NL8500807A - Beeldbuis. - Google Patents

Description

f PHN 11.333 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Beeldbuis.

De uitvinding heeft betrekking pp een beeldbuis bevattende in een geëvacueerde entailing een elektronenkanan voor het opwekken van een elektronenbundel die pp een beeldscherm met behulp van een elektrostatische focusseerlens wordt gefocusseerd en die over dit beeldscherm 5 in twee onderling loodrechte richtingen wordt af gebogen.

Een dergelijke beeldbuis wordt bijvoorbeeld toegepast in een inrichting voor het weergeven van symbolen en/of figuren die bijvoorbeeld door een computer gegenereerd worden. Een dergelijke huis wordt ook wel een D.G.D.-buis genoemd (DGD = Data Graphic Display). Een dergelijke 10 beeldbuis kan echter ook een proj eetietelevis iebee Idbuis of een ander type beeldbuis zijn, waarin slechts één elektronenbundel wordt opgewekt.

Een dergelijke beeldbuis is bekend uit "Philips Data Handbook", Electron tubes, part 8, July 1983, Monitor Tubes.

Zowel bij projectietelevisiebeeldbuizen als DGD-buizen is een 15 trefvlek van de elektronenbundel pp het beeldscherm van een zeer hoge kwaliteit gewenst. Dit betekent een trefvlek met zeer bepaalde liefst geringe afmetingen en zonder een de trefvlek omgevende waas. De trefvlek moet bijvoorbeeld zuiver rond zijn. Met de tot nu toe bekende kanontypen met uit plaatmateriaal diep-getrokken focusseerlenselektrodes was het 20 niet goed mogelijk de gewenste trefvlekkwaliteit te verwezenlijken.

Een ander type fout treedt pp door het scheef staan van het gehele kanon, dat bijvoorbeeld het gevolg is van een onnauwkeurige kanon-insmelting in de omhulling of onnauwkeurige kanonmontage. De niet af gebogen elektronenbundel wordt daardoor niet in het centrum van het beeld-25 scherm tot een trefvlek gefocusseerd, waardoor het raster (beeld) niet gecentreerd is.

De uitvinding beoogt dan ook een beeldbuis aan te geven, waarbij het mogelijk is goedkope uit plaatmateriaal diep-getrokken elektrodes te gebruiken en waarbij een hoge trefvlekkwaliteit wordt verwezenlijkt naast 30 een goed gecentreerd raster.

Een beeldbuis van de in de eerste alinea genoemde soort wordt volgens de uitvinding gekenmerkt, doordat in de nabijheid van de focusseerlens en coaxiaal rond de kanonas een als multipool gemagnetiseerde 8500307 PHN 11.333 2 structuur uit magnetisch halfhard materiaal is aangebracht ter correctie van centreer- en trefvlekvorm-fouten.

De uitvinding berust onder andere op het inzicht dat de mechanische onrondheid van de focusseerlens-elektrodes 4-pool en hogere-5 orde-pool invloeden op de elektronenbundel heeft die de elektronenbundel en dus ook de trefvlek qp het beeldscherm onrond maken en waardoor ook een vaak niet syrrmetrische waas rond de trefvlek ontstaat.

Opgemerkt wordt dat uit het Amerikaanse octrooischrift 4.220.897 (PHN 8845), dat als hierin opgenomen kan worden beschouwd, een 10 kleurenbeeldbuis bekend is, waarbij om de statische convergentie van de drie daarin opgewekte elektronenbundels op het beeldscherm te bewerkstelligen in de hals van de beeldbuis aan het kanonuiteinde een ring van magnetisch materiaal is bevestigd, welke na het vervaardigen van de beeldbuis van buitenaf als multipool is gemagnetiseerd. Het betreft hier dus niet 15 een projectietelevisiebeeldbuis of een DGD-buis met één elektronenbundel, maar een kleurenbeeldbuis met drie bundels die moeten convergeren qp het beeldscherm.

In het Amerikaanse octrooischrift 4.424.466 (PHN 9593), dat als hierin opgenomen kan worden beschouwd, is een kathodestraalbuis be-20 schreven met een of twee elektronenbundels en net elektrostatische afbuiging. Rond de elektronenkanonas zijn een of meer als multipool gemagnetiseerde ringen geplaatst voor het corrigeren van fouten in de afbuiging.

Er bevindt zich bijvoorbeeld een ring tussen de twee stellen afbuigplaten, tussen de afbuigplaten en het beeldscherm en/of nabij de kathode. De ring 2 5 nabij de kathode dient voor de beïnvloeding van de bundelvorm en dus de vorm van de trefvlek. Het is echter veel aantrekkelijker gebleken de bundel nabij de focusseerlens te vervormen omdat dit dan samen net het centreren van het beeld kan geschieden.

Bij de in de Amerikaanse octrooischriften 4.220.897 en 304.424.466 beschreven elektronenkanonnen wordt de als multipool gemagnetiseerde structuur op geheel andere plaats en met een geheel ander doel toegepast dan bij het in deze aanvrage beschreven elektronenkanon en in geheel andere huistypen.

Tengevolge van eventuele excentriciteiten en kantelingen van de 35vlak bij de kathode gelegen elektrodes van het kanon kan er een ongewenste bundelafbuiging plaatsvinden, waardoor de bundel niet door het centrum van de focusseerlens valt. De bundel valt in dat geval scheef en concentrisch in de focusseerlens. Bij veranderingen van de anodespanning en/of focus- 85CQ8Ö7 PHN 11.333 3 seerspanning zal de trefvlek op het beeldscherm daardoor van plaats veranderen (de zogenaamde "bundelverplaats ing"). Het niet centrisch door de focusseerlens gaan van de elektronenbundel heeft ook een niet symmetrische waas rond de trefvlek tot gevolg. Door nu een tweepoolveld in een tweede 5 structuur uit magnetiseerbaar materiaal aan te brengen, in het triodedeel van het kanon vlak bij de kathode, zijn dit soort fouten te corrigeren.

Een eerste voorkeursuitvoeringsvorm van een beeldbuis volgens de uitvinding wordt daarcm gekenmerkt doordat een tweede in hoofdzaak als tweepool gemagnetiseerde structuur, in de voortplantingsrichting van de 10 elektronenbundel gezien, vlak na de kathode coaxiaal rond de kanenas is aangebracht, waarmee de elektronenbundel door het centrum van de focusseerlens wordt gestuurd.

Een dergelijke structuur vlak bij de kathode is op zichzelf bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 3.887.830, dat als hierin opge-15 nomen kan worden beschouwd. In combinatie met een multipool nabij de focusseerlens worden optimale resultaten verkregen.

Een tweede voorkeursuitvoeringsvorm van een beeldbuis volgens de uitvinding wordt gekenmerkt, doordat de focusseerlens in de voortplantingsrichting van de elektronenbundel gezien, uit een eerste en een 20 tweede eylindrisebe focusseerlenseléktrode bestaat, welke eerste elektrode zich coaxiaal in de tweede uitstrekt en dat de als multipool gemagnetiseerde structuur aan de rand van de tsreede elektrode die van de eerste elektrode is afgekeerd is bevestigd. Door de bevestiging van de structuur na de lensspleet van deze versnellende focusseerlens, kan de centrering 25en vervorming van de elektronenbundel op een zeer effectieve wijze plaatsvinden. De vervormde bundel gaat immers daarna niet meer door een elektronenlens waar hij weer vervormd zou kunnen worden. Bovendien is het bevestigen van bijvoorbeeld een ring aan de rand van een cilindrische elektrode praktisch gemakkelijk uitvoerbaar. De structuur of ring kan natuurlijk 30ook ter hoogte van de rand van de eerste focusseerlenselektrode in de tweede focusseerlenselektrode worden aangebracht. Het is ook mogelijk de structuur of ring vlak voor de focusseerlens, bijvoorbeeld aan het naar de kathode toegekeerde uiteinde van de tweede focusseerlenseléktrode aan te brengen. De vervormde bundel gaat echter dan nog door de focusseerlens.

35 Een derde voorkeursuitvoeringsvom van een beeldbuis volgens de uitvinding wordt gekenmerkt, doordat het elektronenkanon een kathode, een stuurelektrode, een anode, een voorfocusseringseléktrode en een eerste focusseerlenselektrode bevat en de tweede als multipool gemagneti- 8500807 PHN 11.333 4 seerde structuur coaxiaal rond de kanonas aan de naar de kathode toegekeerde zijde van de eerste focusseerlenselektrode is bevestigd.

De uitvinding wordt nu bij wijze van voorbeeld nader toegelicht aan de hand van een tekening waarin 5 figuur 1 een gedeeltelijk opengewerkt perspectivisch aanzicht van een beeldbuis volgens de uitvinding toont, en figuur 2 een langsdoorsnede van een elektronenkanon voor een beeldbuis volgens figuur 1 laat zien.

In figuur 1 is een gedeeltelijk opengewerkt perspectivisch 10 aanzicht van een beeldbuis volgens de uitvinding getoond. Deze tuis bevat in een glazen omhulling 1, die uit een beeldvenster 2, een konus 3 en een hals 4 bestaat, in deze hals een elektronenkanon 5 voor het opwekken van een elektronenhundel 6. Deze elektronenbundel 6 wordt qp een beeldscherm 7 tot een trefvlek 8 gefocusseerd. Het beeldscherm 7 is op de 15 binnenzijde van het beeldvenster 2 aangebracht. De elektronenbundel wordt over het beeldscherm 7 afgebogen in twee onderling loodrechte richtingen x, y met behulp van bet afbuigspoelenstelsel 9. De buis is voorzien van een buisvoet 11 net aansluitpennen 12.

In figuur 2 is een langsdoorsnede getoond van een elektronen-20 kanon 5 volgens figuur 1. Dit elektronenkanon bevat langs een as 20 gecentreerd een kathode 21, net een emitterend oppervlak 22, een van een opening 23 voorziene stuurelektrode 24, een van een opening 255 voorziene eerste anode 25, een van een opening 266 voorziene voorfocusserings-elektrode 26, een eerste cilindervormige focusseerlenselektrode 27 met 25 een bodem 28 met een opening 29 en een tweede cilindervormige focusseerlenselektrode 30. De elektrodes 24, 25, 26, 27 en 30 zijn met beugels 31 en stiften 32 in glazen staafjes 33 vastgesmolten. Het gehele elektronen-kanonsamenstel is met de pennen 34 in een glazen bodemplaat 35 bevestigd, die voorzien is van een ponpstengel 36 en aansluitpennen 12. De verbin-30dingsdraden tussen de diverse kanonelektrodes en de aansluitpennen zijn om de tekening niet onnodig gekompliceerd te maken weggelaten.

Aan de rand van de tweede focusseerelektrode 30 is een ring 37 van een magnetisch halfhard materiaal aangebracht, zoals beschreven in het Duitse octrooi 2.612.607 (PHD 76-060), dat als hierin opgenomen 35kan worden beschouwd. Dit materiaal bestaat bijvoorbeeld uit een legering van Fe, Co, V en Cr, welke legering bekend is onder de merknaam Koërflex (een merk van de firma Krupp). Aan deze ring mag niet gelast worden, omdat anders de magnetische eigenschappen veranderen. De ring is daarom met een 85 0 0 8 0 7 t - t PHN 11.333 5 aantal hier niet getoonde kleinietjes bevestigd. Het in figuur 2 getoonde kanonsanenstel wordt in de buishals 4 (zie fig. 1) gebracht, gepositioneerd en daarna net glazen plaat 35 vastgesmolten. Vervolgens wordt de ring 37 na de buisafwerking van buitenaf tot een multipool gemagnetiseerd afhanke-5 lijk van de waargenomen fouten in de trefvlekvorm en ligging van de tref vlek van de niet af gebogen elektronenbundel. Het als een irultipool magnetiseren van de ring 37 geschiedt bijvoorbeeld op een wijze en met behulp van een magnetiseerinrichting zoals beschreven in het reeds genoemde Amerikaanse octrooischrift 4.220.897 (PHN 8845). Als vlak bij de kathode 10 21 een tweede als multipool magnetiseerbare ring 38 is aangebracht is het mogelijk de elektronenbundel nauwkeurig door het centrum van de door de elektrodes 27 en 30 gevormde focusseerlens te sturen. Dit gebeurt door deze als tweepool te magnetiseren. De afstand tussen de twee als multipool gemagnetiseerde ringen bedraagt in dit geval 63 nm. Gebruikelijke span -15 ningen op de elektrode zijn in de figuur aangegeven. De werking van eén en twee als multipool gemagnetiseerde ringen wordt nu toegelicht aan de hand van de nu volgende tabel:

A B C

2( Π I (mA) ds (itm) VfQc (kV) ds (ran) VfQC (kV) ds (itm) VfQc (kV) x y x y x y 0,1 0,4 0,4 6,40 0,4 0,4 6,30 0,375 0,375 6,20 2.0 0,65 0,45 5,81 0,5 0,5 5,75 0,375 0,375 5,71

2E

4.0 1,0 0,7 5,82 0,8 0,8 5,75 0,60 0,60 5,70

In de eerste kolom zijn drie waarden van elektronenbundel-stremen I (in mA) weergegeven.

30 In de tweede kolom (onder A) zijn de trefvlekafmetingen ds (mm) in de x en y richting weergegeven en de bijbehorende potentiaal op focusseerelektrodes 27, de zogenaamde focusspanning V^ (kV) voor een kanon waarbij de ringen nog niet als multipool waren gemagnetiseerd.

In de derde kolom (onder B) zijn eveneens de trefvlekafmetingen 35 ds (mm) in de x en y richting weergegeven en de bijbehorende V^.

Hierbij was ring 37 zo gemagnetiseerd, dat de bundel en tref vlek in gefocusseerde toestand rond waren. Tevens is bij grotere bundelstrcmen de trefvlek geringer van oppervlak als bij de onder A geschetste situatie.

3500807

* V

« * EHN 11.333 6

In de vierde kolom (onder C) zijn de trefvlekafmetingen ds (mm) in de x en y richting weergegeven en de bijbehorende V.^ . Hierbij was ook ring 38 optimaal als multipool gemagnetiseerd. Vooral bij grotere bundelstromen nemen de trefvlekafmetingen ten opzichte van de situatie 5 geschetst in de tweede kolom (onder A) aanzienlijk af.

De diameter van elektrode 27 bedraagt 10 nm in het smalste deel en 16 mm in het bredere deel. De lengte van elektrode 27 bedraagt 53,5 mm. De diameter van elektrode 30 bedraagt 20 mm. Zowel de diameter van de opening 255 als van opening 23 bedraagt 0,4 mm. De diameter van 10 opening 266 bedraagt 1,5 mm en van opening 29 bedraagt deze 2 irm. De afstand tussen het kathodeoppervlak en elektrode 24 bedraagt 0,065 mm.

De afstand tussen de elektrodes 24 en 25 bedraagt 0,150 ran. De afstand tussen de elektrodes 25 en 26 bedraagt 0,65 ram en tussen de elektrodes 26 en 27 1,4 mm. De dikte van elektrode 24 bedraagt 0,1 mm. Van elek-15 trode 25 bedraagt deze 0,25 mm, van elektrode 26 bedraagt deze 0,4 mm, van elektrode 27 bedraagt deze 0,25 mm en van elektrode 30 ook 0,25 mm.

De figuur is een ongeveer 3x vergrote weergave van het echte elektronenkanon.

Het spreekt vanzelf dat de magnetiseerbare structuur niet tot 20 een ring beperkt is en ook een andere vorm kan hebben. Zo is het mogelijk een aantal magnetiseerbare elementen in een ring uit niet magnetisch materiaal te plaatsen en vervolgens aan het kanon te monteren. Het is ook mogelijk dat de focusseerlens een unipotentiaallens of een "multi-stage" lens is.

25 30 35 8500807

Claims (5)

1. Beeldbuis bevattende in een geëvacueerde omhulling een elektronenkanon voor het opwekken van een elektronenbundel die op een beeldscherm net behulp van een elektrostatische focusseerlens wordt gefocus-seerd en die over dit beeldscherm in twee onderling loodrechte richtingen 5 wordt afgebogen, net het kenmerk, dat in de nabijheid van de focusseerlens en coaxiaal rond de kanonas een als multipool gemagnetiseerde structuur uit magnetisch halfhard materiaal is aangebracht ter correctie van centreer- en trefvlekvormfouten.

2. Beeldbuis volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een tweede 10 in hoofdzaak als tweepool gemagnetiseerde structuur, in de voortplantings- richting van de elektronenbundel gezien, vlak na de kathode coaxiaal rond de kanonas is aangebracht, waarmee de elektronenbundel door het centrum van de focusseerlens wordt gestuurd.

3. Beeldbuis volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de 15 focusseerlens in de voortplantingsrichting van de elektronenbundel gezien, uit een eerste en een tweede cilindrische focusseerlenselektrode bestaat, welke eerste elektrode zich coaxiaal in de tweede uitstrekt en dat de als multipool gemagnetiseerde structuur aan de rand van de tweede elektrode die van de eerste elektrode is af gekeerd is bevestigd.

4. Beeldbuis volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat het kanon een kathode, een stuurelektrode, een anode, een voorfocusserings-elektrode en een eerste focusseerlenselektrode bevat en dat de tweede als multipool gemagnetiseerde structuur coaxiaal rond de kanonas aan de naar de kathode toegekeerde zijde van de eerste focusseerlenselektrode is 25 bevestigd.

5. Beeldbuis volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de structuur of structuren ringvormig zijn. 30 35 85003G7