DE4326586A1

DE4326586A1 - In-Line-Strahlerzeugersystem

Info

Publication number: DE4326586A1
Application number: DE19934326586
Authority: DE
Inventors: Gerhard Hoersch
Original assignee: Nokia Deutschland GmbH
Current assignee: Nokia Deutschland GmbH
Priority date: 1993-08-07
Filing date: 1993-08-07
Publication date: 1995-02-09
Also published as: EP0638920A1

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung befaßt sich mit der Ausbildung von In-Line-Strahlerzeugersystemen von Farbbildröhren, insbesondere mit Strahlstromerzeugersystemen, die es bei Verwendung von selbstkonvergierenden Ablenkern erlauben, im 6°°/12°° Ablenkbereich der Bildröhre in ihrer Breite homogenisierte Horizontalbalken der drei Grundfarben (Rot, Grün, Blau) zu erzeugen.

Stand der Technik

In-Line-Strahlerzeugersysteme für Farbbildröhren sind seit langem im Stand der Technik bekannt. Ihnen ist gemein, daß sie drei einander nebengeordnete und in einer Ebene angeordnete Elektronenstrahlkanonen aufweisen. Jede dieser Elektronenstrahlkanonen verfügt über eine Kathode, die Elektronen in Richtung zum Bildschirm emittiert, und eine Mehrzahl von Gittern, die jeden der drei von den Kathoden emittierten Elektronenstrahl auf dem Weg zum Bildschirm brechen und fokussieren. Derartige Strahlerzeugersysteme sind im Hals der Bildröhre eingesetzt. Die Anschlußkontaktierung der Kathoden und der Gitter mit den außerhalb der Bildröhre angeordneten Schaltkreisen erfolgt durch das Glas der Bildröhre im Halsbereich. Üblicherweise geschieht dies dergestalt, daß am Ende des Röhrenhalses ein sogenannter Preßglasteller angeschmolzen wird, der durch das Preßglas geführte Kontaktstifte aufweist. Diese Kontaktstifte sind an der Röhreninnenseite mit den Kathoden und Gittern leitend verbunden und können an der Röhrenaußenseite mittels eines gemeinsamen Steckers durch Aufstecken auf die Kontaktstifte kontaktiert werden. Um die Kompatibilität von Bildröhren verschiedener Bildröhrenhersteller zu gewährleisten, ist die Teilung der Kontaktstifte im Preßglasteller sowie ihre Anschlußbelegung zwar nicht genormt, jedoch gemäß einer ungeschriebenen Konvention der Bildröhrenindustrie weitgehend gleich ausgebildet.

Ferner ist es bekannt, daß die mittlere der drei Kathoden den Elektronenstrahl zur Anregung des grünen Leuchtstoffs auf dem Bildschirm erzeugt, während die beiden äußeren Kathoden die Elektronenstrahlen für den roten und blauen Leuchtstoff liefern. Wie in diesem Zusammenhang mehrfach in der Literatur (O. Limann: Fernsehtechnik ohne Ballast, 15. Auflage, 1988, Franzis-Verlag, Seite 293 und R. Mäusl: Fernsehtechnik, 1991, Hüthig-Verlag, Seite 175) ausgeführt, beruht diese Anordnung darauf, daß das menschliche Auge für die Farbe Grün eine hohe Farbempfindlichkeit besitzt und sich daher dieser Strahl als Bezugsstrahl für die Justierung der anderen Strahlen gut eignet.

Außerdem ist es bekannt, daß die Strahlstromleistungen der drei Elektronenstrahlkanonen nicht gleich hoch sein dürfen, wenn auf dem Bildschirm der Bildröhre die Farbe Weiß abgebildet werden soll. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Leuchtstoffe der drei Grundfarben unter Einwirkung gleicher Strahlstromleistungen nicht gleich hell aufleuchten, sondern unter diesen Versuchsbedingungen Helligkeitsunterschiede aufweisen. Allgemein kann gesagt werden, daß der rote Leuchtstoff im Vergleich zu dem grünen und dem blauen Leuchtstoff die höchste Strahlstromleistung verlangt. (vergl.: O. Limann: a. a. O., S. 399 f). Ein typisches Verhältnis der Strahlstromleistungen zueinander für eine Bildröhre des Typs A 66-540x mit einer Leuchtdichte von 17 mcd/cm² bei einem Strahlstrom von 0,8 mA beträgt für den roten Leuchtstoff etwa 41%, für den grünen Leuchtstoff etwa 32% und für den blauen Leuchtstoff etwa 27%.

