DE2360320A1 - Korrekturlinse fuer die korrektur des lichtweges bei der ausbildung der leuchtstoffelemente einer farbbildroehre - Google Patents

Description

Patentanwälte

Dr. Ing. H. Negsndank ~

Dipl. Inn. H. H-uüc - Dipl. Phys. VV. Schmitz 2360320

Dipl. Inn. E. Giisiis-Dipi. Ing. W. Wohnert _λ

_ 8 tnüiäidäaii 2, yoEiiriGirtiSe 23 ' --.: Hitachi Ltd. . Telefon 5380586

j5-1 ,1-chome, Marunouchi

_;Chiyoda-ku, Tokyo" 4. Dezember 1973

'JAPAN Anwaltsakte M-29o2

; Korrekturlinse für die Korrektur des Lichtweges bei der Ausbildung der Leuchtstoffelemente einer Farbbildröhre

Die Erfindung betrifft eine Korrekturlinse für die Korrektür des Lichtweges bei der Ausbildung der Leuchtstoffelemente auf dem Leuchtschirm einer Farbbildröhre zur Annäherung des Lichtweges an die aus den Elektronenstrahlkanonen im Hals der Röhre austretenden Elektronenstrahlen, die auf wenigstens einer wirksamen Fläche mit

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einer Vielzahl von Linsensegmenten versehen ist, welche Segmente j· |eine durch eine Grenzlinie begrenzte, gekrümmte oder ebene Fläche ! I ■ ■ - - ■ . ■. i

!derart aufweisen, daß inselartig geformte Segmente ausgebildet j

herden. * ' . i

Der Leuchtschirm einer Farbbildröhre ist aus einer Vielzahl von Gruppen aus drei Farbleuchtstoffelementen aufgebaut. j

PbIicherweise wird zur Ausbildung dieser Leuchtstoffelemente eine j

üblicherweise als "Leuchtturm¹¹ bezeichnete Belichtungsvorrichtung I benutzt, die im wesentlichen aus einer Lichtquelle_s einem Träger zum Abstützen der Frontschaie einer Farbbildröhre mit Leuchtschirm

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S- 4 0 9 8 2 3/0917 -Z-

. ORfGfI^L !NSPECTED

und Färbauswahlelektrοde und einer Korrekturlinse besteht, die zwischen der Lichtquelle und der Frontplatte angeordnet ist, um den Lichtweg des aus der Lichtquelle austretenden Belichtungslichtes lan die aus den Elek tronens tr ahlkanonen im Hals der Röhre austretenden Lichtstrahlen anzupassen. Der Weg der Elektronenstrahlen wird während des Betriebs der Bildröhre von äußren Magnetfeldern einschließlich des Erdmagnetismus¹ stark beeinflußt, sodaß zur genauen

Annäherung des Belichtungslichtes an den Weg des Elektronenstrahls der optischen Oberfläche der Korrekturlinse eine äußerst komplizierte Formgebung gegeben werden muß. Die äußerst komplizierte Formgebung beruht auf der Tatsache, daß die Aberration zwischen den Leuchtstoffelement und dem Elektronenstrahl-Brennfleck sich im großen Maße ändert, d.h. die Richtung und die Größe der Aberration ändern sich zufällig. Aus diesem Grunde wurde bisher zur Korrektur einer solchen Aberration, die sich von Punkt zu Punkt ändert, die

Korrekturlinse üblicherweise in eine Vielzahl von kleinen Linsen-; !segmenten unterteilt und für jedes Linsensegment ein gewünschter Lichtweg aufgebaut.Bei einer Korrekturlinse wurde die wirksame pberfläche in Form eines Gitters unterteilt, während bei einer anderen Korrekturlinse die wirksame Fläche in radialer Richtung, unterteilt wurde (US-PS 3 279 349). Bei jeder Konrekturlinse wurde der Lichtweg für jedes Teillinsensegment voneinander unabhängig ausgelegt. Obwohl solche Maßnahmen zur Anpassung des Weges des Belichtungslichtes an den des Elektronenstrahls in gewissem Ausmaße

führten, erfordern doch Konstruktion und Herstellung solcher Korrekturlinsen viel Zeit und verursachen große Kosten. Darüberhinaus führten die nach diesen Maßgaben hergestellten.Korrektur- ! A 0 9 8 2 SV' 091 7 "³"

