DD253324A5 - Farbfernsehbildroehre mit verringerter ablenkdefokussierung - Google Patents

Abstract

Farbfernsehbildroehre mit verringerter Ablenkdefokussierung, mit einem Elektronenstrahlerzeugungssystem (5) vom Drei-In-Linie-Typ. Das Elektronenstrahlerzeugungssystem (5) enthaelt eine Hauptlinse, die durch eine erste Fokussierungselektrode (25) und eine zweite Fokussierungselektrode (26) gebildet wird. Die erste Fokussierungselektrode enthaelt im Abstand voneinander angeordnete Unterelektroden (27) und (28), zwischen denen eine Hilfselektrode angeordnet ist, die ein astigmatisches Element GAST bildet. Die Hilfselektrode GAST ist im Betrieb mit Mitteln zum Zufuehren einer Konstantspannung verbunden, waehrend mindestens die einen Teil der Hauptlinse bildende Unterelektrode (28) im Betrieb mit Mitteln zum Zufuehren einer Regelspannung verbunden ist. Die Regelspannung kann eine statische oder eine sich dynamisch aendernde Spannung sein, beispielsweise eine parabelfoermig gekruemmte Spannung, die zur Horizontalablenkung synchron verlaeuft. Fig. 2

Description

Hierzu 4 Seiten Zeichnungen

Die Erfindung betrifft eine Farbfernsehbildröhre mit einem evakuierten Außenkolben, der aus einem Hals, einem Konus und einem Bildfenster besteht, wobei in diesem Hals ein Eiektronenstrahlerzeugungssystem angeordnet ist, mit dem drei mit ihren Achsen in einer Ebene liegende Elektronenstrahlen erzeugt werden, die mit einem Fokussierungslinsenfeld auf einem an der Innenseite des Bildfensters angebrachten Bildschirm fokussiert werden, wobei das Fokussierungslinsenfeld durch eine erste, vom Bildschirm abgewandte Fokussierungselektrode und eine zweite dem Bildschirm zugewandte Fokussierungselektrode des Elektronenstrahlerzeugungssystem gebildet wird, wobei die ersten und zweiten Fokussierungselektroden im Betrieb mit Mitteln zum Zuführen einer ersten Fokussierungsspannung bzw. einer Hochspannung verbunden wird. Eine solche Bildwiedergaberöhre ist vom herkömmlichen Typ.

In einer Elektronenstrahlröhre ist es oft erwünscht, einen Elektronenstrahl beispielsweise in horizontaler Richtung stärker als in vertikaler Richtung zu fokussieren. Dies kann beispielsweise deshalb erforderlich sein, Astigmatismus der Ablenkspule oder anderer Elektronenlinsen in der Röhre auszugleichen. Dies ist u. a. bei Farbfernsehbildröhren mit drei Elektronenstrahlen in einer Ebene und mit einer selbstkonvergierenden Ablenkspule notwendig. Eine solche Ablenkspule übt in einer Richtung senkrecht zur Ebene durch die Elektronenstrahlen einen konvergierenden Einfluß auf die getrennten Elektronenstrahl aus. Die dadurch auftretende vertikale Überfokussierung läßt sich nicht ausreichend mit statischen Mitteln ausgleichen, namentlich bei Hochauflösungs-Farbfemsehbildröhren, infolge der immer höheren Anforderungen, die an die Schärfe gestellt werden. In der US-A-4366419 ist ein Hauptlinsenaufbau für ein nicht integriertes In-Iine-Farbwiedergabeelektronenerzeugungssystem beschrieben, in dem sich ein Elektrodensystem für (dynamische) Bekämpfung von Ablenkdefokussierung befindet. Dieses System läßt sich jedoch nicht ohne weiteres in integrierten Erzeugnissen anwenden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem integrierten Farbfemsehelektrodenerzeugungssystem auf einfache und wirksame Weise die vertikale Überfokussierung zu korrigieren.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Farbfernsehbildröhre eingangs erwähnter Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die erste Fokussierungselektrode eine vordere und eine hintere Unterelektrode, wobei die vordere an die zweite Fokussierungselektrode grenzt, sowie eine Hilfselektrode enthält, die mit Öffnungen für den Durchgang der Elektronenstrahlen versehen ist und ein astigmatisches Element bildet, wobei die Hilfselektrode an die vom Bildschirm abgewandte Seite der vorderen Unterelektrode grenzt und im Betrieb mit Mitteln zum Zuführen einer Konstantspannung verbunden ist, während zumindest die vordere untere Elektrode im Betrieb mit Mitteln zum Zuführen einer Regelspannung verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß Korrektur der vertikalen Überfokussierung durch die Anwendung einer zusätzlichen Elektrode und nur einer Regelspannung möglich ist.

