DE1019697B - Kathodenstrahlroehre, insbesondere fuer Farbfernsehen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die vorliegende Erfindung¹ befaßt sich mit Kathodenstrahlröhren und betrifft insbesondere eine neue Röhrenform, die vorzugsweise für Fernsehzwecke Verwendung¹ finden soll. Die Röhre gemäß der Erfindung hat besondere Vorteile bei der Erzeugung von farbigen Fernsehbildern.

In den bekannten Kathodenstrahlröhren ist es üblich, in einem gewissen Abstand von einem Leuchtschirm eine Elektronenschleuder anzuordnen, von der ein Elektronenstrahl entlang einer im wesentlichen senkrecht zur Schirmebene verlaufenden Achse auf den Schirm gerichtet wird. Der Auftreffpunkt des Elektronenstrahles wird dadurch über den Bildschirm bewegt, daß der Strahl in zwei zum Leuchtschirm parallelen Richtungen und symmetrisch um eine Hauptachse abgelenkt wird, so daß derartige Röhren im allgemeinen konische Form haben, wobei der Schirm die Grundfläche des Konus bildet. Daraus folgt, daß die Röhre in Axialrichtung um so tiefer gemacht werden muß, je größer der benutzte Bildschirm ist, damit der Strahl nicht über einen zu großen Raumwinkel abgelenkt werden muß. Daraus folgt weiter, daß der Elektronenstrahl den Bildschirm nur in dessen Mitte senkrecht trifft, während er am Rand nicht in Richtung der Normalen einfällt, es sei denn, man krümmt den Bildschirm mit einem Krümmungsradius, der der Länge des zwischen dem Bildschirm und dem Ablenkpunkt liegenden Elektronenstrahlstückes entspricht. Dadurch wird eine gewisse Verzerrung ständig in Kauf genommen, und weitere Nachteile sind dadurch bedingt, daß der Bildschirm nicht eben ist.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, eine Reihe von den Kathodenstrahlröhren bekannter Art anhaftenden Nachteilen zu vermeiden; es wird eine Röhre vorgeschlagen, die eine verhältnismäßig geringe Tiefe hat. Die Erfindung bezweckt weiter, eine Kathodenstrahlröhre zu schaffen, die sich insbesondere zur Erzeugung farbiger Fernsehbilder eignet. Die Kathodenstrahlröhre gemäß der Erfindung hat einen ebenen Bildschirm.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist in einer Kathodenstrahlröhre ein im wesentlichen ebener Leuchtschirm und darüber hinaus eine Vorrichtung zur Erzeugung eines in einer zur Schirmebene parallelen Ebene gelegenen Elektronenstrahles vorgesehen; ferner enthält die Röhre eine Vorrichtung zum Ablenken des Strahles in einer Dimension seiner zur Ebene des erwähnten Schirmes parallelen Ebene und weiterhin eine Vorrichtung zum Ablenken eines. End-Stückes des erwähnten Strahles gegen den erwähnten Schirm und zum Aufprall auf diesen, und zwar in einer Stellung¹, die in der anderen Dimension der Ebene steuerbar ist.

Kathodenstrahlröhre,
insbesondere für Farbfernsehen

Anmelder:

National Research Development
Corporation, London

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Holzer, Patentanwalt,
Augsburg, Philippine-Welser-Str. 14

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 15. September 1952

Dennis Gabor, London,
ist als Erfinder genannt worden

Gemäß einer weiteren Besonderheit der Erfindung enthält eine Kathodenstrahlröhre an ihrem im wesentlichen ebenen Leuchtschirm eine ebene Elektrodenschar in Form von parallelen, voneinander isoliert angeordneten Linearleitern; fernerhin ist eine zweite Elektrodenschar, die ebenfalls aus parallelen, voneinander isoliert angeordneten Linearleitern besteht, in einer zur ersterwähnten Elektrodenischar parallelen und im Abstand davon gelegenen Ebene angeordnet, wobei die Leiter der zweiten Elektrodenschar mit den Leitern der ersten Elektrodenschar so verbunden sind, daß zusammengehörige Elektroden oder Elektrodengruppen gegeneinander versetzt liegen; außerdem enthält die erfindungsgemäße Elektronenröhre Mittel zur Erzeugung eines Elektronenstrahles, der sich in den zwischen den beiden Elektrodenscharen gelegenen Raum erstreckt, und zwar so, daß der Strahl senkrecht zu den erwähnten Elektrodenscharen verläuft und daß die Leiter der ersterwähnten Elektrodenschar — in Strahlrichtung gesehen ■— weiter außen liegen als die Leiter der zweiten Elektrodenschar, mit welchen die Leiter der ersten Elektrodenschar verbunden sind; erfindungsgemäß sind weiterhin Mittel vorgesehen, mit deren Hilfe der erwähnte Elektronenstrahl in einer zu dem erwähnten Leuchtschirm parallelen Ebene abgelenkt werden kann; schließlich sind-Mittel vorgesehen, mit deren Hilfe die Potentialverteilung¹ auf den Leitern der erwähnten Elektroden-' scharen so gesteuert wird, daß ein Endstück des erwähnten Elektronenstrahles in Richtung des Leuchtschirmes abgelenkt und zum Aufprall auf diesen ge-

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bracht wird, und zwar innerhalb eines gewünschten Bereiches, dessen Lage von einer Gruppe benachbarter Leiter bestimmt ist.

Aus dem vorstehend erwähnten Arbeitsprinzip gemäß der Erfindung folgt, daß die neue Röhre außerordentlich flach gehalten werden kann, da der Elektronenstrahl sich parallel zum Schirm und in dessen unmittelbarer Nähe bewegt. Die Elektronen werden also nicht in einer von vornherein senkrecht zum

tastschar einer nach dem anderen entladen werden, so daß der Strahl nach einer immer kürzer werdenden Elektronenflugstrecke gegen den Schirm geworfen wird. Das Entladen wird vorzugsweise nicht ruck-5 artig, sondern allmählich vorgenommen, so daß eine elektrische Feldwelle einer gewissen gewünschten Form mit einer gewissen konstanten Geschwindigkeit über die Abtastschar wegläuft; die Wellenform ist dabei so gewählt, daß der Strahl sowohl abgelenkt

Leuchtschirm liegenden Richtung auf diesen, züge- io als auch gleichzeitig auf den Bildschirm fokussiert schleudert, wie dies in allen bekannten Kathoden,- wird.

strahlröhren und Fernsehröhren der Fall ist. Ein Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfin-

weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen. Röhre ist, dung ist eine weitere, der ersten ähnliche Leiterschar daß das ablenkende und fokussierende elektrische Feld auch an der Oberfläche des Leuchtschirmes bzw. in wie eine zylindrische Elektronenlinse kurzer Brenn,- 15 deren unmittelbarer Nähe angeordnet. Die Leiter dieweite wirkt, wodurch die Elektronenbahnen in, un- ser zweiten Leiterschar sind einzeln oder in kleinen mittelbarer Nähe des Leuchtschirmes einen Kon- Gruppen mit den Leitern der ersterwähnten, Schar, vergenzwinkel haben, der um ein Mehrfaches größer also der Abtastschar, verbunden, so daß beide ist als der in bekannten Röhren. Dies läßt unter An- Scharen elektrisch eine Einheit bilden, welche im folwendung bekannter Gesetze der Elektronenoptik er- 20 genden als »Faltschar« bezeichnet wird. Dabei liegen kenneni, daß die spezifische Leuchtkraft des Auftreff- zusammengehörige Leiter einander, aber nicht auf punktes erhöht wird, weil unter Benutzung einer gleicher Höhe gegenüber, sondern sie sind so gegen-Elektronenschleuder vorgegebener Konstruktion und einander verschoben, daß ein am Leuchtschirm liegenbei einem ebenfalls vorgegebenen Schirmpotential ein der Leiter, in Strahlrichtung gesehen, vor dem zu ihm größerer Strom auf einem kleineren Schirmbereich 25 gehörigen Leiter der gegenüberliegenden Abtastschar konzentriert werden kann. Ein, weiterer Vorteil der liegt. Der Vorteil einer solchen Faltschar im VerRöhre gemäß der Erfindung ist, daß der große End- gleich mit der obenerwähnten einfachen Abtastschar konvergenzwinkel die Röhre in außerordentlich hohem besteht darin, daß die Konvergenzwinkel noch größer Maße für das Farbfernsehen geeignet macht. Es sind gemacht werden können und daß der Strahl als Gan-Farbfernsehröhren bekannt, bei welchen die verschie- 30 zes nahezu in Richtung der Normalen auf den Leuchtdenen Farbwerte dadurch erzeugt werden, daß man schirm auffällt.

den Auftreffwinkel eines Elektronenstrahles oder Die entladende Feldwelle wird bei einer bevor-

mehrerer Elektronenstrahlen verändert, wobei ein in zugten Ausführungsform der Erfindung mit Hilfe gewissem Abstand von einem Leuchtschirm mit ort- einer Speziairöhre erzeugt, welche im Vakuumraum lieh unterschiedlicher Farbreaktion angeordnetes 35 der Bildröhre selbst angeordnet ist und im folgenden Gitter oder Sieb dafür sorgt, daß ein in einer ge- als »Abtaströhre« bezeichnet wird. Es handelt sich wissen Richtung durch eine Öffnung dieses Gitters bei der Abtaströhre um eine zylindrische Elektronenoder Siebes durchtretender Elektronenstrahl auf einen röhre, die sich über die ganze Länge der Abtastschar Schirmbereich fällt, der auf den Strahl mit einer ganz erstreckt. Die Außenelektrode der Abtaströhre besteht bestimmten Farbe reagiert. Der große Konvergenz- 40 aus den Leitern der Abtastschar, welche in einer spewinkel der Elektronenbahnen in der neuen Röhre er- ziellen Parallelanordnung mit einer annähernd U-förmöglicht es, auf durchlöcherte Bauteile, die im Ab- migen zylindrischen Fläche die Außenelektrode bilden, stand und in peinlich genauer Lage zum Schirm Mit dieser Außenelektrode arbeiten eine gemeinsame bisher vorgesehen sein mußten, zu verzichten und er- Kathode mit wenigstens einer als Gitter wirkenden möglicht es, lediglich durch passende Ausformung der 45 Elektrode und wenigstens zwei Elektronensammel-Schirmoberfläche eine ganz bestimmte Farbreaktion elektroden zusammen, wobei sich alle diese Elektroden zu bewerkstelligen, wie weiter unten genauer erläutert über die ganze Länge der Abtaströhre erstrecken, An werden wird. dem, in Strahlrichtung gesehen, weiter abliegenden

Zur praktischen Verwirklichung der auf diesem Ende ist die Schar durch eine Platte begrenzt, die Arbeitsprinzip beruhenden, Erfindung werden, parallel 50 sich dauernd auf oder nahezu auf dem Potential der

Kathode der Elektronenschalter befindet, und am
nahen Ende ist die Schar durch eine weitere Platte
begrenzt, die sich dauernd auf maximalem positivem
Potential befindet.

Eine derartige Abtaströhre kann sowohl die
Rahmenabtastung als auch den Rücksprung besorgen.
In der Abtastphase entladen die von der gemeinsamen
Kathode emittierten Elektronen die Schar derart, daß
eine Potentialwelle der gewünschten Form mit kon-

zür Leuchtschirmoberfläche und dieser gegenüberliegend Linearleiter parallel zueinander so· angeordnet,
daß sie eine Leiterschar bilden, Die unter sich parallel laufenden Leiter liegen außerdem parallel zur
Richtung der Zeilenabtastung, sind voneinander iso- 55
liert und haben eine allen; Leitern gemeinsame kapazitive Rückplatte. Diese Vorrichtung wird im folgenden als »Abtastschar« bezeichnet. Wenn; diese Abtastschar auf ein dem Schirmpotential entsprechendes
maximales positives Potential aufgeladen ist, so be- 60 stanter Geschwindigkeit die Schar herunterläuft. Die findet sich zwischen ihr und dem Schirm kein elek- Geschwindigkeit ist dabei bestimmt durch die Kapatrisches Feld, so daß der Strahl ohne Ablenkung zwi- zität der Schar gegen die bereits erwähnte Rückplatte sehen Abtastschar und Leuchtschirm hindurchläuft. und durch den Elektronenstrom, der seinerseits Wenn jedoch ein Bereich der Abtastschar entladen wiederum durch die Röhrenkonstruktion gegeben ist wird, so' daß in diesem Bereich die Leiter ein der 65 und mit Hilfe des Gitterpotentials gesteuert werden Kathode der Elektronenschleuder entsprechendes kann. In der Rücksprungphase wird die ganze Schar Potential annehmen, so werden die Elektronen von. auf das maximale positive Potential aufgeladen, und dieser Zone abgestoßen und gegen den Leuchtschirm zwar dadurch, daß Sekundärelektronen aus den Leigeworfen. Infolgedessen kann die Rahmenabtastung tern der Schar ausgelöst werden, die dann von einer dadurch bewerkstelligt werden, daß die Leiter der Ab- 70 oder mehreren Sammelelektroden aufgefangen werden.

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Abgesehen von. der neuen Rahmenabtastung ähnelt die im einzelnen nicht gezeigt ist. Hier und in den

neue Röhre den bekannten Ferns eh röhren. übrigen Zeichnungen ist der Elektronenstrahl E so

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen er- dargestellt, als ob er astigmatisch wäre und seinen

läutert; in den Zeichnungen zeigt Brennpunkt bei Punkt P in der Ebene der Fig. 1

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Kathodenstrahl- 5 hätte, während der Elektronenstrahl in der Ebene der

röhre gemäß der Erfindung nach einer ersten Bauart, Fig. 2 auf Unendlich fokussiert ist. In dieser Ebene

Fig. 2 einen Längsschnitt durch Fig. 1, wird der Strahl nur durch ein örtliches Ablenkfeld

Fig. 3 einen Querschnitt durch Fig. 1, fokussiert. Diese Darstellungsweise wurde in der

Fig. 4 eine Vorderansicht eines weiteren Röhren- Hauptsache der Einfachheit und der Klarheit halber typs gemäß der Erfindung, bei welchem die Raum- io gewählt. Wenn auch eine astigmatische Elektronenbeanspruchung auf ein Minimum reduziert ist, quelle vorteilhaft sein kann, so ist sie doch für die

Fig. 5 einen Längsschnitt durch Fig. 4, Erfindung nicht notwendig. Es wird später gezeigt

Fig. 6 eine Rückansicht dieses Röhrentyps, werden, daß es unerheblich ist, wo der Strahl in der

Fig. 7 einen Querschnitt durch Fig. 6, Ebene der Fig. 2 rechtwinklig zum Schirm fokus-

Fig. 8 einen Schnitt durch eine Elektroden schar 15 siert ist.

gemäß der Erfindung, Die Zeilenabtastung, also die Abtastung parallel

Fig. 9 ein Diagramm mit der Potentialverteilung zum Leuchtschirm in der Ebene der Fig. 1, wird mit

über die Leiter in Fig. 8 zu einem bestimmten Zeit- Hilfe magnetischer Ablenkspulen 10 bewerkstelligt,

punkt, Vor und hinter dieser Ablenkzone sind zwei Paare

Fig. 10 einen Schnitt durch eine Faltelektroden- 20 von Ablenkelektroden 11 und 12 vorgesehen, die eben-

schar, falls durch magnetische Ablenker ersetzt werden

Fig. 11 eine Abwicklung der Faltelektrodenschar können. Diese Elektrodenpaare arbeiten gegenein-

aus Fig. 10, ander, so daß der Strahl parallel zu sich selbst ver-

Fig. 12 die Äquipotentiallinien und Elektronen- rückt wird; dadurch wird die Farbsteuerung ermögbahnen im Feld einer Faltschar nach Fig. 10 (diese 25 licht, welche später an Hand der Fig. 12 näher erFigur erläutert gleichzeitig da.s Prinzip der Färb- läutert werden wird, steuerung), Da der Strahl eine beachtliche Strecke in dem ver-

Fig. 13 bis 15 zwei Arbeitsstufen bei der Her- hältnismäßig schmalen Raum zwischen 2 und 3 durchstellung einer vorzugsweise angewendeten. Abtast- laufen muß, ist es wichtig, magnetische Streufeldelektrodenschar, 30 komponenten rechtwinklig zur Ebene der Fig. 2 zu

Fig. 16 eine perspektivische Ansicht eines Teils der unterdrücken. Die magnetische Abschirmung kann wie

Außenelektrode der Abtaströhre, üblich durch einen außerhalb der Röhre gelegenen

Fig. 17 einen, Schnitt durch diese Röhre, Schirm besorgt sein; man kann auch die Rückplatte 4

Fig. 18 bis 20 die Wirkungsweise der Abtaströhre aus einem Material mit hoher magnetischer Permein drei Phasen; diese Schnittfiguren enthalten die 35 abilität fertigen. Elektronenbahnen, Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung

Fig. 21 einen Schnitt durch eine Ausführungsform ist in. den Fig. 4 bis 7 dargestellt. Das Vakuum-

des- Farbschirmes gemäß der Erfindung, gehäuse 1 hat hier die Form eines flachen, etwa qua-

Fig. 22 bis 24 drei Arbeitsstufen bei der Her- dratischen Kastens, der etwas größer als das Fernstellung eines Farbschirmes nach Fig. 21, 4° sehbild selbst ist. Die große Raumerparnis wird durch

Fig. 25 und 26 zwei weitere Ausführungsformen einen Elektronenspiegel neuer Bauart mit den Bau-

vora Farbschirmen, teilen 13, 14 und 15 ermöglicht. Dieser Spiegel ist in

Fig. 27 und 28 zwei Arbeitsstufen bei der Her- Fig. 33 näher erläutert. 13 sind zu beiden Seiten

stellung einer weiteren Ausführungsform eines Färb- Hegende zylindrische Elektroden, 14 ist eine ebenfalls

Schirmes, 45 zylindrische, in der Symmetrieebene gelegene Elek-

Fig. 29 bis 32 drei Schnitte und eine Vorderansicht trode. Diese Elektroden stehen mit einem positiven

einer bevorzugten Ausführungsform eines Färb- Potential in Verbindung, vorzugsweise mit dem höch-

schirmes, sten in, der Röhre vorhandenen positiven Potential,

Fig. 33 einen Schnitt durch einen neuen Elektronen- das mit V_m bezeichnet werden soll. Diese Elektroden

spiegel, wie er erfindungsgemäß in dem in Fig. 4 bis 7 50 arbeiten mit der hohlen zylindrischen Elektrode 15

dargestellten Röhrentyp Verwendung findet. zusammen, die etwa auf Kathodenpotential gehalten

In. Fig. 1 besteht ein Vakuumgehäuse 1, das unge- ist. Die Elektroden sind so konstruiert, daß das elekfähr die Form eines Handspiegels hat, wenigstens an irische Feld zwischen ihnen einen parallelen Elekder Blickseite aus Glas, während die anderen Teile tronenstrahl in der Symmetrieebene fokussiert und des Gehäuses entweder aus Glas oder aus Metall be- 55 daß der weiterlaufende Strahl wiederum in sich parstehen. 2 ist der Leuchtschirm. Dem Schirm 2 gegen- alIeI ist. Wie späterhin gezeigt werden, wird, beeinüber ist in einer verhältnismäßig kurzen, Entfernung flußt der Spiegel den Konvergenz- oder Divergenzvom Schirm eine Abtastschar 3 vorgesehen, deren winkel nicht, wenn der Strahl nicht parallel, sondern Einzelheiten in den Fig. 8, 10, 11 und 13 bis 15 dar- konvergent oder divergent verläuft, gestellt sind. Hinter der Abtastschar ist eine diese 60 Bei dieser Ausführungsform ist die Elektronenwenigstens zum Teil überdeckende Metallplatte 4 vor- quelle und das Ablenksystem hinter der Abtastschar 3 gesehen, die die gemeinsame kapazitive Rückwand und der Rückplatte 4 angeordnet. Die zur Farbsteueder Abtastschar darstellt. Eine Schleife 5 verbindet rung dienenden Ablenker 11 und 12 liegen wie vorher, die Abtastschar mit dem Leuchtschirm, der genauer aber die Zeilenabtastung wird vorzugsweise mit Hilfe in den Fig. 10 und 11 dargestellt ist. Die Abtastschar 65 eines elektrostatischen Ablenkplattenpaares 16 begreift hinter die Rückplatte 4, und eine Schleife 6 werkstelligt. Es ist bekannt, daß die elektrostatische bildet die Außenelektrode der Abtaströhre, deren Ablenkung für große Abtastwinkel ungünstig ist; die Gitter 7 und Sammelelektrode 8 ebenfalls gezeigt sind. erfindungsgemäße Konstruktion verringert jedoch die-Der Elektronenstrahl E wird von der Elektronen- sen Winkel auf geringe Werte, z. B. 19° im da,rgequelle 9 erzeugt, die von üblicher Konstruktion und 70 stellten Beispiel. Wie in den Fig. 4 und 6 gezeigt,

wirkt der Elektronenspiegel so, als ob der Elektronenstrahl optisch an einer außerhalb der Vorrichtung liegenden Linie M-M reflektiert würde. Daher müssen die Ablenker 16 so bemessen sein, daß sie das Spiegelbild des Leuchtschirmes relativ zu der genannten Linie M-M zu überstreichen gestatten, wie in Fig. 6 dargestellt. Wie in den in Fig. 1 bis 3 dargestellten. Ausführungsbeispielen muß die Abtastung einer Trapezkorrektion unterworfen werden, ebenso' wie

die gemeinsame kapazitive Rückwand der Abtastschar bildet.

