DE926497C - Vorrichtung zur Wiedergabe von Fernseh-Farbbildern - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Wiedergabe von Fernseh-Farbbildern, welche eine Elektronenstrahlröhre sowie elektrostatische und/oder elektromagnetische Mittel für die Zeilen- und Rasterablenkung des in der Röhre erzeugten Elektronenstrahls enthält. Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine zur Verwendung in einer solchen Vorrichtung geeignete Elektronenstrahlröhre.

In Vorrichtungen zur Wiedergabe von Fernsehbildern wird zur Zeit allgemein eine Elektronenstrahlröhre verwendet, sowohl für Systeme mit Schwarzweißwiedergabe der Bilder als auch für Systeme zur Wiedergabe von Farbbildern. Bei beiden Systemen erfolgt der Aufbau des Bildes dadurch, daß der Elektronenstrahl in zwei nahezu senkrechten Richtungen, den-sogenannten Zeilen- und Rasterablenkrichtungen, abgelenkt wird, so daß eine ganze Fläche beschrieben werden kann. Zur Wiedergabe-von Schwarzweißbildern ist die Vorrichtung im Prinzip sehr einfach. Der Elektronenstrahl beschreibt eine Fläche, und die Intensität des Elektronenstrahls wird für jeden Birdpunkt den aufgefangenen Signalen entnommen. Bei Vorrichtungen zur Wiedergabe von farbigen Bildern entstehen mehr Schwierigkeiten, da nicht nur etwa Intensitätssteuerung notwendig ist, sondern auch Maßnahmen getroffen werden müssen, damit in einem bestimmten Augenblick eine der Farbe des übertragenen Bildpunktes entsprechende Farbe wahrgenommen wird. Hierfür wurden sehr viele Vorschläge gemacht, welche alle bestimmte Vorteile und bestimmte Nachteile besitzen.

Bei einem der einfachsten Systeme wird ein Leuchtschirm verwendet, der, mikroskopisch ge-

sehen, weißes Licht ausstrahlt, Vor diesem Schirm dreht sich innerhalb oder außerhalb der "Röhre eine Scheibe mit verschiedenen Filtern. Eine Abänderung dieser Ausführung besteht in einem System, bei dem ein schwingendes Filter verwendet wird. Diese Vorrichtungen haben den Nachteil, daß zur Wiedergabe von größeren Bildern die großen Massen eier Filterscheiben in Bewegung versetzt werden müssen. Außerdem bietet das System mit ίο einer sich drehenden Filterscheibe noch den Nachteil, daß die Scheibe wesentlich gröJßere Abmessungen hat als das Bild selbst.

Zur Vermeidung der obenerwähnten Nachteile wurde neuerdings ein neues System entwickelt, bei dem eine Elektronenstrahlröhre verwendet wird, welche einen Auffangschirm enthält, der mit einer größeren Anzahl von Punkten von in drei verschiedenen Farben aufleuchtenden Leuchtstoffen Gedeckt ist. Vor diesem Schirm ist an einer bestimmten Stelle ein Sieb mit einer größeren Zahl von Bohrungen, nämlich einem Drittel der Anzahl der Punkte auf dem Auffangschirm, vorgesehen..Der in der Röhre erzeugte und gesteuerte Elektronenstrahl fällt durch die öffnungen des¹ Siebes auf die Leuchtstoffpunkte des Auffangschirmes. Zur Wiedergabe eines Bildes in Farben muß dafür Sorge getragen werden, daß für eine bestimmte Farbe der Elektronenstrahl in einer bestimmten Richtung¹ durch eine öffnung auf den Auffangschirm gerichtet ist. "30 Für die beiden anderen Farben muß der Strahl in zwei anderen Richtungen durch diese Öffnung hindurchgehen. Es sind daher für dieses-System drei verschiedene Richtungen des Elektronenstrahls zur Wiedergabe jedes Farbpunktes erforderlich. Diese verschiedenen Richtungen ergeben sich dadurch, daß entweder in der Röhre drei verschieden gerichtete Elektrodensysteme zur Erzeugung eines Elektronenstrahls vorgesehen werden oder mittels eines Systems ein Strahl erzeugt wird, der durch besondere elektrostatische oder elektromagnetische Felder durch die Öffnungen gerichtet wird.

Die Erfindung bezweckt, ein System und eine Vorrichtung zur Wiedergabe von Fernseh-Farbbildern zu schaffen, welche sowohlihinsichtlioh der Schaltung als auch der erforderlichen Elektronenstrahlröhre weniger verwickelt als die oben beschriebenen Vorrichtungen sind.

Eine Vorrichtung nach der Erfindung zur Wiedergabe von Fernseh-Farbbildern enthält eine Elektronenstrählröhre wie auch elektrostatische und/ oder elektromagnetische Mittel für Zeilen- und Rasterablenkung des Elektronenstrahls, der in der Röhre erzeugt und durch-ein Elektrodensystem geleitet wird, welches wenigstens eine Kathode, eine Sauganode und eine Feldelektrode enthält, wobei der Strahl vor dem Auf treffen auf einem Auffangschirm, der unter der Einwirkung von Elektronenaufprall Licht ausstrahlt, durch ei» zwischen der Sauganode und dem Auffangschirm liegendes Gitter hindurchgeht, und sie weist die Kennzeichen auf-, daß erstens an das Gitter eine positive Spannung angelegt wird, welche niedriger als die Spannung der Feldelektrode ist, zweitens das Gitter eine negative Ladung besitzt, drittens die Richtung jedes Elektronenstrahls kurz vor dem Erreichen das Gitters die Richtung der Kraftlinien zwischen dem Gitter und der Feldelektrode an der Einfallstelle schneidet, viertens die wirksame Oberfläche des Gitters ausschließlich von parallelen Drähten gebildet wird, fünftens jedes Elektronenbündel vom elektrostatischen Feld zwischen dem Gitter und der Feldelektrode derart konzentriert .wird, daß die senkrecht zur Richtung der Gitterdrähte gemessene Bündelbreite an der Auftreffstelle des Bündels am Auffangschirm höchstens gleich der Hälfte der Breite dieses Bündels an der Stelle des Gitters ist, sechstens dem Gitter Wechselspannungen zugeführt werden, so daß sich nach dem Durchgang durch das Gitter eine veränderliche Ablenkung jedes Elektronenstrahls quer zur Richtung der Gitterdrähte ergibt, siebentens dieselbe Lichtfarbe wahrgenommen wird bei Ablenkung des Elektronenbündels quer zur Richtung der Gitterdrähte durch die Mittel für die Zeilen- und Rasterablenkung, wenn die Spannung am Gitter konstant ist, dagegen bei veränderlichen Spannungen des Gitters verschiedene Lichtfarben wahrgenommen werden. ■

Enthält die Elektronenstrahlröhre einen Leuchtschirm, so kann dieser Schirm aus, solchen Stoffen bestehen, daß er praktisch nicht leitend ist. Es ist daher in diesem Fall nicht möglich, ein elektrostatisches Feld zwischen dem Gitter und diesem Leuchtschirm zu erzeugen. Das elektrostatische Feld aber' ist, wie es im nachfolgenden erklärt werden wird, wesentlich für die Wirkung der Vorrichtung. Zur Beseitigung dieser Schwierigkeit kann vor oder hinter dem nichtleitenden Leuchtschirm eine Elektrode angebracht werden. Diese Elektrode wird mit Feldelektrode bezeichnet. Sie kann z. B. aus einer dünnen Metallschicht bestehen, welche an der der Kathode zugekehrten Seite auf der Leuchtschicht angebracht ist. Eine solche Maßnahme ist an sich bereits bekannt. Diese Metallschicht muß naturgemäß für Elektronen durchlässig sein. Man kann die Feldelektrode aber auch in Form eines Gitters ausführen und letzteres vor oder hinter dem Leuchtschirm anbringen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß eine dünne Metallschicht auf dem Leuchtschirm an der von der Kathode abgekehrten Seite angebracht wird. In diesem Falle muß entweder das Bild von der Kathodenseite aus betrachtet werden, oder die Metallschicht muß lichtdurchlässig sein. Sowohl bei Verwendung eines Gitters als auch bei einer ununterbrochenen „ Metallschicht kann der Leuchtschirm mit der Feldelektrode zu einem Ganzen vereinigt werden. Im allgemeinen wird eine gitterf örmige - Feldelektrode in geringem Abstand parallel zum Auffangschirm angeordnet sein.

Eine weitere Lösung des Problems der unzureichenden Leitfähigkeit des Leuchtschirms ist, daß der Leuchtstoff in bekannter Weise mit einem leitenden Stoff, z. B. einem Metall, vermischt wird, welches dann gleichsam die Feldelektrode bildet.

Es ist einleuchtend, daß im allgemeinen in einer Elektronenstrahlröhre zur Erzeugung eines Bündels eine Elektrodenzahl erforderlich ist, die größer ist

als die Zahl der obenerwähnten Elektroden. Da die Erfindung von der Weise, auf welche das Bündel erzeugt wird, unabhängig ist, ist in der nachfolgenden Beschreibung und in den Patentansprüchen das einfachste System zur Erzeugung eines Bündels angegeben, aber das soll nicht heißen, daß nicht sämtliche bereits bekannten Maßnahmen zur Erzeugung eines Bündels in einer Vorrichtung nach der Erfindung verwendet werden könnten.
ίο Gegenüber der oben beschriebenen bekannten Röhre, welche eine Elektrode mit einer größeren Anzahl Löcher enthält, bietet eine Röhre nach der Erfindung den wesentlichen Vorteil, daß eine bedeutend größere Elektronenzahl zu der Erzeugung des Bildes beiträgt. Das Schattenverhältnis einer gitterförmigen Elektrode der Art, wie sie in einer Röhre nach der Erfindung verwendet wird, ist nämlich bedeutend günstiger als von der Elektrode mit Löchern.

Ein weiterer Vorteil ist, daß eine gitterförmige Elektrode leichter herstellbar ist.

Die Wirkung und der Aufbau einer Vorrichtung nach der Erfindung sowie die damit erreichbaren besonderen Ergebnisse werden an Hand einer Zeichnung näher erläutert werden, in der mehrere Ausführungsformen schematisch dargestellt sind. In der Zeichnung dienen die

Fig. i, 2 und 3 zur Illustrierung des der Erfindung zugrunde liegenden Prinzips; die
Fig. 4 und 5 sind abgeänderte Ausführungsformen derjenigen.nach den Fig. 1 und 2; '

Fig. 6 ist eine schematische Darstellung des Aufbaus des Elektrodensystems in einer Entladungsröhre zur Wiedergabe von Fernseh-Farbbildern, wobei drei Grundfarben verwendet sind;

Fig. 7 dient zur Illustrierung eines bestimmten Verfahrens zur Abtastung von drei Farblinien;

Fig. 8 ist eine Kurve der dem Ablenkgitter zugeführten Spannung; in den

Fig. 9 und 9 a sind zwei Ansichten einer Ausführungsform einer Elektronenbündelröhre nach der Erfindung dargestellt; in

Fig. 10 ist die Röhre nach Fig. 9 mit einem Teil einer Schaltung dargestellt;

Fig. i-i zeigt einen Teil einer Entladungsröhre, bei der ein Farbfilter verwendet wird, und

Fig. 12 zeigt einen.Teil einer Entladungsröhre, deren Bild durch optische Mittel auf einen Projektionsschirm geworfen wird.

In der Fig. 1 ist mit 1 eine Anode und mit 2 ein vor dieser Anode angebrachtes Gitter bezeichnet, welches ausschließlich parallele Drähte senkrecht zur Zeichnungsfläche enthält. Es ist bekannt, daß, wenn das Gitter 2 ein positives Potential hat, welches niedriger ist als das Potential der Anode 1, und außerdem eine negative Ladung aufweist, ein Bündel 3 vom Gitter 2 in mehrere schmale, konvergente Bündel 4 aufgeteilt wird. (Ein Gitter mit positivem Potential erhält eine negative Ladung, wenn es in einem Potentialfeld eine solche Lage einnimmt, daß das dem Gitter zugeführte Potential niedriger ist als das Potential, welches an dieser Stelle bei Abwesenheit des Gitters herrschen würde.) Von der Kathode aus gesehen," gibt es daher hinter dem" Gitter eine Reihe von Brennpunkten, welche' vor, auf oder hinter der Anode 1 liegen können. Es ist klar, daß das auf das Gitter gerichtete Bündel 3 nicht breiter als die Maschenweite des Gitters zu sein braucht. Auch auf ein Bündel, welches gleich oder geringer in Breite als der Abstand zwischen zwei Gitterdrähten ist, wird eine konzentrierende Wirkung ausgeübt.

In Fig. ι fällt das Bündel 3 senkrecht durch das Gitter 2. Auch ein schief einfallendes Bündel wird aber auf entsprechende Weise in konvergente Bündel aufgeteilt. In diesem Fall aber entsteht nebst der Aufteilung und der Konvergenz noch eine Erscheinung, die an Hand der Fig. 2 erklärt werden wird.

In Fig. 2 hat die Anode 5 eine höhere positive Spannung als das Gitter 6. Zwischen dem Gitter 6 und der Anode 5 erstrecken sich die Kraftlinien 7. Fällt das mit 8 bezeichnete Elektronenbündel schief ein, so folgt dieses Bündel nach dem Durchgang durch das Gitter einer gekrümmten Bahn 9.

In Fig. 3 ist die kombinierte Wirkung entsprechend den Fig. 1 und 2 dargestellt. In dieser Figur ist 10 die Anode, und 11, 12 und 13 sind drei Gitterdrähte. Das Bündel vor dem Gitter ist mit 14 bezeichnet; es fällt schräg auf der Gitterfläche ein und schneidet somit die Kraftlinien zwischen Gitter und Anode. Das Elektronenbündel wird daher in zwei konvergierende, abgelenkte Bündel 15 und 16 geteilt. Die Brennpunkte sind hier als auf die Anode fallend dargestellt. Es ist einleuchtend, daß dies nicht erforderlich ist, da die Anode auch in einem kleineren oder größeren Abstand vom Gitter angebracht werden kann.

Es ist noch zu bemerken, daß auch ein Bündel, welches nur einen Teil einer Gittermasche ausfüllt, an derselben Stelle auf der Anode konzentriert wird. Bei Verschiebung oder Ablenkung des Bündels 14 von: Fig. 3 in einer Richtung senkrecht zu den Gitterdrähten bleiben die Brennpunkte auf der Anode daher immer an derselben Stelle.

Ändert sich die Spannung zwischen dem Gitter und der Anode der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Systeme, so ändert sich der Feldgradient zwischen der Anode und dem Gitter, so daß das Bündel eine andere Ablenkrichtung erhält. Der Auftreffpunkt n₀ auf der Anode wird sich daher verschieben, und zwar für sämtliche Bündel in derselben Richtung.

Es sind zwei Fälle möglich, in denen auf der Anode Brennlinien entstehen. In einem Fall entsteht eine Brennlinie, indem der Bündelquerschnitt senkrecht zur Zeichenebene eine wesentlich größere Abmessung hat als die in der Zeichenebene. Ein ähnlicher Effekt ergibt sich, wenn der Bündelquerschnitt in sämtlichen Richtungen - etwa gleiche Abmessungen hat, durch Ablenkung des Bündels parallel zur Richtung der Gitterdrähte. Letzterer Fall liegt bekanntlich in praktisch sämtlichen Fernsehwiedergaberöhren vor.

Tritt an die Stelle der Anode 10 in Fig. 3 ein mit einer Feldelektrode zu einem Ganzen vereinigter Leuchtschirm, so entsteht auf diesem Schirm ein aus

Streifen aufgebautes Bild. Bei Änderung der Spannung zwischen dem Gitter und dem Leuchtschirm verschieben sich die Leuchtstreifen parallel zu sich selbst. Ist der Schirm nicht mit einem, makfoskopisch gesehen, eine einzige Farbe, z. B. weißes Licht ausstrahlenden Leuchtstoff oder einem Gemisch von Leuchtstoffen überzogen, sondern mit Leuchtmaterialstreifen parallel zu den Drähten ii, 12 und 13, die unter dem Elektronenbombardement mit verschiedenen Farben aufleuchten, so wird bei Änderung der Spannung zwischen dem Gitter und dem Leuchtschirm eine von dieser Spannung abhängige, wechselnde Lichtfarbe wahrgenommen werden.

In Anbetracht des oben Gesagten über das Festlegen der Stellen, an denen ein Bündel oder ein Teil eines Bündels bei einer bestimmten Spannung des Gitters auf dem Leuchtschirm auf trifft, kann an diesen Stellen auf dem Leuchtschirm ein Leuchtmaterialstreifen angebracht werden, der die gleiche Lichtfarbe ausstrahlt. Bei einer konstanten Spannung zwischen dem Gitter und dem Leuchtschirm werden bei Ablenkung des Bündels 14 senkrecht zur Richtung der Gitterdrähte dann auf dem Leucht-

.25 schirm nur Streifen getroffen werden, welche dieselbe Lichtfarbe ausstrahlen. Nur durch Änderung der Spannung zwischen dem Gitter und demLeuchtschirm können die anderen Streifen getroffen werden.

' Bei einer Vorrichtung nach der Erfindung kann das Bündel 14 so schmal sein, daß es zwischen zwei Gitterdrähte hindurchfällt. Notwendig ist dies aber nicht, da, wie oben erklärt' wurde, dafür gesorgt wird, daß ein mehr als eine Gittermasche umfassendes Bündel die gleiche Lichtfarbe erzeugt. Es ist dagegen erforderlich, daß das Bündel an der Auftreffstelle am Auffangschirm so weit konzentriert ist, daß die Abmessung, senkrecht zur Richtung der Gitterdrähte gemessen, kleiner ist als die Hälfte der Abmessung dieses Bündels an der Stelle des Gitters. Es gibt sonst keinen hinreichenden Raum für die Anbringung der verschiedenen Zeilen auf dem Schirm.

Wie oben erklärt wurde, ist es erforderlich, daß

45- jedes Elektronenbündel auf die Gitterelektrode in einer solchen Richtung fällt, die die Kraftlinien zwischen dem Gitter und der Feldelektrode schneidet.

Bei Ablenkung des Elektronenbündels vor dem

Gitter in einer Richtung senkrecht zu den Gitterdrähten tritt die Schwierigkeit auf, daß-der Einfallswinkel meistens nicht über das ganze Gitter gleich ist, so daß auch die vom Gitter herbeigeführte Ablenkung, die unter anderem von diesem Winkel abhängig ist, nicht überall gleich ist. Am Auffangschirm wird im allgemeinen eine Verschiebung des Treffpunktes des Bündels gewünscht, die von der Bündelablenkung vor dem Gitter unabhängig ist. Um dies zu erreichen, können besondere Maßnahmen getroffen werden.

Man kann zu diesem Zweck .z. B. der 'Gitterelektrode und gegebenenfalls der Feldelektrode eine bestimmte Krümmung geben. Für flache Elektroden gibt es auch eine andere Lösung, welche in Fig. 4 dargestellt ist. In dieser Figur ist 17 die Feldelektrode und 18 das Gitter. .Das Gitter 18 ist derart angeordnet, daß die'Richtung jedes Elektronenbündels kurz vor dem Erreichen des Gitters mit der Gitterebene an dieser Stelle einen schärferen Winkel einschließt als mit der Ebene der Auffangelektrode. In Fig. 4 schließt das mit 19 bezeichnete Bündel mit der Ebene des Gitters 18 einen W^rinkel α ein, der kleiner ist als der Winkel b dieses Bündels mit der Ebene der Elektrode 17. Der Ablenkwinkel am oberen Ende des Gitters 18 ist größer als der Ablenkwinkel eines Bündels 20, der am unteren Ende des Gitters 18 einfällt, da die Streckenlänge zwischen den Elektroden 18 und 17 an der Oberseite geringer ist als an der Unterseite,. kann die Verschiebung des Treffpunktes an der Elektrode 17 praktisch für die beiden Stellen gleich sein.

Ein weiterer auftretender Nachteil ist, daß der von zwei durch den Drehpunkt des Elektronenbündels gehenden Linien und zwei Gitterdrähten eingeschlossene Winkel nicht für sämtliche Stellen des Gitters gleich ist. In Fig. 5 ist dies näher illustriert. Der Drehpunkt des Elektronenbündels ist hier mit 21, die Feldelektrode mit 22 und das Gitter mit 23 bezeichnet. Es ist klar, daß der Winkeln kleiner ist als der Winkel d. Folglich wird der das Gitter zwischen den Drähten 24 und 25 passierende Elektronenstrom geringer sein als der Strom zwischen den Drähten 26 und 27, Die Intensität des Treffpunktes des zwischen 24 und 25 passierenden Bündels wird folglich geringer sein als die Intensität des Treffpunktes eines zwischen 26 und 27 passierenden Bündels. Dieser Unterschied läßt sich dadurch vermeiden, daß der Abstand zwischen den Gitterdrähten kleiner gewählt wird, je nachdem .die Richtung des Elektronenbündels einen größeren Winkel mit der Gitterfläche einschließt. Man kann dann dafür Sorge tragen, daß die Winkel c und d gleich werden.

Naturgemäß lassen sich die verschiedenen obenerwähnten Bauarten kombinieren.

In Fig. 6 ist eine besonders vereinfachte Ausführungsform einer Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt, mit der Fernseh-F'arbbilder erhalten werden können. Die Zeichenebene stellt einen Schnitt senkrecht zur Richtung der Gitterdrähte des Gitters 28 dar. Einfachheitshalber ist hier angenommen, daß die Feldelektrode mit dem Auffangschirm vereinigt ist, auf dem somit das Farbbild entworfen wird. Auf dem Auffangschirm 29 sind parallel zu den Gitterdrähten Streifen 30 bis 41 aus Leuchtmaterial angebracht. Zu jeder öffnung zwisehen zwei Gitterdrähten gehören auf der Elektrode 29 so viele Streifen von in η verschiedenen Lichtfarben aufleuchtenden Stoffen, -als für die Zusammensetzung des Farbbildes erforderlich gehalten wird. Im allgemeinen werden zu diesem Zweck drei verschieden aufleuchtende Stoffe gewählt. In Fig. 6 ist daher w = 3 gewählt'. In der Figur ist mit 42 ein Elektronenbündel mit einem Querschnitt angedeutet, dessen Abmessungen kleiner sind als der Abstand zwischen zwei Gitterdrähten und das durch geeignete Wahl der Spannung zwischen den EIek-

troden 28 und 29 auf den Streifen 34 fällt. Die Reihenfolge der Streifen auf der Elektrode 29 jedem Gitterspalt gegenüber ist immer die gleiche. Die Streifen 30,33,36 und 39 ergeben z. B. grünes Licht, die Streifen 31, 34, 37 und 40 rotes Licht und die Streifen 32, 35, 38 und 41 blaues Licht. Hat die Spannung zwischen den Gittern 28 und 29 einen konstanten Wert, so wird immer ein grüner Streifen getroffen, unabhängig davon, durch welchen Spalt des Gitters das Bündel hindurchgeht. Bei einer anderen Spannung trifft der Elektronenstrahl die roten Streifen und bei wieder einer anderen Spannung die blauen Streifen. Bei diesen verschiedenen Spannungen aber bleibt das Bündel konvergent. Man kann daher bewirken, daß immer nur ein Streifen getroffen wird.

Die Beziehung zwischen der Spannungsänderung des Gitters 28 und der Ablenkung des Bündels für die Zeilen- und Rasterabtastung kann sehr verschieden gewählt werden. Hierbei sind zwei Fälle zu unterscheiden. Die Zeilenablenkrichtung kann nämlich mit der Richtung der Gitterdrähte zusammenfallen oder mit ihr einen Winkel einschließen. Vorzugsweise wird die Zeilenablenkrichtung senkrecht zur Richtung der Gitterdrähte gewählt.

An Hand von Fig. 6 wird zunächst der Fall beschrieben, in dem die Zeilenablenkrichtung parallel zu den Gitterdrähten 28 ist. Die Beziehung zwischen der Spannungsänderung am Gitter 28 und der Ablenkung des Bündels vor dem Gitter kann dann derart gewählt werden, daß zunächst sämtliche grünen Zeilen abgetastet werden, so daß ein grünes Bild entsteht, darauf sämtliche roten Zeilen und darauf sämtliche blauen Zeilen. In der englischen und amerikanischen Literatur wird dieses Abtastverfahren mit frame-sequential bezeichnet. Die Beziehung kann aber auch derart gewählt werden, daß nacheinander die Zeilen 30 bis 41 einschließlich abgetastet werden. Dies wird als line-sequential bezeichnet. Die beiden Abtastverfahren ergeben ununterbrochene Farbzeilen. Es gibt noch eine dritte Möglichkeit, die in der englischen und amerikanischen Literatur mit dot-sequential bezeichnet wird. Dieses Abtastverfahren ergibt sich, wenn das Bündel nicht eine Zeile nacheinander abtastet, .sondern von einer Zeile auf die andere überspringt. Hierbei werden daher nacheinander Punkte verschiedener Farbe angeregt. Dieses System wird durch Fig. 7 verdeutlicht, in der drei Farbzeilen 43, 44, 45, die grün, rot bzw. blau aufleuchten, dargestellt sind. Das Bündel kann sich z. B. über diese Zeilen gemäß der dargestellten Zickzacklinie bewegen. Dabei werden die schrägen Teile so schnell beschrieben, daß der dadurch erzeugte Lichteindruck praktisch nicht wahrnehmbar ist. In der Figur sind mit 46 und 46,, zwei Gitterdrähte bezeichnet. Es ist einleuchtend, daß es nicht erforderlich ist, daß das Bündel eine Zickzacklinie beschreibt; auch mit einer sinusförmigen Linie ist ein ähnlicher Bildauibau erhältlich.

Auch wenn die Zeilenablenkrichtung senkrecht zur Richtung der Gitterdrähte steht, sind die obenerwähnten drei Aufbauweisen zu verwirklichen.

Beim Aufbau nach dem Frame-sequential-System wird nacheinander gegenüber jeder Gittermasche ein Punkt einer grünen Linie angeregt, wenn das Bündel eine Zeile beschreibt. Diese grüne Linie ist daher nicht kontinuierlich, sondern sie besteht aus einzelnen Punkten. Am Ende einer Zeile springt das Bündel zurück und fängt von neuem mit der Abtastung einer Zeile an. Die Spannung zwischen dem Gitter und der Auffangelektrode oder dem Leuchtschirm bleibt aber gleich, so daß wieder nur grüne Zeilen angeregt werden und daher eine neue grüne punktierte Linie entsteht. Erst nach der Abtastung des ganzen Bildes ändert sich die Spannung zwischen dem Gitter und dem Leuchtschirm, und dann werden ausschließlich z. B. rote punktierte linien beschrieben. Folglich werden nacheinander drei Bilder in den drei Farben beschrieben.

Ein Bildaufbau nach dem Line-sequential-System ergibt sich, wenn die Spannung zwischen dem Gitter und dem Leuchtschirm sich am Ende jeder Zeile ändert. In diesem Fall werden daher nacheinander punktierte Linien verschiedener Farbe beschrieben.

Ein Aufbau nach dem Dot-sequential-System ergibt sich, wenn die Spannung zwischen dem Gitter und dem Leuchtschirm sich derart ändert, daß ein zwischen zwei Gitterdrähten passierendes Bündel nacheinander auf die drei Farblinien gerichtet wird. Es ergibt sich auf diese Weise eine Linie, welche aus einer ununterbrochenen Reihe von Punkten verschiedener Farbe besteht.

Es ist natürlich auch möglich, verschiedene der obenerwähnten Abtastweisen zu kombinieren.

Die Spannung am Ablenkgitter ändert sich vorzugsweise diskontinuierlich. Ein Spannungsverlauf entsprechend Fig. 8, bei dem auf der Abszissenachse die Zeit und auf der Ordinatenachse die Spannung zwischen dem Gitter und der Feldelektrode aufgetragen ist, erfüllt z. B. die Anforderungen befriedigend. Die Spannung am Gitter sinkt dann in bestimmten^ Augenblicken auf Null herab; dies ist aber nicht notwendig, und in den meisten Fällen wird ein von Null abweichender, konstanter Spannungspegel als untere Grenze gewählt werden.

In Fig. 9 ist schaubildlich eine Elektronenstrahlröhre nach der Erfindung dargestellt. Diese Röhre besteht aus einer Umhüllung 47, welche ein Elektrodensystem zur Erzeugung eines Bündels enthält. n₀ Dieses Elektrodensystem ist sehr schematisch dargestellt und besteht aus einer von einem Glühfaden erhitzten Kathode 49, einer Intensitätssteuerelektrode 50 und einer Sauganöde 51. Die Röhre enthält ferner eine Anzahl Ablenkplatten 52, welche eine Ablenkung des Bündels in zwei zueinander senkrechten Richtungen ermöglichen. Mit 53 ist das Ablenkgitter bezeichnet, hinter dem der Auffangschirm 54, der hier mit der Feldelektrode zu einem Ganzen vereinigt ist, angeordnet ist. Das Gitter 53 besteht aus Drähten, welche parallel laufen und senkrecht zur Zeichenebene stehen. Dies ist ersichtlich aus der in Fig. 9 a dargestellten Ansicht.

In Fig. 10 ist die Röhre nach Fig. 9 mit einigen wesentlichen Teilen der zugehörigen Schaltung dargestellt. In dieser Schaltung ist 55 eine Gleichspan-

nungsquelle, welche von. einem Potentiometer 56 überbrückt ist. Diesem Potentiometer werden die Spannungen für die verschiedenen Elektroden entnommen. Mit 57-is-t ein Transformator bezeichnet, mittels dessen veränderliche Spannungen dem Ablenkgitter zugeführt werden können. Über den Kondensator 59 können Steuerspannungen der Intensitätssteuerelektrode der Röhre zugeführt werden.

In den bisher- beschriebenen Ausführungsbeispielen einer Vorrichtung und einer Röhre nach der Erfindung würde immer ein Auffangschirm verwendet, der mit Streifen, von in » verschiedenen Farben aufleuchtenden Lumineszenzstoffen bedeckt war. Wie oben gesagt, läßt sich auch ein Leuchtschirm verwenden, der, makroskopisch gesehen, eine einzige Lichtfarbe ausstrahlt. Um in diesem Fall ein Farbbild wahrzunehmen, ist es erforderlich, ein Lichtfilter zu benutzen, welches aus Streifen mit η verschiedenen Farbabsorptionen zusammengesetzt ist, welche sich parallel zur Richtung der Gitterdrähte erstrecken, sich immer in derselben Reihenfolge periodisch wiederholen' und wobei einem Gitterspalt immer η verschiedene Streifen zugeordnet sind. Eine solche Ausführungsform ist in Fig.n dargestellt. - -

In dieser Figur ist nur das Auffangsystem gezeigt, welches aus einem Gitter 60, einer als Gitter ausgebildeten Feldelektrode 61 und einem Leuchtschirm 62 besteht, der eine einzige Lichtfarbe ausstrahlt. Auf dem -Leuchtschirm 62 werden, genau wie oben an Hand der anderen Figuren beschrieben wurde, Leuchtstreifen entworfen, deren Stellen von der Spannung zwischen den Elektroden-60 und6r abhängig sind. Hierbei ist angenommen, daß der Leuchtschirm 62 nicht leitend ist und daß.-daher eine besondere Feldelektrode 61 erforderlich' ist. Eine etwaige Aufladung des Schirme's 62 kann .in bekannter Weise von der Sekundäremission dieses Schirmes ausgeglichen werden. An der- Zuschauerseite des Leuchtschirmes 62 ist ein Farbfilter vorgesehen, welches aus zu den Drähten des Gitters 60 parallelen Streifen besteht. Diese Streifen haben η verschiedene Farbabsorptionen, wobei j edem Gitterspalt η verschiedene. Streifen zugeordnet sind. Im . dargestellten Fall ist η = j. Das hier- außerhalb der Röhre dargestellte Filter kann naturgemäß auch innerhalb der Röhre angeordnet'seini.

In Fig. 12 ist die Entladungsröhre gleich derjenigen -in Fig. 11., Das " auf -dem -Schirm 62 entworfene Zeilenbild aber wird mittels des-optischen Systems 63 auf .einem Projektionsschirm 64. abgebildet, welches aus zu den Gitterdrähten parallelen Streifen aus η verschiedenen Farbsorten besteht. Es ist hier somit feine Re'de von einem Filter, welches mit Streifen - verschiedener 'Lichtdurchlässigkeit¹ wirkt, sondern von einem Filter, welches dür-ch ver^ schiedene Färbreflektion wirkt. Der Zuschaueros befindet sich daher an der der Röhre zugekehrten 60· Seite des Schirmes 64. .

■■-■ An Stelle des Leuchtschirmes aus den Fig. 11 und 12 läßt sich natürlich ,auch der an sich bekannte Glühschirm verwenden, der vom Elektronen¹· bombardement so hoch erhitzt wird, daß er Licht ausstrahlt.

Eine Möglichkeit, auf welche in der vorhergehenden Beschreibung bisher noch nicht hingewiesen wurde, besteht darin, daß eine Vorrichtung nach der Erfindung für stereoskopische Bilder geeignet ist. Man kann dabei Bilder in zwei Komplementärfarben benutzen, welche durch eine Brille mit Gläsern von zwei gleichen Färben betrachtet werden, oder es lassen sich Polarisationsfilter verwenden, welche an die Stelle der in den Fig. 11 und 12 dargestellten Farbfilter treten. ,

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die Erfindung gar nicht auf die.in den Figuren der Zeichnung dargestellten Aus führ ungs formen beschränkt ist. . . .

Claims (15)

1. Patentansprüche: - " " .

   ■ ι. Vorrichtung zur Wiedergabe von Fernseh-■ Farbbildern, welche eine Elektronenstrahlröhre wie auch elektrostatische und/oder elektromagnetische Mittel für Zeilen- und Rasterablenkung des Elektronenstrahls enthält, der in der Röhre erzeugt.und durch ein Elektrodensystem geleitet wird, welches wenigstens eine Kathode, eine Sauganode und eine Feldelektrode ,enthält, wobei der Strahl vor dem Auftreffen auf einem Auffangschirm, der unter dem Ein-. nuß. von Elektronenbombardement Licht ausstrahlt, durch ein zwischen der Sauganode und dein Auffangschirm liegendes Gitter aus parallelen Drähten hindurchgeht, dadurch gekennzeichnet, daß a) an das Gitter eine positive Spannung gelegt wird, welche niedriger als die . Spannung der Feldelektrode ist, b) das Gitter . eine .negative Ladung hat, c) die Richtung jedes : Elektronenstrahls kurz vor dem Erreichen des Gitters die Richtung der Kraftlinien zwischen dem Gitter und der Feldelektrode an der Einfallstelle - schneidet, d) jeder Elektronenstrahl vom elektrostatischen .Feld zwischen, dem Gitter . und der Feldelektrode derart konzentriert wird, daß die senkrecht zur Richtung der Gitterdrähte gemessene Bündelbreite an der Auftreffstelle • des Bündels am Auffangschirm höchstens gleich der Hälfte der Breite dieses Bündels an der Stelle des Gitters ist, e). zwischen dem Gitter n₀ und- der Feldelektrode .Wechselspannungen zugeführt werden, durch welche nach dem Durchgang durch das Gitter eine veränderliche Ablenkung ,quer zur. Richtung der Gitterdrähte er-. halten wird, f) dieselbe Lichtfarbe wahrgenommen wird bei Ablenkung des Elektronenbündels quer zur Richtung der Gitter drahte .durch die Mittel für die Zeilenablenkung, wenn die Spannung am Gitter konstant ist, dagegen bei ver- - änderlicher Spannung des Gitters, verschiedene . Lichtfarben wahrgenommen werden. . .
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangschirm und die Feldelektrode ein Ganzes bilden.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung jedes

