DE3686202T2

DE3686202T2 - Elektronenkanone.

Info

Publication number: DE3686202T2
Application number: DE8686304004T
Authority: DE
Inventors: Hidekatsu C O Patents D Yasuda
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1985-05-28
Filing date: 1986-05-27
Publication date: 1993-02-25
Anticipated expiration: 2006-05-28
Also published as: EP0203805B1; EP0203805A3; KR930006269B1; EP0203805A2; JPS61273836A; US4728846A; CA1260526A; KR860009468A; SG30628G; DE3686202D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektronenkanone sowie Kathodenstrahlröhren, die solche Elektronenkanonen enthalten. Ausführungsformen der Erfindung sind insbesondere für die Verwendung bei Farbkathodenstrahlröhren hoher Auflösung und für Farbkathodenstrahlröhren mit einem Strahlenindex geeignet.
Farbkathodenstrahlröhren hoher Auflösung erfordern eine Elektronenkanone, welche eine ausgezeichnete Charakteristik für die Strahlenfokussierung aufweist. Es sind daher verschiedene Ausführungsformen von Elektronenkanonen vorgeschlagen worden, die eine Anode mit einer großen Öffnung aufweisen, um so die kugelförmige Aberration der elektronischen Linse, insbesondere der Hauptlinse, zu reduzieren. Es ist beispielsweise eine Elektronenkanone mit einer großen Öffnung bekannt, bei der die Innenseite des Röhrenhalses des Mantels der Kathodenstrahlröhre mit einem leitenden Überzug versehen ist, welcher als zweite Anode dient. Eine solche Kathodenstrahlröhre ist jedoch nicht zuverlässig, weil der Hals der Kathodenstrahlröhre nicht rund ist, und daher eine Exzentrizität zwischen der ersten und zweiten Anode besteht.
Es ist ferner eine Elektronenkanone mit Anode mit großer Öffnung (Apertur) vorgeschlagen worden, wie in Fig. 3 der begleitenden Zeichnung gezeigt ist. Die Elektronenkanone weist eine Kathode K auf, die durch die üblichen isolierenden Befestigungen 3 gelagert ist. In der Elektronenkanone ist eine Steuerelektrode G1 meistens in zylindrischer Form mit einer Öffnung an ihrer Stirnseite sowie eine Beschleunigungselektrode GS meistens in zylindrischer Form mit einer Öffnung an ihrer Stirnseite angeordnet. Eine erste Anode G3 wird mit einem meistens zylinderförmigen ersten Bereich 5 mit einem kleineren Durchmesser als ein zweiten Bereich 2 gebildet, der einen größeren Durchmesser aufweist. Die Elektroden G1 und G2 sowie die erste Anode G3 sind durch die Befestigungselemente 3 gelagert, wobei die erste Anode G3 durch die Befestigung 3 an ihrem Bereich 5 mit einem kleineren Durchmesser wie gezeigt gelagert ist. Eine zweite Anode G4 weist einen größeren zylindrischen Bereich 1 mit einem größeren Durchmesser auf, der sich rund um den Bereich 2 mit dem größeren Durchmesser der ersten Anode G3 und der sich auch unterhalb des Endes des Bereichs 2 mit einem größeren Durchmesser erstreckt. Die zweite Anode G4 weist auch einen Bereich 17 mit einem kleineren Durchmesser auf, der konzentrisch ist mit dem Bereich 5 mit dem kleineren Durchmesser der ersten Anode G3, wobei die zweite Anode G4 durch die Befestigungselemente 3 gelagert ist, die Befestigungen aufweisen, die sich zum Bereich 17 mit einem kleineren Durchmesser der zweiten Elektrode erstrecken.
Die Elektronenkanone nach Fig. 3 weist eine erste Anode G3 auf, deren kreisförmiger Querschnitt einem perfekten Kreis sehr nahe kommt. Wenn jedoch die erste Anode G3 an ihrem Bereich 5 mit einem kleineren Durchmesser durch die Befestigungselemente 5 gelagert wird, und wenn der Unterstützungspunkt des Bereichs 5 mit einem kleineren Durchmesser einen relativ großen Abstand von dem Bereich aufweist, der die Hauptlinse bildet, der sich zwischen den Bereichen 1 und 2 befindet, und wenn die erste Anode G3 ziemlich lang ist und der Bereich 2 mit einem größeren Durchmesser, der einen Teil der Hauptlinse bildet, ziemlich schwer ist, besteht mechanische Instabilität, so daß es sehr schwierig ist, eine Symmetrie zwischen dem Bereich 2 mit dem größeren Durchmesser der ersten Anode G3 und dem Bereich 1 mit dem größeren Durchmesser der zweiten Anode G4 zu erhalten und aufrechtzuerhalten.
