DE2438234B2

DE2438234B2 - Elektrodenbaugruppe für Mehrstrahlerzeugersysteme und Verfahren zum Betrieb dieser Baugruppe

Info

Publication number: DE2438234B2
Application number: DE2438234A
Authority: DE
Inventors: Yukihiro Mobara Izumida; Kihachiro Chiba Koizumi; Yoshihiko Chiba Miyata
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1973-08-08
Filing date: 1974-08-08
Publication date: 1978-04-06
Also published as: DE2438234A1; JPS5038463A; FR2240523B1; DE2438234C3; FR2240523A1; JPS5433708B2; GB1445645A; US3936692A

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektrodenbaugruppe für Mehrstrahlerzeugersysteme in Kathodenstrahlröhren der im Oberbegriff des vorstehenden Hauptanspruchs genannten Art.

Eine solche Elektrodenbaugruppe ist aus der DE-OS 23 369 bekannt. Es hat sich herausgestellt, daß beim Ausformen der Gitterelektroden als Preßteile die jeweils mit der Endwand ausgebildeten Rohrabschnitte nicht immer mit ausreichender axialer Länge ausgebildet werden können, da die in eineim Preßverfahren erzielbare axiale Länge durch die Beziehung zwischen dem Durchmesser der Öffnungen in der Endwand und der zulässigen Preßtiefe sowie von dem gewählten Rohmaterial und durch weitere Faktoren begrenzt ist. Da nur eine im Vergleich zum Durchmesser der Öffnungen vergleichsweise kleine Preßtiefe erzielbar ist, führt die sich zwischen den einander gegenüberstehenden Öffnungen der Gitterelc-ktroden aufbauende Potentialverteilung bedingt durch den Einfluß der Zylinderwände zu einer Asymmetrie bezüglich der Achbe der von den Gitterelektroden aufgebauten Elektronenlinsen, welche Asymmetrie ihrerseits zu einer Zunahme des Astigmatismus der Linsen führt.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Elektrodenbaugruppe aus Preßteilen zu schaffen, bei der die Einflüsse der Hohlzylinderwände auf die Linsenfelder verringert werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des vorstehenden Hauptanspruchs aufgeführten Merkmale gelöst.

Durch die mit Abstand von den Rohrabschnitten angeordneten zweiten Rohrabschnitte, die einstückig mit der zur Endwand parallelen und mit entsprechenden Öffnungen versehenen, mit der Gitterelektrode elektrisch leitenden verbundenen Platte ausgebildet sind, wird erreicht, daß die in den Öffnungen ausgebildeten elektrischen Felder von den Seitenwänden der jeweils gegenüberstehenden Gitterelektrode nicht mehr beeinflußt werden, wodurch der Astigmatismus der an den Öffnungen ausgebildeten Elektronenlinse verkleinert wird. Dadurch wird die Fokussier-Charakteristik der Elektrodenbaugruppe entscheidend verbessert. Die sich auf die Elektrodenbaugruppe richtenden Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Elektrodenbaugruppe.

Unter diesen ist die Ausgestaltung hervorzuheben, die zwei Gitterelektroden aufweist und bei der auf jedem der einander gegenüberstehenden Enden der Gitterelektroden Plattenbauteile vorgesehen sind, die mit den zweiten Rohrabschnitten versehen sind.

Weiterhin ist die Erfindung auf ein Verfahren zum Betrieb der vorstehend beschriebenen bevorzugten Elektrodenbaugruppe gerichtet, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zwischen den einander gegenüberstehenden Gitterelektroden die Hauptfokussierlinsen des Strahlerzeugers aufgebaut werden.

Die Elektrodenbaugruppe kann sowohl in einem Mehrstrahlerzeugersystem vom Deltatyp als auch in einem Mehrstrahlerzeugersystem vom in-line-Typ eingesetzt werden.

Der relevante Stand der Technik und mehrere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Elektrodenbaugruppen sollen nun anhand der Figuren genauer beschrieben werden. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Mehrstrahlerzeugersystems /om Deltatyp,

F i g. 2 einen Schnitt durch das in der F i g. 1 gezeigte Mehrstrahlerzeugersystem längs der Linie 11-11

Fig.3 einen Schnitt längs der Linie III-III in Fig.2 zur Darstellung einer Öffnung in einer bekannten Gitterelektrode,

F i g. 4 einen Schnitt durch zwei eine Hauptfokussierlinse zwischen sich aufbauenden Gitterelektroden des Standes der Technik,

F i g. 5 eine perspektivische Darstellung einer Endwand und einer Platte einer ersten Ausführungsform einer Gitterelektrode der erfindungsgemäßen Elektrodenbaugruppe,

Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine mit Hilfe der ^h5 Preßteile gemäß F i g. 5 aufgebaute Elektrodenbaugruppe,

Fi g. 7 einen Schnitt durch eine Gitterelektrode einer zweiten Ausführungsform,

F i g. 8 einen Schnitt durch eine Gitterelektrode einer weiteren Ausführungsform.

