DE1157647B - Kathodenstrahl-Flachroehre - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

kl. 21 a 132/54

INTERNATIONALE KL.

H04n;H01j

N13448 Vnia/213¹

ANMELDETAG: 22. MÄRZ 1957

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
wND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 21. NOVEMBER 1963

Die Erfindung bezieht sich auf Kathodenstrahl-Fiachröhren, bei welchen der Elektronenstrahl im wesentlichen parallel zur Leuchtschirmebene verläuft, so daß der bei herkömmlichen Röhren verwendete, kegelförmige Röhrenkolben mit dem sich nach hinten erstreckenden Röhrenhals in Wegfall kommen kann.

Es ist bereits eine Kathodenstrahl-Flachröhre bekannt, bei welcher der Elektronenstrahl im wesentlichen parailel und in einem gewissen Abstand vom Leuchtschirm verläuft. Der Elektronenstrahl wird innerhalb dieser Ebene im Sinne einer Zeilenablenkung gesteuert, während das Strahlende mittels eines elektrostatischen Feldes auf den Röhrenschirm abgelenkt wird, wobei dieses elektrostatische Feld im Rhythmus der Rasterabtastung verschoben wird, so daß man auf dem Röhrenschirm ein an sich bekanntes Fernsehraster erhält. Das elektrostatische Feld liegt zwischen einer in einer parallel zum Röhrenschirm verlaufenden Ebene angeordneten Elektrodenschar und dem Röhrenschirm selbst. Eine derartige Elektrodenschar soll im folgenden als Elektrodenspalier bezeichnet werden. Zusätzlich zu diesem Elektrodenspalier kann in der Nähe des Röhrenschirms ein weiteres Elektrodenspalier angeordnet werden, in welchem Fall das elektrostatische Ablenkfeld zwischen diesen beiden Elektrodenspalieren aufgebaut wird. Die bekannte Elektronenstrahl-Flachröhre verwendet eine zusätzliche Abtaströhre als Steuerorgan, mit deren Hilfe die jeweils gewünschte Rasterablenkung gesteuert wird. Diese Abtaströhre ist innerhalb der Kathodenstrahl-Flachröhre untergebracht und bewirkt jeweils die Steuerung der Ladung bzw. Entladung der einzelnen Elektroden des Elektrodenspaüers so. daß das elektrostatische Ablenkfeld jeweils entsprechend dem Ladungszustand des Elektrodenspaliers über die Schirmfläche hinweg bewegt wird.

Die vorliegende Erfindung bezweckt eine Verbesserung bekannter Kathodenstrahl-Flachröhren und bringt dadurch eine wesentliche Vereinfachung mit sich, daß die besondere Abtaströhre entbehrlich ist.

Eine Kathodenstrahl-Flachröhre, insbesondere für Fernsehzwecke, deren modulierter, in einer zwischen dem Bildschirm und einem dazu parallelen Elektrodenspalier gelegenen Ebene verlaufender, periodisch in einer Schirmkoordinatenrichtung zeilenweise abgelenkter Elektronenstrahl mittels dem Elektrodenspalier zugeführter Steuerspannungen sowohl im Sinne einer wesentlich langsamer als die erstgenannte Ablenkung verlaufenden Ablenkung in einer zweiten, senkrecht zu der ersten Schirmkoordinaten-Kathodenstrahl-Flachröhre

Anmelder:

National Research Development Corporation, London

Vertreter: Dipl.-Ing. R. Holzer, Patentanwalt, Augsburg, Philippine-Welser-Str. 14

Beanspruchte Priorität: Großbritannien vom 23. März 1956 (Nr. 9192)

Dennis Gabor, London, ist als Erfinder genannt worden

richtung ausgerichteten Schirmkoordinatenrichtung als auch im Sinne einer Ablenkung des Strahlendes auf den Bildschirm hin gesteuert wird, ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der das Schirmbild erzeugende Kathodenstrahl oder ein anderer, den gleichen Ablenkfeldern ausgesetzter Kathodenstrahl jeweils periodisch mit der Zeilenabtastung in zwei außerhalb des dem Bildschirmbereich entsprechenden Bereiches gelegene Zonen des um diese Zonenbereiche erweiterten Elektrodenspaliers eingelenkt wird, in deren einer der Elektronenstrahl die Entladung des jeweils abgetasteten Spalierleiters und in deren anderer derselbe oder ein anderer Elektronenstrahl die Wiederaufladung der früher entladenen Spalierleiter bewirkt, wobei die Ladung bzw. Entladung der Spalierleiter durch unterschiedliche Sekundäremissionsbedingungen in den beiden Zonen oder durch Anlegen unterschiedlicher Potentiale an die Spalierleiter über fotoleitendes Material erfolgt, das durch eine vom Kathodenstrahl erregte Leuchtstoffschicht in den genannten Zonen örtlich leitend gemacht wird.

Zweckmäßigerweise verwendet man für die Entladung und Wiederaufladung des Elektrodenspaliers sowie zur Abtastung des Fernsehrasters einen ein-

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von diesem entfernt ein Elektrodenspalier 3 angebracht, welches von Bügeln 124 gehalten wird, die ihrerseits auf keramischen Hohlzylindern 125 befestigt sind, zwischen welchen sich das Elektroden-5 spalier erstreckt. Die Seitenkanten des Elektrodenspaliers sind bei 6 und 6' U-förmig zurückgebogen, wobei die vorderen Ränder dieser abgebogenen Teile im wesentlichen in derselben Ebene wie die vertikalen Kanten des Schirmes liegen und in deren Nähe ver-

zigen Elektronenstrahl, welcher im Zuge der zeilenweisen Abtastung des Schirmbildes jeweils auf die
Randzonen auftrifft. In diesen Randzonen befinden
sich die in entsprechender Weise parallel versetzten
Enden der einzelnen Elektroden des Elektrodenspaliers. Die Entladung erfolgt in üblicher Weise
durch bloße Bombardierung der Elektrodendrähte,
während die Wiederaufladung auf verschiedene Weise
erfolgen kann, beispielsweise mittels des Sekundärelektronen-Emissionseffektes oder mittels der Foto- io laufen. Die Art des Elektrodenspaliers 3 ist im einleitfähigkeit einer entsprechend gesteuerten Schicht. zelnen aus Fig. 4 ersichtlich. Das Spalier besteht aus

einer großen Anzahl an sich gerader Leiter, die jeweils voneinander isoliert auf einer geeigneten Isolierfiäche angeordnet sind und die in Fig. 4 gezeigte Form haben, deren Zweck später noch erläutert werden wird. Auf derselben Isolierfläche sind außerdem auch noch Elektroden 20, 20' und 128 angebracht, deren Zweck ebenfalls später noch beschrieben werden wird. Die in Fig. 4 angedeuteten vertikalen so Linien A-H geben Bereiche besonderer Bedeutung innerhalb des Elektrodenspaliers an und werden im Zuge der Beschreibung der Röhrentätigkeit später noch erwähnt. Die Andeutung dieser Linien auf der in Fig. 1 dargestellten Schnittansicht hat den Zweck,

Fig. 5 ein Wellenformdiagramm, welches die zum 25 die dreidimensionale Form des ganzen Elektroden-Betrieb der in den Fig. 1 bis 4 schematisch gezeigten spaliers besser vor Augen zu führen.

Hinter dem Elektrodenspalier 3 ist in dessen nächster Nähe eine Platte 4 angeordnet, die vorzugsweise aus magnetischem Material von hoher Permeabilität gefertigt ist und die teilweise als Magnetschirm dient. Der Abstand zwischen dem Elektrodenspalier 3 und der Platte 4 ist so gewählt, daß diese Platte 4 mit Bezug auf die einzelnen Leiter 3 eine merkliche Kapazität darstellt. Die Platte 4 bedeckt im wesentliehen die ganze Fläche des Elektrodenspaliers, soweit diese dem Röhrenschirm gegenüberliegt. Von der Oberseite zur Unterseite des Elektrodenspaliers erstreckt sich ein gesonderter Leitungsstreifen 114, der eine weitere Elektrode darstellt, deren Zweck

Fig. 10 eine Folge von Erläuterungsdiagrammen, 40 weiter unten noch angegeben wird, durch welche die Betriebsweise der genannten abge- Hinter der Platte 4 ist eine Elektronenquelle 9

wandelten Ausführungsform einer Röhre gemäß schematisch angedeutet, die eine herkömmliche Kon-Fig. 8 verständlich gemacht wird, struktion aufweisen kann. Sie ist so angeordnet, daß

Fig. 11 einen Querschnitt und einen teilweise ab- sie ihren Elektronenstrahl vertikal nach abwärts gebrochenen Aufriß eines Teiles einer weiteren ab- 45 richtet. Unterhalb dieser Elektronenquelle sind Abgewandelten Ausführungsform einer erfindungs- lenkplatten 16 angeordnet, die ebenfalls von hergemäßen Röhre und kömmlicher Bauart sein können und dazu dienen, Fig. 12 drei Ansichten einer Elektronenquelle, die für die Abtastung des Fernsehrasters erforderweiche sich zum Gebrauch in erfindungsgemäßen liehe X- bzw. Zeilenablenkung auf elektrostatischem Röhren eignet, die für Farbfernsehzwecke Verwen- 50 Wege hervorzurufen. Unterhalb der bisher beschriedung finden sollen, wobei zwei dieser Ansichten benen Konstruktionselemente ist eine Elektronenlinse Schnittdarstellungen sind. angeordnet, welche aus den Teilen 13, 14 und 15 Es wird zunächst Bezug auf die Fig. 1 bis 3 ge- besteht und in Vergrößerung im Querschnitt in Fig. 7 nommen. Diese Figuren zeigen den Aufbau der inne- dargestellt ist. Diese Linse umfaßt einen Linsentrog ren Teile einer Röhrenform gemäß vorliegender Er- 55 15, der auf einer negativen Betriebsspannung gehalten wird, ferner Seitenplatten 13, die auf Hochspannung gehalten werden und einen mittleren Linsenkern 14, der ebenfalls auf Hochspannung gehalten

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielsweisen Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsformen an Hand der Zeichnungen. In den Zeichnungen stellt dar

Fig. 1 einen horizontalen Querschnitt durch die inneren Teile einer Kathodenstrahlröhre gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Aufriß dieser Teile,

Fig. 3 einen vertikalen Querschnitt durch diese Teile,

Fig. 4 eine in der Mitte gebrochene Abwicklung eines der in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Konstruktionselemente,

Röhre benutzten Wellenformen wiedergibt,

Fig. 6 eine Folge von Erläuterungsdiagrammen, durch welche die Arbeitsweise der in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Röhre verständlich gemacht wird,

Fig. 7 einen vergrößerten Vertikalschnitt eines Teiles der in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Röhre,

Fig. 8 eine teilweise gebrochene Abwicklung eines Bauelementes einer abgewandelten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Röhre,

Fig. 9 ein Wellenformdiagramm, welches die zum Betrieb der abgewandelten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Röhre nach Fig. 8 benutzten Wellenformen wiedergibt,

fiindung. Diese Zeichnungen sind insoweit Schemadarstellungen, als die Stützkonstruktionen und die
Verbindungsleitungen weggelassen wurden, um die
Darstellung zu verdeutlichen. Die Röhrenkonstruktion weist einen Röhrenschirm 2 auf, der beispiek- 60 zur Umkehrung des von der Elektronenquelle 9 ausweise die Form eines über einen Rahmen 123 ge- gesandten Elektronenstrahls in seine Ausgangsrichspannten Glasgewebes haben kann, an dessen Rückfiäche ein Belag 17 einer geeigneten Phosphorverbindung angeordnet ist, hinter welchem wiederum ein

wird. Diese an sich bekannte Elektronenlinse dient

tung und aufwärts in den Zwischenraum zwischen den Bildschirm 2 und das Elektrodenspalier 3. Es wird nunmehr beschrieben, wie ein von der Elek-

weiterer Belag 18 aus Aluminium angeordnet ist, wie 65 tronenquelle 9 ausgesandter Elektronenstrahl, der in

bereits bei bekannten Bildschirmen üblich ist. In diesen Zwischenraum gerät, hinter diesem BiId-

eiaer Ebene hinter dem Bildschirm 2 ist parallel zu schirm 2 in jedem Bereich dieses Bildschirmes zwi-

diesem Bildschirm und in einem gewissen Abstand sehen den beiden seitlichen Begrenzungen desselben

gerichtet werden kann. Weiterhin ist noch zu beschreiben, wie das Strahlende auf den Bildschirm gerichtet werden kann und wie erreicht wird, daß diese Ablenkung des Elektronenstrahls innerhalb verschiedener Höhen des Bildschirmes stattfinden kann, so daß ein Fernsehraster geschrieben wird. Dies wird durch entsprechende Steuerung des an den Leitern 3 anliegenden Potentials erreicht, wobei auf Einzelheiten dieser an sich bekannten Steuerung nicht einzugehen ist. Die Wirkungsweise der Anordnung ist, kurz dargelegt, wie folgt:

Es sei vorausgesetzt, daß der Belag 18 des Bildschirmes auf dem höchsten positiven Potential gehalten wird, welches innerhalb der Röhre zur Anwendung kommt, und daß die Leiter 3 ursprünglich auf dieses selbe Potential aufgeladen seien. Der von der Elektronenquelle 9 herrührende und innerhalb des Zwischenraumes zwischen dem Schirm 2 und dem Elektrodenspalier 3 nach oben laufende Strahl wird unter diesen Umständen ohne Ablenkung gerade nach oben gerichtet sein. Wenn nunmehr ein oder mehrere Leiter im oberen Teil des Elektrodenspaliers entladen werden, so daß sie mit Bezug auf das Potential des Bildschirmes hinreichend negativ geladen werden, dann wird sich zwischen dem Elektrodenspalier und dem Bildschirm ein Querfeld aufbauen, und dieses Querfeld wird bewirken, daß der Strahl beim Eintritt in den Querfeldbereich in Richtung auf den Bildschirm so abgelenkt wird, daß er auf diesen auftrifft, wobei gleichzeitig das Bestreben besteht, den Strahl auf dem Bildschirm zu fokussieren. Die Größe des Ablenkwinkels und der Grad der jeweiligen Strahlfokussierung wird jeweils von der Form des ablenkenden Querfeldes abhängig sein, die ihrerseits wiederum von der Potentialverteilung zwischen den Leitern des Elektrodenspaliers und dem diese Ablenkung erzeugenden Bereich abhängen wird. Um zu erreichen, daß das Strahlenbündel auf den Bildschirm fortschreitend in niedrigeren Höhen auftrifft, ist es erforderlich, die Leiter 3 fortschreitend in solchem Maße zu entladen, daß die jeweils zwischen diesen Leitern auftretende Potentialverteilung die erforderliche Ablenkung und Fokussierung des Strahlenbündels bewirkt. Das Ablenkfeld muß mit einer der Abtastung des Fernsehbildes entsprechenden Geschwindigkeit nach unten wandern.

Nach einem bekannten Vorschlag erfolgt die Entladung des Ablenk-Elektrodenspaliers und die Wiederaufladung desselben auf die maximale, innerhalb der Röhre zur Anwendung kommende Hochspannung mittels einer besonderen »Abtaströhre«. Bei der Röhre nach der Erfindung werden diese Vorgänge durch den das Schirmbild abtastenden Strahl selbst oder durch einen weiteren, von der Elektronenquelle 9 ausgesandten Elektronenstrahl gesteuert. Die Entladung bzw. Wiederaufladung erfolgt jeweils in den Bereichen 6 und 6' des Elektrodenspaliers. Die normale Zeilenabtastung eines Fernsehrasters würde selbstverständlich eine solche Einstellung der Strahlablenkung erfordern, daß das Strahlenbündel die ganze Breite des Bildschirmes 2 während der Zeilen-Abtastperioden abtasten würde. Für die Zwecke der nunmehr zu beschreibenden Bildröhre muß die Anordnung so getroffen werden, daß unmittelbar vor dem Beginn der einzelnen Zeilenabtastungen der Strahl über die Bildschirmkante hinaus in den Bereich 6' abgelenkt wird, während unmittelbar nach Erreichung des Endes der einzelnen Zeilenabtastungen der Strahl über die andere Kante des Bildschirmes hinaus in den Bereich 6 abgelenkt werden muß.

Aus der Betrachtung der Fig. 1 und 4 zeigt sich, daß die Enden der einzelnen Leiter 3 des Elektrodenspaliers zwischen den vertikalen Linien^ und B in einer Ebene des Bildschirmes 2 gegenüber denjenigen Teilen derselben Leiter liegen, die hinten zwischen den vertikalen Linien C und D liegen. Es ist weiter zu ersehen, daß infolge der zwischen B und C sich

ίο erstreckenden Neigung dieser Leiter eine Staffelung hinsichtlich der relativen Lagen dieser Leiter auftritt, derart, daß die Enden (zwischen y4 und B) dieser Leiter jeweils gegenüber sich zwischen den Linien C und D erstreckenden Teilen von Leitern liegen, die an sich innerhalb des Leiterspaliers höher liegen. Die bis zu gewissem Grade schematische, nichtsdestoweniger jedoch typische Darstellung der Fig. 4 zeigt, daß der innerhalb des Bereiches zwischen den Linien A und B von oben nach unten gezählte vierte Leiter mit dem obersten Leiter innerhalb des Bereiches zwischen den Linien C und D auf gleicher Höhe liegt. Wenn also der oberste Leiter entladen wird, dann wird der zwischen diesem Leiter und dem noch vollgeladenen vierten Leiter sich entwickelnde Querpotentialgradient eine Ablenkung des Elektronenstrahls in Richtung nach vorn hervorrufen, so daß dieser Strahl zumindestens zum Teil auf den von oben nach unten gezählten zweiten Leiter auftreffen wird und eine Entladung dieses Leiters eintritt. Es ergibt sich daraus ohne weiteres, daß hierdurch eine fortschreitende Wirkung erzielt wird, die versucht, das durch die Leiter 3 hervorgerufene Vorwärts-Abtastungsfeld fortschreitend nach unten zu verschieben. Das Ausmaß, in welchem die einzelnen Leiter des Elektrodenspaliers entladen werden, wird jeweils von der Zeitspanne abhängen, während welcher dieselben durch den Elektronenstrahl mit Elektronen beschossen werden, wobei der in dem Elektronenstrahl herrschende Stromfluß ein weiteres Kriterium ist. Daraus ergibt sich, daß die Geschwindigkeit, mit welcher das Ablenkfeld längs der Leiter 3 des Elektrodenspaliers abwärts bewegt werden kann, jeweils von der zwischen aufeinanderfolgenden Zeilenabtastungen liegenden, der Bestrahlung der Leiterenden durch den Elektronenstrahl zugeordneten Zeitspanne und der Strahlintensität abhängen wird.

Es wird bemerkt, daß während dieses Elektronenbeschusses etwa durch Sekundäremission frei werdende Elektronen das Bestreben haben werden, jeweils zu dem unterhalb der Beschußstelle liegenden Leiter abzufließen, da sich dieser selbstverständlich noch auf seinem maximalen Hochspannungspotential befindet. Diese Erscheinung tritt jedoch nicht in sehr ausgeprägter Form auf, und es findet tatsächlich eine reine Stromentladung an dem jeweils beschossenen Leiter statt. Daraus folgt natürlich nicht, daß das Strahlenbündel jeweils gleichzeitig immer nur einen einzigen Leiter mit Elektronen beschießen wird. In der Praxis muß der Grad, um welchen die einzelnen Leiter des Elektrodenspaliers bei jedem Beschüß entladen werden, so eingestellt werden, daß die längs des Spaliers nach unten wandernde Entladungswelle jeweils die Form annimmt, die benötigt wird, um das jeweils für die Strahlablenkung und Strahlfokussierung erforderliche Feld zu erzeugen. Um sowohl die gewünschte Wellenform als auch die jeweils gewünschte Wandergeschwindigkeit der Welle längs des Elektrodenspaliers abwärts zu erzielen, müssen in-

folgedessen die folgenden Parameter aufeinander eingespielt sein:

1. Kapazität der einzelnen Leiter (hauptsächlich mit Bezug auf die Platte 4),

2. Stromstärke des Elektronenstrahls,

3. Fokussierung des Elektronenstrahls,

4. Zeitdauer des Elektronenbeschusses,

5. geometrische Abmessungen des Elektrodenspaliers.

zelnen Leiter des Elektrodenspaliers zu abgelenkt wird, jedoch wird bemerkt, daß die Staffelung zwischen den einzelnen Leitern im Bereich zwischen den Linien E und F und ihrer jeweiligen Endabschnitte

5 in dem zwischen den Linien G und H gelegenen Bereich in umgekehrtem Sinne gewählt ist im Vergleich zu der im Bereich 6' gewählten Staffelung, derart, daß die jeweiligen Enden der einzelnen Leiter jeweils gegenüber einzelnen Abschnitten solcher Lei-

o ter des Elektrodenspaliers liegen, die in diesem weiter unten angeordnet sind. Außerdem ist ein Gitter 127 vorgesehen, welches fortgesetzt auf dem Maximalpotential gehalten wird, auf welches das Elektrodenspalier aufgeladen werden soll. Die Wirkung

Die Kapazität des Elektrodenspaliers mit Bezug auf die Rückplatte 4 sollte aus zwei Gründen nicht zu groß gewählt sein. Der eine Grund liegt darin, daß

irgendwelche Streuelektronen, welche die einzelnen 15 dieses Gitters besteht darin, daß der Elektronenstrahl, Leiter des Elektrodenspaliers erreichen können, die sowie er in den Bereich 6 eintritt, wiederum nach Entladungsgeschwindigkeit beeinflussen werden und vorn in Richtung auf die Endabschnitte der Leiter 3 infolgedessen auch die Geschwindigkeit der Bild- (in dem Abschnitt zwischen den Linien G und H) abtastung als Ganzes beeinflussen werden. Dies ist gebeugt wird, daß er aber auf Endabschnitte dieser insofern von Nachteil, als diese Wirkung Einfluß auf 20 Leiter auftreffen wird, die innerhalb des Elektrodendie Bildhelligkeit haben kann und infolgedessen eine Spaliers höher liegen als diejenigen Endabschnitte, verschiedene und veränderliche Wirkung auf die welche die Strahlablenkung nach vorn auf den Bild-Bildabtastung eintreten würde, die sehr schwer zu schirm hervorrufen. Außerdem dient das Gitter 127 korrigieren ist. Der andere Grund liegt darin, daß die dazu, etwaige Sekundärelektronen zu sammeln, die Kapazität der einzelnen Leiter des Elektrodenspaliers 25 von dem Elektrodenspalier ausgesandt werden. Durch mit Bezug auf die Rückplatte im Vergleich zu der geeignete Spannungswahl und durch geeignete Wahl zwischen diesen einzelnen Leitern herrschenden Ka- des Leitermaterials kann die Sekundäremission so pazität groß sein sollte, da sonst ein Ausstreuen der eingestellt werden, daß das Verhältnis von Sekundär-Wellenfront der Entladungswelle eintreten würde. emission zu Primärstrom größer als Eins ist. Dies ist Die in dem Elektronenstrahl herrschende Strom- 30 gleichbedeutend mit einem positiven Stromfluß zum stärke ist natürlich einstellbar und stellt insoweit eine Elektrodenspalier, und daraus ergibt sich, daß die Variable dar, die zur Steuerung der Bild-Abtast- Leiter, auf welche das Strahlenbündel in dem begeschwindigkeit benutzt werden kann. Die Strahl- treffenden Bereich auftrifft, wieder aufgeladen werfokussierung ist selbstverständlich von den geome- den. Dieser Wiederaufladungsvorgang ist weniger irischen Abmesungen des Elektrodenspaliers (Ab- 35 kritisch als der oben beschriebene Entladungsvorgang, stand zwischen den einzelnen Leitern, Abstand zwi- da die einzelnen durch den Elektronenstrahl mit sehen dem Elektrodenspalier und dem Bildschirm, Elektronen beschossenen Leiter des Elektroden-Abstufung zwischen den vorderen und hinteren Teil- Spaliers, an welchen die Sekundärelektronenemission stücken der einzelnen Leiter innerhalb der Bereiche 6 auftritt, das Bestreben haben, sich auf die Spannung und 6' usw.) abhängig. Weiterhin hängt sie von der 40 des Gitters 127 zu stabilisieren. Es braucht infolge-Wellenform selbst ab, obgleich durch Veränderung dessen nur dafür gesorgt zu werden, daß der in diesem der Strahlkonvergenz an der Elektronenquelle und Bereich vorzunehmende Elektronenbeschuß jeweils der Stellung des Strahles zwischen dem Elektroden- lange genug ausgeführt wird, um sicherzustellen, daß spalier und dem Bildschirm eine gewisse Steuerung dieses Gleichgewichtspotential im wesentlichen ermöglich ist. Diese Faktoren und ihr Zusammenhang 45 reicht wird.

