DE3130137A1 - Kathodenstrahlroehren-ansteuereinrichtung - Google Patents

Description

Anwaltsakte: 31 707 § (,, J_u|j ^ggj

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Die Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlröhren-Ansteuereinrichtung.
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Im allgemeinen wird bei Projektions-Fernsehempfängern ein Bild, das auf dem Leuchtschirm einer Kathodenstrahlröhre (welche ein Projektions-Kathodenstrahlröhre ist) abgebildet ist, vergrößert auf einen großformatigen Schirm mit einer Diagonalenlänge von 305 bis 432cm projiziert. Darüber hinaus ist bei einer Projektions-Kathodenstrahlröhre mit einer Bildfläche von 33cm im Durchmesser ein mittlerer Strahl strom von 600μΑ und ein Spitzenstrahl strom von 4000 bis 600OuA erforderlich. Folglich wird eine Bildprojektion nachteilige durch die sphärische Aberration einer Hauptlinse einer Elektronenkanone sogar bei einer großen Blendenöffnung beeinflußt.

Die Erfindung soll daher eine Kathodenstrahlrohren-Ansteuereinrichtung schaffen, bei welcher im wesentlichen die Leuchtflecküberhellung bzw. das sogenannte Blooming beseitigt werden kann. Gemäß der Erfindung ist dies bei einer Kathodenstrahlröhren-Ansteuereinrichtung durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den ünteransprüchen angegeben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Bremsgitter zwischen Gittern angeordnet, welche eine Hauptlinse und eine Vortriode, welche eine Kathode aufweist, ein Steuergitter und ein Beschleunigungsgitter bilden und welches eine Vorfokussier- bzw. Voreinstellinse

"1 bildet. Von einer SpannungsguelIe wird an das Bremsgitter eine solche Spannung angelegt, daß nur die äußeren Elektronen, welche die Außenhülle oder die Einhüllende eines Elektronenstrahls festlegen, welcher einem Kreuzen in der Nähe der Vorfokussierlinse unterworfen und zu der Hauptlinse hin ausgerichtet ist, wieder einem Kreuzen unterzogen werden. Folglich kann das Überhellen oder das sogenannte Blooming infolge der sphärischen Aberration der Hauptlinse auf ein Minimum herabgesetzt werden, und selbst

^Q wenn ein hoher Strahlstrom fließt, kann der gewünschte Durchmesser des Elektronenleuchtflecks wirksam beibehalten werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer bevorzugten ^ -> Ausführungsform in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig.iA bis 1C die Beziehungen zwischen imaginä

ren Elektrönen-Emissiörisstelieh

^ und der Luminanzverteilung eines

auf einem Leuchtschirm abgebildeten Leuchtflecks;

Fig.2 eine Darstellung zur Erläuterung

von Elektronenflugbahnen in der

Vorfokussierlinse einer herkömmlichen Kathodenstrahlröhre;

Fig-3 eine Darstellung zur Erläuterung

der Elektronenflugbahnen in der. Vorfokussierlinse einer Kathodenstrahlröhre gemäß der Erfindung;

. _ Fig.4 . eine Darstellung des Elektroden-

aufbaus einer Kathodenstrahlröhre gemäß der Erfindung;

Fig. 5 einen Teitl einer vergrößerten

Schnittansicht davon;

Fig.6 Kennlinien der Erfindung und

einer herkömmlichen Ausführung,

bei welchen der Strahlstrom über dem Leuchtfleckdurchmesser aufgetragen ist;

-| ο Fig. 7 die Potentialverteilung entlang

der Achse einer Elektronenkanone in einer Kathodenstrahlröhre gemäß der Erfindung;

£, Fig.8 die Flugbahnen der Elektronen in

■ ._ einer Kathodenstrahlröhre gemäß

der Erfindung, wenn ein kleiner Strahlstrom fließt, und

Fig.9 eine Schaltung eines Bremsspan-

nungsgenerators gemäß der Erfindung .

Um einen Leuchtstrahl mit einer idealen Luminanzverteilung, wie sie in Fig.1A bei S₁ dargestellt ist, auf einem Leuchtschirm 1 scharf einzustellen, müssen imaginäre Emissionsstellen P₁ bis P.., von welchen Elektronen, welche die Strahlbahnen oder Flugbahnen B₁ bis B durchlaufen, emittiert werden, so festgelegt werden, wie in Fig.iA dargestellt ist, um die sphärische Aberration einer Hauptlinse ML auszugleichen. In einer herkömmlichen Kathodenstrahlröhre sind jedoch die imaginären Emissionsstellen P- bis P₃ so, wie in Fig.1B dargestellt, festgelegt, so daß der Leuchtfleck eine Luminanzverteilung S„ auf dem Leuchtschirm 1 aufweist. Folglich wird eine ziemlich große Überheilung oder ein ziemlich starkes Bioomen festgestellt.