In den zurückliegenden Jahren wurde das in der Fig. 1 gezeigte Mehrstrahlerzeugersystem entwickelt, das für den Einsatz in einer Farbbildröhre ausgebildet ist. Die Dreiecksanordnung besteht in: wesentlichen aus den ersten Gitterelektroden 1/4, Iß und IC, den zweiten Gitterelektroden 2/4,2ßund 2C, den dritten Gitterelektroden 34, der vierten Gitterelektrode 35 und nicht gezeigten Kathoden mit Aufheizeinrichtung. Diese einzelnen Bauteile sind unter Einhaltung vorgegebener Relativabstände auf geeigneten Stützbauteilen 6 befestigt. Die dritte Gitterelektrode 34 besteht aus zwei einander gegenüberstehenden becherförmigen Elementen 3 und 4, deren aneinanderstoßende Kanten is miteinander verschweißt sind. Der Aufbau ist besonders deutlich aus der Fig.4 zu entnehmen, auf die hiermit ausdrücklich verwiesen wird. Der Boden des becherförmigen Elementes 4 ist mit drei öffnungen 4/4,4ß und 4C versehen, die in ihrer Lage der vorgegebenen Anordnung der Elektronenstrahlerzeuger entsprechen. Diese öffnungen erstrecken sich koaxial mit öffnungen 33, die in sich axial erstreckenden Fortsätzen 32 im Boden des becherförmigen Elementes 33 vorgesehen sind. Die Fortsätze 32 erstrecken sich in das Innere der zweiten Gitterelektroden 2/4, 2ß und 2C hinein (vergleiche F i g. 4). Die vierte Gitterelektrode 35 ist als becherförmiges Element 5 ausgestaltet und besitzt an ihrem Boden öffnungen 5/4, 5ß und 5C, die den Öffnungen 4/4, 4ß und 4Cam Boden des becherförmigen Elementes 4 entsprechen. Die auf Absland gehaltenen Öffnungen vom Durchmesser D sind von sich axial erstreckenden Rohrabschnitten umgeben, die eine Höhe h besitzen. Dadurch wird eine Erhöhung der Durchbruchspannung zwischen den einander gegenüberstehenden Elektroden 34 und 35 und damit eine Verbesserung der Symmetrie des elektrischen Feldes zwischen den einander gegenüberstehenden öffnungen erreicht. Die Verbesserung hängt aber von der Höhe h der Rohrabschnitte ab.

Der Werkstoff für die Gitterelektroden sollte unmagnetisch und gegenüber der in Betrieb und während der Herstellung aufgebrachten Wärme beständig sein. Außerdem sollte der Werkstoff die in der Bildröhre verwendeten Leuchtstoffe nicht negativ beeinflussen. Außerdem muß er leicht sein und sich ohne Schwierigkeiten bearbeiten lassen. Es ist aber schwierig, Werkstoffe zu erhalten, die alle diese wünschenswerten Eigenschaften aufweisen. Zur Zeit ist als bester Werkstoff unmagnetischer rostfreier Stahl mit z. B. so einem Chromgehalt von 16°/o und einem Nickelgehalt von 14% anzusehen.

Bei der Ausbildung der öffnungen von aus solchem Werkstoff hergestellten becherförmigen Elementen 4 und 5 beträgt das Verhältnis des inneren Durchmessers D der öffnung zur Höhe h der durch Pressen ausgebildeten Kante ungefähr h/D g 0,3. Mit diesem Verhältnis kann die Symmetrie des elektrischen Feldes zwischen einander gegenüberstehenden öffnungen nicht wesentlich verbessert werden. Wie insbesondere ^b0 die F i g. 4 zeigt, ist der Abstand zwischen einer öffnung, z. B. der öffnung 4/4, des becherförmigen Elementes 4 und der Seitenwand des gegenüberliegenden becherförmigen Elementes 5 um die öffnung herum nicht gleich, so daß beim Anlegen eines Potentials das zwischen ·>'"> einander gegenüberliegenden öffnungen 4/4 und 5/4 aufgebaute elektrische Feld nicht zur Achse der öffnung symmetrisch ist, da der Abstand zwischen der öffnung 4Λ und der Seitenwand des becherförmigen Elementes 5 und der Abstand zwischen der Öffnung 5 A und der Seitenwand des becherförmigen Elementes 4 nichtgleich sind; dies führt zu einem Astigmatismus der von der dritten und vierten Gitterelektrode 34 und 35 ausgebildeten Hauptfokussierlinse.