Unsere Anmeldung GB-A-2 115 605 offenbart eine Elektronenkanone, die Merkmale aufweist, die denen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 ähnlich sind.
Nach der Erfindung ist eine Elektronenkanone für eine Kathodenstrahlröhre vorgesehen, wobei die Elektronenkanone umfaßt:
eine Kathode, eine Steuerelektrode, eine Beschleunigungselektrode, eine erste Anode und eine zweite Anode, die in einer Ausrichtung angeordnet sind;
wobei die zweite Anode einen Endbereich mit einem kleinerem Durchmesser und einem zylindrischen Bereich mit einem größeren Durchmesser, der damit verbunden ist, umfaßt;
wobei die zweite Anode mit Fenstern in Positionen versehen ist, die von der entfernt sind, wo eine Hauptlinse der Elektronenkanone gebildet wird; und
wobei die erste Anode durch isolierende Stützelemente unterstützt wird, welche sich durch die Fenster der ersten Anode erstrecken;
dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Anode sich innerhalb des ersten kleineren Durchmesserbereichs der genannten zweiten Anode erstreckt und außer Kontakt damit ist und einen Endbereich mit einem größeren Durchmessers hat, der eine Komponente der Hauptlinse der Elektronenkanone bildet.
Eine Ausführungsform der Erfindung kann eine Elektronenkanone vorsehen, die eine Anode mit einer großen Öffnung aufweist, bei welcher sichergestellt wird, daß die langen zylindrischen Bereiche der ersten und zweiten Anode konzentrisch und symmetrisch bleiben, um damit eine verbesserte Hauptlinse vorzusehen und die Elektronenkanone sehr genau und zuverlässig zu machen.
Um diese Wirkung zu erzielen, kann eine Ausführungsform einer Elektronenkanone eine Kathode, eine Steuerelektrode, eine Beschleunigungselektrode, eine erste und zweite Anode, die koaxial nacheinander angeordnet sind, aufweisen, wobei die Hauptlinse zwischen der ersten und zweiten Anode gebildet wird. Man ordnet alles so an, daß die zweite Anode einen Abstützendbereich mit einem kleineren Durchmesser und einen zylindrischen Bereich mit einem größeren Durchmesser, der damit verbunden ist, aufweist. Der Bereich mit dem größeren Durchmesser weist eine Anzahl von Fenstern sowie einen Endbereich auf, der sich vom Bereich mit dem kleineren Durchmesser an dem Bereich mit dem größeren Durchmesser anschließt. In Längsrichtung verlaufende, isolierte Halteelemente weisen Bereiche auf, die sich in die Fenster erstrecken, und weitere Halteelemente erstrecken sich von den isolierenden Enden der Halteelemente, um den Bereich mit einem größeren Durchmesser der ersten Anode zu lagern. Die erste Anode durchläuft den Bereich mit einem kleineren Durchmesser der zweiten Anode, ohne mit ihm in Kontakt zu treten, und der Bereich mit dem größeren Durchmesser der ersten Anode wird innerhalb des Bereichs mit einem größeren Durchmesser der zweiten Anode und innerhalb der Fenster befestigt, so daß die Enden der Halteelemente durch die anderen Halteelemente mit dem Bereich der ersten Anode mit einem größeren Durchmesser verbunden werden können.
Die Form des Bereichs mit einem größeren Durchmesser der ersten Anode ist nicht auf die obenbeschriebene zylindrische Form begrenzt, sondern sie kann irgendeine Form oder Gestalt haben, beispielsweise, daß ihr Durchmesser sich ständig in Richtung auf die Stirnseite zu vergrößert, um so eine sogenannte trompetenförmige Gestalt aufzuweisen. Die erste Anode kann weiterhin an ihrem Bereich mit dem größeren Durchmesser durch die Fenster gelagert werden, was man realisieren kann, wenn man diese durch Fenster in dem Bereich befestigt, der sich durch den Bereich mit dem kleineren Durchmesser der zweiten Anode erstreckt.
