DE1762109B2 - Farbbildroehre mit einer einfach elektronenkanone - Google Patents
Farbbildroehre mit einer einfach elektronenkanoneInfo
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Description
tung unerwünscht, weil hierdurch die axiale Länge der Farbbildröhre verlängert wird.
In Fällen, bei denen Abweichungen in der jeweils
bestimmten Lage der Farb-Auswahlvorriehtung oder der Konvergenz-Ablenkvorrichtung zu dem Färbbildschirm
einer Farbbildröhre mit Einfach-Elektronenkanone für mehrere Elektronenstrahlen vorkommen,
treffen die jeweiligen Strahlbündel nicht genau auf den Leuchtstoffstreifen oder -punkten des
Farbbildschirmes auf, obwohl den Strahlenbündeln durch Feineinstellung der Ablenkspannung für die
Konvergenz-Ablenkvorrichtung eine genügende Konvergenz übermittelt werden kann. Solche Lageabweichungen
führen ferner zu einer Änderung der Einfallwinkel der drei Strahlbündel in bezug auf den Färbbildschirm
mit dem Ergebnis, daß die Strahlbündel liuf verschiedene Teile -"es Schirmes, z. B. auf die
mittleren Bereiche des ScIvrmes und auf Grenzbereiche
desselben, mit verschiedenen Einfallwinkeln auftreffen und eine gleichmäßige Leuchtdichte bzw. Bildhelligkeit
liuf der gesamten Schirmfläche verhindert wird. Wenn umgekehrt eine Feinstellung der an die Konvergenz-Ablenkvorrichtung
angelegten Spannung durchgeführt wird, anstatt dafür zu sorgen, daß jeder der drei
Strahlbündel genau auf den Phosphorstreifen an dem Farbbildschirm auftrifft, so wird es unmöglich, den
Strahlbündeln bei Anwendung dieser gleichen Ablenkspannungseinstellung
eine befriedigende Konvergenz zu übermitteln.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese bei bekannten Farbbildröhren mit einer Einfach-Elektronenkanone
zum Erzeugen von drei Elektronenstrahlen bestehenden Schwierigkeiten zu vermeiden und eine
Farbbildröhre zu schaffen, die bei kleinsten /\bmessungen und einfacher Ausbildung eine genaue
Konvergenz der Strahlbündel ohne Beeinträchtigung der Strahlfokussierung gewährleistet.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Konvergenz-Ablenkvorrichtung aus zwei auf
dem Strahlenweg der divergierend aus der Fokussierlinse austretenden Strahlbündel hintcreinanderlicgenden
Ablcnkcm besteht, welche die divergierend aus der
Fokussierlinsc austretenden Strahlbündel nacheinander und unabhängig voneinander ablenken.
Hs ist ferner noch eine Farbbildröhre bekannt (deutsche Patentschrift 1 024 175). welche drei entlang
der Röhrenachsc hintereinander angcordrüte zylindrische
Elektroden aufweist. Diese drei Elektroden sind mit unterschiedlichen Potentialen beaufschlagt,
so daß sich an den Zwischenräumen elektrische Felder ausbilden, die zwei elektrostatisch wirkende Elcktroncnlinscn
bilden. Durch Variation der Potentiale kann natürlich eine doppelte Ablenkung der Strahlen erfolgen.
Jedoch weist die bekannte Farbbildröhre den entscheidenden Nachteil auf, daß die eine der beiden
Elcktroncnlinsen (gebildet aus zwei zylindrischen Elektroden) sowohl zur Fokussierung dient als auch
dazu, die Strahlbündel in der Ebene der Schattenmaske zur Konvergenz zu bringen. Dadurch führen Spannung
,änderungen an den zylindrischen Elektroden zum Zwecke der Konvcrgcnzkorrcklur unvermeidlich
zu einer Änderung der Fokussierung. Das jedoch ist Sußeist unerwünscht und soll gerade vermieden
werden. Außerdem werden die Strahlbündcl bei der bekannten Farbbildröhre durch einen relativ achsenfernen
Bereich des Linscnfcldes, der die beiden erwähnten Funktionen erfüllenden Elektronenlinse,
wodurch die Strahlbündel mit Abbildungsfehlern in Form von sphärischen Aberrationen und Komafehlern
beaufschlagt werden.
Es besteht nun die Möglichkeit, daß der erste Ablenker zum divergierenden Ablenken und der zweite
Ablenker zum anschließenden konvergierenden Ablenken der Strahlbündel verwendet wird. Es ist aber
auch möglich, daß der erste Ablenker und der zweite Ablenker gleichermaßen zum konvergierenden Ablenken
ausgenutzt werden.
Die Ablenker können elektrostatischer oder magnetischer Art sein.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es
zeigt
F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch ein Farbbildröhre;;- ystem bekannter Ausbildung mit Einfach-EIektronenka.ione
für drei Strahlen,
F i g. 2 einen schematischen Längsschnitt, der das optische Äquivalent des Farbbiidröhrensystems nach
F i g. 1 wiedergibt,
F i g. 3 einen schematischen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform des Farbbildröhrensystems
nach der Erfindung,
F i g. 4 einen schematischen Längsschnitt durch das optische Äquivalent des Röhrensystems nach F i g. 3,
F i g. 5 einen der F i g. 3 entsprechenden Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung,
F i g. 6 einen ebensolchen Längsschnitt durch eint weitere Ausführungsform der Erfindung,
F i g. 7 eine Stirnansicht der Ausführungsform nach F i g. 6 mit der magnetischen Konvergenz-Ablenkvorrichtung
und
F i g. 8 einen schematischea Längsschnitt durch eine weiterhin abgeänderte Ausführungsform der Erfindung.
Das in F i g. 1 und 2 gezeigte Farbbildröhrensystem 10 weist eine Einfach-Elektroncnkanone /( mit
einer Kathode K auf, die drei Strahlcrzougungsqucllen
A';,.. Ku und Kp, besitzt. Im geringen Abstand
von der Elektroncncmissionsdächc der Kathode Ä" ist
ein Steucrgitter G1 mit drei Gittergliedern C1/;, G1G
und B1 ο angeordnet, in denen öffnungen g. «, #, g und
gl α gebildet sind. Wiederum in geringem Abstand vop.
