DE3032486C2

DE3032486C2 - Elektronenstrahlsystem für Fernsehbildröhren

Info

Publication number: DE3032486C2
Application number: DE3032486A
Authority: DE
Inventors: David Paul Kendall Park N.J. Bortfeld; Roger Wolfe Trenton N.J. Cohen; Leon Joseph Princeton N.J. Vieland; Norman David Princeton N.J. Winarsky
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1979-08-28
Filing date: 1980-08-28
Publication date: 1984-06-14
Also published as: CA1143775A; GB2057186A; IT8024035A0; FI802646A; GB2057186B; BR8005321A; PL130392B1; DD153021A5; DE3032486A1; PL226415A1; JPS5928938B2; FR2464554A1; JPS5636851A; IT1132339B; SU1266477A3; US4243911A; FR2464554B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektronenstrahlsystem. wie es im Oberbegriff des Anspruchs I vorausgesetzt ist. Ein Eleklronenstrahlsysiem dieser Art ist aus der US-PS 40 91 144 bekannt sowie in der älteren deutschen Anmeldung gemäß der DE-OS 30 23 853 beschriebet!. Ferner ist in der US-PS 39 32 786 eine Widerstandslinse beschrieben, die aus einer Reihe mit Öffnung vcrschcner Metallplattcn bestehen, die in gegenseitigem Abstand zueinander gehalten werden und mit Anzapfungen eines Spannungsteilers verbunden sind, so daß sich längs einer solchen Widerstandslinse ein bestimmtes Potential in Richtung des durch die öffnungen der Metallpjatten hindurchlaufenden Strahles ausbildet Derartige Widerslandslinsen dienen als elektrostatische Fokussierlinsen, deren Spannungsprofil längs des Strahlweges durch den Spannungsteiler bestimmt wird. Gemäß der US-PS 40 91 144 sind die einzelnen Metallplatten der Widerstandslinse durch Abstandsblöcke voneinander getrennt, und am Rande des so gebildeten Stapels ist eine Widerstandsschicht aufgebracht, welche sämtliche Platten dieses Stapels berührt und bei Anlegen einer Spannung an die beiden Endplatten als Spannungsteiler wirkt und den dazwischenliegenden Metallplatten entsprechende Teilspannungen zuführt. Gemäß der älteren Anmeldung (entsprechend DE-OS 30 23 853) befindet sich zwischen je zwei der Metallplatten ein beiderseitig metallisierter Abstandsblock, dessen Metallisierungsflächen durch einen seitlichen Widerstandsüberzug miteinander elektrisch in Verbindung stehen. Auf diese Weise entsteht ein elektrisch durchgängiger Stapel, wobei die seitlichen Schichten der Abstandsblöcke die Teilwiderstände des Spannungsteiles bilden.

Es ist ferner aus der US-PS 41 24 810 bekannt, den Potentialverlauf längs eines Strahlsystems einer Kathodenstrahlröhre zur Verminderung der sphärischen Aberration exponentiell auszubilden, jedoch weiden hierzu keine Widcrstandslinsen verwendet, sondern dieser Verlauf wird durch die an die verschiedenen Linsenelektroden angelegten Potentiale angestrebt. Hier/u werden drei Linsenelektroden herangezogen. Bestimmte Potcntialverläufe durch an eine Anzahl von Linse.nelektroden angelegte unterschiedliche Potentiale sind auch in der US-PS 39 95 194 erläutert, wobei insbesondere auf einen Potentialverlauf hingewiesen wird, welcher von einem mittleren Potentiell in der Nähe des Strahlsystems zunächst auf ein niedrigeres Potential absinkt und dann in Richtung auf den Bildschirm auf ein noch höheres Potential ansteigt. Dadurch soll insbesondere wiederum die sphärische Aberration kleiner gehalten werden können.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Elckironenstrahlsysicnis nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welches ohne aufwendigen Montageaufwand die Realisierung eines durch lineare Abschnitte angenäherten exponentiellen .Spannungsprofils zur Verminderung der sphärischen Aberration erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Aus Gründen der Einfachheit sei im folgenden kein Unterschied gemacht zwischen dem axialen Potentialprofil einer Linse, also dem Potentialprofil längs der Elektronenstrahlachse durch die Linse, und dem Oberflächenpotentialprofil einer Linse, also dem Poientialprofil entlang der Oberfläche der Elektrodenclementc der Linse in axialer Richtung. In der Praxis unterscheiden sich diese Profile leicht, wobei d;is Axialprofil ge-

