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Die Erfindung betrifft eine Elektronenkanone einer
Farbbildröhrenach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Elektronenkanone
ist aus
DE-38 39 389
A1 bekannt.
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Eine andere Elektronenkanone ist
aus der
EP-0 424 888
A2 bekannt, bei welcher Fokussierelektroden verwendet werden,
die eine horizontale Lamellenelktrode mit einer einzigen Vorkragung
aufweisen.
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Wie gezeigt in 1 beinhaltet eine Farbbildröhre nach
dem Stand der Technik drei Kathoden 2R, 2G und 2B zum
Aussenden von Elektronen, eine Elektronenkanone 4 zum Fokussieren
jedes der Elektronenstrahlen 3R, 3G und 3B, der
ausgesendet wird von den Kathoden 2R, 2G und 2B,
und ein Ablenkungsjoch 6 zum Ablenken der Elektronenstrahlen
zu einer Peripherie auf einem Schirm. Diese von den Kahtoden emittierten
Elektronenstrahlen machen das Fluoreszenzmaterial, das auf dem Schirm innerhalb
eines Anzeigefeldes beschichtet ist, leuchtend, um eine erwünschte Farbe
und ein erwünschtes
Bild zu erhalten.
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Dabei werden die drei Elektronenstrahlen 3R, 3G und 3B,
die so gerichtet sind, daß sie
sich am Zentrum des Schirms 5 treffen, zur Peripherie abgelenkt,
aber aufgrund eines erhöhten
Abstandes des Weges der drei Strahlen, können die drei Elektronenstrahlen
sich nicht im selben Fleck treffen, wie in 2 gezeigt. Deshalb wird am Ablenkungsjoch 6 ein
Magnetfeld gebildet, wie in den 3a und 3b gezeigt, um dies zu korrigieren.
Das heißt,
ein Selbstkonvergenzjoch ist vorgesehen, welches ein magnetisches
Feld anlegt mit äquivalenten
Linien einer Magnetkraft 7, die gebildet sind in Form eines
Nadelkissens in horizontaler Richtung, wie in 3a gezeigt, und in einer Faßform in
vertikaler Richtung, wie in 3b gezeigt.
Jedoch streut dieses Selbstkonvergenzjoch einen Elektronenstrahlfleck 3 in
horizontaler Richtung und bündelt
ihn in vertikaler Richtung, wie in 4 gezeigt,
was bewirkt, daß der
Elektronenstrahlfleck 3 einen starken Astigmatismus an
der Peripherie des Schirms zeigt.
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Deshalb wird eine Elektronenkanone 4 des dynamischen
Astigmatismus-Korrekturtyps, wie in 5 gezeigt,
benutzt zum Eliminieren des Astigmatismus aufgrund des Selbstkonvergenzjochs.
Bei der Elektronenkanone passieren von Kathoden emittierte Elektronenstrahlen
eine erste Gitterelektrode 9 und eine zweite Gitterelektrode 10 und
werden fokussiert am Mittelpunkt eines Schirms durch eine elektrostatische
Hauptfokussierlinse, gebildet aus Fokussierelektroden 11 und
einer Beschleunigungselektrode 12. Dabei wird eine konstante
Spannung angelegt an eine erste Fokussierelektrode 13 der
Fokussierelektroden 11, und eine variierende Spannung,
synchronisiert mit einer Ablenkung, wird angelegt an eine zweite
Fokussierelektrode
14 neben der Beschleunigungselektrode 12 der
Fokussierelektroden 11. Die erste Fokussierelektrode 13 und
die zweite Fokussierelektrode 14 haben vertikale Lamellenelektroden 21 und
horizontale Lamellenelektroden 31 zum Korrigieren des Astigmatismus,
der sich bildet an einer Peripherie des Schirms, verursacht durch
das Selbstkonvergenzjoch.
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Wie in der Detailzeichnung von 6 ausführlich gezeigt, beinhaltet
die erste Fokussierelektrode 13 vertikale Lamellenelektroden 21,
eine Halterungselektrode 22 zum Haltern der vertikalen
Elektroden und einen Kappenteil 23 und einen Napfteil 24 der
ersten Fokussierelektrode zum Beherbergen der obigen, und die zweite
Fokussierelektrode 14 beinhaltet im allgemeinen horizontale
Lamellenelektroden 31 und einen Napfteil 34 und
einen Kappenteil 33 der zweiten Fokussierelektrode zum
Haltern der obigen. Selbstverständlich
ist es möglich,
die horizontale Lamellenelektrode 31 direkt an den Napfteil
der zweiten Fokussierelektrode anzubringen, da die horizontale Lamelle
gehaltert ist auf der horizontalen Lamellenhalterungselektrode.
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Bei solch einer Elektronenkanone
des dynamischen Astigmatismus-Korrekturtyps wird, wenn kein magnetisches
Feld durch das Ablenkungsjoch 6 gebildet wird, damit die
Elektronenstrahlen direkt auf das Zentrum des Schirms gerichtet
werden, da die Spannung, die angelegt ist an die zweite Fokussierelektrode 14 dieselbe
ist wie die Spannung, die angelegt ist an die erste Fokussierelektrode 13,
keine elektrostatische Linse durch ein elektrisches Feld gebildet
zwischen den vertikalen Lamellenelektroden und den horizontalen
Lamellenelektroden. Wenn ein magnetisches Feld gebildet wird durch
das Ablenkungsjoch 6, wird die Spannung, die angelegt wird
an die zweite Fokussierelektrode 14, größer gemacht als die Spannung,
die angelegt wird an die erste Fokussierelektrode 13, um
eine vierpolare Fokussierlinse zwischen den vertikalen Lamellenelektroden
und den horizontalen Lamellenelektroden zu bilden, um die Elektronenstrahlen
in einer horizontalen Richtung konvergent und in einer vertikalen
Richtung divergent zu machen, wie in 7 gezeigt,
um den Astigmatismus, der durch das Selbstkonvergenzjoch verursacht wird,
zu korrigieren.
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Jedoch sind beim oben beschriebenen Stand
der Technik zur elektrischen Isolierung der vertikalen Lamellenelektroden
auf der ersten Fokussierelektrode und der horizontalen Lamellenelektroden auf
der zweiten Fokussierelektrode die Elektroden mit einem gewissen
Abstand entlang der Zentrumslinie jedes Elektrodenstrahls positioniert.
Dementsprechend ist die Intensität
des elektrischen Feldes, das gebildet wird zwischen diesen Elektroden,
sowie die Intensität
der den Astigmatismus korrigierenden vierpolaren Linsen, signifikant
geschwächt.
Dementsprechend gibt es eine Schwierigkeit im Herstellen der Schaltung,
da die Spannung, die angelegt wird an die horizontalen Lamellenelektroden,
signifikant höher sein
sollte als die Spannung, die angelegt wird an die vertikalen Lamellenelektroden,
um den Astigmatismus, der durch das Selbstkonvergenzjoch verursacht wird,
zu korrigieren.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, eine Elektronenkanone einer Farbbildröhre zu schaffen, welche einen
Horizontal- und Vertikal-Astigmatismus korrigieren kann, der verursacht
wird durch ein Selbstkonvergenzjoch, durch Reduzieren des Abstandes
zwischen den horizontalen Lamellenelektroden und den vertikalen
Lamellenelektroden, die benutzt werden zur Korrektur des Astigmatismus,
welche eine starke vierpolare Linse sogar unter niedriger Spannung
bilden kann.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale
des Kennzeichens des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
ergeben sich aus den abhängigen
Ansprüchen.
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Die Figuren zeigen im einzelnen:
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1 einen
Querschnitt einer allgemeinen Farbbildröhre;
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2 Elektronenstrahlwege
aufgrund einer Ablenkungskraft nach dem Stand der Technik;
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3a bis 3b ein magnetisches Feld,
das erzeugt wird durch ein Ablenkungsjoch nach dem Stand der Technik,
wobei
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3a ein
Nadelkissen-artiges Magnetfeld in horizontaler Richtung zeigt und
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3b ein
Faß-artiges
Magnetfeld in vertikaler Richtung zeigt;
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4 vergrößerte Ansichten
eines Elektronenstrahls 6 auf einem Schirm, gebildet durch
ein Selbstkonvergenzjoch nach dem Stand der Technik;
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5 einen
Querschnitt einer Elektronenkanone des dynamischen Astigmatismus-Korrekturtyps nach
dem Stand der Technik;
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6 eine
vergrößerte perspektivische
Ansicht einer dynamischen Astigmatismus-Korrekturelektrode nach dem Stand der
Technik;
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7 einen
Elektronenstrahlfleck in Magnetlinien, gebildet durch eine allgemeine
vierpolare Linse;
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8 eine
vergrößerte perspektivische
Ansicht von vertikalen Lamellenelektroden für eine erste Astigmatismus-Korrektur
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung;
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9 eine
vergröberte
perspektivische Ansicht von horizontalen Blattelektroden für eine zweite Astigmatismus-Korrektur
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung;
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10 vertikale
Lamellenelektroden in Übereinstimmung
mit einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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11a und 11b horizontale Lamellenelektroden
in Übereinstimmung
mit einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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12 einen
Querschnitt, welcher eine Anordnung der vertikalen Lamellenelektroden,
der horizontalen Lamellenelektroden und der Halterungsteile zeigt;
und
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13a und 13b Vergleiche von Spannungen
nach dem Stand der Technik und nach der vorliegenden Erfindung,
wobei
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13a eine
Darstellung ist, welche die erforderliche Maximalspannung zeigt;
und
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13b eine
Darstellung ist, welche eine Spannungsdifferenz für eine horizontale
variierende Spannung und eine vertikale variierende Spannung zeigt.
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Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung werden im folgenden beschrieben unter Bezugnahme auf die
begleitenden Zeichnungen.
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In 8 wird
ein Detail von vertikalen Lamellenelektroden in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Wie in der Zeichnung gezeigt, beinhaltet die
vertikale Lamellenelektrode 2 vertikale Lamellenelektroden 21',
welche in Richtung einer horizontalen Lamellenelektrode gebogen
sind, und eine Vorkragung 25, vorgesehen an einem Vorderende von
jeder der vertikalen Lamellenelektroden. Die Länge 12 der Vorkragung ist kürzer ausgebildet
als der Abstand L1 zwischen zwei horizontalen Lamellenelektroden 31'.
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In 9 wird
ein Detail der horizontalen Lamellenelektroden in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung gezeigt. Wie in der Zeichnung gezeigt,
beinhaltet die horizontale Lamellenelektrode zwei horizontale Lamellenelektroden 31',
welche in Richtung der vertikalen Lamellenelektroden gebogen sind,
und eine Vorkragung 35, vorgesehen an dem Ende jeder der
horizontalen Lamellenelektroden. Die Länge l1 der Vorkragung ist kürzer ausgebildet
als der Abstand L2 zwischen zwei vertikalen Lamellenelektroden 21'.
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In 10 wird
ein Detail von vertikalen Lamellenelektroden in Übereinstimmung mit einer weiteren
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Wie in der Zeichnung gezeigt,
hat die Vorkragung 25' der vertikalen Lamellenelektrode 21'' abgerundete
Ecken mit einem Radius r2, zentriert um einen Punkt innerhalb der
vertikalen Lamellenelektrode, und einem Radius r1, zentriert um
einen Punkt außerhalb
der vertikalen Lamellenelektrode, um eine erste Astigmatismus-Korrekturelektrode
zu bilden. Alternativ können
die Vorkragungen auf jeder horizontalen Elektrode die Radien wie
oben haben, um eine zweite Astigmatismus-Korrekturelektrode zu bilden.
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In den 11a und 11b wird ein Detail horizontaler
Lamellenelektroden in Übereinstimmung
mit einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gezeigt. Wie in der Zeichnung gezeigt,
ist eine gemeinsame Öffnung 36 gebildet
zum Durchtretenlassen der drei Elektronenstrahlen, die sich fortpflanzen
unter Aufrechterhaltung eines festen Abstandes l0 bezüglich vertikaler
Ebenen der horizontalen Lamellenelektroden oder der vertikalen Lamellenelektroden
zu den Achsen der Elektronenstrahlen, um eine zweite horizontale
Lamelle für
eine zweite Astigmatismus-Korrektur zu bilden. Die gemeinsame Öffnung 36 kann
versehen sein mit einer teilweisen Vorkragung 36', gerichtet
zu einer Elektrode auf einer andere Seite.
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In 12 wird
der Querschnitt einer Anordnung der Astigmatismus-Korrekturelektroden
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung gezeigt. Wie in der Zeichnung gezeigt,
ist die Anordnung ausgeführt
durch Verbinden der vertikalen (oder horizontalen) Lamellenelektroden
mit den Vorkragungen.
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Die Astigmatismus-Korrekturelektrode
kann gebildet sein durch Verbinden der ersten Astigmatismuselektroden
und der zweiten Astigmatismuselektroden, wobei beide die Vorkragungen
(nicht gezeigt) haben.
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Der Betrieb und ein Vorteil der vorliegenden Erfindung
nach der vorhergehenden Beschreibung wird im folgenden beschrieben.