Die Regelspannung kann eine fest eingestellte (statische) Spannung sein. Der Wert dieser Spannung kann derart sein, daß eine optimale Fleckform in Bildschirmmitte erzeugt wird. Auf andere Weise kann der Wert derart sein, daß eine optimale Fleckform in den Ecken erzeugt wird. Ist ein Kompromiß erwünscht, kann ein Wert zwischen den beiden vorgenannten Werten gewählt werden. Dazu kann die Einstellung der Regelspannung zum Beseitigen während der Herstellung entstandener geringer Differenzen in den Röhren einer Serie verwendet werden.

Statt einer fest eingestellten Spannung kann die Regelspannung eine sich dynamisch ändernde Spannung sein. Dabei ist es möglich, die Fleckform an allen Stellen am Bildschirm zu optimieren.

Die (sich dynamisch ändernde) Regelspannung kann beiden Unterelektroden zugeführt werden. Dies bietet den Vorteil, daß die Amplitude verhältnismäßig klein sein kann (z. B. 300 V). Ein Nachteil ist jedoch, daß der Strahlöffnungswinkel beeinflußt (moduliert) wird, da die Stärke der Vorfokussierungslinse schwankt. Dieser Nachteil wird durch das ausschließliche Zuführen der (sich dynamisch ändernden) Regelspannung zur vorderen Unterelektrode (als Teil der Hauptlinse) vermieden. In diesem Fall soll die Amplitude jedoch beträchtlich höher sein (z. B. 600 V).

Wenn die (sich dynamisch ändernde) Regelspannung nur der vorderen Unterelektrode zugeführt wird, ist es praktisch, der hinteren Unterelektrode und der Hilfselektrode die gleiche feste Spannung zuzuführen. Insbesondere ist es dabei möglich, die Hilfselektrode mit der hinteren Unterelektrode fest zu verbinden.

Ein geeigneter Verlauf der sich dynamisch ändernden Regelspannung wird erreicht, wenn sie eine parabelförmig gekrümmte Komponente enthält, die zur Ablenkung in Richtung der größten Umfangsabmessung des Bildschirms synchron verläuft. Bei einem Bildschirm mit einem liegenden Format (Landschaftsformat) ist dies die Horizontalablenkung. Bei einem Bildschirm mit einem aufrechten Format (Porträtformat) ist es die Vertikalablenkung.

Eine weitere Möglichkeit dabei ist, daß die sich dynamisch ändernde Spannung eine Kombination parabelförmig gekrümmter Komponenten enthält, die zur Horizontalablenkung bzw. zur Vertikalablenkung synchron verlaufen.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Farbfernsehbildröhre, Fig. 2 einen Längsschnitt durch ein Elektronenstrahlerzeugungssystem mit Hilfselektrode gemäß der Anwendung in der Farbfernsehbildröhre nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht der Hilfselektrode des Elektronenstrahlerzeugungssystems nach Fig. 2, Fig. 4 eine Veranschaulichung des Zusammenhangs zwischen der Anodenspannung V_a und G₄ und der Spannung Vq₃ bei

einer Festspannung Vast an der Hilfselektrode bei einem Erzeugernach Fig. 2, Fig.5 ein Beispiel einersich dynamisch ändernden Spannung an G₃,

Fig. 6 Aeinen Längsschnitt durch eine erste Abwandlung des Elektronenstrahlerzeugungssystems nach Fig. 2, Fig. 6 B einen Längsschnitt durch eine zweite Abwandlung des Elektronenstrahlerzeugungssystems nach Fig. 2, und Fig. 7 eine Veranschaulichung des Zusammenhangs zwischen der Anodenspannung V_a und G₄ und der Spannung Vq₃ an G₃ bei einer Festspannung V_ASt an der Hilfselektrode bei einem Elektronenstrahlerzeuger nach Fig. 6 A.