Somit wird eine erste Anode mit einer großen Öffnung und eine zweite Anode mit einer zylindrischen Form gebildet, wodurch die sphärische Aberration der Hauptlinse vermindert werden kann. Da die relativ lange erste Anode durch die Fenster der zweiten Anode gelagert wird, kann man die mechanische Befestigung für die erste Anode sehr stramm ausführen, so daß keine Exzentrizität zwischen der ersten und zweiten Anode auftreten wird, so daß diese koaxial gelagert sind. Beim Auftreten von Vibrationen ist die erste Anode unveränderlich bezüglich der zweiten Anode befestigt. Weiterhin wird durch die Befestigung der ersten Anode an ihrem Bereich mit einem kleineren Durchmesser durch die Fenster die Ausrichtung der Hauptlinse sichergestellt und somit kann der Durchmesser der Hauptlinse größer ausgeführt werden.
Die Erfindung wird nun durch ein Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben, wobei gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, und in welchen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Elektronenkanone für eine Kathodenstrahlröhre nach der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 1a eine Kodifizierung der Ausführungsform zeigt;
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Ansicht der Ausführungsform zeigt; und
Fig. 3 eine Querschnittsansicht zeigt, die eine früher vorgeschlagene Elektronenkanone zeigt.
Die Elektronenkanone 10 für eine Kathodenstrahlröhre nach Fig. 1 und 2 ist in einem halsförmigen Bereich 4 einer Kathodenstrahlröhre angeordnet.
Die Elektronenkanone 10 ist weist zwei Potentiale und eine Vielzahl von sich in Längsrichtung erstreckenden isolierenden Halteelementen 12 auf, an denen eine Steuerelektrode G1, anschließend eine Beschleunigungselektrode G2 und eine erste und eine zweite Anode G3 und G4 befestigt sind. Die zweite Anode G4 hat einen zylindrischen Bereich 1 mit einem größeren Durchmesser, der eng benachbart am Bereich des Halses der Röhre anliegt sowie einen zylindrischen Bereich 6 mit einem kleineren Durchmesser, der mit dem Bereich 6 mit dem größeren Durchmesser durch eine Stirnwand 18 verbunden ist. Der Bereich 6 mit dem kleineren Durchmesser der zweiten Anode G4 wird durch die Befestigungselemente 12 gelagert. Im Bereich 1 mit dem größeren Durchmesser der zweiten Anode G4 sind zwei Fenster 11 gebildet. Die Enden 15 der Halteelemente 12 erstrecken sich über die Fenster 11, und weitere Halteelemente 16 erstrecken sich von den Enden 15, um in die erste Anode G3 einzugreifen und diese zu lagern, wobei ein Bereich 2 mit dem größeren Durchmesser der ersten Anode G3 verbunden wird.
Die erste Anode G3 wird mit einem Bereich 5 mit dem kleineren Durchmesser mit dem Bereich 2 mit dem größeren Durchmesser durch eine Stirnwand 13 verbunden, welche sich in den Bereich 6 mit dem kleineren Durchmesser und dem Bereich 1 mit dem größeren Durchmesser der zweiten Anode G4 erstreckt. Nach der Ausführungsform nach Fig. 1 überdeckt der Bereich mit dem größeren Durchmesser der ersten Anode G3 die Fenster 11, wodurch die erste Anode G3 durch die Enden 15 der Halteelemente 12 und den weiteren Halteelementen 16 gelagert wird, welche sich durch die Fenster 11 erstrecken, um in den Bereich 2 mit dem größeren Durchmesser einzugreifen. Der Bereich 2 mit dem größeren Durchmesser der ersten Anode G3 und der Bereich 1 mit dem größeren Durchmesser der zweiten Anode G4 bilden die Hauptlinse. Die Elektroden G1 bis G4 sind unverrückbar befestigt durch zwei gleiche isolierende Halteelemente 12, wobei die zweite Anode G4 an ihrem Bereich 6 mit dem kleineren Durchmesser und die erste Anode G3 an ihrem Bereich 2 mit dem größeren Durchmesser gelagert ist.
Bei der beschriebenen Einrichtung ist der Bereich 2 mit dem größeren Durchmesser der ersten Anode G3 isoliert über die Fenster 11 gelagert, die im Bereich 1 mit dem größeren Durchmesser der zweiten Anode G4 gebildet sind, wodurch die mechanische Halterung der ersten Anode G3 sicher ist und wobei Schwierigkeiten aufgrund der Exzentrizität zwischen der ersten Anode G3 und der zweiten Anode G4 in der Hauptlinse vermieden werden, da die erste und zweite Anode G3 und G4 konzentrisch zueinander gehalten und äußerst genau positioniert werden können.
Obwohl bei der obigen Ausführungsform beschrieben wurde, daß die erste Anode G3 an ihrem Bereich 2 mit dem größeren Durchmesser isoliert durch die Fenster 11, die im Bereich 1 mit dem größeren Durchmesser der zweiten Anode angeordnet sind, gelagert ist, kann man diese natürlich auch an ihrem Bereich 5 mit dem kleineren Durchmesser befestigen, indem man Fenster für Fenster durch den Bereich 6 mit dem schmäleren Durchmesser der zweiten Anode G4 formt. Eine solche Anordnung ist in Fig. 1a gezeigt. Diese Anordnung löst auch das Problem der Exzentrizität der Hauptlinse, und ein Vorteil besteht auch darin, daß der äußere Durchmesser des Bereichs 2 mit dem größeren Durchmesser der ersten Anode G3 sehr eng gegenüber dem inneren Durchmesser des Bereichs 1 mit dem größeren Durchmesser der zweiten Anode G4 ausgeführt werden kann, wodurch der Durchmesser der Hauptlinse größer ausgeführt werden kann.
Da es somit sicher ist, daß die zweite Anode G4 rund bleibt, ist es möglich, einen anderen Teil auf ihr anzuordnen und die zweite Anode G4 zweiteilig auszubilden.
Die erste Anode G3 kann auch mit einer Hilfshalteeinrichtung 14 an ihrem Bereich 5 mit dem kleineren Durchmesser versehen werden, wie durch die gestrichelten Linien in Fig. 1 gezeigt ist, oder mit einem Formstück oder Abstandsring, so daß die isolierende Halterung der ersten Anode G3 sicherer wird.
Da die Ausführungsform so strukturiert ist, daß der Bereich 2 mit dem größeren Durchmesser der ersten Anode G3 innerhalb des Bereichs 1 mit dem größeren Durchmesser der zweiten Anode G4 befestigt ist, kann die Hauptlinse mit einer größeren Öffnung ausgebildet werden, wodurch eine Elektronenkanone erhalten werden kann, die eine ausgezeichnete Charakteristik bezüglich des fokussierten Strahls hat. Da insbesondere die Fenster 11 im Bereich 1 mit dem größeren Durchmesser der zweiten Anode G4 gebildet werden, wird der Bereich 2 mit dem größeren Durchmesser der ersten Anode G3 so angeordnet, daß er isoliert durch die Fenster gelagert wird, wobei die erste und zweite Anode G3 und G4 konzentrisch werden, was eine verbesserte Hauptlinse zur Folge hat. Da weiterhin die Halterung der ersten Anode G3 dem Ende der ersten Anode G3 benachbart ist, werden sich die Teile der Hauptlinse nicht relativ zueinander bewegen, was einen sicheren und verbesserten Aufbau zur Folge hat.
Wenn die erste Anode G3 am Bereich 2 mit ihrem größeren Durchmesser gelagert wird, wird eine genügend hohe mechanische Festigkeit durch die Halterungen erzielt, so daß die erste Anode G3 sicher auf eine isolierte Weise gelagert werden kann, wodurch eine hochverläßliche Elektronenkanone erhalten werden kann. Wenn die erste Anode G3 auf eine isolierte Weise an ihren Bereich 5 mit dem kleineren Durchmesser durch die Fenster gelagert wird, es ist möglich, den äußeren Durchmesser der ersten Anode G3 sehr dicht an den inneren Durchmesser des Bereichs mit dem größeren Durchmesser der zweiten Anode G4 heranzubringen, so daß eine Hauptlinse mit einer größeren Öffnung vorgesehen werden kann. Somit ist die Ausführungsform einer Elektronenkanone nach der vorliegenden Erfindung für die Verwendung bei Farbröhren hoher Auflösung und ebenso für Farbkathodenstrahlröhren mit einem Strahlenindex geeignet.

Claims

1. Elektronenkanone (10) für eine Kathodenstrahlröhre, wobei die Elektronenkanone (10) umfaßt:

eine Kathode (K) eine Steuerelektrode (G1), eine Beschleunigungselektrode (G2), eine erste Anode (G3) und eine zweite Anode (G4), die in einer Ausrichtung angeordnet sind;

wobei die zweite Anode (G4) einen Endbereich (6) mit einem kleineren Durchmesser und einem zylindrischen Bereich (1) mit einem größeren Durchmesser, der damit verbunden ist, umfaßt;

wobei die zweite Anode (G4) mit Fenstern in Positionen (11) versehen ist, die von der entfernt sind, wo eine Hauptlinse der Elektronenkanone gebildet wird; und

wobei die erste Anode (G3) durch isolierende Stützelemente unterstützt wird, welche sich durch die Fenster (11) der ersten Anode (G3) erstrecken;

dadurch gekennzeichnet,

daß die erste Anode (G3) sich innerhalb des ersten kleineren Durchmesserbereichs (6) der genannten zweiten Anode (G4) erstreckt und außer Kontakt damit ist und einen Endbereich (2) größeren Durchmessers hat, der eine Komponente der Hauptlinse der Elektronenkanone bildet.

2. Elektronenkanone nach Anspruch 1, wobei die Stützelemente (12) innere Enden (16) haben, die mit dem großen Durchmesser aufweisenden Bereich (2) der ersten Anode (G3) verbunden sind.

3. Elektronenkanone nach Anspruch 1, wobei die genannten Stützelemente (12) innere Enden (16a) haben, die mit einem kleineren Durchmesser aufweisenden Bereich (2) der ersten Anode (G3) verbunden sind.

4. Elektronenkanone nach Anspruch 2 oder 3, wobei ein Bereich (5) mit kleinerem Durchmesser der genannten ersten Anode (G3) auch isolierend (14) an einer zweiten Position unterstützt ist, die von der zweiten Anode (G4) beabstandet ist.

5. Kathodenstrahlröhre mit einer Elektronenkanone nach einem der vorhergehenden Ansprüche.