NL7809160A - Kleurenbeeldbuis. - Google Patents

Description

* PHN 9215 _ __ __ _.....___........................................................................._ ....._.........;.......................................

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Kleurenbeeldbuis

De uitvinding heeft betrekking op een kleurenbeeldbuis bevattende langs aan de hoofdas van deze buis evenwijdige assen gelegen perste elektrodemiddelen voor het opwekken van enkele elektronenbundels, een beeldscherm waarop 5 deze elektronenbundels convergeren, tweede elektrodemiddelen gelegen langs ób banen van cb elflktronaribuncMs tussei dB eerste eMctrodamdde-len en het beeldscherm, welke tweede eiektxodemüdelen een lensveM vormen dat de elektroneribundels symmetrisch fokusseert en derde elektrodenidielen tussen de eerste en tweede elektrodemiddelen 10 waarmee, eventmeel in samenwerking met de eerste elektrodemiddelen, een asymmetrisch lensveld wordt gevormd voor het convergeren van de elektronenbundels op het beeldscherm.

Een dergelijke kleurenbeeldbuis is bekend uit het Amerikaans octrooischrift 2,957»106, Dergelijke beeldbuizen 15 worden o.a. toegepast als buis voor het weergeven van gekleurde beelden, als oscilloscoop buis etc. In dergelijke buizen is het gewenst ebt de eMctronepbundels±1 é&i punt op het beeldscherm convergeren. In het genoemde Amardkaans octrooischrift2.957» 106 wordt een asymmetrische elektronenlens in de baan van de eM&-20 tronenbundels velke niet met de hoofdas van de buis samen vallen aargebracht tussen het teL odedeel van het efektronenkaicxi, gsvrand door de kathode het eerste en tweede rooster, aide Êcusseer-lens, waardoor de bundels naar elkaar toe afgebogen worden aa op het beeldscherm convergeren. De focusseerlens wordt gevomnd 25 door een lensveld tussen twee elektrodes. Deze elektrodes bestaan uit gebogen elektrodeplaten met daarin openingen.

Deze platen zijn zodanig gebogen dat ze steeds loodrecht op de elektronenbanen staan. Door een potentiaalverschil tussen de platen aan te leggen ontstaat een voor de elektronenbun-2q dels symmetrische elektronenlens welke een focusserende wer king heeft en elke elektronenbundel op het beeldscherm fbcus-seert. Het is zeer moeilijk om dergelijke zeer nauwkeurig 7809160 t _2 .PHNL 9 215_________________________________________________ gebogen elektrodeplaten te vervaardigen en ten opzichte van elkaar te monteren. Elektrodes van dergelijke elektronenkanonnen worden samengebouwd met behulp van montagepennen, welke een zeer nauwkeurige hoek ten opzichte van elkaar 5 moeten maken. Om de kanonnen van de montagepennen te kunnen verwijderen is het nodig dat deze pennen losneembaar in een mal zijn bevestigd, waardoor hun onderlinge hoek door slijtage, vuil, verbuigen en breken van de pennen minder nauwkeurig wordt. Dit probleem is in het Amerikaans octrooisdfaiiffrf 10 3.906.279 onderkend en er is een oplossing voor gegen. De daar beschreven kleurenbeeldbuis geeft een constructie aan voor het convergeren van drie elektronenbundels uit drie samengebouwde maar onafhankelijk van elkaar werkende elektronenkanonnen, waarvan de assen evenwijdig zijn en dus even-15 wijdige montagepennen kunnen worden gebruikt. Deze construc tie wordt gekenmerkt, doordat van elk elektronenkanon dat excentrisch is gelegen ten opzichte van de hoofdas van de buis, de laatste aan de zijde van het beeldscherm gelegen elektrode een as heeft welke excentrisch is gelegen ten op-2Q zichte van de as van het betreffende elektronenkanon in een vlak door de hoofdas van de buis en de as van het elektronenkanon en op een grotere afstand van de hoofdas van de buis dan de as van het elektronenkanon. Deze laatste elektrode heeft tevens een grotere diameter dan de andere elektrodes __ van het elektronenkanon. Door de excentrisch geplaatste laatste elektrodes wordt op eenvoudige wijze convergentie van de elektronenbundels verkregen en worden tegelijk de elektronenbundels ieder afzonderlijk gefokusseerd. Een op analoge wijze werkend geïntegreerd stelsel van elektronen-kanonnen is beschreven in het Amerikaans octrooischriffc 3·Τ7'2<55·4·

