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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Elektronenkanonenanordnung für eine Farbkathodenstrahlröhre, und
insbesondere auf eine Elektronenkanonenanordnung für eine Farbkathodenstrahlröhrenvorrichtung,
die die Auflösung
einer In-Line-Farbkathodenstrahlröhrenvorrichtung verbessern
kann.
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Im allgemeinen weist eine Farbkathodenstrahlröhrenvorrichtung
einen Kolben auf, der aus einer Platte und einem Trichter besteht.
Ein Leuchtstoffschirm, der aus drei Farb-Leuchtstoffschichten besteht, ist an
der Innenfläche
der Platte ausgebildet, und eine Schatten- bzw. Lochmaske ist an
der Innenseite der Platte so vorgesehen, dass sie dem Leuchtstoffschirm
gegenüberliegt.
Dabei ist eine Elektronenkanonenanordnung zum Emittieren von drei Elektronenstrahlen
im Hals des Trichters vorgesehen. Ferner werden die von der Elektronenkanonenanordnung
emittierten drei Elektronenstrahlen durch horizontale und vertikale
Ablenkmagnetfelder, die von einer außerhalb des Trichters vorgesehenen
Ablenkeinrichtung erzeugt werden, so abgelenkt, dass der Leuchtstoffschirm
horizontal und vertikal abgetastet wird, wodurch ein Farbbild angezeigt
wird.
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Für
diese Art von Farbkathodenstrahlröhrenvorrichtung besteht derzeit
ein Trend auf dem Gebiet von Farbkathodenstrahlröhren dahingehend, eine selbst-konvergierende
In-Line-Farbkathodenstrahlröhre zu verwenden.
Im einzelnen wendet diese Farbkathodenstrahlröhre eine In-Line-Elektronenkanonenanordnung
zum Emittieren dreier Elektronenstrahlen an, die aus einem mittleren
und zwei seitlichen Strahlen bestehen, welche auf der gleichen horizontalen
Ebene verlaufen und in einer Linie positioniert sind, wobei die
drei Elektronenstrahlen selbst-konzentriert sind, während sie
ein horizontales Ablenkmagnetfeld eines Nadelkissentyps und ein vertikales
Ablenkmagnetfeld eines Trommel- bzw. Fasstyps mittels einer Ablenkvorrichtung
erzeugen.
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Verschiedene Strukturen sind für die Elektronenkanonenanordnung
zum Emittieren dreier Elektronenstrahlen, die in-line angeordnet
sind, vorgeschlagen worden. Eine Elektronenkanone eines QPF-(Quadra
Potential Focus)-Doppelfokussierverfahrens ist ein Beispiel ein
solcher Elektronenkanonenanordnung. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst die Elektronenkanonenanordnung
drei Kathoden K, die in-line in der Horizontalrichtung oder H-Achsenrichtung
angeordnet sind, erste bis vierte Gitter G1 bis G4, die in dieser
Reihenfolge in der Richtung von den Kathoden zu einem Leuchtstoffschirm
hin angeordnet sind, ein fünftes
Gitter G5, das in erste und zweite Segmentelektroden G51 und G52
unterteilt ist, sowie ein sechstes Gitter G6. Drei Elektronenstrahllöcher sind
in jedem dieser Gitter ausgebildet, um jeweils den in-line angeordneten
Kathoden K zu entsprechen.
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Bei dieser Elektronenkanonenanordnung wird
den Kathoden K eine Spannung von etwa 100 bis 150 V geliefert. Das
erste Gitter G1 ist geerdet. An das zweite Gitter G2 wird eine Spannung
von etwa 6 bis 8 kV angelegt, und an das dritte Gitter G3 wird eine
Spannung von etwa 6 bis 8 kV angelegt. Das vierte Gitter ist mit
dem zweiten Gitter G2 verbunden, und eine Spannung von 500 bis 800
V wird daran angelegt. Die erste Segmentelektrode G51 des fünften Gitters
G5, das an das vierte Gitter G4 angrenzt, ist mit dem dritten Gitter
G3 verbunden und wird mit einer Spannung von etwa 6 bis 8 kV versorgt.
Die zweite Segmentelektrode G52 des sechsten Gitters G6, die an
das sechste Gitter G6 angrenzt, wird mit einer dynamischen Spannung
(Vf + Vd) versorgt, die durch Überlagern
einer parabolischen Spannung Vd auf eine Spannung Vf erhalten wird.
Diese parabolische Spannung Vd erhöht sich gemäß der Ablenkung der Elektronenstrahlen.
An das sechste Gitter G6 wird eine hohe Spannung von etwa 26 bis
27 kV angelegt, das heißt
eine Anodenspannung.
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Durch die Spannungen nach obiger
Beschreibung werden mittels der Kathoden K und der ersten und zweiten
Gitter G1 und G2 Elektronenstrahlen erzeugt, und Objektpunkte bezüglich einer Hauptlinse,
die später
beschrieben wird, das heißt ein Überkreuzungspunkte
bildender Triodenabschnitt wird/werden gebildet. Eine Vorfokussierlinse
zum Vorkonvergieren der Elektronenstrahlen von dem Triodenabschnitt
wird durch das zweite und dritte Gitter G2 bzw. G3 gebildet. Eine
Nebenlinse zum weiteren Vorkonvergieren der Elektronenstrahlen,
die vorher durch die Vorfokussierlinse fokussiert wurden, wird durch
das dritte und vierte Gitter G3 und G4 sowie die Segmentelektrode
G51 des fünften
Gitters G5 gebildet. Eine Hauptlinse zum endgültigen Konvergieren der Elektronenstrahlen
auf den Leuchtstoffschirm ist durch die zweite Segmentelektrode
G52 des fünften Gitters
G5 und das sechste Gitter G6 gebildet. Ferner wird eine Vierfachlinse,
welche sich dynamisch gemäß der Ablenkung
der Elektronenstrahlen ändert, durch
die zwei Segmentelektroden G51 und G52 gebildet.
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Wenn Elektronenstrahlen zur Mitte
des Leuchtstoffschirms ohne Ablenkung verlaufen, ist die an die
zweite Segmentelektrode G52 angelegte Spannung die niedrigste mit
einem Potential von etwa 6 bis 8 kV, was in etwa gleich dem Potential
der ersten Segmentelektrode G51 ist, so dass keine Vierfachlinse
gebildet wird. Wenn aber die an die zweite Segmentelektrode G52
angelegte Spannung erhöht wird,
wenn Elektronenstrahlen abgelenkt werden, so wird eine Vierfachlinse
gebildet und gleichzeitig die Intensität der Hauptlinse abgeschwächt. Infolgedessen
wird der Abstand von der Elektronenkanonenanordnung zum Leuchtstoffschirm
erhöht
und die Vergrößerung der
Linse verändert,
um einem solchen vergrößerten Abstand
zu einem Bilderzeugungspunkt zu entsprechen, während die Ablenkungs-Aberration
durch nicht-gleichmäßiges Magnetfeld,
welches aus einem horizontalen Nadelkissen-Magnetfeld, das von der
Ablenkvorrichtung erzeugt wird, und einem trommelförmigen vertikalen
Ablenkmagnetfeld besteht, kompensiert wird.
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Damit die Farbkathodenstrahlröhrenvorrichtung
eine ausgezeichnete Bildqualität
erzielt, ist es im einzelnen notwendig, eine ausgezeichnete Fokussiereigenschaft
auf dem Leuchtstoffschirm zu erhalten.
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Im allgemeinen werden bei einer In-Line-Farbkathodenstrahlröhrenvorrichtung
drei Elektronenstrahlen emittiert. Wie in 2 gezeigt ist, erscheint in der Vertikalrichtung
(oder der V-Achse) eines Strahlflecks 2 in einem Umfangsabschnitt
des Bildschirms 1 infolge der Ablenk-Aberration nach obiger Beschreibung
ein Schatten 3. Der durch die Ablenk-Aberration in der
Vertikalrichtung des Strahlflecks 2 am Umfangsabschnitt des Bildschirms 1 bewirkte
Schatten kann aber eliminiert werden, falls die Struktur so angeordnet
ist, dass das fünfte
Gitter, das eine niederspannungsseitige Elektrode der Hauptlinse
bildet, so unterteilt wird, dass es eine Vierfachlinse bildet, wie
bei einer Elektronenkanonenvorrichtung mit Doppelfokussierverfahren
nach obiger Beschreibung.