Ferner ist es bekannt, daß In-Line-Röhren über selbstkonvergierende Ablenksysteme verfügen. Derartige Ablenksysteme sind außen an der Bildröhre im Übergangsbereich vom Mals zum Konus angeordnet und bewirken, daß die drei vom Strahlerzeugersystem erzeugten und nebeneinander verlaufenden Elektronenstrahlen bei Ablenkung über den Bildschirm sowohl bei horizontaler als auch bei vertikaler Ablenkung überall auf dem Bildschirm konvergieren. Dies wird dadurch erreicht, daß das Ablenksystem ein Vertikal-Ablenkfeld mit überwiegend tonnenförmigen und ein Horizontal-Ablenkfeld mit einem überwiegend kissenförmigen Feldverlauf erzeugt (vergl. dazu P. Brown, Die selbstkonvergierende Ablenkserie FTX, Funk-Technik 1976, Seite 764 ff). Weiter wird zwischen komabehafteten und komafreien Ablenksystemen unterschieden. Bei komabehafteten Ablenkern wird durch die eben beschriebene Feldform der Mittenstrahl im Vergleich zu den Außenstrahlen unterschiedlich weit abgelenkt. Der dadurch entstehende Konverenzfehler wird durch Feldformelemente, die auf dem Konvergenzbodentopf angeordnet werden, korrigiert. Daneben sind auch komafreie Ablenker bekannt. Diese Ablenkanordnungen zeichnen sich dadurch aus, daß die Elektronenstrahlen für jede Ablenkrichtung durch eine geeignete Spulenkombination von kissenförmigen und tonnenförmigen Magnetfeldformen so abgelenkt werden, daß keine zusätzlichen Feldformelemente benötigt werden.

Beiden eben erörterten Ablenksystemen ist gemein, daß die von den Ablenkspulen erzeugten Ablenkfelder in ihrer Stärke inhomogen sind.

Werden die von In-Line-Strahlsystem erzeugten Elektronenstrahlen mittels einer selbstkonvergierenden Ablenkanordnung in Vertikalrichtung abgelenkt, so zeigen sich auf dem Bildschirm im 6°°- und 12°°-Bereich der Bildröhre Horizontalbalken der Grundfarben (B, G, R) mit unterschiedlicher Breite.

Welche Ursachen die eben erörterten Unterschiede in der Balkenbreite haben, wird zusammen mit Fig. 5 näher erläutert. Der obere Teil von Fig. 5 zeigt die relative Spotform der Elektronenstrahlen der drei Grundfarben (B, G, R) in einem tonnenförmigen Vertikalablenkfeld. Diesem Teil der Fig. 5 ist auch entnehmbar, daß die Spots der Farben Blau (B) und Grün (G) etwa die gleiche Quer schnittsgröße haben und der Spot der Farbe Rot (R) mit Abstand den größten Querschnitt aufweist.

Der untere Teil der Fig. 5 zeigt die relative Spotform für die drei Grundfarben (B, G, R) auf dem Bildschirm für den 12°°-Bereich und den 6°°-Bereich der Bildröhre.

Deutlich ist dem unteren Teil von Fig. 5 entnehmbar, daß die Spots der beiden Außenstrahlen (B, R) gegenüber dem Spot des Mittenstrahls (G) sowohl im 12°°- als auch im 6°°-Bereich des Bildschirms gedreht ist. Die Drehung des Spots der beiden Außenstrahlen (B, R) beruht darauf, daß in einem überwiegend tonnenförmigen (Vertikal-) Ablenkfeld die Elektronenstrahlen der beiden Außenstrahlen (B, R) in den äußeren Bereichen stärker abgelenkt werden als die Elektronenstrahlbereiche dieser Außenstrahlen, die einen geringeren Abstand zum Mittenstrahl (G) haben.

Auch zeigt der Vergleich beider Teile von Fig. 5, daß der Querschnitt der Spots auf dem Bildschirm größer ist als der Querschnitt der Spots im Ablenkraum. Diese Vergrößerung im Spotquerschnitt ist darauf zurückzuführen, daß die Ablenkfelder nicht homogen sondern inhomogen sind.

In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß bei komabehafteten Ablenkanordnungen gegenüber komafreien Ablenkanordnungen eine stärkere Drehung der Spots der beiden Außenstrahlen auftritt.

Sowohl die Drehung der Spots als auch die Vergrößerung der Spotquerschnitte bewirkt, daß die im 6°°- oder 12°°-Bereich der Bildröhre erzeugten Horizontalbalken der drei Grundfarben (B, G, R) keine gleichmäßige Balkenbreite aufweisen. Diese Unterschiede in der Horizontalbalkenbreite für die verschiedenen Grundfarben (B, G, R) ist im unteren Teil von Fig. 5 durch die ober- und unterhalb der Spots angesetzten Linien veranschaulicht. Auf dem Bildschirm zeigt sich dies - wie im linken Teil von Fig. 4 für den 12°°-Bereich der Bildröhre dargestellt - darin, daß die Horizontalbalken der drei Grundfarben zueinander unterschiedliche Breitenausdehnungen (S_R, S_G, S_B) in y-Richtung haben, wobei der Horizontalbalken der Farbe Rot die größte Breitenausdehnung (S_R) und der Horizontalbalken der Farbe Grün die geringste Balkenausdehnung (S_G) in y-Richtung der Bildröhre aufweist.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Strahlerzeugungssystem anzugeben, welches bei Wirkung des Vertikalablenkfeldes in der Breite homogenisierte Horizontalbalken der Grundfarben auf dem Bildschirm erzeugt.

Darstellung der Erfindung

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Mittenstrahlkanone diejenige Elektronenstrahlkanone ist, welche im Vergleich aller Elektronenstrahlkanonen die höchste Strahlstromleistung emittiert.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß, wenn die Mittenstrahlkanone diejenige ist, die die höchste Strahlstromleistung aller drei Elektronenstrahlkanonen erbringt, die Spotbreite in y-Richtung homogenisiert wird, weil bei Wirkung eines überwiegend tonnenförmigen (Vertikal-)Ablenkfeldes nur die in den Spotabmessungen gegenüber dem Mittenstrahl einen geringeren Querschnitt aufweisenden Außenstrahlen eine Verkippung auf dem Bildschirm erfahren und die Verkippung der Außenspots auf dem Bildschirm eine Spotbreite in y-Richtung erzeugt, die auf dem Bildschirm in etwa der Spotbreite der Mittenkanone in y-Richtung entspricht.

Kurze Darstellung der Figuren

Fig. 1 Seitenansicht einer Bildröhre;

Fig. 2 Elektronenstrahlerzeugersystem;

Fig. 3 Darstellung einer relativen Spotform im Ablenkfeld und auf dem Bildschirm;

Fig. 4 Frontansicht eines Bildschirms; und

Fig. 5 weitere Darstellung gemäß Fig. 3.

Wege zum Ausführen der Erfindung

Die Erfindung soll nun anhand der Figuren näher erläutert werden.

Mit Fig. 1 ist eine Bildröhre 10 gezeigt. Diese Bildröhre 10 wird von einem Bildschirm 11, dem Konus 12 und dem Hals 13 gebildet. In den Hals 13 ist ein In-Line-Strahlsystem 14 angeordnet (gestrichelt dargestellt), das drei Elektronenstrahlen (G, R, B) erzeugt. Am Übergang vom Hals 13 zum Konus 12 ist ein magnetisches Ablenksystem 15 angebracht. Dieses Ablenksystem 15 lenkt die Elektronenstrahlen (G, R, B) über die Fläche des Bildschirms 11 ab. Für die Horizontalablenkung der Elektronenstrahlen (G′, R′, B′) ist dies schematisch durch die gestrichelte Darstellung angedeutet.

Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, daß die Vertikalablenkung der Elektronenstrahlen (G, R, B) senkrecht zur Papierebene erfolgt. Das Ablenksystem 15 erzeugt über seine Baulänge L für die Vertikalablenkung einen überwiegend tonnenförmigen Feldlinienverlauf und für die Horizontalablenkung einen überwiegend kissenförmigen Feldlinienverlauf.

Die Fig. 2 zeigt ein In-Line-Strahlerzeugersystem in Draufsicht. Das In-Line-Strahlerzeugersystem 14 weist einen Preßglasteller 16 auf, in den Kontaktstifte 17 eingeschmolzen sind. Darüber schließen sich die Gitterelektroden 18, 19, Fokussierelektroden 20, 21 und ein Konvergenztopf 22 an. Innerhalb der Gitterelektrode 18 sind die Kathoden 23 _G, 23 _R, 23 _B angeordnet, die nur schematisch und gestrichelt dargestellt sind. Die erste Gitterelektrode 18 wird auch Steuergitter und die zweite Gitterelektrode wird auch Schirmgitter genannt. Die Kathode zusammen mit dem Steuer- und dem Schirmgitter wird auch als Triodenlinse bezeichnet. Die Fokussierelektroden 20, 21 bilden die Fokussierlinse. Die Einzelteile des In-Line-Strahlstromerzeugersystems 14 sind durch zwei Glasstäbe 24 zusammengehalten.

Die Fokussierelektrode 20 besteht aus vier becherförmigen Elektroden 20.1-20.4, von denen jeweils zwei Elektroden mit ihrem freien Rand miteinander verbunden sind und dadurch eine topfförmige Elektrode bilden. In allen Elektroden des In-Line-Elektronenstrahlerzeugersystems 14 sind drei in Reihe liegende Öffnungen angeordnet, durch die die von den drei Kathoden 23 erzeugten Elektronenstrahlen (G, R, B) hindurchtreten können. Es werden somit im In-Line-Elektronenstrahlerzeugersystem 14 drei Elektronenstrahlen (G, R, B) erzeugt, die auf der Leuchtschicht 25 (Fig. 1) des Bildschirms landen. Zum besseren Verständnis der Fig. 2 sei darauf hingewiesen, daß der rote Leuchtstoff in der Leuchtschicht 25 der Leuchtstoff ist, welcher im Vergleich zu dem grünen und dem blauen Leuchtstoff die höchste Strahlstromleistung erfordert, damit durch das Zusammenwirken aller drei Elektronenstrahlen (G, R, B) auf dem Bildschirm 11 weiße Flächen abgebildet werden können. Für die im vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendeten Leuchtstoffe bedeutet dies, daß der Elektronenstrahl (R), welcher den roten Leuchtstoff anregt, eine Strahlstromleistung von etwa 40,5% haben muß, während der grüne Leuchtstoff eine Strahlstromleistung von etwa 32,5% und der blaue Leuchtstoff eine solche von etwa 27% erfordert. Dies bedeutet, daß die Strahlstromleistung für die Farbe Rot 50% über derjenigen für die Farbe Blau liegt.

Die aus dieser Differenz resultierenden Probleme, welche bereits im Stand der Technik erörtert wurden, sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel dadurch gelöst, daß der Elektronenstrahl (R), welcher den roten Leuchtstoff auf dem Bildschirm 11 anregt und im Vergleich zu den übrigen Leuchtstoffen die höchste Strahlstromleistung erfordert, von der Mittenstrahlkanone 26 (dargestellt durch den strich-punktierten Linienzug) erzeugt wird.

Welche Auswirkungen die Generierung der höchsten Strahlstromleistung durch die Mittenkathode 23 _G auf die bereits im Stand der Technik (Fig. 5) erläuterten Spotformen hat, ist in Fig. 3 näher veranschaulicht. Der obere Teil von Fig. 3 zeigt die relative Spotform der Elektronenstrahlen (B_S, R_S, G_S) im Vertikalablenkbereich. Der Feldlinienverlauf 27 in diesem Bereich ist tonnenförmig. Bedingt dadurch, daß die Mittenstrahlkanone 26 die höchste Strahlstromleistung aufweist, hat der rote Elektronenstrahl (R_S) im Ablenkbereich gegenüber den beiden anderen Elektronenstrahlen (B_S, G_S) einen etwas größeren Querschnitt.

Der untere Teil von Fig. 3 zeigt die relative Spotform des durch das erfindungsgemäß angegebene Strahlerzeugersystem 14 erzeugten Elektronenstrahlen (B_S, R_S, G_S) auf dem Bildschirm, wobei - ebenso wie schon in Fig. 5 - zwischen dem 6°°- und 12°°-Bereich des Bildschirms 11 unterschieden ist. Deutlich ist dem unteren Teil von Fig. 3 entnehmbar, daß die relative Ausdehnung der Spots (B_S, R_S, G_S) auf dem Bildschirm 11 in y-Richtung (angedeutet durch die ober- und unterhalb der Spots B_S, R_S, G_S verlaufenden Linien) gegenüber der relativen Ausdehnung der Spots (B_S, G_S, R_S) nach Fig. 5 (unterer Teil) stark vereinheitlicht ist, wenn der Elektronenstrahl (R_S) mit der höchsten Strahlstromleistung (hier der Strahl für die Farbe Rot) von der Mittenstrahlkanone 26 erzeugt wird. Welche Auswirkungen dies für den 6°°- bzw. 12°°-Bereich des gesamten Bildschirms 11 hat, ist im rechten Teil von Fig. 4 gezeigt. Deutlich ist aus Fig. 4, welche eine Draufsicht auf den Bildschirm 11 veranschaulicht, erkennbar, daß unter Anwendung der erfinderisch angegebenen Maßnahme die Streifenbreite (S) der Horizontalbalken (27 _B, 27 _R, 27 _G) in y-Richtung des Bildschirms etwa gleich groß ist. Um dies im rechten Teil von Fig. 4 darstellen zu können, ist der Horizontalbalken in x-Richtung dreigeteilt.

Die Homogenisierung der Streifenbreite (S) der Horizontalbalken (27 _B, 27 _R, 27 _G) ist nach der Erfindung außerdem sehr einfach zu realisieren, weil zur Beseitigung der nach dem Stand der Technik bestehende Inhomogenität in der Balkenbreite keine zusätzlichen Bauelemente notwendig sind. Auch kann die Teilung und die äußere Anschlußkontaktierung der Kontaktstifte 17 (Fig. 2) beibehalten werden, wenn sichergestellt ist, daß der oder die Kontaktstifte 17, welche sonst oder gemäß der gemeinsamen Konvention der Bildröhrenindustrie mit dem oder den Signalen von außen mit der höchsten Strahlstromleistung aller drei Kanonen belegt werden, an der Bildröhreninnenseite mit dem oder den jeweiligen Bauelementen der Mittenstrahlkanone 26 verbunden sind.

Wird die höchste Strahlstromleistung aller drei Kanonen von der Mittenkanone 26 ausgesandt, ist auch eine Anpassung der Leuchstoffstreifensmusters 25 auf den Bildschirm 11 erforderlich. Dazu ist lediglich der jeweilige Anordnungspunkt des jeweiligen Leuchtstoffstreifens auf der Innenseite des Bildschirms 11 nach der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik so veränderte, daß bei Betrachtung eines - die drei Grundfarben enthaltenden - Leuchtstoffstreifen-Tripels der Leuchtstoffsteifen, dessen Leuchtstoff die höchste Strahlstromleistung erfordert (hier der rote Leuchtstoff), in der Mitte zwischen den Leuchtstoffstreifen der anderen Farben liegt (nicht dargesellt).

Wie die Steuerung der Strahlstromleistung im einzelnen realisiert ist (vergleiche zu den Möglichkeiten für Farbbildröhren B. Morgenstern: a. a. O., Seite 220 ff), ist für die Realisierung der Erfindung unerheblich.

Abschließend sei darauf hingewiesen, daß gemäß der Erfindung der Elektronenstrahl für die Farbe Grün nicht mehr notwendig der Mittenstrahl zu sein braucht. Dies ist für die Justage der beiden Außenstrahlen auf den Mittenstrahl 26 nicht nachteilig, da optische und somit das menschliche Auge nicht mehr erforderlich machende Justage-Einrichtungen bekannt sind.

Bezugszeichenliste

10 Bildröhre
11 Bildschirm
12 Konus
13 Hals
14 Elektronenstrahlerzeugersystem
15 Ablenksystem
16 Preßglasteller
17 Kontaktstifte
18 Gitter 1
19 Gitter 2
20 Fokussierelektrode
21 Fokussierelektrode
22 Konvergenztopf
23 Kathode
24 Glasstäbe
25 Leuchtschicht
26 Mittenstrahlkanone
27 Feldlinienverlauf
28 Horizontalbalken

Claims

In-Line-Farbbildröhre,
mit einem Strahlerzeugersystem (14), welches drei einander nebengeordnete und in einer Ebene liegende Elektronenstrahlkanonen (23) aufweist, wobei die Elektronenstrahlkanonen zur Erzeugung der Farbe Weiß auf dem Bildschirm voneinander verschieden hohe Strahlstromleistungen haben, und
mit einem selbstkonvergierenden Ablenksystem (15), welches außen an der Bildröhre (10) im Übergangsbereich vom Hals (13) zum Konus (12) der Bildröhre (10) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittenstrahlkanone (26) diejenige Elektronenstrahlkanone ist, welche im Vergleich aller Elektronenstrahlkanonen die höchste Strahlstromleistung emittiert.