DE1126444B - Kathodenstrahlroehre - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

kl. 21a¹ 32/54

INTERNATIONALE KL.

H04n;H01j

ANMELDETAG: 4. DEZEMBER 1954

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 29. MÄRZ 1962

Das Hauptpatent betrifft eine Kathodenstrahlröhre mit einem Leuchtschirm, einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Elektronenstrahles längs einer Bahn, die in einer zum Leuchtschirm parallelen Ebene verläuft, einem ersten Ablenksystem, das an sich laufend verändernden Stellen längs der erwähnten Bahn den Elektronenstrahl in dieser Ebene in eine Bahn ablenkt, welche quer zum Leuchtschirm verläuft, einem zweiten Ablenksystem, das an sich laufend verändernden Stellen längs der erwähnten Bahn den Strahl aus der erwähnten Ebene heraus zur Beaufschlagung des Leuchtschirms ablenkt.

Die Erfindung befaßt sich mit weiteren Ausgestaltungen des Gegenstandes des Hauptpatentes.

Die eine Ausbildung geht von einer Kathodenstrahlröhre aus, bei der das erste und/oder das zweite Ablenksystem eine Anzahl elektrostatischer Ablenkelemente aufweisen. Hierbei ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Ablenkelemente plattenförmig ausgebildet und im wesentlichen parallel zur Bahn des Strahles angeordnet sind und daß die Länge der Elemente in der Richtung des Strahles und der Abstand zwischen ihnen mit Bezug auf eine Spannungswelle, die nacheinander an die Elemente gelegt wird, so gewählt sind, daß ein Ablenkfeld längs der Bahn des Strahles mit gleichmäßiger Geschwindigkeit wandert.

Eine andere Weiterentwicklung sieht erfindungsgemäß vor, daß das erste und/oder das zweite Ablenkelement eine Anzahl Elektromagnete umfassen, die längs der Bahn des Strahles angeordnet sind und von denen jeder zwei Pole aufweist, zwischen welchen ein Magnetfeld erzeugt wird, das im rechten Winkel zum Strahl verläuft, und daß die Länge dieser Felder und der Abstand zwischen ihnen mit Bezug auf eine Stromwelle, die nacheinander an die Elemente gelegt wird, so gewählt sind, daß ein Ablenkfeld längs der Bahn des Strahles mit gleichmäßiger Geschwindigkeit wandert.

Die vorstehend aufgezählten und weitere Ziele ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen, die zur Darstellung verschiedener beispielsweiser Ausführungsformen dienen. Es zeigt

Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild der allgemeinen Anordnung einer Elektronenstrahlröhre und deren Steuerelemente gemäß der Erfindung, bei welcher ein Elektronenstrahl von einer geeigneten Elektronenquelle über die gesamte waagerechte Abmessung eines Bildschirms durch ein Ablenksystem geführt wird, welches mindestens ein Ablenkelement aufweist, das so angeordnet ist, daß es diese Ablen-Kathodenstrahlröhre

Zusatz zum Patent 1 055 586

Anmelder:

National Research Development Corporation, London

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Grunewald,

und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg,
München 27, Pienzenauer Str. 2, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 4. Dezember 1953 (Nr. 396 120)

William Ross Aiken, Berkeley, Calif. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

kung in einer zum Bildschirm im wesentlichen parallelen und ihm benachbarten Ebene bewirkt, und bei welcher der Elektronenstrahl ferner über die gesamte senkrechte Abmessung des Bildschirms durch ein Ablenksystem geführt wird, das mindestens ein Ablenkelement aufweist, welches so angeordnet ist, daß es die Ablenkung des Strahles in Richtung zum Bildschirm bewirkt,

Fig. 2 eine Einfarben-Kathodenstrahlröhre in vereinfachter, schaubildlicher und auseinandergezogener Darstellung sowie der zugeordneten Elemente, aus der sich bestimmte Merkmale der Erfindung ergeben und bei welcher die Elektronenquelle so angeordnet ist, daß sie einen Elektronenstrahl, der im wesentliehen parallel und in der Nähe des Bildschirms verläuft, liefert, bei welcher ferner das Horizontalablenksystem eine Vielzahl elektrostatischer Ablenkplatten aufweist, denen die Ablenksteuerspannung von einer linear angeordneten Dreipolsteuerröhre zugeführt wird, welche ein Steuergitter mit sich verändernden Gitteröffnungen aufweist, und bei welcher das Vertikalablenksystem eine Vielzahl elektrostatischer länglicher Platten aufweist, die in einer zum Bildschirm im wesentlichen parallelen und sich von dieser in geringem Abstand befindlichen Ebene angeordnet sind, wobei die Steuerspannungen für diese Vielzahl von Vertikalablenkplatten von einer

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linear angeordneten Dreipolsteuerröhre geliefert werden, die ein Steuergitter mit sich verändernden Gitteröffnungen besitzt,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Erfindung in schematischer, schaubildlicher und auseinandergezogener Darstellung in Anwendung auf eine Einfarben-Kathodenstrahlröhre und deren zugeordnete Elemente, bei welcher die Elektronenquelle so an-

lenkelementen, bei welcher Teile der Ablenkelemente gegenüber der ursprünglichen Elektronenstrahlbahn schräg gestellt sind, um eine zufriedenstellende lineare Ablenkgeschwindigkeit unter gegebenen Steuerverhältnissen zu bewirken,

Fig. 9 in schematischer Darstellung eine Ansicht von unten einer Vielzahl elektromagnetischer Ablenkelemente für die waagerechte Ablenkung, welche einzeln angeordnet sind, um ein Magnetfeld von mit

geordnet ist, daß sie einen Elektronenstrahl mit einem

zum Bildschirm im wesentlichen parallelen und die- io der Entfernung von der Elektronenstrahlquelle zusem benachbarten Verlauf liefert, bei welcher ferner nehmender Dichte zu liefern, das Horizontalablenksystem eine Vielzahl elektro- Fig. 10 in schematischer Darstellung eine schau

statischer Ablenkelemente aufweist, wobei die Ablenkspannungen von einer radialen Fünfpolsteuerröhre geliefert werden, welche zwei Steuergitter mit sich umgekehrt verändernden Gitteröffnungen besitzt, wobei die sich ergebende Anfangsablenkung des Strahles mit spitzen Winkeln geschieht und bei welcher das

Vertikalablenksystem eine Vielzahl länglicher Platten

bildliche Ansicht eines einer Vielzahl der in Fig. dargestellten magnetischen Ablenkelemente,

Fig. 11 in schematischer Darstellung eine Ansicht von unten einer Vielzahl von elektromagnetischen Ablenkelementen zur Verwendung in einem Horizontalablenksystem gemäß der Erfindung, wobei die elektromagnetischen Ablenkelemente so ausgebildet

aufweist, die in einer zum Bildschirm im wesentlichen 20 und angeordnet sind, daß sie Magnetfelder von zuparallelen und benachbarten Ebene angeordnet sind, nehmender Dichte mit zunehmender Entfernung von wobei die Steuerspannungen für diese Vielzahl von der Elektronenstrahlquelle Hefern, Vertikalablenkplatten durch die Abtastung einer Fig. 12 in schematischer Darstellung eine schau-

Vielzahl von diesen durch einen Elektronenstrahl bildliche Ansicht eines der Vielzahl der in Fig. 11 jeweils zugeordneten Sammelplatten geliefert werden, 25 dargestellten elektromagnetischen Ablenkelemente,

Fig. 4 in schematischer Form eine schaubildliche Fig. 13 in schematischer Darstellung eine Vorder-

Ansicht in auseinandergezogener Darstellung einer ansieht einer weiteren Ausführungsform eines Hori-Einfarben-Kathodenstrahlröhre und deren zugeord- zontalablenksystems, bei welchem die Elektronennete Elemente, die weitere Merkmale der Erfindung quelle und die dieser zugeordneten Horizontalablenkaufweist und bei welcher die Elektronenstrahlquelle 30 elemente sowie die Beschleunigungselemente mit einem im wesentlichen parallel zum Bildschirm und gering- kleinen Winkel so geneigt sind, daß diejenigen Teile fügig gegenüber diesem versetzt angeordnet ist, bei des Systems, die der Elektronenstrahlquelle abgelegen welcher ferner das Horizontalablenksystem eine Viel- sind, näher am Bildschirm liegen, um unter den gezahl elektromagnetischer Ablenkelemente aufweist, gebenen Verhältnissen eine stärker vertikale Strahlwobei jedes jeweilige Ablenkfeld durch diese in Auf- 35 laufbahn herbeizuführen,

einanderfolge unter der Steuerung einer Fünfpol- Fig. 14 in schematischer Darstellung eine Vordersteuerröhre verändert wird, und bei welcher das ansieht einer anderen Anordnung des Bildschirms Vertikalablenksystem eine Vielzahl elektrostatischer sowie des Horizontalablenksystems und der Eleklänglicher Platten aufweist, die in einer zum Bild- tronenquelle, wobei die Elektronenquelle so angeordschirm im wesentlichen parallelen und diesem be- 40 net ist, daß eine umgelenkte Elektronenstrahllaufbahn nachbauen Ebene angeordnet sind, wobei die Steuer- erzielt wird, deren Anfangsteil im wesentlichen parallel zur vertikalen Seite des Bildschirms verläuft,

Fig. 15 in schematischer Darstellung eine Vorderansicht des Bildschirms, der Elektronenquelle und der zugeordneten Horizontalablenkelemente, bei welcher die Elektronenquelle umgelenkt wird, um eine

spannung für jede dieser Platten von einer linearen Sechspolsteuerröhre geliefert wird, welche zwei Steuergitter mit sich umgekehrt und segmentweise verändernden Gitteröffnungen besitzt,

Fig. 5 eine Schnittdarstellung in schematischer Form beispielsweiser Ablenkelemente für elektrostatische Ablenkung zur Darstellung bestimmter Erwägungen bei der Wahl der Ablenksteuerspannungen und
Erzielen

Anwendung für Niederspannungsablenksysteme der in Fig. 3 und 4 dargestellten Art, Fig. 6 eine graphische Darstellung, welche bei-

Elektronenstrahllaufbahn zu erzeugen, deren Anfangsteil in ihrer Richtung der Laufbahn während der Horizontalablenkung im wesentlichen entgegender Ablenkelementdimensionen für das 50 gesetzt ist,

einer Ablenklinearität, insbesondere zur Fig. 16 in schematischer Darstellung eine Vorder

ansicht, welche eine weitere Anordnung gemäß der Erfindung zeigt, bei welcher das Vertikalablenksystem eine Vielzahl elektromagnetischer Ablenkelemente

spielsweise eine charakteristische Ablenkstrahlstellung 55 aufweist, welche wahlweise erregt werden können, zeigt, wie sie sich durch eine Änderung in der Ab- um eine Vertikalablenksteuerung in einer Weise ähnlenk- oder Steuerspannung an einem gegebenen
Ablenkelement für waagerechte Ablenkung bei Ab

lenksystemen der in Fig. 3 und 5 dargestellten Art ergibt,

Fig. 7 eine Vorderansicht in schematischer Darstellung einer anderen Form einer Vielzahl von Ablenkelementen, wobei die Ablenkelemente eine gebogene Form haben, um eine zufriedenstellende lineare Ablenkgeschwindigkeit unter Steuerverhältnissen herbeizuführen,

Fig. 8 eine Vorderansicht in schematischer Darstellung einer anderen Form einer Vielzahl von Ab-

lich derjenigen zu bewirken, welche für die Steuerung der Vielzahl der in Fig. 5 dargestellten elektromagnetischen Ablenkelemente verwendet wird, Fig. 17 in schematischer Darstellung eine schaubildliche Ansicht eines der in Fig. 16 gezeigten elektromagnetischen Ablenkelemente sowie einen Teil des zugeordneten Bildschirms,

Fig. 18 in schematischer Darstellung eine Vordergegebenen 65 ansieht, welche eine weitere Anordnung zeigt, bei welcher eine Vielzahl elektromagnetischer Ablenkelemente so ausgebildet und angeordnet ist, daß eine vertikale Ablenkung dadurch erzielt wird, daß ein