Wenn aber die Höhe h des Rohrabschnitts einen bestimmten Grenzwert übersteigt, kann der negative Effekt der Seitenwand auf das elektrischeFeld zwischen einander gegenüberstehenden öffnungen beseitigt werden, so daß ein gleichmäßiges elektrisches Feld ausgebildet wird. Es wurde gefunden, daß der Wert des Verhältnisses h/D, bei dem dieser vorteilhafte Effekt auftritt, im wesentlichen bei h/D > 0,5 liegt.

In der F i g. 5 sind eine Platte 40 und eine Endwand 50 dargestellt, die zum Aufbau der in der F i g. 6 gezeigten Elektrodenbaugruppe eingesetzt werden und als identische Plattenbauteile ausgebildet sind. Die Platten 40 und die Endwände 50 sind mit öffnungen 41 bzw. 51 versehen, welche in der Konfiguration eines gleichseitiegen Dreiecks angeordnet sind. Es muß hier aber angemerkt werden, daß diese drei öffnungen auch jeweils in einer sogenannten »in-linie«-Anordnung angeordnet werden können.

Die einzelnen öffnungen sind mit axialen Rohrabschnitten 42 und 52 versehen, deren maximale Höhe h in Abhängigkeit von dem Raum zwischen den benachbarten öffnungen und der Leichtigkeit des Preßganges entsprechend der Materialcharakteristik bestimmt werden muß. Nach Ausbildung der Öffnungen und der Flohrabschnitte werden die Plattenbauteile 40 und 50 übereinandergelegt und längs ihrer in der F i g. 5 deutlich gezeigten Umfangsflansche 43 und 53 miteinander verschweißt. Bei der Herstellung wird dafür gesorgt, daß die Rohrabschnitte 42 und 52 der einander zugeordneten öffnungen einander gegenüberstehen. Wie weiterhin aus der F i g. 6 zu entnehmen ist, werden die Plattenbauteile 40 und 50 paarweise mit den einander gegenüberstehenden Stirnflächen der becherförmigen Eiektrodenelemente 34 bzw. 35 verschweißt. Durch das Einbringen der übereinander angeordneten Plattenbauteile zwischen den einander gegenüberstehenden Endflächen der becherförmigen Elemente 4 bzw. 5 wird die effektive Höhe Hder Rohrabschnitte um die öffnung 45 der sich ergebenden Gitterelektroden über den Wert 2h hinaus vergrößert, so daß der negative Effekt der vorstehend erwähnten Wechselwirkung wirksam verhindert werden kann. Aus diesem Grunde ist es möglich, zwischen den einander gegenüberstehenden öffnungen, ein zur Öffnungsachse rotationssymmetrisches elektrisches Feld aufzubauen. Obwohl bei der anhand der Fig.5 und 6 beschriebenen Ausführungsform die Platte 40 und die Endwand 50 so miteinander verbunden worden sind, daß die freien Kanten der Rohrabschnitte 42 und 52 miteinander gegenüberstehen, ist es auch möglich, eine Platte 401 und eine Endwand 501 gemäß der Fig. 7 derart miteinander zu verbinden, daß die Rohrabschnitte in die gleiche Richtung weisen. Bei dieser Konstruktion kann ebenfalls die wirksame Höhe //der Rohrabschnitte auf einen oberhalb 2Λ liegenden Wert angehoben und somit ein gleichförmiges elektrisches Feld zwischen einander gegenüberliegenden öffnungen aufgebaut werden.

Der Aufbau der Plattenbauteile, die mit dem becherförmigen Element 4 verbunden werden sollen, und der Plattenbauteile, die mit dem becherförmigen Element 35 verbunden werden sollen, können voneinander abweichen, wobei der beste geeignete Aufbau durch

die angestrebten Charakteristiken des Strahlerzeugersystems bestimmt wird.

In Fig.8 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Vorstehend wurden zwei Plattenbauteile zur Vergrößerung der effektiven Höhe H des sich um die Öffnung herumerstreckenden Rohrs benutzt. Bei der Ausführungsform gemäß Fig.8 ist es jedoch möglich, die effektive Rohrhöhe im wesentlichen um einen Faktor 2 zu vergrößern, indem ein einziges Plattenbauteil 402 auf das becherförmige Element 4 aufgesetzt wird, um ein gleichförmiges elektrisches Feld zwischen den einander gegenüberstehenden öffnungen auszubilden. Bei dieser Ausführungsform können die aus dem Stand der Technik bekannten becherförmigen Elemente 4 und 5 (vergleiche F i g. 3 und 4) ohne jede Änderung eingesetzt werden, so daß eine unnötige Werkzeugumstellung vermieden wird. Es braucht wohl nicht gesagt zu werden, daß das Bauteil 402 in der gleichen Weise wie in der F i g. 8 im Zusammenhang mit dem Element 4 gezeigt, auch mit dem becherförmigen Element 5 verbunden werden kann.

Die Erfindung ist bisher in Zusammenhang mit dem Aufbau einer Immersionslinse in Dreieckskonfiguration beschrieben worden, jedoch kann die Erfindung auch bei Mehrfachstrahlerzeugersystemen vom »in-Iine«-Typ und bei einem Aufbau mit Einzellinsen eingesetzt werden.

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IS

25 Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 6 ist ein Plattenbauteilpaar jeweils sowohl an dem becherförmigen Element 4 der dritten Gitterelektrode 34 als auch an dem becherförmigen Element 5 der vierten Gitterelektrode 35 befestigt worden. Es kann aber auch nur ein Plattenbauteilpaar bestehend aus der Platte 40 und der Endwand 50 entweder Teil der dritten oder vierten Gitterelektrode 34 bzw. 35 sein. Natürlich können auch die anderen Ausführungsformen der Plattenbauteile nur bei einer der Gitterelektroden vorgesehen sein.

Die Höhen h der Rohrabschnitte der Piattenbauteiie 40 und 50 müssen nicht unbedingt gleich sein. Es ist nur erforderlich, daß die Summe der Höhen der Rohrabschnitte auf den Plattenbauteilen 40 und 50 größer gemacht wird als die Höhe h der Rohrabschnitte der in den F i g. 3 und 5 gezeigten bekannten Baugruppe.

Die vorstehenden Ausführungsformen sind im Zusammenhang mit dem Aufbau der Hauptfokussierlinse beschrieben worden; sie können aber auch zum Aufbau anderer Linsen herangezogen werden.

Da die effektive Höhe H der die Öffnungen der zur Ausbildung einer Hauptfokussierlinse benutzten Gitterelektroden umgebenden Rohre so weit erhöht worden ist, daß der Astigmatismus der Linse vernachlässigbar klein wird, werden auf diese Weise bei der Wiedergabe der aufgenommenen Bilder klare Bilder erzielt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrodenbaugruppe für Mehrstrahlerzeugersysteme in Kathodenstrahlröhren, die mehrere aus Preßteilen aufgebaute und hintereinander in Laufrichtung der Elektronenstrahlen angeordnete hohlzylinderförmige Gitterelektroden aufweist, deren Endwände mit mehreren Öffnungen für den Durchtritt je eines Elektronenstrahls versehen sind, wobei diese Öffnungen in mindestens einer Endwand der Gitterelektroden jeweils von einstückig mit der Endwand ausgebildeten Rohrabschnitten umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß den die Öffnungen (51) wenigstens einer Gitterelektrode umgebenden ersten Rohrabschnitten (52) jeweils koaxial zu und mit Abstand von den Rohrabschnitten angeordneten zweite Rohrabschnitte (42) zugeordnet sind, die einstückig mit einer zur Endwand parallelen und mit entsprechenden Öffnungen versehenen, mit der Gitterelektrode elektrisch leitend verbundenen Platte (40, 401, 402) ausgebildet sind.

2. Elektrodenbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endwand aus einem gesondert gefertigten Plattenbauteil (50; 501) gebildet ist.

3. Elektrodenbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenbauteile (40, 50) derart übereinander angeordnet sind, daß die freien Kanten der ersten und zweiten Rohrabschnitte auf den einzelnen Plattenbauteilen einander gegenüberliegen.

4. Elektrodenbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Plattenbauteile (401, 501) derart übereinander angeordnet sind, daß die ersten und zweiten Rohrabschnitte von den zugeordneten Plattenbauteilen in die gleiche Richtung weisen.

5. Elektrodenbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Gitterelektroden (4, 5) aufweist und daß auf jedem der einander gegenüberstehenden Enden der Gitterelektroden Plattenbauteile (40) vorgesehen sind, die mit den zweiten Rohrabschnitten (42) versehen sind.

6. Verfahren zum Betrieb einer Elektrodenbaugruppe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einander gegenüberstehenden Gitterelektroden (4,5) die Hauptfokussierlinsen des Strahlerzeugers aufgebaut werden.