DE1918912A1

DE1918912A1 - Electron gun

Info

Publication number: DE1918912A1
Application number: DE19691918912
Authority: DE
Inventors: Senri Miyaoka; Kiichi Ueno
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1968-04-14
Filing date: 1969-04-14
Publication date: 1969-11-06
Also published as: NL161916B; DE1918912B2; FR2006213A1; NL161916C; US3755703A; NL6905721A

Description

ElektronenstxahlerzeugerElectron beam generator

Die ErfiadMng betxifft einen ElektTonenstrahlerzetiger und insbesondere einen Stirahlerzeuger für eine Mehrstrahl-Farb· bildröhre »it einer einzigen Elektronenkanone»The ErfiadMng concerns an electron beam generator and in particular a steel generator for a multi-jet color picture tube »with a single electron gun»

Bei bestijsffiten bishear verwendeten iPaxbbildröhren mit mehreren Kathoden sind die Einsatzspannungen der Kathoden nicht einander gleich,. Die Folge dieser Unsymmetrie ist, daß die Gammacharakteristik der 4rei Farben in dem durch die Röhre erzeugten Bild verschieden und die Farben nicht natürlich sind.Bestijsffiten bishear used iPax picture tubes with several Cathodes, the threshold voltages of the cathodes are not the same. The consequence of this asymmetry is that the Gamma characteristics of the 4 three colors in the one through the tube generated image is different and the colors are not natural.

Mit Rücksicht hierauf besteht eine Haupta,u%&b« de? Erfindung in der Schaffung einer Mehrkgthoden-Elektronenkanone, deren Kathoden die gleichen Einsatzspannungen haben· ferner soll durch die Erfindung eine verhältaismässig einfache und billige Einrichtung zur Angleichung der Einsatzspannungen solcher Kathoden geschaffen werden.With this in mind, there is a main a, u% & b «de? invention in the creation of a polygonal electron gun, whose Cathodes have the same threshold voltages · furthermore should the invention makes it relatively simple and cheap Device for adjusting the threshold voltages of such Cathodes are created.

Erfindungsgemäß werden die vorgenannten Ziele durch die Schaffung einer Einrichtung zur Angleichung der Kathodeneinsatz-According to the invention, the aforementioned goals are achieved by creating a device for adjusting the cathode insert

Spannungen durch Angleichung der Stärke des elektrischen Feldes, das die Kathoden von den Gittern der Elektronenkanone erreicht· Die Angleichungseinrichtung begrenzt auswählend die Flußmenge, welche eine oder mehrere der Kathoden erreicht, Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung geschieht die Angleichung dadurch, daß eine oder mehrere der Öffnungen im ersten und im zweiten Gitter einen Durchmesser erhalten, der von demjenigen der anderen Öffnungen verschieden ist, oder dadurch, daß die Abstände einer oder mehrerer der Kathoden von den Gittern verschieden von den entsprechenden Abständen der anderen Kathoden gemacht werden oder durch eine Kombination beider Anordnungen.Tensions by equalizing the strength of the electric field that the cathodes of the grids of the electron gun The equalizing device selectively limits the amount of flow that reaches one or more of the cathodes, In the preferred embodiment of the invention it occurs the alignment in that one or more of the openings in the first and second grids are given a diameter, which is different from that of the other openings, or in that the spacing of one or more of the cathodes of the grids can be made different from the corresponding spacings of the other cathodes or by one Combination of both arrangements.

Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen und zwar zeigens Further objects and advantages of the invention will emerge from the following description in conjunction with the accompanying drawings, namely show

Fig· 1 eine beispielsweise Farbbildröhre, in welcher dieFig. 1 shows an example of a color picture tube in which the

erfindungsgemässe Elektronenkanone verwendet werden kann;electron gun according to the invention can be used can;

Fig. 2 in vergrössertem Maßstab, teilweise weggebrochen und teilweise schematisch, einen Teil der in Fig. 1 dargestellten Elektronenkanone;FIG. 2 shows, on an enlarged scale, partly broken away and partly schematically, a part of that shown in FIG. 1 Electron gun;

Fig.3A, 3B, 4A, 4B und 4C Ansichten, die derjenigen der3A, 3B, 4A, 4B and 4C are views similar to those of FIGS

Fig. 2 ähnlich sind und von denen jede eine andere2 and each of which is a different one

Ausführungsform der Erfindung zeigt; coEmbodiment of the invention shows; co

Fig. 5 in vergrössertem Maßstab eine Teilansicht der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung und 5 shows, on an enlarged scale, a partial view of the preferred embodiment of the invention and

Q Fig· 6 eine graphische Darstellung, welche bestimmte Lsi.* ^m s tungs ei genschaften der erfindungsgemasses ElektronenQ · Figure 6 is a graph showing certain Lsi. * ^M s tung ei properties of the electron erfindungsgemasses

kanone zeigt·cannon shows

In Fig. 1 ist eine Mehrstrahl-Farbbilds-IShre 10 mit einer ein*-In Fig. 1 is a multi-beam color image tube 10 with a * -

