DE1093023B - Kathodenstrahlroehre mit mehreren Strahlerzeugungssystemen, insbesondere fuer Farbfernsehzwecke - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlröhre mit mehreren im Röhrenhals angeordneten, jeweils eine elektrostatische Linse zur Fokussierung des Elektronenstrahls auf den Bildschirm enthaltenden, in Richtung der Röhrenachse gegeneinander versetzten Strahlerzeugungssystemen, von denen jedes mehrere Elektroden aufweist. Solche Röhren sind für verschiedene Anwendungszwecke bekanntgeworden, von denen die Anwendung beim Farbfernsehen am bedeutendsten ist. Die verschiedenen Strahlerzeugungssysteme sind bei solchen Farbfernsehröhren derart auf einen gemeinsamen, mit unterschiedlichen Leuchtstoffen für die gleichzeitige Erzeugung der verschiedenen Farben (z. B. Rot, Grün und Blau) versehenen Leuchtschirm gerichtet, daß jeder Elektronenstrahl auf einen anderen Leuchtstoff auftrifft. Durch Steuerung der verschiedenen Strahlsysteme mit Spannungen, deren Größe dem jeweiligen Anteil der betreffenden Farbe an der Gesamtfarbe entspricht, wird die Gesamtfarbe auf dem Bildschirm zusammengesetzt.

Die Anordnung der Strahlerzeugungssysteme ist weitgehend von dem Aufbau bzw. der Aufteilung des Leuchtschirmes abhängig. Gegenwärtig sind zwei verschiedene Anordnungen dieser Art gebräuchlich. Bei der einen sind drei Strahlerzeugungssysteme im Hals der Kathodenstrahlröhre symmetrisch um die Achse und gegeneinander geneigt angeordnet, so daß die drei Elektronenstrahlen den Leuchtschirm oder eine vor dem Leuchtschirm angeordnete Maske auf den gleichen Punkt treffen. In einer zweiten Anordnung sind die drei Strahlerzeugungssysteme nebeneinander in einer Ebene angeordnet, wobei die Achse des mittleren Strahlsystems mit der Achse der Kathodenstrahlröhre zusammenfällt, während die äußeren Strahlerzeugungssysteme gegen die Röhrenachse geneigt angeordnet sind, so daß drei dichtbenachbarte, in einer Linie liegende fokussierte Punkte auf oder nahe dem Leuchtschirm abgebildet werden. Bei solchen Anordnungen wird jedes Strahlerzeugungssystem mit voneinander unabhängigen elektrostatischen Fokussierungsmitteln für den entsprechenden Elektronenstrahl ausgestattet, um die Schwierigkeiten zu vermeiden, die mit gemeinsamen magnetischen oder elektrostatischen Fokussierungsmitteln für derart getrennte und gegeneinander geneigte Elektronenstrahlen auftreten würden. Der Durchmesser des Röhrenhalses, der Konvergenzwinkel des Elektronenstrahls und die gesamte Länge der Röhre begrenzen die Durchmesser der einzelnen Linsen für die drei Strahlerzeugungssysteme, und zwar besonders bei der einfachen Nebeneinanderanordnung der Systeme, so daß ein ungünstiges Verhältnis des Durchmessers von Linse zu Strahl und damit eine Aberration des Brennpunktes, insbesondere Kathodenstrahlröhre mit mehreren

Strahlerzeugungssystemen,
insbesondere für Farbfernsehzwecke

Anmelder:

Electric & Musical Ind. Ltd.,
Hayes, Middlesex (Großbritannien)

Vertreter: Dr.-Ing. B. Johannesson, Patentanwalt,
Hannover, Göttingej Chaussee 76

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 12. Februar 1955 und 2. Februar 1956

Ralph Reginald Paerce, Hampton, Middlesex

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

bei den hellsten Bildpunkten, auftritt. Der Strahldurchmesser ist gewöhnlich durch elektronenoptische Gesichtspunkte festgelegt, und es ist erwünscht, die Durchmesser der Linsenanordnungen soweit wie möglich zu vergrößern.