In Fig. 1 ist eine Farbfernsehbildröhre vom sog. „In-Iine"-Typ in einem Längsschnitt dargestellt. In einem Glaskolben 1, der aus einem Bildfenster 2, einem Konus 3 und einem Hals 4 besteht, ist in diesem Hals ein integriertes Elektronenstrahlerzeugungssystem 5 angeordnet, das drei Elektronenstrahlen 6, 7 und 8 erzeugt, die mit ihren Achsen in der Ebene der Zeichnung liegen. Die Achse des mittleren Elektronenstrahls 7 fällt zunächst mit der Röhrenachse 9 zusammen. Das Bildfenster 2 ist an der Innenseite mit einer Vielzahl von Tripein von Leuchtstoffelementen versehen. Die Elemente können aus Linien oder Punkten bestehen. Jedes Tripel enthält ein Element aus einem blauieuchtenden Leuchtstoff, ein Element aus einem grünleuchtenden Leuchtstoff und ein Element aus einem rotleuchtenden Leuchtstoff. Alle Tripel miteinander bilden den Bildschirm 10.Vordem Bildschirm ist die Lochmaske 11 angeordnet, in der eine Vielzahl länglicherÖffnungen 12 angeordnet ist, durch die die Elektronenstrahlen 6, 7 und 8 treten, die je nur Leuchtstoffelemente einer Farbe treffen. Die drei in einer Ebene liegenden Elektronenstrahlen werden vom Ablenkspulensystem 13 abgelenkt.

In Fig. 2 ist ein Längsschnitt des Elektronenstrahlerzeugungssystems dargestellt, wie es in der Farbfernsehbildröhre nach Fig. 1 verwendet wird. Dars Elektronenstrahlerzeugungssystem enthält eine gemeinsame becherförmige Elektrode 20, in der drei Kathoden 21,22 und 23 befestigt sind, und ein gemeinsames plattenförmiges Schirmgitter 24. Die drei mit ihren Achsen in einer Ebene liegenden Elektronenstrahlen werden mit Hilfe der für die drei Elektronenstrahlen gemeinsamen Fokussierungselektroden25(G3) und 26 (G 4) fokussiert. Die Elektrode 25 besteht aus zwei becherförmigen Teilchen 27 und 28, die mit ihren offenen Enden einander zugewandt sind. Die Hauptlinse, die also von einer ersten Fokussierungselektrode G3 und von einer zweiten Fokussierungselektrode oder auch Anode G4 gebildet wird, kann von einem herkömmlichen Typ oder beispielsweise vom Polygontyp sein. Der letzte Typ ist in EP-A 134069 (PHN 10752) beschrieben.

Eine zusätzliche, ein astigmatisches Element bildende Hilfselektrode Gast ist in dieser Ausführungsform als eine flache Platte mit länglichen Öffnungen in einigem Abstand von der Hauptlinse etwa halbwegs G3 isoliert angeordnet. Die Öffnungen können jegliche Form haben, die zum Erzeugen eines Vierpolfeldes führt, beispielsweise eine Rechteck- (wie in Fig. 3 dargestellt), eine Oval- oder eine Rautform. Das Potential der Hilfselektrode wird etwa gleich dem von G3 gewählt (Anwendung einer Hilfselektrode in G4ist weniger praktisch, weil es dabei zwei Elektroden mit sehr hoher, etwas abweichender Spannung in der Röhre gibt).

Da bei einem selbstkonvergierenden System in horizontaler Richtung plajzabhängige dynamische Fokussierung erforderlich ist, muß die fokussierende Gesamtwirkung in horizontaler Richtung des astigmatischen Elements und der Hauptlinse zusammen konstant bleiben, unabhängig von der von der Regelspannung herbeigeführten Beeinflussung der Fokussierung für die vertikale Richtung.