ζigen Elektronenkanone gezeigt, die mit näheren Einzelheiten in der USA-Patentanmeldung Ser. No. 697,414 vom 12.1.1968 beschrieben ist· Die Farbbildröhre, die unter der Bezeichnung "Trinitron" bekannt ist, besitzt einen Glaskolben 11 (der mit gestrichelten Linien angegeben ist) mit einem Halsteil 12 und einem Konusteil 13, der sich vom Halsteil zu einem Farbbildschirm S erstreckt, welcher mit den üblichen Anordnungen von Farbphosphoren S_R, S-, und S„ versehen ist sowie mit einer strahlaussondernden Lochblendenanordnung oder Schattenmaske Gp. Innerhalb des Halsteils 12 befindet sich eine Elektronenkanone A mit den Kathoden K_R, K„ und Kg, die je von einer Strahlerzeugungsquelle gebildet sind, deren Thermoelektronen emittierende Fläche, wie gezeigt, in einer Ebene angeordnet sind, die zur Längsachse der Elektronenkanone im wesentlichen senkrecht ist. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Strahlerzeugenden Flächen längs einer geraden Linie angeordnet, so daß die von ihnen imittierten Strahlen B_R, Bg und B_ß in im wesentlichen horizontalen Ebenen verlaufen, wobei der Mittelstrahl Bg mit der Achse der Kanone zusammenfällt.ζigen electron gun shown in more detail in the US patent application Ser. No. 697,414 of January 12, 1968 is described extends, which is provided with the usual arrangements of color phosphors S _R , S and S "and with a radiation-isolating pinhole arrangement or shadow mask Gp. Inside the neck part 12 there is an electron gun A with the cathodes K _R , K" and Kg, which are each formed by a beam generating source, the thermoelectron-emitting surface of which, as shown, is arranged in a plane which is essentially perpendicular to the longitudinal axis of the electron gun. In the embodiment shown, the beam-generating surfaces are arranged along a straight line so that the beams B _R , Bg and B _ß emitted by them run in essentially horizontal planes, the central beam Bg coinciding with the axis of the cannon.

Ein erstes Gitter G^ steht im Abstand von den Strahlerzeugungsflächen der Kathoden K_R, Kg und K_ß und besitzt öffnungen g|_R, g., _G und g_1B, die in dem Gitter in Flucht mit den | zugehörigen Strahlerzeugungsflächen der Kathode liegen. In einem üblichen Gitter Gj, das mit Abstand von dem ersten Gitter G- angeordnet ist, sind öffnungen g»_R» g₂g und g_2ß vorgesehen, die mit den zugeordneten öffnungen des Gitters Q G.J fluchten. In axialer Richtung von dem üblichen Gitter G₂ abgesetzt sind offenendige rohrartige Gitter oder Elek- ·£*> troden G^, G. bzw. Gr vorgesehen, wobei die Kathoden K_R, K^ \ und Kg, die Gitter G- und G₂ und die Elektroden G,, G» und Q G₅ in der gezeichneten Anordnung mit nicht dargestellten Halterungen aus Isoliermaterial montiert sind.A first grid G ^ is at a distance from the beam generating _{surfaces of the cathodes K R} , Kg and K _ß and has openings g | _R , g., _G and g _1B , which are in line with the | associated beam generating surfaces of the cathode lie. In a conventional grid Gj, which is arranged at a distance from the first grid G-, openings g » _R » g ₂ g and g _{2ß are} provided, which are aligned with the associated openings of the grid Q GJ. In the axial direction offset from the usual grid G ₂ , open-ended tubular grids or electrodes G ^, G. or Gr are provided, the cathodes K _R , K ^ \ and Kg, the grids G and G ₂ and the electrodes G ,, G » and QG ₅ are mounted in the arrangement shown with holders made of insulating material (not shown).

Für den Betrieb der Elektronenkanone A nach Fig. 1 werden den Gittern Gj und G₂ und den Elektroden G₃, G^ und Gg passendeFor the operation of the electron gun A according to FIG. 1, the grids Gj and G ₂ and the electrodes G ₃ , G ^ and Gg are suitable

Spannungen zugeführt« So erhält z.B. das Gitter G₁ eine Spannung zwischen 0 und -400 V, das Gitter G₂ 0 bis 500 V, die Elektroden G, und Gr eine Spannung zwischen 13 und 20 kV und die Elektrode G^ eine Spannung von 0 bis 400 Volt, wobei alle diese Spannungen auf die Kathodenspannung als Referenzgrösse abgestellt sind. Demnach können die Spannungsverteilungen zwischen den jeweiligen Elektroden und Kathoden und deren Längen und Durchmesser im wesentlichen die gleichen sein wie bei einer Äquipotential-Einstrahl-Elektronenkanone, die aus einer einzigen Kathode und einem ersten sowieVoltages supplied «For example, the grid G ₁ receives a voltage between 0 and -400 V, the grid G ₂ 0 to 500 V, the electrodes G, and Gr a voltage between 13 and 20 kV and the electrode G ^ a voltage of 0 up to 400 volts, all of these voltages being based on the cathode voltage as a reference value. Accordingly, the voltage distributions between the respective electrodes and cathodes and their lengths and diameters can be essentially the same as in an equipotential single-beam electron gun, which consists of a single cathode and a first as well

^ einem zweiten Gitter mit einer einzigen öffnung besteht.^ consists of a second grille with a single opening.

IP ·IP

Bei der voranstehend angegebenen Spannungsverteilung entsteht ein Elektronenlinsenfeld zwischen dem Gitter G₂ und der Elektrode G₃ und bildet eine gestrichelt eingezeichnete Hilfslinse L', und um die Achse der Elektrode G^ wird von den Elektroden G₃, G₄ und G₅ ein Elektronenlinsenfeld dargestellt, das eine Haupt-Sammellinse L bildet, die ebenfalls gestrichelt eingezeichnet ist. In einer typischen Anwendungsform einer Elektronenkanone A werden Vorspnnungen von 100 V an die kathoden K_R,■Kg und K_ß gelegt und Vorspannungen von ι 0 V,.300 V₁ 20 V, 200 V und 20 kV können an das erste undIn the voltage distribution given above, an electron lens field arises between the grid G ₂ and the electrode G ₃ and forms an auxiliary lens L 'drawn in dashed lines, and an electron _{lens field is represented by the electrodes G 3} , G ₄ and G _{5 around the axis of the electrode G ^} , which forms a main converging lens L, which is also shown in dashed lines. In a typical application of an electron gun A, bias voltages of 100 V are applied to the cathodes K _R , ■ Kg and K _ß and bias voltages of ι 0 V, .300 V ₁ 20 V, 200 V and 20 kV can be applied to the first and an das zweite Gitter Gj und G₂ bzw. an die Elektroden G₃, G₄ und Gr gelegt werden·be placed on the second grid Gj and G ₂ or on the electrodes G ₃ , G ₄ and Gr

Zu der Elektronenkanone nach Fig. 1 gehören ferner Hilfseinrichtungen F zum konvergierenden Ablenken von Elektronenstrahlen· Diese Einrichtungen umfassen Abschirmplatten P und Q P', die mit dem dargestellten Abstand beiderseits der Achse <£> der Elektronenkanone angebracht sind, sowie sich in axialer .**» Richtung erstreckende Ablenkplatten Q und Q¹, die, wie er- ^ sichtlich, den Abschirmplatten P und P* im Abstand nach aussen ^ gegenüberstehen. In der Zeichnung sind diese Platten geraden linig angegeben, jedoch können die Ablenkplatten Q und Q¹, wieThe electron gun according to FIG. 1 also includes auxiliary devices F for the converging deflection of electron beams. These devices comprise shielding plates P and Q P ', which are attached at the distance shown on both sides of the axis <£> of the electron gun, as well as axially. ** Deflection plates Q and Q ¹ extending in the direction, which, as can be seen, face the shielding plates P and P * at a distance outwards. In the drawing these plates are indicated in a straight line, but the deflection plates Q and Q ¹ , such as

an sich bekannt, auch etwas gekrümmt oder nach aussen gebogen ausgeführt sein·known per se, can also be designed to be slightly curved or bent outwards

Die Abschirmplatten P und P* sind gleich geladen und gleichartig angeordnet, so daß der mittlere Elektronenstrahl B^ praktisch unabgelenkt zwischen den Abschirmplatten P und P¹ hindurchläuft; die Ablenkplatten Q und Q* dagegen sind den Platten P und P* gegenüber negativ geladen, so daß die jeweils betroffenen Elektronenstrahlen B_ß und B_R konvergierend abgelenkt werden, wie es in der Zeichnung an den entsprechenden Stellen zwischen den Platten P* und Q¹ angegeben ist.The shielding plates P and P * are charged identically and arranged in the same way, so that the central electron beam B ^ passes ^{practically undeflected between the shielding plates P and P 1;} the deflection plates Q and Q *, on the other hand, are negatively charged to the plates P and P *, so that the electron beams B _ß and B _{R concerned are} deflected in a converging manner, as shown in the drawing at the corresponding points between the plates P * and Q ¹ is specified.

Im einzelnen kann an die beiden Abschirmplatten P und P* eine Spannung V_p gelegt werden, die der an die Elektrode G₅ λ angelegten Spannung gleich ist, und eine Spannung Vq, die ^v um etwa 200 bis 300 V niedriger als V_p ist, wird an die zugehörigen Ablenkplatten Q undQ* gelegt, so daß die Abschirmplatten P und P* dasselbe Potential erhalten, und zwischen den Platten P¹ und Q* und den Platten P und Q eine Ablenkspannungsdifferenz oder Konvergenzablenkspannungen Vp angelenkt werden, durch welche Konvergenz-Ablenkspannung Vg den jeweiligen Elektronenstrahlen B_ß und B_R die erforderliche Ablenkung für das Konvergieren mitgeteilt wird. _{In detail, a voltage V p} can be applied to the two shielding plates P and P *, which is equal to the voltage applied to the electrode G ₅ λ , and a voltage Vq, which ^v is about 200 to 300 V lower than V _p , is applied to the associated deflection plates Q and Q * so that the shielding plates P and P * have the same potential, and between the plates P ¹ and Q * and the plates P and Q a deflection voltage difference or convergence deflection voltages Vp are applied by which convergence deflection voltage Vg, the necessary deflection for converging is communicated to the respective electron beams B _ß and B _R.

Im Betrieb der Röhre laufen die Elektronenstrahlen B_R, B_Q ind Bg, die von den strahlaussendenden Flächen der Kathoden K_n, K_r und K_n ausgehen, durch die zugeordneten Gitteröffnun- ! gen g-«, g_1G und g_1ß und werden hellgesteuert mit sogenannten Rot-, Grün- und Blau-Hellsteuerungssignalen, die zwischen den Kathoden und dem ersten Gitter C₅ zugeführt werden. Die jeweiligen Elektronenstrahlen durchlaufen dann die gemeinsame ο Hilfsline L* und überschneiden sich im Zentrum der Hauptlinse ^ L. Der mittlere Elektronenstrahl B_Q verläuft dann praktisch Jj Unabgelenkt zwischen den Abschirmplatten P und P* weiter, denn ■^ diese beiden Platten haben gleiches Potential. Der zwischen ο den Platten P* und Q¹ durchlaufende Elektronenstrahl B_ß sowie der zwischen den Platten P und Q durchlaufende Elektronenstrahl B_R werden jedoch zur Konvergenz abgelenkt infolge der zwischen diesen Platten bestehenden Konvergenz-Ablenkspannung V_n, und das in Fig· 1 dargestellte System soll so ausgelegtWhen the tube is in operation, the electron beams B _R , B _{Q and} Bg, which emanate from the beam-emitting surfaces of the cathodes K _n , K _r and K _n , run through the associated grid openings! gen g- «, g _1G and g _1ß and are light-controlled with so-called red, green and blue light control signals which are fed _{between the cathodes and the first grid C 5.} The respective electron beams then pass through the common ο auxiliary line L * and intersect in the center of the main _{lens ^ L. The middle electron beam B Q} then continues practically undeflected between the shielding plates P and P *, because these two plates have the same potential. The electron beam B _ß passing between the plates P * and Q ¹ _{and the electron beam B R} passing between the plates P and Q are, however, deflected to convergence as a result of the convergence deflection voltage V _n existing between these plates and that shown in FIG System should be designed like this

sein, daß die Elektronenstrahlen B_ß, Bg und B_R nach Wunsch konvergieren bzw. sich an einem gemeinsamen Punkt schneiden, der in einer öffnung zwischen benachbarten Gitter-* drähten g_p des strahlaussondernden Gitters bzw. der Schattenmaske Gp zentriert ist, so daß sie von diesem divergieren und die jeweiligen Farbphosphore einer entsprechenden Anordnung derselben auf dem Schirm S beaufschlagen. Im besonderen ist zu bemerken, daß der Färbleuchtschirm S aus einer grossen Zahl von Gruppen vertikal verlaufender Rot-, Grün- und Blau-Leuchtstoffstreifen oder -Flecke S_R, Sg und Sg bestehen, wobei jede Gruppe von Farbphosphoren ein Farbbildelement wie bei einer Chromatron-Farbbildröhre darstellt. Der gemeinsame Konvergenzpunkt der Strahlen entspricht daher einem der so entstandenen Farbbildelemente.be that the electron beams B _ß , Bg and B _R converge as desired or intersect at a common point which is centered in an opening between adjacent grid * wires g _{p of} the radiation-separating grid or the shadow mask Gp, so that they diverge from this and act on the respective color phosphors of a corresponding arrangement of the same on the screen S. It should be noted in particular that the fluorescent screen S consists of a large number of groups of vertically running red, green and blue fluorescent strips or spots S _R , Sg and Sg, each group of color phosphors having a color picture element as in a Chromatron- Represents color picture tube. The common point of convergence of the rays therefore corresponds to one of the resulting color picture elements.

Die Spannung V_p kann auch an die Linsenelektroden G, und G₅ und an den Schirm S als Anodenspannung in herkömmlicher Weise über eine nicht dargestellte Graphitschicht gelenkt werden, die an der Innenfläche des Konusteils 13 des Röhrenkolbens vorgesehen ist. An die Gitterdrähte des Schirmgitters Gp kann, wie erwähnt, eine Postfokussierspannung V_M im Bereich von beispielsweise 6 - 7 kV gelegt werden.The voltage V _p can also be directed to the lens electrodes G 1 and G ₅ and to the screen S as anode voltage in a conventional manner via a graphite layer, not shown, which is provided on the inner surface of the conical part 13 of the tube bulb. _{As mentioned, a post-focus voltage V M} in the range of 6-7 kV, for example, can be applied to the grid wires of the screen grid Gp.

Die Arbeitsweise der in Fig. 1 dargestellten Farbbildröhre ist in kurzer Zusammenfassung wie folgt. Die jeweiligen Elektronenstrahlen B_g, Bg und B_R werden am Schirmgitter Gp konvergiert und divergieren von diesem in der Weise, daß der Elektronenstrahl B_ß den "blauen" Phosphor Sg.beaufo schlagt, der Elektronenstrahl Bg den "grünen" Phosphor JJ Sg und der Elektronenstrahl B_R den "roten" Phosphor S_R der **· Gruppe entsprechend der Gitteröffnung, an welcher die -v Strahlen konvergieren. Die Elektronenstrahlabtastung der ο Fläche des Farbbildschirms geschieht in herkömmlicher Weise, JJ *.B. durch Horizontal- und Vtrtikalablenkjoche, die beiThe operation of the color picture tube shown in Fig. 1 is briefly summarized as follows. The respective electron beams B _g , Bg and B _R are converged on the screen grid Gp and diverge from this in such a way that the electron beam B _ß hits the "blue" phosphor Sg.beaufo, the electron beam Bg the "green" phosphor JJ Sg and the Electron beam B _R the "red" phosphor S _{R of} the ** · group corresponding to the lattice opening at which the -v rays converge. The electron beam scanning of the ο surface of the color screen is done in a conventional manner, JJ * .B. by horizontal and vertical deflection yokes, which at D gestrichelt dargestellt sind und Zeilenablenk- und BiIdablenksignsle sufnenmen, wodurch am Leuchtschirm ein Farbbild erhalten wird« Da bei dieses Aufbau jeder Elektronen-D are shown in dashed lines and line deflection and image deflection signals, whereby a color image is obtained on the luminescent screen.

strahl zum Fokussieren durch das Zentrum der Hauptlinse L der Elektronenkanone A geleitet wird, sind die durch Auftreffen der Strahlen auf den Leuchtschirm S entstehenden Strahlflecke praktisch frei von Koma- und/oder Astigmatismusfehlern der Hauptlinse, wodurch eine bessere Farbbildauflösung erzielbar ist.beam through the center of the main lens to focus L of the electron gun A is directed, are those produced by the impingement of the rays on the fluorescent screen S. Beam spots practically free from coma and / or astigmatism errors of the main lens, resulting in better color image resolution is achievable.

Fig. 2, welche eine vergrösserte Ansicht des Kathodenbereichs der in Fig. 1 dargestellten Röhre 10 gibt, zeigt Thermoelektronen imitierende Flächen 14, 15 und 16 von drei Kathoden K_R, K» und K_ß, die in einer Ebene 21 angeordnet sind, welche zur Längsachse der Röhre senkrecht ist. Das erste Gitter G₁ ist in einer ähnlich senkrechten Ebene 22 angeordnet, die sich in einem Abstand D- von der Ebene 21 befindet. Die drei kreisförmigen öffnungen g_1R, g^_G und g^_ß des Gitters Gj haben gleiche Durchmesser 0_1R, 0_1G und 0_1B· Das zweite Gitter G₂ ist in einer weiteren ähnlich senkrechten Ebene 23 angeordnet, die sich in einem Abstand D₂ von der Ebene 22 befindet. Die drei öffnungen g_2R, g_2G und g_2ß des Gitters G₂ haben gleiche Durchmesser 0_2R, 0_2G und 0₂g*Fig. 2, which is an enlarged view of the cathode region of the tube 10 shown in Fig. 1, thermoelectrons shows imitating surfaces 14, 15 and 16 from three cathodes K _R, K "and K _SS which are arranged in a plane 21 which is perpendicular to the longitudinal axis of the tube. The first grid G ₁ is arranged in a similarly perpendicular plane 22, which is at a distance D- from the plane 21. The three circular openings g _1R , g ^ _G and g ^ _{ß of} the grid Gj have the same diameter 0 _1R , 0 _1G and 0 _1B · The second grid G ₂ is arranged in a further similar vertical plane 23, which is at a distance D. ₂ from level 22 is located. The three openings g _2R , g _2G and g _{2ß of} the grid G ₂ have the same diameter 0 _2R , 0 _2G and 0 ₂ g *

Im Rahmen der Erfindung wurde festgestellt, daß, wenn eine hohe Spannung an das dritte Gitter G₃ gelegt wird, die Stärke des elektrischen Feldes, das die Mittelkathode K„ erreicht, grosser als die Stärke des elektrischen Feldes ist, welches die anderen Kathoden auf beiden Seiten erreicht, und daß die Einsatzspannung (absoluter Wert) der Kathode K_G höher als _ω die Einsatztpannungen der anderen Kathoden K_ß und K_R ist. ο Dieser Unterschied in den Einsatzspannungen verursacht dieIn the context of the invention it was found that when a high voltage is applied to the third grid G ₃ , the strength of the electric field that reaches the central cathode K "is greater than the strength of the electric field that the other cathodes on both of them Pages reached, and that the threshold voltage (absolute value) of the cathode K _{G is} higher than _ω the threshold voltages of the other cathodes K _ß and K _R. ο This difference in the threshold voltages causes the

vorstehend dargelegten Probleme. D.h., obwohl die Video_m Signalspannungen, die an die Kathoden K_R, K_G und K„ gelegt ^ werden, so ausgewählt werden können, daß sie die gleichen ο Spannungen haben, um ein weisses Bild zu erzeugen, müssen u> wegen der Eins atzspannungs -Unsymmetrie die Videos ignalspan" nungen mit bezug aufeinander entsprechend den Unterschieden in ihren Einsatzspannungen verändert werden.problems set out above. That is, although the video _m signal voltages that are applied to the cathodes K _R , K _G and K "^ can be selected so that they have the same ο voltages in order to generate a white picture, must u> because of the one Atzspannungs-asymmetry the video signal voltages can be changed with respect to each other according to the differences in their threshold voltages.

Fig. 3Α und 3Β zeigen zwei Anordnungen, welche die gleicheFig. 3Α and 3Β show two arrangements which are the same

Einsat:Use:

geben·give·

Einsatzcharakteristik für die Kathoden K_R, Kg und K_g er-Application characteristics of the cathodes K _R, K and Kg _g ER-

Bei der in Fig. 3A gezeigten Anordnung -ist das die Kathode Kg durch die öffnung g₁₆ erreichende elektrische Feld infolge des Umständes verringert, daß der Durchmesser 0_1G der Mittelöffnung g_1G im ersten Gitter G₁ kleiner gewählt ist als die Durchmesser 0-_ß und 0_1R der anderen öffnungen g_1B und g«_R im ersten Gitter.-Is in the embodiment shown in Fig. 3A, the arrangement of the cathode Kg through the opening ₁₆ g reaching electric field due to the reduced Umständes that the diameter of the central opening 0 _1G _1G g in the first grid G ₁ is selected to be smaller than the diameter 0- _ß and 0 _{1R of} the other openings g _1B and g « _R in the first grid.

Die' in Fig« SB dargestellte Anordnung ist der in Fig. 3A gezeigten mit der Ausnahme ähnlich, daß der Durchmesser 0_2G der Mittelöffnung g,_G des zweiten Gitters G₂ ebenfalls kleiner als der Durchmesser der ihr benachbarten öffnungen ist.The arrangement shown in FIG. 5B is similar to that shown in FIG. 3A with the exception that the diameter _{O 2G of} the central opening g, _{G of} the second grid G _{2 is} also smaller than the diameter of the openings adjacent to it.

Weitere Anordnungen für den gleichen Zweck sind in Fig. 4A, 4B und 4C dargestellt. Bei jeder dieser Anordnungen sind die Durchmesser der öffnungen in den Gittern G^ und G₂ gleichmässig, jedoch sind die Abstände D₁ und/oder D₂ hinsichtlich des mittleren Elektronenstrahls (grün) grosser gemacht als die entsprechenden Abstände für die anderen Elektronenstrahlen (blau und rot)» um die Stärke des elektrischen Feldes, das jede Kathode erreicht, anzugleichen·Further arrangements for the same purpose are shown in Figures 4A, 4B and 4C. In each of these arrangements, the diameter of the openings in the grids G 1 and G _{2 are} uniform, but the distances D ₁ and / or D ₂ with regard to the central electron beam (green) are made larger than the corresponding distances for the other electron beams (blue and red) »to adjust the strength of the electric field that reaches each cathode ·

Bei der Anordnung nach Fig. 4A ist die Stärke des elektri-(o sehen Feldes, das die Mittelkathode Kg erreicht, dadurch ^ herabgesetzt, daß die Strahlemissionsfläche 15 dieser Kathode weiter weg von den Gittern G₁ und G₂ angeordnet ist als cn die anderen Kathoden und zwar um einen Abstand DV₁, Dies hat natürlich zur Wirkung, dß die Kathode Kg in einem grösseren Abstand von der Steuerelektrode G₃ angeordnet ist.In the arrangement according to FIG. 4A, the strength of the electric field which reaches the central cathode Kg is reduced by the fact that the radiation emitting surface 15 of this cathode is arranged further away from the grids G ₁ and G ₂ than cn the others Cathodes by a distance DV _1. This of course has the effect that the cathode Kg is arranged at a greater distance from the control electrode G ₃ .

Bei der Anordnung nach Fig. 4B wird die gleiche Wirkung dadurch erzielt, daß die das Gitter G₂ bildende Metallplatte vom Gitter G₁ um einen Abstand D*₂ in der Nähe der Mit·*In the arrangement according to FIG. 4B, the same effect is achieved in that the _{metal plate forming the grid G 2 is} removed from the grid G ₁ by a distance D * ₂ in the vicinity of the mit

telöffnung g_2G weggebogen ist.opening g _{2G is} bent away.

Bei der Anordnung nach Fig. 4C sind die in Fig. 4A und 4B gezeigten baulichen Merkmale kombiniert, wodurch eine noch grössere Herabsetzung der Stärke des elektrischen Feldes an der Fläche IS der Kathode Kg erhalten wird.In the arrangement of FIG. 4C, those in FIGS. 4A and 4B combined structural features shown, resulting in an even greater reduction in the strength of the electrical Field is obtained on the surface IS of the cathode Kg.

Fig. 5 zeigt ein besonderes Beispiel der vorangehend beschriebenen Elektronenkanone. Das Material, aus welchem die Gitter Gj* G₂ und G₃ hergestellt sind, ist korrosionsbeständiger Stahl mit einer Dicke von 0,2 mm. Weitere Abmessungen und die an die Gitter gelegten Spannungen sind in Fig. 5 gezeigt. Wie ersichtlich, ist die Anordnung nach Fig. 3A bei der Bauform nach Fig. 5 verwendet, d.h. der Durchmesser 0j_G ist 0,77 mm und der Durchmesser 0j_G ist grosser; 0,8 mm.Fig. 5 shows a specific example of the electron gun described above. The material from which the grids Gj * G ₂ and G ₃ are made is corrosion-resistant steel with a thickness of 0.2 mm. Further dimensions and the voltages applied to the grids are shown in FIG. As can be seen, the arrangement according to FIG. 3A is used in the design according to FIG. 5, ie the diameter 0j _G is 0.77 mm and the diameter 0j _G is larger; 0.8 mm.

Fig» 6 zeigt experimentell beobachtete Verhältnisse zwischen den verschiedenen bei der in Fig. 5 gezeigten Bauform beobachteten Spannungen· In Fig. 6;FIG. 6 shows experimentally observed ratios between the various voltages observed in the design shown in FIG. 5 in FIG. 6;

Ekco ist die Einsatzspannung zwischen der Kathode K und dem ersten Gitter Gj, d.h. die negative Spannung, die an Gj gelegt werden muß, um den Kathodeneinsatz zu bewirken;Ekco is the threshold voltage between the cathode K and the first grid Gj, i.e. the negative voltage which must be applied to Gj in order to effect the cathode insert;

Ec₂ ist die an das zweite Gitter G₂ gelegte Spannung.Ec ₂ is the voltage applied to the second grid G _2.

to Die Einsatzcharakteristik der seitlichen Strahlen ist als Linie A in Fig. 6 gezeigt· Die Linie B stellt die Einsatzoo charakteristik einer Bauform wie die in Fig. 5 dar, bei cn welcher jedoch beide 0j_G und 0_2G gleich und 0,8 ram sind, d.h. ^ einer Bauform, bei welcher die Durchmesser der Hittelöffnungen ° des ersten und des zweiten Gitters Gj und G₂ gleich den ω Durchmessern der entsprechenden seitlichen Öffnungen sind· Aus Fig· 6 ergibt sich, daß eine Differenz von etwa 8 Volt zwischen den Kurven A und B über den mit "Betriebsbereich¹¹ The operational characteristics of the lateral beams are shown as line A in Fig. 6. Line B represents the operational characteristics of a design like the one in Fig. 5, in which, however, both 0j _G and 0 _{2G are} equal and 0.8 ram , ie ^ a design in which the diameters of the central openings ° of the first and second grids Gj and G _{2 are} equal to the ω diameters of the corresponding lateral openings. From FIG. 6 it follows that a difference of about 8 volts between the curves A and B via the "operating range ¹¹

bezeichneten Abschnitt besteht.designated section exists.

Bei der in Fig. £ gezeigten Elektronenkanone mit einer Mittelöffnung des ersten Gitters-Gj, deren Durchmesser 0-g kleiner als der Durchmesser der ihr benachbarten öffnungen ist, ist die Einsatzcharakteristik des Mittelstrahls als Linie C dargestellt. Die Unterschiede zwischen den Einsat zspannungen des Mittelstrahls und der seitlichen Strahlen sind so klein, daß sie im "Betriebsbereich" vernachlässigbar sind· Das Problem der unterschiedlichen Kathodeneinsatzspannungen ist daher gelöst.In the electron gun shown in Fig. £ with a Central opening of the first grid-Gj, the diameter of which 0-g is smaller than the diameter of the openings adjacent to it, is the operational characteristic of the central jet shown as line C. The differences between the application voltages of the central jet and the lateral jets are so small that they are negligible in the "operating range". The problem of the different cathode application voltages has therefore been solved.

Bei jeder der erfindungsgemässen Ausführungsformen dient die relative Verringerung des Durchmessers der Öffnung g_1G und/oder der öffnung g_2G (Fig. 3A und 3B) oder die Zunahme des Abstandes von der Strahlerzeugungsfläche 15 der Mittelkathode K- zu demjenigen Teil des Gitters G₁, der die entsprechende öffnung g_1G hat, und/oder zu demjenigen Teil des Gitters G,, der die entsprechende öffnung g_2G hat, zur relativen Verringerung des Winkels des Konus, der vom Umfang der öffnungen zur Mitte der Strahlerzeugungsfläche 15 projiziert werden kann· Daher ist, obwohl das die Hilfslinse L' (Fig· 1) bildende elektrische Feld an der Achse der Elektronenkanone am stärksten ist, die Wirkung dieses Feldes' an der Fläche 15 der Mittelkathode Kq auf ein Mindestmaß herabgesetzt, so daß sie der Wirkung des Feldes an den Flächen 14 und 16 der seitlichen Kathoden K_ß und K_R angeglichen ist.In each of the embodiments according to the invention, the relative reduction in the diameter of the opening g _1G and / or the opening g _2G (FIGS. 3A and 3B) or the increase in the distance from the beam generating surface 15 of the central cathode K- to that part of the grating G _{1 is used} . which has the corresponding opening g _1G , and / or to that part of the grating G ,, which has the corresponding opening g _2G , for the relative reduction of the angle of the cone that can be projected from the circumference of the openings to the center of the beam generating surface 15 Although the electric field forming the auxiliary lens L '(Fig. 1) is strongest on the axis of the electron gun, the effect of this field ' on the surface 15 of the central cathode Kq is reduced to a minimum, so that it adapts to the effect of the field the surfaces 14 and 16 of the lateral cathodes K _ß and K _{R is} aligned.

ο Die Erfindung ist natürlich nicht auf die dargestellten undο The invention is of course not limited to the ones shown and

J£ beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kannThe embodiments described are limited, but can

*■* innerhalb ihres Rahmens verschiedene Abänderungen erfahren·* ■ * experience various changes within their framework ·

Patentansprüche:Patent claims:

Claims

PatentansprücheClaims

1,^Elektronenstrahlerzeuger, gekennzeichnet durch eine An-1, ^ electron gun, characterized by an an

""^^zahl Kathoden zum Emittieren von Elektronen in einer bestimmten Richtung, eine Steuerelektrode, welche benachbart diesen Kathoden und der Laufbahn der erwähnten Elektronen angeordnet ist, eine Einrichtung, durch welche elektrische Energie der Steuerelektrode zugeführt und ein elektrisches Feld um diese Steuerelektrode herum erzeugt wird, und eine Einrichtung zur Angleichung der Stärke des elektrischen Feldes an jeder der Kathoden."" ^^ number cathodes for emitting electrons in a certain direction, a control electrode which is arranged adjacent to these cathodes and the path of the mentioned electrons, a device by which electrical energy supplied to the control electrode and an electric field is generated around this control electrode, and a device for equalizing the Strength of the electric field on each of the cathodes.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Angleichungseinrichtung ein Gitter aufweist, das zwischen den erwähnten Kathoden und der Steuerelektrode angeordnet ist, welches Gitter eine Öffnung benachbart jeder der erwähnten Kathoden besitzt, welche Öffnungen von verschiedenen Grossen sind.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the equalizing means comprises a grid which is arranged between said cathodes and the control electrode, which grid has an opening adjacent each of the cathodes mentioned, which openings are of various sizes.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß3. Apparatus according to claim 1, characterized in that

die Angleichungseinrichtung Elemente aufweist, durch welche JP die Kathoden in verschiedenen Abständen von der Steuerte elektrode gehalten werden.the equalizing device has elements by means of which JP the cathodes are held at different distances from the control electrode.

s -

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß4. Apparatus according to claim 1, characterized in that

cr> die Angleichungseinrichtung ein Gitter aufweist, das zwi- cr> the equalization device has a grid that is between

sehen den I&hoden und der Steuerelektrode angeordnet ist unei/feine Öffnung benachbart jeder der Kathoden aufweist, wobei derjenige Teil des Gitters, das einer der öffnungensee the i & testes and the control electrode is arranged has a / fine orifice adjacent to each of the cathodes, that part of the grating which is one of the openings

benachbart ist» sich von der Steuerelektrode in einem Abstand befindet, der von dem Abstand einer anderen der Offnungen von der Steuerelektrode verschieden ist.adjacent is »located at a distance from the control electrode which is from the distance of another of the Openings from the control electrode is different.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Kathoden sich in einem ABstand von der Längsachse des Elektronenstrahlerzeugers bzw. der Elektronenkanone befindet, der von dem entsprechenden Abstand einer anderen der Kathoden verschieden ist, und eine Barriere aufweist, die zwischen der Steuerelektrode und den Kathoden zur auswählenden Zumessung der Menge des elektrischen Flusses angeordnet ist, der die Kathoden von der Steuerelektrode erreicht.5. The device according to claim 1, characterized in that at least one of the cathodes is at a distance from the longitudinal axis of the electron gun or the electron gun, which is different from the corresponding distance of another of the cathodes, and has a barrier between the Control electrode and the cathode is arranged for the selective metering of the amount of electrical flow that reaches the cathodes from the control electrode.

6« Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Barriere durch ein Gitter gebildet wird, das zwischen den Kathoden und der Steuerelektrode angeordnet ist und eine Öffnung benachbart jeder der Kathoden aufweist, in welcher sich mindestens eine der Kathoden in einem Abstand von der Längsachse des Strahlerzeugers befindet, der verschieden von dem entsprechenden Abstand einer anderen der Kathoden ist.6 «Device according to claim 1, characterized in that the barrier is formed by a grid that is between the cathode and the control electrode and having an opening adjacent each of the cathodes in which at least one of the cathodes is at a distance from the longitudinal axis of the beam generator, which is different from the corresponding spacing of another of the cathodes.

«o 7, Elektronenkanone, gekennzeichnet durch eine Anzahl Katho- ° den, eine Steuerelektrode, ein Gitter, das zwischen der go Steuerelektrode und den Kathoden angeordnet ist und eine m Anzahl Offnungen aufweist, von denen jede einer der ^ Kathoden benachbart und so angeordnet und geformt ist, ° daß die Menge des elektrischen Flusses» der die Kathode c*> durch die erwähnte Öffnung von einer Quelle elektrischen Plusse* erreicht, die auf derjenigen Seite des Gitters angeordnet ist_s welche der Seite entgegengesetzt ist, auf"O 7, electron gun, characterized by a number cathode ° to, a control electrode, a grid which is arranged between the go control electrode and the cathode and having an m number of openings, one of which adjacent to each one of the ^ cathodes and arranged and is formed, ° _s which is the side that the amount of electric flux "of c reaches the cathode *> through said opening from a source of electrical pluses *, which is arranged on that side of the grid opposite to

where the cathodes are located.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that at least one of the cathodes at a distance from the Longitudinal axis of the electron gun is arranged from the corresponding distance of another of the cathodes is different.

9. Apparatus according to claim 7, characterized in that the openings mentioned have different sizes.

10. Apparatus according to claim 8, characterized in that three cathodes are provided, one of which is with the long axis of the electron gun is in alignment, while the other two are equidistant from have this axis.

11. Color picture tube, characterized by an electron gun with three cathodes, which are arranged at a lateral distance from one another and of which one is in alignment with the longitudinal axis of the tube, while the _ο others have the same distances from the grid provided with ° openings, which grid in the electron flow path

so the tube is arranged to be a substantially tubular shape

_m electrode that surrounds the flux path downstream of the grid, which grid is formed by a conductive plate with Q three openings, each of which faces the emission surface of one of the cathodes, the opening opposite the axially aligned cathode being smaller than the openings which the other cathodes

gegenüberliegen,opposite,

12. Farbbildröhre nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch ein zweites Gitter, das zu dem ersten Gitter parallel und im Abstand unterstromseitig zu diesem angeordnet ist, welches zweite Gitter drei öffnungen besitzt, von denen jede sich mit einer der drei Offnungen des ersten Gitters in Ausfluchtung befindet, und eine Einrichtung vorgesehen ist, durch welche eine Spannung an das zweite Gitter gelegt wird, die wesentlich grosser als die Spannung am ersten Gitter ist.12. Color picture tube according to claim 11, characterized by a second grid which is parallel to the first grid and is arranged at a distance from this downstream side, which second grid has three openings, each of which is connected to one of the three openings of the first grid is in alignment, and means is provided by which a voltage is applied to the second grid which is substantially greater than the voltage on the first grid is.

13. Farbbildröhre nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Grosse der axial ausgefluchteten Offnungen derart ist, daß die Einsatzspannungen aller Kathoden über einen verhältnismässig weiten Bereich von an das zweite Gitter gelegten Spannungen annähernd gleich sind.13. color picture tube according to claim 12, characterized in that that the size of the axially aligned openings is such is that the threshold voltages of all cathodes over a relatively wide range of to the second grid applied voltages are approximately the same.

14. Elektronenkanone für eine Farbbildröhre, gekennzeichnet durch zwei seitliche Kathoden und eine dazwischen befindliche Mittelkathode mit Strahlerzeugung«flächen, die im wesentlichen in einer Reihe zur Emission von Elektronen im wesentlichen in parallelen Richtungen angeordnet sind, <0 ein erstes und ein zweites Gitter, die im Abstand zuein-CD ander aufeinanderfolgend in der axialen Richtung von den ^ Strahlerzeugungsflächen weg angeordnet sind und öffnungen ^ besitzen, die sich mit den letzteren in Ausfluchtung foe- -» finden, durch welche die emittierten Elektronen in die σ> jeweiligen Elektronenstrahlen kolliaiert werden, eine elek- *** trostatisch· Linse, die axial folgend dem zweiten Gitter14. Electron gun for a color picture tube, marked by two lateral cathodes and a central cathode with beam generation between them are arranged essentially in a row for the emission of electrons essentially in parallel directions, <0 a first and a second grating spaced apart from each other consecutively in the axial direction from the ^ Beam generating surfaces are arranged away and openings ^ which are in alignment with the latter foe- - »find through which the emitted electrons enter the σ> respective electron beams are collided, an elec- *** trostatic · lens that axially follows the second grating angeordnet ist, um'die Haupt-Fokussierlinse für die erwähnten Strahlen zu bilden und mit dem zweiten Gitter zur BiI-is arranged to 'form the main focusing lens for the beams mentioned and with the second grating for BiI-

dung eines elektrischen Feldes zusammenzuwirken, welches eine Hilfslinse bildet, durch welche die Strahlen von ' den seitlichen Kathoden mit bezug auf den Strahl aus der Mittelkathode konvergiert werden, so daß alle Strahlen durch die Mitte der Haupt-Fokussierlinse laufen, und eine Einrichtung zur Angleichung der Wirkungen des elektrischen Feldes an den Strahlerzeugungsflächen der Kathoden, so daß die letzteren gleiche Einsatzspannungen haben.generation of an electric field, which forms an auxiliary lens through which the rays of 'the lateral cathodes are converged with respect to the beam from the central cathode, so that all beams run through the center of the main focusing lens, and a device for equalizing the effects of the electric field on the beam generating surfaces of the cathodes, so that the latter have the same threshold voltages.

15, Elektronenkanone nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Angleichung der Wirkung des elektrischen Feldes durch mindestens eine der öffnungen des ersten und des zweiten Gitters gebildet werden, die sich mit der Mittelelektrode in Ausfluchtung befinden, und von einer Grosse ist, die kleiner als die Grossen der öffnungen des Gitters ist, die sich mit den erwähnten seitlichen Kathoden in Ausfluchtung befinden«15, electron gun according to claim 14, characterized in that the device for approximating the effect of the electric field through at least one of the openings the first and second grids are formed in alignment with the center electrode, and of a size smaller than the size of the openings of the grid are in alignment with the mentioned lateral cathodes «

16, Elektronenkanone nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Angleichung der Wirkungen ™ des elektrischen Feldes dadurch gebildet wird, daß die Strahlerzeugungsfläche der Mittelkathode sich in einem Abstand von der ausgefluchteten öffnung in mindestens einem der erwähnten ersten und zweiten Gitter befindet, der grosser als der Abstand von den Strahlerzeugungsflächen der seitlichen Kathoden zu den entsprechenden öffnungen der Gitter ist.16, electron gun according to claim 14, characterized in that the device for equalizing the effects ™ of the electric field is formed in that the beam generating surface of the central cathode is in one Distance from the aligned opening in at least one of the mentioned first and second grids is located, which is greater than the distance from the beam generating surfaces the lateral cathodes to the corresponding openings in the grid.

Der PatentanwaltThe patent attorney

909845/1063909845/1063