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Elektronenstrahlröhre zur Wiedergabe farbiger Fernsehbilder Es sind
bereits Braunsche Röhren mit einfarbig leuchtendem Schirm bekannt, bei denen der
Kathodenstrahl eine Metallplatte trifft, auf deren dem Strahl abgewandter Seite
der Leuchtstoff aufgetragen ist. Der Kathodenstrahl erzeugt dabei in der Metallplatte
Röntgenstrahlen, die ihrerseits erst den Leuchtstoff anregen. Dies hat insbesondere
bei Hochleistungsröhren den Vorteil, daß die Wärme durch die Metallplatte leichter
abgeführt werden kann und somit die Lebensdauer des Leuchtstoffes erhöht wird. Andererseits
sind für die Wiedergabe mehrfarbiger Fernsehbilder bereits Röhren mit mehrschichtigem
Leuchtschirm bekannt, bei denen mehrere Leuchtstoffe in Schichten übereinander aufgetragen
sind, von denen jede in einer unterschiedlichen Farbe leuchtet. Je nach der Geschwindigkeit
des Kathodenstrahles dringt dieser mehr oder minder tief in diesen Mehrschichtschirm
ein und bringt dabei im wesentlichen die zuletzt erreichte Schicht zum Aufleuchten..
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Die Erfindung stellt eine Verbindung dieser beiden Prinzipien dar
und betrifft eine Elektronenstrahlröhre zur Wiedergabe farbiger Fernsehbilder mit
durch Röntgenstrahlen erregtem Leuchtschirm, der auf der dem Elektronenstrahl abgewandten
Seite einer dünnen Metallplatte angeordnet ist, deren andere Seite durch den Elektronenstrahl
unter Auslösung der Röntgenstrahlen abgetastet wird. Sie zeichnet sich dadurch aus,
daß der Leuchtschirm in an sich bekannter Weise aus einer der Anzahl der Grundfarben
entsprechenden Anzahl von übereinanderliegenden Schichten von Leuchtstoff besteht,
von denen jeder in einer anderen Grundfarbe aufleuchtet, daß die Beschleunigungsspannung
des Elektronenstrahles im Rhythmus des Wechsels der Grundfarben derart gesteuert
und das Material der Metallplatte so gewählt ist, daß Röntgenstrahlen einer jeweils
anderen bevorzugten Wellenlänge entstehen, die auf Grund ihres unterschiedlichen
Eindringungsvermögens eine bestimmte Schicht bevorzugt erregen, und daß die Leuchtstoffe
gleichzeitig so gewählt sind, daß die Wellenlänge der erregenden Röntgenstrahlen
mit dem Maximum der Absorptionsfähigkeit des betreffenden Leuchtstoffes zusammenfällt.
Die erfindungsgemäße Verbindung der beiden bekannten Prinzipien hat also den Vorteil,
daß für die Farbselektion nicht nur das unterschiedliche Eindringungsverm,ögen von
Röntgenstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge, sondern auch das selektive Absorptionsvermögen
der Leuchtstoffe für Röntgenstrahlen unterschiedlicher Wellenlänge ausgenutzt wird,
so daß die Auswahl unter den für eine Farbe verfügbaren Leuchtstoffen zusätzlich
nach dem Gesichtspunkt des Absorptionsvermögens getroffen werden kann und damit
eine größere Farbeinheit der Grundfarben erzielbar ist. Die Anode wird aus dünnem
Material hergestellt. Für die. Zwecke der Farbwiedergabe eignet sich ganz besonders
beispielsweise Ma oder Cu oder Chromstahl, denn für diese Materialien liegen die
K-Linien der Emission in der Größenordnung der zur Verfügung stehenden Hochspannung.
Die Emissionswerte erreichen daher selbst bei den für die Erzeugung von Röntgenstrahlen
niedrigen Spannnungen die erforderlichen Werte. Es können selbstverständlich auch
alle anderen Materialien oder Kombinationen von Materialien für die Anode als sehr
dünnes Blech Verwendung finden, wenn man die Beschleunigungsspannung für den Elektronenstrahl
entsprechend wählt. Auf die Anode aufgebracht, und zwar in Richtung zum Betrachter
des Bildschirmes, also im Strahlengang so angeordnet, daß der Elektronenstrahl selbst
nur die metallische Anode trifft, sind drei aufeinanderfolgende Schichten. Diese
drei Schichten bestehen aus Leuchtstoffmasse, welche für Röntgenstrahlen eine größtmögliche
Fluoreszenz abgibt. Beispielsweise durch Verwendung silberaktivierter Zink-, Kadmiumsulfide
können Leuchtschirme mit roter, blauer und gelber Fluoreszenz hergestellt werden.
