DE68916283T2 - Elektronenkanone für Farbbildröhre. - Google Patents

Elektronenkanone für Farbbildröhre.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Elektronenkanone bzw. Elektronenstrahlkatode für eine Farbbildröhre gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Eine solche Röhre ist aus den Proceedings of the SID, Bd. 28, Nr. 4, 1987, S. 403-7, bekannt, die später diskutiert werden.
  • In letzter Zeit wird als übliche Elektronenkanone für eine Farbbildröhre eine In-Line-Dreifachelektronenkanone verwendet.
  • Die Röhre mit In-Line-Dreifachelektronenkanone weist drei in einer Ebene angeordnete Katoden, ein erstes und ein zweites Gitter, welche diesen Katoden gemeinsam sind, und eine Fokussierelektrode auf, die zwei oder mehr Elektroden mit jeweils mehreren Bohrungen umfaßt, welche in vorgegebenen Abständen in axialer Richtung der Röhre angeordnet sind. Die drei Katoden und das erste und zweite Gitter dienen zur Erzeugung von drei Elektronenstrahlen, und dann ermöglicht die Fokussierelektrode, daß die drei Elektronenstrahlen durch die Bohrungen hindurchtreten, um diese Strahlen zu bündeln. Außerdem ist die Farbbildröhre mit In-Line- Dreifachelektronenkanone normalerweise mit einem Ablenkjoch ausgestattet, das ein inhomogenes Magnetfeld erzeugt, welches aus einem kissenförmigen, horizontal abgelenkten Magnetfeld, wie in Fig. 1(a) dargestellt, und einem tonnenförmigen, vertikal abgelenkten Magnetfeld, wie in Fig. 1(b) dargestellt, besteht. Das Ablenkjoch ermöglicht somit die Selbstkonvergenz der drei Elektronenstrahlen an einer fluoreszierenden Fläche. In Fig. 1 bezeichnen B1, B2 bzw. B3 von der In-Line-Elektronenkanone emittierte Elektronenstrahlen. Die Kurven stellen Magnetfelder dar.
  • Dieser Typ eines Ablenksystems mit Selbstkonvergenz erfordert keine zusätzliche Vorrichtung für die Bündelung der drei Elektronenstrahlen, wie z. B. eine dynamische Bündelungsvorrichtung, was bedeutet, daß das System billiger ist und eine leichtere Fokussierungssteuerung ermöglicht. Daher leistet die Farbbildröhre mit In-Line-Dreifachelektronenkanone einen großen Beitrag zur Verbesserung der Qualität und der Leistung einer Farbbildröhre.
  • Ein nachteiliger Effekt des inhomogenen Magnetfelds ist, daß es die Bildauflösung im Randbereich des Bildschirms vermindert. Die nachteilige Wirkung ist stärker ausgeprägt, wenn der Ablenkwinkel von 90º auf 110º zunimmt.
  • Dieser Effekt entsteht dadurch, daß das in Fig. 1 (a) und (b) dargestellte inhomogene Magnetfeld des Ablenkjochs den horizontalen Fokussierungsgrad der Elektronenstrahlen abschwächt und im Gegensatz dazu ihren vertikalen Fokussierungsgrad verstärkt. Infolgedessen ist ein Elektronenstrahlfleck oder Leuchtfleck 1, der sich im Mittelpunkt des Bildschirms befindet, im wesentlichen kreisförmig, während ein Leuchtfleck 2 im Randbereich des Bildschirms so geformt ist, daß er einen sich horizontal erstreckenden elliptischen Kernteil 3 von starker Helligkeit und einen sich vertikal erstreckenden Halo- oder Lichthofteil 4 von geringer Helligkeit aufweist.
  • Der bei dem Leuchtfleck im Randbereich des Bildschirms ausgebildete Halo-Teil entsteht dadurch, daß der Elektronenstrahl in vertikaler Richtung überFokussiert wird.
  • Als Mittel zur Verbesserung der durch die Verzerrung des abgelenkten Elektronenstrahls verursachten geringeren Auflösung sind hauptsächlich die folgenden Verfahren angewendet worden:
  • (1) Die Verwendung einer Vorfokussierlinse ermöglicht eine starke Fokussierung eines Elektronenstrahls, wodurch der Durchmesser eines Elektronenstrahls, der ein ablenkendes Magnetfeld und eine Hauptlinse passiert, verringert und damit die durch das inhomogene Magnetfeld verursachte Ablenkungsverzerrung abgeschwächt wird.