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Zunächst wird eine feste Spannung
oder eine variierende Spannung synchronisiert mit einem Ablenkungssignal
angelegt an die vertikalen Lamellenelektroden 21', welche
jeweils die Vorkragung 25 haben, und eine variierende Spannung,
synchronisiert mit einem Ablenkungssignal wird angelegt an die horizontalen
Lamellenelektroden 31', welche jeweils die Vorkragungen 35 haben,
um die Elektronenkanone zu betreiben. Dabei ist die Spannung, die
angelegt ist an die horizontalen Lamellenelektroden 31' die
gleiche oder höher
als die Spannung, die angelegt ist an die vertikalen Lamellenelektroden 21',
und zwar im Fall, daß Spannungen,
wenn sich die vertikalen Lamellenelektroden 21' und die
horizontalen Lamellenelektroden 31' näher in ihrem Abstand gekommen
sind, verglichen werden. Wenn beispielsweise eine Hochspannung,
wie zum Beispiel 10 kV, angelegt wird an die horizontalen Lamellenelektroden 31' und
eine relativ niedrige Spannung, wie zum Beispiel 9 kV, angelegt
wird an die vertikalen Lamellenelektroden 21', werden aufgrund
der Spannungsdifferenz zwischen den Elektroden Äquipotentiallinien zentriert an
dem Elektronenstrahl gebildet, wie in 7 gezeigt,
und der Elektronenstrahl, der durch dieses Zentrum tritt, hat eine
divergierende Kraft in vertikaler Richtung und eine konvergierende
Kraft in einer horizontalen Richtung.
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Der wie oben in horizontaler und
vertikaler Richtung verzerrte Elektronenstrahl kann fokussiert werden
auf den Schirm unter Aufrechterhaltung einer geeigneten Konvergenz
aufgrund des Selbstkonvergenzjochs, welches eine konvergierende
Kraft in vertikaler Richtung und eine divergierende Kraft in horizontaler
Richtung ausübt.
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Dabei ist im Fall, daß die Elektronenstrahlen fokussiert
sind im Zentrum des Schirms, da kein Astigmatismus aufgrund des
Selbstkonvergenz-Magnetfeldes entwickelt werden wird, der Effekt
der vierpolaren Linse aufgrund der Astigmatismus-Korrekturelektroden eliminiert durch
Anlegen der gleichen Spannungen an die vertikalen Lamellenelektroden 21' und
die horizontalen Lamellenelektroden 31'.
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Das heißt, es ist, wie in 13a gezeigt, für die maximal
variierende Spannung VM zum Bilden eines Brennpunkts der Elektronenstrahlen
an der Peripherie des Schirms, im Fall A unter Benutzung von Astigmatismus-Korrekturelektroden
nach dem Stand der Technik eine hohe variierende Spannung von 2900
V erforderlich, aufgrund des längeren
Abstands zwischen den Elektroden, und im Fall B unter Benutzung
der Astigmatismus-Korrekturelektroden, bei denen der Abstand zwischen
den Elektroden kleiner ist durch Ausbilden von Vorkragungen an den
vertikalen Lamellenelektroden oder den horizontalen Lamellenelektroden,
eine niedrige variierende Spannung von 1200 V erforderlich.
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Wie in 13b gezeigt,
ist für
die Differenz der Spannungen VH – VL zwischen der horizontalen variierenden
Spannung VH zum Bilden des Brennpunkts in horizontaler Richtung
und der vertikalen variierenden Spannung VL zum Bilden des Brennpunkts
in der vertikalen Richtung für
die Elektronenstrahlen im Fall C unter Benutzung der Astigmatismus-Korrekturelektrode
mit einem verhältnismäßig weiten
Abstand zwischen den Elektroden eine Hochspannung von 900 V erforderlich,
und im Fall D unter Benutzung der Astigmatismus-Korrekturelektroden, bei
denen der Abstand zwischen den Elektroden kürzer ist wegen der Vorkragungen,
eine vergleichsmäßig niedrige
variierende Spannung von 400 V erforderlich. Falls die variierenden
Spannungen in horizontaler und vertikaler Richtung dieselben sind,
das heißt
die Spannungsdifferenz Null ist, ist es möglich, die Elektronenstrahlflecken
klein und einheitlich zu bilden mit den Astigmatismus-Korrekturelektroden
in Übereinstimmung
mit dieser Erfindung, da der Brennpunkt in horizontaler und vertikaler
Richtung zur selben Zeit bei einer bestimmten Spannung gebildet
werden kann.
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Wie erklärt worden ist, erleichtert
die vorliegende Erfindung das Korrigieren von Horizontal- und Vertikalrichtungs-Astigmatismus
durch Verbessern der vierpolaren Linse, gebildet aus Astigmatismus-Korrekturelektroden,
durch Formen von Vorkragungen an vertikalen Lamellenelektroden und
horizontalen Elektroden von Astigmatismus-Korrekturelektroden.