DE2855390A1

DE2855390A1 - Projektionsfernsehroehre und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE2855390A1
Application number: DE19782855390
Authority: DE
Inventors: Henry Esplin Kloss
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-02-06
Filing date: 1978-12-21
Publication date: 1979-08-09
Also published as: FR2416548A1; DK152466B; DK152466C; NL175118B; NL175118C; JPS61146860U; IT7967111A0; NL7811618A; JPS5910528B2; CA1117175A; BR7900494A; GB2013974A; JPS54107621A; SE7811268L; IT1118307B; GB2013974B; JPS6233243Y2; SE438574B; FR2416548B1; DE2855390C2

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Kolben für eine Projektionsfernsehröhre sov/ie ein Verfahren zur Herstellung eines Röhrenkolbens für Projektionsfernsehen und eine Projektionsfernsehröhre. Allgemein befaßt sich die Erfindung mit dem Gebiet des Projektionsfernsehens.

Das Projektionsfernseiien ist eine gut eingeführte Technik. Wegen der kostspieligen Herstellung von derzeit verwendeten Projektionsfernsehröhren ist die Anwendung des Projektionsfernsehens jedoch im allgemeinen auf teure und komplizierte Großformateinheiten beschränkt, die schwierig aufzustellen sind und hohe Kosten für die Aufrechterhaltung einer einwandfreien Ausrichtung verursachen. Durch die Kompliziertheit und Kostspieligkeit der derzeit verfügbaren Projektionsfernsehröhren wurde daher die Entwicklung und Verbreitung von Projektionsfernsehsystemenfür den Hausgebrauch stark beschnitten, wobei jedoch diese Anwendung einen sehr großen Markt eröffnen könnte.

Projektionsfernsehsysteme für Farbprojektion enthalten im allgemeinen drei Röhren jeweils mit verschiedener Farbe (im allgemeinen Rot, Grün und Blau), deren projizierte Bilder auf einem gemeinsamen Bildschirm überlagert und ausgerichtet werden. Die besten derartigen Röhren enthalten gewöhnlich eine Optik mit Schmidt-Projektionssystem mit einer Auffangschicht bzw. einem Target, das in einer einzelnen Farbe durch einen geeigneten speziellen Phosphor bzw. Leuchtstoff in Form eines Elektronenstrahlrasters zum Aufleuchten gebracht wird, mit einem sphärischen Reflektor, der das Licht an der Peripherie der Auffangschicht richtet, und mit einer Korrekturlinse zur Korrektur sphärischer Aberration.

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In derartigen Röhren sind bestimmte Abmessungen kritisch, und diese Tatsache ist bisher der Grund für die hohen Konstruktionskosten der Röhrenkolben für Projektionsfernsehen, wenn eine hohe Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit der optischen Eigenschaften erzielt werden soll. Insbesondere ist es wesentlich, den Abstand zwischen der Spiegeloberfläche und der Auffangoberfläche bzw. Targetoberfläche festzulegen und innerhalb etwa 0,025 - 0,050 mm (±0,001 - 0,002») auf einem vorbestimmten Wert zn halten. Die bekanntenPro.jektionsröhren enthalten daher teure und komplizierte Einrichtungen, um sowohl die Auffangschicht während der Herstellung von Kolben und Röhre zu positionieren als auch ihre Lage während der Herstellung und des Aufbaus einzustellen. Relativ früh wurde bereits zur teilweisen Lösung dieses Problems der Spiegel in den Röhrenkolben einbezogen, indem dieser auf der inneren Kolbenoberfläche gebildet wurd, der der Auffangschicht gegenüberliegt. Auch hierbei ist es jedoch noch erforderlich, die kritischen Abmessungen von mehr als einer Kolbenkomponente und eine präzise Relativanordnung der einzelnen Komponenten beizubehalten (vgl. beispielsweise US-PS 2 467 462 und 2 637 829). Bei der weiteren Entwicklung dieser Technik wurden in den Röhrenkolben immer mehr umfangreiche bzw. komplizierte Mechanismen einbezogen, um die erforderliche Ausrichtung zwischen Spiegel und Auffangoberfläche und den kritischen Abstand zu erreichen und beizubehalten.

Offensichtlich besteht also ein starkes Bedürfnis für einen Röhrenkolben für Projektionsfernsehen, der einen relativ einfachen Aufbau aufweist, bei dem jedoch der erforderliche präzise räumliche Abstand zwischen Spiegel-und Targetoberfläche während der Herstellung erreicht und im Gebrauch aufrechterhalten werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Röhrenkolben für

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Pro jektions fernsehen zu schaffen, der sich durch relativ einfachen Aufbau auszeichnet und daher die Möglichkeit bietet, v/eniger teure Einzelteile für ein Projektionsfernsehsystein zu verwenden. Dabei sollen die Kolbenteile als einziges Mittel zur Ausrichtung des Targets bzw. der Auffangschicht bezüglich des Spiegels verwendet werden, und nur ein einziger Bestandteil des Röhrenkolbens soll mit sehr genauen Abmessungen hergestellt werden müssen. Bei diesen Röhrenkolben soll das Erfordernis umgangen werden, irgendwelche Einstellmittel für die Lage der Targetoberfläche vorzusehen, und zwar sowohl während des Zusammenbaus der Röhre als auch beim Einbau der Röhren in ein Projektionsfernsehsystem. Geringfügige Änderungen der Lage des Targets relativ zur Spiegeloberfläche sollen möglich sein, um eine Kompensation für die erforderliche Anordnung jeder einzelnen der drei Projektionsröhren in einer Gruppe relativ zu dem verwendeten Projektionsschirm herbeizuführen.

Durch die Erfindung soll ferner ein vereinfachtes Verfahren zur Herstellung von ProjektionsfernsehrÖhren geschaffen werden. Bei diesem Verfahren soll nur eine Abmessung eines Bestandteils des Röhrenkolbens außer den optischen Einzelteilen mit sehr groi3er Genauigkeit hergestellt werden müssen. Durch dieses Verfahren sollen die Herstellungskosten für eine Projektionsfernsehröhre reduziert v/erden, und zwar durch Herabsetzung der Kosten für die Einzelteile des verwendeten Kolbens und der Kosten des Kolbenzusammenbaus.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird durch einen Röhrenkolben für Projektionsfernsehen gelöst, der gemäß der Erfindung gekennzeichnet ist durch eine Abschlußplatte, deren Innenoberfläche einen kugelförmig gestalteten Spiegel definiert, ein an dieser Abschlußplatte befestigtes zylindrisches Element, das in einem ringförmigen Stirnplatten-Ver-

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schlußende endet, das derart gestaltet und angeordnet ist, daß eine in stabiler Lage auf diesem Verschlußende bzw. Versiegelungsende ruhende Kugel einen Krümmungsmittelpunkt aufweist, der im v/es entlichen zus amine nf all t mit dem Krümmungsmittelpunkt der Kugel, die die Oberfläche des Spiegels definiert; eine Target- bzw. Auffangschicht-Trägereinrichtung, die mit dem Verschlußende in Eingriff gelangt und ein Target bzw. eine Auffangschicht trägt, das bzw. die eine kugelförmige Oberfläche mi~ einem Krüsmungsaittelpunkt definiert, der im wesentlichen zusammenfällt mit dem Krümmungsmitte1-punkt der Kugel, die die Gestalt des Stirnplatten-Verschlußendes bestimmt; und eine mit dem zylindrischen Element versiegelte bzw. dicht damit verbundene Stirnplatte.

Das Verfahren zur Herstellung eines Röhrenkolbens für Projektionsfernsehen ist gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte: Ausbildung einer Abschlußplatte mit einem sphärisch gestalteten Spiegel auf ihrer Innenoberfläche; Befestigung eines zylindrischen Elements an der Abschlußplatte, welches mit einem ringförmigen Stirnplatten-Verschlußende endet, das so gestaltet und angeordnet ist, daß eine in stabiler Lage auf dem Verschlußbzw. Versiegelungsende ruhende Kugel einen Krümmungsmittalpunkt aufweist, der im wesentlichen zusammenfällt mit dein Krümmungsmittelpunkt der Kugel, die die Oberfläche des Spiegels definiert; Anordnung einer Target-Trägereinrichtung auf dem Stirnplatten-Verschlußende des zylindrischen Elements, wobei die Target-Trägereinrichtung so gestaltet ist, daß sie mit dem Stirnplatten-Verschlußende in Eingriff gelangt und ein Target trägt, das eine sphärische Oberfläche definiert, deren Krümmungsmittelpunkt bei dieser Anordnung im wesentlichen mit demjenigen der Kugel zusammenfällt, die die Gestalt des Stirnplatten-Verschlußendes definiert, wobei die Anordnung der Target-Trägereinrichtung in Verbindung mit der Höhe des zylindrischen Elements dazu dient, eine vorbsstimnite

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Lage des Targets bezüglich des Spiegels zu erreichen; und dichte Verbindung bzv/. Versiegelung einer Stirnplatte mit dem zylindrischen Element derart, daß das Target in der vorbestimmten Lage dauerhaft festgelegt wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung v/eisen die die Targetoberfläche bestimmende Kugel und die die Form des Verschlußendes des zylindrischen Elements bestimmende Kugel im wesentlichen denselben Radius auf. Vorzugsweise dient ferner die Stirnplatte als Target- bzw. Auffangschicht-Trägerelement .

