DE2332942B2 - Geraet zur bildwiedergabe mit einer kathodenstrahlroehre, die ein fokussierendes gitter enthaelt - Google Patents

Description

Ve =

3 cos² Θ -)■ 1

ist, wobei Vs die Ruhegleichspannung des Fokussiergitters und θ der Elektronenstrahleneinfallswinkei gegenüber der zum Gitter senkrechten Richtung bei Strahlablenkung Null ist.

3. Gerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine die Spannung mit der Vertikalablenkfrequenz modulierende Modulationsschaltung (46), welche an den Vertikaloszillator (62) für die Biidröhrenablenkung angeschlossen ist.

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Bildwiedergabe mit einer Kathodenstrahlröhre, wie es im Anspruch 1 vorausgesetzt ist.

Bekannte Farbbildröhren (DT-OS 14 39 289, DT-PS 1197921) mit strahlfokussierendem Gitter enthalten einen Schirm mit einem Linienmuster aus Leuchtstoffen verschiedener Farbe, die beispielsweise in wiederkehrenden Gruppen von rot-, blau- und grünemittierenden Linien oder Streifen angeordnet sind, ein strahlfokussierendes Gitter aus feinen Drähten, die in gewissem Abstand vom Schirm parallel zu den Leuchtstofflinien verlaufen und von denen jeder einer der besagten farbigen Liniengruppen zugeordnet ist, und ein Strahlerzeugungssystem zur Projektion mehrerer, z. B. dreier Elektronenstrahlen durch das Gitter auf dem Schirm sowie eine Einrichtung zur Erzeugung eines strahlfokussierenden elektrischen Feldes zwischen dem Gitter und dem Schirm, um jeden zwischen zwei benachbarten Gitterdrähten hindurchtretenden Teilstrahl auf etwa die Breite einer Leuchtstofflinie zusammenzudrängen bzw. zu fokussieren.

Farbbildröhren mit einem solchen strahlfokussierenden Gitter betrieb man bisher mit konstantem oder umschaltbarem Spannungsverhältnis zwischen Gitter und Schirm. Selbst wenn man dieses Spannungsverhältnis auf einen optimalen Wert einstellt, gibt es bestimmte Bereiche am Gitter, wo seine fokussierende »»"irkang mangelhaft ist Längs des oberen und unteren Randes des Gitters, insbesondere in der vertikalen Achse, entsteht eine überfokussierung auf dem Schirm, während in einem den Schnittpunkt der vertikalen und horizontalen Achse umgebenden Bereich des Schirms eine Unterfokussierung auftritt In beiden Fällen, also sowohl bei Überfokussierung als auch bei Unterfokussierung, ist die Breite des fokussierten Strahls auf dem Schirm im Verhältnis zur Breite der Leuchtstoffstreifen zu groß, insbesondere wenn der Strahlstrom zur Wiedergabe eines sehr hellen Bildes (z. B. einer bei Sonnenlicht im Freien aufgenommenen Szene) hoch ist Eine übermäßige Breite des fokussierten Elektronenstrahls führt zu Farbunreinheiten, da der Strahl in diesem Fall auf jeweils benachbarte Leuchtstoffstreifen fällt, die in anderer Farbe leuchten. Die Fokussierwirkung des Gitters ist eigentlich nur zufriedenstellend in zwei Bereichen, die längs der vertikalen Achse des Schirms in etwa zwei Dritteln der Entfernung zwischen der horizontalen Achse und dem oberen bzw. unteren Rand des Schirms liegen. Die Auswahl dieser Bereiche stellt einen Kompromiß dar, denn die Wahl einer genau richtigen Fokussierung am Schnittpunkt der horizontalen und vertikalen Achse würde zu einer allzu starken Überfokussierung und somit einer unzulässig großen Strahlbreite am unteren und oberen Rand des Bildschirms führen, während eine genau richtige Fokussierung am oberen und unteren Rand des Bildschirms eine allzu starke Unterfokussierung und somit eine unzulässig große Strahibreite am Schnittpunkt der horizontalen und vertikalen Achse bringen würde.

