DE1153058B - Farbfernseh-Bildroehre und Verfahren zum Betrieb dieser Roehre - Google Patents
Farbfernseh-Bildroehre und Verfahren zum Betrieb dieser RoehreInfo
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Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
kl. 21 ai 32/54
H04n;H01j
BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 22. AUGUST 1963
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 22. AUGUST 1963
In dem Hauptpatent 1098 030 ist eine Elektronenstrahlröhre
zur Wiedergabe von Farbfernsehbildern beschrieben, die außer den. bei Einstrahlfarbbildröhren
üblichen Fokussier- und Ablenkmitteln einen Bildschirm und mindestens zwei durch Elektronenaufprall
in verschiedenen Farben aufleuchtende Leuchtstoffe aufweist, die in diskreten, regelmäßig
verteilten Flächen angebracht sind und jeweils Elementargruppen darstellen, sowie mit zwei vor dem
Bildschirm angeordneten Gittern versehen ist, die an solchen Potentialen liegen, daß im Bereich des einen
Gitters abgebremste langsame Elektronen auftreten, die auf der Schirmseite durch das Beschleunigungsfeld der Schirmelektrode fokussiert und durch periodische
Änderung der Elektrodenpotentiale periodisch auf die einzelnen Farbflächen der Elementargruppen
geleitet werden, wobei außerdem Mittel vorgesehen sind, durch die ein etwa senkrechtes Eintreten der
Elektronen durch das Gittersystem bewirkt wird und bei dem das eine Gitter, in dessen Bereich die Abbremsung
der Elektronen erfolgt, nach Art einer nicht ganz geöffneten Jalousie aus schmalen, gegen
die Röhrenachse geneigten Metallstreifen, das andere, teilungsgleiche Gitter aus parallelen, galvanisch miteinander
verbundenen Drähten und die Elementargruppen am Bildschirm in an sich bekannter Weise
aus Streifen bestehen, die zu den Elementen der Gitter parallel verlaufen.
Bei der erwähnten Bildröhre ist das teilungsgleiche Gitter für den Farbauswahlvorgang zwischen dem
Jalousiegitter und der Schirmelekterode derart angeordnet, daß ζ. B. der einzelne Draht des Gitters sich
jeweils in einer durch die zur Schirmelektrode weisende Kante des zugeordneten Metallstreifens des
Jalousiegitters gebildeten, zur Schirmelektrode senkrechten Ebene befindet. Die aus den Spalten des
Jalousiegitters austretenden Elektronen werden im Betrieb durch das Feld dieses Gitters infolge einer
zusätzlich angelegten hochfrequenten Farbselektionsspannung derart beeinflußt, daß sie abwechselnd auf
die zur betreffenden Elementargruppe gehörenden richtigen Farbstreifen gelangen.
Ein Nachteil dieser Anordnung, bei der das teilungsgleiche Gitter im Strahlengang unmittelbar
hinter dem Jalousiegitter angeordnet ist, besteht vor allem darin, daß die Elemente dieses Gitters sich im
Abbildungsweg der Elektronen befinden und dadurch periodisch Störstrukturen, z. B. Schattenbilder, hervorrufen
können.
Es ist deshalb bereits der Vorschlag gemacht worden, das teilungsgleiche Gitter im Strahlengang vor
dem Jalousiegitter anzuordnen. Dabei hat sich her-Farbfernseh-Bildröhre und Verfahren zum Betrieb dieser Röhre
Zusatz zum Patent 1098 030
Anmelder: Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
Berlin und München, München 2, Witteisbacherplatz 2
Dipl.~Pb.ys. Hannjörg Bittorf, München,
ist als Erfinder genannt worden
ausgestellt, daß das Gitter in dieser Anordnung, wenn man es gleichzeitig auf ein etwas positiveres Potential
gegenüber dem Jalousiegitter legt, im wesentlichen die Funktion übernimmt, die Potentialflächen vor
dem Jalousiegitter zu ebnen. Auf Grund dieser überwiegenden Funktion kann, wie bereits vorgeschlagen,
seine Teilung unabhängig von der des Jalousiegitters und der der Schirmelektrode· gewählt werden.
