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| "Kathodenstrahlröhre mit'Leuchtschirm:" |
Die Erfindung
bezieht sich auf eine Kathodenstrahlröhre
mit einer
als
Leuchtschirmträger ausgebildeten Frontscheibe'
deren Transparent
im Bereich des sichtbaren Lichtes bei einer Wellenlänge
von
etwa
550 miu
wesentlich geringer
ist als bei Wellenlängen
unter-
halb 430 mau
und deren Leuchtschirm einen Leuchtstoff
aufweist
dessen Emissionsmaximum
bei etwa 450 m/u Wellenlänge liegt.
Zum Stand der Technik wird verwiesen
auf die deutsche Patentanmel-
dung
S ?328 YIIIc/2ig'
das Telefunken-Fachbuch
"Die Fernsehbildröhre",
1959 und das Buch "Fernsehbildröhren",
1956 von Rottaardt-Berthold-Lutz.
Um den. Kontrast von Bildröhren bei Tageslicht
oder bei heller Raumbeleuchtung
zu verbessern, wird das Glas der Frontocheibe
von Bild-
röhren
bekanntlich
neutral grau eingefärbt.
Hierdurch wird das Tages- bzw.
dass Raumlich
beim Durchgang
durch die Frontscheibe
der
Bildröhre
zweimal#
das Licht des Leuchtschirmbildes
jedoch
nur einmal gefiltert.
Die Wirkungsweise ist in Fis. 1 dar-
gestellt. Es ist daraus zu ersehene
daß das reflektierte
Raumlich
nur noch 25 94
seiner Intensität besitzt'
allerdings
das Leuchtschirmbild euch nur noch zu 50 %
seiner Intensität
zu
dem Betrachter gelangt.
Die Differenz zwischen 25 ` und 50 %
ist der durch die Einfärbung der Frontscheibe erzielte Kontrastgewinn.
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Um nun ein genügend helles Fernsehbild zu erhalten, ist man gezwungen,
den 50 0'igen Lichtverlust durch eine Erhöhung des Elektronenstrahlstromes auszugleichen.
Die Nachteile, die sich durch einen erhöhten Elektronenstrahlstrom ergeben, sind
Verlust an Schärfe, Verlust an Auflösungsvermögen und Verlust an Lebensdauer. Aus
en Figuren 2 und 2a ist ersichtlich, daß ein vergrößerter Elektronenstrahlstrom
zu einem Schärfeverlust und zu einem Verlust an Auflösungsvermögen führt. Ein vergrö-Berter
Elektronenstrahlstrom bewirkt eine Vergrößerung des auf dem Leuchtschirm entstehenden
Leuchtpunkts. Die Folge davon ist, daß die Konturen eines wiedergegebenen Fersehbildes
unscharf werden und kleine Details des Bildes nicht mehr: dargestellt werden. Verständlich
Ist auch, daß mit höherem Elektronenstrahlstrom die spezifische Belastung der Kathode
und des Leuchtschirmes ansteigen,-worin eine Verringerung der Lebensdauer begründet
ist.
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Während es zur Zeit im allgemeinen üblich ist, die Frontscheibe
etwa
auf 43 % Transparenz neutralgrau einzufärben
wird insbesondere
durch die Linführung von transportablen
Kleingeräten immer stärker
der Wunsch nach einem höheren
Kontrast laut. Wollte man diesen höheren Kontrast
durch
noch stärkere. Einfärbung des Frontscheibenglasesg
d. h.
durch noch weitere Verringerung der Transparenz der Front-
Scheibe'
erzielen' so würden sich untragbare hohe Elektronenstrahlströme ergeben$
die wiederum wegen ihres erhöhten
Leistungsverbrauches für tragbare Geräte
unerwünscht sind.
Die Aufgabe der Erfindung besteht demgemäß darin, eine
neu-
artige Kathodenstrahlröhre mit Leuchtschirm vorzusehen# die
bei
geringer Blektronenstrahlstromstärke einen verbesserten
Kontrast des
Leuchtschirmbildes zu erzielen gestattet.
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen,
daß der Leuchtschirm
in an sich bekannter Weise einen zweiten Leuchtstoff
aufweist' dessen Emissionsmaximum bei etwa 565 mau Wellenlänge liegt
und
daß der mengenmaßige Anteil des zweiten Leuchtstoffes
wesentlich
größer ist als der des ersten Leuchtstoffes.
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Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht daring
daß die
Schirmbildhelligkeit bei geringer Strahlstromstärke
beacht-
lich zunimmt, ohne daß dadurch eine Kontrastverringerung hin-
genommen
werden muß. Die Erfindung geht dabei von der Tat-
sacke aus,
daß die spektrale Empfindlichkeit des menschli- -@chen Auges über den ;Nellenlängenbereich
des sichtbaren Lichtes keinesfalls gleichgroß ist, sondern bei einer Wellenlänge
von 550 mfu ein Maximum besitzt. Die Kurve D, in Figur-3, zeigt die spektrale Empfindlichkeitskurve
des menschlichen Auges® Für eine Schwarz:-Weiß-Bildröhre besteht die leuchtstoffschieht
zur Erzeugung eines angenähert weißen Lichtes aus zwei verschiedenen Leuchtstoffen
unterschiedlicher Emissionsmaxima. Die Leuchtstoffschicht setzt sich aus einem blaa-leuchtenden
Leuchtstoff, dessen Strahlungsmaxima bei etwa 450 mau liegt und aus einem gelb leuchtenden
Leuchtstoff, dessen Strahlungsmaxima bei etwa 565 mau ließt,zusammene Die Emissionskurve
des blau leuchtenden Leuchtstoffes ist in Figur 3 mit A und die Emissionskurve des
gelb leuchtenden Leuchtstoffes mit B bezeichnet. Es ergibt sich bei dem üblichen
Lischungsverhältnis der beiden Leuchtstoffe von etwa 50 : 50 eine Emissionskurve
0 für das aus- den beiden Leuchtstoffen bestehende Leuchtstoffgemisch. Im Zusammenhang
mit den in üblicher Weise grau gefärbten Frontscheiben, deren Transparenzkurven
mit Ei und E2 bezeichnet -sind, ergibt sich für den Betrachter der Eindruck eines
angenähert weißen Lichtes.
Trotz der absolut höheren Emission des
blauen Leuchtstoffes wird aufgrund der schlechten Empfindlichkeit des Auges für
diese Frequenzen von diesem nur ein Bruchteil davon wahrgenommen, wie ein Vergleich
der Kurve D der Augenempfindlichkeit mit der Emissionskurve C ze#. So hat z. B.,
gemessen mit einer dem Auge angepaßten Fotozelle, der blaue Leuchtstoff eine Helligkeit
von 3 Einheiten und der gelbe Leuchtstoff eine Helligkeit von 18 Einheiten.
Als Summe des Leuchtstoffgemisches ergibt sich dann eine Helligkeit von Einheiten.
Wird nun gemäß der Erfindung die Frequenz des Frontscheibenglases so bemessen, daß
die Wellenlängen des violetten bis blauen Gebiets bis etwa 480 ml u wenig oder gar
nicht absorbiert werden, so würde sich bei Verwendung des üblichen Leuchtstoffgemisches
gemäß der Kurve C der Farbort der Emission stark nach blau verschieben. Die Transparenzkurve
einer erfindungsgemäßen Frontscheibe ist mit F bezeichnet. Um nun bei Verwendung
einer erfindungsgemäßen blau eingefärbten Frontscheibe wiederum ein weißes Licht
zu erhalten, ergibt sich die günstige Forderung, daß das Mischungsverhältnis der
beiden Leuchtstoffe zugunsten des gelb leuchtenden
Leuchtstoffes
geändert werden muB: Die vorteilhafte Folge davon ist, daß sich das Bedeckungsverhältnis
in der Leuchtstoffschicht ebenfalls verschiebt,.so daß pro Flächeneinheit mehr gelb
leuchtender Leuchtstoff vorhanden ist. Da der gelb leuchtende Leuchtstoff infolge
der Empfindlichkeitskurve des Auges wesentlich besser wahrgenommen wird, ergibt
sich der Eindruck eines wesentlich helleren Leuchtstoffbildes.
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Auf der anderen Seite wirkt die Erhöhung der Transparenz des Front.scheibenglases
für die Frequenz unterhalb etwa 480 ml u nicht störend, da wie bereits ausgeführt,
diese Wellenlängen infolge der Unempfindlichkeit des Auges in diesem Bereich nur
zu einem geringen Prozentsatz wahrgenommen werden kann. Die gewünschte Schwächung
des Umlichts zzis Kontrasterhöhung. bleibt damit weitgehend erhalten, dagegen ergibt
sich eine Helligkeitserhöhung des Fernsehbildes bei gleichem Strahlstrom von etwa
20 bis 30 %, ohne daß eine Verringerung des Kontrastes wahrgenommen wird. Das bedeutet
auf der anderen Seite, daß man bei gleicher Strahlstromstärke die Transparenz-der
Frontspheibe im Bereich der Wellenlängen größer 480 4/u verringern kann und somit
bei beispielsweise gleicher Helligkeit des Bildes einen wesentlich höheren Kontrast
erzielt,.
Im allgemeinen wird es zweckmäßig sein, bei gleicher Helligkeit
des Fernsehbildes eine gewisse Kontrasterhöhung und gleichzeitig eine geylssr Verringerung
des Elektronenstrahl-Stromes anzustreben. Das würde z. B, bedeuten, daß man die
Transparenz des Frontscheibenglases bei Wellenlängen größer etwa 480 M/ u, z. B.
von 50 % auf 40 % verringert und den Elektronenstrahlstrom um etwa 10 bis 20 % verringert,
bezogen auf gleiche Helligkeit des Leuchtschirmbildes. Der Gewinn einer solchen
Röhre besteht darin, daß man einen verbesserten Kontrast und ein scharfes Bild verbesserten
Auflösungsvermögens erhält. Die Körperfarbe des Frontscheibenglases verschiebt sich
von dem bislang bekannten grauen Ton nach blau hin, was jedoch nur bei einer Röhre,
die sich nicht im Betrieb befindet, wahrnehmbar sein wird. Gemäß einer Weiterbildung
der Erfindung läßt sich noch ein weiterer Helligkeitsgewinn bei gleichem Kontrast
bzw. ein Kontrastgewinn bei gleicher Helligkeit dann erzielen, wenn die Einfärbung
der Frontscheibe der Röhre derart erfolgt, daß-die Frontscheibe eine Transparenzkurve
besitzt, die dort ein ausgeprägtes Minimum aufweist, wo die spektrale Empfindlichkeit
des
menschlichen Auges ein Maximum besitzt: Das -ist bei einer Wellenlänge von etwa
550 mau. Die Kurve H stellt eine Transparenzkurve eines solchen Frontscheibenglases
dar.
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Eine Annäherung an eine solche, für eine optimale Helligkeit ausgelegte
Transparenzkurve H stellt die Kurve G dar, die ebenfalls eine Zunahme der Transparenz
im langwelligen Bereich zeigt. Der Verlauf der Transparenzkurve G für ein erfindungsgemäßes
Frontscheibenglas entspricht im kurzwel-Iigen'Bereich in etwa dem Verlauf der Kurve-
F, verläuft aber im langwelligeren Bereich nicht wie die Kurve F waagrecht, sondern
besitzt ab etwa 620 mfu eine zunehmende erhöhte Transparenz. Um ein weißes Leuchtschirmbild
zu erhalten, ist es auch im Falle der Kurven G und H erforderlich, das Mischungsverhältnis
der beiden Leuchtstoffe bei einer Schwarz-Weiß-Röhre gegenüber dem bisher üblichen
Mischungsverhältnis derart -abzuändern, daß sieh unter Berücksichtigung der Filterwirkung
des Frontscheibengläses ein angenähert weißes Leuchten ergibt. -.