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Bei dieser Elektronenkanonenvorrichtung mit
Doppelfokussierverfahren ist es jedoch nicht möglich, eine Erscheinung auszuschalten,
nämlich dass
ein Strahlfleck 2 am Umfangsabschnitt des Bildschirms 1 kollabiert,
um sich lateral zu verlängern, wie
in 3 bezüglich des
Strahlflecks 2 an einem Ende der Horizontalachse (oder
der H-Achse) und an einem Ende der Diagonalachse (oder D-Achse)
dargestellt ist. Dies führt
zu einem Problem, nämlich dass
der laterale langgestreckte Strahlfleck 2 mit Elektronenstrahlen-Durchgangslöchern in
der Lochmaske in Konflikt gerät,
wodurch ein Moire'sches Rauschen
erzeugt wird, so dass es schwierig ist, auf dem Bildschirm abgebildete
Buchstaben zu betrachten.
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Als Mittel zur Lösung des Problems der Erscheinung,
dass der Strahlfleck 2 am Umfangsabschnitt des Bildschirms 1 kollabiert,
ist eine Elektronenkanonenanordnung vorgeschlagen worden, bei der
ein lateral langgestrecktes Durchgangsloch in der Oberfläche des
zweiten Gitters, das den dem dritten Gitter zugewandt ist, ausgebildet
ist.
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Wenn ein solches lateral langgestrecktes Durchgangsloch
im zweiten Gitter ausgebildet ist, kann der horizontale Durchmesser
der Objektpunkte verringert werden, und ein laterales Kollabieren
von Strahlflecken an den Enden der Horizontalachse und der Diagonalachse
wird abgemildert. Somit wird ein Moire'sches Rauschen durch eine Interferenz
mit Elektronenstrahllöchern
an den Enden der Horizontalachse und der Diagonalachse des Bildschirms
erzeugt. Da aber die Mittel zum Bilden eines lateral langgestreckten
Durchgangslochs in dem zweiten Gitter statisch den Durchmesser der
Objektpunkte korrigiert, weisen die zum Zentrum des Leuchtstoffschirms
verlaufenden Elektronenstrahlen eine in Längsrichtung langgestreckte
Form auf. Da außerdem
der Ablenkwinkel der Elektronenstrahlen in der Horizontalrichtung
vergrößert wird,
taucht in der Horizontalrichtung leicht ein Schatten auf, so dass
die Auflösung
im Zentralabschnitt des Bildschirms verschlechtert wird. Außerdem ist
die Wirkung der Abmilderung des lateralen Kollabierens ungenügend. Bei
dieser Art von Elektronenkanone ist der Freiheitsgrad bei der Gestaltung
des zweiten Gitters klein, so dass es notwendig ist, eine Feineinstellung
an der Tiefe der Nut bzw. Rille zum Steuern der Form des Strahlflecks
auf dem Bildschirm vorzunehmen. Da ferner eine lateral langgestreckte
Rille in den Elektronenstrahllöchern
ausgebildet wird, ist die Struktur der Elektroden kompliziert, so
dass eine hohe Bearbeitungspräzision
für das
Ausbilden der Elektronenstrahllöcher
und der Durchgangslöcher
erforderlich ist. Infolgedessen ist es schwierig, Abweichungen der
Formen der Strahlflecken zu verringern.
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Außerdem offenbart die japanische
Patentanmeldung, KOKAI-Veröffentlichungsnummer 60-81736
eine Elektronenkanonenanordnung, bei der eine in Längsrichtung
langgestreckte Rille bzw. Nut in der Oberfläche eines dritten Gitters,
das einem zweiten Gitter zugewandt ist, ausgebildet ist, und der Durchmesser
von Objektpunkten und der Emissionswinkel werden statisch korrigiert,
um ein laterales Kollabieren von Strahlflecken am Umfangsabschnitt des
Bildschirms abzumildern.
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Diese Art von Elektronenkanonenanordnung verursacht
jedoch leicht einen Schatten in der Horizontalrichtung, wie im obigen
Fall, bei dem ein lateral langgestreckten Durchgangsloch im zweiten
Gitter ausgebildet ist. Daher ist der Effekt der Abmilderung des
lateralen Kollabierens ungenügend.
Ferner ist der Freiheitsgrad bei der Gestaltung des dritten Gitters
gering, so dass es erforderlich ist, eine Feineinstellung der Tiefe
der Nut bzw. Rille zum Steuern der Formen der Strahlflecken auf
dem Bildschirm vorzunehmen. Da ferner ein in Längsrichtung langgestrecktes
Durchgangsloch für
die Elektronenstrahllöcher
vorgesehen ist, ist der Aufbau der Elektrode kompliziert, so dass
eine hohe Bearbeitungspräzision
erforderlich ist, um die Elektronenstrahllöcher und die Nut bzw. Rille
auszubilden. Infolgedessen ist es schwierig, Abweichungen bei Formen
der Strahlflecken zu reduzieren.
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Die japanische Patentanmeldung, KOKAI-Veröffentlichungsnummer
3-95835 und ein entsprechendes US-Patent derselben, das unter U.S.P. 5.061.881
erteilt wurde, offenbaren eine Elektronenkanonenanordnung mit einem
Aufbau, bei dem eine Konvergenzelektrode einer Elektronenkanonenanordnung
vom BPF-Typ in vier Abschnitte unterteilt ist, um erste und zweite
Vierfachlinsen mit entgegengesetzten Polaritäten zu bilden. Das laterale
Kollabieren von Strahlflecken am Umfangsabschnitt des Leuchtstoffschirms
wird auf eine Art und Weise reduziert, bei der die erste Vierfachlinse
so angeordnet ist, dass eine divergierende Wirkung auf Elektronenstrahlen
in der Horizontalrichtung und eine konvergierende Wirkung der Elektronenstrahlen
in der Vertikalrichtung besteht, während die zweite Vierfachlinse
so angeordnet ist, dass eine konvergierende Wirkung der Elektronenstrahlen
in der Horizontalrichtung und eine divergierende Wirkung der Elektronenstrahlen
in der Vertikalrichtung besteht.
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Bei dieser Art von Elektronenkanonenanordnung
weisen jedoch die in die Hauptlinse geschickten Elektronenstrahlen
einen großen
horizontalen Durchmesser infolge der Wirkungen zweier Vierfachlinsen auf,
und die Kanonenanordnung wird leicht von der kugelförmigen Aberration
der Hauptlinse beeinflusst, so dass die Auflösung im Umfangsabschnitt des Leuchtstoffschirms
verschlechtert wird. Insbesondere ist der Einfluss von der sphärischen
Aberration der Hauptlinse innerhalb eines Bereichs groß, in dem
ein starker Strom fließt,
so dass die Auflösung
erheblich verschlechtert wird.
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Die japanische Patentanmeldung, KOKAI-Veröffentlichungs-Nr. 6-162958 offenbart
eine Elektronenkanonenanordnung zum Verringern der sphärischen
Aberration der Hauptlinse, wobei eine Elektronenkanone den Konvergenzeffekt
in der Horizontalrichtung mehr als in der Vertikalrichtung abschwächt, und
wobei die Hauptlinse als nicht-symmetrische Linse verwendet wird.
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Um aber Strahlflecken zu erhalten,
die eine echte Kreisform am Umfangsabschnitt des Leuchtstoffschirms
aufweisen, muss der Durchmesser der Elektronenstrahlen erheblich
in der Lateralrichtung gestreckt werden, wenn die Elektronenstrahlen
durch die Hauptlinse hindurchgehen. Daher kann die sphärische Aberration
der Hauptlinse nur ungenügend
in einem Bereich, in dem ein starker Strom fließt, reduziert werden.
