-
Die Erfindung betrifft eine Elektronenkanone bzw.
Elektronenstrahlkatode für eine Farbbildröhre gemäß dem Oberbegriff von
Anspruch 1. Eine solche Röhre ist aus den Proceedings of the SID, Bd. 28,
Nr. 4, 1987, S. 403-7, bekannt, die später diskutiert werden.
-
In letzter Zeit wird als übliche Elektronenkanone für eine
Farbbildröhre eine In-Line-Dreifachelektronenkanone verwendet.
-
Die Röhre mit In-Line-Dreifachelektronenkanone weist drei in einer
Ebene angeordnete Katoden, ein erstes und ein zweites Gitter, welche diesen
Katoden gemeinsam sind, und eine Fokussierelektrode auf, die zwei oder mehr
Elektroden mit jeweils mehreren Bohrungen umfaßt, welche in vorgegebenen
Abständen in axialer Richtung der Röhre angeordnet sind. Die drei Katoden
und das erste und zweite Gitter dienen zur Erzeugung von drei
Elektronenstrahlen, und dann ermöglicht die Fokussierelektrode, daß die
drei Elektronenstrahlen durch die Bohrungen hindurchtreten, um diese
Strahlen zu bündeln. Außerdem ist die Farbbildröhre mit In-Line-
Dreifachelektronenkanone normalerweise mit einem Ablenkjoch ausgestattet,
das ein inhomogenes Magnetfeld erzeugt, welches aus einem kissenförmigen,
horizontal abgelenkten Magnetfeld, wie in Fig. 1(a) dargestellt, und einem
tonnenförmigen, vertikal abgelenkten Magnetfeld, wie in Fig. 1(b)
dargestellt, besteht. Das Ablenkjoch ermöglicht somit die Selbstkonvergenz
der drei Elektronenstrahlen an einer fluoreszierenden Fläche. In Fig. 1
bezeichnen B1, B2 bzw. B3 von der In-Line-Elektronenkanone emittierte
Elektronenstrahlen. Die Kurven stellen Magnetfelder dar.
-
Dieser Typ eines Ablenksystems mit Selbstkonvergenz erfordert keine
zusätzliche Vorrichtung für die Bündelung der drei Elektronenstrahlen, wie
z. B. eine dynamische Bündelungsvorrichtung, was bedeutet, daß das System
billiger ist und eine leichtere Fokussierungssteuerung ermöglicht. Daher
leistet die Farbbildröhre mit In-Line-Dreifachelektronenkanone einen großen
Beitrag zur Verbesserung der Qualität und der Leistung einer Farbbildröhre.
-
Ein nachteiliger Effekt des inhomogenen Magnetfelds ist, daß es die
Bildauflösung im Randbereich des Bildschirms vermindert. Die nachteilige
Wirkung ist stärker ausgeprägt, wenn der Ablenkwinkel von 90º auf 110º
zunimmt.
-
Dieser Effekt entsteht dadurch, daß das in Fig. 1 (a) und (b)
dargestellte inhomogene Magnetfeld des Ablenkjochs den horizontalen
Fokussierungsgrad der Elektronenstrahlen abschwächt und im Gegensatz dazu
ihren vertikalen Fokussierungsgrad verstärkt. Infolgedessen ist ein
Elektronenstrahlfleck oder Leuchtfleck 1, der sich im Mittelpunkt des
Bildschirms befindet, im wesentlichen kreisförmig, während ein Leuchtfleck
2 im Randbereich des Bildschirms so geformt ist, daß er einen sich
horizontal erstreckenden elliptischen Kernteil 3 von starker Helligkeit und
einen sich vertikal erstreckenden Halo- oder Lichthofteil 4 von geringer
Helligkeit aufweist.
-
Der bei dem Leuchtfleck im Randbereich des Bildschirms ausgebildete
Halo-Teil entsteht dadurch, daß der Elektronenstrahl in vertikaler Richtung
überFokussiert wird.
-
Als Mittel zur Verbesserung der durch die Verzerrung des abgelenkten
Elektronenstrahls verursachten geringeren Auflösung sind hauptsächlich die
folgenden Verfahren angewendet worden:
-
(1) Die Verwendung einer Vorfokussierlinse ermöglicht eine starke
Fokussierung eines Elektronenstrahls, wodurch der Durchmesser eines
Elektronenstrahls, der ein ablenkendes Magnetfeld und eine Hauptlinse
passiert, verringert und damit die durch das inhomogene Magnetfeld
verursachte Ablenkungsverzerrung abgeschwächt wird.
-
(2) Verwendung einer asymmetrischen Linse als VorFokussierlinse und
UnterFokussierung eines Elektronenstrahls in vertikaler Richtung; diese
Maßnahmen führen zu einer Abschwächung des durch das inhomogene Magnetfeld
verursachten vertikalen Fokussierungsgrades und zu einer Verminderung des
ÜberFokussierungsgrades.
-
(3) Unterteilung einer Fokussierelektrode in mehrere
Elektrodeneinheiten, Anlegen einer Fokussierspannung an eine
Fokussierelektrodeneinheit und Anlegen einer synchron zur Ablenkung
veränderten Fokussierspannung an die anderen Fokussierelektrodeneinheiten;
diese Maßnahmen führen zur Bildung einer Quadrupollinse, die zur Erzeugung
einer Divergenzwirkung auf einen Elektronenstrahl dient, um den vertikalen
OberFokussierungsgrad abzuschwächen (Im Patentblatt erschienene
Offenlegungsschriften der JP-A Sho. 61-39346 und Sho. 61-39347).
-
Die obigen Verfahren ermöglichen die Verbesserung der Bildauflösung
im Randbereich des Bildschirms.
-
Dennoch haben die Verfahren (1) und (2) den Nachteil, daß sich die
Bildauflösung in der Mitte des Bildschirms verschlechtert, da bei Anwendung
des ersteren Verfahrens der Brennpunktdurchmesser zunimmt, wodurch der
Leuchtfleckdurchmesser in der Bildschirmmitte vergrößert wird, während das
letztere Verfahren zuläßt, daß der Leuchtfleck in der Bildschirmmitte eine
elliptische form mit vertikal liegender Hauptachse aufweist.
-
Das Verfahren (3) ermöglicht eine hervorragende Bildauflösung in der
Mitte und im Randbereich des Bildschirms. Dieses Verfahren erfordert jedoch
zwei Fokussierspannungsquellen, da an mindestens eine der
Fokussierelektrodeneinheiten die Fokussierspannung angelegt werden muß, die synchron
zu dem abgelenkten Elektronenstrahl verändert wird, während an die anderen
Fokussierelektrodeneinheiten die andere Fokussierspannung angelegt werden
muß.
-
Im allgemeinen liefert eine zugeordnete Röhrenfassung nur eine
Fokussierspannung, da als Fokussierspannung eine Hochspannung von
beispielsweise 7 bis 8 kV benötigt wird. Im Gegensatz dazu erfordert das
Verfahren (3) den Anschluß einer speziellen Vorrichtung an die Fassung, um
eine elektrische Entladung zu verhindern, da für das Verfahren zwei
Fokussierspannungen benötigt werden. Das Verfahren (3) hat den Nachteil,
daß die Kompatibilität mit der herkömmlichen Bildröhre verloren geht.
-
Diesem Problem begegnet man zum Beispiel bei der fortlaufend
abgetasteten 110º-flach-Rechteck-Farbbildröhre von H. Suzuki u.a. in den
bereits erwähnten Proceedings of the Society for Information Display (SID),
Bd. 28, Nr. 4, 1987, S. 403-407, SID, New York, NY, USA, wo ebenfalls eine
Vorfokussierlinse vorgeschlagen wird.
-
Wie weiter oben dargelegt, trägt die Farbbildröhre mit
Selbstkonvergenz, in der eine In-Line-Elektronenkanone verwendet wird, in
hohem Maße zur Qualitäts- und Leistungsverbesserung der Farbbildröhre bei.
Sie weist jedoch im Randbereich des Bildschirms eine schlechtere
Bildauflösung auf. Um die Bildauflösung zu verbessern, mußte die Auflösung
in der Mitte des Bildschirms verringert oder die Kompatibilität mit der
herkömmlichen Bildröhre aufgegeben werden.
-
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Elektronenkanone für
eine Farbbildröhre zu schaffen, die eine hervorragende Bildauflösung in der
Mitte und im Randbereich des Bildschirms aufweist.
-
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine
Elektronenkanone für eine Farbbildröhre zu schaffen, die einen Halo-Teil
im Randbereich des Bildschirms unterdrückt oder beseitigt.
-
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine
Elektronenkanone für eine Farbbildröhre zu schaffen, welche die
Kompatibilität mit der herkömmlichen Bildröhre bewahrt.
-
Dementsprechend schafft die Erfindung eine Elektronenkanone gemäß der
Definition in Anspruch 1.
-
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die synchron mit dem
abgelenkten Elektronenstrahl veränderliche Fokussierspannung eine
Kombination aus einer dynamischen Spannung mit einer Potentialdifferenz von
1000 bis 2000 V zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert sowie
einer Gleichspannung von 7000 bis 8000 V, wobei der Minimalwert mit dem
Leuchtfleck in der Bildschirmmitte, der Maximalwert mit dem Leuchtfleck im
Randbereich des Bildschirms synchronisiert ist und die Spannung eine nach
unten konvexe Parabolspannung ist.
-
Der durch die Widerstandseinrichtung gegebene Widerstandswert ist so
bemessen, daß die dynamische Komponente der Fokussierspannung nicht zur
nächsten Elektrode weitergeleitet wird. Normalerweise ist der Widerstand
mindestens gleich der Ausgangsimpedanz der zugehörigen Erzeugungsschaltung
für die dynamische Spannung.
-
Die der dynamischen (Wechselspannungs-) Komponente entsprechende
Potentialdifferenz, die zwischen der ersten und der zweiten
Fokussierelektrodeneinheit anliegt, bewirkt die Bildung einer Quadrupol-
Elektronenlinse zwischen der ersten und der zweiten
Fokussierelektrodeneinheit.
-
Wenn der Elektronenstrahl zur Mitte des Bildschirms abgelenkt wird,
dann wird er nur durch die Hauptlinse fokussiert, wenn er aber zum
Randbereich des Bildschirms abgelenkt wird, dann wird er durch die
Hauptlinse und die Quadrupol-Elektronenlinse fokussiert.
-
Mit den orthogonal zueinander angeordneten Elektronenstrahl-
Durchtrittslöchern kann die Quadrupol-Elektronenlinse eine horizontale
Fokussierfunktion und eine vertikale Divergenzfunktion ausüben. Dadurch
ergibt sich eine Unterfokussierung der Vertikalkomponenten eines
Elektronenstrahls, wodurch die Erscheinung der vertikalen Überfokussierung
behoben und ein Halo-Teil unterdrückt oder beseitigt wird.
-
Es ist daher möglich, die Bildauflösung im Randbereich des
Bildschirms zu verbessern, ohne die Auflösung in der Mitte des Bildschirms
verringern zu müssen.
-
Da außerdem der Versorgungsanschluß für eine Fokussierspannung nur
für die erste Fokussierelektrode nötig ist, bleibt bei dieser
Elektronenkanone die Kompatibilität mit der herkömmlichen Bildröhre
erhalten.
-
Nachstehend wird eine Elektronenkanone für eine Farbbildröhre, die
lediglich ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, anhand der
Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen:
-
Fig. 1(a) eine abstrahierte Darstellung eines kissenförmigen
Magnetfeldes und Fig. 1(b) eine abstrahierte Darstellung eines
tonnenförmigen Magnetfeldes;
-
Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung der
Elektronenstrahlflecke oder Leuchtflecke in der Mitte und im Randbereich des
Bildschirms der herkömmlichen Farbbildröhre;
-
Fig. 3(a) einen schematischen Horizontal schnitt, der ein
Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Elektronenkanone für eine
Farbbildröhre zeigt, und Fig. 3(b) einen schematischen seitlichen Schnitt
der in Fig. 3(a) gezeigten Elektronenkanone;
-
Fig. 4(a) eine Ansicht der Elektronenstrahl-Durchtrittslöcher, die
auf der Seite der ersten Fokussierelektrode gegenüber der in Fig. 3
gezeigten zweiten Fokussierelektrode ausgebildet sind, und Fig. 4(b) eine
Ansicht der Elektronenstrahl-Durchtrittslöcher, die auf der Seite der
zweiten Fokussierelektrode gegenüber der in Fig. 3 gezeigten ersten
Fokussierelektrode ausgebildet sind;
-
Fig. 5 eine Darstellung der Fokussierspannung, die an die in Fig. 3
gezeigte zweite Fokussierelektrode angelegt wird;
-
Fig. 6 eine erläuternde Darstellung zur Beschreibung der Funktion
eines in Fig. 3 gezeigten Widerstands;
-
Fig. 7 eine Modelldarstellung, die ein optisches Modellsystem zur
Beschreibung des Funktionsprinzips einer Hauptlinse darstellt, wenn der
Elektronenstrahl der Elektronenkanone zur Bildschirmmitte abgelenkt wird;
-
Fig. 8(a) eine Modelldarstellung, die ein optisches Modellsystem zur
Beschreibung des horizontalen Funktionsprinzips einer Quadrupol-
Elektronenlinse und einer Hauptlinse zeigt, wenn in der in Fig. 3 gezeigten
Elektronenkanone der Elektronenstrahl zum Randbereich des Bildschirms
abgelenkt wird, und Fig. 8(b) eine Modelldarstellung eines optischen
Modells zur Beschreibung des vertikalen Funktionsprinzips der obigen
Einrichtung;
-
Fig. 9 eine schematische Darstellung der Querschnittsformen der
Elektronenstrahlflecke oder Leuchtflecke in der Mitte und im Randbereich
des Bildschirms bei Verwendung der in Fig. 3 gezeigten Elektronenkanone für
eine Farbbildröhre;
-
Fig. 10 einen schematischen Vertikalschnitt, der ein anderes
Ausführungsbeispiel der erfindungsgemaßen Elektronenkanone für eine
Farbbildröhre darstellt; und
-
Fig. 11 einen schematischen Vertikalschnitt, der ein weiteres
Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Elektronenkanone für eine
Farbbildröhre darstellt.
-
Die gemeinsamen Elemente in den Zeichnungen werden mit den gleichen
Bezugszahlen bezeichnet.
-
Fig. 3(a) zeigt einen schematischen Horizontal schnitt, der ein
Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Elektronenkanone für eine
Farbbildröhre darstellt, und Fig. 3(b) zeigt einen schematischen seitlichen
Schnitt der obigen Einrichtung.
-
In Fig. 3(a) besitzt eine Elektronenkanone 5 in ihrem Inneren ein
Heizelement (nicht dargestellt) und weist drei koplanar angeordnete Katoden
KR, KG, und KB, eine zweite Fokussierelektrode 8a, eine erste
Fokussierelektrode 8b, eine End beschleunigungselektrode 9 und einen
Bündelungs- oder Konvergenztopf 10 auf, die in axialer Richtung der Röhre
angeordnet sind. Die Elektronenkanone 5 wird von einem isolierenden
Haltestab (nicht dargestellt) unterstützt und fixiert.
-
In der Nähe der Elektronenkanone 5 ist ein Widerstand 11 vorgesehen,
der in Fig. 3(b) dargestellt ist. Ein Anschluß 11a des Widerstands 11 ist
mit der zweiten Fokussierelektrode 8a verbunden, und der andere Anschluß
11b ist mit der ersten Fokussierelektrode 8b verbunden. An die erste
Fokussierelektrode 8b wird von einem Preßteller aus (nicht dargestellt)
über eine Zuleitung eine Fokussierspannung angelegt.
-
Die erste Elektrode 6 ist eine dünne plattenartige Elektrode mit drei
Elektronenstrahl-Durchtrittslöchern von kleinen Durchmessern.
-
Die zweite Elektrode 7 ist ebenfalls eine dünne plattenartige
Elektrode mit drei Elektronenstrahl-Durchtrittslöchern von kleinen
Durchmessern.
-
Die zweite Fokussierelektrode 8a und die erste Fokussierelektrode 8b
bilden eine Kombination von topfartigen Elektroden.
-
An der zweiten Fokussierelektrode 8a sind auf der Seite gegenüber der
zweiten El ektrode 7 drei El ektronenstrahl -Durchtri ttsl öcher ausgebildet,
deren Durchmesser etwas größer sind als bei denjenigen der zweiten
Elektrode 7. Auf der Seite gegenüber der ersten Fokussierelektrode 8b sind
drei rechteckige Elektronenstrahl-Durchtrittslöcher 12 (zweite
Elektronenstrahl-Durchtrittslöcher) ausgebildet, deren Hauptachsen sich jeweils in
vertikaler Richtung erstrecken, wie in Fig. 4(a) dargestellt.
-
An der ersten Fokussierelektrode 8b sind auf der Seite gegenüber der
zweiten Fokussierelektrode 8a drei rechteckige Elektronenstrahl-
Durchtrittslöcher 13 (erste Elektronenstrahl-Durchtrittslöcher)
ausgebildet, deren Hauptachsen sich jeweils in horizontal er Richtung
erstrecken, wie in Fig. 4(b) dargestellt. An der ersten Fokussierelektrode
8b sind auf der Seite gegenüber der Endbeschleunigungselektrode 9 drei
kreisförmige Elektronenstrahl-Durchtrittslöchermit jeweils größeren
Durchmessern ausgebildet.
-
Die Endbeschleunigungselektrode 9 setzt sich aus zwei topfartigen
Elektroden zusammen. Auf beiden Seiten gegenüber der ersten
Fokussierelektrode 8b bzw. gegenüber dem Konvergenztopf 10 sind jeweils
drei kreisförmige Elektronenstrahl-Durchtrittslöcher mit größeren
Durchmessern ausgebildet.
-
An die Katoden KR, KG und KB in der Elektronenkanone 5 werden eine
Gleichspannung von etwa 150 V und ein Bildmodulationssignal angelegt, die
erste Elektrode 6 wird geerdet, und an die zweite Elektrode 7 wird eine
Gleichspannung von etwa 600 V angelegt. Außerdem liegt an der zweiten
Fokussierelektrode 8a eine Fokussierspannung von etwa 7 kV an, während an
der ersten Fokussierelektrode 8b eine Fokussierspannung von etwa 7 bis 8
kV und an der Endbeschleunigungselektrode 9 eine Hochspannung von 25 kV bis
30 kV anliegt.
-
Die Katoden KR, KG und KB, die erste Elektrode 6 und die zweite
Elektrode 7 bilden eine Triode, die einen Elektronenstrahl emittiert und
einen Kreuzungs- oder Brennpunkt ausbildet.
-
Der von der Triode emittierte Elektronenstrahl wird durch die Wirkung
einer zwischen der zweiten Elektrode 7 und der zweiten Fokussierelektrode
8a ausgebildeten Vorfokussierlinse vorfokussiert und dann durch die aus der
ersten Fokussierelektrode 8b und der Endbeschleunigungselektrode 9
zusammengesetzte Hauptlinse endfokussiert.
-
Nachstehend wird die Funktionsweise der Elektronenkanone 5 unter
Bezugnahme auf Fig. 5 bis 8 näher erläutert.
-
Vom Preßteller aus wird über eine Zuleitung eine Fokussierspannung
an die erste Fokussierelektrode 8b angelegt. Diese Fokussierspannung
entsteht durch Überlagerung aus einer Gleichspannung 14 von 7000 V und
einer dynamischen Spannung 15 von etwa 1000 V, die sich in parabolischer
Form synchron mit der Ablenkung ändert. Die dynamische Spannung 15 ist etwa
gleich 1000 V, wenn der Elektronenstrahl zum Randbereich des Bildschirms
abgelenkt wird, und sie ist gleich 0 V, wenn der Elektronenstrahl zum
Mittelpunkt des Bildschirms abgelenkt wird.
-
Die Fokussierspannung wird an die erste Fokussierelektrode 8b und
dann über den Widerstand 11 an die zweite Fokussierelektrode 8a angelegt.
Angenommen, der Gleichstromwiderstand des Widerstands 11 betrage etwa
200 kΩ, dann bleibt die an der zweiten Fokussierelektrode 8a anliegende
Fokussierspannung auf dem gleichen Pegel wie der Anschluß 11b des
Widerstands 11; für Wechselspannungen bleibt sie jedoch im isolierten Zustand,
so daß keine dynamische Spannung 15 anliegt.
-
Wenn der Elektronenstrahl den Mittelpunkt des Bildschirms erreicht,
liegt die zweite Fokussierelektrode 8a auf dem gleichen Potentialpegel wie
die erste Fokussierelektrode 8b, da weder an der zweiten Fokussierelektrode
8a noch an der ersten Fokussierelektrode 8b eine dynamische Spannung 15
anliegt. Daher wird zwischen der zweiten Fokussierelektrode 8a und der ersten
Fokussierelektrode 8b keine Quadrupollinse ausgebildet, so daß der
Elektronenstrahl durch die Hauptlinse fokussiert wird.
-
Wenn der Elektronenstrahl den Randbereich des Bildschirms erreicht,
wird an die erste Fokussierelektrode 8b, jedoch nicht an die zweite
Fokussierelektrode 8a die dynamische Spannung 15 angelegt, so daß zwischen
der zweiten Fokussierelektrode 8a und der ersten Fokussierelektrode 8b eine
Potentialdifferenz von etwa 1000 V entsteht. Diese Elektroden 8a und 8b
bilden daher die Quadrupollinse, die eine horizontale Fokussierwirkung und
eine vertikale Divergenzwirkung auf den Elektronenstrahl ausübt. Von der
Hauptlinse aus gesehen, bedeutet das, daß sich der horizontale virtuelle
Punkt nicht exakt mit dem vertikalen virtuellen Punkt überlappt. Der
horizontale Fokussierungszustand des Elektronenstrahls unterscheidet sich
folglich von seinem vertikalen Fokussierungszustand.
-
Fig. 7 und 8 zeigen ein optisches Modellsystem.
-
Wenn der Elektronenstrahl den Mittelpunkt des Bildschirms erreicht,
wird er nur von der Hauptlinse 16 Fokussiert, so daß auf dem Bildschirm der
kreisförmige Leuchtfleck entsteht.
-
Wenn der Elektronenstrahl als nächstes den Randbereich des
Bildschirms erreicht, wird er von der Hauptlinse 17 und der Quadrupollinse
18, 19 fokussiert, wie in Fig. 8(a) und (b) dargestellt. Gleichzeitig wird
die Potentialdifferenz zwischen der ersten Fokussierelektrode 8b und der
Endbeschleunigungselektrode 9 verringert, so daß die Fokussierwirkung der
Hauptlinse 17 schwächer wird als diejenige der in Fig. 7 dargestellten
Hauptlinse 16.
-
Wie in Fig. 8(a) gezeigt, übt die Quadrupollinse 18 eine horizontale
Fokussierwirkung auf den Elektronenstrahl aus, aber der Elektronenstrahl
kann sehr sauber fokussiert werden, da die Hauptlinse 17 eine schwache
Fokussierwirkung ausübt. Dabei verschiebt sich der virtuelle Punkt 20
scheinbar in Achsenrichtung nach rückwärts.
-
Wie in Fig. 8(b) dargestellt, bleibt der Elektronenstrahl im
unterfokussierten Zustand, da die Quadrupollinse 19 zusammen mit der von
der Hauptlinse 17 ausgeübten schwachen Fokussierwirkung eine vertikal
divergierende Wirkung auf den Elektronenstrahl ausübt. Im Ergebnis dient
dieser Unterfokussierungszustand dazu, eine Ablenkungs-Defokussierung im
Überfokussierungszustand aufzuheben, in dem der vertikale virtuelle Punkt
21 des Elektronenstrahls sich scheinbar in axialer Richtung nach rückwärts
verschiebt.
-
Wie weiter oben dargelegt, ist nach diesem Ausführungsbeispiel der
Elektronenstrahlfleck oder Leuchtfleck 22 im Mittelpunkt des Bildschirms
kreisförmig, und der Elektronenstrahlfleck oder Leuchtfleck 23 im
Randbereich des Bildschirms hat eine form ohne Halo- oder Lichthofteil (s.
Fig. 2), wodurch man im Ergebnis eine hohe Bildauflösung auf dem gesamten
Bildschirm erhält.
-
Außerdem benötigt die Elektronenkanone nach dem Ausführungsbeispiel
keinen Versorgungsanschluß für die zweite Fokussierelektrode 8a, sondern
nur einen Versorgungsanschluß für die erste Fokussierelektrode 8b. Daher
benötigt die Elektronenkanone wie gewöhnlich nur einen Versorgungsanschluß,
so daß die Kompatibilität mit der herkömmlichen Farbbildröhre bewahrt
werden kann.
-
In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ist die Fokussierelektrode
in zwei Einheiten geteilt, das heißt in die zweite Fokussierelektrode 8a
und die erste Elektrode 8b. Wie in Fig. 10 dargestellt, ist die Erfindung
jedoch auch auf eine Konstruktion anwendbar, in welcher die
Fokussierelektrode in drei Elektrodeneinheiten unterteilt ist, das heißt
in eine erste Fokussierelektrode 24c, eine zweite Fokussierelektrode 24b
und eine dritte Fokussierelektrode 24a.
-
An der dritten Fokussierelektrode 24a sind auf der Seite gegenüber
der zweiten Elektrode 7 kreisförmige Elektronenstrahl-Durchtrittslöcher 13
ausgebildet. Auf der anderen Seite gegenüber der zweiten Fokussierelektrode
24b sind elliptische Elektronenstrahl-Durchtrittslöcher ausgebildet, deren
Hauptachsen horizontal liegen, wie in Fig. 4(b) dargestellt. Auf beiden
Seiten der zweiten Fokussierelektrode 24b, das heißt auf der Seite
gegenüber der dritten Fokussierelektrode 24b bzw. gegenüber der ersten
Fokussierelektrode 24c, sindelliptische Elektronenstrahl-Durchtrittslöcher
12 ausgebildet, deren Hauptachsen vertikal liegen. Außerdem sind an der
ersten Fokussierelektrode 24c auf der Seite gegenüber der zweiten
Fokussierelektrode 24b elliptische Elektronenstrahl-Durchtrittslöcher 13
ausgebildet, deren Hauptachsen horizontal liegen, wie in Fig. 4(b)
dargestellt. Auf der anderen Seite gegenüber der
Endbeschleunigungselektrode 9 sind kreisförmige Elektronenstrahl-
Durchtrittslöcher ausgebildet.
-
Ein Anschluß 11a des Widerstands 11 ist mit der zweiten
Fokussierelektrode 24b verbunden, und der andere Anschluß 11b ist mit der
ersten Fokussierelektrode 24c verbunden. Wie beim vorangehenden
Ausführungsbeispiel wird die aus der Gleichspannung 14 und der dynamischen
Spannung 15 bestehende Fokussierspannung an die erste Fokussierelektrode
24c und die dritte Fokussierelektrode 24a angelegt.
-
Die an der ersten Fokussierelektrode 24c anliegende Fokussierspannung
wird über den Widerstand 11 auch an die zweite Fokussierelektrode 24b
angelegt. Wenn der Elektronenstrahl den Randbereich des Bildschirms
erreicht, dann wird in der Nähe der zweiten Fokussierelektrode 24b eine
Quadrupollinse ausgebildet. Diese Quadrupollinse dient dazu, die
Ablenkungs-Defokussierung des Elektronenstrahls auf der Basis des in Fig.
5 bis 8 beschriebenen Funktionsprinzips aufzuheben.
-
Die Gegenwart einer erdfreien Kapazität zwischen den entsprechenden
Elektroden, welche die Fokussierelektrode bilden, ermöglicht die Ableitung
der Wechselspannungskomponenten der Spannung an der Elektrode, an welcher
nur die Gleichstromkomponenten anliegen, da die an der benachbarten
Elektrode anliegende dynamische Spannung zur Ableitung dieser
Wechelspannungskomponenten dient. Im Ergebnis kann die Potentialdifferenz
zwischen beiden Elektroden von einem gewünschten Wert abweichen. Es kann
damit unmöglich sein, eine gewünschte, von der Elektronenlinse ausgeübte
Fokussierwirkung und Divergenzwirkung zu erzielen.
-
Um diesen Nachteil zu beheben, wird ein kapazitives Element an eine
Fokussierelektrode angeschlossen, an welcher nur die
Gleichspannungskomponente der Fokussierspannung anl iegt.
-
Zum Beispiel wird, wie in Fig. 11 gezeigt, ein Ende eines kapazitiven
Elements 25 mit der zweiten Fokussierelektrode 8a der in Fig. 3 gezeigten
Elektronenkanone 5 verbunden. Das andere Ende wird geerdet.
-
Die Kapazität des kapazitiven Elements 25 sollte das Zehnfache der
erdfreien Kapazität betragen, die zwischen der ersten Fokussierelektrode
8b und der zweiten Fokussierelektrode 8a vorhanden ist. Die Kapazität
ermöglicht die Beseitigung der durch die in der Fokussierspannung
enthaltene dynamische Spannung 15 abgeleiteten Wechselspannungskomponenten.
Daher wird zwischen der Elektrode, an welche nur die in der
Fokussierspannung enthaltene Gleichspannung angelegt werden muß, und der
Elektrode, an welche die aus der Gleichspannung und der überlagerten
dynamischen Spannung zusammengesetzte Fokussierspannung angelegt werden
muß, eine vorgegebene Potentialdifferenz erzeugt.
-
Durch Anbringen von dünnen Metallplatten auf beiden Oberflächen einer
dünnen Keramikplatte läßt sich das kapazitive Element 25 leicht herstellen.
-
Nach der vorstehenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels wird als
Standardtyp der Elektronenkanone eine Elektronenkanone vom Bipotential-Typ
verwendet. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf einen anderen
Elektronenkanonen-Typ angewendet werden, wie z.B. auf einen Unipotential-
Typ, einen Quadrupotential-Typ oder einen Tripotential-Typ.
-
Ferner wurde in der vorstehenden Beschreibung eine Fokussierelektrode
verwendet, die aus zwei oder drei Elektroden bestand; die Erfindung ist
aber auch auf eine aus vier Elektroden zusammengesetzte Fokussierelektrode
anwendbar.
-
In dem vorstehendem Ausführungsbeispiel wurden kreisförmige
Elektronenstrahl-Durchtrittslöcher verwendet, die an den Elektroden
ausgebildet waren, welche die Hauptlinse bildeten; bei der Erfindung können
jedoch auch nichtkreisförmige Löcher oder Löcher mit großem Durchmesser
verwendet werden, die mehreren Elektronenstrahlen gemeinsam sind.
-
Die Erfindung ist so gestaltet, daß eine hohe Qualität der
Selbstkonvergenz-Farbbildröhre mit In-Line-Elektronenkanone erzielt wird.
Trotzdem läßt sich jedoch das Grundprinzip der Erfindung auch auf einen
anderen Elektronenkanonen-Typ für eine Farbbildröhre anwenden, wie z.B. auf
eine Delta-Elektronenkanone, eine Einzelstrahl-Elektronenkanone oder eine
andere Mehrstrahl-Elektronenkanone.