27. F i g. 3 zeigt am deutlichsten, daß jede Kathodentragplatte etwas kleiner ist, als das zugehörige Steuergitter 27, so daß sie in das Steuergitter eingeschachtelt werden kann. Diese neuartige Anordnung der genannten Elektroden, die ihre Verschachtelung erlaubt, ermöglicht außerdem, die entsprechenden verschachtelten Elemente der anderen beiden Strahlerzeugungssysteme mit entsprechenden Streifen parallel zueinander und einander gegenüberliegend in nahem Abstand Rücken an Rücken zueinander anzuordnen. Hierdurch lassen sich kleine Abstände der Achsen der drei Systeme voneinander erreichen, was einen gedrängten Aufbau der Strahlerzeugurigsanordnung 22 in seitlicher Richtung ermöglicht.

Die neuartige Form des Steüergitters 27 und der Kathodentragplatte 70 spart auch in axialer Richtung Platz, trägt zur Versteifung beider Elektroden bei und gewährleistet eine gute Wärmeisolation der Kathode. Infolge der becherlosen Form des Steuergitters 27 kann die Kathodentraghülse an dem der emissionsfähigen Stirnfläche 80 benachbarten Ende durch relativ kurze Stützen gehaltert werden, die in den Stäben 32 verankert sind. Wenn man das Kathodentragröhrchen an diesem Ende haltert, wird die Länge des Wärmeleitungsweges zwischen dem emissionsfähigen Ende 80, das sich auf der Emissionstemperatur befindet, und dem Punkt, an dem das dünnwandige Tragröhrchen 72 an der verhältnismäßig massiven Tragplatte 70 befestigt ist, maximal. Die Strecke längs der rohrförmigen Kathode 74 und dann zurück längs des Tragröhrchens 70 gewährleistet eine gute Wärmeisolation des emissionsfähigen Endes 80 von denjenigen Teilen des Strahlerzeugungssystems wie der Tragplatte 70 und den Halterungsstäben 72, die als Wärmesenken wirken und Wärme von der Kathode 74 ableiten können. Der Kathodenaufbau ist mechanisch starr, da die Halterungsstreifen 42 von der Kathodentragplatte 40 kurz sind und direkt zu den Halter'ungsstäben 32 reichen. Bei einem becherförmigen Steuergitter müßten die Halterungsstreifen von der Kathodentragplatte 70 ein Stück in axialer Richtung längs der Kathodenanordnung 26 und um das offene Ende der becherförmigen Gitterelektrode verlaufen.

Aus F i g. 4 ist ersichtlich, daß die Kathodentragplatte 70 und das Steuergitter 27 ineinander verschachtelt sind und sich mit ihren integralen Befestigungslaschen 42 in Richtung auf das quetschfußseitige Ende der Röhre 10 erstrecken, wohingegen das Schirmgitter 28 axial umgekehrt angeordnet ist. Die integralen Halterungslaschen 42 des Schirmgitters 28 erstrecken sich also in Richtung auf den Bildschirm 28. Die sektorförmigen Platten 60 des Steuergitters 27 und des Schirmgitters 28 stehen sich also mit ihren Stirnseiten in nahem Abstand

gegenüber. ■ · ·· ■

F i g. 4 zeigt auch am deutlichsten die Unterschiede

ίο der Form der sektorförmigen Plattenteile 60 der Kathodentragplatte 70, des Steuergitters 27 und des Schirmgitters 28. Das Steuergitter 27 ist mit einer Öffnung 84 versehen, deren Abmessungen wie die der Öffnung 62 im Schirmgitter 28 in der Größenordnung des Strahldurchmessers liegt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist jedoch die Öffnung 84 des Steuergitters geringfügig kleiner als die Schirmgitteröffnung 62,'außerdem ist sie eingeprägt. Genauer gesagt ist der die öffnung 84 umgebende Teil der Platte 60 etwas dünner als der Rest der Platte. Im Gegensatz zu den Strahlöffnungen 62, 84 ist die Öffnung 76 in der Kathodentragplatte 70 beträchtlich größer, so daß sie das Kathodentragröhrchen 72 aufnehmen kann.

Die ringförmige Sicke 64 des Schirmgitters 28 erstreckt sich in Richtung auf die Fokussierelektrode 29, so daß zwischen dem Schirmgitter 28 und der Fokussierelektrode 29 ein becherförmiges konvergentes elektrostatisches Feld herrscht. Dieses Feld fokussiert den Elektronenstrahl vor, der von einem ersten Überkreuzungspunkt in der Nähe der Schirmgitteröff; nung 62 divergiert. Infolge dieser Vorfokussierung des Strahls kann die Stärke der Hauptfokussierungslinse zwischen den Elektroden 29 und 30 kleiner bemessen werden, außerdem wird der Strahldurchmesser in der Hauptlinse verringert, so daß die Linsenfehler weniger wirksam werden, weiterhin verringert sich der Strahldurchmesser im Ablenkzentrüm, so daß sich die Farbreinheitstoleranz erhöht, wenn das System mit einem Mehrfarbenmosaik-Phosphorschirm verwendet wird.

Die Sicke 64 des Steuergitters 27 hat zwei Aufgaben, sie schirmt den Bereich zwischen der emissionsfähigen Kathodenfläche 80 und der Steuergitteröffnung 84 gegen elektrische Streufelder ab. Solche Streufelder können von den Verbindungen der Sockelstifte zum Schirmgitter 28 oder der Fokussierelektrode 29 herrühren. Die Sicke 64 des Steuergitters 27 schirmt außerdem Teile der Stützstäbe 32 gegen Metall, das vom Kathodenröhrchen 74 abdampft, ab. Dieses verdampfende Metall könnte sich sonst auf den isolierenden Halterungsstäben 32 niederschlagen und die Isolation zwischen den Elektroden aufheben bzw. zu Nebenschlüssen führen. Wäre die Sicke des Steuergitters nicht vorhanden, so müßte dieses becherförmig ausgebildet werden, um die gewünschte Abschirmung gegen Streufelder bzw. abdampfendes Metall zu erreichen. In diesem Falle würde jedoch die zylindrische Wand des becherförmigen Steuergitters wie bei den bekannten Anordnungen der Halterung des Kathodentragröhrchens 72 im Wege stehen, wie oben erläutert wurde.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Strahlerzeugungssystem für eine Mehrstrahl-Kathodenstrahlröhre mit je einem Satz von Elektroden für jeden Strahl, bei dem die Elektroden durch radial nach außen vorspringende Teile an Halterungsstäben gehaltert sind, dadurch gekennzeichnet, daß einander entsprechende Elektroden jeweils einen Teil enthalten, der aus einer sektorförmigen, mit einer Öffnung (62) für einen Elektronenstrahl versehenen Platte (60) besteht und der an den den Sektor begrenzenden geraden Seiten jeweils einen angeformten Streifen (42) aufweist, der in einer senkrecht auf der Plattenebene stehenden Ebene liegt und den radial nach außen vorspringenden Teil bildet, und daß die sektorförmigen Teile entsprechender Elektroden derart um eine Achse angeordnet sind, daß jeweils zwei an sich gegenüberliegenden Rändern zweier Elektroden ansetzende Streifen parallel zueinander zu den Halterungsstäben (32) führen.

2. Strahlerzeugungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Gruppen sich entsprechender Elektroden (27, 28) in Strahlrichtung versetzt derart angeordnet sind, daß die plattenförmigen Teile der Elektroden der beiden Elektrodengruppen (27, 28) einander gegenüberliegen und die Streifen (42) nach einander entgegengesetzten Richtungen von den plattenförmigen Teilen vorspringen (F ig. 4).

3. Strahlerzeugungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Gruppen sich entsprechender Elektroden (26, 27) in Strahlrichtung versetzt derart angeordnet sind, daß die Streifen (42) zweier benachbarter, zu verschiedenen Elektrodengruppen gehörender Elektroden (26, 27) wenigstens annähernd parallel und nebeneinander verlaufen und die Elektroden der einen Gruppe mit den axial benachbarten Elektroden der anderen Gruppe verschachtelt sind (F i g. 3).

4. Strahlerzeugungssystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Streifen (42) jeder Elektrode in Ebenen liegen, die miteinander einen Winkel bilden, der im wesentlichen gleich 360° geteilt durch die Anzahl der Elektroden in einer Gruppe beträgt.

5. Strahlerzeugungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens annähernd parallel zueinander verlaufenden Streifen (42) nebeneinanderliegende Elektroden einer Gruppe mit gemeinsamen Halterungsstäben (32) verbunden sind.