DE2352362C3 - Korrekturlinse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Korrekturlinse zum Gebrauch bei der Herstellung eines Farbbildröhrenschirmes mit Leuchtelementen durch ein Photodruckverfahren, wie sie im Anspruch 1 vorausgesetzt ist.

In der US-PS 26 25 734 ist ein Verfahren zur Herstellung der Farbbereiche aus Leuchtstofflinien oder Leuchtstoffpunkten auf einer Bildschirm-Frontplatte in einer mit einer Lochmaske versehenen Bildröhre beschrieben, bei dem die innere Fläche der Frontplatte mit einer Mischung aus Leuchtstoffteilchen, die in einer der drei Farben (beispielsweise blau) Licht aussenden, sowie mit einem lichtempfindlichen Bindungsmittel beschichtet wird. Von einer Lichtquelle kommendes Licht wird durch die hierbei als photographische Schablone wirkende Lochmaske auf diese Schicht projiziert. Die der Belichtung ausgesetzte Schicht wird anschließend entwickelt, so daß Leuchtstoffelemente des ersten Leuchtstoffes, beispielsweise blauemittieren- 5" de Linien oder Punkte, erzeugt werden. Der Vorgang wird für den grünemittierenden und den rotemittierenden Leuchtstoff wiederholt, wobei die gleiche Lochmaske benutzt, die Lichtquelle aber für jeden Vorgang an eine andere Stelle angebracht wird. :55

Bei der Belichtung des Bildschirmes durch die Lochmaske hindurch wird die Lichtquelle nacheinander an Stellen gebracht, die in einem festgelegten Verhältnis zu jeweils den Ablenkungsmittelpunkten eines jeden, später den Bildschirm erregenden Elektronenstrahls stehen. Bedauerlicherweise sind die Ablenkungsmittelpunkte bezüglich ihrer Lage nicht in gleicher Weise festgelegt, sondern ihre Lage ändert sich während des Fernsehbetriebes. Eine derartige Lageänderung tritt durch eine Verschiebung zum Bildschirm hin auf, wenn sich der Ablenkungswinkel vergrößert. Diese Verschiebung des Ablenkungsmittelpunktes parallel zur Röhrenachse verursacht eine radiale Fehldeckung der Elektronenauftreffstellen auf den Bildschirm hinsichtlich ihrer entsprechenden Farbleuchtstcffpunkte, die mit einer lagefesten Lichtquelle erzeugt worden ist.

Im Falle eines Punktrasterschirmes, wo die drei Elektronenstrahlen der dynamischen Konvergenz unterworfen sind, tritt eine zusätzliche Form der Verschiebung des Ablenkmittelpunktes auf, und zwar quer zur Röhrenachse. Sie verursacht eine Fehlüberdekkung der Strahlauftreffpunkte mit den zugehörigen Leuchtstoffpunkten in Form sogenannter Degruppierungsfehler (d. h. eine Vergrößerung der Strahlauftreffpunkttripel tritt ein). Derartige und weitere Formen von Deckungsfehlern werden im einzelnen in den US-PS 28 85 935 und 32 82 691 beschrieben.

Zur Korrektur von Auftreffehlern der Elektronenstrahlen gegenüber den Leuchtstoffpunkten sind bereits Korrekturlinsen bekannt, die zwischen der Lichtquelle und dem Röhrenschirm angebracht sind. Diese Korrekturlinsen bewirken eine entsprechende Ablenkung der Lichtstrahlen, so daß sie die Lage der Leuchtstoffpunkte mit den zu erwartenden Auftrittsstellen des Elektronenstrahls, auf den Bildschirm in Übereinstimmung bringen. Der Aufbau der Korrekturlinsen, die bei der Herstellung von Farbfernsehbildröhren benutzt werden ist in den US-PS 28 17 276, 28 85 935, 32 79 340 und 36 28 850 beschrieben.

