DE2224404A1

DE2224404A1 - Farbkathodenstrahlröhre

Info

Publication number: DE2224404A1
Application number: DE19722224404
Authority: DE
Inventors: Shigeo; Idaka Kazuhiko; Sakamoto Yuichi; Fukaya Saitama Takenaka (Japan)
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1971-05-18
Filing date: 1972-05-18
Publication date: 1972-11-30
Also published as: FR2138110B1; DE2224404B2; US3860850A; JPS5126208B1; GB1335508A; FR2138110A1; DE2224404C3

Description

Dr. F. Zumsteln sen. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenlgsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumstein Jun.

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Tokyo Shibaura Electric Co.,Ltd.,Kawasaki,Japan

Parbkathodenstrahlröhre.

Die Erfindung betrifft eine Farbkathodenstrahlröhre und insbesondere eine Parbkathodenstrahlröhre vom Reihentyp. Diese Kathodenstrahlröhre enthält eine trichterförmige Hülle, auf der Yorderseite mit einer aus einem Fluoreszenzschirm gebildeten Prontplatte, eine dreifache Kathodenstrahlerzeugungs^Vorrichtung, die aus drei Kathodenstrahlerzeuger-Einheiten besteht, die in derselben Ebene angeordnet sind und im Halsteil der Hülle aufgenommen sind, eine Ablenkspule, um die Kathodenstrahlen von der Kathodenstrahlerzeugungs-Vorrichtung so abzulenken, daß sie den Schirm wirkungsvoll abtasten und eine Pokussierungsvorrichtung, die am Kathodenstrahlausgang der Kathodenstrahler zeugungs-Vorrichtung angebracht ist, um drei Raster zu

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zeichnen, die vom Abtasten durch drei Kathodenstrahlen stammen.

Bei der genannten Farbkathodenstrahlröhre erfolgt die senkrechte Zeichnung des Rasters durch eine Ablenkspule zum Erzeugen eines regelmäßigen,nadelkissen:?örmigen, horizontalen Ablenktnagnetfeldes und eines regelmäßigen,tonnenförmigen, vertikalen Ablenkfeldes. Die horizontale Zeichnung des Rasters wird durch deren dynamische Fokussierung erzielt. Damit werden die Raster vollständig über den gesamten Schirm gezeichnet.

Wo die dynamische Fokussierung nicht angewandt wird, werden auf einem Schirm 15 Raster 1B, 1G und 1R ausgebildet, wobei die Seitenraster 1B und 1R ungleichmäßig von dem zentralen Raster 1G in einer waagerechten Ebene auf beiden Seiten des Schirmes 15, wie in Fig. 1 gezeigt, abgesetzt sind. Für eine richtige Zeichnung solcher Raster müssen durch eine Fokussierungsspule zwei extrem unsymmetrische Fokussierungsströme 2B und 2R synchron mit einem Strom zum Erzeugen eines horizontalen magnetischen Feldes eingeführt werden. Die Erzeugung solcher unsymmetrischer Ströme führt unweigerlich zu einer komplizierten Anordnung eines Schaltkreises zum Erhalten solcher Ströme.

Dementsprechend ist es das Ziel der Erfindung, eine Kathodenstrahlröhre zu entwickeln, die eine solche Kathodenstrahist euervorrichtung enthält, daß die Seitenraster in einer horizontalen Ebene auf beiden Seiten des Schirmes gleicnförmig von dem zentralen Raster abgesetzt werden können, so daß die Anordnung der Fokussierungskreise vereinfacht wird.

