DE2522737C2 - Kathodenstrahlröhre - Google Patents

Description

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

e) die mittlere Elektrode (G* der Haupt-Elektronenlinse (Lu) besteht aus zwei in Richtung der Achse des Röhrenkolbens (1) hintereinander angeordneten rohrförmigen Elektrodenabschnitten (G**, Gh), von denen jeder eine Endplatte (7 bzw. 8) aufweist;

die Endplatten (7, 8) der beiden Elektrodenabschnitte (G_ti, G*b) liegen einander benachbart gegenüber und besitzen miteinander fluchtende Öffnungen (h„ hb) zum Durchtritt der Elektronenstrahlen:

g) vom Umfang der öffnung (h,) in der Endplatte

(7) des ersten Elektrodenabschnittes (G*,) erstreckt sich ein erstes Paar diametral einander gegenüberliegender Wandteile (13) in axialer Richtung auf die öffnung (hb) in der Endplatte

(8) des zweiter. Elektrodenabschnittes (G*b);

h) vom Umfang der öffnung (hb) in der Endplatte (8) des zweiten Elektrodenabschnittes (Gtb) erstreckt sich ein zweites Paar diametral einander gegenüberliegender Wandteile (14) in axialer Richtung auf die öffnung (h,) in der Endplatte (7) des ersten Elektrodenabschnittes (G*,);

i) die beiden Paare von Wandteilen (13, 14) sind umfangsmäßig um 90° gegeneinander versetzt und greifen ineinander ein;

j) eine mit dem Ablenkwinkel jedes Elektronenstrahles gegenüber der Achse variierende Korrekturspannung wird an den ersten und zweiten Klcktrodcnabschnitt (G*:,, G^angelegt.

2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die in den Endplatten (7 bzw. 8) vorgesehenen öffnungen (h,, hb) im wesentlichen kreisförmig ausgebildet sind und daß die somit bogenförmigen Wandteile (13, 14) im wesentlichen

gleiche Bogenwinkel (ö) aufweisen.

3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Axiallänge /jedes rohrförmigen Elektrodenabschnitts (Gt* G*b), gemessen bis · zur Innenseite der Endplatten (7 bzw! 8). derart gewählt ist, daß die Ungleichung

0,46 D₁ > I > 0,3 Di

erfüllt wird, wobei A den Innendurchmesser jedes rohrförmigen Elektrodenabschnitts (G**. G*b) darstellt

4. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch Z dadurch gekennzeichnet daß der diametrale Abstand D> zwischen den Innenflächen der Wandteile (13, 14) des ersten und zweiten Elektrodenabschnitts (Ga₃. G*b) derart gewählt ist daß die Ungleichung

2051 > D₂ > 1,75 /

erfüllt wird, wobei /die Axiallänge jedes rohrförmigen Elektrodenabschnitts (G*, bzw. G*b) bis zur Innenseite der Endplatte (7 bzw. 8) darstellt

5. Kathodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß der Axialabstand h, um «'Jen die Wandteile (13, 14) von den Innenflächen der jeweiligen Endplatten (7 bzw. 8) abstehen, derart gewählt ist daß die Ungleichung

0,15 D, > h > 0

erfüllt ist wobei D₁ den Innendurchmesser jedes rohrförmigen Elektrodenabschnitts (G** Gtb) darstellt

Die Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlröhre ent-

sprechend dem Oberbegriff des Anspruches I.

Eine Kathodenstrahlröhre gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 ist durch die DE-AS 16 39 464 bekannt
Zum Stand der Technik gehört weiterhin eine Kathoeinstrahlröhre mit einem Elektronenstrahl, bei der die auf einem relativ niedrigen Potential gehaltene rohrförmige Elektrode aus ersten und zweiten, axial unterteilten, rohrförmigen- Elektrodenabschnitten besteht, von denen jeder ein Paar diametral einander gegenüberliegender Wandteile aufweist, wobei die Wandieüe des ersten Elektrodenabschnitts senkrecht zu denen des zweiten Abschnitts angeordnet sind und zwischen diese eingreifen (DE-OS 14 39 635 und JP-GM 44-4365).

Durch Anlegen verschiedener Spannungen an die

beiden Elektrodenabschnitte werden bei der DE-OS 39 635 aus runden Leuchtflecken auf dem Schirm ovale Leuchtflecke zum Zwecke der Verwischung der

Zeilenstruktur gemacht. Die in der JP-GM 44-4365 beschriebenen Maßnah-

men dienen zwar zur Korrektur der im Randbereich des Leuchtschirmes auftretenden Verzeichnung. Diese Korrektureinrichtung besitzt jedoch nur eine geringe Empfindlichkeit, einen großen Leistungsverbrauch und erfordert daher eine verhältnismäßig komplizierte Schaltung.

Zum Stand der Technik gehört weiterhin eine Kathodenstrahlröhre (GB-PS 5 21 637), bei der eine Hauptlinse vorhanden ist. an die eine mit dem Ablenkwinkel

variierende Korrekturspannung gelegt wird, um auch in den Randbereichen des Leuchtschirmes eine gute Fokussierung zu erhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kathodenstrahlröhre der im Oberbegriff des Anspruches 1 vorausgesetzten Art dahin weiterzuentwickeln, daß mit enem verhältnismäßig geringen Leistungsverbrauch eine einwandfreie Korrektur der durch die Strahlablenkung in den Randbereichen des Leuchtschirmes auftretenden Verzeichnung erreicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung der auf dem Leuchtschirm einer bekannten Kathodenstrahlröhre auftretenden Verzeichnung,

F i g. 2 einen Schnitt durch eine bekannte Kathodenstrahlröhre.

Fig.3 einen Schnitt durch ein Ausführur^sbeispiel der erfindungsgemäßen Kathodenstrahlröhre,

Fig.4 ein vergrößerter Schnitt durch die mittlere Elektrode der Haupt-Elektronenlinse der Kathodenstrahlröhre gemäß F i g. 3,

F i g. 5A und 5B Ansichten der rohrförmigen Elektrodenabschnitte der mittleren Elektrode gemäß F i g. 4,

Fig.6 eine Perspektivansicht eines Elektrodenabschnittes gemäß den F i g. 5A bzw. 5b,

F i g. 7 und 8 Diagramme zur Erläuterung des Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig.9 eine schematische Darstellung des Leuchtschirmes der Kathodenstrahlröhre nach F i g. 3.

Anhand der F i g. 1 und 2 wird zunächst eine bekannte Kathodenstrahlröhre erläutert

Auf dem Leuchtschirm 3 (F i g. 1) der bekannten Kathodenstrahlröhre (gemäß Fig.2) werden die Elektronenstrahlen in der Mitte des Schirmes 3 zwar als kreisförmiger Punkt 2c abgebildet In den Randbereichen des Leuchtschirmes 3 sind die Punkte 2s dagegen in der aus F i g. 1 ersichtlichen Weise verzerrt.

Im Halsabschnitt I_n des Röhrenkolbens 1 der in F i g. 2 dargestellten bekannten Kathodenstrahlröhre ist eine Elektronenkanone 2 angeordnet Sie enthält eine Strahlerzeugungseinrichtung, bestehend aus drei Kathoden Kr. Kg und Kb. Hiervon liegt die mittlere Kathode K_e auf der Achse O-O' des Röhrenkolbens J, während die Kathoden K_r und Kt, symmetrisch zur Kathode Kf angeordnet sind.

Die Elektronenkanone 2 enthält fsrner fünf in axialer Richtung hintereinander angeordnete Elektroden G₁, Gi. Gj. Ga und Cs- Davon bilden die Elektroden Gi und Gi eine vorfokussierende Linse Lp. Weiterhin bilden die Elektroden Gi, G* und Gs eine Haupt-Elektronenlinse Lm. in deren Mittelpunkt sich die von den Kathoden K_n Kf. K_b emittierten Elektronenstrahlen B_r, B_g und B_b schneiden.

Die dritte und fünfte Elektrode Gj bzw. Gs liegen auf realtiv hohem Potential (von beispielsweise 15 bis 25 kV); die vierte Elektrode Ga liegt dagegen auf relativ niedrigem Potential (beispielsweise 4 kV).

Im Anschluß an die Elektrode Gs ist eine Konvergenzeinrichtung 4 vorgesehen, die aus inneren Ablenkplatten 4,i. 4/2 und äußeren Ablenkplatten 4,1. 4,₂ besteht. Die inneren Ablenkplatten 4/1,4,2 liegen auf einem Potential entsprechend dem der dritten und fünften Elektrode Gy bzw. Gs, während die äußeren Ablenkplatten 4,1.4,2 mit einer Konvergenzspannung gespeist werden, die um einige Hundert Volt kleiner als die vorgenannte Spannung ist

Vor dem Leuchtschirm 3 ist eine Lochmaske 5 angeordnet Nahe dem Trichterabschnitt If des Röhrenkolbens 1 ist ferner ein Ablenkjoch 6 zur Horizontal- und Vertikalablenkung der Elektronenstrahlen vorgesehen. Ist der Trichterabschnitt If einer solchen Kathodenstrahlröhre flach ausgebildet so ergeben sich bei großen Stralilablenkungswinkeln in den Randbereichen des

to LeuchtEchirmes 3 erhebliche Verzeichnungen der in F i g. 1 schematisch veranschaulichten Art

Anhand von F i g. 3 wird nun ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kathodenstrahlröhre erläutert Dabei wird von einer Beschreibung derjenigen Teile, die identisch mit der Kathodenstrahlröhre gemäß Fig.2 sind, abgesehen. Abweichend von Fi.ς. 2 ist die Gestaltung der vierten Elektrode Ga, d. h. der minieren Elektrode der Haupt-Elektronenlinse Lm.
Wie die Fi g. 3 bis 6 erkennen lassen, besteht die mittlere Elektrode Ga der Haupt-EIekuonenlinse Lm aus zwei in Richtung der Achse O-O' des Rönrenkolbens 1 hintereinander angeordneten, rohrförmigen Elektrodenabschnitten Ga* GAb, von denen jeder eine Endplatte 7 bzw. 8 aufweist

Die Lndplatten 7,8 der beiden Elektrodenabschnitte Ga* GaL· liegen einander benachbart gegenüber und besitzen miteinander fluchtende Öffnungen h* ht, zum Durchtritt der Elektronenstrahlen.
Vom Umfang der öffnung h, in der Endplatte 7 des ersten Elektrodenabschnitts Ga, erstreckt sich ein erstes Paar diametral einander gegenüberliegender Wandteile 13 in axialer Richtung auf die Öffnung h_b in der Endplatte 8 des zweiten Elektrodenabschnitts GAb. In entsprechender Weise erstreckt sich vom Umfang der öffnung hb in der Endplatte 8 des zweiten Elektrodenabschnitts Gaö ein zweites Paar diametral einander gegenüberliegender Wandteile 14 in axialer Richtung auf die öffnung h, in der Endplatte 7 des ersten Elektrodenabscftnitts Ga,.

Hie beiden Paare von Wandteilen 13, 14 sind umfangsmäßig um 90° gegeneinander versetzt und greifen mit gewissem Spiel ineinander ein.

Die in den Endplatten 7 bzw. 8 vorgesehenen Öffnungen h,, hb sind im wesentlichen kreisförmig ausgebildet.

Die Wandteile 13,14 sind bogenförmig ausgestaltet und besitzen im wesentlichen gleiche Bogenwinkel Θ. Der Winkel ökann beispielsweise 84° betragen.

Die Axiallänge 1 jedes rohrförmigen Elektrodenabschnitts Ga,, GAb (bis zur Innenfläche der Endplatten 7 bzw. 8) ist derart gewählt, daß die Unieichung

0.46 D, > 1> 0,3 D_{

erfüllt wird, wobei D₁ den Innendurchmesser jsdes rohrförmigen Elektrodenabschnitts darstellt.

Der diametrale Abstand L\ zwischen den Innenflächen der Wandteile 13,14 des ersten und zweiten Elektrodenabschnitts Oa, bzw. GAb ist derart gewählt, daß die Ungleichung

2,25 /> D₂ > 1.75/

erfüllt ist.

Der Axialabstano Λ, um den die WandtQile 13,14 von den Innenflächen der jeweiligen EndplSUen 7 bzw. 8 abstehen, ist derart gewählt, daß die Ungl^cichung

0,15 D_r > h > 0

erfüllt ist.

Wird die Länge des ersten und zweiten Elektrodenabschnitts G₄, bzw. Ctti zu 4.0 mm, der Innendurchmesser D\ zu 13,0 mm, der Innendurchmesser Dj zu 7 mm gewählt, so ergeben sich die in F i g. 7 bzw. 8 dargestellten Beziehungen zwischen der an den Elektrodenabschnitt Ctj, angelegten Spannung V₄, bzw. der an den Elektrodenabschnitt Gtb angelegten Spannung V₄J, und der Größe der auf dem Leuchtschirm 3 erzielten Strahlauftreffpunkte in Af- und /-Richtung. Hierbei beträgt die Anodenspannung 10 kV und der Kathodenstrom 1.4 mA.

F i g. 7 veranschaulicht den Fall, in dem an den zweiten Elektrodenabschnitt G₄J, eine Spannung V₄J, von 4.OkV angelegt und die an den ersten Elektrodenab- is schnitt C₄., gelegte Spannung V₄, variiert wird. Die Kurven I5> und 15* geben die Größe der Strahlauftreffpunktc auf dem Leuchtschirm 3 in der x- bzw. /-Richtung wieder.

Entsprechend veranschaulicht F i g. 8 den Fall, in dem an den ersten Elektrodenabschnitt C₄, eine Spannung V₄, von 4,0 kV angelegt und die an den Elektrodenabschnitt G₄* gelegte Spannung V₄/, variiert wird. Die Kurven \6x und 16/ geben die Größe der Strahlauftreffpunkte auf dem Leuchtschirm 3 in der x- bzw. y-Richtung wieder.

Aus den F i g. 7 und 8 ergibt sich, daß bei Anlegen der gleichen Spannung an den ersten und zweiten Elektrodenabschnitt G_4j bzw. Gib die Größe der Strahlauftreffpunkte auf dem Leuchtschirm in der x- und /-Richtung nahezu gleich wird. Weiterhin ergibt sich, daß bei Änderung der an den ersten Elektrodenabschnitt G₄, angelegten Spannung V₄, oder der an den zweiten Elektrodenabschnitt C₄J₁ angelegten Spannung V₄;, die Größe der Strahlauf treffpurikte in der x- und /-Richtung unterschiedlich wird, in der Darstellung der Fig. 7 und 8 entspricht der Bereich rechts der Ordinate (mit dem Wert 4.0 kV) dem Zustand der Unterfokussierung und der Bereich links der Ordinate dem Zustand der Überfokussierung.

Werden daher die an die Elektrodenabschnitte G₄*, Gtb angelegten Spannungen V₄, bzw. V₄/, variiert, so können die Strahlauftreffpunkte außerhalb des Achsbereiches asymmetrisch werden. Demgemäß wird an den ersten und zweiten Elektrodenabschnitt G₄₄, G₄J, eine Korrekturspannung angelegt, die mit dem Ablenkwinkel jedes Elektronenstrahles gegenüber der Achse variiert. Auf diese Weise läßt sich die bei der bekannten Anordnung in den Randbereichen des Leuchtschirmes 3 auftretende Strahlverzeichnung (F i g. 1) korrigieren, so daß auch in den Randbereichen kreisförmige Strahlauftreffpunkte erzielt werden (F i g. 9).

Eine gute Korrektur wird erreicht, wenn die obengenannten Bedingungen für /. D₁, D₂ und h eingehalten werden.

So wird / zweckmäßig kleiner als 0,46 D_t gewählt, weil für /δ 0,46 Oi die Linsenwirkung verringert ist und die Fokussierungsspannung groß wird. Andererseits wird /größer als 03 A gewählt, weil bei /<03 Di der von den Wandteilen 13, 14 hervorgerufene Einfluß die Aberration vergrößert

D₂ wird kleiner als 2,25 /gewählt, da bei D₂ S23 /die Aberration groß wird, die durch die Unterteilung der Steuerelektrode G₄ in den ersten und zweiten Eiektrodenabschnitt Gt₁. Gtb hervorgerufen wird. Ist dagegen Dj < 7J5 /, kann die Aberration weitgehend unterdrückt werden. Andererseits wird D2 größer als 1,75 /gewählt, da sonst die sphärische Aberration groß wird.

h wird zweckmäßig kleiner als 0,15 Di gehalten, da sonst die sphärische Aberration und der Astigmatismus große Werte annehmen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Kathodenstrahlröhre mit

a) einem einen Leuchtschirm (3) enthaltenden Röhrenkolben (1).

b) einer in dem Röhrenkolben (1) angeordneten Elektronenkanone (2) mit einer Strahlerzeugungseinrichtung, die mehrere längs der Achse des Röhrenkolbens (1) zum Leuchtschirm (3) hin gerichtete Elektronenstrahlen erzeugt,

c) einer allen Elektronenstrahlen gemeinsamen Haupt-Elektronenlinse (Lm), die zwischen der Strahlerzeugungseinrichtung und dem Leuchtschirm (3) zur Fokussierung der Elektronenstrahlen auf dem Leuchtschirm (3) vorgesehen ist und aus drei koaxial in Achsrichtung des Röhrcnkolbens (1) hintereinander angeordneten rohrförmigen Elektroden (G-„ Ca, G₅) besteht, von denen die mittlere Elektrode (G*) auf relativ niedrigem Potential und die beiden anderen Elektroden (Gi, Gs) auf relativ hohem Potential liegen,

d) einem am Röhrenkolben (1) zwischen der Haupt-Elektronenlinse (Lu) und dem Leuchtschirm (3) angeordneten Ablenkjoch (6) zur horizontalen und vertikalen Ablenkung der Elektronenstrahlen,