DE3741202A1

DE3741202A1 - Elektronenstrahlerzeuger fuer bildroehre

Info

Publication number: DE3741202A1
Application number: DE19873741202
Authority: DE
Inventors: Shoji Shirai; Masakazu Fukushima; Satoru Miyamoto; Masahiro Miyazaki
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-12-05
Filing date: 1987-12-04
Publication date: 1988-06-09
Also published as: DE3741202C2; CN1018107B; KR890010994A; CN87107267A; JP2569027B2; JPS63143725A; KR900009081B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Elektronenstrahlerzeuger für eine Bildröhre, insbesondere Elektroden, die eine Haupt linse eines In-Line-Elektronenstrahlerzeugers für eine Farbbildröhre bilden.

Fig. 2 ist eine Draufsicht auf eine Farbbildröhre mit einem konventionellen Elektronenstrahlerzeuger. Ein Leuchtschirm 3, auf den nacheinander drei Leuchtfarben aufgebracht sind, ist auf einer Innenwand eines Schirmträgers 2 eines Glas kolbens 1 gehaltert. Die Mittenachsen 17, 18 und 19 von Kathoden 6, 7 und 8, die Elektronenstrahlen aussenden, fluchten mit den entsprechenden Mittenachsen von Lochblen den einer ersten Elektrode G 1 und einer zweiten Elektrode G 2. Die Mittenachsen 17, 18 und 19 fluchten ferner mit den Mittenachsen von Lochblenden einer dritten Elektrode G 3, einer vierten Elektrode G 4 und einer fünften Elektrode G 5, die eine Hauptlinse bilden, sowie einer Lochblende eines Abschirmbechers 15. Diese Mittenachsen 17, 18 und 19 ver laufen im wesentlichen parallel zueinander in einer gemein samen Ebene. Die Richtung entlang dieser gemeinsamen Ebene ist nachstehend als Horizontalrichtung angenommen. Mitten achsen 9 und 10 der beiden äußeren der Zylinderabschnitte, die vom Lochblendenteil der sechsten Elektrode G 6 in diese hineinragen, sind in bezug auf die Mittenachsen 17 und 19 nach außen versetzt, wobei die sechste Elektrode G 6 eine die Hauptlinse bildende Endelektrode ist.

Drei von den entsprechenden Kathoden 6, 7 und 8 ausgehende Elektronenstrahlen treffen auf die Hauptlinse entlang den jeweiligen Mittenachsen 17, 18 und 19 auf. Diese Mitten achsen 17, 18 und 19 werden als Anlaufdurchgang der Elek tronenstrahlen bezeichnet. Bei dem Beispiel von Fig. 1 wird die Hauptlinse durch Kombination von zwei Elektronenlinsen gebildet, und zwar durch Kombination einer sogenannten Äquipotential-Fokussierlinse, die aus der dritten, vierten und fünften Elektrode G 3, G 4 und G 5 besteht, und einer sogenannten Bipotential-Fokussierlinse, die aus der fünften und sechsten Elektrode G 5 und G 6 besteht. Die sechste Elek trode G 6 ist auf dem gleichen elektrischen Potential wie dasjenige des Abschirmbechers 15 und dasjenige einer elek trisch leitenden Membran 5 angeordnet, die sich im Inneren des Glaskolbens 1 befindet, d. h. es wird eine Hochspannung von ca. 20-30 kV angelegt. Eine gebündelte Spannung von ca. 5-9 kV wird an die dritte Elektrode G 3 bzw. die fünfte Elektrode G 5 angelegt. Eine niedrige Spannung von ca. 400-1000 V, die im wesentlichen der an die zweite Elektrode G 2 angelegten Spannung entspricht, wird an die vierte Elek trode G 4 angelegt. Die Elektronenstrahlen, die auf die Hauptlinse aufgetroffen sind, werden von den beiden Elek tronenlinsen (also der Äquipotential- und der Bipotential- Fokussierlinse) gebündelt. Da die Hauptlinse in bezug auf den Elektronenstrahl (Zentralstrahl), der entlang der Mit tenachse 18 auftrifft, achssymmetrisch angeordnet ist, läuft der Zentralstrahl gerade durch eine Bahn entlang der Zentralachse 18, nachdem er von der Hauptlinse gebündelt wurde. Da andererseits in der Bipotential-Fokussierlinse der die Hauptlinse bildenden Elektronenlinsen, die eben falls entlang den äußeren Mittenachsen 17 und 19 angeordnet und von der fünften und der sechsten Elektrode G 5 und G 6 gebildet ist, die Mittenachsen 9 und 10 der sechsten Elek trode G 6 nach außen exzentrisch sind, laufen die Elektro nenstrahlen in bezug auf die Mittenachse der Linse zum Inneren der sechsten Elektrode G 6. Infolgedessen wird die Elektronenstrahlbahn in dem Moment, in dem die Elektronen strahlen fokussiert werden, zur Mittenachse 18 hin ge krümmt. Die Elektronenstrahlen (die äußeren Strahlen), die entlang den äußeren Mittenachsen 17 und 19 zum Auftreffen auf die Hauptlinse gebracht werden, werden gleichzeitig in Richtung zum Zentralstrahl gebündelt, wenn die Elektronen strahlen von der Hauptlinse gebündelt werden. Infolgedessen bilden die drei Elektronenstrahlen eine Abbildung auf einer Lochmaske 4 und werden derart gebündelt, daß sie einander überlappen. Der Vorgang der Bündelung von Elektronenstrah len wird als Konvergenz bezeichnet, und insbesondere wird die an einem zentralen Teil des Bildes stattfindende Kon vergenz als statische Konvergenz bezeichnet. Die Elektro nenstrahlen werden von der Lochmaske 4 farbselektiert, und nur die Komponenten, die die Leuchtstoffe der entsprechen den Farben zur Lichtemission anregen, können die Löcher der Lochmaske 4 durchsetzen und den Leuchtschirm 3 erreichen. Ein äußeres magnetisches Ablenkjoch 16 ist angrenzend an den Glaskolben 1 angeordnet zur Abtastung der Elektronen strahlen auf dem Leuchtschirm 3.

Es ist bekannt, daß, wenn die statische Konvergenz in die Mitte des Bildes gebracht werden kann, die Konvergenz der Gesamtfläche des Bildes erfolgen kann, indem man einen In-Line-Elektronenstrahlerzeuger, bei dem die Durchgänge für die drei Elektronenstrahlen in einer Horizontalebene liegen, mit einem sogenannten selbstkonvergierenden Ablenk joch, das ein spezielles, nichtgleichförmiges Ablenkfeld erzeugt, kombiniert. Das selbstkonvergierende Ablenkjoch führt jedoch zu dem Problem, daß die Fleckunschärfe bei Ablenkung zu groß wird, und infolgedessen verschlechtert sich die Auflösung in den Randbereichen des Bildes wegen der Nichtgleichförmigkeit in einem Ablenkfeld.

Fig. 3 zeigt schematisch die Erscheinung, daß Elektronen strahlpunkte durch die Fleckunschärfe bei Ablenkung ver formt werden. In den Randbereichen des Bildes breiten sich Abschnitte 31 großer Helligkeit (Kerne) der Elektronen strahlen, die schraffiert dargestellt sind, in Horizontal richtung aus, wogegen Abschnitte 32 geringer Helligkeit (Halo) sich in Vertikalrichtung ausbreiten. Die Elektronen strahlpunkte drehen sich in den Eckbereichen des Bildes.

Eine Möglichkeit zur Überwindung dieses Problems ist in der JP-Offenlegungsschrift Nr. 74 246/1986 angegeben. Fig. 4 zeigt einen konventionellen Elektronenstrahlerzeuger. Die vierte Elektrode G 4 ist in drei Teile unterteilt, nämlich ein erstes, ein zweites und ein drittes Element 121, 122 und 123, gesehen in Richtung von den Kathoden 6, 7 und 8 zum Leuchtschirm 3. Ein niedriges Potential, das im wesent lichen demjenigen entspricht, das an die zweite Elektrode G 2 angelegt wird, wird an das erste Element 121 bzw. das dritte Element 123 angelegt. Horizontale schlitzförmige Lochblenden 12 sind im zweiten Element 122 ausgebildet. Ein Potential, das sich synchron mit dem an das Ablenkjoch an gelegten Ablenkstrom ändert, d. h. ein dynamischer Strom wird an das zweite Element 122 angelegt. Wenn das Ausmaß der Ablenkung groß ist, so wird, weil die Differenz zwi schen den Potentialen des ersten und des dritten Elements 121 und 123 und des zweiten Elemente 122 groß wird, eine nicht-achssymmetrische Linsenwirkung durch die Schlitze groß, und infolgedessen wird in den Elektronenstrahlpunkten ein starker Astigmatismus erzeugt. Wenn das Potential des zweiten Elements 122 höher als dasjenige des ersten und des dritten Elements 121 und 123 ist, hat der in den Elektro nenstrahlen erzeugte Astigmatismus die Auswirkung, daß der Kern vertikal und der Halo horizontal verlängert wird. Infolgedessen kann der gemäß der Ablenkung der Elektronen strahlen erzeugte Astigmatismus entsprechend Fig. 3 aufge hoben werden, so daß die Auflösung im Randbereich eines Bildes verbessert werden kann. Wenn andererseits die Elek tronenstrahlen nicht abgelenkt werden, kann der Zustand, in dem der Astigmatismus im Mittenabschnitt des Bildes nicht erzeugt wird, dadurch realisiert werden, daß die Bildung einer unsymmetrischen Linse verhindert wird, indem die Differenz zwischen dem Potential des ersten und des dritten Elements 121 und 123 und dem Potential des zweiten Elements 122 aufgehoben wird. Dadurch kann die Verschlechterung der Auflösung verhindert werden.

Bei dem beschriebenen konventionellen Beispiel sind nur die Elektroden zur Aufhebung des Astigmatismus der Ablenkfokus sierung angegeben, und die Feldkrümmung, die ein weiterer wichtiger Faktor der Fleckunschärfe bei Ablenkung ist, wurde nicht berücksichtigt. Aufgrund dieser Fleckunschärfe bei Ablenkung werden, auch wenn die Bedingungen zur Bünde lung der Elektronenstrahlen im Mittenabschnitt des Bildes gegeben sind, die Elektronenstrahlen in den Randbereichen gebündelt, bevor sie das Bild erreichen, so daß sie sich auf dem Bild stark ausbreiten, und infolgedessen wird die Auflösung in den Randbereichen des Bildes einer Farb-Katho denstrahlröhre verschlechtert.

Um also bei dem vorstehenden konventionellen Beispiel diese Feldkrümmung zu korrigieren, wird zusätzlich zu der ein dynamisches Potential erzeugenden Schaltung für die Korrek tur des Astigmatismus eine Schaltung benötigt, die auch die gerichtete Spannung in dynamischer Weise ändert, um die Hauptlinsenleistung entsprechend dem Grad der Ablenkung des Elektronenstrahls zu ändern. Da diese gerichtete Spannung jedoch eine Hochspannung von 5-10 kV ist, ist es schwierig, eine Schaltung zu bauen, die die Spannung zum Zweck der Korrektur der Feldkrümmung dynamisch ändern kann.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Elek tronenstrahlerzeugers, bei dem eine einzige Schaltung, die ein relativ niedriges dynamisches Potential erzeugt, gleichzeitig den Astigmatismus und die Feldkrümmung korri gieren kann.

Um die Feldkrümmung zu korrigieren, muß das Potential der vierten Elektrode G 4 erhöht werden, wenn die Elektronen strahlen im Randbereich des Bildes abgelenkt werden, und die Leistung der durch die dritte, vierte und fünfte Elek trode G 3, G 4 und G 5 gebildeten Äquipotential-Fokussierlinse muß verringert werden. Wenn der Astigmatismus korrigiert werden soll, muß die vierte Elektrode G 4 in die drei Ele mente aufgeteilt werden, und es müssen für das zweite Ele ment nichtkreisförmige Lochblenden gebildet werden, und die Differenz zwischen dem Potential des ersten und dritten Elements und demjenigen des zweiten Elements muß synchron mit dem Ablenkstrom geändert werden.

In diesem Fall wird das Potential des zweiten Elements gleichbleibend eingestellt, und das Potential des ersten und des dritten Elements werden als dynamisches Potential eingestellt, das sich entsprechend dem Ablenkstrom ändert.

Wenn bei dem konventionellen Beispiel gemäß Fig. 4 die Potentiale des ersten und des dritten Elements unveränder lich sind, während das Potential des zweiten Elements an steigt, wird die Auswirkung des Potentialanstiegs durch das erste und das dritte Element abgeschirmt. Infolgedessen genügt das Ausmaß der Änderung der Linsenleistung nicht für eine wirksame Korrektur der Feldkrümmung.

Durch das Vorsehen nichtkreisförmiger Lochblenden für das zweite Element der vierten Elektrode G 4 und die Änderung der Potentialdifferenz zwischen dem ersten und dem dritten Element derart, daß die Potentialdifferenz mit dem Ablenk strom synchronisiert ist, kann der durch die Ablenkung erzeugte Astigmatismus korrigiert werden. Dadurch, daß das Potential des zweiten Elements auf einen unveränderlichen Wert eingestellt ist und die Potentiale des ersten und des dritten Elements zum Ablenkzeitpunkt erhöht werden, kann in diesem Fall eine Funktion zur Schwächung der Linsenlei stung, d. h. eine Korrektur der Feldkrümmung, in wirksamer Weise erhalten werden, weil die dritte Elektrode G 3 dem ersten Element 121 und die fünfte Elektrode G 5 dem dritten Element 123 direkt gegenübersteht.

Weiterhin besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Konstruktion eines Elektronenstrahlerzeugers anzugeben, bei der eine Schaltung zur Erzeugung eines relativ niedrigen dynamischen Potentials gleichzeitig eine Astigmatismuskor rektur und eine dynamische Fokussierung realisieren kann, ohne daß dadurch die Konvergenz nachteilig beeinflußt wird.

Zur Durchführung der dynamischen Fokussierung muß das Potential der vierten Elektrode G 4 angehoben werden, wenn die Elektronenstrahlen zum Randbereich des Bildes abgelenkt werden, und die Leistung der durch die dritte, vierte und fünfte Elektrode G 3, G 4 und G 5 gebildeten Äquipotential- Fokussierlinse muß geschwächt werden. Wenn gleichzeitig eine Korrektur des Astigmatismus durchzuführen ist, muß die Elektrode G 4 in das erste, zweite und dritte Element 121, 122 und 123 unterteilt sein, es müssen nichtkreisförmige Lochblenden für das zweite Element vorgesehen sein, und die Potentialdifferenz zwischen dem ersten und dem dritten Element muß synchron mit dem Ablenkstrom änderbar sein. In diesem Fall besteht die für die dynamische Fokussierung wirksame Auslegung darin, daß das Potential des zweiten Elements gleichbleibend gemacht wird, während die Poten tiale des ersten und des dritten Elements dynamische Poten tiale sind, die sich entsprechend dem Ablenkstrom ändern.

Zur Beseitigung einer nachteiligen Auswirkung auf die Kon vergenz müssen die im zweiten Element ausgebildeten nicht kreisförmigen Lochblenden in Vertikalrichtung längliche schlitzförmige Lochblenden sein. Wenn bei dieser Konstruk tion der Ablenkgrad der Elektronenstrahlen groß ist, kann die Leistung der Hauptlinse geschwächt werden, indem das dynamische Potential des ersten und des dritten Elements erhöht wird, so daß die dynamische Fokussierung realisier bar ist, und gleichzeitig wird die Potentialdifferenz gegenüber dem Potential des zweiten Elements, das gleich bleibenden Wert hat, erhöht, so daß der durch die Ablenkung erzeugte Astigmatismus aufgehoben werden kann. Infolgedes sen kann der Astigmatismus in Gegenrichtung vergrößert werden.

Durch Ablenkung erzeugter Astigmatismus kann durch das Vor sehen nichtkreisförmiger Lochblenden im zweiten Element 122 der vierten Elektrode G 4 und durch Ändern der Differenz zwischen dem Potential des zweiten Elements und dem Poten tial des ersten und des dritten Elements 121 und 123 der art, daß es mit dem Ablenkstrom synchronisiert ist, korri giert werden. In diesem Fall wird die Schwächung der Lin senleistung, d. h. die dynamische Fokussierung, dadurch erreicht, daß beim Ablenkvorgang die Potentiale des ersten und des dritten Elements erhöht werden, während das Poten tial des zweiten Elements verringert wird, weil die dritte Elektrode G 3, die mit 11 bezeichnet ist, dem ersten Element 121 direkt gegenübersteht und die fünfte Elektrode G 5, die mit 13 bezeichnet ist, dem dritten Element 123 direkt gegenübersteht. Wenn dagegen bei dem konventionellen Bei spiel von Fig. 4 die Potentiale des ersten und des dritten Elements unveränderlich sind und das Potential des zweiten Elements erhöht wird, ist der Betrag der Änderung der Lin senleistung zwischen der dritten Elektrode G 3 und der fünf ten Elektrode G 5 für eine wirksame Durchführung der dyna mischen Fokussierung unzureichend, weil der Einfluß des Potentialanstiegs durch das erste und das dritte Element 121 und 123 abgeschirmt wird. Das in diesem Fall in Frage kommende Verfahren besteht darin, das Potential des zweiten Elements gleichbleibend zu machen, aber eine Verringerung des Potentials des zweiten Elements entsprechend dem Grad der Ablenkung hat zur Folge, daß der Effekt der Korrektur des Astigmatismus verstärkt wird.

Dadurch, daß die Lochblenden im zweiten Element nichtkreis förmig gemacht und in Vertikalrichtung längliche schlitz förmige Lochblenden vorgesehen werden, kann eine Fehlorien tierung der Konvergenz, die bei in Horizontalrichtung läng lichen schlitzförmigen Lochblenden auftritt, vermieden werden, weil eine Beeinträchtigung der jeweils benachbarten Lochblenden unterbleibt.

Die Erfindung ist nicht nur für Farbbildröhren, sondern auch für Bildröhren mit einem Elektronenstrahlerzeuger anwendbar.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1(a) einen horizontalen Querschnitt durch einen Elektronenstrahlerzeuger gemäß einer Ausfüh rungsform der Erfindung,;

Fig. 1(b) eine Perspektivansicht eines wesentlichen Teils des Elektronenstrahlerzeugers von Fig. 1(a);

Fig. 2 einen horizontalen Querschnitt durch eine Farb bildröhre mit konventionellem Elektronenstrahl erzeuger;

Fig. 3 eine schematische Darstellung von Elektronen strahlpunkten, die auf dem Schirm einer Farb bildröhre verteilt sind und von einem konven tionellen Elektronenstrahlerzeuger stammen;

Fig. 4(a) einen horizontalen Querschnitt durch einen anderen konventionellen Elektronenstrahler zeuger;

Fig. 4(b) eine Perspektivansicht eines wesentlichen Teils des Elektronenstrahlerzeugers von Fig. 4(a);

Fig. 5, 6 und 9 Ergebnisse von Untersuchungen der Charakteri stiken der Elektronenstrahlerzeuger nach der Erfindung und des konventionellen Elektronen strahlerzeugers,;

Fig. 7, 8, 10, 12, 13 und 14 den Aufbau weiterer Ausführungsformen der Elektroden der Elektronenstrahlerzeuger nach der Erfindung;

Fig. 11 ein Beispiel für den Signalverlauf des ange legten Potentials bei dem Elektronenstrahler zeuger nach der Erfindung;

Fig. 15(a) einen horizontalen Querschnitt durch eine wei tere Ausführungsform des Elektronenstrahler zeugers nach der Erfindung,;

Fig. 15(b) eine Perspektivansicht eines wesentlichen Teils des Elektronenstrahlerzeugers nach Fig. 15(a);

Fig. 16 eine Grafik, die Ergebnisse der Messung von Charakteristiken des Elektronenstrahlerzeugers nach der Erfindung wiedergibt; und

Fig. 17 eine Vorderansicht bzw. einen vertikalen Quer schnitt einer weiteren Ausführungsform des Elektronenstrahlerzeugers nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des Elektronenstrahler zeugers. Ein hohes Potential E _b von 20-30 kV wird an eine sechste Elektrode G 6 über einen Abschirmbecher 15 angelegt. Ein mittleres Potential (Fokussierpotential) V _f von 5-10 kV wird an eine dritte Elektrode G 3 und eine fünfte Elektrode G 5 angelegt. Ein niedriges Potential von 100-1500 V wird an eine vierte Elektrode G 4 angelegt, die in drei Elemente 121, 122′ und 123 unterteilt ist. Die dritte, vierte und fünfte Elektrode G 3, G 4 und G 5 bilden eine Äquipotential- Fokussierlinse. Die fünfte und sechste Elektrode G 5 und G 6 bilden eine Bipotential-Fokussierlinse. Die Elektronen strahlen werden von einer Hauptlinse gebündelt, die durch Kombination der vorgenannten beiden Linsen gebildet ist.

In einem Lochblendenteil des zweiten Elements 122′, das das mittlere der drei Elemente ist, sind in Längsrichtung läng liche Schlitze ausgebildet, wobei ein Potential anliegt, das demjenigen einer zweiten Elektrode G 2 entspricht. Ein gemeinsames Potential V _{G 4} liegt am ersten und dritten Ele ment 121 und 123 an, die jeweils an den Seiten des zweiten Elements 122′ angeordnet sind. Das Potential V _{G 4} ist ein dynamischer Strom, der sich synchron mit einem Ablenkstrom ändert. Wenn der Ablenkstrom groß und der Grad der Ablen kung der Elektronen ebenfalls groß ist, erhöht sich der Wert von V _{G 4}, und die nicht-achssymmetrische Linsenlei stung, die durch die Schlitze gegeben ist, wird verstärkt, wodurch der der Ablenkung des Elektronenstrahls entspre chende Astigmatismus ausgeglichen wird.

Fig. 5 zeigt Ergebnisse einer Untersuchung der Auswirkung der Ausführungsform nach Fig. 1, die mit einem Rechner erhalten wurden.

Die Dimensionen (in mm) der Hauptlinse des für die Unter suchung verwendeten Elektronenstrahlerzeugers sind wie folgt:

Lochblendendurchmesser in dritter Elektrode
(auf der Seite der zweiten Elektrode G 2 Φ 1,5 Lochblendendurchmesser in dritter Elektrode
G 3 (auf der Seite der vierten Elektrode G 4) Φ 4,0 Länge der dritten Elektrode G 32,7 Lochblendendurchmesser im ersten und dritten Element 121 und 123 der vierten Elektrode G 4 Φ 4,0 Länge der vierten Elektrode G 40,5 Durchmesser l₁ der Lochblende im zweiten
Element 122′ der vierten Elektrode G 4 Φ 4,0 Durchmesser l₂ der SchlitzeΦ 6,0 Schlitzbreite W3,0 Länge der vierten Elektrode G 40,7 Lochblendendurchmesser in fünfter Elektrode G 5 (auf der Seite der vierten Elektrode G 4) Φ 4,0 Lochblendendurchmesser in fünfter Elektrode
G 5 (auf der Seite der sechsten Elektrode G 6) Φ 8,0 Länge der fünften Elektrode G 524,3 Lochblendendurchmesser in der sechsten Elektrode G 6 Φ 8,0

Eine an die sechste Elektrode G 6 angelegte Spannung E _b ist auf 25 kV eingestellt, und eine an das zweite Element 122′ der vierten Elektrode G 4 angelegte Spannung (die der an die zweite Elektrode G 2 angelegten Spannung entspricht) ist auf 650 V eingestellt. Der Abstand zwischen einer Lochmaske 4 und dem Ende der dritten Elektrode G 3, das der vierten Elektrode G 4 gegenübersteht, ist auf 340 mm eingestellt. Die Elektronenstrahlen werden auf die Lochmaske 4 fokussiert. Durch Änderung eines dynamischen Potentials V _{G 4}, das an das erste und dritte Element 121 und 123 der vierten Elektrode G 4 angelegt ist, wird der Wert V _fh des Potentials V _f der dritten und fünften Elektroden G 3 und G 5 relativ zu den Werten V _{G 4} bei Verschwinden des horizontalen Halos der Elektronenstrahlpunkte im Mittenbereich des Bilds bestimmt. Der Wert V _fv des Potentials V _f der dritten und fünften Elektroden G 3 und G 5 bei Verschwinden des vertikalen Halos wird ebenfalls bestimmt. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, sind die Werte von V _fh und V _fv koinzident, wenn V _{G 4}=150 V; infolgedessen tritt kein Astigmatismus der Elektronenstrahlen auf, und daher wird Δ V _f zu Null. Wenn der Wert von V _{G 4} erhöht wird, wird der Astigmatismus verstärkt, und infolgedessen steigt die Astigmatismus-Spannung Δ V _f, d. h. die V _fv von V _fh subtrahierende Spannung, an. In diesem Fall nimmt der Mittelwert von V _fh und V _fv, d. h. die gemittelte Fokussierspannung , ab. Dies zeigt, daß die Leistung der Hauptlinse geschwächt ist. Wenn daher V _{G 4} erhöht wird und der Wert von V _f gleichbleibend eingestellt ist, wird der Abstand zwischen der Position, an der die Elektronenstrahlen fokussiert werden, und der Hauptlinse verlängert.

Um den durch die Ablenkung auftretenden Astigmatismus korrigieren zu können, muß, wenn die Elektronenstrahlen in den Randbereichen des Bildes abgelenkt werden, der Wert von V _{G 4} erhöht und der durch die Hauptlinse bedingte Astigmatismus verstärkt werden. Der durch die Hauptlinse bewirkte Astigmatismus verstärkt den horizontalen Halo und unterdrückt den vertikalen Halo. Andererseits wird durch den aufgrund der Ablenkung auftretenden Astigmatismus ebenfalls der vertikale Halo verstärkt, so daß diese Astigmatismusfehler einander aufheben können. Durch Erhöhen des Werts von V _{G 4} entsprechend dem Grad der Ablenkung kann der ablenkungsbedingte Astigmatismus in jedem Teil des Bildes korrigiert werden.

Die Leistung der Hauptlinse wird mit zunehmendem Wert von V _{G 4} geschwächt, und infolgedessen wird die Position, an der die Elektronenstrahlen gebündelt werden, weiter zum Bild hin ausgedehnt. Infolgedessen kann die Stelle, an der die Elektronenstrahlen gebündelt werden, auf die Bildpositionen ausgerichtet werden, die wegen der Feldkrümmung nicht mit einander ausgerichtet sind.

Wie vorstehend beschrieben, können durch das Erhöhen des Werts von V _{G 4} entsprechend der Zunahme des Ablenkungsgrads der durch die Ablenkung der Elektronenstrahlen und die Feldkrümmung bedingte Astigmatismus gleichzeitig korrigiert werden.

Da bei der konventionellen Ausführungsform nach Fig. 4 die Schlitze in der vierten Elektrode G 4 in Horizontalrichtung länglich sind, liegen sie nahe beieinander. Dadurch ergibt sich das Problem, daß die den beiden äußeren Elektronen strahlen entsprechenden Elektronenlinsen in bezug auf eine Vertikalebene, die die Mittenachsen 17 und 19 einschließt, asymmetrisch werden, so daß die Richtungen der äußeren Elektronenstrahlen in Richtung zum Zentralstrahl gebogen werden, wodurch die Konvergenz nachteilig beeinflußt wird. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist dieses Problem jedoch gelöst, weil in Vertikalrichtung längliche Lochblenden vorgesehen sind.

Fig. 6 zeigt Analyseergebnisse, die unter Anwendung eines Rechners erhalten wurden, der Beziehungen zwischen dem dynamischen Potential V′_{G 4}, das an das zweite Element 122 der vierten Elektrode G 4 des konventionellen Elektronen strahlerzeugers von Fig. 4 angelegt ist, der Astigmatismus- Spannung V _f und der gemittelten Fokussierspannung V _f. Die Dimensionen der Hauptlinse des Elektronenstrahlerzeu gers entsprechen denjenigen der Analyse von Fig. 5. Die Schlitze sind zwar in Horizontalrichtung angeordnet, ihre Dimensionen entsprechen jedoch ebenfalls denen der Analyse von Fig. 5. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, ist bei dem konventionellen Elektronenstrahlerzeuger der Betrag der Änderung V _f in bezug auf die Änderung von V′ _{G 4} nicht ausreichend, um die Feldkrümmung zu korrigieren.

Wie vorstehend beschrieben, ist die für die Korrektur der Feldkrümmung wirksame Konstruktion in der Ausführungsform nach Fig. 1 verwirklicht, wobei die mit dem Ablenkstrom synchronen Signale an das erste und das dritte Element 121 und 123 der vierten Elektrode G 4 angelegt werden. Die kon ventionelle Konstruktion, bei der die Signale an das zweite Element 122 angelegt werden, ist ungeeignet.

Fig. 7 zeigt ein Beispiel, bei dem in den dem zweiten Ele ment 122 gegenüberstehenden Flächen der Lochblendenteile des ersten Elements 121′ und des dritten Elements 123′ Längsnuten 71 ausgebildet sind, um den Astigmatismus in wirksamer Weise zu korrigieren.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 sind in Horizontal richtung längliche durchgehende Schlitze 81 in den Loch blendenabschnitten des ersten und des dritten Elements 121′′ und 123′′ der vierten Elektrode G 4 ausgebildet. Wenn das an das erste und das dritte Element 121′′ und 123′′ angelegte dynamische Potential V _{G 4} höher als das an das zweite Ele ment 122′′ angelegte Potential ist, wirken sich die vorge nannten, in Horizontalrichtung länglichen durchgehenden Schlitze 81 dahingehend aus, daß sie die Astigmatismus- Spannung in Richtung zum positiven Pegel zwischen dem ersten und dritten Element 121′′ und 123′′ und dem zweiten Element 122′′ ändern. Da in diesem Fall V _{G 4} niedriger als das Potential V _f der dritten und fünften Elektroden G 3 und G 5 ist, wird der Effekt der Änderung des Astigmatismus in Richtung zum negativen Pegel zwischen der dritten Elektrode G 3 und dem ersten Element 121′′ sowie zwischen der fünften Elektrode G 5 und dem dritten Element 123′′ realisiert. Wenn der Wert von V _{G 4} erhöht wird, wird der zwischen dem ersten und dritten Element 121′′ und 123′′ und dem zweiten Element 122′′ erzeugte Astigmatismus verstärkt, während der zwischen der dritten und der fünften Elektrode G 3 und G 5 erzeugte Astigmatismus verringert wird. In beiden Fällen wird der Effekt der Änderung des Astigmatismus in Richtung zu einem positiven Pegel verbessert.

Fig. 9 zeigt das Ergebnis einer Untersuchung der Auswirkung der Ausführungsform nach Fig. 8. Die Abmessungen der Haupt linse des dabei verwendeten Elektronenstrahlerzeugers ent sprechen denen der Hauptlinse bei der Untersuchung von Fig. 5 mit der Ausnahme, daß in Horizontalrichtung längliche Schlitze 81 mit folgenden Dimensionen (in mm) für das erste und dritte Element 121′′ und 123′′ vorgesehen sind:

Schlitzdurchmesser l₃ des ersten und dritten
Elements 121′′ und 123′′ der vierten
Elektrode G 4 Φ 4,1 Schlitzbreite W des ersten und dritten
Elements 121′′ und 123′′ der vierten
Elektrode G 42,0 Die an die Elektroden angelegten Potentiale entsprechen denjenigen der Analyse von Fig. 5. Ein Vergleich der Untersuchungsergebnisse von Fig. 9 und Fig. 5 zeigt in Fig. 9, daß der Wert des Potentials V _{G 4}′ des ersten und dritten Elements 121′′ und 123′′, der bewirkt, daß die Astigmatismus-Spannung Δ V _f Null ist, ein relativ hoher Wert von 660 V ist, der im wesentlichen gleich dem an das zweite Element 122′′ angelegten Potential ist, und zwar deshalb, weil der Astigmatismus bei der Ausführungsform nach Fig. 1 auch dann erzeugt wird, wenn das Potential des zweiten Elements 122′′ gleich V _{G 4}′ ist, aber das Potential zwischen dem zweiten Element 122′′ und der dritten und fünf ten Elektrode G 3 und G 5 verschieden ist, und weil anderer seits bei der Ausführungsform nach Fig. 8 dieser Astig matismus sich aufhebt durch den aufgrund der Wirkung der in Horizontalrichtung länglichen Schlitze 81 erzeugten Astig matismus. Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 wird daher gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 die Leistung der Äquipotential-Fokussierlinse, die von der dritten, vierten und fünften Elektrode G 3, G 4 und G 5 gebildet ist, ge schwächt, so daß der Durchmesser des Elektronenstrahls am Ausgang der Hauptlinse vergrößert werden kann. Dadurch kann der Effekt, daß die im Strahl vorhandenen Elektronen ein ander aufgrund der Coulombschen Kraft abstoßen, also der Raumladungseffekt, und ferner der Effekt, daß die Strahlen sich aufgrund der thermischen Anlaufgeschwindigkeit in Radialrichtung des Strahls ausdehnen, also die Ausdehnung der Elektronenstrahlpunkte auf dem Schirm aufgrund der thermischen Anlaufgeschwindigkeits-Verteilung, unterdrückt werden.

Aus dem Vergleich der Untersuchungsergebnisse der Fig. 9 und 5 ist ersichtlich, daß zwar der Betrag der Änderung von Δ V _f in bezug auf die Änderung von V _{G 4}′ im wesentlichen gleich ist, daß jedoch der Betrag der Änderung von V _f auf die Hälfte verringert wird. Dies ergibt sich aus folgender Tatsache: Der Astigmatismus und die Feldkrümmung können unabhängig voneinander nach Maßgabe der Charakteristiken des Astigmatismus der verschiedenen Ablenkspulen korrigiert werden mit Hilfe verschiedener Konstruktionen der Schlitze im ersten und dritten Element 121′′ und 123′′ der vierten Elektrode G 4.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 stehen die Schlitze 81 im ersten und dritten Element 121′′ und 123′′ der vierten Elektrode G 4 der dritten bzw. der fünften Elektrode G 3 bzw. G 5 direkt gegenüber. Da die Differenz zwischen dem Poten tial der dritten und fünften Elektroden G 3 und G 5 und dem Potential der vierten Elektrode G 4 einige kV beträgt und die Linsenleistung groß ist, kann ein starker Effekt erzielt werden, auch wenn die Größe der Schlitze kleiner als die der Schlitze im zweiten Element 122′′ gemacht wird. Daher ergibt sich kein nachteiliger Einfluß auf die Kon vergenz - wie bei dem konventionellen Beispiel nach Fig. 4 - aufgrund der geringen Größe, selbst wenn horizontale Schlitze vorgesehen sind.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 10(a) und 10(b) ist der Aufbau der vierten Elektrode G 4 gezeigt, die so ausge legt ist, daß die Rotation der Elektronenstrahlpunkte in folge der Ablenkung in den Ecken des Bildes korrigiert wird. Ebenso wie bei dem Beispiel nach Fig. 7 sind in den dem zweiten Element 122 a gegenüberstehenden Flächen des ersten und des dritten Elements 121 a und 123 a der vierten Elektrode G 4 Nuten 101 a und 103 a ausgebildet. Die Mitten achsen der Nuten 101 a und 103 a sind in bezug auf die Hori zontalebene geneigt. Daher ist die in diesem Teil gebildete Elektronenlinse ebenfalls in bezug auf die Horizontalebene geneigt. Da die Neigungsrichtungen zwischen dem ersten und dem dritten Element 121 a und 123 a jeweils umgekehrt sind, sind die Neigungsrichtungen der Elektronenlinsen, die im Bereich der entsprechenden Elemente angeordnet sind, eben falls umgekehrt. Die Potentiale V _{G 4}′ und V _{G 4}′′, die sich synchron mit dem Ablenkstrom ändern, werden unabhängig von einander an das erste und das dritte Element 121 a und 123 a angelegt. Ein konstantes Potential V _{G 2,} das gleich dem an die zweite Elektrode G 2 angelegten Potential ist, wird an das zweite Element 122 a angelegt. Wenn V _{G 4}′ und V _{G 4}′′ größer als V _{G 2} sind, ergibt sich der Effekt, daß die Elektronen strahlpunkte umgekehrt zur Neigungsrichtung der Nuten gedreht werden. Da also bei der Ausführungsform von Fig. 10(a) die Nut 101 a im ersten Element 121 a von der Katho denseite her gesehen im Gegenuhrzeigersinn in bezug auf die Horizontalebene dreht, werden die Elektronenstrahlpunkte im Uhrzeigersinn gedreht. Dagegen hat das dritte Element 123 a von Fig. 10(b) den Effekt, daß die Elektronenstrahlpunkte im Gegenuhrzeigersinn gedreht werden.

Fig. 11 zeigt ein Beispiel der Signalverläufe des Poten tials V _{G 4}′ des ersten Elements 121 a bzw. des Potentials V _{G 4}′′ des zweiten Elements 123 a mittels einer durchgezogenen Linie bzw. einer Strichpunktlinie. Das konstante Potential V _{G 2} ist durch eine Zweipunkt-Strich-Linie angedeutet.

Zu Beginn der vertikalen Abtastperiode V sind die Elektro nenstrahlpunkte im oberen Teil des Bildes positioniert. Zu Beginn der horizontalen Abtastperiode H liegen sie in der linken oberen Ecke des Bildes. Wie deutlich aus Fig. 3 her vorgeht, drehen sich in diesem Fall die Elektronenstrahl punkte im Uhrzeigersinn in Abhängigkeit vom Ablenk-Astig matismus. Wenn, wie Fig. 10 zeigt, zu Beginn der horizon talen und der vertikalen Abtastperiode V _{G 4}′′ größer als V _{G 4}′ eingestellt ist, übersteigt der Effekt des dritten Elements 123 a zur Drehung der Elektronenstrahlen im Gegenuhrzeiger sinn den Effekt des ersten Elements 121 a, daher kann die Rotation der Elektronenstrahlpunkte, die durch die Ablenk fokussierung in der linken oberen Ecke des Bildes bewirkt ist, korrigiert werden. Wenn die Abtastung mit den Elek tronenstrahlpunkten den zentralen Abschnitt des oberen Teils des Bildes erreicht, werden die Werte von V _{G 4}′ und V _{G 4}′′ im wesentlichen gleich. Daher heben sich die Auswir kungen des ersten und des dritten Elements 121 a und 123 a auf, so daß eine Rotation der Elektronenstrahlpunkte ver hindert wird.

Wenn die Abtastung die rechte obere Ecke des Bildes er reicht, wird V _{G 4}′ größer als V _{G 4}′′, und infolgedessen ro tieren die Elektronenstrahlpunkte im Uhrzeigersinn infolge der Auswirkung des ersten Elements 121 a. Somit kann die durch die Ablenkfokussierung bewirkte Drehung im Gegenuhr zeigersinn aufgehoben werden. V _{G 4}′′ wird dann wiederum höher als V _{G 4}′ während der horizontalen Austastperiode H _B, und während der nächsten horizontalen Abtastperiode H wird V _{G 4}′ allmählich wieder höher als V _{G 4}′′, wie vorstehend beschrie ben. Während der Vertikalabtastung des Bildes mit Elektro nenstrahlpunkten vom oberen Teil in Richtung zum zentralen Teil wird der durch die Ablenkung bewirkte Rotationswinkel kleiner, und die Differenz zwischen V _{G 4}′ und V _{G 4}′′ wird kleiner. Wenn die Vertikalabtastung den unteren Teil des Bildes erreicht (Fig. 3), drehen die Elektronenstrahlpunkte am linken Ende des Bildes im Gegenuhrzeigersinn entgegen gesetzt zur oberen Hälfte des Bildes. Daher ist zu Beginn der Horizontalablenkung V _{G 4}′ größer als V _{G 4}′′ eingestellt. Wenn die Vertikalabtastung den untersten Teil des Bildes erreicht, wird der durch die Ablenkung bedingte Rotations winkel der Elektronenstrahlpunkte größer. Daher wird die Differenz zwischen V _{G 4}′ und V _{G 4}′′ allmählich größer, um den Korrektureffekt zu verstärken.

Die Differenz zwischen dem Mittelwert von V _{G 4}′ und V _{G 4}′′ und V _{G 2} ist zu Beginn und am Ende der Horizontalabtastung H und zu Beginn und am Ende der Vertikalabtastung V groß. D. h., das Potential ist so eingestellt, daß der Korrektureffekt in dem Teil mit starkem Astigmatismus verbessert wird.

Wie vorstehend beschrieben, kann nicht nur der Astigmatis mus der Elektronenstrahlpunkte, sondern auch die Rotation der Punkte in den Ecken korrigiert werden, und infolgedes sen werden im wesentlichen kreisrunde Punkte über das Gesamtbild erhalten. Dies resultiert aus den schrägen Nuten, die im ersten und dritten Element 121 a und 123 a der vierten Elektrode G 4 von Fig. 10(a) und (b) vorgesehen sind, und aus den Spannungsverläufen von V _{G 4}′ und V _{G 4}′′ gemäß Fig. 11.

Die Ausführungsform nach Fig. 12 soll die vorgenannte Rota tion der Elektronenstrahlpunkte weiter wirksam korrigieren, wobei in bezug auf die Horizontalebene geneigte Nuten 101 b und 103 b ebenfalls für das zweite Element 122 a der vierten Elektrode G 4 vorgesehen sind. Die Neigungsrichtung muß um gekehrt zu derjenigen der Nuten des ersten und dritten Elements 121 a und 123 a, die dem zweiten Element gegenüber stehen, sein. Daher müssen die Neigungsrichtungen der für die beiden Seiten des zweiten Elements 122 a vorgesehenen Nuten in bezug aufeinander umgekehrt sein.

Die Ausführungsform nach Fig. 13 dient ebenfalls zur Kor rektur der Rotation der Elektronenstrahlen, wobei in bezug auf die Horizontalebene geneigte Nuten 13 jeweils in den der dritten und fünften Elektrode G 3 und G 5 gegenüberste henden Seiten des ersten und dritten Elements 121 b und 123 b der vierten Elektrode G 4 ausgebildet sind. Bei der Ausfüh rungsform nach Fig. 14 sind in bezug auf die Horizontal ebene geneigte Nuten 14 jeweils in den der vierten Elek trode G 4 gegenüberstehenden Flächen der dritten und fünften Elektrode G 3 und G 5 ausgebildet. Die beiden vorgenannten Ausführungsformen sollen die zwischen der dritten und vier ten Elektrode G 3 und G 4 und die zwischen der vierten und fünften Elektrode G 4 und G 5 gebildeten Elektronenlinsen schräg machen.

Bei beiden Ausführungsformen sind die Neigungsrichtungen der für die beiden Elektroden vorgesehenen Nuten so ent gegengesetzt, daß auch die Elektronenlinsen in entgegenge setzte Richtungen geneigt sind. Durch das Anlegen geson derter Potentiale, die sich synchron mit dem Ablenkstrom ändern, an das erste und das dritte Element 121 b und 123 b kann die Rotation der Elektronenstrahlpunkte ebenso wie in Fig. 10 korrigiert werden.

Der Elektronenstrahlerzeuger nach der Erfindung bietet den Vorteil, daß sowohl der durch die Ablenkung der Elektronen strahlen zum Randbereich des Bildes einer Farbbildröhre bewirkte Astigmatismus als auch die Feldkrümmung gleich zeitig wirksam korrigierbar sind mit Hilfe einer einzigen Schaltung, die ein dynamisches Potential erzeugt. Daher können der Durchmesser der Elektronenstrahlpunkte im Rand bereich des Bildes verkleinert und die Gleichmäßigkeit der Auflösung verbessert werden, ohne daß eine gesonderte Schaltung zur Erzeugung eines dynamischen Potentials für die Korrektur von Astigmatismus und Feldkrümmung vorgesehen werden muß.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 15(a) und (b) wird ein wei teres Ausführungsbeispiel erläutert. An eine Elektrode G 6, die mit 14 bezeichnet ist, wird durch den Abschirmbecher 15 ein hohes Potential E _b von 20-30 kV angelegt. Ein mittleres Potential (Fokussierspannung V _f) von 5-10 kV wird an eine mit 11 bezeichnete Elektrode G 3 und eine mit 13 bezeichnete Elektrode G 5 angelegt. Ein niedriges Potential von 100-1500 V wird an eine mit 12 bezeichnete Elektrode G 4 angelegt, die in drei Elemente 121, 122′ und 123 unterteilt ist. Die Elektroden G 3, G 4 und G 5 bilden eine Aquipoten tial-Fokussierlinse, während die Elektroden G 5 und G 6 eine Bipotential-Fokussierlinse bilden. Die Elektronenstrahlen werden von einer Hauptlinse gebündelt, die durch Kombina tion der genannten beiden Elektronenlinsen gebildet ist.

In Vertikalrichtung längliche Schlitze sind im Lochblen denteil des zweiten Elements 122, das in der Mitte der drei Elemente liegt, vorgesehen. Ein erstes dynamisches Poten tial V _{G 4}′, das sich synchron mit dem Ablenkstrom ändert, wird angelegt. Ein gemeinsames Potential V _{G 4} wird an das erste und dritte Element 121 und 123 angelegt, die zu bei den Seiten des zweiten Elements 122′ angeordnet sind. V _{G 4} ist ein dynamisches Potential, das sich synchron mit dem Ablenkstrom ändert. Wenn der Ablenkstrom groß ist und eine starke Ablenkung der Elektronenstrahlen bewirkt, wird der Pegel von V _{G 4} vermindert, um die nicht-achssymmetrische Linsenleistung der durch die Schlitze gebildeten Linse zu verstärken. Infolgedessen wird der durch die Ablenkung der Elektronenstrahlen auftretende Astigmatismus kompensiert.

Fig. 16 zeigt die Ergebnisse einer mit einem Rechner durch geführten Untersuchung der Auswirkung des Ausführungsbei spiels nach Fig. 15.

Die spezifischen Dimensionen (in mm) der für diese Unter suchung verwendeten Hauptlinse des Elektronenstrahlerzeu gers sind wie folgt:

Lochblendendurchmesser in der Elektrode G 3 (auf der Seite der Elektrode G 2) Φ 1,5 Lochblendendurchmesser in der Elektrode G 3 (auf der Seite der Elektrode G 4) Φ 4,0 Länge der Elektrode G 32,7 Lochblendendurchmesser im ersten und dritten Element der Elektrode G 4 Φ 4,0 Länge der Elektrode G 40,5 Durchmesser l₁ der Lochblende des
zweiten Elements der Elektrode G 4 Φ 4,0 Durchmesser l₂ des SchlitzesΦ 6,0 Schlitzbreite W3,0 Länge der Elektrode G 40,7 Lochblendendurchmesser in der Elektrode G 5 (auf der Seite der Elektrode G 4) Φ 4,0 Lochblendendurchmesser in der Elektrode G 5 (auf der Seite der Elektrode G 6) Φ 8,0 Länge der Elektrode G 524,3 Lochblendendurchmesser der Elektrode G 6 Φ 8,0

Eine an die Elektrode G 6 bzw. 14 angelegte Spannung E _b ist mit 25 kV vorgegeben, und der Abstand zwischen der Loch maske 4 und der der Elektrode G 4 gegenüberstehenden Ober fläche der Elektrode G 3 bzw. 13 ist mit 340 mm vorgegeben. Die Elektronenstrahlen werden auf die Lochmaske 4 fokus siert.

Durch Ändern sowohl des ersten dynamischen Potentials V _{G 4}′, das an das zweite Element 122′ der Elektrode G 4 angelegt wird, als auch des zweiten dynamischen Potentials V _{G 4}, das an das erste und dritte Element 121 und 123 angelegt wird, wird jeweils der Wert V _fh des Potentials V _f der Elektroden G 3 und G 5 in bezug auf die Werte V _{G 4} und V _{G 4}′ bei Verschwinden von horizontalem Halo der Elektronenstrahlpunkte im zentralen Bereich des Bildes und der Wert V _fv des Potentials V _f der Elektroden G 3 und G 5 relativ dazu bei Verschwinden von vertikalem Halo erhalten. Aus Fig. 16 geht hervor, daß bei V _{G 4}=260 V und bei V′ _{G 4}=700 V die Werte von V _fh und V _fv gleich werden, und infolgedessen wird kein Astigmatismus der Elektronenstrahlen erzeugt. Wenn der Wert von V _{G 4} erhöht und der Wert von V′ _{G 4} verringert wird, wird der Astigmatismus stärker, und die Astigmatismus-Spannung Δ V _f, d. h. das Mittel zwischen V _fh und V _fv bzw. die gemittelte Fokussierspannung , wird niedrig. Dies zeigt, daß die Leistung der Hauptlinse geschwächt ist. Wenn daher V _{G 4} erhöht und V′ _{G 4} verringert wird, um V _f konstant zu machen, wird der Abstand zwischen der Position, in der die Elektronenstrahlen fokussiert werden, und der Hauptlinse vergrößert, und infolgedessen wird eine dynamische Fokus sierung realisiert.

Zur Korrektur des ablenkungsbedingten Astigmatismus muß der Wert von V _{G 4}, erhöht, der Wert von V′ _{G 4}, verringert und der Astigmatismus der Hauptlinse verstärkt werden, wenn die Elektronenstrahlen zum Randbereich des Bildes abgelenkt werden. Der Astigmatismus der Hauptlinse bewirkt eine Aus dehnung von horizontalem Halo und eine Unterdrückung von vertikalem Halo. Andererseits hat der ablenkungsbedingte Astigmatismus die Auswirkung, daß der vertikale Halo ver stärkt wird. Infolgedessen heben diese Astigmatismus-Er scheinungen einander auf. Durch Erhöhen des Werts von V _{G 4} entsprechend dem Grad der Ablenkung und Verringern des Werts von V′ _{G 4}, kann der durch Ablenkung in jedem Teil des Bildes erzeugte Astigmatismus korrigiert werden.

Durch die Erhöhung des Werts von V _{G 4} entsprechend dem Grad der Ablenkung und Verringerung des Werts von V′ _{G 4} kann der durch die Ablenkung der Elektronenstrahlen erzeugte Astig matismus korrigiert und gleichzeitig eine dynamische Fokus sierung realisiert werden.

In diesem Fall können die Korrektur des Astigmatismus und die dynamische Fokussierung gleichzeitig dadurch realisiert werden, daß der Wert von V′ _{G 4} unveränderlich gemacht und nur der Wert von V _{G 4} dynamisch geändert wird.

Wenn jedoch der Wert von V′ _{G 4} auf im wesentlichen 600-700 V festgelegt ist, nimmt die Fähigkeit zur Korrektur von Astigmatismus ab, und infolgedessen ergibt sich das Pro blem, daß der Höchstwert von V _f auf 600-750 V abnimmt. Wenn der Wert von V′ _{G 4} weiter erhöht wird, nimmt die Fähig keit zur Korrektur des Astigmatismus weiter ab. Wird ande rerseits der Wert von V′ _{G 4} verringert, so wird die Leistung der Äquipotential-Fokussierlinse aus den Elektroden G 3 bzw. 11, G 4 bzw. 12 und G 5 bzw. 13 verstärkt. Infolgedessen wer den die Elektronenstrahlen von der Hauptlinse stark gebün delt, was eine Vergrößerung des Durchmessers der Strahl punkte auf dem Bild infolge des Raumladungseffekts bedingt. Infolgedessen wird die Auflösung insbesondere im zentralen Teil des Bildes schlechter.

Fig. 17 zeigt eine Ausführungsform, bei der in den dem zweiten Element gegenüberstehenden Flächen des ersten und des dritten Elements in Horizontalrichtung längliche Schlitze ausgebildet sind, um die Wirkung der Korrektur von Astigmatismus zu verstärken.

Durch die Erfindung wird ein Elektronenstrahlerzeuger ange geben, bei dem der Astigmatismus, der durch die Ablenkung von Elektronenstrahlen zum Randbereich des Bildes einer Farbbildröhre erzeugt wird, korrigierbar und gleichzeitig eine dynamische Fokussierung durch Verwendung einer gemein samen Schaltung zur Erzeugung eines dynamischen Potentials realisierbar ist.

Da die drei Elektronenstrahlen entsprechenden vertikalen Schlitze bei dem Elektronenstrahlerzeuger vorgesehen sind, ist die gegenseitige Beeinflussung ausreichend gering, und infolgedessen ergeben sich keine schädlichen Auswirkungen auf die Konvergenz-Charakteristiken.

Da an das zweite Element 122′ ein zweites dynamisches Potential angelegt wird, während gleichzeitig an das erste und dritte Element 121 und 123 der vierten Elektrode ein erstes dynamisches Potential angelegt wird, ist die Fähig keit zur Korrektur der Ablenkfokussierung größer als in einem Fall, in dem die Spannung des zweiten Elements 122 unveränderlich ist.

Claims

1. Elektronenstrahlerzeuger für eine Bildröhre, mit einer ersten Elektrodengruppe zur Erzeugung von Elektronenstrah len und zum Leiten derselben auf einer Anlaufbahn zu einem Leuchtschirm sowie einer zweiten Elektrodengruppe, die eine Hauptlinse zur Fokussierung von Elektronenstrahlen auf den Leuchtschirm bildet, dadurch gekennzeichnet,

- daß die zweite Elektrodengruppe eine dritte, vierte, fünfte und sechste Elektrode (G 3- G 6) umfaßt, die ausge hend von der ersten Elektrodengruppe in Richtung zum Leuchtschirm (3) in Reihe angeordnet sind;
- daß die vierte Elektrode (G 4) ein erstes, zweites und drittes Element (121, 122′, 123) umfaßt, die ausgehend von der ersten Elektrodengruppe in Richtung zum Leucht schirm in Reihe angeordnet sind,;
- daß das zweite Element (122′) nichtkreisförmige Loch blenden zur Übertragung der Elektronenstrahlen aufweist, wobei an das zweite Element (122′) ein gleichbleibendes Potential angelegt ist; und
- daß das erste und dritte Element (121, 123) Lochblenden zur Übertragung der Elektronenstrahlen aufweisen, wobei an das erste und dritte Element Potentiale angelegt sind, die sich nach Maßgabe eines Ablenkstroms ändern, der einem Ablenkjoch zugeführt ist, das zur Abtastung der Elektronenstrahlen mit in Horizontalrichtung hoher Ge schwindigkeit und in Vertikalrichtung relativ geringer Geschwindigkeit vorgesehen ist.

2. Elektronenstrahlerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nichtkreisförmigen Lochblenden in Vertikalrichtung senkrecht zur Horizontalen eine größere Abmessung (l ₂) als in Horizontalrichtung aufweisen.

3. Elektronenstrahlerzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an das erste und dritte Element (121, 123) ange legten Potentiale entsprechend dem Anstieg des Ablenkstroms der Elektronenstrahlen ansteigen.

4. Elektronenstrahlerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an das erste und das dritte Element (121, 123) angelegten Potentiale gleich sind.

5. Elektronenstrahlerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das dritte Element (121, 123), die dem zweiten Element (122′) jeweils gegenüberstehen, in wenig stens einer von zwei Seiten jeweils längliche Nuten (71) aufweisen, die angrenzend an die Lochblenden angeordnet sind und parallel zur Horizontalrichtung verlaufen.

6. Elektronenstrahlerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens das erste und/oder das zweite Element (121′′, 123′′) Lochblenden aufweist, deren Abmessungen in Vertikal richtung senkrecht zur Horizontalen kleiner als ihre Ab messungen (l ₃) in Horizontalrichtung sind.

7. Elektronenstrahlerzeuger nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und das dritte Element (121 a, 123 a) jeweils längliche Nuten (101 a, 103 a), die relativ zur Horizontal richtung geneigt sind, angrenzend an die Lochblenden in den dem zweiten Element (122 a) gegenüberstehenden Flächen auf weisen, wobei die Nuten im ersten Element (121 a) und die Nuten im dritten Element (123 a) zueinander entgegengesetzt geneigt sind.

8. Elektronenstrahlerzeuger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Element (122 a) in seinen dem ersten bzw. dem dritten Element (121 a, 123 a) gegenüberstehenden Flächen längliche Nuten (101 b, 103 b) aufweist, die jeweils entge gengesetzt zur Neigungsrichtung der Nuten im ersten bzw. dritten Element geneigt sind.

9. Elektronenstrahlerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß angrenzend an Lochblenden in wenigstens einer der einander gegenüberstehenden Flächen der dritten Elektrode (G 3) und des ersten Elements (121) sowie in wenigstens einer der einander gegenüberstehenden Flächen der fünften Elektrode (G 5) und des dritten Elements (123) zur Hori zontalrichtung parallele längliche Nuten vorgesehen sind.

10. Elektronenstrahlerzeuger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Potentiale, die sich synchron mit dem Ablenkstrom ändern, an das erste bzw. das dritte Element angelegt sind und in einem Durchgang für die Elektronenstrahlen zwischen dem ersten und dem zweiten Element eine erste Elektronen linse gebildet ist und in dem Durchgang der Elektronen strahlen zwischen dem zweiten und dem dritten Element eine zweite Elektronenlinse gebildet ist, und daß bei Ablenkung der Elektronenstrahlen senkrecht zur Horizontalen die Leistung der ersten oder der zweiten Elektronenlinse höher als diejenige der jeweils anderen Elektronenlinse ist.

11. Elektronenstrahlerzeuger mit ersten Elektroden zur Erzeugung von Elektronenstrahlen und zum Richten derselben auf einer Anlaufbahn zu einem Leuchtschirm und mit zweiten Elektroden, die eine Hauptlinse zur Fokussierung der Elek tronenstrahlen auf den Leuchtschirm bilden, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Hauptlinse aus Elektroden (G 3, G 4, G 5, G 6) be steht, die ausgehend von den ersten Elektroden in Rich tung zum Leuchtschirm (3) in Reihe angeordnet sind;
- daß an eine Elektrode (G 6) ein hohes Potential angelegt ist;
- daß an Elektroden (G 3 und G 5) mittlere Potentiale ange legt sind;
- daß eine Elektrode (G 4) in drei Teile unterteilt ist, und zwar ausgehend von den ersten Elektroden in Richtung zum Leuchtschirm in ein erstes, zweites und drittes Element;
- daß im zweiten Element ausgebildete Lochblenden zur Über tragung der Elektronenstrahlen nichtkreisförmig ausge bildet sind; und
- daß an das erste Element und das dritte Element unabhän gig voneinander Potentiale angelegt sind, die sich syn chron mit einem Ablenkstrom ändern, der einem zum Abta sten mit den Elektronenstrahlen vorgesehenen Ablenkjoch zugeführt ist.

12. Elektronenstrahlerzeuger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der im zweiten Element ausgebildeten Lochblenden zur Übertragung der Elektronenstrahlen in Hori zontalrichtung kleiner als ihr Durchmesser in einer Ebene ist, die einen der ersten, den Lochblenden entsprechenden Anlaufdurchgänge enthält, wobei die Ebene senkrecht zur Horizontalrichtung verläuft, und daß ein an das erste und das dritte Element angelegtes Potential mit zunehmendem Grad der Ablenkung der Elektro nenstrahlen ansteigt, während ein an das zweite Element angelegtes Potential abnimmt.

13. Elektronenstrahlerzeuger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß an das erste und das dritte Element angelegte Poten tiale gleichen Pegel haben.

14. Elektronenstrahlerzeuger nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß angrenzend an die Lochblenden zur Übertragung der Elek tronenstrahlen Nuten in einer Fläche auf beiden Seiten oder auf einer Seite des ersten bzw. des dritten Elements aus gebildet sind und die Symmetrieebene jeder Nut mit der Horizontalrichtung koinzident ist.