-G-

Der Grund, warum die imaginären Emissionsstellen P. bis P_ so, wie in Fig.1B dargestellt, angeordnet sind, ist folgender: Wie in Fig.2 dargestellt, kreuzen sich die Elektronen , die von dem mittleren Teil einer Kathode 2 emittiert worden sind, in der Nähe der Mitte einer Vorfokussier- oder Voreinstelllinse PL und durchlaufen dann den mittleren Teil der Hauptlinse ML; die Elektronen, die von den ümfangsteilen der Kathode 2 emittiert worden sind^ kreuzen sich, wenn ein hoher Strahlstrom angelegt wird, an einer Stelle bei der Kathode 2 und durchlaufen die Umfangsteile oder -bereiche der Hauptlinse ML. In Fig.2 sind noch ein erstes Gitter 3 (Steuergitter) und ein zweites Gitter 4 (Beschleunigungsgitter) dargestellt.

Gemäß der Erfindung ist, wie in Fig.3 dargestellt, ein Bremsgitter 6 näher bei einer Hauptlinse ML in einer Vortriode angeordnet, welche eine Kathode 2 und ein erstes und ein zweites Gitter 3 bzw» 5 aufweist.Nach dem Kreuzen von der Kathode 2 emittierter Elektronen in der Nähe einer Vorfokussierlinse PL werden nur die äußeren Elektronen B¹, welche die äußere Hülle oder Einhüllende des Elektronenstrahls festlegen, wieder gezwungen, sich zu kreuzen. Folglich wird der imaginäre Emissionspunkt P^, von welchem die Elektronen emittiert werden, welche die Strahlbahn B-durchlaufen, näher zu der Hauptlinse ML verschoben als der imaginäre Emissionspunkt P₁, von welchem die Elektronen emittiert werden, welche die Strahlbahn B₁ durchlaufen.

Der imaginäre Emissionspunkt P„.an welchem die Elektronen emittiert werden, welche die Strahlbahn EL· durchlaufen, ist derselbe wie bei der herkömmlichen Kathodenstrahlröhre, wie in Fig.1C dargestellt ist, aber die Elektronen, welche den Umfangsteil oder -bereich der Hauptlinse ML durchlaufen, werden abgeschwächt, wie in Fig.3 dargestellt ist, so daß die Luminanζverteilung S₃, wie sie in Fig.TC dargestellt ist, auf dem Leuchtschirm 1 erhalten wird, und folglich kann die Leuchtflecküberhellung oder das Blooming

-Λ ff « * «

η _β

weitgehend unterdrückt werden.

In Fig.4 ist der Gesamtaufbau von Elektroden einschließlich der Hauptlinse dargestellt. Die Kathode 2, das erste Gitter 3, das zweite Gitter 5 (das Beschleunigungsgxtter) das Bremsgitter 6, ein drittes Gitter 7 (ein Fokussiergitter) und ein viertes Gitter 8 (ein Anodengitter} sind koaxial in einem Glaskolben 9 angeordnet. Das dritte Gitter 7 und das vierte Gitter 8 bilden eine Bipotential- oder Hauptlinse ML. Ein Träger 10 aus Glas trägt die Gitter, und ferner sind leitende Überzüge 11 vorgesehen.

Wie in Fig.5 dargestellt, ist der Durchmesser A der öffnung 12 des Bremsgitters 6 im wesentlichen gleich oder etwas größer als der Durchmesser B der Öffnung 13 des zweiten Gitters 5. Wenn beispielsweise die Öffnung B 0,6mm ist, ist die öffnung A 0,7 bis 0,9mm. Eine Bremsspannung V , die an das Beschleunigungsgxtter 6 angelegt wird, ist erheblich niedriger als eine Beschleunigungsspannung V _, die an das zweite Gitter 5 angelegt wird. Wenn beispielsweise die Öffnung A 0,75mm ist und die Beschleunigungsspannung V ~ 6 00V beträgt, liegt die Bremsspannung V zwigz gs

sehen 120 und 200V. Somit ist eine Vorfokussier- oder Voreinstellinse mit einer kurzen Brennweite geschaffen.