Das bedeutet, daß in Fig. 2 die Regelspannung V_c nicht dem astigmatischen Element G_ASt zugeführt werden muß, denn dabei würde die Fokussierung in horizontaler und in vertikaler Richtung entgegengesetzt beeinflußt werden. Wird dagegen die Regelspannung V_c der Fokussierungselektrode G3 zugeführt, werden sowohl die Stärke der Hauptlinse als auch die Stärke des vom astigmatischen Element in G 3 erzeugten Vierpolfeldes gleichzeitig beeinflußt. Es erweist sich jetzt als möglich, die axiale Lage, die Stärke und die Richtung dieses Vierpolfeldes auf derartige Weise zu bemessen, daß sich in horizontaler Richtung die Gesamtfokussierung dadurch nicht ändert, daß die Wirkungen von Hauptlinse und Vierpol einander aufheben. In vertikaler Richtung verstärken die beiden Wirkungen sich. Dieser Zustand wird mit einer Messung veranschaulicht, wie sie in Fig.4 dargestellt ist. Die Anodenspannung V_aan G 4 wird gegen die an G 3 bei einer Festspannung an Gast und unter der Bedingung eingetragen, daß der Fleck in horizontaler bzw. vertikaler Richtung fokussiert bleibt. Es zeigt sich, daß V_a (horizontal) bei guter Bemessung nahezu unabhängig von V_G3 ist. Da sich zur Ecke des Bildes hin die vertikale Gesamtlinsenstärke abschwächen soll, muß bei dynamischer Korrektur die Polarität des dynamischen Signals an G3 einen derartigen Wert haben, daß die Spannung bei der Ablenkung ansteigt. Das dynamische Signal kann beispielsweise parabelförmig gekrümmt sein und synchron zur Horizontalablenkung verlaufen (siehe Fig. 5).

Die gute Polarität des Vierpolfeldes kann in Fig. 2 durch die Wahl vertikaler Schlitze im astigmatischen Element Gast erreicht werden. Die gute Stärke kann mittels der Form der Schlitze und der Dicke der Platte, die das astigmatische Element bidlet, zusammmen mit der axialen Lage erreicht werden, weil die Vierpollinsenstärke im richtigen Verhältnis zum Gegenstandsabstand sein soll. Befindet sich z.B. Gast zu nahe bei der Hauptlinse und/oder ist die Konfiguration der Öffnungen ungeeignet gewählt, zeigt es sich, daß V₈ (horizontal) beispielsweise nicht mehr von V_G3 unabhängig ist.

Eine Nebenwirkung der Zufuhr einer Regelspannung an der Ganzen G3-Elektrode ist außerdem, daß auch die Stärke der Vorfokussierungslinse sich ändert. Dies läßt sich dadurch vermeiden, daß die Regelspannung nur dem Teil 28 von G 3 zugeführt wird (nämlich jenem Teil von G3, der ein Teil der Hauptlinse ist). DerTeil 27 von G3 (derTeil von G3 zwischen derTriode und Gast) kann dann zusammen mit Gast eine Festspannung führen. Auch dabei ist eine Verbindung der axialen Lage und der Bemessung von Gast erreichbar, wobei die horizontale Fokussierung nicht von Änderungen in der Spannung am Teil 28 von G 3 beeinflußt wird. Diese Ausführungsform ist in Fig. 6A dargestellt, in der für gleiche Bauteile dieselben Bezugsziffern wie in Fig. benutzt sind. Zum Erreichen der optimalen Wirkung liegt die Hilfselektrode Gast in diesem Fall näher bei der Hauptlinse als bei dem in Fig.2 dargestellten Fall.

In Fig.7 ist eine für das Ausführungsbeispiel nach Fig. 6A charakteristische Messung analog der Messung dargestellt, deren Ergebnisse in Fig.4 dargestellt sind.

In Fig. 6 B ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, daß eine Abwandlung des in Fig. 6 A dargestellten Ausführungsbeispiels ist. Die Hilfselektrode Gast ist in diesem Fall mit der Unterelektrode 27 fest verbunden.

Versuche haben erwiesen, daß die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele hervorragende Ergebnisse liefern. Der Fleck ist beim guten dynamischen Betrieb an allen Stellen am Schirm sowohl horizontal als auch vertikal optimal fokussiert. Fig. 2 zeigt weiter noch folgende Einzelheiten. Immerhin beschränkt sich die Erfindung nicht auf das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2. Die Elektrode 26 enthält einen becherförmigen Teil 29 und die Zentrierbüchse 30, deren Boden mit Öffnungen 31 versehen ist, durch die die Elektronenstrahlen gehen. Die Elektrode 25 ist mit einem sich nach der Elektrode 26 hin erstreckenden äußeren Rand 32 und die Elektrode 26 mit einem sich nach der Elektrode 25 hin erstreckenden äußeren Rand 33 versehen. Im versenkten Teil 34, der sich senkrecht zu den Achsen 35,36 und 37 der Elektronenstrahlen 6,7 und 8 erstreckt, sind Öffnungen 38, 39 und angebracht. Im versenkten Teil 41, der sich im wesentlichen senkrecht zur Achse 36 des mittleren Elektronenstrahls erstreckt, sind Öffnungen 42,43 und 44 angebracht. Die versenkten Teile 34 und 41 bilden eine Einheit mit den Teilen 28 bzw. 29. In Abhängigkeit vom Erzeugersystementwurf können die Elektronenstrahlen für die Konvergenz entweder in der Fokussierungslinse oder im Linsenfeld zwischen Elektroden 24 und 27 zueinander hin abgewinkelt werden.

Claims (9)

1. Farbfernsehbildröhre mit verringerter Ablenkdefokussierung mit einem evakuierten Außenkolben, der aus einem Hals, einem Konus und einem Bildfenster besteht, wobei in diesem Hals ein Eletronenstrahlerzeugungssystem angeordnet ist, mit dem drei mit ihren Achsen in einer Ebene liegende Elektronenstrahlen erzeugt werden, die mit einem Fokussierungslinsenfeld auf einem an der Innenseite des Bildfensters angebrachten Bildschirm fokussiert werden, wobei das Fokussierungslinsenfeld durch eine erste, vom Bildschirm angewandte Fokussierungselektrode und eine zweite, dem Bildschirm zugewandte Fokussierungselektrode des Elektronenstrahlerzeugungssystems gebildet wird, wobei die ersten und zweiten Fokussierungselektroden im Betrieb mit Mitteln zum Zuführen einer ersten Fokussierungsspannung bzw. einer Hochspannung verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Fokussierungselektrode eine vordere und eine hintere Unterelektrode, wobei die erste an die zweite Fokussierungselektrode grenzt, sowie eine Hilfselektrode enthält, die mit Öffnungen für den Durchgang der Elektronenstrahlen versehen ist und ein astigmatisches Element bildet, wobei die Hilfselektrode an die vom Bildschirm abgewandte Seite der vorderen Unterelektrode grenzt und im Betrieb mit Mitteln zum Zuführen einer Konstantspannung verbunden ist, während zumindest die vordere Unterelektrode im Betrieb mit Mitteln zum Zuführen einer Regelspannung verbunden ist.

2. Farbfernsehbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelspannung einen festen Wert hat.

3. Farbfernsehbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelspannung eine sich dynamisch ändernde Spannung ist.

4. Farbfernsehbildröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die sich dynamisch ändernde Spannung eine parabelförmig gekrümmte Komponente enthält, die zur Ablenkung in Richtung der größten Umfangsabmessung des Bildschirms synchron verläuft.

5. Farbfernsehbildröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die sich dynamisch ändernde Spannung eine Kombination parabelförmig gekrümmter Komponenten enthält, die mit der horizontalen Ablenkung bzw. der vertikalen Ablenkung synchron verlaufen.

6. Farbfernsehbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Unterelektroden im Betrieb mit Mitteln zum Zuführen einer Regelspannung verbunden sind.

7. Farbfernsehbildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nur die vordere Unterelektrode im Betrieb mit Mitteln zum Zuführen einer Regelspannung verbunden ist.

8. Farbfernsehbildröhre nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Unterelektrode und die Hilfselektrode im Betrieb mit Mitteln zum Zuführen derselben Festspannung verbunden sind.

9. Farbfernsehbildröhre nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfselektrode mit der hinteren Unterelektrode fest verbunden ist.