DE1074631B - Kathodenstrahlrohre zur Darstellung von Farbbildern - Google Patents
Kathodenstrahlrohre zur Darstellung von FarbbildernInfo
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Description
DEUTSCHES
Die Erfindung betrifft Kathodenstrahlröhren zur Darstellung von Farbbildern, die aus einer Elektronenstrahlquelle
und einem Auftreffschirm bestehen, der zwei oder mehr übereinanderliegende Phosphorschichten
aufweist, wobei jede Schicht imstande ist, bei Anregung Licht einer anderen Farbe zu emittieren.
Es ist bekannt, ein Fernsehbildsignal mittels einer Kathodenstrahlröhre darzustellen, bei der ein oder
mehrere Elektronenstrahlerzeugungssysteme verwendet werden, die geeignet sind, Elektronen gegen-, einen
Auftreffschirm zu liefern, der aus diskreten aktivierten Bereichen von elektronempfindlichen Fluoreszenzstoffen
besteht, die Licht der gewünschten Farbkomponentenelemente, wie Rot, Blau und Grün, bei Erregung
durch Elektronenbeschuß aussenden können. Man nimmt an, daß diese aktivierten Bereiche vielfältig
gestaltet sind, wie etwa als Punkte, Linien und Pyramiden, die so angeordnet sind, daß die gewünschten
Flächenbereiche durch Steuerung des Einfallswinkels des Elektronenstrahls erregt werden können. Eine
bekannte Kathodenstrahlröhre dieser Art hat einen im wesentlichen ebenen Leuchtschirm und eine Einrichtung zur Erzeugung dreier im wesentlichen innerhalb
einer zur Schirmebene parallel liegenden Ebene verlaufenden Elektronenstrahlen sowie Einrichtungen
zur Strahlablenkung in beiden Schirmkoordinaten, von denen die eine gleichzeitig den Endabschnitt der
Elektronenstrahlen auf den Schirm aufprallen läßt. Die letztere Einrichtung besteht dabei aus einer Elektrodenschar,
die in einer im Abstand vom Schirm gelegenen, im wesentlichen zu diesem parallel verkaufenden
Ebene liegt und ein elektrostatisches Feld mit einer zur Schirmebene normalen Komponente erzeugt,
das in Richtung quer zu den Elektroden verschiebbar ist, wobei die drei Elektrodenstrahlen, die
in verschiedenem Abstand von der Schirmebene verlaufen, mit unterschiedlichen Winkeln gegen den
Schirm zu abgelenkt werden, so daß sie sich schneiden und hinter diesem Schnittpunkt wieder divergieren
und sodann getrennte nebeneinanderliegende Leuchtstoffelemente treffen, die in unterschiedlichen Farben
aufleuchten. Es ist auch bekannt, eine Kathodenstrahlröhre zu schaffen, die einen Auftreffschirm hat,
der aus einer Anzahl übereinanderliegender Phosphorschichten besteht, die imstande sind, Licht verschiedener
Farben zu emittieren, und die Wahl einer ¥a.xt>& dadurch zu steuern, daß die Geschwindigkeit
des Elektronenstrahls und somit seine Eindringtiefe in die übereinanderliegenden Schichten gesteuert wird.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Kathodenstrahlröhre der obigen Art, die
verhältnismäßig geringe Tiefe hat, zuverlässig arbeitet und wirtschaftlich herstellbar ist.