Durch die Erfindung wird ferner eine Projektionsfernsehröhre geschaffen, die folgende Elemente enthält: eine Abschlußplatte, deren Innenoberfläche einen kugelförmig gestalteten Spiegel definiert, einen mit der Abschlußplatte dicht verbundenen Halsteil, ein an der Abschlußplatte befestigtes zylindrisches Element, das mit einem ringförmigen Stirnplatten-Verschlußende endet, das derart geformt und ausgerichtet ist, daß eine auf dem Verschlußende in stabiler Lage ruhende Kugel einen Krümmungsmittelpunkt aufweist, der im wesentlichen mit dem KrümmungsZentrum der Kufsl zusammenfällt, die die Spiegeloberfläche definiert, eine Target-Trägereinrichtung, die mit dem Verschlußende in Eingriff gelangt und ein Target trägt, das eine kugelförmige Oberfläche aufweist, deren Krümmungsmittelpunkt im wesentlichen zusammenfällt mit dem Krümmungsmittelpunkt derjenigen Kugel, die die Gestalt des Stirnplatten-Verschlußendes bestimmt, eine dicht mit dem zylindrischen Element verbundene Stirnplatte, eine Verbindungseinrichtung zum elektrischen Anschließen des Targets und des Spiegels und zur Bildung eines externen Anodenanschlusses, eine im Halsstück abgedichtet angeordnete Elektronenkanone zur Erzeugung eines Elektronenstrahls, mit dem ein Raster auf das Target aufgedruckt wird, sowie eine Elek-

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tronenstrahl-Fokussiereinrichtung.

Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Projekt ions fernsehröhre enthält folgende Verfahrensschritte: Bildung einer Abschlußplatte mit einem kugelförmig gestalteten Spiegel auf ihrer Innenoberfläche; dichtes Verbinden eines Halsstücks mit der Absclilußplatte; Bildung eines zylindrischen Elements, das mit einem ringförmigen Stirnplatten-Verschlußende abschließt und derart gestaltet und angeordnet ist, daß eine in stabiler Lage auf dem Verschlußende ruhende Kugel einen Erümmungsmittelpunkt aufweist, der im wesentlichen mit demjenigen der Kugel zusammenfällt, die die Spiegeloberfläche definiert; Aufbringen eines elektrisch leitenden Überzugs auf der Innenwandung des zylindrischen Elements; dichte Hindurchführung eines Anodenanschlusses durch die Wandung des zylindrischen Elements; Anordnung einer Target-Trägereinrichtung auf dem Stirnplatten-Verschlußendes des zylindrischen Elements, wobei die Target-Trägereinrichtung derart gestaltet ist, daß sie mit dem Stirnplatten-Verschlußende in Eingriff gelangt und ein Target bzw. eine Auffangschicht trägt, die eine sphärische Oberfläche definiert und bei dieser Anordnung einen Krümmungsmittelpunkt auf v/eist, der im wesentlichen, mit demjenigen der Kugel übereinstimmt, die die Gestalt .des Stirnplatten-Verschlußendes bestimmt, wobei die Anordnung der Target-Trägereinrichtung in Verbindung mit der Höhe des zylindrischen Elements dazu dient, eine vorbestimmte Anordnung des Targets bzw. des Spiegels zu erreichen; Bildung einer Stirnplatte; Befestigung der Abschlußplatte an dem zylindrischen . Element; Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen dem Spiegel und dem Target; dichte Verbindung der Stirnplatte mit dem zylindrischen Element, wodurch das Target dauerhaft in seiner vorbestimmten Lage festgelegt wird; Anordnung einer Elektronenkanone derart, daß sie einen Elektronenstrahl auf

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das Target richtet, und dichtes Einfügen der Elektronenkanone in das Halsstück; Verschließen des Halsstücks auf solche Weise, daß ein Vakuum in dem Röhrenvolumen erzeugt v/ird; und Befestigung einer Elektronenstrahl-Pokussiereinrichtung an dem Halsstück.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. In den Figui^en zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Kolbenteils nach einer Ausfuhrungsform der Projektionsfernsehröhre;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Innenoberfläche der Stirnplatte des Röhrenkolbens nach Fig. 1;

Fig. 3 eine auseinandergeζοgene Perspektivansicht zur Darstellung des Zusammenbaus des Röhrenkolbens nach Fig. 1;

Fig. 4 bis 9 Querschnittsansichten von Einzelheiten verschiedener Techniken zum dichten Verbinden der Stirnplatte mit dem zylindrischen Abschnitt des Röhrenkolbens;

Fig.10 und 11 den Einbau von WärmeabIeitungsmitteIn zum Abkühlen der Targetoberfläche;

Fig.12 bis 14 Längsschnittansichten von zwei weiteren Ausführungsformen des Röhrenkolbens, wobei das Target-Träge relement ein an der Stirnplatte befestigtes Targetsubstrat enthält;

Fig.15 und 16 Längsschnittansichten einer weiteren Ausführungsform des Röhrenkolbens mit einer getrennten Target-Trägereinrichtung;

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Pig. 17 eine Draufsicht der Target-Trägereinrichtung bei der Ausführungsform nach Fig. 15 und 16;

Fig. 18 eine Längsschnittansicht einer Projektionsfernsehröhre, die den Röhrenkolben nach Fig. 1 enthält;

Fig. 19 eine vereinfachte Darstellung eines Projektionsfernsehsystenis; und

Fig. 20 eine schematische Darstellung der Auswirkung einer geringfügigen seitlichen Verschiebung des Mittelpunkts der Kugel, die die Targetoberfläche definiert, bezüglich der Spiegeloberfläche, zur Konipens ie rung an der Optik eines Projektionsfernsehsystems.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine bevorzugte Ausführungsform des Röhrenkolbens für Projektionsfernsehen, während Fig. 3 eine auseinandergezogene Ansicht der drei Einzelteile zeigt, die den Kolben bilden. Eine vollständige Projektionsfernsehröhre, die den Kolben der Fig. 1 bis 3 enthält, ist in Fig. 18 gezeigt und wird später beschrieben.

Der in Fig. 1 gezeigte-Röhrenkolben 'iO für Pro jektionsfernsehen ist aus drei Hauptkomponenten gebildet, nämlich einer optisch transparenten Stirnplatte 11, einem zylinderähnlichen Wandungselement 12, das leicht aufgeweitet sein kann, und einer Abschlußplatte oder Endplatte 13» an die ein zentraler Halsabschnitt 14 angeschlossen ist. In bekannter Weise ist die ringförmige Innenoberfläche 15 (Fig. 3) der Abschlußplatte 13, welche der Innenwandung der Stirnplatte 11 gegenüberliegt, kugelförmig gestaltet, mit einem Hittelpunkt 16 und einem Radius R . Dieser ringförmige Teil der

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Oberfläche 15 innerhalb des Kolbenvolumens 17 ist mit einem Überzug versehen, z.B. Aluminiumüberzug, um einen Spiegel

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zu bilden. Der Spiegel 18 kann also als Kugelsegment bzw. sphärisch gestaltet betrachtet werden, worunter hier zu verstehen ist, daß ein Teil einer sphärischen bzw. kugelförmigen Oberfläche gemeint ist. Es soll betont v/erden,daß der Spiegel 18 nicht so dick ist, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist; die Spiegel- und Targetoberflächen sind in der Zeichnung übertrieben dargestellt, um sie besser zu verdeutlichen.

Die Innenoberfläche 19 des Halsstücks 14 ist mit einem geeigneten elektrisch leitenden Überzug versehen, beispielsweise mit einem Kolloidgraphit-Überzug, der unter der Handelsbezeichnung Dag vertrieben wird. Dieser Überzug erstreckt sich bis zum Rand des Spiegels 18 und gelangt damit in Berührung.

In dem Schmidt-System wird ein Elektronenstrahl gegen ein Phosphor- bzw. Leuchtstofftarget 20 gerichtet, und zwar auf einem festgelegten Targetoberflächenbereich, der als Raster 21 (Fig. 2) bezeichnet wird. Die allgemein rechtwinkelige Targetoberfläche muß kugelförmig ausgebildet sein, d.h. die Gestalt einer Kugel des Radius R_u aufweisen, deren Mittelpunkt siit dem Zentrum 16 der Kugel zusammenfällt, die die Gestalt der Spiegeloberfläche 18 definiert. Auf diese Weise bleibt der Radialabstand D„ zwischen Spiegel 18 und Target bzw. Auffangschicht 20 im wesentlic?aen konstant. Diesen Abstand D_n zu erzielen und beizubehalten, ist bei der Herstellung von Röhrenkolben für Projektionsfernsehen und damit ausgerüsteten Röhren kritisch.