Die erfindungsgemäße Farbkathodenstrahlröhre enthält eine trichterförmige Hülle mit einem Halsteil und einem konischen Teil, eine dreifache Kathodenstrahlerzeugungs-Vorrichtung, die in dem Halsteil aufgenommen ist, eine mit einem Farbschirm überzogene Frontplatte, der aus einer Vielzahl von Gruppen der drei Fluoreszenzelemente, die rotes, grünes und blaues Licht erzeugen,

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"besteht, und eine Lochmaske, die so angeordnet ist, daß. sie dem Farbschirm gegenüberliegt. Die dreifache Kathodenstrahlerzeugungs-Vorrichtung wird aus drei Kathodenstrahlerzeugungs-Einheiten gebildet, die in derselben Ebene angeordnet sind. Die Fokussierungseinrichtung v/eist eine Pokussierungsmagnetanordnung, die am Kathodenstrahlausgang der Kathodenstrahlerzeugungsvorrichtung angebracht ist, und eine IOkussierungsspulenanordnung auf, die um den Querschnitt der trichterförmigen Hülle angeordnet ist. Um den äußeren Rand der Hülle ist eine Ablenkspule zum Ablenken der Kathodenstrahlen von den Kathodenstrahlerzeugern angebracht. Im Kathodenstrahldurchgang zwischen der IOkussierungsvorrichtung und der Ablenkspule ist eine Kathodenstrahlsteuervorrichtung angeordnet. Diese Steuervorrichtung enthält ein erstes Steuerglied zum Verringern der Ablenkwinkel gegenüber einer horizontalen Ebane der Seitenkathodenstrahlen von den Seitenkathodenstrahlerzeuger-Einheiten im Vergleich zu dem gleichen Ablenkwinkel des zentralen Kathodenstrahls von der zentralen Kathodenstrahlerzeuger-Einheit und ein zweites Steuerglied zur Verringerung des Ablenkwinkels gegenüber einer senkrechten Ebene des zentralen Kathodenstrahls im Vergleich zu dem gleichen ■ Ablenkwinkel der Seitenkathodenstrahlen. Die zusätzliche Anordnung dieser Steuervorrichtung ermöglicht es, daß die Seitenraster, die auf dem Schirm durch Abtasten durch die Seitenkathodenstrahlen, die durch die Steuervorrichtung laufen, gebildet werden, gleichförmig von dem zentralen Raster, das von dem zentralen Kathodenstrahl gewonnen wird, abgesetzt sind. Ein solches gleichförmiges Absetzen der Seitenkathodenstrahlen erlaubt die Einführung von miteinander symmetrischen Pokussierungsströmen in die üOkussierungsvorrichtung, wodurch die Anordnung eines Schaltkreises zum Erzeugen der lOkussierungsströme vereinfacht wird.

Im folgenden wird anhand der zugehörigen Zeichnung eine beispielsweise, bevorzugte Ausführungsform der Erfindung näher.erläutert. - . ■-.-■·

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Pig. 1 sseigt die Anordnung der drei Raster, die bei einer bekannten Kathodenstrahlröhre ausgebildet werden, bei der die Kathodenstrahlen keiner dynamischen Fokussierung unterworfen werden.

Pig. 2 erläutert die Kurvenform der Fokussierungsströme, die durch die Fokussierungsspulenanordnung der bekannten Kathodenstrahlröhre laufen.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Kathod enstrahlröhre.

Fig. 4 ist eine Schnittansicht, die in Vergrößerung einen Teil der Kathodenstrahlröhre von Fig. 3 zeigt.

Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Kathodenstrahlsteuervorrichtung.

Fig. 6 zeigt das erste Steuerglied der Kathodenstrahlststuervorrichtung: Fig. 6A ist eine Vorderansicht und Fig. 6B ist eine Draufsicht.

Fig. 7 zeigt das zweite Steuerglied der Kathodenstrahlsteuervorrichtung·: Fig. 7A ist eine Vorderansicht und Fig. 7B ist eine Draufsicht.

Fig. 8 zeigt die Anordnung der Raster, die durch Kathodenäbrahlen gebildet werden, die durch das erste Steuerglied laufen.

Fig. 9 erläutert die Anordnung der Raster, die durch Kathodenstrahlen gebildet werden, die durch das zweite Steuerglied laufen.

Fig. 10 zeigt die Anordnung der Raster, die durch Kathodensjrahlen gebildet werden, die durch beide, das erste und das zweite Steuerglied, geleitet sind.

Fig. 11 zeigt die Kurvenform des Fokussierungsstromes, der durch die Fokussierungsspulen-Anordnung einer erfindungsgemäßen Kathodenstrahlröhre geleitet wird.

Fig. 12 erläutert eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kathpdenstrahlsteuervorrichtung: Fig. 12A ist eine perspektivische Ansicht und Fig. 12B ist eine Vorderansicht.

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Die in den Pig. 3 und 4 gezeigte Parbkathodenstrahlröhre enthält eine trichterförmige Hülle 11, die einen konischen Teil 12 und einen Halsteil 13 aufweist, eine Frontplatte 14, die an der Vorderseite der Hülle 11 angebracht ist,.einen Pluoreszenzfarbschirin 15» der aus einer Vielzahl von Gruppen der drei Pluoreszenzelemente, die rotes, grünes und blaues Licht erzeugen, gebildet wird, und die Innenwand der Prontplatte überzieht, eine lochmaske 16, die dem Schirm 15 gegenüber angebracht ist, und eine Kathodenstrahlerzeugungs-Yorrichtung 17 "vom Reihentyp, die aus drei Kathodenstrahlerzeuger-Einheiten 17R, 17G und 17B besteht, die in derselben Ebene angeordnet sind und im Halst'eil 13 aufgenommen sind. Die Pokussierungsvorrichtung 18 in Pig. 3 eithält eine Pokussierungsmagnetanordnung 19, die am Kathodenstrahlausgang der Kathodenstrahlerzeugungs-Vorrichtung 17 angebracht ist, und eine Pokussierungsspulenanordnung 20, die um den Rand des Halsteiles 13 angeordnet ist, so daß sie die Pokussiemngsmagnetanordnung 19 umgibt. TJm die Verbindung zwischen dem Halsteil 13 und dem konischen Teil 14 ist eine Ablenkspule 21 angebracht, um die Kathodenstrahlen von der Kathodenstrahlerzeugungs-Vorrichtung 17 abzulenken. Diese Ablenkspule 21 erzeugt ein regelmäßiges, nadelkissenförmiges, horizontales Ablenkmagnetfeld und ein regelmäßiges, tonnenförmiges, vertikales Ablenkmagnetfeld. Besonders eine erfindungsgemäße Kathodenstrahlröhre arbeitet wirkungsvoll mit diesen. Ablenkmagnetfeldern. Weiterhin ist eine Kathodenstrahlsteuervorrichtung 22 in einem Kathodenstrahldurchgang : ■

vorgesehen, der zwischen der Kathodenstrahlerzeugungs-Vorrichtung 17 und der Ablenkspule 21 bestimmt ist, genauer in einem magnetischen PeId, das durch die Ablenkspule 21 erzeugt wird.

Die Kathodenstrahlsteuervorrichtung 22 in Pig. 5 enthält ein erstes und ein zweites Steuerglied 23 und 24. Das erste Steuerglied 23 wird aus einem Paar von C-förmigen Elementen 26 gebil-■det, die aus einem Material hoher magnetischer Permeabilität hergestellt sind und - wie in Pig. 6A gezeigt - so angeordnet

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sind, daß sie die Seitenstrahlen 25B und 25R umgeben, wobei die offenen Enden der C-förmigen Elemente 26 einander gegenüber angeordnet sind. Das zweite Steuerglied 24 wird aus einem Paar von V-förmigen Elementen 27 gebildet, die aus -einem Material hoher magnetischer Permeabilität hergestellt sind und - wie · in Fig. 7A gezeigt - so angeordnet sind, daß sie einander gegenüberliegen-, wobei der Durchgang der Kathodenstrahlen 25B, 25G und 25R dazwischen möglich ist. Die Spitzen der "konvexen Flächen der V-förmigen Elemente 27 sind im Durchgang des zentralen Kathodenstrahl^ 25Gn angeordnet.

