DE971669C - Elektronenstrahlroehre, insbesondere zur Wiedergabe von Farbfernsehbildern - Google Patents

Description

Für manche Zwecke ist es erwünscht, über eine Elektronenstrahlröhre mit drei Elektronenstrahlquellen zu verfügen. Dies ist insbesondere der Fall bei der Wiedergabe von Farbfernsehbildern. Es wurden daher bereits viele Bauarten solcher Röhren vorgeschlagen. Dabei ist die Anordnung der Eleijtrodensysteme zum Erzeugen der Elektronenstrahlen (diese Systeme werden im nachfolgenden als Elektronenspritze bezeichnet) abhängig von der Art und Weise, auf welche die Bilder erzielt werden. Eine der bekanntesten Röhren enthält drei Elektronenstrahlsysteme, deren Achsen gemäß den Kanten eines gleichseitigen Prismas gerichtet sind: Es wurde auch eine solche Anordnung der drei Elektronenstrahlsysteme vorgeschlagen, daß ihre Achsen parallel verlaufen und in nur einer flachen Ebene liegen.

Röhren der zuletzt beschriebenen Art- mit drei parallelen Elektronenspritzen sind sowohl für Oszülographiezwecke als auch für die Wiedergabe von Farbfernsehbildern bekannt. Die erste Röhrenart bezweckt, drei Oszillogramme gleichzeitig aufzeichnen zu können, und es ist daher verständlich, daß jedes Elektronenstrahlsystem zu diesem Zweck mit einem oder mehreren Ablenksystemen versehen ist.

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Bei den obenerwähnten Farbfernsehröhren mit drei Elektronenstrahlsystemen in nur einer Ebene besitzt jedes System einen eigenen Ablenkelektrodensatz. Mit Hilfe der drei Ablenkelektrodensätze können die drei Bündel auf einen Punkt einer »Auffangelektrode« gerichtet werden. Bei der betreffenden Vorrichtung ist diese »Auffangelektrode« aus einem Leuchtschirm und einem vor diesem angeordneten Gitter mit parallelen Drähten aufgebaut, das ίο ein Bild einer Zeilenstruktur ergibt. Alle drei Elektronenbündel werden dabei auf dieselbe Stelle dieses Gitters gerichtet. In der nachfolgenden Beschreibung der Vorrichtung - nach der Erfindung muß auch nicht unter »Auffangschirm« ausschließ-Hch der Schirm verstanden werden, der zum Erzeugen des sichtbaren' Bildes dient. Für gewisse Systeme ist der »Auffangschirm« tatsächlich nur der Leuchtschirm, bei anderen Systemen aber ist der »Auffangschirm« eine vor dem Leuchtschirm angeordnete durchbrochene Elektrode, z. B. ein Gitter. Bei den zuerst genannten Systemen müssen die drei Bündel daher auf denselben Punkt des Leuchtschirmes gerichtet werden, bei den anderen Systemen ist es mehr üblich, die Bündel auf diieselbe Stelle der durchbrochenen Elektrode zu richten.

Bei den obenerwähnten Farbfernsehröhren mit drei Elektronenspritzen müssen die drei Elektronenstrahlen auf denselben Punkt des Auffangschirmes gerichtet werden, auch wenn die Bündel über den Schirm abgebogen werden, damit das Bild raster förmig aufgebaut wird. Dies ist verwirklichbar, da jedes Bündel ein eigenes Ablenksystem besitzt, aber diesen Systemen müssen dann Ablenkspannungen ganz besonderer Form zugeführt werden. Diese Spannungen müssen zum Aufzeichnen eines symmetrischen Rasters in hohem Maße unsymmetrisch sein.

Eine Elektronenstrahlröhre nach der Erfindung weist die obenerwähnten Nachteile in viel geringerem Maße auf und bietet außerdem noch andere Vorteile.

Eine Elektronenstrahlröhre nach der Erfindung zur Wiedergabe von Bildern, insbesondere zur Wiedergabe von Farbfernsehbildern, enthält eine Elektronenstrahlröhre mit drei Elektronenspritzen, die drei Elektronenstrahlen erzeugen, die unter der Einwirkung eines für sämtliche Strahlen gemeinsamen Abbiegfeldes, das aus zwei zueinander nahezu senkrechten Komponenten besteht, einen Auffangschirm abtasten, von den drei Elektronenspritzen ab immer konvergieren und beim Eintreten in das Abbiegfeld in einer Ebene liegen. Die Vorrichtung weist das Kennzeichen auf, daß eine der Komponenten des Abbiegfeldes parallel zur Schnittlinie einer senkrecht zur Röhrenachse verlaufenden Ebene und der Ebene der Elektronenstrahlen ist, und ferner, daß zwei der drei Elektronenspritzen je ein elektrostatisches Ablenksystem enthalten, an das solche Spannungen angelegt werden, daß der Zusammentreffpunkt der drei Elektronenstrahlen immer auf dem Auffangschirm liegt.

Mit Abbiegen wird hier und im nachfolgenden das gemeinsame Abbiegen der drei Strahlen zum Aufbau des Bildrasters gemeint; mit Ablenkung wird die Beeinflussung der Elektronenstrahlen gemeint, die zum Richten dieser Strahlen vor dem Eintreten in das gemeinsame Abbiegfeld dient.

Eine Elektronenstrahlröhre nach der Erfindung bietet, den Vorteil, daß dem Abbiegsystem einfache Spannungen oder Ströme der üblichen Form, z. B, der Sägezahnform, zugeführt werden können. Da die drei Elektronenstrahlen beim Eintreten in das Abbiegfeld in nur einer Ebene liegen, ergibt sich der Vorteil, daß, wenn die' Strahlen bei einer bestimmten Stärke des Abbiegfeldes in einem Punkt zusammentreffen, dies, abgesehen vom Abbildungsfehler, der als Koma bezeichnet wird, immer der Fa-Il ist, auch wenn die Abbildung geändert wird. Betrachtet man die drei Elektronenstrahlen als Teile nur eines Bündels, so kann man also sagen, daß kein störender Astigmatismus auftritt. Es verbleibt dann aber noch ein Fehler, nämlich, daß die geometrische Stelle der Zusammentreffpunkte der drei Strahlen nicht eine Ebene ist; dies stellt einen Nachteil dar, da der Auffangschirm meist in erster Annäherung als eine Ebene zu betrachten ist.

Da zwei der Elektronenstrahlsysteme getrennte Ablenksysteme enthalten, kann erstens dafür Sorge go getragen werden, daß die Strahlen bei einer bestimmten Stärke des Abbiegfeldes in einem Punkt des Auffangschirmes zusammentreffen, und ferner können an diese Ablenksysteme die erforderlichen Korrektionsspannungen angelegt werden, so daß die obenerwähnte gekrümmte Oberfläche derart verformt wird, daß sie mit dem Auffangschirm zusammenfällt.

In einem bestimmten Falle ist es sogar nicht notwendig, an die Ablenksysteme Spannungen anzulegen, um die drei Strahlen in einem Punkt des Auffangschirmes zusammenzubringen, nämlich dann nicht, wenn die drei Elektronenspritzen einen solchen Winkel miteinander einschließen, daß die Achsen der Systeme bereits ohne Spannungen an den Ablenksystemen in einem Punkt des Auffangschirmes zusammentreffen. In diesem Falle braucht man also an die Ablenksysteme ausschließlich einfache Korrektionsspannungen anzulegen, um zu gewährleisten, daß die Strahlen bei eingeschaltetem Äbbiegfeld auch auf dem Auffangschirm zusammentreffen.

Die Anordnung der Elektronenspritzen unter einem Winkel stellt einen Nachteil dar, denn der von den Elektronenspritzen beanspruchte Raum ist groß gegenüber dem beanspruchten Raum bei Anordnung der drei Systeme mit parallel verlaufenden Achsen. Es ist daher häufig vorteilhafter, die drei Systeme mit parallel verlaufenden Achsen anzuordnen und durch Gleichspannungen an den Ab- iao lenksystemen dafür Sorge zu tragen, daß bei nicht eingeschaltetem Abbiegfeld die drei Strahlen in einem Punkt des Auffangschirmes zusammentreffen. Es ist naturgemäß gleichgültig, welche zwei der drei Elektronenspritzen mit Ablenkplatten versehen werden, denn man kann immer die Richtung eines

der Elektronenstrahlen als die gute Richtung auffassen und also die anderen Strahlen auf den Punkt richten, .an dem der zuerst genannte Strahl auf den Auffangschirm auf trifft.
Liegen die Achsen der drei Elektronenspritzen parallel in einer Ebene, so ist es besonders günstig, die äußeren Systeme mit Ablenkplatten zu versehen. Das mittlere Elektronenstrahlsystem kann dann auf die Mitte des Auffangschirmes gerichtet werden. ίο Der ganze Aufbau des Elektrodensystems wird auf diese Weise symmetrisch und also einfach.

Da die Elektronenstrahlen in einer Ebene liegen, brauchen sie nur in dieser Ebene abgelenkt zu werden. Sollten kleine Abweichungen vorliegen, so daß sie vor dem Erreichen der Ablenkelektroden außerhalb dieser Ebene, gelangen, so läßt sich mit Hilfe von Magneten außerhalb der Röhre eine solche Korrektur durchführen, daß sie wieder in die Ebene geführt werden. Man wird dann im allgemeinen ao wieder die Richtung eines der Elektronenstrahlen als die gute Richtung betrachten und die anderen zwei magnetisch ablenken, so daß alle drei Strahlen in eine Ebene zu liegen kommen. Vorzugsweise werden die beiden äußeren Elektronenstrahlen auf as "diese Weise magnetisch beeinflußt. Dann ist es aber notwendig, den mittleren Elektronenstrahl magnetisch abzuschirmen. Diese Abschirmung kann z.B. aus einer wenigstens einen Teil der' mittleren Elektronenspritze umgebenden ferromagnetischen Umhüllung bestehen; es ist aber auch möglich, eine der Elektroden der mittleren Elektronenspritze aus ferromagnetischem Werkstoff zu wählen.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der eine Elektronenstrahlröhre nach der Erfindung schematisch und teilweise im Schnitt dargestellt ist.

In der Figur hat die Elektronenstrahlröhre einen Zylinderhals ι und einen an diesen anschließenden konischen Teil 2, der durch ein leicht gekrümmtes Fenster 3 verschlossen ist. Auf der Innenseite dieses Fensters befindet sich eine Leuchtschicht 4. Der Röhrenhals 1 enthält drei gerade, parallele Elektronenspritzen, deren Achsen in einer Ebene liegen. Alle drei Elektronenspritzen mit Ausnahme der Ablenkpla.tteh der beiden äußeren sind gleichartig; deutlichkeitshalber ist daher nur ein System mit Bezugszi'ffern versehen. In diesem. System ist mit 5 die Kathode, mit 6 das Steu'ergitter, mit 7 die Sauganode und mit 8 die Anode bezeichnet. Dieser Teil der Elektronenspritze ergibt einen bereits etwas gebündelten Elektronenstrom, der aber zur Erzielung eines sehr kleinen Brennpunktes noch weiter konzentriert wird. Dies erfolgt mittels der Elektroden 9 und ι o, die mit der Elektrode 8 ein Linsensystem bilden. Naturgemäß müssen zu diesem Zweck an die Elektroden 5 bis 10 einschließlich geeignete Spannungen angelegt werden. Mit der Erfindung als solcher hat dies aber nichts zu tun, da die Elektronen spritze auf ganz übliche Weise aufgebaut ist und auch in bekannter Weise in eine Schaltung aufgenommen wird. Es können daher z. B. auch sogenannte Triodiensysteme verwendet werden, die also keine Sauganode aufweisen.

Die in der Zeichnung dargestellte Elektronenstrahlröhre entliält an den beiden äußeren Elektronenspritzen zwei Ablenkplattensätze 11 und 12. Ferner ist noch ein Spulensatz 13, 14 dargestellt, der die drei von den Elektronenspritzen erzeugten Strahlen in einer Richtung abbiegt und' zum Aufzeichnen des Bildrasters auf dem Leuchtschirm 4 beiträgt. Deutlichkeitshalber ist der andere Spulensatz für die Ablenkung in der Zeichenebene nicht dargestellt. Dadurch, daß an die Ablenksysteme 11 und 12 geeignete Gleichspannungen angelegt wer.-den, kann dafür Sorge getragen werden, daß in der Ruhelage die drei Elektronenstrahlen in der Mitte des Leuchtschirmes 4 in einem Punkt 15 zusammentreffen.

Ist die Elektronenstrahlröhre einmal so eingestellt, so treffen die drei Strahlen immer in nahezu einem Punkt zusammen, auch wenn den Abbiegspulen Abbiegströme zugeführt werden. Um zu bewirken, daß diese Punkte immer auf dem Leuchtschirm 4 liegen, müssen in vielen Fällen den Ablenksystemen 11 und 12 auch noch Korrektionsspannungen zugeführt werden, welche den Spannungen entnommen sind, die die Ströme in den Abbiegspulen ergeben. Es ist aber auch möglich, dem Leuchtschirm 4 eine solche Krümmung zu geben, daß der Zusammentreffpunkt der drei Strahlen ohne Korrektionsspannungen an den Ablenksystemen 11 und 12 immer auf dem Leuchtschirm liegt. Es brauchen dann nur Gleichspannungen an die Ablenksysteme 11 und 12 angelegt zu werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß Abbiegspulen besonderer Gestalt verwendet werden, wie sie bereits anderweitig vorgeschlagen worden sind.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Elektronenstrahlröhre, insbesondere zur Wiedergabe von Farbfernsehbildern, mit drei Elektronenspritzen, die drei Elektronenstrahl«! erzeugen, die unter dem Einfluß eines für sämtliche Strahlen gemeinsamen, aus zwei zueinander nahezu senkrechten Komponenten bestehenden magnetischen Abbiegfeldes einen Auffangschirm abtasten, von den drei Elektronenspritzen ab immer konvergieren und beim Eintreten in das Abbiegfeld in einer Ebene liegen, wobei eine der Komponenten des Abbiegfeldes parallel zur Schnittlinie einer zur Röhrenachse senkrechten Ebene und der Ebene der Elektronenstrahlen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei der Elektronenspritzen je ein in Richtung dieser Komponente wirkendes elektrostatisches Ablenksystem enthalten, an das eine solche Spannung angelegt wird, daß der Zusammentreffpunkt der drei Elektronenstrahlen auf dem Auffangschirm liegt, wobei unter Abbiegfeld ein Feld zur Erzeugung des Rasters und unter Ablenksystem ein System zum Richten dieser Strahlen vor dem Eintreten in das gemeinsame Abbiegfeld zu verstehen ist.
2. 2. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der

   drei Elektronenspritzen sich in einem Punkte des Auffangschirmes schneiden.
3. 3. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der drei Elektronenspritzen parallel sind.
4. 4. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren Elektronenspritzen je mit einem Ablenkelektrodensatz versehen sind.
5. 5. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Elektronenstrahlen in den beiden äußeren Elektronenspritzen in einer zur Korrekturrichtung senkrechten Richtung durch Magnete beeinflußt werden und der Elektronenstrahl der mittleren Spritze gegen die Einwirkung von Magnetfeldern abgeschirmt ist.
6. 6. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Elektroden der mittleren Elektronenspritze aus ferromagnetischem Werkstoff besteht.

   In Betracht gezogene Druckschriften: VDE-Fachberichte, 1951, S. 298u.fr.; USA.-Patentschrift Nr. 2621244; deutsche Patentschrift Nr. 736 575.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen