DE2513281C2 - Mehrstrahl-Elektronenstrahlerzeugungssystem für Farbkathodenstrahlröhren - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Mehrstrahl-Elektronenstrahlerzeugungssystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Solche Mehrstrahl-Elektronenstrahlerzeugungssysteme sind bekannt (DE-OS 22 23 369). Zur Beseitigung von bei derartigen Systemen auftretenden astigmatischen Verzerrungen wird die Bodenplatte oder mindestend ein Teil der zur gegenüberliegenden ersten Linsenelektrode weisenden Oberfläche der in Strahlrichtung zweiten Linsenelektrode im wesentlichen zylindrisch und konkav zur Kathode hin in Richtung normal oder quer zur Ebene der Strahlenbündel gekrümmt oder gewölbt

Das ältere Recht gemäß DE-PS 24 12 541 betrifft ein diesem bekannten Mehrstrahl-Elektronenstrahlerzeugungssystem ähnliches System, bei dem die Lage der öffnungen der in Strahlrichtung zweiten Linsenelektrode relativ zur Mittelachse der gegenüberliegenden öffnung der ersten Elektrode offengelassen ist; dort sind jeweils hohlzylindrische Hilfselektroden überlappend zu den Abschirmteilen angeordnet, wobei diese Hilfselektroden eine Länge besitzen, die mindestes 120 Prozent des Halbmessers der zugeordneten öffnung beträgt, um eine möglichst rotationssymmetrische Form der für die Fokussierung der einzelnen Elektronenstrahlen wirksamen elektrischen Felder zu erhalten und damit jeglichen Astigmatismus zu vermeiden.

Die bekannte Lösung des Astigmatismusproblems bedingt einen relativ hohe Aufwand bei der Röhrenfertigung, insbesondere bei der Röhrenmontage.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Mehrstrahl-Elektronenstrahlerzeugungssystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs auf einfache Weise die teilweise nichtsymmetrische Feldverteilung an den Durchtrittsöffnungen der Elektroden zu beseitigen, um dadurch den Leuchtfleck auf dem Bildschirm von astigmatischen Verzerrungen zu befreien.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichenteil des Patentanspruchs aufgeführten Maßnahme gelöst

Im folgenden sollen zwei Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung beschrieben werden. Die Zeichnung zeigt in

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Farbkathodenstrahlröhre;

F i g. 2 einen Teilschnitt durch ein Strahlerzeugungssystem in Delta-Anordnung als eine Ausführungsform der Erfindung;

^p i g. 3 einen Querschnitt der Delta-Anordnung entsprechend linie 3-3 in F i g. 2;

F i g. 4 einen Ausschnitt entsprechend F i g. 2 mit dem zwischen der ersten und zweiten Linsenelektrodf ohne Abschirmteile beobachteten Feldlinienverlauf;

F i g. 5 die durch Abschirmteile verbesserte Feldverteilung in F i g. 4 entsprechender Darstellung:

F i g. 6 einen Teil eines Längsschnittes eines In-line-Systems als weitere Ausführungsform der Erfindung;

F i g. 7 einen Querschnitt des in F i g. 6 gezeigten Systems entlang der Linie 7-7.

In F i g. 1 ist eine teilweise geschnittene Mehrstrahl-Farbkathodenstrahlröfcfe 11 dargestellt, die eine aus einem Halsteil 13, einem Trichterteil 15 und einem Bildschirmteil 17 bestehende Umhüllung besitzt Ein Schirm 19 mit einem Muster von farbiges Licht ausstrahlenden Leuchtstoffteiichen ist in geeigneter Weise auf der inneren Oberfläche des Bildschirmes 17 aufgebracht Eine Maske 21 mit vielen Öffnungen ist durch nicht näher dargestellte Befestigungsmittel so angebracht, daß sie in einem bestimmten räumlichen Abstand zum Schirm 19 steht In den Halsteil 13 hineinreichend ist ein Mantel für eine Hochspannung in Form eines inneren leitenden Belages 25 angebracht, der eine Fortsetzung des im trichterförmigen Teil 15 der Röhrenrmhüllung angebrachten Belages bildet. Im Halsteil ist ein Mehrstrahl-Elektronenstrahlerzeugungssystem 27 mit einer Längsachse 29 angeordnet. Zwei der Elektronenstrahlen 31 und 33 sind dargestellt. Außerhalb der Umhüllung der Bildröhre, im wesentlichen in dem Bereich 35, in dem der Röhrenhals in den Trichterteil übergeht, ist eine Ablenkeinrichtung 37 angebracht. Hinter der Ablenkeinrichtung außerhalb des Röhrenhalses 13 sind Magnete 39 und 41 der Konvergenzeinrichtung angebracht, von denen zwei gezeigt sind. Die magnetischen \ eider, die von den entsprechenden Magneten ausgehen, üben einen konvergierenden Einfluß auf die Elektronenstrahlen aus, sobald sie den Konvergenzkäfig 43 durchqueren, der am vorderen Ende des Strahlerzeugungssystems 27 angeordnet ist.