  • (2) Verwendung einer asymmetrischen Linse als VorFokussierlinse und UnterFokussierung eines Elektronenstrahls in vertikaler Richtung; diese Maßnahmen führen zu einer Abschwächung des durch das inhomogene Magnetfeld verursachten vertikalen Fokussierungsgrades und zu einer Verminderung des ÜberFokussierungsgrades.
  • (3) Unterteilung einer Fokussierelektrode in mehrere Elektrodeneinheiten, Anlegen einer Fokussierspannung an eine Fokussierelektrodeneinheit und Anlegen einer synchron zur Ablenkung veränderten Fokussierspannung an die anderen Fokussierelektrodeneinheiten; diese Maßnahmen führen zur Bildung einer Quadrupollinse, die zur Erzeugung einer Divergenzwirkung auf einen Elektronenstrahl dient, um den vertikalen OberFokussierungsgrad abzuschwächen (Im Patentblatt erschienene Offenlegungsschriften der JP-A Sho. 61-39346 und Sho. 61-39347).
  • Die obigen Verfahren ermöglichen die Verbesserung der Bildauflösung im Randbereich des Bildschirms.
  • Dennoch haben die Verfahren (1) und (2) den Nachteil, daß sich die Bildauflösung in der Mitte des Bildschirms verschlechtert, da bei Anwendung des ersteren Verfahrens der Brennpunktdurchmesser zunimmt, wodurch der Leuchtfleckdurchmesser in der Bildschirmmitte vergrößert wird, während das letztere Verfahren zuläßt, daß der Leuchtfleck in der Bildschirmmitte eine elliptische form mit vertikal liegender Hauptachse aufweist.
  • Das Verfahren (3) ermöglicht eine hervorragende Bildauflösung in der Mitte und im Randbereich des Bildschirms. Dieses Verfahren erfordert jedoch zwei Fokussierspannungsquellen, da an mindestens eine der Fokussierelektrodeneinheiten die Fokussierspannung angelegt werden muß, die synchron zu dem abgelenkten Elektronenstrahl verändert wird, während an die anderen Fokussierelektrodeneinheiten die andere Fokussierspannung angelegt werden muß.
  • Im allgemeinen liefert eine zugeordnete Röhrenfassung nur eine Fokussierspannung, da als Fokussierspannung eine Hochspannung von beispielsweise 7 bis 8 kV benötigt wird. Im Gegensatz dazu erfordert das Verfahren (3) den Anschluß einer speziellen Vorrichtung an die Fassung, um eine elektrische Entladung zu verhindern, da für das Verfahren zwei Fokussierspannungen benötigt werden. Das Verfahren (3) hat den Nachteil, daß die Kompatibilität mit der herkömmlichen Bildröhre verloren geht.
  • Diesem Problem begegnet man zum Beispiel bei der fortlaufend abgetasteten 110º-flach-Rechteck-Farbbildröhre von H. Suzuki u.a. in den bereits erwähnten Proceedings of the Society for Information Display (SID), Bd. 28, Nr. 4, 1987, S. 403-407, SID, New York, NY, USA, wo ebenfalls eine Vorfokussierlinse vorgeschlagen wird.
  • Wie weiter oben dargelegt, trägt die Farbbildröhre mit Selbstkonvergenz, in der eine In-Line-Elektronenkanone verwendet wird, in hohem Maße zur Qualitäts- und Leistungsverbesserung der Farbbildröhre bei. Sie weist jedoch im Randbereich des Bildschirms eine schlechtere Bildauflösung auf. Um die Bildauflösung zu verbessern, mußte die Auflösung in der Mitte des Bildschirms verringert oder die Kompatibilität mit der herkömmlichen Bildröhre aufgegeben werden.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Elektronenkanone für eine Farbbildröhre zu schaffen, die eine hervorragende Bildauflösung in der Mitte und im Randbereich des Bildschirms aufweist.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Elektronenkanone für eine Farbbildröhre zu schaffen, die einen Halo-Teil im Randbereich des Bildschirms unterdrückt oder beseitigt.
  • Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Elektronenkanone für eine Farbbildröhre zu schaffen, welche die Kompatibilität mit der herkömmlichen Bildröhre bewahrt.
  • Dementsprechend schafft die Erfindung eine Elektronenkanone gemäß der Definition in Anspruch 1.
  • In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die synchron mit dem abgelenkten Elektronenstrahl veränderliche Fokussierspannung eine Kombination aus einer dynamischen Spannung mit einer Potentialdifferenz von 1000 bis 2000 V zwischen einem Minimalwert und einem Maximalwert sowie einer Gleichspannung von 7000 bis 8000 V, wobei der Minimalwert mit dem Leuchtfleck in der Bildschirmmitte, der Maximalwert mit dem Leuchtfleck im Randbereich des Bildschirms synchronisiert ist und die Spannung eine nach unten konvexe Parabolspannung ist.
  • Der durch die Widerstandseinrichtung gegebene Widerstandswert ist so bemessen, daß die dynamische Komponente der Fokussierspannung nicht zur nächsten Elektrode weitergeleitet wird. Normalerweise ist der Widerstand mindestens gleich der Ausgangsimpedanz der zugehörigen Erzeugungsschaltung für die dynamische Spannung.
  • Die der dynamischen (Wechselspannungs-) Komponente entsprechende Potentialdifferenz, die zwischen der ersten und der zweiten Fokussierelektrodeneinheit anliegt, bewirkt die Bildung einer Quadrupol- Elektronenlinse zwischen der ersten und der zweiten Fokussierelektrodeneinheit.
  • Wenn der Elektronenstrahl zur Mitte des Bildschirms abgelenkt wird, dann wird er nur durch die Hauptlinse fokussiert, wenn er aber zum Randbereich des Bildschirms abgelenkt wird, dann wird er durch die Hauptlinse und die Quadrupol-Elektronenlinse fokussiert.
  • Mit den orthogonal zueinander angeordneten Elektronenstrahl- Durchtrittslöchern kann die Quadrupol-Elektronenlinse eine horizontale Fokussierfunktion und eine vertikale Divergenzfunktion ausüben. Dadurch ergibt sich eine Unterfokussierung der Vertikalkomponenten eines Elektronenstrahls, wodurch die Erscheinung der vertikalen Überfokussierung behoben und ein Halo-Teil unterdrückt oder beseitigt wird.
  • Es ist daher möglich, die Bildauflösung im Randbereich des Bildschirms zu verbessern, ohne die Auflösung in der Mitte des Bildschirms verringern zu müssen.
  • Da außerdem der Versorgungsanschluß für eine Fokussierspannung nur für die erste Fokussierelektrode nötig ist, bleibt bei dieser Elektronenkanone die Kompatibilität mit der herkömmlichen Bildröhre erhalten.
  • Nachstehend wird eine Elektronenkanone für eine Farbbildröhre, die lediglich ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, anhand der Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen:
  • Fig. 1(a) eine abstrahierte Darstellung eines kissenförmigen Magnetfeldes und Fig. 1(b) eine abstrahierte Darstellung eines tonnenförmigen Magnetfeldes;
  • Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung der Elektronenstrahlflecke oder Leuchtflecke in der Mitte und im Randbereich des Bildschirms der herkömmlichen Farbbildröhre;
  • Fig. 3(a) einen schematischen Horizontal schnitt, der ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Elektronenkanone für eine Farbbildröhre zeigt, und Fig. 3(b) einen schematischen seitlichen Schnitt der in Fig. 3(a) gezeigten Elektronenkanone;
  • Fig. 4(a) eine Ansicht der Elektronenstrahl-Durchtrittslöcher, die auf der Seite der ersten Fokussierelektrode gegenüber der in Fig. 3 gezeigten zweiten Fokussierelektrode ausgebildet sind, und Fig. 4(b) eine Ansicht der Elektronenstrahl-Durchtrittslöcher, die auf der Seite der zweiten Fokussierelektrode gegenüber der in Fig. 3 gezeigten ersten Fokussierelektrode ausgebildet sind;
  • Fig. 5 eine Darstellung der Fokussierspannung, die an die in Fig. 3 gezeigte zweite Fokussierelektrode angelegt wird;
  • Fig. 6 eine erläuternde Darstellung zur Beschreibung der Funktion eines in Fig. 3 gezeigten Widerstands;
  • Fig. 7 eine Modelldarstellung, die ein optisches Modellsystem zur Beschreibung des Funktionsprinzips einer Hauptlinse darstellt, wenn der Elektronenstrahl der Elektronenkanone zur Bildschirmmitte abgelenkt wird;
  • Fig. 8(a) eine Modelldarstellung, die ein optisches Modellsystem zur Beschreibung des horizontalen Funktionsprinzips einer Quadrupol- Elektronenlinse und einer Hauptlinse zeigt, wenn in der in Fig. 3 gezeigten Elektronenkanone der Elektronenstrahl zum Randbereich des Bildschirms abgelenkt wird, und Fig. 8(b) eine Modelldarstellung eines optischen Modells zur Beschreibung des vertikalen Funktionsprinzips der obigen Einrichtung;
  • Fig. 9 eine schematische Darstellung der Querschnittsformen der Elektronenstrahlflecke oder Leuchtflecke in der Mitte und im Randbereich des Bildschirms bei Verwendung der in Fig. 3 gezeigten Elektronenkanone für eine Farbbildröhre;
  • Fig. 10 einen schematischen Vertikalschnitt, der ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemaßen Elektronenkanone für eine Farbbildröhre darstellt; und
  • Fig. 11 einen schematischen Vertikalschnitt, der ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Elektronenkanone für eine Farbbildröhre darstellt.