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Wie oben beschrieben wurde, müssen zur Erzielung
einer Farbkathodenstrahlröhrenvorrichtung
mit einer ausgezeichneten Auflösung
Einflüsse aus
einer Ablenk-Aberration soweit wie möglich reduziert werden, und
Strahlflecken auf dem Bildschirm müssen so angeordnet sein, dass
sie eine echte Kreisform aufweisen und so klein wie möglich sind.
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Was die oben beschriebenen Anforderungen betrifft,
so ist eine herkömmliche
Elektronenkanonenanordnung vom QPF-Typ und mit dem Doppelfokussierverfahren
in der Lage, die Ablenk-Aberration durch
Bilden einer Vierfachlinse zu kompensieren, kann aber nicht das
Problem des lateralen Kollabierens von Strahlflecken am Umfangsabschnitt
des Bildschirms lösen.
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Es ist eine Elektronenkanonenanordnung, welche
das laterale Kollabieren von Strahlflecken abmildert, vorgeschlagen
worden, bei der eine lateral langgestreckte Nut bzw. Rille, die
in der Oberfläche des
zweiten Gitters, welches dem dritten Gitter zugewandt ist, ausgebildet
ist. Diese Elektronenkanonenanordnung korrigiert statisch den Durchmesser
von Objektpunkten, und daher hat der Querschnitt des Elektronenstrahls,
der sich zur Mitte des Leuchtstoffschirms hin erstreckt, eine longitudinal
langgestreckte Form. Außerdem
erweitert sich der Divergenzwinkel der Elektronenstrahlen in der
Horizontalrichtung, so dass leicht ein Schatten in der Horizontalrichtung auftritt
und die Auflösung
im Mittelabschnitt des Bildschirms verschlechtert wird. Außerdem ist
die Wirkung der Abmilderung eines lateralen Kollabierens ungenügend. Ferner
ist der Freiheitsgrad bei der Gestaltung des zweiten Gitters gering,
so dass die Struktur der Elektrode kompliziert ist und die Formen von
Strahlflecken auf dem Bildschirm variieren.
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Zusätzlich ist eine weitere Elektronenkanonenanordnung
vorgeschlagen worden, bei der Durchmesser von Objektpunkten und
der Divergenzwinkel statisch korrigiert werden, wodurch ein laterales
Kollabieren von Strahlflecken am Umfangsabschnitt des Bildschirms
abgemildert wird. Bei dieser Elektronenkanonenanordnung wird der
Divergenzwinkel der Elektronenstrahlen in der Horizontalrichtung
vergrößert, so
dass leicht ein Schatten in der Horizontalrichtung auftritt und
die Wirkung des Abmilderns des lateralen Kollabierens ungenügend ist. Ferner
ist der Freiheitsgrad bei der Gestaltung des dritten Gitters gering
und der Aufbau der Elektrode ist kompliziert. Infolgedessen variieren
die Formen von Strahlflecken auf dem Bildschirm leicht.
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Als Elektronenkanonenanordnung zur
Lösung
des oben beschriebenen Problems ist eine Elektronenkanonenanordnung
in der japanischen Patentanmeldung, KOKAI-Veröffentlichungsnummer 3-95835
vorgeschlagen worden, welche eine Struktur aufweist, bei der eine
Konvergenzelektrode einer BPF-Elektronenkanonenanordnung in vier
Abschnitte unterteilt ist, um erste und zweite Vierfachlinsen mit
entgegengesetzten Polaritäten
zu bilden. Das laterale Kollabieren von Strahlflecken am Umfangsabschnitt
des Leuchtstoffschirms wird auf eine Weise reduziert, bei der die
erste Vierfachlinse so angeordnet ist, dass sie eine Wirkung des
Divergierens von Elektronenstrahlen in der Horizontalrichtung und
des Konvergierens von Elektronenstrahlen in der Vertikalrichtung
aufweist, während
die zweite Vierfachlinse so angeordnet ist, dass sie eine Wirkung
des Konvergierens der Elektronenstrahlen in der Horizontalrichtung
und des Divergierens in der Vertikalrichtung aufweist. Bei dieser
Art von Elektronenkanonenanordnung haben aber in die Hauptlinse
eingeleitete Elektronenstrahlen einen großen Horizontaldurchmesser infolge
der Wirkungen von zwei Vierfachlinsen, und die Elektronenkanonenanordnung
unterliegt leicht einem Einfluss der sphärischen Aberration in der Hauptlinse,
so dass sich die Auflösung
am Umfangsabschnitt des Leuchtstoffschirms verschlechtert. Insbesondere
ist der Einfluss der sphärischen Aberration
in einem Bereich groß,
in dem ein starker Strom fließt,
so dass sich die Auflösung
erheblich verschlechtert.
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Es ist auch eine Elektronenkanonenanordnung
zum Reduzieren der sphärischen
Aberration der Hauptlinse vorgeschlagen worden, bei der eine Elektronenkanone
den Konvergenzeffekt in der Horizontalrichtung mehr als in der Vertikalrichtung
abschwächt,
wobei die Hauptlinse als nicht-symmetrische
Linse verwendet wird. Um aber Strahlflecken mit einer echten Kreisform
am Umfangsabschnitt des Leuchtstoffschirms zu erhalten, muss der
Durchmesser der Elektronenstrahlen in der Lateralrichtung erheblich
gestreckt werden, wenn die Elektronenstrahlen durch die Hauptlinse
passieren. Daher weist diese Elektronenkanonenanordnung ein Problem
dahingehend auf, dass die sphärische
Aberration der Hauptlinse nur ungenügend verringert werden kann.
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Die US-A-5 386 178 offenbart mehrere
Linsen mit unterschiedlichen Eigenschaften.
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Die vorliegende Erfindung ist getätigt worden,
um das obige Problem zu lösen,
und ihre Aufgabe ist es, eine Elektronenkanonenanordnung für eine Farbkathodenstrahlröhre bereitzustellen,
bei Strahlflecken in dem gesamten Bereich des Bildschirms jeweils
zu echten Kreisen geformt werden, so dass eine ausgezeichnete Auflösung erzielt
wird.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird eine Elektronen kanonenanordnung einer Farbkathodenstrahlröhrenvorrichtung
bereitgestellt, wie sie in Anspruch 1 definiert ist.
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Diese Erfindung ist besser aus der
folgenden detaillierten Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen
verständlich,
in denen zeigen:
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1 eine
Ansicht, die schematisch einen Aufbau einer Elektronenkanonenanordnung
mit einem QPF-Doppelfokussierverfahren bei einer herkömmlich In-Line-Farbkathodenstrahlröhrenvorrichtung
darstellt,
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2 eine
Ansicht zur Darstellung von Formen von Strahlflecken an Umfangsabschnitten
des Bildschirms einer herkömmlichen
In-Line-Farbkathodenstrahlröhre,
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3 eine
Ansicht zur Darstellung von Formen von Strahlflecken an Umfangsabschnitten
des Bildschirms einer herkömmlichen
Farbkathodenstrahlröhre,
wobei eine Elektronenkanonenanordnung mit einem QPF-Doppelfokussierverfahren
eingesetzt wird,
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4 eine
Schnittansicht, die schematisch eine Farbkathodenstrahlröhrenvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt,
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5 eine
Ansicht, die schematisch den Aufbau einer Elektronenkanonenanordnung
gemäß 4 zeigt,
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6 eine
Ansicht zur Darstellung von Formen von Strahllöchern eines zusätzlichen
Gitters bei der in 5 gezeigten
Elektronenkanonenanordnung,
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7 und 8 Ansichten zur Erläuterung
von Änderungen
in der von einer Spannungsquelle an die in 5 gezeigte Elektronenkanonenanordnung
angelegten dynamischen Spannung,
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9 eine
Ansicht zur Darstellung der Funktionsweise von Elektronenlinsen,
die von der in 5 gezeigten
Elektronenkanonenanordnung gebildet werden,
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10 eine
Ansicht zur schematischen Darstellung eines Aufbaus einer Elektronenkanonenanordnung
einer Farbkathodenstrahlröhrenvorrichtung gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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11 eine
Ansicht zur Darstellung von Formen von Elektronenstrahllöchern des
in 10 gezeigten zusätzlichen
Gitters,
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12 eine
Ansicht zur schematischen Darstellung eines Aufbaus einer Elektronenkanonenanordnung
einer Kathodenstrahlröhrenvorrichtung
gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung,
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13 eine
Ansicht zur Darstellung eines zweiten Gitters G4 der in 12 gezeigten Elektronenkanonenanordnung,
und
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14 eine
Ansicht zur Erläuterung
der Arbeitsweise von Elektronenlinsen, die durch die in 12 gezeigte Elektronenkanonenanordnung
gebildet werden.