23€aa2Q

linsen £U; s^ehweren:

die A%s35egpn^ ein^^ Lin-

nüußtei, ist: es? insbesondere unvergpinte etin^der- aiii stufenforniigen

berühren^ Ma^ aafd^iseat Wai-teüi dt© A«zaJil der stufen* liiiieii waWftsr« an,, weiüi die JöiÄaltl der TeilXinseir^ s: Mir die Erre^<äwM£g eiiiie^ be^seapeiig JiMaheTtiiig des BeKtchden ElEektii^ttensi^^S ve-r^tötße*t; wi*di Ua jede de^ vöit de* s5tö£e«a£«itigena G^en^liinie umgeben; sind, eine iinteris^citie^iiche o|J*is^e Ghia^afci^^s^iic gegeniibeaii dew durtir j die wirksame I^BEciie' de* Kb*i"e#iSut*Iiihsre Mndte<^tretewden EicKt ■■■''■ ^i, lcanm einie glei^Kmäßige Beü^h^üng des teuehtschifnis

erreicaiti wenden,, viefattelits 'Itfxxm. eine; S^ha^teMbmLdüng auf. ^s 0a3ier s^lieasrt siißh: nun da?s£ neue PrÄltein^ wife die ^shait*enbil^düng ■■; zu 'HreMneiLdeit s^iv Die G*ößei deir I,eaci^^£le^©nrefh1fe,aiifi dem teudit· tefct;"-?&t. diape^^BSiF Se^iieKungr za* dkr Eneaq^e? des* BeliiiehiSungs 4 undi diei 6*fISe^ des» Beu^i^tG^ieleiieiretes" ist im; Schattende- ί

^ daiessiesi^fets&lemi liefeti geitäsiti is ^ fcölittenv die 4je· äiclic gßeiäciiffllKigi ®as;geiii33(ieit Tire^den» Ese s ind bereits ein#ge V%i^t^iä%e zur Ve*meidu^

wenden. Sb wurde vccrgesächttägen, di/ev Btfr:i^ituTr3iin^e in fflehi- ' Richtungen vibiriere« zu IBassem; weiteihin söSIlien die eiemen» tar en Bereixshe feiner unterteilir werden oder es stallte? ein ißummy-Gitter (US-PA 231 51 3, GB-PA 1o114/72^ benutzt werden. Auch ist die Verwendung eines: Filters? möglich CJiS-PA 131 21-9^, €Bi-PA 1ö11j6/ 72, B3--PA P 22 To 7M±<o und ER-PA 72 07519^ m%Mch. SchliieS- \

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lieh würde die Verwendung von mehreren Korrektur! insen vorgeschla·- ; gen, deren stufenförmige Grenzlinien mit einer lich/tündurchlässigin Substanz überzogen sind und wit deneja mehrere Belichtungen durchs geführt werden müssen (US»PS 3 279

Jede dieser vorgeschlagenen Lösungen führt aber zu einer erheblichen Kostensteigerung hei der Konstruktion und Herstellung der Korrekturlinse. Zum Beispiel müssen bei dem auf der Vib^tipn der Korrekturlinse beruhenden Verfahren Einrichtungen für die Vibra- ' tion der Korrekturlinse und Steuereinrichtungen für die Vibration vorgesehen werden, die natürlich die Installations - und Her·*

Stellungskosten erhöhen. ;

. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Korrekt ; turlinse der oben genannten Art zu s chaffen, die mit relativ ge- ί

ι ;

ringen Kosten hergestellt werden und bei der Ausbildung der |-

Leuchtstoffelemeiite eines Leuchtschirms eine,?- Farbbildröhre yer·^ j

wendet werden kann, welche Farbbildröhre Bilder von großer Rein^ !

heit aufbaut, '

Weiterhin wird angestrebt, daß die erfindungsgemäße Korrekturlinse die Schattenbildung auf dem Leuchtschirm verringert.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Korrektürlinse wenigstens ein Linsenteil aufweist, das keine inselartige Formgebung besitzt und durch eine stufenförmige Grenzlinie begrenzt i-Stt» die auf ·~ der Korrekturlinsenflache niemals in sich geschlossen ist.