Jcm Sleucrgitter G1 ist ein zusammenhängendes
Steucrgitter G2 mit Öffnungen ^2/,., g2c; und g2n angeordnet,
die in Flucht mit den drei Öffnungen des Slcuergitters G1 liegen. Das zusammenhängende Gitter
G., ist napfförmig und weist eine die genannten Öffnungen enthaltende Platte J4 sowie eine zylindrische
Randwandung 16 auf, die mit axialer Anordnung dem Stcuergittcr G1 abgewendet ist.
Fs folgen dann in axialen Abständen in der dem Steuergitter G1 abgewendeten Richtung röhrenförmige
Gitter oder Elektroden G3, G., und G5, die jeweils an
beiden Enden offen sind und zusammen mit den Stcucrgittern G1 und G2 sowie mit der Kathode K an
einer nicht gezeigten Haltevorrichtung aus Isolierstoff, z. B. Glas, angebracht sind.
Zum Betrieb der Elektronenkanone /( werden an die Steuergitter G1 und G2 sowie an die Elektroden G3, G4
und Gr, entsprechende Spannungen angelegt. Zum Beispiel
kann den drei Gittcrglicdcrn des Steuergitters G1
eine Spannung von 0 bis 400 V, dem Steuergitter G2
eine Spannung von 0 bis 500 V, den Elektroden G:, und G5 eine Spannung von 13 bis 20 kV und der
Elektrode G1 eine Spannung von 0 bis 400 V zugeführt
werden, wobei alle Spannungen die Spannung der Ka-
thode K als Be/ugsspannung verwenden. Hierbei ergibt
sich, daß die Spannungsverteilung der Steuergitter G1. G, und der Elektroden G1. G1 und G-, sowie
die jeweiligen Längen und Durchmesser im wesentlichen
identisch sind mit denen einer indirekt geheizten einstrahligen Elektronenkanone, die ein einfaches
erstes Gitterglied und ein /weites, mit einer einzigen Öffnung \ersehenes Gitter aufweist.
Bei der angegebenen Spannungsverteilung wird
/wischer dem Steueraitter G, und dem Ende 18 der
Elektrode G, ein Elektronenlinsenfeld gebildet das der mit gestrichelten Linien angedeuteten HilMinse /.
entspricht. Weiterhin wird durch die Elektroden G1.
G1 und G5 auf der -V:hse der ElekliodeG, em Elektronenlin--enfeld
gebildet, das der ebenfalls gestrichelt angedeuteten Hauptlin.se /. entspricht. Bei einer oft
angewendeten Betriebsweise der Elektronenkanone A werden an die Kathode K. die Steuergitter G1 und G^
sowie die Elektroden G,. G1 und G5 Vorspannungen
um MXl. 0. 3CX)W 2OkV'. 2'.K)V und 20 kV angelegt.
Zur Herbeiführung der Konvergenz der Elektrodenstrahlen
Bf und 5«. die. wie dargestellt, aus der
Elektrode G-, mit divergierenden Strahlenbahnen austreten,
ist die Elektronenkanone A mit einer Strahlablenkvorrichtung
F versehen, die im Abstand einander gegenüberliegende Abschirmplatten P und P
sowie Strählkonvergenz- Ablenkplatten O und Q auf-■λ..-!^\
die den V— chirmpLuten P. P "ach außen im
A'^iard gegenüber angeordnet sind. Die \hsehirmriarten
P und P sov.ie die \blenkplatten O und O
sind so anseordnet. d,J.i3 die Hektronenstrahlcn B-. 5..
ur.d Br-: leweils /wischen den Platten P und Q. den
"!arten P und P und den Platten P und O hindurchgehen
Den \>sc π irm planen P. P wird eine Spannung
!> zugeführt, die gleich der an die Elektrode G1 anselesten
Spannung is\ während den Ablenkplatten O.
Q' eine Spannung I- ς zu eführt wird, die um 200 bis
300 V niedriger ist als die den Abschirmplatten P. P'
zuseführte Spannung. Es wird daher zwischen den Platten P und O sowie zwischen den Platen P' und O'
jeweils eine Spannungsdifferenz bzw. eine Ablenkspannung
Vr erzeugt, durch welche die erforderliche
Ablenkung der Elektronenstrahlen Br und Bs herbeigeführt
wird.
Bei dem beschriebenen Röhrensystem 10 werden die drei Elektronenstrahlen Sr. Bq und Bb von der Ka-
*S">de K aussestrahk und sehen zunächst reweils durch
c:e Öffnungen ^. .·-·. z_g und i- s hindurch und werden
uierbei ieweiis durch d;e Toten-, grünen- und
Ivps und wird durch eine Aufeinanderfolge von Gruppen aus TOteiv·. 'griinen-und 'blauen·'Phosphorbzw.
Leuchtstoffstreifen 5/7. 57,- und Sr. gebildet, von
denen jede Gruppe ein Farbbildelement darstellt. Im Abstand vor dem Schirm 5 ist ein Schirmgitter Gp mit
Gitterdrähten er angeordnet, von denen jeweils ein
Paar ungefähr mit den Gruppen der jeweiligen Phosphorstreifen Sf.. Sa und Sn fluchten. An das Schirmgitter
Gi· vvird eine relativ hohe Nachfokussierspannung
l\r angelegt. Diese ist zwar niedriger, als
die den Elektroden G1 und G5 sowie den Abschirmplatten
P und P zugeführte Spannung, ist aber mit
z. B 5 bis ~ kV hoch genug, um das Gitter Gr ?u betreiben.
Die Elektronenstrahlen B;·. B1; und Bn konvergieren.
wie dargestellt, unter einem bestimmten Winkel auf einem gemeinsamen Punkt zwischen den beiden Gitterdrähten
sr eines Gitterdrahtpaares und divergieren dann derart, daß der Elektronenstrahl Br auf den
»roten« Phosphorstreifen Sr. der Elektronenstrahl ßc
auf dem >grünen« Phosphorstreifen S,-, und der Elektronenstrahl
3b auf den >blauen·· Phosphorstreifen 5β
auftreffen. Der gemeinsame Schnittpunkt an dem Schirmgitter Gr entspricht daher der leweiligen Phosphorstreifengruppe.
