DE1462726C3 - Farbfernsehempfänger mit einer Einstrahl-Penetron Bildwiedergaberöhre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Farbfernsehempfänger mit einer Einstrahl-Penetron-Bildwiedergaberöhre, bei der wenigstens zwei Farbschichten auf einem Bild- ^fio schirm aufgebracht sind und bei dem ein hinter den Farbschichten angeordneter leitfähiger Schirmbelag vorgesehen ist, an dem synchron mit den jeweiligen Farbsignalen eine Hochspannung mit wenigstens zwei sich zyklisch ändernden Spannungspegeln angelegt wird und bei dem der Röhrenkonus mit einem an einer Hochspannungsquelle liegenden leitfähigen Konusüberzug versehen ist.

Ein solcher Farbfernsehempfänger ist aus der US-PS 3 204143 bekannt. Hierbei ist der leitfähige Konusüberzug mit einem zwischen den Farbschichten und der Elektronenstrahlquelle angeordneten Gitter verbunden, welches einen Einfluß auf die Größe des Abtastrasters haben soll. Wegen der unterschiedlichen Ablenkung bei unterschiedlicher Strahlenergie des Elektronenstrahls kann jedoch durch diese Maßnahme eine Rasterdeckung nicht herbeigeführt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine einfache und wirksame Korrektur der Rasterdekkung für einen Farbfernsehempfänger mit einer Einstrahl-Trinitronröhre zu schaffen, bei der Unterschiede in der Ablenkung infolge von Geschwindigkeitsunterschieden des Elektronenstrahls ausgeglichen werden sollen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Konusüberzug und Schirmbelag potentialmäßig voneinander getrennt sind, daß an dem Konusübergang ebenfalls die Hochspannung mit den sich zyklisch ändernden Spannungspegeln angelegt ist und daß die Spannungspegel in zyklischer Vertauschung an den leitfähigen Konusüberzug bzw. den Schirmbelag angeschaltet werden, wodurch im Raum zwischen Schirmbelag und Konusüberzug eine elektrostatische Linse gebildet wird, deren konvergente und divergente Wirkung im Rhythmus des Farbwechsels gesteuert wird. Durch diese elektrostatische Linsenwirkung wird erreicht, daß das von den sich schneller bewegenden Elektronen überstrichene Bildfeld mit den sich langsamer bewegenden Elektronen zur Deckung gebracht wird, d. h. es erfolgt eine Kompensation der unterschiedlichen Ablenkung schneller und langsamer Elektronen, die verschiedene der übereinandergefügten Schichten individuell erregen, so daß eine einwandfreie Rasterdeckung zustande kommt.

Insbesondere ist die Erfindung geeignet für Farbfernsehsysteme, die nach dem Landschen Binärfarbenverfahren arbeiten, wobei die Bilder in voller Farbe von nur zwei unterschiedlichen Intensitätskombinationen von rotem bzw. weißem minus rotem Licht repräsentiert werden. Hierfür eignet sich eine auf dem. Durchdringungsprinzip arbeitende Farbfernsehröhre¹" in besonderem Maße, weil nur zwei aufeinanderliegende Schichten am Bildschirm vorgesehen zu werden brauchen, die individuell durch auf unterschiedliches Potential beschleunigte Elektroden erregt werden. Durch die erfindungsgemäße Kompensationsanoidnung durch die elektrostatische Linse ergibt sich hierbei infolge der Rasterdeckung ein ausgezeichnetes scharfes und flimmerfreies Bild.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, den Konusüberzug in zwei oder mehrere Teile zu unterteilen, wodurch mehrere elektrostatische Linsen an verschiedenen Punkten der Bildröhre ausgebildet werden, um die gewünschte Deckungswirkung zu erzielen.

Wenn der Farbfernsehempfänger in Verbindung mit einem üblichen Dreifarbensystem Verwendung findet, muß das benutzte Penetron drei aufeinanderliegende Farb-Emissionsschichten aufweisen, die individuell durch Elektronen unterschiedlicher Beschleunigung erregt werden. Um in diesem Fall die angestrebte Rasterdeckung aller drei Bilder zu erzeugen, sind gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zwei Hochspannungsschalter vorgesehen, die über einen Dreiphasenimpulsgenerator gesteuert, in

zyklischer Vertauschung jeweils eines von drei Potentialen an den Konusüberzug bzw. den Schirmbelag anlegen, so daß sich die für die Kompensation erforderlichen statischen Linsen jeweils im richtigen Augenblick ausbilden.

Der erfindungsgemäß ausgebildete Farbfernsehempfänger ist sowohl für bild- als auch für zeilensequentielle Signale geeignet. Im letzteren Falle sind Horizontal-Synchronimpulse an Stelle der Vertikalsynchronimpulse zu benutzen, wobei die Hochspannungsumschaltung für den Konusüberzug bzw. den Schirmbelag synchron mit dem Umschalten der Videosignale in Abhängigkeit von den Horizontal-Synchronimpulsen zu erfolgen hätte.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Konusüberzug mit der letzten Anode der Elektronenstrahlquelle verbunden, wie dies an sich durch die US-PS 3204143 bereits bekannt ist.

Weitere, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnungen.

Fig. 1 veranschaulicht in einem Blockdiagramm eine erste Ausbildungsform der Erfindung;

Fig. 2 ist ein vergrößerter Teilschnitt durch den Bildschirm der Bildröhre des Systems nach Fig. 1;

Fig. 3 zeigt die Schaltung eines bei dem System nach Fig. 1 verwendeten Hochspannungsschalters;

Fig. 4 veranschaulicht in einem Blockdiagramm eine weitere Ausbildungsform der Erfindung;

Fig. 5 ist ein vergrößerter Teilschnitt durch den Bildschirm der bei dem System nach Fig. 4 verwendeten Bildröhre;

Fig. 6 gibt mehrere Wellenformen wieder, die in dem System nach Fig. 4 auftreten.