k 09 8 2 3 /09 17 -5-

■' - 5 -

•Damit kann die Anzahl und die Länge der stufenförmigaiGrenzlinien, idie zwischen benachbarten effektiven Linsenelementen ausgebildet werden, herabgesetzt werden, indem wiederholte Einstellungen der jstufenhöhe zwischen den Linsensegmenten und der Neigung der effektiven Linsenflächen über die gesamte Korrekturlinse durchgeiführt werden. Schattenbildung infolge der stufenförmigen Grenzlinie kann effektiv auf dein Bildschirm vermieden werden. Weiterhin kann die. Anzahl der Gußformen, die zur Herstellung der Korrekturlinse erforderlich sind, auf ein Zehntel oder ein Hundertstel im Vergleich zum Stand der Technik herabgesetzt werden.

Die Erfindung soll nun in mehreren Ausfuhrüngsformen anhand der beigefügten Figuren genauer beschrieben werden. Es zeigt: ■-

Fig. 1 einen Schnitt durch eine bekannte Belichtungseinrichtung, [Fig. 2 eine Aufsicht auf eine bekannte Korrekturlinse vom'Gitter--

I - ■ typ;,,,,'.. ■■■-..:.-.,.■ -^: ■-■:■ '; -■■■■■■.■

[Fig. 3 einen Schnitt durch die in der Fig. 2 gezeigte Korrektur- j

! linse längs der Linie 3-3, ' I

j Fig. 4 eine Aufsicht auf eine übliche Korrekturlinse, deren gesamt

I - ■te wirksame Fläche zufallsgemäß unterteilt ist, ; Fig. 5 einen Längsschnitt durch die in der Fig. 4 gezeigte Korrek-ί

turlinse längs der Linie 5-5,

i Fig. 6 eine Aufsieht auf eine erfindungsgemäße Korrekturlinse, in

der die stufenförmigen Grenzlinien nxxt an Umfangsbereichen der Korrekturlinse vorgesehen sind, - :

j Fig. 7 einen Längsschnitt durch die in der Fig. §^: gezeigte Korrek-

turlinse längs der Linie VII-VII,

Fig. 8 ethen Längsschnitt durch die in der Fig. 6 gezeigten Korrek* turlinse längs der Linie VIII-VIII,

Fig. 9 eine Aufsicht auf eine zweite Ausführungsform der erfindungs· gemäßen Korrekturlinse,

Fig.io eine Aufsicht auf eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Korrekturlinse, bei der eine Korrektur nur im

ι linken und rechten Bereich der Linse durchgeführt wird,

Fig.11 einen Schnitt durch die Korrekturlinse gemäß Fig. Io längs der Linie XI-XI,

Fig.12 eine Außicht auf eine weitere Ausführungsform der erfindungs gemäßen Korrekturlinse, bei der die stufenförmigen Grenzlinien gerade verlaufen und in dem mittigen effektiven

ι Oberflächenbereich der Linse enden, ='

j in ·

Fig.13 einen Schnitt durch die der Fig. 12 gezeigte Korrekturlihse

: längs der Linie XIII-XIII,

'Fig.14 eine Aufsicht auf eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Korrekturlinse, ^:«

Fig.15 einen Schnitt durch die in der Fig. 14 gezeigte Korrektuirlinse längs der Linie XV-XV,

Fig.16 eine Aufsicht auf eine letzte Ausführungsform der erfindungs gemäßen Korrekturlinse, bei der eine Korrektur an den vier Ecken der Korrekturlinse erfolgt und

!Fig.17 einen Längsschnitt durch die in der Fig. 16 gezeigte Korrek-

; turlinse längs der Linie XVII-XVII in der Fig. Ϊ6.