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iiichtlineares Magnetfeld erzeugt wird, dessen Dichte ablenksystem 4 beeinflußt wird, welches vorzugsweise mit zunehmender Entfernung von der Elektronen- durch eine Horizontalablenkspannung 5 von allquelle höher wird, wenn die Elemente gleichzeitig gemein üblicher Wellenform und Frequenz von einer erregt werden, geeigneten Abtastspannungsquelle 6 gesteuert wird

Fig. 19 in schematischer Darstellung eine schau- 5 und eine Ablenkung des Elektronenstrahles 3 nach

bildliche Ansicht eines der in Fig. 18 gezeigten unten parallel und benachbart zur elektronenempfind-

elektromagnetischen Ablenkelemente, liehen Fläche des Leuchtschirms 2 aufeinanderfolgend

Fig. 20 in schematischer Darstellung eine beispiels- zu waagerecht angeordneten Teilen des Leuchtweise Steueranordnung für eine Vielzahl von Ablenk- schirms 2 ablenkt, wobei der Elektronenstrahl 3 elementen, bei welcher jedem Ablenkelement eine io einem Vertikalablenksystem 7 zugeführt wird, das einzige Dreipolsteuerröhre zugeordnet ist, eine weitere Ablenkung des Elektronenstrahles 3 an

Fig. 21 in schematischer Darstellung eine beispiels- aufeinanderfolgenden senkrecht angeordneten Ebenen

weise Steueranordnung für eine Vielzahl von Ablenk- über die ganze senkrechte Dimension des Leucht-

elemenfen, bei welcher jedem Ablenkelement eine schirms 2 bewirkt, wobei das Vertikalablenksystem 7

einzige Zweipolsteuerröhre zugeordnet ist, 15 vorzugsweise auf eine geeignete übliche Frequenz an-

Fig. 22 eine schematische Darstellung in End- spricht und die Vertikalablenkspannung 8 von allansicht, welche die Art und Weise zeigt, in welcher gemein üblicher Wellenform von der Abtastdie Erfindung für Mehrfarbenbildwiedergabe ange- Spannungsquelle 6 entnommen wird. Wie sich aus der wendet werden kann, wobei Zweifarbenbildwieder- nachfolgenden näheren Beschreibung beispielsweiser gäbe durch die Verwendung verschieden gefärbter 20 Ausführungsformen der Erfindung ergibt, weisen Phosphore auf einer gemeinsamen transparenten sowohl das Horizontalablenksystem 4 als auch das Schirmplatte erzielt wird und gesonderte Elektronen- Vertikalablenksystem 7 ein oder mehrere Ablenkstrahlen verwendet werden. Diese Ausführungsform elemente auf, die so angeordnet sind, daß sie die gedient ferner zur Darstellung der Art und Weise der wünschte Ablenkung auf Grund von Ablenksteuerelektrischen Verbindung gleicher einer Vielzahl von 25 Spannungen bewirken, die ihnen durch zugeordnete Bildschirmen zugeordneter Ablenkelemente, Steuerelemente zugeführt werden. Die Erfindung ist

Fig. 23 eine weitere Ausführungsform gemäß der ferner auf vorteilhafte Anordnungen von Kombi-Erfindung zur Vollfarbenwiedergabe, bei welcher eine nationen der in Fig. 1 gezeigten Elektronenstrahlgesonderte Platte für die Phosphore jeder der drei abtastanordnungen in Übereinanderlagerung für die Grundfarben und gesonderte Elektronenstrahlen ver- 30 Darstellung oder Erzeugung von Mehrfarbenbildwendet sind, Signalen gerichtet. Ferner ist die Erfindung auf ver-

Fig. 24 eine Draufsicht in schematischer Dar- schiedene dreidimensionale Wiedergabeanordnungen

stellung einer Vollfarbenanordnung der Bildschirme gerichtet, bei denen Strahlabtastanordnungen der in

zur Darstellung, in welcher Weise der Beeinträchti- Fig. 1 dargestellten Art vorteilhaft verwendet werden,

gung der Überlagerung der Farbbilder durch die 35 Bei einer Anordnung zur Bilddarstellung oder

Parallaxe Rechnung getragen wird, -wiedergabe gemäß der Erfindung der in Fig. 2 dar-

Fig. 25 eine Draufsicht, welche in schematischer gestellten Art ist ein Leuchtschirm 10 vorgesehen, der Weise eine Ausführungsform der Erfindung zeigt, die eine Oberfläche 11 aus elektronenempfindlichem Mafür dreidimensionale Wiedergabe geeignet ist, wobei terial, beispielsweise lumineszierendem Phosphor, eine panoramierende Tiefenwahrnehmung durch An- 40 aufweist, der auf eine geeignete optisch transparente Ordnung eines Bildschirms mit einer konkaven Bild- Platte 12, beispielsweise aus Glas oder Glimmer, auffläche erzielt wird, getragen ist. Eine Elektronenstrahlquelle 13, die ein

Fig. 26 eine schaubildliche Ansicht einer beispiels- Strahlerzeuger üblicher Art sein kann, ist oberhalb

weisen Anwendung der Erfindung auf Radarsignal- und in einem geringen Abstand seitlich von dem

wiedergabe, welche die Darstellung sich bewegender 45 elektronenempfindlichen Material 11 angeordnet und

Radarziele in der einen Farbe und stationärer Radar- befindet sich gegenüber diesem in einer Lage, daß

ziele in einer anderen Farbe ermöglicht, dem Elektronenstrahl 14 eine Anfangslaufbahn mit-

Fig. 27 eine Endansicht zu Fig. 26, welche in sehe- geteilt wird, die im wesentlichen parallel und in der

matischer Darstellung die Anordnung der Vertikal- Nähe der Oberkante des Leuchtschirms 10 verläuft,

ablenkelemente zeigt, 5° wie in der auseinandergezogenen Darstellung gezeigt.

Fig. 28 eine Vorderansicht einer weiteren Ausfüh- Bei dieser sowie bei den anderen Ausführungsformen

rungsform der Erfindung zur Radarsignalwiedergabe, der Erfindung wird der Elektronenstrahl 14 in geeig-

Fig. 29 eine Draufsicht in schematischer Dar- neter Weise durch das Bildsignal des auf dem

stellung zur Anordnung nach Fig. 28, welche die An- Leuchtschirm 10 entwickelten Bildes in an sich be-

ordnung der Horizontalablenkelemente zeigt, 55 kannter Weise helligkeitsmoduliert.

Fig. 30 eine schaubildliche Ansicht, welche das Das bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungs-Äußere einer elektronischen Fernsehbildröhre gemäß form verwendete Horizontalablenksystem besitzt eine der Erfindung zeigt. Strahlsteuerzone, die durch eine Vielzahl elektro-

Die Erfindung bezieht sich, wie sich aus der Dar- statischer Ablenkelemente 15, welche einzeln durch stellung in Blockform in Fig. 1 ergibt, auf Elektronen- 60 den Zusatz der Buchstaben α bis / gekennzeichnet strahlröhren mit Elektronenstrahlabtastanordnungen, sind, und Feldbegrenzungselemente 16 und 17, wie bei welchen eine Elektronenstrahlquelle 1 in der gezeigt, begrenzt wird. Die Steuerzone für die Lauf-Weise zu einem elektronenempfindlichen Leucht- bahn des Elektronenstrahls 14 wird durch das direkte schirm 2 in einem nicht gezeigten luftleeren Kolben Anschließen der Feldbegrenzungselemente 16 und 17 angeordnet ist, daß ein Elektronenstrahl 3 erzeugt 65 an eine Hochspannungsquelle 18 sowie durch das wird, der im wesentlichen parallel und in der Nähe Anschließen der Ablenkelemente 15 a bis 15/ über der elektronenempfindlichen Fläche des Leucht- diesen zugeordnete hochohmige Widerstände 19 a bis schirms 2 verläuft und der von einem Horizontal- 19/ an die Hochspannungsquelle gebildet. Die Steue-

rung der Horizontalablenkung des Elektronenstrahles

14 durch die Ablenkelemente 15 a bis 15/ bedingt, daß das elektrostatische Potential eines gegebenen Ablenkelements, beispielsweise des Ablenkelements ISe, vom Potential der Hochspannungsquelle 18 auf ein niedrigeres Potential verringert wird. Aufeinanderfolgend niedrigere Potentiale an den Ablenkelementen

15 α bis 15 / für die aufeinanderfolgende Führung des Elektronenstrahles 14 in aufeinanderfolgenden im wesentlichen senkrechten Bahnen, benachbart der elektronenempfindlichen Fläche 11 im wesentlichen über deren gesamte horizontale Abmessung, werden von einer allgemein mit 20 bezeichneten linearen Dreipolröhre geliefert, die eine Vielzahl von Anoden 21a bis 21/, eine gemeinsame Kathode 22, die durch ihre Verbindung mit einer geeigneten negativen Hochspannungsquelle 23 auf einer hohen negativen Spannung gehalten wird, und ein Steuergitter 24 mit sich verändernden Gitteröffnungen aufweist, an der eine geeignete Horizontalablenkspannung, wie bei 25 gezeigt, liegt, deren Anfangspotential derart ist, daß die Steuerröhre 20 an allen Anoden 21 mit Ausnahme der Anode 21a zum Zeitpunkt der Einleitung der Horizontalablenkung nichtleitend ist, und deren Amplitude derart ist, daß der Elektronenstrahl 14 über die ganze horizontale Abmessung des Leuchtschirms 10 während der Horizontalablenkperiode abgelenkt wird.

Die Arbeitsweise des vorbeschriebenen beispielsweisen Horizontalablenksystems ist derart, daß während eines gegebenen Augenblicks der Horizontalablenkung, beispielsweise, wenn die Anode 21 e der Steuerröhre 20 einen leitenden Zustand annimmt, das relativ negative Potential am Ablenkelement 15 e die Ablenkung des Elektronenstrahles 14 in einer im wesentlichen senkrechten Richtung benachbart und im wesentlichen parallel zur elektronenempfindlichen Fläche 11 bewirkt.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung ist das in Verbindung mit dem beschriebenen Horizontalablenksystem verwendete Vertikalablenksystem in verschiedener Beziehung jenem ähnlich. Eine Vielzahl elektrostatischer Ablenkelemente 26, die einzeln durch Zusatzbuchstaben α bis / gekennzeichnet sind, sind im wesentlichen parallel und benachbart dem Leuchtschirm 10 angeordnet und befinden sich im Abstand von diesem, um den Durchgang aufeinanderfolgender benachbarter im wesentlichen senkrechter Laufbahnen des Elektronenstrahles 14 zu ermöglichen. Wie bei 27 gezeigt, wird die elektronenempfindliche Fläche 11 durch ihre Verbindung mit der Hochspannungsquelle 18 auf einer hohen Spannung gehalten, um eine Vertikalablenksteuerzone mit Hilfe der Vertikalablenkelemente 26 für die aufeinanderfolgenden Laufbahnen zu schaffen. Die Ablenkelemente 26 a bis 26; sind jeweils und einzeln mit der Hochspannungsquelle 18 über geeignete hochohmige Widerstände 28a bis 28/ verbunden. Eine allgemein mit 29 bezeichnete geeignete, als lineare Dreipolröhre ausgebildete Vertikalablenksteuerröhre besitzt eine Vielzahl von Anoden 30, die einzeln durch den Zusatz der Buchstaben α bis / gekennzeichnet sind und welche jeweils und einzeln mit den Ablenkelementen 26 α bis 26/ verbunden sind. Die Steuerröhre 29 weist ferner eine gemeinsame Niederspannungskathode 31 und ein Steuergitter 32 mit sich verändernden Gitteröffnungen auf und dient für die Zufuhr der gewünschten Ablenkpotentiale zu den Ablenkelementen 26 a bis 26/ aufeinanderfolgend in Richtung nach abwärts, wenn eine geeignete Vertikalablenkspannung 33 dem Steuergitter 32 von veränderlichem Abstand aufgeprägt wird, wobei die Vertikalablenkspannung 33 ein Anfangspotential hat, das alle Anoden 30 in leitenden Zustand bringt, um die Vertikalablenkung am oberen Teil des Leuchtschirms 10 einzuleiten. Daher wird in einem gegebenen Augenblick der vertikalen Ablenkung, wenn

ίο beispielsweise die Anode 30 d einen nichtleitenden Zustand annimmt, der Elektronenstrahl 14 durch das Ablenkelement 26 e in Richtung zur elektronenempfindlichen Fläche 11 abgelenkt und verursacht eine optische Aktivierung eines Teils des Leuchtschirms 10 durch Beaufschlagung, wie bei 34 gezeigt. Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist eine andere Form eines Horizontalablenksystems vorgesehen, bei welcher eine verhältnismäßig niedrige Ablenksteuerspannung und spitze Anfangshorizontalablenkwinkel verwendet werden. Ferner ist auch eine andere Form der Vertikalablenksteuerung vorgesehen, die eine Elektronenstrahlschaltanordnung verwendet.

Im einzelnen weist die in Fig. 3 gezeigte Ausführungsform einen Leuchtschirm 40 auf, der aus einer elektronenempfindlichen Schicht 41 auf einer geeigneten optisch transparenten Schirmplatte 42 wie bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform besteht. Eine Niederspannungselektronenquelle 42 ist oberhalb und geringfügig seitlich der elektronenempfindlichen Fläche 41 und in ähnlicher Lage zu dieser angeordnet, um dem Elektronenstrahl 44 eine Anfangslaufbahn im wesentlichen parallel zu und in der Nähe der oberen horizontalen Kante des Leuchtschirms 40 mitzuteilen.

Das in Fig. 3 gezeigte Horizontalablenksystem weist eine Strahlsteuerzone auf, die von einer Vielzahl elektrostatischer Ablenkelemente 45 begrenzt ist, von denen drei mit den Bezugszeichen 45 a, 45 e und 45/ bezeichnet sind. Die Steuerzone ist ferner durch Feldbegrenzungselemente 46 und 47 begrenzt. Das Beschleunigungsfeld für die Anfangslaufbahn des Elektronenstrahles 44 wird durch die direkte Verbindung der Feldbegrenzungselemente 46 und 47 mit einer geeigneten, mit 48 bezeichneten B+-Spannungsquelle und durch die gesonderte Verbindung der Ablenkelemente 45 mit der B+-Spannungsquelle 48 über die Belastungswiderstände 49, von denen drei mit 49 a, 49 e und 49/ bezeichnet sind, gebildet. Die Horizontalablenksteuerung des Elektronenstrahles 44 durch die Ablenkelemente 45 erfordert, daß das elektrostatische Potential eines gegebenen Ablenkelements 45, beispielsweise des Ablenkelements 45 e, vom Potential der B+-Spannungsquelle 48 auf ein niedrigeres Potential herabgesetzt wird. Aufeinanderfolgend niedrigere Potentiale an den aufeinanderfolgenden Ablenkelementen 45 für die aufeinanderfolgende Führung des Elektronenstrahles 44 im wesentlichen über die ganze horizontale Abmessung der nachstehend beschriebenen Hochspannungsbeschleunigungs- und Fokussierzone werden von einer allgemein mit 50 bezeichneten radialen Fünfpolsteuerröhre geliefert. Die radiale Steuerröhre 50 weist eine Vielzahl von Anoden 51 auf, von denen vier mit 51a, SId, Sie und 51/ bezeichnet sind und die mit den Elementen 45 verbunden sind, sowie eine gemeinsame Niederspannungskathode 52, zwei Steuergitter 53 und 54 von sich umgekehrt verändernden

Gitteröffnungen und ein Niederspannungsbremsgitter 55. Den Steuergittern 53 und 54 werden geeignete Horizontalablenkspannungen, wie bei 56 und 57 gezeigt, zugeführt, deren Anfangspotentiale derart sind, daß sich, die Steuerröhre 50 an allen Anoden 51 mit Ausnahme der Anode 51 α zum Zeitpunkt der Einleitung der horizontalen Ablenkung in nichtleitendem Zustand befindet, und deren Amplituden so bemessen sind, daß die Elemente 45 aufeinanderfolgend in den leitenden Zustand gebracht werden, um den Elektronenstrahl 44 über die gesamte horizontale Abmessung des Leuchtschirms 40 während der Horizontalablenkperiode abzulenken. Hierbei ist zu erwähnen, daß die optimale Konstruktion der Radialsteuerpentode 50 erfordert, daß die Steuergitter 53 und 54 so ausgebildet sind, daß, wenn eine gegebene Anode, beispielsweise die Anode 51 e, einen leitenden Zustand annimmt, die vorangehende Anode 51 d für einen Zeitraum in leitendem Zustand gehalten wird, der ausreicht, eine Verdrehung des durch das Ablenkelement 45 e erzeugten relativ negativen Ablenkfeldes, dem der Elektronenstrahl 44 ausgesetzt ist, zu verhindern.

Nach der anfänglichen Ablenkung des Elektronenstrahles und dessen Austritt aus der Anfangssteuerzone z. B. am Punkt 58 verläuft die Elektronenstrahlbahn durch die Fokussieranoden 59 und 60, die durch eine Verbindung mit einer Hochspannungsquelle 61 über eine aus einem geeigneten veränderlichen Widerstand bestehende Fokussiersteuerung 62 auf einem geeigneten Fokussierpotential gehalten wird. Die Beschleunigungsanoden 63 und 64 sind, wie bei 65 und 66 gezeigt, direkt mit der Hochspannungsquelle 61 verbunden. Die Fokussieranoden 59 und 60 und die Beschleunigungsanoden 63 und 64 begrenzen gemeinsam eine Fokussier- und Beschleunigungszone und bewirken eine Fokussierung und Beschleunigung des Elektronenstrahles 44, so daß dieser in aufeinanderfolgenden im wesentlichen senkrechten Strahllaufbahnen, von denen eine bei 67 gezeigt ist, geführt wird.

Aus dem Vorangehenden ergibt sich, daß die Anordnung der Horizontalablenkelemente in Verbindung mit den in Fig. 3 dargestellten Fokussierund Beschleunigungsanoden gewisse konstruktive Vorteile gegenüber der in Fig. 2 dargestellten Horizontalablenkung insofern ergibt, als eine geringe Horizontalablenksteuerung erzielt wird.

Bei Verbindung des vorangehend beschriebenen zweistufigen Horizontalablenksystems ergibt sich, daß während eines gegebenen Augenblicks der horizontalen Ablenkung, beispielsweise, wenn die Anode 51 e der Steuerröhre 50 einen leitenden Zustand annimmt, das relativ negative Potential am Ablenkelement 45 e die Ablenkung des Elektronenstrahles 44 nach unten mit einem beträchtlichen Winkel bewirkt und verursacht, daß der abgelenkte Strahl in die durch die Anoden 59, 60, 63 und 64 gebildete Fokussier- und Beschleunigungszone eintritt und daß die Beschleunigungs- und Fokussierwirkung der letztgenannten Zone zur Folge hat, daß die Strahllaufbahn weiter abgelenkt und benachbart dem Leuchtschirm 40, wie bei 67 gezeigt, in einer im wesentlichen senkrechten Richtung geführt wird.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Anordnung ist für die verwendete geänderte Form des Vertikalablenksystems eine Vielzahl elektrostatischer Ablenkelemente 70 vorgesehen, von denen drei mit 70«, 70e und 70/ bezeichnet sind und die im wesentlichen parallel und benachbart dem Leuchtschirm 40 mit einem Abstand angeordnet sind, um den Durchgang des Elektronenstrahles 44 zu ermöglichen. Wie bei 71 gezeigt, wird die elektronenempfindliche Fläche 41 durch eine Verbindung mit der Hochspannungsquelle 61 auf einem hohen Potential zur Bildung einer Vertikalablenkzone mit den Ablenkelementen 70 gehalten. Die Ablenkelemente 70 sind jeweils und einzein mit der Hochspannungsquelle 61 über geeignete hochohmige Widerstände 72 verbunden, von denen drei mit 72 a, 72 e und 72/ bezeichnet sind. Die für die Ablenksteuerung der Ablenkelemente 70 notwendigen Ablenksteuerspannungen werden bei dieser Ausführungsform durch die Betätigung einer allgemein mit 73 bezeichneten Elektronenstrahlschalteinrichtung erzeugt, welche eine Vielzahl von Elektronensammelplatten 74 aufweist, von denen drei mit

74 a, 74 e und 74/ bezeichnet sind, die jeweils und zo einzeln mit den Ablenkelementen 70 verbunden sind, wobei die Elektronenstrahlschalteinrichtung ihrerseits eine geeignete Niederspannungselektronenstrahlquelle

75 und Strahlablenkelemente 76 und 77 aufweist, die aufeinanderfolgend einen Elektronenstrahl 78 von der Quelle 75 über die Elektronensammelplatten74a bis 74/ in der angegebenen Reihenfolge führt, wenn geeignete Vertikalablenkspannungen 79 und 80 den Ablenkelementen 76 und 77 zugeführt werden. Die Anfangspotentiale der Vertikalablenkspannungen 79 und 80 sind so gewählt, daß sie das Auftreffen des Elektronenstrahles 78 auf der Elektronensammelplatte74a, wie bei 78 a angegeben, zum Zeitpunkt der Einleitung der Vertikalablenkung am oberen Teil des Leuchtschirms 40 bewirken. Daher nimmt in einem gegebenen Augenblick der vertikalen Ablenkung, z. B. wenn der Elektronenstrahl 78 auf die Elektronensammelplatte 74 e auftrifft, wie bei 78 e angegeben, das Ablenkelement 70 e eine verhältnismäßig niedrige Spannung an, was zur Folge hat, daß der Elektronenstrahl 44 durch das Ablenkelement 70 e in Richtung zur elektronenempfindlichen Oberfläche 41 abgelenkt wird und auf diese auftrifft, um, wie bei 81 gezeigt, eine optische Aktivierung derselben zu bewirken.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform sowie bei den anderen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung kann dynamische Fokussierung verwendet werden, beispielsweise durch Überlagerung mit Zuwachsbeträgen einer Fokussiereinrichtung,

z. B. in der Elektronenquelle 43 oder der Elektroden 59 und 60 in Fig. 3 der Horizontal- und Vertikalablenksteuerspannungen. Es ist ferner möglich, die Fokusparameter in gewissen Fällen bei den beschriebenen Anordnungen durch geeignete Veränderung des relativen Abstandes zwischen Teilen der verschiedenen Elemente zu verbessern. So können z. B. die Fokussierelektroden 59 und 60 in Fig. 3 an von der Elektronenquelle 43 verhältnismäßig weit abgelegenen gegenüberliegenden Teilen einen verhältnismäßig geringen Abstand haben, und/oder es können z. B. die Vertikalablenkelemente 70 mit einem geringen Winkel, jedoch noch im wesentlichen parallel zur elektronenempfindlichen Fläche 41 angeordnet werden, um die Fokussierung des Elektronenstrahles 44 an verschiedenen Kontaktpunkten desselben mit der elektronenempfindlichen Fläche 41, an denen eine maximale Fokussierung über die Rasterfläche gewünscht wird, zu verbessern.

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Bei einer weiteren in Fig. 4 dargestellten Ausfüh- der elektromagnetischen Ablenkelemente 135 erforrungsform der Erfindung ist ein Horizontalablenk- dert, daß die Ablenksteuerspannung dem aus den system vorgesehen, das eine Vielzahl von elektret- Widerständen 145 bestehenden Spannungsteilermagnetischen Ablenkelementen verwendet, wobei die system, wie angegeben, an den Punkten 150' und Erregungsschaltung für jedes der Vielzahl von elek- 5 150" zugeführt wird, wobei die bei 151 angedeutete tromagnetischen Ablenkelementen eine gesondert Horizontalablenksteuerspannung ein Anfangspotenangeschaltete Fünfpolsteuerröhre aufweist. Die in tial hat, das so bemessen ist, daß nur die Steuer-Fig. 4 dargestellte Anordnung weist gegenüber den pentode 142 a in leitenden Zustand zum Zeitpunkt vorangehend beschriebenen Ausführungsformen eine der Einleitung einer gegebenen Horizontalablenkung Abänderung auf, die darin besteht, daß das Vertikal- io versetzt wird, und eine Amplitude hat, daß aufeinablenksystem eine geänderte Form der Steuerröhre anderfolgend jede der Steuerröhren 142 in leitenden verwendet, d. h. eine lineare Sechspolröhre, die zwei Zustand gebracht wird und hierdurch infolge der Steuergitter mit sich umgekehrt und segmentweise Erregung des zugeordneten Elements 135 eine Horiverändernden Gitteröffnungen aufweist. zontalablenkung des Elektronenstrahles 134 im we-.. Bei der in Fig. 4 gezeigten Anordnung sind der 15 sentlichen über die ganze horizontale Abmessung des Leuchtschirm 130, der eine elektronenempfindliche Leuchtschirms 130 während der Horizontalablenk-Fläche 131 auf einer geeigneten transparenten Platte periode bewirkt.