Es besteht auch die Möglichkeit, andere geeignete Substanzen für die Leuchtschichten
zu verwenden und die eigentlichen Kristalle, welche durch die Röntgenstrahlen zur
Fluoreszenz angeregt werden, in Farbstoffe entsprechend den Grundfarben einzulagern.
Es entstehen, auf die Anodenfläche aufgebracht, daher drei aufeinanderfolgende Schichten,
von denen jede in einer anderen Grundfarbe fluoresziert. Die Durchdringungsfähigkeit
der Röntgenstrahlen ist abhängig von der Beschleunigungsspannung des Elektronenstrahles.
Die Materialien für die: Anode und für die Fluoreszenzschichten sind so ausgewählt,
daß bei der höchstenBeschleunigungsspannung alle drei Schichten durchdrungen werden,
bei einer geringeren Spannung werden
nur zwei Schichten durchdrungen,
und bei der geringsten Spannung durchdringen die Röntgenstrahlen nur die der Anode
am nächsten liegende Schicht. Durch additive Farbenmischung entstehen durch die
Fluoreszenz der jeweils von- den Röntgenstrahlen selektiv angeregten Schichten sämtliche
möglichen Farben. Auch bei Mischung von fluoreszierenden Teilen mit Farbstoffen
einer ganz bestimmten. Farbe und Einbringung,dieser selektiv von einer Röntgenstrahlung
zugehöriger Härte erregten Fluoreszenzpartike@ln in die Schicht wird die gleiche
Farbwiedergabe erzielt. Da das Absorptionsvermögen der Leuchtstoffe selektiv von
der Wellenlänge der Röntgenstrahlen abhängt, kann man aus den zur Verfügung stehenden
Leuchtstoffen die geeigneten Stoffe auswählen und die gewünschten Farben durch entsprechende
Wahl der Beschleunigungsspannungen für den Elektronenstrahl erzeugen.
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Selbstverständlich muß für die Bildröhre zur Farbwiedergabe die Glaswand
des Gefäßes die Röntgenstrahlen absorbieren. Geringe Bleizusätze genügen für den
Strahlenschutz bei den geringen Spannungen vollständig. Der Aufbau der Bildröhre
selbst bleibt in seinen übrigen-Bauteilen, wie den Gittern, den Ablenkspulen oder
-platten, den Zentriervorrichtungen usw., wie bei den bisherigen Konstruktionen.
Durch die metallische Anode wird gleichzeitig die Rückstrahlung des entstehenden
Fluoreszenzlichtes in, das Kolbeninnere der Bildröhre verhindert und die Helligkeit
des Bildschirmes dadurch erhöht. -Der Farbwert wird durch die Höhe der Beschleunigungsspannung
und damit der Härte der Röntgenstrahlen wiedergegeben, während die Helligkeit innerhalb
jeder Farbe durch die Intensität des Elektronenstrahles erzeugt wird. Die Steuerung
des Emissionsstromes für die, Helligkeit kann in an sich bekannter Weise erfolgen.
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Der für das menschliche Auge sichtbare Farbbereich liegt zwischen
den Frequenzen 8,35 (Violett) und 3,85 (Rot) mal 1014 Hz mit den dazugehörigen Wellenlängen
von 0,36 und 0,78 mal 10-4 cm. Dieser Bereich läßt sich durch die Variierung der
Anregungsspannung für die verschiedenen Schichten oder Partikeln, d. h. durch die
wirksame Beschleunigungsspannung für die Elektronenstrahlen ° ohne weiteres erreichen.
Die Durchdringungsfähigkeit der Röntgenstrahlen folgt genau definierten physikalischen
Gesetzen, so daß durch Wahl der Schichtstärken und der Absorptionswerte der Schichten
die Farbwerte in Abhängigkeit von der Spannung ganz exakt festgelegt werden können.
Die Zusammensetzung der verschiedenen Farben durch additive Farbenmischung aus den
Grundfarben ist bekannt. Da bei der additiven Farbenmiischung Gelb, als Grundfarbe
nicht existiert, sondern Grün wirksam ist, kann man zweckmäßigerweise entweder grüne
Farbkörperchen oder rote und grüne Farbkörperchen gemischt in die Schicht einlagern
bzw. die Fluoreszenzfarben entsprechend auswählen. In gleicher Weise kann man bei
der Auswahl der Fluoreszenzkörper, welche in die Absorptionskörper eingebettet oder
aufgebmacht worden, die eT-forderli.chen selektiv angeregten Grundfarben erzeugen.
Die Leuchtstoffschichten können in an sich bekannter Weise auch außerhalb des Vakuums
der eigentlichen Röhre angeordnet sein, wenn die Metallplatte selbst den Abschluß
der Röhre darstellt. Selbstverständlich kann das Bild auf dem Schirm der Röhre auch
projeziert werden.