  • Die gemeinsamen Elemente in den Zeichnungen werden mit den gleichen Bezugszahlen bezeichnet.
  • Fig. 3(a) zeigt einen schematischen Horizontal schnitt, der ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Elektronenkanone für eine Farbbildröhre darstellt, und Fig. 3(b) zeigt einen schematischen seitlichen Schnitt der obigen Einrichtung.
  • In Fig. 3(a) besitzt eine Elektronenkanone 5 in ihrem Inneren ein Heizelement (nicht dargestellt) und weist drei koplanar angeordnete Katoden KR, KG, und KB, eine zweite Fokussierelektrode 8a, eine erste Fokussierelektrode 8b, eine End beschleunigungselektrode 9 und einen Bündelungs- oder Konvergenztopf 10 auf, die in axialer Richtung der Röhre angeordnet sind. Die Elektronenkanone 5 wird von einem isolierenden Haltestab (nicht dargestellt) unterstützt und fixiert.
  • In der Nähe der Elektronenkanone 5 ist ein Widerstand 11 vorgesehen, der in Fig. 3(b) dargestellt ist. Ein Anschluß 11a des Widerstands 11 ist mit der zweiten Fokussierelektrode 8a verbunden, und der andere Anschluß 11b ist mit der ersten Fokussierelektrode 8b verbunden. An die erste Fokussierelektrode 8b wird von einem Preßteller aus (nicht dargestellt) über eine Zuleitung eine Fokussierspannung angelegt.
  • Die erste Elektrode 6 ist eine dünne plattenartige Elektrode mit drei Elektronenstrahl-Durchtrittslöchern von kleinen Durchmessern.
  • Die zweite Elektrode 7 ist ebenfalls eine dünne plattenartige Elektrode mit drei Elektronenstrahl-Durchtrittslöchern von kleinen Durchmessern.
  • Die zweite Fokussierelektrode 8a und die erste Fokussierelektrode 8b bilden eine Kombination von topfartigen Elektroden.
  • An der zweiten Fokussierelektrode 8a sind auf der Seite gegenüber der zweiten El ektrode 7 drei El ektronenstrahl -Durchtri ttsl öcher ausgebildet, deren Durchmesser etwas größer sind als bei denjenigen der zweiten Elektrode 7. Auf der Seite gegenüber der ersten Fokussierelektrode 8b sind drei rechteckige Elektronenstrahl-Durchtrittslöcher 12 (zweite Elektronenstrahl-Durchtrittslöcher) ausgebildet, deren Hauptachsen sich jeweils in vertikaler Richtung erstrecken, wie in Fig. 4(a) dargestellt.
  • An der ersten Fokussierelektrode 8b sind auf der Seite gegenüber der zweiten Fokussierelektrode 8a drei rechteckige Elektronenstrahl- Durchtrittslöcher 13 (erste Elektronenstrahl-Durchtrittslöcher) ausgebildet, deren Hauptachsen sich jeweils in horizontal er Richtung erstrecken, wie in Fig. 4(b) dargestellt. An der ersten Fokussierelektrode 8b sind auf der Seite gegenüber der Endbeschleunigungselektrode 9 drei kreisförmige Elektronenstrahl-Durchtrittslöchermit jeweils größeren Durchmessern ausgebildet.
