DE2911684A1

DE2911684A1 - Projektions-kathodenstrahlroehre

Info

Publication number: DE2911684A1
Application number: DE19792911684
Authority: DE
Inventors: George Robert Hergenrother; Peter Julian Sprague
Original assignee: Advent Corp
Current assignee: Advent Corp
Priority date: 1978-03-27
Filing date: 1979-03-24
Publication date: 1979-10-04
Also published as: FR2421461A1; JPS54128626A; CA1131285A; GB2017396B; GB2017396A; IT7947688A0; IT1203226B; US4177400A

Description

DR.-ING. OIPU.-ING. M. jC. J.fL-Pli.-. DR. DIPU -PHVS. KPt.-^HYS. DR.

HÖGER - STELLRECHT - GRIESSBACH - HAECKER BOEHME

PATENTANWÄLTE IN STUTTGART

A 43 121 fa Anmelder: Advent Corporation

k - 177 195 Albany Street

22. März 1979 Cambridge, Mass. 02139

USA

Beschreibung Projektions-Kathodenstrahlröhre

Die Erfindung betrifft eine Projektions-Kathodenstrahlröhre.

Derartige Röhren sind hinsichtlich ihres optischen Systems in unterschiedlicher Weise ausgebildet, um elektronisch erzeugte Bilder auf ausserhalb der Röhren befindliche Projektionsschirme zu projizieren. Speziell befaßt sich die vorliegende Erfindung mit Projektions-Kathodenstrahlröhren, bei denen im Inneren des Röhrenmantels ein Target vorgesehen ist, welches eine auf einen Elektronenbeschuß ansprechende Beschichtung aufweist. Derartige Beschichtungen können entweder aus Phosphormaterialien oder je nach dem verwendeten optischen System auch aus sog. "Dunkelspur (dark trace)-Materialien" bestehen. Dabei ist eine Elektronenkanone so angeordnet, dass sie einen Elektronenstrahl gemäß einem vorgegebenen Muster oder Raster auf das Target projiziert. Dieser Elektronenstrahl erzeugt nun auf der Targetfläche entweder durch Fluoreszenz ein sichtbares Leuchtbild oder moduliert strahlenförmig gebündeltes sichtbares Licht, welches auf das Target auftrifft derart, dass sich ein sichtbares Bild ergibt, wobei das sichtbare Bild bzw. das Leuchtbild in beiden Fällen mittels einer geeigneten Optik aus dem Inneren der Röhre heraus auf einen externen Projektionsschirm projiziert wird.

Bei den bekannten Projektions-Kathodenstrahlröhren hat es sich

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nun als schwierig erwiesen, das Target gegenüber den übrigen Elementen der Röhre exakt auszurichten, was jedoch wegen, der Vergrößerung des zunächst auf dem Target erzeugten Bildes besonders kritisch ist. Insbesondere haben sich Schwierigkeiten bei Projektionsröhren mit einer sog. Schmidt-Optik ergeben, die als Fernseh-Projektionsröhren eingesetzt werden. Derartige Projektions-Kathodenstrahlröhren sind beispielsweise in den US-Ps'en 2 453 003, 2 520 190, 2 960 615, 2 663 012 und 4 034 398 beschrieben. Die Hauptelemente bei diesen Röhren sind eine Elektronenkanone, ein Target, welches auf einer dem auftreffenden Elektronenstrahl unmittelbar gegenüberliegenden Targetfläche mit einem Phosphor beschichtet ist, ein Hohlspiegel mit. einer Mittelöffnung, durch die^e£lektronenstrahl hindurchtritt, wobei die Spiegelfläche des Hohlspiegels eine Kugelkalotte ist, und eine transparente Frontplatte, durch die das Bild auf einen ausserhalb der Röhre bzw. des Röhrenmantels befindlichen Projektionsschirm projiziert wird. Bei all diesen Systemen ist zwischen dem Spiegel und dem Projektionsschirm eine Korrekturlinse angeordnet, die eine optische Korrektur.bewirkt, insbesondere eine Korrektur der von dem Spiegel bewirkten sphärischen Aberration. Die Korrekturlinse kann ausserhalb des Röhrenmantels vor der Frontplatte angeordnet sein oder als Frontplatte im Röhrenmantel angeordnet werden oder zwischen dem Target und der Frontplatte im Inneren des Röhrenmantels vorgesehen werden.

Bei den Projektions-Kathodenstrahlröhren gemäß den oben erwähnten Patentschriften ist die Ausrichtung des Targets gegenüber dem Spiegel in allen Fällen äusserst kritisch. Daher sind das Target und der Spiegel beide an einer Rahmenanordnung montiert, die relative Stellbewegungen zwischen den beiden Elementen ermöglicht und die von dem Röhrenmantel vollständig umschlossen ist. Als Stellelemente sind dabei an dem Rahmen typischerweise Gewindeelemente vorgesehen, welche für eine Justierung nur so lange zu-

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gänglich sind, bis die Röhre verschlossen und evakuiert wird. Typischerweise wird die Justierung vor dem eräjültigen Zusammenbau der Röhre mittels einer Prüfvorrichtung durchgeführt, die den Rahmen mit dem Target und dem Spiegel aufnimmt, wobei eine Lichtquelle^a<^IeTLn Sichtschirm vorgesehen sind. Bei den Justierarbeiten werden die optischen Erfordernisse des fertigen Fernsehpro j ektionssy stems berücksichtigt, welches entweder eine einzige Projektions-Röhre oder mehrere Röhren aufweisen kann, wie dies zum Beispiel bei dem Dreifarben-Projektionssystem mit getrennten Röhren der Fall ist, welches in der US-PS 3 004 099 beschrieben ist. Wegen der Bildvergrößerung beim Projizieren führen selbst sehr kleine Bewegungen des Targets bezüglich des Spiegels zu starken Änderungen in der axialen Fokusierung und/oder der Neigung der Brennebene. In welchem umfang solche Fehler bzw. Änderungen der Justierung in einem bestimmten Projektionssystem in Kauf genommen werden können, ist im Einzelfall von der geforderten Auflösung sowie davon abhängig, ob Justierungsfehler durch Änderung der Anordnung des Projektionsschirms gegenüber der Projektionsvorrichtung kompensiert v/erden können. Ausserdem können Justierungsfehler, die bei einem Projektionssystem mit einer einzigen Projektionsröhre noch erträglich sind, bei Projektionssystemen mit mehreren Röhren unzulässig sein, da bei diesen eine genaue Deckung der Einzelbilder auf dem Projektionsschirm erreicht werden muß.

Die vorstehend beschriebenen Projektionssysterne, bei denen eine metallische Rahmenanordnung vorgesehen ist, um den Spiegel und das Target relativ zueinander zu justieren, sind teuer und kompliziert. Hinzu kommt, dass selbst dann, wenn alle Justierarbeiten zunächst sehr genau in der Prüfvorrichtung durchgeführt wurden, anschließend in der vorbereiteten Unteranordnung Spannungen auftreten können, die ausreichend groß sind, um merkliche oder sogar nicht mehr akzeptierbare Veränderungen in der optischen Aus-

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richtung hervorzurufen, deren Korrektur nach völliger Fertigstellung der Projektionsröhre nicht mehr möglich ist. Dies liegt zum einen daran, dass die Röhrenelemente, insbesondere der Rahmen, beim Versiegeln und Aushärten des Röhrenmantels hohen Temperaturen ausgesetzt sind, die zu bleibenden Fehlausrichtungen führen können, insbesondere aufgrund unterschiedlicher thermischer Dehnungskoeffizienten von Bauteilen, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Zum anderen können die fertiggestellten Röhren beim Transport und bei der Handhabung mechanischen Stössen und Vibrationen ausgesetzt sein, die zu einer permanenten Fehlausrichtung führen. Drittens werden aber beim Arbeiten der Röhre im Bereich des kleinen hell beleuchteten Targets beträchtliche Wärmemengen erzeugt. Auch diese Hitze kann zu schädlichen Verformungen führen, wenn'sie nicht wirksam abgeführt wird. Beispielsweise können sich bei der Justierung festgelegte Einstellelemente beim Ein- und Ausschalten der Projektionsröhre aufgrund der durch die Temperaturänderung hervorgerufenen Dehnungs- und Schrumpfungserscheinungen allmählich lösen, was ebenfalls zu einer permanenten Fehlausrichtung führt.

Zusammenfassend läßt sich feststellen, dass bei den bekannten Projektions-Kathodenstrahlröhren verschiedene Möglichkeiten bestehen, die zu einer permanenten Fehlausrichtung von Spiegel und Target führen können, wobei diese Fehlausrichtungen, wenn die Röhre erst einmal dichtend verschlossen ist, nicht mehr zugänglich sind. Weiterhin ergeben sich bei den bekannten Röhren Schwierigkeiten, die darauf zurückzuführen sind, dass das Target an einer Rahmenanordnung montiert ist, welche ihrerseits von dem Röhrenmantel abgestützt wird. Bei einem solchen Aufbau bestehen nämlich häufig nur begrenzte Möglichkeiten, die an dem Target entstehende Wärme in die Umgebung der Projektionsröhre abzuführen. Wenn aber an der Targetoberfläche ein Wärmestau eintritt, dann wird hierdurch die Wirksamkeit der Phosphorbeschichtung und deren Lebendauererwartung beeinträchtigt. Ausserdem führt ein

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starker Temperaturanstieg der Röhrenelemente zu besonders starken Dehnungserscheinungen, die während des Eetriebs der Röhre zu einer zeitweiligen Verschiebung der optischen Fokusierung führen können. Auch in diesem Fall ist es wieder nicht möglich, während des Betriebes der Röhre korrigierend einzugreifen, da die Justiereinrichtungen nicht zugänglich sind.

Ausgehend von den vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Projektions-Kathodenstrahlröhre anzugeben, bei der jederzeit eine Korrektur von aus irgend welchen Gründen eingetretenen FehlJustierungen möglich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine Projektions-Kathodenstrahlröhre gelöst, welche durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist:

a) Es ist ein dichtend verschlossener, evakuierter Röhrenmantel mit einem Frontbereich vorgesehen, in dem eine Mittelöffnung vorgesehen ist;

b) es ist ein Faltenbalg vorgesehen, dessen eines Ende dichtend mit der Mittelöffnung verbunden ist und dessen anderes Ende geschlossen ist;

c) es ist ein Target vorgesehen, welches im Inneren des Röhrenmantels iRitdem geschlossenen Ende des Balgs verbunden i^st und eine Fläche aufweist, die mit einer auf einen Elektronenbeschuß ansprechenden Beschichtung versehen ist;

d) es ist eine Elektronenkanone vorgesehen, die im Inneren des Röhrenmantels angeordnet ist und mit deren Hilfe ein auf die bescnicntete Targetfläche auftreffender Elektronenstrahl erzeugbar ist und

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e) es sind Stelleinrichtungen vorgesehen, die auf der Aussenseite des Röhrenmantels zum Einstellen des Targets relativ zu dem Frontbereich zugänglich sind und die eine ausserhalb des Röhrenmantels angeordnete und an diesem abgestützte Rahmenanordnung aufweisen, mit der das Target über ein durch den Balg hindurchgehendes Verbindungselement verbunden ist und deren Lage bezüglich der Frontfläche mittels Stellelementen veränderbar ist.

Die entscheidenden Vorteile der erfindungsgemäßen Projektions-Kathodenstrahlröhre ergeben sich dadurch, dass als Bestandteil des Röhrenmantels ein Balg vorgesehen ist, der dichtend in eine öffnung des Frontbereichs bzw. der Frontplatte eingesetzt ist.

Der Balg steht dabei nach innen in den Röhrenmantel vor und ist an seinem inneren Ende geschlossen, wobei das Target im Inneren des Röhrenmantels an dem inneren Ende befestigt ist. Andererseits besteht auch die Möglichkeit,dass der Balg,ausgehend von seinem dichtend mit der Frontplatte verbundenen Ende, nach aussen von dem Röhrenmantel absteht. In diesem Fall ist dann das äussere Ende des Balges geschlossen. Vorzugsweise liegt jedoch das Innere des Balges ausserhalb des evakuierten Raums. Zum Zwekke der Justierung,die auch jederzeit nach Fertigstellung der Röhre vorgenommen werden kann, ist an dem Target eine Stange bzw. ein Schaft befestigt, welche durch das Innere des Balges hindurch zu einer äusseren Anordnung führt, typischerweise zu einer Rahmenanordnung, die für eine Justierung der Lage des Schaftes geeignet ist. Die Einstelleinrichtungen sind dabei so ausgebildet, dass das Target in unterschiedlicher Weise verstellt werden kann, wie dies durch den Balg ermöglicht wird. Beispielsweise kann eine Verschiebung längs der Achse der Projektionsröhre, eine Drehung uni diese Achse oder ein Verschwenken gegenüber dieser Achse erfolgen.

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Als weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Konstruktion ergibt sich die Möglichkeit, eine direkte metallische Wärmebrücke zu schaffen, um Wärme von dem Target zur Aussenseite der Röhre abzuführen, wobei die Wärmebrücke Teile der Einstelleinrichtungen und des Balges selbst umfassen kann. Erfindungsgemäß besteht also die Möglichkeit, Wärme von der Targetfläche abzuführen und die Temperatur derselben zu regeln. Insbesondere besteht, wenn dies erwünscht ist, auch die Möglichkeit, dem Target über die Wärmebrücke Wärme von einer äusseren Wärmequelle zuzuführen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand von Unteransprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt einer bevorzugten Ausführungsform einer Projektions-Kathodenstrahlröhre gemäß der Erfindung mit einer Schmidt-Optik;

Fig. 2 eine Ansicht des in Fig. 1 rechten Endes der Kathodenstrahlröhre gem. Fig. 1 nach Entfernen einer Korrekturlinse und