Dies wird erreicht, wenn erfindungsgemäß die letzte Elektrode mindestens eines der mit elektrostatischen Linsen annähernd gleichen Querschnitts versehenen, dicht nebeneinander angeordneten Strahlerzeugungssysteme mit einer rohrförmigen Verlängerung geringeren Querschnitts als die Linse versehen ist und wenn die Strahlerzeugungssysteme so gegen-¹ einander versetzt sind, daß die elektrostatischen Linsen des oder der anderen Strahlerzeugungssysteme neben der rohrförmigen Verlängerung liegen.

Es ist zwar bekannt, Strahlerzeugungssysteme von Mehrstrahlröhren zur Erzielung von Phasenunterschieden gegeneinander zu versetzen, doch ist bei diesen bekannten Anordnungen weder ein enger Röhrenhals noch ein Strahlerzeugungssystem mit Bereichen unterschiedlichen Querschnitts vorgesehen. Mit den bekannten Röhren kann daher der Linsendurchmesser bei Anordnung der Systeme nahe der Röhrenachse nicht groß bemessen werden.

009 648/344

Claims (8)

Zur näheren Erläuterung sollen im folgenden Ausführungsbeispiele der beschriebenen Anordnung an Hand der Figuren beschrieben werden. Fig. 1 zeigt eine Kathodenstrahlröhre mit drei Strahlerzeugungssystemen, deren jedes aus einer geheizten Kathode 1, einer mit einer öffnung versehenen Gitterelektrode 2. einer mit einer öffnung versehenen Scheibenanode 3 mit einem ringförmigen Ansatz 4, einer rohrförmigen zweiten Anode 5 und einer ebenfalls rohrförmigen dritten Anode 6 besteht. Im Betriebszustand dieser Röhre werden die Steuerspannungen jedem Strahlerzeugungssystem zwischen der Kathode 1 und dem Gitter 2 zugeführt, während die Anode 3 auf einem gegenüber der Kathode 1 konstanten Potential gehalten wird. Eine gegenüber der Kathode 1 positive Spannung liegt an der zweiten Anode 5 und eine weit höhere positive Spannung an der dritten Anode 6, so daß eine elektrostatische Linse aus diesen Elektroden gebildet wird, die den Elektronenstrahl derart fokussiert, daß er auf dem Leuchtschirm an der Innenoberfläche des Bildschirmes 7 einen Punkt bildet. In dem dargestellten Beispiel besteht der Leuchtschirm aus Streifen verschiedener Leuchtstoffe 8, 9 und 10, welche beim Einfall von Elektronen in verschiedenen Farben (z. B. Rot, Grün und Blau) aufleuchten. Die genannten Streifen sind auf dem Bildschirm senkrecht zur Abtastrichtung des Elektronenstrahles angeordnet. Es sei darauf hingewiesen, daß die Anoden 5 und 6 an der Stelle 11, wo die statische Linse gebildet wird, einen vergrößerten Durchmesser haben (Linsendurchmesser), der den Abstand bestimmt, mit dem die Strahlerzeugungssysteme im Röhrenhals 12 angeordnet werden können. Zwischen dem Ende der Strahlerzeugungssysteme und dem Leuchtschirm ist auf der Innenseite des Röhrenkolbens eine Wandanode 13 angeordnet. Aus elektronen-optischen Gründen sollte der Linsendurchmesser so groß wie möglich sein, während es weiterhin erwünscht ist, insbesondere bei Kathodenstrahlröhren für Farbfernsehzwecke, daß der fokussierte Elektronenstrahl auf dem Leuchtschirm Bildpunkte bildet, die eine Gruppe mit einem genauen geringen Abstand darstellen. In dem dargestellten Beispiel sind die drei Strahlerzeugungssysteme in einer Ebene angeordnet, wobei die Achse des mittleren Strahlsystems mit der Achse des zylindrischen Röhrenhalses 12, also der Röhrenachse, zusammenfällt. Jedoch ist das mittlere Strahlerzeugungssystem gegenüber den äußeren Strahlerzeugungssystemen in Richtung der Röhrenachse verschoben angeordnet. Um eine gute Konvergenz der Elektronenstrahlen der äußeren Strahlerzeugungssysteme auf dem Leuchtschirm zu erzielen, sind die entsprechenden Achsen der äußeren Strahlerzeugungssysteme gegen die Röhrenachse geneigt. Zur Vermeidung einer gegenseitigen Störung der einzelnen Strahlen wegen der Lage des mittleren Strahlerzeugungssystems sind die Anoden 6 der äußeren Strahlerzeugungssysteme mit einer rohrförmigen Verlängerung 14 versehen, so daß die Austrittsöffnungen aller drei Strahlsysteme annähernd in der gleichen Querschnittsebene liegen. Die ringförmigen Ansätze 4 an der Anode 3 dienen dazu, das Steuergitter 2 und die Anode 5 gegen Störfelder abzuschirmen, die von benachbarten, auf Hochspannung liegenden Elektroden der anderen Strahlerzeugungssysteme übergreifen können. Im vorliegenden besonderen Falle soll dadurch das mittlere Strahlerzeugungssystem gegen die Felder der Anoden 6 der äußeren Strahlerzeugungssysteme abgeschirmt werden. Zur weiteren Vermeidung irgendwelcher Störmöglichkeiten der Linsenfelder durch die Nähe der anderen Strahlerzeugungssysteme kann der Spalt 11 zwischen den Anoden 5 und 6 in geeigneter Weise abgeschirmt werden, wie es beispielsweise in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist. In diesen Figuren sind Teile, die denen der Fig. 1 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen versehen. Fig. 2 zeigt, daß das Ende größeren Durchmessers jeder der Anoden 6 einen etwas kleineren Durchmesser als der benachbarte Teil der entsprechenden Anode 5 ist, so daß diese Enden der Anoden 6 ein kleines Stück in die Anoden 5 hineinragen und dadurch den Linsenspalt zwischen diesen Elektroden gegen die Felder der benachbarten Strahlsysteme abschirmen. Fig. 3 zeigt eine andere Anordnung zur Abschirmung des Linsenspaltes, in der der Linsenspalt von einem ringförmigen Abschirmglied 15 umgeben ist, das entweder mit der Anode 5 oder mit der Anode 6 elektrisch verbunden ist. Der Betrag, um den das mittlere Strahlerzeugungssystem gegenüber den äußeren Strahlerzeugungssystemen versetzt angeordnet werden kann, hängt in den oben beschriebenen Fällen von dem erforderlichen Konvergenzwinkel der einzelnen Elektronenstrahlen, dem Abstand der Achsen der Strahlerzeugungssysteme in einer bestimmten Entfernung vom Leuchtschirm, dem Linsendurchmesser sowie dem Durchmessser und der Gesamtlänge des Röhrenhalses ab. Ein weiterer Vorteil, der sich mit der Verwendung der erfindungsgemäßen Anordnung der Strahlerzeugungssysteme ergibt, besteht darin, daß in der ebenen Anordnung die äußeren Strahlerzeugungssysteme und in der symmetrischen Anordnung alle Strahlerzeugungssysteme mit gesonderten Korrektionsmitteln für den Konvergenzwinkel versehen werden können, indem magnetische Korrektionsfelder auf jedes einzelne Strahlerzeugungssystem angewendet werden, die auf die Elektronenstrahlen der anderen Strahlerzeugungssysteme keinen oder kaum einen Einfluß haben. In Fig. 2 sind beispielsweise die äußeren Strahlerzeugungssysteme in Richtung der Röhrenachse vor dem mittleren Strahlerzeugungssystem angeordnet. Ferner ist es durchaus möglich, Anordnungen gemäß Fig. 1 und 3 in der gleichen Weise wie die Anordnung nach Fig. 2 aufzubauen. Es sei darauf hingewiesen, daß zum Ausgleich der unterschiedlichen Lage der Strahlerzeugungssysteme in der Achsrichtung die Brennweite jeder einzelnen Linse unabhängig von den anderen Strahlerzeugungssystemen während des Betriebes durch langsame Änderung des Spannungsverhältnisses an den Anoden 5 und 6 kontinuierlich geändert werden kann. Auch kann die Länge und/oder der Durchmesser der Anode 5 für jede Linse derart verschieden bemessen werden, daß die Brennweite für die einzelnen Linsen je nach ihrer axialen Lage verschieden ist. Die Erfindung beschränkt sich nicht nur auf Kathodenstrahlröhren für Empfangszwecke, sondern ist gleichfalls anwendbar bei Senderöhren und allgemein bei solchen Kathodenstrahlröhren, bei denen mehrere Strahlsysteme zur Erzielung einer Gruppe getrennter Bildpunkte auf einem Leuchtschirm erforderlich sind. 6S Patentansprüche:

1. Kathodenstrahlröhre mit mehreren im Röhrenhals angeordneten, jeweils eine elektrostatische Linse zur Fokussierung des Elektronenstrahls auf den Bildschirm enthaltenden, in Richtung der

Röhrenachse gegeneinander versetzten Strahlerzeugungssystemen, von denen jedes mehrere Elektroden aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte Elektrode mindestens eines der mit elektrostatischen Linsen annähernd gleichen Quer-Schnitts versehenen, dicht nebeneinander angeordten Strahlerzeugungssysteme mit einer rohrförmigen Verlängerung geringeren Querschnitts als die Linse versehen ist und daß die Strahlerzeugungssysteme so gegeneinander versetzt sind, daß die elektrostatischen Linsen des oder der anderen Strahlerzeugungssysteme neben der rohrförmigen Verlängerung liegen.

2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von drei Strahlerzeugungssystemen die letzten Elektroden der beiden äußeren Strahlerzeugungssysteme mit einer rohrförmigen Verlängerung versehen sind und daß das dritte Strahlerzeugungssystem axial verschoben und zwischen den rohrförmigen Verlängerungen der beiden anderen Strahlerzeugungssysteme angeordnet ist (Fig. 1 und 3).

3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung von drei Strahlerzeugungssystemen die letzte Elektrode eines Strahlerzeugungssystems mit einer rohrförmigen Verlängerung versehen ist und daß die beiden anderen axial verschobenen Strahlerzeugungssysteme dicht neben der rohrförmigen Verlängerung des ersten Strahlerzeugungssystems angeordnet sind (Fig. 2).

4. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrostatischen Linsen gegenüber den Elektroden benachbarter Strahlsysteme abgeschirmt sind.

5. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abschirmung der elektrostatischen Linse ein rohrförmiges Abschirmglied (15) vorgesehen ist, welches den Linsenspalt zwischen zwei Elektroden (5, 6) umgibt und mit einer dieser Elektroden elektrisch verbunden ist (Fig. 3).

6. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmesser der rohrförmigen Elektroden (5, 6) der Linse an der Stelle des Linsenspaltes unterschiedlich sind und daß die eine Elektrode (5) die andere Elektrode (6) überlappt (Fig. 2).

7. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte Elektrode jedes Strahlerzeugungssystems so lang bemessen ist, daß die Austrittsöffnungen aller Strahlerzeugungssysteme in einer Querschnittsebene des Röhrenhalses liegen.

8. Kathodenstrahlröhre nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse eines Strahlerzeugungssystems im wesentlichen mit der Röhrenachse übereinstimmt und daß die Achsen der anderen Strahlerzeugungssysteme gegen die Röhrenachse geneigt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 632 127, 2 660 669.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen