DE755240C - Anordnung fuer den Empfang von Fernsehsendungen mit einer Braunschen Roehre - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Kathodenstrahlröhren zur Wiedergabe von Bildern auf einen Leuchtschirm. Die Erfindung ist insbesondere für Fernsehempfangsröhren bestimmt, aber nicht hierauf beschränkt, vielmehr kann sie auch für Oszillagraphenzwecke angewendet werden.

Bei den üblichen Röhren dieser Art bestehen Schwierigkeiten darin, eine Bildwiedergabe von wesentlicher Lichtstärke zu erhalten, insbesondere wenn einProjektionsbild erzeugt werden soll. Bei den gewöhnlichen Röhrenempfängern wird das Bild dadurch wiedergegeben, daß ein dünner, in seiner Stärke modulierter Elektronenstrahl den Schirm abtastet. Bei solchen Röhren wird die praktische Grenze der Strahlintensität bald erreicht. Im allgemeinen ist ein konzentrierter Elektronenstrahl mit einem Elektronenstrom von 1 mA sehr schwer zu erhalten. In der Regel ist der Strahlstrom, von der Größenordnung von 50 μΑ. Wenn daher starke Leistungen auf den Fluoreszenzschirm gelangen sollen, so daß eine annehmbare Lichtstärke gewonnen wird, sind sehr hohe Anodenspannungen notwendig; beispielsweise braucht man bei einem Oszillographen von üblicher Abmessung für eine Leistung an der Anode von 1 kW eine

Spannung von der Größenordnung von ι ooo ooo V, die natürlich praktisch schwer zu erhalten ist.

Mit der Erfindung sollen diese Schwierigkeiten überwunden und soll ein helleres Bild ohne die Verwendung dieser übermäßig hohen Spannungen erhalten werden.

Bei einer gewöhnlichen Kathodenstrahlröhre wird die wirkliche Helligkeit des ίο Fleckes, der durch das Auftrennen des Abtaststrahls auf dem Fluoreszenzschirm erzeugt wird, in dem Maße verringert, wie das Verhältnis der Fläche des Fleckes zu der abgetasteten Fläche (Rasterfläche) kleiner wird Es ist ferner bekannt, die ganze wirksame Fläche des Leuchtschirms mit Kathodenstrahlen derart zu beaufschlagen, d'aß er bei unbeeinflußter Kathodenstrahlung gleichmäßig von dieser getroffen wird, und diese Strahlung durch eine gitterartige, aus einzelnen voneinander isolierten Elementen bestehende Hilfselektrode, deren Elemente eine der Helligkeit der ihnen zugeordneten Bildpunkte entsprechende Aufladung erhalten, zu steuern. Bei dieser bekannten Anordnung wird die Kathodenstrahlung von einer Vielzahl von Kathoden erzeugt, von denen je eine einem Element der Hilfselektrode zugeordnet ist. Dies erfordert eine gitterförmige Anordnung der Kathoden, welche nur mit großem Aufwand und mit grober Rasterung herstellbar ist. Ferner besteht die Hilfselektrode entweder aus hinter den Kathoden angeordneten und daher nur wenig steuerfähigen Photoelementen, die durch einen modulierten Abtaststrahl erregt werden, oder aus zwischen den Kathoden und dem Leuchtschirm befindlichen gitterförmig angeordneten Photoelementen, welche durch das vom Leuchtschirm ausgehende, durch einen Abtaststrahl ausgelöste Licht erregt werden. Im letzteren Fall muß der Abtaststrahl sowohl das die Kathoden enthaltende Gitter als auch die Hilfselektrode durchsetzen, wodurch er erheblich geschwächt wird. Außerdem wird die Bildauflösung durch das Übergreifen der Steuerfelder der einzelnen Photoelemente auf benachbarte Kathoden verschlechtert.

Erfindungsgemäß wird eine Anordnung für den Empfang von Fernsehsendungen mit einer Braunschen Röhre, bei welcher der abtastende Kathodenstrahl durch die Aufladung der den Bildpunkten zugeordneten Elemente einer Hilfselektrode die Lichtintensität der Leuchtschirmpunkte steuert, in der Weise verbessert, daß in der Röhre ein breites, von einer einzigen Elektronenquelle ausgehendes und bei räumlich unveränderter Lage die ganze Wiedergabefläche des Leuchtschirms gleichzeitig bestrahlendes Kathodenstrahlbüschel eine gitterartige, aus einzelnen voneinander isolierten Elementen bestehende Hilfselektrode durchsetzt, deren Elemente mittels eines zweiten, einer Abtastbewegung unterliegenden und hinsichtlich seiner Intensität oder Geschwindigkeit entsprechend dem Bildinhalt modulierten Kathodenstrahlbündels auf zur Steuerung des erstgenannten Kathodenstrahlbüschels dienende Potentiale aufgeladen werden.

Die gekennzeichnete Anordnung ermöglicht eine feine Bildauflösung und führt zu einem einfacheren Röhrenaufbau, da nur eine einzige, leicht herstellbare rasterförmige Elektrode erforderlich ist.

Abb. ι zeigt schematisch eine Anordnung gemäß der Erfindung;

Abb. 2 und 3 zeigen die Steuerelektrode in größerem Maßstab in zwei Projektionen.

In dem nicht dargestellten Kolben befindet sich eine beispielsweise indirekt geheizte Kathode 1. Die austretenden Elektronen treffen unter Benutzung an sich bekannter Mittel auf eine Anode 2, die, mit fluoreszierendem Material bekleidet, den Leuchtschirm der Röhre bildet. Erforderlichenfalls kann die Projektion des Kathodenstrahlbüschels von der Kathode auf die Anode über ein nicht dargestelltes Elektronenlinsensystemerfolgen. Die Anordnung ist so, daß normalerweise, d. h. abgesehen von der Wirkung der weiteren zu beschreibenden Elektroden, das auf die Anode geworfene Kathodenstrahlbüschel von gleichmäßiger Dichte ist. Zwischen Kathode und Anode ist eine Gitterelektrode 3 angeordnet, die aus einer Mehrzahl einzelner voneinander isolierter Gitterelemente besteht. Es können so viel Gitterelemente vorhanden sein, als Bildpunkte in dem Bild sind, oder es kann die Zahl der Gitterelemente ein Vielfaches der gewünschten Bildpunktzahl sein. Diese Gitterelektrode 3 ist so ausgebildet, daß sie das Kathodenstrahlbüschel zu der Anode durchläßt.

Weiter enthält die Röhre ein Strahlerzeugungssystem 4 und die Ablenkplatten 5. Mit Hilfe des Systems 4 wird ein durch die Bildsignale modulierter konzentrierter dünner Elektronenstrahl erzeugt. Die Ablenkplatten 5, denen geeignete Wechselspannungen zugeführt werden, bewirken, daß das Gittermosaik 3 abgetastet wird.

Die einzelnen isolierten Elemente, aus denen das Mehrfachgitter 3 zusammengesetzt ist, sind so angeordnet, daß sie immer ein negatives Potential gegenüber der Kathode haben, so daß die Anode 2, die Kathode 1 und das itter 3 ein Elektrodensystem bilden, das als analog einer Triode oder genauer einer sehr großen Anzahl von Trioden betrachtet werden kann, die eine gemeinsame x\node, eine gemeinsame Kathode und voneinander unabhängige Gitter besitzen. Da die Gitter-

elemente alle negativ gegenüber der Kathode sind, werden Elektronen von der Kathode durch die Gitteröffnungen nach der Anode hindurchgehen, es werden jedoch die Potentiale der Gitterelemente die Elektronenströme bestimmen, die von der Kathode durch die verschiedenen Teile der Gitterelektrode hindurchtreten; mit anderen Worten, es werden die Potentiale an verschiedenen Stellen des Gittermosaiks den Durchgriff der Anode bestimmen, die durch das Gitter hindurch auf die Kathode wirkt. Das wiedergegebene Bild od. dgl. wird erhalten durch Modulieren der Potentiate der Elemente, aus denen das Gitter zusammengesetzt ist, und zwar erfolgt diese Modulation durch den Kathodenstrahl des Systems 4, der das Gitter 3 abtastet. Die Gitterelemente werden durch diesen Strahl abgetastet und jedes Element dabei auf ein Potential aufgeladen, das von der Intensität des Abtaststrahls im Augenblick des Auftreffens abhängt. Die Gitterelemente sind so angeordnet, daß jedes die Ladung verliert, die es während der Periode erhält, die durch ein vollständiges Einzelbild ausgefüllt wird, d. h. in der Zeit, die der Abtaststrahl zum Bestreichen der Gitterelektrode braucht. Der Abtaststrahl von dem System 4 wird, wie oben erwähnt, in der üblichen Weise entsprechend den empfangenen Fernseh- oder sonstigen wiederzugebenden Signalen moduliert, und es wird auf diese Weise die Stärke des die Anode beaufschlagenden Elektronenstrahls an den verschiedenen Elementarflächen des Strahls entsprechend den Bild- oder sonstigen Signalen moduliert. Die Anordnung muß derart getroffen werden, daß die Elektronen von der Kathode 1 durch die Mehrfachelektrode hindurchgehen und daher nicht wesentlich ihr Potential beeinflussen, während Elektronen von dem abtastenden Kathodenstrahl die Gitterelemente laden. Die Tatsache, daß das Gitter 3 negativ gegenüber der Kathode 1 ist, sorgt dafür, daß Elektronen von dieser Kathode nicht die Gitterelemente laden. Gleichzeitig ist die gelochte Anode 4" des Systems 4 so angeordnet, daß sie negativ gegenüber den Gitterelementen ist. Daher wird das Gitter 3 nur von in 4 erzeugten Elektronen getroffen, aber nicht von den Elektronen, die von der Kathode 1 herrühren. Die Spannungen der Gitterelemente ändern sich, doch sind sie, wie erwähnt, immer negativ bezüglich der Kathode 1 und positiv bezüglich des Systems 4. 6 ist eine zu der Kathode 1 gehörende Anode. Die Bildsignale werden der Steuerelektrode 4^b des Systems 4 zugeführt, wenn Intensitätsmodulation verwendet wird. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf eine solche Intensitätsmodulation, da man auch eine Geschwindigkeitsmodulation! aniwenden kann, indem man in bekannter Weise die Strahlablenkung in Abhängigkeit von den empfangenen Signalen steuert.

Die Gitterelektrode 3 kann auf verschiedene Arten hergestellt werden. Eine diesbezügliche Konstruktion ist in Abb. 2 und 3 stark vergrößert dargestellt. Die Mehrfachgitterelektrode besteht hier aus einer gelochten Aluminiumscheibe 31, die auf jeder Seite mit einer Schicht 32 von Aluminiumoxyd bekleidet und auf deren eine Seite dann (über dieser Bekleidung) eine Silberschicht 33 aufgespritzt wird. Erforderlichenfalls können beide Seiten mit einer solchen Schicht versehen werden. Natürlich kann man auch eine andere leitende Schicht als Silber verwenden und diese in irgendeiner anderen bekannten Art aufbringen. Die leitende Schicht 33 wird dann durch ein sehr scharf angespitztes Werkzeug mit sich kreuzenden Einritzungen versehen, so daß diese Auflage längs einer Reihe von sich kreuzenden Linien 34 entfernt wird, so daß eine Mehrzahl einzelner leitender Elemente entsteht, von denen jedes gegenüber den Nachbarelementen und gegenüber der Aluminiumscheibe durch das Aluminiumoxyd isoliert ist. Die Löcher in der Scheibe 31 sind mit 35 bezeichnet, und es ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in jedem der kleinen Quadrate zwischen den sich kreuzenden Linien nur ein einziges Loch in der Mitte angeordnet. Demgemäß besteht diese Gitterelektrode aus einer großen Zahl von kleinen Kondensatoren, deren eine Belegung durch ein leitendes EIement 33, deren andere Belegung durch den Aluminiumkern der Scheibe gebildet wird. Alle Kondensatoren besitzen ein gemeinsames Dielektrikum, durch das die Ableitung der Ladungen erfolgt. Im vorliegenden Fall wird das Ableitungsdielektrikum durch das Aluminiumoxyd gebildet.

Der Aluminiumkern des Blechs ist mit einem geeigneten äußeren Leiter verbunden in der Weise, daß das diesem Kern zugeführte Potential so eingestellt werden kann, daß das Potential der Gitterelemente begrenzt wird.

Es kann auch eine Gitterelektrode (nicht dargestellt) zur Ausführung der vorliegenden Erfindung aus einer Reihe von leitenden Ringen zusammengesetzt werden, die in eine Isolationsmasse eingebettet sind.

Da die Elektronen von dem System 4 durch die Gitterelemente festgehalten werden sollen, muß dafür gesorgt werden, daß diese Elektronen in der Periode eines Bildwechsels abfließen können, da sonst die Gitterelemente allmählich Ladungen aufspeichern würden, was dann ein Aufhören des Elektronenstroms von der Kathode zur Anode zur Folge haben würde. Durch geeignete Wahl der Dicke der AIuminiumoxydschicht auf einem gelochten

Aluminiumblech und durch Einstellen des dem Aluminiumkern des Blechs zugeführten Potentials kann man die gewünschten Entladungsbedingungen erhalten.

Bei der beschriebenen Ausführungsform war die Anode 2 ein Metallblech mit einer Schicht von Fluoreszenzmaterial. Naturgemäß können Leuchtschirm und Anode auch voneinander getrennt sein. Die Anode kann aus

ίο einem Netz bestehen, hinter dem auf der dem Gitter 3 abgewandten Seite ein transparenter Fluoreszenzschirm angeordnet ist. Die Elektronen können dann durch das Netz auf den Fluoreszenzschirm treffen und durch Sekundäremission zur Netzanode zurückkehren.

Da die Leistung, die bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung gebraucht werden kann, groß ist, kann der Schirm durch eine Reihe von Partikelchen (etwa Kohle) gebildet werden, die Licht aussenden, wenn sie durch den Elektronenaufprall auf Glühtemperatur erhitzt werden. Man kann bei der Ausführung der Erfindung den Abstand zwischen den Elektroden 2 und 3 derart wählen, daß die normale Streuung des Elektronenstrahls nahezu die endliche Größe der Leiterteile kompensiert, aus denen die Gitterelektrode zusammengesetzt ist; es ist auf diesem Wege möglich, einen etwaigen nachteiligen Effekt der Gitterstruktur auf ein Mindestmaß zu bringen.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. Anordnung für den Empfang von Fernsehsendungen mit einer Braunschen Röhre, bei welcher der abtastende Kathodenstrahl durch die Aufladung der den Bildpunkten zugeordneten Elemente einer Hilfselektrode die Lichtintensität der Leuchtschirmpunkte steuert, dadurch gekennzeichnet, daß in der Röhre ein breites, von einer einzigen Elektronenquelle ausgehendes und bei räumlich unveränderter Lage die ganze Wiedergabefläche des Leuchtschirms gleichzeitig bestrahlendes Kathodenstrahlbüschel eine gitterartige, aus einzelnen voneinander isolierten Elementen bestehende Hilfselektrode durchsetzt, deren Elemente mittels eines zweiten, einer Abtastbewegung unterliegenden und hinsichtlich seiner Intensität oder Geschwindigkeit entsprechend dem Bildinhalt modulierten Kathodenstrahlbündels auf zur Steuerung des erstgenannten Kathodenstrahlbüschels dienende Potentiale aufgeladen werden.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode durch eine Vielzahl von Elementarflächen gebildet wird, durch deren Aufladungen das breite Elektronenstrahlbündel gesteuert wird und die voneinander und von einer gemeinsamen Gegenelektrode durch ein Dielektrikum getrennt sind.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode (3) aus einer durchbrochenen Metallplatte besteht, die wenigstens auf einer Seite mit einem Dielektrikum bekleidet ist, das seinerseits mit einer durch Risse in ein Mosaik von leitenden Flächenelementen unterteilten leitenden Schicht bedeckt ist.
4. 4. Anordnung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatte aus Aluminium und das Dielektrikum aus Aluminiumoxyd besteht.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelektrode aus einer Anzahl leitender Ringe besteht, die in eine isolierende Verbindung eingebettet sind.

   Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

   Deutsche Patentschriften Nr. 349 334,

   499604, 581499, 586454; britische Patentschriften Nr. 313456, 315362, 39²583;

   französische Patentschrift Nr. 715 912; Zeitschrift für Hochfrequenztechnik und Elektroakustik, Bd. 43, S. 113.

   Hierzu r Blatt Zeichnungen

   5028 5.53