DE3218939C2 - - Google Patents
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- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
- H01J29/46—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
- H01J29/48—Electron guns
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- Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Farbbildröhre
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine derartige Farbbildröhre mit einem sogenannten
integrierten Elektronenstrahlerzeugungssystem, bei dem für die
Elektronenstrahlen eine Anzahl von Elektroden gemeinsam ausgeführt
ist, ist aus der DE-OS 29 34 993 bekannt.
Bei der in Fig. 6 der vorgenannten Offenlegungsschrift
dargestellten Ausführungsform enthält das Elektronen
strahlerzeugungssystem drei Kathoden, eine gemeinsame erste
und eine gemeinsame zweite Elektrode, mit deren Hilfe drei
in einer Ebene und entlang paralleler Achsen verlaufende
Elektronenstrahlen erzeugt werden. Die Elektronenstrahlen
werden jeweils auf den Bildschirm fokussiert, und zwar mit
Hilfe eines einzigen Fokussierlinsenfeldes, das zwischen den
einander zugekehrten Seiten einer ersten und einer zweiten
gemeinsamen Fokussierelektrode erzeugt wird.
Von der ersten Fokussierelektrode sind auf der
der zweiten Elektrode zugekehrten Seite die Öffnungen für
die zwei äußeren Elektronenstrahlen exzentrisch zu den
Achsen der erzeugten Elektronenstrahlen angeordnet. Dadurch
wird zwischen den einander zugekehrten Seiten der ersten
Fokussierelektrode und der zweiten Elektrode ein asym
metrisches Linsenfeld erzeugt, das die zwei äußeren Elektronenstrahlen
in Richtung auf den mittleren Elektronenstrahl
ablenkt, derart, daß die drei Elektronenstrahlen auf
dem Bildschirm konvergieren. Die Öffnungen in den zwei
Fokussierelektroden an den Stellen der Fokussierlinsen sind
für die zwei äußeren Elektronenstrahlen gegeneinander versetzt,
derart, daß in bezug auf die bereits über den
Konvergenzwinkel abgelenkten äußeren Elektronenstrahlen
symmetrische Fokussierlinsenfelder erzeugt werden. Dies hat
zum Zweck, daß Änderungen in den Spannungen der Fokussier
elektroden und somit Änderungen in der Stärke der Fokussier
linsenfelder keinen Einfluß auf die Konvergenz der
Elektronenstrahlen ausüben.
Eine von der Fokussierung unabhängige Konvergenz
der Elektronenstrahlen ist vor allem bei denjenigen Systemen
von Bedeutung, bei denen Fehler in der statischen
Konvergenz mit Hilfe eines im Hals der Bildröhre angeordneten
Ringes aus magnetischem Material korrigiert werden,
der je nach den gewünschten Korrekturen von außen her
dauernd als Mehrpol magnetisiert wird. Dabei ist es nicht
mehr möglich, bei Änderungen der Fokussierspannungen die
Konvergenz der Elektronenstrahlen von außen her nachzuregeln.
Bei der bekannten Röhre werden die zwei äußeren
Elektronenstrahlen für die Konvergenz in Richtung auf den
mittleren Elektronenstrahl in der Nähe der Öffnungen auf
der der zweiten Elektrode zugekehrten Seite der ersten
Fokussierelektrode abgelenkt.
Die Ablenkung der äußeren Elektronenstrahlen an
dieser Stelle weist jedoch den Nachteil auf, daß Änderungen
in den Spannungen der ersten Fokussierelektrode und
der zweiten Elektrode kleine Änderungen in dem Winkel herbeiführen,
über den die äußeren Elektronenstrahlen abgelenkt
werden.
Diese Winkeländerungen führen Änderungen in der
Lage des virtuellen Gegenstandes herbei, der von der
Fokussierlinse auf dem Bildschirm abgebildet wird. Diese
Verschiebungen haben Strahlverschiebungen auf dem Bildschirm
und dadurch Konvergenzfehler zur Folge.
Die Erfindung hat daher zur Aufgabe, eine Röhre
der eingangs genannten Art anzugeben,
bei der eine von der Fokussierung unabhängige Konver
genz der Elektronenstrahlen besser gewährleistet ist.
Eine Farbbildröhre eingangs genannter Art ist
zur Lösung dieser Aufgabe dadurch gekennzeichnet, daß das
asymmetrische Linsenfeld zur Ablenkung der zwei äußeren
Elektronenstrahlen in Richtung auf den mittleren Elektronenstrahl
an der Stelle des Überkreuzungspunkts der zwei
äußeren Elektronenstrahlen erzeugt wird. Der Erfindung
liegt folgende Erkenntnis zugrunde: Von den erzeugten
Elektronenstrahlen wird an der Stelle der zweiten Elektrode
ein sogenannter Überkreuzungspunkt ("cross-over") gebildet.
Der Überkreuzungspunkt ist der Punkt, in dem ein Elektronenstrahl
den kleinsten Querschnitt aufweist. Dieser Überkreuzungspunkt
ist der Gegenstand, der von der Fokussierlinse auf den
Bildschirm abgebildet wird. Dadurch, daß die äußeren
Elektronenstrahlen an der Stelle des Überkreuzungspunkts über den
Konvergenzwinkel abgelenkt werden, führen kleine Winkel
änderungen infolge von Änderungen des Potentials der zweiten
Elektrode und der ersten Fokussierelektrode nicht zu Lagen
änderungen der Strahlen auf dem Bildschirm. Der Gegenstandspunkt
wird stets scharf auf dem Bildschirm abgebildet,
so daß Winkeländerungen nur zu einer Änderung des Winkels
führen, unter dem der Strahl an derselben Stelle den
Bildschirm trifft.
Eine erste Weiterbildung einer Farbbildröhre nach
der Erfindung ist
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode durch
eine becherförmige Elektrode gebildet wird, die im
Bodenteil mit Öffnungen für jeden Elektronenstrahl
versehen ist, die zentrisch zu den Öffnungen in der ersten
Elektrode liegen, und daß auf dem Bodenteil und an dem
offenen Ende der becherförmigen Elektrode jeweils eine mit
Öffnungen für jeden Elektronenstrahl versehene Platte
befestigt ist, derart, daß die äußeren Öffnungen in den
beiden Platten exzentrisch zu den äußeren Öffnungen im
Bodenteil der becherförmigen Elektrode angeordnet sind.
Eine zweite Weiterbildung einer Farbbildröhre nach der
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die zweite
Elektrode durch eine becherförmige Elektrode gebildet
wird, die im Bodenteil mit Öffnungen für jeden Elektronenstrahl
versehen ist, von denen die zwei äußeren Öffnungen
exzentrisch zu den äußeren Öffnungen in der ersten
Elektrode liegen, und daß am offenen Ende der
becherförmigen Elektrode eine mit Öffnungen für jeden
Elektronenstrahl versehene Platte befestigt ist, deren
äußere Öffnungen exzentrisch zu den äußeren Öffnungen in
der ersten Elektrode liegen.
Neben Elektronenstrahlerzeugungssystemen, bei denen die
Elektronenstrahlen auf den Bildschirm mit Hilfe einer
einzigen Fokussierlinse fokussiert werden, sind Elek
tronenstrahlerzeugungssysteme bekannt, bei denen die
Elektronenstrahlen auf den Bildschirm mit Hilfe mehrerer
Fokussierlinsen fokussiert werden.
So ist aus der US-PS 40 63 340 ein integriertes Elek
tronenstrahlerzeugungssystem mit vier Fokussierelektroden
bekannt, mit deren Hilfe drei Fokussierlinsenfelder
erzeugt werden. Die - in der Wanderrichtung
der Elektronenstrahlen gesehen - letzte Fokussierelektrode
liegt an Hochspannungspotential, während die erste und die
dritte Fokussierelektrode elektrisch miteinander verbunden
sind und an einem Potential liegen, daß etwa 40% des
Hochspannungspotentials beträgt, wobei die zweite Fokussier
elektrode an einem Potential liegt, das etwa 25% des Hoch
spannungspotentials beträgt.
Weiter ist aus der US-PS 38 63 091 ein Elektronen
strahlerzeugungssystem mit vier Fokussierelektroden bekannt,
wobei die zweite und die vierte Fokussierelektrode elektrisch
miteinander verbunden sind und an Hochspannungspotential
liegen, während die erste und die dritte Fokussier
elektrode elektrisch miteinander verbunden sind und an einem
Potential liegen, das etwa 40% des Hochspannungspotentials
beträgt.
Ein Elektronenstrahlerzeugungssystem vom sogenannten
Unipotentialtyp mit drei Fokussierelektroden, von denen
die erste und die dritte Fokussierelektrode elektrisch
miteinander verbunden sind und an Hochspannungspotential
liegen, ist aus der US-PS 41 78 532 bekannt.
Auch bei derartigen mit mehreren Fokussierlinsen
ausgeführten Elektronenstrahlerzeugungssystemen ist es
wünschenswert, daß die Konvergenz der Elektronenstrahlen
von der Fokussierung der Elektronenstrahlen unabhängig ist.
Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
die zweiten Mittel mindestens drei Fokussierelektroden mit Öffnungen
für die zwei äußeren Elektronenstrahlen enthalten, deren
Mitten auf der Achse der an der Stelle des
Überkreuzungspunkts abgelenkten äußeren Elektronenstrahlen liegen.
Nachdem die zwei äußeren Elektronenstrahlen an der
Stelle des Überkreuzungspunkts über den Konvergenzwinkel abgelenkt
worden sind, sollen alle Fokussierlinsenfelder die bereits
abgelenkten äußeren Elektronenstrahlen fokussieren, ohne
daß sie diese noch weiter ablenken. Nach dem Durchlaufen
jedes Fokussierlinsenfeldes soll die Achse eines Elektronenstrahls
fluchtrecht zu der Achse des Elektronenstrahls vor
dem Durchlaufen des Fokussierlinsenfeldes liegen. Dies wird
dadurch bewirkt, daß die Mitten aller Öffnungen für die
äußeren Elektronenstrahlen in den Fokussierelektroden
auf der Achse der bereits an der Stelle des Überkreuzungspunkts
über den Konvergenzwinkel abgelenkten äußeren Elektronenstrahlen
liegen. Dadurch sind alle Fokussierlinsenfelder
für die zwei äußeren Elektronenstrahlen zu dem durchgehenden
Strahl symmetrisch. Eine Änderung in den Spannungen
der Fokussierelektroden übt in diesem Falle keinen Einfluß
auf die Konvergenz der Elektronenstrahlen aus.
Eine andere Weiterbildung der Erfindung ist dadurch
gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Öffnungen in den
Fokussierelektroden der zweiten Mittel von der - in der Wander
richtung der Elektronenstrahlen gerechnet - letzten
Fokussierelektrode zu der ersten Fokussierelektrode hin abnimmt.
Bei den aus den obengenannten USA-Patentschriften bekannten,
mit mehreren Fokussierlinsen versehenen Elektronenstrahl
erzeugungssystemen weisen die aufeinanderfolgenden Öffnungen
in den Fokussierelektroden gleiche Durchmesser auf.
Bei einem Elektronenstrahlerzeugungssystem, bei dem die
Mitten der Öffnungen für die äußeren Elektronenstrahlen
in den Fokussierelektroden auf der Achse der bereits
an der Stelle des Strahlknotens abgelenkten äußeren Elek
tronenstrahlen liegen, würden gleiche Durchmesser der
Öffnungen in den Fokussierelektroden eine Vergrößerung
des Querschnittes des Elektronenstrahlerzeugungssystems
ergeben. Dies würde die Anwendung des Elektronenstrahl
erzeugungssystem in einer Bildröhre mit einem kleinen
Halsdurchmesser verhindern. Dadurch, daß man den Linsen
durchmesser der aufeinanderfolgenden Fokussierlinsen, von
der letzten Fokussierelektrode her gerechnet, abnehmen
läßt, kann der Querschnitt des Elektronenstrahlerzeugungs
systems beschränkt bleiben. Die der letzten Fokussier
elektrode vorangehenden kleineren Linsendurchmesser haben
keine Vergrößerung der sphärischen Aberration der Elek
tronenstrahlen zur Folge, weil bei einem System mit
mehreren Fokussierlinsen der Querschnitt des Elektronenstrahls
in der Wanderrichtung nur langsam zunimmt, so daß
der Durchmesser des Elektronenstrahls in bezug auf den
Durchmesser der Fokussierlinsen klein bleibt.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in
der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher
beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Farbbildröhre
nach der Erfindung,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer ersten
Ausführungsform eines Elektronenstrahlerzeugungssystems für
die Röhre nach Fig. 1,
Fig. 3 einen Schnitt durch das Elektronenstrahl
erzeugungssystem nach Fig. 2,
Fig. 4a und 4b eine nähere Erläuterung des
Prinzips der Erfindung, und
Fig. 5 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform
eines Triodenteiles für ein Elektronenstrahlerzeugungssystem
einer Farbbildröhre nach der Erfindung.
Die in Fig. 1 dargestellte Farbbildröhre
enthält in einem evakuierten Kolben 1 ein
schematisch gezeigtes Elektronenstrahlerzeugungssystem 2
zum Erzeugen dreier Elektronenstrahlen, die mit R, G und B
bezeichnet sind. Die drei Elektronenstrahlen werden mit
Hilfe eines koaxial um die Röhrenachse angeordneten Ablenk
spulensystems 3 abgelenkt und schneiden sich auf der Höhe
einer in geringer Entfernung von dem Frontglas 4 befestigten
Lochmaske 5. Das Frontglas 4 ist mit einem Bildschirm 6
versehen, der durch ein Muster in den Farben Rot, Grün und
Blau aufleuchtender Leuchtstoffe gebildet wird. Die Lochmaske
5 ist mit einer Vielzahl von Öffnungen 7 versehen
und ist derart in bezug auf den Bildschirm 6 positioniert,
daß jeder der Elektronenstrahlen Leuchtstoffgebieten einer
bestimmten Farbe zugeordnet wird.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Ausführungsform
eines Elektronenstrahlerzeugungssystems für die Farbbildröhre
nach Fig. 1. Das Elektronenstrahlerzeugungssystem 10
enthält erste Mittel 11 zum Erzeugen dreier in einer Ebene
liegender Elektronenstrahlen auf dem Bildschirm. Die Mittel
11 enthalten drei gesonderte Kathoden 13 und weiter eine
gemeinsame erste Elektrode 14 und eine gemeinsame zweite
Elektrode 15, die mit Öffnungen für die drei Elektronenstrahlen
versehen sind. Die zweiten Mittel 12 werden durch vier den
drei Elektronenstrahlen gemeinsame Fokussierelektroden 18,
19, 20 und 21 gebildet. Die Elektroden 18, 19 und 20 werden
durch je zwei becherförmige Teile gebildet, die mit ihren
offenen Enden gegeneinander liegen. Auf der Elektrode 21
ist eine Zentrierschale 22 befestigt, die mit Kontaktfedern
23 und Zentrierfedern 24 versehen ist. Die Kontaktfedern 23
bilden einen elektrischen Kontakt mit einer auf der Innenseite
der Röhrenwand abgebrachten elektrisch leitenden
Schicht. Die Zentrierfedern 24 positionieren das Elektronen
strahlerzeugungssystem 10 in dem Hals der Bildröhre.
Die Elektroden sind mit Aufhängebügeln 25 versehen, deren
Enden in isolierende Glasstäbe eingeschmolzen sind, die der
Deutlichkeit halber in der Figur nicht dargestellt sind.
Die Elektroden des Elektronenstrahlerzeugungssystems
10 führen beim Betrieb der Röhre z. B. die folgenden
Potentiale:
Kathode 13|0-160 V | |
erste Elektrode 14 | 0 V |
zweite Elektrode 15 | 700 V |
Elektrode 18 | 10 kV |
Elektrode 19 | 25 kV |
Elektrode 20 | 10 kV |
Elektrode 21 | 25 kV |
In Fig. 3 ist schematisch ein Längsschnitt durch
das Elektronenstrahlerzeugungssystem nach Fig. 2 dargestellt.
Das Elektronenstrahlerzeugungssystem enthält drei schematisch
dargestellte Kathoden 13, deren Endfläche mit einer
emittierenden Schicht 30 überzogen ist. Innerhalb jeder
Kathode ist ein Glühdraht 31 angeordnet. An jeder Kathode
13 ist ein Stromzuführungsleiter 32 befestigt, dem das
Videosignal für den betreffenden Strahl zugeführt wird.
In einem Abstand von 0,075 mm von den Kathoden 13 ist eine
den drei Elektronenstrahlen gemeinsame erste Elektrode 14
angeordnet. Die erste Elektrode 14 ist aus zwei gegeneinander
angebrachten Platten 35 und 36 mit einer Dicke von
0,1 mm bzw. 0,2 mm aufgebaut.
In einem Abstand von 0,25 mm vor der ersten
Elektrode 14 befindet sich eine zweite Elektrode 15. Diese
zweite Elektrode 15 wird durch einen becherförmigen Teil 40
gebildet, in dem auf dem mit Öffnungen versehenen Bodenteil
eine mit Öffnungen versehene Platte 41 befestigt ist.
Am offenen Ende des becherförmigen Teiles 40 ist eine mit
Öffnungen versehene Platte 42 befestigt. Die Gesamthöhe der
zweiten Elektrode 15 beträgt 1,45 mm. In der nachstehenden
Tabelle sind die Abmessungen der Öffnungen in der ersten
Elektrode 14 und der zweiten Elektrode 15 mit ihrem Abstand
von der Achse 80 des mittleren Elektronenstrahls erwähnt.
Es sei bemerkt, daß bei anderen Abmessungen der Elektroden
andere Abmessungen der Öffnungen und andere Achsenabmessungen
erforderlich sind.
Wie aus der obenstehenden Tabelle hervorgeht,
sind für die zwei äußeren Elektronenstrahlen die Öffnungen
55 in der Platte 41 und die Öffnungen 57 in der Platte 42
gegen die entsprechenden Öffnungen 53 in dem becherförmigen
Teil 40 versetzt. Dadurch wird an der Stelle der zweiten
Elektrode 15 für die äußeren Elektronenstrahlen ein
asymmetrisches Linsenfeld erzeugt, das die äußeren Elektronenstrahlen
in Richtung auf den mittleren Elektronenstrahl
ablenkt, und zwar derart, daß die drei Elektronenstrahlen
auf dem Bildschirm konvergieren. Die äußeren Elektronenstrahlen
werden an der Stelle des Überkreuzungspunkts
("cross-over") der Elektronenstrahlen abgelenkt.