In de ter inzage gelegde Duitse octrooiaanvrage 2.1*06.443 is eveneens een op analoge wijze werkend stelsel van elektronenkanonnen bekend waarbij de focusseerlenzen van de niet op de buisas gelegen kanonnen asymmetrisch zijn. Deze construc-35 ties zijn allemaal minder aantrekkelijk, omdat er een zeer belangrijk nadeel aan kleeft. Een variatie van de sterkte 7809160 3 - · . .

vf ..

PHN 9215 __ '_ ___ __ van de fokusseerlens heeft bij dergelijke kanonnen tegelijkertijd een direkte invloed op de convergentie van de elektronenbundels, hetgeen niet gewenst is.

De uitvinding beoogt dan ook een eenvoudige con-5 structie aan te geven voor het onafhankelijk van elkaar fokusseren en convergeren van elektronenbundels met elektronenkanonnen waarvan de assen evenwijdig zijn, zodat een eenvoudige,snelle en nauwkeurige vervaardiging en montage mogelijk is.

10 Volgens de uitvinding wordt een kleurenbeeldbuis van de in de aanhef genoemde soort er door gekenmerkt, dat de assen van de elektrodes van alle elektrodemiddelen evenwijdig zijn aan de genoemde assen en dat van de tweede elektrodemiddelen die excentrisch ten opzichte van de 15 hoofdas van de buis zijn gelegen de aan de zijde van het beeldscherm gelegen laatste elektrodes (76, 96, T06) assen (54) hebben welke excentrisch zijn gelegen ten opzichte van de assen (55) van de bijbehorende daaraan voorafgaande electrodes (75» 95» 105) en van de assen (62) van 20 de bijbehorende eerste elektrodemiddelen, waarbij de assen (55) van deze elektrodes (75» 95» 105) een kleinere afstand tot de hoofdas van de buis hebben dan de assen (54) van de bijbehorende aan de zijde van het ,1Qé beeldscherm gelegen laatste elektrodes (76, 96,//welke 25 assen (5*0 weer een kleinere afstand tot de hoofdas van de buis hebben dan de assen (62) van de bijbehorende eerste elektrodemiddelen (71# 72, 73» 91» 92, 93)·

De uitvinding berust op het inzicht, dat als een elektronenbundel onder een bepaalde hoek met de kanonas 3q in een dergelijke mechanisch niet symmetrische elektrodenstelsel wordt ingeschoten, toch een symmetrische focus-sering van de elektronenbundel kan worden verkregen, zodat een verandering van de sterkte van de fokusseerlens geen invloed heeft op de convergentie. Deze bepaalde hoek, welke ^ afhankelijk is van de kanonafmetingen kan op een optische bank proefondervindelijk worden bepaald.

7809160 Λ - ΡΗΝ 9215 _ ________________________

Een voorkeursuitvoering van een dergelijke ; kleurenbeeldbuis volgens de uitvinding wordt gekenmerkt, doordat alle genoemde assen in één vliik gelegen zijn en de assen van een der eerste elektrodemiddelen en de 5 bijbehorende tweede elektrodemiddelen samenvallen met-de hoofdas van de buis en de assen van twee: andere eerste en tweede elektrodemiddelen symmetrisch ten opzichte van de hoofdas van de buis zijn gelegen.

De uitvinding wordt nu nader toegelicht aan de 10 hand van een tekening, waarin: figuur 1 een kleurenbeeldbuis volgens de uitvinding in doorsnede toont, de figuren 2 en 3 elektronenkanonnen volgens de stand van de 15 techniek in doorsnede weergeven, en de figuren 4 t/m 6 een aantal uitvoeringsvoorbeelden van elektronenkanonnen toegepast in kleurenbeeldbuizen volgens de uitvinding in doorsnede laten zien.

In figuur 1 is een doorsnede van een kleuren.