  • Die Endbeschleunigungselektrode 9 setzt sich aus zwei topfartigen Elektroden zusammen. Auf beiden Seiten gegenüber der ersten Fokussierelektrode 8b bzw. gegenüber dem Konvergenztopf 10 sind jeweils drei kreisförmige Elektronenstrahl-Durchtrittslöcher mit größeren Durchmessern ausgebildet.
  • An die Katoden KR, KG und KB in der Elektronenkanone 5 werden eine Gleichspannung von etwa 150 V und ein Bildmodulationssignal angelegt, die erste Elektrode 6 wird geerdet, und an die zweite Elektrode 7 wird eine Gleichspannung von etwa 600 V angelegt. Außerdem liegt an der zweiten Fokussierelektrode 8a eine Fokussierspannung von etwa 7 kV an, während an der ersten Fokussierelektrode 8b eine Fokussierspannung von etwa 7 bis 8 kV und an der Endbeschleunigungselektrode 9 eine Hochspannung von 25 kV bis 30 kV anliegt.
  • Die Katoden KR, KG und KB, die erste Elektrode 6 und die zweite Elektrode 7 bilden eine Triode, die einen Elektronenstrahl emittiert und einen Kreuzungs- oder Brennpunkt ausbildet.
  • Der von der Triode emittierte Elektronenstrahl wird durch die Wirkung einer zwischen der zweiten Elektrode 7 und der zweiten Fokussierelektrode 8a ausgebildeten Vorfokussierlinse vorfokussiert und dann durch die aus der ersten Fokussierelektrode 8b und der Endbeschleunigungselektrode 9 zusammengesetzte Hauptlinse endfokussiert.
  • Nachstehend wird die Funktionsweise der Elektronenkanone 5 unter Bezugnahme auf Fig. 5 bis 8 näher erläutert.
  • Vom Preßteller aus wird über eine Zuleitung eine Fokussierspannung an die erste Fokussierelektrode 8b angelegt. Diese Fokussierspannung entsteht durch Überlagerung aus einer Gleichspannung 14 von 7000 V und einer dynamischen Spannung 15 von etwa 1000 V, die sich in parabolischer Form synchron mit der Ablenkung ändert. Die dynamische Spannung 15 ist etwa gleich 1000 V, wenn der Elektronenstrahl zum Randbereich des Bildschirms abgelenkt wird, und sie ist gleich 0 V, wenn der Elektronenstrahl zum Mittelpunkt des Bildschirms abgelenkt wird.
  • Die Fokussierspannung wird an die erste Fokussierelektrode 8b und dann über den Widerstand 11 an die zweite Fokussierelektrode 8a angelegt. Angenommen, der Gleichstromwiderstand des Widerstands 11 betrage etwa 200 kΩ, dann bleibt die an der zweiten Fokussierelektrode 8a anliegende Fokussierspannung auf dem gleichen Pegel wie der Anschluß 11b des Widerstands 11; für Wechselspannungen bleibt sie jedoch im isolierten Zustand, so daß keine dynamische Spannung 15 anliegt.
  • Wenn der Elektronenstrahl den Mittelpunkt des Bildschirms erreicht, liegt die zweite Fokussierelektrode 8a auf dem gleichen Potentialpegel wie die erste Fokussierelektrode 8b, da weder an der zweiten Fokussierelektrode 8a noch an der ersten Fokussierelektrode 8b eine dynamische Spannung 15 anliegt. Daher wird zwischen der zweiten Fokussierelektrode 8a und der ersten Fokussierelektrode 8b keine Quadrupollinse ausgebildet, so daß der Elektronenstrahl durch die Hauptlinse fokussiert wird.
  • Wenn der Elektronenstrahl den Randbereich des Bildschirms erreicht, wird an die erste Fokussierelektrode 8b, jedoch nicht an die zweite Fokussierelektrode 8a die dynamische Spannung 15 angelegt, so daß zwischen der zweiten Fokussierelektrode 8a und der ersten Fokussierelektrode 8b eine Potentialdifferenz von etwa 1000 V entsteht. Diese Elektroden 8a und 8b bilden daher die Quadrupollinse, die eine horizontale Fokussierwirkung und eine vertikale Divergenzwirkung auf den Elektronenstrahl ausübt. Von der Hauptlinse aus gesehen, bedeutet das, daß sich der horizontale virtuelle Punkt nicht exakt mit dem vertikalen virtuellen Punkt überlappt. Der horizontale Fokussierungszustand des Elektronenstrahls unterscheidet sich folglich von seinem vertikalen Fokussierungszustand.