Wählt man bei einer derartigen Gitteranordnung für das Jalousiegitter ein negatives Potential in bezug
auf die betreffende Strahlerzeugungskathode, so treten beim Ablenkvorgang durch die als unsymmetrische
Zylinderlinse wirkende Gitteranordnung infolge der unvermeidbaren Linsenfehler Elektronen auf, die entsprechend
Stör- oder Streuelektronen ungeordnet ab^ gebildet werden und insofern den Abbildungsvorgang
derart stören, daß sie zu einer erheblichen Aufhellung des Untergrunds führen.
Es wurde deshalb bereits vorgeschlagen, für das
Jalousiegitter ein positives Potential in bezug auf das Kathodenpotential zu wählen. Dann trifft zwar ein
gewisser Teil des einfallenden Elektronenstrahls praktisch direkt auf die jeweiligen Metallstreifen auf und
löst Sekundärelektronen aus, ohne jedoch auf dem Bildschirm irgendwelche Störungen zu verursachen.
Durch entsprechende Wahl des Potentials, bzw. des Elektrodenabstandes der beiden benachbarten Elektroden
ist nämlich dafür gesorgt, daß auf der Vorderseite des Jalousiegitters stets eine größere derart
gerichtete Feldstärke herrscht, daß die erwähnten ausgelösten Sekundärelektronen stets nach der Vor-
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derseite, niemals aber zur Schirmelektrode hin abgesaugt
werden. Durch die erwähnte Wahl des positiven Potentials des Jalousiegitters wird außerdem in
etwa die gleiche Wirkung erzielt, die bei bekannten normalen Einzellinsen durch Ausblenden von Randelektronen
mit der Eintrittselektrode erfolgt, um z. B. Aberrationsfehler auszuschalten.
Es hat sich aber gezeigt, daß zwar die ausgelösten Sekundärelektronen nicht zur Schirmelektrode gelangen,
daß aber die Aperturwirkung nicht ausreichend ist, um eine störende Aufhellung des Untergrunds
durch Störelektronen zu vermeiden.
.: Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, durch besondere Gestaltung des teilungsgieichen Gitters eine Aufhellung des Schirmuntergrunds durch Störelektrc en weitgehend zu vermeiden und durch technologische Maßnahmen eine stabile Farbsteuer-Gitteranordnung zu schaffen.
.: Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, durch besondere Gestaltung des teilungsgieichen Gitters eine Aufhellung des Schirmuntergrunds durch Störelektrc en weitgehend zu vermeiden und durch technologische Maßnahmen eine stabile Farbsteuer-Gitteranordnung zu schaffen.
Erreicht wird dies bei einer im ersten Absatz beschriebenen Elektronenstrahlröhre zur Wiedergabe
von Farbfernsehbildern nach der Erfindung dadurch, daß das teilungsgleiche Gitter im Strahlengang vor
dem Jalousiegitter so angeordnet ist und nach Art eines Ausblendgitters derart aus schmalen, in der
Gitterebene befindlichen Metallstreifen an Stelle von Drähten besteht, daß.jeweils zwischen benachbarten
Metallstreifen sich Spalte befinden, deren Breite und Lage so beschaffen ist, daß von den den einzelnen
Farben zugeordneten Elektronenstrahlen gerade noch die störenden Randelektronen ausgeblendet werden.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß beim beschriebenen Gittersystem ohne das Ausblendgitter
wie bei jeder Elektronenlinse durch die in elektrodennahen Zonen der Linse laufenden Elektronen
Abbildungsfehler, z. B. Aberrationsfehler, auftreten, und zwar in erhöhtem Maße bei unsymmetrischen
Linsen, d. h. mit einer querablenkenden Komponente, die allein durch Auswahl besonderer geometrischer
Abmessungen der betreffenden Elektroden und durch entsprechende Potentiale nicht, behoben werden
können. Es lassen sich zwar durch das Gittersystem
ohne Ausblendgitter genügend scharfe Streifen auf der Schirmelektrode abbilden und diese auch entsprechend
dem Farbsteuervorgang durch die hochfrequente: Farbsteuerspannung (Farbselektionsspannung)
genügend verschieben; .jedoch verursachen dabei die in elektrodennahen Zonen der Linse laufenden
Elektronen, und zwar für die einzelnen Farben infolge der unterschiedlichen Geschwindigkeit im
Linsenraum, unterschiedlich untragbare Untergrundhelligkeit. .
Vermieden wird diese Störung durch ein Ausblendgitter,
das. in einer Potentialebene vor dem Jalousiegitter
liegt, dessen Ausblendspalte je nach Form der Metallstreifen des Jalousiegitters und Geschwindigkeit
der Elektronen mehr, oder weniger stark unsymmetrisch den Spalten des Jalousiegitters zugeordnet
sind, so daß in Richtung der Röhrenachse die direkte Durchsicht durch das aus Jalousie- und Ausblendgitter
bestehende Gittersystem gegenüber der symmetrischen Lage (Mittellage) kleiner, vorzugsweise Null,
wird. Das jeweilige Maß kann durch in der Elektronenoptik bewährte Methoden oder durch Modellversuche
bestimmt werden. Dabei können im Bedarfsfall sogar die unterschiedliche Lichtausbeute der
einzelnen. Farbstreifen sowie die unterschiedliche Farbempfindlichkeit des menschlichen Auges berücksichtigt
werden, um eine hinsichtlich Ausbeute optimale Blendenbreite zu erzielen. Dadurch wird mit
Sicherheit derjenige Teil des einfallenden Elektronenstrahls ausgeblendet, der am Jalousiegitter Sekundäremission
verursachen würde. Infolgedessen braucht aber die Feldstärke des zu beiden Seiten des Jalousiegitters
ansteigenden Potentials auf der Elektroneneintrittsseite des Gittersystems nicht mehr stärker als
auf der Schirmseite zu sein; es kann vielmehr wesentlich schwächer gewählt werden, so daß mit wesento
lichem Vorteil eine größere Steuerempfindlichkeit erzielt wird.
Einzelheiten der Erfindung sollen an Hand der Zeichnung näher erläutert werden:
In der Zeichnung ist rein schematisch ein Teilausschnitt aus einer Gitteranordnung für ein Ausführungsbeispiel
der beschriebenen Röhre dargestellt. Mit 5 ist das Jalousiegitter bezeichnet, dessen Metallstreifen
im dargestellten Fall aus einem schräggestellten Teil S' und einem in Achsrichtung ver-
laufenden Teil 5" bestehen. Die Metallstreifen, die
auch nach Art von Leitschaufeln gebogen sein können, haben eine Tiefe, die etwa gleich der Spaltbreite und damit gleich der Gitterkonstante g ist. In
Elektronenstrahlrichtung ist vor dem Jalousiegitter 5 das Ausblendgitter 6, bestehend aus in der Gitterebene parallel angeordneten Metallstreifen, die jeweils
zwischen sich einen Spalt frei lassen, angeordnet, dessen Spaltbreite etwa bis zu einer halben
Gitterkonstante ausmacht. Die Spalte der beiden Gitter, d. h. vom Jalousiegitter und vom Ausblendgitter,
sind definiert zueinander angeordnet. Auf der Elektroneneintrittsseite kann das Ausblendgitter zur
Erzielung eines mechanisch genügend steifen Gebildes mit dünnen, z. B. parallelen, senkrecht zu den Metallstreifen
angeordneten und mit diesen mechanisch verbundenen Drähten 6'· versehen sein, deren Gitterkonstante völlig unabhängig von der des Jalousiegitters,
vorzugsweise klein ist. Diese Drähte tragen dazu bei, die Potentialflächen im Bereich des
Jalousiegitters zumindest in den Randbezirken zu ebnen. An Stelle von Paralleldrähten kann auch ein
Maschennetz verwendet werden. Diese Anordnung hat den wesentlichen Vorteil, daß ein in einem entsprechenden
Rahmen straff gespanntes Maschengitter mechanisch besonders stabil gestaltet werden
kann, so daß es eine sehr, definierte Gitterfläche bildet und als Träger für die die Ausblendspalte bildenden
Metallstreifen benutzt werden kann.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der beschriebenen Farbsteuer-Gitteranordnung aus Jalousie- und Ausblendgitter
besteht deshalb darin, daß das auf der : Eintrittsseite mit gespannten Drähten versehene Aus-'
blendgitter 6, 6' als Träger für das Jalousiegitter benutzt
wird, indem die Metallstreifen des Jalousiegittere 5 mit einem isolierenden Kitt ζ. Β. aus
Wasserglastalkum, auf den Metallstreifen des Ausblendgitters 6 aufgekittet werden, derart, daß diese
zusammen eine mechanische Einheit bilden. Dadurch wird erreicht, daß auch das Jalousiegitter die erforderliche
Steifigkeit erhält, nachdem ähnliche oder andere Hilfsverspannungen beim Jalousiegitter, z. B.
durch dünne Drähte» infolge der dort auftretenden geringen Elektronengeschwindigkeiten sich als störend
für den Abbildungsvorgang herausgestellt haben. Durch die beschriebene Ausgestaltung des
Gittersystems werden jegliche Relativbewegungen der einzelnen Gitterelektroden zueinander weitestgehend
vermieden, so daß auch im Betrieb keine störenden
mechanischen Schwingerscheinungen an den Gittern auftreten können.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist beim Jalousiegitter 5 die Tiefe des Gitters ebenfalls etwa
gleich der Gitterkonstante g in der Weise gewählt, daß bei der dargestellten einfach gebogenen Form der
schräge Teil zwei Drittel und der in Achsrichtung verlaufende Teil ein Drittel der Gitterkonstanten ausmacht. Die Neigung des schräggestellten Teils beträgt
vorzugsweise etwa 45°. Der Abstand der Schirmelektrode vom Jalousiegitter beträgt vorzugsweise
etwa 5 g, während das Ausblendgitter weniger als g, vorzugsweise -Ii g, vom Jalousiegitter entfernt ist. Die
Spaltbreite des Ausblendgitters beträgt bis zu Vag. Versetzt sind die Spaltmitten der beiden Gitter je
nach der Metallstreifenform des Jalousiegitters unterschiedlich stark, beim Ausführungsbeispiel vorzugsweise
um etwa Ve g, und zwar vom Ausblendgitter in Richtung der rückwärtigen Verlängerung der schräggestellten oder gebogenen Metallstreifen des Jalousie-
gitters gerechnet, so daß bei senkrechter Aufsicht auf das aus beiden Gittern bestehende System praktisch
kein Durchblick mehr verbleibt. Während der Bildschirm 7 mit seiner metallischen Unterlage 8 auf
Hochspannung liegt, hat das Jalousiegitter nur eine geringe und das Ausblendgitter eine etwas höhere
positive Spannung gegenüber der Strahlerzeugungskathode, so daß das Potential vom Jalousiegitter aus
wohl nach beiden Seiten ansteigt, jedoch zum Schirm hin mit einer sehr viel größeren Feldstärke. Beim
Ausführungsbeispiel beträgt bei etwa +1OkW Bildschirmspannung
die Spannung am Jalousiegitter + 12V und am Ausblendgitter +35VoIt. Die für
die Farbsteuerung erforderliche, der Jalousiegittervorspannung überlagerte Treppenspannung kann mit
besonderem Vorteil recht klein gewählt werden, vorzugsweise 50 Vss.
Die beschriebene Einrichtung ist in besonders vorteilhafter Weise für sogenannte Flachbildröhren verwendbar,
bei denen weitere Mittel vorgesehen sind, die den Elektronenstrahl zeitlich vor dem Farbsteuervorgang
ein- oder mehrmals umlenken. In solchem Falle ist für den in das Jalousiegitter eintretenden
Elektronenstrahl der zulässige Einfallswinkel-Streubereich erheblich größer.
Claims (9)
1. Elektronenstrahlröhre mit nur einem Elektronenstrahl zur Wiedergabe von Farbfernsehbildern
mit bei Einfarbbildröhren üblichen Fokussier- und Ablenkmitteln und einem Bildschirm
mit mindestens zwei durch Elektronenaufprall in verschiedenen Farben aufleuchtenden
Leuchtstoffen, die in diskreten, regelmäßig verteilten Flächen angebracht sind und jeweils Elementargruppen
darstellen, sowie mit zwei vor dem Bildschirm angeordneten Gittern, die an solchen Potentialen liegen, daß im Bereich des
einen Gitters abgebremste langsame Elektronen auftreten, die auf der Schirmseite durch das Beschleunigungsfeld
der Schirmelektrode fokussiert und durch periodische Änderung der Elektrodenpotentiale
periodisch auf die einzelnen Farbfiächen der Elementargruppen geleitet werden,
wobei außerdem Mittel vorgesehen sind, durch die ein etwa senkrechtes Eintreten der Elektronen
in das Gittersystem bewirkt wird und bei dem das eine Gitter, in dessen Bereich die Abbremsung
der Elektronen erfolgt, nach Art einer nicht ganz geöffneten Jalousie aus schmalen, gegen die
Röhrenachse geneigten Metallstreifen, das andere, teilungsgleiche Gitter aus parallelen, miteinander
verbundenen Drähten und die Elementargruppen am Bildschirm in an sich bekannter Weise aus
Streifen bestehen, die zu den Elementen der Gitter parallel verlaufen, nach Patent 1 098 030,
dadurch gekennzeichnet, daß das teilungsgleiche Gitter im Strahlengang vor dem Jalousiegitter so
angeordnet ist und nach Art eines Ausblendgitters derart aus schmalen, in der Gitterebene befindlichen
Metallstreifen an Stelle von Drähten besteht, daß jeweils zwischen benachbarten Metallstreifen
sich Spalte befinden, deren Breite und Lage so beschaffen ist, daß von den den einzelnen
Farben zugeordneten Elektronenstrahlen gerade noch die störenden Randelektronen ausgeblendet
werden.
2. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltmitten beider
Gitter derart gegeneinander, vorzugsweise etwa um Vo Gitterkonstante, versetzt sind, daß in
Richtung der Röbreoachse die direkte Durchsicht durch das aus Jalousie- und Ausblendgitter bestehende
Gittersystem gegenüber der symmetrischen Lage (Mittellage) der Spalte kleiner, vorzugsweise
Null, wird.
3. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite
der Ausblendspalte des Ausblendgitters gleich oder kleiner als die Hälfte der Gitterkonstante ist.
4. Elektronenstrahlröhre nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand des Ausblendgitters vom Jalousiegitter höchstens gleich der Gitterkonstante, vorzugsweise "7a Gitterkonstante, ist.
5. Elektronenstrahlröhre nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ausblendgitter auf der Elektroneneintrittsseite mit dünnen, etwa senkrecht
zur Längsausdehnung der Metallstreifen verlaufenden Drähten in vorzugsweise regelmäßiger Struktur
bespannt ist.
6. Elektronenstrahlröhre nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ausblendgitter auf der Elektroneneintrittsseite mit einem Maschengewebe dünner Drähte, vorzugsweise von einer Maschenweite kleiner als die Gitterkonstante des Ausblendgitters,
bespannt ist.
7. Elektronenstrahlröhre nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ausblendgitter durch Bespannen mit dünnen Drähten, insbesondere durch ein
Maschengewebe, genügend steif ausgebildet ist und als Träger für das nachfolgende Jalousiegitter
derart dient, daß beide Gitter mit ihren jeweils zugeordneten Elementen durch einen isolierenden
Kitt, z. B. aus Wasserglastalkum, zu einer mechanischen Einheit verbunden sind.
8. Elektronenstrahlröhre nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß zum Betrieb nach Act einer Flachbildröhre weitere Mittel vorgesehen sind, die den
Elektronenstrahl zeitlich vor dem Farbsteuervorgang ein- oder mehrmals umlenken.
9. Verfahren zum Betrieb der Elektronenstrahlröhre
nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gittersystem
und die ihm benachbarten Elektroden mit solchen Potentialen versehen werden, daß untnit-
telbar vom JalousiegLtter aus das Potential zu
beiden Seiten derart ansteigt, daß die Feldstärke auf der Schinnseite wesentlich größer als auf der
Strahlerzeugungssystemseite (Elektroneneintrittsseite) ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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