Gemäß der Erfindung wird die Anordnung bzw. Ausrichtung des Targets 20 zum Erreichen der angestrebten Beziehung mit dem Spiegel ,18 dadurch erreicht, daß das zylinderähnliche Element (im folgenden als Zylinderelement bezeichnet) mit einem

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ringförmigen Stirnplatten-Verschlußende 22 versehen wird, das so bezüglich des Spiegels 18 gestaltet -und angeordnet ist, daß eine in stabiler Lage auf dem Verschlußende 22 ruhende Kugel einen KrümmungsmitteIpunkt aufweist, der im wesentlichen mit demjenigen der Kugel übereinstimmt, die die Oberfläche des Spiegels 18 definiert. Wie in Fig. 1 schematisch gezeigt ist, ist das Verschlußende 22 also mit der Kugelgeometrie einer Kugel des Radius R gestaltet, deren

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Mittelpunkt im wesentlichen niit Mittelpunkt 16 der Kugel

des Radius R , welche die Oberfläche des Spiegels 18 deep

finiert, zusammenfällt. Das Verschlußende 22 kann auch so gestaltet werden, daß es eine Oberfläche aufweist, durch die eine Kugel des Radius R_se ausgerichtet und gelagert wird, wie dies im einzelnen später in Verbindung mit Fig. 6 und beschrieben wird.

Durch Befestigung des Targets 20 an einem Target-Trägerelement, das mit dem Verschlußende 22 des Zylinderelements 12 in Eingriff gelangt, können das Target-Trägerelement und das daran befestigte Target eine geringe seitliche Bewegung entlang der Verschlußlinie ausführen; ohne daß eine tatsächliche Verschiebung der Targetoberfläche bezüglich des Spiegels auftritt» Sine seitliche Bewegung des Target-Trägerelements bis zu etwa 1,25 - 1,75 mm (etwa 0,050 - Q,070") aus der eigentlichen ausgerichteten Stellung der Abschlußoberflächen heraus während des Zusammenbaus und Abdichtens bzw. Verschließens bewirkt beispielsweise keine nachteilige Beeinflussung der optischen Eigenschaften der so aufgebauten Projektionsröhre, da der kritische Abstand D_Q beibehalten wird.

Das Zylinderelement bildet also nicht nur einen Teil der Kolbenwandung, sondern erfüllt ferner die Aufgabe, die Targetoberfläche bezüglich der Spiegeloberfläche präzise auszu-

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richten, um den gewünschten vorbestimmten Abstand D zu erzielen. Dies bedeutet, daß die Höhe des Zylinderelements die eine kritische Abmessung bei der Konstruktion des Röhrenkolbens ist. Da das Zylinderelement verschiedene Querschnittsformen aufweisen kann, wird ein zylindrisches Element mit vorbestimmter Höhe als dasjenige zylinderähnliche Element bezeichnet, das bei Anordnung zwischen dem Spiegel auf der Abschlußplatte und der kugelförmigen Oberfläche der Target-Trägereinrichtung zu der v/es entlichen ubereinstironrurv; der Krümmungsmittelpunkte von Spiegel und Target führt. Dadurch wird das Zylinderelement derjenige Kolbenbestandteil, der als einziges Mittel zur Positionierung des Targets bezüglich des Spiegels dient.

Wie aus der folgenden detaillierten Beschreibung hervorgeht, kann das Target-Trägerelement irgendeine geeignete Gestalt annehmen, muß jedoch einen Verschlußrand aufweisen, der so gestaltet ist, daß er mit dem Verschlußende des Zylinderelements in Eingriff gelangt, wobei dieser Verschlußrand von der Oberfläche derjenigen Kugel definiert wird, die in stabiler Lage auf dem Verschlußende 22 des Zylinderelements 12 ruht und einen Mittelpunkt auf weist, der im wesentlichen mit dem Mittelpunkt des Spiegels 18 übereinstimmt. Bei der in Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform des Röhrenlcolbens dient die Stirnplatte 11 einem doppelten Zweck, nämlich als Target-Trägerelement und als Stirnplatte, wobei das Target direkt auf der Innenoberfläche 23 der Stirnplatte 11 aufgetragen ist. Gewöhnlich wird das Target 20 durch Aufdampfen eines Aluminiumfilms auf Oberfläche 23 unter Vakuum und dann Ablagerung des gewünschten Phosphors bzw. Leuchtstoffs auf dem Aluminium gebildet. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist der tatsächliche Targetbereich 20 etwas größer in beiden Richtungen als das Raster 21, das darauf aufgedruckt werden soll, Beispielsweise ist es im allgemeinen erwünscht, das Target

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auf allen vier Seiten etwa 1,5 - 1,75 mm (Ο,ΟβΟ - 0,065") größer zu machen als das Raster 21, um eine zulässige seitliche Verschiebung des Target-Trägerelements beim Zusammenbau und Verschließen des Kolbens zu kompensieren.

Das Target 20 ist zwar in der Zeichnung mit beträchtlicher Dicke dargestellt, es weist jedoch in Wirklichkeit eine Oberfläche auf, die mit der Innenoberfläche 23 der Stirnplatte 11 oder irgendeines Substrats, auf dec es abgelagert ist, zusammenfällt. Dies bedeutet, daß die Innenoberfläche 23 der Stirnplatte 11 und die Oberfläche des Targets 20, damit die Anforderungen an die Targetausrichtung erfüllt sind, ebenfalls mit der Geometrie einer Kugel gestaltet sind, die im wesentlichen identisch der Kugel des Radius R ist. Die kugelförmigen Oberflächen, die die Stirnplatte 11 und das Target 20 definieren, weisen also Radius R~ bzw. Rj. auf,

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welche im v/es entlichen gleich R^ sind. Bei der in Fig. 1 bis 3 gezeigten bevorzugten Ausführungsform des Kolbens ist die kugelförmig gestaltete Stirnplatte in irgendeiner geeigneten Weise an dem Verschlußende 22 befestigt, wie in Fig. 4 bis 6 und 8 gezeigt, um den gewünschten Radialabstand D„ zwischen Spiegel und Target zu erzielen.

Die in Fig. 1 bis 3 gezeigte Ausfuhrungsform des Kolbens ist aus drei getrennten Bestandteilen aufgebaut, wie die auseinandergezogene Darstellung der Fig. 3 zeigt. Die Stirnplatte 11, das Zylinderelement 12 und die Abschlußplatte mit Halsstück 14 sind dabei aus geeignetem G-las geformt und so bearbeitet, daß die angestrebte Gestalt des Spiegels und der Verschlußoberflächen erreicht wird. Bei Kolbenausführungsformen, bei denen das Zylinderelement 12 an der Abschlußplatte befestigt werden muß, ist es ferner erforderlich, das Abschlußplatten-Verschlußende 25 des Zylinderelements so zu formen, daß es im wesentlichen anseine Oberfläche

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angepaßt ist bzw. eine solche Oberfläche aufweist, daß diese im wesentlichen in ihrer Kugelgestalt derjenigen des Spiegels 18 entspricht, also der Innenoberfläche 15 der Abschlußplatte. Das Abschlußplatten-Verschlußende des Zylinderelements 12 weist also dann eine Oberfläche auf, die der Kugelgeometrie einer Kugel des Radius R entspricht.

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Zwar ist es vorzuziehen, das Zylinderelement 12 mit einer leichten Aufweibung auszubilden, in Ra".r?.en der Erfindung sind jedoch irgendwelche andere Formen ebenfalls möglich. Die kritische Abmessung D_c wird jedoch durch den Abstand bestimmt, der zwischen dem Target-Trägerelement und dem Spiegel aufrechterhalten wird, und dieser Abstand wird allein durch die Höhenabmessung des Zylinderelenients bestimmt, wobei erforderlichenfalls die Dicke einer Frittung oder mehrerer Frittungen, die zwischen den Einzelteilen liegen, berücksichtigt wird.

