EP0905739A2 - Kathodenstrahlröhre - Google Patents

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EP0905739A2
EP0905739A2 EP98117321A EP98117321A EP0905739A2 EP 0905739 A2 EP0905739 A2 EP 0905739A2 EP 98117321 A EP98117321 A EP 98117321A EP 98117321 A EP98117321 A EP 98117321A EP 0905739 A2 EP0905739 A2 EP 0905739A2
Authority
EP
European Patent Office
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grid
voltage
electrode
electrodes
cathode
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP98117321A
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English (en)
French (fr)
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EP0905739A3 (de
Inventor
Gerhard Dr. Hörsch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales Electron Devices GmbH
Original Assignee
Thomson Tubes Electroniques GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Thomson Tubes Electroniques GmbH filed Critical Thomson Tubes Electroniques GmbH
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Publication of EP0905739A3 publication Critical patent/EP0905739A3/de
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01J29/488—Schematic arrangements of the electrodes for beam forming; Place and form of the elecrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
    • H01J29/52—Arrangements for controlling intensity of ray or beam, e.g. for modulation

Definitions

  • the invention relates to a cathode ray tube in the preamble of the claim 1 Art.
  • Such cathode ray tubes are used in particular in monitor tubes and the like for generating images on an anode-side fluorescent screen.
  • the electron beam is split into two Dimensions deflected perpendicular to the beam direction and thereby in the intensity modulated.
  • the detailed resolution of the generated image is largely determined due to the imaging properties of the electron-optical system of the tube.
  • a measure of the imaging quality is the line width of a deflected beam or the spot size for a given beam direction.
  • EP 0 642 149 A2 describes an electrode arrangement in a beam system a cathode ray tube known in a common grid arrangement with cathode, grid1 and grid2 electrode an additional electrode approximately in the middle between the grid 2 electrode and focus electrode.
  • the grid voltage of the additional electrode is synchronized with the cathode voltage but much larger voltage swing varies. With the variation of The beam current is controlled by the cathode voltage.
  • the variation of the grid voltage the additional electrode affects the focusing effect in the area the additional electrode formed electron beam lens, so that a Focusing dependent on the beam current results, which is dependent on the beam current Counteracts beam divergence.
  • the object of the present invention is to provide an advantageously designed cathode ray tube to be specified with a beam current-dependent beam focusing.
  • the invention is based on the finding that with increasing beam intensity (Beam current) the location of the beam crossing (real cross-over) in the beam direction shifts and the then diverging beam section then the Edge sections of the pre-focusing lens less penetrated.
  • the electron beam is then more divergent at higher beam intensity after the pre-focusing lens.
  • the intensification of the focusing effect in the light-optical case a shortening corresponding to the focal length of the lens) has such a stronger beam divergence opposite and thus leads to a more uniform beam current range Imaging properties.
  • the distance between the Sub-electrodes grid 21 and grid 22 is significantly smaller than the distance between Grid 22 electrode to the focus electrode and the voltage swing of the grid voltage the grid 22 electrode is in particular lower than the mean voltage between the partial electrodes grid 21 and grid 22 and / or less than that Voltage of the grid 21 partial electrode against the reference potential of the radiation system.
  • the variation of the grid 22 electrode voltage takes place in the same direction a variation in the cathode voltage and / or in the opposite direction to that which may have been carried out Variation of the grid1 voltage.
  • the grid voltage of the partial electrode grid 21 can also be used can be varied depending on the beam current, the variation of this grid 21 voltage counter to the variation of the grid 22 voltage.
  • the variation of the beam focusing according to the invention enables on the one hand Use of existing beam systems with a split grid 2 electrode and reduces the effort for variation due to the low voltage surge the focusing considerably and / or enables significantly higher beam current modulation cut-off frequencies.
  • the change in the focusing of the pre-focusing lens is advantageously carried out by influencing one or more electrical ones influencing this lens Potentials of grid electrodes.
  • the means for varying such lattice potentials are skilled in the art of controlling associated video amplifiers known per se, so that the implementation of the invention using known and proven techniques are easily possible.
  • the sketch according to FIG. 1 shows a typical structure of a beam system with a Triode grid arrangement with the electrodes cathode K, first grid G1 usually referred to as grid1, second grid with two electrodes G21 (grid 2/1) and G22 (grid 2/2), grid3 G3 with focus opening and sleeve as well as anode A.
  • the ray axis of the undeflected line is entered as a dash-dotted line Electron beam.
  • the course of the electron beam after the cross-over is divergent.
  • the focusing effect of the pre-focusing lens means that after the cross-over strongly divergent beam is bundled again and passes through the sleeve of the electrode G3 with low divergence.
  • the main lens HL is used for optimal focusing of the electron beam on the screen.
  • the exact position of the real cross-over depends on the beam current (Intensity) of the electron beam and shifts due to the repulsion of the Electrons with each other with increasing beam current away from the cathode in Beam direction.
  • the shift of the cross-over with increasing beam current has the consequence that the focusing effect of the pre-focusing lens decreases. This increases the divergence of the electron beam as the beam current increases in the sleeve of the electrode G3 (focus cylinder).
  • This in turn will Cross section of the electron beam in the main lens enlarged, which is due to the spherical aberration of the main lens then at higher beam currents causes a stronger spot of a depicted point on the screen.
  • the pre-focusing lens is dimensioned so that an optimal imaging quality is reached at high beam current, the one shown increases Point with small jet currents.
  • the effect of the pre-focusing lens in Depending on the beam intensity (beam current) varies.
  • Beam current is preferably supplied to the control electronics of the tube Brightness control signal or a signal derived therefrom. In this way it can be achieved that both at low and at high Optimal image quality is achieved.
  • the focusing one The effect of the pre-focusing lens increases with increasing beam current. For Realization are listed below several advantageous alternatives.
  • electrode voltages are used mentioned, which measured against a common reference potential (mass) where the voltage applied to cathode or grid1 is often at or is placed near ground.
  • a positive voltage means a potential gradient and thus an acceleration field.
  • the different variants have in common that the anode voltage is regarded as constant and z. B. is about 30 kV.
  • the on Grid3 applied voltage is in practice dependent on the deflection signal varies to reflect the different beam paths in the deflection different areas of the screen when focusing the main lens too will take into account, however, in the following explanations, since for the Differentiation according to different jet currents is irrelevant, also as viewed unchanged, which is a consideration of the image of the undeflected Corresponds to the electron beam.
  • the cathode control, the grid control and the cathode grid 1 push-pull control are essential for influencing the intensity of the electron beam.
  • the grid 1 electrode G1 is at constant potential as the cathode control held and the voltage applied to the cathode, positive to G1 varies such that starting from an initial value at which no electron beam is generated, the cathode voltage for increasing beam intensity is reduced, for example from +100 V to + 50 V with a grid electrode connected to 0 V. G1.
  • the cathode K is constant Potential, for example 0 V and at the grid electrode G1 is opposite the cathode negative voltage, for example from -100 V is varied after -50 V (from dark tube to maximum brightness).
  • the focusing effect of the pre-focusing lens provides that on the grid electrode G22 to vary the applied voltage.
  • this voltage depending the beam intensity (or an equivalent size as cathodes and / or grid 1 voltage, brightness control signal, etc.) can be the inventive Change the focusing effect of the pre-focusing lens can be controlled.
  • the typically negative applied to the grid electrode G22 Voltage decreased with increasing beam current, for example from -150 V to -200 V.
  • the change in voltage U22 at the grid electrode G22 thus runs in the same direction (i.e. the voltage decreases with increasing Beam current) like the cathode voltage and / or in the grid 1 voltage opposite direction.
  • FIG. 2 schematically shows the course of line widths WL of an imaged one Point or a depicted line on the screen depending on the voltage U22 applied to the grid electrode G22.
  • the curves show Minima, i.e. places with the smallest line width, at different voltage values of U22, the minima with increasing beam current Ik as parameters shift to lower voltage values of U22 and at the same time are more pronounced.
  • FIG. 3 is an evaluation of such a family of curves according to FIG. 2 the dependency the voltage U22 to be selected for optimum image sharpness Beam current Ik plotted, with the tendency towards more negative voltage values for U22 is clearly expressed with increasing beam current Ik. If, as in the example of FIG. 2, the minima of the curves outlined there for small ones Jet currents are not particularly pronounced, the voltage swing of the course according to FIG. 3 can be reduced in such a way that for low jet currents not the optimal voltage values for U22 are selected, but for them small beam currents the optimum, that is, with respect to the curves in FIG. 2 that Minimum curve, is only approximated. In the voltage curve according to FIG. 3rd can, for example, the voltage rise towards small beam currents limited to the limit indicated by the dashed line become. A smaller voltage swing is advantageous for the dimensioning of the associated control signal generator.
  • Another advantageous embodiment for influencing the focusing effect the pre-focusing lens provides, not only the one lying against the grid electrode G22 Voltage U22 to vary with the beam current, but also that at the Grid electrode G21 to change the applied voltage.
  • This tension will usually used to set the so-called cut-off point by with fixed initial values for the cathode voltage and / or the grid 1 voltage the voltage at the electrode G21 is set so that just no point is shown on the screen.
  • the change in the Grid electrode G21 applied voltage is used to influence the focusing effect the pre-focusing lens in such a way that with increasing Beam current the voltage applied to the grid electrode G21 starting from Your cut-off setting value is increased.
  • the change in the grid electrode In this version, voltage applied to G21 runs in opposite directions to change the voltage at the grid electrode G22 and in opposite directions to the cathode voltage and / or the same as that applied to grid G1 Tension.
  • the voltage swing when varying the grid voltage on lattice 21 it is again preferred that the voltage swing is smaller than the mean voltage between the grid electrodes G21 and G22 and / or is less than the voltage of the grid electrode G21 against the reference potential of the Blasting system.
  • the voltage at the grid electrode G21 has a voltage swing of 750 for the brightness modulation range of the tube V to 800 V.
  • the variation of the voltage at the grid electrode G21 also has an effect still distributing on the beam current characteristic by increasing it Voltage value has a more accelerating effect on the emitted electrons and thereby contributing to the increase itself through the course of your change of the jet current.

Landscapes

  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)
  • Cold Cathode And The Manufacture (AREA)

Abstract

Für eine Kathodenstrahlröhre mit mehreren Gitterelektronen, die innerhalb eines abbildenden Strahlsystems eine Kathodenlinse, eine Vorfokussierlinse und eine Hauptlinse bilden, wird vorgeschlagen, die Fokussierwirkung der Vorfokussierlinse in Abhängigkeit von der Intensität des Elektronenstrahls zu verändern und dadurch für einen weiten Bereich des Strahlstroms eine optimale Abbildungsschärfe zu erzielen. Für eine Gitteranordnung mit einer G21-Elektrode und einer G22-Elektrode wird hierzu vorgeschlagen, zumindest die an G22 anliegende Spannung in Abhängigkeit vom Strahlstrom mit geringem Spannungshub zu variieren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlröhre der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.
Derartige Kathodenstrahlröhren finden insbesondere Einsatz in Monitorröhren und dergleichen zur Erzeugung von Bildern auf einem anodenseitigen Leuchtschirm. Zur Erzeugung eines flächigen Bildes wird der Elektronenstrahl in zwei Dimensionen senkrecht zur Strahlrichtung abgelenkt und dabei in der Intensität moduliert. Die Detailauflösung des erzeugten Bildes ist maßgeblich mit bestimmt durch die Abbildungseigenschaften des elektronenoptischen Systems der Röhre. Ein Maß für die Abbildungsqualität ist die Linienbreite eines abgelenkten Strahl oder die Punktgröße bei einer bestimmten Strahlrichtung.
Aus der EP 0 642 149 A2 ist eine Elektrodenanordnung in einem Strahlsystem einer Kathodenstrahlröhre bekannt, welche bei einer gebräuchlichen Gitteranordnung mit Kathode, Gitter1- und Gitter2-Elektrode eine zusätzliche Elektrode ungefähr in der Mitte zwischen Gitter2-Elektrode und Fokuselektrode vorsieht. Die Gitterspannung der zusätzlichen Elektrode wird gleichlaufend mit der Kathodenspannung aber wesentlich größerem Spannungshub variiert. Mit der Variation der Kathodenspannung wird der Strahlstrom gesteuert. Die Variation der Gitterspannung der zusätzlichen Elektrode beeinflußt die Fokussierwirkung einer im Bereich der zusätzlichen Elektrode gebildeten Elektronenstrahllinse, so daß sich eine strahlstromabhängige Fokussierung ergibt, welche einer strahlstromabhängigen Strahldivergenz entgegenwirkt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine vorteilhaft ausgestaltete Kathodenstrahlröhre mit einer strahlstromabhängigen Strahlfokussierung anzugeben.
Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 angegeben. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
Die Erfindung geht aus von der die Erkenntnis, daß mit zunehmender Strahlintensität (Strahlstrom) sich der Ort der Strahlkreuzung (reeller cross-over) in Strahlrichtung verschiebt und der danach divergierende Strahlabschnitt dann die Randabschnitte der Vorfokussierlinse weniger durchsetzt. Der Elektronenstrahl ist dann bei höherer Strahlintensität nach der Vorfokussierlinse stärker divergierend. Die Verstärkung der Fokussierwirkung (im lichtoptischen Fall einer Verkürzung der Linsenbrennweite entsprechend) wirkt einer solchen stärkeren Strahldivergenz entgegen und führt damit zu über einen großen Strahlstrombereich gleichmäßigeren Abbildungseigenschaften.
Es zeigt sich überraschenderweise, daß die gewünschte Strahlstromabhängigkeit der Fokussierung auch mit einem gebräuchlichen Gittersystem mit in zwei hintereinander angeordneten Teilelektroden aufgeteilter der Gitter2-Elektrode, üblicherweise als Gitter21 und Gitter22 bezeichnet, mit deutlich geringerem Spannungshub als bei der bekannten Anordnung erreichbar ist, wobei der Abstand der Teilelektroden Gitter21 und Gitter22 wesentlich kleiner ist als der Abstand der Gitter22-Elektrode zur Fokuselektrode und der Spannungshub der Gitterspannung der Gitter22-Elektrode insbesondere geringer ist als die mittlere Spannung zwischen den Teilelektroden Gitter21 und Gitter22 und/oder geringer ist als die Spannung der Gitter21-Teilelektrode gegen das Bezugspotential des Strahlungssystems. Die Variation der Gitter22-Elektrodenspannung erfolgt gleichlaufend zu einer Variation der Kathodenspannung und/oder gegenläufig zu einer ggf. vorgenommenen Variation der Gitter1-Spannung.
Gemäß einer Weiterbildung kann auch die Gitterspannung der Teilelektrode Gitter21 strahlstromabhängig variiert werden, wobei die Variation dieser Gitter21-Spannung gegenläufig zur Variation der Gitter22-Spannung erfolgt.
Die Variation der Strahlfokussierung nach der Erfindung ermöglicht zum einen die Verwendung bereits vorliegender Strahlsysteme mit aufgeteilter Gitter2-Elektrode und verringert durch den geringen Spannungsschub den Aufwand zur Variation der Fokussierung erheblich und/oder ermöglicht wesentlich höhere Strahlstrom-Modulationsgrenzfrequenzen.
Die Veränderung der Fokussierung der Vorfokussierlinse erfolgt vorteilhafterweise durch Beeinflussung einer oder mehrerer diese Linse beeinflussender elektrischer Potentiale von Gitterelektroden. Die Mittel zur Variation solcher Gitterpotentiale über die Ansteuerung zugehöriger Videoverstärker sind dem Fachmann an sich bekannt, so daß die Realisierung der Erfindung unter Rückgriff auf bekannte und bewährte Techniken problemlos möglich ist.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Dabei zeigt
FIG. 1
eine schematische Darstellung eines Strahlsystems einer Kathodenstrahlröhre
FIG. 2
die Veränderung der Linienbreite für die Variation einer Gitterelektrodenspannung für verschiedene Strahlströme
FIG. 3
den Verlauf der optimalen Gitterelektrodenspannung in Abhängigkeit vom Strahlstrom für das Beispiel nach FIG. 2
Die Skizze nach FIG. 1 zeigt einen typischen Aufbau eines Strahlsystems mit einer Trioden-Gitteranordnung mit den Elektroden Kathode K, erstes Gitter G1 gewöhnlich als Gitter1 bezeichnet, zweites Gitter mit zwei Elektroden G21 (Gitter 2/1) und G22 (Gitter 2/2), Gitter3 G3 mit Fokusöffnung und Hülse sowie Anode A. Als strichpunktierte Linie eingetragen ist die Strahlachse des nicht abgelenkten Elektronenstrahls.
Als elektronenoptische Elemente werden hauptsächlich unterschieden eine Kathodenlinse KL im Bereich von Kathode K und erstem Gitter G1, eine Vorfokussierlinse VL im Bereich von Gitter2 mit Elektroden G21, G22 und Fokusöffnung von Gitter G3, sowie eine Hauptlinse HL im Bereich des Oberteils der Hülse von Gitter3 und Anode A.
Durch die elektronenoptische Wirkung der Kathodenlinse KL werden die aus der Kathode austretenden und in Strahlrichtung beschleunigten Elektroden in einen reellen Strahlschnittpunkt (cross-over) im Bereich der Elektrode G21 des Gitter2 fokussiert. Der Verlauf des Elektronenstrahls nach dem cross-over ist divergent. Durch die fokussierende Wirkung der Vorfokussierlinse wird der nach dem cross-over stark divergente Strahl wieder gebündelt und durchläuft die Hülse der Elektrode G3 mit geringer Divergenz. Die Hauptlinse HL dient zur optimalen Fokussierung des Elektronenstrahls auf den Schirm.
Die genaue Position des reellen cross-overs ist abhängig vom Strahlstrom (Intensität) des Elektronenstrahls und verschiebt sich aufgrund der Abstoßung der Elektronen untereinander mit zunehmendem Strahlstrom von der Kathode weg in Strahlrichtung. Die Verschiebung des cross-overs bei zunehmenden Strahlstrom hat zur Folge, daß die fokussierende Wirkung der Vorfokussierlinse abnimmt. Damit nimmt bei ansteigendem Strahlstrom die Divergenz des Elektronenstrahls in der Hülse der Elektrode G3 (Fokuszylinder) zu. Dadurch wird wiederum der Querschnitt des Elektronenstrahls in der Hauptlinse vergrößert, was aufgrund der sphärischen Aberration der Hauptlinse dann bei höheren Strahlströmen einen stärkeren Hof eines abgebildeten Punktes auf dem Bildschirm verursacht.
Wird dagegen die Vorfokussierlinse so dimensioniert, daß eine optimale Abbildungsqualität bei hohem Strahlstrom erreicht wird, so vergrößert sich der abgebildete Punkt bei kleinen Strahlströmen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun die Wirkung der Vorfokussierlinse in Abhängigkeit von der Strahlintensität (Strahlstrom) variiert. Als Maß für den Strahlstrom wird dabei vorzugsweise ein der Steuerelektronik der Röhre zugeführtes Helligkeitssteuersignal oder ein daraus abgeleitetes Signal herangezogen. Hierdurch kann erreicht werden, daß sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Strahlströmen eine optimale Abbildungsqualität erzielt wird. Die fokussierende Wirkung der Vorfokussierlinse nimmt dabei mit ansteigendem Strahlstrom zu. Zur Realisierung sind nachfolgend mehrere vorteilhafte Alternativen angeführt.
Bei der Erläuterung der verschiedenen Alternativen werden Elektrodenspannungen erwähnt, welche gegen ein gemeinsames Bezugspotential (Masse) gemessen sind, wobei häufig die an Kathode oder Gitter1 angelegte Spannung auf oder in die Nähe von Masse gelegt wird. Für die aus der Kathode austretenden Elektronen bedeutet eine positive Spannung ein Potentialgefälle und damit einBeschleunigungsfeld. Den verschiedenen Varianten gemeinsam ist, daß die Anodenspannung als konstant angesehen wird und z. B. bei ca. 30 kV liegt. Die an Gitter3 anliegende Spannung wird zwar in der Praxis in Abhängigkeit vom Ablenksignal variiert, um die unterschiedlichen Strahlwege bei der Auslenkung in verschiedene Bereiche des Bildschirms bei der Fokussierung der Hauptlinse zu berücksichtigen, wird jedoch bei den nachfolgenden Ausführungen, da für die Unterscheidung nach verschiedenen Strahlströmen unerheblich, gleichfalls als unverändert angesehen, was einer Betrachtung der Abbildung des nicht abgelenkten Elektronenstrahls entspricht.
Für die Beeinflussung der Intensität des Elektronenstrahls sind im wesentlichen die Kathodensteuerung , die Gittersteuerung sowie die Kathoden-Gitter1-Gegentaktsteuerung bekannt und gebräuchlich. Bei der hauptsächlich eingesetzten Kathodensteuerung wird die Gitter1-Elektrode G1 auf konstantem Potential gehalten und die an die Kathode angelegte, gegenüber G1 positive Spannung derart variiert, daß ausgehend von einem Anfangswert, bei welchem kein Elektronenstrahl erzeugt wird, die Kathodenspannung für zunehmende Strahlintensität verringert wird, beispielsweise von +100 V auf + 50 V bei an 0 V liegender Gitterelektrode G1. Bei der sogenannten Gittersteuerung liegt die Kathode K auf konstantem Potential, beispielsweise 0 V und an die Gitterlelektrode G1 ist eine gegenüber der Kathode negative Spannung gelegt, die beispielsweise von -100 V nach -50 V (von dunkler Röhre bis maximaler Helligkeit) variiert wird. Bei der Gegentaktsteuerung schließlich werden sowohl die an der Kathode anliegende Spannung als auch die an Gitter1 anliegende Spannung variiert, wobei die Veränderung gegenläufig in dem Sinne ist, daß die Kathodenspannung verringert wird (z.B. von +50 V nach 0 V) und die Spannung an G1 erhöht wird (z.B. von - 50 V nach 0 V) Bei der Gegentaktsteuerung wird, bei gleichem Spannungshub der einzelnen, diese Spannungen erzeugenden Signalverstärker, der Spannungshub zwischen Kathode und Gitter1 vergrößert und die Strahlstromkennlinie dadurch versteilert.
Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäß vorgesehenen Veränderung der Fokussierwirkung der Vorfokussierlinse sieht vor, die an der Gitterelektrode G22 anliegende Spannung zu variieren. Durch Variation dieser Spannung in Abhängigkeit von der Strahlintensität (bzw. einer äquivalenten Größe wie Kathoden und/oder Gitter1-Spannung, Helligkeitssteuersignal, usw.) kann die erfindungsgemäße Veränderung der Fokussierwirkung der Vorfokussierlinse gesteuert werden. Hierzu wird die an der Gitterelektrode G22 anliegende, typischerweise negative Spannung mit zunehmenden Strahlstrom verringert, beispielsweise von -150 V nach -200 V. Die Veränderung der Spannung U22 an der Gitterelektrode G22 verläuft damit in gleicher Richtung (also Verringerung der Spannung mit zunehmenden Strahlstrom) wie die Kathodenspannung und/oder in zur Gitter1-Spannung gegenläufiger Richtung. Es zeigt sich nun, daß zur wirkungsvollen Steuerung der Fokussierwirkung der Vorfokussierlinse bei der Spannung an der Gitterelektrode G22 ein Spannungshub ungefähr in der Größenordnung des Spannungshubs an Kathode oder Gitter1 ausreicht. Der Spannungshub ist geringer als die mittlere Spannung zwischen den Gitterelektroden G22 und G21 und/oder geringer als die Spannung der Gitter21-Elektrode gegen das Bezugspotential des Strahlsystems. Durch den geringen Spannungshub sind hohe Grenzfrequenzen der Spannungsvariation bei vertretbarem Aufwand zur Erzeugung dieser Spannung ermöglicht.
Die FIG. 2 zeigt schematisch den Verlauf von Linienbreiten WL eines abgebildeten Punktes bzw. einer abgebildeten Linie auf dem Bildschirm in Abhängigkeit von der an der Gitterelektrode G22 angelegten Spannung U22. Die Kurven zeigen Minima, das heißt Orte geringster Linienbreite, zu verschiedenen Spannungswerten von U22, wobei die Minima mit zunehmendem Strahlstrom Ik als Parameter sich zu niedrigeren Spannungswerten von U22 verschieben und gleichzeitig stärker ausgeprägt sind.
In FIG. 3 ist als Auswertung einer solchen Kurvenschar nach FIG. 2 die Abhängigkeit der für optimale Abbildungsschärfen zu wählenden Spannung U22 vom Strahlstrom Ik aufgetragen, wobei die Tendenz zu negativeren Spannungswerten für U22 mit zunehmendem Strahlstrom Ik deutlich zum Ausdruck kommt. Wenn, wie im Beispiel nach FIG. 2, die Minima der dort skizzierten Kurven für kleine Strahlströme nicht besonders ausgeprägt sind, kann der Spannunghub des Verlaufs nach FIG. 3 in der Art vermindert werden, daß für niedrige Strahlströme nicht die optimalen Spannungswerte für U22 gewählt werden sondern für diese kleinen Strahlströme das Optimum, das heißt bezüglich der Kurven in FIG. 2 das Kurvenminimum, lediglich angenähert wird. Im Spannungsverlauf nach FIG. 3 kann beispielsweise der zu kleinen Strahlströmen hin erfolgende Spannungsanstieg auf den durch die gestrichelte Linie angedeuteten Grenzwert beschränkt werden. Ein geringerer Spannungshub ist vorteilhaft für die Dimensionierung des zugehörigen Steuersignalgenerators.
Eine andere vorteilhaft Ausführungsform zur Beeinflussung der Fokussierwirkung der Vorfokussierlinse sieht vor, nicht nur die an der Gitterelektrode G22 anliegende Spannung U22 mit dem Strahlstrom zu variieren, sondern auch die an der Gitterelektrode G21 anliegende Spannung zu verändern. Diese Spannung wird üblicherweise zur Einstellung des sogenannten cut-off-Punktes verwandt, indem bei fest eingestellten Anfangswerten für die Kathodenspannung und/oder die Gitter1-Spannung die Spannung an der Elektrode G21 so eingestellt wird, daß gerade kein Punkt auf dem Bildschirm abgebildet wird. Die Veränderung der an der Gitterelektrode G21 anliegenden Spannung erfolgt zur Beeinflussung der Fokussierwirkung der Vorfokussierlinse in der Weise, daß mit zunehmenden Strahlstrom die an der Gitterelektrode G21 anliegende Spannung ausgehend von Ihrem cut-off-Einstellungswert erhöht wird. Die Veränderung der an der Gitterelektrode G21 anliegenden Spannung erfolgt in dieser Ausführung damit gegenläufig zur Veränderung der Spannung an der Gitterelektrode G22 sowie gegenläufig zu der Kathodenspannung und/oder gleichlaufend zu der an Gitter G1 anliegenden Spannung. Für den Spannungshub bei der Variation der Gitterspannung an Gitter21 gilt wiederum vorzugsweise, daß der Spannungshub geringer ist als die mittlere Spannung zwischen den Gitterelektroden G21 und G22 und/oder geringer ist als die Spannung der Gitterelektrode G21 gegen Bezugspotential des Strahlsystems. Die Spannung an der Gitterelektrode G21 durchläuft für den Helligkeit- Aussteuerbereich der Röhre beispielsweise einen Spannungshub von 750 V bis 800 V. Durch die gleichzeitige Variation der Spannungen an den Gitterelektroden G21 und G22 kann der Spannungshub für beide Spannungen verringert oder bei vergleichbarem Spannungshub der Wirkungsbereich erweitert werden. Die Variation der Spannung an der Gitterelektrode G21 wirkt darüber hinaus auch noch versteilernd auf die Strahlstrom-Kennlinie, indem sie mit zunehmendem Spannungswert stärker beschleunigend auf die emittierten Elektronen wirkt und damit durch den Verlauf Ihrer Veränderung selbst noch einen Beitrag zur Erhöhung des Strahlstroms liefert.
Für die erfindungsgemäße Variation der an den Gitterelektroden G21 und G22 anliegenden Spannungen ist eine kapazitätsarme Ausführung der Gitteranordnung von besonderem Vorteil, wobei der geringe Spannungshub bei der Variation der Gitterspannungen hohe Grenzfrequenzen der Variation bei vertretbarem Aufwand zur Erzeugung der variierten Spannungen ermöglicht.
Die Erfindung ist durch die vorstehend angegebenen Zahlenwerte lediglich veranschaulicht, ohne daß die Anwendbarkeit des Erfindungsgedankens auf derartige Zahlen oder Zahlenbereiche in irgendeiner Weise eingeschränkt sein soll. Die Maßnahmen zur Ausgestaltung der Elektronischen Mittel zur Erzeugung der einzelnen Spannungen sind dem Fachmann allgemein geläufig und daher an dieser Stelle nicht weiter angesprochen. Für die zur Beurteilung der Abbildungsqualität gebrachten Begriffe der Punktgröße oder der Linienbreite gelten die in Fachkreisen bekannten Inhalte zur Definition dieser Begriffe, insbesondere prozentuale Helligkeiten bezüglich der Punktmitte.

Claims (4)

  1. Kathodenstrahlröhre bei welcher die Strahlintensität des Elektronenstrahls veränderbar ist, mit einer Elektrodenanordnung aus mehreren Gitterelektroden, welche über zwischen diesen bestehenden Potentiondifferenzen mindestens eine Hauptfokussierlinse und mindestens eine Vorfokussierlinse für den Elektronenstrahl bilden, wobei die Fokussierwirkung der Vorfokussierlinse durch Verändern einer Elektrodenspannung in Abhängigkeit von der Steuerung der Strahlintensität variierbar ist dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenanordnung eine Gitter2-Elektrode enthält, welche in zwei Teilelektroden Gitter21 und Gitter22 aufgeteilt ist, deren gegenseitiger Abstand in Strahlrichtung wesentlich geringer ist als der Abstand zu einer in Strahlrichtung folgenden Fokuslinse, daß die Elektrodenspannung der Gitter22-Elektrode in Abhängigkeit von der Strahlstromstärke variiert ist, wobei der Spannungshub der Gitter22-Elektrodenspannung geringer ist als die mittlere Spannung zwischen den Teilelektroden Gitter22 und Gitter21 und/oder geringer ist als die Spannung der Gitter21-Elektrode gegen Bezugspotential.
  2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung der Fokussierwirkung die die Elektrodenspannungen beider Elektroden des zweiten Gitters variierbar sind.
  3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit zunehmender Strahlintensität das Potential der kathodennäheren (G21) der beiden Elektroden des zweiten Gitters erhöht wird.
  4. Kathodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit zunehmender Strahlintensität das Potential der kathodenferneren (G22) der beiden Elektroden des zweiten Gitters abgesenkt wird.
EP98117321A 1997-09-24 1998-09-12 Kathodenstrahlröhre Withdrawn EP0905739A3 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19742028 1997-09-24
DE1997142028 DE19742028A1 (de) 1997-09-24 1997-09-24 Kathodenstrahlröhre

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP0905739A2 true EP0905739A2 (de) 1999-03-31
EP0905739A3 EP0905739A3 (de) 2003-03-26

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ID=7843397

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP98117321A Withdrawn EP0905739A3 (de) 1997-09-24 1998-09-12 Kathodenstrahlröhre

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0905739A3 (de)
DE (1) DE19742028A1 (de)

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