Im folgenden wird die oben genannte Steuervorrichtung 22 beschrieben. Das erste Steuerglied 23 schirmt die Seitenkathodenstrahlen 25B und 25R in geeignetem Maße von einem horizontalen Ablenkmagnetfeld ab, wodurch die horizontalen Ablenkwinkel der Seitenkathodenstrahlen 25B und 25R gegenüber dem des zentralen Kathodenstrahls 25G verringert werden. Wenn das erste Steuerglied 23 in einer geeigneten Form und Größe ausgebildet und geeignet angeordnet ist, dann können die Seitenkathodenstrahlen 25B und 25R wie gewünscht von dem horizontalen Magnetfeld abgeschirmt werden, wodurch es möglich wird, daß die Seitenraster 28B und 28R (Fig. 8), die aus dem Abtasten durch die Seitenstrahlen 25B und 25R resultieren, gleichförmig auf beiden Seiten des Schirmes von dem zentralen Raster 28G abgesetzt sind, das aus Abtasten durch den zentralen Strahl 25G resultiert. Das erste Steuerglied 23 schirmt die Seitenkathodenstrahlen 25B und 25R auch in geringem Maße von dem senkrechten Ablenkmagnetfeld ab, so daß die Seitenraster 28B und 28R in ihrer Höhe mehr verringert werden als das zentrale Raster 28G, wodurch ein Rastermuster,wie es in Fig. 8 gezeigt ist, erzeugt wird. Das zweite Steuerglied 24 vergrößert den horizontalen Ablenkwinkel des Zentralstrah.les 25G gegenüber denen der Seitenelektronenstrahlen 25B und 25Ä in Hinblick auf das horizontale Ablenkmagnetfeld und verringern den vertikalen Ablenkwinkel des zentralen Kathodenstrahls 2$£ gegenüber denen der Seitenkathodenstrahlen 25B und 25R, wodurch

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ein Rastermuster, wie es in Fig. 9 gezeigt ist, erhalten wird. Wenn das zweite Steuerglied 24 in einer geeigneten Gestalt und Größe ausgebildet und geeignet angeordnet ist, dann werden die Seitenraster 29B und 29R gleichförmig von dem zentralen Raster" 29G in einer horizontalen Ebene abgesetzt, wodurch bewirkt wird, daß die Höhe des zentralen Rasters 29G um einen Betrag verringert wird, der gleich der Kontraktion in der Höhe der Seitenraster 29B und 29R ist, die aus dem !Durchgang durch das erste Steuerglied 23 resultieren.

In der Praxis sind die länge C, die Breite T) und die Tiefe E des Elementes 26 des ersten Steuergliedes 23 von Fig. 6 und die Länge F, die Breite H und der Zwischenraum K des Elementes 27 des zweiten Steuergliedes 24 von Fig. 7 experimentell so bestimmt, daß bewirkt wird, daß die Raster die verschiedenen !eile, die das Rastermuster von Fig. 1 bilden, sowie die, die die Rastermuster von Fig. 8 oder 9 bilden, enthalten.· Die Lage der Steuervorrichtung 22 in Hinblick auf die Ablenkspule 21 ist dadurch bestimmt, daß mit den folgenden Gleichungen der Abstand L₁ zwischen der Ablenkspule 21 und dem ersten Steuerglied 23 und der Abstand L₂ zwischen der Ablenkspule 21 und dem zweiten Steuerglied_> 24 berechnet wird.

(M₁ - AM₁ (L₁ - L_1x )+(M₂ - Δ M₂ (L₂ - L_2x ) = S ... (1) K₁ - AlT₁ (L₁ - L_1x )=N₂ - AN₂ (L₂ - L_2x ) .. (2)

In den obigen Gleichungen bezeichndb M die Vergrößerung der horizontalen Versetzung der Seitenraster gegenüber dem zentralen Raster. Disse Vergrößerung stellt einen Unterschied zwischen der horizontalen Versetzung der Ssitenraster von dem Zentralräster, wenn die Kathodenstrahlen nicht durch die Kathodenstrahlsteuervorrichtung 22 laufen, und der horizontalen Versetzung der Seitenraster von dem zentralen Raster, wenn die Kathodenstrahlen durch die Kathodenstrahlsteuervorrichtung 22 geleitet werden, dar. H stellt die vergrößerte oder die verkleinerte vertikale Ver-

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Setzung derSeitenraster in Hinblick auf das zentrale Raster dar, wenn, sie auf die gleiche Weise,wie bei der horizontalen Versetzung bestimmt ist. Δ M und AN zeigen die Änderung von M und IT bei einer Änderung des Abstandes zwischen der Ablenkspule 21 und der Steuervorrichtung 22 um 1 mm. Die Indices 1 und 2 entsprechen dem ersten und zweiten Steuerglied 23 und 24. S bezeichnet die horizontale Versetzung der Seitenraster vom zentralen Raster.

Wenn die Gestalt, Größe und Lage des ersten Steuergliedes 23 fest bestimmt sind, kann es hinreichend sein, die gleichförmige horizontale Versetzung der Seitenraster vom zentralen Raster zu erreichen. In der Tat findet jedoch eine senkrechte Versetzung der Seitenraster statt, so daß die Anordnung nur des ersten Steuergliedes 23 bei dem Versuch, ein gewünschtes Rastermuster zu erhalten,, versagt. Dementsprechend wird zusätzlich ein zweites Steuerglied 24 verwandt, um die Anordnung der Raster aufgrund der Wirkung des ersten Steuergliedes 23 zu korrigieren, wodurch ein in Pig. 10 gezeigtes, gewünschtes Rastermuster erhalten wird. Eine solche gewünschte Rasteranordnung ermöglicht es, daß einander . symmetrische Ströme durch die Pokussierungsspulenanordnung, die zur vollständigen Zeichnung der Raster vorgesehen ist, geleitet werden, wodurch der Aufbau eines einen Pokussierungsstrom erzeugenden Schaltkreises vereinfacht wird.

Unter Bezug auf Pig. 12 wird im folgenden eine weitere Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Das C-förmige erste Steuerelement 26 umgibt die ,Seitenstrahlen 2533 und 25R jeweils, wobei ihre geschlossenen Stirnflächen einander gegenüber angeordnet sind. Die V-förmigen zweiten Steuerelemente 27 sind so angeordnet, daß die ersten Steuerelemente 26 zwischen den konvexen Außenflächen angeordnet sind. Die Spitzen der konvexen Außenflächen befinden sich in einer linie mit dem Durchgang des zentralen Strahls 25G. Entsprechend der Ausführungsform von Pig. 1 sind die ersten und zweiten Steuerglieder 23 und 24 im gleichen Abstand von der Ablenkspule 21 angeordnet, wodurch der Raum, der

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von der Steuervorrichtung 22 im Halsteil der trichterförmigen Hülle 11 eingenommen wird,und folglich die Länge der Kathodenstrahlröhre verringert wird. Da die Ablenkspule 21 der Jarbkathodenstrahlröhre im allgemeinen in einem Bereich von etwa 2 mm in axialer Richtung der Röhre zur Einstellung der Farbreinheit verschoben werden kann, muß die oben genannte-Steuervorrichtung so ausgebildet sein, daß eine besonders starke Versetzung der Raster selbst bei diesem Verschieben verhindert wird.

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Claims

Patentansprüche

Farbkathodenstrahlröhre mit einer trichterförmigen Hülle, die ein Halsteil und einen konischen Teil aufweist, einer mit einem Fluoreszenzschirm überzogenen Frontplatte, einer Lochmaske, die dem Schirm gegenüber angeordnet ist, einer dreifachen Kathodenstrahlerzeugungs-Vorrichtung, die aus einer zentralen und zwei Seitenkathodenstrahlerzeuger-Einheiten besteht, die in derselben Ebene angeordnet sind, einer Fokussierungsvorrichtung, die am Ausgang der Kathodenstrahlerzeugungs-Vorribhtung angeordnet ist, einer Ablenkvorrichtung, die um den Rand der Hülle vor der Fokussierungsvorrichtung angeordnet ist, so daß sie die Kathodenstrahlen von der Kathodenstrahlerzeugungs-Vorrichtung ablenkt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kathodenstrahlsteuervorrichtung in dem Durchgang der Kathodenstrahlen zwischen der Fokussierungsvorrichtung und der Ablenkvorrichtung angebracht ist, um die Seitenstrahlen von den Seitenkathodenstrahlerzeuger-Einheiten von einem horizontalen Ablenkfeld geeignet abzuschirmen, das durch die Ablenkvorrichtung erzeugt wird Und den zentralen Stahl von der zentralen Kathodenstrahlerzeuger-Einheit von einem vertikalen Ablenkfeld abzuschirmen, das durch die Ablenkvorrichtung erzeugt wird, wodurch die horizontalen^ Ablenkwinkel der Seitenkathodenstrahlen im Vergleich zu dem des zentralen Strahles und der vertikale Ablenkwinkel des zentralen Strahles im /Vergleich zu denen der Seitenstrahlen verringert werden.
2. Farbkathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenstrahlsteuervorrichtung ein erstes Steuerglied zum Abschirmen der Seitenstrahlen von einem horizontalen Ablenkmagnetfeld, um die horizontalen Ablenk-

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winkel der Seitentrahlen im Vergleich zu dem des zentralen Strahles zu verringern, und ein zweites Steuerglied zum Abschirmen der Seitenstrahlen von einem vertikalen Ablenkmagnetfeld, um den vertikalen Ablenkwinkel des zentralen Strahls im Vergleich zu denen der Seitenstrahlen zu verringern, enthält.

Farbkathodenstrahlröhre.nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß das erste und das zweite Steuerglied in einer linie im Durchgang der Kathodenstrahlen angeordnet sind,das erste Steuerglied ein Paar von C-förmigen Elementen umfaßt, die aus einem Material hoher magnetischer Permeabilität hergestellt und so angeordnet sind, daß sie die Seitenstrahlen umgeben, wobei ihre offenen Seiten einander gegenüber angeordnet sind, und das zweite Steuerglied ein Paar von V-förmigen Elementen umfaßt, die aus einem Material hoher magnet isaher Permeabilität hergestellt sind ,und deren 'konvexe Außenflächen einander gegenüberliegen, wobei die Kathodenstrahlen zwischen den Spitzen der konvexen Außenflächen, die im Durchgang des zentralen Kathodenstrahls einander fluchten* hindurchgelangen können.

Parbkathodenstrahlröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Steuerglied ein Paar von C-förmigen Elementen umfaßt, die aus einem Material hoher magnetischer Permeabilität hergestellt und so angeordnet sind, daß sie die Seitenkathodenstrahlen umgeben, wobei die geschlossenen Seiten der Elemente einander gegenüberliegen, und der zentrale Strahl dazwischen hindurchgelangen kann, und daß das zweite Steuerglied ein Paar von V-förmigen Elementen umfaßt, die aus einem Material hoher magnetischer Permeabilität hergestellt sind und deren konvexe Außenflächen einander gegenüberliegen, wobei das erste Steuerglied dazwischen angeordnet ist und die Spitzen der konvexen Außenflächen im Durchgang des zentralen Strahls einander fluchten.

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3?arbkathod ens trahlr öhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenstrahlsteuervorrichtung so ausgebildet ist, daß die horizontalen Versetzungen der Seitenraster, die durch Abtasten durch die Seitenstrahlen gebildet werden, von dein Zentralraster, das durch Abtasten von dem Zentralstrahl gebildet wird, gleich groß sind.

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