Vor der Erläuterung der verschiedenen Techniken, die zum dichten Verbinden der Kolbeneinzelteile angewandt werden können, ist es zweckmäßig, die Beschreibung der übrigen Kolbenelemente abzuschließen. In bekannter Weise ist die Innenoberfläche 26 des Zylinderelements 12 mit einem elektrisch leitenden Überzug versehen, beispielsweise einem geeigneten Kolloidgraphit-Überzug, und es ist eine elektrische Verbindung zwischen Spiegel 18 und Target 20 vorgesehen. Diese elektrische Verbindung enthält einen Filmstreifen aus einem elektrisch leitenden Material, z.B. Aluminium, das auf die Oberfläche 23, die mit Target 20 (Fig. 2) in Berührung ist, aufgezogen ist und mit einem verbreiterten Kontaktbereich 28 endet, beispielsweise mit einem Kolloidgraphit-Überzug. Ferner enthält diese elektrische Verbindung einen elektrisch leitenden Draht 29, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, der so geformt ist, daß seine abgeflachten Enden in

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Berührung mit Bereich 28 und Spiegeloberfläche 18 gezwungen werden. Ein externer Anodenanschluß 30 ist durch die Wandung des Zylinderelements 12 hindurchgeführt und darin durch eine Frittung 31 abgedichtet und wird durch eine Federklammer 32 mit dem Draht 29 verbunden, so daß er einen der erforderlichen elektrischen Kontakte der den Kolben enthaltenden Projektionsfernsehröhre bildet. Stattdessen kann dieser Anodenanschluß auch durch die Abschlußplatte hindurchgeführt und darin abgedichtet v/erden.

Eine Korrekturlinse 33 wird durch eine ringförmige Linsenhalterung 34 im Abstand von der Stirnplatte 11 gehalten, wobei durch die Halterung beim Aufsetzen auf die Stirnplatte 11 eine automatische Ausrichtung der Linse 33 bezüglich der anderen optischen Einzelteile der Röhre erreicht wird. Der Halterungsring 3A- ist durch eine Mehrzahl von beabstandeten abgewinkelten Armen 35? die an dem Zylinderelement 12 durch ein einstellbares Band 36 gehalten v/erden, an dem Kolben befestigt. Die Linse 33 dient nicht nur zur Korrektur der sphärischen Aberration, die der Optik des Systems innewohnt, sondern gemeinsam mit dem Halterungsring 34 auch zum Schutz der Stirnplatte 11. Die praktische Auslegung und Anordnung der Linse 33 liegt im Rahmen der Tätigkeit aas Fachmanns. Es ist offensichtlich, daß Korrekturlinsen mit leicht unterschiedlichen Stärken verwendet werden können, um irgendwelche geringfügigen Abmessungstoleranzen des Kolbens zu korrigieren.

In Fig. 4 bis 9 sind im Querschnitt Einzelheiten von verschiedenen Weisen dargestellt, wie die Stirnplatte 11, das Zylinderelement 12 und die Abschlußplatte 13 der Kolbenausführung nach Fig. 1 bis 3 miteinander dicht verbunden werden können. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 und 5 wird das Stirnplatten-Verschlußende 22 des Zylinderelements 12 so geschliffen, daß die gewünschten Kugelabmessungen entstehen,

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und das Abschlußplatten-Verschlußende 25 wird auf dieselbe Kugelform geschliffen wie Spiegel 18. Die dichte Verbindung wird durch zwei Frittungen 39 und 40 erreicht (üblicherweise eine im Handel verfügbare BIeioxidfrittung), und zwar zwischen der Stirnplatte und dem Zylinderelement bzw. zwischen dem Zylinderelement und der Abschlußplatte. Bei dieser Ausführungsform der dichten Verbindung ist es erforderlich, die Dicke der Frittungsschichten 39 und 40 präzise zu bemessen und die kombinierte Dicke dieser Frittungsschichten bei der Berechnung der Höhenaomassung des Zylinder elements 12, wodurch der Abstand D_ zwischen Target und Spiegel eingestellt wird, zu subtrahieren.

Die tatsächliche Dicke der Frittungen 39 und 40 kann dadurch eingestellt werden, daß Ausgleichelemente verwendet v/erden, wie sie bei der abgewandelten Ausführungsform nach Fig. 5 """orgesehen sind, wo genau abgestufte Kugeln 41 aus Glas mit einem Schmelzpunkt, der ausreichend höher liegt als die Aktivierungstemperatur des Frittungsmaterials, verwendet wird, so daß sie beim Versiegeln ihre ursprüngliche Form beibehalten. Es ist natürlich auch erwünscht, daß das Glas, aus dem die Kugeln 41 gebildet sind, einen Wärmeausdehnun^sVoe fit dienten aufweisen,- der in wesentlichen demjenigen entspricht, der für die Einzeiteile des Kolbens zutrifft. Es können auch andere geeignete Abstandselemente wie kurze Glasstäbe oder Tetraeder mit geeigneten Abmessungen verwendet werden. Im allgemeinen wird bevorzugt, für die Frittungen Dicken im Bereich zwischen etwa 0,1 und 0,4 mm (0,005 und 0,015") zu verwenden. Beispielsweise sind Glaskugeln mit 0,25 mm (0,010") Durchmesser als Unterlegelemente geeignet.

Die Fig. 6 bis 9 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Versiegelung bzw. dichten Verbindung, bei denen keine Frittungsdickentoleranzen für die Bestimmung und Erzielung der

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angestrebten genauen HÖhenabraessung des Zylinderelenients vorgesehen werden müssen. Bei der abgewandelten Ausführungsform nach Fig. 6 ist die Oberfläche 22 des Zylinderelernents 12 so geschliffen, daß sie die gewünschten Kugelabmessungen aufweist, und es ist eine Rille 42 zur Aufnahme der Prittung 43 ausgeschnitten, wobei darauf geachtet wird, daß die Innenlinienberührung 44 erhalten bleibt, so daß diese und der übrige Teil der Oberfläche 22 eine Abdichtungsoberfläche aufweisen, die der gewünschten Kugelgestalt entspricht. In gleicher Weise weist Oberfläche 15 der Abschlußplatte eine Rille 45 zur Aufnahme der Frittung 46 auf, die ausgeschnitten ist und eine Berührungslinie 47 bildet, die mit dem übrigen Teil der Oberfläche 15 die erforderliche Verschluß- bzw. Ve rs ie ge lungs oberfläche bildet, vvie in Fig. 7 gezeigt ist, kann auch eine Rille 48 zur Aufnahme der Frittung in das Verschlußende 25 des Zylinderelements eingeschnitten werden, wobei ein Teil einer kugelförmig gestalteten Abschlußoberflache 25 zurückbleibt und eine Kontaktlinie 49 mit dem Radius R auf der kugelförmigen Oberfläche

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gebildet wird.

Fig. 8 zeigb eine Ausführungsform der Versiegelung, bei der zwei parallele kreisförmige Kontakfclinien 50 und 51 im Stirnplatten-Verschlußende 22 des Zylinderelements 12 vorgesehen sind, um die Stirnplatte 11 aufzusetzen, die als Target-Trägerelement dient. Zwischen diesen Kontaktlinien ist ein Frittungsraum 52 vorgesehen. Ss ist ersichtlich, daß beide Berührungslinien 50, 51 auf der geforderten sphärischen Oberfläche der Kugel mit dem Radius R liegen müssen, entsprechend Oberfläche 22 des Stirnplatten-Verschlußendes des Zylinderelements 12. Diese beiden parallelen Kontaktlinien 50, 51 erfüllen also die Forderung, daß sie eine Oberfläche aufweisen, deren Kugelgestalt der vorgeschriebenen Kugel mit dem Radius R und Mittelpunkt 16 entspricht.

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Es können auch parallele Kontaktlinien 53 und 54, die dazwischen einen Frittungsaufnahmeraum 55 bilden, in die Umfangsoberfläche der Abschlußplatte 13 eingeschnitten v/erden, um das Zylinderelement 12 damit zu versiegeln. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, kann ferner die Umfangsoberfläche der Abschlußplatte 13 so geformt werden, daß sie eine im wesentlichen flache Oberfläche 56 auf v/eist, so daß das Stirnplatten-Verschlußende 25 des Zylinderelements 12 eine 3eruhrungslinie 57 niifc der Abschlußplatts bildet und einen Frittungsaufnahmeraum 58 zum Versiegeln freiläßt.

Zum Aufbau'des Röhrenico Ibens und der Röhre für Projekt!onsfernsehen können verschiedene Kombinationen von Verschlußoder Abdicntungs Oberflächen verv/endet werden, wobei jedoch die Stirnplatten-Verschlußoberfläche des Zylinderelements wie vorstehend definiert gestaltet sein muß.

Die Form der Stirnplatte bei der erfindungsgemäßen Projektionsröhre ermöglicht den Einbau einer externen Kühleinrichtung für das Target, so daß eine höhere Lichtintensität und längere Lebensdauer der Röhre erreicht werden können. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, ist eine in ihrer Form angepaßte Platte 60, die aus einem Material mit relativ guter Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Kupfer, gebildet ist, mit Haftwirkung derart angebracht, daß ein thermischer Kontakt mit der Außenoberfläche 61 der Stirnplatte 11 und eine Anordnung, die der Lage des Targets 20 entspricht, vorgesehen sind. Von der Platte 60 ausgehend erstreckt sich ein Pfosten 62 nach oben, der mit der Platte einen zur Wärmeübertragung geeigneten Kontakt bildet und an dem eines oder mehrere Wärmeabführbleche 63 befestigt sind.

Fig. 11 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der äußeren Kühleinrichtung nach Fig. 10, und zwar insofern abgewandelt,

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als die Platte 60 in eine Vertiefung 64 eingesetzt ist, die in die Oberfläche 61 der Stirnplatte eingeschnitten ist. In dem Kaße, wie die Dicke der Stirnplattenwandung, durch die die Targethitze durch viärmeleitung auf Platte 60 übertragen wird, geringer ist als bei der Anordnung nach Fig. 10, ist die Kühlung des Targets 20 etwas wirksamer als bei der Anordnung nach Fig. 11.

Die in ien Fig. 12 bis 14 gezeigten Ausführungsformen dar Röhrenkolben für Projektionsfernsehen gehen von der Verwendung der Stirnplatte als Teil der Target-Trägereinrichtung aus, während Flexibilität hinsichtlich der Röhrenoptik gegeben ist. Bei der Kolbenausführung nach Fig. 12 und 13, wo dieselben Bezugszeichen für die Bezeichnung entsprechender Elemente der Fig. 1 verwendet v/erden, sind die Stirnplatte 11, das Zylinderelement 12 und die Abschlußplatte so gestaltet, wie dies in Verbindung mit Fig. 1 und 3 beschrieben wurde, und sind mit irgendeiner geeigneten Technik versiegelt, beispielsweise wie sie anhand der Fig. 4 bis 9 beschrieben ist. Das Target 20, das wie zuvor beschrieben aufgetragen wurde, befindet sich jedoch auf der Oberfläche eines Substrats 70, das vorzugsweise aus demselben Glas wie der Kolben oder einem Glas mit. im wesentlichen demselben Wärmeausdehnungskoeffizienten wie das Kolbenglas gebildet ist. Das Targetsubstrat 70 weist Vorzugs v/eise zwei oder mehr Stützen 71 auf, deren Oberflächen 72 so geschliffen sind, daß sie dieselbe Kugelgeometrie wie die Innenwandung 23 der Stirnplatte 11 aufweisen, um das Target 20 auf der Stirnplatte 11 präzise auszurichten, wenn die Befestigung daran über eine Frittung 73 erfolgt, die mit einer solchen Menge aufgebracht wird, daß ein Teil des Raums zwischen Substrat 70 und Oberfläche 23 aufgefüllt wird. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform ist also die Target-Trägereinrichtung aus Stirnplatte 11 und einem daran befestigten Targetsubstrat 70 gebildet.

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Bei der Ausführungsform nach Fig. 12 entsteht durch das Targetsubstrat ein Target 20, dessen Oberfläche mit den Kuge!abmessungen einer Kugel des Radius R₁. und mit einem Mittelpunkt, der im wesentlichen mit Mittelpunkt 16 der den Spiegel definierenden Kugeloberfläche zusammenfällt, gestaltet ist. Obwohl R, etwas größer ist als R , können die vorstehend erläuterten Bedingungen für den Träger des Targets bezüglich des Spiegels erfüllt v/erden, da geringfügige seitliche Abweichungen der Stirnplatte 11 und des daran befestigten Targetsubstrats 70 praktisch keine Auswirkung auf den Radialabstand D zwischen Target und Spiegel ausüben.

Um eine elektrische Verbindung zwischen Target 20 und Spiegel 18 herzustellen, kann ein dünner Film aus Aluminium 74 oder einem anderen elektrisch leitenden Material (Fig. 13) aufgetragen werden, und zwar beginnend am Targetrand und entlang der Seite und Substratoberfläche gegenüber der Targetoberfläche verlaufend, wobei über eine leitfähige Klammer 75 mit einem leitenden Film 27 ein Kontakt hergestellt wird, welcher auf Oberfläche 23 der Stirnplatte 11 aufgetragen ist und,wie in Fig. 2 gezeigt, mit einem Kontaktbereich 28 endet. Die übrige Verbindung mittels eines Drahtes 29 ist identisch mit der in Fig. 1 gezeigten. Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, irgendeine andere geeignete elektrische Verbindung zwischen Target, Anodenanschluß und Spiegel vorzusehen.

Die Optik bei der Ausführungsform nach Fig. 12 ist so getroffen, daß keine Korrekturlinse vorgesehen werden muß, da die Stirnplatte 12 diesem Zweck dienen kann. Dies wird dadurch ermöglicht, daß bei dieser Anordnung eine gewisse Freiheit für die Anordnung der Stirnplatte bezüglich des Spiegels gegeben ist. Erforderlichenfalls können ferner die

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Oberflächen der Stirnplatte bezüglich der Spiegeloberfläche so gestaltet werden, daß ihre optische Korrekturcharakteristik, verbessert wird. Natürlich ist es auch möglich, bei der Ausführungsform nach Fig. 12 eine geeignet gestaltete Korrekturlinse zusätzlich vorzusehen, wie dies bei Fig. 1 gezeigt ist, um eine Projektionsfernsehröhre bester Qualität zu schaffen.

Der in Fig. 14 gezeigte Röhrenkolben für Projektionsfernse- Λ3ζι enthält ein Targetsubstrat 30, das über sine Frittung mit einer flachen Stirnplatte 82 verbunden ist, und zwar als Target-Trägereinrichtung, die mit der Oberfläche 22 des Verschlußendes des Zylinderelements in Eingriff ist. 3ei dieser Ausfuhrungsform ist die Urafangsrand-Angriffsoberfläche 83 der Stirnplatte 82 so geschliffen, daß sie die Kugelabmessungen einer Kugel des Radius R auf v/eist, und das Targetsubstrat 80 ist so ausgebildet, daß die Kugelabmessungen einer Kugel des Radius R. erfüllt v/erden, wobei beide KrümmungsmitteIpunkte im wesentlichen mit demjenigen einer Kugel

des Radius R . , die die Spiegeloberfläche definiert, zusammenep

fallen. Es ist offensichtlich, daß auch bei dieser Ausführungsform die Anforderungen an die Einzelteile des Kolbens erfüllt v/erden.

Die Verwendung einer im wesentlichen flachen Stirnplatte erfordert für gute Funktionseigenschaften die Einbeziehung einer Korrekturlinse 85, die von einer Linsenhalterung 86 getragen wird, die am Außenrand der Stirnplatte 82 versiegelt ist. Die Ausbildung der Linse S 5 ist in der Technik bekannt; sie ist so angeordnet, daß ihr optisches Zentrum im wesentlichen mit dem Kugelzentrum 16 zusammenfällt. Beim Zusammenbau der Einzelteile des Kolbens wird die Linse mittels einer wohlbekannten optischen Beobachtungstechnik bzw. Selbstabbildungstechnik ausgerichtet.

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Bei der in Fig. 15 bis 17 gezeigten Aus führungsform des Röhrenkolbens sind die Abschlußplatte 90 und das Zylinderelement 91 einstückig als Teil 92 ausgebildet, bevor die Stirnplatte mit dem Zylinderelement versiegelt wird. Das Zylinderelement 91 kann mit der Abschlußplatte 90 beispielsweise flammversiegelt sein, oder diese ζ v/ei Einzelteile können ursprünglich als einstückiges Teil geformt werden. Diese Anordnung ist natürlich bei allen Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Röhrenkolben möglich, stattdessen kann der Kolben nach Fig. 15 auch aus einer getrennten Abschlußplatte und einem Zylinderelement aufgebaut v/erden, wie zuvor beschrieben wurde. Die Ausführungsform nach Fig. 15 bis I7 enthält ebenfalls eine Target-Haiterung, die getrennt von der Stirnplatte vorgesehen ist. Bei dieser Anordnung ist die Innenoberfläche 95 des Stirnplatten-Verschlußendes des Zj^linderelenents 91 so geschliffen, daß die erforderlichen Kugelabmessungen gegeben sind, d.h. diejenigen einer Kugel des Radius R . Die äußere Oberfläche 96 ist flach geschliffen, um eine kreisförmige Stirnplatte 98 (siehe Fig. 16) zu tragen, die über eine Frittung 97 damit versiegelt ist.

Die in Fig. 17 in Draufsicht gezeigte Target-Trägereinrichtung 100 enthält einen kreisförmigen Fositionierungs- und Aufsetzring 101, an den sich schmale Halterungsspeichen 102 nach innen erstrecken, um ein Targetsubstrat 103 zu halten, auf dem ein das Raster 21 definierendes Target 20 aufgetragen ist. Aus Fig. 15 bis 17 geht hervor, daß die Target-Trägereinrichtung 100 so geformt ist, daß die Gestalt eines Kugelsegments des Radius R. (im wesentlichen gleich R_se) entsteht, um die erforderliche Oberflächengestalt des Targets und den Eingriff des Target-Positionierungs- und-Aufsetzrin gs 101 mit der kugelförmig gestalteten Verschlußoberfläche 95 des Zylinderelements zu verschaffen. Durch Anwendung dieser kugelförmig gestalteten Target-Trägereinrichtung und der

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kugelförmig gestalteten Oberfläche 95 (oder einer an die Kugeloberfläche angepaßten Oberfläche, wie in Fig. 8 ist), wird also die angestrebte Positionierung bzw. Ausrichtung der gesamten Targetoberflache 20 bezüglich des Spiegels 18 gewährleistet. Die Ta-rget-Trägereinrichtung 100 ist vorzugsweise aus rostfreiem Stahl unxer Verwendung wohlbekannter Ätztechniken gebildet.

~ur w'ahruri-j eines fortdauernder. Eingriffs des Targst-Iialterungsrings 101 mit Oberfläche 95 ist eine Mehrzahl von Federklammern 104 um die Targethalterung herum zwischen der Innenwandung 105 der Abschlußplatte 93 und Ring 101 angeordnet. Tvenn die Target-Trägereinrichtung 100 aus einem elektrisch leitenden,Metall gebildet ist. so kann sie als elektrische Verbindung zwischem dem Target und Draht 29 dienen. Wie in Fig. 16 und 17 gezeigt ist, kann die elektrische Verbindung zwischen Target und Spiegel auch über einen dünnen leitenden Streifen 106 erfolgen, der in einem verbreiterten leitenden Bereich 107 bzw. Kontaktbereich 107 für Draht 29 endet, wie zuvor für den Kolben nac?a Fig. 1 beschrieben wurde.

Aus der obigen detaillierten Beschreibung der verschiedenen Auoführungsformen von erfindungsgemäßen Röhrenkolben für Projektionsfernsehen geht hervor, daß viele Kombinationen von Target-Trägereinrichtungen, Kolbengestalten, Versiegelungstechniken und elektrischen Verbindungen innerhalb der Röhre möglich sind.

Fig. 18 zeigt einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Projektionsfernsehröhre, die also einen erfindungsgemäßen Röhrenkolben enthält. Der bei der Röhre nach Fig. 18 gezeigte Röhrenkolben entspricht demjenigen, der in Fig. 1 bis 3 gezeigt ist. Es kann jedoch bei der Röhre irgendeine andere gezeigte bzw. beschriebene Ausfuhrungsform des Kolbens

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. 33.

verwendet werden. In bekannter Weise ist der Röhrenhals 14 derart verschlossen bzv;. versiegelt, daß ein gasdichtes evakuiertes Kolbenvolumen 17 entsteht. Eine bekannte Elektronenkanone 110 ist in das Halsstück 14 eingeschmolzen und enthält eine Kathode 111 mit zugeordneter Heizung 112, Gitter 113 und 114 und eine Anode 115, die elektrisch mit dem Anodenanschluß 30 über den elektrisch leitenden Überzug I9 verbunden ist, der sich über die Innenwandung des HalsStücks 14 nach, urrcen erstreckt, un mit Anode Ή5, Spiegel 18 und' Draht 29 Kontakt herzustellen. Die Projektionsfernsehröhre ist versehen mit einer magnetischen Fokussierlinseneinheit 116, einer Konvergenz-Einstelleinrichtung 117 und einer Ablenkungs-Steuereinrichtung 118, die jeweils von herkömmlicher Art sind.

Bei der vorausgehenden detaillierten Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen von Röhrenkolben für Projektionsfernsehen und von mit diesen Kolben ausgerüsteten Fernsehröhren wurden die Krümmungsmittelpunkte der Kugeln, die die Konturen von Spiegel, Targetoberfläche und Stirnplatten-Verschlußendeoberfläche des Zylinderelements definieren, als in wesentlichen übereinstimmend bezeichnet. Unter dieser Bezeichnung soll verstanden v/erden, daß darunter jegliche Kombination von Lagen dieser Hittelpunkte fällt, die der Forderung genügt, daß der Radialabstand D von irgendeinem Punkt der Targetoberfläche zur Spiegeloberfläche ein konstanter Wert innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs ist, der es ermöglicht, daß die gewünschten optischen Chrakteristika und Qualitätseigenschaf ten der Röhre erreicht v/erden. Für den Fachmann ist es einleuchtend, daß die tatsächlichen Krümmungsmittelpunkte der optischen Elemente etwas verschoben sein können, um eine optimale optische Konstruktion zu erzielen, mit der eine Kompensation für Betrieb in endlichem Abstand erreicht wird.

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Bei einer Projektionsfernsehröhre iit "Standardgröße" und einem Radialabstand D vom Target zum Spiegel von etwa 10 cm (etwa 4") beträgt der Toleranzbereich für D etwa 0,050 - 0,10 mn (0,002 - 0,004") größer oder kleiner als der vorbestimmte Radialabstand. Dies bedeutet wiederum, daß für eine derartige Röhre mit "Standardgröße" eine leichte Verschiebung des KrümmungsmitteIpunktes der Kugel, die der Targetoberfläche entspricht, nach oben oder unten auf der IVJIirenaclise und/oder seitlich von der Achse fort, die zv. einer seitlichen Verschiebung der Target-Trägereinrichtung von nicht mehr als etwa 1,5 - 1,75 mm (0,06 - 0,07") bezüglich einer perfekten Ausrichtung führt, beim Zusammenbau und Versiegeln toleriert werden kann.

Tatsächlich ist in einem Projektionsfernsehsystem, bsi den drei getrennte Projektionsröhren verwendet werden, nämlich jeweils eine für die Projektion von roten, blauen und grünen Bildern, eine geringfügige seitliche Verschiebung der Lage des Krümmungsmittelpunkts, der die Targetoberflächengestalt definiert, bezüglich der Röhrenachse erforderlich. Es ist natürlich praktisch nicht möglich, drei Röhren so auszurichten, daß ihre Achsen zusammenfallen, und die Achsen können auch nicht parallel sein, da die Bilder der drei Puöhren sich auf dem Schirm treffen und dort präzise überlagert werden müssen. ¥ie ferner in Fig. 19 schematisch dargestellt ist, ist es zur Erreichung einer direkten Sichtlinie vom Schirm 125 zum Betrachter 126 erforderlich, die Bilder aus den drei Röhren, die in einem Projektionssystem 127 angeordnet sind, unter einem Winkel von etwa 5-10 auszusenden. Es ist also besonders vorteilhaft, wenn die Projektionsfernsehröhre so ausgebildet wird, daß eine Kompensation dieser Faktoren gewährleistet ist.

Diese Kompensation wird leicht dadurch erreicht, daß eine

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geringe seitliche Verschiebung des Target-Krümmungsmitte1-punkts innerhalb der zuvor definierten Grenzen erfolgt. Dies geht aus Fig. 20 hervor, v/o die Größe dieser seitlichen Verschiebung übertrieben ist, um die Auswirkung besser zu verdeutlichen. Wenn das Zentrum 16 der Targetoberfläche 20 nach 16a verschoben wird, so wird ersichtlich auch die Targetoberfläche 20a verschoben, was eine geringe, jedoch effektive Verschiebung des von der Röhre emittierten Strahls bewirkt, so daß die Verwendung von drei Projektionsröhren ermöglicht wird, deren Bilder präzise auf einem Schirm überlagert werden. Im allgemeinen liegt eine solche seitliche Verschiebung des Target-KrümmungsZentrums im Bereich von etwa 0,13 - 0,25mm (0,005 - 0,010"). Durch eine solche seitliche Verschiebung wird zwar die angestrebte Fokussierung des Strahls erreicht, der vorgeschriebene Toleranzbereich für D wird jedoch respektiert. Irgendeine sich ergebende Abweichung von der idealen Lage innerhalb der festgelegten Grenzen verursacht ferner keinerlei beobachtbare Verschlechterung im Rahmen der Anforderungen an Farbfernsehen.

Die den Kolben bildenden Einzelteile (Stirnplatte, Zylinderelement, Abschlußplatte und Rohrstück für den Kolbenhals) sind vorzugsweise aus Elektronikglas gebildet. wobei das Glas jedes Einzelteils einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der möglichst genau demjenigen der anderen Einzelteile jedes Kolbens entspricht. Es ist auch möglich, das Zylinderelement aus Keramikmaterial oder Metall zu bilden, sofern dieses Material ebenfalls einen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, der an denjenigen des Glases der anderen Bestandteile angenähert ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren .kann beispielsweise anhand der Herstellung der Projektionsfernsehröhre nach Fig. 18 erläutert werden. Die drei Einzelteile des Kolbens und ein Rohrabschnitt,

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der als Halsstück verwendet werden soll, werden in die geeignete Form gebracht, und die optischen Oberflächen der Stirnplatte und Abschlußplatte sowie die Verschluß- bzw. Versiegelung^oberflächen des Zylinderelements v/erden auf die gewünschte Gestell geschliffen und poliert. Die optischen Oberflächen der Bestandteile werden dann fertiggestellt. Das Target, der leitende Streifen und der leitende Endbereich werden dann auf der Innenoberfläche der Stirnplatte aufgebracht. Die Festlegung des !Targets innerhalb des richtigen Bereichs auf der Stirnplattenoberfläche kann beispielsweise durch Anwendung eines photoempfindlichen Bindemittels erreicht werden, in derselben V/eise wie bei der Herstellung von Fernsehröhren für Direktbetrachtung. Die Innenoberfläche des Zylinderelements wird mit einem lichtundurchlässigen leitenden Überzug versehen, der Anodenanschluß wird in die Wandung eingeschmolzen, und der leitende Draht wird befestigt. Der Spiegel wird auf der Oberfläche der Abschlußplatte aufgetragen, und der elektrisch leitende Überzug wird auf der inneren Halsverbindungsoberfläche der Stirnplatte und der Innenoberfläche des HaIsrohres bis zu einer vorbestimmten Linie aufgebracht. Das offene Hals rohr wird dann mit der Abschlußplatte flamiaversiegel'c. Dann v/ird die erforderliche Frittungsnenge auf die zwei Versc-hlußenden bzw. Versiegelungsenden des Zylinderelements aufgebracht, und die Stirnplatte und die Abschlußplatte werden auf dem Zylinderelement in Stellung gebracht, um die Kolbeneinheit zu versiegeln, indem sie in einem Ofen gebrannt wird. Die Ausrichtung wird dadurch erreicht, daß die Außenränder von Stirnplatte und Zylinderelement ausgerichtet werden und das zylindrische Element auf der Abschlußplatte so aufgesetzt v/ird, daß ein vollständiger durchgehender Kontakt damit gewährleistet ist.

Bei einem üblichen Brenn- und Siegelungszyklus sind 45 min

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erforderlich, um die Kolbeneinheit auf die Aktivierungstemperatur der Frittung von etwa 445°C zu bringen. Diese Aktivierungstemperatur wird etwa 30 min lang beibehalten, und dann wird v/ährend etwa 1 1/2 Std. abgekühlt. Es hat sich gezeigt, daß vorzugsweise während des späteren Teils des Erwärmens und frühen Tails der Frittungsaktivierung des Zyklus die Temperatur des Zylinderelements in der Nähe der Stirnplatte etwas höher, beispielsweise um etwa 30^cC, als die Temperatur der Stirnplatte ist. Dies kann dadurch erreicht v/erden, daß eine Infrarotstrahlung örtlich auf den geeigneten Bereich der Zylinderelementoberfläche gerichtet wird. Es wird angenommen, daß diese zusätzliche örtliche Erhitzung die Richtung der induzierten Spannungen so steuert, daß ein festerer Röhrenkolben gebildet wird.

In bekannter Weise werden dann die Einzelteile der Elektronenkanone in den Röhrenhals unter der Flamme eingeschmolzen, die Temperatur der Röhre wird auf 350 - 400 C angehoben, die Kathode wird elektrisch aktiviert, und schließlich wird das Halsende verschlossen. Schließlich wird die Korrekturlinse in der zuvor beschriebenen Weise angebracht, und die externe Fokussiereinrichtung wird auf dem Hals befestigt.

Aus der vorausgehenden detaillierten Beschreibung des Röhrenkolbens für Projektionsfernsehen, der vollständigen Röhre und des Verfahrens zur Herstellung des Kolbens und der Röhre geht hervor, daß durch die Erfindung ein bedeutender Fortschritt auf dem Gebiet des Projektionsfernsehens geschaffen wird, indem eine relativ einfache, kostengünstige und optisch hochwertige Projektionsfernsehröhre zur Verfügung gestellt wird. Dieser Fortschritt wird dadurch ermöglicht, daß die den Röhrenkolben bildenden Einzelteile in geeigneter Weise gestaltet werden und diese Einzelteile des Kolbens als einziges Mittel zur Ausrichtung des Targets bezüglich des Spiegels

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verwendet v/erden. Ferner muß nur ein Bestandteil, nämlich das Zylindere leine nt, mit einer sehr genauen Abmessung geschaffen v/erden.

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Claims

Patentansprüche

Q/. Röhrenkolben für Projektionsfernsehen, zeichnet durch:

a) eine Abschlußplatte (13), deren Innenoberfläche einen kugelförmig gestalteten Spiegel (13) definiert;

b) ein an dieser Abschlußplatte (13) befestigtes zylindrisches Element (12), das in einem ringförmigen Stirnplatten-Verschlußende (22) endet, das derart gestaltet und angeordnet ist, daß eine in stabiler Lage auf diesem Verschlußende bzw. Versiegelungsende ruhende Kugel einen Krümmungsmittelpunkt aufweist, der im wesentlichen zusammenfällt mit dem Krümmungsmittelpunkt der Kugel, die die Oberfläche des Spiegais (18) definiert;

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c) eine Target- bzw. Auffangschicht-Trägereinrichtung, die mit dem Verschlußende (22) in Eingriff gelangt und ein Target bzw. eine Auffangschicht (20) trägt, das bzw. die eine kugelförmige Oberfläche mit einem Krümmungsmittelpunkt definiert, der im. wesentlichen zusammenfällt mit dem Krümmungsmittelpunkt der Kugel, die die Gestalt des Stirnplatten-Verschlußendes (22) bestimmt; und

d) eine mit dem zylindrischen Element (12) versiegelte Όζ·». dicht damit verounäsne 3 time latte (11).
2. Röhrenkolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Stirnplatten-Verschlußendes (22) als kugelförmige bzw. sphärische Oberfläche gestaltet ist.
3. Röhrenkolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnplatte (11) mit dem zylindrischen Element (12) über eine Frittungsschicht einer vorbestimmten Dicke versiegelt ist.
4. Röhrenkolben nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frittungsschicht Einlegeelemente wie Glaskugeln (41) zur Bestimmung der genannten Dicke enthält.
5. Röhrenkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Stirnplatten-Verschlußende (22) eine kugelförmige Oberfläche in Verbindung mit einem Rillenschnitt für eine Frittung aufweist, zur Bildung einer Berührungslinie bzw. paralleler Berührungslinien, zwischen denen eine Frittungsrille begrenzt ist.
6. Röhrenkolben nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel, die die Gestalt des Stirnplatten-Verschlußendes (22) des zylindrischen Elements (12) bestimmt, und die Kugel, die die kugelförmige

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Oberfläche des Targets (20) bestimmt, im wesentlichen identisch sind.
7. Röhrenkolben nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnplatte (11) die Target-Trägereinrichtung ist und die Targetoberfläche direkt auf der Innenoberfläche der Stirnplatte befestigt ist.
3. Röhrenkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Target-Trägereinrichtung die Stirnplatte (11) und kombiniert damit ein Targetsubstrat (70) enthält, das auf der Stirnplatte befestigt ist.
9. Röhrenkolben nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnplatte (11) eine kugelförmige Gestalt aufweist, die im wesentlichen identisch ist mit derjenigen Kugel, die die Gestalt des Stirnplatten-Verschlußendes (22) des zylindrischen Elements (12) bestimmt, und daß das Targetsubstrat (70) durch eine Frittung in einem Abstand von der Stirnplatte (11) an dieser befestigt ist, und daß der Abstand durch Abstandshalter (71) eingestellt ist, deren Oberflächen mit derselben Kugelform wie die Innenoberfläche der Stirnplatte geschliffen sind.
10. Röhrenkolben nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnplatte (11) im wesentlichen flach ist und einen Umfangs-Versiegelungsrand mit sphärischer Gestalt aufweist, die im wesentlichen identisch ist mit derjenigen der Kugel, die die Gestalt des Stirnplatten-Verschlußendes (22) des zylindrischen Elements (12) bestimmt.
11. Röhrenkolben nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch^ gekennzeichnet, daß das zylindrische Element (12) getrennt von der Abschlußplafcte (13) ausgebildet und damit

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an einem Abschlußplatten-Verschlußende versiegelt ist.
12. Röhrenkolben nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußplatten-Verschlußende des zylindrischen Elements (12) eine sphärische Gestalt aufweist, die im v/esentlichen identisch mit derjenigen der Kugel ist, die die Oberfläche des Spiegels (18) definiert.
13. Röhrenkolben nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlußplaxte (13) über eine Frittungsschicht vorbestimmter Dicke mit dem zylindrischen Element (12) versiegelt ist.
14. Röhrenkolben nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Frittungsschicht Einlegeelemente wie Glaskugeln zur Bestimmung der genannten Dicke enthält.
15. Röhrenkolben nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Abschlußplatten-Verschlußende des zylindrischen Elements (12) parallele Berührungslinien aufweist, zwischen denen eine Frittungsrille begrenzt ist, oder aber eine sphärische Oberfläche in Verbindung mit einem Frittungsrillenschnitt zur Bildung einer Berührung.-;linie und einer Frittungsrille.
16. Röhrenkolben nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Target-Trägereinrichtung ein von der Stirnplatte (11) getrenntes und verschiedenes Target-Trägerelement enthält.
17. Röhrenkolben nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Target-Trägerelement eine insgesamt kugelförmige Gestalt auf v/eist, die im wesentlichen identisch mit derjenigen der Kugel ist, die die Gestalt des Stirnplatten-

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Verschlußendes (22) des zylindrischen Elements (12) bestimmt, und einen kreisförmigen Positionier- und Sitzring (101) enthält, der sich nach innen erstreckende Speichen (102) aufweist, die ein Targetsubstrat (103) tragen, und daß das Stirnplatten-Verschlußende (22) des zylindrischen Elements (12) eine innere, sphärisch gestaltete Oberfläche, die so angeordnet ist, daß sie mit dem Positionier- und Sitzring (101) in Eingriff gelangt, und eine äußere flache Oberfläche zum Versiegeln der Stirnplatte damit aufweist und Mittel zwischen dem Positionierund Sitzring und der Stirnplatte vorgesehen sind, durch die dieser Ring in Eingriff mit der inneren, sphärisch gestalteten Oberfläche gedrückt wird.
18. Röhrenkolben nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der Targetoberfläche (20) etwas größer als diejenigen des darauf aufzudruckenden Rasters (21) sind.
19. Röhrenkolben nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem Target (20) zugeordnete Wärmeableitungsmittel vorgesehen sind.
20. Röhrenkolben nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine an der Stirnplatte (11) befestigte Korrekturlinse (33) zur Korrektur von sphärischer Aberration.
21. Röhrenkolben nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnplatte (11) entweder eine sphärische Gestalt aufweist, die im wesentlichen identisch mit derjenigen der Kugel ist, die die Gestalt des Stirnplatten-Verschlußendes (22) des zylindrischen Elements (12) bestimmt, und die Korrekturlinse (33) im Abstand von der Stirnplatte (11)

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mittels einer Halterungseinrichtung gehalten wird, die auf die Stirnplatte (11) derart aufgesetzt ist, daß die Korrekturlinse (33) bezüglich des Spiegels (18) und des Targets (20) ausgerichtet ist, oder aber daß die Stirnplatte (11) im wesentlichen flach ausgebildet ist und die Korrekturlinse (33) an der Stirnplatte durch eine Linsenhalterung befestigt ist.
22. Röhrenkolben nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Verbindungsmittel zum elektrischen Verbinden des Targets (20) mit dem Spiegel (13).
23. Röhrenkolben nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandung des zylindrischen Elements (12) mit einem lichtundurchlässigen, elektrisch leitenden Überzug versehen ist.
24. Verfahren zur Herstellung eines Röhrenkolbens für Projektionsfernsehen nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Ausbildung einer Abschlußplatte mit einem sphärisch gestalteten Spiegel auf ihrer Innenoberfläche;

b) Befestigung eines zylindrischen Elements an der Abschlußplatte, welches mit einem ringförmigen Stirnplatten-Verschlußende endet, das so gestaltet und angeordnet ist, daß eine in stabiler Lage auf dem Verschluß- bzw. Versiegelungsende ruhende Kugel einen Krümmungsmittelpunkt aufweist, der im wesentlichen zusammenfällt mit dem Krümmungsmittelpunkt der Kugel, die die Oberfläche des Spiegels definiert;

c) Anordnung einer Target-Trägereinrichtung auf dem Stirnplatten-Verschlußende des zylindrischen Elements, wobei die Target-Trägereinrichtung so gestaltet ist, daß sie mit

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dem Stirnplatten-Verschlußende in Eingriff gelangt und ein Target trägt, das eine sphärische Oberfläche definiert, deren Kriimmungsmittelpunlit bei dieser Anordnung im wesentlichen mit demjenigen der Kugel zusammenfällt, die die Gestalt des Stirnplatten-Verschlußendes definiert, wobei die Anordnung der Target-Trägereinrichtung in Verbindung mit der Höhe des zylindrischen Elements dazu dient, eine vorbestimmte Lage des Targets bezüglich des Spiegels zu erreichen; und

d) dichte Verbindung bzw. Versiegelung einer Stirnplatte mit dem zylindrischen Element derart, daß das Target in der vorbestimmten Lage dauerhaft festgelegt wird.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte des Versiegeins der Stirnplatte mit dem zylindrischen Element und des Versiegeins des zylindrischen Elements mit der Abschlußplatte gleichzeitig durchgeführt werden unter Verwendung einer Frittung, die zwischen den zu versiegelnden Oberflächen angeordnet wird, daß aus der Stirnplatte, dem zylindrischen Element und der Abschlußplatte mit der Frittung eine Baugruppe gebildet wird und diese Baugruppe einem Erhitzungszyklus ausgesetzt wird, der Erwärmungs-, Frittungsalctxvierungs- und AbkühlungsZeiträume enthält, und daß die Frittungen zwischen der Stirnplatte und dem Stirnplatten-Verschlußende und zwischen der Abschlußplatte und dem Abschlußplatten-Verschlußende als Schichten mit vorbestimmter Dicke aufgebracht werden, die Einlegeelemente zur Erreichung der vorbestimmten Dicke enthalten.
26. Projektionsfernsehröhre mit einem Röhrenkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 23, gekennzeichnet durch

- einen mit der Abschlußplatte versiegelten Röhrenhals,

- Verbindungsmittel zum elektrischen Verbinden des Targets und des Spiegels, mit einem elektrisch leitenden Film, der mit dem Target in Berührung ist und auf die

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Innenoberflache der Stirnplatte aufgetragen ist, einem leitenden Draht, der diesen Film mit dem Spiegel elektrisch verbindet, und mit einem sich durch die Wandung des zylindrischen Elements hindurch erstreckenden Anodenanschluß, der mit dem Draht verbunden ist,

- eine in den Röhrenhals dicht eingeschlossene Elektronenkanone, die so angeordnet ist, daß ein Elektronenstrahl erzeugt wird, der ein Raster auf dem Target aufdruckt,

- und

- eine Elektronenstrahl-Fokussiereinrichtung.
27. Verfahren zur Herstellung einer Projektionsfernsehröhre nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß

a) ein Röhrenkolben durch das Verfahren nach Anspruch oder 25 hergestellt wird,

b) daß ein Halsteil mit der Abschlußplatte dicht verbunden wird,

c) daß ein elektrisch leitender Überzug auf der Innenwandung des zylindrischen Elements aufgebracht wird,

d) daß ein Anodenanschluß befestigt wird,

e) daß eine elektrische Verbindung zwischen dem Spiegel und dem Target hergestellt wird,

f) daß eine Elektronenkanone vorgesehen wird, die derart angeordnet wird, daß ein Elektronenstrahl auf das Target gerichtet wird, wobei die Elektronenkanone in dem Halsteil dicht eingeschlossen wird,

g) daß das Halsteil verschlossen bzw. versiegelt wird und ein Vakuum dabei innerhalb des Röhrenvolumens geschaffen wird, und

h) daß eine Elektronenstrahl-Fokussiereinrichtung auf dem Halsteil befestigt wird.

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28. Röhrenkolben nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Element (12) einteilig mit der Abschlußplatte (13) ausgebildet ist.
29. Röhrenkolben nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die WärmeabIeitungsmittel eine an der Außenoberfläche der Stirnplatte (11) befestigte leitende Platte aufweist, deren Lage dem Target entspricht, und daß eine Wärmeaustauschoberfläche vorgesehen ist., durch die die Wärme von dem Target durch die Wandung der Stirnplatte hindurch zur umgebenden Atmosphäre abgeleitet wird.
30. Röhrenkolben nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Platte in die Wandung der Stirnplatte (11) eingelegt ist und die Dicke der Stirnplatte an der Stelle, wo die Wärme von dem Target abgeführt wird, reduziert ist.
31. Röhrenkolben nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsmittel eine elektrisch leitende Dünnschicht, die mit dem Target in Berührung ist und auf die Target-Trägereinrichtung aufgetragen ist, einen elektrisch leitenden Draht, der die Dünnschicht mit dem Spiegel verbindet, und einen Anodenanschluß, der sich durch die Wandung des Röhrenkolbens hindurch erstreckt, enthält.
32. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß das zylindrische Element mit der Abschlußplatte durch Flammversiegelung verbunden wird bzw. das zylindrische Element einteilig mit der Abschlußplatte ausgebildet wird.
33. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des zylindrischen Elementes in der Nähe des Stirnplatten-Verschlußendes auf einer Temperatur gehalten

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wird, die oberhalb derjenigen liegt, auf der die Stirnplatte während des letzten Teils der Erwärmungsperiode und des ersten Teils der Frittungs-Aktivierungsperiode des Erwärmungszyklus gehalten wird.
34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des zylindrischen Elementes in der Nähe des Stirnplatten-Verschlußendes etwa um 3O°C oberhalb der Temperatur der Stirnplatte gehalten wird.

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