sind im einzelnen an sich bereits bekannt. Auf diese Weise wird erreicht, daß die einzelnen

Um den Ablauf der Entladungswelle längs des Leiter des Elektrodenspaliers jeweils an einer Stelle

Elektrodenspaliers auslösen zu können, ist an der wieder aufgeladen werden, die fortschreitend in kur-

Oberseite des Elektrodenspaliers eine Elektrode 20 zem Abstand hinter der Entladungszone über das

vorgesehen. Diese Elektrode wird fortgesetzt auf 50 Elektrodenspalier hinunterwandert,

niedrigem Potential gehalten, beispielsweise auf dem Eine Elektrode 128, die fortgesetzt auf hohem

Potential der Kathode der Elektronenquelle, so daß Potential gehalten wird, dient zur Aufnahme des

auch bei voll geladenem Elektrodenspalier zwischen Strahlenbündels im Bereich 6 während des ersten

den oberen Leitern innerhalb des Bereiches zwischen Teils der Bildabtastung, d. h. während einer Zeit-

A und B und dem zwischen den Linien C und D lie- 55 spanne, die so lange andauert, bis die Entladungs-

genden Bereich der Elektrode 20 ein Querpotential- welle weit genug nach unten gewandert ist, um eine

gradient besteht. Dieser bewirkt die Strahlablenkung Wiederaufladung der oberen Leiter beginnen lassen

in Richtung der Endabschnitte der einzelnen Leiter zu können.

des Elektrodenspaliers am Beginn der Bildabtastung. Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Röhre

Unten am Elektrodenspalier ist eine Elektrode 20' 60 ergibt sich mit Bezug auf die einzelnen Phasen des

angeordnet, die fortgesetzt auf hohem Potential ge- Tätigkeitsablaufes aus dem Studium der Fig. 5 und 6.

Fig. 5 zeigt bei (α) die Spannungswellenform, welche für die X-Abtastung bzw. Zeilenabtastung verwendet wird und die an die Ablenkplatten 16 angelegt wird.

halten wird. Diese dient zur Beendigung der Bildabtastung jeweils am Ende ihres Ablaufs.

Innerhalb des an der anderen Seite der Röhre ge

legenen Bereiches 6 findet jeweils die Wiederauf- 65 Es ist zu sehen, daß die einzelnen Enden dieser ladung des Elektrodenspaliers statt. Diese wird da- Sägezahn-Abtastspannung horizontale Kurvenäste

enthalten, wobei der eine dieser horizontalen Kurvenäste unmitelbar vor dem Rücksprung liegt und wobei

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durch erzielt, daß das Strahlenbündel genau in der zuvor beschriebenen Weise in Richtung auf die ein-

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der andere dieser horizontalen Äste unmittelbar hin- die Neigung der Leiter entgegengesetzt gerichtet ist ter dem Rücksprung liegt und jeweils einen Teil der wie diejenige der in Fig. 6, (α) gezeigten Leiter. Das Rücksprungzeitspanne einnimmt. Durch diese Kur- Gitter 127 erscheint auch in dieser Figur und hat die venäste wird bewirkt, daß das Strahlenbündel jeweils Wirkung, daß in diesem Bereich das Feld dieselbe in den Lade- bzw. Entladebereichen 6 und 6' »ver- 5 Form hat, die es im Schirmbereich [Fig. 6, (b) ] hat. harrt«. Fig. 5, (b) zeigt die Modulationswellenform, Da die Strahlablenkung im großen ganzen innerhalb welche dem Gitter der Elektronenquelle zugeführt dieses Bereiches dieselbe ist wie diejenige innerhalb wird. Sie weist die üblichen Bildmodulationssignale /„ des Bildbereiches, wobei aber der Elektronenstrahl auf, wobei jedoch an Stelle der üblichen Löschung nunmehr dicker ist, wird ein größerer Bereich von das Elektronenstrahls während der Rücksprungzeit- io dem Elektronenstrahl bestrichen. Infolge der oben spanne zwei Auftastimpulse I_v und I_d vorgesehen beschriebenen Wirkung des Gitters 127 werden die sind, die zeitlich jeweils mit den waagerechten Ab- während dieser Phase mit Elektronen beschossenen schnitten der Zeilenabtastung zusammenfallen. Leiter wieder auf das maximale Hochspannungs-Die Fig. 6, (a) zeigt die Verhältnisse, welche in potential aufgeladen. In der Zeichnung sind wiederder Entladungszone 6' herrschen. Die linke vertikale 15 um die Potentialverteilungen nach links und rechts gestrichelte Linie stellt den innerhalb des zwischen aufgetragen. Es ist zu sehen, daß die Wiederaufden Linien A und B gelegenen Bereiches liegenden ladungszone sich in Übereinstimmung mit der EntTeil des Elektrodenspaliers dar, während die rechte ladungszone in einem festen Abstand hinter derselben vertikale gestrichelte Linie den innerhalb des zwi- längs des Elektrodenspaliers nach unten bewegt,
sehen den Linien C und D gelegenen Bereiches be- 20 Das in Fig. 6, (d) gezeigte rechte Diagramm zeigt findlichen Teil des Elektrodenspaliers bezeichnet. Die die Stromflüsse zum Elektrodenspalier innerhalb der schrägen gestrichelten Linien versinnbildlichen die Entladungszone und der Wiederaufladungszone. Die Verbindungen innerhalb des Bereiches zwischen den innerhalb des Elektronenstrahls während des DurchLinien B und C dieser beiden Teile des Elektroden- laufs durch die genannten drei Phasen benötigten verspaliers. Die mit Pfeilen versehenen Linien zeigen 25 schiedenen Stromstärken, die sich in den jeweils verdie Bahn der Elektronen des Elektronenstrahls, und schiedenen Strahldicken ausdrücken, können durch die eingezeichneten Kurven stellen Linien gleichen verschiedene Modulationsspannungen erzielt werden, Potentials dar, durch welche die beiden Bereiche des die dem Gitter der Elektronenquelle zugeführt werelektrostatischen Feldes in der Entladungszone den. In Fig. 5, (b) sind deshalb die Amplituden der (unten) und der Wiederaufladungszone (oben) ange- 30 Impulse/_v größer gezeichnet als diejenigen der Imdeutet werden. Die Potentialverteilungen auf beiden pulse I_d. In Abwandlung dessen können natürlich Seiten des Elektrodenspaliers sind links und rechts auch verschiedene, entsprechend modulierte Kathoeingezeichnet, wobei die Spannungen in horizontaler den für die jeweiligen Strahlenbündel Anwendung Richtung von rechts nach links eingetragen sind. finden.

