DE2440575B2

DE2440575B2 - Belichtungseinrichtung zum photographischen Drucken des Bildschirms einer Farbbildröhre

Info

Publication number: DE2440575B2
Application number: DE2440575A
Authority: DE
Inventors: Koichi Maruyama; Chiba Mobara; Iwao Tokio Ogura; Toshio Ueda; Eiichi Ichihara Chiba Yamazaki; Hiroshi Yokomizo
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1973-08-29
Filing date: 1974-08-23
Publication date: 1978-06-08
Also published as: GB1481979A; DE2440575A1; FR2242773B1; FR2242773A1; DE2440575C3; US3982252A

Description

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Die Erfindung betrifft Belichtungseinrichtungen der in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2 genannten

Aus der US-PS 36 67 355 ist eine Belichtungseinrichtung bekannt, bei der ein Filter zum Korrigieren der Beleuchtungsstärke zum Einsatz kommt. Der Filter weist fünf voneinander deutlich getrennte Bereiche unterschiedlicher Durchlässigkeit auf, die mittels herkömmlicher Vakuumaufdampftechnik hergestellt sind, dabei müssen mindestens vier Aufdampfschritte mit vier Aufdampfmasken durchgeführt werden. Wegen des großen Anzahl von Verfahrensschritten wäre die Verwendung eines derartigen Filter mit optimaler Durchlässigkeitsverteilung zu aufwendig.

Weiterhin ist eine Belichtungseinrichtung zum photographischen Drucken des Bildschirms einer Farbbildröhre bekannt (DE-OS 22 10 726 bekannt), bei der eine Korrekturlinse zum Einsatz kommt, deren Oberfläche aus einer Vielzahl von rechteckigen Teilgebieten besteht, die je einer Teilfläche des Bildschirms zugeordnet sind. Durch die unterschiedlichen Brechungswinkel der unstetigen Teilgebiete wird eine besonders gute Anpassung der Belichtungslichtstrahlen an die Elektronenbahnen erreicht, die die bei der betriebsfertigen Röhre aus den Elektronenstrahlerzeugern austretenden und sich auf den Leuchtschirm zu bewegenden Elektronen beschreiben. Da bei den bekannten Korrekturlinsen allein die Oberfläche in Teilbereiche unterteilt ist, die gegenüber der Gesamtfläche klein land, kann die Linse als Formstück in einer Form gegossen werden. Die Unterteilung der Oberfläche in Teilbereiche ermöglicht dabei die Herstellung einer aus vorgefertigten Teilen bestehenden Gußform.

Schließlich ist aus der DE-OS 22 10 725 eine Belichtungseinrichtung für die Herstellung von Farbbildröhren bekannt, bei der einer Korrekturlinse wie sie aus der DE-OS 22 10 726 bekannt ist, ein Filter zugeordnet ist, dessen Dichteverteilung der Unterteilung der Oberfläche der Korrekturlinse in Teilbereiche entspricht, um auf diese Weise die durch die Unstetigkeitsstellen der Korrekturlinse sonst dem Bildschirm aufgeprägten Abschattierungen zu kompensieren.

Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Belichtungseinrichtung zu schaffen, bei der die Durchlässigkeitsverteilung des Filters genauer einstellbar ist und zugleich das Filter leichter herstellbar ist.

Der eine erfindungsgemäße Lösungsweg ist dadurch gekennzeichnet, daß das die Beleuchtungsstärke korrigierende Filter eine Vielzahl je einer Teilfläche des Bildschirms zugeordneter und im Verhältnis zur Gesamtfilterfläche kleiner Teilbereiche aufweist, deren vorgegebene Durchlässigkeit für Licht durch jeweils vorgefertigte Stücke bestimmt ist.

Bei dem als Filter eingesetzten optischen Element ist also nicht wie bei der aus der DE-OS 22 10 726 bekannten Korrekturlinse allein die Oberfläche unterteilt, sondern das gesamte Element, welches aus vorgefertigten Teilen zusammengesetzt ist. Die Aufgabe wird aber auch durch eine zweite erfindungsgemäße Lösung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das die Beleuchtungsstärke korrigierende Filter eine Vielzahl von je einer Teilfläche des Bildschirms zugeordneter und im Verhältnis zur Gesamtoberfläche kleiner Teilbereiche aufweist, deren vorgegebene Durchlässigkeit für Licht jeweils durch eine Anzahl von Formelementen bestimmt ist, die auf einer Oberfläche eines transparenten Filtersubstrats angeordnet sind.

Bei beiden Lösungswegen wird durch die Vielzahl der im Verhältnis zur Gesamtfilterfläche kleinen Teilberei-

ehe die Durchlässigkeitsverieilung des Filters genau eingestellt. Es werden die Beleuchtungsstärke korrigierende Filter erhalten, deren Genauigkeit mit der Zahl der vorgefertigten Stücke oder mit der Zahl der Teilbereiche vorgegebener Durchlässigkeit zunimmt. Das Anwachsen der Zahl der vorgcrertigten Stücke oder der Teilbereiche, deren Durchlässigkeit durch die Formelemente bestimmt wird, führt zu einem Anwachsen der Mühe und des Zeitaufwandes für die Herstellung der Filter. Für den ersten Lösungsweg ist es daher vorteilhaft, die wirksame Fläche des Filters in einige hundert Teile mit jeweils weniger als 2 mm² zu unterteilen. Bei dem zweiten Lösungsweg ist es aus praktischen Gründen vorteilhaft, die Abmessungen der Teilbereiche etwas kleiner als 2 mm zu wählen. Bei diesen Abmessungen können gitterförmige Streifen auf dem Leuchtschirm vermieden werden, die sonst auf die Stoßstellen zwischen benachbarten vorgefertigten Stükken oder auf die Anordnung der Formelemente zurückzuführen wären.

Bei dem ersten Lösungsweg können die gesondert gefertigten Stücke einheitliche Formgebung und Flächendehnung aufweisen oder sich einzelne vorgefertigte Stücke über mehrere Teilbereiche des Filters, für die eine gleiche Durchlässigkeit vorgegeben ist, erstrecken. Die vorgefertigten Stücke können z. B. quadratische Form aufweisen oder eine dreieckige, sechseckige oder ähnliche Form besitzen.

Bei der Belichtungseinrichtung gemäß dem zweiten Lösungsweg können die Formelemente lichtundurchlässige Formelemente sein; es kann aber auch zweckmäßig sein, daß die Formelemente transparente Formelemente sind, die das Belichtungslicht mehr absorbieren als das Filtersubstrat.

Die Formelemente können z. B. auf dem Substrat in regelmäßigen Abständen angeordnete kreisförmige F'unkte sein, die verschiedene Größe aufweisen. Es ist aber auch möglich, Punkte gleicher Abmessung in unterschiedlichem Abstand anzuordnen. Neben den Punkten können aber auch andere Formelemente eingesetzt werden, wie z. B. Buchstaben oder Zahlen.

Obwohl vorstehend bevorzugte Abmaße für die vorgefertigten Stücke und bevorzugte Abmessungen für die Teilbereiche angegeben sind, deren Durchlässigkeit durch Formelemente bestimmt ist (Abstand punktförmiger Formelemente ungefähr 2 mm), können aber auch vorgefertigte Stücke oder Formelemente anderen Abstandes verwendet werden, wenn wenigstens das die Beleuchtungsstärke korrigierende Filter bezüglich des Gehäuses oszillierend bewegbar angeordnet ist, da eine so dem Filter aufgeprägte Schwenkbewegung vermeidet, daß die Grenzen der vorgefertigten Stücke oder Teilbereiche, z. B. zur Streifenbildung auf dem Leuchtschirm Anlaß geben. Mit einer dem Filter eine oszillierende Bewegung aufprägenden Einrichtung lassen sich auch bei den Filtern mit nach praktischen Gesichtspunkten vorgegebenen Filterstücken oder Punktabständen (d. h. mit quadratischen Filterstücken von weniger als 2 mm oder Punkten im Abstand von 2 mm) verbesserte Ergebnisse erzielen. Um die Wirkung einer solchen oszillierenden Bewegung noch zu verbessern, wird die Amplitude der Schwenkbewegung so gewählt, daß sie gleich der Länge der einen Seite der vorgefertigten Stücke oder gleich dem Abstand der Punkte für den Fall ist, in dem die Formelemente in gleichem Abstand angeordnete Punkte sind. Außerdem ist es vorteilhaft, wenn die Schwenkbewegung gleichförmig erfolgt, so daß die Bewegung sägezahnförmig erfolgl. Die durch die unterschiedlichen optischen Eigenschaften der jeweiligen Stücke bzw. Teilbereiche des Filters hervorgerufene Wirkung kann auch dadurch herausgemittelt werden, daß die Perioden der oszillierenden Bewegungen in A'-Richtung und K-Richtung geändert werden.