Der in Fig. 1 gezeigte Empfänger umfaßt ein Farbfernsehkineskop bzw. eine insgesamt mit 11 bezeichnete Bildröhre. Die Bildröhre 11 umfaßt einen Glaskolben 13 mit einer den Bildschirm der Röhre bildenden Stirnfläche IS. Gemäß Fig. 2 sind auf der Innenseite der Stirnfläche 15 zwei lumineszente Schichten 17 und 19 angeordnet. Die Schichten 17 und 19 sind durch einen Film 20 aus Zinksulphid getrennt. Die dem Elektronenstrahlerzeuger näher benachbarte innere Schicht 17 besteht aus einem lumineszenten Leuchtstoff, der rotes Licht aussendet, wenn er durch ein auftreffendes Elektron angeregt wird. Die äußere Schicht 19 besteht aus einem lumineszenten Leuchtstoff, der bei seiner Erregung durch ein auftreffendes Elektron ein Gemisch aus grünem und blauem Licht abgibt. Ein elektrisch leitender Überzug oder Film 25 aus Aluminium überdeckt die Leuchtstoffschichten auf der Innenseite der Bildröhre und erstreckt sich längs einer kurzen Strecke über die Ränder der Stirnfläche 15 hinaus und über einen Teil des konischen Abschnitts des Glaskolbens. Der übrige Teil des konischen Abschnitts und der Hals der Bildröhre sind auf der Innenseite mit einem elektrisch leitenden Überzug 27 versehen, der aus einem Graphitmaterial besteht. Dieser Konusüberzug 27 ist von dem ' Aluminiumfilm 25 durch einen ringförmigen Spalt 29 getrennt, in dem sich kein elektrisch leitendes Material befindet. Somit ist der Überzug 27 innerhalb der Bildröhre gegenüber dem Film 25 elektrisch isoliert. Ein Elektronenstrahlerzeuger 33 ist in den Hals der Bildröhre eingebaut, und die Anode der Elektronenschleuder ist leitend mit dem elektrisch leitenden Überzug 27 verbunden.

Der mit Hilfe des Elektronenstrahlerzeugers 33 erzeugte Elektronenstrahl wird entweder auf eine erste niedrigere Geschwindigkeit oder auf eine zweite höhere Geschwindigkeit beschleunigt, bis er auf den Bildschirm der Röhre trifft. Wird der Elektronenstrahl auf die erste niedrigere Geschwindigkeit beschleunigt, dringt er nur in die innere Schicht 17 ein, so daß nur diese innere Schicht erregt wird und rotes Licht abgibt. Wird dagegen der Elektronenstrahl auf die zweite höhere Geschwindigkeit beschleunigt, haben die Elektronen genügend Energie, um nicht nur die innere Schicht 17 zu durchdringen, sondern auch die äußere Schicht 19, so daß beide Schichten 17 und 19 angeregt werden und ihr charakteristisches Licht aussenden. Somit erzeugt der Bildschirm weißes Licht,

*5 wenn der Elektronenstrahl den Bildschirm mit der zweiten höheren Geschwindigkeit trifft, bei der beide Schichten 17 und 19 durchdrungen werden.

Bei dem System nach Fig. 1 handelt es sich um ein Zeitfolge- bzw. Farbwechselverfahren, bei dem der Elektronenstrahl zuerst veranlaßt wird, das gesamte Bildfeld des Schirms mit der ersten niedrigeren Geschwindigkeit zu überstreichen und dann das gesamte Bildfeld mit der zweiten höheren Geschwindigkeit zu überstreichen. Die Intensität des Elektronenstrahls wird entsprechend dem roten Videosignal in dem nachgewiesenen Farbfernsehsignal geregelt, wenn der Bildschirm mit der ersten Geschwindigkeit abgetastet wird, und sie wird entsprechend dem grünen Videosignal geregelt, wenn der Bildschirm mit der zweiten Elektronengeschwindigkeit abgetastet wird. Infolgedessen werden auf dem Schirm Bilder in rotem Licht entsprechend dem roten Videosignal sowie Bilder in weißem Licht entsprechend dem grünen Videosignal erzeugt. Die roten und die weißen Bilder werden auf dem Bildschirm abwechselnd durch aufeinander folgende Abtastungen des Bildfeldes durch den Elektronenstrahl erzeugt. Die abwechselnd erzeugten roten und weißen Bilder vereinigen sich in der Weise, daß sie vom Betrachter als Bild in voller Farbe wahrgenommen werden.

Gemäß Fig. 1 empfängt eine Antenne 35 des Fernsehempfängers nach der Erfindung das hochfrequente Farbfernsehsignal und führt es einem Fernsehtuner bzw. Kanalwähler 37 zu. Das hochfrequente Farbfernsehsignal enthält eine hochfrequente Bildwelle, die einer Amplitudenmodulation mit dem Farbfernsehsignalgemisch unterzogen wird, welches ein Leuchtdichtesignal und ein Farbartsignal umfaßt. Weiterhin enthält das hochfrequente Signal Toninformationen, die in der üblichen Weise demoduliert werden; um die Beschreibung abzukürzen, wird hierauf an dieser Stelle nicht näher eingegangen. Der Hochfrequenztuner verwandelt das aufgefangene hochfrequente Farbfernsehsignal in eine Zwischenfrequenz, die einem Zwischenfrequenzverstärker 39 zugeführt wird, der eine Verstärkung des zugeführten Signals bewirkt und das Signal einem Videodetektor 41 zuführt. Der Videodetektor 41 verwandelt das zugeführte Zwischenfrequenzsignal in das Farbvideosignal, das einer Leuchtdichtesignalverstärkungs- und Verzögerungsstufe 43, einem Farbdekoder 45 und einer Synchronsignal-Trennstufe 47 zugeführt wird. Die Leuchtdichtesignalverstärkungs- und Verzögerungsstufe 43 verstärkt das zugeführte Signal und verzögert

es zum Ausgleich der bei der Verarbeitung der Farbsignale auftretenden Verzögerungen, woraufhin das resultierende Signal der Kathode 49 des Elektronenstrahlerzeugers 33 zugeführt wird. Der Farbdekoder

45 erzeugt in Abhängigkeit von dem Farbvideosignal aus dem Videodetektor 41 ein R-Y-Videosignal in einem Kanal 51 und ein G-Y-Videosignal in einem Kanal 53. Das R-Y-Signal repräsentiert das rote Videosignal abzüglich des Leuchtdichtesignals, während das G-Y-Signal das grüne Videosignal abzüglich des Leuchtdichtesignals repräsentiert. Die Synchronsignal-Trennstufe 47 trennt die Horizontalsynchronimpulse von dem zugeführten Videosignal und läßt die Horizontalsynchronimpulse in einem Kanal 55 erscheinen; außerdem trennt die Stufe 47 die Vertikalsynchronimpulse von dem zugeführten Videosignal und läßt sie in einem Kanal 57 erscheinen. Die den Kanälen 55 und 57 zugeführten Horizontal-Vertikalsynchronimpulse gelangen zu den Ablenkschaltungen 59, welche dei Horizontal- und Vertikal-Ablenksignale erzeugen, die den Horizontal- und Vertikalablenkspulen 61 der Bildröhre 11 zugeführt werden. Den Ablenkspulen 61 werden die Horizontal- und Vertikalablenksignale zugeführt, um den Elektronenstrahl zu veranlassen, ein Bildfeld der Bildröhre in der üblichen Weise abzutasten bzw. zu überstreichen.

Das in dem Kanal 51 erscheinende R-Y-Signal wird einer Tonschaltung 63 zugeführt, während das in dem Kanal 53 erscheinende G-Y-Signal einer Tonschaltung 65 zugeführt wird. Die in dem Kanal 57 erscheinenden Vertikalsynchronimpulse werden außerdem einem Multivibrator 67 zugeführt, und jeder dem Kanal 57 zugeführte Vertikalsynchronimpuls veranlaßt den Multivibrator, sich in seinen entgegengesetzten Zustand umzuschalten. In einem Betriebszustand öffnet der Multivibrator 67 die Tonschaltung 63, während er in seinem entgegengesetzten Zustand die Tonschaltung 65 öffnet. Da die Vertikalsynchronimpulse zwischen aufeinander folgenden Abtastungen des Bildfeldes erzeugt werden, werden die Tonschaltungen 63 und 65 bei den aufeinander folgenden Abtastvorgängen abwechselnd eingeschaltet. Die Ausgangssignale der Tonschaltungen 63 und 65 werden beide dem Steuergitter 69 des Elektronenstrahlerzeugers 33 zugeführt. Während das R-Y-Signal dem Gitter 69 zugeführt wird, wirkt es mit dem der Kathode 49 zugeführten Leuchtdichtesignal zusammen, um die Intensität des Strahls entsprechend dem roten Videosignal zu regeln; während das G-Y-Signal dem Gitter 69 zugeführt wird, wirkt es mit dem der Kathode 49 zugeführten Leuchtdichtesignal zusammen, um die Intensität des Elektronenstrahls entsprechend dem grünen Videosignal zu regeln. Somit wird die Intensität des Elektronenstrahls bei den aufeinander folgenden Abtastungen des Bildfeldes mit Hilfe des Elektronenstrahls abwechselnd durch das rote Videosignal bzw. durch das grüne Videosignal bestimmt.

Die durch den Multivibrator 67 erzeugte, die Torschaltung 65 steuernde Signalspannung wird auch einem Hochspannungsumschalter 71 zugeführt, der so angeschlossen ist, daß er die Spannung regelt, die an den Aluminiumfilm 25 bzw. den Überzug 27 angelegt wird. Die an den Film 25 durch den Hochspannungsumschalter 71 angelegte Spannung bestimmt die Geschwindigkeit, mit der die Elektronen auf den Bildschirm der Röhre treffen. Die Rechteckwellenspannung, die durch den Multivibrator 67 synchron mit den Vertikalsynchronimpulsen erzeugt wird, bewirkt dann, wenn sie dem Hochspannungsumschalter 71 zugeführt wird, daß dem elektrisch leitfähigen Film 25 abwechselnd eine Spannungvon 15 000 Vbzw.eineSpannung von 10 000 V zugeführt wird. Diese beiden Spannungen werden synchron mit der zugeführten Rechteckwelle geschaltet und somit bei den aufeinander folgenden Abtastungen des Bildfeldes durch den Elektronenstrahl zugeführt. Die Spannung von 10000 V wird dem leitenden Film 25 dann zugeführt, wenn das R-Y-Signal dem Steuergitter 69 zugeführt wird; entsprechend wird die Spannung von 15000 V dem leitfähigen Film 25 dann zugeführt, wenn dem Gitter 69 das G-Y-Signal zugeführt wird. Die dem Film 25