Eine Kathodenstrahlröhre mit der Gitteranordnung, wie sie in Fig.4 dargestellt ist, wurde für einen Versuch hergestellt. Das zweite Gitter 5 mit der Öffnung 13 mit einem Durchmesser von 0,6mm ist in einem Abstand von etwa 0,7mm 0 von der Kathode 2 angeordnet, und das Bremsgitter 6 mit der öffnung 12 mit einem Durchmesser von 0,75mm ist in einem Abstand von etwa 1,5mm von der Kathode 2 angeordnet. An die Kathode 2 wird eine Spannung von 0 bis 130V, an das zweite Gitter 5 eine Spannung von 600V, an das Bremsgitter 6 eine Spannung von 150V, an das dritte Gitter 7 eine Spannung von 6270V und an das vierte Gitter 8 eine Spannung von 30000V angelegt. Es wird dann die in Fig.6 durch eine

- s-

ausgezogene Linie wiedergegebene Kennlinie erhalten, wobei der Strahlstrom bezüglich des Leuchtpunktdurchmessers aufgetragen ist. Die entsprechende Kennlinie einer herkömmlichen Kathodenstrahlröhre ist durch eine gestrichelte Kurve wiedergegeben. (Hierbei beträgt die Kathodenspannung 0 bis 130V/ die Spannung am zweiten Gitter 600V, die Spannung am dritten Gitter 6670V und die Spannung am vierten Gitter 30000V). Die Kennlinie gemäß der Erfindung ist weitaus besser als die bei der herkömmlichen Einrichtung. Während der Leuchtfleckdurchmesser bei der herkömmlichen Kathodenstrahlröhre 2,6mm ist, ist der Leuchtfleckdurchmesser bei der erfindungsgemäßen Kathodenstrahlröhre 1,55mm (d.h. um etwa 4 0% kleiner) bei einem Strahlstrom von 4000μΑ. Da der Durchmesser des Leuchtflecks kleiner ist, können die Ablenkverzerrungen auf ein Minimum herabgesetzt werden.

In Fig.7 ist die Potentialverteilung entlang der Achse der Elektronenkanone dargestellt. Hierbei ist das Bremsgitter 6 in der Vortriode an einer Stelle angeordnet, die näher bei der Hauptlinse ML liegt, so daß das Potential entlang der Achse in der Nähe des Bremsgitters 6 einmal herabgesetzt ist, wodurch nach dem Kreuzen an einer Stelle in der Nähe der Vorfokussierlinse PL die äußeren Elektroden, welche die äußere Hülle oder die Einhüllende des Elektronen-Strahls festlegen, der zu der Hauptlinse ML hin gerichtet ist, gezwungen werden, sich wieder zu kreuzen.

Wie aus Fig.6 zu ersehen ist, wird, nur wenn der Strahlstrom hoch ist, der Durchmesser des Leuchtflecks gemäß der Erfindung kleiner als der des Leuchtflecks der herkömmlichen Anordnung. Mit anderen Worten, wenn der Strahlstrom niedriger als ein bestimmter Pegel ist, ist der Leuchtfleck gemäß der Erfindung im Durchmesser so groß wie. der Leuchtfleck der herkömmlichen Einrichtung. Eine Erklärung hierfür ist möglicherweise die, daß,wenn die Bremsspannung V , wie vorstehend beschrieben, auf 150V eingestellt ist, bei einem niedrigen Strnhlstrom die emittierten Elektronen

nicht die in Fig.3 wiedergegebenen Strahlbahnen durchlaufen, (wobei sich die äußeren Elektronen zweimal kreuzen), sondern die in Fig.8 wiedergegebenen Strahlbahnen durchlaufen. Das heißt, alle Elektronen einschließlich denen, die von dem mittleren Teil der Kathode 2 emittiert werden, kreuzen sich zweimal.

Die Erscheinung, daß der Leuchtfleck bei einer Abnahme des Strahlstroms größer wird, gilt vorzugsweise für eine Ka-TO thodenstrahlröhre, wie für Lochmasken-Farbfernsehbildröhren, welche Moire_muster erzeugen. Diese Erscheinung ist jedoch bei Projektions-Kathodenstrahlröhren oder Schwarzweiß-Bildröhren nicht vorzuziehen.

Wenn die Bremsspannung V auf 250V erhöht wird, kreuzen sich alle emittierten Elektronen auf der Achse des Elektronenstrahls unabhängig von der Größe des Strahlstroms zu einem bestimmten Zeitpunkt, so daß die Kennlinie ähnlich der der herkömmlichen Einrichtungen wird, die in Fig.6 gestrichelt dargestellt ist. Wenn ferner die Bremsspannung V bei einem kleinen Strahlstrom bei 250V und bei einem hohen Strahlstrom bei 150V gehalten wird, kann unabhängig von der Größe des Strahlstroms ein Leuchtfleck mit einem minimalen Durchmesser erhalten werden.