,Die in der Fig. 1 gezeigte Belichtungsvorrichtung weist typiseher-

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! weise, eine I^rr^k^uplinse t,, _;ei§e% 'linger- 7, un4 eiiwa Lichtquelle

: Zj am^isden des- . IrjfcgejgsJt .f^#^ ;®^^ %g^^i^it^^tJ#-.^iiicL-.-ygn- dem

i eimer Kj^^fctujiplijas^e init. gejkruip$ejr Db^aNiIaehe lcanji eine aus-? /aM!^ej:uii^ an den in dei

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]Qi# ejLne Qbe^^iLäcdie de* in dejn iy.gnj._ 2

aJbjnspe ist du^diiäehpFe^e s^iea^oipiige ßTenzlißi^i· 6 un^eT*eilt,
die die Tiirksame Pläelie der Linse iji eine^/\|ieliahl von
QdejE reJÖEnen ^pjentoberflLäiEäiien^ § ujate^^tttt, die ^bJiS₁. zjü
6ü,te poliert sind. Um eine solche in der Fig. 2 gezeigte Korrekturlinse mit .stufenartig unterteilten Oberflächenbereichen herzustellen, sind mehrere hundert von Metallgu|iformen verwendet wor- ■.

4eJli yn^t 4fe 'Pb^-^ä.chenJb^BjcjextihLe- .Qg-^JjSCh-. genatu bea
sqdaß,. ein großem A^^^IWi^an^ ejr^prd^^ligh ist und

Unter diesen vielen Linse^e^em^n^en jkajnm der Kri|m|[mngjs^adi^ undj ^l der Neigungswinkel der Gbex^^che einiger 4ef b^nachliaarten Linsen* Segmente gleich-gemacht werden, so daß diese Segmente im. einem

einzelnen Block integriert werden können, indem der Dickeneffekt j berücksichtigt wird. Die Berücksichtigung des Dickeneffekts meint, J daß die Neigung der effektiven Linsensegmentoberflochen in Abhängigkeit von der Änderung der Linsensegmentdickejustiert wird, j die bei der Einstellung der Stufenhöhe der stufenförmigen Grenz- | linie auftritt, um den Liehtweg vor und nach Änderung der Dicke j

des Linsensegments effektiv ungeändert zu lassen und um die Anzahl und die Längen der Grenzlinien zu verringern. Barüberhinaus ist es nicht nur theoretisch, sondern auch praktisch möglich, die relative Lage eines solchen Blockes zu erzielen, wo die stufen!- förmige Grenzlinie stufenlos oder weniger stufenförmig an wenigstens einem Punkt wird, ohne die Linsenwirkung zu ändern, indem die relativen Lagen der Blöcke in verschiedenen Höhenniveaus und

die Neigung der Blockoberfläche justiert werden. Durch Wiederholung dieses Verfahrens kann auch die gesamte Oberfläche der Korrekturlinse mit einer stetig gekrümmten oder ebenen Oberfläche versehen werden, die eine Vielzahl von benachbarten Linsenbauteilen imselben Niveau besitzt oder stufenförmige oder stufenlose Grenzlinien aufweist. Aus diesem Grunde können stufenförmige Grenzflä-

auch . ■

chen nur an solchen Bereichen ausgebildet werden, wo sie erforderlich sind, d.h> an den besonderen Bereichen der Korrekturlinse\ an denen die enge Annäherung des Belichtungslichtes an den Elektronenstrahl höchst schwierig ist.

Wie aus der Betrachtung der gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen hervorgeht, weist die erfindungsgemäß ausgelegte und hergestellte Korrekturlinse nur wenige stufenförmige Grenzlinien

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zu
auf, die nur einer geringen Schattenbildung auf dem Leuchtschirm führen, so daß die Anzahl der Metallformen, die Verfahrensdauer und die Kosten für die Herstellung der Korrekturlinse in großem Maße verringert werden können.

Bei der in der Fig. 6 gezeigten Aus führungsform ist die Korrekturlinse 1 mit mehreren Oberflächen 5 versehen,, die eine stufenförmijge Grenzlinie 6 aufweisen. Aus der Fig. 6 ist ersichtlich, daß' die durch die stufenförmige Grenzlinie 6 begrenzte gekrümmte oder! ebene Oberfläche wenigstens zum Teil einen Teil der wirksamen Fläche der Linse als ein Teil des Linsenkörpers enthalten. Bei [ dieser Konstruktion werden die Seitenkanten der Korrekturlinse j

auch in der Funktion stufenförmiger Grenzlinien benutzt, sodaß die Anzahl und die Länge der Grenzlinien 6 herabgesetzt wird. I Aus den Fign. 7 und8 ist ersichtlich, daß der mittige Bereich derj Linse in einer Richtung 8 stetig gekrümmt ist und in einer anderefi Richtung 7 stufenfrei ist.