Es ist aus den Diagrammen zu ersehen, daß der 35 Es hat sich gezeigt, daß der oben beschriebene Elektronenstrahl im unteren Bereich so abgelenkt Vorgang der Wiederaufladung hinter dem Vorgang wird, daß er auf die untersten Leiter dieser Zone der Entladung in einem bestimmten zeitlichen und fokussiert ist und diese entlädt. Mit fortschreitender räumlichen Abstand nacheilt, so daß, wenn die Bild-Entladung wird das Strahlenbündel fortschreitend in abtastung das untere Ende des Elektronenspaliers erjeweils niedrigerer Höhe abgelenkt, so daß bei jeder ₄₀ reicht, eine entladene Zone übrigbleibt, die wieder Bestrahlung jeweils fortschreitend weiter unten ge- aufgeladen werden muß, bevor oben die neue BiIdlegene Leiter entladen werden. Durch diese Wirkung abtastung beginnt. Dies kann auf verschiedene Weise wandert die untere Ablenkungszone jeweils fort- bewerkstelligt werden. Ein Verfahren für diese Wieschreitend abwärts am Elektrodenspalier entlang. deraufladung ist in Fig. 7 dargestellt, in welcher die Fig. 6, (b) zeigt in gleicher Weise den Ablauf der 45 Unterkante des Elektrodenspaliers innerhalb der Ereignisse inerhalb desjenigen Bereiches des Elektro- Wiederaufladungszone zusammen mit dem Gitter 127 denspaliers, welcher vom Bildschirm eingenommen und der obenerwähnten, von den Elektroden 13, 14 wird, wobei die linke vertikale Linie den Aluminium- und 15 gebildeten Umkehrlinse im Querschnitt darbelag des Bildschirmes andeutet, der selbstverständ- gestellt ist. Dadurch, daß der Reflexionselektrode 15 lieh auf dem maximalen positiven Potential V_1n ge- 50 statt des an der Elektronenquellenkathode herrschenhalten werden muß. Es ist zu sehen, daß das Feld in den Potentials ein kleines positives Potential zudiesem Fall das Strahlenbündel weniger scharf ab- geführt wird, wird das Strahlenbündel in der in der lenkt, daß aber das Strahlenbündel besser auf den Zeichnung dargestellten Weise verzerrt, so daß es Bildschirm fokussiert wird, so daß der Strahl selbst den ganzen wieder aufzuladenden Restbereich beinsgesamt dünner erscheint. Da während dieser 55 streicht. Da für diesen Vorgang die ganze Bildab-Phase die eigentliche Zeile getastet wird, bleibt die tastungs-Rücksprungzeitspanne zur Verfügung steht, Ladungs verteilung auf dem Elektrodenspalier selbst- braucht die in dem Strahlenbündel herrschende Stromverständlich unbeeinflußt, und das dargestellte Dia- stärke während dieser Zeitspanne nicht erhöht zu gramm hat infolgedessen für jeden Teil des Bild- werden, um die Stromminderung je Leiter des Elekschirmes über seine ganze Breite Gültigkeit, da die 60 trodenspaliers auszugleichen, die sich aus dieser Streu-Zeilenabtastung sich über die ganze Breite des Bild- _Ung des Strahlenbündels ergibt. Die der Elektrode 15 Schirmes hinzieht. zugeführte Spannung kann die Form einer positiven Fig 6, (c) zeigt den Ablauf der Ereignisse im Wie- Rechteckwelle haben, deren Länge sich über einen deraufladungsbereich 6. Die schrägen gestrichelten entsprechenden Teil der Bild-Rücksprungzeitspanne Linien zeigen die Querverbindungen zwischen den 65 erstreckt.

rechts gelegenen Leiterabschnitten (Bereich E-F) des Eine Steuerung der Geschwindigkeiten für die

Elektrodenspaliers und den links gelegenen Leitern Ladungs- und Entladungsvorgänge kann mittels eines

(Bereich G-H) dieses Spaliers, wobei in diesem Fall Signals erreicht werden, welches von der obener-

wähnten Elektrode 114 bezogen wird. Diese Elektrode ist kapazitiv mit dem ganzen, von den Leitern 3 gebildeten Ablenkspalier gekoppelt, so daß jeglicher Stromfluß zu irgendeinem der genannten Leiter einen entsprechenden Stromnuß zur Elektrode 114 hervorruft. Da es sich bei dem Vorgang der Entladung des Elektrodenspaliers um einen fortschreitenden Vorgang handelt, wird der innerhalb des Elektronen-Strahls zu den einzelnen Leitern des Spaliers fließende Strom sich als Stromfluß zur Elektrode 114 darstellen, dessen Gesamtwert den Entladungszustand des Spaliers anzeigt. Dieser Strom kann infolgedessen dazu benutzt werden, um ein Steuersignal zu liefern, mittels welchem die Geschwindigkeit des Entladungsvorganges gesteuert werden kann. Dies kann beispielsweise durch Änderung der Strahüntensität oder der Zeitspanne geschehen, während welcher der Strahl für Entladungszwecke freigegeben ist. In gleicher Weise kann die Geschwindigkeit des Wiederaufladungsvorganges unter Ausnutzung des Stromflusses zur Elektrode 114 gesteuert werden.

Es wird nunmehr eine abgeänderte Ausführungsform einer Kathodenstrahlröhre gemäß vorliegender Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 8 bis 10 beschrieben. Diese Röhre gleicht in den meisten Einzelheiten der mit Bezug auf die Fig. 1 bis 4 beschriebenen Röhre, so daß es nicht erforderlich ist, diese Einzelheiten im einzelnen darzustellen. Eine Ausnahme macht hierin nur die Fig. 8, welche eine Abwicklung des AblenkspaMers zeigt, welches sich von demjenigen der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der Erfindung unterscheidet. Der wesentliche Unterschied der abgeänderten Ausführungsform des Elektrodenspaliers besteht darin, daß die Neigung der einzelnen Leiter innerhalb des sich zwischen den Linien F und G erstreckenden Bereiches im gleichen Sinne verläuft und wie diejenige innerhalb des Bereiches zwischen den Linien B und C, anstatt, wie bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform, umgekehrt zu verlaufen. Die Endabschnitte des in dem Bereich zwischen den Linien G und H gelegenen Teiles des Elektrodenspaliers liegen infolgedessen höher als die Abschnitte innerhalb des Bereiches zwischen den Linien E und F gelegenen Teiles der entsprechenden Leiter, welchen sie in dem zusammengebauten Spalier gegenüberliegen. Was für die rechte Seite gilt, gilt auch für die linke Seite, so daß also die in dem Bereich zwischen den Linien A und B gelegenen Endabschnitte höher liegen als die innerhalb des sich zwischen den Linien C und D gelegenen Bereichs erstreckenden Teile derselben Leiter, welchen sie in dem zusammengebauten Spalier gegenüberliegen. Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform der Elektronenstrahlröhre unterscheidet sich auch von derjenigen der zuvor beschriebenen Ausführungsform insofern, als die Vorwärts-Zeitablenkung der Bildabtastung schrittweise erfolgt, indem die Entladungsvorgänge jeweils während der einzelnen Zeilen-Rücksprungzeitspannen stattfinden, während der Bildrücksprung jeweils während der normalen Rücksprungzeitspanne auf Grund einer fortschreitenden Wiederaufladungswirkung durchgeführt wird.

Die für die Betriebsweise erforderlichen Wellenformen sind in Fig. 9 dargestellt. Fig. 9, (α) zeigt die Wellenform, mittels welcher die Z-Abtastung bzw. Zeilenabtastung ausgeführt wird, wobei in diesem Fall ein »Verharren« nur am Ende des Zeilenrücksprangs vorgesehen ist, so daß das Strahlenbündel jedesmal am Beginn einer einzelnen Zeile innerhalb der Entladungszone 6' für eine kurze Zeitspanne festgehalten wird. Aus dem Diagramm ist auch zu ersehen, daß die Zeilen-Zeitablenkungs-Sägezahnwellenform eine zunehmende Amplitude hat, während diese Wellenform während der Bild-Rücksprungzeitspanne ein leicht fallendes Potential aufweist. Dies ist deshalb vorgesehen, weil durch diese besondere Gestaltung der Wellenform die Trapezverzerrung korrigiert

ίο wird, welche sich sonst bei einer Röhre dieser Bauart ergeben würde. Bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist diese Korrektur der Trapezverzerrung während der Bildabtastung ebenfalls erforderlich, sie ist jedoch während der BiId-Rücksprungzeitspanne nicht nötig, da der Elektronenstrahl während dieser Bild-Rücksprungzeitspanne gelöscht ist.

Die Amplitude der zur Korrektur der Trapezverzerrung dienenden Wellenform wird durch ein Signal

ao gesteuert, welches von der Elektrode 14 aufgenommen wird, wobei diese Steuerung in der Weise erfolgt, daß sie jeweils immer der jeweiligen tatsächlichen Lage des Elektronenstrahles im Zuge der Bildabtastung bzw. des Rücksprunges entspricht.

In Fig. 9, (b) ist die Wellenform zur Modulation des das Schirmbild tastenden Strahles dargestellt. Sie besteht aus den während der Zeilen-Rücksprungzeitspannen auftretenden Auftastimpulsen I_ä, welche dazu dienen, das Strahlenbündel jeweils während der »Verharr«-Zeitspannen der Zeilenabtastung innerhalb des Entladungsbereiches 6' aufzutasten, ferner aus der normalen Zeilen-Helligkeitsmodulation und einem verlängerten Aufhellungsimpuls, der während der Bild-Rücksprungzeitspanne auftritt und dem Wiederaufladungsvorgang dient.

Die Tätigkeit der Röhre ergibt sich aus dem Studium der drei in Fig. 10 dargestellten Diagramme, welche jeweils den drei in Fig. 6 mit Bezug auf die oben dargelegte Ausführungsform der Erfindung gezeigten Diagrammen entsprechen. Es muß jedoch in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen werden, daß die drei in Fig. 6 dargestellten Diagramme den jeweils hintereinander zeitlich innerhalb der Zeitspanne einer einzigen Zeilenabtastung auftretenden Verhältnissen entsprechen, während die in Fig. 10, (a) und (b) dargestellten Diagramme jeweils die Verhältnisse wiedergeben, die während einer einzigen Zeilenabtastung in aufeinanderfolgenden Zeitspannen innerhalb der Entladungszone und dem Schinnbereich auftreten, und Fig. 10, (c) die Verhältnisse zeigt, die in der Wiederaufladungszone während einer Zeitspanne auftreten, während welcher der Bildrücksprung erfolgt.

Die in Fig. 10, (α) dargestellten Verhältnisse entsprechen ziemlich genau den in Verbindung mit Fig. 6, (ß) geschilderten Verhältnissen, mit dem einzigen Unterschied, daß sich über der Entladungszone keine Wiederaufladungszone befindet, so daß nur eine einzige Zone mit Querfeld existiert. Über dieser Zone ist das Elektrodenspalier entladen, und im Bereich 6' befindet sich kein elektrisches Feld. Innerhalb des Bildschirmbereiches herrschen die in Fig. 10, (fc) dargestellten Verhältnisse, wobei natürlich zwischen dem entladenen Teil des Elektrodenspaliers und dem Schirmbelag oberhalb der Ablenkungszone ein Querfeld existiert. Der Strahl dringt jedoch niemals in diesen Bereich ein, da er bereits innerhalb der Ablenkungszone in Richtung auf den Bildschirm zu ab-

gelenkt wird, wobei diese Ablenkungszone eine elektrostatische Feldverteilung von ähnlicher Form hat, wie sie in Fig. 6, (b) dargestellt ist.

In dem Bereich 6, dessen Verhältnisse in Fig. 10, (c) dargestellt sind, besteht jedoch eine andere Situation. Die Verteilung des elektrostatischen Feldes ist in diesem Bereich wegen des auf hohes Potential aufgeladenen Gitters 127 von gleicher Form wie im Schirmbereich. Infolgedessen wird das Strahlenbündel, wenn es während der Bild-Rücksprungzeitspanne im Bereich 6 freigegeben wird, in Richtung auf den vorderen Teil des Elektrodenspaliers (nämlich auf den Bereich zwischen den Linien G und H in Fig. 8) abgelenkt. Da das auf die einzelnen Leiter des Elektrodenspaliers auftreffende Strahlenbündel dort Sekundärelektronen frei macht, werden diese einzelnen Leiter auf die Spannung des Gitters 127 aufgeladen, wie dies bei der zuvor dargelegten Ausführungsform der Erfindung der Fall war. Die Staffelung zwischen den vorderen und hinteren Teilabschnitten der einzelnen Leiter des Elektrodenspaliers ist jedoch (wie durch die schräg verlaufenden, gestrichelten Linien angedeutet) so gewählt, daß diejenigen Leiter, deren Endabschnitte mittels des Elektronenstrahls einem Elektronenbeschuß ausgesetzt sind, in der Übergangszone liegen, welche die Grenze zwischen dem geladenen Bereich und dem entladenen Bereich bildet, welche die Strahlablenkung hervorrufen. Diese Leiter werden infolgedessen wieder aufgeladen, so daß die Zone, in welcher die Strahlablenkung stattfindet, fortschreitend nach oben wandert, bis das ganze Elektrodenspalier wieder aufgeladen ist. Diese Wirkung vollzieht sich analog zur Wiederaufladungswirkung, durch welche die Bildabtastung herbeigeführt wird, wobei der Hauptunterschied zwischen beiden Vorgängen darin besteht, daß die Wiederaufladungszone in entgegengesetzter Richtung wandert, in welcher sich die Entladungszone bewegt hatte, da die Wirkung des Strahlenbündels eine Wiederaufladung bzw. einen Anstieg des Potentials der einzelnen Leiter des Elektrodenspaliers hervorgerufen hatte. Die Wiederaufladungszone wandert also aufwärts, anstatt, wie bei der eingangs geschilderten Ausführungsform der Erfindung, abwärts zu wandern. Ein weiterer Unterschied besteht natürlich darin, daß, während die Entladungswirkungfür die Vorwärtsablen^ kung der Bildabtastung schrittweisestattfand, wobei wegen der jeweils kurzen Freigabe des Strahlenbündels im Bereich 6' die einzelnen Schritte jeweils am Beginn einer Zeile vollzogen wurden, der Bildrücksprung bzw. die Wiederaufladung jeweils im Zuge eines sanften Ablaufes innerhalb der Bild-Rücksprungzeitspanne stattfindet, während welcher das Strahlenbündel innerhalb des Bereiches 6 freigegeben ist. Es wird bemerkt, daß die in dem Strahlenbündel herrsehende Stromstärke während dieser Rücksprungphase groß genug sein muß, um eine Wiederaufladung des Elektrodenspaliers innerhalb der zur Verfügung stehenden Zeitspanne in vollem Maße sicherzustellen. Es macht jedoch nichts aus, wenn die in dem Strahlenbündel herrschende Stromstärke größer als die erforderliche Minimalstromstärke ist, da das Elektrodenspalier nicht »überladen« werden kann, sondern sich auf das am Gitter 127 herrschende Potential stabilisieren wird, wobei es nicht von Nachteil ist, wenn das Strahlenbündel jeweils vor Beginn der nächstfolgenden Bildabtastung an der Oberkante des Elektrodenspaliers eine kurze »Verharr «-Pause erfährt.

Diese Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kathodenstrahlröhre hat den Vorteil, daß, da für den Wiederaufladungsvorgang die gesamte Bild-Rücksprungzeitspanne zur Verfügung steht, der im Strahlenbündel für die Wiederaufladung erforderliche Strom kleiner gehalten werden kann, als dies der Fall bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ist.

Ein Merkmal des bei den beiden bisher beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung angewandten Ablenkungssystems besteht darin, daß die Amplitude der X-Ablenkungs-Sägezahnwellenform mit fortschreitender Bildabtastung größer werden muß, da, um jeweils auch mit Annäherung an die Unterkante des Röhrenschirmes immer noch die volle Zeilenlänge abtasten zu können, die Ablenkplatten 16 eine stärkere Winkelablenkung hervorrufen müssen, als es bei der Abtastung der Zeilen in der Nähe der Oberkante des Bildschirmes erforderlich war. Es muß also mit anderen Worten eine Korrektur für die sogenannte Trapezverzerrung vorgesehen werden. Aus demselben Grunde ist es notwendig, das X-Ablenkungspotential fortschreitend während des Bild-Rücksprung-Wiederaufladungsvorganges zu vermindern, so daß der Strahleneinfallswinkel im Bereich zwischen den Linien G und H aufrechterhalten wird, während die Wiederaufladungszone längs des Elektrodenspaliers nach oben wandert. Diese Korrekturen sind bei der in Fig. 9, (ei) dargestellten X-Ablenkwellenform im Diagramm klar erkenntlich.