Fig. 9 ist ein Diagramm der Potentialwelle V, die als Funktion der senkrecht zu den Schardrähten Hegenden Koordinate ζ dargestellt ist. Genau genommen handelt es sich bei der Kurve um einen Treppenzug; wenn jedoch die Schardrähte genügend: dünn sind und genügend dicht beieinander angeordnet sind, so kann V in nicht zu geringer Entfernung von der

eine entsprechende Korrektion für den Fokus wenig- io Scharebene als stetige Funktion von ζ betrachtet werstens in der Ebene der Fig. 4 und 6 vorzunehmen ist, den, Im Prinzip ist es gleichgültig, in welcher Richwie es an sich beim Betrieb von Kathodenstrahl- tung die Welle läuft; vorzugsweise läßt man sie röhren mit gegen die Röhrenachse geneigtem Schirm jedoch mit einer Geschwindigkeit u gegen den Strahl bekannt ist. Andererseits ist die unter dem Namen, anlaufen. In diesem Fall braucht der Strahl nämlich »Keystone«-Korrektion bekannte Korrektion nicht 15 erstens nur ein vollkommen feldfreies Gebiet zu erforderlich, da die Zeile, auf welcher der Elektronen- durchlaufen, das nicht von den Ladungsrückständen

der bereits gezeichneten Bildteile beeinflußt ist, und es ist außerdem zweitens einfacher, die Abtaströhre so zu betreiben, daß sie die Schar während der Abtastung entlädt und sie während des Rücksprunges auf ein positives Niveau auflädt. Angenommen also, die Elektronen bewegen sich —■ wie in allen Zeichnungen — von unten nach oben, so bewegt sich die Welle V mit einer Geschwindigkeit u vorzugsweise

System in sich durch passend angebrachte Stifte, Stre- 25 nach unten, wobei u die Geschwindigkeit der Rahmenben und Abstandskörper, wie sie bei der Röhrenher- abtastung ist. Unterhalb des Wellenbereiches hat das

Potential seinen maximalen positiven Wert V_m, oberhalb des Wellenbereiches dagegen ein Potential, das mit O bezeichnet ist und genau oder annähernd dem zwei schüsseiförmigen Hälften, die, wie Fig. 5 und 7 30 Kathodenpotential entspricht. Die Welle selbst hat zeigen, in der Symmetrieebene S-S getrennt sind, ge- etwa die in Fig. 9 gezeigte Form, von der im Zusammenhang mit Fig. 12 unten nochmals die Rede sein wird.

Konstruiert man die Elektronenbahn in. einer An-

strahl den Schirm trifft, im wesentlichen von dem Ablenkfeld bestimmt ist, welches geradlinig ist. Eine geringere Korrektion für die Zeilenkrümmung wird später behandelt.

Diese Röhrenbauart läßt sich außerordentlich einfach herstellen, da das ganze aus Leuchtschirm, Abtastschar, Rückplatte, Elektronenschleuder und Ablenkern, sowie dem Elektronenspiegel bestehende

stellung allgemein bekannt sind, gegeneinander gehaltert werden kann, so daß die Teile eine strukturelle Einheit bilden. Das Gehäuse 1 wird vorzugsweise aus

fertigt, und das vorerwähnte Elektrodensystem wird zwischen diese beiden Hälften eingeschlossen, wobei das. System vorzugsweise durch zwischen den beiden

Hälften vorspringende, in vorgefertigten Nuten 35 Ordnung nach Fig. 8, so stellt man fest, daß die Elek-

sitzende Stege getragen wird. Die Elektrodenzuleitungen liegen vorzugsweise ebenfalls in der Naht. Die Fertigung kann außerordentlich genau sein, da das System schablonenmäßig zusammengesetzt werden.

tronen unter einem verhältnismäßig kleinen Einfallswinkel auf den Schirm auftreiben — wenn nicht der Abstand zwischen Schirm und Abtastschar sehr klein und gleichzeitig der Gradient von V sehr groß ist.

kann und die Lage der einzelnen. Teile zueinander 40 Diese Verhältnisse genügen für das Schwarzweißdurch die sich anschließenden Glasschmelzarbeiten fernsehen, aber beim Farbfernsehen sind steilere Auftreffwinkel wünschenswert. Diese werden mit Hilfe einer Doppelschar oder Faltschar erzielt, wie sie be-

nicht gestört wird. Die kritischsten Justierungen sind diejenigen, welche die Parallellage des Strahles und des Leuchtschirmes betreffen. Diese Justierungen kön-

reits in den Fig. 1 bis 7 dargestellt und im einzelnen

nen jedoch vorgenommen werden, nachdem die Röhre 45 in Fig. 10 gezeigt ist. In dem Ausführungsbeispiel

fertiggestellt ist. Wenn die Ebene, in der sich der Strahl bewegt, gegenüber dem Schirm um eine horizontale Achse geneigt ist, so brauchen nur die Vorspannungen der Ablenker 11 und 12 leicht geändert

nach Fig. 10 bestehen die Leiter der Abtastschar 3 aus leitenden Streifen auf einem Isolierblatt 19, das vorzugsweise so dünn ist, daß es in einer Schleife 5, die bereits in den Fig. 3 bis 7 erkennbar ist, umgebogen

zu werden. Wenn diese Ebene um eine senkrechte 50 werden kann. Eine Abwicklung dieses Isolierblattes Achse verdreht ist, z. B. durch ungenaue Lage der 19 mit leitenden Streifen 3 zeigt Fig. 11. Um von der

Fig. 11 ausgehend die Faltschar zu bilden, muß man diese um die Linien A-A und A'-A' herumfalten. Die leitenden Streifen kann man z. B. dadurch erzeugen.

Ablenker 16, so kann diese Verdrehung durch ein
schwaches, senkrechtes magnetisches Feld kompensiert werden, wie es von einigen, etwa in Höhe der
Elektroden 13 um die Röhre gelegten stromführenden 55 daß man Glimmerfolie mit einer leitenden Paste be-Drahtwindungen erzeugt wird. druckt und galvanoplastisch verdickt. Der links der

Die Fig. 1 bis 7 zeigen nur die generelle Anordnung der Hauptbauteile der neuen Röhre zueinander.

Der Maßstab dieser Zeichnung erlaubt es nicht, dieAb-

Linie A-A gelegene Teil bildet den Leuchtschirm. Lumineszierendes Pulver 17 kann zwischen die leitenden Streifen eingelagert werden; es stört jedoch nicht,

tastscharen und die anderen neuen Bauteile in ihren Ein- 60 wenn auch die Leiterstreifen selbst mit dem Pulver

zelheiten darzustellen. Hierzu dienen die Fig. 8 bis 33. bedeckt sind. Fig. 8 ist ein Querschnitt durch den Leuchtschirm

und die Abtastschar in der einfachsten Form. 2 ist der Leuchtschirm mit seinem fluoreszierenden Über-

Eine wesentliche Besonderheit der Erfindung besteht nun darin, daß einander gegenüberliege: :de Leiterstreifen elektrisch gegeneinander gestaffelt sind, zug 17, der in wohlbekannter Weise mit einer dünnen 65 wie durch die Strecke 5" in Fig. 10 angedeutet; ein Schicht 18 von Aluminium od. dgl. überzogen ist. Die Leiterstreifen am Schirm liegt also —- in Strahlrich-Abtastschar3 ist in diesem Fall aus einer Reihe von. tung gesehen — weiter weg als der zugehörige runden Metalldrähten gebildet, die jeweils zum Teil leitende Streifen auf der rechten Seite der Fig. 10. in eine Isolierplatte 19 eingebettet sind; hinter der Diese Staffelung wird am besten durch den in Fig. 10 Isolierplatte ist eine Metallplatte 4 angeordnet, welche 70 eingezeichneten Winkel β veranschaulicht.

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Wie Fig. 11 zeigt, wird die Schär oben von einer gegebener Elektronenstromstärke die Schirmleuchtleitenden Fläche oder Platte 20 begrenzt, die dauernd stärke geringer ist als in den bekannten Röhren. In auf einem Potential gehalten wird, das genau oder an?- der neuen Röhre kann aber die Elektronenstromstärke nähernd dem der Kathode der Elektronenschleuder derart erhöht werden, ■ daß dieser Verlust mehr als entspricht. Diese Elektrode dient dazu, die Entlade- 5 ausgeglichen wird. Es ist bekannt, daß der Grenzwert welle zu starten. In entsprechender Weise ist die für die Leuchtstärke in Kathodenstrahlröhren; durch Schar unten und¹ auf der gegenüberliegenden Seite die maximale Stromdichte im Leuchtfleck gegeben ist, von einer leitenden Oberfläche oder Platte ähnlicher die ihrerseits wieder von der Stromdichte an der Form begrenzt, die dauernd auf maximalem posi- Kathode der Elektronenschleuder vorgegeben ist; die tivem Potential gehalten wird. Diese Elektrode, die in io Leuchtstärke ist fernerhin abhängig vom Schirm-Fig. 11 nicht gezeigt ist, stoppt die Entladewelle, potential und vom Konvergenzwinkel am Schirm. Bei wenn sie die Leiterkolonne durchlaufen hat. einem vorgegebenen Kathodentyp ist die erwähnte

Das Arbeitsprinzip einer solchen Faltschar ist in Stromdichte proportional dem Produkt aus dem Fig. 12 dargestellt. Fig. 12 zeigt das elektrische Feld Schirmpotential und den beiden rechtwinklig zuein- und die Elektronenbahnen in einer der Fig. 10 ent- 15 anderliegenden Konvergenzwinkeln im Elektronensprechenden Ebene. Das elektrische Feld ist vollkom- strahl. Bei der neuen Röhre kann der in einer rechtmen festgelegt durch die Potentialverteilung V{z) an winklig zur Ebene der Fig. 12 liegenden Ebene geeiner der beiden Seiten der Faltschar sowie durch den legene Konvergenzwinkel als den in den bekannten Winkel ß. Auf der gegenüberliegenden Seite wieder- Röhren auftretenden Konvergenzwinkeln gleich anholt sich V(z), jedoch in einer um den Abstand 20 gesehen werden; in der Zeichenebene der Fig. 12 s= d tang β verschobenen Verteilung; in der Formel jedoch kann dieser Winkel wenigstens das Zehnfache bedeutet d die Spaltbreite zwischen den beiden Seiten. betragen. Dies bedeutet, daß bei vorgegebenem V_m der Das Feld muß die Eigenschaft haben, daß ein mög- Strahlstrom in solchem Verhältnis erhöht werden liehst breiter Elektronenstrahl auf einen kleinen Fleck kann, daß eine Leuchtstärke erzielt wird, die die fokussiert wird. Es wurde gefunden, daß der beste 25 Leuchtstärke in gewöhnlichen Röhren um ein Mehr-Feldverlauf dann vorliegt, wenn β zwischen 45 und faches übertrifft, und zwar selbst dann, wenn der 55° liegt. Das in Fig. 12 dargestellte Beispiel ent- Spannungswirkungsgrad kleiner als 50% ist. spricht einem Wert von β = 50°. Außerdem muß auch. Dieser Vorteil ist dadurch bedingt, daß das ab-

die Funktion V{s) passend definiert sein. Ein gün- lenkende Feld als Elektronenlinse geringer Brennstiger Feldverlauf ist in Fig. 12 mit Hilfe der Äqui- 30 weite wirkt, wobei die Brennweite in der Größenpotentiallinien dargestellt. Diese sind in Bruchteilen Ordnung von d liegt. Eine obere Grenze für d ergibt der maximalen positiven Spannung V_m beziffert, wie sich daraus, daß die Leuchtfleckbreite, die im angegez. B. V/V_m = 0, .1, .2,... .9, 1.0. Es wurde weiter benen Beispiel d/20 betrug, kleiner als eine Zeilengefunden, daß diejenigen Felder die besten fokussie- breite sein, muß. Bei 500 Zeilen bedeutet dies, daß d renden Eigenschaften haben, welche die in dem. Bei- 35 kleiner sein muß als ein Fünfundzwanzigstel der spiel nach Fig. 12 aufgezeigten Eigenschaften, be- Bildhöhe. Eine untere Grenze ist durch die Strahlsitzen. Der maximale Gradient dV/dz muß ungefähr dicke und durch, den Faktor Herstellungsgenauigkeit gleich V_nJd sein. Will man beste Resultate erzielen, gegeben.

so darf darüber hinaus die Welle, bezogen, auf die Es wird nunmehr auch verständlich, warum der

mittlere Spannung V_ml2, nicht symmetrisch sein, son- 40 Strahl in seiner rechtwinklig zum Schirm gelegenen dern sie muß an der Seite des tiefen Potentials Ebene nicht unbedingt parallelisiert werden muß. Wie flacher abfallen. Mit anderen Worten: der Wende- gezeigt, wirkt das örtliche Ablenkfeld wie eine Linse punkt soll nicht bei V_m/2, sondern, muß unterhalb mit einer Brennweite von meistens etwa ein Fünfdieses Wertes liegen. Wenn, die vorstehenden Bedin- undzwanzigstel der Schirmhöhe. Andererseits wirkt gungen erfüllt sind, kommt es auf die genaue Form 45 die Linse der Elektronenschleuder, selbst wenn sie der V(ß)-Kurve nicht so sehr an. Insbesondere ist es den Strahl auf den ihr zugewandten Rand des Schirgleichgültig, ob V exakt auf Null oder auf ein etwas mes fokussiert, wie eine Linse, deren Brennweite über dem Niveau der Elektronenschleuder liegendes wenigstens das Doppelte der Schirmhöhe beträgt, Potential abfällt, weil die Elektronen in das obere wenn man einen Vergleich zu den Verhältnissen zieht, Gebiet des abzulenkenden Feldes gar nicht eintreten. 50 die vorliegen, wenn die Schleuderlinse den Strahl im

Wie Fig. 12 zeigt, ist es mit einem passenden Feld Unendlichen fokussiert. Unter Anwendung der möglich, einen Strahl, der etwas breiter ist als d/2, Linsengesetze folgt daraus·, daß selbst dann, wenn die auf einen Bereich von nur d/20 Breite zu fokussieren, Elektronenschleuder auf . eine Minimalentfernung und zwar mit einem Einfallswinkel von 5 bis zu 50° fokussiert, der Endfokus nur um etwa, ein Fünfzigstel gegen die Normale. Der Fokus liegt bei etwa 55 oder 2% der kürzeren, in der Größenordnung· von: d VIV_1n = 0,7; dies bedeutet, daß die Elektronen, auf gelegenen Brennweite verschoben wird; die Verschiedem Schirm mit nur 70% der Energie ankommen, die bung beträgt mit anderen Worten nur etwa rf/50, und sie hätten, wenn sie von der maximalen in der Röhre eine solche Verschiebung kann vollkommen vernachzur Verfügung stehenden positiven. Spannung V_1n be- lässigt werden. Es ist also nicht notwendig, den Elekschleunigt worden wären. Dieses Verhältnis VIV_m sei 60 tronenstrahl in seiner rechtwinklig zum Schirm gemit »Spannungswirkungsgrad« bezeichnet. Verringert legenen Ebene zu parallelisieren, wenn auch in allen man den Spannungswirkungsgrad noch etwas, so kann Zeichnungen der Strahl in dieser Ebene der Einfachman eine noch bessere Fokussierung und eine der heit halber als Parallelbündel dargestellt ist. Es ist Normalen noch näher kommende Inzidenz erzielen. sogar vorteilhaft, in dieser Ebene auf einen Punkt in Mit /? = 45° kann der Leuchtfleck auf i/50 gebracht 65 Nähe des Leuchtfleckes oder auf den Leuchtfleck werden, wobei Einfallswinkel von 5 bis 45° auftreten; selbst zu fokussieren, da dann die Spaltbreite d durch dies geschieht auf Kosten des Spannungswirkungs- den Strahl am besten ausgenutzt wird. grades, der dabei von 70 auf 58% abfällt. In Fig. 12 ist der Fall dargestellt, in welchem der

■ Ein Spannungswirkungsgrad von weniger als Strahl rechtwinklig zu der erwähnten Leiterschar ver-100% bedeutet, daß bei gegebener Spannung V_m und 70 läuft, d. h., dieser Strahl hat in der Zeilenrichtung die

Ablenkung Null. Wenn nun ein Elektron, in Zeilenrichtung um den Winkel α abgelenkt ist, so hat seine Energie in der Zeichenebene nur den Wert V_7n cos² a, so daß dieses Elektron etwas früher abgelenkt wird als ein unter dem Winkel α =Null laufendes Elektron. Dies bedingt, daß solche seitlich abgelenkten Strahlen zwar immer noch gut fokussiert sind, aber etwas früher auf den, Schirm auftreffen. Legt man das Beispiel der Fig. 4 bis 7 zugrunde, in welchem der größte

gung darstellt. Angenommen, das Metallband 3 sei der Schuß, während die Kette zu einem Teil aus Glasfaserband oder Glasfaserfäden 21 und zum anderen aus Streifen 22 aus z. B. Baumwolle, Nitrozellulose, 5 Kunstseide od. dgl. besteht. Diese Stoffe lassen sich alle leicht zerstören, und zwar mit Hilfe von Mitteln, welche weder das Metall noch die Glasfasern angreifen. Baumwolle kann verbrannt, Nitrozellulose explosionsartig zersetzt und Kunstseide od. dgl. mit einem

Wert von α 19° war, so beträgt der kleinste Wert von io passenden Lösungsmittel aufgelöst werden. Die Strei-

cos² α = 0,895; mit diesem Wert ergibt sich, daß der fen 22 dienen nur dazu, die gegenseitige Lage der

Fokus für die am stärksten abgelenkten Elektronen nicht zerstörbaren Kett- und Schußfäden sauber zu

um etwa d/lO unter dem in Fig. 12 gezeigten, Fokus fixieren. Sie werden also später zerstört, und zwar

liegt. Da die Zeilenbreite etwa d/20 beträgt, ergibt vorzugsweise, nachdem die Leiterschar in ihre endsich, daß in den beiden unteren Ecken der Fig. 4 die 15 gültige Lage gebracht worden ist. Das dann noch

Zeilen um etwa zwei Zeilenbreiten nach unten ge- übrigbleibende Gewebe zeigt im Schnitt Fig. 14 und,

krümmt sind. In den oberen Ecken beträgt die Abwei- in Vorderansicht, Fig. 15. Es sind nur so viele Glas-

chung weniger als eine Zeilenbreite. Diese Verzerrun- streifen 21 übriggelassen, daß die Metallbänder 3

gen können an, und für sich vernachlässigt werden, sicher gehaltert sind, ohne daß ein zu großer Bereich

sie können jedoch, wenn gewünscht, dadurch kompen- 20 ihrer Oberfläche verdeckt ist. Dieses Gewebe kann

siert werden, daß man die Leiter in der Faltschar nun frei in einem Rahmen befestigt oder z. B. mit

oder auch nur die Leiter in der Abtastschar um den,- Hilfe von Emailglas oder Glaskleber in eine iso-

selben Betrag nach oben krümmt. lierende Oberfläche eingebettet werden.

Die Fig. 12 veranschaulicht auch das Prinzip des Wenn, die Leiterschar in ihrer endgültigen Anord-Farbfernsehens gemäß der Erfindung. Die Elektronen- 25 nung mit einem Isolator hinterlegt sein muß, so könbahnen sind in dieser Figur zu drei dünneren, durch nen alle die nichtmetallischen Kettfäden, zerstört Spalte voneinander getrennten Elektronenstrahlen werden. In diesem Fall ist es vorteilhaft, zwei Sorten zusammengefaßt, die mit R, G und B bezeichnet sind. von Kettfäden zu verwenden, welche von verschiede-Die Unterscheidung bedeutet: R = rot, G = grün, nen Mitteln zerstört werden. Als Beispiel sei ange- B = blau. Der Einfallswinkel des Strahles R gegen die 30 nommen, ein Teil der Fäden besteht aus Acetat-Normale beträgt etwa 45°, der des Strahles G etwa cellulose, der Rest aus Baumwolle. Das Gewebe wird 25° und der des Strahles B etwa 10°. Daraus folgt, dann in seiner endgültigen Form in einem Rahmen daß man den Einfallswinkel in einem verhältnismäßig befestigt, und die Acetatcellulosefäden werden in großen Bereich dadurch verändern kann, daß man den einem Lösungsmittel, welches Baumwolle nicht an-Strahl seitlich verschiebt. Wie oben erläutert, ist es 35 greift, aufgelöst. Im Anschluß daran wird der Rahnicht unbedingt notwendig, den ganzen Strahl parallel men gegen die isolierende Hinterlegung gepreßt, die zu sich selbst zu verschieben, sondern es genügt, den- mit einem Klebmittel, wie Natriumsilikat, überzogen jemigen¹ Punkt zu verschieben, an welchem der Strahl ist. Schließlich wird die Baumwolle durch irgendein die örtliche Ablenkzone trifft. Die Verschiebung von oxydierendes Mittel zerstört, so daß nur die in der einer Gruppe zur benachbarten Strahlgruppe in der 40 isolierenden Grundschicht haftenden. Metallstreifen Fig. 12 beträgt J/5; dies entspricht im obenerwähnten übrigbleiben. Ein Beispiel für die Aufbringung des Beispiel fünf Zeilenbreiten. Es ist also keine über- Gewebes auf die Oberfläche des Leuchtschirmes wird große Genauigkeit erforderlich. Auch ist zur Färb- weiter unten, erwähnt.

steuerung natürlich, nur eines der beiden Ablenkpaare Der Hauptvorteil der vorbeschriebenen Leiterschar

11., 12 erforderlich, obwohl es vorteilhaft sein kann, 45 ist, daß man das Gewebe leicht in die Form bringen

zwei Ablenkpaare zu verwenden, um Herstellungs- kann, die die Leiterschar gemäß der Erfindung haben

fehler ausgleichen zu können, und damit man unab- soll. Wenn z. B. die in Fig. 10 gezeigte Leiterschar

hängig von der jeweils abgetasteten Zeile immer mit verwirklicht werden soll, so werden die Glasplatte 2

ein und demselben Farbwechselsignal arbeiten, kann. und die Isolatorplatte 19 so nebeneinandergelegt, daß

Die Umsetzung der Auftreffwinkel in bestimmte 5° sie um die Strecke s gegeneinander verschoben sind

Farbwerte wird weiter unten im Zusammenhang mit und ein passender Spalt zwischen ihnen bleibt. Das

den Fig. 21 bis 32 erläutert. Gewebe wird dann gerade auf beide Platten gelegt und