   Elektronenstrahls kurz vor dem Erreichen des Gitters mit der Gitterebene einen schärferen Winkel einschließt als mit der Ebene der Feldelektrode.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter und die Auffangelektrode in zwei verschiedenen Ebenen liegen, die einen solchen Winkel miteinander einschließen, daß die Größe der Verschiebung des Treffpunktes des Bündels am Auffangschirm infolge der Wechselspannung des Gitters über die ganze Oberfläche des Auffangschirmes nahezu gleich ist.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterelektrode und/oder die Feldelektrode derart gekrümmt ist bzw. sind, daß die Größe der Verschiebung des Treffpunktes des Bündels am Auffangschirm infolge der Wechselspannung des Gitters über die ganze Oberfläche des Auffangschirmes nahezu gleich ist.
6. 6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen je zwei nebeneinanderliegenden Gitterdrähten größer ist, je nachdem die Richtung des abgelenkten Elektronenbündels kurz vor diesem Gitter mit der Fläche des Gitters an der Durchgangstelle einen schärferen Winkel einschließt.
7. 7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinste Abstand zwischen dem Gitter und der Sauganode größer ist als der kleinste Abstand zwischen dem Gitter und der Feldelektrode.
8. 8. Elektronenstrahlröhre zur Verwendung in einer Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangschirm streifenweise" angebracht ist und η in verschiedenen Farben aufleuchtende Stoffe besitzt, wobei die Streifen sich parallel zu den Gitterdrähten erstrecken und immer η verschiedene Streifen einem Gitterspalt zugeordnet sind und sich immer in derselben Reihenfolge periodisch wiederholen.
9. 9. Elektronenstrahlröhre zur Verwendung in einer Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auffangelektrode über die ganze Oberfläche die gleiche Lichtfarbe ausstrahlt und an der Seite des Schirmes, an der das Bild wahrgenommen wird, innerhalb oder außerhalb der Röhre ein Lichtfilter vorgesehen ist, welches aus Streifen mit η verschiedenen Farbabsorptionen besteht, die sich parallel zur Richtung der Gitterdrähte erstrecken und sich immer in derselben Reihenfolge periodisch wiederholen, wobei η verschiedene Streifen einem Gitterspalt zugeordnet sind.
10. 10. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangschirm mit einem Leuchtstoff oder einem Gemisch von Leuchtstoffen bedeckt ist, in der Weise, daß der Schirm, makroskopisch gesehen, über die ganze Oberfläche die gleiche Lichtfarbe ausstrahlt, und an der Seite des Schirmes, an der das Bild wahrgenommen wird, innerhalb oder außerhalb der Röhre, ein Lichtfilter vorgesehen ist, welches aus Streifen mit η verschiedenen Farbabsorptionen zusammengesetzt ist, wobei sich die Streifen parallel zu den Gitterdrähten erstrecken, sich immer in derselben Reihenfolge periodisch wiederholen und η verschiedene Streifen einem Gitterspalt zugeordnet sind.
11. 11. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangschirm mit einem Leuchtstoff oder einem Gemisch von Leuchtstoffen überdeckt ist, in der Weise, daß der Schirm, makroskopisch gesehen, über die ganze Oberfläche eine einzige Lichtfarbe ausstrahlt und außerhalb der Röhre ein Auffangschirm angeordnet ist, der aus Streifen von η verschiedenen Farbsorten zusammengesetzt ist, wobei sich die Streifen parallel zu den Gitterdrähten erstrecken, sich immer in derselben Reihenfolge periodisch wiederholen und immer η verschiedene Streifen einem Gitterspalt zugeordnet sind.
12. 12. Elektronenstrahlröhre nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Auffangschirm ein Glühschirm ist.
13. 13. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2, 3,4, S, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß infolge der dem Gitter zugeführten Wechselspannungen die Ladung des Gitters während gleichen Zeitintervallen nacheinander mehrere verschiedene Werte annimmt, welche zyklisch wiederholt werden.
14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitintervalle gleich oder kleiner sind als die Zeit, in der eine Bildzeile beschrieben wird.
15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitintervalle gleich der Zeit, sind, in der ein Raster beschrieben wird.

    Angezogene Druckschriften:

    Deutsche Patentschrift Nr. 736 575.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

    9613 4.