Die Größe der dynamischen Degruppierungsfehler für jeden Elektronenstrahl weist eine etwa sinusförmige azimutale Änderung von zwei Zyklen um den Bildröhrenschirm auf. Die Phase dieser Änderung unterscheidet sich für jeden Strahl von der der anderen Strahlen. Die Phase und die Wellenform wird durch die dynamische Konvergenz beeinfluß, die ihrerseits mit der rechtwinkligen Rasterform in Zusammenhang steht. Daher beträgt die Phasenaufteilung nicht 120°, wie dies für eine Delta-Elektronenröhre erwartet wird, sondern sie hat einen etwas anderen Wert.

Obwohl die meisten bekannten Linsen Degruppierungsfehler auskorrigieren, so werden bei diesen Linsen entweder Kompromisse eingegangen, um Korrekturen für andere Deckungsfehler zu erhalten, oder es werden sehr aufwendige Linsen benötigt. So ist aus der US-PS 36 28 850 eine Korrekturlinse bekannt, deren wirksame Oberfläche in eine große Anzahl kleiner Bereiche aufgeteilt ist, wobei jedes Linsenelement die Korrektur von Degruppierungsfehlern für einen kleinen entsprechenden Teil des Schirmes ermöglicht und die benachbarten Elemente durch diskontinuierliche Grenzlinien getrennt werden. Die einzelnen Linsenbereiche werden dabei durch Grenzlinien festgelegt, die sich in wenigstens zwei Richtungen erstrecken. Bei dieser sehr komplizierten Ausbildung der Linsen müssen die Linsen aus Akrylharz hergestellt werden, das sich unter Ultravioletterstrahlung verändert und daher vom Material her weniger geeignet ist als Glas. Bei Verwendung von Glas als Linsenmaterial würde die Herstellung sehr aufwendig und teuer werden.

Verschiedene Arten von Deckungsfehlern, die aufgrund verschiedener Einflüsse während des Betriebs der Bildröhre und bei der Herstellung auftreten, benötigen Korrekturen in entsprechendem unterschiedlichen Ausmaß und in entsprechend unterschiedlichen Richtungen, so daß die zuvor beschriebenen Kompromisse beim Bau der Linse eingegangen werden müssen. Degruppierungsfehler sind normalerweise größer als andere Arten von Deckungsfehlern und ändern sich von der Schirmmitte aus in direkter Abhängigkeit von der Größe der Strahlablenkung. Darüber hinaus sind die

meisten Deckungsfehler nicht zufällig, sondern folgen slnem bestimmten Muster. Die größten dynamischen Degruppierungsfehlar treten beispielsweise in den symmetrisch gegenüberliegenden Bereichen am Rand des Bildschirmes auf. Andere Arten von Deckungsfehlern besitzen nicht notwendig dasselbe Muster und treten auch nicht notwendig in denselben Bildschirmbereichen auf, wie die Muster der Degruppierungsfehler. Ein Linsenteil zur Korrektur für den größte Degruppierungsfehler an einem Teil des Bildschirmes muß daher derart modifiziert sein, daß er verschiedene andere Arten von Deckungsfehlern in den benachbarten Bildschirmteilen korrigiert. Dies verlangt einen Kompromiß zwischen dem Grad der Korrektur in beiden Teilen des Bildschirms, wenn eine stetige, kontinuierliehe Linsenoberfläche benutzt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Korrekturlinse zu schaffen, die wesentlich einfacher ist und bei der Glas als Linsenmaterial verwendet werden kann.

Die Erfindung geht hierbei von folgender Feststellung aus. Zusätzlich zu den radialen Deckungsfehlern, die sich dadurch bemerkbar machen, daß die Elektronenauftreffläche größer ist als der entsprechende Leuchtstoffpunkt jedoch zu ihm nicht verschoben ist, und durch Verschiebung des Ablenkmittelpunktes parallel zur Röhrenachse verursacht wird, treten weiterhin Dekkungsfehler auf, bei denen die Elektronenauftreffläche gegenüber dem entsprechenden Leuchtstoffpunk' verschoben ist, was durch eine Verschiebung der Elektronenstrahlen quer zur Röhrenachse verursacht wird. Der letztgenannte, auf die dynamische Strahlkonvergenz zurückzuführende sogenannte dynamische Deckungs- oder Degruppierungsfehler ist für jeden der Elektronenstrahlen unterschiedlich, weist jedoch über den Bildröhrenschirm hinweg einen bestimmten Verlauf auf. Diese dynamischen Deckungsfehler sind also nicht zufällig, sondern folgen über den Bildschirm hinweg bestimmten periodischen oder sonstigen Regelmäßigkeiten. Diese Regelmäßigkeiten werden nun da/.u ausgenutzt, den Linsenaufbau zu vereinfachen.

Die vorgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Im Gegensat? zu der bekannten Korrekturlinse liegen die Linsenelemente zueinander parallel und die Grenzen sind senkrecht zur Richtung der größten Fchldeckung angeordnet.

Da die Linse nicht aus kleinen Teilflächen sondern aus Linsenstreifen besteht, die Grenzlinien also nur in einer Richtung, nicht aber in beiden Richtungen verlaufen, ist der Linsenaufbau wesentlich einfacher und als Linsenmatcrial kann Glas verwendet werden. Aufgrund der Tatsache, daß der regelmäßige Verlauf der Degruppierungsfehler beachtet wird und dementsprechend die Grenzlinien quer zur Richtung der größten Fehldeckungen liegen, ist ein Kompromiß bei der Korrektur der Degruppierungsfehler und damit eine Vereinfachung der Korrekturlinse möglich.

Aus der US-PS 29 99 126 sind Linsen bekannt, die für Projektionssysteme, deren optische Achsen nicht senkrecht zum Schirm liegen, vorgesehen sind. Diese Projektionssysteme können zwar auch in der Fernsehtechnik verwendet werden, sie haben jedoch nicht mit der grundsätzlichen Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu tun, Bildschirme, die mit Leuchtstoffmatcrialicn beschichtet sind, zu belichten, um an den bestimmten Stellen, an denen dann die Elektronenstrahlen auftreten, die durch die Elektronenstrahlen anregbaren Leucht-

H.

stoffpunkte zu bilden. Auch die US-PS 34 95 511, aus der zwar eine Linse bekannt ist, die aus Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindices hergestellt ist, läßt darüber hinaus keinen Hinweis auf die erfindungsgemäßen Merkmale erkennen.

Bei einer speziellen Ausführungsform der Erfindung können die Linsenelemente aus einzelnen Glasstreifen hergestellt werden, die danach bei der Herstellung der fertigen Linse zusammengesetzt werden. Jedes Linsenteil ist individuell gestaltet, um Licht auf einen ähnlichen geformten, entsprechend verlaufenden Bereich des Schirmes zu lenken. Weiterhin können die Grenzen zwischen den benachbarten Linsenteilen Grenzflächen bilden oder sie können als stufenförmige Diskontinuitä ten auf einer Oberfläche der Linse, oder auf beiden Oberflächen, ausgebildet sein. Auch können die parallelen Linsenteile unterschiedliche Brechungsindices besitzen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 die Aufsicht einer Korrekturlinse gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 von Fig. 1,

F i g. 3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 von Fig. 1,

F i g. 4 die Aufsicht einer Korrekturlinse gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, und

F i g. 5 die Querschnittsansicht entlang einer Linie 5-5 von F i g. 4.

Fig. 1 zeigt eine Korrekturlinse 10, die aus einer Anzahl von streifenartigen Elementen, beispielsweise 11, 12, 14, 16, 22, 24 und 26 ausgebildet ist. Jedes Element ist in der gleichen Richtung ausgerichtet und parallel zu allen anderen Elementen. Die Linse iO wird in einer optischen Beleuchtungsanordnung zwischen einer Lichtquelle und der Frontplatte einer Farbbildröhre verwendet um eine optische Korrektur des Lichtweges zu ermöglichen, so daß das Licht die photoempfindlichen Teile auf der Frontplatte an den vorbestimmten oder zuvor festgelegten Auftreffstellen des Elektronenstrahls bei der fertigen Röhre belichtet. Die Oberflächen, beispielsweise 11', 12', 14', 16', 22', 24' und 26', der Elemente in der Linse 10 sind jeweils individuell geformt (vgl. F i g. 2 und 3), um die beste optische Gesamtkorrektur für die Belichtung der entsprechenden, ähnlich gestalteten Bereiche des Bildröhrenschirmes von Farbfernsehern zu ermöglichen. Infolge dieser individuellen Gestaltung variieren die Abschrägungen der benachbarten Elemente voneinander und sind auch unabhängig voneinander. Daher kann jedes Linsenelement eine recht unterschiedliche Oberflächengestalt gegenüber den benachbarten Elementen aufweisende dies F1 g. 2 zeigt. Diese Änderungen bei der Abschrägung und bei der Oberflächenform rührt von einer Anzahl Grenzen oder Diskontinuitäten her, die zwischen den benachbarten Elementen liegen; beispielsweise liegt die Grenzfläche 18 zwischen den Elementen 12 und 14, und die Grenzfläche 20 zwischen den Elementen 14 und 16. Jede Grenzfläche besteht aus einem inneren ebenen Grenzflächenteil, wo die benachbarten Elemente ancinanderliegen und einem äußeren ebenen Grenzflächenteil mit einer stufenförmigen Diskontinuität auf der Oberfläche der Linse.

Eine Linse 30 ist gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in den F i g. 4 und 5 dargestellt. Diese Linse weist ein einheitliches homogenes Materialteil auf, dessen wirksame Oberfläche in einer streifen-

förmigen Anordnung ausgebildet ist. Die Linsenoberfläche ist in eine Anzahl von streifenförmigen oder beidseitig parallel ausgerichteten Bereichen, beispielsweise 32,34,36 und 42 unterteilt. Jeder Oberflächenbereich besitzt seine eigene Kontur, die in diesem Falle ähnlich den Konturen der Bereiche von Linse 10 ist, um die beste optische Korrektur der Lichtstrahlen bei der Belichtung der entsprechenden, ähnlich geformten Bereiche auf dem Bildschirm zu ermöglichen. Infolge dieser individuell gestalteten Oberfläche bestehen zwischen den benachbarten Oberflächenbereichen Diskontinuitäten, die ebene Grenzflächen aufweisen. Beispielsweise ist die Diskontinuität 38 zwischen den Bereichen 32 und 34 und die Diskontinuität 40 zwischen den Bereichen 34 und 36 zusehen.

In einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist eine Linse mit einer kontinuierlich geformten wirksamen Oberfläche aus einer Anzahl von Segmenten hergestellt, die ähnlich den Segmenten der Linse 10 aus Fig. 1,2 und 3 sind, mit der Ausnahme, daß die Segmente aus Materialien hergestellt sind, die einen unterschiedlichen Brechungsindex aufweisen. Daher erhält man die Diskontinuitäten, die für die beste optische Korrektur bei den Segmenten benötigt werden, durch eine geeignete Auswahl der Materialien, statt durch Stufen oder Diskontinuitäten auf der wirksamen Oberfläche der Linse.

Die Linsenkorrektur, die durch jede der Elemente oder Segmente der zuvor genannten Ausführungsformen ermöglicht wird, sollte so groß sein, um den Sichtweg von der Lichtquelle dem tatsächlichen Weg des Elektronenstrahls anzunähern, der auf den Bildschirm der fertiggestellten Bildröhre auftrifft. Die Korrektion der meisten Bahnen der Elektroncnstrahlen in der Farbbildröhre beeinflussenden Faktoren kann durch eine geeignete Lage der Lichtquelle, durch Einsteilen des Lochmuskenabstandes, durch die Veränderung der Lochgrößc und durch optische Korrektur durch Verwendung einer Linse bewerkstelligt werden. Weil eine Linse verschiedene Fehler auskorrigieren muß, muß ein gewisser Kompromiß geschlossen werden, wenn eine kontinuierliche wirksame Linscnobcrflttcher hergestellt wird.

Die Wirkung dieser Kompromisse bei der Korrektur der dynamischen Dcgruppicrungsfchlcr läßt sich verringern, indem diskontinuierliche Grenzen vorgesehen sind, die senkrecht zur Richtung von der Schirmmittc des größten dynamischen Dcgruppicrungsfehlcrs verlaufen. Da beispielsweise der größte dynamische Dcgruppierungsfehler für die Blaufarbpunkte nn den Osi-West-Randgebicien des Schirmes auftreten - zur Beschreibung der Lage auf dem Bildschirm wird hier wie üblich die Windrose herangezogen —, indem der Blauleuchtstoff getroffen wird, kann die Linse so angeordnet werden, daß die Grenzen vertikal, oder parallel zu der Linse verlaufen, die durch die Nord-Süd-Stellung geht. Auf diese Weise würden beispielsweise die Teile 11 und 26 der Linse von F i g. 1 so ausgebildet sein, daß sie die maximale Korrektur des Ost-West-Degruppierungsfehlers erlauben, ohne daß

ίο die Ausgestaltung der benachbarten Linsenteile 12 und 24 davon berührt wird, wobei die Linsenleile 12 und 24 ihrerseits so ausgebildet sein könnten, um eine bessere Korrektur eines anderen Fehlers, der von einer anderen Fehldeckung herrührt, zu ermöglichen. Dies verringert die Anzahl der Linsenteile oder Elemente, die nötigt sind, um Degruppierungsfehler an den Ost-West-Randbereichen des Bildschirmes zu korrigieren.

In ähnlicher Weise kann der größte dynamische Degruppierungsfehler für eine andere Farbe, beispielsweise für Grün, an einer Lage entsprechend der Kompaßrichtung Ostnordost-Westsüdwest auftreten. Hierbei ist es nötig, die Linsengrenzflächen in die Richtung Südsüdost-Nordnordwest auszurichten. Auf diese Weise kann die Korrektur für die dynamischen Degruppierungsfehler dadurch vorgenommen werden, daß die Höhen und Abschrägungen jedes Elementes variiert werden, wobei eine geeignete Korrektur der anderen Fehler, welche zu Fehldeckungen führen, erhalten bleiben. Obwohl dieser Erfindungsgedanke lediglich auf dynamische Degruppierungsfehler angewendet worden ist, läßt er sich auch für die Korrektur anderer Deckungsfehler benutzen.

Die Linsenanordnungen gemäß den zuvor genannten Auführungsformen können aus jedem geeignet brechenden Material hergestellt werden, beispielsweise aus Glas oder optischem Kunststoff. Wenn die Linsen aus Glas hergestellt werden, ist es vorteilhaft, die Linsen aus einzelnen Teilen herzustellen, so daß jede Oberfläche und jede Grenzfläche geeignet zugeschliffen werden kann. Nach dem Schleifen und dem Polieren werden die Teile zusammengesetzt, die dann die Gesamtlinse bilden. Wenn die Linsen aus optischem Qualitätskunststoff hergestellt werden, können sie durch Preßformung des Kunststoffes in einer geeigneten Preßform hcrgcstellt werden. Vorzugsweise besteht die Gußform aus mehreren Segmenten eines Materials, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, das entsprechend den Linscnbc-Sonderheiten geeignet zugeschliffen ist und wobei die Segmente in einer geeigneten Einspannvorrichtung

jo zusammengehalten werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche;

1. Korrekturlinse zum Gebrauch bei der Herstellung eines Farbbildröhrenschirmes mit Leuchtstoffelementen durch ein Photodruckverfahren, die mehrere durch zueinander parallel verlaufende Grenzen voneinander getrennte Linsenbereiche mit individuell gestalteten Oberflächen besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (10) merere zueinander parallel verlaufende streifenförmige Linsenelemente (11 bis 26), die durch Grenzen, die alle zueinander parallel liegen, voneinander getrennt sind, und diese Grenzen senkrecht zur Richtung der größten Überdeckungsfehler bei den Leuchtstoffelementen liegen.

2. Korrekturlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzen Grenzflächen zwischen den Linsenteilen sind.

3. Korrekturlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzen stufenförmige Diskontinuitäten auf einer Oberfläche der Linse sind.

4. Korrekturlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse aus einzelnen Linsenteilen zusammengesetzt ist.

5. Korrekturlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei dieser Linsenteile aus Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindices bestehen.

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