Kathodenstrahlröhre
zur Darstellung von Farbbildern
zur Darstellung von Farbbildern
Anmelder:
National Research
Development Corporation,
London
Vertreter:
Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau, Lauterstr. 37,
und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg, München 27,
Patentanwälte
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom. 3. Mai 1957
V. St. v. Amerika vom. 3. Mai 1957
William Ross Aiken, Los Altos, Calif. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Eindringtiefe eines Elektronenstrahles in die Auftreffplatte
und somit in die.anzuregende Schicht durch Steuerung des Einfallswinkels des Strahls an der
Aüftreffplatte bestimmt wird.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt die verbesserte Kathodenstrahlröhre einen Auftreffschirm,
der aus drei darauf in getrennten Schichten aufgebrachten Farbphosphoren besteht. Eine Elektronenquelle,
die aus einem Elektronenstrahlerzeugungssystem oder aus mehreren solchen getrennten
Systemen besteht, ist so ausgebildet, daß sie drei parallele Elektronenstrahlen längs einer Randkante des
Schirmes liefert. Eine lineare Gruppe primärer Ablenkelektroden, die benutzt wird, um die Strahlen abzulenken,
ist in Abstand mit Bezug auf die Randkante des Schirmes angeordnet, längs der die Strahlen
anfänglich geliefert werden. Eine Gruppe sekundärer Ablenkelektroden, die so eingerichtet ist, um die
Strahlen zur Registrierung im Schirm selektiv abzulenken, ist der Schirmoberfläche benachbart in einem
Abstand von dieser vorgesehen, der ausreicht, um den Durchgang der Elektronenstrahlen zwischen der
Schirmfläche und den sekundären Ablenkelektroden zu ermöglichen. Wenn die Strahlen von den primären
Elektroden zu der Zone zwischen dem Auftreffschirm
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und der sekundären Ablenkgruppe abgelenkt werden, ist in dieser Anordnung verständlicherweise der relative
Verlauf der Strahlenbahnen derart, daß jede Strahlenbahn einen anderen Abstand von dem Schirm
hat.
Erregung der sekundären Ablenkelektroden bewirkt, daß die Strahlen selektiv zur Registrierung im Auftreffschirm
abgelenkt werden. Insoweit die Strahlen verschiedene Abstände von den Ablenkelementen
haben, veranlaßt die darauf wirkende Ablenkkraft die Strahlen, jeweils um verschiedene Winkel abgelenkt
zu werden. Die Strahlen, die im wesentlichen gleiche Energie haben, durchwandern im wesentlichen die
gleiche Weglänge in der Phosphorsubstanz des Schirmes oder dringen in diese mit gleicher Weglänge ein.
Jedoch kommen die einzelnen Strahlen infolge der unterschiedlichen Auftreffwinkel am Auftreffschirm in
verschiedenen Farbphosphorschichten des Schirmes zur Ruhe. Wenn der Strahl zur Ruhe kommt, dient
seine Energie dazu, das Phosphormaterial der Schicht anzuregen, in der er zur Ruhe kommt, und durch geeignete
Modulierung jedes Strahles mit gesonderten Videosignalen kann ein mehrfarbiges Bild erzielt
werden.
Einige Ausführungsformen der verbesserten Kathodenstrahlröhre nach der Erfindung werden nun an
Hand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine Vorderansicht einer Kathodenstrahlröhre, wobei Abschnitte teilweise weggebrochen sind,
um die Erfindung deutlicher zu veranschaulichen,
Fig. 2 einen Schnitt der Kathodenstrahlröhre nach der Linie 2-2 der Fig. 1,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines geeigneten Systems, bei dem die verbesserte Kathodenstrahlröhre
für mehrfarbige Fernsehprogramme verwendet wird,
Fig. 4 eine Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungsform der in Fig. 1 und 2 gezeigten Kathodenstrahlröhre,
Fig. 5 eine vergrößerte Seitenansicht eines Teiles des Hochspannungsabschnittes der Röhre nach Fig. 1
und 2, um die Eindringung des Elektronenstrahls in die Phosphorsubstanz als Ergebnis der Ablenkung
über verschiedene Winkel mit Bezug auf den Auftreffschirm zu veranschaulichen,
Fig. 6 eine als Schnitt dargestellte Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungsform der in Fig. 1
und 2 gezeigten Kathodenstrahlröhre, welche in besonderer Weise die Anwendung einer dem Schirm
benachbarten Gitteranordnung darstellt, und
Fig. 7 eine vergrößerte Schnittansicht der in Fig. 6
gezeigten Röhre, die in spezieller Weise eine Vorrichtung veranschaulicht, um die Winkel des Strahles
vor dem Auftreffzeitpunkt auf dem Schirm zu variieren.
In Fig. 1 und 2 ist eine Umhüllung oder Kolben 10 dargestellt, die bzw. der geeignet ist, die inneren Bauteile
der Röhre vollständig aufzunehmen und darin das gewünschte Vakuum aufrechtzuerhalten. Ein
Elektronenstrahlerzeugungssystem 12 der Bauart, die drei einzelne Elektronenstrahlen liefern kann, vorzugsweise
unter Anwendung eines einstückigen elektrostatischen Ablenksystems, ist in dem Kolben 10
angeordnet. Das Strahlerzeugungssystem 12 kann drei Elektronenstrahlen 14,16 und 18 liefern, die
längs parallelen Bahnen verlaufen. Eine lineare Schar horizontaler Ablenkelektroden 20 ist in dem Kolben
10 längs seiner oberen Randkante angeordnet. Jede Elektrode 20 ist mit einem elektrischen Leiter 22 versehen,
der durch die Kolbenwandung derart geführt ist, daß in der von dem Kolben 10 gebildeten Kammer
Vakuum aufrechterhalten wird. Die Schar der Leiter 22 kann innerhalb einer geeigneten Kabelvorrichtung
(in Fig. 3 mit dem Bezugszeichen 24 bezeichnet) angeordnet und mit einem Horizontalablenkgenerator
56 verbunden sein, wie in Fig. 3 dargestellt ist.
Eine geschlitzte Beschleunigungselektrode 26 ist in Abstand und im wesentlichen parallel zu der gesamten
Schar Ablenkelektroden 20 angeordnet. Die Elektrode 26 wird in geeigneter Weise durch einen Leiter
28 erregt, der so angeordnet ist, daß er die Elektrode 26 mit einer geeigneten Stromversorgung innerhalb
eines Fernsehempfängers 48 elektrisch koppelt, wie aus Fig. 3 hervorgeht. Die vorgenannte Bauteilgruppe
wird im folgenden als der »primäre Abschnitt« der Röhre bezeichnet.
Unterhalb, und im wesentlichen über die gesamte Länge des primären Abschnittes verlaufend, ist ein
Paar Bündelungs- und Beschleunigungselektroden 30 angeordnet, das mit einem geeigneten elektrischen
Leiter 32 versehen ist, der durch die Wandung des Kolbens 10 an eine Stromversorgung in dem Fernsehempfänger
48 geführt ist, wie in Fig. 3 dargestellt ist. Die Elektroden 30 und irgendwelche zusätzlichen
gleichartigen Elektroden, die an einer solchen Stelle entlang der Strahlbahn enthalten sein können, werden
im folgenden als der »Übergangsabschnitt« der Röhre bezeichnet.
Der »Hochspannungsabschnitt« oder »sekundäre Abschnitt« der Röhre umfaßt ein elekrisch leitendes
transparentes Paneel oder Platte 34 und eine zugeordnete Gruppe Ablenkelektroden 44. Der Fluoreszenzüberzug
oder Auftreffschirm besteht aus mehreren übereinanderliegenden Schichten 36, 38 und 40 aus
Phosphormaterial, von denen jede bei Anregung ein andersfarbiges Licht erzeugt.
Man bemerkt, daß die elektrisch leitende Platte 34 mit einem leitenden Draht 42 versehen ist, der an eine
Spannungsquelle angeschlossen ist, die mit Bezug auf die Kathode des oder der Strahlsysteme, welche die
Elektronenstrahlen 14,16 und 18 liefern, positiv ist.
Die gewünschte Spannung wird von der Stromversorgung innerhalb des Fernsehempfängers 48 (Fig. 3) erhalten.
Benachbart und in Abstand von dem aus den Schichten 36, 38 und 40 bestehenden zusammengesetzten
Phosphorauftreffschirm sind zwei oder mehr Ablenkelektroden 44 angeordnet, von denen jede mit
einem elektrischen Leiter 46 versehen ist, der durch den Röhrenkolben 10 an einen Vertikalablenkgenerator
58 geführt ist, wie man aus Fig. 3 erkennt. Die verschiedenen Leiter 46 können außerhalb des Röhrenkolbens
10 in einem Kabel 47 zusammengefaßt sein, wie in Fig. 3 schematisch dargestellt ist.