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Im folgenden werden Ausführungsformen der
Farbkathodenstrahlröhrenvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung erläutert.
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4 zeigt
eine Farbkathodenstrahlröhrenvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Diese Farbkathodenstrahlröhrenvorrichtung
umfasst eine Platte bzw. ein Panel 10 und einen aus einem
integral mit der Platte 10 verbundenen Trichter 11 gebildeten
Kolben. Ein Leuchtstoffschirm 12, der aus drei Farbleuchtstoffschichten
zum Emittieren von Lichtpunkten in drei Farben, nämlich blau,
grün und
rot, besteht, ist an der Innenfläche
der Platte 10 vorgesehen, und eine Schatten- bzw. Lochmaske 13 ist
innerhalb des Bildschirms 12 so vorgesehen, dass sie dem
Bildschirm 12 zugewandt ist. Auf der anderen Seite ist
eine Elektronenkanonenanordnung 16 in einem Hals 14 des
Trichters 11 vorgesehen, um in einer Reihe angeordnete
Elektronenstrahlen 15 zu emittieren, die aus einem mittleren Strahl
und einem Paar von Seitenstrahlen bestehen, welche auf eine gemeinsame
horizontale Ebene durchlaufen. Ferner werden die drei Elektronenstrahlen 15 durch
horizontale und vertikale Magnetfelder abgelenkt, die von einer
außerhalb
des Trichters 11 vorgesehenen Ablenkvorrichtung erzeugt
werden, um den Leuchtstoffschirm 12 horizontal und vertikal abzutasten,
wodurch ein Farbbild angezeigt wird. Die Ablenkvorrichtung 17 erzeugt
horizontale und vertikale Ablenkmagnetfelder mittels eines horizontalen Ablenkstroms
und eines vertikalen Ablenkstroms, die beide von dem Ablenkstromgenerator 18 erzeugt werden.
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Die Elektronenkanonenanordnung 16 ist eine
QPF-Doppelfokussier-Elektronenkanonenanordnung und umfasst drei
Kathoden K, die in-line in der Horizontalrichtung (oder H-Achse)
angeordnet sind, drei Heizelemente (nicht dargestellt) zum jeweiligen
Beheizen der Kathoden K, ein erstes Gitter G1, eine zweites Gitter
G2, ein drittes Gitter G3, ein viertes Gitter G4, und ein fünftes Gitter
G5, das aus ersten und zweiten Segmentelektroden G51 und G52 besteht,
sowie ein sechstes Gitter G6, so dass diese Komponenten in dieser
Reihenfolge von den Kathoden K aus zum Leuchtstoffschirm hin angeordnet sind,
wie in 5 gezeigt ist.
Die Kathoden K, die Heizelemente, die ersten bis vierten Gitter
G1 bis G4, die ersten und zweiten Segmentelektroden G51 und G52
des fünften
Gitters G5 sowie das sechste Gitter sind integral an einem Paar
Isolier-Halterungselementen
(nicht dargestellt) über
einen Halterungsabschnitt befestigt.
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Bei dieser Elektronenkanonenanordnung 16 ist
ein zusätzliches
Gitter Gs zwischen dem zweiten und dem dritten Gitter G2 bzw. G3
vorgesehen und ist integral zusammen mit den anderen Elektroden
an den Isolier-Halterungselementen befestigt. Jedes der ersten und
zweiten Gitter G1 und G2 sowie das zusätzliche Gitter Gs ist aus einer
plattenartigen Elektrode mit einer Einkörperstruktur sowie einer sich
in der Horizontalrichtung erstreckenden Hauptachse gebildet. Jedes
der Gitter, das dritte Gitter G3, das vierte Gitter G4, die erste
Segmentelektrode G51 des fünften
Gitters G5, die an dessen Seite positioniert ist, die nahe am vierten
Gitter G4 liegt, die zweite Segmentelektrode G52 des fünften Gitters
G5, die an dessen Seite nahe am sechsten Gitter G6 positioniert ist,
ist aus einer zylindrischen Elektrode mit einer Einkörperstruktur
und einer sich in der Horizontalrichtung erstreckenden Hauptachse
gebildet.
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Drei Elektronenstrahllöcher einer
relativ geringen Größe, die
in-line in der Horizontalrichtung angeordnet sind, sind in jedem
der ersten und zweiten Gitter G1 und G2 so ausgebildet, dass sie
den drei Kathoden K entsprechen. Ferner sind drei Elektronenstrahllöcher, die
in-line in der Horizontalrichtung angeordnet sind, so dass sie den
drei Kathoden K entsprechen, in jedem der dritten und vierten Gitter G3
und G4, den ersten und zweiten Segmentelektroden G51 und G52 des
fünften
Gitters G5 sowie in der Oberfläche
des sechsten Gitters G6, das dem angrenzenden Gitter zugewandt ist,
ausgebildet. Insbesondere sind an der Oberfläche der ersten Segmentelektrode
G51 des fünften
Gitters G5, die der zweiten Segmentelektrode G52 zugewandt ist,
drei Elektronenstrahllöcher
in-line in der Horizontalrichtung angeordnet und jeweils so ausgebildet,
dass sie eine sich in der Vertikalrichtung erstreckende Hauptachse aufweisen.
An der Oberfläche
der zweiten Segmentelektrode G52, die der ersten Segmentelektrode
G51 gegenüberliegt,
sind drei Elektronenstrahllöcher,
die in-line in der Horizontalrichtung angeordnet sind, jeweils so
ausgebildet, dass sich eine Hauptachse in der Horizontalrichtung
erstreckt. In der Oberfläche der
zweiten Segmentelektrode G52, die der ersten Segmentelektrode G51
gegenüberliegt,
sind drei Elektronenstrahllöcher
in-line in der Horizontalrichtung angeordnet und jeweils so ausgebildet,
dass ihre Hauptachse sich in der Horizontalrichtung erstreckt. Außerdem sind
in dem zusätzlichen
Gitter Gs drei Elektronenstrahllöcher 19,
von denen jedes eine sich in der vertikalen oder V-Achsrichtung
erstreckenden Hauptachse aufweist, und von denen jedes eine longitudinale
Form aufweist, in-line in der Horizontalrichtung ausgebildet und
angeordnet, so dass sie den drei Kathoden K entsprechen. Bei dieser Elektronenkanonenanordnung
wird an die Kathoden K eine Spannung angelegt, die durch Überlagern
eines einem Bild entsprechenden Videosignals auf eine Gleichstromspannung
von etwa 100 bis 150 V erhalten wird.
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Das erste Gitter G1 ist geerdet,
und an das zweite und vierte Gitter G2 bzw. G4 wird von einer Spannungsquelle (nicht
dargestellt) eine Spannung Vc2 von etwa 500 bis 800 V angelegt.