In F i g. 2 und 3 ist als eine Ausführungsform der Erfindung ein Dreistrahl-Delta-System dargestellt, bei dem die Strahlen in gleichen Abständen von der Achse verlaufen. In diesem System durchläuft jeder der Elektronenstrahlen vier in Längsrichtung aufeinander folgende Elektroden. Diese Elektroden werden durch Streben 45 aus Isoliermaterial, von denen zwei dargestellt sind, in bestimmten Abständen voneinander gehalten. Als Beispiel ist ein Elektronenstrahl 33 angedeutet, der von einer geheizten Kathode 47 ausgeht, von einer Steuerelektrode 49 beeinflußt wird, und dann durch ein Schirmgitter 51 hindurchtritt. Der Elektronenstrahl erreicht dann eine von den rückwärtigen öffnungen 53, die in der rückwärtigen öffnungsebene 55 der zusam-

mengesetzten ersten Linsenelektrode 57 angebracht ist, und verläßt diese durch eine größere Öffnung 59, die in der Frontebene 61 dieser Elektrode angebracht ist, worauf der Elektrodenstrahl eiiie zu dieser in Beziehung stehende öffnung 63 in der zweiten Linsenelektrode 65 durchquert, an die sich abschließend der vorerwähnte Konvergenzkäfig 43 anschließt

Die erste Linsenelektrcde 57 der Delta-Anordnung ist als aus im wesentlichen becherförmig ausgebildeten Teilen 67 und 69 bestehend dargestellt, die an den Umfangen mit zwei Flanschen 71 und 73 verbunden sind.

F i g. 3 zeigt eine Ansicht auf das vordere Teil 69 vom Flansch 73 aus.

Bei der ersten Linsenelektrode 73 ist jede der vorderen öffnungen 59 in der vorderen Ebene 61 z. B. kreisförmig und besitzt einen röhrenförmigen Abschirmteil 77, der mit der vorderen Ebene eine Einheit bildet, wobei dieser Abschirmteil derart geformt ist daß er rückwärtig ausgedehnt gegen die zu ihm gehörende kleiner dimensionierte rückwärtige öffnung 53 gerichtet ist, weiche sich in der rückwärtigen Öffnungsebene 55 der Elektrode befindet Auf diese Weise bildet jvdes röhrenförmige Abschirmteil 77 eine Abschirmung für die entsprechenden passierenden Elektronenstrahlen. Diese Abschirmteile sind gleich für die einzelnen Strahlen. Zum Beispiel besitzen sie gewöhnlich die gleichen Querschnittabmessungen und sind vorzugsweise zylinderförmig von Gestalt

Die öffnungsebene 64 der zweiten Linsenelektrode 65 weist mehrere in Abständen angebrachten öffnungen 63 auf, die größer sind als die vorderseitigen Öffnungen 59 in der ersten Linsenelektrode 57. Drei d^r größer dimensionierten Öffnungen 63 in der zweiten Linsenelektrode sind in bezug auf die kleiner dimensionierten Frontöffnungen 59 in der ersten Linsenelektrode exzentrisch ausgerichtet, um versetzte, unsymmetrische, elektrostatische Linsen zu bilden, welche die Elektronenstrahlen fokussieren.

Unter spezieller Bezugnahme auf F i g. 3 ist die versetzte Anordnung der öffnungen 59 und 63, die die Fokussierlinse bilden, dargestellt indem ein Satz von Öffnungen die radiale Ausrichtung »a« in bezug auf die Systemachse 29 besitzen, wobei der Umfang der Öffnung 63 in der Beschleunigungselektrode gestrichelt dargestellt ist, um ihre vordere Exzentrizität »D« in bezug auf aen Umfang der Öffnung 59 in der ersten Linsenelektrode 57 anzudeuten. Die so erhaltene Linse mit Versetzung fokussiert nicht nur den Elektronenstrahl, sondern hat auch einen nützlichen ablenkenden Einfluß. Dadurch wird auf den Elektronenstrahl ein leicht konvergierender Einfluß in bezug auf die zwei anderen Elektronenstrahl ausgeübt

Für eine Erklärung der Wirkungsweise dieser Linse wird auf die F i g. 4 und 5 verwiesen, in denen die Linsenwirkung, die Fokussierung und der Verlauf der Strahlen aufgezeichnet sind. F i g. 4 zeigt ausschnittweise gemäß dem Stand der Technik in vergrößerter Darstellung eine einzelne Öffnung der ersten Linsenelektrode in Verbindung mit einer dieser räumlich zugeordneten einzelnen Öffnung der zweiten Linsenelektrode, die zusammen eine exzentrische Fokussierlinse bilden. Die zweite Linsenelektrode 65', manchmal auch als Anode bezeichnet, besitzt eine relativ hohe Anodenspannung, z.B. kann diese über 20 kV betragen. Die erste Linsenelektrode 57 ist auf niedrigeren) Potential z. B. in der Größenordnung von 4 bis 5 kV. Beide öffnungen 59' und 63' werden bestimmt durch relativ kurze oder kleine umgebogene Eintrittsränder oder Abschirmteile. Das Zusammenwirken der Öffnungen mit den unterschiedlichen Potentialen der beiden Linsenelektroden ergibt eine elektrostatische Fokussierlinse, wobei die Äquipotentiallinien 79', insbesondere der Bereich um die Elektrode 57' mit niedriger Spannung, unsymmetrisch ausgebildet sind. Die Fokussierung des Elektronenstrahls 33', der diese Linse durchläuft, wird nachteilig beeinflußt durch den Astigmatismus oder die Verzerrung, die durch dieses unsymmetrische Feld hervorgerufen wird. Die Nähe der Wand 81 der Elektrode 57' und die kurzen umgebogenen Eintrittsränder 83, die die Öffung 59' umgeben, tragen z. B. dazu bei, daß die ÄquipotentiaHinien 79' insbesondere im Bereich der niedrigen Spannung sich unsymmetrisch von der öffnung weg erstrecken.

Diese Verschiebung des Linsenfeldes verursacht eine nachteilige unkontrollierbare Verzerrung bzw. einen astigmatischen Einfluß auf den Strahl im Bereich geringer Geschwindigkeit, bei welcher die Elektronen leicht ablenkbar sind. Dies verschlimmert die Verzerrung des LeuchtFrecks auf dem Schirm. Die Ausführungsform der Erfindung ist in F i g. 5 dargestellt die die öffnung 59 der ersten Linsenelektrode mit einem röhrenförmigen diese umgebenden Abschirmteil 77 zeigt, das nach hinten in den Raum der Linsenelektrode 57 hineini agt Das Abschirmteil besitzt eine Länge »e«, die mindestens 50% ües Halbmessers »r« der Öffnung 59 bzw. der daraus resultierenden Linse beträgt: e s 0,50 r. Solch eine längliche, definierte Abschirmung bewirkt einen im wesentlichen symmetrischen Verlauf der Äquipotenüallinie im Bereich niedriger Spannung des Linsenfeldes, insbesondere innerhalb des kritischen Bereiches der ersten Linsenelektrode, wodurch eine verbesserte Leuchtfleck-Fokussierung auf dem Bildschirm frei von astigmatischen Verzerrungen erzielt wird.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung bezieht sich auf ein mehrstrahliges In-line-System, von welchem in den F i g. 6 und 7 ein teilweiser im Schnitt dargestellter Bereich der Linsenelektroden 89 und 91 gezeigt ist. Bei diesem Aufbau sind die betreffenden Komponenten in einer gemeinsamen Ebene angeordnet so daß ein zentraler axialer Strahl 93 gebildet wird mit in gleichen Abständen von diesem auf beiden Seiten angeordneten Strahlen 95 und 97. Mindestens die seitlichen Öffnungen 99 der ersten Linsenelektrode besitzen röhrenförmige Abschirmteile 101 von gleicher Lunge. Die seitlich angeordneten Öffnungen 103 der zweite Linsenelektrode sind in bezug auf die Öffnungen 99 versetzt Solch eine versetzte Ausrichtung ist gestrichelt in F i g. 7 dargestellt, welche eine Vorderansicht auf den vorderen Teil 105 der zweiteiligen ersten Linsenelektrode 89 von der Ebene des Flansches 107 zeigt Teile des Umfangsflansches sind in längliche Haltestreben 45' eingebettet, um einen starren Halt der Linsenelektrode in Verbindung mit den zugehörigen Elektroden, die das Strahlerzeugungssystem S7 bilden, zu gewährleisten.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Mehrstrahl-Elektronenstrahlerzeugungssystem
   mit elektrostatischem Konvergenz- und Fokussiersystem für Farbkathodenstrahlröhren, das neben anderen Elektroden in Strahlrichtung nacheinander und in geringem Abstand voneinander eine erste und eine zweite Linsenelektrode aufweist, die in je einer ebenen Fläche senkrecht zur Strahlrichtung eine der Zahl der Strahlen entsprechende Zahl von Öffnungen besitzen, die sich paarweise gegenüberliegen und zwischen je zwei gegenüberliegenden Öffnungen je eine elektrostatische Linse bilden, wobei die Öffnungen in der in Strahlrichtung zweiten Linsenelektrode vorzugsweise geringfügig größer sind als die benachbarten Öffnungen der in Strahlrichtung ersten Linsenelektrode, wobei mindestens zwei öffnungen der in Strahlrichtung zweiten Lmsenelektrode^egenüber der Mittelachse der gegenüberliegenden Öffnung der ersten Elektrode bezogen auf die Achse des gesamten Strahlerzeugungssystems etwas radial nach außen versetzt sind, und wobei die öffnungen in der ersten Linsenelektrode sich nach innen, also entgegen der Strahlrichtung, erstreckende röhrenförmige Abschirmteile besitzen, die mit der jeweiligen öffnung integriert sind, dadurch gekennzeichnet, daß die röhrenförmigen Abschirmteile (77, 101) eine Länge (e) besitzen, die mindestens 50% des Halbmessers (r) der zugeordneten öffnung (59,99) beträgt