In bestimmten Anwendungsfällen der Röhre kann es sich als notwendig herausstellen, das auf dem
Schirm dargebotene Bild von beiden Seiten zu betrachten. In einem solchen Fall werden die Vertikalablenkelektroden
44 aus einem transparenten leitenden Stoff, wie beispielsweise leitendem Glas, hergestellt.
Fig. 3 veranschaulicht ein System, bei dem die Kathodenstrahlröhre
zum Empfang eines farbigen Fernsehbildes verwendet wird. Es kann eine genormte Farbempfängerschaltung benutzt werden, z. B. wie
die in den USA. unter RCA Modell CTlOO, Chassis
Nr. CTC 2, bekannte Schaltung. Zur Vereinfachung ist der obenerwähnte Empfänger in schematischer
Form mit dem Bezugszeichen 48 bezeichnet und ent-
hält eine Stromversorgung, welche die verschiedenen Bauteile in der Röhre erregen oder speisen kann, wie
im folgenden im einzelnen offenbart ist.
Die Horizontal- und Vertikalablenksynchronisiersignale werden einem Synchronisierungsverstärker 50
über ihre entsprechenden Kopplungsleiter 52 und 54 zugeleitet. Der Synchronisierungsverstärker 50 verstärkt
die Horizontal- und Vertikalsynchronisiersignale, die dann den Horizontal- und Vertikalablenkgeneratoren
56 und 58 über elektrische Leiter 60 ι ο bzw. 62 zugeführt werden. Der Horizontalablenkgenerator
56 ist an die Horizontalablenkelektroden 20 über die Leiter 22 gekoppelt, die innerhalb des Kabels
24 untergebracht sind. Der Vertikalablenkgenerator 58 ist an die Vertikalablenkelektroden 44 über die
Leiter 46 gekoppelt, die in dem Kabel 47 zusammengefaßt sind.
Die Videosignale, welche die von der Röhre wiederzugebende Nachricht tragen, gelangen von dem
Empfänger 48 zu einem Videoverstärker 64 durch ge- so
eignete elektrische Leiter 66, 68 und 70 zum Leiten der roten, blauen bzw. grünen Farbsteuersignale. Der
Videoverstärker 64 verstärkt diese Signale, die dann durch Leiter 72., 74 bzw. 76 an das oder die Elektronenstrahlerzeugungssysteme
12 geleitet werden, um die entsprechenden Elektronenstrahlen 14,16 und 18
zu modulieren.
Beim praktischen Betrieb der Erfindung bewirkt das Strahlerzeugungssystem 12 bei geeigneter Erregung
durch ein ankommendes Videosignal (Fernsehbetrieb), daß die Elektronenstrahlen 14,16 und 18
längs einer Bahn geliefert werden, die im wesentlichen parallel zu der Längsachse der linearen Schar
der Horizontalablenkelektroden 20 verläuft. Anfänglich werden alle Horizontalablenkelektroden 20 bei angenähert
demselben Potential wie die geschlitzte Elektrode 26 gehalten. Wenn die Elektronenstrahlen in den
von den Horizontalablenkelektroden 20 und von der geschlitzten Elektrode26 begrenzten Bereich eintreten,
können die Strahlen unbeeinflußt verlaufen, falls ein feldfreier Bereich dazwischen hergestellt ist, bis sie
an ein verhältnismäßig negatives Feld gelangen, das von einer Ablenkelektrode 20, z. B. der am weitesten
von dem Strahlerzeugungssystem 12 entfernten Elektrode, verursacht sein kann. Dieses Feld bewirkt, daß
die Strahlen nach unten abgelenkt werden.
Bei der Erzielung eines Bildes werden die Horizontalablenkelektroden
20, wie oben erwähnt wurde, anfänglich auf ihrem maximalen positiven Potential
gehalten und dann nacheinander in negativer Richtung gegen den Potentialwert Null bei einer Frequenz, die
von dem Horizontalablenkgenerator 56 gesteuert wird, getrieben. Dieser Vorgang kann in anderer Weise so
beschrieben werden, daß sich anfänglich alle Horizontalablenkelektroden 20 in vollständig geladenem Zustand
befinden und dann entladen werden oder in Richtung des Potentialwertes Null getrieben werden.
Zufriedenstellende Ergebnisse wurden dadurch «rhalten,
daß den Elektroden 20 anfänglich ein Potential von 800 Volt aufgedrückt wurde, das gegen das Kathodenpotential
des Strahlerzeugungssystems 12 positiv war, während die geschlitzte Elektrode 26 ebenfalls
auf 800 Volt Potential gehalten wurde, das gegen das Kathodenpotential des Strahlerzeugungssystems
12 positiv war.
Beim Erzielen einer Zeilenabtastung werden Erregungssignale an die Horizontalablenkelektroden 20
bevorzugt in einer aufeinanderfolgend überdeckenden Weise angelegt, so daß vor dem Zeitpunkt, zu dem
der Potentialwert an der von dem Strahlungserzeugungssystem 12 am weitesten entfernten Elektrode ein
ausreichend niedriges Potential erreicht, ein negativ gerichtetes Signal an die nachstliegende Ablenkelektrode
20 angelegt wird. Dieses Verfahren wird entlang der Gesamtschar Elektroden 20 in solcher Weise
wiederholt, daß sich die Ladung an wenigstens zwei Elektroden immer gleichzeitig ändert.
Nachdem die Elektronenstrahlen 14,16 und 18 in dem primären Abschnitt und in dem Übergangsabschnitt abgelenkt, beschleunigt und gebündelt worden
sind, werden sie veranlaßt, längs einer Bahn zu wandern, die sehr nahe an den Vertikalablenkelektroden
44 liegt. Das Vertikalablenksystem arbeitet in der gleichen Weise wie das Horizontalablenksystem. Die
an die Vertikalablenkelektroden 44 angelegten Signale werden bevorzugt in sich überdeckender Weise angelegt,
so daß der Potentialwert sich an wenigstens zwei benachbarten Elektroden gleichzeitig ändert. Anfänglich
werden die Vertikalablenkelektroden 44 bei einer niedrigen Spannung mit Bezug auf den zusammengesetzten
Auftreffschirm gehalten, der die Phosphorschichten 36, 38 und 40 aufweist, die in der Größenordnung
von 16 kV Potential gehalten werden, das positiv gegen das Kathodenpotential des Strahlerzeugungssystems
12 ist. Wenn die Strahlen in den Raum zwischen der obersten Elektrode 44 und dem zusammengesetzten
Schirm eintreten, werden sie veranlaßt, in Richtung auf die Phosphorsubstanz abgelenkt zu
werden.
Wenn die oberste Elektrode 44 in positiver Richtung geladen wird, läßt sie zu, daß die Strahlen 14,
16 und 18 nach unten in den Bereich der nächstniedrigeren Elektrode 44 wandern, die ihrerseits Ablenkung
der Strahlen zu weiterer kontinuierlicher Registrierung in dem zusammengesetzten Auftreffschirm bewirkt.
Es ist leicht einzusehen, daß die Elektronenstrahlen, wenn sie durch die Horizontalablenkelektroden
20 abgelenkt werden, auf Bahnen verlaufen, die parallel zueinander liegen, jedoch variierende Abstände
von der Stirnfläche des Schirmes haben, wie man deutlich aus Fig. 5 erkennt. Daher bewirken die
Ablenkkräfte, die von den Vertikalablenkelektroden 44 auf die Strahlen ausgeübt werden, daß die Strahlen
14,16 und 18 über verschiedene Winkel mit Bezug auf den Schirm abgelenkt werden. Das Prinzip, auf
das sich die Erfindung stützt, ist, daß die Eindringtiefe von Elektronen hauptsächlich durch den Winkel
bestimmt wird, mit dem die Elektronen auf den Schirm auf treffen, während die Weglänge, auf der sie
durch das Schirmmaterial wandern, in Beziehung zu ihrer Geschwindigkeit steht, die sich im wesentlichen
als die Quadratwurzel des Potentials ändert.
Bekanntlich gibt ein Elektronenstrahl den größten Teil seiner Energie in einer speziellen Schicht des
Materials ab, wenn Phosphorschichten geeignete Dicke haben. Falls dann drei Schichten 14,16 und 18 aus
Phosphormaterial, von denen jede bei Anregung durch das Auftreffen von Elektronen ein andersgefärbtes
Licht erzeugt, übereinander angeordnet sind, kann ein bestimmtes Potential oder Spannung an den Elektronenstrahlen
wirksam gemacht werden, um diese zu veranlassen, in das Phosphormaterial in gewünschter
Tiefe einzudringen und den größten Teil ihrer Energie auf diesem Niveau abzugeben. Offenbar regt ein solcher
Vorgang nur eine einzige Phosphorschicht an und erzeugt infolgedessen nur Licht einer einzigen
Farbe. Jedoch können, wie oben erläutert wurde, die drei Elektronenstrahlen 14,16 und 18, obgleich sie im
wesentlichen auf dem gleichen Potentialwert gehalten werden, veranlaßt werden, über verschiedene Winkel
abgelenkt zu werden, so daß sie auf dem Schirm unter verschiedenen Winkeln auftreffen. Obgleich die einzelnen
Strahlen 14, 16 und 18 in den zusammengesetzten Phosphorschirmen mit gleicher Weglänge eindringen
und die gleiche Entfernung zurücklegen, kommt jeder Strahl in einer anderen der Schichten 36, 38 oder 40
infolge der verschiedenen Auftreffwinkel zur Ruhe. So kommt der Strahl 14 infolge des Winkels, mit dem
er auf den Schirm auftrifft, in der Schicht 36 zur Ruhe und gibt seine Energie nur in dieser Schicht ab,
die rotes Licht aussendet. Der Strahl 16, der über einen größeren Winkel abgelenkt wird, wandert im
wesentlichen mit der gleichen Weglänge in dem Auftfeffschirm, kommt aber in der Schicht 38 zur Ruhe,
wodurch die Emission blauen Lichtes entsteht. Der Strahl 18, der um einen noch größeren Winkel abgelenkt
ist, wandert in ähnlicher Weise wie die Strahlen 14 und 16 im wesentlichen um dieselbe Weglänge
durch den Schirm, kommt jedoch in der Schicht 40 zur Ruhe und gibt seine Energie dort ab.
Es ist verständlich, daß die Eindringtiefe der Elektronenstrahlen
in dem zusammengesetzten Auf treffschirm
durch die relative Einstellung der Energie der Elektronenstrahlen, die Dicke der Phosphorschichten,
die Stärke der Ablenkkraft, den Abstand des Elektronenstrahles von dem Auftreffschirm oder dem Typ
des verwendeten Fluoreszenzstoffes bewirkt oder variiert werden kann.
Der Schirm kann mit einem Aluminiumfilm überzogen sein, um Sekundärelektronen zu absorbieren,
die von dem Phosphormaterial ausgesandt werden können. Auch kann es in gewissen Anwendungsfällen
erwünscht sein, Auffang- oder Sammelstäbe A zu verwenden, wie in Fig. 1 und 2 veranschaulicht ist. Die
Stäbe A sollen bei einer Spannung betrieben werden, die etwas höher als die Spannung des Auftreffschirms
ist, und können benutzt werden, um Streuelektronen und/oder Sekundärelektronen von dem Teil des von
den Elektronenstrahlen getroffenen Schirmes zu sammeln, um ein Rücksignal von dem Schirm zu erhalten,
wenn eine solche Nachricht als erwünscht erscheint.
Die Ablenkung des Elektronenstrahles mit doppelter Abbiegung, wie sie oben geschildert ist, besitzt
eine starke Eigenfähigkeit zur Bündelung. In speziel- 4^
ler Weise wird der Strahl nicht früher nach unten zu einem schmalen Fleck gebracht, bis die zweite Ablenkkraft
auf die Strahlen ausgeübt wird (d. h. die Kraft, die von den Vertikalablenkelektroden 44 ausgeübt
wird). Als Ergebnis der starken Eigenfokussierung dieses Typs des Ablenksystems kann ein
großer Strom in den Strahlen konzentriert werden, wodurch die Fähigkeit entsteht, ausgezeichnete Begrenzung,
Auflösung und Helligkeit in den Bildern auf dem Schirm zu erhalten.
Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Kathodenstrahlröhre nach der Erfindung. In dieser Ausführungsform
ist der Auftreffschirm mit Phosphorschichten 36 und 38 in übereinanderliegender Anordnung
auf einer Seite der Tragplatte 34 ausgebildet, während die andere Seite mit der Phosphorschicht 40
versehen ist. Eine erste Quelle, die aus einem oder zwei Elektronenstrahlerzeugungssystemen besteht,
wird verwendet und ist imstande, zwei Elektronenstrahlen 14 und 16 zu liefern, um die Phosphorschich- §5
ten 36 bzw. 38 anzuregen. Eine zweite Quelle liefert einen einzigen Strahl zwecks Anregung der Phosphorschicht
40. Das Ablenksystem ist im wesentlichen identisch mit dem System, das im Zusammenhang mit
Fig. 1 und 2 beschrieben ist.
Fig. 6 und 7 zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung, wobei eine im wesentlichen transparente
Gitteranordnung zwischen den Vertikalablenkelektroden 44 und dem Auftreffschirm angeordnet
ist. Die Gitteranordnung umfaßt eine Mehrzahl von Drähten 82, die kleinen Durchmesser haben, und
kann mit einer höheren Spannung betrieben werden als der Schirm. Alle Betriebsbauteile der Röhre sind
mit den Bauteilen identisch, die im Zusammenhang mit Fig. 1 und 2 beschrieben sind. Bei Verwendung
der Gitteranordnung, die eine höhere Spannung als der Schirm hat, kann der Eintrittswinkel der einzelnen
Strahlen 14,16 und 18 beträchtlich vergrößert werden, wie man deutlich aus Fig. 7 erkennt.
Aus der vorstehenden Beschreibung ist verständlich, daß alle drei Elektronenstrahlen auf einer maximalen
Intensität gehalten werden und der Auftreffwinkel auf dem Schirm variiert werden kann, um Strahlwanderung
in dem Auftreffschirm zu bewirken. Auf diese Weise kann die Strahlenergie praktisch konstant
gehalten werden, wodurch konstante Helligkeit des erzeugten Bildes entsteht.
In einer Anordnung mit drei Elektronenstrahlerzeugungssystemen kann die Lage jedes Strahls mit Bezug
auf die Vertikalablenkelektroden durch geeignete Erregung der Ablenkelektroden gesteuert werden, die
den einzelnen Systemen zugeordnet sind. Offenbar ermöglicht eine solche Steuerwirkung, daß die übereinanderliegende
Punkt- oder FleckregTstrierung in dem Auftreffschirm genau geregelt wird durch die Einstellung
der Strahlsystemablenkelektroden zusätzlich zu der Steuerwirkung der relativen Einstellung der
anderen obenerwähnten Faktoren.
Obgleich die Erfindung oben in einer Form beschrieben worden ist, die zwei oder drei getrennte
Elektronenstrahlen verwendet, die anordnungsgemäß quer über den Schirm mit verschiedenen Abständen
von diesem wandern, wird darauf hingewiesen, daß in einer andersartigen Anordnung ein einziger Strahl
verwendet werden kann, der mit den Farbsignalen moduliert wird, die nacheinander an das Elektronenstrahlerzeugersystem
mittels einer geeigneten Auswertungsschaltung geliefert werden, wobei getrennte
Vorrichtungen, die von der Auswertungsschaltung gesteuert werden, vorhanden sind, um zugehörige Variationen
des Auftreffwinkels des Strahles auf dem Schirm zu erzeugen. Solche Änderungen des Auftreffwinkels
können beispielsweise durch Einstellung der Strahlenergie oder der Stärke der Ablenkkraft
oder des Abstandes des Strahles bei dem Verlauf über den Schirm unter Steuerung einer geeigneten Einrichtung
hervorgerufen werden, die bestimmt, welche Farbe zu irgendeinem Zeitpunkt dargeboten werden
soll.
Die Verwendung der verbesserten Kathodenstrahlröhre nach der Erfindung liefert einen verhältnismäßig
billigen Fernsehempfänger, der mehrfarbige Bilder erzeugen kann. Keine Schattenabdeckungen oder
Schaltgitter sind infolge der Eigenstabilität des beschriebenen Typs des Ablenksystems erforderlich. Die
verbesserte Röhre beseitigt auch die Notwendigkeit von vertikalen und horizontalen Ausgangsübertragern
oder Ablenkjochen, so daß die Leistungsanforderungen nur einen Bruchteil von denen der üblichen Röhren
betragen.
Obgleich die Erfindung unter besonderer Bezugnahme auf ein Farbfernsehsystem beschrieben worden
ist, ist es verständlich, daß sie viele andere Anwendungsmöglichkeiten überall dort hat, wo es erwünscht
ist, genaue variierte Farbanzeige in einer Kathoden-
strahlröhre zu geben. Farbradar ist einer von den naheliegenderen Anwendungsfällen der Erfindung.
Claims (7)
1. Kathodenstrahlröhre zur Darstellung von Farbbildern, bestehend aus einer Elektronenstrahlquelle
und einem Auftreffschirm, der zwei oder mehr übereinanderliegende Phosphorschichten aufweist,
wobei jede Schicht imstande ist, bei Anregung Licht einer anderen Farbe zu emittieren,
dadurch gekennzeichnet, daß die Eindringtiefe eines Elektronenstrahles in den Schirm und somit in die
Schicht, die durch den Strahl angeregt wird, durch Steuerung des Einfallswinkels des Strahles auf
den Schirm bestimmt wird.
2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, bei welcher die Elektronenstrahlquelle einen Elektronenstrahl
auf einer zu dem Auftreffschirm benachbarten Bahn liefert, wobei Ablenkmittel zum
Ablenken des Strahles von der genannten Bahn auf den Schirm vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet,
daß der Einfallswinkel des Strahles an dem Schirm dadurch gesteuert wird, daß der Abstand
dieser Bahn von dem Schirm variiert wird.
3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Gittermittel, die dem Schirm
benachbart angeordnet sind, um weitere Steuerung des Einfallswinkels des Strahles an dem Schirm
zu schaffen.
4. Kathodenstrahlröhre nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Mittel
zum Werfen von zwei oder mehr Elektronenstrahlen auf Bahnen, die sich benachbart zu dem Auftreffschirm
und in verschiedenen Abständen von diesem erstrecken, und gemeinsame Ablenkmittel,
um jeden Strahl aus seiner Bahn bei verhältnismäßig verschiedenen Einfallswinkeln abzulenken.
5. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Mittel zum Steuern des Abstandes
jeder der genannten Elektronenstrahlbahnen von dem Auftreffschirm, um dadurch den relativen
Einfallswinkel der Strahlen auf dem Schirm zu steuern.
6. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl Strahlen
anfänglich längs in Abstand zueinander liegenden Bahnen in Richtung einer Randkante des
Schirmes geliefert und dann so abgelenkt wird, daß die Strahlen quer über den Schirm in demselben
relativen Abstandsverhältnis und benachbart zu dem Schirm verlaufen.
7. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der AuftrefF-schirm
eine zusätzliche Phosphorschicht auf einem transparenten Träger in Abstand von der Mehrzahl
übereinanderliegender Phosphorschichten und in optischer Deckung mit diesen aufweist und daß
eine zusätzliche Elektronenstrahlquelle und Ablenkmittel vorgesehen sind, um einen zusätzlichen
Elektronenstrahl zu erzeugen und diesen Strahl auf der zusätzlichen Phosphorschicht abzulenken.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 739 496;
USA.-Patentschrift Nr. 2 566 713.
Britische Patentschrift Nr. 739 496;
USA.-Patentschrift Nr. 2 566 713.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 909 728/213 1.60
Applications Claiming Priority (1)
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US656874A US2930930A (en) | 1957-05-03 | 1957-05-03 | Electronic device |
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DE1074631B true DE1074631B (de) | 1960-02-04 |
Family
ID=24634938
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DENDAT1074631D Pending DE1074631B (de) | 1957-05-03 | Kathodenstrahlrohre zur Darstellung von Farbbildern |
Country Status (5)
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