Die Fign. 9 bis ^;1? zeigen verschiedene andere Ausführungsformen j der erfindungsgemäßen Korrekturlinse. Diese verschiedenen Muster der Linsenkorrektur basieren auf der Tatsache, daß die Größe und -

die Richtung der Aberration zwischen Leuchtstoffelement und Elektronenstrahlen über die Frontplatte zur Gänze zufällig sind, ; in der Hauptsache infolge von äußeren Magnetfeldern einschließlich dem Erdmagnetfeld.

Bei dem in der Fig. To gezeigten Ausführungsbeispiel wird die ■ ■:·

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- 1ο -

auf der rechten und linken Seite des Leuchtschirms auftretende Aberration korrigiert, um den Lichtweg an den Elektronenstrahlweg anzupassen.Bei dem in der Fig. 16 beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die an den vier Ecken des Leuchtschirms auftretende 'Aberration korrigiert.

jBei der in der Fig. 12 gezeigten Korrekturlinse gehen die stufenförmigen Grenzlinien von den Urafangskanten der Linse aus und enden ^!im mittigen Bereich der Linse.

In der Fig. 9 wird eine andere Korrekturmöglichkeit dargestellt.

Bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen besitzt die Korrekturlinse keinen inselförmigen Bereich auf ihrer wirksamen Oberfläche, d.h. keine der stufenförmigen Grenzlinien ist in sich selbst ge-

!schlossen. Daher wird die Anzahl und die Länge der stufenförmigen

Grenzlinien herabgesetzt, wodurch wiederum die durch die stufen.-" j . ■ "

iförmigen Grenzlinien hervorgerufene Schattenbildung vermieden

wird. Dementsprechend kann die Anzahl der Linsensegmente verringert werden, sodaß die Anzahl der für die Herstellung der Korrekturlinsen erforderlichen Metallformen in großem Ausmaße verringert werden kann.

Wie aus der Beschreibung hervorgeht, offenbart die vorliegende Erfindung-eine Korrekturlinse, auf der die Anzahl und die Länge der stufenförmigen Grenzlinien in großem Maße herabgesetzt worden ist, sodaß die Schattenbildung ebenfalls verringert worden! ist.

Darüberhinaus werden die Herstellungskosten ebenfalls -11-

verringert. 409823/0917

Claims (1)

1. Dr. Ing. H. Negs-Ttdank

   ........ Dipt-Ing. H. Hcu^'; - DIpL f-nys. W._; Schmitz

   Dipl. Ihg.E Gtro.ä',is- DiplJr.^ W. VVehnerf

   8 ftäüuefeöH 2, Mo2aiv*iia8if 25

   „.«. ,.- _T4- Telefon 55*0586

   Hitachi Ltd. ■■'"■

   5-1 ,2-chome,Marunouchi 4. Dezember 1973

   !Chiyoda-ku, Tokyo, Japan Anwaltsakte M-2$o2

   Patentansprüche

   Korrekturlinse für die Korrektur des. Lichtweges bei der Ausbildung der Leuchtstoffelemente auf dem Leuchtschirm einer Färb- ! bildröhre zur Annäherung des Lichtweges an die aus den Elektro- ; nenstrahlkanonen im Hals der Röhre austretenden Elektronenstrah-4

   i len, die auf wenigstens einer wirksamen Fläche mit einer Viel- > zahl von wirksamen Linsensegmenten versehen ist, welche Segmente eine durch eine Grenzlinie begrenzte gekrümmte oder ebene Fläche! .derart ausweisen, daß inselartig geformte Segmente ausgebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Korrektur linse (1) wenigstens^ ein Linsenteil aufweist,, das keine inselartige Formgebung , ibe-sitzt und aurch eine stufenförmige Grenzlinie begrenzt ist, die auf,der Korrekturlinsenfläche niemals in sich geschlossen

   Z. Korrekturlinse nach Anspruch 1 ,.-dadurch' gekerntzeichnet, daß die optische Funktion des Linsenteils vor und nach dem Binsteilen der inselartigen Linsensegmeiite effektiv ungeändert gehalten ist. ^: