DE2114310B2

DE2114310B2 - Kathodenstrahl-bildroehre

Info

Publication number: DE2114310B2
Application number: DE19712114310
Authority: DE
Inventors: Johannes Hendricus Maria; Hasker Jan; Eindhoven Johanns (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1970-04-11
Filing date: 1971-03-24
Publication date: 1977-11-17
Also published as: NL162783B; CA918220A; SE366425B; JPS5318866B1; FR2089503A5; AT303840B; BE765604A; BR7102106D0; ES390059A1; NL162783C; DE2114310A1; NL7005233A; GB1308113A; DE2114310C3; CH518619A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildröhre mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmalen.

In einer derartigen Bildröhre wird der Elektronenstrahl normalerweise nahezu auf den Bildwiedergabeschirm fokussiert, so daß dort ein Auftrefffleck gebildet wird, der den betreffenden Teil des Bildwiedergabeschirmes zum Aufleuchten bringt. Der Elektronenstrahl tastet den Bildwiedergabeschirm gemäß einem bestimmten Muster ab, so daß sich der Aiiftrefffleck über den Bildwiedergabeschirm bewegt. Die Größe des Auftreffflecks ist unter anderem von der Stromstärke im Strahl abhängig. Zum Erhalten einer größeren Helligkeit des zum Aufleuchten gebrachten Teiles des Bildwiedergabeschirmes wird ein größerer Strahlstrom benötigt, was wiederum zu einem größeren Auftrefffleck führt. Normalerweise wird der Bildwiedergabeschirm in Zeilenrichtung, und zwar in waagerechten Zeilen, abgestastet. Es ist nun möglich, daß diese Zeilen während der Abtastung des Bildwiedergabeschirmes sichtbar sind. Dies wird insbesondere bei einem niedrigen Strahlstrom der Fall sein, weil dann der Auftrefffleck verhältnismäßig klein ist. Bei zunehmendem Strahlstrom können sich die Auftreffflecke zweier aufeinanderfolgender Zeilen teilweise überlappen, wodurch die einzelnen Zeilen weniger sichtbar werden und demzufolge die Zellenstruktur des wiedergegebenen Bildes als Ganzes weniger auffällig ist.

Die Zeilenstruktur des Bildes kann insbesondere in einer Farbbildwiedergaberöhre, die eine Farbauswahlelektrode mit systematisch angeordneten öffnungen enthält, Schwierigkeiten bereiten. In einer derartigen Kathodenstrahlröhre wird eine Anzahl von Elektronenstrahlen erzeugt, und jeder Elektronenstrahl bringt einen bestimmten auf dem Bildwiedergabeschirm der Röhre vorhandener! Leuchtstoff zurr, Aufleuchten, während die Farbauswahlelektrode je daß die Elektronen dieses Strahles einen der anderen Leuchtstoffe erreichen können. Beim Betrieb der Röhre können infolge von Interferenz zwischen der Zeilenstruktur des Bildes und der Löcherstruktur der Maske störende Moire-Muster auftreten. Es ist bekannt, daß das Auftreten von Moire-Mustern dadurch verringert werden kann, daß der gegenseitige Abstand der Maskenlöcher in einem bestimmten Verhältnis zu dem Zeilenabstand gewählt wird. Der Zeilenabstand ist eine Funktion deir Abmessung des Bildes senkrecht zu den Abtastzeilen (im Falle waagerechter Abtastzeilen ist ίο dies die Höhe des Bildes) und der Anzahl von Abtastzeilen pro Bild. Der gegenseitige Abstand der Maskenlöcher soll dann also in Abhängkgkeit von der Höhe des Bildes und von der Anzahl von Abtastzeilen pro Bild gewühlt werden.

Es hat sich nun aber herausgestellt, daß bei der Wahl des gegenseitigen Abstandes der Maskenlöcher durch verschiedene Ursachen gewisse Beschränkungen auftreten, so daß nicht stets durch die Wahl des gegenseitigen Abstandes der Maskenlöcher das Auftre-

ten von Moire-Mustern verringert werden kann. Wenn bei einer beslimmten Höhe des Bildwiedergabeschirmes eine Maske verwendet wird, deren Löcher den gewünschten gegenseitigen Abstand aufweisen, soll in einer Maske für einen kleineren Bildwiedergabeschirm der gegenseitige Abstand der Maskenlöcher dementsprechend kleiner sein, weil ja der Zeilenabstand kleiner ist. Ein kleinerer gegenseitiger Maskenlöcherabstand kann nicht erzielt werden, ohne daß auch die Abmessung der Maskenlöcher herabgesetzt wird, weil sonst die Maske nicht mehr verhindern kann, daß Elektronen eines bestimmten Elektronenstrahls einen der anderen Leuchtstoffe erreichen. Bei der Herstellung einer Maske mit kleineren Löchern und mit außerdem einer großen Anzahl solcher kleinerer Löcher ergeben sich technologische Probleme. Ferner können sich dann auch Schwierigkeiten beim Anbringen der Leuchtstoffe des Bildwiedergabeschirmes ergeben. Überdies soll zum Erzielen einer befriedigenden Wirkung der Röhre bei Verkleinerung des gegenseitigen Abstandes der Maskenlccher auch der Abstand zwischen der Maske und dem Bildwiedergabeschirm verkleinert werden. Im Zusammenhang mit den auftretenden Toleranzen bei der Befestigung der Maske ergibt eine Verkleinerung dieses Abstandes Schwierigkeiten.

Aus ganz anderen Erwägungen beschränkt die Größe des maximalen Ablenkwinkels die Wahl des gegenseitigen Abstandes der Maskenlöcher. Bei zunehmendem maximalem Ablenkwinkel des Strahles nimmt der Winkel, unter dem der Strahl an einer bestimmten Stelle auf die Maske auftrifft, zu. Beim Betrieb der Röhre wird die Maske von den Elektronen erhitzt, und die Aufhängung der Maske ist nun meistens derartig, daß sich die Maske unter dem Einfluß dieser Erhitzung in axialer Richtung verschiebt. Außerdem kann an Stellen, an denen die Helligkeit in dem wiedergegebenen Bild groß ist, wodurch die Maske örtlich verhältnismäßig stark erhitzt werden kann, örtlich eine axiale Verschiebung der Maske auftreten. Infolge der axialen Verschiebung der Maske verschiebt sich der Elektronenfleck, der von einem Elektronenstrahl hinter einer bestimmten Maskenöffnung gebildet wird, welche Verschiebung größer ist, je nachdem der Ablenkwinkel größer ist. Diese Verschiebung des Elektronenflecks auf dem Bildwiedergabeschirm schafft die Möglichkeit, daß

o5 die uuiciigeuisseneii Elcküunen auf einen anderen als den beabsichtigten Leuchtstoff auftreffen, so daß eine sogenannte Fehllandung auftreten wird. Bei einer bestimmten Durchlässigkeit der Maske ist das Ausmaß

H_er Fehllandung dann um so großer, je kleiner der

' _nseitige Abstand der Maskenlocher im. In Rohren, η denen ein großer .Ablenkwinkel. /.IV von 110 . uftritt. ist es daher erwünscht. daß der gegenseitige .._stancj der Maskenlöcher groß ist. Dies ergibt : Schwierigkeiten bei einer klimmten Wahl des egenseiügen Abstandes der Maskenlöeher zn Yerhin derungdes Auftretens von Miore-Musiern. Häher ist es wichtig, das Auftreten von Moire-Mustern .nil" andere Weise zu verringern.

Dies kann teilweise durch Verwendung eines Strahles mit länglichem Brennfleck erlolgen, wodurch siehergestellt wird, daß die Zellenstruktur auf dem Hildw ledcrgabeschirm weniger sichtbar ist. wie in der Dl-AS 12 15 820 gezeigt. Wird jedoch nur diese Maßnahme ergriffen, so werden bei großen Strahlströmen liildunschärfen sichtbar.

Die Aufgabe der Erfindung bestand daher darin, bei kleinen Strahlströmen einen länglichen Brennfleck /u erzeugen, jedoch bei großen Strahlströmen den μ Elektronenstrahl möglichst nicht asiigmatisch zu beeinflussen.

Wie bereits bemerkt wurde, ist bei einem großen Strahlstrom die Zellenstruktur bereits weniger sichtbar als bei einem kleinen Strahlstrom. Daher muß dafür gesorgt werden, daß die Zeilenstruktur auch bei kleinem Strahlstrom weniger sichtbar wird, ohne daß eine zu diesem Zweck getroffene Maßnahme andere unerwünschte Folgen mit sich bringt. Die Zellenstruktur kann bekanntlich bei kleinem Strahlstrom dadurch weniger sichtbar gemacht werden, daß die Abmessung des Auftreffflecks senkrecht zu den Abtastzeilen vergrößert wird, in welchem Falle auch bei kleinem Strahlstrom sich die Aufireffflecke zweier aufeinanderfolgender Zeilen in zunehmendem Maß überlappen. Die Abmessung des Auftreffflecks in Richtung der Abtastzeilen darf dabei jedoch nicht vergrößert werden, damit die Schärfe des wiedergegebenen Bildes in dieser Richtung nicht beeinträchtigt wird.

Bei großem Strahlstrom ist die Abmessung des Auftreffflecks bereits größer, und es soll sichergestellt werden, daß diese Abmessung nicht nochmals weiter vergrößert wird in der zu den Abtastzeilen senkrechten Richtung, damit die Schärfe des wiedergegebenen Bildes in der zu den Abtastzeilen senkrechten Richtung nicht beeinträchtigt wird. Weiter soll bei großem Strahlstrom die Abmessung des Elektronenstrahls an der Stelle der Ablenkebenen nicht nennenswert vergrößert werden, weil sonst die hinter den Maskenlöchern auftretende Halbschattenwirkung des Elektronenstrahls auf unzulässige Weise vergrößert werden würde. Auf Grund dieser Erwägungen muß der Strahl bei niedrigen Strahlströmen stärker als bei hohen Strahlströmen beeinflußt werden, und diese Beeinflussung muß hauptsächlich eine Vergrößerung des Auftreffflecks senkrecht zu den Abtastzeilen herbeiführen.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einer Bildröhre der eingangs genannten Art nach der Erfindung Maßnahmen ergriffen, die im kennzeichnen- w) den Teil des Patentanspruchs 1 im einzelnen angegeben sind. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können Maßnahmen ergriffen werden, die in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 2 im einzelnen

ucawtii i\.L*\-ii jiiivi.

Nach der Erfindung ist also im Elektronenstrahlerzeugungssystem in dem Gebiet des zweiten und des dritten Gitters ein astigmatisches Linsenelement vorgesehen Unter dem Geb;et des .".seilen und Je«, ur^ie:-. (.'iuers is! der Ie¹I vies llekudier.sirdhler/euiijngssv ■ stems /wischen dem au! der Seite des erster. Girerhegenden l'eil des /weiten (.Miters und dem .nr, weitesten von der kathode entfernte!! Teil des ureter, (.litters /u verstehen Die Wirkungsweise dieses .!stigm.üischen 1 inseneiemerus ist !olgende: Durch die kathode. Jas erste und das /v. etc als Beschleunigung* elektrode dienende eimer wird ein Strahiknoten herbeigeführt. Der knoten hegt normalerweise, ic nach der Stromstärke des Strahles und der konfiguration der CHtier /wischen dem ersten und dem dritten Gitter. Bei niedrigen Sirahistromen lieg! der Strahlknoten /wischen dem ersten und dem /weiten Guter, wahrend sich dieser knoten bei zunehmendem Strahlsirom von der kathode ab /u dem Raum /wischen dem /weiten und dem dritten Guter verschiebt. Infolge der Tatsache, daß der Sirahlknoten bei niedrigem Sirahlstrom /wischen dem ersten unJ uem /weiten Guter liegt un.l in dem Gebiet des /weiten und des dritten Ci niers ein astigmatisches Linsenelement vorgesehen ist. wird der Strahl bei niedrigem Strahlstrom von diesem asiigmansehen Linsenelement beeinflußt, wodurch eine Vergrößerung des Auftreffflecks senkrecht zu den Abiast/eilen erhalten wird. Bei zunehmendem Strahlsirom verschiebt sich der Strahlknoten in Richtung auf das astigmatische L.insenelement. so daß der Hinfluß dieses Elements auf den Strahl abnimmt. Fallt der Strahlknoten mit dem optischen Mittelpunkt des atigmaiischen Linsenelements zusammen, so wird der Strahl von diesem Element nahe/u nicht beeinflußt. Im allgemeinen wird also die Stelle, an der das astigmatische Element angebracht wird, von der Stelle der. Strahlknotens und von dem Ausmaß der Strahlknotenverschiebung bei Änderung des Strahlstromes beim Fehlen dieses Elements abhängig sein.

Das astigmatische Linsenelement kann auf verschiedene Weise ausgebildet sein: eine niehtdrehsymmeirisehe Öffnung im zweiten Gitter, durch die der Strahl hindurchgeht; eine nichtdrehsymmeirischc Öffnung im dritten Gilter, durch die der Strahl hindurchgeht; eine zusätzliche Platte mit einer nichtdrehsymmetrischen Öffnung, durch die der Strahl hindurchgeht, welche zusätzliche Plane sich dann entweder /wischen dem ersten und dem zweiten Gitter, und /war auf der Seite des zweiten Gitters, oder zwischen dem /weiten und dem dritten Gitter befindet; ein nichtdrehsymmetrisches Profil des plattenförmigen Teiles des /weiten Gitters senkrecht zu der Achse des Elcktronenstrahlerzeugungssystcms. in dem eine drehsymmetrische Öffnung vorgesehen ist, durch die der Strahl hitidurchgebi; ein nichtdrehsymmetrisches Profil des plattenförmigen Teiles des dritten Gitters senkrecht zu der Achse des Elektroncnstrahlerzeugungssystems, in dem sich eine drehsymmetrische öffnung befindet, durch die der Strahl hindurchgeht; im Falle eines dritten Gitters mit einem rohrförmigen Teil parallel /u der Achse des Elektronenstrahlerzeugungssystems und eines zweiten Gitters mit gleichfalls einem rohrförmigen Teil parallel zu der Achse des Elektronenstrahler/eugungssystems. welcher Teil den rohrförmigen Teil des dritten Gitters umgibt, das Vorhandensein axialer Öffnungen in dem betreffenden Teil des dritten Gitters: im Falle eines /weiten Gitters mit einem rohrförmigen Teil parallel /u der Achse dos F.lektronenstrahler/euKiin^ssvstems, das Vorhandensein axialer öffnungen in diesem Teil, die von weiter von der Achse des Elektronensirahler/eugungssystems entfernten Platten abgedeckt werden, die

eine zusätzliche Elektrode bilden. Ein nichtdrehsymmetrisches Profil eines plattenförmigen Teiles eines Gitters kann dadurch erhalten werden, daß auf dem plattenförmigen Teil eine oder mehrere Platten befestigt werden, so daß tatsächlich bestimmte Teile eine größere Dicke aufweisen, oder dadurch, daß bei gleichbleibender Dicke der Platte selber ein nichtdrehsymmetrisches Profil erteilt wird.

Insbesondere ist das astigmatische Linsenelement in einem der Gilter vorgesehen. Dies hat den Vorteil, daß keine gesonderten zusätzlichen Elemente im Elektronenstrahlerzeugungssystem angebracht und/oder keine zusätzlichen Spannungen angelegt zu werden brauchen. Da es weniger leicht ist, mit großer Genauigkeit eine kleine nichtdrehsymmetrische öffnung in einem Gitter anzubringen, wird vorzugsweise eine kreisförmige öffnung angebracht. Vorzugsweise enthält das Gitter daher ein astigmatisches Linsenelement und eine kreisförmige öffnung.

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine Bildröhre,

F i g. 2 einen Schnitt durch ein Elektronenstrahlerzeugungssystem,

Fig.3 einen Schnitt längs der Linie III-III durch das ElektronenstrahlfTzeugungssystem nach F i g. 2,

Fig.4 die Abmessung des Auftreffflecks auf dem Bildwiedergabeschirm in zwei zueinander senkrechten Richtungen als Funktion des Strahlstroms,

Fig. 5a und 5b schematisch den Strahlengang in einem Teil der Bildröhre,

Fig.6 eine andere Ausführungsform des zweiten Gitters, und

F i g. 7a, 7b und 7c eine weitere Ausführungsform des zweiten Gitters.

In Fig. 1 enthält die Bildröhre 1 ein schematisch dargestelltes System 2, das aus drei Elektronenstrahlerzeugern zum Erzeugen dreier Elektronenstrahlen besteht. Die Elekxonenstrahlen werden mit Hilfe einer nicht dargestellten teilweise innerhalb und teilweise außerhalb der Röhre liegenden Konvergenzvorrichtung auf einer Lochmaske 3 konvergiert, wonach sie je bestimmte Teile eines Bildwiedergabeschirmes 4 treffen. Die Abtastung des Bildwiedergabeschirmes erfolgt mit Hilfe einer schematisch dargestellten Ablenkvorrichtung 5.

In Fig. 2 ist eines der drei Elektronenstrahlerzeugungssysteme im Schnitt gezeigt. Das System enthält eine Kathode 6, ein erstes Gitter 7, ein zweites Gitter 8, ein drittes Gitter 9 und ein viertes Gitter 10. Das erste Gitter 7 enthält einen plattenförmigen Teil 11 mit einer kreisförmigen Öffnung 12. Das zweite Gitter 8 enthält einen plattenförmigen Teil 13 mit einer kreisförmigen öffnung 14 und ferner einen kreiszylindrischen Teil 15. Auf der dem dritten Gitter 9 zugekehrten Seite des plattenförmigen Teiles 13 sind zwei Platten 16 und 17 in Form eines Kreissegments angebracht. Das dritte Gitter 9 enthält einen plattenförmigen Teil 18 mit einer kreisförmigen Öffnung 19 und ferner zwei kreiszylindrische Teile 20 und 21. Das vierte Gitter 10 besteht aus einer kreiszylindrischen Buchse.

F i g. 3 zeigt einen Schnitt des Elektronenstrahlerzeugungssystems nach Fig. 2 längs der Linie III-III. Die beiden krcisscgmentförmigen Platten 16 und 17 liegen auf dem mit einer kreisförmigen öffnung 14 versehenen plattenförmigen Teil 13 des zweiten Gitters. Die Platten 16 und 17 bilden ein astigmatisches Linsenelcmcnt.

In einem praktischen Beispiel beträgt der Absland zwischen der Kathode 6 und dem ersten Gilter 7 0,12 mm, zwischen dem ersten Gitter 7 und dem zweiten Gitter 8 an der Stelle der öffnungen 0,47 mm, zwischen dem zweiten Gitter 8 und dem dritten Gitter 9 an der Stelle der öffnungen 2,25 mm und zwischen dem dritten Gitter 9 und dem vierten Gitter 10 1,5 mm. Das erste Gitter 7 ist an der Stelle der öffnung 0,13 mm dick; das zweite Gitter 8 weist an der Stelle der öffnung eine Dicke von 0,25 mm auf, während die Dicke der Platten

ίο 16 und 17 1 mm beträgt und das dritte Gitter 9 an der Stelle der öffnung eine Dicke von 0,25 mm aufweist. Die Länge des kreiszylindrischen Teiles 20 beträgt 6 mm, des kreiszylindrischen Teiles 2\ 16,5 mm und der kreiszylinclrischen Buchse 10 10,0 mm. Der Innendurchmesser des Teiles 20 beträgt 5,5 mm und des Teiles 21 9,5 mm, während der Durchmesser der öffnung 12 0,75 mm, der öffnung 14 0,75 mm und der Öffnung 19 1,5 mm beträgt. Der Abstand zwischen den Platten 16 und 17 ist 2 mm. Ferner ist in der Kathodenstrahlröhre der Abstand der Kathode von dem Bildwiedergabeschirm längs der Achse 467 mm. Dieses Elektronenstrahlerzeugungssystem kann mit den folgenden Spannungen betrieben werden:

Kathode —

Erstes Gitter —
Zweites Gitter —
Drittes Gitter —
Viertes Gitter -

OV,

zwischen 0 V und — 165 V,

500 V,

zwischen 4400 V und 4600 V,

25 000 V.

Die veränderliche Spannung am ersten Gitter dient zur Steuerung des Strahles. Das Verhältnis zwischen den Spannungen am dritten und am vierten Gitter wird derart gewählt, daß der Strahl möglichst genau in einem

Auftrefffleck auf dem Schirm fokussiert wird.

Durch das Vorhandensein des astigmatischen Linsenelements, das durch die Platten 16 und 17 gebildet wird, wird die Form des Strahles bei niedrigem Strahlstrom beeinflußt, und zwar derart, daß eine Vergrößerung des

Auftreffflecks auf dem Bildwiedergabeschirm in senkrechter Richtung erhalten wird. Dies geht aus der graphischen Darstellung nach F i g. 4 hervor, in der als Abszisse der Strahlstrom in μΑ und als Ordinate die Abmessungen des Auftreffflecks in mm in der Mitte des Bildwiedergabeschirmes aufgetragen sind. Eine volle Linie 22 bezieht sich auf die senkrechte Abmessung des Auftreffflecks, während sich eine gestrichelte Linie 23 auf die waagerechte Abmessung des Auftreffflecks bezieht. Vergleichsweise ist außerdem noch eine strichpunktierte Linie 24 gezeichnet, die sich auf ein dem oben beschriebenen Elektronenstrahlerzeugungssystem ähnliches System bezieht, nur mit dem Unterschied, daß die Platten 16 und 17 fehlen, so daß kein astigmatisches Linsenelement vorhanden ist. Da die Linien 22 und 23 bei hohen Strömen nahezu zusammenfallen, wird dorl ein nahezu kreisförmiger Auftrefffleck erhalten; bei niedrigen Strömen wird ein senkrechter Auftrefffleck erhalten. Aus der Lage der Linie 23 in bezug auf die der Linie 24 geht hervor, daß im Vergleich zu dem Fall, daC

bo kein astigmatisches Linsenelement vorhanden ist, die waagerechte Abmessung des Auftreffflecks etwa gleich geblieben oder kleiner geworden ist, so daß die Bildschärfe in waagerechter Richtung gleich geblieber oder besser geworden ist. Dieses erzielte Ergebnis läßi

>·. sich auf folgende Weise erläutern. Bei einem niedriger Strahlstrom wird von der Kathode 6, dem ersten Gittci 7 und dem zweiten Gitter 8 ein Strahlknotcn in den Raum zwischen dem ersten und dem /weiten Gittci

erzeugt. Abgesehen von Aberrationen, Raumladung und Quergeschwindigkeiten bei Emission, ist dieser Strahlknoten nahezu punktförmig. Infolge des Vorhandenseins des astigmatischen Elements auf dem zweiten Gitter wird der Strahl in dem Raum zwischen dem zweiten und dem dritten Gitter astigmatisch. Dies veranlaßt, von dem Äquipotentialraum innerhalb des zylindrischen Teiles des dritten Gitters aus gesehen, die Bildung zweier länglicher Strahlknoten, und zwar eines Strahlknotens in einer senkrechten Zeile und eines Strahlknotens in einer waagerechten Zeile. Bei niedrigem Strahlstrom liegen diese länglichen Strahlknoten in einem gewissen Abstand voneinander, welcher Abstand bei zunehmendem Strahlstrom abnimmt, bis die länglichen Strahlknoten nahezu zusammenfallen. Sie sind dann wieder nahezu punktförmig. Dies ist darauf zurückzuführen, daß der punktförmige Strahlknoten, der bei niedrigem Strahlstrom zwischen dem ersten und dem zweiten Gitter erhalten wird, sich bei zunehmendem Strahlstrom in Richtung auf das zweite Gitter und also auf den optischen Mittelpunkt des astigmatischen Linsenelements verschiebt. Der senkrechte längliche Strahlknoten wird von der Hauptlinse des Elektronenstrahlerzeugungssystems erzeugt, und von dem dritten Gitter 9 und dem vierten Gitter 10 auf den Bildwiedergabeschirm fokussiert, während der waagerechte längliche Strahlknoten in dem Gebiet zwischen dem Erzeugungssystem und dem Bildwiedergabeschirm fokussiert wird. Der durch die Platten 16 und 17 gebildeten Spalt ist waagerecht. Infolgedessen wird mit den erwähnten Spannungen bei niedrigem Strahlstrom ein länglicher Strahlknoten der in einer senkrechten Ebene liegenden Teilstrahlen des Strahles (waagerechter Strahlknoten) erhalten, der weiter als der von den in einer waagerechten Ebene liegenden Teilstrahlen des Strahles erhaltene längliche Strahlknoten (senkrechter Strahlknoten) von dem Bildwiedergabeschirm entfernt ist.

Fi g. 5a und 5b zeigen schematisch den Strahlengang in der Röhre von diesen länglichen Strahlknoten bis zu dem Bildwiedergabeschirm. F i g. 5a zeigt den Strahlengang in einer senkrechten Ebene und F i g. 5b in einer waagerechten Ebene. In F i g. 5a bezeichnet 25 die Lage des länglichen Strahlknotens bei niedrigem Strahlstrom der in einer senkrechten Ebene liegenden Teilstrahlen des Strahls, während 27 die Lage dieses länglichen Strahlknotens bei hohem Strahlstrom bezeichnet. In Fig.5b bezeichnet 26 die Lage des länglichen Strahlknotens der in einer waagerechten Ebene liegenden Teilstrahlen des Strahles bei niedrigem Strahlstrom und 28 die Lage dieses Strahlknotcns bei hohem Strahlstrom. Da die Lagen 27 und 28 nahezu zusammenfallen, sind sie in einem gleichen Abstand von dem Bildwiedergabeschirm 29 dargestellt. Die Mitte der durch das dritte und das vierte Gitter gebildeten Linse ist mit 30 bezeichnet. Der längliche Strahlknoten 26 wird von der Linse in 31 auf den Bildwiedergabeschirm fokussiert. Dabei wird der längliche Strahlknoten 25 in einem näher liegenden Punkt 32 fokussiert, so daß von diesem Strahlknoten auf dem Bildwiedergabeschirm

ίο eine senkrechte Ausdehnung 33, 34 erhalten wird. Bei hohem Strahlstrom erfolgt sowohl in der waagerechten Ebene als auch in der senkrechten Ebene eine Fokussierung auf den Bildwiedergabeschirm in 31. In einer Bildröhre, in der das Elektronenstrahlerzeugungssystem nicht die Platten 16 und 17 enthält, wird bei den gleichen Spannungen infolge der Linsenwirkung des zweiten und des dritten Gitters ein länglicher Strahlknoten erhalten, dessen Lage 35 bei niedrigem Strahlstrom zwischen 25 und 26 und bei hohem Strahlstrom zwischen 27 und 28 liegt. Wenn die Fokussierung in einer waagerechten Ebene betrachtet wird (F i g. 5b), ist es einleuchtend, daß beim Fehlen der Platten 16 und 17 sich der Strahlknoten bei Änderung des Strahlstroms über einen größeren Abstand als beim Vorhandensein dieser Platten verschiebt, so daß im letzteren Falle für optimale Fokussierung eine geringere Änderung der Spannung des dritten Gitters genügend ist. Dies ist eine günstige Eigenschaft, weil in der Praxis die Spannung des dritten Gitters auf einen konstanten Wert eingestellt wird.

Fig.6 zeigt eine andere Ausführungsform des astigmatischen Linsenelements des zweiten Gitters. Dabei ist auf der Seite des dritten Gitters 9 und dem plattenförmigen Teil 13 mit der kreisförmigen öffnung 14 des zweiten Gitters 8 eine Platte 36 angebracht, in der eine langgestreckte, und zwar rechteckige öffnung 37 vorgesehen ist.

Die Fig. 7a, 7b und 7c zeigen eine weitere Ausführungsform des astigmatischen Linsenelements des zweiten Gitters.

Fig. 7a ist eine Ansicht; Fig. 7b zeigt einen Schnitt längs der Linie VlIb-VlIb; Fig. 7c zeigt einen Schnitt längs der Linie VIIc-VIIc. Das zweite Gitter besteht aus einem kreiszylindrischen Teil 38 und einem plattenförmigen Teil 39, in dem auf der Seite des ersten Gitters eine langgestreckte Ausstülpung 40 angebracht ist. In der Mitte des plattenförmigen Teiles 39 ist eine kreisförmige öffnung 41 vorgesehen. Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß das astigmatische

^r>o Linscnclement durch eine einfache mechanische Bear bettung erhalten wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Kathodenstrahl-Bildröhre mit einem Elekironenstrahlerzeugungssystem zum Erze¹¹'-n mindestens eines Elektronenstrahls, das eine jode und mindestens drei Gitter, eine Fokussien...gslinse zur Abbildung des zwischen dem ersten und dem dritten Gitter liegenden Strahlknotens auf dem Bildschirm und ein astigmatisches Linsenelement enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das astigmatische Linsenclement im Bereich zwischen der kathodenseitigen Grenze des zweiten und der bildschirmseitigen Grenze des dritten Gitters und in der Nähe des Strahlknotens bei relativ großen Strahlströmen angeordnet ist und daß die Position des Strahlknotens bei relativ kleinen Strahlströmen zwischen der Kathode und dem asiigmatischen Linsenelement liegt.
2. Bildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das astigmatische Linsenelement derart an dem zweiten Gitter angeordnet ist, daß die Öffnung des zweiten Gitters an der Stelle des ersten Gitters kreisförmig und in Richtung auf das dritte Gitter zu rechteckig ausgebildet ist.