20 beeldbuis volgens de uitvinding in doorsnede getoond. In een glazen omhulling 1, samengesteld uit een beeldvenster 2, een konusvormig deel 3 ®n dan hals 4, zijn in deze hals een drietal elektronenkanonnen 5» 6 en 7 aangebracht welke de elektronenbmidels 8,s.9 en 10 opwekken. De assen van deze 25 elektronenkanonnen zijn in één-slak gelegen, het vlak van tekening. De as van het middelste elektronenkanon 6 valt samen met de hoofdas 11 van de omhulling. De drie elektronenkanonnen bestaan uit een aantal langs een as geplaatste cilindrische elektrodes. Het is zoals bekend mogelijk een 30 of meer van de naast elkaar gelegen elektrodes van de kanonnen als één geheel uit te voeren. Op de binnenzijde van het beeldvenster is een groot aantal trio's van fosfor-lijnen aangebracht. Elk trio bevat een lijn bestaande uit een groen luminescerende fosfor, een lijn bestaande uit 35 ©en blauw luminescerende fosfor en een lijn bestaande uit een rood luminescerende fosfor. Alle trio's samen vormen 7809160 - 5 -

V J

PHN ..9.21.5........______..............._____.........:_________________________________________________________________________________ het beeldscherm 12. De fosforlijnen staan loodrecht op het vlak van tekening. Een schaduwmasker 13 waarin een groot aantal langwerpige openingen 14 evenwijdig aan de fosforlijnen is aangebracht, waardoor de elektronenbundels 8, 9 5 en 10 vallen, is voor het beeldscherm geplaatst. Doordat de elektronenbundels een kleine hoek met elkaar maken en op het beeldscherm convergeren valt iedere bundel via de langwerpige openingen slechts op fosforlijnen van één kleun Zoals bekend is het ook mogelijk de elektronenkanonnen in een driehoekopstelling in de buis aan te brengen waarbij ieder kanon op een hoekpunt van een gelijkzijdige driehoek is gelegen. Het schaduwmasker heeft in dat geval ronde openingen en het beeldscherm is samengesteld uit triofs van fosforstippen.

15 In figuur 2 is een elektronenkanon volgens de stand van de techniek (Amerikaans octrooischrift 3.957*106) in doorsnede weergegeven, De middelen voor het opwekken van de elektronenbundels bestaan ieder uit een kathode 15» een roosterelektrode 16 en een versnellingselektrode 17* 20 Elektrode 18 is in het gebolde gedeelte 19 van openingen 20 en 21 Voorzien. Door het gebolde gedeelte 19 van elektrode 18 ontstaat een niet symmetrisch elektrostatisch veld tussen de elektrodes 17 en 18, waardoor de elektronenbundels 22 en 23 naar de as 2k worden gebogen, zodanig 25 dat deze bundels op het beeldscherm 12 convergeren. De openingen 25 en 26 in elektrode 27 en de openingen 28 en 29 in elektrode 30 zijn zo aangebracht, dat ze in de baan van de elektronenbundels zijn geplaatst. De gebolde gedeelten van deze elektrodes 27 en 30 waarin deze openingen zijn 30 aangebracht zijn zodanig gebold, dat hun oppervlakken steeds loodrecht op de banen van de elektronenbundels liggen.

Daardoor wordt door een voldoende groot potentiaalverschil tussen de elektrodes 27 en 30 aan te leggen een symmetrische lensveld tussen deze elektrodes verkregen, dat een syi-35 metrische fokusserende werking op de elektronenbundels heeft. Veranderingen van de sterkte van dit lensveld hebben daar- 7809160 -6..

,ΡΗΝ ,921-5__________________________________________________________________________________________ door géén invloed op de convergentie. Het vervaardigen van elektrodes met dergelijke nauwkeurig gebolde oppervlakken is zeer moeilijk en de montage is onnauwkeurig, omdat gebruik gemaakt dient te worden van montagepennen welke een 5 boek met elkaar maken. In figuur 3 (Amerikaans octrooi- schrift 3*906.279) is een elektronenkanonstelsel beschreven waarbij alle assen 31» 32 en 33 van de elektronenkanonnen 34, 35 en 36 evenwijdig aan elkaar lopen en in één vlak gelegen zijn. Het kanon 3k bevat een kathode 37 en 10 rooster 38 en een anode 39 en de roosters 40 en 41. De overeenkomstige elektrodes van kanon 35 zijn aangegeven met de nummers 47 tot en met 51· De overeenkomstige elektrodes van kanon 36 zijn aangegeven met de nummers 57 tot en met 61.