Es läßt sich mathematisch nachweisen, daß die Breite des fokussierten Strahls auf dem Schirm vom Spannungsverhältnis zwischen Gitter und Schirm abhängt. Man könnte also annehmen, das Problem der falschen Fokussierung ließe sich lösen, indem man die Gitterspannung derart moduliert, daß die Überfokussierung am oberen und unteren Rand und die Unterfokussierung im Bereich des Schnittpunkts der vertikalen und horizontalen Achse korrigiert wird. Jeder Versuch ir. dieser Richtung bringt jedoch neue Probleme mit sich, weil Änderungen der Gitterspannung die Bahnen der Elektronen zwischen Gitter und Schirm beeinflussen. Diese Bahnbeeinflussung wird am linken und rechten Rand des Schirms so stark, daß die Farbreinheit in diesen Bereichen verschlechtert wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Vermeidung dieser Probleme durch die Angabe von Maßnahmen zur Verbesserung der Strahlfokussierung ohne Beeinträchtigung der Farbreinheit.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Auf diese Weise lassen sich die Spannungen zwischen dem Schirm und den Gitterelementen von der Mitte des Schirms nach außen zu beiden Seiten des Gitters hin von Gitterelement zu Gitterelement ändern, wobei die Spannungen zwischen Schirm und den Gitterelementen mit der Entfernung der einzelnen Gitterelemente von der Schirmmitte ansteigt.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein erster Widerstand mit einem Ende an ein mittleres Gitterelement und mit seinem anderen Ende an ein äußeres Gitterelement an einer Seite des Gitters angeschlossen. Die Gitterelemente zwischen dem

mittleren Gitterelement und dem äußeren Gitterelement werden jeweils an verschiedene Abgriffe des Widerstands zwischen seinen beiden Enden angeschlossen. Ein zweiter Widerstand ist mit einem Ende an ein mittleres Gitterelement und mit seinem anderen Ende an ein zweites äußeres GitterelEment an der anderen Seite des Gitters angeschlossen. Die Giitereiemenie zwischen dem minieren Gitterelement und dem zweiten äußeren Gitterelement sind jeweils mit verschiedenen Abgriffen des zweiten Widerstands verbunden. Der erste und der zweite Widerstand liegen zueinander parallel am Ausgang der obengenannten Schaltung, und diese Schaltung ist mit dem Vertikaloszillator für die Röhre verbunden, um an die Widerstände ein Ausgangssignal zu liefern, welches mit der Vertikalablenkfrequenz der Röhre moduliert ist.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Die Erfindung wird nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen an Hand von Zeichnungen erläutert

Fig.! zeigt einen axialen Horizontalschnitt durch eine Farbbildröhre, die mit einer Schaltung nach einer Ausführungsform der Erfindung versehen ist;

F i g. 2 ist eine Querschnittsansicht der in F i g. 1 gezeigten Röhre und zeigt das Fokussiergittcr und den Schirm aus einer Blickrichtung von der linken Seite der Fig.1;

F i g. 3 zeigt einen horizontalen Axialschnitt durch eine Farbbildröhre gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig.4 zeigt in einem Diagramm den Einfallswinkel des Elektronenstrahls auf das in den F i g. 1 bis 3 gezeigte Gitter,

Fig. 5 zeigt in einer graphischen Darstellung eine Modulationskurve für die Spannung des Fokussiergitters;

Fig. 6 zeigt eine Schaltungsanordnung zur Modulation der Spannung des Fokussiergitters der Röhre nach Fig.l.

In den Zeichnungen bezeichnen mit Strichindex versehene Bezugszahlen jeweils entsprechende Teile wie die gleichen Zahlen ohne Strichindex.