  • Fig. 7 und 8 zeigen ein optisches Modellsystem.
  • Wenn der Elektronenstrahl den Mittelpunkt des Bildschirms erreicht, wird er nur von der Hauptlinse 16 Fokussiert, so daß auf dem Bildschirm der kreisförmige Leuchtfleck entsteht.
  • Wenn der Elektronenstrahl als nächstes den Randbereich des Bildschirms erreicht, wird er von der Hauptlinse 17 und der Quadrupollinse 18, 19 fokussiert, wie in Fig. 8(a) und (b) dargestellt. Gleichzeitig wird die Potentialdifferenz zwischen der ersten Fokussierelektrode 8b und der Endbeschleunigungselektrode 9 verringert, so daß die Fokussierwirkung der Hauptlinse 17 schwächer wird als diejenige der in Fig. 7 dargestellten Hauptlinse 16.
  • Wie in Fig. 8(a) gezeigt, übt die Quadrupollinse 18 eine horizontale Fokussierwirkung auf den Elektronenstrahl aus, aber der Elektronenstrahl kann sehr sauber fokussiert werden, da die Hauptlinse 17 eine schwache Fokussierwirkung ausübt. Dabei verschiebt sich der virtuelle Punkt 20 scheinbar in Achsenrichtung nach rückwärts.
  • Wie in Fig. 8(b) dargestellt, bleibt der Elektronenstrahl im unterfokussierten Zustand, da die Quadrupollinse 19 zusammen mit der von der Hauptlinse 17 ausgeübten schwachen Fokussierwirkung eine vertikal divergierende Wirkung auf den Elektronenstrahl ausübt. Im Ergebnis dient dieser Unterfokussierungszustand dazu, eine Ablenkungs-Defokussierung im Überfokussierungszustand aufzuheben, in dem der vertikale virtuelle Punkt 21 des Elektronenstrahls sich scheinbar in axialer Richtung nach rückwärts verschiebt.
  • Wie weiter oben dargelegt, ist nach diesem Ausführungsbeispiel der Elektronenstrahlfleck oder Leuchtfleck 22 im Mittelpunkt des Bildschirms kreisförmig, und der Elektronenstrahlfleck oder Leuchtfleck 23 im Randbereich des Bildschirms hat eine form ohne Halo- oder Lichthofteil (s. Fig. 2), wodurch man im Ergebnis eine hohe Bildauflösung auf dem gesamten Bildschirm erhält.
  • Außerdem benötigt die Elektronenkanone nach dem Ausführungsbeispiel keinen Versorgungsanschluß für die zweite Fokussierelektrode 8a, sondern nur einen Versorgungsanschluß für die erste Fokussierelektrode 8b. Daher benötigt die Elektronenkanone wie gewöhnlich nur einen Versorgungsanschluß, so daß die Kompatibilität mit der herkömmlichen Farbbildröhre bewahrt werden kann.
  • In dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ist die Fokussierelektrode in zwei Einheiten geteilt, das heißt in die zweite Fokussierelektrode 8a und die erste Elektrode 8b. Wie in Fig. 10 dargestellt, ist die Erfindung jedoch auch auf eine Konstruktion anwendbar, in welcher die Fokussierelektrode in drei Elektrodeneinheiten unterteilt ist, das heißt in eine erste Fokussierelektrode 24c, eine zweite Fokussierelektrode 24b und eine dritte Fokussierelektrode 24a.
  • An der dritten Fokussierelektrode 24a sind auf der Seite gegenüber der zweiten Elektrode 7 kreisförmige Elektronenstrahl-Durchtrittslöcher 13 ausgebildet. Auf der anderen Seite gegenüber der zweiten Fokussierelektrode 24b sind elliptische Elektronenstrahl-Durchtrittslöcher ausgebildet, deren Hauptachsen horizontal liegen, wie in Fig. 4(b) dargestellt. Auf beiden Seiten der zweiten Fokussierelektrode 24b, das heißt auf der Seite gegenüber der dritten Fokussierelektrode 24b bzw. gegenüber der ersten Fokussierelektrode 24c, sindelliptische Elektronenstrahl-Durchtrittslöcher 12 ausgebildet, deren Hauptachsen vertikal liegen. Außerdem sind an der ersten Fokussierelektrode 24c auf der Seite gegenüber der zweiten Fokussierelektrode 24b elliptische Elektronenstrahl-Durchtrittslöcher 13 ausgebildet, deren Hauptachsen horizontal liegen, wie in Fig. 4(b) dargestellt. Auf der anderen Seite gegenüber der Endbeschleunigungselektrode 9 sind kreisförmige Elektronenstrahl- Durchtrittslöcher ausgebildet.
  • Ein Anschluß 11a des Widerstands 11 ist mit der zweiten Fokussierelektrode 24b verbunden, und der andere Anschluß 11b ist mit der ersten Fokussierelektrode 24c verbunden. Wie beim vorangehenden Ausführungsbeispiel wird die aus der Gleichspannung 14 und der dynamischen Spannung 15 bestehende Fokussierspannung an die erste Fokussierelektrode 24c und die dritte Fokussierelektrode 24a angelegt.
  • Die an der ersten Fokussierelektrode 24c anliegende Fokussierspannung wird über den Widerstand 11 auch an die zweite Fokussierelektrode 24b angelegt. Wenn der Elektronenstrahl den Randbereich des Bildschirms erreicht, dann wird in der Nähe der zweiten Fokussierelektrode 24b eine Quadrupollinse ausgebildet. Diese Quadrupollinse dient dazu, die Ablenkungs-Defokussierung des Elektronenstrahls auf der Basis des in Fig. 5 bis 8 beschriebenen Funktionsprinzips aufzuheben.
  • Die Gegenwart einer erdfreien Kapazität zwischen den entsprechenden Elektroden, welche die Fokussierelektrode bilden, ermöglicht die Ableitung der Wechselspannungskomponenten der Spannung an der Elektrode, an welcher nur die Gleichstromkomponenten anliegen, da die an der benachbarten Elektrode anliegende dynamische Spannung zur Ableitung dieser Wechelspannungskomponenten dient. Im Ergebnis kann die Potentialdifferenz zwischen beiden Elektroden von einem gewünschten Wert abweichen. Es kann damit unmöglich sein, eine gewünschte, von der Elektronenlinse ausgeübte Fokussierwirkung und Divergenzwirkung zu erzielen.
  • Um diesen Nachteil zu beheben, wird ein kapazitives Element an eine Fokussierelektrode angeschlossen, an welcher nur die Gleichspannungskomponente der Fokussierspannung anl iegt.
  • Zum Beispiel wird, wie in Fig. 11 gezeigt, ein Ende eines kapazitiven Elements 25 mit der zweiten Fokussierelektrode 8a der in Fig. 3 gezeigten Elektronenkanone 5 verbunden. Das andere Ende wird geerdet.
  • Die Kapazität des kapazitiven Elements 25 sollte das Zehnfache der erdfreien Kapazität betragen, die zwischen der ersten Fokussierelektrode 8b und der zweiten Fokussierelektrode 8a vorhanden ist. Die Kapazität ermöglicht die Beseitigung der durch die in der Fokussierspannung enthaltene dynamische Spannung 15 abgeleiteten Wechselspannungskomponenten. Daher wird zwischen der Elektrode, an welche nur die in der Fokussierspannung enthaltene Gleichspannung angelegt werden muß, und der Elektrode, an welche die aus der Gleichspannung und der überlagerten dynamischen Spannung zusammengesetzte Fokussierspannung angelegt werden muß, eine vorgegebene Potentialdifferenz erzeugt.
  • Durch Anbringen von dünnen Metallplatten auf beiden Oberflächen einer dünnen Keramikplatte läßt sich das kapazitive Element 25 leicht herstellen.
  • Nach der vorstehenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels wird als Standardtyp der Elektronenkanone eine Elektronenkanone vom Bipotential-Typ verwendet. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf einen anderen Elektronenkanonen-Typ angewendet werden, wie z.B. auf einen Unipotential- Typ, einen Quadrupotential-Typ oder einen Tripotential-Typ.
  • Ferner wurde in der vorstehenden Beschreibung eine Fokussierelektrode verwendet, die aus zwei oder drei Elektroden bestand; die Erfindung ist aber auch auf eine aus vier Elektroden zusammengesetzte Fokussierelektrode anwendbar.