132 aufweist, die Niederspannungselektronenquelle Das bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungs-

133 und der Elektronenstrahl 134, wie in der in form verwendete Vertikalablenksystem weist elektro-Fig. 2 gezeigten auseinandergezogenen Darstellung 20 statische Ablenkelemente 152 auf, von denen drei mit angegeben, einander zugeordnet. Das in Fig. 4 ge- 152 α, 152 e und 152/ bezeichnet sind und die parzeigte Horizontalablenksystem weist eine Vertikal- allel und benachbart der elektronenempfindlichen ablenksteuerzone auf, die durch eine Vielzahl elek- Oberfläche 131 des Leuchtschirms 130 angeordnet tromagnetischer Horizontalablenkelemente 135 be- und mit einer geeigneten Hochspannungsquelle 153 grenzt ist, von denen drei mit 135a, 135 e und 135/ 25 über geeignete hochohmige Widerstände 154 verbunbezeichnet sind, welche auf einem geeigneten elektro- den sind, von denen drei mit 154 a, 154 e und 154/ statischen Potential durch die Verbindung mit einer bezeichnet sind. Den Vertikalablenkelementen 152 Spannungsquelle 136 gehalten werden. Die Steuer- werden geeignete Ablenkspannungen von einer linezone für die Strahllaufbahn mit den Elektronen- aren Sechspolsteuerröhre zugeführt, die allgemein mit ablenkelementen 135 ist ferner begrenzt durch Feld- 30 155 bezeichnet ist und eine Vielzahl Anoden 156 begrenzungselemente 137 und 138, die, wie gezeigt, aufweist, von denen drei mit 156a, 156e und 156/ angeordnet und unmittelbar mit der ß+-Spannungs- gekennzeichnet sind und die einzeln und jeweils mit quelle 136, wie bei 139 und 140 gezeigt, verbunden den Ablenkelementen 152 verbunden sind. Die sind, wobei zu erwähnen ist, daß die anfängliche Steuerröhre 155 besitzt ferner eine gemeinsame Laufbahn des Elektronenstrahles 134 mit gleichen 35 Niederspannungskathode 157, ein mit dieser verbun-Abständen zwischen den Polschuhen 135 a' und denes Bremsgitter 158, ein geeignetes Schirmgitter 135 a" der Ablenkelemente 135 liegt. Jedes der elek- 159, das an eine sekundäre Hochspannungsquelle tromagnetischen Ablenkelemente 135 ist jeweils par- 160 angeschaltet ist, und zwei Steuergitter 161 und allel zu einem von einer Vielzahl von Dämpfungs- 162 von sich umgekehrt und segmentweise verändernwiderständen 141 geschaltet, von denen drei mit 40 den Gitteröffnungen. Die Vertikalablenkspannungen 141a, 141 e und 141/ bezeichnet sind. Das Ablenk- 163 und 164 werden den Steuergittern 161 und 162 system weist ferner fünfpolige Ablenksteuerröhren zugeführt und haben ein Anfangspotential, das so 142 auf, von denen drei mit 142 a, 142 e und 142/ bemessen ist, daß nur die Anode 156 α der Steuerbezeichnet sind und von denen jede eine Anode 167 röhre 155 bei der Einleitung einer gegebenen Horibesitzt, die einzeln mit der S+-Spannungsquelle 136 45 zontalablenkung sich in leitendem Zustand befindet, über die Feldwicklung des zugeordneten Elements und haben eine Amplitude, durch die wahlweise und 135 verbunden sind und daher dazu dienen, die elek- aufeinanderfolgend diese Anoden in leitenden Zutromagnetischen Ablenkelemente 135 aufeinander- stand versetzt werden, wodurch in Aufeinanderfolge folgend zu erregen. Die Steuergitter 143 der Fünfpol- die Ablenkung des Elektronenstrahles 134 im wesentsteuerröhren 142 sind über Widerstände 144 und 50 liehen über die gesamte vertikale Abmessung des über ein Spannungsteilersystem, das durch die Leuchtschirms 130 bewirkt wird.

Widerstände 145 gebildet wird, von denen drei mit Daher folgt in dem gegebenen in Fig. 4 dargestell-

145 a, 145 e und 145/ bezeichnet sind, mit einer ten Abtastzeitpunkt der Elektronenstrahl 134 der Niederspannungsquelle verbunden. Die Kathoden gezeigten Anfangslaufbahn, bis er durch das auf ihn

146 und die Bremsgitter 147 der Steuerpentoden 142 55 wirkende Magnetfeld quer zur Strahllaufbahn durch sind mit einer ähnlichen Niederspannungsquelle ver- das Horizontalablenkelement 135 e nach unten abbunden, während die Schirmgitter 148 der Steuer- gelenkt wird, worauf der Strahl fortfährt, einer im pentoden 142 infolge der Anordnung der Dämpfungs- wesentlichen vertikalen Bahn zwischen der elektrowiderstände 141 an der B+-Spannungsquelle 136 nenempfindlichen Fläche 131, die durch die Verbinliegen, wobei zwischen den Schirmgittern 148 und 60 dung 165 mit der Hochspannungsquelle 153 auf einer der B +-Spannungsquelle 136, wie gezeigt, Wider- hohen Spannung gehalten wird, und denjenigen der stände 149 angeordnet sind. Vertikälablenkelemente 152, die von der Hoch-Aus einem Vergleich mit der Wirkungsweise der Spannungsquelle 153 her durch den nichtleitenden

elektrostatischen Horizontalablenkelemente 15 der in Zustand der zugeordneten Steueranoden 156 -auf einer Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ergibt sich, daß 65 hohen Spannung gehalten werden, zu folgen, bis er die richtige Steuerung der jeweiligen, die Steuer- zu dem Vertikalablenkelement 152 e gelangt, dem die pentoden 142 enthaltenden Treiberstufen für die Zu- in leitendem Zustand befindliche Steueranode 156 e fuhr der erforderliehen Ablenkströme durch Erregung zugeordnet ist, worauf das verhältnismäßig .niedrige

Potential am Ablenkelement 152 e die Ablenkung des Elektronenstrahls 134 zur elektronenempfindlichen Fläche 131 bewirkt, so daß er diese, wie bei 166 gezeigt, beaufschlagt.

Für das Erzielen zufriedenstellender linearer Ablenkgeschwindigkeiten in verschiedenen Horizontal- und Vertikalablenksystemen der in Fig. 2 bis 4 dargestellten Art. sowie bei den nachstehend beschriebenen weiteren beispielsweisen Ausführungsformen ergibt sich, daß für die konstruktive Ausbildung bei einer gegebenen Steuerspannung die Wahl des richtigen Abstandes und der Abmessungen des Ablenkelements erforderlich ist.

In diesem Zusammenhang wird auf Fig. 5 und 6 Bezug genommen, um die wichtigen Faktoren für die richtige Konstruktion der Ablenkelemente und der diesen zugeordneten Steuerorgane für das Erzielen einer linearen Ablenkgeschwindigkeit darzustellen unter besonderer Berücksichtigung, beispielsweise der konstruktiven Ausbildung für das Entwickeln einer linearen Ablenkgeschwindigkeit, wenn eine Anfangsablenkung mit einem spitzen Winkel wie bei der in Fig. 3 dargestellten Ablenksteuerung verwendet wird. Bei dem vereinfachten, in Fig. 5 dargestellten Beispiel ist die Anordnung so getroffen, daß ein Elektronenstrahl b mit einer Spannung V₁ seinen Weg in der mit gestrichelter Linie gezeigten Bahn nimmt, die sich in einer Steuerzone zwischen einem unteren Ablenkelement m und einer Vielzahl von oberen Ablenkelementen η, ή und n", welch letztere beispielsweise gezeigt sind, in einem Abstand / von dem Ablenkelement m befindet. Die Zufuhr geeigneter Ablenkspannungswellenformen und -amplituden zu den Ablenkelementen η, ή und n" vorausgesetzt, müssen die Abmessungen der Ablenkelemente derart sein, daß eine Spannungsverminderung an einem gegebenen Ablenkelement ri', wenn die Spannung am Ablenkelement η einen gegenüber dem Wert V₁ und V_n verringerten Wert hat, eine Ablenkung des Strahles b um einen Betrag bewirkt, der ein Herausführen des Strahles aus der durch die Ablenkelemente n, n' und m begrenzten Strahlenablenkzone mit einem Winkel α um eine Strecke χ über das Ablenkfeld, beispielsweise des Ablenkelements n' hinaus bewirkt. Die richtige Konstruktion dieser vereinfachten Ausführungsform der Erfindung erfordert ferner, daß, wenn die Spannung V_n am Ablenkelement ή von V₁ auf V₂ verringert wird, der Abstand d, mit dem die Elemente η, ή und n" einerseits und das Element m andererseits voneinander getrennt sind und die Abmessung / (die im einfachsten Fall gleich der Länge des Ablenkelements η plus dem Trennungsabstand zwischen η und n' gewählt ist) bewirken muß, daß sich χ von / nach ο ändert und daß die Veränderung von χ nahezu konstant ist, um eine zufriedenstellende horziontale Ablenklinearität zu erzielen. Der hier gebrauchte Ausdruck »Ablenkung« bezieht sich auf die Wirkung, welche eintritt, wenn an ein oder mehrere Ablenkelemente eine sich verändernde Spannung gelegt wird, beispielsweise, wenn sich V_n von V₁ nach V₂ verändert, so daß beispielsweise eine Veränderung" von χ von / nach ο bewirkt wird.

In der Praxis wurde festgestellt, daß Ablenksysteme der in Fig. 5 gezeigten Art eine gewisse Nichtlinearität der Ablenkgeschwindigkeit aufweisen, wenn V_n gleichmäßig von V₁ nach V₂ abnimmt. Ein Beispiel dieses nichtlinearen Verhältnisses von V_n nach χ ist in Fig. 6 gezeigt. Es wurde jedoch ferner festgestellt, daß eine gegebene Nichtlinearität durch eine entsprechende Wahl der Abmessungen /, /', /", d und / und durch die richtige Wahl der Spannungen V₁ und V₂ auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden kann und daß diese Nichtlinearität im wesentlichen ausgeschaltet werden kann, um eine Ablenklinearität herbeizuführen, die innerhalb befriedigender Toleranzen liegt, wenn die Wahl und/oder die Werte der Kennlinien der Ablenkspannungssteuerröhre der in Fig. 20 dargestellten Art entsprechen. Aus dem Vorangehenden ergibt sich für den Fachmann ohne weiteres die erforderliche Anordnung für das Erzielen einer zufriedenstellenden Linearität der Ablenkgeschwindigkeit, wenn Ablenksteuerröhren der dargestellten linearen oder radialen Bauart verwendet werden.

Wie bereits erwähnt, liegen Konstruktionsvorteile in der Verwendung eines Ablenksystems, bei welchem verhältnismäßig niedrige Spannungen zur Anwendung kommen. Bei einem nach den Ausführungen zu Fig. 5 ausgebildeten Strahlablenksystem, bei welchem V₁ gleich 400 Volt war, V₂ gleich 60VoIt, /' gleich aß, I gleich /' gleich /", η gleich n' gleich n" und Ud gleich 1,5, wurde dargestellt, daß der Winkel 30° 5° betrug und daß die Nichtlinearität der Ablenkgeschwindigkeit geringer als 15% war, wenn V_n gleichmäßig von V₁ nach V₂ verändert wurde. Es wurde ferner festgestellt, daß diese Nichtlinearität der Ablenkgeschwindigkeit auf weniger als 3% verringert wurde, wenn eine der verschiedenen im Handel erhältlichen Fünfpolsteuerröhren mit Anodenbelastungen von 10 bis 40 Kiloohm zur Erzeugung der Ablenksteuerspannungen aus einer linearen Sägezahnablenkspannung verwendet wird.

Aus der Art der in Fig. 2 bis 4 beispielsweise dargestellten Horizontal- und Vertikalablenksysteme ergibt sich, daß jedes dieser dargestellten Horizontalablenksysteme in Verbindung mit jeder Art der dargestellten Vertikalablenksysteme verwendet werden kann und daß verschiedene Elemente zur Verwendung in anderen Ablenksystemen geeignet sind. Ferner kann die Ablenksteuereinrichtung, durch die den bei einer gegebenen Anordnung des eine Vielzahl von Ablenkelementen verwendenden Horizontal- oder Vertikalablenksystems verwendeten Ablenkelementen die richtigen Ablenkspannungen zugeführt werden, von linearer Bauart sein, wie in Fig. 2 und 4 gezeigt, oder von radialer Bauart und eine Elektronenstrahlschalteinrichtung, wie in Fig. 3 gezeigt, aufweisen. Gegebenenfalls kann eine geeignete Schaltanordnung mit Steuerröhren üblicher Bauart, wie in Fig. 5 gezeigt, verwendet werden.

Aus dem Vorangehenden ergibt sich ferner, daß die Konstruktion der Ablenkelemente und die relative Anordnung zum Leuchtschirm, wie bei den in Fig. 2 bis 4 dargestellten Ausführungsformen gezeigt, und die Zahl derselben, wie in Fig. 2 bis 4 gezeigt, innerhalb weiter Grenzen Veränderungen von der dargestellten Konstruktion, Anordnung und Zahl unterworfen sind. -

Ferner ist zu erwähnen, daß ein besonders vorteilhaftes Merkmal der in Fig. 2 bis 4 dargestellten Art von Horizontal- und Vertikalablenksystemen ^:sowie in anderen solchen Anordnungen, bei weichen eiiie Vielzahl von Ablenkelementen für das Ablenken des Elektronenstrahles über eine gegebene Bildschirmabmessung verwendet wird, darin besteht, daß die

Natur der Steuerzonen und die Nähe der FeIdbegrenzungs- und Ablenkelemente, die auf den Elektronenstrahl durch die jeweiligen Ablenksysteme wirken, derart ist, daß für gegebene Arbeitsfeld- und Ablenkspannungen keine wesentliche elektrische Begrenzung hinsichtlich der Größe des Bildschirms, der abgetastet werden soll, vorhanden ist. Daher können beispielsweise bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform, wenn das Horizontalablenksystem für den Betrieb bei einer ß+-Spannung von 400 Volt ausgelegt ist und das Vertikalablenksystem für den Betrieb bei einer Hochspannung von 16 Kilovolt ausgelegt ist, die Abmessungen des Leuchtschirms

elemente 225 mit einem Winkel zur Strahllaufbahn, wie bei 228 gezeigt, geschaffen wird.

Wenn auch die in Fig. 7 gezeigten Formen für die Ablenkelemente in Verbindung mit Horizontalablenksystemen beschrieben worden sind, so können natürlich auch für die Vertikalablenkelemente ähnliche Formen für das Erzielen einer zufriedenstellenden Vertikalablenklinearität unter gegebenen Maß- und Steuerungsverhältnissen verwendet werden.

Fig. 9 zeigt in schematischer Darstellung eine Ansicht von unten einer Vielzahl von elektromagnetischen Ablenkelementen 245, von denen drei mit 245 α, 245 e und 245 i bezeichnet sind und bei der Anordnung nach Fig. 4 verwendet werden. Diese

wesentlich vergrößert werden, ohne daß hierdurch

eine entsprechende Erhöhung der beiden erwähnten 15 Ablenkelemente können gleichzeitig erregt werden, Spannungswerte erforderlich ist, wobei die einzige so daß sie die gewünschte Horizontalablenkung da-Begrenzung hinsichtlich des Bildhelligkeitspegels be- durch bewirken, daß die Elektronenstrahllaufbahn, steht. Ferner ist zu erwähnen, daß die Werte der die von der Elektronenquelle 246 ausgeht, einer Vielerforderlichen, den jeweiligen Horizontal- und zahl von Magnetfeldern ausgesetzt wird, die mit zu-Vertikalablenkelementen zugeführten Ablenkspan- 20 nehmender Entfernung von der Elektronenquelle nungen in gleicher Weise nicht wesentlich durch die eine zunehmende Dichte infolge der größeren Zahl

Größe des Bildschirms beeinflußt werden. Darüber hinaus sind die dargestellten Anordnungen in ihrer Größe nicht durch die Strahlablenkwinkelbeschrän-

der jeweiligen Feldwindungen, wie bei 247 a, 247 e und 247 i gezeigt, aufweisen. Die in Fig. 9 gezeigten elektromagnetischen Ablenkelemente 245 zeigen fer

kungen der üblichen Elektronenstrahlröhren be- »5 ner eine geänderte Konstruktion der Ablenkpolschränkt. Durch die Erfindung wurden daher Strahl- schuhe insofern, als die Polschuhflächen 248 und 249 abtastsysteme geschaffen, die keine wesentlich
erhöhten Beschleunigungsspannungen oder erhöhte

Ablenkspannungen noch eine größere Tiefe für das

an den der Elektronenquelle 246 abgelegenen Stellen verhältnismäßig nahe beieinanderliegen, um eine Linearität der Ablenkgeschwindigkeit unter gegebe-Erzielen größerer Bildschirmabmessungen erfordern. 30 nen Ablenksteuerverhältnissen zu bewirken.

In Verbindung mit den verschiedenen beispiels- Fig. 10 zeigt in schematischer Weise eine schauweise in Fig. 2 bis 4 dargestellten Horizontal- und bildliche Ansicht der in Fig. 9 dargestellten elektro-Vertikalablenksystemen werden nachstehend zusatz- magnetischen Ablenkelemente 245 e, aus der sich der liehe beispielsweise Anordnungen dieser Ablenk- sich verändernde Abstand der Polschuhflächen 248 systeme beschrieben, um weitere Abänderungsformen 35 und 249 voneinander mit näheren Einzelheiten ergibt, derselben, die zur Verwendung mit den verschiedenen Fig. 11 zeigt in schematischer Darstellung eine AnAnordnungen gemäß der Erfindung geeignet sind, sieht von unten einer Vielzahl elektromagnetischer darzustellen. Ablenkelemente der in Fig. 4 dargestellten Art,

Fig. 7 ist eine schematische Darstellung einer Ab- welche eine weitere Konstruktion zeigt, die für eine änderungsform zu den in Fig. 2 und 3 dargestellten 4° Arbeitsweise geeignet sind, bei welcher Magnetfelder, Ablenkelementen, wobei die Ablenkelemente 220, deren Dichte mit dem Abstand von der Elektronenvon denen drei mit 220 a, 22Oe und 220/ bezeichnet quelle zunimmt, gleichzeitig erzeugt werden können, sind, in Anordnung mit einer Elektronenquelle 221 Bei dieser Anordnung sind die elektromagnetischen und mit einem geeigneten Feldbegrenzungselement Elemente 255, von denen drei mit 255 a, 255 e und 222 für das Bewirken einer Horizontalablenkung ge- 45 255/ bezeichnet sind, mit Feldwicklungen 256 verzeigt sind. Die gekrümmten Teile 223 und 224 der sehen, von denen drei mit 256 a, 256 e und 256/ be-Ablenkelemente 220 können so ausgebildet sein, daß
ein zusätzlicher Ausgleich für eine Nichtlinearität der
Ablenkgeschwindigkeit, wie sie durch eine gegebene
Einstellung der Ablenkverhältnisse bedingt ist, ge- 5°
schaffen wird. So kann z. B. eine Nacheilung in der
Ablenkungslinearität zu Beginn der Ablenkung durch
ein gegebenes Ablenkelement 22Oe durch die Krümmung 223 e im wesentlichen ausgeglichen werden,

während eine Zunahme der Linearität der Ablenk- 55 weichende Anordnung der Elektronenquelle, der geschwindigkeit während des letzteren Teils der Anfangsablenkzone, der Beschleunigungszone und Ablenkwirkung durch ein gegebenes Ablenkelement
22Oe durch eine gekrümmte Gestaltung, wie bei 224 e

zeichnet sind und die mit größer werdendem Abstand von der Elektronenquelle 257 eine größer werdende Felddichte erzeugen.

Fig. 12 zeigt in schematischer Darstellung eine schaubildliche Ansicht des in Fig. 11 dargestellten Ablenkelements 255 e, das, wie ersichtlich, parallele Polschuhflächen 258 und 259 besitzt.

Fig. 13 zeigt eine von der in Fig. 3 gezeigten ab

gezeigt, ausgeglichen werden kann.

des Leuchtschirms. Die Ablenkelemente 294, die Elektronenquelle 295, die Feldbegrenzungszone 296 und die Beschleunigungszone 297 sind gegenüber

Fig. 8 zeigt eine andere Form der Gestaltung der 60 dem Leuchtschirm 289 mit einem geringen Winkel Horizontalablenkelemente der in Fig. 7 dargestellten geneigt, um die Teile des Ablenksystems an den von Art, bei welcher den Ablenkelementen 225, von denen der Elektronenquelle abgelegenen Stellen verhältnisdrei mit 225 a, 225 e und 225/ bezeichnet sind, eine mäßig nahe an den Leuchtschirm 289 heranzugeeignete Elektronenquelle 226 und ein Feldbegren- bringen und hierdurch einen Ausgleich für eine gezungselement 227 zugeordnet sind, wobei die Ab- 65 gebene Ablenkung von der Vertikalen der Eleklenkelemente 225 so gestaltet sind, daß ein Ausgleich tronenstrahllaufbahnen in der Nähe des Leuchtschirms für eine gegebene Nichtlinearität der Ablenkgeschwin- 298 herbeizuführen, wobei der Neigungswinkel, der digkeit durch die Anordnung eines Teils der Ablenk- bei 299 angedeutet ist, so gewählt ist, daß sich eine

Rasterfläche mit vertikalen Seiten ergibt. Eine solche Abweichung von der Vertikalen der Seiten der Rasterfläche kann natürlich gegebenenfalls oder zusätzlich dadurch ausgeglichen werden, daß ein geeigneter Zuwachsbetrag der Vertikalablenksteuerspannung überlagert oder mit der Horizontalablenksteuerspannung kombiniert wird.

Fig. 14 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorderansicht eines Leuchtschirms und eine geänderte Form des Horizontalablenksystems, wobei die Elektronenquelle 340 so angeordnet ist, daß ein Elektronenstrahl 341 parallel zur vertikalen Kante des Leuchtschirms 342 und im geringen Abstand von diesem verläuft, wobei der Elektronenstrahl 341 durch ein elektrostatisches oder elektromagnetisches Ablenkfeld 344 einem Ablenksystem zugeführt wird, dessen Ablenkelemente allgemein mit 343 bezeichnet sind.

Fig. 15 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorderansicht einer anderen Anordnung der Elektronenstrahlquelle 350 des Leuchtschirms 351 und des Horizontalablenksystems 352, bei welcher die Elektronenstrahlquelle 350 so angeordnet ist, daß dem Elektronenstrahl 353 eine Anfangslaufbahn mitgeteilt wird, die in ihrer Richtung im wesentlichen der Strahllaufbahn während der Horizontalablenkung entgegengesetzt ist, wobei der Elektronenstrahl 353 dem Horizontalablenksystem 352 durch das Ablenkfeld 354 zugeführt wird und geeignete Fokussier- und Beschleunigungsfelder 355 und 356 vorgesehen sind, um den Elektronenstrahl 353, wie gewünscht, zuzuführen.

Hierbei ist zu erwähnen, daß die in Fig. 14 und 15 dargestellte Anordnung für die Strahlumlenkung nur als Beispiel für die möglichen Anordnungen einer Elektronenstrahlquelle für das Erzeugen eines Elektronenstrahles gegeben sind, von dem ein wesentlicher Teil seiner Laufbahn parallel zu einem zugeordneten Leuchtschirm und in dessen Nähe verläuft und zur Verwendung in Verbindung mit Horizontal- und Vertikalablenksystemen gemäß der Erfindung angeordnet ist.

Aus dem Vorangehenden ergibt sich ferner, daß jedes der vorbeschriebenen Horizontalablenksysteme längs der senkrechten Abmessung eines gegebenen Leuchtschirms durch eine geeignete Anordnung der Elektronenstrahlquelle und des zugeordneten Anfangsablenksystems längs angeordnet werden kann. Ferner ergibt sich, daß die als Vertikalablenksystem bezeichneten Ablenksysteme zur Verwendung für die Ablenkung eines Elektronenstrahles über die volle horizontale Abmessung eines gegebenen Leuchtschirms verwendet werden können, wenn das Anfangs-Strahlablenksystem gegenüber diesem senkrecht angeordnet ist.

Fig. 16 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorderansicht, welche die Anordnung einer Vielzahl von elektromagnetischen Ablenkelementen zeigt, die zur Verwendung in einem Vertikalablenksystem bei Elektronenstrahlröhren von verhältnismäßig kleinen Abmessungen, welche den Gegenstand der Erfindung bilden, geeignet sind. In Fig. 28 weisen die elektromagnetischen Vertikalablenkelemente 360, von denen drei mit 360 a, 36Oe und 360 h bezeichnet sind, gegenüberliegende Polschuhe 361, von denen drei mit 361a, 361 e und 361 h bezeichnet sind, und 362 auf, von denen drei mit 362 a, 362 e und 362 h bezeichnet sind. Die Ablenkelemente 350 sind ferner mit Feldwicklungen 363 versehen, von denen drei mit 363 a, 363 e und 363 h bezeichnet sind und die eine im wesentlichen gleiche Zahl von Windungen haben, welche aufeinanderfolgend erregt werden können. Die elektromagnetischen Vertikalablenkelemente 360 sind so angeordnet, daß sie die erwähnten Magnetfelder in der Nähe des Leuchtschirms 364 erzeugen, um die Ablenkung eines nicht gezeigten Elektronenstrahles zu bewirken, der von einem zugeordneten geeigneten ίο Horizontalablenksystem zugeführt wird.

Fig. 17 zeigt eine schaubildliche Ansicht in schematischer Darstellung eines der elektromagnetischen Ablenkelemente 360, d. h. das in Fig. 16 dargestellte Element 360 e, um die Anordnung im Verhältnis zum is Leuchtschirm 364 zu zeigen, von dem ein Teil schaubildlich und bruchstückweise dargestellt ist.

Fig. 18 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorderansicht einer weiteren Anordnung einer Vielzahl von Vertikalablenkelementen der in Fig. 16 und 17 dargestellten Art, bei welcher elektromagnetische Ablenkelemente 370, von denen drei mit 370 a, 37Oe und 370 Λ bezeichnet sind, vorgesehen sind, die gegenüberliegende Polschuhflächen 371 und 372 aufweisen, wobei drei der Flächen 371 mit 371a, 371 e und 371Λ und drei der Flächen 372 mit 372 a, 372 e und 372 h bezeichnet sind. Die Elemente 370 sind ferner mit Feldwicklungen 373 versehen, von denen drei mit 373 a, 373 e und 373 Λ bezeichnet sind. Die Feldwicklungen 373 der elektromagnetischen Ablenkelemente 370 haben, je weiter sie von der Elektronenstrahlquelle 374 abgelegen sind, eine desto größere Anzahl von Windungen, um ein Vertikalablenksystem zu schaffen, das, wie gezeigt, gleichzeitig erregt werden kann. Die elektromagnetischen Ablenkelemente 370 sind in der in Fig. 17 gezeigten Weise in der Nähe des Bildschirms 375 angeordnet, um eine Vielzahl aneinander anschließender elektromagnetischer Ablenkfelder in der Nähe des Leuchtschirms 375 zu erzeugen, welche, wenn sie gleichzeitig erregt werden, um die jeweiligen Magnetfelder der Ablenkelemente 370 über die ganze Ablenkperiode zu verstärken, bewirken, daß ein nicht gezeigter Elektronenstrahl, der senkrecht der vertikalen Ablenkfläche zugeführt wird, nach unten abgelenkt wird und den Leuchtschirm 375 beaufschlagt.

Fig. 19 zeigt schematisch und in schaubildlicher Anschicht eines der in Fig. 18 dargestellten elektromagnetischen Ablenkelemente 370, d. h. beispielsweise das Ablenkelement 370 e.

Fig. 20 zeigt schematisch und beispielsweise eine Steuerstufe für eine Vielzahl von Ablenkelementen 400, von denen drei mit 400 a, 40Oe und 40Oi bezeichnet sind und denen in geeigneter Weise eine Elektronenstrahlquelle 401 und ein Feldbegrenzungselement 402 zugeordnet sind. Bei der dargestellten Schaltanordnung ist eine Vielzahl von Steuerröhren in Form von Dreipolröhren 403 üblicher Art vorgesehen, von denen drei mit 403 a, 403 e und 403/ bezeichnet sind und die eine Anode 404 aufweisen, welche über einen geeigneten, nicht gezeigten Belastungswiderstand mit einer geeigneten, nicht gezeigten Spannungsquelle verbunden sind, sowie eine Niederspannungskathode 405 und ein Steuergitter 406. Die Steuergitter 406 sind jeweils über Widerstände 407 quer zu aufeinanderfolgenden Teilen eines Spannungsteilers geschaltet, der aus Widerständen 408 besteht, von denen drei mit 408a, 4Ö8e und 408/ bezeichnet sind. Ein Ende des aus den Widerständen

209 557/183

408 bestehenden Spannungsteilersystems ist mit den Kathoden 405 der Steuerröhren 403,, wie bei 409 gezeigt, verbunden, wobei, wie bei 410 gezeigt, dem aus den Widerständen 408 bestehenden Spannungsteilersystem bei 411 eine geeignete Ablenkspannung zugeführt wird. Um die gewünschte Ablenksteuerung zu erzielen, hat die Ablenkspannung 410 ein geeignetes Anfangspotential, um nur die Steuerröhre 403 a bei der Einleitung der Ablenkung in leitenden Zustand zu versetzen, und eine Amplitude, die ausreicht, die Anoden der Steuerröhren 403 aufeinanderfolgend in leitenden Zustand zu versetzen, und hierdurch die Ablenkung des Elektronenstrahles in aufeinanderfolgenden Laufbahnen im wesentlichen über die ganze horizontale Abmessung des nicht gezeigten Leuchtschirms zu bewirken.

Fig. 21 zeigt in schematischer Weise eine weitere Steueranordnung der in Fig. 20 dargestellten Art für eine Vielzahl von Ablenkelementen 430, von denen auf der entgegengesetzten Seite der Platte angeordnet ist. Elektronenstrahlen 525 und 526 werden zwischen den Ablenkelementen 523 und der elektronenempfindlichen Farbfläche 521 einerseits und zwischen den Ablenkelementen 524 und der elektronenempfindlichen Farbfläche 522 andererseits zugeführt. Jedes der Vertikalablenkelemente 523 ist mit dem entsprechenden gegenüberliegenden Vertikalablenkelement 524, wie durch die Linien 527 angegeben, elektrisch verbunden, um eine vertikale Überlagerung der jeweiligen auf den elektronenempfindlichen Farbflächen 521 und 522 entwickelten Farbbildern zu bewirken. In gleicher Weise sind die einander entsprechenden nicht gezeigten Horizontalablenkelemente, welche dazu dienen, die Elektronenstrahlen 525 und 526 in die Nähe der entsprechenden Flächen 521 und 522 zu führen, elektrisch miteinander verbunden, um eine horizontale Überlagerung der jeweiligen Farbbilder zu bewirken. Hieraus ergibt sich

drei mit 430 a, 43Oe und 430 z bezeichnet sind und 20 ferner, daß die elektrische Verbindung der einander denen eine geeignete Elektronenstrahlquelle 431 zu- entsprechenden Ablenkelemente und die Wahl geeigneter Abmessungen für die Ablenkelemente und

geordnet ist. Diese Steueranordnung weist eine Vielzahl von Zweipolsteuerröhren 432 auf, von denen drei mit 432 a, 432 e und 432 z bezeichnet sind und die je eine Anode 433 besitzen, welche über einen nicht gezeigten Belastungswiderstand mit einer nicht gezeigten Hochspannungsquelle verbunden ist, sowie eine Kathode 434. Die Kathoden 434 sind quer zu einem Spannungsteilersystem geschaltet, das aus den Widerständen 436 besteht, von denen drei mit 436 a, 436 e und 436 z bezeichnet sind. Dieses aus den Widerständen 436 bestehende Spannungsteilersystem ist, wie gezeigt, mit einer geeigneten Hochspannungsquelle 437 verbunden, von der ihm eine geeignete der Werte der Steuerspannungen unter den gegebenen konstruktiven Verhältnissen überlagerte Farbbilder und eine innewohnende Bildrasterlinearität ergibt.

Eine solche Anordnung und Verbindung einander

entsprechender Ablenkelemente kann mit Vorteil in Verbindung mit jedem System verwendet werden, bei welchem mehrere elektronenempfindliche Flächen, wie nachstehend beschrieben, vorgesehen sind. Ferner werden bei einer solchen Anordnung die den erwähnten Flächen zugeordneten Sätze von Ablenkelementen durch geeignete Ablenkspannungen von einer gemeinsamen, die Ablenkspannung erzeugenden Steuerstufe

Ablenkspannung 438 zugeführt wird, deren Anfangs- 35 synchron gesteuert. Daher werden, entsprechend der

potential so bemessen ist, daß nur die Steuerdiode 432 a zum Zeitpunkt der Einleitung der Ablenkung in leitenden Zustand versetzt wird, und deren Amplitude die Ablenkung des Elektronenstrahles über die ganze Abmessung des nicht gezeigten zugeordneten Leuchtschirms bewirkt.

Wie bereits erwähnt, sind die in Fig. 1 bis 4 dargestellten Ausführungsformen der Erfindung zusammen mit den verschiedenen Änderungen der Bestandteile, wie sie in Fig. 7 bis 15, 20 und 21 dargestellt sind, in erster Linie auf Anordnungen für Einfarbenbildsignaldarstellung gerichtet. Die Erfindung ist jedoch ohne weiteres auf Anordnungen für Mehrfarbenbildwiedergabe anwendbar, welche in verschiedenen Formen in Fig. 22 bis 24 sind.

Fig. 22 zeigt in schematischer Darstellung eine Ausführungsform für das Erzeugen eines Zweifarbenbildes und dient zur Darstellung bestimmter Merkmale, die allen Anwendungsformen der Erfindung auf die Mehrfarbenbildwiedergabe gemeinsam sind. Fig. 22 zeigt eine transparente Platte 520, die auf der einen Seite mit einer elektronenempfindlichen, Farben, beispielsweise Blaugrün, erzeugenden Fläche 521, versehen ist und ferner an ihrer anderen Seite eine weitere elektronenempfindliche, Farben, beispielsweise Rotorange, erzeugende Fläche 522 trägt, so daß sich beide Flächen zueinander parallel und in geringem Abstand voneinander befinden. Parallel und in der Nähe zur elektronenempfindlichen Farbfläche 521 ist eine Vielzahl von Ablenkelementen 523 angeordnet, während parallel zur Farbfläche 522 eine Vielzahl von elektronenempfindlichen Elementen 524 Erfindung, in Fig. 22 Elektronenstrahlen 525 und 526 in der angegebenen Weise von den entsprechenden Horizontalablenkelementen, welche Teile eines nicht gezeigten Horizontalablenksystems bilden, geführt, wobei die Vertikalablenkelemente 523 und die mit diesen verbundenen Ablenkelemente 524 Teile eines Vertikalablenksystems bilden, wie es vorangehend in Verbindung mit den Einfarbenausführungsformen der Erfindung beschrieben worden ist.

Bei Mehrfarbenanordnungen, beispielsweise von der in Fig. 22 dargestellten Art, muß mindestens die dem Betrachter 528 zugekehrte elektronenempfindliche Farbfläche 522 ausreichend transparent sein, so daß Licht, das durch die Aktivierung der elektronengezeigt 50 empfindlichen Farbfläche 521 auf der dem Betrachter abgekehrten Fläche der Platte 520 erzeugt wird, mit einem Mindestmaß an Lichtverlust hindurchtreten kann. In gleicher Weise müssen natürlich die Ablenkelemente 524 für die auf den elektronenempfindlichen Flächen 521 und 522 entwickelten Farbbilder ebenfalls transparent sein. Diese Transparenz der Ablenkelemente 524 kann in geeigneter Weise dadurch vorgesehen werden, daß die Ablenkelemente 524 aus Streifen aus leitendem Glas mit an sich bekannter aufgedruckter Schaltanordnung oder aus Gitterdrähten bestehen, die ausreichend dünn sind, damit das Farbbild mit einem Mindestmaß an optischer Interferenz betrachtet werden kann.

Fig. 23 zeigt in schematischer Darstellung eine beispielsweise Anordnung, die zur Vollfarbenwiedergabe geeignet ist, bei welcher drei gesonderte transparente Platten 570, 571 und 572 parallel und in geringem Abstand voneinander angeordnet sind und jeweils mit

einer elektronenempfindlichen Farbe erzeugenden Fläche 573, 574 und 575 überzogen sind, welche beispielsweise durch Blau, Grün oder Rot erzeugende Phosphore gebildet werden. Jeder der elektronenempfindlichen Flächen 573, 574 und 575 sind eine Vielzahl von Ablenkelementen 576, 577 und 578 und Elektronenstrahlen 579,580 und 581 zugeordnet. Das in Fig. 23 dargestellte System ist ein Beispiel für die Anordnungen gemäß der Erfindung, welche für eine Farbbilddarstellung geeignet sind, die sich in voller Übereinstimmung mit dem kürzlich von der NTSC vorgeschlagenen Farbfernsehsystem befindet. Beispielsweise können Strahlerzeuger 582, 583 und 584 für die Lieferung von Farbsignalen verwendet werden, die nach dem kürzlieh entwickelten NTSC-Farbfernsehsystem dadurch erzeugt werden, daß die Luminanzkomponente des Farbsignals gleichzeitig den Kathoden 585, 586 und 587 der Strahlerzeuger 582, 583 und 584, wie bei 588 gezeigt, zugeführt werden, wobei gleichzeitig jeweils blaue, grüne und rote Chrominanzsignale den Gittern 589, 590 und 591 der Strahlerzeuger 582,583 und 584, wie gezeigt, bei B, G und R zugeführt werden.

Aus der in Fig. 23 dargestellten Ausführungsform für die Vollfarbenwiedergabe gemäß der Erfindung sowie aus den verschiedenen nachstehend beschriebenen weiteren Ausführungsformen ergibt sich, daß ferner die Frage berücksichtigt werden muß, ob eine einwandfreie Überlagerung der Farbbilder eintritt, wenn die einander zugeordneten Farbflächen mit einem anderen als einem senkrechten Blickwinkel betrachtet werden, d. h., es muß wegen der endlichen Größe der Trennung zwischen den jeweiligen Farberzeugungsflächen der Wirkung der Parallaxe Rechnung getragen werden. Ein Ausführungsbeispiel, bei welchem Parallaxe auftritt, und die Art und Weise, in welcher diese im wesentlichen ausgeschaltet werden kann, sind in Fig. 24 dargestellt.

Fig. 24 zeigt eine Draufsicht in schematischer Darstellung auf ein Farbbildwiedergabesystem, wobei gleiche Bezugszeichen verwendet sind. Es treten keine Parallaxenprobleme durch die entsprechenden Elemente der auf der roten Fläche 557, der grünen Fläche 558 und der blauen Fläche 559 entwickelten Farbsignale auf, wenn der Betrachter 566 eine senkrechte Blickrichtung zu den verschiedenen Bildflächen hat, infolge der automatischen Überlagerung der Farbbilder, die sich aus der gleichen Steuerung der Ablenkelemente, welche den Flächen in der vorangehend beschriebenen Weise zugeordnet sind, ergibt. Wenn jedoch die Blickrichtung des Betrachters im Winkel von 45° zur Fläche ist, wie bei 567 gezeigt, erfordert die Frage, ob die einander entsprechenden roten, grünen und blauen Elemente um den mit 568 bezeichneten Abstand voneinander getrennt erscheinen, eine weitere genaue Untersuchung.

Durch umfangreiche Versuche ist festgestellt worden, daß das menschliche Auge für Farbdefinition vergleichsweise weniger empfindlich ist als für die Schwarz-Weiß-Definition, und zwar abnehmend in der Farbenfolge Grün, Rot und Blau, und daß eine ernstliche Beeinträchtigung der Blau-Farbdefinition nur eintritt, wenn die dem Blauspektrum zugeordnete Bandbreite des Systems wesentlich geringer als 500 kHz ist. Diese Unfähigkeit des menschlichen Auges, eine Farbdefinition wahrzunehmen, ist bei dem vorgeschlagenen NTSC-System in der Weise ausgenutzt worden, daß die Bandbreite aller Farbsignale verringert wurde und nur das Weißsignal (d. h. die Luminanz einschließlich der gemischten Höhen feiner Farbdetails) mit der vollen 4-MHz-Bandbreite übertragen wird.

Wenn angenommen wird, daß die erkennbaren Elemente einer gegebenen Horizontalrasterzeile annähernd 480 betragen, eine Zahl, die wesentlich höher liegt, als im allgemeinen als akzeptierbar betrachtet wird, und unter der Annahme einer 508 - mm - (20 Zoll) - Horizontalrasterabmessung als Norm, ergibt sich, daß annähernd 24 Bildelemente je Zoll die erreichbare maximale Bilddetaildefinition bilden. Wenn daher 24 Elemente je Zoll die gesamte aus einer 4-MHz-Bandbreite erzielbare Definition darstellen, und unter der Annahme, daß ein Maximum von 500 kHz der Bandbreite ausreicht, um die gesamte Definition in Blau, die für das menschliche Auge bei normalem Betrachtungsabstand unterscheidbar ist, zu sichern, ergibt sich ein zulässiges 8:1-Verhältnis zwischen der akzeptierbaren Definition in weißen und blauen Farbelementen. Daher muß eine Diskrepanz in der Überlagerung zwischen einem grünen Bildelement und einem entsprechenden blauen Bildelement mindestens die Dimension von acht Bildelementen, d. h. in dem angenommenen Fall Ve Zoll, betragen, bevor eine solche Diskrepanz für den Betrachter erkennbar wird.

Bei den Farbfernsehsystemen gemäß der Erfindung wurde festgestellt, daß die Dicke der transparenten Platte 555 zufriedenstellend mit wesentlich weniger als Vio Zoll gewählt werden kann, so daß kein Parallaxenproblem durch die roten und grünen Bilder infolge des sich ergebenden geringen Abstandes zwischen den Flächen 557 und 558 auftritt. Es wurde ferner festgestellt, daß Anordnungen gemäß der Erfindung mit einer Dimension von etwa ¹U Zoll zwischen der grün erzeugenden Fläche 558 und der blau erzeugenden Fläche 559, wie bei 568 angegeben, konstruiert werden kann, wenn die Ablenkelemente 561 Gitterdrähte oder dünnes leitendes Glas sind oder durch eine transparente gedruckte Schaltung auf der dem Betrachter zugekehrten Oberfläche der transparenten Platte 556 gebildet werden. Auf diese Weise sind Toleranzen vorhanden, so daß Vollfarbensysteme gemäß der Erfindung so konstruiert werden können, daß eine bemerkbare Parallaxe der Farbbilder bei normalen Blickwinkeln im wesentlichen ausgeschaltet ist.

Die vorangehend beschriebenen Ausführungsformen gemäß der Erfindung, und zwar sowohl die Einfärben- als auch die Mehrfarbensysteme, entwickeln Bilder, die zweidimensionalen Charakter haben. Die Erfindung ist jedoch auch auf Darstellungen dreidimensionaler Art, sowohl einfarbig als auch mehrfarbig anwendbar. In Fig. 25 ist daher in schematischer Darstellung eine Anordnung gemäß der Erfindung gezeigt, die für das Erzeugen von Bildern von dreidimensionalem Charakter geeignet ist und bei welcher ein Bildschirm 690 so angeordnet ist, daß sich eine Bildfläche 691 von konkaver Form im wesentlichen über seine volle horizontale Abmessung mit Bezug auf den Betrachter 692 ergibt, um ein visuelles Bild mit dreidimensionalem Charakter dadurch zu liefern, daß es Tiefenwirkungen aufweist. Selbstverständlich können ein oder mehrere zusätzliche Bildschirme der gleichen Konstruktion hintereinander angeordnet zu dem in Fig. 25 gezeigten Bildschirm verwendet werden.

23 24

Aus dem Vorangehenden ergibt sich> daß für die geeignete Folgespannungen zugeführt, um den Elek-Erfindung eine weite Anwendungsmöglichkeit in tronenstrahl 786 in Aufeinanderfolge längs einer Elektronenstrahlabtastvorrichtungen und in der Laufbahn 786 a parallel zu einer nicht gezeigten Elektronenstrahlablenksteuerung für diese besteht. ersten Basis und längs einer Laufbahn 786 b parallel Außer der Eignung zur Verwendung für die Ein- 5 zu einer nicht gezeigten zweiten Basis geführt. Die farben- und Mehrfarbenfernsehbildwiedergabe kön- Horizontalablenkelemente 783 und 784 werden genen die Abtastanordnungen gemäß der Erfindung bei maß der Erfindung entsprechend der gewählten ersten Elektronenstrahloszillographen verwendet werden, und zweiten Basis gesteuert, wobei der Elektronenwobei die Ablenksysteme der hierzu verwendeten quelle 785 synchron dazu ein Signal zugeführt werden Röhren durch Spannungen gesteuert werden, die io kann, um in an sich bekannter Weise eine Beeinnicht unbedingt eine Sägezahnwellenform haben flussung nur für ein gegebenes Signal zu bewirken, müssen. Femer können die beschriebenen Schirm- Bei der dargestellten Ausführungsform kann daher abtastsysteme ebensogut in verschiedenen anderen eine Art von Signalinformation, wie bei 781 ange-Elektronenstrahlabtastsystemen verwendet werden, geben, längs einer Basis in Gelb wiedergegeben werbeispielsweise zur Radarbildwiedergabe und für eine 15 den und eine andere Art von Signalinformation, wie Fernsehbilderzeugungseinrichtung. bei 782 gezeigt, längs einer zweiten Basis in Blau

Fig. 26 bis 29 zeigen zwei beispielsweise Ausfüh- wiedergegeben werden, so daß die beiden Informarungsformen zur Radarinformationswiedergabe, die tionsarten klar in kontrastierenden Farben auf einem besonders für die Anwendung der Erfindung geeignet einzigen Bildschirm von einfacher und flacher sind. Fig. 26 und 27 zeigen die besondere Anwen- 20 Konstruktion wiedergegeben werden, dung der Erfindung auf eine bestimmte Art von Ablenksteuerröhren der in Fig. 3 und 4 dargestell-

Radarsignalwiedergabe, bei welcher ein geeigneter ten Art, welche eine Vielzahl von Steuergittern mit Mehrfarbenbildschirm vorgesehen ist, der aus einer sich umgekehrt verändernden Abständen aufweisen, transparenten Platte 760 besteht, die auf entgegen- ergeben eine Strahlbündelungswirkung zwischen einer gesetzten Seiten geeignete elektronenempfindliche, 25 gemeinsamen Kathode und einer Vielzahl von AnFarbe erzeugende Flächen 761 und 762 tragen, öden und sind vergleichsweise wirksamer als ähnliche welche beispielsweise grün bzw. weiß sind und von Röhren, bei welchen ein einziges Steuergitter mit sich denen nur die aktivierten Teile gezeigt sind. Jeder verändernden Gitteröffnungen vorgesehen ist, vom der elektronenempfindlichen Flächen 761 und 762 Gesichtspunkt des Leistungsverbrauchs aus gesehen, sind Ablenkelemente 763 und 764 zugeordnet, die 30 Wie in Verbindung mit der Wirkungsweise der beigemäß der Erfindung angeordnet sind. Ein Elektro- spielsweise in Fig. 3 dargestellten Steuerröhre ernenstrahl 765 wird wahlweise in der Nähe der wähnt, soll die optimale Konstruktion dieser Art von Flächen 761 und 762, wie gezeigt, durch Ablenk- Steuerröhren derart sein, daß eine Strahlbündelungselemente 766, 767, 768 und 769 geführt. Durch die wirkung hervorgerufen wird, durch die mindestens Verwendung von an sich bekannten Radarzielunter- 35 eine vorangehend leitende benachbarte Anode im Scheidungsschaltungen kann ein Selektivsignal den leitenden Zustand gehalten wird, wenn eine gegebene Ablenkelementen 766 und 767 zugeführt werden, so Anode der Röhre einen leitenden, die Ablenkung daß die Signale der stationären Radarziele die elek- steuernden Zustand annimmt, um eine Verdrehung tronenempfindliche Fläche 761 aktivieren und die des gegebenen Ablenkfeldes zu verhindern. Der verSignale der sich bewegenden Ziele die andere elek- 40 änderliche Abstand in den Steuerröhren bei den tronenempfindliche Fläche 762 aktivieren. Bei einer beispielsweise dargestellten Arten kann durch segsolchen Anordnung werden die Signale der sich be- mentweise Veränderung der Öffnungen eines Steuerwegenden Ziele auf einem gemeinsamen Bildschirm gitters_r wie in Fig. 4 dargestellt, erzielt werden, ferner mit den Signalen der stationären Ziele in einer unter- durch einen veränderlichen Abstand zwischen den scheidenden Farbe zur leichten Erkennung wieder- 45 Röhrenbauteilen oder durch andere bekannte Angegeben, wobei das gesamte Wiedergabesystem von Ordnungen einer oder mehrerer Röhrenbauteile, um einfacher flacher Konstruktion ist. die gewünschten Kennlinien unter gegebenen Be-

Fig. 28 und 29 zeigen mit näheren Einzelheiten triebsbedingungen zu erzielen. Ferner ist zu erwäheine Anwendungsform der Erfindung, die besonders nen, daß die verschiedene Ausbildung der Röhrenfür Spezialsignalwiedergabe geeignet ist, wobei ein 50 bauteile die Strahlbündelungswirkung erleichtert. Bei geeigneter Mehrfarbenbildschirm vorgesehen ist, der Steuergittern mit veränderlichem Abstand der vorandurch eine transparente Platte 780 gebildet wird. Die gehend beschriebenen Art ergibt sich, daß, wenn ein Platte 780 trägt auf ihren entgegengesetzten Seiten übermäßiger Steuerungs-Gitter-Kathoden-Strom wähelektronenempfindliche, Farbe erzeugende Flächen rend Teilen des Ablenkzyklus auftritt, wenn die Ab- und 782, die beispielsweise grün und blau sind 55 lenkspannung relativ positiv ist, so daß die ge- und von denen nur die aktivierten Teile gezeigt sind. wünschte Steuerwirkung wesentlich beeinträchtigt Jeder der elektronenempfindlichen Flächen 781 und wird, für den Fachmann ohne weiteres, daß mindeist parallel und benachbart und sich in dem er- stens einige der Steuergitterteile, die jeweils wirkungsforderlichen Ausmaß mit diesen erstreckend eine mäßig den Steueranoden zugeordnet sind, mit den Vielzahl in vertikaler Richtung länglicher Horizontal- 60 benachbarten Gitterteilen durch geeignete Widerablenkelemente 783 und 784 zugeordnet, die, wie stände verbunden werden können, um die gewünschte Fig. 29 zeigt, parallel und geringfügig versetzt zu den Steuerwirkung hinsichtlich aller Steueranoden zu erFlächen 781 und 782 angeordnet sind. Einer Elek- zielen.

tronenquelle 785, die einen Elektronenstrahl 786 er- Ferner ist zu erwähnen, daß als Bauteile von

zeugt, sind senkrecht angeordnete Ablenkelemente 65 Ablenksystemen gemäß der Erfindung verwendete und 788 und waagerecht angeordnete Ablenk- Steuerröhren und die diesen zugeordneten Schaltelemente 789, 790, 791 und 792, wie gezeigt, züge- stufen so beschaffen sein sollen, daß sie nach den in ordnet. Den Ablenkelementen 787 bis 792 werden Fig. 5 und 6 gegebenen allgemeinen Richtlinien eine

entsprechende Verstärkungs- und Spannungscharakteristik liefern, um die Linearität der Ablenkung zu gewährleisten.

In Verbindung mit den verschiedenen Arten der Ablenksteuerung und den hierfür zu treffenden konstruktiven Maßnahmen ergibt sich für den Fachmann eine große Vielzahl von Möglichkeiten für die Ablenksteuerröhren und die diesen zugeordneten Schaltungen sowie für andere Schaltanordnungen, durch die die gewünschten Steuerspannungen, welche für das Erzielen der Strahlabtastung unter den gegebenen konstruktiven Voraussetzungen erforderlich ist, geliefert werden können.

Obwohl verschiedene Arten von Steuerröhren beschrieben worden sind, die ein oder mehrere Steuergitter mit sich veränderndem Abstand verwenden, und obwohl diese Steuerröhren in einer besonderen Anwendungsform zur Erzeugung von Ablenksteuerspannungen in Ablenksystemen gemäß der Erfindung beschrieben worden sind, besteht für die beschriebenen Arten von Steuerröhren ein zweites Anwendungsgebiet als elektronische Radialstrahlschaltvorrichtungen zur Verwendung in anderen Anordnungen, beispielsweise in elektronischen Rechenmaschinen, Fernsprechsystemen u. dgl.

Ferner ist es, obwohl Steuerröhren, welche mindestens ein Steuergitter von veränderlichem Abstand verwenden, in Verbindung mit einer Vielzahl von Anoden beschrieben worden sind, offensichtlich, daß die Schaltsteuerung durch die Verwendung eines Steuergitters mit sich veränderndem Abstand oder zweier Steuergitter mit umgekehrt veränderlichem Abstand in Verbindung mit mehreren Anoden besonders vorteilhaft ist, wenn eine Reihe von in beträchtlicher Anzahl vorhandenen Anoden, d. h. eine Vielzahl von Anoden wahlweise in der beschriebenen Weise gesteuert werden soll.

Infolge der Verwendung von Elektronenstrahlabtastsystemen in Verbindung mit einem oder mehreren Bildschirmen gemäß der Erfindung kann der Kolben der Elektronenstrahlröhre von geringer Tiefe und in geeigneter Weise gestaltet sein, beispielsweise derart, daß der rückwärtige Teil aus Blech oder Glas in Form eines flachen Kastens 950 besteht, der durch eine transparente Platte 951 in an sich bekannter Weise und, wie in Fig. 30 dargestellt, mit dem rückwärtigen Teil verbunden ist.

Claims (11)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Kathodenstrahlröhre nach Patent 1 055 586, mit einem Leuchtschirm, einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Elektronenstrahles längs einer Bahn, die in einer zum Leuchtschirm parallelen Ebene verläuft, einem ersten Ablenksystem, das an sich laufend verändernden Stellen längs der erwähnten Bahn den Elektronenstrahl in dieser Ebene in eine Bahn ablenkt, welche quer zum Leuchtschirm verläuft, einem zweiten Ablenksystem, das an sich laufend verändernden Stellen längs der erwähnten Bahn den Strahl aus der erwähnten Ebene heraus zur Beaufschlagung des Leuchtschirms ablenkt, wobei das erste und/oder das zweite Ablenksystem eine Anzahl elektrostatischer Ablenkelemente aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkelemente plattenförmig ausgebildet sind und im wesentlichen parallel zur Bahn des Strahles angeordnet sind und daß die Länge der Elemente in der Richtung des Strahles und der Abstand zwischen ihnen mit Bezug auf eine Spannungswelle, die nacheinander an die Elemente gelegt wird, so gewählt sind, daß ein Ablenkfeld längs der Bahn des Strahles mit gleichmäßiger Geschwindigkeit wandert.

2. Kathodenstrahlröhre nach Patent 1 055 586, mit einem Leuchtschirm, einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Elektronenstrahles längs einer Bahn, die in einer zum Leuchtschirm parallelen Ebene verläuft, einem ersten Ablenksystem, das an sich laufend verändernden Stellen längs der erwähnten Bahn den Elektronenstrahl in dieser Ebene in eine Bahn ablenkt, welche quer zum Leuchtschirm verläuft, einem zweiten Ablenksystem, das an sich laufend verändernden Stellen längs der erwähnten Bahn den Strahl aus der erwähnten Ebene heraus zur Beaufschlagung des Leuchtschirms ablenkt, dadurch gekennzeichnet, daß das erste und/oder zweite Ablenkelement eine Anzahl Elektromagnete umfaßt, die längs der Bahn des Strahles angeordnet sind und von denen jeder zwei Pole aufweist, zwischen welchen ein Magnetfeld erzeugt wird, das im rechten Winkel zum Strahl verläuft, und daß die Länge dieser Felder und der Abstand zwischen ihnen mit Bezug auf eine Stromwelle, die nacheinander an die Elemente gelegt wird, so gewählt sind, daß ein Ablenkfeld längs der Bahn des Strahles mit gleichmäßiger Geschwindigkeit wandert.

3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkelemente mit einer oder mehreren auf festem Potential gehaltenen Elektroden zwecks Erzielung der Ablenkung zusammenwirken.

4. Ablenksteuereinrichtung für eine Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Anzahl Steuerröhren aufweist, und zwar je eine für jedes Ablenkelement, wobei jede Steuerröhre mindestens eine mit dem zugeordneten Ablenkelement verbundene Anode und eine Kathode besitzt, und die Röhren so geschaltet sind, daß durch das Anlegen einer Steuerspannung ihre Leitfähigkeit in Aufeinanderfolge verändert wird, wodurch der Strom in den Ablenkelementen bzw. deren Spannung verändert wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerröhren Trioden oder Mehrgitterröhren sind, deren Kathoden miteinander und deren Steuergitter mit voneinander in Abstand befindlichen Stellen längs eines Spannungsteilers verbunden sind, über den die Ablenkspannung angelegt wird.

6. Ablenksteuereinrichtung für eine Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine einzige Steuerröhre mit einer gemeinsamen Kathode, einem gemeinsamen Steuergitter und mit einer Anzahl Anoden aufweist, wobei das Steuergitter so angeordnet ist, daß sich eine unterschiedliche Steuerwirkung für jeden Anoden-Kathoden-Weg ergibt, so daß durch das Anlegen einer Steuerspannung zwischen dem Steuergitter und der Kathode in Aufeinanderfolge die Leitfähigkeit der Anoden-Kathoden-Wege verändert wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergitter Exponentialform hat.

209 557/183

8. Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerröhre Schirm- und Bremsgitter aufweist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerröhre als Mehrgitterröhre mit zwei Steuergittern von umgekehrter Charakteristik ausgebildet ist, an dieAblenkspannungen. von gleicher Amplitude, jedoch entgegengesetzter Phase angelegt sind.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ablenkelement mit der entsprechenden Anode der Steuerröhre oder Steuerröhren und über je einen Widerstand mit einer Quelle positiver Spannung verbunden ist, so daß eine Veränderung in der

Leitfähigkeit des jeweiligen Anoden-Ki Weges eine entsprechende Verändern Spannung des Ablenkelements bewirkt.

11. Kathodenstrahlröhre nach Anspruc durch gekennzeichnet, daß die plattem" Ablenkelemente mit Seitenwandteilen 1 sind. I

In Betracht gezogene Druckschriften:! Deutsche Patentschrift Nr. 862186; ; britische Patentschrift Nr. 489 362; !

USA.-Patentschrift Nr. 2 623 190.

In Betracht gezogene ältere Patente: | Deutsches Patent Nr. 1019 697.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

© 209 557/1S3 3.62