F i g. 1 zeigt schematisch einen Teil eines Geräts zur Farbbildwiedergabe mit einer als Farbbildröhre 10 ausgebildeten Kathodenstrahlröhre, deren Längsachse mit A-A bezeichnet ist. Die Röhre to besteht aus einem evakuierten Glaskolben 12, der sich aus einer Endkappe 14 mit einer Frontplatte 16, einem trichterförmigen Teil 18 und einem Halsteil 20 zusammensetzt. Ein im Halsteil 20 befindliches Elektronenstrahlsystem 22 sendet drei Elektronenstrahlen durch ein magnetisches Ablenkjoch 24, welches die Strahlen in einem rechtwinkligen Raster über einen Farbleuchtstoffschirm 26 ablenkt Das Strahlsystem 22 enthält vorzugsweise drei in einer Reihe angeordnete Elektronenkanonen, um drei Elektronenstrahlen auf in gemeinsamer Ebene konvergierenden Bahnen zum Schirm 26 zu senden. Wie bekannt, treffen sich die drei Strahlen an einem gemeinsamen Punkt an oder nahe dem Schirm 26. In F i g. 2 veranschaulicht die Linie P-P die sogenannte Ablenkebene der Röhre, worunter man die Ebene versteht, in der die nach hinten verlängerte Achse eines jeuin abgelenkten Elektronenstrahls die Ursprungsachse dieses Strahls (d. h. seiner Achse bei Nullablenkung) schneidet. Gewöhnlich ändert sich bei solchen Röhren der Ort der Ablenkebene längs der Röhrenachse etwas, wenn sich der Ablenkwinkel ändert. Der Schnittpunkt der Ablenkebene mit der Röhrenachse A-A markiert das Ablenkzentrum des mittleren Strahls der Röhre bei Nullablenkung. Der Schirm 26 besteht aus einer Vielzahl paralleler Linien oder Streifen 28 (Fig.2) aus in verschiedenen Farben fluoreszierenden Leuchtstoffen. Vorzugsweise setzt sich der Schirm aus sich wiederholender. Dreiergruppen von jeweils rot-, grün- und biauemiuierenden Leuchlsioffsireifen zusammen.

Nahe am Schirm 26 ist in gewissem Abstand eine fokussierende Gitterelektrode 30 angeordnet. Dieses Fokussiergitter 30 enthält eine Vielzahl gerader, paralleler, vertikal verlaufender Drähte 32 aus leitendem Material, die quer zur Bahn der Elektronen straff gespannt sind. Um die Drähte 32 in ihrer Stellung zu halten, sind sie vorzugsweise in einer (nicht dargestellten) Glasmasse eingeschmolzen, die sich als Dichtung zwischen dem trichterförmigen Teil 18 und der Endkappe 14 des Kolben 12 befindet. Wie im einzelnen noch erläutert werden wird, werden das Gitter 30 und der Schirm 26 auf verschiedene elektrische Potentiale gelegt, und durch die Potentialdifferenz bilden sich elektrische Felder, die wie eine Vieizahl von Elektronenlinsen wirken und die durch das Gitter auf die Leuchtstoffstreifen 28 des Schirms 26 fallenden Elektronenstrahlen fokussieren. Die Abmessungen der Gitterdrähte und der Leuchtstoffstreifen sind in den Zeichnungen aus Gründen der Anschaulichkeit übertrieben groß dargestellt

Beim Betrieb der Röhre läßt das Ablenkjoch 24 die Elektronenstrahlen über das Gitter 30 wandern, so daß die abtastenden Strahlen eine Vielzahl von vertikal beabstandeten horizontalen Abtastzeilen beschreiben, um einen Raster auf dem Schirm zu bilden. Das Gitter 30 und der Schirm 26 haben eine horizontale Hauptachse X-Xund eine vertikale Nebenachse Y- Y. Das Gitter hat (vom Strahlsystem 22 aus gesehen) einen linken und einen rechten Randbereich 34 und 36, die sich auf gegenüberliegenden Seiten der vertikalen Achse Y-Y befinden. Das Gitter 30 hat ferner einen oberen und einen unteren Randbereich 38 und 40, die sich auf gegenüberliegenden Seiten der horizontalen Achse X-X befinden. Im Gitter ist außerdem ein erster mittlerer Bereich 42 definiert, der die vertikale Achse Y- Yumfaßt und sich vom oberen Rand zum unteren Rand des Gitters 30 erstreckt. Der linke und der rechte Randbereich 34 und 36 enthält den linken bzw. rechten Rand des Gitters und erstreckt sich von diesem "and aus um etwa ein Drittel des Abstandes zur vertikalen Achse nach innen. Der besagte erste mittlere Bereich 42 erstreckt sich auf jeder Seite der vertikalen Achse über eine Breite, die etwa ein Drittel der Entfernung von der vertikalen Achse zum linken bzw. rechten Rand ist. Der obere und der untere Randbereich 38 und 40 enthält den oberen bzw. unteren Rand des Gitters und erstreckt sich von diesem Rand aus um etwa ein Drittel der Entfernung zur horizontalen Achse nach innen Schließlich ist noch ein rweiter mittlerer Bereich 44 definiert, der die horizontale Achse X-X umfaßt und sich zu beiden Seiten dieser Achse über etwa ein Drittel der Entfernung von dieser Achse zum oberen bzw. unteren Rand des Gitters erstreckt

Die unteren Enden der Gitterdrähte 32 sind voneinander elektrisch isoliert. Die oberen Enden der Drähte sind aus dem Röhrenkolben herausgeführt und untereinander mittels einer noch zu beschreibenden Anordnung elektrisch verbunden. Dem Gitter 30 wird eine Spannung aus einer Spannungsquelle angelegt, die zwei Teile hat: eine veränderliche oder modulierende Gitterspannungsquelle 46 und eine Konstantspannungs·

quelle 48. Die modulierende Gitterspannungsquelle 46 legt über eine Leitung 50 ein sich änderndes rOtentiai an den mittleren Gitterbereich 42. Die Konstantspannungsquelle 48 legt über die Leitungen 52 und 54 den linken und rechten Randbereich 34 und 36 des Gitters auf konstantes Potential.

Der Schirm 26 wird über eine Leitung 56 von der Konstantspannungsquelle 48 ebenfalls auf ein konstantes Potential gelegt. Die Konstantspannungsquelle 48 kann ein Hochspannungsgenerator im herkömmlichen Hochspannungsteil eines Fernsehempfängers sein, dessen Niederspannungsklemme (oder Nullspannungsklemme) mit den Kathoden der Elektronenkanonen im Strahlsystem 22 verbunden ist. Das dem Schirm 26 angelegte Potential ist höher als das dem Gitter 30 zugeführte Potential, damit die gewünschte Fokussierwirkung auf die vom Gitter zum Schirm laufenden Teilstrahlen erreicht wird.

Die modulierende Gitterspannungsquelle 46 liefert ein Modulationssignal, welches weiter unten beschrieben wird. Das Modulationssignal wird aus einer Welle erzeugt, die von einem herkömmlichen, die Vertikalablenkspule des Ablenkjochs 24 steuernden Vertikaloszillator 62 abgeleitet wird. Die modulierende Spannungsquciie arbeitet daher mit Vertikalab'pnkfrequenz. Die Leitung 63 überträgt die besagte Welle vom Vertikaloszillator 62 zur modulierenden Gitterspannungsquelle 46. Die modulierende Gitterspannungsquelle 46 vermindert und erhöht das dem mittleren Bereich 42 des Gitters angelegte Potential. Eine Verminderung dieses Potentials erhöht die Potentialdifferenz zwischen Gitter und Schirm, weil der Schirm auf höherem Potential liegt als das Gitter. Dies wird von der modulierenden Gitterspannungsquelle 46 dann bewirkt, wenn die Elektronenstrahlen den mittleren Gitterbereich 44, d. h. den Bereich der horizontalen Achse abtasten. Eine Erhöhung der Potentialdifferenz verstärkt das elektrostatische Linsenfeld zwischen dem mittleren Bereich 42 des Gitters und dem Schirm, wodurch die Fokussierwirkung des Linsenfeldes in der Mitte des Gitters verstärkt wird. Hiermit wird die Unterfokussierung in diesem Bereich korrigiert, und die Breite des fokussierten Strahls auf dem Schirm wird verschmälert, so daß ein gleichzeitiges Auftreffen des Strahls auf Leuchtstoffstreifen verschiedener Farben und somit, eine Farbunreinheit vermieden wird. Mit anderen Worten macht die verstärkte Fokussierung den fokussierten Strahl auf dem Schirm schmaler und verhindert somit, daß irgendein Teil des fokussierten Elektronenstrahls, auf zwei benachbarte Leuchtstoffstreifen trifft und dadurch eine Farbunreinheit verursacht

Wenn das dem mittleren Bereich 42 des Gitters angelegte Potential durch die modulierende Spannungsquelle 46 erhöht wird, dann wird die Potentialdifferenz zwischen Gitter und Schirm kleiner (wegen des höheren Schirmpotentials). Die modulierende Spannungsquelle erhöht das Gitterpotential dann, wenn die abtastenden Strahlen über die unteren und oberen Randbereiche 38 und 40 des Gitters laufen. Mit Abnahme der Potentialdifferenz wird das Linsenfeld zwischen Gitter und Schirm schwächer, wodurch die Fokussierwirkung der Linse nahe den Enden der vertikalen Achse vermindert wird. Hiermit wird die Überfokussierung in diesen Bereichen korrigiert, und die Breite der fokussierten Strahlen auf dem Schirm wird schmäler, so daß von ein und demselben Strahl nur ein Leuchtstoffstreifen einer Farbe in einer Dreiergruppe getroffen wird und somit Farbunreinheiten vermieden werden.

Die Gefahr einer übermäßigen Breite der fokussierien Strahlen im oberen und unteren Randbereich des Gitters und im Bereich des Schnittpunkts der vertikalen und horizontalen Achse beschränkt sich auf die Umgebung der vertikalen Achse (d. h. auf den mittleren Bereich 42). Die Gefahr übermäßiger Strahlbreite nimmt fortschieitend von der vertikalen Achse nach außen hin zum linken und rechten Randbereich 34 und 36 ab, wo sie praktisch ohne Bedeutung ist. Wie oben

ίο ausgeführt, ist jedoch bei Fokussiergitterröhren die Empfindlichkeit der Farbreinheit gegenüber Gitterspaunungsänderungen in den linken und rechten Randbereichen sehr groß, und zwar infolge der Wirkung des zwischen Gitter und Schirm liegenden elektrischen

is Feldes auf die Elektronenbahnen. Diese letztgenannte Art der Empfindlichkeit der Farbreinheit nimmt fortschreitend vom linken und rechten Rand nach innen zur vertikalen Achse hin ab und hat in der Umgebung der vertikalen Achse keine Folgen mehr.

Um das Problem des Einflusses vor. Gitterspannungsänderungen auf die Farbreinheit in den linken und rechten Randbereichen zu beseitigen, enthält das Fokussiergitter 30 eine Widerstandsanordnung mit zwei Widerständen 64 und 66, welche die oberen Enden der

2s Gitterdrähte elektrisch miteinander verbinden. Die innenliegenden Enden der Widerstände b4 und 66 sind miteinander und mit den beiden mittleren Gitterdrähten verbunden, die von der modulierenden Gitterspannungsquelle 46 mit Vertikalablenkfrequenz beaufschlagt werden. Die übrigen Gitterdrähte sind nacheinander elektrisch mit Abgriffen oder Anzapfungen der Widerstände verbunden, und zwar in Richtung nach außen zum linken und rechten Randbereich 34 und 36 hin, wo ein von der Konstantspannungsquelle 48 bereitgestelltes festes Potential herrscht. Dieses feste Potential am Rand ist so gewählt, daß die von diesen Randbereichen des Gitters fokussierten Elektronenstrahlen eine solche Breite haben, daß sie nicht auf zwei benachbarte Leuchtstoffstreifen treffen können und somit auch keine Farbunreinheiten im linken und rechten Randbereich des Schirms hervorrufen können. Die Widerstände 64 und 66 machen es möglich, in den Randbereichen 34 und 36 ein festes Potential und im mittleren Bereich 42 des Gitters ein modulierendes Potential anzulegen und an den übrigen Gitterdrähten eine sich kontinuierlich nach außen zu den rechten und linken Randbereichen ändernde Potentialverteilung einzurichten. Die Widerstände brauchen sich nicht nur bis zu den linken und rechten Randbereichen 34 und 36 zu erstrecken, sondern sie können bis zu den jeweils äußersten Drähten reichen, wie es in den F i g. 1 und 2 gezeigt ist. Um die durch den Stromfluß in den Widerständen und durch die Kapazität der Gitterdrähte bedingte Eingangsleistung (und somit die erzeugte Wärme) gering zu halten, kann das Gitterpotential jedoch auch bereits bei einem Draht festgehalter werden, der sich näher an der vertikalen Achse befindet Eine solche Ausführungsform ist in F i g. 3 gezeigt, wc die Enden der Widerstände 68 und 70 an Stellen weite'i innen vom linken und rechten Randbereich des Gitter! liegen. Im Falle der F i g. 3 beginnt jeder Widerstand ii der Mitte des Gitters (d. h. an der vertikalen Achse) um reicht bis etwa zur Hälfte des Abstandes von der Mitti zum jeweiligen Rand. Die restlichen weiter außei Hegenden Drähte auf jeder Seite des Gitters sind ai einen elektrischen Leiter angeschlossen, der vor betreffenden Widerstand zum äußeren Rand des Gitter verläuft. Die Anordnung nach Fig.3 ist ansonste

Cj \J

ihnlich aufgebaut wie die Anordnung nach Fig. 1.

Wie bereits ausgeführt wurde, moduliert die Spanlungsquelle 46 das Gitterpotential mit der Vertikalabenkfrequenz, um die Breite der fokussieren Elektronenstrahlen längs der vertikalen Achse zu vermindern. Die hierzu erforderliche Änderung des Gitterpotentials (d. h. der Verlauf des Gitterpotentials zur Erreichung der bestmöglichen Fokussierung) läßt sich für praktische Zwecke aus folgender Gleichung bestimmen:

" 3cos²W + 1

wobei Vg das dem mittleren Bereich 42 des Gitters angelegte Potential, Vs das dem Schirm 26 angelegte Potential und θ der Einfallswinkel des Elektronenstrahls auf das Gitter, gemessen an der vertikalen Achse, ist. Das heißt, ohne Rücksicht auf die schnelle horizontale Abtastbewegung wird der Winkel θ gemessen zwischen der Einfallsrichtung des Strahls und der Normalen zur Gitteroberfläche bei einer Horizontalablenkung von O. Der Winkel Θ ist in Fig.4 dargestellt, wo D das Ablenkzentrum eines Elektronenstrahls, P der Schnittpunkt des Elektronenstrahls mit der Gitterebene und p' ein Punkt Ut, der bei Nullablenkung auf der gleichen Abtastzeile wie P liegt. Der Winkel ö ist am Schnittpunkt der vertikalen und horizontalen Gitterachse gleich Null, und bei manchen Röhren entspricht er dem Vertikalablenkwinkel. Bei manchen Röhren wirken jedoch Faktoren mit, wie z. B. unterschiedliches Potential des Röhrenkonus und des Gitters, welche eine Biegung der Elektronenbahnen in der Nähe des Gitters zur Folge haben können, so daß der Winkel Θ etwas vom Vertikalablenkwinkel abweicht. Wie es bei Betrachtungen der vorliegenden Art üblich ist, wird als Auftreffpunkt der Elektronenstrahlen auf das Gitter derjenige Punkt angesehen, der im Zentrum des von den Strahlen auf dem Gitter definierten geometrischen Musters liegt. Ebenso wird als Einfallsrichtung eine mittlere Strahlrichtung angesehen. Wenn der Strahlweg gekrümmt ist, wird als Einfallsrichtung die Tangente der entsprechenden Kurve am Ort des Gitters angesehen.

Die Form einer das Gitterpotential modulierenden Kurve läßt sich für die Dauer einer Vertikalablenkperiode durch eine Parabel annähern, wie sie in Fig.5 gezeigt ist, wo das Verhältnis des Gitterpotentials zum Schirmpotential die Ordinate darstellt und die Zeitachse die Abszisse ist. Die Kurve nach F i g. 5 steht mit der Position der Abtaststrahlen in folgender Korrelation: Wenn die Abtaststrahlen die oberste horizontale Abtastzeile durchlaufen, ist das Gitterpotential auf seinem Maximum, so daß das durch die Kurve dargestellte Potentialverhältnis ebenfalls maximal ist. Dieser Zustand entspricht in F i g. 5 dem oberen linken Spitzenwert, der ein Verhältnis von 0,366 zeigt Wenn die Strahlen aufeinanderfolgende Zeilen längs ties oberen Randteils des Gitters durchlaufen, nimmt das Gitterpotential fortschreitend ab, wie es in F i g. 5 mit dem oberen linken abfallenden Teil der Kurve dargestellt ist Wenn die Strahlen in ihren Abtastzeilen allmählich näher zur horizontalen Achse des Gitters kommen, dann fällt das Gitterpotential allmählich in Richtung auf einen unteren Extremwert ab, der dann erreicht wird, wenn die Abtaststrahlen die horizontale Achse durchlaufen. Dieser Zustand entspricht dem tiefsten Punkt der Kurve, wo das Potenüalverhältnis 0,25 ist Wenn die Strahlen dann durch den unteren Randbereich des Gitters immer näher kommende Abiastzeiien laufen, wird das Gitterpotential fortschreitend höher, wie es mit dem aufsteigenden Ast der Kurve gezeigt ist. Wenn die Abtaststrahlen im unteren Randbereich des Gitters angekommen sind, erreicht das Potential wieder seinen hohen Wert bis zu einem Maximum in der untersten Abtastzeile. Hiermit ist eine Vertikalablenkperiode beendet, die bei Zeilensprungabtastung einem Teilbild entspricht. Die Strahlen fahren dann durch ein zweites Teilbild, um ein Vollbild des

ίο Rasters zu beschreiben. Beim Abtasten des zweiten Teilbildes folgt die Modulation des Gitterpotentials wieder der in F i g. 5 dargestellten Kurve von links nach rechts. Anschließend wird das erste Teilbild des nächsten Vollbildes abgetastet, wobei das Gitterpotential wiederum gemäß dem Verlauf der in Fig.5 gezeigten Kurve von links nach rechts moduliert wird.

Dieses Spiel wiederholt sich ständig, solange die Röhre im Betrieb ist.

Bei einem speziellen Ausführungsbeispiel hat die Röhre 10 ein Fokussiergitter mit einem Seitenverhältnis von 3 :4 und mit einer Diagonalen von 63,5 cm sowie einen maximalen Ablenkhalbwinkel von 55° zu jeder Ecke. Eine solche Röhre wird im allgemeinen mit 110°-Röhre bezeichnet, und die in Fig.5 gezeigte Modulationskurve gilt für eine solche 110°-Röhre. Röhren mil anderer· Ablenkhalbwinkeln als 55° haben ähnliche Modulationskurven, wobei lediglich die Höhe der Maximalwerte an den Seiten der Kurven anders ist. Beim besagten Beispiel enthält das Fokussiergitter in jedem Fall etwa 500 Drähte, und der Abstand zwischen den Drähten beträgt etwa 1 mm, gemessen zwischen den Mittellinien. Der Durchmesser der Gitterdrähte liegt bei etwa 0,05 mm. Die Breite der Leuchtstoffstreifen auf dem Schirm ist etwa 0,33 mm, und der maximale Durchmesser jedes Elektronenstrahls in der Ablenkebene ist etwa 1,3 mm. Der Abstand vom Ablenkzentrum zum Gitter beträgt etwa 22,2 cm, und der Abstand vom Gitter zum Schirm ist etwa 2,5 cm. Eine Vertikalablenkperiode dauert '/«> Sekunden. Das Schirmpotential liegt bei 25 000 Volt, und die rechten und linken Randbereiche des Gitters werden auf ein Potential von etwa 8330 Volt gelegt. Jeder Widerstand (z. B. 64) ist ein flacher Widerstandsstreifen mit einem Gesamtwiderstand von etwa 2 Megohm, und der Widerstandswert verteilt sich gleichmäßig von einem Ende zum anderen. Die in jedem Widerstand verbrauchte Verlustleistung beträgt etwa 1 Watt. Bei einer solchen Röhre erfordert die Modulation des Gitterpotentials nach der oben angegebenen Gleichung eine Potentialänderung von etwa 9150 Volt (als Maximalwert auf jeder Seite der in Fig.5 dargestellten Kurve) auf 6250 Volt (am unteren

Extremwert der Kurve). Dies entspricht einer Änderung des Verhältnisses VgI Vs von etwa 0,366 auf etwa 0,250.

Die Schaltung der modulierenden Gitterspannungsquelle 46 kann irgendeine Anordnung sein, mit der sich die Wellenform nach Fig.5 oder eine dieser eng angenäherte Wellenform erzeugen läßt. Es wurde gefunden, daß die Wellenform nach F i g. 5 durch eint Parabel angenähert werden kann, und in F i g. 6 ist ein« mögliche Form einer Schaltung zur Erzeugung einei solchen parabolischen Wellenform gezeigt Gemäl dieser Figur enthält der Vertikaloszillator 62 eim herkömmliche Vertikal-Endröhre 72, deren Kathodmittels eines geerdeten Widerstands 74 vorgespannt is

Ein Kondensator 76 überbrückt den Widerstand 7 teilweise und erzeugt eine parabolische Wellenform mi Vertikalablenkfrequenz. Diese Wellenform wird übe die Leitung 63 zur modulierenden Gitterspannungsque

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ic 46 gegeben. In dieser Schaltung 46 durchläuft die Welle einen veränderlichen Widerstand 78, der zur Einstellung der Amplitude der Parabel dienen kann. Die Parabelwelle gelangt dann über einen Koppelkondensator 80 zum Steuergitter einer Leistungsverstärkerröhre 82. Dieses Steuergitter ist über den Widerstand 84 geerdet (bzw. mit Masse verbunden), um es auf einer Gleichspannung zu halten. Die Kathode der Verstärkerröhre 82 ist mittels eines geerdeten Widerstands 86 vorgespannt, der von einem Kondensator 88 voll überbrückt ist.

Die Parabelwelle wird von der Anode der Verstärkerröhre 82 einer Klemme der Primärwicklung eines hinauftransformierenden Transformators 90 zugeführt, deren andere Klemme mit der Versorgungsquelle S⁺ der Röhre 82 verbunden ist. Die modulierende Gitterspannungswelle wird in der Sekundärwicklung des Transformators 90 erzeugt und dem mittleren Bereich des Fokussiergitters über die Leitung 50 zugeführt, wie oben beschrieben. Die andere Klemme der Sekundärwicklung des Transformators 90 ist mit einer einstellbaren Spannungsquelle Vi verbunden, womit der Gleichspannungswert der modulierenden Gitterspannung eingestellt wird.

Die gemäß der Erfindung ausgebildeten Kathodenstrahlröhren haben großen Vorteil. Das Problem einer übermäßigen Breite der foküssierten Strahlen in der Umgebung der vertikalen Achse infolge der Überfokussierung an den oberen und unteren Randbereichen und infolge der Unterfokussierung am Schnittpunktbereich mit der horizontalen Achse wird mil der Erfindung gelöst. Außerdem gibt es bei dieser Lösung keinen störenden Einfluß auf die Farbreinheit: im linken und rechten Randbereich des Schirms, wo die Empfindlichkeit der Farbreinheit gegenüber Änderungen der Fokussiergitterspannung sehr groß ist.

Die Widerstände (z. B. 64) können aus irgendeinem geeigneten bekannten Widerstandsmaterial sein, z. B.

ic aus Kohle. Jeder Widerstand kann die Spannungs- bzw. Potentialänderungen statt gleichmäßig auch ungleichmäßig, von einem zum anderen Ende fortschreitend, den Gitterdrähten zuteilen. Andererseits kann auch die Dichtungsmasse, in welcher die Gitterdrähte eingebettet sind, eine Widerstandsmasse sein und zur Herstellung der notwendigen elektrischen Verbindungen und Bildung der Widerstände dienen. Die erfindungsgemäße Modulation der Fokussiergitterspannung kann auch bei Röhren mit doppeltem Gitter angewendet werden, wobei in diesem Fall die modulierende Spannung nur einem der Gitter (und zwar demjenigen mit dem niedrigeren Potential) zugeführt wird. Es können auch weniger als drei Elektronenstrahlen verwendet werden, und das erfir.dungsgernäße Prinzip läßt sich sowohl bei Schwarz-Weiß-Bildröhren als auch bei Farbbildröhrer anwenden. Weiterhin sind im Rahmen der Erfindung noch viele andere Abwandlungen der beschriebener und dargestellten Ausführungsbeispiele möglich.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims (2)

25 32 Patentansprüche:

1. Gerät zur Bildwiedergabe mit einer Kathodenstrahlröhre, in deren evakuiertem Kolben sich ein mit einer konstanten Spannung beaufschlagter Leuchtstoffschirm, ein Elektronenstrahlsystem und ein in der Nähe des Schirms angeordnetes Fokussiergitter befinden, das aus einer Vielzahl von langgestreckten parallelen Leitern besteht und dessen Spannung veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufteilung der an das Fokussiergittef (30) angelegten Spannung auf dessen einzelne Leiter (32) eine Widerstandsanordnung (64,66) mit einem ersten Anschluß an einen im mittleren Bereich (42) des Fokussiergitters befindlichen Leiter und mit einem zweiten Anschluß an zwei in Randbereichen (34, 36) des Fokussiergitters befindliche Leiter angeschlossen ist und daß dem ersten Anschluß (Leitung 50) eine im Sinne einer über den Schirm gleichmäßigen Strahlfokussierung etwa parabelförmig modulierte Spannung mit in der Bildmitte liegendem Minimum zugeführt ist, während dem zweiten Anschluß (Leitung 52) eine konstante Spannung zugeführt ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die modulierte Spannung (Vc)von der Form