b5 wohnlich ein glatteres Abbild des Oberflächenprofils ist. Ks hat sich herausgestellt, daß das optimale exponcntiallörmige Spannungsprolil einer I .inse sehr gut approximiert werden kann durch /uei li.ieare Steti/unuen (al-

so lineare Spannungsgradienten), ohne daß dadurch die Linsenaberrationen stark ansteigen. Eine Computeranalyse hat gezeigt, daß diese beiden linearen Steigungen ein Optimalverhältnis von 1 :2 bis 1 :3 haben und beispielsweise bei einem Dreipotential-Lins"nsystem die Werte dieser beiden linearen Steigungen vorzugsweise mit einem Verhältnis von 1 :2 gewählt werden, ohne daß eine nennenswerte Verschlechterung des Verhaltens eintritt, so daß sich eine Widerstandslinse mit abwechselnd gestapelten Elektroden und Widerstandsab-Standsblöcken herstellen läßt mit Widerstandsabstandsblöcken nur eines Wertes, wodurch sich der Konstruktionsaufwand solcher Linsen ebenso wie ihre Herstellungskosten stark reduzieren.

Der hier verwendete Ausdruck »Dreipotential« be- is schreibt ein Linsensystem mit mindestens drei Elektroden, deren erste entlang des Strahlweges mit einem Zwischenpotential betrieben wird, während die zweite mit einem Minimalpotential und die dritte mit.dem Endanoden- oder Schirmgitterpolential der di" Linse enthaltenden Elektronenstrahlröhre betrieben wird. Elektronenstrahlsysteme mit Axialpotentialprofilen dieser generellen Art sind in der bereits erwähnten US-PS 39 95 194 beschrieben.

Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform des Elektronenstrahlsystems, teilweise im Schnitt dargestellt:

F i g. 2 einen Längsschnitt durch das Strahlsystem gemaß F i g. I längs der Schnittlinie 2-2;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 zur Veranschaulichung einer Elektrodenplatte und eines Widerstandsblocks der Linse gemäß F i g. 1:

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt der Linse gemaß Fig. 1:

F i g. 5,6 und 7 in schematischer Darstellung Abwandlungen des Strahlsystems gemäß F i g. I und 2.

Die Ausführungsformen der Erfindung sind dargestellt in Verbindung mit einem Inline-Dreistrahlsvstem, wie es ähnlich in der USPS 37 72 554 beschrieben ist. Die Erfindung kann aber auch bei anderen Elektroncnsirahltypen Anwendung finden.

Gemäß den Fig. 1 und 2 enthält ein Strahlsystcm 10 /wei parallele gläserne Tragstäbe 12. an denen die ver- 4^r> schicclenen Elemente des Strahlsystems montiert sind. An einem Ende der Tragstäbe 12 sind drei becherförmige Kathoden 14 montiert, die emittierende Oberflächen haben. Im Abstand von den Kathoden 14 sind eine Stcuergittcrelektrode (Cl) 16. eine Schirmgiucrelektrode (G 2) 18. eine erste Linscnelektrode (G 3) 20, eine /weite l.insenelektrode (G 4) 22 und eine dritte Linsenelektrode (G 5) 23 montiert. Die drei Kathoden 14 richten Elcktronenstrahlen entlang dreier koplanarer Stralv.vcge 24 durch geeignete Öffnungen in den Elektroden.

Die Elektroden GX und G 2 umfassen im wesentlichen flache Metallteile, die je drei in einer Linie ausgerichtete Öffnungen enthalten, welche entsprechend mit den drei Strahlwegen 24 ausgerichtet sind.

Die Elektroden G 3 und G 4 umfassen jeweils zwei in t,o etwa rechteckig geformte Becher, die mit ihren offenen linden zusammengefügt sind. Die beiden geschlossenen Fndcn der Becher haben je drei in einer Linie ausgerichtete Öffnungen, die entsprechend mit den drei Strahlwe-μοη 24 ausgerichtet sind. e>

Die Elektrode G°> umfaßt einen in etwa rechtwinkligen Becher, dessen Grundfläche der Elektrode G4 gegenüberliegt und drei in einer Linie ausgerichtete Öffnungen hat, die entsprechend mit den drei Strahlwegen 24 ausgerichtet sind.

An der Elektrode G 5 ist ein Abschirmbecher 26 derart befestigt, daß seine Grundfläche das offene Ende der Elektrode G 5 überdeckt Der Abschirmbecher 26 hat drei in einer Linie ausgerichtete Öffnungen in seiner Grundfläche, die jeweils mit einem der drei Strahlwege 24 ausgerichtet sind Er hat ferner mehrere Abstandshalter 28, die an seinem offenen Ende befestigt sind und i/on diesen wegragen. Sie stützen das Strahlsystem 10 innerhalb des Halses der nicht dargestellten Kathodenstrahlröhre ab und stellen elektrischen Kontakt zu einer an Hochspannung liegenden Auskleidung des Halses her, um der Elektrode G 5 eine Betriebsspannung zuzuführen.

Für den Betrieb ist das Strahlsystem 10 so ausgelegt, daß zwischen den Elektroden G 4 und G 5 eine Hauptfokussierlinse und zwischen den Elektroden G3 und G 4 eine Sekundärfokussierlinse gebildet wird. Zu diesem Zweck sind eine stapeiförmige Hauptwiderstandslinse 30 und eine stapeiförmige Sekundärwiderstandslinse 32 vorgesehen.

Jede der Linsen 30 und 32 enthält mehrere Elektrodenplatten 34. Fig. 3 zeigt, daß jede Elektrodenplatte 34 mit drei in einer Linie liegenden Öffnungen 36 ausgebildet ist, deren jede mit einem der Strahlwege 24 ausgerichtet ist. Die Platten 34 sind abwechselnd mit rechtekkigen, parallelepipedförmigen Abstandsblöcken 40 bzw. 42 gestapelt. Zwischen jeweils zwei benachbarten Platten 34 ist ein Paar der Abstandsblöcke angeordnet. Jedes Paar Abstandsblöcke befindet sich beiderseits der mittleren der Öffnungen 36 nahe der Außenkante einer Platte 34, Ein Block jedes Paares von Abstandsblöcken umfaßt einen Widerstandsabstandsblock 40, der nachfolgend noch beschrieben wird. Der andere Block des Paares Abstandsblöcke kann entweder ein Widerstandsblock 40 oder ein Isolatorblock 42 sein. Wenn nur ein Widerstandsblock 40 zwischen einem Paar Elektrodenplatten 34 benötigt wird, dann ist aus Gründen des mechanischen Aufbaus auch ein Isolatorblock42 enthalten.

Die Widerstandsblöcke 40 umfassen vorzugsweise Isolatorblöcke 42, die auf mindestens einer ihrer Oberflächen mit einer Schicht geeigneten Materials hohen Widerstands überzogen sind. Ein bevorzugtes Material ist ein Metallkeramik, wie es in der US-PS 40 10 312 beschrieben ist.

Wie in F i g. 4 gezeigt ist, ist jeder der Widerstandsblöcke 40 mit zwei elektrisch getrennten Metallisierungsfilmen 44 auf gegenüberliegenden Oberflächen versehen, die ein Paar Elektrodenplatten 34 berühren. Nachdem die Widerstandsblöcke mit ihren Metallisierungsfilmen 44 versehen sind, und ehe die Blöcke zu einer gestapelten Linse 30 oder 32 zusammengefügt werden, werden sie mit einer Schicht 46 aus geeignetem Material hohen Widerstandes auf der Oberfläche versehen, welche die beiden einander gegenüberliegenden filmbeschichteten Oberflächen verbindet. Die Widerstandsschicht 46 erstreckt sich um zwei der Ecken des Blockes 40 herum, um einen guten Überlappungskontakt mit Teilen der Oberflächen der Metallisierungsfilme 44 zu bilden. Die Widerstandsblöcke 40 werden dann mit den Elcktrodenplatten 34 zusammengefügt und an ihnen befestigt, vorzugsweise mit einer geeigneten Lötverbindung 48. Zur Verbesserung der Benetzung der Mclallisierungsfilme 44 mit dem Lötmaterial wird ein Teil des Filmes 44 zuerst mit Nickel 50 versehen, welches auf den Mittelteil des Metallisicrunusfilms 44 he-

grenzt ist und den Lölmatertalfluß begrenzt.

Wenn die stapeiförmigen Widerstandslinsen 30 oder 32 auf diese Weise zu einem einheitlichen Aufbau zusammengefügt sind, dann erhält man eine elektrische Kontinuität von einem Ende zum anderen des Stapels, wobei jeder Widcrstandsblock 40 einen Widerstand zwischen jeweils zwei benachbarten Elektrodenplatten 34 ergibt. Auf diese Weise wird ein Spannungsteilerwiderstand gebildet, bei welchem durch die Schichten 46 hohen Widerstandes ein Spannungsteilerstrom fließt, wenn geeignete Spannungen an die beiden Linsenelektroden an den Enden des Stapels angelegt werden, und dieser Spannungsteilerstrom läßt einen Spannungsabfall entlang des Linsenstapels entstehen, so daß an jeder seiner Elektrodenplatten 34 ein anderes Potential entsteht. Solche unterschiedlichen Spannungen ergeben einen Spannungsgradienten, welcher die gewünschten Axialpotentialprofile der Linsen hervorrufen.

Unter Verwendung der oben beschriebenen Technologie wird die Widerstandslinse 30 mit acht Elektrodenplatten 34 und sieben Widerstandsblöcken 40 hergestellt. Wie Fig. 1 zeigt, sind die Widerstandsblöcke 40 entlang der Oberseite der Linse 30 miteinander ausgerichtet Die sieben entlang der unteren Seite der Linse 30 ausgerichteten Blöcke sind unbeschichtete Isolator- 2"; blocks 42. Die Widerslandsblöcke 40 sind mit gepunkteten Oberflächen gezeigt, damit man sie von den unbeschichteten Isolatorblöcken 42 unterscheiden kann.

Entsprechend wird die stapeiförmige Widerstandslinse 32 mit vier Elektrodenplatten 34 und drei Wider- jo Standsblöcken 40 hergestellt. F i g. 1 zeigt, daß die drei Widerstandsblöcke 40 längs der Oberseite der Linse miteinander ausgerichtet sind, während die drei Isolatorblöcke 42 längs der Unterseite der Linse miteinander ausgerichtet sind. y,

An der Elektrode G 4 ist ein erster elektrischer Anschlußleiter 52 befestigt, der zum Äußeren der Elektronenröhre verläuft, in welcher das Strahlsystem 10 eingebaut ist. Dieser Anschlußleiter erlaubt die Zuführung einer geeigneten Fokusspannung zur Linsenelektrode G 4. Ein zweiter Anschlußleiter 54 ist mit seinem einen Ende an der Elektrode G 3 angebracht und mit seinem anderen Ende an einer Zwischenelektrodenplatte 34 der siapclförmigen Hauptwiderstandslinse 30. Beim Betrieb des .Strahlsystems 10 wird eine Endanodenspannung der Elektrode G 5 über die als Federkontakte ausgebildeten Abstandshalter 28 des Abschirmbechers 26 zugeführt. Typischerweise werden bei dem Strahlsystem 10 den Elektroden G 4 und G 5 eine Fokussierspannung von 5,7 kV bzw. eine Endanodenspannung von 30 kV zügeführt. Die Hauptlinse 30 kann an einer ausgewählten Elektrodenplatte 34 mit Hilfe eines Ansehlußleiters 54 angezapft sein, damit der Elektrode G 3 eine geeignete Spannung, beispielsweise 13 kV, zugeführt werden kann.

Bei dieser Anordnung liegt die Widerstandslinse 32 elektrisch parallel mit einem ersten oder Eingangsabschnitt der Widerstandslinse 30 (nämlich dem Abschnitt, an welchem der Elektronenstrahl in die Linse 30 eintritt) zwischen der Elektrode G 4 und der Zwischenelektrodenplatte 34, an welcher der Anschlußleiter 54 angebracht ist Wenn die Anzahl der Widerstandsblöcke 40 in der Linse 32 gleich der Anzahl der Widerstandsblöcke im Eingangsabschnitt der Linse 30 ist wie dies Fig. 1 zeigt, dann ist der im Eingangsabschnitt der Linse 30 fließende Strom halb so groß wie der im zweiten oder Ausgangsabschnitt (also wo der Strahl austritt) zwischen der angezapften Zwischenelektrodenplatte 34 und der Elektrode G 5 fließende Strom. Demzufolge entsteht längs der Linse 30 ein durch den Verbund bedingtes zusammengesetztes lineares Spannungsprofil, dessen Steigung über dem Eingangsabschnitt halb so groß wie die Steigung des Spannungsprofils über dem Ausgangsabschnitt ist. Durch Auswahl der geeigneten Platte für die Anzapfung, kann dieses lineare Verbundprofil sehr eng dem idealen gewünschten Exponentialprofil angeglichen werden.

Beim Entwurf der gestapelten Widerstandslinse des Strahlsystcms 10 sollten bestimmte Kriterien beachte! werden:

1. Der Linsenstapel sollte eine genügende Anzahl von Stufen, also Widerstandsblöcke 40, enthalten, damit die elektrische Belastung für jeden Block, also der Spannungsabfall über jedem Block, unter einem beim Entwurf wählbaren Maximum bleibt. Beim gegenwärtigen Stand der Technik der Widerstandsmaterialien und ihrer Behandlung und der Konstruktion und des Betriebs von Strahlsystemen liegt das anzustrebende Entwurfsmaximum bei etwa 4000 V pro Widerslandsblock, welcher mit einer Dicke von 1,02 mm verwendet wird. Jedoch können auch höhere Beanspruchungen, beispielsweise bis zu 6000 V pro Block, toleriert werden. Läßt man die Beanspruchung der Widerstandsblöcke jedoch wesentlich größer als 4000 V pro Block werden, dann können elektrische Instabilität und Funkenüberschläge auftreten.

2. Eine übergroße Stufenzahl im Linsenstapel sollte vermieden werden, da dies die Gesamtlänge und die Kosten des Strahlsystems vergrößert. Weiterhin zeigt eine theoretische Untersuchung, daß zusätzliche Stufen über sieben hinaus die Aberration der Linse nur wenig verringern.

3. Das Längenverhältnis des Parallelschaltungs-Eingangsabschnittes der Linsen und des ohne Parallelschaltung ausgebildeten Ausgangsabschnittes der Linse sollte so gewählt werden,

a) daß die elektrische Beanspruchung der Stufen des Ausgangsabschniltcs der Haupilinsc innerhalb der oben angedeuteten erwünschten Grenzen bleibt,

b) daß eine geeignete Spannung vom Widerstandsstapel der Hauptlinse zur Zuführung zur Elektrode G 3 abgegriffen wird,

c) daß der Knick des zusammengesetzten linearen Potentialprofils der Hauptlinse an einer solchen Stelle liegt, daß dieses zusammenge-

alförmige Profil auf der Achse ergibt.

Es hat sich gezeigt daß das Potentialprofil der Linse optimal ist wenn der Knick zwischen den beiden linearen Spannungsgradientensteigungen etwas oberhalb des geometrischen Mittelwertes aus der Fokussierspannung an der Elektrode G 3 und der Endanodenspannung an der Elektrode G 5 fällt Der größte Anteil der Linsenaberrationseffekte auf den Elektronenstrahl tritt am Linseneingang von der Elektrode G 4 her auf. Wenn man also den Knick vom geometrischen Mittelpunkt in Richtung auf die Fokussierspannung verschiebt dann erhält man ein schnelleres Anwachsen der Aberrationen als bei einer entsprechenden Verschiebung in der anderen Richtung auf die Endanode hin.

Die Fig.5, 6 und 7 veranschaulichen schematisch

I .in win'fsiibwumlliingcM tier Widcrstandslinsc des ElektiOnenstrahlsystems 10. welche zu leichten Veränderungen des Potentialprofils des Fokussiersystcms führen. Pig. 5 zeigt genau das Strahlsystem to gemäß den F i g. 1 und 2, bei welchem die Hauptlinse mit den Elektroden C 4 — C 5 sieben Stufen umfaßt und die Sekunda rlinse G 3 — G 4 drei Stufen umfaßt. Der Sekundärlinse liegen die ersten drei Stufen der Hauptlinse parallel, und dadurch liegt der Knick des zusammengesetzten linearen Potentialprofils nur 0.6 kV unterhalb des geometrischen Mittelpunktes der Endspannungen der Linse. Das Strahlsystem gemäß Fig. 5 ist so ausgewählt, daß es mit einem Potential von 30 kV für die Endanode an der Elektrode C 5 und mit einem Fokussierpotential von 5.5 kV an der Elektrode G 4 arbeitet. Bei einer solchen Dimensionierung ergibt sich an der Elektrode G 3 eine Spannung von 12,2 kV und eine maximale Belastung des Ausgangsabschnittes der Hauptlinse von 4,5 kV pro Widerstandsblock b. Die Steigung der Sckundärlinse zwischen C 3 und C 4 ist von der gleichen Größe aber der entgegengesetzten Polarität wie die Steigung des Eingangsabschniiles der Haupilinse, zu welcher sie parallel liegt. Da diese beiden parallelen Abschnitte die gleiche Anzahl von Widerstandsblöcken haben, ist die Steigung des Eingangsabschnittes der Hauptlinse halb so groß wie die Steigung des Ausgangsabschnittes. Die Spannungsgradienten entlang der sechs Abschnitte des Fokussiersystcms haben also die folgenden Werte:

Unscnabschniit

Spannungsgradienl

1) erste Linsenelektrode (J 3 0

2) sekundäre Widerstandslinse 32 — s

3) zweite Linsenelektrode G 4 0

4) Eingangsabschnittder +s Hauptwiderstandslinsc 30

5) Ausgangsabschnitt der +2s Hauptwiderstandslinsc 30

6) dritte Linsenelektrode G 5 0

wobei s ein positiver Steigungswert ist.

Fig. 6 zeigt schematisch eine Abwandlung des Aufbaus gemäß F i g. 5 mit derselben Stufenzahl in jeder der beiden Linsen, jedoch ist hier die angezapfte Elektrode der Hauptlinse um eine Stufe näher an G 5. so daß der Knick des Potentialprofils etwa 1,6 kV über dem geometrischen Mittel der Linsenspannungen liegt. Damit haben die beiden parallelgeschalteten Abschnitte eine ungleiche Größe und erzeugen ungleiche Potentialprofilsteigungen in ihren jeweiligen Abschnitten. Wegen dieser ungleichen Verhältnisse der beiden parallclgesehaiteien Abschnitte beträgt das Verhältnis der Potenlialprofilsteigungen zwischen Eingangs- und Ausgangsabschnitt der Hauptlinse etwa 1 :2,3- Bei dem Linsenatifbau gemäß F i g. 6 beträgt die der Elektrode G 3 zugeführte Anzapfungsspannung 14,4 kV, und die maximale Belastung der Hauptfokuslinse beträgt 5,2 kV pro Block b. Die Computeranalyse zeigt, daß dieses Strahlsystem eine minimale Aberration hat, die praktisch identisch mit derjenigen des Strahlsystems gemäß F i g. 5 ist. Weiterhin ist die höhere resultierende Spannung von 14,4 kV an der Elektrode G 3 als wünschenswert anzusehen, weniger dagegen die höhere Belastung von 5,2 kV pro Block b.

F i g. 7 zeigt eine weitere Abwandlung des Strahlsystems gemäß Fig. 5 mit einer zusätzlichen Stufe zur Sekundärlinse G 3—G 4 und einer Stufe weniger in der Haupilinse G 4— G 5 und mit einer Anzapfung für die der Elektrode G 3 zuzuführenden Spannung zwischen ^r> der zweiten und dritten Stufe der Hauptlinse. Dabei erhält man ein Potentialprofil, dessen Knick etwa 1,2 kV unter dem geometrischen Mittel aus den Linsenspannungen liegt. Die Steigung der Sekundärlinse ist wesentlich kleiner als diejenige des Parallelschaltungsein-

lu gangsabschnittes der Hauptlinse, und das Steigungsverhältnis zwischen Eingangs- und Ausgangsabschnitten der Hauptlinse beträgt etwa I : 1,5. Die elektrische Belastung der Linse liegt bei 4,6 kV pro Block b. Eine Computeranalyse zeigt, daß dieses Strahlsystem eine Aber-

r> ration hat, die wesentlich schwächer als diejenige bei den Strahlsystemen gemäß den Fig. 5 und 6 ist. Dies rührt offensichtlich daher, daß das Steigungsverhältnis von 1 : 1,5 sehr weit vom optimalen Steigungsverhältnis abweicht. Dieses Strahlsystem hat auch eine unerwünscht niedrige Spannung von 11.6 kV an der Elektrode G 3, während die elektrische Belastung von 4.6 kV pro Block b im wesentlichen gleich ist wie bei dem Strahlsystem gemäß F i g. 5.
Beim Entwurf der Widerslandslinsen 30 und 32 für das Elektronenstrahlsystem 10 wird zunächst die der Elektrode G 5 zugeführte Endanodenspannung gewählt, beispielsweise nach der gewünschten Lichtausgangsleistung und anderen allgemeinen Schaltungsgesichtspunkten. Die Anzapfungsspannung für die Elek-

SU trode G 3 richtet sich nach der besonderen Konstruktion des Strahlformungsbereiches des Strahlsystems, mit dem sie zusammenwirken soll. Aus diesen gewählten Spannungen kann eine Fokussierspannung abgeschätzt werden, welche die richtige Fokussierung für

j^r) den in den Fokuslinsenbereich eintretenden Strahl ergibt. Der Linsenentwurf läßt sich nach der folgenden Gleichung bestimmen:

-V_F)

wobei

die Endanodenspannung ist.

die Zwischenspannung an der Anzapfung für die Elektrode G 3,

die der Elektrode G 4 zugeführte Fokussierspannung,

die Stufenzahl in der Sckundärlinse 32 und in der Eingangsstufe der Hauptlinse 30 und
die Stufenzahl im Ausgangsabschnitt der Hauptlinse 30.

Beispielsweise passen für das Strahlsystem gemäß F i g. 5 die folgenden Werte:

VΆ = 3OkV

Vi = etwa 12 kV und

Vf. = etwa 5,5 kV.

Hierbei ist das Verhältnis S₂IS\ gleich 18/13 oder näherungsweise 4/3. Das Linsensystem ist für vier Stufen im Ausgangsabschnitt der Hauptfokussierlinse und für drei Stufen jeweils in der Sekundärlinse G 3— G4 und im Eingangsabschnitt der Hauptlinse GA-G5 ausgelegt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Palentansprüche:

1. Elcktronenstrahlsystem (10) für Fernsehbildröhren mit, in Strahlrichtung gesehen, einer ersten, einer zweiten und einer dritten Linsenelektrode (20, 22 bzw. 23), die längs des Strahlweges (24) im Abstand voneinander angeordnet sind, und mit einer Widerstandslinse (30, 32), die zwischen Linsenelektroden angeordnet und mit diesen elektrisch verbunden ist und die einen Stapel abwechselnder Elektrodenplatten (34) und Widerstandsabstandsblöcke (40) gleichen Widerstands und gleicher Größe aufweist, welche so zusammenmontiert sind, daß der Stapel elektrisch ohne Unterbrechung von einem Ende zum anderen kontinuierlich ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandslinse als Hauptwiderstandslinse (30) räumlich zwischen der zweiten und der dritten Linsenelektrode (22 bzw. 23) angeordnet ist und mit ihrem einen Ende elektrisch an die zweite Linsenelektrode (22) und mit ihrem anderen Ende elektrisch an die dritte Linsenelektrode (23) angeschlossen ist, und daß eine sekundäre Widerstandslinse (32) mit ihrem einen Ende an die zweite Linsenelektrode (22) und mit ihrem anderen Ende an eine (34) der Zwischenelektrodenplatten der Hauptwiderstandslinse (30) angeschlossen ist, so daß die sekundäre Widerstandslinse (32) elektrisch parallel zu einem ersten Abschnitt der Hauptwiderstandslinse (30) geschaltet ist, und daß Einführungs-Anschlußleiter (52) zur zweiten und dritten Linsenelektrode (22 bzw. 23) vorgesehen sind und aufgrund der ihnen zugeführten Spannungen Spannungsteilcrslrömc durch die Widerstandslinsen (30, 32) fließen lassen, so daß der erste Teil der Hauptwiderstandslinse (30) einen kleineren Spannungsteilerstrom als der übrige Teil der Hauptwiderstandslinse (30) führt.

2. Elektronenstrahlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Widerstandslinse (32) und der erste Teil der Hauptwiderstandslinse (30) eine gleiche Anzahl von Stufen aufweisen und daß die Potentialprofilsteigung im ersten Teil der Hauptwiderstandslinse halb so groß wie in deren restlichen Teil ist.

3. Elektronenstrahlsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäre Widerstandslinse (32) räumlich zwischen der ersten (20) und der zweiten (22) Linsenelektrode angeordnet ist, und daß ein elektrischer Verbindungsleiter (54) zwischen der ersten Linsenelektrode (20) und der Zwischenelektrodenplatte (34) der Hauptwiderstandslinse vorhanden ist.

4. Elektronenstrahlsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptwiderstandslinse (30) sieben Stufen und die sekundäre Widerstandslinse (32) drei Stufen hat und daß der elektrische VerbindungHeiter (54) zwischen der ersten Linsenelektrode (20) und der zwischen der dritten und der vierten Stufe der Hauptwiderstandslinse (30) befindlichen Zwischenelektrodenplatte (34) verläuft.