  • In dem vorstehendem Ausführungsbeispiel wurden kreisförmige Elektronenstrahl-Durchtrittslöcher verwendet, die an den Elektroden ausgebildet waren, welche die Hauptlinse bildeten; bei der Erfindung können jedoch auch nichtkreisförmige Löcher oder Löcher mit großem Durchmesser verwendet werden, die mehreren Elektronenstrahlen gemeinsam sind.
  • Die Erfindung ist so gestaltet, daß eine hohe Qualität der Selbstkonvergenz-Farbbildröhre mit In-Line-Elektronenkanone erzielt wird. Trotzdem läßt sich jedoch das Grundprinzip der Erfindung auch auf einen anderen Elektronenkanonen-Typ für eine Farbbildröhre anwenden, wie z.B. auf eine Delta-Elektronenkanone, eine Einzelstrahl-Elektronenkanone oder eine andere Mehrstrahl-Elektronenkanone.

Claims (4)

1. Elektronenkanone (5) für eine Farbbildröhre, die aufweist: Katoden (KR, KG, KD) zur Erzeugung von Elektronenstrahlen; eine Vorfokussierlinse; eine Fokussierelektrode; Einrichtungen zum Anlegen einer Fokussierspannung mit einer zur Ablenkung des Elektronenstrahls synchronen dynamischen Komponente an die Fokussierelektrode; und eine Endbeschleunigungselektrode (9); wobei die Katoden (KR, KG, KD), die Fokussierelektrode und die Endbeschleunigungselektrode (9) in axialer Richtung der Röhre mit der Vorfokussierlinse zwischen den Katoden und der Fokussierelektrode angeordnet sind, wobei die Fokussierelektrode und die Endbeschleunigungselektrode (9) eine Elektronenlinse (16, 17) zur Fokussierung des Elektronenstrahls bilden; und wobei die Fokussierelektrode in axialer Richtung der Röhre in mehrere Elektrodeneinheiten (8a, 8b) (24a, 24b, 24c) unterteilt ist, von denen eine erste Fokussierelektrodeneinheit (8b) (24c) der Endbeschleunigungselektrode (9) benachbart und eine zweite Fokussierelektrodeneinheit (8a) (24b) der ersten Fokussierelektrodeneinheit (8b) (24c) benachbart ist; erste Elektronenstrahl-Durchtrittslöcher (13) mit horizontal liegenden Hauptachsen, die an der ersten Fokussierelektroden-einheit (8b) (24c) auf der Seite ausgebildet sind, die der zweiten Fokussierelektrodeneinheit (8a) (24b) zugewandt ist; und zweite Elektronenstrahl-Durchtrittslöcher (12) deren Hauptachsen senkrecht zu den ersten Elektronenstrahl-Durchtrittslöchern (13) stehen und die an der zweiten Fokussierelektrodeneinheit (8a) (24b) auf der Seite ausgebildet sind, die der ersten Fokussierelektrodeneinheit (8b) (24c) zugewandt ist;
wobei die Elektronenkanone (5) dadurch gekennzeichnet ist, daß die erste Fokussierelektrodeneinheit (8b) (24c) so geschaltet ist, daß sie die Fokussierspannung aufnimmt, und mit der zweiten Fokussierelektrodeneinheit (8a) (24b) über eine Widerstandseinrichtung (11) verbunden ist, wobei der Widerstand der Widerstandseinrichtung und die erdfreie Kapazität an der Vorfokussierlinse so bemessen sind, daß sie die dynamische Spannungskomponente der Fokussierspannung, welche die zweite Fokussierelektrodeneinheit (8b) (24c) über die Widerstandseinrichtung (11) erreicht, wesentlich reduzieren.
2. Elektronenkanone (5) nach Anspruch 1, wobei die Zahl der Fokussierelektrodeneinheiten (8a, 8b) nur zwei beträgt.
3. Elektronenkanone (5) nach Anspruch 1, wobei die Zahl der Fokussierelektrodeneinheiten (24a, 24b, 24c) drei beträgt.
4. Elektronenkanone (5) nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei zwischen die zweite Fokussierelektrodeneinheit (8a) und Masse ein kapazitives Element (25) geschaltet ist, wobei die Kapazität des kapazitiven Elements (25) annähernd das Zehnfache der erdfreien Kapazität zwischen der ersten Fokussierelektrodeneinheit (8b) und der zweiten Fokussierelektrodeneinheit (8a) beträgt.
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