DE1639464B2

DE1639464B2 - Kathodenstrahlroehre

Info

Publication number: DE1639464B2
Application number: DE1968Y0001238
Authority: DE
Inventors: Susumu; Ohgoshi Akio; Katagiri Yoshiharu; Tokio; Miyaoka Senri Fujisawa Kanagawa; Yoshida (Japan)
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1967-01-14
Filing date: 1968-01-15
Publication date: 1972-12-07
Also published as: CH497043A; SE353182B; FR1605134A; NL151554B; US3448316A; DE1639464C3; CH497784A; DE1639464A1; AT310823B; NL6800540A; GB1195598A; BE726682A

Description

bündel so im Feld der Fokussierlinse auf deren Achse liegt, daß nur ein achsennaher Bereich des Linsenfeldes genutzt wird.

Dadurch, daß nur ein achsennaher Teil des Linsenfeldes ausgenützt wird, werden — wie bekannt — die sphärischen Aberrationen und Komafehler wesentlich verringert (Buch »Technische Elektronik« von M. K η ο 11 und J. E i c h m e i e r, 2. Band, Berlin 1966, S. 238/239 und 242). Dieser Erkenntnis wurde bisher jedoch dadurch Rechnung getragen, daß man den Ursprung der Elektronenstrahlen, also den Quellpunkt auf der Elektronenkanone, möglichst auf die Achse der Fokussierlinse legte.

Zweckmäßigerwe.se verwendet man eine Fokussier linse, welche mehrere an verschiedene elektrische Spannungen angelegte Elektroden aufweist, die ein Fokussieren des Elektronenlinsenfeldes erzeugen.

Wenn die von den Strahlerzeugun_ossystemen erzeugten Strahlbündel im wesentlichen narallel zueinander ausgestrahlt werden, so kann zwischen den Erzeugungssystemen und der Fokussierlinse eine Hilfslinse angeordnet werden, die ein Schneiden der Mittelstrahlen der Bündel auf der Achse der Fokussierlinse herbeiführt. Die Hilfslinse kann beispielsweise so gestaltet sein, daß sie mehrere an verschiedene elektrische Spannungen angelegte Elektroden bzw. Gitter aufweist.

Eine andeie zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung kann Jarin bestehen, daß die Strahlerzeugungssysteme an einem Träger so angeordnet sind, daß ein Schneiden der Mittelstrahlen der Strahlbündel auf der Achse der Fokussierlinse herbeigeführt wird.

Wenn die Strahlbündel auf einem gemeinsamen Punkt des Schirmes auftreffen sollen, so kann zwischen der Fokussierlinse und dem Bildschirm eine Ablenkvorrichtung vorgesehen sein, die diejenigen Strahlbündel, die aus der Fokussierlinse in von der optischen Achse derselben divergierenden Richtungen austreten, so ablenkt, daß der gewünschte Effekt auftritt. Wenn der Bildschirm durch einen lnmineszierenden Schirm gebildet ist und ihm eine Schattenmaske vorgelagert ist, so können alle Strahlbündel mit Hilfe der Fokussierlinse auf dem Schirm fokussiert werden, wobei die Ablenkvorrichtung ?lle Strahlbündel zu einem gemeinsamen Punkt auf der Schattenmaske ablenke

Wenn drei Strahlerzeugungssysteme zur Erzeugung von jeweils einem Elektronenstrahl verwendet werden, so kann das eine Strahlerzeugungssystem in der optischen Achse der Fokussierlinse die beiden anderen Strahlerzeugungssysteme beiderseits des ersten in gleichem Abstand von demselben auf einer durch die optische Achse hindurchgehenden geraden Linie derart angeordnet sein, daß nur die von diesen beiden anderen Strahlerzeugungssystemen ausgehenden Strahlbündel die Fokussierlinse auf von der Linsenachse divergierenden Bahnen verlassen.

Das zweite Gitter hinter den Kathoden kann in Form einer einfachen, Öffnungen enthaltenden Scheibe ausgebildet sein, hinter der die die Fokussierlinse bildenden Elektrode^ aufeinanderfolgend mit rohrförniiger Gestalt und verschiedenen elektrischen Potentialen angeordnet sind, wobei die Scheibe an ihrem Umfangsran'l zur Bildung der Hilfslinse mit einer der Fokussierlinse zugewendeten zylindrischen Seitenwand verbunden ist, die ein gegenüber dem elektrischen Potential der nächstfolgenden Elektrode verschiedenes elektrisches Potential aufweist.

A.usführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 das optische Äquivalent einer mit drei Strahlerzeugungssystemen versehenen Farbbild-Ka thodenstrahlröhre bekannter Art,

F i g. 2 und 3 das optische Äquivalent einer Röhre, die in der bereits bekannten Weise mit nur einem Strahlerzeugungssystem zur Erzeugung mehrerer Elektronenstrahlen versehen ist,

ίο F i g. 4 das optische Äquivalent einer anderen Ausführungsform einer bekannten Röhre mit nur einem Strahlerzeugungssystem zur Erzeugung mehrerer Elektronenstrahlen, F i g. 5 das optische Äquivalent einer Kathoden-

strahlröhre mit einer ersten Ausführungsform des Strahlerzeugungssystems,

F i g. 6 eine der F i g. 5 entsprechende Darstellung mit einer zweiten Ausführungsrorm des Strahlerzeugungssystems,

F i g. 7 und 8 das optische Äquivalent von Ausfi'hrungsformen der Kathodenstrahlröhre nach der Erfindung,

F i g. 9 einen Längsschnitt durch eine mit dem optischen Äquivalent nach F i g. 5 versehene Kaihodenstrahlrohr-,

F i g. IG eine Endansicht zu Fig. 9,
Fig. U eine vergrößerte Ansicht von Einzelheiten eines ersten und zweiten Gitters des bei der Ausführungsform nach F i g. 9 verwendeten Strahlerzeugungssystems,

F i g. 12 einen Schnitt nach der Linie II-U der Fig. 11,

F i g. 13 einen axialen Schnitt durch eine chromatronartige Farbbildröhre,

Fig. Ϊ4Α und 14 B eine Seiten- und eine Endansicht einer magnetischen Ablenkvorrichtung, die zum Konvergieren der Elektronenstrahlbündel in einer Kathodenstrahlröhre nach der Erfindung verwendbar ist.

Zum besseren Verständnis der Erfindung sind an Hand der F i g. 1 bis 4 zunächst die Konstruktionsprinzipien und Merkmale von bekannten Kathodenstrahl.Öhren mit drei Strahlerzeugungssystemen bzw. einem Strahlerzeugungssystem zum Erzeugen von jeweils drei Elektronenstrahlbündeln beschrieben.

Gf,mäß F i g. 1 sind drei voneinander unabhängige Strahlerzeugungssysteme A_x, A., und A₃ mit drei unabhängigen Strahlerzeugungsquellen K_x, K₂ und K_z zum Ausstrahlen von jeweils einem Elektronenstrahlbündel B_x, B., und B.₆ angeordnet. Die drei Elektronenstraulbündel werden auf einen phosphoreszierenden Bildschirm S mit Hilfe von getrennten Linsensystemen L₁, L₂ und ^₃ fokussiert. Bei einer solchen Anordnung benötigen die drei unabhängigen Strahlerzeugungs-

5::, systeme A_x, A₂ und A₃, die in dem Halsteil des Röhrenkolbens untergebracht werden müssen, verhältnismäßig viel Platz und begrenzen das Ausmaß, auf das dei Durchmesser des Halstciles verringert werden könnte. Auch ergeben sich bei drei Stranlerzeugungssystemen Schwierigkeiten in bezug auf die zum Konvergieren der Elektronenstrahlbündel B_x, B₁ und Β_λ auf dem Bildschirm S erforderliche genaue Ausrichtung.

Bei der Ausbildung nach F i g. 2 ist ein Strahlerzeugungssystem A bekannter Art mit drei gleichwertigen Strahlerzeugungsquellen K₁, K₂ und K₃ verwendet, die mit gegenseitigen Abständen d angeordnet sind und drei Elek'ronenstrahlbündel B_x, B₁ und B₃

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parallel zueinander ausstrahlen. Diese Elektronen- befriedigend zu erfüllen sind, so daß Röhren dieser

Strahlbündel B_x, B₂ und ß, gehen durch die gemein- Art bisher keine praktische Anwendung gefunden

same Fokussierlinse L hindurch und werden durch haben.

diese so abgelenkt, daß sie auf dem Bildschirm 5 Nachstehend ist nunmehr eine Kathodenstrahlröhre

konvergieren. 5 mit nur einem Strahlerzeugungssystem zur Erzeugung

Bei einer Farb-Kathodenstrahlröhre mit einem von drei Elektronenstrahlbündeln beschrieben, du Strahlerzeugungssystem (F i g. 2) ist es erforderlich, insbesondere als Farbbildröhre anwendbar ist.
daß die drei Elektronenstrahlbündel mit einem Bei der in F i g. 5 dargestellten Ausfii'irungsforrr Winkel Δ zwischen dem mittleren Elektronenstrahl- ist das Strahlerzeugungssystem A mit drei äquivalenter bündel B₂ und jedem seitlichen Elektronenstrahl- ίο Strahlerzeugungsquellen K_x, K₂ und K₃ versehen, die bündel B_x und B₃ derart konvergieren, daß sie sich an auf einer geraden Linie in Abständen d₀ voneinandei einer vor dem Bildschirm S¹ angeordneten Schatten- in einer Ebene angeordnet sind, die im wesentlicher maske oder Gitteranordnung kreuzen oder schneiden rechtwinklig zur Achse des Strahlerzeugungssystem! und jeweils auf Farbpunkten oder -streifen auftreffen, verläuft. Diese Strahlerzeugungsquellen K_x, K₂ und K die dazu dienen, verschiedene Farblichtstrahlen zu 15 strahlen drei Elektronenstrahlbündel B_x, B₂ und B₁ erzeugen. Damit diesem Erfordernis in bezug auf den aus, die mittels einer gemeinsamen Hilfslinse L' se Konvergenzwinkel /I bei einem einfachen Strahlerzeu- gebrochen werden, daß der Schnittpunkt der Mittel· gungssystem Rechnung getragen wird, ist es wesent- strahlen der Strahlbündel B_x, B₂, B₃ auf der Achse de: Hch, daß die Elektronenstrahlbündel B_x, B₂ und B₃ Fokussierlinse L liegt. Die Elektronenstrahlbünde beim Durchgang durch die Fokussierlinse L genau den 20 treten dann divergierend aus der Fokussierlinse aus gegenseitigen Abstand d voneinander haben. Die Die äußeren Elektronenstrahlbündel B_x und B₃, die äußeren Elektronenstrahlbündel B_x und B₃ gehen so zunächst von der Achse und dem auf dieser Achs< durch die Fokussierlinse L hindurch, daß sie von der verlaufenden mittleren Elektronenstrahlbündel B. optischen Achse derselben den Abstand d haben, wo- divergieren, werden dann wieder in Richtung auf da: durch die Auftreffpunkte der Strahlen auf dem Bild- 25 mittlere Elektronenstrahlbündel B₂ mittels zwei Konschirm S sowohl infolge des Koma als auch der sphä- vergenz-Ablenkvorrichtungen F₁ und F₂ abgelenkt rischen Aberration verzerrt werden, wie es am rechten die zwischen dem Bildschirm S und der Fokussier· Rand der F i g. 2 gezeigt ist. Dabei ist die Fokussierung linse L im Abstand 1 von dieser angeordnet ist unc der Elektronenstrahlbündel so eingestellt, daß auf dem eine solche Ablenkung der Elektronenstrahlbünde Bildschirm 5 eine völlige Konvergenz erreicht wird. 30 hervorrufen, daß die Elektronenstrahlbündel B_x, B. Hierdurch wird der jedem Elektronenstrahlbündel und B₃ auf dem Bildschirm S zusammenlaufen und übermittelte Fokussiereffekt unvermeidbar vermindert, sich überlagern.

so daß die Elektronenstrahlbündel unterfokussiert und Bei dieser Ausbildung können, wie am rechten Rand ihre Auftreffpunkte, wie aus F i g. 2 ersichtlich, ver- der F i g. 5 gezeigt ist, sehr kleine Bildpunkte gebildel größert werden. Wenn dabei die Fokussierspannung 35 werden, da alle drei Elektronenstrahlbündel B_x, B. so eingestellt wird, daß das Elektronenstrahlbündel B₂ und B₃ durch die Achse der Fokussierlinse L hindurchauf dem Bildschirm S einen scharf fokussierten Bild- gehen und hierdurch verhindert wird, daß die Bildpunkt ergibt, so werden die Bildpunkte B_x, B₂ und O₃ punkte durch Koma und sphärische Aberration verauf dem Bildschirm S gestreut, wie dies in F i g. 3 zerrt oder verwischt werden. Es wird daher ein Bild gezeigt ist. Es müssen daher besondere Maßnahmen 40 mit hoher Auflösung erzeugt.

getroffen werden, um die so gestreuten Bildpunkte Bei der Ausführungsform nach F i g. 6 sind die zusammenzufassen bzw. übereinander zu lagern. Wie drei Strahlerzeugungsquellen K_x, K₂ und K₃ für die jedoch aus der Darstellung in F i g. 3 rechts hervor- drei Elektronenstrahibündel B_x, B₂ und B₁ des Strahlgeht, sind auch dann die Bildpunkte B_x und B₃ durch erzeugungssystems an einer gekrümmten Fläche andas Koma noch verzerrt. 45 geordnet, deren Mittelpunkt in der Achse dar Fokus-

Beim Versuch, die einander widersprechenden Be- sierlinse L liegt. Die Strahlerzeugungsqusllen haben dingungen zum Fokussieren und Konvergieren der hierbei einen geradlinigen Abstand d_ox voneinandei drei Elektronenstrahlbündel auf dem Bildschirm S zu und von der Achse. Bei dieser Ausführungsf jrm ist die erfüllen, könnte daran gedacht werden, die drei Elek- Hilfslinse L' der F i g. 5 weggelassen, da die Elektronenstrahlbündel B_x, B₂ und B₃ gemäß F i g. 4 von 50 tronenstrahlbündel B_x, B₁ und B₃ infolge der Anordeiner einzigen Strahlenquelle K in drei verschiedenen nung der Strahlerzeugungsquellen an der gekrümmten Winkelrichtungen so auszustrahlen, daß sie an der Fläche sich ohnehin auf der Achse der Fokussier-Stelle, an der die Fokussierlinse L angeordnet ist, den linse L wie bei der Ausführungsform nach F i g. 5 Abstand d voneinander haben. Hierbei können zwar schneiden. Im Bereich des Strahlenweges der äußeren die beiden erläuterten Bedingungen gleichzeitig und 55 Elektronenstrahlbündel B_x und B₃ sind im Abstand I mit nur geringfügiger sphärischer Aberration erfüllt hinter der Fokussierlinse L zwei Konvergenz-Ablenkwerden. Die Bildpunkte der Seitenstrahlen B_x und B₃ vorrichtungen F₁, F₂ angeordnet, durch die die hinter werden jedoch, wie aus F i g. 4 rechts ersichtlich ist, der Fokussierlinse zunächst divergierenden Eleknach wie vor durch das Koma verwischt, da die seit- tronenstrahlbündel O₁ und B₃ wieder zu konvergielichen Eiektronenstrahlbündel durch die Fokussier- 60 renden Elektronenstrahlbündeln abgelenkt werden, linse L an Stellen hindurchgehen, die von der äqui- die miteinander und mit dem mittleren Elektronenvalenten optischen Achse der Fokussierlinse den Ab- Strahlbündel B₂ auf dem Bildschirm 5 zusammenstand d haben. treffen. Auch hierbei wird, wie bei der P. <isf ab ungs-

Es ergibt sich somit, daß bei Kathodenstrahlröhren form nach F i g. 5, ein klares Bild mit hoher Auflösung

der bekannten Art mit nur einem Strahlerzeugungs- 65 gebildet.

system zur Erzeugung von drei Elektronenstrahl- Wie bereits erwähnt, sind bei den Ausführungsbündeln die Fokussierungs- und Konvergierungs- formen nach F i g. 5 und 6 die Strahlerzeugungsbedingungen für die drei Elektronenstrahlbündel nicht quellen K_x, K₂ und K₃ auf einer geraden Linie im

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Abstand d₀ bzw. d₀₁ voneinander angeordnet. Statt einen größeren Durchmesser als die Endteile 3, 4 der

dessen ist es aber auch möglich, die Strahlerzeugungs- Elektrode G₃ haben, und weist einen Mittelabschnitt 8

quelle·, an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks von noch größerem Durchmesser auf. Ihre Anordnung

anzuordnen, wobei Konvergenz-Ablenkvorrichtungen ist dabei so, daß der hintere Endabschnitt 4 der Elek-

F₁ und F₂ für jedes der drei Elektronenstrahlbündel 5 trode G_:, in den vorderen Endabschnitt 6 unter Bildung

oder nur für zwei Elektronenstrahlbündel vorgesehen eines radialen Zwischenraumes eingreift. Die Elek-

werden können. Vorzugsweise werden jedoch die trode G₅ ist mit einem Mittelabschnitt 11 von mit dem

Strahlerzeugungsquellen, wie dargestellt, auf einer Mittelabschnitt 5 der Elektrode 3 etwa gleichgroßem

geraden Linie angeordnet, weil hierbei der Abstand Durchmesser sowie mit Endabschnitten 9 und 10 von

der Elektronenstrahlbündel von der optischen Achse io kleinerem Durchmesser als der hintere Endabschnitt 7

auf ein Geringstmaß verringert, die dynamische Kon- der Elektrode G₄ versehen und greift mit ihrem vor-

vergenzkorrektur erleichtert und eine unsymmetrische deren Endabschnitt 9 wiederum unter Bildung eines

Konvergenz der drei Büdpunkte auf dem Bildschirm S radialen Zwischenraumes in den Endabschnitt 7 der

vermieden werden kann. Elektrode G₄ ein. Die Elektroden G₃, G₄ und G₅ sowie

Weiterhin ist bei den Ausführungsformen nach 15 die Gitter G₁, G₂ und die Kathode K werden in der

F i g. 5 und 6 die Ausbildung derart, daß die drei erläuterten Lage durch einen Träger 12 aus Isolierstoff

Elektronenstrahlbündel B₁, B₂ und B₃ auf dem Bild- zusammengehalten. Weiterhin ist um den hinteren

schirm 5 zusammenlaufen. Statt dessen können jedoch Endabschnitt 10 der Elektrode 5 eine Gitterkammer Gr

die Konvergenz-Ablenkvorrichtungen F₁ und F₂ auch angeordnet.

weggelassen werden, so daß die drei Elektronenstrahl- 20 Zum Betrieb des Elektronenstrahlsystems nach bündel, nachdem sie sich auf der Achse der Fokussier- F i g. 9 werden an die Gitter G₁ und G₂ und die Eleklinse geschnitten haben, in divergierenden Richtungen troden G₃, G₁, G₅ Spannungen angelegt, die z. B. 0 bis bis zu dem Bildschirm verlaufen und auf diesem an 400 V an dem Gitter G₁ bzw. den dieses bildenden drei verschiedenen, im Abstand oder im bestimmten Gittern G₁₁, G₁₂, G₁₃, 0 bis 500 V an dem Gitter G₂, Abstand voneinanderliegenden Punkten auftreffen. 25 13 bis 20 KV an den Elektroden G₃ und G_s und 0 bis Bei einer solchen Ausbildung, wie sie in F i g. 7 und 8 400 V an der Elektrode G₄ betragen können, wobei die dargestellt ist, werden die drei Büdpunkte auf dem Spannung der Kathode K die Bczugsspannung ist. Die Bildschirm ebenfalls nicht durch Koma oder sphä- Spannungsverteilung für die Gittor und Elektroden G₁ rische Aberration beeinträchtigt, so daß Verzerrungen bis G₅ sowie deren Längen und Durchmesser sind dabei oder verwischte Büdpunkte entsprechend den be- 30 im wesentlichen gleich mit denen eines indirekt gekannten Ausführungen nach F i g. 2 bis 4 vermieden heizten Strahlerzeugungssystemes zur Erzeugung eines sind. Wenn die Büdpunkte im Abstand voneinander Elektroncnstrahlbündels, bei dem ein erstes Gitterglied auf dem Bildschirm S gebildet werden, so werden den und ein zweites Gitterglied mit je einer einzigen Öff-Bildsignalen Zeitunterschiede übermittelt, die den drei nung angeordnet ist. Bei der angegebenen Spannungs-Büdpunktstellen auf dem Bildschirm entsprechen und 35 verteilung wird zwischen dem Gitter G₂ und dem die drei Elektronenstrahlbündel so modulieren, daß vorderen Endabschnitt 3 der Elektrode G₃ ein Linscnzwischen den drei auf dem Bildschirm durch die drei feld gebildet, das der Hilfslinse L' der F i g. 5 ent-Elektronenstrahlbündel erzeugten Bildern Überein- spricht, während zugleich ein der Fokussierlinse L der Stimmung erreicht wird. F i g. 5 entsprechendes Linsenfeld durch die Elek-

In F i g. 9 bis 12 ist eine Ausführungsform einer 40 troden G₃, G₄ und G₅ in der axialen Mitte der Elek-

Kathodenstrahlröhre mit einem dem optischen Äqui- trode G₄ gebildet wird.

valent nach F i g. 5 entsprechenden Strahlerzeugungs- Bei einer möglichen Betriebsweise des Strahlerzeusystem Λ dargestellt. Hierbei bildet die Kathode K die gungssystemes werden Vorspannungen von 100 V, Strahlerzeugungsquellen K₁, K₂ und K₃. Dicht hinter 0 V, 300 V, 20 KV, 200 V, 20 KV in dieser Reihender Ausstrahlfläche der Kathode K ist ein erstes Steuer- 45 folge auf die Elektroden K bzw. G₁, G₂. G₃, G₄ und G₅ gitter G₁ angeordnet, das gemäß F i g. 11 und 12 drei gegeben.

Gitterglieder G₁₁, G₁₂ und G₁₃ aufweist. Diese drei Damit die aus der Elektrode G₅ in divergierender

Gitterglieder sind jeweils mit Öffnungen g_n, g₁₂ und Bahnen austretenden Elektronenstrahlbündel B₁ unc

g₁₃ versehen, die auf einer geraden Linie angeordnet B₃ wieder zum Konvergieren gebracht werden, ist da:

sind. Gegenüber dem Gitter G₁ ist ein zweites Gitter G₂ 50 Strahlerzeugungssystem nach F i g. 9 mit einer Ab

mit drei Öffnungen g₂₁, g₂₂ und g₂₃ angeordnet, die lenkvorrichtung F mit im gegenseitigen Abstand von

sich mit den Öffnungen g_u, g₁₂ und g₁₃ des ersten einander angeordneten Ablenkplatten P und P' ver

Gitters G₁ decken. Das zweite Gitter kann napfförmig sehen, die sich in axialer Richtung vom freien Endi

ausgebildet sein und eine Scheibe I aufweisen, in der der Elektrode G₅ aus erstrecken. Die Ablenkvorrich

die Öffnungen g₂₁,g₂₂ und g₂₃ im Abstand voneinander 55 tung F weist ferner Ablenkplatten Q und Q' auf, dl·

auf einer Durchmesserlinie II-II angeordnet sind und z. B. konvex nach außen gebogen oder gekrümmt sind

von deren Umfangsrand aus sich eine zylindrische und einander gegenüberliegend an den Außenfläche)

Seitenwand 2 in axialer Richtung von dem Gitter G₁ der Ablenkplatten P und P' angebracht sind. Die Ab

weg erstreckt. In dieser Richtung folgen auf das lenkplatten P und P' sowie die Ablenkplatten β um

Gitter G₂ nach hinten rohrförmige Gitter oder Elek- 60 Q' sind so angeordnet, daß die Elektronenstrahlbünde

troden G₃, G₄ und G₅ (F i g. 9). B₁, B₂ und B₃ jeweils zwischen den Ablenkplatten 1

Die Elektrode G₃ weist einen Mittelabschnitt 5 von und Q zwischen den Ablenkplatten P und P' un<

größerem Durchmesser und zwei Endabschnitte 3, 4 zwischen den Ablenkplatten P' und Q' hii^-mchgehen

von verhältnismäßig kleinem Durchmesser auf und An die Ablenkplatten P und P' wird eine Spannun

greift mit ihrem vorderen Endabschnitt 3 unter Be- 65 angelegt, die der an die Elektrode G₅ angelegten Span

lassung eines radialen Abstandes von der Seitenwand 2 nung gleich ist, während an die Ablenkplatten Q un

des napfförmigen Gitters G₂ in dieses ein. Die Elek- Q' eine Spannung angelegt wird, die um 203 bis 300¹

trode G₄ ist mit Endabschnitten 6 und 7 versehen, die niedriger ist als die den Ablenkplatten P und P' zu

geführte Spannung. Es werden daher zwischen den system A gemäß der Erfindung in seiner Anwendung

Ablenkplatten P i'nd Q sowie zwischen den Ablenk- bei einer chromatronartigen Farbbildröhre gezeigt,

platten P' und Q' Spannungsdifferenzen erzeugt, die Da,> Strahlerzeugungssystem weist drei elektrisch von-

jeweils die Konvergenz-Ablenkvorrichtung F₁ und F₂ einander getrennte Kathoden Kk, Kn und Kb auf.

bilden und die jeweiligt Ablenkung der Elektronen- 5 denen jeweils rote, grüne und blaue Farbsignale zu-

strahlbündel B₁ und B^ im Sinne der F i g. 5 hervor- geführt werden. Die drei Kathoden sind so angeordnet,

rufen. daß ihre die Elektronenstrahlbündel ausstrahlenden

Die von der Kathode K ausgehenden Elektronen- Flächen auf einer geraden Linie und in Flucht nut Strahlbündel B₁, B₂ und B₃ gehen durch die Öffnungen ebenso angeordneten öffnungen g_llt, g,e und g_XB gin Sn ^und Sis der Gitterglieder G_n, G₁₂ und G₁₃ ιυ eines plattenförmigen Gitters G₁ liegen. Dicht hinter hindurch und werden mit drei verschiedenen Signalen dem Gitter G₁ ist ein napfförmiges Gitter G₂ angemoduliert, die zwischen der Kathode K und den Gitter- ordnet, dessen Scheibe dem Gitter G₁ zugewendet und gliedern C₁₁, G₁₂ und G₁₃ zugeführt werden. Sie gehen mit drei öffnungen g₂n, g₂a und g_iB versehen ist, die dann durch die in F i g. 9 strichpunktiert angedeutete jeweils in Deckung mit den Öffnungen g_lR, g_tc und gjo HilfslinseL' hindurch, die hauptsächlich durch das 15 liegen. Wie bei der vorher beschriebenen Ausführungs-Gitter G₂ und die Elektrode G₃ gebildet wird, und form ist das Strahlerzeugungssystem mit Elektroden schneiden sich auf der Achse der ebenfalls strich- G₃, G₄ und G₅ versehen, die ebenfalls so angeordnet punktiert angedeuteten Fokussierlinse L, die in der sind, daß sie die strichpunktiert angedeuteten Elek-Hauptsache durch die Elektroden G₃, G₄ und G₅ ge- tronenlinsen L' und L bilden.

bildet wird. Die Elektronenstrahlbündel B₁, B₂ und B₃ 20 An die Gitter G₁ und G₂ sowie an die Elektroden G₃, verlaufen sodann nach dem Verlassen der Elektrode G₅ G₄ und G₅ des Strahlerzeugungssystemes A werden auf jeweils zwischen den Ablenkplatten Q und P, zwischen der Grundlage der Kathodenspannungen Spannungen den Ablenkplatten P und P' und zwischen den Ab- angelegt, die den im Zusammenhang mit F i g. 9 anlenkplatten P' und Q'. Da die Ablenkplatten P und P' gegebenen Spannungen entsprechen. Die von den das gleiche Potential haben, wird das Elektronen- 25 Kathoden Kr, Kg und Kb ausgehenden Elektronenstrahlbündel B₂ nicht abgelenkt, während die aus der Strahlbündel B_R, Bg und Bb gehen durch die Öffnungen Fokussierlinse L mit divergierenden Bahnen austre- g_lR, g^ und g₁ß des ersten Gitters G₁ und anschließend tenden Elektronenstrahlbündeln B₁ und B₃ so abge- durch die öffnungen g₂n, g_2(; und g₂« des zweiten lenkt werden, daß sie in einem Punkt auf dem Bild- Gitter? G₂ sowie dann durch die Hilfslinse L' hindurch. scLirm zusammenlaufen. 3° durch die die Elektronenstrahlbündel so abgelenkt

Bei der Ausführungsform nach F i g. 9 bis 12 ist es werden, daß sie sich im Linsenfcld der Fokussierlinse L

erforderlich, daß die Signale den drei Gittergliedern auf deren Achse schneiden. Die Elektronenstrahl-

G₁₁, G₁₂, G₁₃ des ersten Gitters G₁ getrennt zugeführt bündel B_n und Bu treten aus der Fokussierlinse L in

werden, da die drei Strahlenquellen K₁, K₂ und K₃ an divergierenden Richtungen aus, werden dann aber

einer einzigen Kathode K angeordnet sind. Damit dies 35 durch eine Ablenkvorrichtung F konvergierend abge-

erreicht wird, sind die drei rechteckigen Gitterglieder lenkt, die den Konvergenz-Ablenk orrichtungen F₁

G_n, G₁₂ und Gi₃, in denen jeweils die Öffnungen g_n, und F₂ nach F ^; g. 9 und 5 entspricht und wiederum

g₁₂ und g₁₃ angeordnet sind, mit von ihnen aus- aus Ablenkplatten P und P' sowie Ablenkplatten Q

gehenden Anschlußstiften 13 zur Aufnahme der Signale und Q' besteht. Die durch diese Ablenkvorrichtung

zum voneinander unabhängigen Modulieren der Elek- 40 konvergierend abgelenkten Elektronenstrahlbündel ß«.

troncnstrahlbündel versehen. Be und Bu treffen auf einen Bildschirm S auf, nachdem

Damit die gegenseitige Lage der Öffnungen g_u, g,₂ sie durch eine Strahlauswahleinrichi jng wie z. B. eine und g,₃ der Gitterglieder G₁₁, G₁₂ und G₁₃ genau fest- perforierte Elektrode oder Schattenmaske Gp hingelegt und mit Öffnungen g₂₁, g₂₂ and g₂₃ des zweiten durchgegangen sind, die vor dem Bildschirm S ange-Gitters G₂ in einem bestimmten Abstand D (F i g. 12) 45 ordnet ist und an die eine mittelhohe Spannung Vy konzentrisch zur Deckung gebracht werden, sind angelegt ist. Der Bildschirm S ist mit Gruppen vor zwischen den Gittern G₁ und G₂ gemäß F i g. 11 roten, grünen und blauen phosphoreszierenden Strei und 12 zwei keramische Isolierstücke 14 angeordnet, fen Sn, Sg und Sb versehen, die aufeinanderfolge™ die jeweils eine dem Abstand D entsprechende Dicke an einer Frontplattc F_P angeordnet sind. An die Ab haben. Jedes dieser Isolierstücke 14 ist auf einer 50 ienkplatten P und Q und P' und Q' der Ablenkvor ganzen Fläche mit einer elektrisch leitenden Deck- richtung F werden Spannungen Vp und Vq angelegt schicht 15 versehen, die auf der entsprechenden Fläche die so gewählt werden, daß sich die drei Elektronen z. B. durch Metallisieren derselben gebildet sein kann. strahlbündel Br, Bg und B_B an der Stelle scnneider Außerdem sind drei elektrisch leitende Schichten M₁, an der die Schattenmaske Gp angeordnet ist, und s Ai₂ und M₃ angeordnet, die sich jeweils über die 55 nur auf den entsprechenden Streifen Sr, Sg und 5 Breite der gegenüberliegenden Fläche jedes Isolier- ankommen. In diesem Fall werden die Elektroncr Stückes 14 erstrecken und gleichmäßigen Längsabstand strahlbündel B_R, Br, und Br, da sie an der Schatter voneinander haben. Die Isolierstreifen 14 sind an der maske Gp zusammenlaufen, an dem Bildschirm Scheibe 1 des zweiten Gitters G₂ in symme frischer Lage fokussiert.

zu der Linie 11-11 angebracht, auf der die öffnungen öo Zum horizontalen und vertikalen Abtasten der dr

g_2l, g₂₂ und g.,3 angeordnet sind. Sie sind dabei an der Elektronenstrahlbündel gleichzeitig mit Bezug auf de

Scheibe des zweiten Gitters mit ihren leitenden Schich- Bildschirm wie be< bekannten Bildröhren sind bekanrr

ten 13 ζ. B. durch Hartlötung belästigt. Die Gitter- horizontale und vertikale Ablenkmittel in Fr τη di

glieder G_n, G₁₂ und G₁₃ überbrücken den Abstand Bügels D angeordnet.

zwischen den Isolierstücken 14 und sind z. B. ebenfalls 65 Wenn der Farbbildröhre nacn F i g. 13 rote, grüi

durch Hartlöiung an den leitenden Schichten M₁, M_% und blaue Farbbildsignale zwischen den Kathoden K

und M₃ der Isolierstücke befestigt. K₀ und Kb und dem Gitter G₁ zugeführt werden,

In F i g. 13 ist als Beispiel ein Strahlerzeugungs- erfahren die drei Elektronenstrahlbündel Br, Bg ui

Bn eine Helligkeitsmodulation, wodurch auf dem Bildschirm ein farbiges Bild erzeugt wird.

Bei den Ausführungsformen nach F i g. 9 und 13 ist die Konvergenz-Ablenkvorrichtung F elektrostatischer Art. Statt dessen können aber auch magnetische Ablenkvorrich? 'ngen F verwendet werden, wie sie in Fig. 14A und 14B dargestellt sind Eine solche magnetische Ablenkvorrichtung F' weist eine magnetische Abschirmung 15 in Form eines Rohres von rechteckigem Querschnitt auf, der in axialer Richtung hinter der in F i g. 14A nicht dargestellten Elektrode G₆ so angeordnet ist, daß das mittlere Elektronenstrahlbündel B₂ nach F i g. 9 bzw. Bg nach F i g. 13 durch ihn hindurchgehen kann. Auf der einen (in F i g. 14 A. und 14 B unteren) Seite 16a der Abschirmt ng 16 sind zwei magnetische Platten 17 a und 176 einander gegenüberliegend mit solchem Abstand voneinander angeordnet, daß das Elektronenstrahlbündel B₁ bzw. Bn zwischen ihnen hindurchgehen kann. Auf der anderen Seite 166 des Schirmes sind zwei magnetische Platten 18a und 186 in der gleichen Weise angebracht, zwischen denen das dritte Elektronenstrahlbündel B₃ bzw. Bb hindurchgehen kann. Die der Abschirmung 16 zugewendeten Enden der Platten 17σ, lib und 18a, 186 sind, wie insbesondere aus F i g. 14B ersichtlich ist, vorzugsweise so abgebogen, daß sie nach der Abschirmung 16 hin konvergieren, während die der Abschirmung abgewendeten äußeren Enden 19o und 196 der Platten vorzugsweise jeweils voneinander weg nach außen abgebogen sind und entlang der inneren Wandfläche des Halsteiles des Röhrenkolbens N verlaufen, der durch die strichpunktierte Linie in F i g. 14B angedeutet ist. Die äußeren Enden ?ϋα und 206 der Platten 18σ und 186 sind in der gleichen Weise nach außen abgebogen und bilden ebenso wie die Enden 19a und 196 Magnetpole. Auf der Außenseite des Röhrenkolbens N sind Elektromagnete 21 und 22 einander gegenüberliegend angeordnet, die jeweils mit den die Magnetkerne 25 und 26 UiTIg-:oenden Wicklungen 23 und 24 versehen sind. Der Magnetkern 25 weist Magnetpole 25a und 256 auf, die den Magnetpolen 19a und 196 gegenüberliegen, während der Magnetkern 26 mit Magnetpolen 26a und 266 versehen ist, die den Magnetpolen 20a und 206 gegenüberliegen.

Bei der beschriebenen Anordnung gehen die drei Elektronenstrahlbündel B₁, B₂ und B₃, nachdem sie sich im auf der Achse der Fokussierlinse L geschnitten haben und aus der Elektrode G₅ ausgetreten sind, jeweils zwischen den magnetischen Platten 17 a, 176, durch die Abschirmung 16 und zwischen den gegenüberliegenden magnetischen Platten 18a, 186 hindurch. Das Elektronenstrahlbündel B₂ wird hierbei nicht abgelenkt, da er durch die Abschirmung 16 gegenüber dem äußeren Magnetfeld abgeschirmt ist. Die Elektronenstrahlbündel A₁ und B₃ werden dagegen durch den Magnetfluß zwischen den magnetischen Platten 17a und 176 sowie r-wischen den Platten 13a, 186, der von dem ruhenden Konvergenz-Stromfluß durch die Elektromagnete 21 und 22 hervorgerufen wird, derart abgelenkt, daß die drei Elektronenstrahlbündel B₁, B₂ und B₃ in der gewünschten Weise entweder im Bildpunkt des Bildschirmes oder an der vor diesem angeordnete Schattenmaske konvergieren. Die durch die Elektromagneten 21 und 22 hindurchxo fließenden statischen Konvergenzströme können auch durch dynamische Konvergenzströme überlagert werden, so daß in diesem Fall eine besondere dynamische Konvergenz nicht erforderlich ist.

Dadurch, daß die den Seiten 16a und 166 des Abts fangschirmes 16 zugewendeten inneren Enden der magnetischen Platten 17 a, 176 und 18 a, 186 gemäß F i g. 14B konvergierend nach innen abgebogen sind, werden die Elektronenstrahlbündel sehr dicht aneinander bzw. an der Abschirmung 16 entlanggeführt, »o so daß ermöglicht ist, eine Störung des Magnetfelder am Strahlenweg der Elektronenstrahlbündel B₁ und B₃ durch den Magnetfluß von den magnetischen Platten 17a, 176, 18a, 186 zu der magnetischen Abschirmung 16 wirksam zu vermeiden. Hierdurch werden auch as Verzerrungen der Bildpunkte auf dem Bildschirm vermieden. Wenn der Abstand zwischen den jeweils einander gegenüberliegenden magnetischen Platten gleich α, die Längt: des abgebogenen Teiles jeder dieser Platten gleich c, der Abstand zwischen den freien Kanten der konvergierenden inneren Enden gleich 6 und die kleine Rechteckseite der Abschirmung 16 gleich d ist, so werden die besten Ergebnisse erzielt, wenn

b\a = 0,625; —- = c\a = 0.325
2a

und der Winkel zwischen dew inneren abgebogenen Enden etwa 30 bis 60° beträgt. Wenn die der magnetischen Abschirmung 16 zugewendeten inneren Enden der magnetischen Platten nicht abgebogen sind, so wird das Magnetfeld nicht gleichmäßig verteilt, weil der Magnetfluß am Strahlenweg der Elektronenstrahlbündel O₁ und B₃ unter dem Einfluß des . ignetflusses von den magnetischen Platten 17a, 176 und 18a, 186 zu der Abschirmung 16 gekrümmt wird. Die durch ein solches ungleichmäßiges Magnetfeld bewirkte Verzerrung wird besonders groß, wenn der Abstand zwischen den benachbarten Elektronenstrahlbündeln verringert wird, so daß die Elektronenstrahlbündel dicht an die Seitenfläche· 1 des magnetischen Schirmes 16 herankommen. Eine solche Verzerrung kann jedoch wirksam vermieden werden, wenn die magnetischen Platten in der beschriebenen Weise gebogen werden.

Die Elektromagnete 21 und 22 können auch durch Dauermagnete ersetzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Potential der nächstfolgenden Elektrode (G3) verPatentansprüche: schiedenes elektrisches Potential aufweist.

1. Kathodenstrahlröhre mit einem oder mehreren

Strahlerzeugungssystemen zum Erzeugen mehrerer 5 Elektronenstrahlbündel, mit einem Bildschirm,

gegen den die Elekt:onenstrahlbündel gerichtet Die Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlröhre mit sind, sowie mit einer allen Strahlbündeln gemein- einem oder mehreren Strahlerzeugungssystemen zum samen und die Strahlbündel auf den Bi'dschirm Erzeugen mehrerer Elektronenstrahlbündel, mit einem fokussierenden Fokussierlinse, bei der sich die io Bildschirm, gegen den die Elektronenstrahlbündel ge-Mittelstrahlen der Strahlbünde) an einer einzigen richtet sind, sowie mit einer allen Strahlbündeln gestelle zwischen dem Ort der Strahlerzeugung und meinsamen und die Strahlbündel auf den Bildschirm einer Strahlauswahleinrichtung in einem Punkt fokussierenden Fokussierlinse, bei der sich die Mittelschneiden, dadurch gekennzeichnet, strahlen der Strahlbündel an einer einzigen Stelle daß der Schnittpunkt der Mittelstrahlen der Strahl- 15 zwischen dem Ort der Strahlerzeugung und einer bündel (B₁, S₂. B₃; Bn, Ba, B_Jt) so im Feld der Strahlauswahleinrichtung in einem Punkt schneiden, rokussierliiisi (L) auf deren Achse liegt, daß nur Eine derartige Kathodenstrahlröhre ist bekannt ein achsennaher Bereich des Linsenfeldes genutzt (z. 3. USA.-Patentschrift 2 690 517) und als Farbbildwird, röhre verwendet. Die bekannten Farbbildröhren sind

2. Röhre nach Anspruch 1, dadurcn gekenn- 20 meist mit drei voneinander unabhängigen Strahlzeichnet, daß die Fokussierlinse (L) mehrere an erzeugungssystemen zum Ausstrahlen je eines Elekverschiedene elektrische Spannungen angelegte tronenstrahlbündels versehen, die durch entsprechende Elektroden (C₃, G₁, G₅) aufweist, die ein fokussie- Farbsignale moduliert und durch tin Gittersystem so rendes Elektronenlinsenfeld erzeugen. beeinflußt werden, daß sie juf einem Bildschirm

3. Röhre nach Anspruch 1 oder 2, bei der die 25 fokussiert werden, der mit eine.· vor ihm angeordneten Strahlbündel von den Strahlerzeugungssystemen Strahlauswahleinrichtung wie einer perforierten Elekim wesentlichen parallel zueinander ausgestrahlt trode oder einer Schattenmaske versehen ist. Derv.erden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den artige Farbbildröhren, bei denen die drei Strahl-Erzeugungssystemei. (K., K₂, K₃; Ka, Kn, Kh) und erzeugungssysteme gegenseitig so ausgerichtet sein der Fokussierlinse (L) eiue Hilfslinse (L') ange- 30 müssen, daß die ausgestrahlten Elektronenstrf.hlbündel ordnet ist, die ein Schneiden der Mittelstrahlen der auf dem Bildschirm zusammenlaufen, sind insofern Bündel auf der Achse der Fokussierlinse herbei- nachteilig, als ein genaues Ausrichten der Strahlführt, erzeugungssysteme und die Beibehaltung dieser Aus-

4. Röhre nach Anspruch 3, dadurch gekenn- richtung schwierig ist und jede Abweichung der von zeichnet, daß die Hil'sünse (L') mehrere an ver- 35 ihnen ausgestrahlten Elektronehstrahlbündel eine Verschiedene elektrische Spannungen angelegte Elek- schlechtcrung der Bildqualität und des Auflösungstroden bzw. Gitter (G₂, G₃) aufweist. Vermögens des Farbbildes hervorruft. Außerdem er-

5. Röhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ^e- fordert eine mit drei Strahlerzeugnngssystemen arbeikennzeichnet, daß die Strahlerzeugungssysteme tende Farbbildröhre einen hohen Aufwand und kann (K₁, K.,, K₃) an einem Träger so angeordnet sind, 40 wegen des Platzbedarfes für diese Strahlerzeugungsdaß ein Schneiden der Mittelstrahlen der Strahl- systeme nur mit einer verhältnismäßig großen Minbündel (B₁, B„, Β_Ά) auf der Achse der Fokussier- destgröße hergestellt werden.

linse (L) herbeigeführt wird (F i g. 6 und 8). Zur Vermeidung dieser Nachteile der bekannten

6. Röhre nach Anspruch 5, mit drei Sirahl- Farbbildröhren mii mehreren Strahlerzeugungssysteerzeugungssystemen zur Erzeugung von jeweils 45 men ist vorgeschlagen worden, eine Farbbildröhre mit einem Strahl, dadurch gekennzeichnet, daß das nur einem Strahlerzeugungssystem zu verwenden, das eine Strahlerzeugungssystem (Kc) in der optischen entweder mit drei Kathoden oder mit nur einer Ka-Achse der Fokussierlinse (Z.) und die beiden thode drei Elektronenstrahlbündel erzeugt, die durch anderen Strahlerzeugungssysteme (Kn, Kn) beider- ein linsenähnliches Fokusriersystem hindurchgehen, seits des ersten in gleichem Abstand von demselben so damit sie auf dem Bildschirm zusammenlaufen. Bei auf einer durch die optische Achse hindurch- dieser vorgeschlagenen Ausbildung geht jedoch nur gehenden geraden Linie derart angeordnet sind, eines der Elektronenstrahlbündel auf der optischen daß nur die von diesen beiden anderen Strahl- Achse des Fokussiersystemes durch dieses hindurch, erzeugungssyslemen (Kn, Kn) ausgehenden Strahl- während die beiden anderen mit Abstand von der bündel ^ 8_]}, Bn) die Fokussierlinse auf von der 55 optischen Achse hindurchgehenden Elektronenstrahl-Linsenachse divergierenden Bahnen verlassen. bündel dem Koma und üer sphärischen Aberration

7. Rölue nach Anspruch 4, dadurch gekenn- ausgesetzt sind. Aus diesem Grunde und wegen der zeichnet, daß das zweite Gitter (G₂) in Form einer damit zusammenhängenden Verschlechterung des einfachen, öffnungen (g.,,. g₂₂ und g₂₃) enthaltenden Farbbildes haben Farbbildröhren mit nur einem Scheibe (1) ausgebildet ist, hinter der die die 60 Strahlerzeugungssystem zum Aufstrahlen mehrerer Fokussierlinse (L) bildenden Elektroden (G₃, G₄ Elektronenstrahlbündel keine verbreitete Anwendung und G₅) aufeinanderfolgend mit rohrförmiger Ge- gefunden.

staltuiig und verschiedenen elektrischen Poten- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

tialen angeordnet sind, und dadurch, daß die Kathodenstrahlröhre der eingangs beschriebenen Art

Scheibe (1) an ihrem Umfangsrand zur Bildung 65 so zu gestalten, daß die Abbildungsfehler verringert

der Hilfslinse (L') mit einer der Fokussierlinse zu- und das Auflösungsvermögen verbessert werden,

gewendeten zylindrischen Seitenwandung (2) ver- Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst,

blinden ist, die ein gegenüber dem elektrischen daß der Schnittpunkt der Mittclstrahlen der Strahl-