Die Abtastschar kann· im Prinzip verhältnismäßig an ihnen angeklebt. Bringt man dann beide Platten grob gehalten sein; die Schar auf der Schirmseite auf gleiche Höhe, so ergibt sich das Bild der Fig. 10. muß jedoch so fein, sein, daß sie vom menschlichen 55 Es kann vorteilhaft sein, in der Schleife 5 eine ausAuge bei normalem Blickabstand nicht aufgelöst wird, reichende Anzahl nicht zerstörbarer Glasfasern vor-Im Prinzip ist es möglich, die zu beiden. Seiten des zusehen, während in allen den Teilen des Gewebes, die Spaltes liegenden Leiter nicht einzeln, sondern letztlich an den festen isolierenden Platten liegen, gruppenweise miteinander zu verbinden. \⁷orzugs- alle Fäden aus zerstörbarem Material bestehen weise werden jedoch derartige Verbindungen über- 60 können.

haupt vermieden, und es wird auf beiden Seiten, eine In den Fig. 16 bis 20 ist die Abtaströhre und ihre

durchgehende Leiterschar verwendet. In Fig. 13 bis 15 Wirkungsweise erläutert. Aufgabe dieser Abtaströhre

ist eine bevorzugte Ausführungsform einer Leiter- ist es, die Spannungswelle gewünschter Form zu er-

schar gemäß der Erfindung dargestellt. Wenigstens zeugen, die über die Abtastschar läuft, und zwar mit

zu Beginn der Fertigung einer solchen, Leiterschar 65 der Geschwindigkeit der Rahmenabtastung. Fig. 16 ist

wird von einem Gewebe Gebrauch gemacht, dessen eine perspektivische Ansicht der Außenelektrode 6

Kette metallisch ist, während der Schuß wenigstens dieser Abtaströhre, deren Umriß auch in den Fig. 3

teilweise aus leicht zerstörbaren, isolierenden Fäden und 7 gezeigt ist. Der Einfachheit halber sind nur die

besteht oder umgekehrt. Fig. 13 zeigt ein Beispiel, Leiter gezeigt, während die isolierende Hinterlegung

wo ein solches Gewebe den Ausgangspunkt der Ferti- 70 und die Halterungsf äden fortgelassen sind. Die Leiter 3

sind auf einer zylindrischen Oberfläche angeordnet, deren Grundlinie ungefähr die Form eines U hat; an der offenen Seite ist eine Verengung erkennbar. Im Vordergrund der perspektivischen Fig. 16 verlaufen die von der Abtastschar kommenden Leiter bis zur senkrechten Linie / horizontal; von da an verlaufen sie zunächst schräg aufwärts, um an der Linie / wieder zur Horizontalen umzubiegen. Die Leiter verlaufen weiter horizontal und in einer Schleife bis zur Linie K, wo sie wieder schräg nach oben umbiegen, um von der Linie L bis zur Linie M wieder horizontal zu verlaufen. Von der Linie M aus neigen sich die Leiter nach unten bis zur Endlinie JV, wo sie jeweils auf einem Niveau enden, das unterhalb des zur Linie K gehörigen Niveaus liegt.

Zur praktischen Verwirklichung dieses Leiterverlaufs kann man leitende Linien auf einen biegsamen Isolator, wie z. B. Glimmer, aufdrucken und diesen Isolator entsprechend der Linie 6 in Fig. 16 zurechtbiegen. Vorzugsweise wird jedoch ein Gewebe der Art ao verwendet, wie es in Fig. 13 dargestellt ist; in diesem Fall werden auf dem Gewebe isolierende Leisten dort befestigt, wo in der Zeichnung die Linien I, J, K, L, M und N liegen. Das Ganze wird dann nach Maßgabe der Fig. 16 durch Verschiebung der Leisten parallel zu ihrer Längsrichtung zurechtgebogen, bis die gewünschte Form vorliegt. Anschließend werden die überflüssigen Fäden zerstört.

Fig. 17 ist ein Schnitt durch eine solche Abtaströhre entlang den Linien/,K aus Fig. 16; die Fig. 17 zeigt eine Elektrodenanordnung der Abtaströhre. Diese Anordnung besteht aus einer zylindrischen Elektrode 7, die im folgenden kurz »Gitter« genannt wird und welche die langgestreckte heiße Kathode 23 mit Heizdraht 24 enthält, und zwar hinter der geschlitzten Trennwand 25. Horizontalschnitte durch die Abtaströhre sind in den Fig. 18 bis 20 gezeigt. Diese Figuren lassen, außer der bereits in den Fig. 3 und 7 dargestellten Kollektorelektrode 8, Stangen 26 erkennen, welche während der Rücksprungphase als Kollektoren dienen. Die erwähnten Figuren zeigen darüber hinaus schematisch die Wirkungsweise der Abtaströhre.

Fig. 18 zeigt die Verhältnisse im Ruhebereich der Abtaströhre, und zwar unterhalb der Ablenkzone und während der Abtastphase. Hier haben alle Leiter das maximale positive Potential V_m, so daß zwischen einander gegenüberliegenden Leitern kein elektrisches Feld besteht. Während dieser Phase ist die Kathode 23 auf dem Potential, welches die Kathode der Elektronenschleuder der Hauptröhre hat (bzw. etwa auf 5o> diesem Potential), und die Elektroden 7 und 26 befinden sich ebenfalls genau oder angenähert auf diesem Potential. Das Gitter 7 und die Trennwand 25 sind so konstruiert, daß ein nahezu paralleler Elektronenstrahl in den auf dem Potential V_m befindlichen Außenraum geschickt wird. Dieser Strahl wird vollkommen von der Elektrode 8 aufgefangen, die vorzugsweise auf einem positiven Potential gehalten wird, das ausreicht, um alle Elektronen zu sammeln, so daß überflüssige Wärmeverluste vermieden werden. ^e°

Ein weiterer Ruhebereich befindet sich oberhalb der Abtastzone, und auch in dieser ist das Potential der Schar wieder gleichförmig, liegt aber so tief, daß der Elektronenstrom vollständig oder nahezu vollständig abgeriegelt ist. Somit können in den beiden oberhalb und unterhalb der Abtastzone gelegenen Zonen keine Elektronen die Leiter der Leiterschar erreichen; dabeibleibt hier das Potential dieser Leiter unverändert.

Fig. 19 zeigt die Verhältnisse in der Abtastphase selbst. In dieser Phase herrscht zwischen den Scharleitern ein senkrechter Gradient, der in einen etwa im Röhrenquerschnitt liegenden Gradienten umgeformt wird, und zwar durch die besondere Formgebung der Leiter, wie sie in Fig. 16 gezeigt ist. Es ist erkennbar, daß die in Fig. 16 hintenliegende und der oberen Seite der Fig. 18 entsprechende Seite ein Potential hat, das gegen die gegenüberliegende Seite positiv ist, so daß ein quer liegendes Ablenkfeld erzeugt wird. Es wird somit ein im großen und ganzen dem senkrechten Gradienten proportionaler Elektronenstrom von den Scharleitern aufgefangen, wodurch diese entladen werden.

Die Bedingung dafür, daß eine Welle an einem kapazitiv gleichförmig aufgeladenen Leiter entlang unverzerrt weitergeleitet wird, ist, daß der Entladestrom proportional dem Längsspannungsgradient ist. Wenn somit entsprechend der oben gegebenen einfachen Erläuterung der Gesamtstrom im Elektronenstrahl konstant wäre und ein dem Gradienten proportionaler Bruchteil davon aufgefangen würde, so könnte jede Wellenform weitergeleitet werden; daraus folgt, daß die Welle keinerlei Bestreben zeigt, einen bestimmten Zustand anzunehmen, und dies bedeutet mit anderen Worten, daß die Welle instabil ist. Dies wird auch bei einer genaueren mathematischen Durchrechnung bestätigt. Das Rechnungsergebnis zeigt aber darüber hinaus auch, daß stabile Verhältnisse erzwungen werden können, wenn zwei Bedingungen erfüllt sind. Die erste Bedingung ist, daß der Gesamtstrahlstrom mit mehr als der ersten Potenz des Potentials am Eingang des Gitters 7 anwachsen muß. Diese Bedingung ist automatisch erfüllt, weil im Falle einer raumladungsbegrenzten Streifenkathode der Strom mit der 2,5ten Potenz des erwähnten Potentials anwächst. Die zweite Stabilitätsbedingung ist, daß die Elektronen mit einem etwas unter dem erwähnten Eingangspotential liegenden Potential, d. h. unter den Potentialen an den Punkten /, K in Fig. 16 gesammelt werden müssen. Infolgedessen wird es erforderlich, jeden Leiter 3 am Punkt JV unter sein Niveau am Punkt K herunterzuführen. Ein weiteres zusätzliches Herunterziehen des Leiters ist darüber hinaus deswegen erforderlich, weil die Elektronenbahnen nicht genau in einem Horizontalschnitt liegen, sondern durch den senkrechten Gradienten nach unten abgelenkt werden. Mit einem passenden Niederführungswert für die Leiter kann gezeigt werden, daß die Welle nicht nur stabil ist, sondern sich auch sehr der in Fig. 12 wiedergegebenen optimalen Form nähert, die aus elektronenoptischen Überlegungen ermittelt wurde.

Ein weiteres nochmal zusätzliches Niederführen der Leiter zwischen K und JV kann dadurch erforderlich werden, daß man der Sekundäremission der Leiter begegnen muß. Die Sekundäremission hat zur Folge, daß der Strom bei einem höheren Potential gesammelt wird; der Effekt ist jedoch klein, da dieSekundärelektronenabgabe der meisten reinen Metalle bei niedrigen Werten, der Elektronenenergie zwischen. 1 und 2 kV liegt; die günstigsten Betriebsspannungen, V_m liegen dagegen, in der Größenordnung von 5 bis 15 kV.

An Stelle der einen, schlitzförmigen öffnung in der Trennwand 25 kann mit Vorteil eine Reihe kreisförmiger Öffnungen benutzt werden, da so die mechanische Festigkeit der Gitterelektrode größer ist und da die Emission einer solchen Elektronenschleuder mit der 3,5ten Potenz des angelegten elektrischen Feldes wächst.