Der Überkreuzungspunkt, der an der Stelle der zweiten Elektrode 15
gebildet wird, ist die Stelle, an der der Elektronenstrahl
den kleinsten Querschnitt aufweist. Wenn an der Stelle
des Strahlknotens die äußeren Elektronenstrahlen über den
Konvergenzwinkel abgelenkt werden, ergibt sich der Vorteil,
daß Spannungsänderungen der ersten Fokussierelektrode 18
und der zweiten Elektrode 15 nahezu keinen Einfluß auf die
Konvergenz der Elektronenstrahlen ausüben. Der Überkreuzungspunkt
ist nämlich der Gegenstand, der von den Fokussierlinsen auf
dem Bildschirm abgebildet wird. Dadurch führen Änderungen in
dem Winkel, über den die äußeren Elektronenstrahlen an
der Stelle des Überkreuzungspunkts abgelenkt werden, infolge von
Spannungsänderungen in der zweiten Elektrode 15 und der
ersten Fokussierelektrode 18 nur zu Änderungen in dem Winkel,
unter dem die Elektronenstrahlen den Bildschirm treffen,
und nicht zu Änderungen der Stelle, an der die Elektronenstrahlen
den Bildschirm treffen.
Nach dem Durchlaufen der zweiten Elektrode 15, in
der die zwei äußeren Elektronenstrahlen über den Konvergenzwinkel
abgelenkt werden, werden die Elektronenstrahlen von
einer Anzahl aufeinanderfolgender Fokussierlinsenfelder auf
den Bildschirm fokussiert. Die Fokussierlinsenfelder werden
zwischen den einander zugekehrten Seiten der Elektroden 18
und 19, 19 und 20 und 20 und 21 erzeugt. Das Linsenfeld
zwischen der zweiten Elektrode 15 und der Elektrode 18 sorgt
für eine sogenannte Vorfokussierung der Elektronenstrahlen.
Der Abstand zwischen der zweiten Elektrode 15 und der ersten
Fokussierelektrode beträgt 1,40 mm.
In der nachstehenden Tabelle sind von den Öffnungen
in den Fokussierelektroden die Durchmesser und die Abstände
von der Achse 80 des mittleren Elektronenstrahls erwähnt.
Der gegenseitige Abstand der Fokussierelektroden beträgt
0,7 mm und die Dicke des Elektrodenmaterials beträgt 0,2 mm.
Wie aus der obenstehenden Tabelle
hervorgeht, sind die Öffnungen für die äußeren Elektronenstrahlen
gegeneinander versetzt und weisen die Öffnungen
verschiedene Durchmesser auf. Dadurch werden die für die
zwei äußeren bereits über den Konvergenzwinkel abgelenkten
Elektronenstrahlen symmetrischen Fokussierlinsenfelder
erzeugt. Die Achse eines Elektronenstrahls liegt nach dem
Durchlaufen eines derartigen symmetrischen Fokussierlinsenfeldes
fluchtrecht zu der Achse der Elektronenstrahlen vor
dem Durchlaufen des Linsenfeldes. Durch die symmetrische
Fokussierung der zwei äußeren Elektronenstrahlen wird
bewirkt, daß die Konvergenz der Elektronenstrahlen von der
Fokussierung der Elektronenstrahlen unabhängig ist.
Bei Spannungsänderungen der Fokussierelektroden ändert sich
nämlich nur die Stärke der Fokussierung der Elektronenstrahlen,
ohne daß die Konvergenz beeinflußt wird.
Eine von der Fokussierung unabhängige Konvergenz der Elektronenstrahlen
ist vor allem für jene Systeme von Bedeutung,
bei denen Fehler in der statischen Konvergenz mit Hilfe eines
im Hals der Bildröhre angeordneten Ringes aus magnetischem
Material korrigiert werden, der je nach den gewünschten
Korrekturen von außen her dauernd als Mehrpol magnetisiert
wird. Dabei ist es nicht mehr möglich, bei Änderungen in
den Fokussierspannungen und Konvergenz der Elektronenstrahlen
von außen her nachzuregeln.
Aus der Tabelle läßt sich auch ablesen, daß der
Durchmesser der Öffnungen in den Fokussierelektroden und
damit der Durchmesser der Fokussierlinsen von der Elektrode
21 zu der Elektrode 15 abnimmt. Dadurch, daß man in dieser
Richtung den Durchmesser der aufeinanderfolgenden Fokussierlinsen
abnehmen läßt, kann der Querschnitt des Elektronen
strahlerzeugungssystems beschränkt bleiben. Bei einem
Elektronenstrahlerzeugungssystem, bei dem die Mitten der
Öffnungen für die äußeren Elektronenstrahlen in den
Fokussierelektroden nahezu auf der Achse der bereits an
der Stelle des Überkreuzungspunkts abgelenkten äußeren Elektronenstrahlen
liegen, würden gleiche Durchmesser der Öffnungen in
den Fokussierelektroden nämlich eine Vergrößerung des Querschnitts
des Elektronenstrahlerzeugungssystems ergeben.
Die kleineren Durchmesser der der letzten Fokussierlinse
vorangehenden Fokussierlinsen haben keine Vergrößerung der
sphärischen Aberration der Elektronenstrahlen zur Folge.
Bei einem System mit mehreren Fokussierlinsen nimmt der
Querschnitt des Elektronenstrahls in der Wanderrichtung
nur langsam zu. Der Querschnitt des Elektronenstrahls bleibt
dadurch gering in bezug auf den Querschnitt der Fokussierlinsen,
so daß auch die sphärische Aberration gering bleibt.
Wie bereits erwähnt wurde, wird in dem Elektronen
strahlerzeugungssystem der Überkreuzungspunkt ("cross-over") eines
Strahls mit einem Linsensystem auf dem Bildschirm abgebildet.
Bei einem Elektronenstrahlerzeugungssystem, bei dem dieses
Linsensystem durch eine Anzahl von Fokussierlinsenfeldern
gebildet wird, tritt eine schwache Vergrößerung des
Überkreuzungspunkts auf. Diese schwache Vergrößerung ergibt
einen kleinen Auftreffleck des Elektronenstrahls in der
Mitte des Bildschirms. Eine schwache Vergrößerung ist
aber mit einer verhältnismäßig starken Winkelvergrößerung
gepaart. Dadurch ist bei derartigen Elektronenstrahl
erzeugungssystemen der Querschnitt der Elektronenstrahlen
in der Ablenkebene verhältnismäßig groß. In der Ablenk
ebene werden die Strahlen über den Bildschirm mit Hilfe
einer um die Bildröhre angeordneten Ablenkspule abgelenkt.
Die zur Zeit üblichen Ablenkspulen sind selbstkonvergierend,
d. h., daß sie keine dynamischen Konvergenzkorrekturen
brauchen. Derartige selbstkonvergierende Ablenkspulen sind
aber stark astigmatisch. Dadurch erhält der Auftreffleck
der Elektronenstrahlen bei Ablenkung einen großen vertikalen
Lichthof, was zu einer starken Herabsetzung der Schärfe
am Rande des Bildschirms führt. Dieser vertikale Lichthof
ist der vertikalen Abmessung des Querschnittes der
Elektronenstrahlen in der Ablenkebene proportional.
Wegen der großen vertikalen Abmessungen in der Ablenkebene
bei einem Elektronenstrahlerzeugungssystem mit mehreren
Fokussierlinsen tritt ein verhältnismäßig großer
vertikaler Lichthof auf. Das Auftreten dieses großen
vertikalen Lichthofs wird größtenteils durch die Konstruktion
der ersten Elektrode vermieden. Wie aus der Tabelle I
hervorgeht, ist die erste Elektrode 14 aus zwei Platten 35
und 36 aufgebaut, die mit einer quadratischen bzw. einer
rechteckigen Öffnung versehen sind. Durch diese Konstruktion
wird an den Stellen der Öffnungen in der ersten Elektrode 14
ein Vierpollinsenfeld erzeugt, wodurch ein einen länglichen
Querschnitt aufweisender Überkreuzungspunkt mit geringeren
vertikalen Abmessungen erhalten wird. Dadurch wird der
vertikale Lichthof des Auftrefflecks auf dem Bildschirm
in erheblichen Masse herabgesetzt. Es sei bemerkt, daß die
Anwendung von Vierpollinsenfeldern an der Stelle der ersten
Elektrode an sich aus den DE-OS 28 50 369 und
DE-OS 28 50 411 bekannt ist.
Das Prinzip der Erfindung wird nochmals an Hand
der Fig. 4a und 4b erläutert. In Fig. 4a ist schematisch
die Bahn eines äußeren Elektronenstrahls bei einem Elek
tronenstrahlerzeugungssystem nach dem Stand der Technik
dargestellt. Von dem von der Kathode 90 emittierten Elek
tronenstrahl 91 wird ein Überkreuzungspunkt 92 gebildet, nach dem
der Strahl wieder divergiert. Zwischen der zweiten Elektrode
und der ersten Fokussierelektrode, die durch die Linie 94
angegeben ist, wird der Elektronenstrahl 91 über den
Konvergenzwinkel abgelenkt. Der Elektronenstrahl 91 wird
dann von der schematisch dargestellten Fokussierlinse 93
im Punkt 96 auf den Bildschirm fokussiert. Der Punkt 95
ist der virtuelle Gegenstandspunkt, der von der Fokussierlinse
93 auf dem Bildschirm abgebildet wird. Bei Änderungen
in der Spannung an der zweiten Elektrode oder der ersten
Fokussierelektrode wird der Elektronenstrahl über einen
anderen Winkel abgelenkt, was durch die gestrichelte Linie
97 angegeben ist. Der zugehörige virtuelle Gegenstandspunkt
98 ist gegen den ursprünglichen virtuellen Gegenstandspunkt
95 verschoben. Der virtuelle Gegenstandspunkt 98 wird von der
Fokussierlinse 93 denn auch auf dem Bildschirm in einem
Punkt 99 abgebildet, der gegen den ursprünglichen Bildpunkt
96 verschoben ist. Spannungsänderungen führen auf diese
Weise Strahlverschiebungen auf dem Bildschirm und demzufolge
auch Konvergenzfehler herbei.
In Fig. 4b ist schematisch die Bahn eines äußeren
Elektronenstrahls bei einem Elektronenstrahlerzeugungssystem einer
Farbbildröhre nach der Erfindung dargestellt. Der Elektronenstrahl 91
wird dabei an der Stelle des Überkreuzungspunkts 92 über den
Konvergenzwinkel abgelenkt und dann von der schematisch
dargestellten Fokussierlinse 93 im Punkt 96 auf den Bilschirm
fokussiert. Der Strahlknoten 92 ist der Gegen
standspunkt, der von der Fokussierlinse 93 auf dem Bild
schirm abgebildet wird. Bei Änderungen in der Spannung an
der zweiten Elektrode oder der ersten Fokussierelektrode
wird der Elektronenstrahl 91 an der Stelle des Überkreuzungspunkts
92 über einen anderen Winkel abgelenkt, was durch die
gestrichelte Linie 97 angegeben ist. Der Überkreuzungspunkt 92
bleibt jedoch der Gegenstandspunkt, der von der Fokussier
linse 93 auf dem Bildschirm abgebildet wird, so daß der
Strahl 97 in demselben Punkt 96 abgebildet wird. Nur der
Winkel, unter dem der Elektronenstrahl 97 den Schirm trifft,
ändert sich dadurch.
Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform eines
Triodenteiles für ein Elektronenstrahlerzeugungssystem einer Farbbildröhre nach
der Erfindung, mit dem die äußeren Elektronenstrahlen
an der Stelle des Überkreuzungspunkts abgelenkt werden.
Der Triodenteil enthält wieder drei schematisch dargestellte
Kathoden 100 und eine erste Elektrode 101, die der in Fig. 3
gezeigten ersten Elektrode gleich ist. In einem Abstand von
0,25 mm von der ersten Elektrode 101 befindet sich eine
zweite Elektrode 104. Die zweite Elektrode 104 wird durch
einen becherförmigen Teil 105 gebildet, dessen Bodenteil
mit Öffnungen versehen ist. Am offenen Ende des becher
förmigen Teiles 105 ist eine mit Öffnungen versehene Platte
106 befestigt. Die Gesamthöhe der zweiten Elektrode 104
beträgt 1,45 mm. In der nachstehenden Tabelle sind die
Abmessungen der Öffnungen in der ersten Elektrode 101 und
der zweiten Elektrode 104 mit ihrem Abstand von der Achse
120 des mittleren Elektronenstrahls erwähnt.
Wie aus der obenstehenden Tabelle hervorgeht,
sind für die zwei äußeren Elektronenstrahlen die Öffnungen
115 im becherförmigen Teil 105 und die Öffnungen 117 in der
Platte 106 gegen die entsprechenden Öffnungen in der ersten
Elektrode 101 versetzt. Dadurch wird an der Stelle der zweiten
Elektrode 104 für die äußeren Elektronenstrahlen ein
asymmetrisches Linsenfeld erzeugt, das die äußeren
Elektronenstrahlen derart in Richtung auf den mittleren
Elektronenstrahl ablenkt, daß die drei Elektronenstrahlen
auf dem Bildschirm konvergieren. Dadurch, daß die äußeren
Elektronenstrahlen wieder an der Stelle des Überkreuzungspunkts
abgelenkt werden, führen Spannungsänderungen der zweiten
Elektrode 104 und der ersten Fokussierelektrode keine Strahl
verschiebungen auf dem Bildschirm herbei. Die Elektronenstrahlen
werden auf dem Bildschirm mit Hilfe einer Anzahl
von Fokussierelektroden fokussiert, wie in Fig. 3 dargestellt
ist.
Neben den dargestellten Ausführungsformen kann die
Erfindung bei jedem Typ eines integrierten Elektronenstrahl
erzeugungssystem, z. B. bei den aus den USA-Patentschriften
38 63 091 und 41 78 532 bekannten Elektronenstrahlerzeugungs
systemen, verwendet werden.
Claims (5)
1. Farbbildröhre, die in einem evakuierten Kolben (1)
einen Bildschirm (6) und ein Elektronenstrahlerzeugungs
system (2, 10) enthält, das mit ersten Mitteln (11) zum
Erzeugen dreier in einer Ebene liegender Elektronen
strahlen versehen ist, wobei diese ersten Mittel für jeden
Elektronenstrahl eine Kathode (13, 100), sowie eine
erste (14, 101) und eine zweite (15, 104) den drei
Elektronenstrahlen gemeinsame Elektrode mit Öffnungen
(48-57, 100-117) für jeden Elektronenstrahl enthalten,
und das weiter mit zweiten Mitteln (12) zum Erzeugen von
Fokussierlinsenfeldern zur symmetrischen Fokussierung der
Elektronenstrahlen auf den Bildschirm versehen ist, wobei
diese zweiten Mittel mindestens zwei den drei Elektronenstrahlen
gemeinsame Fokussierelektroden (18-21) mit
Öffnungen (58-71) für jeden Elektronenstrahl enthalten,
derart, daß in dem Elektronenstrahlerzeugungssystem für
die zwei äußeren Elektronenstrahlen ein asymmetrisches
Linsenfeld zur Ablenkung der zwei äußeren Elektronenstrahlen
in Richtung auf den mittleren Elektronenstrahl
erzeugt wird, um die Elektronenstrahlen auf den
Bildschirm (6) zu konvergieren,
dadurch gekennzeichnet, daß das asymmetrische Linsenfeld
zur Ablenkung der zwei äußeren Elektronenstrahlen in
Richtung auf den mittleren Elektronenstrahl an der Stelle
der Überkreuzungspunkts (92) der zwei äußeren Elektronenstrahlen
erzeugt wird.
2. Farbbildröhre nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (15)
durch eine becherförmige Elektrode (40) gebildet wird, die
im Bodenteil mit Öffnungen (52, 53) für jeden Elektronenstrahl
versehen ist, die zentrisch zu den Öffnungen
(48, 49, 50, 51) in der ersten Elektrode (14) liegen,
und daß auf dem Bodenteil und an dem offenen Ende der
becherförmigen Elektrode (40) jeweils eine mit
Öffnungen (54, 55, 56, 57) für jeden Elektronenstrahl
versehene Platte (41, 42) befestigt ist, derart, daß die
äußeren Öffnungen (55, 57) in den beiden Platten (41, 42)
exzentrisch zu den äußeren Öffnungen (53) im Bodenteil der
becherförmigen Elektrode angeordnet sind (Fig. 3).
3. Farbbildröhre nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (104)
durch eine becherförmige Elektrode (105) gebildet wird,
die im Bodenteil mit Öffnungen (114, 115) für jeden
Elektronenstrahl versehen ist, von denen die äußeren
Öffnungen (115) exzentrisch zu den äußeren Öffnungen
(111, 113) in der ersten Elektrode (101) liegen, und
daß am offenen Ende der becherförmigen Elektrode (105)
eine mit Öffnungen (116, 117) für jeden Elektronenstrahl
versehene Platte (106) befestigt ist, deren äußere
Öffnungen (117) exzentrisch zu den äußeren Öffnungen
(111, 113) in der ersten Elektrode (101) liegen
(Fig. 5).
4. Farbbildröhre nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Mittel (12)
mindestens drei Fokussierelektroden (18-21) mit Öffnungen
(59, 61, 63, 65, 67, 69, 71) für die zwei äußeren
Elektronenstrahlen enthalten, deren Mittel auf der Achse
der an der Stelle des Überkreuzungspunktes (52) abgelenkten
äußeren Elektronenstrahlen liegen.
5. Farbbildröhre nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Öffnungen
(58-71) in den Fokussierelektroden der zweiten
Mittel (12) von der - in der Wanderrichtung der Elektronenstrahlen
gerechnet - letzten Fokussierelektrode (21)
zu der ersten Fokussierelektrode (18) hin abnimmt.
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