An das zusätzliche
Gitter Gs und die zweite Segmentelektrode G52 des fünften Gitters
G5 wird eine dynamische Spannung (Vf + Vd) von einer Spannungsquelle
(nicht dargestellt) angelegt. Die dynamische Spannung (Vf + Vd)
wird durch Überlagern
einer parabolischen Spannung Vd, die gemäß eines Ablenkungsbetrags der Elektronenstrahlen
zunimmt, auf eine direkte Spannung Vf von etwa 6 bis 8 kV erhalten,
wie in den 7 und 8 gezeigt ist. Das dritte
Gitter G3 und die erste Segmentelektrode G51 des fünften Gitters
G5 sind miteinander in der Röhrenvorrichtung
verbunden, und das dritte Gitter G3 sowie die erste Segmentelektrode
G51 des fünften
Gitters G5 werden mit einem Gleichstrom von etwa 6 bis 8 kV, wie
oben beschrieben wurde, von der Spannungsquelle (nicht dargestellt)
versorgt. An das sechste Gitter G6 wird eine hohe Spannung oder
Anodenspannung von etwa 26 bis 27 kV von der Spannungsquelle (nicht dargestellt)
angelegt.
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7 zeigt
auf der Zeit basierende Änderungen
in der dynamischen Spannung (Vf + Vd). In 7 bezeichnet PV einen Zyklus einer vertikalen Ablenkung
und PH bezeichnet einen Zyklus einer horizontalen Ablenkung. Wie
aus 7 hervorgeht, verändert sich
die dynamische Spannung (Vf + Vd) in Abhängigkeit von der von dem Ablenkstromgenerator 18 erzeugten
Gleichstrom -Vertikalablenkung und – Horizontalablenkung innerhalb
der Zyklen PV und PH der vertikalen Ablenkung und der horizontalen Ablenkung.
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8 zeigt
in Vergrößerung Änderungen
in der dynamischen Spannung (Vf + Vd) der in 7 gezeigten horizontalen Ablenkung innerhalb
eines Zyklus der horizontalen Ablenkung und der vertikalen Ablenkung,
und die laterale Achse stellt eine Position dar, auf die ein Strahl
am Bildschirm 3 gerichtet ist. Die Bezugszeichen SPa und
SPb bezeichnen jeweils Umfangsabschnitte des Bildschirms, und ein
Bezugszeichen SC0 bezeichnet den Mittelabschnitt des Bildschirms.
Der Graph I in 8 gibt Änderungen
in der dynamischen Spannung (Vf + Vd) in einem Fall an, bei dem
der Bildschirm mit Strahlen entlang der Horizontalrichtung abgetastet
wird. Der Graph II gibt Änderungen
in der dynamischen Spannung (Vf + Vd) in dem Fall an, bei dem der
Bildschirm mit Strahlen entlang der Vertikalrichtung abgetastet
wird. Wie aus 8 hervorgeht,
verändert
sich die dynamischen Spannung (Vf + Vd), wenn Strahlen entlang der
Vertikalrichtung auf dem Bildschirm abgelenkt werden. Diese dynamische
Spannung ist an den Umfangsabschnitten SPa und SPb am höchsten,
während
die dynamische Spannung im Mittelabschnitt SC0 am niedrigsten ist.
Desgleichen verändert
sich die dynamische Spannung (Vf + Vd), wenn Strahlen entlang der
Horizontalrichtung auf dem Bildschirm abgelenkt werden. Diese dynamische
Spannung ist ebenfalls an den Umfangsabschnitten SPa und SPb am
höchsten,
während
die dynamische Spannung im Mittelabschnitt SC0 am niedrigsten ist.
Daher ist die dynamische Spannung (Vf + Vd) auf dem gesamten Bildschirm
an den Ecken des Bildschirms am höchsten und im Mittelabschnitt
SC0 am niedrigsten.
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Durch Spannungen, wie sie oben beschrieben
wurden, werden Elektronenstrahlen erzeugt und es werden durch die
Kathoden K und das erste und zweite Gitter G1 bzw. G2 gemäß 9 einen Triodenabschnitt
bildende Objektpunkte in Bezug auf die Hauptlinse gebildet. Eine
Linse QPL1 mit Vierfachkomponenten, die sich gemäß der Ablenkung der Elektronenstrahlen ändern, wird
durch das dritte Gitter G3 und das zusätzliche Gitter Gs gebildet,
und eine Linse SL zum vorläufigen
Konvergieren der von den Kathoden K emittierten Elektronenstrahlen
wird durch das dritte und vierte Gitter G3 bzw. G4 sowie die erste
Segmentelektrode G51 des fünften
Gitters G5 gebildet. Eine Hauptlinse ML zum endgültigen Konvergieren der Elektronenstrahlen
auf den Leuchtstoffschirm wird durch die Segmentelektrode G52 des
fünften
Gitters G5 und das sechste Gitter G6 gebildet. Zusätzlich ist
ein Vierfachlinse QPL2, die sich gemäß der Ablenkung der Elektronenstrahlen
verändert,
zwischen der Nebenlinse und der Hauptlinse durch die ersten und
zweiten Segmentelektroden G51 bzw. G52 des fünften Gitters G5 gebildet.
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In 9 bezeichnet
DY eine Magnetfeldlinse, die von einem von einer Ablenkvorrichtung 17 erzeugten
Ablenkmagnetfeld gebildet ist, und die Elektronenstrahlen werden
mit einer Aberration durch die Magnetfeldlinse DY geliefert.
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Durch diese Ausbildung von Elektronenlinsen
erstrecken sich die Elektronenstrahlen 15 in der folgenden
Weise von den Objektpunkten und den Überkreuzungspunkten 21 zu
dem Leuchtstoffschirm 12, wie durch fortlaufende Linien
in
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9 angegeben
ist, in einem Fall, bei dem die Elektronenstrahlen nicht durch von
der Ablenkvorrichtung erzeugte Ablenkmagnetfelder abgelenkt werden.
Zunächst
werden die Elektronenstrahlen 15 vom Triodenabschnitt in
der Horizontal- und
Vertikalrichtung durch ein Vorfokussierlinse, die von den zweiten
und dritten Gittern G2 bzw. G3 gebildet wird, vorkonvergiert. Danach
werden die Elektronenstrahlen in der Vertikal- und Horizontalrichtung
vorläufig durch
die von dem dritten und vierten Gitter G3 bzw. G4 und der ersten
Segmentelektrode G51 des fünften
Gitters G5 gebildete Nebenlinse SL vorkonvergiert. Schließlich werden
die Elektronenstrahlen durch die von der zweiten Segmentelektrode
G52 des fünften
Gitters G5 und dem sechsten Gitter G6 gebildete Hauptlinse ML in
geeigneter Weise in den Horizontal- und Vertikalrichtungen auf das
Zentrum des Leuchtstoffschirms 12, das heißt auf das
Zentrum des Bildschirms so konvergiert, dass der Strahlfleck 22a im
wesentlichen zu einem echten Kreis geformt wird. Demgegenüber erstrecken
sich in einem Fall, bei dem Elektronenstrahlen in der Horizontalrichtung
durch von der Ablenkvorrichtung erzeugte Ablenkmagnetfelder abgelenkt
werden, die Elektronenstrahlen auf folgende Art und Weise, wie durch unterbrochene
Linien in 9 angedeutet
ist. In diesem Fall werden die Elektronenstrahlen 15 einem
Divergiervorgang in der Horizontalrichtung, d. h. auf der horizontalen
Ebene unterzogen, und werden einem Konvergiervorgang in der Vertikalrichtung,
d. h. auf der vertikalen Ebene durch eine Linse QPL1 unterzogen,
die Vierfachkomponenten aufweist und durch das dritte Gitter G3
sowie das zusätzliche
Gitter Gs gebildet ist, und zwar aufgrund von Zunahmen in der dynamischen
Spannung (Vf + Vd), die an das zusätzliche Gitter Gs angelegt
wird. Infolgedessen werden die Objektpunkte in der Horizontalrichtung,
d. h. die Überkreuzungspunkte 21H in
der Richtung zum Leuchtstoffschirm 12 hin verschoben, während die Objektpunkte
in der Vertikalrichtung, das heißt die Überkreuzungspunkte 21V in
der entgegengesetzten Richtung verschoben werden, so dass die Durchmesser
der Überkreuzungspunkte
dahingehend verändert
werden, dass sie in der Longitudinalrichtung länger werden, wobei der Divergenzwinkel
der Elektronenstrahlen 15 in der Horizontalrichtung groß und in
der Vertikalrichtung klein ist. Ferner ist der Divergenzwinkel der
Elektronenstrahlen durch die von dem dritten und vierten Gitter
G3 bzw. G4 sowie der ersten Segmentelektrode G51 des fünften Gitters
G5 gebildete Nebenlinse SL eingeschränkt. Ferner wird in dem Fall,
bei dem die Elektronenstrahlen 15 durch von der Ablenkvorrichtung
erzeugte Ablenkmagnetfelder abgelenkt werden, eine Vierfachlinse
QPS2 durch die ersten und zweiten Segmentelektroden G51 und G52
des fünften
Gitters G5 gebildet, und sie werden einem Konvergiervorgang in der
Horizontalrichtung und einem Divergiervorgang in der Vertikalrichtung
unterzogen. Außerdem
wird der Konvergenzeffekt von der zweiten Segmentelektrode G52 des
fünften
Gitters G5 und dem sechsten Gitter G6 gebildeten Hauptlinse ML abgeschwächt. Infolgedessen
ist es möglich,
die auf die durch ein Ablenkmagnetfeld DY passierenden Elektronenstrahlen
einwirkenden Ablenkmagnetfelder aufzuheben, das heißt den Linseneffekt,
der so funktioniert, dass Elektronenstrahlen in der Horizontalrichtung
der magnetischen Linse DY divergiert und Elektronenstrahlen in der
Vertikalrichtung konvergiert werden. Daher kann ein Strahlfleck 22b auf
dem Leuchtstoffschirm 12 zu einer im wesentlichen einem
echten Kreis gleichen Form angeordnet werden.
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Die oben beschriebene Ausführungsform wurde
mit Bezug auf einen Fall erklärt,
bei dem Elektronenstrahlen in der Horizontalrichtung angelenkt werden.
Die gleichen Ergebnisse, wie sie bei der obigen Ausführungsform
erzielt wurden, können aber auch
in einem Fall erhalten werden, bei dem die Elektronenstrahlen in
der Vertikal- und Diagonalrichtung abgelenkt werden.
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Daher können durch den Aufbau einer
Elektronenkanonenanordnung mit der oben beschriebenen Struktur die
Strahlflecken im Mittelabschnitt und den Umfangsabschnitten des
Bildschirms Formen aufweisen, die im wesentlichen gleich echten
Kreisen sind, so dass die Auflösung
des gesamten Bildschirmbereichs verbessert werden kann.
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Bei der Elektronenkanonenanordnung 16 nach
obiger Beschreibung können
die Durchmesser von Objektpunkten von Elektronenstrahlen, das heißt die Durchmesser
der Überkreuzungspunkte
frei durch Verändern
des Abstands zwischen dem zweiten Gitter G2 und dem zusätzlichen
Gitter Gs oder des Abstands zwischen dem dritten Gitter G3 und dem
zusätzlichen
Gitter Gs verändert
werden, so dass die Gestaltungsspielräume groß sein können. Da ferner der Aufbau
des zusätzlichen
Gitters Gs einfach ist und daher mit hoher Präzision ausgebildet werden kann,
können
Abweichungen der Strahlflecken verringert werden.
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Als nächstes wird nun unter Bezugnahme auf
die 10 und 11 eine modifizierte Ausführungsform
der Elektronenkanonenanordnung in 5 beschrieben.
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Die in 10 gezeigte
Elektronenkanonenanordnung zeigt drei Kathoden K, die in-line in
der Horizontalrichtung angeordnet sind, drei (nicht dargestellte)
Heizelemente zum individuellen Beheizen der Kathoden K, erste bis
vierte Gitter G1 bis G4, die in dieser Reihenfolge von den Kathoden
K zum Leuchtstoffschirm hin angeordnet sind, erste und zweite Segmentelektroden
G51 und G52, die das fünfte
Gitter G5 bilden, und ein sechstes Gitter G6 sowie ein Zusatzgitter
Gs, das wie bei der in 5 gezeigten Elektronenkanonenanordnung
zwischen dem zweiten und dem dritten Gitter G2 bzw. G3 vorgesehen ist.
Diese Elektronenkanone ist jedoch so angeordnet, dass drei Elektronenstrahllöcher 20 des
zusätzlichen
Gitters Gs, von denen jedes eine lateral langgestreckte Form und
eine sich in der Horizontal richtung erstreckende Hauptachse aufweist,
in-line in der Horizontalrichtung ausgebildet und angeordnet sind, wie 11 zeigt.
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Ferner sind bei dieser Elektronenkanonenanordnung
das zusätzliche
Gitter Gs und die erste Segmentelektrode G51 des fünften Gitters
G5 miteinander in der Röhrenvorrichtung
verbunden, und es wird eine Gleichstromspannung Vf von etwa 6 bis
8 kV von einer (nicht dargestellten) Spannungsquelle angelegt. Das
dritte Gitter G3 und die zweite Segmentelektrode G52 des fünften Gitters
G5 sind miteinander in der Röhrenvorrichtung
verbunden, und es wird an sie von der (nicht dargestellten) Spannungsquelle
eine dynamische Spannung (Vf + Vd) angelegt, die durch Überlagern
einer parabolischen Spannung Vd, die gemäß einem Ablenkungsbetrag der
Elektronenstrahlen zunimmt, auf eine Gleichstromspannung von etwa
6 bis 8 kV erhalten wird, wie oben beschrieben wurde.
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Bei dieser Struktur ist es möglich, eine
Elektronenkanonenanordnung zu bilden, welche die gleichen Vorteile
wie die bei der Elektronenkanonenanordnung gemäß 5 erzielten aufweist.
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Wie oben beschrieben wurde, umfasst
die Kanonenanordnung einen Triodenabschnitt und einen Hauptlinsenabschnitt.
Der Triodenabschnitt besteht aus Kathoden und aus in einer Reihenfolge
von Kathoden zu einem Leuchtstoffschirm hin angeordneten Steuer-
und Bildschirmgittern. Der Hauptlinsenabschnitt besteht aus mehreren
Gittern zum Konvergieren von von den Kathoden emittierten Elektronenstrahlen.
Die den Hauptlinsenabschnitt bildenden Gitter sind mindestens erste
bis vierte Gitter und ein abschließendes Beschleunigungsgitter.
An das erste und dritte Gitter wird eine konstante Fokussierspannung
angelegt, und an das vierte Gitter wird eine dynamische Spannung
angelegt, die durch Überlagern einer
Spannung, die sich je nach dem Ablenkbetrag der Elektronenstrahlen ändert, auf
die Fokussierspannung erhalten wird. An das zweite Gitter wird eine
Spannung angelegt, die im wesentlichen gleich einer derjenigen Gitter
ist, welche den Triodenabschnitt bilden. Ein Mittel, das sich gemäß dem Ablenkbetrag
der Elektronenstrahlen ändert,
ist mindestens auf einer der Oberflächen der einander zugewandten
dritten und vierten Gitter vorgesehen. Falls bei dieser Elektronenkanonenanordnung
für eine Farbkathodenstrahlröhre ein
mit dem vierten Gitter verbundenes zusätzliches Gitter zwischen dem
Bildschirmgitter und dem ersten Gitter vorgesehen ist, und falls
ein Mittel zum Bilden einer Vierfachlinse, die sich gemäß dem Ablenkbetrag
der Elektronenstrahlen ändert,
an mindestens einer der Oberflächen
des zusätzlichen
Gitters oder des ersten Gitters, die einander zugewandt sind, vorgesehen
ist, werden Strahlflecken mit Formen von im wesentlichen echten
Kreisen am Mittelabschnitt des Bildschirms gebildet, wenn die Elektronenstrahlen
nicht von einem durch eine Ablenkvorrichtung erzeugten Ablenkmagnetfeld
abgelenkt werden, während
Strahlflecken am Umfangsabschnitt des Bildschirms in im wesentlichen
echten Kreisen ohne Schatten ausgebildet werden können, wenn
die Elektronenstrahlen durch von der Ablenkvorrichtung erzeugte
Ablenkmagnetfelder abgelenkt werden. Damit kann die Auflösung über dem
gesamten Bildschirmbereich erheblich verbessert werden.
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Dabei kann die Kanonenanordnung einen Triodenabschnitt
und einen Hauptlinsenabschnitt umfassen. Der Triodenabschnitt kann
aus Kathoden sowie aus Steuergitter- und Bildschirmgitter-Gittern, die
in einer Reihenfolge von den Kathoden zum Leuchtstoffschirm hin
angeordnet sind, bestehen. Der Hauptlinsenabschnitt kann aus mehreren
Gittern zum Konvergieren von von den Kathoden emittierten Elektronenstrahlen
bestehen. Die den Hauptlinsenabschnitt bildenden Gitter können mindestens
erste bis vierte Gitter und ein abschließendes Beschleunigungsgitter
sein. An das dritte Gitter kann eine konstante Fokussierspannung
angelegt werden, und an das erste und vierte Gitter kann eine dynamische Spannung
angelegt werden, die durch Überlagern
einer Spannung, die sich in Abhängigkeit
von einem Ablenkungsbetrag der Elektronenstrahlen ändert, auf die
Fokussierspannung erhalten wird. Das zweite Gitter kann mit einer
Spannung versorgt werden, die im wesentlichen gleich einer derjenigen Gitter
ist, welche den Triodenabschnitt bilden. Ein Mittel, das sich gemäß dem Ablenkbetrag
der Elektronenstrahlen ändert,
kann an mindestens einer der Oberflächen der dritten und vierten,
einander zugewandten Gitter vorgesehen sein. Diese Elektronenkanonenanordnung
für eine
Farbkathodenstrahlröhre
kann die gleichen Vorteile aufweisen, wie sie oben beschrieben wurden,
falls ein zusätzliches
Gitter, das mit dem dritten Gitter verbunden ist, zwischen dem Bildschirmgitter
und dem ersten Gitter vorgesehen ist, und falls ein Mittel zum Bilden
einer Vierfachlinse, die sich gemäß dem Ablenkbetrag der Elektronenstrahlen ändert, an
mindestens einer der Oberflächen
des zusätzlichen
Gitters und des ersten Gitters, die einander zugewandt sind, vorgesehen
ist.
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Im folgenden wird ferner unter Bezugnahme auf
die 12 bis 14 ein Beispiel einer Farbkathodenstrahlröhrenvorrichtung
gemäß einer
anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung erläutert.
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Eine Elektronenkanonenanordnung 16,
die in 12 gezeigt ist,
weist ebenfalls ein QPF-Doppelfokussierverfahren auf. Wie in 12 gezeigt ist, umfasst
die Kanonenanordnung 16 drei in-line in der Horizontalrichtung
(oder der H-Achsrichtung) angeordnete Kathoden K auf, drei Heizelemente
zum jeweiligen Beheizen der Kathoden K, ein Steuergitter (oder ein
erstes Gitter G1), ein Bildschirmgitter (oder ein zweites Gitter
G2), ein Fokussiergittereinheit Gs, G3, ein viertes Gitter G4 und
ein fünftes
Gitter G5 sowie ein abschließendes
Beschleunigungsgitter (oder ein Gitter G6), die in dieser Reihenfolge
von den Kathoden K zum Leuchtstoffschirm hin angeordnet sind. In
dieser Ausführungsform
besteht die Fokussiergittereinheit Gs und G3 aus dem zusätzlichen
Gitter Gs und dem dritten Gitter, und das fünfte Gitter G5 besteht ebenfalls
aus zwei Segmentgittern G51 und G52. Diese Gitter G5, G3, G4, G51
und G52 sind in dieser Reihenfolge von dem Bildschirmgitter G2 zu dem
abschließenden
Beschleunigungsgitter G6 hin angeordnet.
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Jedes der zusätzlichen, dritten und fünften Gitter
Gs, G3, G51, und G52 ist aus einer zylindrischen Elektrode einer
Einkörperstruktur
mit einer Hauptachse in der Horizontalrichtung, in der die Kathode
K angeordnet ist, gebildet. Das zusätzliche Gitter Gs hat drei
Elektronenstrahllöcher,
die dem Bildschirmgitter G2 zugewandt sind und in der Horizontalrichtung
angeordnet sind, so dass sie jeweils den drei Kathoden K entsprechen.
Das zusätzliche
Gitter Gs weist ebenfalls drei nicht kreisförmige Elektronenstrahllöcher auf,
die dem dritten Gitter G3 zugewandt sind, und in der Horizontalrichtung
angeordnet sind, so dass sie jeweils den drei Kathoden K entsprechen. Jedes
der nicht-kreisförmigen
Elektronenstrahllöcher,
die dem dritten Gitter G3 zugewandt sind, ist zu einer rechteckigen
oder elliptischen Form mit einer sich in der Horizontalrichtung
erstreckenden Hauptachse ausgebildet. Das dritte Gitter G3 weist
ebenfalls drei nicht kreisförmige
Elektronenstrahllöcher auf,
die dem zusätzlichen
Gitter Gs zugewandt sind, und die in der Horizontalrichtung angeordnet
sind, so dass sie jeweils den drei Kathoden K entsprechen. Jedes
der nicht-kreisförmigen,
dem zusätzlichen
Gitter Gs zugewandten Elektronenstrahllöcher ist zu einer rechteckigen
oder elliptischen Form mit einer sich in der Vertikalrichtung erstreckenden
Hauptachse ausgebildet.
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Das fünfte Segmentgitter G51 hat
drei Elektronenstrahllöcher,
die dem vierten Gitter G4 zugewandt sind, und in der Horizontalrichtung
angeordnet sind, so dass sie jeweils den drei Kathoden K entsprechen.
Das fünfte
Segmentgitter G51 weist auch drei nicht-kreisförmige Elektronenstrahllöcher auf, die
dem fünften
Segmentgitter G52 zugewandt sind und in der Horizontalrichtung angeordnet
sind, so dass sie jeweils den drei Kathoden K entsprechen. Jedes
der nicht-kreisförmigen Elektronenstrahllöcher, die
dem dritten Gitter G3 zugewandt sind, ist zu einer rechteckigen
oder elliptischen Form mit einer sich in der Vertikalrichtung erstreckenden
Hauptachse ausgebildet. Das fünfte
Segmentgitter G52 hat ebenfalls drei nicht-kreisförmige Elektronenstrahllöcher, die
dem fünften
Segmentgitter G51 zugewandt sind und in der Horizontalrichtung angeordnet
sind, so dass sie jeweils den drei Kathoden K entsprechen. Jedes
der nicht-kreisförmigen Elektronenstrahllöcher, die
dem fünften
Segmentgitter G51 zugewandt sind, ist zu einer rechteckigen oder
elliptischen Form mit einer sich in der Horizontalrichtung erstreckenden Hauptachse
ausgebildet. Das fünfte
Segmentgitter G52 weist ebenfalls drei nicht-kreisförmige Elektronenstrahllöcher auf,
die dem sechsten Segmentgitter G6 zugewandt sind und in der Horizontalrichtung
angeordnet sind, so dass sie jeweils den drei Kathoden K entsprechen.
Das abschließende
Beschleunigungsgitter G6 ist aus einer napfartigen Elektrode einer
Einkörperstruktur
gebildet, die eine Hauptachse in der Richtung aufweist, in der die
Kathoden K angeordnet sind, und drei Elektronenstrahllöcher sind in-line
in der Horizontalrichtung am Bodenabschnitt des Gitters G6, das
dem Gitter G52 zugewandt ist, ausgebildet und angeordnet, so dass
sie den drei Kathoden K entsprechen.
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Das vierte Gitter G4 ist aus einer
plattenartigen Elektrode einer Einkörperstruktur mit einer Hauptachse
in der Richtung, in der die Kathoden K angeordnet sind, ausgebildet.
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Gemäß 13 sind nicht-kreisförmige Elektronenstrahllöcher 23,
die jeweils eine rechteckige oder elliptische Form mit einer Hauptachse
in der Vertikalrichtung oder V-Achsrichtung aufweisen, in den Plattenoberflächen der
Elektrode G4 ausgebildet, so dass sie den drei Kathoden K entsprechen. Beispielsweise
sind elliptische Löcher
in-line in der Horizontalrichtung oder H-Achsrichtung ausgebildet und
angeordnet.
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Bei dieser Elektronenkanonenanordnung 16 sind
das zusätzliche
Gitter Gs und das fünfte
Segmentgitter G51 in der Röhrenvorrichtung
miteinander verbunden, und es wird eine konstante Fokussierspannung
Vf von einer Spannungsquelle (nicht dargestellt) an sie angelegt.
Das dritte Gitter G3 und das Segmentgitter G52 sind in der Röhrenvorrichtung
miteinander verbunden und es wird eine dynamische Fokussierspannung
(Vf + Vd), wie oben erklärt
wurde, an sie von einer Spannungsquelle (nicht dargestellt) angelegt.
Außerdem
ist das vierte Gitter G4 mit den Bildschirmgitter G2 in der Röhrenvorrichtung
verbunden, und an diese Gitter G2 und G4 wird eine konstante Spannung
Vc2 von einer Spannungsquelle (nicht dargestellt) angelegt.
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Durch Spannungen, wie sie oben beschrieben
wurden, werden bei dieser Elektronenkanonenanordnung 16 Elektronenstrahlen
erzeugt, und es wird ein Triodenabschnitt zum Ausbilden von Objektpunkten
oder Überkreuzungspunkten
in Bezug auf den Hauptlinsenabschnitt ML durch die Kathoden K, das Steuergitter
G1 und das Bildschirmgitter G2 ausgebildet, wie in 14 gezeigt ist. Der Hauptlinsenabschnitt
ML ist durch die Gitter G5, G3, G51 und G52 der dritten bzw. fünften Gitter
G3 und G5, das vierte Gitter G4 und das abschließende Beschleunigungsgitter
G6 gebildet. Eine erste Vierfachlinse QPL1 zum Divergieren von Elektronenstrahlen
in der Horizontalrichtung und zum Konvergieren von Elektronenstrahlen
in der Vertikalrichtung ist im Hauptlinsenabschnitt ML durch die
Segmentgitter G5 und G3 gebildet. Eine zweite Vierfachlinse zum
Konvergieren der Elektronenstrahlen in der Horizontalrichtung und
zum Divergieren der Elektronenstrahlen in der Vertikalrichtung ist
durch die Segmentgitter G51 und G52 gebildet. Außerdem ist eine Linse, welche
die Elektronenstrahlen stärker
in der Horizontalrichtung als in der Vertikalrichtung konvergiert,
durch das Segmentgitter G3, das vierte Gitter G4 und das Segmentgitter
G51 gebildet. Ferner ist eine Hauptlinse ML zum endgültigen Konvergieren
der Elektronenstrahlen auf dem Leuchtstoffschirm durch das Segmentgitter
G52 und das abschließende
Beschleunigungsgitter G6 gebildet.
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Wie in 14 gezeigt
ist, die das Verhalten von von den Elektronenlinsen gebildeten Elektronenstrahlen
veranschaulichen, sind erste und zweite Vierfachlinsen QPL1 und
QPL2 jeweils nicht zwischen den Segmentgittern des dritten Gitters
und zwischen den Segmentgittern des fünften Gitters ausgebildet,
wenn sich Elektronenstrahlen zur Mitte des Leuchtstoffschirms 12 erstrecken,
ohne abgelenkt zu werden. Stattdessen empfangen die Elektronenstrahlen
von Objektpunkten oder Überkreuzungspunkten 21 zum Leuchtstoffschirm 12 hin
einen Konvergenzeffekt, der in der Horizontalrichtung stark und in
der Vertikalrichtung schwach ist, und zwar durch eine SL-Linse,
die von dem vierten Gitter zwischen dem dritten Gitter und den Segmentgittern
des fünften
Gitters gebildet wird. Danach werden die Elektronenstrahlen schließlich auf
den Bildschirm durch eine Hauptlinse ML konvergiert, die von dem
fünften
Gitter und dem abschließenden
Beschleunigungsgitter gebildet wird. Infolgedessen wird ein Strahlfleck
auf dem Leuchtstoffschirm 12 gebildet, wie durch 22a in der
Figur angegeben ist, und der Strahlfleck wird auf diese Weise gerade
auf den Leuchtstoffschirm 12 sowohl in der Horizontalrichtung
als auch der Vertikalrichtung aufgesetzt.
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Wenn demgegenüber Elektronenstrahlen in der
Horizontalrichtung durch die Ablenkvorrichtung abgelenkt werden,
wird eine erste Vierfachlinse QPL1 zwischen den Segmentgittern des
dritten Gitters gebildet. In diesem Stadium werden der Divergenzeffekt
der ersten Vierfachlinse QPL1 in der Horizontalrichtung oder der
Horizontalebene und der Konvergenzeffekt derselben in der Vertikalrichtung oder
der Vertikalebene dynamisch synchron mit einem Ablenkbetrag verstärkt.
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Infolgedessen werden die Objektpunkte
oder Überkreuzungspunkte
in der Horizontalrichtung nach vorne zum Leuchtstoffschirm 12 hin
verschoben, wie durch 21H in der Figur angegeben ist, während die Objektpunkte
oder Überkreuzungspunkte
in der Vertikalrichtung nach hinten verschoben werden, wie durch 21V in
der Figur angegeben ist, so dass die Überkreuzungspunkte jeweils
einen verlängerten Durchmesser
in der Longitudinalrichtung aufweisen. Außerdem wird der Konvergenzeffekt
der SL-Linse, die von Segmentgittern des dritten Gitters, dem vierten
Gitter und dem fünften
Segmentgitter gebildet wird, in der Horizontalrichtung verstärkt, so
dass der Divergenzeffekt der ersten Vierfachlinse aufgehoben wird
und der Divergenzwinkel der Elektronenstrahlen verringert wird.
Ferner wird eine zweite Vierfachlinse QPL2 zwischen den Segmentgittern
des fünften Gitters
gebildet. Der Konvergenzeffekt der zweiten Vierfachlinse QPL2 in
der Horizontalrichtung und der Divergenzeffekt derselben in der
Vertikalrichtung werden dynamisch synchron mit einem Ablenkbetrag verstärkt. Ferner
wird der Konvergenzeffekt der Hauptlinse ML, die von dem fünften Segmentgitter G52
und dem abschließenden
Beschleunigungsgitter gebildet wird, abgeschwächt. Daher werden die durch
die Hauptlinse ML hindurchgehenden Elektronenstrahlen 15 nicht
leicht durch sphärische
Aberration in der Horizontalrichtung beeinflusst. Außerdem kann,
wenn die Elektronenstrahlen durch die Ablenkmagnetfelder hindurchgehen,
eine Ablenk-Aberration, die von einer aus den Ablenkmagnetfeldern
gebildet Ablenklinse (DY) erzeugt wird, aufgehoben werden. Infolgedessen
wird der mit 12a bezeichnete Strahlfleck am Umfangsabschnitt
des Leuchtstoffschirms im wesentlichen ein echter Kreis, wie er durch 22a angegeben
ist, und kann somit verkleinert werden.
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Es ist anzumerken, dass die gleichen
Vorteile, wie sie oben beschrieben wurden, erzielt werden können, wenn
Elektronenstrahlen in der Vertikal- und Diagonalrichtung abgelenkt
werden. Daher sind durch den Aufbau der Elektronenkanonenanordnung 16,
wie er oben beschrieben wurde, Strahlflecken echte Kreise und sind
auch über
den gesamten Bereich des Leuchtstoffschirms 12 so klein,
dass eine ausgezeichnete Auflösung
erzielt werden kann.