Die Fig. 20 zeigt die Wirkungsweise der Abtaströhre in der Rücksprungphase. Zweck dieses Arbeitstaktes ist es, das Potential der ganzen Leiterschar auf

das Niveau V_m zu bringen. Wenn die Abtastphase beendet ist und die ganze Leiterschar auf das Potential der Kathode der Elektronenschleuder entladen ist, so wird das Potential der Kathode 23 zusammen mit dem des Gitters 7, 25 um etwa 500¹VoIt unterhalb dieses Niveaus gesenkt, und der Kollektor 8 wird noch etwas negativer gemacht, so daß in dieser Arbeitsphase der Kollektor 8 keine Elektronen sammeln kann. Gleichzeitig wird das Potential der Kollektordrähte 26 Hauptstrahlstrom auch dazu beiträgt, die Schar zu entladen, und zwar mit veränderlicher Geschwindigkeit, entsprechend der sich dauernd verändernden Leuchtstärke der Bildpunkte. Wenn jedoch der Hauptstrahlstrom kleiner gemacht wird als etwa 5 % des Abtaströhrenstroms, so ist die durch ersteren bedingte Bildstreckung in Richtung der Rahmenabtastung zwar beim Schwarzweißfernsehen unmerklich, kann aber bei

Farbfernsehsvstemen

erhöht, z. B. auf 100^! Volt oberhalb des Potentials der io immer noch störend wirken, wie später noch erläutert

Kathode der Elektronenschleuder. Während in der vorhergehenden Phase (Fig. 18 und 19) die Linsenwirkung des Gitters 7 zusammen mit der der Drähte 26 gerade ausreichte, den Elektronenstrahl zu parallelisieren, werden in der nun vorliegenden Phase,

werden wird. Die Verhältnisse beim Schwarzweißfernsehen erklären sich daraus, daß, obwohl ein Wechsel in der Höhenlage der Rahmenabtastung in der Größenordnung von 5 °/o durchaus merklich wäre, wenn er in 15 allein und plötzlich aufträte, solch ein großer, einer welcher das Potential der Drähte 26 beispielsweise Verdoppelung der mittleren Leuchtkraft des Bildes 600 Volt über dem des Gitters 7 liegt, die Elektronen oder der Abdunkelung entsprechender Wechsel notvon der Linse überfokussiert, wie dies in Fig. 20' ge- wendigerweise Hand in Hand geht mit einem plötzzeigt ist, und der ganze Elektronenstrahl, mindestens liehen Szenenwechsel des dargestellten Bildes oder aber dessen Hauptteil, fällt auf die Scharleiter zu 20 doch eines großen Teils dieses Bildes Darüber hinaus beiden Seiten, und zwar mit Energien von etwa unterscheiden sich zwei aufeinanderfolgende Rahmenabtastungen sehr selten stärker als um einen kleinen Bruchteil ihrer mittleren Leuchtkraft.

Aber auch diese kleinen Fehler können nach dernselben Verfahren gemäß der Erfindung ausgeglichen werden, durch das auch die Rahmenabtastung ge-

500 €V. Bei dieser Spannung oder nahe dieser Spannung haben reine Metalle ihre größte Sekundärelektronenabgabe, und zwar ist das Sekundärelektronenverhältnis größer als 1.

Die Sekundärelektronen werden von den Stangen 26 aufgefangen, wie dies in Fig. 20¹ angedeutet ist. so daß die Leiterschar bestrebt ist, sich selbst auf das Potential der Kollektoren 26 aufzuladen. Nunmehr werden die Potentiale der Elektroden 23, 7, 25 und 26 zusammen erhöht, und zwar so, daß die obenerwähnten, zwischen diesen Elektroden bestehenden Potentialunterschiede erhalten bleiben, bis die Kollektoren 26 das Potential V_1n erreichen.

In diesem Augenblick wird die ganze Leiterschar auf das maximale positive Potential aufgeladen, und die neue Abtastphase kann nach einer kurzen, für die Synchronisation erforderlichen Zeitspanne beginnen. Es sei noch bemerkt, daß die Wärmeentwicklung wähsteuert wird. Es ist vorteilhaft, den Strom der Abtaströhre stärker zu machen, als dies notwendig wäre, um die erforderliche Geschwindigkeit für die Ralimenabtastung zu erzielen, so daß dieser Strom nur während eines Bruchteils der für das senkrechte Weiterrücken erforderlichen Zeit zu fließen braucht. Der einfachste Weg zum Steuern der Abtastgeschwindigkeit besteht dann darin, diesen Bruchteil der Zeit dadurch zu verändern, daß man eine negative Vorspannung an das Röhrengitter 7 anlegt, z. B. einmal während jeder Zeilenabtastung, so daß die senkrechte Abtastung für die gewünschte Zeitspanne gestoppt wird. Darüber hinaus kann dieser Zeitbruchteil vom Strahlstrom ab-

rend der Rücksprungphase gering ist, weil die Elek- 40 hängig gemacht werden, und zwar so. daß die Abtasttronenenergien beim Sammeln in der Größenordnung
von nur 500· eV liegen, wie dies für eine gute Sekundärelektronenabgabe erforderlich ist.

Die nächste Abtastphase wird durch das Elektroden-

(Fig. 11) eingeleitet, daß, wie oben be-

element 20

schrieben, dauernd auf oder nahe auf dem Potential der Kathode der Elektronenschleuder gehalten wird. Wenn die Rücksprungphase beendet ist, so daß die Leiterschar auf das Potential V_1n aufgeladen ist, ruft die Elektrode 20 am oberen Ende der Abtaströhre den quer gerichteten Potentialgradienten hervor, der zum Ablenken eines Teils des Elektronenstroms dient, und zwar so, daß dieser die Scharleiter entlädt, wodurch die Abtastwelle gestartet wird, wenn der Elektronenstrom durch Abschalten der im Verhältnis zur Kathode 23 negativen Vorspannung des Gitters 7 eingeschaltet wird.

In der vorliegenden Erfindung ist die Dauer der Rahmenabtastung bestimmt durch die Kapazität der Leiterschar und durch den Röhrenstrom; genauer gesagt, ist der maßgebende Faktor die Zeit, in welcher diese, auf das Potential V_m aufgeladene Kapazität durch den von der Schar aufgefangenen Strom entladen wird. Die Kapazität der Schar gegen Erde geschwindigkeit unabhängig von der Bildhelligkeit wird. Dies kann dadurch bewerkstelligt werden, daß man auf an sich wohlbekannte Art den Strahlstrom über eine Zeilenzeitspanne integriert und die Abtaströhre für eine der Summe proportionale Zeit ausschaltet, z. B. dadurch, daß man eine dieser Summe proportionale Spannung zu einer negativen Sägezahnspannung hinzitaddiert welche eine der Zeilenabtastung entsprechende Periode hat. Vorzugsweise wird diese Anhalteoperation während des Zeilenrücksprungs durchgeführt.

In den Fig. 21 bis 32 sind mehrere Typen von Farbschirmen für die Röhre gemäß der Erfindung und das Herstellungsverfahren dieser Schirme erläutert. Bei allen diesen Schirmen ist die Farbe abhängig vom Auftreffwinkel des Strahles. In Fig. 21 ist gezeigt, daß in der Glasplatte 2 des Schirmes Nuten 27 vorgesehen sind. Die Stege zwischen den Nuten sind von den metallischen Scharleitern überdeckt. Die Innenfläche der Nuten ist mit Streifen 28, 29 und 30 überzogen, die aus verschieden fluoreszierenden Pulvern bestehen, z. B. 28 rot, 29 grün und 30 blau. Bei einer anderen Ausführungsform können diese Streifen jedoch axv'n drei verschiedene Pigmente enthalten, die als Farb-

besteht zur Hauptsache aus ihrer Kapazität gegen die 65 filter wirken und mit einem weiß fluoreszierenden Rückplatte 4. Vorzugsweise soll diese Kapazität so Pulver bedeckt sind. Diese Pulver- oder Pigmentgroß gemacht werden, daß der zu ihrer Entladung er- streifen können durch Aufspritzen aufgebracht sein, forderliche Strom ein Vielfaches, z. B. das 10- bis wobei der Winkel, unter dem aufgespritzt wird, dem 20fache des das Fernsehbild erzeugenden Hauptstrahl- Einfallswinkel des Elektronenstrahls bei in Betrieb stromes ist. Der Grund hierfür ist, daß der erwähnte 70 befindlicher Röhre entspricht. Die spezielle Form der

Nuten ermöglicht ein genaues Aufspritzen, da ihr Luftwiderstand groß ist und ein stagnierendes Luftkissen gebildet wird. Aufspritzen im Vakuum oder bei Unterdruck ist jedoch vorzuziehen. Pigmentstreifen können auch in bekannter Weise auf fotografischem Wege erzeugt werden. Die Außenfläche der Stege kann z. B. mit Hilfe einer elastischen Walze zunächst mit einer leitenden Paste bedruckt werden, worauf galvanoplastisch verdickt wird.

Fig. 22 bis 24 erläutern drei Arbeitsstufen bei der Herstellung der Nuten durch Einätzen. Es werden zunächst Streifen 31 eines passenden, widerstandsfähigen Materials durch Aufdrucken oder nach einem fotomechanischem Verfahren aufgetragen. Fig. 22 zeigt die erste Stufe des Ätzvorganges, bei welchem symmetrische, annähernd kreiszylindrische Nuten gebildet werden. Um die erforderliche Unsymmetrie zu erzielen, wird nunmehr zunächst weiteres widerstandsfähiges Material 32 auf die rechten Kanten der Stege aufgebracht, wie Fig. 23 zeigt, und das Material zu beiden Seiten etwas heruntergezogen, um zu vermeiden, daß die Stege unterhöhlt werden. Der weitere Ätzvorgang beginnt und verläuft asymmetrisch, wie Fig. 24 zeigt, bis die in Fig. 21 dargestellte Form 27 vorliegt. Diese Ausführungsform hat noch den Nachteil, daß die Farbstreifen 28, 29 und 30 unter verschiedenen Winkeln am Schirm anliegen, so daß von der Blickrichtung des Beschauers abhängige Farbeffekte auftreten. Diese können jedoch dadurch vermindert werden, daß man die Oberflächenschicht des Schirmes aus zerstreuendem Opalglas fertigt.

Fig. 25 zeigt eine Verbesserung dieses Bildschirmtyps, wobei die Farbstreifen 28, 29 und 30 der Schirmoberfläche gegenüberliegen. Dies wird dadurch erreicht, daß man die Oberfläche der Schirmplatte 33 aus einem Glas fertigt, das leichter löslich ist als die Grundplatte 2. Der Ätzvorgang verläuft dann bis zu einem gewissen Punkt wie in Fig. 22 bis 24, wird aber dann in der Ebene der vergleichsweise unlöslichen Grundplatte 2 abgebremst. Fig. 26 zeigt eine weitere Verbesserung. Die Grundplatte 2 ist mit Stegen 34 versehen, welche die Form der ausgeätzten Nuten schärf er definieren und die Gefahr des Unterschneidens der Hauptstege 33 verhindern.

Die Fig. 27 und 28 zeigen eine weitere Abänderungsform des Schirmes; bei der Herstellung geht man ebenfalls von einer Grundplatte aus, wie sie in Fig. 26 dargestellt ist. Die Hauptstege sind jedoch hier aus Metall hergestellt, und zwar in zwei Arbeitsgängen. Zunächst werden die Stege 34 mit einem leitenden Überzug bestrichen, z. B. mit Hilfe einer elastischen Walze; die Hauptstege werden durch galvanoplastische Ablagerung in einem Elektrolyten erzeugt. Wie Fig. 28 zeigt, werden die metallischen Stege 35 anschließend mit Metall bespritzt, und zwar unter einem geneigten Winkel, wodurch die Vorsprünge 36 entstehen.

Die vorstehend beschriebenen Farbschirme haben den Nachteil, daß ihre Leiter 3 einzeln oder gruppenweise mit den entsprechenden Leitern der Leiterschar verbunden werden müssen. Eine bevorzugte Ausführungsform eines Farbschirmes gemäß der Erfindung, die in den Fig. 29 bis 32 dargestellt ist, vermeidet auch diesen Nachteil. Bei diesem Schirm sind die am Schirm anliegenden Leiter 3 identisch mit den Leitern der Abtastschar; die Leiter werden dadurch auf den »Schirm aufgebracht, daß man auf eine Schirmplatte passender Ausbildung einen Teil desselben Gewebes aufbringt, das auch die Abtastschar und die Abtaströhre bildet und das bereits in den Fig. 13 bis 15 erläutert wurde. Die Fig. 29 und 30 zeigen zwei rechtwinklig zueinander liegende Schnitte durch einen solchen Schirm, während Fig. 32 eine Draufsicht darstellt. Die Grundplatte 2 ist mit Stegen 37 versehen, die vorzugsweise geschwärzt sind. Das Gewebe wird z. B. in seinem ursprünglichen, inFig. 13 gezeigten Zustand aufgelegt und mit Hilfe eines passenden Klebers, wie z. B. Natriumsilikat, befestigt. Die überflüssigen Kettfäden werden anschließend zerstört, und zwar vorzugsweise solange das Gewebe noch unter Druck

ίο steht, so daß die Metallstreifen 3 sicher an die Stege 37 angeheftet werden. Dies kann z. B. durch Aufdrücken von mit einem Lösungsmittel getränktem Löschpapier erfolgen. Schließlich können die noch zurückgebliebenen unlöslichen Kettfäden auch noch beseitigt werden, und zwar unter Benutzung eines der oben angegebenen Mittel, obwohl eine geringere Anzahl solcher Fäden keineswegs stört. Man kann jedoch auch in den Teil des Gewebes, der auf den Schirm zu liegen kommt, alle Kettfaden aus zerstörbarem Material machen, so daß nach dem ersten oben erwähnten Arbeitsschritt schon nur noch die Metallstreifen zurückbleiben. Fig. 31 ist ein Schnitt durch einen solchen Schirm, der nur in gleichmäßigem Abstand voneinander auf den Stegen 37 liegende Metallbänder enthält. Im Anschluß daran können die Farbstreifen 28j 29 und 30 nach einer der bereits erwähnten Methoden aufgebracht werden, also z. B. durch Aufspritzen oder mit Hilfe fotografischer Verfahren. Während der Herstellung des Schirmes kann derjenige Teil des Gewebes, der später die Abtastschar und die Abtaströhre bilden soll, zu einer festen Rolle aufgewickelt sein. Umgekehrt kann man, wenn die Schirmanordnung an letzter Stelle fertiggemacht wird, auch den Schirmteil des Gewebes derart aufrollen.

Die Röhre gemäß der Erfindung eignet sich zusammen mit den erläuterten Farbschirmen für alle bekannten Fernsehübertragungssysterne. Bei einem Punktfolgesystem wird die senkrechte Ablenkung in derselben Weise bewerkstelligt wie beim Schwarzweißfernsehen. Dies trifft auch für Simultansysteme zu, mit dem Unterschied, daß die in den vorstehenden Beispielen erwähnte eine Elektronenschleuder durch drei Elektronenschleudern ersetzt werden muß, und zwar für jede Farbe eine. Bei Zeilenfolgesystemen ist die Wirkungsweise etwas anders, da hier jede Zeile festgehalten werden muß, während sie hintereinander in drei verschiedenen Farben abgetastet wird. Infolgedessen wird die Rahmenablenkung am besten einmal auf je drei Rücksprünge betätigt. In senkrechten Folgesystemen ist die Wirkungsweise die gleiche wie vorher im Zusammenhang mit der Schwarzweißübertragung beschrieben; allerdings sind die Anforderungen hinsichtlich der Gleichheit der Abtastung in aufeinanderfolgenden Rahmenabtastungen wesentlich schärfer. Es kann vorkommen, und zwar verhältnismäßig oft, daß ein Bild fast ganz in einer Farbe erscheinen muß, z. B. in blau; trotzdem muß die rote Rahmenabtastung und die grüne Rahmenabtastung mit derselben Geschwindigkeit laufen, und zwar mit einer Genauigkeit von etwa ein Fünfhundertstel, um Farbverwischungen zu verhindern. Um die Röhre dieser Betriebsart anzupassen, wird vorzugsweise der Entladestrom in der Abtaströhre z. B. 50mal größer gemacht als der Strom im Hauptstrahl; außerdem wird die obenerwähnte Strahlstromkorrektion mit einer Genauigkeit von 10% durchgeführt. Dadurch wird sichergestellt, daß auf einanderf olgende senkrechte Farbablenkungen niemals mehr als um ein Fünfhundertstel differieren, d. h. also niemals mehr als um etwa eine Zeile.

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Fig. 33 zeigt einen Schnitt durch den bereits in den Fig. 4 bis 6 gezeigten Elektronenspiegel. Es handelt sich um einen im wesentlichen zylindrischen Spiegel, dessen Feld zwischen zylindrischen Leitern 13 und 14, die auf maximalem positivem Potential liegen, und einem Profilblech 15 erzeugt wird, das sich auf oder nahezu auf dem Potential der Kathode der Elektronenschleuder befindet. Dieses System unterscheidet sich von den üblichen Elektronenspiegeln durch die Anordnung des mittleren Leiters 14, dessen Wirkungsweise die Vorrichtung eigentlich zu einem Elektronenlinsensystem mit gekrümmter optischer Achse macht. Fig. 33 zeigt die Äquipotentiallinien, welche mit VIV_n-Werten beziffert sind; dabei ist V_m das an 13 und 14 liegende Potential, während angenommen ist, daß 15 auf Nullpotential liegt, also auf dem Potential der Kathode der Elektronenschleuder. Die Figur veranschaulicht darüber hinaus drei Elektronenbahnen. Die Figur läßt erkennen, daß, wenn der parallelisierte Strahl in der Symmetrieebene fokussiert ist, der auslauf ende Strahl wiederum parallelisiert ist und parallel zur Richtung des einfallenden Strahles verläuft. Eine genauere Durchrechnung ergibt, daß es, um dieses Ergebnis zu erzielen, nicht notwendig ist, einen breiten Strahl genau in einem Punkt der Symmetrieebene as zu fokussieren. Es wurde vielmehr gefunden, daß es ausreicht, wenn der Fokus desjenigen dünnen Strahlbündels, das die Symmetrieebene unter einem rechten Winkel erreicht, in dieser Ebene fokussiert ist. Die Mittelbahn dieses dünnen Bündels sei die optische Achse genannt. Es wurde gefunden, daß diejenigen Elektronenbahnen, welche in einem größeren Abstand von der optischen Achse in den Spiegel eintreten, die Symmetrieebene etwas oberhalb des Schnittpunktes mit der optischen Achse treffen, und zwar mit einem Einfallswinkel gegen die Normale, der sowohl positiv als auch negativ sein kann. In erster Näherung ist diese kleine Höhendifferenz eine quadratische Funktion des genannten Einfallswinkels. Dies bedeutet aber, daß in diesem Bereich ein Strahl, der die Symmetrieebene in einer Höhe h und unter einem Einfallswinkel + α trifft, sich auf der anderen Seite als Strahl unter dem Winkel — α fortsetzt und ebenfalls parallel zur Symmetrieebene austritt. Mit anderen Worten, das Spiegelsystem hat auf Grund seiner Symmetrieeigenschaften keine »Fehler zweiter Ordnung« und behält seine Eigenschaften, wie sie in. Fig. 33 dargestellt sind, auch für verhältnismäßig breite Strahlen.

Darüber hinaus werden parallelisierte Strahlen auch parallelisiert zurückgeworfen, und zwar parallel zu ihrer ursprünglichen Richtung, und dies auch dann, wenn diese Richtung nicht parallel zur Symmetrieebene liegt, sondern unter einem Winkel zu dieser geneigt ist. Dies ist ein wesentlicher Vorteil, weil somit eine leichte Kippung oder Fehljustierung des Spiegelsystems keinerlei störende Folgen hat. Eine dritte wertvolle Eigenschaft eines solchen Systems besteht darin, daß ein Strahl, der nicht parallelisiert ist, aus dem System mit demselben Konvergenz- oder Divergenzwinkel austritt. Dies ist eine Folge der Tatsache, daß es sich bei dem in Fig. 33 gezeigten System um eine in der Optik unter dem Namen Telskopsystem bekannte Anordnung handelt. Schließlich sind dank der fast optimalen Eigenschaften des im einzelnen in Fig. 33 gezeigten elektrischen Feldes geringfügige Abweichungen der genauen Form des Systems ohne wesentliche Folgen; sie können durch eine kleine Gleichvorspannung, die an die Elektrode 15 angelegt wird, kompensiert werden.

Genau genommen, hat ein solches zylindrisches System die erwähnten Eigenschaften nur gegenüber Elektronenbahnen, die nahezu parallel zur Zeichenebene der Fig. 33 verlaufen. Elektronen mit einer der Spannung V_n entsprechenden Energie, die von dem Zeilenablenksystem 16 so abgelenkt sind, daß sie unter einem Winkel α gegen diese Ebene eintreten, verhalten sich so, als ob sie in der Zeichenebene nur die Energie V_m cos² α hätten. Diese Elektronen werden überfokussiert und treten in einem etwas divergierenden Bündel aus. Dieser Effekt kann dadurch vollständig vermieden werden, daß man eine Spannung V_m sin² α an die Elektrode 15 anlegt, so daß der Spannungsabfall in der Linse V_m (1 — sin²α) = V_mcos*a beträgt. Diese Korrekturspannung erhält man in wohlbekannter Weise durch Quadrieren der zwischen den Zeilenablenkern 16 liegenden Spannungen.

Ein weiteres Korrekturverfahren besteht darin, daß man in geringem Maße von der genauen zylindrischen Ausbildung des Elektrodensystems abweicht, und zwar vorzugsweise dadurch, daß man die Mittelelektrode 14 etwas verbiegt, so daß ihr Abstand von der Elektrode 15 an den Enden etwas größer ist als in der Mitte des Spiegelsystems.

Es sei noch bemerkt, daß das Gewebe oder eine mit Hilfe eines solchen Gewebes erzeugte Leiterschar für sich allein genommen bei der Konstruktion von Kathodenstrahlröhren und elektronischen Geräten im allgemeinen neu ist. wenn im vorstehenden die Leiterschar aus einem Gewebe auch nur im Zusammenhang mit anderen Konstruktions- und Verfahrensmerkmalen beschrieben worden ist; die Leiterschar bzw. das Gewebe können mit Vorteil auch allein auf diesem Anwendungsgebiet benutzt werden.

Claims (27)

Patentansprüche:

1. Kathodenstrahlröhre mit im wesentlichen ebenem Leuchtschirm, einer Einrichtung zur Erzeugung eines im wesentlichen innerhalb einer zur Schirmebene parallel liegenden Ebene verlaufenden Elektronenstrahls, Einrichtungen zur Strahlablenkung in beiden Schirmkoordinaten und einer Einrichtung zur Ablenkung eines Endabschnittes des Elektronenstrahls in Richtung auf den Schirm hin, welche den Strahl auf den Schirm aufprallen läßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Ablenkung des Elektronenstrahls (E) in der einen Schirmkoordinate und gleichzeitig zur Ablenkung des Endabschnittes in Richtung auf den Schirm (2) zu von einer Elektrodenschar (3) gebildet wird, die in einer im Abstand vom Schirm gelegenen, im wesentlichen zu diesem parallel verlaufenden Ebene liegt und ein elektrostatisches Feld mit einer zur Schirmebene normalen Komponente erzeugt, das in Richtung quer zu den Elektroden verschiebbar ist, wobei der Elektronenstrahl sich in dem Zwischenraum zwischen der Elektrodenschar und dem Schirm erstreckt.

2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldlinien zwischen der Elektrodenschar und dem Schirm einen derartigen, von der Senkrechten abweichenden Verlauf haben, daß der Elektronenstrahl in einer Dimension auf den Schirm fokussiert ist.

3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenschar sich im wesentlichen über die ganze Schirmfläche erstreckt und daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, mit deren Hilfe eine Potentialverteilung zwischen

den einzelnen Scharelementen erzeugt wird, so daß sich die gewünschte elektrostatische Feldverteilung in einem gewünschten Bereich dieser Schar ausbildet.

4. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Potentialverteilung der gewünschten Form als eine über die Schar geleitete Wellenfront erzeugt wird.

5. Kathodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 3 und 4, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Elektronenentladung zusätzlich zu dem erwähnten Elektronenstrahl und durch eine Vorrichtung zum Steuern dieser Elektronenentladung derart, daß diese durch Elektronenbombardierung auf die Elemente der Elektrodenschar zwecks Beeinflussung der Potentialverteilung einwirkt.

6. Kathodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen im wesentlichen ebenen Leuchtschirm und durch eine ebene Elektrodenschar in Form paralleler, voneinander isolierter Linearleiter am Leuchtschirm, ferner gekennzeichnet durch eine zweite Elektrodenschar aus parallelen, voneinander isolierten Linearleitern, welche im Abstand von der ersten Schar in einer im wesentlichen zu dieser parallelen Ebene liegt und wobei die Leiter der zweiten Schar einzeln oder gruppenweise mit den Leitern der ersten Schar, und zwar gegen diese gestaffelt, verbunden sind, weiterhin gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Erzeugen eines im Raum zwischen den Elektrodenscharen liegenden Elektronenstrahls, der senkrecht zu den Scharleitern verläuft, und zwar so, daß — in Elektronenflugrichtung gesehen — jeder Leiter der ersten Schar jenseits des mit ihm in Verbindung stehenden Leiters der zweiten Schar liegt, und durch eine Vorrichtung zum Steuern der Potentialverteilung auf den Leitern der erwähnten Elektrodenscharen derart, daß ein Endstück des genannten Strahles innerhalb eines gewünschten, durch eine Gruppe benachbarter Leiter festgelegten Bereiches gegen den Schirm und zum Aufprall auf diesen abgelenkt wird.

7. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Staffelung der Leiter der ersten Schar in Strahlrichtung gegenüber den jeweils mit ihnen verbundenen Leitern der zweiten Schar mit dem Abstand der beiden Scharen voneinander derart verknüpft ist, daß jede miteinander verbundene Leiter beider Scharen enthaltende Ebene mit der beiden Scharebenen gemeinsamen Normalen einen Winkel bildet, der vorzugsweise zwischen 40 und 55° liegt.

8. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch eine derartige Anordnung der Leiter der zweiten Elektrodenschar, daß diese sich in einem Bereich erstrecken, in welchem sie die erwähnte Elektronenquelle umfassen.

9. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine weitere, mit der Elektronenquelle zusammenwirkende Elektrode enthält, welche so angeordnet ist, daß sie nach Maßgabe des jeweiligen Arbeitstaktes entweder Elektronen der erwähnten Elektronenquelle oder durch Sekundärelektronenemission aus den Scharelektroden befreite Elektronen auffangen kann.

10. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter der zweiten Elektrodenschar sich in einen Bereich erstrecken, in welchem die Leiterschar zu U-förmigem Querschnitt ausgebildet ist und daß vorgesehen sind: erstens eine Kathode, welche sich im wesentlichen in Längsrichtung dieses Bereiches erstreckt und von der U-Form umfaßt ist, zweitens eine Steuerelektrode, die im wesentlichen zwischen den verlängerten Scharleitern und der erwähnten Kathode so angeordnet ist, daß sie diese umfaßt, und die so geformt ist, daß sie die von der erwähnten Kathode ausgesandten Elektronen gegen die Öffnung des U richtet, drittens eine an der Öffnung des U angeordnete Elektrode zur Aufnahme der zwischen den U-Schenkeln austretenden Elektronen, und viertens mindestens eine sich innerhalb des U in Nähe der Scharleiter erstreckende Elektrode zur Aufnahme von unter der Wirkung eines Elektronenbombardements aus den Scharleitern befreiten Sekundärelektronen.

11. Kathodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch eine derartige Verformung der Scharleiter im U-Bereich, daß jeder der den einen U-Schenkel bildenden Leiter gegen den mit ihm verbundenen Leiter auf dem anderen U-Schenkel derart verschoben ist, daß ein in den U-Schenkeln liegender, senkrecht zu den Scharleitern gerichteter Potentialgradient ein im U-Querschnitt liegendes elektrostatisches Feld nach sich zieht, so daß eine von der erwähnten Kathode auf gewisse Leiter der Schar zwecks Änderung deren Potentials aufgebrachte Entladung eine sich über die Schar fortpflanzende Potentialwelle einleitet.

12. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine derartige Verformung der Scharleiter, daß eine gewünschte Stromverteilung in der Entladung herrscht, die eine gewünschte Potentialverteilung in der fortgepflanzten Wellenfront nach sich zieht.

13. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch eine derartige Verformung und solche Dimensionen der Leiterschar, daß bei passenden Energieverhältnissen die Fortpflanzungsgeschwindigkeit der erwähnten Wellenfront der Geschwindigkeit der Rahmenabtastung eines Fernsehempfängers entspricht.

14. Kathodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 6 bis 13, gekennzeichnet durch eine kapazitiv mit den die erwähnten Scharen bildenden Leitern zusammenwirkende Rückelektrode.

15. Kathodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenscharen von einem Gewebe gebildet werden, in dem die die Scharen bildenden Leiter mit Fasern oder Fäden aus isolierendem Material verwebt sind.

16. Kathodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 6 bis 15, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Verrücken des Elektronenstrahls in einer zur Schirmebene normalen Richtung zwecks Veränderung des Winkels, unter dem der erwähnte Strahl a.uf den erwähnten Schirm auffällt.

17. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Schirm mit mindestens einer aus der Ebene der ersten Elektrodenschar in Richtung der einfallenden Elektronen verschobenen, fluoreszierenden Oberfläche versehen ist, die in getrennte Zonen unterteilt ist, welche beim Auftreffen von Elektronen mit verschiedenfarbiger Fluoreszenz reagieren und so

angeordnet sind, daß sie bei verschiedenen Auftreffwinkeln des Elektronenstrahls von diesem selektiv getroffen werden.

18. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die aktivierten Oberflächen an den Innenwandungen von Nuten oder Kanälen, welche in das Schirmmaterial eingelassen sind, liegen, wobei die erste Elektrodenschar auf den zwischen den Nuten oder Kanälen stehengebliebenen Stegen des Schirmmaterials aufgebracht oder ausgebildet ist.

19. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß ihr Schirm mit aus dem Schirmmaterial bestehenden, auf einer Seite des Schirms vorstehenden und im Abstand voneinander verlaufenden Rippen versehen ist, wobei die die erste Elektrodenschar bildenden Leiter sich quer zu diesen Rippen erstrecken und auf diesen gehaltert sind, daß die Grundmaterialoberfläche zwischen den Rippen in mehrere, verschieden fluoreszierende Stoffe enthaltende Bereiche eingeteilt ist, von denen jeder einer Farbreaktion entspricht und wobei diese Bereiche hinsichtlich der Leiter der erwähnten Elektrodenschar so angeordnet sind, daß sie für den Elektronenstrahl in Abhängigkeit von dessen Einfallswinkel selektiv zugänglich sind.

20. Kathodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß ihre Elektronenschleuder zur Erzeugung des Elektronenstrahls so angeordnet ist, daß sie einen Strahl in eine im wesentlichen zur Elektrodenschar parallele und im Abstand von der S char anordnung gelegene Ebene schickt, und daß Mittel zum Umlenken des Strahles in den Raum zwischen den Scharen vorgesehen sind.

21. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Umlenken des Strahles mit einer im wesentlichen U-förmigen Elektrode, zwei weitere jeweils nahe dem Rand der Schenkel der U-förmigen Elektrode angeordnete Elektroden und eine vierte im wesentlichen in der Symmetrieebene der U-Elektrode gelegenen Elektrode, wobei alle diese Elektroden so angeordnet sind, daß bei passender Spannungs-Versorgung der einzelnen Elektroden ein in die Vorrichtung eintretender Elektronenstrahl in der Symmetrieebene der U-förmigen Elektrode fokussiert wird und in umgekehrter Richtung sowie in einer im wesentlichen zu seiner Einfallsebene parallelen, aber gegen diese verschobenen Ebene austritt.

22. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch mit der erwähnten Elektronenschleuder zusammenarbeitende elektrostatische Ablenkplatten zur Ablenkung des Elektronenstrahls in einer zum Leuchtschirm parallelen Ebene und durch in Richtung des Elektronenstrahls hintereinanderliegende Ablenkplattenpaare zum Ablenken des Strahles in einer auf den Leuchtschirm zu oder von ihm weg weisenden Richtung und zurück in eine im wesentlichen zum Leuchtschirm parallele Ebene zwecks Verrückung des Strahles in einer zum Leuchtschirm normalen Richtung.

23. Kathodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 6 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrodenschar durch eine von der zweiten Elektrodenschar isolierte, leitende Oberfläche oder Leiterschar ersetzt ist, die geeignet ist, eine auf gleichförmiges hohes Potential aufgeladene Oberfläche am Leuchtschirm zu bilden.

24. Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenanordnung nach Art der in den Ansprüchen 1 bis 23 erwähnten Elektrodenscharen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gewebe zugrunde gelegt wird, das die erwähnten Leiter mit isolierenden Fäden oder Fasern verwoben enthält, und daß wenigstens ein Teil dieser isolierenden Fäden oder Fasern zuletzt durch Auflösen, Verbrennen od. dgl, entfernt wird.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter die Kettfaden sind und die Schußfäden von den isolierenden Fäden gebildet werden oder umgekehrt, so daß nach Entfernen der unerwünschten isolierenden Fäden ein offenes Gewebe vorliegt.

26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die im Gewebe noch zurückbleibenden Fäden aus Glasfasern bestehen.

27. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe in seine endgültige Lage gebracht wird, bevor die unerwünschten Isolierfäden entfernt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 489362.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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