DE1074631B - Kathodenstrahlrohre zur Darstellung von Farbbildern - Google Patents

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

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

William Ross Aiken, Los Altos, Calif. (V. St. Α.),
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)

Patentansprüche:

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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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