Im Bereich des Halsteils der nicht dargestellten Kathodenstrahlröhre können nicht gezeigte
horizontale und vertikale -Xblenksiieder angeordnet
se;n. um in üblicher Weise das Flektronenstrahla^tasten
des Farbbildschirm^ ^ herbeizuführen
Bei dem in Fig. ' gezeigten Farbbitdröh'-en-.--<tein
10 werden die Llektronenstrahlen B :. 5,. und 81; beim
Durchgang durch den Mittelpunkt der Häuptlinge /
fokussiert, so daß die Strahlen '.on, dem Koma und
oder dem Vstignutismus. der Hauptlinse i:n wesentlichen
unbeeinflußt bleiben und verhindert wird, dai.·
die Strahlenpunkte an dem Farbbildschirm X unscharf
oder verwischt werden. Der Abstand zwischen dem Schirmgitter Gp und dem Farbbildschirm 5 wire
durch die axiale Länge des vorderen Teiles der mehl dargestellten Kathodenstrahlröhre bestimmt. Damii
eine genaue Übereinstimmung zwischen der Lage dei
jeweiligen Gitterdrähte g? und der Lage der Phosphor
Streifengruppe erreicht wird, ist es erwünscht, dal;
dieser Abstand so klein als möglich ist. Jedoch i>t iedi.
Verringerung dieses Abstandes über ein bestimmte: Maß hinaus mit einer Vergrößerung u'es jeweiligei
Einfallswinkels der Elektronenstrahlen Bh und Bn ai
dem Schirmgitter GV verbunden. Wie >ich 'iUi^Oiider;
aus der Darstellung der optischen -Viuivalcn.i ieü-a:
Bildsignale, die zu-schen
jvatfoce λ una y~ ^ ι 2. _ srsirt. so;;ter
die f
Uenden o^iiniui^ae:
cen Gi:rerg:iedem G-.--. G-. ■·..· und G-2 zugeführt
werden, moduliert. Die Eiektronenstrahlen gehen dann
durch d:e Hilfslinie L hindurch und schneiden sich :rn
optischen Mittelpunk.! der Hauptlinse L. Anschließend
sehen die Elektronenstrahlen ieweils zwischen den
Platten ρ und P. den P!atten>
und P' und den Pb.tT.en P; und 0' hindurch. Da die Platten P und P
das gleiche Potential haben, wird der mittlere Elektrcnenstrahi
B,; nicht, abgelenkt. Die Spannuri2 V,-bewirkt
iecoch. dal? der Elektronenstrahl S- bei se:- ίο
nem Durchgang zwischen -den Platten Q und P und der Elektronenstrahl B3 bei seinem Durchgang zwischen
den Platten P und O' abgelenkt werden. Durch diese Ablenkung "^ird den Strahlen die notwendige
Konversenz zum Auf treffen auf ein Bildelement an
dem Farbbildschirm S übermittelt.
Der phosphoreszierende Farbbildschirm S ist ähnlich aussebildit wie Farbschirme des Chromatron-
;St. Dementsprechend ist
DU
und /,
/, P- 1 .'1
worin /: gleich dem Abstand zwischen der Quermitte!
ebene 20 der Ablenkvorrichtung Fund der Qvermiuel
ebene 21 des Schirmgitters Cv. /.> gleich dem Abstand
r-.vischen der Quennitteiebene 21 des Schiruiguters G
und dem Farbbildschirm S. J gleich der Briseie de
jeweiligen Phosphorstreifen. D gleich dem jeweilige Abstand zwischen den. Durchgangssteüen der Elek
tronenstrahien B? und Ba und der Durchgangssteil
7 8
des Elektronenstrahles Bc, an der Quermittelebcne 20 Steuergittern G1 und G1 und den Elektroden G1. G
• nd Pt der Abstand zwischen benachbarten Gitter- und Gn versehen, an die in der gleichen Weise, wie fin
drähten ,?/■ ist, der auch als Schirmgitterzwisehenraurn F i g. I beschrieben, entsprechende Spannungen an·
lezeichnet wird. gelegt werden. Die Elektronenslrahlen Br, ff« und Bn
Wenn hierbei /., oder /, verringert wird, muß der 5 die von der Kathode K ausstrahlen, gohcn wiedcrurr
Abstand D vergrößert werden, da /., und /, jeweils durch Öffnungengxn- .?i α und #, η des Steuergitters G
■mgekehrt proportional zu D sind. Wenn /:t der Ab- sowie anschließend durch Öffnungen eä r. ^1C unc
Stand der Kathodenfläche 12 von der Quermittelebene g2 η des Steuergitters G1 und die Hilfslinie // hindurch
23 der Hauptlinse L. /, der Abstand /wischen der durch die den Strahlen eine solche Konvergenz über-Ebene
23 und der Ebene 20 und der Winkel (-) jeweils io mittelt wird, daß sie im optischen Mittelpunkt dei
der Winkel zwischen den Elektronenstrahlen Br oder Hauptlinse Λ zusammentreffen. Aus dieser treten die
Bn und dem Elektronenstrahl Bn ist, so ist klar, daß Elektronenstrahlen Bn und Br wieder in divergierender
Abstand D nur vergrößert werden kann, wenn ent- den Strahlenbahnen aus.
Weder der Winke1 θ oder /, vergrößert wird. Gemäß der Erfindung weist die Strahlablenkvorrich·
Weder der Winke1 θ oder /, vergrößert wird. Gemäß der Erfindung weist die Strahlablenkvorrich·
Eine Vergrößerung von & erfordert jedoch eine Ver- 15 tung Fx nach F i g. 3 im Abstand einander gegenüberfirößerung
des Abstandes U an der Stirnfläche der liegende Elektronenplatten P und P' auf, zwischt.i
Kathode K zwischen den Emissionspunkten der Elek- denen der Elektronenstrahl Br, hindurchgeht. An den
tronenstrahlen Bn oder Br und dem Emissionspunkt der Elektronenkanone Ax zugewendeten Enden dei
des Elektronenstrahles Bn, und eine Vergrößerung des Elektronenplatten P, P' sind, wie dargestellt, jeweil«
Abstandes U macht naturgemäß mehr Schwierig- 20 im Abstand von den Außenflächen derselben Elek·
keiten, alle Elektronenstrahlen genügend und gleich- trodenplatten Qx und Qx angeordnet, zwischen denen
mäßig zu fokussieren, wobei die Möglichkeit besteht, und den Elektrodenplatten P und /"'jeweils die Strahdaß
die Bildauflösung verschlechtert wird. Ebenso ist len Bn und Br hindurchgehen. Weiterhin sind nach
fes nicht erwünscht, /4 zu vergrößern, da dies zu einer den anderen Enden der Elektrodenplatten P, P' zu
tntsprechenden Vergrößerung der Gesamtlänge der as Elektrodenplatten H und H' gegenüber den Außentiicht
dargestellten Kathodenstrahlröhre führen würde. flächen der Elektrodenplatten P, P', aber im gerin-Weiterhin
führt jede Änderung des Abstandes/, geren Abstand von diesen, und schließlich den Außengegenüber
einem bestimmten Wert oder jede Änderung flächen der Platten H und H' im Abstand gegenüberin
der Lage der Quermittelebene 20 z. B. zu einer Ver- liegend Elektrodenplatten Q2 und Q1' angeordnet. Die
lagerung der Elektrodenstrahlen Br und Ba in solchem 30 Anordnung der Platten ist derart, daß die Elektronen-Ausmaß,
daß diese Strahlen auf den »grünen« Phos- strahlen Br und Bn dann jeweils zwischen den Platphorstreifen
Sc; oder den »roten« Phojhporstreifen Sn ten Q2 und H und zwischen den Platten H' und Q2
der angrenzenden Phosphorstreifengruppen auftreffen hindurchgehen. Bei dem dargestellten Ausführungskönnen, was zu einem nachteiligen Ergebnis führen beispiel ist das axiale Ausmaß der Elektrodenplatten Qx
könnte. Dies kann sich trotz Einregulierung der Kon- 35 und Q2 größer als das axiale Ausmaß der Elektroden-Vergenzspannung
ergeben, die der Konvergenz-Ab- platten Q1 und Qx. Es können die Elektrodenplatten P
lenkvorrichtung F zugeführt wird. Außerdem führt und P' in der dargestellten Weise so abgeknickt bzw.
Jede Änderung des Abstandes / zu einer'wtsprechen- abgebogen sein, daß ihr gegenseitiger Abstand in
tlen Änderung des Einfallwinkels jedes der Elektronen- Richtung auf den Farbbildschirm S zu in einem Bettrahlen
an der Quermittelebene 21 des Schirmgitters 40 reich, der sich von den schirmseitigen Enden der
Cp, wodurch die Auftreffstelle jedes Elektronen- Elektrodenplatten Q1 und Q1 bis zur Mitte der Platitrahles
auf dem Farbbildschirm 5 verlagert wird und ten H und H' erstreckt, allmählich größer wird. In der
tfie Bedingungen, unter denen die jeweiligen Strahlen gleichen Weise sind die jeweiligen Platten H und H'
iuf den Farbbildschirm auftreffen, in dem oberen und sowie Q1 und Q2' abgeknickt bzw. abgebogen, so daß
Unteren Teil der Kathodenstrahlröhre gegenüber dem 45 die Innenflächen der jeweils äußeren Platten im wesent-Inittleren
Teil derselben verschieden werden. Wenn liehen parallel zu den Außenflächen der jeweii.,
demgegenüber die der Konvergenz-Ablenkvorrich- inneren Platten und insbesondere der Elektrodentung
F i.ugeführte Spannung feingeregelt wird, um zu platten P und P' verlaufen. Die dargestellte Form-Vermeiden,
daß die Strahlauftreffstellen an dem Bild- gebung der Platten kann sich jedoch als überflüssig
Schirm S verlagert werden, so wird es unmöglich, eine 50 ergeben, wenn' der jeweilige gegenseitige Abstand der
genaue Konvergenz der Strahlen im Mittelteil des Platten vergrößert wird.
Bildschirmes zu erreichen. Es ist daher außerordent- Die Elektrodenplatten P, P'. O2 und Q.2' sind gallich
schwierig, gleichzeitig eine genaue Konvergenz der vanisch mit einer Klemme 7>
verbunden, der eine Elektronenstrahlen Br. B0 und Bb und ein genaues Spannung VP zugeführt wird. Diese ist gleich der den
Auftreffen der Elektronenstrahlen auf den jeweiligen 55 Elektroden G3 und G5 zugeführten Spannung und
Phosphorstreifengruppen zu erreichen. Gemäß der Er- liegt somit im Bereich von 13 bis 20 kV. Die Platten H,
findung wird zur Lösung der aufgezeigten Probleme H', O1 und Q1 sind elektrisch mit einer Klemme Tq
tin neues und verbessertes Farbbildröhrensystem vor- verbunden, der eine Spannung Vq zugeführt wird.
geschlagen, das nachstehend beschrieben ist. Diese ist um eine Spannung Vc, die etwa 200 bis
Gemäß F i g. 3 weist das neue Farbbildröhren- 60 300 V beträgt, größer als die Spannung VP. Zu diesem
»ystem 30 eine Chromatron-Typ-Farbbildröhre mit Zweck ist zwischen den Klemmen Tp und Tq eine äqui-
Einfach-Elektronenkanone A1 zur Erzeugung von drei valente Konvergenz-Ablenkspannungsquelle Vs an-
Ktrahlen auf. wie sie im Zusammenhang mit F i g. 1 geordnet.
beschrieben ist. Demgemäß sind Teile des Systems Die Ablenkvorrichtung F1 weist somit einea ersten
hach F i g. 3. die auch bei dem System nach F i g. 1 65 Ablenker /, aus den Elektrodenplatten P und P', P
Inthalf.en sind, in F i g. 3 mit den gleichen Bezugs- und Q1 sowie P' und O1 und einen zweiten Ablenker /2
!eichen bezeichnet wie in Fig. 1. Die Elektronen- auf, der durch die Elektrodenpäatten P und P', H und
kanone A1 ist widerum mit einer Kathode K, den Q1 und H' und O2' gebildet ist. Die beiden Ablenker f.
und /2 folgen auf der Stralilenbahii der l-Jektronenstnihlcn
Bn. lh; und Bη unmittelbar aufeinander, so
daß die Elektronenstnililcii Bi; und Bn jeweils zunächst
zwischen den Platten /Jund <2, und zwischen den Platten
P' ν ηά Q,' hindurchgehen und durch den ersten
Ablenker/, in divergierende Richtungen abgelenkt werden. Sodann gehen diese Strahlen zwischen den
Elektrodenplattcn // und Q2 und zwischen den Elektrodenplatten
//" und Qi hindurch und werden durch den zweiten Ablenker /2 in konvergierende Richtungen
abgelenkt.
Bei dieser Ausführungsforni der Erfindung ist das
axiale Ausmaß des ersten Ablenkers /, größer als das
axiale Ausmaß des zweiten Ablenkers/2. und es besteht
zwischen den Ablenken! ein Unterschied in der Ablenkempfindlichkeit, so daß die Elektronenstrahlen
Bn. Ba und Bn wiederum auf einen gemeinsamen Punkt
des Schirmgitters Gp zusammentreffen.
Wie aus dem optischen Äquivalent nach F i g. 4 hervorgeht,
ist I2 gleich dem Abstand der Quermittelebene 21 des Schirmgitters Gp von dem Farbbildschirm S.
während A, gleich dem Abstand der Vorderfläche 12
der Kathode K von der Quermittelebene 23 der Hauptlinse L ist. Der Abstand (V1 -f /4) erstreckt sich zwischen
den beiden Quermittelebenen 21 und 23. Die Breite eines der phosphoreszierten Farbstreifens ist
mit d bezeichnet, während die Qnenriiüeiebene des
ersten Ablenkers/, und die Quermittelebene des zweiten Ablenkers /a mit 25 bezeichnet sind. Es ergib!
sich, daß der Winkel Θ' zwischen den jeweiligen Elektronenstrahlen
vor dem Einfallen in die Quermittelebene 24 kleiner sein kann als der entsprechende Winkel
Θ der F i g. 2, so daß der Abstand L" zwischen den
Elektronenstrahlen an der Vorderlläche 12 der Kathode K ebenfalls kleiner sein kann als der entsprechende
Abstand U bei F i g. 2. Demgemäß führt das Elektronenlinsensystem
der Farbbildröhre 30 bzw. der Elektronenkanone A1 nach F i g. 3 zu einer gleichmäßigeren
Fokussierung der Elektronenstrahlen Bb. B0 und Br als bei der bekannten Elektronenkanone A
nach Fig. 1. Hierdurch wird wiederum eine erhebliche
Verbesserung der Farbbildauflösung auf dem Farbbildschirm S ermöglicht.
Außerdem ist gemäß F i g. 4 der Abstand D' zwischen den Einfallpunkten der Elektronenstrahlen BR
und BB an der Quermittelebene 25 des zwiten Ablenkers
f, ebenfalls kleiner als der entsprechende Abstand D der Fig. 1. Hierdurch wird den drei Elektronenstrahlen,
die nach dem Durchgang durch den zweiten Ablenker/2 der horizontalen und vertikalen
Ablenkwirkung der nicht dargestellten Ablenkspulen unterworfen sind, eine mehr lineare Ablenkwirkung
zum horizontalen und vertikalen Abtasten des Farbbildschirmes übermittelt. Hieraus ergibt sich die Möglichkeit,
jegliche Verzerrung des auf dem Farbbildschirm erzeugten Bildes zu vermeiden.
Wenn weiterhin der Strahlenwinke] Θ' der F i g. 4 gleich den Strahlenwinkel Θ der F i g. 2 gemacht wird,
so wird eine Verringerung der Gesamtlänge der Kathodenstrahlröhre um ein der Differenz zwischen im
in F i g. 4 gezeigten Winkel Θ und dem Winkel Θ der
F i g. 2 entsprechendes Maß und damit eine Verkleinerung der Kathodenstrahlröhre ermöglicht.
Da die beiden Ablenker J1 und /, des Systems 30
nach F i g. 3 mit den Spannungen betrieben werden können, die den Klemmen Tp und Tq zugeführt werden,
wird auch der Stromkreis für die Ablenkvorrichtung nicht kompliziert.
Die Möglichkeit, den Elcktronenstrahlen Bn, IJ(1
und B/i einen horizontalen dynamischen Konvergenzeffekt
zu übermitteln, ist bisher nicht erwähnt. Ein solcher Effekt kann aber leicht herbeigeführt werden,
indem in der Spannungsquelle VS für die Konvergenz-Ablenkspannung an sich bekannte Mittel zur Bildung
einer Spannung mit parabolischer Wellenform zusätzlich zu der Vorrichtung zur Erzeugung der statischen
Konvergenz-Ablenkspannung IV· angeordnet werden.
ι« Wie bereits erwähnt, sind die Elektrodenplatten Q1,
Q1'. H und H' elektrisch miteinander und mit der
Klemme Tq verbunden. Statt dessen ist es auch möglich, die Elektrodenplatten Q1 und /7 für i;ich miteinander
zu verbinden, um eine erste Klemme zu bilden,
»5 und ebenso die Elektrodenplatten Q1 und H zur Bildung
einer anderen Klemme für sich zu verbinden und diesen Klemmen getrennt voneinander Ablenkspannungen
zuzuführen. Hierdurch können geringe Unsymmetrieen der seitlichen Elektronenstrahlen Bn und
Bn gegenüber dem mittleren Elektronen strahl Br, ausgeglichen werden.
Bei der in F i g. 5 dargestellten Ausführungsform der Erfindung weist das Farbbildröhrensystem 40 die
Elektronenkanone A2, die Ablenkvorrichtung F2, das
Schirmgitter Gp und den Farbbildschirm S auf. Teile dieses Systems, die auch bei den Systemen nach F i g. 1
und 3 vorhanden sind, tragen wiederum die gleichen Bezugszeichen. Die Ablenkvorrichtung F2 weist wiederum
zwei hintereinander angeordnete Ablenker /3
und /, auf. Der Ablenker /3 ist mit Elektrodenplatten O1 und Q1 versehen, die gegenüber den
Außenflächen der in der im gegenseitigen Abstand voneinander angebrachten Elektrodenplatten P und P' im
Abstanc von diesen angeordnet sind. Der Ablenker Z4
weist El:kirodenplatten Q2 und Q2' sowie Elektrodenplatten // und //' auf, die an der Außenfläche der bis
in den Ablenker/, hinein verlängerten Elektrodenplatten P und P' unter Zwischenfügung von Isolierstoffschichten
/ und /' den Innenflächen der F.lektrodenplatten Q2 und Q2' im Abstand gegenüberliegend
angeordnet sind. Nach dem Verlassen der Elektronenkanone A2 geht daher der mittlere Elektronenstrahl
2g im wesentlichen ohne Ablenkung zwischen den Elektrodenplatten P und P' hindurch,
während der eine seitliche Elektronenstrahl Bb zwischen
den Elektrodenplatten P' und Q1 und den Elektrodenplatten
H' und Q2 und der andere seitliche Elektronenstrahl Br zwischen den Elektrodenplatten P
und Q1 und den Elektrodenplatten Hund Q2 hindurchgeht.
Die Elektrodenplatten P und P' sowie Q2 und CV
sind, wie dargestellt, an eine Klemme Tp angeschlossen,
der die Spannung Vp zugeführt wird. Die Elektrodenplatten Q1, Q1'. H und H1 sind an eine Klemme
Tq angeschlossen, der eine Spannung Vq von einer Energiequelle VS zugeführt wird, die. wie im Zusammenhang
mit F i g. 3 erläutert ist, gleich der Spannung Vc ist. Bei dem System nach F i g. 5 werden
somit die seitlichen Elektronenstrahien Br und Bs
beim Durchgang zwischen den jeweiligen Elektrodenplatten P und Q1 und P' und Qx' durch den ersten Ablenker
/3 in divergierenden Richtungen abgelenkt. Hierauf werden sie beim Durchgang zwischen den
Elektrodenplatten H und Q2 sowie H' und Q2 des
zweiten Ablenkers /4 in konvergierenden Richtungen
abgelenkt, um sich mit völlige. Konvergenz in dem gemeinsamen Bildpunkt des Schirmgitters Gp zu schneiden.
Wie bereits in Verbindung mit F i g. 3 erläutert,
kann auch bei der Ausführungsform nach F i g. 5 ein
horizontaler dynamischer Konvergenzeffekt erreicht werden, indem eine entsprechende Vorrichtung vorgesehen
wird.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 6 weist das Farbbildröhrensystem 50 eine Elektronenkanone A3,
tine Strahlablenkvorrichtung Fn, das Schirmgitter Gp
Und den Farbbildschirm S auf. Andere THIe des
Systemes 50. die auch bei den anderen Ausführungsformen vorhanden sind, tragen wiederum die gleichen
6ezugszeichen wie bei diesen. Die Ausführungsform nach Fig. 6 unterscheidet sieh von den Ausführungsformen
nach F i g. 3 und 5 dadurch, daß die Ablenkvorrichtung F3 als magnetische und nicht als elektrostatische
Ablenkvorrichtung ausgebildet ist. Hierzu ist, Ivie aus F i g. 6 und 7 ersichtlich ist, ein magnetisches
Abschirmglied F angeordnet, das sich ähnlich wie die Elektrodenplatten P und P' nach F i g. 5 über den
trsten Ablenker/5 und den zweiten Ablenker/6er-Itreckt.
Wie am besten aus F i g. 7 hervorgeht, hat das magnetische Abschirmglied Feinen rechteckigen Querschnitt
und ist mit seitlichen Wandungen 31 und 31' lowie mit oberen und unteren Wandungen 32 und 32'
Versehen. 3eim Betrieb geht der mittlere Elektx*nenitrahl
Ba durch das magnetische Abschiujtjgfied T
ohne magnetische Ablenkung hindurch. ?^T
Da die magnetische Ablenkvorrichtung Fj/fcwohl
in axialer Richtung als auch in der Querrichtung eine im wesentlichen symmetrische Ausbildung aufweist,
ist der Einfachheit halber hei verschiedenen Bezugszeichen ein zweites Bezugszeichen in Klammer angegeben,
das jeweils einen direkt hinter dem mit dem ersten Be?ugs7eichen bezeichneten Teil liegenden entsprechenden
Teil des Systems bezeichnet. Gemäß F i g. 6 und 7 ist auf der der Elektronenkanone A3 zugewendeten
Seite des magnetischen Abschirmgliedes F ein Magnetpolglied M11 mit einer im wesentlichen
rechtwinklig zu der Seitenwandung 31 des Abschirmgliedes T verlaufenden magnetischen Platte 33a und
einer magnetischen Platte 34a angeordnet, die derart abgebogen und gekrümmt ist, daß sie von dem
äußeren Ende der Piatte 33a aus an der inneren Ringfläche des mit der strichpunktierten Linie N angedeuteten
Halsteiles der Kathodenstrahlröhre entlang nach oben verläuft. Außerdem ist auf dieser Seite des
magnetischen Abschirmgliedes F ein Magnetpolglied i'fr, angeordnet, das eine gegenüber der Platte 33a
liegende magnetische Platte 33b sowie eine magnetische Platte 34b aufweist, die in der Weise abgebogen
lind gekrümmt ist, daß sie vom äußeren Ende der Platte 335 aus an der Innenfläche des Halsteiles N der
Kathodenstrahlröhre entlang nach unten verläuft. Außerdem ist auf der der Elektronenkanone zugewendeten
Seite des magnetischen Abschirmgliedes F ein fnagnetisches Polglicd AZn angeordnet, das in seine·
Formgebung dem magnetischen Polglied Af11 enttpricht
und eine magnetische Platte 33a' sowie eine Von dieser ausgehende magnetische Platte 34a' auf-
\veist. Schließlich ist auf dieser Seite des magnetischen Abschirmgliedes F noch ein magnetisches Polglied
A-Z12 angeordnet, das ebenso wie das Magnetpolglied
AZ12 gestaltet ist und eine magnetische Platte 33b'
Sowie eine von dieser ausgehende magnetische Platte 34/?' aufweist. Wie F i g. 7 zeigt, sind diese Magnetpolglieder
um das magnetische Abschirmglied F herum Symmetrisch und einander gegenüberliegend angeordnet.
Auf der dem Farbbildschirm 5 zugewendeten Seite des magnetischen Abschirmgliedes F sind Magnclpolglicder
AZ21 und AZ22 angeordnet, die den Magnetpolgliedern
Mn und Mn entsprechend gestaltet sind und
an die Seiteirwandung 31 des Abschirmgliedes F angrenzen.
Ebenso sind den Magi:ftpolgliedorn /VZn und
Λ/,., entsprechende Magnetpolglieder M.'.n und M.'„
angrenzend an die Seitenwandung 3Γ des magnetischen Abschirmgliedes F angeordnet. Um einen Teil
des Halsteiles N der Kathodenstrahlröhre herum ver-
in läuft ein ringförmiger Elektromagnet C1, der aus
einem Kern 36 mit einem gegenüber der Platte 34a des Magnetpolgliedes Mn gegenüberliegenden Magnetpol
35a und mit einem der Platte 34/) des Magnetpolgliedes
M12 gegenüberliegenden Magnetpol 35Λ sowie
mit einer Wicklung 37 versehen ist, die, wie gezeigt, um den Kern 36 herumgewickelt ist. In gleicher Weise
ist auf der anderen Seite des Halsteiles N ein ringförmiger Elektromagnet C1' angeordnet, der aus
einem Kern 36' mit den Magnetpolen 35a' und 356 besteht, die jeweils der Platte 34a des Magnetpolgliedes
Mn und der Platte 34b des Magnetpolgliedes
M13 gegenüberliegen; um den Kern 36' ist die Wicklung
37' herumgelegt.
LJm das dem Farbbildschirm S zugewendete Ende des Halsteiles N herum ist ein ringförmiger Elektromagnet
C2 aus einem Kern angeordnet, der mit Magnetpolen gegenüber der Platte 34a des Magnetpolgliedes
AZo1 und gegenüber der Platte 34b' des Magnetpolgliedes
M22 sowie mit einer Wicklung 37a versehen
ist. In der gleichen Weise ist auf der anderen Seite dieses Halsteilendes ein teilringförmiger Elektromagnet
C2' aus einem Kern angeordnet, der mit der Platte 34a' des Magnetpolgliedes W21 und der Platte
34/> des Magnetpolgliedes /VZ22 gegenüberliegenden
Magnetpolen sowie mit einer um diesen Kern herumgelegten Wicklung 37a' versehen ist.
Beim Betrieb geht der Elektronenstrahl E« nach
dem Verlassen der Elektronenkanone A3 (F i g. 6)
ohne Ablenkung durch magnetische Abschirmglied T hindurch. Der Elektronenstrahl Bb verläuft zunächst
zwischen der Platte 33 a des Magnetpolgliedes M11
und der Platte 33b des Magnetpolgliedes M12 (vgl.
auch F i g. 7) und geht dann zwischen der Platte 33 a des Magnetpolgliedes M21 und ,'er Platte 336 des
Magnetpolgliedes M22 hindurch. Ebenso verläuft der
andere seitliche Elektronenstrahl Br zunächst zwischen den Platten 33a' und 336' der Magnetpolglieder Afn
und AZp2 und geht dann zwischen den Platten 33a' und
33Λ' der Magnetpolglieder Af2, und /VZ22 hindurch.
Die angegebenen Teile der magnetischen Ablenkvorrichtung F3 bilden wiederum zwei axial hintereinanderliegende
Ablenker /5 und /„, die den Ablenkern /s
und /4 der Ausführungsform nach F i g. 5 entsprechen und von denen der magnetische Ablenker /5 durch die
Magnetpolglieder M11. M1.,, Mn und ,VZ12. die
Elektfomagnete C1 und C1' und das magnetische Abschirmglied
F gebildet ist, während der magnetische Ablenker /6 durch die Magnetpolglieder M21, M22.
M21 und M22, die Elektromagneten C2 und C2' und
das magnetische Abschirmglied F gebildet ist.
Der Wicklung 37 des Elektromagneten C1 wird vor
einer äußeren Stromquelle Ablenkstrom zugeführt wodurch ein proportionales magnetisches Feld gebildet
wird, das durch die Magnetpolglieder M11 und M1.
hindurchgeht und den Elektronenstrahl Bb in der erforderlichen
Weise p.blenkt. Bei dem dargestellten Beispiel wird der Strom mit solcher Richtung der Wicklung
37 zugeführt, daß die divergierende Ablenkung
14
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Farbbildröhre mit einer Elektronenkanone, welche mindestens drei Strahlerzeugungsquellen
zum Erzeugen von mindestens drei Strahlbündeln aufweist, mit einem Bildschirm, der mit einer Vielzahl
von Farbphosphor-Kombinationen belegt ist, mit einer elektrostatischen Fokussierlinse zun Fokussieren
der Strahlbündel, wobei eines der Shahlbündel
entlang der Achse der Fokussierlinse verläuft und die anderen Strahlbündel dieses entlang
der Achse laufende Strahlbünde] im Linsenfeld der Fokussierlinse kreuzen, derart, daß die anderen
Striihlbiindel die Fokussierlinse divergierend verlassen,
mit einer vor dem Bildschirm angeordneten Farb-Auswahlvorrichtung, die mit einer Vielzahl
von den einzelnen Farbphosphor-Kombinationen zugeordneten Durchtrittsöffnungen für die Strahlbündel
versehen ist, und mit einer Konvergenz-Ablenkvorrichtung.. welche das entlang der Achse
der Fokussierlinse laufende Strahlbündel unbeeinflußt läßt und die divergierend aus der Fokussierlinse
austretenden Strahlbündel so ablenkt, daß diese mit dem auf der Achse der Fokussierlinse
laufenden Strahlbündcl in einer Durchtrittsöffnung der Farb-Auswahlvorrichtung konvergieren,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Konvergenz-Ablenkvornchtung (F1, F2, F3, F1) aus
twei auf dem Strahlenweg der divergierend aus der Fokussierlinse (Z.) austretenden Strahlbündel (Bu.
Bit) hintercinanderliegenden Ablenken: (J1, J2;
/λ- /ι- J-,- Λ,; /-· Jh) besteht, welche die divergierend
aus der Fokussierlinse (L) austretenden Strahlbimdel (Bi;. Bn) nacheinander und unabhängig
voneinander ablenken.
2. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ablenker (/,. J3. /s. J-)
turn divergierenden Ablenken der Strahlbündcl [Bis. Br.) und der zweite Ablenker (J2, /,. /„. JH)
turn anschließenden konvergierenden Ablenken der Strablbinulcl (B,,. Bn) dient.
3. Farbbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gelenn/cichnct.
daß der erste Ablenker (/,, /;l. f:„ J1)
turn konvergierenden Ablenken tier Strahlbüru'cl
(Bn. Bn) und der /weite Ablenker (/,. /,. /„. /„)
turn anschließenden weiteren kon\ ergierenden Ablenken der Strahlbündel dient.
4. Farbbildröhre nach einem der vorstehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die !•eitlen Ablenker (./,. J2: /,. /,: J-. /s) ein elektrisches
Feld erzeugen, das /ur Ablenkung der
tlrahlbündel (JJn. Bn) dient.
5. Farbbildröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ablenker
(Jr>, Jt) ein magnetisches Feld erzeugen, das
zum Ablenken der Strahlbündel (Bn. Bn) dient.
Ci. Farbbildröhre nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden Ablenkern
(/,, /„) jeweils eine einstellbare Ablenkspannung
(I'.s. ί',«.·') zugeordnet ist. durch deren
Einstellung das Ausmaß der Ablenkung der Strahlbündcl (Bh. Bn) regelbar ist.
7. Farbbildröhre nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet,
daß den beiden magnetischen Ablenkcrn (J-,. /„) eine mit ihnen verbundene einstellbare
Stromquelle zugeordnet ist. durch deren Lin-Die Erfindung bezieht sich auf eine Farbbildröhn
mit einer Elektronenkanone, welche mindestens dre Strahlerzeugungsquellen zum Erzeugen von mindesten;
ίο drei Strahlbündeln aufweist, mit einem Bildschirm, dei
mit einer Vielzahl von Farbphosphor-Kombinationer belegt ist, mit einer elektrostatischen Fokussierlinse
zum Fokussieren der^Sffahlbundel, wobei eines dei
Strahlbündel entlang der Achse der Fokussierlinse
verläuft und die anderen Strahlbündel dieses entlang der Achse laufende Strahlbündel im Linsenfeld dei
Fokussierlinse kreuzen, derart, daß die anderen Strahlbündel die Fokussierlinse divergierend verlassen,
mit einer vor dem Bildschirm angeordneten Farb-Auswahlvorrichtung, die mit einer Vielzahl von den
einzelnen Farbphosphor-Kombinationen zugeordneten Durchtrittiöffnungen für die Sirahlbündel versehen ist,
und mit einer Konvergenz-Ablenkvorrichtung, welche das entlang der Achse der Fokussierlinse laufende
Strahlbündel unbeeinflußt läßt und die divergierend aus der Fokussierlinse austretenden Strahlbündel so
ablenkt, daß diese mit dem auf der Achse der Fokussierlinse laufenden Strahlbündel in einer Durchtrittsöffnung
der Farb-Auswahlvorrichtung konvergieren.
Es ist bekannt, daß bei Farbbildröhren mit einer Einfach-Elektronenkanone für mehrere Elektronen-Strahlen
erhebliche Schwierigkeiten für die g?«aue Fokussierung
der von der Elektronenkanone ausgestrahlten und auf dem phosphoreszierten Farbbildschirm
zusammenlaufenden Elektronenstrahlen bestehen. Außerdem ist es schwierig, das auf das Koma und/oder
den Astigmatismus der Elcktroncnlinse zurückzuführende Unscharfwerden der Bildpunkte bzw. Leucht-
4" flecken an dem Farbbildschirm zu verhindern.
Vorzugsweise wird bei Farbbildröhren dieser Art der Abstand zwischen dem Farbbildschirm und der die
Auftrcfflage der Strahlbündcl bestimmenden Farb-AuswahlvorrieliUing
b/w. der SumUemiiaske relativ
kurz gewählt, damit die axiale Länge der Farbiidröhre möglichst klein gehalten werden kann. Weiterhin ist
es für eine Farbbildwiedergabe hoher Qualität von wesentlicher Bedeutung, daß eine genaue Lagebeziehung
/wischen dem Teil der Farb-Auswahlvorrich-
5" tung bzw. der Maske, durch den die Strahlen hindurchgehen
und den Phosphor- b/w. Lcuehtstnffstrcifen auf dem Farbbildschirm erhalten bleibt. Um diesen Erfordernissen
nachkommen zu können, wird der zwischen den Strahlbündcln an dem gemeinsamen Konvcrgenzpunkt
gebildete Winkel vorzugsweise so groß wie möglich gemacht. Dieser Winkel kann entweder durch Vergrößerung
des Abstandes zwischen den drei Strahlbündcln an der Ausstrahlfläche der strahlcrzeugcndcn
Kathode odci durch Vergrößerung des Abstandes zwischen der Hauptlinse der Elektronenkanone und
der Konvcrgenz-Ablcnkvorrichtung vergrößert werden. Eine Vergrößerung des Abstandes der Strahlbündel
an ihren Erzeugungsflächen macht es jedoch schwierig, den Strahlbündcln einen genügenden Fokussicreffckt
zu übermitteln, so daß die Strahlauflösung und damit die Bildqualität verschlechtert wird.
Ebenso ist eine Vergrößerung des Abstandes zwischen der Hauptlinse und der Konvergenz-Ablenkvorrich-
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