DE2018943A1 - CATHODE RAY TUBE - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft allgemein Kathodenstrahl- bzw, Farbbildröhren vom Typ mit einem einzigen Kathodenetrahlerzeuger und mehreren Kathodenstrahlen und insbesondere Röhren von der Bauart, bei welcher die mehreren Strahlen im wesentlichen durch die optische Mitte einer gemeinsamen Elektronenlinse geleitet werden, durch welche die Strahlen auf den Farbschirm fokussiert werden.This invention relates generally to cathode ray or color picture tubes of the single cathode ray generator type, and more particularly Tubes of the type in which the plurality of beams pass essentially through the optical center of a common Electron lens are passed through which the rays are focused on the color screen.
Bei Farbbildröhren mit einem einzigen Strahlerzeuger und mehreren Strahlen von der Bauart, auf welche sich die Erfindung bezieht, beispielsweise von der in dem USA-Patent 3.448.316 beschriebenen Art, werden mehrer· Elektronenstrahlen emittiert oder erzeugt durch «ine strahlerzeugende Kathodenanordnung und konvergiert„ ao daß sie einander an einer Stelle zwischen der Kathodenanordnung und de» Farbtohirm kreuzen oder überachneiden, auf den die Strahlen auftreffen, und eine einzig· Elektronenfokus β ierlinsezii» Fokussieren aller Strahlen auf den SchirmIn the case of color picture tubes with a single beam generator and several beams of the type on which the In accordance with the invention, for example of the type described in US Pat. No. 3,448,316, multiple electron beams are emitted or generated by a beam-generating cathode assembly and converges on them each other at a point between the cathode assembly and cross or overlap the color shade on the the rays strike, and a single · electron focus β ierlinsezii »focusing all rays on the screen
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ist so angeordnet, daß «ich die optische Mitte im wesentlichen an der Stall· befindet, an welcher sich die Strahlen Oberschneiden, wodurch die Koma und sphärische Aberrationen, die den Strahlen durch die Fokus*ierlinse mitgeteilt werden, wesentlich verringert werden. Wenn die Strahlen so konvergiert werden, daß sie einander im wesentlichen an der optischen Mitte der Fokuseierlinse Oberschneiden, treten zumindest bestimmte der Strahlen aus der Linse längs divergierender Bahnen aus und Paare von Konvergenz-Ablenkplatten kunnen längs dieser divergierenden Bahnen angeordnet werden, an die Spannungen angelegt werden, um die divergierenden Strahlen in solche Richtungen abzulenken, daß alle Strahlen an einem gemeinsamen Punkt auf dem Strahlwählgitter bzw. auf der Maske, das bzw· die dem Farbschirm zugeordnet ist, konvergieren oder man läßt die divergierenden Strahlen auf dem Strahlwählgitter bzw. auf der Maske an in Abstand voneinander befindlichen Stellen auftreffen, wobei den Farbsignalen geeignete Verzögerungen mitgeteilt werden, durch welche die Strahlen so moduliert werden, daß eine Obereinstimmung der auf dem Schirm erzeugten Bilder erhalten wird. In jedem Falle wirken auf die Strahlen die Magnetfelder ein, die aus der Zufuhr von Horizontal- und Vertikalablenksignale zu den entsprechenden Spulen eines Ablenkjoches resultieren, wodurch die Strahlen veranlaßt werden, den Schirm mit dem gewünschten Haster abzutasten.is arranged in such a way that the optical center is essentially at the stable at which the rays are located Overlapping, reducing coma and spherical aberrations, which are communicated to the rays through the focusing lens, can be reduced significantly. When the rays are converged so that they are substantially at the optical center of the focusing lens overcut, step at least certain of the rays emanate from the lens along diverging paths and pairs of convergence baffles can be arranged along these diverging paths to which voltages are applied to reduce the deflect diverging rays in such directions that all rays at a common point on the beam selection grating or on the mask, that or the color screen is assigned, converge or the diverging beams are allowed to be on the beam selection grating or on the mask hit at a distance from each other, appropriate delays are imparted to the color signals by which the beams are modulated so that a match of the images produced on the screen is obtained. In any case, the rays act on the magnetic fields, which result from the supply of horizontal and Vertical deflection signals result to the corresponding coils of a deflection yoke, thereby causing the beams to scan the screen with the desired button.
Bei einer Farbbildröhre mit einem einzigen Strahlerzeuger und mehreren fcfchodenstrahlen der vorangehend beschriebenen Art muß die einzige Elektronenfokussierlinse ein ausreichend hohes Vermögen haben, die Strahlen auf den Schirm zu fokuesierenf und sie muß daher einer optisch äquivalenten Linse «it starken Krümmungen, d.h. kleinen Krümmungsradien an ihren Fliehen entsprechen» weshalb den Strahlen» selbst wenn sie durch den Mittelteil der einzigen Elektronenfokussierlinse von hohem Brechungsvermögen hindurchtreten, ge-In a color picture tube having a single beam generator and more of the type described above fcfchodenstrahlen the only Elektronenfokussierlinse has a sufficiently high capacity have f fokuesieren on the screen, the beams and they must, therefore, an optically equivalent lens "it strong curvatures, ie, small radii of curvature at their Fleeing corresponds to »which is why the rays» even if they pass through the central part of the single electron focusing lens of high refractive power, are
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wisse optische Aberrationen mitgeteilt werden. Ferner werden, wenn die Strahlen konvergiert werden, so daß sie einander im wesentlichen an der optischen Mitte der Elektronenfolcussier linse kreuzen oder überschneiden, welches Konvergieren mittels einer Hilfslinee geschieht, die zwischen dem Strahlerzeuger und der Fokussierlinse angeordnet ist, den Strahlen, die durch die Hilfelinse in beträchtlichen Abständen von der Mitte der letzteren hindurchtreten, gewisse optische Aberrationen durch die Hilfslinee mitgeteilt, welche von geringem Brechungsvermögen sein kann, um diese Aberrationen so gering wie möglich zu halten.know optical aberrations are communicated. Further when the rays are converged so that they meet each other substantially at the optical center of the Cross or intersect electron folcussing lens, which convergence is done by means of an auxiliary line, the one between the beam generator and the focusing lens is arranged, the rays passing through the auxiliary lens at considerable distances from the center of the latter pass through, certain optical aberrations are communicated by the auxiliary line, which may be of low refractive power in order to make these aberrations as small as possible to keep.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Kathodenstrahl- bzw. Bildröhre der beschriebenen Art, bei welcher optische Aberrationen der Strahlen beim Fokussieren auf den Farbschirm noch weiter verringert werden.The object of the invention is therefore to create a cathode ray or picture tube of the type described, in which optical aberrations of the rays when focusing on the color screen can be further reduced.
Ferner soll durch die Erfindung eine Farbbildröhre der beschriebenen Art geschaffen werden, bei welcher den Strahlen dadurch Mitgeteilt« optische Aberrationen, daß sie zur Oberschneidung an einer Stelle zwischen dem Strahlerzeuger und ds« Schirm konvergiert werden, beim Fokussieren der Strahlen auf den Schirm voll kompensiert oder korrigiert werden.Furthermore, the invention is to provide a color picture tube of the type described, in which the Beams communicated by "optical aberrations" that they are converged to intersect at a point between the beam generator and the screen, or fully compensated when the beams are focused on the screen Getting corrected.
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Desgleichen soll durch die Erfindung eine Farbbildröhre der beschriebenen Art geschaffen werden, bei welcher die diametrale Grosse der Strahlen an der Stelle ihrer Oberschneidung miteinander so begrenzt ist, daß die Strahlen den Schirm an scharf begrenzten Stellen beaufschlagen.Likewise, the invention is to provide a color picture tube of the type described, in which the diametrical size of the rays at the point where they intersect with each other is so limited that the rays apply the screen at sharply delimited points.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung werden die mehreren Strahlen einer Farbbildröhre mit einem einzigen Kathodenstrahlerzeuger und mehreren Kathodenstrahlen auf den Schirm durch eine Elektronenfokuseierlinse fokussiert,According to a feature of the invention, the multiple rays of a color picture tube with a single cathode ray generator and multiple cathode rays on the Screen focused through an electron focusing lens,
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die durch mehrere Linsenelemente gebildet wird, welche in axialer Folge angeordnet sind und eine optische Mitte bestimmen, die sich innerhalb der Fokussierlinse befindet und im wesentlichen an der Stelle angeordnet sind, an weicher sich die Strahlen überschneiden. Wenn die Fokussierlinse durch mehrere Linsenelemente gebildet wird, wie evähnt, kann jedes der Linsenelemente verhältnismässig flach sein oder ein geringes Brechungsvermögen haben, um ein kombiniertes Brechungsvermögen zu erhalten, das ausreicht, die Strahlen auf den Schirm zu fokussieren. Ferner können die Linsenelemente, welche vor oder nachfolgend der Stelle angeordnet sind, an welcher die Strahlen einander überschneiden, den Strahlen optische Aberrationen mitteilen, welche einander aufheben oder die Strahlen von optischen Aberrationen am Schirm völlig befreien, selbst wenn die Strahlen durch eine Hilfslinse zur Oberschneidung gebracht werden«which is formed by several lens elements which are arranged in an axial sequence and an optical center inside the focusing lens and are arranged substantially at the point at which the rays intersect. If the focusing lens is formed by several lens elements, such as evahnt, each of the lens elements can be proportionate be flat or have a low refractive power to get a combined refractive power that sufficient to focus the rays on the screen. Furthermore, the lens elements, which are arranged before or after the point at which the rays intersect, can communicate optical aberrations to the rays, which cancel each other out or completely free the rays from optical aberrations on the screen, even if the rays are made to overlap through an auxiliary lens "
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung wird ein Elektronenlinsenfeld für jedes der Linsenelemente der Fokussierlinse mit Hilfe von mehreren Elektroden von verschiedenen elektrischen Potentialen erzeugt, wobei eine der Elektroden an der optischen Mitte der Fokuseierlinse angeordnet ist und eine Begrenzungsöffnung aufweist,durch welche alle Strahlen hihdurchtreten, um eine Blende zur Begrenzung der diametralen Grosse der Strahlen zu bilden.According to a further feature of the invention, an electron lens field is produced for each of the lens elements of the focusing lens by means of a plurality of electrodes of different ones electrical potentials generated, with one of the electrodes arranged at the optical center of the focusing lens is and has a restriction opening through which all rays pass through to a diaphragm to limit the diametrical size of the rays.
Die vorstehenden und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben eich aus der nachfolgenden näheren Beschreibung beispielsweiser Aueführungsformen derselben in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen und zwar zeigen:The foregoing and other objects, features, and advantages of the invention emerge from the following details Description of exemplary embodiments thereof in conjunction with the accompanying drawings demonstrate:
waagrechten Ebene durch die Achse einer Farbbild*-horizontal plane through the axis of a color image * -
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röhre mit einem einzigen Strahlerzeuger und mehreren Strahlen gemäß einer Auaführungβform der Erfindung;tube with a single beam generator and multiple beams according to an embodiment of the Invention;
eine Abänderungsform der erfindungsgemässen Farbbildröhre zeigt;shows a modification of the color picture tube according to the invention;
Fig. 3 eine Teilansicht in schematischer Darstellung und im Schnitt, welche eine weitere Abänderung der Ausführungeform nach Fig. 1 zeigtjFig. 3 is a partial view in schematic representation and in section, which shows a further modification of the Embodiment according to Fig. 1 shows j
Fig. H eine der Fig· 1 ähnliche Ansicht, jedoch wieder einer weiteren Ausführungfform der Erfindung undFigure H is a view similar to Figure 1, but again a further embodiment of the invention and
Fig. 5, 6 und 7 schematische Ansichten von weiteren Ausführungsformen der Erfindung»5, 6 and 7 are schematic views of further embodiments of the invention.
Die in Fig. 1 dargestellte Farbbildröhre mit einem einzigen Strahlerzeuger undmehreren Strahlen» auf welche die Erfindung angewendet ist, kann einen Glaskolben (nicht gezeigt,) mit einem.Hals und einem Trichter auf- λ weisen, welch letzterer sich vom Hals zu einem Farbschirm S erstreckt, welcher mit den üblichen Anordnungen von Farbphosphoren und mit einem Strahlwählgitter AG versehen ist. Innerhalb des Halses ist ein einziger Elektronenstrahlerzeuger mit Kathoden Kj,, Kq und Kg angeordnet, von denen jede durch eine Strahlerzeugungequelle gebildet wird, deren Strahlerzeugungsfläohen in der gezeigten Weise angeordnet sind, so dft die jeweiligen Strahlen BR, BQ und Bß, die von ihnen imittiert werden, in einer im wesentlichen waagrechten Eben« gerichtet werden, welche die Achse des Strahlerzeuger« enthält, , wobei der Mittelstrahl BQ mit dieser Achs· zusammenfällt und die Seitenstrahlen BR und Bß zur Achs· konvergieren.The color picture tube shown in Fig. 1 with a single beam generator anda plurality of rays "to which the invention is applied may a glass flask (not shown) with einem.Hals and a funnel up λ wise, the latter from the neck to a color screen S extends, which is provided with the usual arrangements of color phosphors and a beam selection grid AG. Within the neck is a single electron gun with cathodes Kj ,, Kq and Kg, each of which is formed by a beam generation source whose beam generation surfaces are arranged in the manner shown, so dft the respective beams B R , B Q and B ß , the are imitated by them, are directed in an essentially horizontal plane which contains the axis of the beam generator, wherein the central beam B Q coincides with this axis and the side beams B R and B 3 converge to the axis.
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Eine erste Gitteranordnung G1 aus ersten Gittern G1R, G1Q und G1B befindet sich von den Strahlerzeugungsflächen der Kathoden KR, KQ und Kß in Abstand und ist mit öffnungen giRi gjg und g1B ausgebildet, die sich mit den jeweiligen KathodenstrahlerZeugungsflächen in Ausfluchtung befinden. Ein gemeinsames Gitter G» befindet sich von den ersten Gittern in Abstand und ist mit öffnungen g2R» g2G und g2ß geformt, die sich mit den jeweiligen öffnungen des ersten Gitters in Ausfluchtung befinden. Aufeinanderfolgend sind in der axialen Richtung von dem gemeinsamen Gitter G2 weg offenendige rohrförmige Gitter oder Elektroden G3, G^, G5, Gg bzw« G7 angeordnet, wobei die Kathoden KR, KQ und Kß, die Gitter G1 und G2 und die Elektroden G3, G^, Gg, Gg und G7 in den dargestellten zusammengebauten Stellungen durch geeignete nicht dargestellte Stützen aus Isoliermaterial gehalten werden.A first grid arrangement G 1 of first grids G 1R , G 1Q and G 1B is located at a distance from the beam generating surfaces of the cathodes K R , K Q and K ß and is formed with openings gi R i gjg and g 1B , which are with the respective cathode emitter generating surfaces are in alignment. A common grid G »is located at a distance from the first grids and is formed with openings g 2R » g 2G and g 2ß which are in alignment with the respective openings of the first grid. Open-ended tubular grids or electrodes G 3 , G ^, G 5 , Gg or «G 7 are arranged successively in the axial direction away from the common grid G 2 , the cathodes K R , K Q and K ß , the grids G 1 and G 2 and the electrodes G 3 , G ^, G g , G g and G 7 are held in the assembled positions shown by suitable supports, not shown, of insulating material.
Für den Betrieb des in Fig. 1 dargestellten Elektronenstrahlerzeuger« werden geeignete Spannungen an die Gitter G1 und G2 und an die Elektroden G3, G1^, G5, Gg und G7 gelegt. So wird beispielsweise eine Spannung von 0 bis minus 200 V an das Gitter G1 gelegt, eine Spannung von 100 bis 500 Volt an das Gitter G2, eine Spannung von 10 bis 25 kV an die Elektroden G3, Gg und G7 und eine Spannung von 0 bis U kV an die Elektroden G^ und G6, wobei alle diese Spannungen auf der Kathodenspannung als Bezugsspannung beruhen.For the operation of the electron gun shown in FIG. 1, suitable voltages are applied to the grids G 1 and G 2 and to the electrodes G 3 , G 1 ^, G 5 , G and G 7 . For example, a voltage of 0 to minus 200 V is applied to the grid G 1 , a voltage of 100 to 500 volts to the grid G 2 , a voltage of 10 to 25 kV to the electrodes G 3 , Gg and G 7 and one Voltage from 0 to U kV to electrodes G ^ and G 6 , all of these voltages being based on the cathode voltage as the reference voltage.
Bei der vorangehend beschriebenen Verteilung der angelegten Spannungen wird ein Elektronenlinsenfeld um die Achse dar Elektrode G^ durch die Elektroden G3, G1^ und G5 erzeugt, um ein erstes Linsenelement Lm1 zu bilden, welches mit gestrichelten Linien durch sein optisches Äquivalent angegeben ist, und ein Elektronenlinsenfeld wird um die Achse der Elektrode Gg herum durch die Elektroden G51 GgIn the above-described distribution of the applied voltages, an electron lens field is generated around the axis of the electrode G ^ by the electrodes G 3 , G 1 ^ and G 5 to form a first lens element Lm 1 , which is indicated with dashed lines by its optical equivalent is, and an electron lens field is generated around the axis of the electrode Gg by the electrodes G 51 Gg
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und G7 erzeugt, um ein zweites Linsenelement Lm2 zu bilden, das ebenfalls mit gestrichelten Linien durch sein optisches Äquivalent angegeben ist. Daher wirken erfindungsgemäß die Linsenelemente Lm. und Lm2 zusammen, um eine Hauptfokussierlinse Lm mit einer optischen Mitte 0 zwischen den Linsenelementen Lm^ und Lm2 zu bilden. Ferner sind die die Hauptfokussierlinse Lm bildenden Elektroden G3, G14, G5, Gg und G7 so angeordnet, daß die optische Mitte der Hauptfokussierlinse im wesentlichen an der Stelle angeordnet ist, an welcher die Strahlen B1, B2 und B3 einander überschneiden. |and G 7 is generated to form a second lens element Lm 2 , also indicated in dashed lines by its optical equivalent. Therefore, according to the invention, the lens elements Lm. And Lm 2 cooperate to form a main focusing lens Lm with an optical center 0 between the lens elements Lm 1 and Lm 2 . Further, the electrodes G 3 , G 14 , G 5 , Gg and G 7 forming the main focusing lens Lm are arranged so that the optical center of the main focusing lens is located substantially at the position where the beams B 1 , B 2 and B 3 overlap each other. |
Ferner umfaßt der in Fig. 1 dargestellte Elektronenstrahlerzeuger eine Elektronenstrahl-Konvergenzablenkeinrichtung F, die Abschirmplatten P undP1, welche in dem dargestellten Abstandsverhältnis auf entgegengesetzten Seiten der Strahlerzeugerachse angeordnet sind, und sich axÄL erstreckende Ablenkplatten Q und Q1 besitzt, die, wie gezeigt, im Abstand nach aussen gegenüberliegend den Abschirmplatten P und P1 angeordnet sind· Obwohl im wesentlichen gerade dargestellt, können die Ablenkplatten Q und Q* gegebenenfalls in an sich bekannter Weise etwas gekrümmt oder nach auswärts gebogen sein.Furthermore, the electron gun shown in Fig. 1 comprises an electron beam convergence deflector F, the shielding plates P and P 1 , which are arranged in the illustrated spacing relationship on opposite sides of the gun axis, and axÄL extending deflector plates Q and Q 1 , which, as shown, has The shielding plates P and P 1 are arranged at a distance outwardly opposite the shielding plates P and P 1. Although shown essentially straight, the deflecting plates Q and Q * can optionally be somewhat curved or bent outward in a manner known per se.
Die Abschirmplatten P und P' sind gleich geladen und so angeordnet, daß der mittler« Elektronenstrahl BQ im wesentlichen ohne Ablenkung zwischen den Abschirmplatten P und P1 hindurchtritt, während die Ablenkplatten Q und Q1 negative Ladungen mit bezug auf die Platten P und P* haben, so daß die Elektronenstrahlen Bß und BR konvergierend abgelenkt werden, wie durch den jeweiligen Verlauf derselben zwischen den Platten P und Q sowie P1 und Q1 gezeigt· Im besonderen kann eine Spannung, die gleich der an die Elektroden G3, G5 und G7 gelegten Spannung ist, an beide Abschirmplatten P und P' gelegt werden und eineThe shielding plates P and P 'are equally charged and are arranged so that the central electron beam B Q passes between the shielding plates P and P 1 with essentially no deflection, while the deflecting plates Q and Q 1 have negative charges with respect to the plates P and P * so that the electron beams B ß and B R are deflected in a convergent manner, as shown by the respective course of the same between the plates P and Q as well as P 1 and Q 1. In particular, a voltage equal to that at the electrodes G 3 , G 5 and G 7 applied voltage, are applied to both shielding plates P and P 'and one
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Spannung, die etwa 200 bis 300 Volt niedriger ale die an die Platten P und P1 gelegte Spannung ist, an die jeweiligen Ablenkplatten Q und Q1 gelegt werden, um das gleiche Potential an den Abschirmplatten P und P' zu erhalten und das Anlegen einer Ablenkspannungedifferenz oder von Konvergenzablenkspannungen zwischen den Platten P* und Q1 bzw. P und Q zu erzielen. Durch diese Konvergenzablenkspannung V^ wird natürlich den Elektronenetrahlen Bß und BR die erforderliche Konvergenzablenkung mitgeteilt.Voltage which is about 200 to 300 volts lower than the voltage applied to the plates P and P 1 can be applied to the respective deflector plates Q and Q 1 to obtain the same potential on the shield plates P and P 'and the application of a Deflection voltage difference or of convergence deflection voltages between the plates P * and Q 1 or P and Q to achieve. This convergence deflection voltage V ^ is of course communicated to the electron beams B ß and B R the required convergence deflection.
Im Betrieb treten die Elektronenstrahlen BR, Bg und Bß, die von den Strahlerzeugungeflächen der Kathoden KR, K„ und Kß auegehen, durch die Gitteröffnungen g1R, g1G und glß hindurch, um durch Signale hellgesteuert zu werden, die als "rote", "grüne" und "blaue" Helligkeitssteuerungssignale bezeichnet werden können, welche zwischen den erwähnten Kathoden und der ersten Gitteranordnung G^ angelegt werden. Die jeweiligen Elektronenstrahlen werden dann durch die dargestellte Anordnung der Kathoden so konvergiert, daß sie einander im wesentlichen an der optischen Mitte 0 der Hauptlinse L kreuzen und aus der letzteren so austreten, daß die Strahlen BR und Bq von dem Strahl Bg divergieren. Der mittLge Elektronenstrahl Bg tritt dann im wesentlichen ohne Ablenkung zwischen den Abschirmplatten P und P* hindurch, da die letzteren das gleiche Potential .haben» Der Durchgang des Elektronenstrahls Bg zwischen den Platten P* und Q* und des Elektronenstrahls Bp zwischen den Platten P und Q führt jedoch zu Konvergenzablenkungen derselben wegen der aischen ihnen angelegten Konvergenzablenkspannungen und das System der Fig. 1 ist so angeordnet, daß die Elektronenstrahlen Bg, Bg und BR in der gewünschten Weise konvergieren oder einander an einer gemeinsamen Stelle kreuzen, die in einer öffnung g des Strahlwählgitters bzw. der Maske A„ so zentriert ist^ daß die Strahlen von dieser divergieren, um die jeweiligen Farbphosphore einer entsprechenden Anordnung derselben auf dem Schirm SIn operation, the electron beams B R , Bg and B ß , which emanate from the beam generating surfaces of the cathodes K R , K and K ß , pass through the grid openings g 1R , g 1G and g lß in order to be brightly controlled by signals which may be referred to as "red", "green" and "blue" brightness control signals which are applied between the aforesaid cathodes and the first grid arrangement G ^. The respective electron beams are then converged by the illustrated arrangement of the cathodes so that they cross each other essentially at the optical center O of the main lens L and emerge from the latter so that the beams B R and Bq diverge from the beam Bg. The mean electron beam Bg then passes between the shielding plates P and P * essentially without deflection, since the latter have the same potential. The passage of the electron beam Bg between the plates P * and Q * and the electron beam Bp between the plates P and However Q performs the same because of the aischen them applied Konvergenzablenkspannungen and the system of Figure to convergence distractions. 1 is arranged such that the electron Bg, B g, and B R converge in the desired manner or intersect at a common point each other, in an opening g of the beam selection grid or the mask A " is centered in such a way that the beams diverge from it, around the respective color phosphors of a corresponding arrangement of the same on the screen S
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zu beaufschlagen. Im besonderen ist zu erwähnen, daß der Farbphosphorschirm S aus einer grossen Vielzahl von Sätzen oder Anordnungen von sich vertikal erstreckenden "roten11, "grünen" und "blauen" Phosphorstreifen oder -Punkten SR, SQ und Sg zusammengesetzt ist, wobei jede der Anordnungen bzw.. jede der Sätze von Farbphosphoren ein Farbbildelement bilden. Hieraus ergibt sich, daß der gemeinsame Punkt der Strahlkonvergenz einem der auf diese Weise gebildeten Farbbildelemente entspricht.to apply. In particular, it should be noted that the color phosphor screen S is composed of a wide variety of sets or arrays of vertically extending "red 11 ," green "and" blue "phosphor stripes or dots S R , S Q and Sg, each of which Arrangements or each of the sets of color phosphors form a color picture element, from which it follows that the common point of beam convergence corresponds to one of the color picture elements thus formed.
Die Elektronenstrahlabtastung der Fläche des Farbphosphor- * schirms geschieht durch ein nicht gezeigtes Horizontal- und Vertikalablenkjoch, dem Horizontal- und Vertikalablenksignale zugeführt werden, so daß auf dem Farbschirm ein Farbbild erhalten wird.The electron beam scanning the surface of the screen * Farbphosphor- done by a not shown horizontal and vertical deflection yoke, the horizontal and vertical deflection signals are fed, so that a color image is obtained on the color screen.
Bei der in Fig. 1 gezeigten Bauform wird die Konvergenz der Strahlen BR, BQ und Bß zur Oberschneidung miteinander im wesentlichen an der optischen Mitte 0 durch die Anordnung der jeweiligen Strahlerzeuger bewirkt, so daß diese Konvergenz erzielt wird, ohne irgendeinem der Strahlen optische Aberrationen mitzuteilen» In diesem Falle kann, wie gezeigt, die Hauptfokussierlinse Lm um die optische |In the construction shown in Fig. 1, the convergence of the beams B R , B Q and B β to intersect with each other is effected essentially at the optical center 0 by the arrangement of the respective beam generators, so that this convergence is achieved without any of the beams to communicate optical aberrations »In this case, as shown, the main focusing lens Lm around the optical |
Mitte 0 herum symmetrisch sein, d.h. die Linsenelemente Lm. und Lm2 sind gleich und die Mitte 0 befindet sich in der Mitte zwischen ihnen. Da die Hauptfokussierlinse durch die beiden Linsenelemente LH1 und Lm2 gebildet wird, kann jedes dieser Linsenelemente ein verhältnismässig geringes Brechungsvermögen und dennoch eine kombinierte Wirkung haben, die ausreicht, die Strahlen scharf auf den Schirm S zu fokussieren. Der mittig· Strahl BQ tritt durch die verhältnismässig flachen Linsenelemente Lm^ und Lm2 längs ihrer gemeinsamen optischen Achse hindurch, so daß ihm keine optischen Aberrationen mitgeteilt werden. Die Seitenstrahlen BR undBg treten jedoch durch Teile des Lineenel·-Be symmetrical around the center 0, ie the lens elements Lm. And Lm 2 are equal and the center 0 is in the middle between them. Since the main focusing lens is formed by the two lens elements LH 1 and Lm 2 , each of these lens elements can have a relatively low refractive power and still have a combined effect that is sufficient to focus the rays sharply on the screen S. The central beam B Q passes through the relatively flat lens elements Lm 1 and Lm 2 along their common optical axis, so that no optical aberrations are communicated to it. However, the side rays B R and Bg pass through parts of the Lineenel -
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meivts Lm^ hindurch, die eich von der optischen Achse in Abstand befinden, sowie durch Teile des Linsenelements Lm2* die sich von der optischen Achse in Abstand befinden. Da die Strahlen BR und B„ einander an der optischen Mitte in der Mitte zwischen den Linsenelementen Lm. und Lm2 kreuzen oder überschneiden, befinden eich natürlich diejenigen Teile der Linsenelemente Lm1 und Lm2, durch die der Strahl BR hindurchtritt, auf entgegengesetzten Seiten der qtischen Achse und in ähnlicher Weise befinden sich die Teile der Linsenelemente Lm^ und Lm2, durch die der Strahl Bß hindurchtritt, auf entgegengesetzten Seiten der optischen Achse. Daher werden, obwohl das Linsenelement Lm. den Strahlen BR und Β« optische Aberrationen mitteilt, durch das Linsenelement Lm2 diesen Strahlen gleiche und entgegengesetzte optische Aberrationen mitgeteilt, so daß alle drei Strahlen an ihren Auftreffpunkten auf dem Schirm S frei von optischen Aberrationen sind»meivts Lm ^ through which are located at a distance from the optical axis, as well as through parts of the lens element Lm 2 * which are located at a distance from the optical axis. Since the rays B R and B "cross or intersect at the optical center in the middle between the lens elements Lm. And Lm 2 , those parts of the lens elements Lm 1 and Lm 2 through which the ray B R passes are naturally located on opposite sides of the optical axis, and similarly, the portions of the lens elements Lm ^ and Lm 2 through which the beam B β passes are on opposite sides of the optical axis. Therefore, although the lens element Lm. Notifies the rays B R and Β "optical aberrations, equal and opposite optical aberrations are communicated to these rays by the lens element Lm 2 so that all three rays are free from optical aberrations at their points of incidence on the screen S »
Die in Fig. 2 dargestellte erfindungsgemässe Farbbildröhre ist der in Verbindung mit Fig· I beschriebenen im wesentlichen ähnlich und weicht von dieser nur dadurch ab, daß die Mittelelektrode G"g ihrer Hauptlinse L'in einen plattenförmigen Teil in der Ebene der optischen Mitte 0 aufweist und mit einer Mittelöffnung A versehen ist, durch welche alle Strahlen an der Stelle ihrer Oberschneidung hindurchtreten, so daß die Öffnung A in der Elektrode 6'5 als Begrenzungsblende wirkt, um die diametrale Grosse jedes der Strahlen B^, Bq und B3 so zu begrenzen, daß die Strahlen auf den Schirm S mit einem scharf begrenzten Fleck auftreffen. Bei der Röhre nach Fig. 2 werden daher die drei Strahlen alle durch eine gemeinsame Blende abgeblendet oder diametral begrenzt, welche durch eine Elektrode der Hauptfokussierlinse gebildet wird. Jedoch können, wie in Fig. 3 gezeigt, bei einer Röhre wie vorangehend in Verbindung mit Fig® X beschrieben* die Elektronen-The color picture tube according to the invention shown in FIG. 2 is essentially similar to that described in connection with FIG and the diametrical Grosse each of the beams B ^, Bq, and B 3 is provided with a central aperture a, through which pass all the beams at the location of their Oberschneidung, so that the aperture a in the electrode 6 '5 acts as a limiting diaphragm, so as to limit that the rays impinge with a sharply delimited spot on the screen S. In the tube according to Fig. 2, the three rays are therefore all shielded or diametrically limited by a common diaphragm which is formed by an electrode of the main focusing lens. as shown in Fig. 3, in a tube as described above in connection with Fig® X * the electron
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strahlen BR, BG und B„ begrenzt oder abgeblendet werden, beispielsweise dadurch, daß die Elektrode G3 mit Begrenzungsöffnungen gop» g3G und g3B versehen wird, durch welche die jeweiligen Strahlen in die Elektrode G3 der Hauptfokuseierlinse eintreten.rays B R , B G and B "are limited or masked, for example in that the electrode G 3 is provided with limiting openings gop» g 3G and g 3B through which the respective rays enter the electrode G 3 of the main focusing lens.
Natürlich kann erfindungsgemäß die Zahl der Linsenelemente für die Hauptfokussierlinse grosser als 2 sein. So kann,Of course, according to the invention, the number of lens elements for the main focusing lens can be greater than two. So can,
2 wie in Fig. H gezeigt, die Hauptfokussierlinse L m einer Farbbildröhre durch aufeinanderfolgende, axial angeordnete Elektroden G3, G1,, Gr, Gg, G-, Gg und Gg gebildet werden, die abwechselnd mit hohen und niedrigen Potentialen verbunden sind, um Elektronenlinsenfeider zu erzeugen, welche Linsenelemente Lm1 und Lm2 um die Achsen der Elektroden G1. und Gg hrum bilden und ein drittes Linsenelement Lm3 um die Achse der Elektrode Gg herum. Das dritte Linsenelement Lm3 ist in der Mitte zwischen den Linsenelementen Lm1 und Lm2 gezeigt und, wenn die letzteren gleich sind, enthält die Mittelebene des Linsenelements Lm, die optische Mitte 02 As shown in FIG. H, the main focusing lens L m of a color picture tube is formed by successive, axially arranged electrodes G 3 , G 1 ,, Gr, Gg, G-, Gg and Gg, which are alternately connected to high and low potentials, to generate electron lens fields, which lens elements Lm 1 and Lm 2 around the axes of the electrodes G 1 . and form Gg hrum and a third lens element Lm 3 around the axis of the electrode Gg. The third lens element Lm 3 is shown midway between the lens elements Lm 1 and Lm 2 and, when the latter are the same, the median plane of the lens element Lm contains the optical center 0
der Hauptfokussierlinse Lm, an welcher sich die Überschneidung der Strahlen BR, B-, und Bß im wesentlichen befindet. Daher werden wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 optische Aberrationen, die den durch das Linsenelement Lm1 hindurchtretenden Strahlen BR und Bg mitgeteilt werden, voll korrigiert oder kompensiert durch die entgegengesetzten und gleichen Aberrationen, die durch das Linsenelement Lm2 erzeugt werden. Ferner kann, da drei Linsenelemente in der Haupt-the main focusing lens Lm, at which the intersection of the rays B R , B-, and B ß is essentially. Therefore, as in the embodiment of Fig. 1, optical aberrations imparted to the rays B R and Bg passing through the lens element Lm 1 are fully corrected or compensated for by the opposite and equal aberrations generated by the lens element Lm 2. Furthermore, since three lens elements in the main
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fokussierlinse L m vorhanden sind, das erforderliche Fokussiervermögen
mit Linsenelementen erzielt werden, die je ein weiter herabgesetztes Brechungsvermögen haben, wodurch
die optischen Aberrationen stark verringert werden, die den Strahlen und insbesondere den Strahlen B_ und B„ mitgeteilt
werden, wenn sie durch das mittlere Linsenelement Lm3 längs Bahnen mit Winkeln zur optischen Achse hindurchtreten.
Natürlich kann die vorangehend in Verbindung mit2
focussing lens L m are present, the required focusing power can be achieved with lens elements which each have a further reduced refractive power, whereby the optical aberrations are greatly reduced, which are communicated to the beams and in particular to beams B_ and B "when they pass through the central lens element Lm 3 pass along tracks at angles to the optical axis. Of course, the foregoing can be used in conjunction with
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Fig. 3 beschriebene Anordnung in der Farbbildröhre nach Fig. H verwendet werden, um die diametralen Grossen der auf den Schirm fokussierten Strahlen zu begrenzen.Fig. 3 described arrangement in the color picture tube of Fig. H used to measure the diametrical size of the to limit beams focused on the screen.
Natürlich kann die Hauptfokussierlinse einer erfindungsgemässen Farbbildröhre mehr als die drei in Fig. M- gezeigten Linsenelemente umfassen. So kann z.B,, wie in Fig. 5 schematisch dargestellt, die Hauptfokussierlinse L m aus vier Linsenelementen Lm1, Lm 1^, Lm1 2 und Lm2 bestehen, wobei die Linsenelemente Lm1 und Lm1., vor der optischen Mitte oder der Lage der Strahlüberschneidung 0 angeordnet sind, während die Linsenelemente Lm'2 und Lm2 nachfolgend der Mitte 0, gesehen in der Richtung der Strahlen von den Kathoden K_, Κ« und Kg zum Schirm (nicht gezeigt) angeordnet sind. So lange die den Strahlen B13 und B„ durch die Linsenelemente Lm1 undOf course, the main focusing lens of a color picture tube according to the invention can comprise more than the three lens elements shown in FIG. For example, as shown schematically in FIG. 5, the main focusing lens L m can consist of four lens elements Lm 1 , Lm 1 ^, Lm 1 2 and Lm 2 , the lens elements Lm 1 and Lm 1. , In front of the optical center or the position of the beam intersection 0, while the lens elements Lm ' 2 and Lm 2 are arranged following the center 0, seen in the direction of the rays from the cathodes K_, Κ «and Kg to the screen (not shown). As long as the rays B 13 and B "through the lens elements Lm 1 and
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Lm'^ mitgeteilten optischen Aberrationen eine Gegenwirkung oder Korrektur durch die gleichen und entgegengesetzten optischen Aberrationen erfahren, die durch die Linsenelemente Lm*2 und Lm2 mitgeteilt werden, sind diese Strahlen frei von optischen Aberrationen an ihren Auftreffpunkten auf dem Schirm.If the optical aberrations communicated are counteracted or corrected by the same and opposite optical aberrations communicated by the lens elements Lm * 2 and Lm 2 , these rays are free from optical aberrations at their points of incidence on the screen.
Bei jeder der vorangehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung war die Hauptfokussierlinse symmetrisch, d.h., identische Linsene-lemente waren vor und hinteööer optischen Mitte oder der Lage der Überschneidung der Strahlen angeordnet. Wie in Fig. 6 gezeigt, kann jedoch eine erfindungsgemässe Farbbildröhre eine asymmetrische Hauptfokussirlinse L m haben, welche durch ein Linsenelement Lm1 vor der Überschneidung O der Strahlen B0, Bn und BD und zwei Linsenelemente Im2 und lm'2 gebildet wird, die nachfolgend der Oberschneidung O angeordnet sind und so zusammenwirken, daß den Strahlen BR und B„ optische Aberrationen mitgeteilt werden, die entgegengesetzt und gleich den Aberrationen sind, die den Strahlen dureh das Linsenelement Lm1 mitge-In each of the embodiments of the invention described above, the main focusing lens was symmetrical, ie identical lens elements were arranged in front of and behind the optical center or the position of the intersection of the beams. As shown in FIG. 6, however, a color picture tube according to the invention can have an asymmetrical main focus lens L m which is formed by a lens element Lm 1 in front of the intersection O of the rays B 0 , B n and B D and two lens elements Im 2 and Im '2 , which are arranged following the upper intersection O and cooperate in such a way that the rays B, R and B are communicated with optical aberrations which are opposite and equal to the aberrations which the rays are brought about by the lens element Lm 1 .
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teilt wird, so daß die Strahlen wiederum frei von Aberrationen an ihren Auftreffpunkten auf dem Schirm (nicht gezeigt) sind,splits so that the rays are again free of aberrations at their points of impact on the screen (not shown) are,
Ferner wurden bei den vorangehenden Ausführungsformen die Strahlen BR, Bß und Bg zur Oberschneidung an der optischen Mitte 0 der Hauptfokussierlinse dadurch konvergiert, daß die Strahlerzeugungselemente so angeordnet wurden, daß* die Strahlen BR und B„ längs Bahnen imitiert werden, die mit bezug auf die Bahn des.mittigen Strahls B„ konvergieren. Jedoch kann, wie in Fig. 7 gezeigt, die Erfindung auch ι auf Farbbildröhren angewendet werden, bei welchen die Strahlerzeugungsflächen der Kathoden K-, KQ und K_ in einer Ebene angeordnet sind, die zu der Achse der Röhre im wesentlichen senkrecht ist, so daß der mittige Strahl Bg zusammenfallend mit der Röhrenachse imitiert wird und die Seitenstrahlen BR und Β» parallel zur Röhrenachse und auf entgegengesetzten Seiten der letzteren imitiert werden· Ferner hat bei dieser Ausführungsform die Elektrode G'3 einen Teil von verringertem Durchmesser, der sich in das becherförmige Gitter G2 erstreckt, wie gezeigt, so daß, wenn die in Verbindung mit Fig. 1 beschriebene Spannungsverteilung besteht, ein Elektronenlinsenfeld zwischen dem Gitter G2 und der Elektrode G'3 erzeugt wird, um eine Hilfslinse L8 zu bilden, wie mit I gestrichelten Linien angegeben, durch welche die Strahlen BR und Bg konvergiert werden, so daß sie einander und den mittigen Strahl Bg im wesentlichen an der optischen Mitte 0 der Hauptfokussierlinse L m kreuzen oder schneiden, welche durch die Linsenelemente L m^ und L m2 gebildet wird. In diesem Falle kann die Hauptfokussierlinse L m asymmetrisch sein, d.h., das Linsenelement L m2» das nachfolgend der Oberschneidung 0 angeordnet ist, kann so vorgesehen werden, daß optische Aberrationen den Seitenstrahlen Bg und Bg mitgeteilt werden, die gleich und entgegengesetzt der Summe der optischen Aberrationen sind» welche den StrahlenFurther, in the foregoing embodiments, the beams B R , B β and Bg have been converged to intersect at the optical center 0 of the main focusing lens by arranging the beam generating elements so that the beams B R and B 'are mimicked along paths that are associated with converge with respect to the path of the central ray B. However, as shown in FIG. 7, the invention can also be applied to color picture tubes in which the beam generating surfaces of the cathodes K-, KQ and K_ are arranged in a plane which is essentially perpendicular to the axis of the tube, so that the central beam Bg is mimicked coincident with the tube axis and the side beams B R and Β »are mimicked parallel to the tube axis and on opposite sides of the latter · Furthermore, in this embodiment, the electrode G ' 3 has a portion of reduced diameter which extends in the cup-shaped grid G 2 extends as shown so that when the voltage distribution described in connection with FIG. 1 exists, an electron lens field is created between the grid G 2 and the electrode G ' 3 to form an auxiliary lens L 8 , such as with I indicated dashed lines by which the beams B R and Bg are converged so that they are each other and the central beam Bg substantially at the optical Cross or intersect the center 0 of the main focusing lens L m, which is formed by the lens elements L m ^ and L m 2 . In this case, the main focusing lens L m can be asymmetrical, that is, the lens element L m 2 », which is arranged following the overlap 0, can be provided in such a way that optical aberrations are communicated to the side beams Bg and Bg which are equal to and opposite to the sum of the optical aberrations are "which the rays
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durch die Hilfslinse L8 und das Linsenelement L m. mitgeteilt wird, welches vor der Oberschneidung O angeordnet ist. Ferner kann bei dieser Ausführungsform die Fokussier-is communicated by the auxiliary lens L 8 and the lens element L m., which is arranged in front of the overlap O. Furthermore, in this embodiment, the focusing
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linse L m symmetrisch sein, d.h., die Linsenelemente L m.lens L m must be symmetrical, i.e. the lens elements L m.
und L m« können gleich sein, in welchem Falle die Linse L m mit ihrer optischen Mitte im wesentlichen an der Stelle der Überschneidung der drei Strahlen, jedoch in einem kleinen Abstand von dieser angeordnet werden kann, wodurch die Aberrationen der Strahlen BR und Bß korrigiert werden, die durch die Hilfs- bzw. Konvergenzlxnse Lg hereingebracht werden.and L m «can be the same, in which case the lens L m can be arranged with its optical center essentially at the point of intersection of the three beams, but at a small distance therefrom, whereby the aberrations of the beams B R and B ß which are brought in through the auxiliary or convergence lens Lg.
Die Erfindung ist natürlich nicht auf die beispielsweise beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens verschiedene Abänderungen erfahren.The invention is of course not restricted to the exemplary embodiments described, but can experience various changes within their framework.
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