1 tj Zoals in deze figuur zichtbaar is hebben de roos ters 41 en 61 een grotere diameter dan de daarbij behorende roosters 40 en 60 en liggen de assen 42 en 43 verder van de as 3X af dan de kanonassen 31 en 33· De lensvelden tussen de elektrodes 4o en 41 en tussen de elektrodes 60 en 61 2o zijn daardoor niet symmetrisch en buigen de bundels 44 en 45 naar de middelste bundel 46 toe. Deze lensvelden en het lensveld tussen de roosters 50 en 51 dienen tevens voor het fokusseren van de elektronenbundels. Een kleine variatie in het spanningsverschil tussen de elektrodes 40 en 41 en oc tussen de elektrodes 60 en 61 heeft daardoor een invloed op de convergentie en tegelijkertijd op de fokussering van de elektronenbundels. Het spreekt vanzelf dat dit ongewenst is, daar veranderingen in de fokussering en convergentie bij voorkeur onafhankelijk van elkaar moeten kunnen worden aangebracht.

In figuur 4 is een eerste uitvoeringsvoorbeeld van een elektronenkanonstelsel weergegeven, waarin geen gebolde delen nodig zijn, alle assen van de elektrodes evenwijdig aan elkaar lopen en toch een van de fokusspan-^ ning (het spanningsverschil tussen de laatste twee elek troden in een elektronenbaan) onafhankelijke convergentie 7809160 ..-.7 - V ·' " si·' 'v EHN.9215_-________—--- mogelijk is. Het bestaat uit drie kanonnen 70, 80 en 90 met de kathodes 7\ 81 en 91 in roosters 72, 82 en 92 en tegenover de elektrodes 73» 83 en 93· Met deze elektrode-middelen worden drie elektronenbundels 74, 84 en 94 opge-5 wekt, welke aanvankelijk evenwijdig aan elkaar lopen. Door nu de roosters 75 en 95 van niet symmetrisch ten opzichte van de bundels 74 en 94 gelegen openingen 52 en 53 te voorzien, worden de elektronenbuüdels 74 en 94 naar de middelste elektronenbundel 84 toe gebogen, analoog aan de wijze waar-10 op dit in het Amerikaans octrooischrift 2.957*106 geschiedt.

De fokussering geschiedt door de lensvelden tussen de elektrodes 75 en 76, 85 en 86, en 95 en 96. In tegenstelling tot de in het Amerikaans octrooischrift 3.906.279 beschreven constructie heeft een verandering van de fokusseer-15 lensveldeh tussen de elektrodes 75 en 76 en tussen de elek trodes 95 en 96 van de buitenste elektronenkanonnen helemaal geen invloed op de convergentie, omdat de elektronenbundels 74 en 94 onder een bepaalde hoek met de kanonassen door deze lensvelden vallen. Daardoor wordt met 20 behulp van enkele niet symmetrisch gelegen elektrodes een symmetrisch op de bundel werkende fokuslens verkregen.

Een voorbeeld van de elektrische spanningen (in volt) welke aan de diverse elektrodes worden aangelegd is in figuur 4 bij kanon 70 weergegeven. Een aantal afmetingen 25 van elektrodes en hun onderlinge afstanden zijn in de vol gende tabel weergegeven: elektrode lengte diameter onderlinge diameter nr. (mm) (mm) ;afstand(mm) opening (mm) __2|__s 7.6_____;__ 30 76-75 1 75 "Ï^T2 1,5 75-73 1,4 ! " 73 5,4 0,75 73-72 0,35 “ “ — 72 — 0,75 72-71 0,12 — — ~ 71 I I ________________ I ......

7809160 -8 - .PHN._9.215___-_____.

De afstand van as 5¾ van elektrode J6 tot de kanonas 62 bedraagt 0,3 mm· De afstand van as 55 tot as 62 0,4 mm en de afstand van as 56 tot as 62 bedraagt 0,2 mm. Andere onderlinge asafatanden zijn nodig bij andere ^ kanonafmetingen. Deze kunnen experimenteel op een optische bank worden bepaald of kunnen worden berekend. De dikte van het materiaal (Cr-Ni-staal) waaruit de diverse elektrodes zijn vervaardigd bedraagt in dit uitvoeringsvoorbeeld 0,13 tot 0,2 mm. De afstand tussen twee kanonassen bedraagt 10 10 mm. In figuur 5 is een tweede uitvoeringsvoorbeeld van een elektronenkanonsysteem volgens de uitvinding in doorsnede weergegeven.

Voor de duidelijkheid zijn dezelfde referentie-cijfers als in figuur 4 aangehouden. De convergentie van isj de elektronenbundels 74, 84 en 94 wordt hier verkregen door het tegenover de elektrodes 73 ©n 93 gelegen uiteinde van

O

de elektrodes 75 en 95 ©en hoek van ongeveer 57 met de kanonas te laten maken. Deze wijze van convergeren is eveneens reeds in het Amerikaans octrooischrift 2.957·106 be-2q schreven. De diverse afmetingen komen ongeveer met de af metingen aangegeven bij figuur 4 overeen. De elektronenbundels 74, 84 en 94 convergeren eveneens op beeldscherm 12. De convergentie is onafhankelijk van de sterkte van de fokusseerlens. De convergentie van de elektronenbundels kan 2^ ook worden verkregen door het verschuiven en/of kantelen van de elektrodes 73 ©n 93 waardoor in samenwerking met de elektrodes 75 en 95 de niet symmetrische afbuigende lenzen worden verkregen. Hierop wordt verder niet ingegaan.

In figuur 6 is een derde uitvoeringsvoorbeeld van een elektronenkanonsysteem volgens de uitvinding in doorsnede weergegeven. Het elektronenkanonsysteem bevat een aantal elektrodes 102, 103» 105 en 106, welke voor de drie elektronenbundels gemeenschappelijk zijn uitgevoerd. De figuur is ongeveer op dezelfde schaal als de figuren 4 en 5 getekend. Er zijn voor de duidelijkheid zo veel mogelijk 35 , dezelfde referentiecijfers als in de figuren 4 en 5 g©- 7809160

Claims (2)

1. Elektrische ontladingsbuis bevattende 1 angs aan de hoofdas van deze buis evenwijdigeaassen gelegen eerste elektrodemiddelen voor het opwekken van enkele elektronen-10 bundels, een beeldscherm waarop deze elektronenbundels convergeren, tweede elektrodemiddelen gelegen langs de banen van de elektronenbundels tussen de eerste elektrode-raiddelen en het beeldscherm, welke tweede elektrodemiddelen een lensveld vormen dat de elektronenbundels symmetrisch 11» focusseert en derde elektrodemiddelen tussen de eerste en tweede elektrodemiddelen waarmee,eventueel in samenwerking met de eerste eléctroderaiddelen,een asymmetrisch lensveld wordt gevormd voor het convergeren van de elektronenbundels op het beeldscherm, imt het kenmerk, dat de assen 2Q van de elektrodes van alle elektrodemiddelen evenwijdig zijn aan de genoemde assen en dat van de tweede elektrodemiddelen die excentrisch ten opzichte van de hoofdas van de buis zijn gelegen de aan de zijde van het beeldscherm gelegen laatste elektrodes (76, 96, 106) assen (54) hebben welke excentrisch zijn gelegen ten opzichte van de assen O (55) van de bijbehorende daaraan voorafgaande elektrodes (75» 95, 105) en van de assen (62) van de bijbehorende eerste elektrodemiddelen, waarbij de assen (55) van deze elektrodes (75,95,105) een kleinere afstand tot de hoofdas van de buis hebben dan de assen (54) van de bijbehorende aan de zijde van het beeldscherm gelegen laatste elektrodes 10o (76, 96,yjwelke assen (54) weer een kleinere afstand tot de hoofdas van de buis hebben dan de assen (62.) van de bijbehorende eerste elektrodemiddelen (71, 72, 73, 91, 92, 93).

2. Elektrische ontladingsbuis volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat alle genoemde assen in één vlak gelegen 35 7809160 - 1 o “ phn 9215._______________________________________________________________________________________ zijn en de assen van een der eerste elektrodemiddelen en de bijbehorende tweede elektrodemiddelen samenvallen met de hoofdas van de buis en de assen van twee andere eerste en tweede elektrodemiddelen symmetrisch ten opzichte van 5 de hoofdas van de buis zijn gelegen. 7809160