Fig. 3 einen Querschnitt durch das in Fig. 2 gezeigte Ende der Kathodenstrahlröhre längs der Linie 3-3 in dieser Figur.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungäbrm einer Projektions-Kathodenstrahlröhre 12 gem. der Erfindung - nachstehend einfach als Röhre 12 bezeichnet - die mit einem optischen Projektionssystem nach Schmidt, kurz "Schmidt-Optik".versehen ist. Die Röhre 12 ist aus einer Anzahl von Elementen aufgebaut, die zusammen eine geschlossene Hülle bzw. einen Röhren-

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mantel bilden, der einen evakuierten Hohlraum 14 umschließt. Eine Korrekturlinse 16 ist in einer im wesentlichen rohrförmigen Blende 18 montiert, welche ihrerseits an einer flachen Glasplatte 20 befestigt ist, die einen Bestandteil des Röhrenmantels bildet. Die anderen Elemente des Röhrenmantels bestehen aus Glas oder Keramikmaterial und sind in üblicher, geeigneter Weise dichtend miteinander verbunden. Ein rohrförmiges Element 22 des Röh-

ist
renmantels vorzugsweise entweder zylindrisch oder kegelstumpfförmig ausgebildet. Weiterhin ist ein scheibenförmiger Spiegel mit einer Mittelöffnung 26 vorgesehen. Bei einigen Ausführungsformen kann die "Mittelöffnung" in gewissem Umfang versetzt sein. Der Spiegel 24 besitzt im Inneren des Röhrenmantels eine konkave Spiegelfläche 28, die im wesentlichen als Kugelfläche ausgebildet und durch eine metallische, reflektierende Beschichtung gebildet wird, die beispielsweise aus Aluminium besteht, welches aufgedampftjoder in anderer Weise auf den Grundkörper des Spiegelsl aufgetragen wird. Schließlich besitzt die Röhre 12 einen der Aufnahme einer Elektronenkanone dienenden Hals 30, der als längliches rohrförmiges Element ausgebildet und an seinem der Mittelöffnung 26 abgewandten Ende geschlossen ist. Angrenzend an das geschlossene Ende des Halses 30 ist in diesem eine in üblicher Weise aufgebaute Elektronenkanone 32 angeordnet, welche einen Elektronenstrahl in Richtung der Symmetrieachse 34 aussendet. Die Röhre 12 ist ausserdem mit elektrostatischen oder magnetischen Linsen für den Elektronenstrahl und mit Ablenkeinrichtungen ausgerüstet, wobei diese Elemente in üblicher Weise ausgebildet sind und die Wiedergabe eines Bildes durch den Elektronenstrahl ermöglichen. Die Linsen und die Ablenkeinrichtungen (nicht dargestellt) sind auf der Aussenseite des länglichen Halses 30 angeordnet.

Im Inneren der Röhre 12 ist ein Target 36 so angeordnet, dass der Elektronenstrahl direkt auf eine Targetfläche 38 auffallen

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kann, die normalerweise im wesentlichen eine Kugelfläche ist. Die Targetfläche 38 hat dabei etwa die gleiche Größe wie ein üblicher Fernseh-Bidschirm, der von einem Elektronenstrahl überstrichen wird. Die Targetfläche ist typischerweise eine rechteckige Kugelfläche, welche mit einer auf einen Elektronenbeschuß ansprechenden Beschichtung 40 versehen ist. Unter einer "auf einen Elektronenbeschuß ansprechenden Beschichtung" ist dabei eine Beschichtung aus einem Phosphor- oder einem anderen fluoreszenten Material zu verstehen, wie es üblicherweise für die Bildschirme von normalen Fernsehgeräten verwendet wird. Die Beschichtung kann aber auch aus einem sog."Dunkelspur (dark trace)-Material" bestehen, wie es in der eingangs erwähnten US-PS 2 663 012 beschrieben ist. Unter einer auf Elektronenbeschuß ansprechenden Beschichtung sind also sowohl Beschichtungen aus einem Material zu verstehen, bei denen während oder nach dem Auftreffen eines Elektronenstrahls sichtbares Licht erzeugt wird, als auch Beschichtungen aus einem Material, bei denen sich das Reflexionsvermögen oder die Undurchlässigkeit für auftreffendes sichtbares Licht in Abhängigkeit von Änderungen der Intensität eines auf die Beschichtung auftreffenden Elektronenstrahls ändert.

Wie dies besonders aus den Fig. 2 und 3 deutlich wird, sind bei der erfindungsgemäßen Röhre 12 spezielle Einstelleinrichtungen vorgesehen, welche eine Einstellung des Targets 36 gegenüber der Spiegelfläche 28 ermöglichen. Zur Aufnahme der Stelleinrichtungen weist der Röhrenmantel einen metallischen Balg 42 auf, der ein geschlossenes Ende und ein offenes Ende besitzt, wobei das offene Ende dichtend mit einer runden, metallischen Flanschplatte 44 verschweißt bzw. verlötet ist, deren äusserer Rand dichtend mit der Aussenseite der Glasplatte 20 verbunden ist. Der Innenraum 48 des Balges 42 steht also unter JVtnosphärandruck, während die Aussenseite des Balges 42 von dem evakuierten Hohlraum 14 umgeben ist. Vorzugsweise wird der Balg geschlossen, indem man ihn mittels einer Druckdichtung mit einer

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einen Flansch 56 aufweisenden Spindel 50 verschweißt bzw. verlötet, welche einen Gewindeansatz 52 aufweist, der in eine Sackbohrung 54 an der Rückseite des Targets 36 eingeschraubt ist. Bei dieser Ausgestaltung stützt sich der Flansch 56 der einstükkig an die Spindel 50 angeformt ist, fest an einer Schulter des Targets 36 ab, so dass das Target 36 jeder Bewegung des geschlossenen Endes des Balges 42 folgt.

Die Spindel 50 ist auf der dem Gewindeansatz 52 abgewandten Seite des Flansches56 mit einem weiteren Gewindeansatz 60 versehen, welcher in eine Gewindebohrung eines Bolzens 58 eingeschraubt ist, der an seinem anderen Ende mit einem Aussengewinde versehen ist, auf welches eine Stellmutter 62 aufgeschraubt ist.

Der Bolzen 58 wird gleitverschieblich durch eine Mittelbohrung einer dreiarmigen Metallplatte 64 geführt, deren Arme um 120 gegeneinander versetzt sind und an ihren Enden angeformte Augen 66, 68 und 70 aufweisen. Jedes Auge 66 - 70 ist mit einer Gewindebohrung zur Aufnahme einer Stellschraube 72 versehen. Die Stellschrauben sind an ihrem äusseren, in Fig. 3 rechten Ende mit einem Kopf zum Ansetzen eines Schraubenschlüssels versehen und stützen sich mit ihrem inneren, in Fig. 3 linken Ende an der Flanschplatte 44 ab.

Der Balg 42 ist von einer als Druckfeder dienenden Schraubenfeder 74 umgeben, deren eines Ende sich an einem Flanschring 76 abstützt, der in eine Mittelöffnung 46 der Glasplatte 20 eingesetzt ist, und deren anderes Ende sich an einem Flanschring 78 abstützt, der die Sackbohrung 54 des Targets 36 umgibt und sich an einer Ringfläche desselben abstützt. Bei der fertigmontierten Anordnung wirkt die Schraubenfeder 74 als Druckfeder, so dass über die Spindel 50 Zugkräfte übertragen varden, die zur Folge haben, dass die Stellschrauben 72 unter Federspannung an der Flanschplatte 44 anliegen. Wenn es erwünscht ist, kann auch

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der Balg 42 so ausgebildet werden, dass er eine beträchtliche Federspannung ausüben kann, die der Vorspannung der Schraubenfeder 74 überlagert wird und in der gleichen Richtung wirkt. Wenn der Balg 42 eine ausreichende Federwirkung besitzt, um in dem Bolzen 58 eine Zugkraft zu erzeugen, die gewährleistet, dass die Stellschrauben 72 mit ausreichendem Druck an der Flanschplatte 44 anliegen, dann kann man gegebenenfalls auch auf die Schraubenfeder 74 verzichten. Ferner besteht bei entsprechender Änderung der Abmessungen der Bauteile und geeigneter Änderung der Konstruktion auch die Möglichkeit, statt der auf der Aussenseite des Balges 42 angeordneten Schraubenfeder eine entsprechende Schraubenfeder im Inneren des Balges 42 anzordnen.

Bei der Herstellung der in Fig. 2 und 3 gezeigten Anordnung wird zunächst eine Unteranordnung hergestellt, indem^aSas eine Ende des Balges 42 mit der Flanschplatte 44 und das andere Ende desselben mit der Spindel 50 dichtend verschweißt. Anschliessend wird dann die Flanschplatte 44 über die Mittelöffnung 46 der Glasplatte 62 gelegt und unter Druck dichtend mit der Glasplatte verschweißt. Danach werden die Schraubenfeder 74 und die Flanschringe 76 und 78 über den Balg 42 geschoben, woraufhin das Target 36 so weit auf den Gewindeansatz 52 aufgeschraubt wird, bis es stramm an dem Flansch 56 anliegt. Anschließend wird dann der Bolzen 58 in das Innere des Balges 42 vorgeschoben und auf den Gewindeansatz 60 aufgeschraubt, bis er fest mit der Spindel 50 verbunden ist. Schließlich werden die übrigen Teile des Röhrenmantels in üblicher Weise zusammengebaut und bei erhöhter Temperatur dichtend miteinander verbunden.

Mit Hilfe der beschriebenen Stelleinrichtungen kann die Lage der mit der Beschichtung 40 versehenen Targetfläche 38 mechanisch direkt gegenüber der Aussenseite der Flanschplette 44 eingestellt werden, welche ihrerseits eine starre Lage bezüglich der Spbsgel-

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fläche 28 einnimmt, die wiederum integraler Bestandteil des starren Röhrenmantels ist. Im einzelnen erfolgt eine Verstellung des Targets 36 in Längsrichtung der Symmetrieachse 34 der Röhre 12 durch ein Verdrehen der Stellmutter 62. Bei einer derartigen Verstellung wird der Brennpunkt der Röhre 12 geändert. Eine entsprechende Verstellung kann zusätzlich oder stattdessen auch durch ein gleichmäßiges Verstellen aller drei Stellschrauben 72 erfolgen.

Weiterhin kann die Achse des Bolzens 58 gegenüber der Symmetrieachse 34 verschwenkt werden, wenn man gezielt an ein oder mehreren Stellschrauben 72 dreht. Während mit Hilfe der Stelleinrichtungen eine Grobeinstellung vor der Fertigstellung und dem Evakuieren des Röhrenmantels erfolgt, führt man die endgültige Feineinstellung erst nach der Fertigstellung der Röhre durch. Auf diese Weise wird eine Feineinstellung unter Betriebsbedingungen ermöglicht, d. h. während ein Elektronenstrahl auf die Beschichtung 40 des Targets 36 auftrifft.

Wie Fig. 2 zeigt, ist mit dem Rahmen bzw. der Platte ,64 mittels einer Schraube 82 eine Leitung 80 verschraubt, die den Anodenanschluß für das Target 36 bildet.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, dass die Anordnung gem. Fig. 3 durch die Wirkung der Schraubenfeder 74 und/oder des Balges 42 in der eingestellten Lage gehalten wird, wobei ausserdem der Druckunterschied zwischen dem Innendruck und dem Aussendruck des Balges wirksam ist. Wenn es erwünscht ist, können Sperreinrichtungen vorgesehen sein, die die Stellschrauben in der eingestellten Lage halten. Beispielsweise können Gegenmuttern vorgesehen sein, welche auf die Stellschrauben 72 aufgeschraubt werden und welche nach Einstellung der Stellschrauben so angezo-

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gen werden, dass sie an den Augen 66 - 70 anliegen. In entsprechender V/eise kann auf dem äusseren Ende des Bolzens 58 zur Sicherung der Stellmutter 62 eine Gegenmutter vorgesehen sein.

Wenn es erwünscht ist, können bei der vorstehend beschriebenen Anordnung auch Einrichtungen vorgesehen sein, die die Stellschrauben 72 starr an der Flanschplatte 44 festlegen, nachdem die gewünschte Einstellung durchgeführt ist. Zu diesem Zv7eck können geeignete Bügel, Federn oder Klammern vorgesehen werden. Es kann aber auch ein Kleber oder ein Kitt zur Schaffung einer starren Verbindung verwendet werden. Auf diese Weise können der Bolzen 58 und das damit verbundene Target 36 in der einmal eingestellten Lage bezüglich der Glasplatte 20 festgelegt werden, ohne dass die Notwendigkeit bestünde, in dem Bolzen 58 Zugkräfte aufrecht zu erhalten.

Wie speziell aus Fig. 3 deutlich wird, bilden die Spindel 50, der Bolzen 58 und der Stellrahmen bzw. die Platte 64 sowie der Balg 42 und die Flanschplatte 44 einen direkten metallischen Pfad für einen Wärmefluß von oder zu dem Target 36. Der Rahmen 64 besitzt dabei eine große Fläche, welche in Kontakt mit der Luft ausserhalb der Röhre 12 steht. Auf diese Weise kann in der Beschichtung 40 des Targets 36 entstehende Wärme nicht nur schnell abgeführt v/erden; vielmehr besteht bei entsprechender konstruktiver Gestaltung die Möglichkeit, den Wärmeabfluß einzustellen und auf diese Weise die Temperatur des Targets 36 innerhalb vorgegebener Grenzen zu halten. Eine Regelung der Targettemperatur ist jedoch überaus wichtig, da die Empfindlichkeit der Beschichtung 40 gegenüber dem Elektronenstrahl häufig eine Funktion ihrer Temperatur ist. Im Einzelfall kann eine Temperaturregelung auf unterschiedliche Weise erfolgen, beispielsweise dadurch, dass man die Metall-

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platte 64 als Kühlblech benutzt oder als Träger für Kühlbleche. Tatsächlich bildet die Platte 64 selbst ein Kühlblech. Ein derartiges Kühlblech kann nun in bekannter Weise entsprechend der gewünschten Temperatur des Targets 36 ausgebildet werden. Ausserdem besteht die Möglichkeit der beschriebenen Anordnung, Wärme zuzuführen, indem man mit einem der Bauteile 42-64 eine äussere Qärmequelle verbindet. Das Anbringen einer derartigen Wärmequelle in Verbindung mit Regeleinrichtungen ist besonders bei der Verwendung von Dunkelspur-Material für die Beschichtung nützlich, da die Empfindlichkeit dieser Materialien innerhalb vorgegebener Temperaturgrenzen besonders gut ist.

Während die Frontplatte beim betrachteten Ausführungsbeispiel eine flache Glasplatte 20 ist und die optischen Korrekturen, die bei einem Schmidt'sehen Projektionssystem erforderlich sind, mit Hilfe einer eigenen Korrekturlinse 16 ausserhalb der Röhre durchgeführt werden, kann auch die Frontplatte selbst als Korrekturlinse ausgebildet werden. In diesem Fall befindet sich dann das gesamte optische System innerhalb des Röhrenmantels.

Die Herstellung von erfindungsgemäßen Projektions-Kathodenstrahlröhren ist wesentlich einfacher als die Herstellung entsprechender vorbekannter Röhren. Dies hat seinen Grund teilweise in einer Verringerung der Anzahl der erforderlichen Bauelemente. Ausserdem verbessert die Verringerung der dem Vakuum ausgesetzten Oberfläche die Reinheit der Röhre. Weiterhin ist die Notwendigkeit der Aufrechterhaltung enger Toleranzen bezüglich der Anordnung von Spiegel und Target verringert, was insbesondere während des Zusammenfügens der Elemente des Röhrenmantels unter Verwendung von wärmehärtenden Klebern und/oder Glasfritten ins Gewicht fällt. Die Fertigungstoleranzen für die Bauelemente, die den Spiegel und das Target in einem vorgegebenen

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Abstand voneinander halten sollen, können also größer sein. Ausserdem entfällt aufgrund der Halterung des Targets an der Glasplatte 20 die Notwendigkeit, spezielle Halterungseinrichtungen wie Bügel oder Spinnen vorzusehen, die sich ausgehend von dem Target in radialer Richtung über die Frontplatte erstrecken, wo sie teilweise die von dem Spiegel 24 ausgehenden Lichtstrahlen verdecken.

Die Erfindung ermöglicht somit ohne weiteres eine Verstellung der Brennweite der vollständig montierten Kathodenstrahlröhre, da die Brennweite eine Funktion der Lage der Targetoberfläche in Längsrichtung der optischen Achse bzw. der Symmetrieachse ist. Die optische Achse ist dabei eine Linie, die einen Krümmungsradius der Spiegelfläche 28 durchläuft und die ausserdem senkrecht zu der Achse verläuft,um die die Korrekturlinse entsprechend den bekannten optischen Kriterien erzeugt wurde.

Wie bereits erwähnt, kann die auf einen Elektronenbeschuß ansprechende Beschichtung 40 entweder aus einem Phosphormaterial oder einem Dunkelspur-Material bestehen. In letzterem Fall sind Einrichtungen vorgesehen, um einen Lichtstrahl auf die Targetfläche zu lenken. Diese Einrichtungen werden bei der Anordnung gem. Fig. 1 durch eine Lampe 84 gebildet. Zu diesem Zweck kann das rohrförmige Element 22 aus klar durchsichtigem Glas hergestellt werden. Wenn es erwünscht ist, kann das Element 22 aus Glas oder Keramikmaterial hergestellt werden und mit einer Öffnung versehen werden, von der ein seitlicher Ansatz zur Aufnahme einer auf das Target gerichteten Lampe vorgesehen ist. Die Beleuchtung des Targets kann andererseits auch durch eine Öffnung in der Spiegelfläche 28 erfolgen. Die beschriebenen Beleuchtungssinrichtungen können auch dazu verwendet v/erden, das photochrome Bild zu löschen, wenn dies erwünscht ist. Weitere Einrichtungen

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zur Beleuchtung des Targets stehen dem Fachmann, ausgehend von der obigen Beschreibung, ohne weiteres zur Verfügung.

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Claims

blPL.-PHYS. DR.

OR.-ING. O1PL.-IN3. M. SC DlPL.-PHY5.fR. · OIPL..-PHYS.

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k - 177 195 Albany Street

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USA

Patentansprüche

Projektions-Kathodenstrahlröhre, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Es ist ein dichtend verschlossener, evakuierter Röhrenmantel mit einem Frontbereich (20) vorgesehen, in dem eine Mittelöffnung {46} vorgesehen ist;

b) es ist ein Faltenbalg (42) vorgesehen, dessen eines Ende dichtend mit der Mittelöffnung {46} verbunden ist und dessen anderes Ende geschlossen ist;

c) es ist ein Target {46} vorgesehen, welches im Inneren

des Röhrenmantels mit dem geschlossenen Ende des Balgs (42) verbunden ist und eine Fläche {38} aufweist, die mit einer auf einen Elektronenbeschuß ansprechenden Beschichtung {40} versehen ist;

d} es ist eine Elektronenkanone (42} vorgesehen, die im Inneren des Röhrenmantels angeordnet ist und mit deren Hilfe ein auf die beschichtete Targetfläche (38} auftreffender Elektronenstrahl erzeugbar ist und

e} es sind Stelleinrichtungen (Fig. 2 und 3} vorgesehen, die auf der Aussenseite des Röhrenmantels zum Einstellen des Targets (36} relativ zu dem Frontbereich (20} zugänglich sind und die eine ausserhalb des Röhrenman-

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tels angeordnete und an diesem abgestützte Rahmenanordnung (62 - 72) aufweisen, mit der das Target (36) über ein durch den Balg (42) hindurchgehendes Verbindungselement (58) verbunden ist und deren Lage bezüglich der Prontflache (20) mittels Stellelementen (72) veränderbar ist.

2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stellelement (62) vorgesehen ist, mit dessen Hilfe die Lage des Schaftes (58) und damit die Lage des Targets (36) in Richtung der Längsachse (34) der Röhre veränderbar sind.

3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Rahmenanordnung eine Rahmenplatte (64) mit seitlich von dem Schaft (58) abstehenden Teilen aufweist, denen bezüglich des Frontbereichs (20) feststehende Bezugsflächen (44) zugeordnet sind,und dass die Stellelemente (72) derart ausgebildet sind, dass die Rahmenplatte (64) gegenüber den Bezugsflächen (44) in Richtung der Längsachse (34) der Röhre verstellbar ist.

4. Kathodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stelleinrichtungen (Fig. 2 und 3) derart ausgebildet sind, dass das Target (36) mit ihrer Hilfe gegenüber der Längsachse (34) der Röhre verschwenkbar ist.

5. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Rahmenplatte (64) als Stellelemente (72) mittels Gewindeanordnungen verstellbare Stützfüße vorgesehen sind.

6. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellelemente als in Gewindebohrungen der Rahmen-

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platte (64) eingeschraubte Stellschrauben (72) ausgebildet
sind.

7. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (58) fest mit dem Target (36) verbunden ist.

8. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (58) in axialer Richtung gegenüber der Rahmenanordnung beweglich ist.

9. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1_f dadurch gekennzeichnet, dass die Rahmenanordnung in axialer Richtung gegenüber der
Frontfläche (20) festgelegte Stützflächen aufweist, die sich unter Druck an bezüglich des Frontbereichs (20) festgelegten Gegenflächen (44) abstützen,und dass Federeinrichtungen (74 vorgesehen sind, mit deren Hilfe das Target (36) derart federnd vorspannbar ist, dass es unter Änderung der Länge des
Balges (42) in Richtung der Längsachse (34) der Röhre verstellbar ist.

10. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (58) gegenüber der Rahmenanordnung gleitverschieblich angeordnet ist und dass auf das dem Target (36)
abgewandte Ende des Schaftes (58) als Stellelement eine
Stellmutter (62) aufgeschraubt ist, die sich unter Federvorspannung an der Rahmenanordnung abstützt.

11. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtungen eine Schraubenfeder (74) aufweisen.

,12. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Target (36) mit einer beim Auftreffen von Elektronen

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Licht aussendenden Beschichtung (40) versehen ist.

13. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (40) des Targets (36) aus einem Dunkelspur-Material besteht und dass Beleuchtungseinrichtungen (84) zum Beleuchten der Beschichtung (40) mit sichtbarem Licht vorgesehen sind.

14. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Röhrenmantel eine Spiegelanordnung (24, 28) angrenzend an ein rohrförmiges Element (22) aufweist, dass die Spiegelanordnung eine Spiegelfläche (28) in Form eines Hohlspiegels mit einer darin vorgesehenen öffnung (26) aufweist, dass mit dieser öffnung ein Element (30) des Röhrenmantels dichtend verbunden ist, welches als Behälter für die darin angeordnete Elektronenkanone (32) dient, dass mit dem der Spiegelanordnung (24, 28) abgewandten Ende des rohrförmigen Elements (22) als Frontbereich eine transparente Frontplatte (20) verbunden ist, in der eine zweite Öffnung/vorgesehen ist, und dass das offene Ende des Balges (42) dichtend mit der in der Frontplatte (20) vorgesehenen zweiten öffnung (46) verbunden ist.

15. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (58) und die Rahmenanordnung aus thermisch leitfähigem Material bestehen und Wärmebrücken bilden, die von der Beschichtung (40) des Targets (36) auf die Aussenseite des Röhrenmantels führen.

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