In Fig.9 wird das Videosignal (von~30 bis 130V), das von einem Verstärker erhalten wird, der einen Transistor Q Widerstände R. und R„ sowie eine Drosselspule L aufweist, über einen Dämpfungswiderstand R_ an die Kathode einer Kathodenstrahlröhre angelegt. Das Videosignal wird über einen Kondensator C auch einer Gleichspannung überlagert, die über einen veränderlichen Widerstand VR und einen Widerstand R. erhalten worden ist, wodurch die Bremsspannung V erzeugt ist. Wenn bei dieser Schaltung die Beschleunigungsspannung V auf 6 00V eingestellt wird, wird die

gs

Bremsspannung bei einem hohen Strahlstrom automatisch auf etwa 150V und bei einem niedrigen Bremsstrom auf etwa

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-ιοί 250V eingestellt. Folglich kann unabhängig von der Größe des Strahlstroms ein Leuchtfieck mit einem minimalen Durchmesser erhalten werden.

Das Videosignal ist, soweit bisher beschrieben, unmittelbar einer Gleichspannung überlagert worden. Selbstverständlich kann das Videosignal vor der Überlagerung auch entsprechend verstärkt oder gedämpft werden. Statt der Kathodenansteuerung oder -modulation kann auch eine Gittermodulation angewendet werden. Das heißt, es genügt, an das Bremsgitter die Spannung anzulegen, deren Größe umgekehrt proportional zu der von der Kathode emittierten Elektronenmenge ist. Ferner kann statt der Bipotential-Hauptlinse ML eine Unipotential-Linse verwendet werden. Darüber hinaus kann die Erfindung genauso gut bei Projektions-Kathodenstrahlröhren und bei Farbfernseh-Bildröhren angewendet werden.

Ende der Beschreibung

Leerseite

Claims (4)

1. DIPL.-ING. SjCAABH₀₀" J)R? f>& SANDMAN

   PATENTANWALT!
   Postfach 860245 · 8000 München b;

   3°· J"" ¹³⁸¹

   Matsushita Electronics Corporation Osaka / JaDan

   Kathodenstrahlröhren-Ansteuereinrichtune

   Patentansprüche

   1/ Kathodenstrahlröhren-Ansteuereinrichtung , g e k e η η-zeichnet durch eine Kathodenstrahlröhre der Art, in welcher ein Bremsgitter (6) zwischen Gittern, welche einerseits eine Hauptlinse (ML) und andererseits eine Vortriode bilden, welche eine Kathode (2) aufweist, einem Steuergitter (3) und einem Beschleunigungsgitter (5) angeordnet sind, und welches eine Vorfokussierlinse. bildet, und durch eine Einrichtung, mittels welcher Spannungen an die Kathodenstrahlröhre angelegt werden können und ferner eine solche Spannung an das Bremsgitter (6) angelegt wird, daß nur die äußeren Elektronen, welche die äußere Hülle oder eine Einhüllende des Elektronenstrahls festlegen, welcher zu einem Kreuzen in der Nähe der Vorfokussierlinse gezwungen und zu der Hauptlinse (ML) hin ausgerichtet ist, wieder gezwungen werden, sich zu kreuzen.

   Bankkonten: Hypo-Bank München 4410122850 (BLH 70020011) Swifi Code HYPO DE MM Bayer Vereinsbank München 453100 (BLZ 70020270) Postscheck München 65343-808 (BLZ 70010080)

   VII/XX/He Telegramme: β (089) 9882 72 BERGSTAPFPATENT München 988273 TELEX: 988274 0524 560 BERG d 983310
2. 2. Ansteuereinrichtung nach Ansprucn Ί , dadurch g e kenn zeichnet, daß das zweite Kreuzen nur dann stattfindet, wenn der Strahlstrom, verhältnismäßig hoch ist.
3. 3. Ansteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e kenn zeichnet, daß die an das Bremsgitter (6) angelegte Spannung umgekehrt proportional zu der von der Kathode (2) emittierten Elektronenmenge ist.
4. 4. Ansteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e kenn ze ichnet, daß ein kapazitives Element (C) und ein Widerstand (PU) in Reihe zu einem Ausgangsanschluß geschaltet sind, an welchen ein Videosignal angelegt ist, das an die Kathode (2) anzulegen ist, so daß. eine Spannung, die durch Teilen mittels des kapazitiven Elementes (C) und des Widerstands (R_) erhalten worden ist, an die Bremselektrode (6) angelegt wird.