Nunmehr wird unter Bezugnahme auf Fig. 11 eine weiter abgewandelte Ausführungsform der Erfindung beschrieben, mit welcher es möglich ist, die Aufladung des Elektrodenspaliers durchzuführen, ohne daß der oben beschriebene Sekundäremissionsvorgang zur Erreichung der Aufladung ausgenutzt zu werden braucht. Die Fig. 11 zerfällt in zwei Teile, wobei der Teil α einen Querschnitt durch das Elektrodenspalier 3 und zugehörige Teile innerhalb des Bereiches 6 darstellt und wobei der Teil b einen Teil eines Aufrisses eines Teils dieser Konstruktion darstellt. Das nunmehr zu beschreibende System beruht im wesentlichen auf den gleichen Prinzipien wie ein an sich bekanntes System, bei welchem die Wirkung der photoelektrischen Leitfähigkeit zur unmittelbaren Aufladung des Elektrodenspaliers von einer Haupt-Hochspannungsquelle her ausgenutzt wird. Dabei haben die Endabschnitte der einzelnen Leiter des Elektrodenspaliers bei H Berührung mit einem photoelektrisch leitenden Belag 121, der auf einer Stützfläche angeordnet ist, welche gleichzeitig die einzelnen Leiter 3 hält. Der Belag 121 stellt eine lichtelektrisch empfindliche Verbindung zwischen den einzelnen Leitern 3 und einer Elektrode 117 dar, die fortgesetzt an eine Hochspannungsquelle angeschlossen ist. Die eine Oberfläche eines lichtdurchlässigen Streifens 116, der beispielsweise aus Glas oder Quarz bestehen kann, berührt den Belag 121, während die gegenüberliegende Oberfläche dieses durchsichtigen Streifens einen Lumineszenzbelag 119 aufweist, hinter welchem sich eine dünne Aluminiumschicht 120 befindet. Dieser Belag ist zusammen mit der Elektrode 117 an die Haupt-Hochspannungsquelle angeschlossen. Bei Dunkelheit isoliert der Belag 121 das Elektrodenspaier vollständig von der Hochspannungsquelle. Wird jedoch der Belag 120 durch das Elektronenstrahlbündel mit Elektronen beschossen und in dem Belag 119 folglich eine Lumineszenswirkung ausgelöst, so bewirkt die

15 16

auf diese Weise hervorgerufene Ausleuchtung des Be- Beiderseits dieser drei Bildstrahlenöffnungen sind lages 121, daß zwischen der Hochspannungsquelle jeweils größere Öffnungen 140 in dem Gitter ange- und den Leitern des Elektrodenspaliers innerhalb der ordnet, wobei hinter jeder dieser öffnungen jeweils ausgeleuchteten Zone eine elektrisch leitende Verbin- eine Kathode 141 angeordnet ist. Diese beiden dung entsteht. Das Elektrodenspalier wird also in 5 Kathoden erzeugen jeweils durch die zugehörigen dem ausgeleuchteten Bereich unmittelbar durch die Gitteröffnungen hindurch Elektronenstrahlen von Wirkung des Elektronenstrahls von der Hochspan- größerem Querschnitt und größerer Stromstärke als nungsquelle her aufgeladen. Dieses System gestattet die drei Bildstrahlen. Diese beiden Elektronenstrahlen infolgedessen eine ganz wesentliche Verminderung von größerem Querschnitt und größerer Stromstärke der in dem Elektronenstrahl für den Wiederauf- io werden jeweils für den Ladungs- und Entladungsvorladungsvorgang benötigten Stromstärke. Die Steue- gang verwendet. Die Anwendung einer kombinierten rung des Elektronenstrahls im Sinne eines Elektronen- Kathode der soeben angegebenen Bauart macht es beschusses des Belages 120 in dem jeweils erforder- möglich, die verschiedenen, für die einzelnen Eleklichen Bereich, um eine längs des Elektrodenspaliers tronenstrahlen innerhalb des Entladungsbereiches, des fortschreitend nach oben wandernde Wiederauf- 15 Bildbereiches und Wiederaufladungsbereiches benöladungswelle zu erzeugen, erfolgt in diesem Fall genau tigten Stromstärken genauer einzustellen, in der gleichen Weise, wie dies mit Bezug auf die in Bei der Konstruktion einer solchermaßen ausgebilden Fig. 8 bis 10 beschriebene Ausführungsform der deten Ausführungsform der Erfindung gelten im Erfindung dargelegt wurde, wobei der Belag 120 in allgemeinen dieselben Überlegungen, die auch für an diesem Fall die Tätigkeit des Gitters 127 insofern 20 sich bekannte Röhrenkonstruktionen Gültigkeit haben, übernimmt, als die elektronenoptischen Einrichtungen Während jedoch bei einigen der bekannten Ausfühdes Systems beteiligt sind, obwohl natürlich der rungsformen der Kathodenstrahlröhre ein doppeltes Unterschied besteht, daß der in dem Strahlenbündel Elektrodenspalier vorgesehen ist, wovon ein Teil sich fließende Elektronenstrom zu dem Belag 120 fließt längs des Bildschirmes erstreckt und wobei zwischen und die Sekundärelektronenemission an dem Vorgang 25 diesen beiden Teilen das elektrostatische Ablenkfeld nicht beteiligt ist. so aufgebaut wird, daß das Ende des Elektronen-Dieselbe Anordnung kann auch für die Durchfüh- Strahls den Bildschirm berührt, wird bei den Ausführung des Entladungsvorganges benutzt werden, wobei rungsformen einer Kathodenstrahlröhre gemäß der der einzige Unterschied darin besteht, daß im Falle vorliegenden Erfindung der Bildschirm für sich auf des Entladungsvorganges die der Elektrode 117 ent- 3° einem konstanten Potential gehalten, und es ist kein sprechende Elektrode mit einem Punkt niedrigen doppeltes Elektrodenspalier vorgesehen. Daraus erPotentials verbunden sein müßte, beispielsweise also gibt sich, daß, falls der Röhrenstrahl unter optimalen mit der Röhrenkathode. Betriebsbedingungen arbeiten soll, es empfehlenswert Um die bei einer Röhre gemäß vorliegender Erfin- ist, die Betriebsbedingungen so zu wählen, daß die dung von dem Elektronenstrahl verlangten Eigen- 35 Wellenfront der Entladungswelle, die längs des Elekschaften sicherzustellen, kann es von Vorteil sein, als trodenspaliers nach unten wandert, so steil als mög-Elektronenquelle eine kombinierte Kathoden-Gitter- lieh verlaufen sollte, daß aber die Entladung des Konstruktion anzuordnen, wobei verschiedene, je- Elektrodenspaliers selbst nicht ganz vollständig erweils für sich modulierte Kathoden für jeden der folgen sollte. Es kann nachgewiesen werden, daß Elektronenstrahlen die verschiedenen erforderlichen 40 optimale Betriebsbedingungen sich dann ergeben, Tätigkeiten übernehmen. Eine solche kombinierte wenn die Spannung des Elektrodenspaliers innerhalb Kathoden-Gitter-Konstruktion ist in Fig. 12 darge- der Entladungswelle auf etwa 0,25 · V_m bzw. auf einen stellt, in welcher a eine Rückansicht dieser Kathoden- Bereich zwischen 0,2 -V_m bis 0,4 -V_1n vermindert Gitter-Konstruktion darstellt und in welcher b und c wird, wobei V_m die Maximalspannung der Röhre, jeweils Schnittdarstellungen sind, die längs, zweier 45 d. h. die auf dem Bildschirm herrschende Spannung, rechtwinklig zueinander Hegender Durchmesser gezo- darstellt. Diese Betriebsbedingungen sind in den oben gen sind. Es sei vorausgesetzt, daß die erfindungs- erörterten und in den Fig. 6 und 10 gezeigten Diagemäße Röhre für Farbfernsehzwecke benutzt werde grammen dargestellt, in welchen jeweils die Größe und daß das Dreifach-Bilddarstellungsverfahren An- der an dem Elektrodenspalier hinter der Entladungswendung finde. Zu diesem Zweck sind an der Gitter- 50 Wellenfront zurückgelassenen Restladung angevorderseite drei in der Mitte in Linie angeordnete deutet ist.

Öffnungen für die drei Bildstrahlen für die Farben In den obigen Darlegungen wurde unter anderem Rot, Grün undBlau vorgesehen, wobeidiese Öffnungen auch die Anwendung der erfindungsgemäßen Kaentsprechend mit R, G und B bezeichnet sind. Hinter thodenstrahlröhre für Farbfernsehverfahren erwähnt, jeder dieser Öffnungen ist, wie aus Fig. 12, (c) er- 55 Es wird bemerkt, daß das an sich bekannte Farbfernsichtlich ist, jeweils eine besondere Kathode ange- sehverfahren in dem Umfang auf die vorliegende Erordnet, so daß jede Farbe für sich unabhängig von findung Anwendung finden kann, wie Phosphorzonen den anderen Farben moduliert werden kann. Die mit verschiedenen Farbeigenschaften auf dem Bild-Verteilung dieser drei Öffnungen ergibt eine Vertei- schirm angeordnet sind und der Elektronenstrahl lung der drei Strahlenbündel entsprechend den ge- 60 durch eine »Schattenmaske« unter verschiedenen Einnannten drei Farben in dem Zwischenraum zwischen fallswinkeln auf diese Zonen auftrifft, je nachdem, dem Bildschirm und dem Ablenk-Elektrodenspalier. welche Farbdarstellung erforderlich ist. Diese ver-Die gegenseitige Verschiebung der drei Farbstrahlen schiedenen Einfallswinkel werden beim Gegenstand ergibt eine Möglichkeit zur Farbenauswahl in einer der Erfindung in gleicher Weise erzeugt wie bei be-Weise, welche im einzelnen in der obenerwähnten 65 kannten Kathodenstrahlröhren, nämlich durch Verdeutschen Patentschrift dargelegt ist, weshalb sich Schiebung des Strahlenbündels in Richtung näher zu eine weitere Erörterung von Einzelheiten in diesem dem Bildschirm bzw. weiter von diesem weg. Es beZusammenhang erübrigt. steht jedoch zwischen der bekannten Ausführungs-

form und der vorliegenden Erfindung ein Unterschied insoweit, als bei den erfindungsgemäßen Kathodenstrahlröhren die »Schattenmaske« ein gleichförmig festes Potential aufweist und keinen Teil des Ablenk-Elektrodenspaliers bildet, welches die Bildabtastung hervorruft, außer, natürlich, in dem Ausmaß, in welchem sie über der ganzen Oberfläche des Bildschirms ein Hochspannungspotential ausbreitet, zwischen dem und der hinteren Ablenk-Spalierseite sich das Ablenkfeld aufbaut.

Es wird bemerkt, daß die oben beispielsweise beschriebenen Ausführangsformen der Erfindung nur bevorzugte Ausführungsformen darstellen und daß viele Abwandlungsmöglichkeiten gegeben sind, um die erfindungsgemäße Kathodenstrahlröhrenform in die Praxis umzusetzen. So ist es beispielsweise bei der zweiten in diesem Rahmen beschriebenen Ausführungsform der Erfindung nicht notwendig, ein Gitter zu verwenden, welches dem Gitter 127 gleicht und in dem Wiederaufladungsbereich des Elektroden-Spaliers angeordnet ist. Gemäß einer abgewandelten Konstruktion kann zwischen der Schirmkante und den Endabschnitten der einzelnen Leiter des Elektrodenspaliers eine Streifenelektrode so angeordnet sein, daß dieselbe die von dem Elektrodenspalier ausgehende Sekundäremission aufnimmt, sobald dieses Spalier durch das Strahlenbündel mit Elektronen beschossen wird. Unter solchen Umständen wird die Beugung des Strahlenbündels in Richtung auf den Vorderteil des Elektrodenspaliers im Bereich 6 durch das Feld hervorgerufen, welches zwischen den vorderen und hinteren Teilen der einzelnen Leiter entsteht, da diese Leiter in vertikaler Richtung gegeneinander abgestuft angeordnet sind, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist. Es können also in diesem Teil des Systems auch andere Elektrodenformen Verwendung finden, falls dieselben in geeigneter Weise so angeordnet werden, daß sie die von dem Elektrodenspalier ausgehende Sekundäremission aufnehmen. Es dürfte klar sein, daß natürlich das Strahlenbündel nicht unbedingt den Vorderteil des Elektrodenspaliers mit Elektronen zu beschießen braucht, sondern daß das Strahlenbündel durch entsprechende Ausbildung der Leiterformen auch so geführt werden kann, daß es irgendeinen anderen, für diesen Zweck geeigneten Bereich der einzelnen Leiter mit Elektronen beschießen kann. Es ist jedoch von Vorteil, die Anordnung so zutreffen, daß das Strahlenbündel nicht sehr weit über die Schirmkante hinauszuwandern braucht, bevor es in Berührung mit dem Elektrodenspalier kommt, damit die Amplitude der erforderlichen X-Ablenkung klein gehalten werden kann.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE: 55

1. Kathodenstrahl-Flachröhre, insbesondere für Fernsehzwecke, deren modulierter, in einer zwischen dem Bildschirm und einem dazu parallelen Elektrodenspalier gelegenen Ebene verlaufender, periodisch in einer Schirmkoordinatenrichtung zeilenweise abgelenkter Elektronenstrahl mittels dem Elektrodenspalier zugeführter Steuerspannungen sowohl im Sinne einer wesentlich langsamer als die erstgenannte Ablenkung verlaufenden Ablenkung in einer zweiten, senkrecht zu der ersten Schirmkoordinatenrichtung ausgerichteten Schirmkoordinatenrichtung als auch im Sinne einer Ablenkung des Strahlendes auf den Bildschirm zu gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der das Schirmbild erzeugende Kathodenstrahl oder ein anderer, den gleichen Ablenkfeldern ausgesetzter Kathodenstrahl jeweils periodisch mit der Zeilenabtastung in zwei außerhalb des dem Bildschirmbereich entsprechenden Bereiches gelegene Zonen (6, 6') des um diese Zonenbereiche erweiterten Elektrodenspaliers (3) eingelenkt wird, in deren einer der Elektronenstrahl die Entladung des jeweils abgetasteten Spalierleiters und in deren anderer derselbe oder ein anderer Elektronenstrahl die Wiederaufladung der früher entladenen Spalierleiter bewirkt, wobei die Ladung bzw. Entladung der Spalierleiter durch unterschiedliche Sekundäremissionsbedingungen in den beiden Zonen durch Anlegen unterschiedlicher Potentiale an die Spalierleiter über fotoleitendes Material erfolgt, das durch eine vom Kathodenstrahl erregte Leuchtstoffschicht in den genannten Zonen örtlich leitend gemacht wird.

2. Kathodenstrahl-Flachröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Randzonen (6, 6') hineinragenden Teile der einzelnen Leiter (3) des Elektrodenspaliers gegenüber dem Verlauf in dem Mittelbereich (C, F) des Elektrodenspaliers versetzt angeordnet sind.

3. Kathodenstrahl-Flachröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Randzonen hineinragenden Teile der einzelnen Leiter jeweils senkrecht zur Ebene des Mittelteils des Elektrodenspaliers umgebogen sind, so daß die Randzonen in einem Abstand der Mittelfläche des Elektrodenspaliers seitlich des Leuchtschirmes gegenüberstehen.

4. Kathodenstrahl-Flachröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Versetzung der Endteile der einzelnen Leiter (3) in den Randzonen (A-B bzw. G-H) gegenüber den mittleren Teilen des Elektrodenspaliers (C-D bzw. E-F) in beiden Zonen im selben Sinn verläuft (Fig. 4).

5. Kathodenstrahl-Flachröhre nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch eine der einen Randzone (G-H) gegenüberstehende Gitterelektrode (127) zur Sammlung der Sekundärelektronen.

6. Kathodenstrahl-Flachröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Randzone aus einem fotoelektrisch leitenden Material (116, 121) besteht, welches zwischen einer Elektrode (120) und den Enden der Leiter (3) des Elektrodenspaliers angeordnet ist, und daß dieses fotoelektrisch leitende Material (121) mit einer von dem Elektronenstrahl getroffenen Phosphorschicht (119) belegt ist.

7. Kathodenstrahl-Flachröhre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das fotoelektrisch leitende Material (121) und die Phosphorschicht (119) jeweils als Beläge auf einander gegenüberliegenden Seiten eines durchsichtigen Trägerkörpers (116) angeordnet sind.

8. Kathodenstrahl-Flachröhre nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen leitenden Elemente (3) des Elektrodenspaliers am Rande desselben derart zurückgebogen sind, daß die Endabschnitte (G-H) dieser Elemente unter Bildungeines Spaltes mehr der Mitte der Elemente

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zu gelegenen Abschnitten (E-F) dieser Elemente gegenüberliegen, wobei diese Endabschnitte und die mehr der Mitte zu gelegenen Abschnitte so gegeneinander gestaffelt sind, daß der infolgedessen zwischen jeweils aufeinanderfolgenden leitenden Elementen sich ergebende Potentialgradient eine Ablenkung des Endes des in diese

Zone geleiteten Elektronenstrahls in Richtung auf eine bestimmte Stelle der Phosphorschicht (119) mit Bezug auf das fotoelektrisch leitende Material (121) bewirkt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 739 496.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen