DE2002809C3

DE2002809C3 - Mehrstrahlerzeugersystem für Kathodenstrahlröhren zum Erzeugen in verschiedenen Abständen zur Achse des Systems verlaufender Elektronenstrahlen

Info

Publication number: DE2002809C3
Application number: DE2002809A
Authority: DE
Inventors: Piet Gerard Joseph Eindhoven Barten (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1969-02-08
Filing date: 1970-01-22
Publication date: 1979-12-06
Also published as: GB1243163A; FR2034028A5; NL6902024A; ES376311A1; NL163364C; DE2002809B2; NL163364B; DE2002809A1; US3610991A; BE745655A

Description

Die Erfindung be/ieht sich auf ein Mehrstrahlei /eugcrsystem für eine Kathodenstrahlröhre mit einem /um Erzeugen in verschiedenen Abstünden zur Achse des Systems verlaufender Elektronenslrahlen mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs I aufgeführten Merkmalen.

Ein derartiges Mehrstrahlerzeugersystem ist aus der Literaturstelle »IEEE Trans,« VoI. BTR-14, Nr. 2, Juli 1968, S. 19-27, bekannt. Die Vorfokussierung der Elektronenstrahlen wird bei diesem System mit einer gemeinsamen Vorfokussierlinse erreicht. Die Aberrationen, die dadurch entstehen, daß die Seitenstrahlen durch das Randfeld der Vorfokussierlinse passieren, werden so gut wie möglich beseitigt, wenn der Schnittpunkt der Elektronenstrahlen in der Fokussierlinse ein wenig in der Richtung der Vorfokussierlinse verschoben wird.

Aus der US-PS 2861 2U8 ist weiterhin ein Mehrstrahlerzeugersystem bekannt, in dem die Elektronenstrahlen durch eine gemeinsame Fokussierlinse fokussiert und konvergiert werden. Hier schneiden die Elektronenstrahlen sich nicht in der Fokussierlinse, aber sie laufen dort annähernd parallel. Das System enthält weiterhin eine eigene Vorfokussierlinse für jeden Elektronenstrahl. Maßnahmen, um eine unterschiedliche Gesamtfokussierung der Elektronenstrahlen zu beseitigen, werden hier nicht getroffen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Mehrstrahlerzeugersystem der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß die Gesamtfokussierung aller Elektronenstrahl, unabhängig vom Achsenabstand eines Elektronenstrahls, möglichst gleich ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Kathodenstrahlröhre der eingangs genannten Art durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Durch diese Maßnahmen wird die Gesamtfokussierung aller Eleklronenstrahlen nahezu gleich und die Bildschärfe des wiedergegebenen Hildes wesentlich verbessert.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die gemeinsame Fokussierungslinse die Elektronenstraülcn in dem Randfeld der Linsetiärker fokussiert als die achsennahen Elektronenslrahlen und daß dieser Effekt mit der Vorfokussierung kompensiert werden kann.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können Maßnahmen ergriffen werden, wie sie in den kennzeichnenden Teilen der Unteransprüche 2 bis 4 im einzelnen beschrieben sind.

Einige Ausführuiigsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. I einen Schnitt durch eine Kathodenstrahlröhre,

Fig. 2 bestimmte Teile des Schnittes nach Fig. I in vergrößertem Maßstab, und

Fig. .1 eine andere Hauart bestimmter Teile des Schnittes nach Fig. I in vergrößertem Maßstab.

In Fig. 1 enthalt die Kathodenstrahlröhre 1 ein schematisch dargestelltes Elektronenstrahlerzeugungssystem 2, das drei Elektronenslruhlcn erzeugt, deren Mitten in einer durch die Achse des Systems gehenden Ebene liegen, während die Achse des mittleren Elektronenstrahls mit der Achse des Elcktronenstrahlerzeugtingssyslems zusammenfällt. Das [■Icktronciistrahlcr/eiigiingssystcm 2 konvergiert diese drei filektronenstrahlen auf einer Lochmaske J, wonach sie je bestimmte Teile eines I euthtsc hirmes 4 (reffen. Die Abtastung des Schirmes wild durch eine scheiiiiitisch dargestellte Ablenkvorrichtung 5 bewirkt.

Fig, 2 zeigt den I laisteil der Rühre in einem Schnitt durch die Achse des Elektronenslrahlerzeugungssystems. Das Elektronenstrahlerzeugungssystem enthält drei Kathoden 6,7 und 8, ein gemeinsames erstes Gitter 9, das für die von den Kathoden 6,7 und 8 herrührenden Strahlen mit öffnungen 10, Xl und 12 versehen ist, ein gemeinsames zweites Gitter 13, das mit Öffnungen 14, 15 und 16 versehen ist. und ein gemeinsames drittes Gitter 17, das mit Öffnungen 18, 19 und 20 versehen ist, wobei die öffnung 19 kleiner als die öffnungen 18 und 20 ist. Die Mitten der Öffnungen 11, 15 und 19 liegen auf der Achse 21 des Elektronenstrahlerzeugungssystems, während die Mitten der öffnungen 10, 14 und 18 auf einer Linie 22 parallel zu der Achse 21 und die Mitten der Öffnungen 12, 16 und 20 auf einer Linie 23 gleichfalls parallel zur Achse 21 liegen. In diesem Falle fällt die Linie 22 mit der Achse der Kathode 6, die Achse 21 mit der Achse der Kathode 7 und die Linie 23 mit der Achse der Kathode 8 zusammen. Das Elektronensirahterzeugungssysiem enthält ferner noch ein gemeinsames viertes Gitter 24 und ein gemeinsames kreiszylindrisches fünftes Gitter 25. Das vierte Gitter besteht aus zwei miteinander verbundenen kreiszylindrischen Teilen 26 und 27. Das plattenförmige dritte Gitter 17 ist auf der dem vierten Gitter 24 zugewandten Seite mit einer ringförmigen Erhöhung 28 versehen. Die Nachfokussierung erfolgt in der konvergierenden Linse, die eine Bcschleunigungslinse ist und das vierte Cutter 24 und das fünfte Gitter 25 enthält, wobei das Linsenfeld zwischen dem kreiszylindrischen Teil 27 und dem kreis/ylindrischeii Cutter 25 erzeugt wird, die gleiche Durchmesser aufweisen.

In einem gegebenen Fall beträgt der Abstand der Kathoden 6, 7 und 8 von dem ersten Ciitter 9 0,(W mm, des ersten Cutters 9 vom zweiten Ciitter 13 1,0 mm und des zweiten Cutters 13 vom dritten Cutter 17 1,5 mm. Das erste Cutter 9 hat eine Dicke von 0,20 mm, das zweite CJitter 13 von 0,50 mm und das dritte Gitter L7 gleichfalls von 0,50 mm. Die kreisförmigen öffnungen 10, 11 und 12 im ersten Cutter 9 haben einen Durchmesser von 0,75 mm, die kreisförmigen öffnungen 14, 15 und 16 im zweiten Gitter 13 einen Durchmesser von 0,75 mm, die kreisförmigen Offnungen 18 und 20 im dritten Cutter 17 einen Durchmesse»' von 2,0 mm und die kreisförmige Öffnung 19 im dritten Cutter 17 hat einen Durchmesser von 1,5 mm. Der Abstand der durch die Mitten der öffnungen 10, 14 und 18 gehenden Link 22 von der Achse 21 des Elcktroncns*rahlcrzcugungssystcms beträgt 3,5 mm und der Abstand der durch die Mitten der öffnungen 12, 16 und 20 gehenden Linie 23 von der Achse 21 des Hleklronenstrahlerzeugungssystcnis ist gleichfalls .1,5 mm. Der Innendurchmesser des Teiles 26 des vierten Gitters 24 beträgt 14 mm und der des Teiles 27 20 mm. Der Durchmesser der ringförmigen Erhöhung 28 betrügt 14 mm, so dall dieser gleich dem Innendurchmesser des dem dritten Gilter 17 zugewandten Teiles 26 des vierten Gitters 24 ist. Der Innendurchmesser des fünften Gitters 25 beträgt gleichfalls 20 mm. Die Abmessung der Erhöhung 28 in Richtung auf die Achse des Elektronenstrahlerzeugungssystems beträgt 1,5 mm, der des Teiles 26 in Richtung auf diese Achse 7 mm, der des Teiles 27 in Richtung auf diese Achse 18 mm, und der des fünften Gitters 25 in Richtung auf diese Achse 10 mm. Der Abstand zwischen der Erhöhung 28 und dem Teil 26 beträgt 2 mm und der zwischen dem Teil 27 und dem fünften Gitter 25 gleichfalls 2 mm. Dieses Elektronenstrahlerzeugungssystem kann mit den folgenden Spannungen betrieben werden:

Kathode erstes Gitter zweites Gitter drittes Gitter viertes Ciitter fünftes Gitter

zwischen 0 V und 140 V

0 V

1 7(M) V
350 V

4 300 V
25 000 V

Die veränderliche Spannung an der Kathode dient /ur Steuerung des Elektronenstrahls.

Bei Verwendung eines in der Achsenrichtung kurzen einsamen dritten Cutters mit einer niedrigeren Spannung als das zweite und das vierte Ciitter erfolgt die Vorfokussierung zwischen dem zweiten und dem vierten Ciitter, während die Vorfokussierung stärker ist, je nachdem die Spannung in der Mitte der Öffnung im dritten Gitter niedriger ist. Dadurch, daß der Durchmesser der öffnung 19 kleiner als der der Öffnungen 18 und 20 ist, ist erreicht, daß die Vorfokussierung des mittleren Strahles stärker ist.

Fig. 3 zeigt den Halsteil der Röhre mit einer anderen Bauart in einem Schnitt durch die Achs«: des Flektronenstrahlerzeugungssystems. Entsprechende Teile der Fig. 2 sind mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Das Elektronenstrahlerzeugungssystem enthält ein gemeinsames zweites Gitter 30, das mit Öffnungen 31, 32 und 33 versehen ist, und ein gemeinsames drittes Gitter 34, das mit Öffnungen 35, 36 und 37 versehen ist, die die gleichen Durchmesser aufweisen. Die Oberfläche des zweiten Gitters 30, die auf der Seite des ersten Gitters liegt, ist eben. Die andere Oberfläche des Cutters 30 ist derartig, daß die Dicke an der Stelle der öffnung 32 größer als an der Stelle der Offnungen 31 und 33 ist. Dadurch ist der Abstand zwischen dem zweiten Gitter 30 und dem dritten Ciitter 34 an der Stelle der übrigen Strahlen, wodurch erreicht wird, daß die Vorfokussierung des mittleren Strahles stärker uls die der übrigen Strahlen ist.

llier/ii I Hhitl

Claims

Patentansprüche:

1. Mehrstrahlerzeugersystem für Kathodenstrahlröhren zum Erzeugen in verschiedenen Abständen zur Achse des Systems verlaufender Elektronenstrahlen, das für die Elektronenstirahlen eine Einrichtung zum Vorfokussieren und eine für alle Elektronenstrahlen gemeinsame Fokussierlinse mit zwei kreiszylindrischen und zur Achse des Systems koaxialen Elektroden aufweist und bei dem die Einrichtung zum Vorfokussieren und die Fokussierlinse so ausgebildet sind, daiß die durch den unterschiedlichen Achsenabstanid der Elektronenstrahlen bedingten Fokussierungsfehler dieser beiden Fokussiereinrichtungem sich kompensieren,dadurch gekennzeichnet,daß für jeden Elektronenstrahl eine eigene Vorfokussierlinse vorgesehen ist und daß die Stärke der Vorfokussiertinsen bei größerem Achsenatistand des zugehörigen Elektronenstrahls kleiner ist.

2. Mehrstrahlerzeugersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussierlinse zugleich die Konvergenz der Elektronenstrahlen in der Räche der Farbauswahlelektrode der Röhre bewirkt.

3. Mehrstrahlerzeugersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektronenstrahlerzeugungssystem für jeden Elektronenstrahl eine besondere Kathode, ferner ein gemeinsames, für jVdcn Strahl mit einer Öffnung versehenes erstes Gitter, ein gemeinsames, als Beschlcunigungselektrodc wirkendes und für jeden Strahl mit einer öffnung versehenes zweites Gitter, ein gemeinsames, für jeden Strahl mit einer öffnung versehenes drittes Gitter und ein gemeinsames, nahezu kreiszylindrisches viertes Gitter aufweist, wobei in jedem Ciittcr die Abstünde der Mitten der öffnungen von der Achse des vierten Gitters nicht für alle Strahlen gleich und die Öffnungen im dritten Gilter bei größeren Abständen der Mitte der öffnung von der Achse des vierten Gitters größer ausgebildet sind.

4. Mehrstrahlerzeugersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektronenstrahlerzeugungssystem für jeden Elektronenstrahl eine besondere Kathode, ferner ein gemeinsames, für jeden Strahl mit einer Öffnung versehenes erstes Gitter, ein gemeinsames, als Beschleunigungsclektrodc wirkendes und für jeden Elektronenstrahl mit einer öffnung versehenes zweites Gitter, ein gemeinsames, für jeden Strahl mit einer öffnung versehenes drittes Gitter, und ein gemeinsames, nahezu kreiszylindrisches viertes Gitter aufweist, wobei in jedem Gitter die Abstände der Mitten der öffnungen von der Achse des vierten Gilters nicht für alle Strahlen gleich sind und der Abstand zwischen dem vierten und dem dritten Gitter an der Stelle der öffnung größer ausgebildet ist, wenn der Abstand der Mitte der öffnung von der Achse des vierten Giittcrs größer ist.