ίο zugeführte Spannung von 10000 V bewirkt, daß die Elektronen den Bildschirm mit einer Geschwindigkeit treffen, die nur ausreicht, um die innere Leuchtstoffschicht 17 zu durchdringen, so daß nur diese Schicht erregt wird. Somit wird nur die innere Leuchtstoffschicht 17 durch den Elektronenstrahl erregt, wenn das R-Y-Videosignal dem Gitter 69 zugeführt wird. Während das R-Y-Signal dem Gitter 69 zugeführt wird, wird somit das durch das rote Videosignal repräsentierte Bild auf dem Bildschirm in rotem Licht reproduziert. Wird dagegen mit Hilfe des Hochspannungsumschalters 71 die Spannung von 15000 V an den elektrisch leitenden Film 25 angelegt, werden die Elektronen veranlaßt, den Bildschirm mit einer Geschwindigkeit zu treffen, die ausreicht, um sowohl die innere Leuchtstoffschicht 17 als auch die äußere Leuchtstoffschicht 19 zu durchdringen, so daß beide Schichten gemeinsam erregt werden. Da somit beide Schichten 17 und 19 erregt werden, geben beide Schichten Licht ab, während das G-Y-Videosignal dem Steuergitter 69 zugeführt wird, so daß das durch das grüne Videosignal repräsentierte Bild auf dem Schirm in weißem Licht reproduziert wird, während das G-Y-Signal dem Gitter 69 zugeführt wird. Somit werden auf dem Bildschirm abwechselnd rote und weiße Bilder erzeugt, die dem roten bzw. dem grünen Videosignal entsprechen. Die auf dem Bildschirm abwechselnd erzeugten roten und weißen Bilder werden vom Betrachter als Wiedergabe des übermittelten Bildes in voller Farbe wahrgenommen.

Damit sich die roten und die weißen Bilder in der richtigen Weise vereinigen, um als einwandfreie farbige Wiedergabe des übermittelten Bildes wahrgenommen werden zu können, müssen sich die roten ,<, und die weißen Bilder decken. Jedoch führt das Ablenkf eld, das mit Hilfe der Ablenkspulen erzeugt wird, dazu, daß die sich mit der höheren Geschwindigkeit bewegenden Elektronen in einem geringeren Ausmaß abgelenkt werden als die sich mit der niedrigeren Geschwindigkeit bewegenden Elektronen. Diese unterschiedliche Ablenkung würde bewirken, daß eines der beiden Bilder größer wird als das andere Bild, so daß sich die Bilder nicht einwandfrei decken. Um das Auftreten eines solchen Deckungsfehlers zu verhindern, wird der Hochspannungsumschalter 71 auch dazu be-

nutzt, dem elektrisch leitenden Überzug 27 und der Anode des Elektronenstrahlerzeugers eine Hochspannung zuzuführen. Die Wellenform dieser hohen Spannung ist reziprok zu der Wellenform, die durch den Hochspannungsumschalter der leitenden Schicht 25 zugeführt wird; mit anderen Worten, wenn der Hochspannungsumschalter 71 eine Spannung von 15 000 V an den Schirmbelag 25 anlegt, führt er dem Konusüberzug 27 eine Spannung von 10000 V zu; führt dagegen der Hochspannungsumschalter 71 dem Schirmbelag 25 eine Spannung von 10000 V zu, legt er gleichzeitig eine Spannung von 15000 V an den Konusüberzug 27 an. Somit werden der leitende Film 25 und der leitende Überzug 27 synchron zwischen

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15000 V und 10000 V hin- und hergeschaltet. Wird eine Spannung von 15000 V an den Aluminiumfilm 25 angelegt, während dem Überzug 27 eine Spannung von 10000 V zugeführt wird, wirkt das resultierende elektrostatische Feld als konvergente Linse, die bestrebt ist, die Ablenkung des Elektronenstrahls zu verringern. Liegt an dem Film 25 eine Spannung von 10000 V und an dem Überzug 27 eine Spannung von 15 000 V, wirkt das resultierende elektrostatische Feld als divergente Linse, durch die die Ablenkung des Elektronenstrahls vergrößert wird. Wird eine Spannung von 10 000 V an den Überzug 27 und eine Spannung von 15000 V an den Film 25 angelegt, haben die Elektronen des Strahls, der das durch die Spulen 61 erzeugte Ablenkfeld passiert, eine Geschwindig- ¹S keit, die 10000 V entspricht, und wenn sie sich dem Bildschirm nähern, werden sie beim Passieren der elektrostatischen konvergenten Linse auf 15000 V beschleunigt. Wird eine Spannung von 15000 V an den Überzug 27 und eine Spannung von 10000 V an ^ao den Film 25 angelegt, haben die Elektronen in dem Strahl eine 15 000 V entsprechende Geschwindigkeit, wenn sie das durch die Spulen 61 erzeugte Ablenkfeld passieren, und wenn sich die Elektronen dem Bildschirm nähern, werden sie auf eine 10000 V entspre- ^a5 chende Geschwindigkeit abgebremst, während sie die elektrostatische divergente Linse passieren. Somit haben die Elektronen, die das weiße Bild erzeugen, im Ablenkfeld eine niedrigere Geschwindigkeit als die das rote Bild erzeugenden Elektronen. Wenn der 3<> Elektronenstrahl das weiße Bild erzeugt, wird er entsprechend durch das Ablenkfeld stärker abgelenkt, als er bei der Erzeugung des roten Bildes abgelenkt werden würde. Wenn das weiße Bild erzeugt wird, wirkt die elektrostatische Linse als konvergente Linse, und wenn das rote Bild erzeugt wird, wirkt die elektrostatische Linse als divergente Linse. Wenn das weiße Bild erzeugt wird, wird somit der Elektronenstrahl durch das Ablenkfeld um einen größeren Betrag abgelenkt, doch wird die Ablenkung des Strahls durch die Wirkung der elektrostatischen Linse verringert; wenn das rote Bild erzeugt wird, wird der Elektronenstrahl um einen kleineren Betrag abgelenkt, doch wird die Ablenkung durch die Wirkung der elektrostatischen Linse vergrößert. Die an den Überzug 27 und den Film 25 angelegten Spannungen werden so gewählt, daß die Vergrößerung der Ablenkung durch die divergente Linse und die Verkleinerung der Ablenkung durch die konvergente Linse derart sind, daß sich das auf dem Bildschirm erscheinende resultierende weiße Bild mit dem resultierenden roten Bild deckt.

Der Aufbau des Hochspannungsumschalters 71 ist in Fig. 3 dargestellt. Gemäß Fig. 3 wird die durch den Multivibrator 67 erzeugte Rechteckwelle der Primärwicklung 75 eines Transformators 77 zugeführt, dessen Sekundärwicklung 79 mit einer Mittelanzapfung versehen ist. Die Mittelanzapfung der Sekundärwicklung 79 ist über einen Widerstand 81 bei 83 mit einer Quelle für eine positive Spannung von 12500V verbunden. Eine Leitung 85 verbindet ein Ende der Sekundärwicklung 79 mit dem elektrisch leitenden Film 25, und eine weitere Leitung 87 verbindet das andere Ende der Sekundärwicklung 79 mit dem leitenden Überzug 27. Zwischen der Leitung 87 und Erde ist ein verstellbarer Kondensator 89 angeschlossen. Die der Primärwicklung 75 durch den Multivibrator 67 zugeführte Rechteckwelle bewirkt, daß die Leitungen 85 und 87 abwechselnd zwischen lOOOOVund 15 000 V umgeschaltet werden, wobei der Leiter 87 unter einer Spannung von 15000 V steht, wenn an den Leiter 85 eine Spannung von 10000 V angelegt ist, und umgekehrt. Auf diese Weise werden der Film 25 und der Überzug 27 abwechselnd zwischen 10 000V und 15000 V umgeschaltet.

Der Film 25 und der Überzug 27 bilden kapazitive Belastungen für den Transformator 77, und der Kondensator 89 ermöglicht einen Abgleich zwischen den beiden Belastungskapazitäten. Mit Hilfe des Kondensators 89 können die genauen Spannungspegel, zwischen denen die Leitung 87 umgeschaltet wird, gegenüber denjenigen Spannungspegeln eingestellt werden, zwischen denen die Leitung 85 umgeschaltet wird, wenn eine solche Einstellung erforderlich ist, um eine genaue Deckung der roten und der weißen Bilder zu erzielen.

Bei dem an Hand von Fig. 1 beschriebenen System handelt es sich um ein Bildfolgeverfahren, bei dem auf dem Schirm der Bildröhre abwechselnd rote und weiße Bilder erzeugt werden. Das System nach Fig. 1 kann auch als binäres System bezeichnet werden, da nur zwei verschiedene Farben erzeugt und so kombiniert werden, daß sie auf dem Bildschirm als Bild in voller Farbe wahrgenommen werden können. Das System nach Fig. 1 könnte auch so abgeändert werden, daß es nicht mehr nach dem Bildfolgeverfahren, sondern nach einem Zeilenfolgeverfahren arbeitet. Bei einem Zeilenfolgesystem würde man die Horizontalsynchronimpulse an Stelle der Vertikalsynchronimpulse benutzen, um die R-Y- und G-Y-Videosignale in der richtigen Weise dem Steuergitter 69 so zuzuführen, daß diese Signale an dem Steuergitter 69 beim Abtasten der Zeilen jeweils abwechselnd erscheinen. Ferner müßte die Hochspannungsumschaltung der Spannungen, die an den Film 25 und den Überzug 27 angelegt werden, synchron mit dem Umschalten der roten und der grünen Videosignale erfolgen, die dem Steuergitter 69 zugeführt werden. Bei einem solchen System würde diese Umschaltung wiederum in Abhängigkeit von den Horizontalsynchronimpulsen und nicht in Abhängigkeit von den Vertikalsynchronimpulsen bewirkt werden.

Das in Fig. 4 gezeigte Dreifarbensystem umfaßt ähnlich wie das System nach Fig. 1 eine Antenne 35, einen Hochfrequenztuner oder Kanalwähler 37, einen Zwischenfrequenzverstärker 39, einen Videodetektor 41, eine Leuchtdichtesignalverstärker- und Verzögerungsstufe 43, eine Synchronsignaltrennstufe 47, eine Ablenkschaltung 59 sowie eine Farbdekoderstufe 45, die allgemein in der gleichen Weise arbeiten wie bei dem an Hand von Fig. 1 beschriebenen System. Die Bildröhre 11 des Systems nach Fig. 4 ähnelt ebenfalls derjenigen des Systems nach Fig. 1, abgesehen davon, daß die Bildröhre 11 gemäß Fig. 4 und 5 nicht mit zwei, sondern mit drei Leuchtstoffschichten versehen ist. Gemäß Fig. 5 sind die mit 121,123 und 125 bezeichneten Leuchtstoffschichten zwischen der aus Glas bestehenden Stirnfläche 15 des Glaskolbens und dem elektrisch leitenden Aluminiumfilm 25 angeordnet. Die Schichten 121,123 und 125 sind durch Filme aus Zinksulphid getrennt; diese Filme sind in Fig. 5 mit 127 und 129 bezeichnet. Wird die Leuchtstoffschicht 121 durch ein auf treffendes Elektron erregt, gibt sie rotes Licht ab. Wird die Schicht 123 durch ein auftreffendes Elektron erregt, erzeugt sie grünes Licht, und wenn die Schicht 125 durch ein auftreffendes Elektron erregt wird, sendet sie blaues Licht aus.

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Wenn ein Elektron auf eine solche Geschwindigkeit beschleunigt wird, daß es nur in die Schicht 121 eindringt, so bewirkt dieses Elektron, daß der Bildschirm nur rotes Licht aussendet. Wird ein Elektron auf eine solche Geschwindigkeit beschleunigt, daß es die Schicht 121 durchdringt und in die Schicht 123 eindringt, so bewirkt dieses Elektron, daß sowohl grünes als auch rotes Licht erzeugt wird; wird ein Elektron auf eine solche Geschwindigkeit beschleunigt, daß es die Schichten 121 und 123 durchdringt und in die Schicht 125 eindringt, werden alle drei Schichten erregt, so daß rotes, grünes und weißes Licht erzeugt wird. Das kombinierte rote und grüne Licht, daß durch Elektronen erzeugt wird, die sich mit der mittleren Geschwindigkeit bewegen, wird als grünlichweißes oder warmes weißes Licht wahrgenommen, während die Kombination von rotem, grünem und blauem Licht, die durch Elektronen erzeugt wird, welche sich mit der hohen Geschwindigkeit bewegen, als kaltes weißes Licht wahrgenommen wird. Gemäß der Erfindung ist das System nach Fig. 4 als Zeilenfolgesystem ausgebildet, bei dem eine erste waagerechte Zeile mit einem Strahl abgetastet wird, dessen Elektronen sich mit einer hohen Geschwindigkeit bewegen, so daß sie bis zu der Schicht 125 eindringen können. Die nächste waagerechte Zeile wird mit Elektronen einer mittleren Geschwindigkeit abgetastet, die bis zu der Schicht 123 gelangen können. Dann wird eine dritte waagerechte Zeile mit einem Elektronenstrahl abgetastet, bei dem die Geschwindigkeit der Elektronen so gewählt ist, daß die Elektronen nur die Schicht 121 erreichen; diese Folge wird bis zur vollständigen Abtastung des Bildfeldes zyklisch wiederholt.

Die Intensität der sich mit geringer Geschwindigkeit bewegenden Elektronen, die in die Schicht 121 eindringen, wird in Abhängigkeit von dem roten Videosignal geregelt. Die Intensität der sich mit der mittleren Geschwindigkeit bewegenden Elektronen, die bis zu der Schicht 123 gelangen, wird entsprechend dem grünen Videosignal geregelt, und die Intensität der sich mit der höchsten Geschwindigkeit bewegenden Elektronen, die bis zu der Schicht 125 eindringen, wird in Abhängigkeit von dem blauen Videosignal geregelt. Das von allen drei Schichten 121,123 und 125 abgegebene Licht wird dann vereinigt, so daß es vom Betrachter als in voller Farbe erscheinendes Bild wahrgenommen wird, das durch das empfangene Farbfernsehsignal repräsentiert wird.

Die Farbdekodierungsschaltung 45 läßt nicht nur die R-Y- bzw. die G-Y-Videosignale in den Kanälen 51 bzw. 53 erscheinen, sondern sie erzeugt auch ein B-Y-Videosignal, das in dem Kanal 131 erscheint. Bei dem B-Y-Signal handelt es sich um ein blaues Videosignal abzüglich des Leuchtdichtesignals. Die in den Kanälen 51 und 53 erscheinenden R-Y- und G-Y-Videosignale werden auch den Torschaltungen 133 bzw. 135 zugeführt, während das in dem Kanal 131 erscheinende B-Y-Videosignal einer weiteren Torschaltung 137 zugeführt wird. Die Ausgänge der Torschaltungen 133,135 und 137 sind gemeinsam an das Steuergitter 69 der Bildröhre 11 angeschlossen. Die Steuerung der Torschaltungen 133,135 und 137 wird durch einen Treppenimpulsgenerator 139 in Abhängigkeit von den Horizontalsynchronimpulsen bewirkt, die dem Treppenimpulsgenerator über den Kanal 55 zugeführt werden. Der Treppenimpulsgenerator betätigt die Torschaltungen 133,135 und 136 zyklisch nacheinander, so daß jeweils die nächstfolgende Torschaltung in Abhängigkeit von jedem zugeführten Horizontalsynchronimpuls betätigt wird. Bei dem Treppenimpulsgenerator kann es sich z. B. um einen Ringzähler handeln. Die Torschaltung 137 wird zur Abtastung einer waagerechten Zeile betätigt, woraufhin die Torschaltung 135 zur Abtastung der nächstfolgenden waagerechten Zeile betätigt wird; schließlich wird die Torschaltung 133 betätigt, um die nächstfolgende waagerechte Zeile abzutasten. Diese Folge beginnt dann erneut mit der Torschaltung 137, die wiederum zur Abtastung der nächstfolgenden waagerechten Zeile betätigt wird. Auf diese Weise werden die R-Y-, G-Y- und B-Y-Videosignale dem Steuergitter zyklisch nacheinander und synchron mit den Horizontalsynchronimpulsen zugeführt. Der Treppenimpulsgenerator 39 führt Impulse auch zwei Hochspannungsumschaltern 141 und 143 zu. Der Hochspannungsumschalter 141 führt eine abgestufte Hochspannung dem Überzug 27 und der damit verbundenen Anode des Elektronenstrahlerzeuger zu. Der Hochspannungsumschalter 143 dient dazu, dem Aluminiumfilm 25 auf der Stirnfläche der Bildröhre eine Treppenspannung zuzuführen. Die durch den Hochspannungsumschalter 143 erzeugte Treppenspannung ist reziprok zu der durch den Hochspannungsumschalter 141 erzeugten Treppenspannung. Durch die Hochspannungsumschalter 141 und 143 erzeugte Signale sind in Fig. 6 dargestellt. Gemäß Fig. 6 variiert das durch den Hochspannungsumschalter 141 erzeugte Signal stufenweise von 10 000 V über 12500 V bis auf 15000 V und dann zurück auf 10000 V; dies spielt sich synchron mit den Horizontalsynchronimpulsen ab. Das durch den Hochspannungsumschalter 143 erzeugte Signal ändert sich stufenweise synchron mit den Horizontalsynchronimpulsen von 15000 V über 12500 V bis herab zu 10000V und dann wieder zurück zu 15000 V, woraufhin sich dieser Zyklus wiederholt. Wenn das Ausgangssignal des Hochspannungsumschalters 141 den Wert von 10000 V hat, beträgt das Ausgangssignal des Hochspannungsumschalters 143 15000 V und umgekehrt. Hat das Ausgangssignal des Hochspannungsumschalters 141 den Wert von 12500 V, liegt auch das Ausgangssignal des Hochspannungsumschalters 143 bei 12500 V. Die durch den Hochspannungsumschalter 143 abgegebene Spannung regelt die Geschwindigkeit, mit der der Elektronenstrahl auf die drei Leuchtstoffschichten auf den Schirm der Bildröhre trifft. Liefert der Hochspannungsumschalter 143 eine Spännung von 10000 V, die an den Aluminiumfilm 25 angelegt wird, kann der Elektronenstrahl nur bis zu der Leuchtstoffschicht 121 eindringen. Legt der Hochspannungsumschalter 143 eine Spannung von 12500 V an den Aluminiumfilm 25 an, dringt der Elektronenstrahl bis zu der mittleren Leuchtstoffschicht 123 ein. Wenn der Hochspannungsumschalter 143 dem Aluminiumfilm 25 eine Spannung von 15000V zuführt, dringt der Elektronenstrahl bis zu der äußeren Schicht 125 ein. Die dem Aluminiumfilm zugeführte Treppenspannung wird mit der Umschaltung der dem Steuergitter 69 zugeführten Videosignale so synchronisiert, daß eine Spannung von 10000 V an den Aluminiumfilm 25 angelegt wird, wenn das R-Y-Videosignal dem Steuergitter 69 zugeführt wird;

eine Spannung von 12 500 V wird an den Aluminiumfilm 25 dann angelegt, wenn das G-Y-Videosignal dem Steuergitter 69 zugeführt wird, und eine Spannung von 15000 V wird an den Aluminiumfilm 25

angelegt, wenn das B-Y-Videosignal dem Steuergitter 69 zugeführt wird. Somit wird das Bild, das durch die Elektronen erzeugt wird, welche nur bis zu der innersten Schicht 121 eindringen, durch das rote Videosignal bestimmt, das Bild, welches durch die Elektronen erzeugt wird, welche bis in die Schicht 123 eindringen, wird durch das grüne Videosignal bestimmt, und das Bild, welches durch die bis zu der Schicht 125 eindringenden Elektronen erzeugt wird, wird durch das blaue Videosignal bestimmt. Auf diese Weise entsteht in rotem Licht ein dem roten Videosignal entsprechendes Bild, ferner in grünlichweißem Licht ein dem grünen Videosignal entsprechendes Bild sowie in kaltem weißem Licht ein dem blauen Videosignal entsprechendes Bild. Diese drei Bilder vereinigen sich in der Weise, ¹S daß sie vom Betrachter als Bild in voller Farbe entsprechend dem empfangenen Farbfernsehsignal wahrgenommen werden.

Wie schon erwähnt, bewirkt immer dann, wenn der Hochspannungsumschalter 143 eine Spannung von 15000 V an den elektrisch leitenden Film 25 anlegt, der Hochspannungsumschalter 141, daß eine Spannung von 10000 V an den Überzug 27 und die Anode des Elektronenstrahlerzeugers angelegt wird. Hierbei entsteht eine konvergente elektrostatische Linse zwisehen dem Überzug 27 und dem Aluminiumfilm 25. Die sich durch das Ablenkfeld der Spule 61 bewegenden Elektronen haben eine Geschwindigkeit, die der Spannung von 10000 V entspricht, welche an den Überzug 27 und die Anode des Elektronenschleuder-Strahlerzeugers angelegt wird. Legt man eine Spannung von 12500 V an den Aluminiumfilm 25 an, wird auch eine Spannung von 12500 V an den Überzug 27 und die Anode des Elektronenstrahlerzeugers angelegt, so daß kein elektrostatischer Linseneffekt hervorgerufen wird. Wenn diese Spannungen an den Überzug 27 und den Film 25 durch die Hochspannungsumschalter 141 und 143 angelegt werden, haben die Elektronen eine der Spannung von 12500 V entsprechende Geschwindigkeit, wenn sie das Ablenkfeld passieren, und daher werden die Elektronen nicht im gleichen Ausmaß abgelenkt wie die Elektronen, die sich durch das Ablenkfeld mit einer 10000 V entsprechenden Geschwindigkeit bewegen. Man erkennt somit, daß diejenigen Elektronen, auf welche die konvergente elektrostatische Linse wirkt," im Ablenkfeld eine größere Ablenkung erfahren als die Elektronen, deren Geschwindigkeit einer Spannung von 12 500 V entspricht. Die konvergente Linse dient dazu, die Ablenkung der Elektronen so zu verringern, daß die gesamte Ablenkung des Elektronenstrahls beim Auftreffen auf den Bildschirm die gleiche ist wie bei den Elektronen, deren Geschwindigkeit einer Spannung von 12500 V entspricht. Somit wird sich das Bild, das durch die sich schnell bewegenden Elektronen erzeugt wird, welche bis zu der Schicht 125 eindringen, mit dem Bild decken, das durch die sich mit der mittleren Geschwindigkeit bewegenden Elektronen erzeugt

wird, welche nur bis zu der Schicht 123 eindringen. Wenn der Hochspannungsumschalter 143 eine Spannung von lOOOOV an den Aluminiumfilm 25 anlegt, führt der Hochspannungsumschalter 141 dem Überzug 27 und der Anode des Elektronenstrahlerzeugers eine Spannung von 15 000 V zu. Somit haben die sich mit der niedrigeren Geschwindigkeit bewegenden Elektronen, die nur in die Schicht 121 eindringen, eine der Spannung von 15000 V entsprechende hohe Geschwindigkeit, wenn sie das Ablenkfeld durchlaufen, und sie werden in einem geringeren Ausmaß durch das Ablenkfeld abgelenkt als die sich mit der mittleren Geschwindigkeit bewegenden Elektronen, deren Geschwindigkeit im Ablenkfeld einer Spannung von 12 500 V entspricht. Wird eine Spannung von 10 000 V an den Aluminiumfilm 25 angelegt, während dem Überzug 27 eine Spannung von 15000 V zugeführt wird, entsteht eine divergente elektrostatische Linse, die bestrebt ist, die Ablenkung der Elektronen zu vergrößern. Somit erfahren die sich langsam bewegenden Elektronen, die nur in die Schicht 121 eindringen, wegen ihrer hohen Geschwindigkeit eine geringere Ablenkung, während sie das Ablenkfeld der Ablenkspulen 61 durchlaufen, doch werden sie dann infolge des elektrostatischen Linseneffektes zwischen dem Überzug 27 und dem elektrisch leitenden Film 25 in einem größeren Ausmaß abgelenkt. Diese durch die elektrostatische Linse bewirkte größere Ablenkung kompensiert die Verkleinerung der Ablenkung im Ablenkfeld, und das durch die sich langsam bewegenden Elektronen erzeugte Bild deckt sich mit den Bildern, die durch die Elektronen erzeugt werden, welche sich mit der mittleren Geschwindigkeit bzw. mit der hohen Geschwindigkeit bewegen.

Die Erfindung sieht somit Fernsehsysteme vor, bei denen ein Bild durch in Leuchtstoffschichten eindringende Elektronen erzeugt wird, wobei die richtige Deckung der Bilder auf elektrostatischem Wege erzielt wird. Die Erfindung läßt sich bei Fernsehsystemen mit Bilderzeugung durch die Leuchtstoffschichten eindringende Elektronen anwenden, die entsprechend der klassischen oder newtonschen Farbtheorie aufgebaut sind. Eine Anwendbarkeit der Erfindung ist bei jedem Farbfernsehsystem gegeben, bei dem verschiedene Farben dadurch erzeugt werden, daß der Elektronenstrahl auf unterschiedliche Geschwindigkeiten beschleunigt wird. Statt eine Bildröhre zu verwenden, bei der der Leuchtstoff in Form von Schichten auf die Bildschirmfläche der Röhre aufgebracht ist, könnte man z. B. eine Bildröhre verwenden, bei der der Bildschirm aus Sphäroiden besteht, wobei die den verschiedenen Farben zugeordneten Leuchtstoffe innerhalb der Sphäroide in unterschiedlicher Tiefe angeordnet sind. Ferner ist es gemäß der Erfindung möglich, den Überzug 27 in zwei oder mehr Teile zu unterteilen, um elektrostatische Linsen an verschiedenen Punkten in der Bildröhre auszubilden und so die gewünschte Deckungswirkung zu erzielen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

14 bZ /Zb Patentansprüche:

1. Farbfernsehempfänger mit einer Einstrahl-Penetron-Bildwiedergaberöhre, bei der wenigstens zwei Farbschichten auf einem Bildschirm aufgebracht sind und bei dem ein hinter den Farbschichten angeordneter leitfähiger Schirmbelag vorgesehen ist, an dem synchron mit den jeweiligen Farbsignalen eine Hochspannung mit wenigstens zwei sich zyklisch ändernden Spannungspegeln angelegt wird und bei dem der Röhrenkonus mit einem an einer Hochspannungsquelle liegenden leitfähigen Konusüberzug versehen ist, dadurchge kennzeichnet, daß der Konusüberzug *5 (27) und Schirmbelag (25) potentialmäßig voneinander getrennt sind, daß an dem Konusübergang (27) ebenfalls die Hochspannung mit den sich zyklisch ändernden Spannungspegeln angelegt ist und daß die Spannungspegel in zyklischer Vertäuschung an den leitfähigen Konusüberzug (27) bzw. den Schirmbelag (25) angeschaltet werden, wodurch im Raum (29) zwischen Schirmbelag (25) und Konusüberzug (27) eine elektrostatische Linse gebildet wird, deren konvergente oder di- ^a5 vergente Wirkung im Rhythmus des Farbwechsels gesteuert wird.

2. Farbfernsehempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Konusüberzug (27) in zwei oder mehrere Teile unterteilt ist.

3. Farbfernsehempfänger mit drei Farbschichten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialsteuerung von Schirmbelag (25) und Konusüberzug (27) über zwei Hochspannungsumschalter (141, 143) erfolgt, die in zyklischer Vertauschung drei unterschiedliche Spannungspegel an den Konusüberzug (27) bzw. den Schirmbelag (25) anschalten.

4. Farbfernsehempfänger nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er nach dem Bildfolgeverfahren oder dem Zeilenfolgeverfahren arbeitet.

5. Farbfernsehempfänger nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Konusüberzug (27) mit der letzten Anode der Elektronenstrahlquelle (33) verbunden ist.

6. Farbfernsehempfänger nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Konusüberzug (27) bis zu einer Stelle benachbart zum leitfähigen Überzug (25) des Bildschirms erstreckt und zwischen den beiden Überzügen ein Ringspalt (29) verbleibt.