Obwohl nur vorstehend von einer oszillierenden Bewegung in Richtung der x--Achse oder y-Achse oder von einer Kombination beider Schwenkbewegungen gesprochen wurde, dürfte klar sein, daß eine oszillierende Bewegung in radialer Richtung oder in Umfangsrichtung ebenfalls zu einem Ausgleich der gitterförmigen Streifen führt. Es ist auch nicht immer notwendig, daß die Amplitude der oszillierenden Bewegungen gleich der Länge einer der Seiten der vorgefertigten Stücke oder gleich dem Punktabstand ist; um die Streifenbildung auf dem Leuchtschirm zu verhindern, reichen auch Oszillationen mit sehr kleiner Amplitude aus. Die jeweils gewählte oszillierende Bewegung wird in Abhängigkeit von der Art der vorgefertigten Stücke oder der Art der Teilbereiche ausgewählt. In allen Fällen, in denen es bei der Zahl und/oder Konfiguration der vorgefertigten Stücke oder der Teilbereiche, deren Durchlässigkeit durch die Formelemente bestimmt wird, zur Streifenbildung kommen sollte, kann durch die oszillierende Bewegung des Filters relativ zum Gehäuse und damit zu der von dem Gehäuse getragenen Frontschale ein nachteiliger Einfluß der Grenzen zwischen den Stücken und/oder den Teilbereichen ausgeräumt werden.

Das Bewegen einzelner Elemente der Belichtungsvorrichtung relativ zueinander, um eine gleichmäßige Belichtung zu erzielen, ist bereits in Verbindung mit der in Teilbereiche unterteilten Korrekturlinse (DE-OS 22 10 726) bekannt.

Die Erfindung wird nun anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt

Fig. la einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der Belichtungseinrichtung;

Fig. Ib einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der Belichtungseinrichtung;

F i g. 2 eine Ansicht auf eine Ausführungsform eines Filters bestehend aus vorgefertigten Stücken,

F i g. 3 eine graphische Darstellung einer Durchlässigkeitsverteilung des in der F i g. 2 gezeigten Filters,

Fig.4 eine Ansicht einer Ausführungsform eines Filters, bei dem die vorgegebene Durchlässigkeit der kleinen Teilbereiche durch Formelemente bestimmt ist und

Fig.5 eine Dichteverteilung des in der Fig.4 gezeigten Filters.

Die in der Fig. la gezeigte Belichtungseinrichtung weist ein Gehäuse 1, eine über dem Boden des Gehäuses 1 angeordnete Lichtquelle 2, einen die Belichtungsstärke korrigierenden Filter 3, der im mittleren Abschnitt des Gehäuses 1 im vorgegebenen Abstand von der Lichtquelle 2 angeordnet ist und eine Einrichtung 5 zur oszillierenden Bewegung des Filters bezüglich des Gehäuses auf. In der Nähe des Filters 3 ist eine Korrekturlinse 4 angeordnet, um das von der Lichtquelle 2 abgestrahlte Licht auf Lichtpfaden zu führen, die den Elektronenstrahlbahnen nahekommen. Die relative La&·; von Filter 3 und Korrekturlinse 4 hängt von den Konstruktionserfordernissen der Belichtungseinrichtung ab. In der Fig. la ist der Verlauf eines Lichtstrahls A gezeigt, den dieser ausgehend von der Lichtquelle 2 bis zum Auftreffen des auf der Innenfläche der Frontschale 6 auszubildenden Leuchtschirms 7 nimmt.

Der Lichtstrahl A durchsetzt die dem Leuchtschirm 7 zugeordnete Farbwählelektrode 8. Bei der in der Fig. Ib gezeigten Ausführungsform der Belichtungseinrichtung sind dieselben Bezugszeichen verwendet. Die dort gezeigte Einrichtung unterscheidet sich von der Einrichtung gemäß Fig. la dadurch, daß der Filter 3 zusammen mit der Korrekturlinse 4 ein Bauelement bildet, wodurch die Zahl der Teile der Einrichtung vermindert wird, was die Kosten herabsetzt.

In der F i g. 2 ist ein die Beleuchtungsstärke korrigierender Filter 21 dargestellt. Die Oberfläche des die Beleuchtungsstärke korrigierenden Filters 21 wird von einer Vielzahl von je einer Teilfläche des Bildschirms zugeordneter und im Verhältnis zur Gesamtfilterfläche kleinen Teilbereichen x,j gebildet, deren vorgegebene Durchlässigkeit für Licht durch jeweils vorgefertigte Glasstücke bestimmt ist, die z. B. in Form eines Netzes angeordnet sind. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die wirksame Fläche des die Beleuchtungsstärke korrigierenden Filters 21 also in eine Vielzahl kleiner quadratischer Teilbereiche x,y unterteilt. Man fertigt jeweils die kleinen Filterstücke xij (ij = 1, 2,3 ... n^und ordnet diese so an, daß man eine vorgegebene Durchlässigkeitsvertetlung für Licht erhält, die durch die Lage der Filterstücke auf der wirksamen Oberfläche des Filters bestimmt ist. Die in der F i g. 3 gezeigte Durchlässigkeits- bzw. Filterdichteverteilung der Segmente x,\, xa ■■■, Xin des die Beleuchtungsstärke korrigierenden Filters 21, die längs der Linie III-III in F i g. 2 herrscht, wird somit durch die Kurve a in der Fig.3 dargestellt. Um längs der Linie III-III eine ideale Dichteverteilung zu erhalten, die in der Fig.3 durch die Kurve b dargestellt ist, müssen

längs der Schnittlinie III-III Filterstücke xn, x_a x-_m

angeordnet werden, die jeweils eine mit der Dichte bei den jeweiligen Punkten vergleichbare Lichtdurchlässigkeit aufweisen. Je kleiner die Abmaße der Teilbereiche sind, um so genauer wird die Durchlässigkeits- bzw. Dichteverteilung des Filters 21;

Die Fig.4 zeigt eine Aufsicht auf einen die Beleuchtungsstärke korrigierenden Filter 41, der aus einem lichtdurchlässigen Substrat, z. B. Glas, auf dessen wirksame Oberfläche 42 eine Vielzahl von lichtdurchlässigen Punkten 43 aufgebracht sind. Die lichtdurchlässigen Punkte 43 werden aufgebracht, indem z. B. Aluminium auf die Oberfläche des Substrats aufgedampft wird. Die Verteilung der lichtundurchlässigen Punkte auf dem Filter 41 wird experimentell oder durch analytische Berechnung bestimmt, so daß das das mittlere Durchlässigkeitsvermögen je einer Teilfläche des Bildschirms zugeordneten und im Verhältnis zur Gesamtfilterfläche kleinen Teilbereiche gleich dem gewünschten Wert ist.

Anstatt — wie die Fig.4 zeigt — die gewünschte Dichteverteilung mit Hilfe von Punkten gleichen Durchmessers, aber verschiedenen Abständen aufzubauen, kann die gewünschte Dichteverteilung aber auch durch die Verwendung gleich beabstandeter Punkte verschiedener Gestalt und/oder Formgebung erreicht werden. In der Fig.5 ist ein Beispiel für die Punktdichteverteilung längs der Linie V-V von Fig. IV dargestellt, bei dem gleiche Punkte in verschiedenen Abständen angeordnet sind.

Anstelle der lichtundurchlässigen kreisförmigen Punkte 43 können auch dreieckige, quadratische, polygonale oder gestreckte Formelemente verwendet werden; die Gestalt der Formelemente kann auch der von Buchstaben oder übereinander gedruckten Buchstaben entsprechen.

Falls die Berührungslinien der vorgefertigten Stücke beim Filter 21 oder die Anordnung der Formelemente beim Filter 41 zu nicht gewünschten optischen Wirkungen führen, wie z. B. zur Streifenbildung, können die Filter 21 oder 41 einer oszillierenden Bewegung unterzogen werden, um die optische Wirkung herauszumitteln. Z. B. kann das Filter 21 oder 41 in Ar-Richtung oder in y-Richtung oder sowohl in x- als auch in y-Richtung oszillierend bewegt werden.

Zur Erzeugung dieser Schwenkbewegung kann irgendeine bekannte Einrichtung verwendet werden. Bei der F i g. 1 wird das die Beleuchtungsstärke korrigierende Filter 3 von einem Träger 53 getragen, der mit einer Nockeneinrichtung 52 in Eingriff steht, die ihrerseits von einem Antrieb 51 bewegt wird.

Bei der Ausführungsform gemäß F i g. Ib liegt die den Filter 3 tragende Korrekturlinse 4 auf dem Träger 53 auf.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Belichtungseinrichtung zum photographischen Drucken des Bildschirms einer Farbbildröhre mittels Belichtung durch die Öffnungen einer Farbwählelektrode hindurch mit einer Lichtquelle, mit einem der Lichtquelle vorgeschalteten und die Beleuchtungsstärke korrigierenden Filter, das Teilbereiche unterschiedlicher Durchlässigkeit aufweist, und mit einer Korrekturlinse zur Korrektur des Lichtpfades, dadurch gekennzeichnet, daß das die Beleuchtungsstärke korrigierende Filter (21) eine Vielzahl je einer Teilfläche des Bildschirms zugeordneter und im Verhältnis zur Gesamtfilterfläche kleiner Teilbereiche (x,j) aufweist, deren vorgegebene Durchlässigkeit für Licht durch jeweils vorgefertigte Stücke bestimmt ist.

2. Belichtungseinrichtung zum photographischen Drucken des Bildschirms einer Farbbildröhre mittels Belichtung durch die Öffnungen einer Farbwählelektrode hindurch mit einer Lichtquelle, mit einem der Lichtquelle vorgeschalteten und die Beleuchtungsstärke korrigierenden Filter, das Teilbereiche unterschiedlicher Durchlässigkeit aufweist, und mit einer Korrekturlinse zur Korrektur des Lichtpfades, dadurch gekennzeichnet, daß das die Beleuchtungsstärke korrigierende Filter (41) eine Vielzahl je einer Teilfläche des Bildschirms zugeordneter und im Verhältnis zur Gesamtfilterfläche kleiner Teilbereiche (43) aufweist, deren vorgegebene Durchlässigkeit für Licht jeweils durch eine beschränkte Anzahl von Formelementen (43) bestimmt ist, die auf einer Oberfläche eines transparenten Filtersubstrats (41) angeordnet sind.

3. Belichtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgefertigten Stücke einheitliche Formgebung und Flächenausdehnung aufweisen.

4. Belichtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich einzelne vorgefertigte Stücke über mehrere Teilbereiche des Filters, für die eine gleiche Durchlässigkeit vorgegeben ist, erstrecken.

5. Belichtungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formelemente (43) lichtundurchlässige Formelemente sind.

6. Belichtungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Formelemente transparente Formelemente sind, die das Belichtungslicht mehr absorbieren als das Filtersubstrat (41).

7. Belichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1—6, dadurch gekennzeichnet, daß das die Beleuchtungsstärke korrigierende Filter (21; 41) bezüglich des Gehäuses oszillierend bewegbar angeordnet ist.

8. Belichtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Formgebung der Forrr.elemente ausgewählt ist aus dem folgenden Formvorrat: kreisförmig, dreieckig, ^M quadratisch, polygonal, gestreckt, buchstabenförmig, buchstabenförmig in Überlagerung.