DE1639464C3 - Kathodenstrahlroehre - Google Patents

Description

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bündel so im Feld der Fokussierlinse auf deren Achse Hand der Zeichnungen beschrieben, In den Zeich"

liegt, daß nur ein achsennaher Bereich des Linsenfeldes nungen zeigt

genutzt wird, F ί g, I das optische Äquivalent einer mil drei

* Dadurch, daß nur ein flchsennaher Teil des Linsen- Slrahlerzcugungssyslemen versehenen Farbbild-Ka-

feldes ausgenutzt wird, werden — wie bekannt — die 5 thodenstrahlröhre bekannter ArI,

sphärischen Aberrationen und Komafehler wesent- F i g, 2 und 3 das optische Äquivalent einer ['.öhre,

'Hch verringert (Buch »Technische Elektronik« von die in der bereits bekannten Weise mit nur einem

¹M, K η öl I und J, Ei ohm ei er, 2, Band, Berlin. Strahlerzeugungssystem zur Erzeugung mehrerer ßlek-

1966, S, 238/2.39 und 242), Dieser Erkenntnis wurde' tronenslrahlen versehen ist,

"bisher jedoch dadurch Rechnung getragen, daß man io F i g, 4 das optische Äquivalent einer anderen Aus-

den Ursprung der Elektronenstrahl, also den Quell- führungsform einer bekannten Röhre mit nur einem

punkt auf der Elektronenkanone, möglichst auf die Strahlcrzeugungssystem zur Erzeugung mehrerer Elek-

Achse der Fokussierlinse legte, tronenstrahlen,

Zweckmäßigerweise verwendet man eine Fokussicr- F i g, 5 das optische Äquivalent einer Kalhoden-

linse, welche mehrere an· verschiedene elektrische Span- 15 strahlröhre mit einer ersten Ausfuhrungsform des

nungen angelegte Elektroden aufweist, die ein Fokus- Strahlerzeugungssystems,

sieren des Elcktroncnlinsenfeldcs erzeugen. F ί g. 6 eine der F i g, 5 entsprechende Darstellung

Wenn die von den Strahlerzeugungssyslemcn er- mit einer zweiten Ausfuhrungsform des Slrahlerzeu-

'zc-ugten Strahlbündel im wesentlichen parallel zuein- gungssystems,

•ander ausgestrahlt werden, so kann zwischen den 20 , F i g, 7 und 8 das optische Äquivalent von Aus-Erzeugungssystemen und der Fokussierlinse eine Hilfs- führungsformcn der Kathodenstrahlröhre nach der ^!linse angeordnet werden, die ein Schneiden der Mittel- Erfindung,

strahlen der Bündel auf der Achse der Fokussierlinse F i g. 9 einen Längsschnitt durch eine mit dem op-

^!herbeiführt. Dje Hilfslinse kann beispielsweise so ge- tischen Äquivalent nach F ί g. 5 versehene Kathoden-

staltet sein, daß sie mehrere an verschiedene elektrische 25 strahlröhre,

Spannungen angelegte Elektroden bzw. Gitter auf- F i g. 10 eine Endansicht zu Fig. 9,

weist. F i g. 11 eine vergrößerte Ansicht von Einzelheiten

Eine andere zweckmäßige Weiterbildung der Er- eines ersten und zweiten Gitters des bei der Ausfindung kanr darin bestehen, daß die Strahlerzeugungs- führungsform nach F ί g. 9 verwendeten Stiahlcrzcu-•Jsysteme an einem Träger so angeordnet sind, daß ein 30 gungssystems,

'Schneiden der Mittelstrahlen der Strahlbündel auf der F i g. 12 einen Schnitt nach der Linie 11-11 der

Achse der Fokussierlinse herbeigeführt wird. F ί g. 11,

Wenn die Strahlbündel auf einem gemeinsamen F i g. 13 einen axialen Schnitt durch eine chroma-

*Punkt des Schirmes auftreffen sollen, so kann zwischen tronartige Farbbildröhre,

ider Fokussierlinse und dem Bildschirm eine Ablenk- 35 Fig. 14A und 14B eine Seiten- und eine End-

'vorrichiung vorgesehen sein, die diejenigen Strahl- ansicht einer magnetischen Ablenkvorrichtung, die

bündel, die aus der Fokussierlinse in von der optischen zum Konvergieren der Elektronenstrahlbünde! in einer

Aciise derselben divergierenden Richtungen austreten, Kathodenstrahlröhre nach der Erfindung verwend-

so ablenkt, daß der gewünschte Effekt auftritt. Wenn bar ist.

der Bildsch'rm durch einen lumineszierenden Schirm 40 Zum besseren Verständnis der Erfindung sind an gebildet ist und ihm eine Schattenmaske vorgelagert Hand der F i g. 1 bis 4 zunächst die Konstruktionsist, so können alle Strahlbündel mit Hilfe der Fokus- prinzipien und Merkmale von bekannten Kathodensieriinse auf dem Schirm fokussiert werden, wouei die strahlröhren mit drei Strahlerzeugungssystemen bzw. Ablenkvorrichtung a!le Strahlbündel zu einem gemein- einem Strahlerzeugungssystein zum Erzeugen von samen Punkt auf der Schattenmaske ablenkt. 45 jeweils drei Elektronenstrahlbündeln beschrieben.

Wenn drei Strahlerzeugungssysteme zur Erzeugung Gemäß F i g. 1 sind drei voneinander unabhängige von jeweils einem Elektronenstrahl verwendet werden, Strahlerzeugungssysteme A₁, A₂ und A₃ mit drei unabso kann das eine Strahlerzeugungssystem in der op- hängigen Strahlerzeugungsquellen K₁, K₂ und K₃ zum tischen Achse der Fokussierlinse die beiden anderen Ausstrahlen von jeweils einem Elcktronenslrahl-Strahlerzeugungssysteme beiderseits des ersten in 50 bündel B₁, B₂ und B_:l angeordnet. Die drei Elektronengleichem Abstand von demselben auf einer durch die Strahlbündel werden auf einen phosphoreszierenden optische Achse hindurchgehenden geraden Linie derart Bildschirm 5 mit Hilfe von getrennten Linsensystemen angeordnet sein, daß nur die von diesen beiden anderen L₁, L₂ und L₃ fokussiert. Bei einer solchen Anordnung Strahlerzeugungssystemen ausgehenden Strahlbündel benötigen die drei unabhängigen S'.rahlerzeugungsdie Fokussierlinse auf von der Linsenachse divergie- 55 systeme A_x, A₂ und A₃, die in dem Halsteil des Röhrenrenden Bahnen verlassen. kolbens untergebracht werden müssen, verhältnis-

Das zweite Gitter hinter den Kathoden kann in mäßig viel Platz und begrenzen das Ausmaß, auf das

Form einer einfachen, öffnungen enthaltenden Scheibe der Durchmesser des Halsteiles verringert werden

ausgebildet sein, hinter der die die Fokussierlinse bil- könnte. Auch ergeben sich bei drei Strahlerzeugungs-

denden Elektroden aufeinanderfolgend mit rohr- 60 systemen Schwierigkeiten in bezug auf die zum Kon-

förmiger Gestalt und verschiedenen elektrischen vergieren der Elektronenstrahlbündel B_x, B₂ und B-,

Potentialen angeordnet sind, wobei die Scheibe an auf dem Bildschirm .S' erforderliche genaue Aus-

ihrem Umfangsrand zur Bildung der Hilfslinse mit richtung.

einer der Fokussierlinse zugewendeten zylindrischen Bei der Ausbildung nach F i g. 2 ist ein Strahl-Seitenwand verbunden ist, die ein gegenüber dem 65 erzeugungssystem A bekannter Art mit drei gleichelektrischen Potential der nächstfolgenden Elektrode wertigen Strahlerzeugungsquellen K„ K₂ und K₃ ver- * verschiedenes elektrisches Potential aufweist. wendet, die mit gegenseitigen Abständen d angeordnet

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an sind und drei Eiektroncnstraiiibündcl B₁, B₂ und D₃

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parallel zueinander ausstrahlen. Diese Elektronen- befriedigend zu erfüllen sind, so daß Röhren dieser

Strahlbündel B₁, B₂ und B₃ gehen durch die gemein- Art bisher keine praktische Anwendung gefunden

same Fokussierlinse L hindurch und . werden dusxh haben,

diese so abgelenkt, daß sie auf dem Bildschirm 5 Nachstehend ist nunmehr eine Kathodenstrahlröhre

konvergieren. · 5 mit nur einem Strahlerzeugungssystem zur Erzeugung

Bei einer Farb-Kathodenstrahlröhre mit einem von drei Elektronenstrahibündeln beschrieben, die Strahlerzeugungssystcm (F i g. 2) ist es erforderlich, insbesondere als Farbbildröhre anwendbar ist.
daß die drei Elektronenstrahlbündel mit einem Bei der in F i g. 5 dargestellten Ausführüngsform !Winkel Δ zwischen dem mittleren Elektronenstrahl- ist das Strahlerzeugungssystem A mit drei äquivalenten bündel B₁ und jedem seitlichen Elektronenstrahl- to Strahlerzeugungsquellen K₁, K₁ und K₃ versehen, die !bündel B₁ und B₃ derart konvergieren, daß sie sich an auf einer geraden Linie in Abständen d₀ voneinander 'einer vor dem Bildschirm 5 angeordneten Schatten- in einer Ebene angeordnet sind, die im wesentlichen maske oder Gitteranordnung kreuzen oder schneiden rechtwinklig zu'/ Achse des Strahlerzeugungssystems und jeweils auf Farbpunkten oder -streifen auftreffen, verläuft. Diese Strahlerzeugungsquellen K₁, K₂ und K₃ ;die dazu dienen, verschiedene Farblichtstrahlen zu 15 strahlen drei Elektronenstrahlbündel B₁, B₂ und B₃ erzeugen. Damit diesem Erfordernis in bezug auf den aus, die mittels einer gemeinsamen Hilfslinse L' so !Konvergenzwinkel /I hei einem einfachen Strahlerzeu- gebrochen werden, daß der Schnittpunkt der Mittelgungssystem Rechnung getragen wird, ist es wesent- strahlen der Strahlbündel B₁, B₁, B₁ auf der Achse der lieh, daß die Elektronenstrahlbündel B₁, B₂ und B₃ Fokussierlinse L liegt. Die Elektronenstrahlbündel beim Durchgang durch die Fokussierlinse L genau den ao treten dann divergierend aus der FokussiTÜnse aus. gegenseitigen Abstand d voneinander haben. Die Dk äußeren Elektronenstrahlbündel B₁ und B₃, die äußeren Elektronenstrahlbündel B₁ und B₃ gehen so zunächst von der Achse und dem auf dieser Achse durch die Fokussierlinse L hindurch, daß sie von der verlaufenden mittleren Elektronenstrahlbündel B₂ optischen Achse derselben den Abstand d haben, wo- divergieren, werden dann wieder in Richtung auf das durch die Auftreffpunkte der Strahlen auf dem Bild- 25 mittlere Elektronenstrahlbündel B₁ mittels zwei Konschirm 5 sowohl infolge des Koma als auch der sphä- vergenz-Ablenkvorrichtungen F₁ und F_x abgelenkt, rischen Aberration verzerrt weiden, ^vie es am rechten die zwischen dem Bildschirm S und der Fokussier-Rand der F i g. 2 gezeigt ist. Dabei ist die Fokussierung linse/, im Abstand 1 von dieser angeordnet ist und der I lektroncnstrahlbündei so eingestellt, daß auf dem eine solche Ablenkung der Elektronenstrahlbündel Bildschirm S eine völlige Konvergenz erreicht wird. 30 hervorrufen, daß die Elektronenstrahlbündel B₁. B₂ Hierdurch wird der jedem Elektronenstrahlbündef tind B₃ auf dem Bildschirm S zusammenlaufen und üKvmiltclte 1 okussierefiekt unvermeidbar vermindert, sich überlagern.

Sf dal' die Elcktronenstrahlbündel unterfokussiert und Bei dieser Ausbildung können, wie am rechten Rand

ihre Auftreffpunkte, wie aus F i g. 2 ersichtlich, ver- der F i g. 5 gezeigt ist. sehr kleine Bildpunkte gebildet

ZTui'cri werden. Wenn dabei die Fokussierspannung 35 Werden, da alle drei Elektronenstrahlbündel B₁, B,

so eingestellt wird, daß das Elektronenstrahlbündel B₁ und B_s durch die Achse der Fokussierlinse L hindurch-

atif dem Bildschirm 5 einen scharf fokussierten Bild- gehen und hierdurch verhindert wird, daß die BiId-

pur.ki ergibt, so werden die Büdpunk-e B₁. B₂ und B₁ punkte dutch Koma und sphärische Aberration ver-

ajf dem Bildschirm S gestreut, wie dies in F i g. 3 zerrt oder verwischt werden. Es wird daher ein Bild

i.veist ist. Es müssen daher besondere Maßnahmen 4° mit hoher Auflösung erzeugt.

fiiir.iffen werden, um die st' gestreuten Bildpunkte Bei der Ausführüngsform nach F i g 6 sind die

Zusammenzufassen b/w. üb?, einander zu lagern. Wie drei Strahlerzeugungsquellen K₁, K_% und K₁ für die

jedi>ch aus der Darstellung in F i g. 3 rechts hervor- drei Elektronenstrahlbündel B₁, B₂ und B₃ des Strahl-

ceht. sind auch dann die Bildpunkte B₁ und B₃ durch erzeugungssystems an einer gekrümmten Flache an-

d-is kfima noch verzerrt. 45 geordnet, deren Mittelpunkt in der Achse der Fokus-

Bcirn Versuch, die einander widersprechenden Be- sierhnse L liegt. Die Strahlerzeugungsquellen haben

dingungen zum Fokussieren und Konvergieren der hierbei einen geradlinigen Abstand d₉₁ voneinander

drei I lektronenstrahibundel auf dem Bildschirm 5 zu und von der Achse. Bei dieser Ausführungsform ist als

erfüllen, konnte daran gedacht werden, die drei Elek- Hilfslinse L' der F i g. 5 weggelassen, da die Elek-

tronenstrahJbündel B₁, B₂ und B₃ gemäß F 1 g. 4 von 50 tronenstrahibündel B₁₁ B₂ und B₃ infolge der Anord-

einer einzigen Strahlenquelle K in drei verschiedenen nung der Strahlerzeugungsquellen an der gekrümmten

V. irikeirichtungen so auszustrahlen, daß sie an der Fläche sich ohnehin auf der Achse der Fokussrer-

Sielie. an der die Föküssieritnse L angeordnet ist. den linse L wie bei' der Ausführungsform riach F ί ε. 5

Abstand d voneinander haberi. Hierbei können zwar schneiden. Im Bereich des Strahlenweges der äußeren

die beiden erläuterten Bedingungen gleichzeitig und 55 Elektronenstrahlbundel B₁ und B₃ sind im Abstand 1

mit nur geringfügiger sphärischer Aberration erfüllt hinter der Fokussierlinse L zwei Konvergenz-Ablenk^

werden. Die Bildpunkis der Seitensirahlen B₁ und B₃ vorrichtungen F₁. F₂ angeordnet, durch die die hinter

werden jedoch, wie aus Fig.4 rechts ersichtlich KU der Foküssierlinse zunächst divergierenden Elek-

r.ach wie vor durch das¹ Koma verwischt* da die seit- tronenstrahibündel B₁ und B₃ wieder zu fcoriversie-

Jieheri Elektrorienstrahlbüsdd durch ais Fokussier- 60 renden Elektronensirahlbündefn abgelenkt werden,

linse L an Stellen hindurchgehen, die von der äqui- die miteinander und mit dem mittleren Elektronen-

valeniefi optischen: Achse der FöküssierlinSe den Ab- strahlbünda! Äj auf dem Bildschirm S zusammsn-

- ir.d d haben. treffen. Auch hierbei wird, wie bei der Ausführunas-

L . ergibt sich somit daß bei Kathodenstrahlröhren forrri nach F i g. 5. ein klares Bild mit hoher Auflösung

d«.· 'f-annieti Art ntit nur einem Strahlerzetigungs- 05 gebildet.

svsien zur Erzeugung von drei Elektronenstrahl- Wie bereits erwähnt, sind bei den Ausführungs-

fcünddri aie Fok»j«ierung5- und Konvergierungs- formen nach F ig. 5 und 6 die Strahlerzeusungs-

bedsngungen für die drei Eiektronensirahibundel nicht quellen K₁, K_z und K₃ auf einer geraden Lime Tm

Absland </₀ bzw. d_ot voneinander angeordnet. Statt dessen ist es aber auch möglich, die Strahlerzeugungsquellen an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks anzuordnen, wobei Konvergenz-Ablenkvorrichtungen F₁ und F₂ für jedes der drei Elektronenstrahlbündel oder nur für zwei Elektronenstrahlbündel vorgesehen werden können. Vorzugsweise werden jedoch die Strahlerzeugungsquellen, wie dargestellt, auf ciiicr geraden Linie angeordnet, weil hierbei der Abstand der Elektronenstrahlbündc! von der optischen Achse auf ein Geringstmaß verringert, die dynamische Konvergenzkorrektur erleichtert und eine unsymmetrische Konvergenz der drei Bildpunkte auf dem Bildschirm S vermieden werden kann.

Weiterhin ist bei den Ausführungsformen nach F i g. 5 und 6 die Ausbildung derart, daß die drei Elektronenstrahlbündel B₁, B₂ und B₃ auf dem Bildschirm S zusammenlaufen. Statt dessen können jedoch die Konvergenz-Ablenkvorrichtungen F₁ und F₂ auch weggelassen werden, so daß die drei Elektronenstrahlbündel, nachdem sie sich auf der Achse der Fokussierlinse geschnitten haben, in divergierenden Richtungen bis zu dem Bildschirm verlaufen und auf diesem an drei verschiedenen, im Abstand oder im bestimmten Abstand voneinanderliegenden Punkten auftieffen. Bei einer solchen Ausbildung, wie sie in F i g. 7 und 8 dargestellt ist, werden die drei Bildpunkte auf dem Bildschirm ebenfalls nicht durch Koma oder sphärische Aberration beeinträchtigt, so daß Verzerrungen oder verwischte Bildpunkte entsprechend den bekannten Ausführungen nach F i g. 2 bis 4 vermieden sind. Wenn die Bildpunklc im Absland voneinander auf dem Bildschirm S gebildet werden, so werden den Bildsignalen Zeitunterschiede übermittelt, die den drei Bildpunktstellen auf dem Bildschirm entsprechen und die drei Elektronenstrahlbündel so modulieren, daß zwischen den drei auf dem Bildschirm durch die drei Elektronenstrahlbündel erzeugten Bildern Übereinstimmung erreicht wird.

In F i g. 9 bis 12 ist eine Ausführungsform einer Kathodenstrahlröhre mit einem dem optischen Äquivafent nach F i g. 5 entsprechenden Strahlerzcugungssyslem A dargestellt. Hierbei bildet die Kathode K die Strahlcrzeugungsquellen K₁, K₂ und Κ_Λ. Dicht hinter der Ausstrahlfläche der Kathode K ist ein erstes Stcuergitter G₁ angeordnet, das gemäß F i g. 11 und 12 drei Gitterglieder G_n, G₁₂ und G₁₃ aufweist. Diese drei Giltcrglieder sind jeweils mit Öffnungeng,,, g₁₂ und g₁₃ versehen, die auf einer geraden Linie angeordnet sind. Gegenüber dem Gitter G₁ ist ein zweites Gitter G₂ mit drei Öffnungen g_2l, g₂₂ und g_n angeordnet, die sich mit den öffnungeng,,, g_Vi und g_{3 des ersten Gitters G, decken, Das zweite Gitter kann napfförinig ausgebildet sein und eine Scheibe 1 aufweisen, in der die Öffnungen g₂₁, g₂₂ und g_2{, im Abstand voneinander auf einer Durchmesser! in ic H-II angeordnet sind und von deren Umfangsrand aus sich eine zylindrische Seitenwand 2 in axialer Richtung ·νοπ dem Gitter G₁ weg erstreckt. In dieser Richtung folgen auf dus Gitter G₂ nach hinten rohrförmigc Gitter oder Elektroden (/·;„ G₁₁ und G_r, (V ί g. 9),

Die Elektrode G_n weist einen Mittclabschnitt 5 von größerem Durchmesser und zwei Endabschniltc 3, 4 von verhältnismäßig kleinem Durchmesser auf und greift mit ihrem vorderen I⁷,iidabsclinitt 3 unter Belassimg eines radialen Λbslandes von der Seitenwand 2 des napfförmigcn Gitters G._t in dieses ein. Die lilcktrodc G,_t ist mit findabscluiitlcn 6 und 7 versehen, die einen größeren Durchmesser als die Endteile 3, 4 der Elektrode G, haben, und weist einen Mittelabschnitt 8 von noch größerem Durchmesser auf. Ihre Anordnung ist dabei so, daß der hintere Endabschnitt 4 der Elektrode G₃ in den vorderen Endabschnitt 6 unter Bildung eines radialen Zwischenraumes eingreift. Die Elektrode G_x, ist mit einem Mitlclabschnitt 11 von mit dem Mittelabschnitt 5 der Elektrode 3 etwa gleichgroßem Durchmesser sowie mit Endabschnilten 9 und tO von ίο kleinerem Durchmesser als der hintere Endabschnitt 7 der Elektrode G₄ versehen und greift mit ihrem vorderen Endabschnitt 9 wiederum unter Bildung eines radialen Zwischenraumes in den Endabschnitt 7 der Elektrode G₄ ein. Die Elektroden G₃, G₄ und G_s sowie die Gitter G_x, G₂ und die Kathode K werden in der erläuterten Lage durch einen Träger 12 aus Isolierstoff zusammengehalten. Weiterhin ist um den hinteren Endabschnitt 10 der Elektrode 5 eine Gitterkammsr Gr angeordnet.

so Zum Betrieb des Elektronenstrahlsystems nach F i g. 9 werden an die Gitter G₁ und G₂ und die Elektroden G₃, G₄, G₆ Spannungen angelegt, die z. B. 0 bis 400 V an dem Gitter G₁ bzw. den dieses bildenden Gittern G_n, G₁₂, G_n, 0 bis 500 V an dem Gitter G₂, 13 bis 20 KV an den Elektroden G₃ und G₆ und 0 bis 400 V an der Elektrode G₄ betragen können, wobei die Spannung der Kathode K die Bezugsspannung ist. Die Spannungsverteilung für die Gitter und Elektroden G₁ bis G₆ sowie deren Längen und Durchmesser sind dabei im wesentlichen gleich mit denen eines indirekt geheizten Strahlerzeugungssystem3s zur Erzeugung eines Elektronenstrahlbündcls, bei dem ein erstes Giftsrglied und ein zweites Gitterglied mit je einer einzigen Öffnung angeordnet ist. Bei der angegebenen Spannungsverteilung wird zwischen dem Gitter G₂ und den; vorderen Endabschnitt 3 der Elektrode G₁, ein Linscnfeld gebildet, das der Hilfslinse U der F i g. 5 entspricht, während zugleich ein der Fokussierlinse L dsr F i g. 5 entsprechendes Linsenfcld durch die Elcktrodcn G₃, G₄ und G₅ in der axialen Mitte der Elektrode G₄ gebildet wird.

Bei einer möglichen Betriebsweise des Strahlcrzcu-

gungssystemes werden Vorspannungen von 100 V,

OV, 300 V, 20KV, 200 V, 20 KV in dieser Reihcnfolge auf die Elektroden K bzw. G₁, G₂, G_-1, G₁ und G₅ gegeben.

Damit die aus der Elektrode G₅ in divergierenden Bahnen austretenden Elektronenstrahlbündel B₁ und Β_Λ wieder zum Konvergieren gebracht werden, ist dis Strahlerz-cugungssystem nach F i g. 9 mit einer Ablenkvorrichtung /■* mit im gegenseitigen Abstund voneinander angeordneten Ablenkplatten P und P' verschen, die sich in axialer Richtung vom freien Ende dar Elektrode G₈ aus erstrecken. Die AjbnkvornVitung F weist ferner Ablenkplatten Q und Q' auf, die z. B. konvex nach außen gebogen oder gekrüm nt sind, und einander gegenüberliegend an de.i Au3e₁ii1achen der Ablenkplatten P und P' angebracht sind. Die Ablenkplatten P und P' sowie die Ablenkplatten Q und Q' sind so angeordnet, daß die EIcktronenstrahlbündel B₁, B₁ und Bj jeweils zwischen den Ablenkplatten P und Q zwischen den Ablenkplatten P und P' und zwischen den Ablenkplatten P' undß' hindurchgehen. An die Ablenkplatten P und P' wird eine Spannung angelegt, die der an die Elektrode G₉ angelegten Spannung gleich ist, während an die Ablenkplatten Q und Q' eine .Spannuni: angelegt wird, die um 203 bis 300 V niedriger ist als ,lic den Ablenkplatten P und P' zu-

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geführte Spannung- Es werden daher zwischen den system A gemäß der Erfindung in senur Anwendung

Ablenkplatten P und Q sowie zwischen den Ablenk- bei einer chromatronartigen Farbbildröhre gezeigt,

platten P' und Q' Spannungsdifferenzen erzeugt, die Das Strahlerzeugungssystem weist drei elektrisch von-

jeweils di*3 Konvcrgenz-Ablenkvorrichtung F₁ und F₁ einander getrennte Kathoden Kr, Ka und Kb auf,

bilden und die jeweilige Ablenkung der Elektronen- S denen jeweils rote, grüne und blaue Farbsignal zu-

strahlbündel B, und B₃ im Sinne der Fig. 5 hervor- geführt werden. Die drei Kathoden sind so angeordnet,

rufen. daß ihre die Elektronenstrahlbündel ausstrahlenden

Die von der Kathode K ausgehenden Elektronen- Flächen auf einer geraden Linie und in Flucht mit Strahlbündel B_x, B₁ und B₃ gehen durch die Öffnungen ebenso angeordneten öffnungen ^,λ, g_tu und g,n fgiu Siz ^und gi3 der Gitterglieder G_1x, G_n und Cr₁₃ io eines plattenförmigen Gitters G₁ liegen. Dicht hinter hindurch und werden mit drei verschiedenen Signalen dem Gitter G, ist ein napfförmiges Gitter G₁ angemoduliert, die zwischen der Kathode K und den Gitter- ordnet, dessen Scheibe dem Gitter Cf₁ zugewendet und gliedern G_n, G_u und G₁₃ zugeführt werden. Sie gehen mit drei öffnungen g₂n, g^ und g_tn versehen ist, die dann durch die in F ί g. 9 strichpunktiert angedeutete jeweils in Deckung mit den öffnungen g_tn, g_xc und g_xn Hilfslinse L' hindurch, die hauptsächlich durch das 15 liegen. Wie bei der vorher beschriebenen Ausführungs-Gitter G_t und die Elektrode G₃ gebildet wird, und form ist das Strahlerzeugungssystem mit Elektroden schneiden sich auf der Achse der ebenfalls strich- G₃, C, und G₄ versehen, die ebenfalls so angeordnet punktiert angedeuteten Fokussierlinse L, die in der sind, daß sie die strichpunktiert angedeuteten Elek-Hauptsache durch die Elektroden G₃, G₄ und G₅ ge- tronenlinsen L und L bilden.

bildet wird. Die Elektronenstrahlbündel B₁, B₁ und B₃ ao An die Gitter G₁ und G₁ sowie an die Elektroden G₃, verlaufen sodann nach dem Verlassen der Elektrode G₅ G_t und G₅ des Strahierzeugungssystemes A werden auf jeweils zwischen den Ablenkplatten Q und P, zwischen der Grundlage der Kathodenspannungen Spannungen den Abienkplatten P und P' uua zwischen den Ab- angelegt, die den im Zusammenhang mit F i g. 9 anlenkplalten P' und Q. Da die Ablenkplatten P und P' gegebenen Spannungen entsprechen. Die ν in den das gleiche Potential haben, wird das Elektronen- »5 Kathoden Kr, Kg und Kn ausgehenden Elektronenstrahlbündel B₁ nicht abgelenkt, während die aus der Strahlbündel B_R, Ba und Ba gehen durch die öffnungen Fokussierlinse L mit divergie-„-nden Bahnen austre- g,n. g_iG und g_sB «5es ersten Gitters G₁ und anschließend tenden Elektronenstrahlbündeln B₁ und B₃ so abge- durch die öffnungen g_tR, g₂o und g_ttt des zweiten lenkt werden, daß sie in einem Punkt adf dem Bild- Gitter«., G₂ sowie dann durch die Hilfslinse L' hindurch, schirm zusammenlaufen. 3° durch die die Elektronenstrahlbündel so abgelenkt

Bei der Ausführungsform nach F i g. 9 bis 12 ist es «erden, daß sie sich im Linsenfeld der Fokussierlinse L

erforderlich, daß die Signale den drei Giltergliedern auf deren Achse schneiden. Die Elcktronenstrahl-

G₁₁. G₁₂, G₁₃ des ersten Gitters G, getrennt zugeführt bündel Bn und B_B treten aus der Fokussierung / m

werden, da die drei Strahlenquellen K_x. K₁ und K₂ an divergierenden Richtungen aus, werden dann a w

einer einzigen Kathode K angeordnet sind Damit dies 35 durch eine Ablenkvorrichtung F konvergierend abgc-

erreicht wird, sind die drei rechteckigen Gitterglieder lenkt, die den Konvergenz-AblenkvorrichtungcnV₁

G_n. G₁₂ und G₁₃, in denen jeweils die öffnungen £_n, und F₁ nach F i g. 9 und 5 entspricht und wiederum

g_xl und g₁₃ angeordnet sind, mit von ihnen aus- aus Ablenkplatten P und P' sowie Ablenkplatten Q

gehenden AnsGhlußsiifien i3 zur Aufnahme der Signale und Q' besteht. Die durch diese Ablenkvorrichtung

zum voneinander unabhängigen Modulieren der Elek- *o konvergierend abgelenkten Elektronenstrahlbündel B_H.

tronenstrahlbündel versehen. Bo und Bn treffen auf einen Bildschirm 5 auf. nachdem

Damit die gegenseitige Lage der öffnungen #„. g_u sie durch eine Sirahiauswahieinrichtung wie /. B. eine Und g,₃ der Gitterglieder G₁₁. G₁₂ und G₁₃ genau fest- perforierte Elektrode oder Schattenmaske Cr hingelegt und mit Öffnungen^. g_a und g_a des zweiten durchgegangen sind, die vor dem Bildschirm Λ" angc-Gnters G₂ in einem bestimmten Abstand D (F i g. 12) 45 ordnet ist und an die eine mitlelhohc Spannung \M kon/enfrisch zur Deckung gebracht werden, sind angelegt ist. Der Bildschirm 5 ist mit Gruppen von zwischen den Gittern G₁ und G₄ gemäß Fig. 11 roten, grünen und blauen phosphorcs/i^renden Strci- und 12 zwei keramische Isolierstücke 14 angeordnet. fen Sr. S<_; und Sh versehen, die aufeinanderfolgend die jeweils eine dem Absland D entsprechende Dicke an einer Froniplatte f;> angeordnet sind. An die Abhaben. Jedes dieser Isoherstücke 14 ist auf είπτ so lenkplatten P und Q und P' und (/ der Ablenkvorganzen Hache mit einer elektrisch leitenden Deck- richtung F werden Spannungen Kf und Vq angelegt, schicht 15 versehen, die auf der enisprechenden Fläche die so gewählt werden, daß sich die drei Elcklroncn- z. B- durch Metallisieren derselben gebildet sein kann. slrahlbündel Br, Bc und Bn an der Stelle schneiden. Außerdem sind drei elektrisch leitende Schichten Af₁, an der die Schattenmaske Gr angeordnet ist. und so Ah und M₃ angeordnet, die sich jeweils über die 55 nur auf den enlsprechewden Streifen Sn, S<7 und Sn Breite der gegenüberliegenden Fläche jedes Isolier- ankommen. In diesem Fall werden die Elcktroncnstückes Verstrecken und gleichmäßigen Längsabstand strahibündel Bn, Ba und Bn, da sie an der Schaltenvoneinander haben. Die Isoliersireifen 14 sind an der maske Gp zusammenlaufen, an dem Bildschirm S Scheibe 1 des zweiten Gitters G₁ in symmetrischer Lage fokussiert.

zu der Linie H-II angebracht, auf der die Öffnungen 60 Zum horizontalen und vertikalen Abtasten der drei

£ii· ^u ^un*ä Su angeordnet sind. Sie sind dabei an der Elektronenslrahlbündel gleichzeitig mit Bezug auf den

Scheibe des zweiten Gitters mit ihren leitenden Schich- Bildschirm wie bei bekannten Bildröhren sind bekannte

ten 13 ζ. B. durch Hartlötung befestigt. Die Gitter- horizontale und vertikale Ablenkmittcl in Form des

glieder G_n, G₁₁ und G₁₃ überbrücken den Abstand Bügels D angeordnet,

zwischen den Isolierstücken 14 und sind z. B. ebenfalls 65 Wenn der Farbbildröhre nach Fig. 13 rote, grüne

durch Hartlötung an den leitenden Schichten ΑΛ, ^Z₁ und blaue Farbbildsignale zwischen den Kathoden K_n,

und M, der Isolierstücke befestigt. K₀ und Kh und dem Gitter C?, zugeführt werden, so

In Fig. 13 ist als Beispiel ein Strahlerzeugungs- erfahren die drei Elektronenstrahlbündel B_R, B_G und

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Bn eine Helligkeitsmodulation, wodurch auf dem Bild- durch den Magnetfluß zwischen den magnetischen schirm ein farbiges Bild erzeugt wird. Platten 17a und 176 sowie zwischen den Platten 18a, Bei den Ausführungsformen nach F i g. 9 und 13 18A, der von dem ruhenden Konvergenz-Stro.nfiuß ist die Konvergenz-Ablenkvorrichtung F elektrosta- durch die Elektromagnetc 21 und 22 hervorgerufen tischer Art. Statt dessen können aber auch magnetische 5 wird, derart abgelenkt, daß die drei Elektronenstrahl-Ablenkvorrichtungen F' verwendet werden, wie sie in bündel K₁, B₂ und B₃ in der gewünschten Weise ent-F ig. 14 A und 14 B dargestellt sind. Eine solche weder im Bildpunkt des Bildschirmes oder an der vor magnetische Ablenkvorrichtung F' weist eine magne- diesem angeordnete Schattenmaske konvergieren. Die , tische Abschirmung 16 in Form eines Rohres von durch die Elektromagneten 21 und 22 hindurch-" rechteckigem Querschnitt auf, der in axiaier Richtung io fließenden statischen Konvergenzströme können auch hinter der in F i g. 14A nicht dargestellten Elektrode durch dynamische Konvergenzströme überlagert wer- -C₅ so angeordnet ist, daß das mittlere Elektionen- den, so daß in diesem Fall eine besondere dynamische Strahlbündel B₂ nach F i g. 9 bzw. Ba nach F i g. 13 Konvergenz nicht erforderlich ist.
durch ihn hindurchgehen kann. Auf der einen (in Dadurch, daß die den Seiten 16a und 166 des Ab-F i g. 14A und 14B unteren) Seite 16a der Abschir- 15 fangschirmes 16 zugewendeten inneren Enden der mung 16 sind zwei magnetische Platten 17a und 176 magnetischen Platten Ma, Mb und 18a, 186 gemäß einander gegenüberliegend mit solchem Abstand von- F ί g. 14b konvergK¹. >ui r~"h innen abgebogen sind, einander angeordnet, daß das Elektronenstrahlbündel werden die Elektronenstrahlbunoei sehr Hl-cht anei'n- B₁ bzw. Bn zwischen ihnen hindurchgehen kann. Auf ander bzw. an der Abschirmung 16 entton^ciiihri, der anderen Seite 16b des Schirmes sind zwei magne- 20 so daß ermöglicht ist, eine Störung des Magnetfeldes tische Platten 18a und 186 in der gleichen Weise an- am Strahlenweg der Elektronenstrahlbündel B₁ und B₃ gebracht, zwischen denen das dritte Elektronenstrahl- durch den Magnetfluß v>» du iiinünef'schen Platten bündel B₃ bzw. Bn hindurchgehen kann. Die der Ab- 17a, Mb, 18c/, 186 zu der magnetischen Absuii·.η·^!ΐη» schirmung 16 zugewendeten Enden der Platten 17a, 16 wirksam zu vermeiden. Hie.Jiirch werden mrh Mb und 18a, 186 sind, wie insbesondere aus F i g. 14B 25 Verzerrungen der Bildpunkte auf dem üxidschirm verersichtlich ist, vorzugsweise so abgebogen, daß sie mieden. Wenn der Abstand zwischen den jeweils einnach der Abschirmung 16 hin konvergieren, während andei gegenüberliegenden magnetischen Platten die der Abschirmung abgewendeten äußeren Enden gleich a, die Länge des abgebogenen Teiles jeder dieser !9a und 19/» der Platten vorzugsweise jeweils vonein- Platten gleich c, der Abstand zwischen den freien ander weg nach außen abgebogen sind und entlang 30 Kanten der konvergierenden inneren Enden gleich b der inneren Wandfläche des Halsteiles des Röhren- und die kleine Rechteckseite der.Abschirmung 16 kolbens N verlaufen, der durch die strichpunktierte gleich el ist. so werden die besten Ergebnisse erzielt. Linie in F i g. 14 B angedeutet ist. Die äußeren Fnden wenn
20a und 206 der Platten 18a und 186 sind in der ,/
gleichen Weise nach außen abgebogen und bilden 35 "^!a 0,625; φ 0,325
ebenso wie die Enden 19a und 196 Magnetpole. Auf ^a
der Außenseite des Röhrenkolbens N sind Elektro-

magnctc 21 und 22 einander gegenüberliegend ange- und der Winkel zwischen den inneren abgebogenen ordnet, die jeweils mit den die Magnetkerne 25 und 26 Enden etwa 30 bis 60 beträgt. Wenn die der magneumgebenden Wicklungen 23 und 24 versehen sind. Der 40 tischen Abschirmung 16 zugewendeten inneren Enden Magnetkern 25 weist Magnetpole 25a und 25b auf. der magnetischen Platten nicht abgebogen sind, so die den Magnetpolen 19a und 196 gegenüberliegen. wird das Magnetfeld nicht gleichmäßig verteilt, weil während der Magnetkern 26 mit Magnetpolen 26a der Magnetfluß am Strahlenweg der Elektroncnstrahl- und 266 versehen ist, die den Magnetpolen 20« und bündel B₁ und ß_? unter dem Einfluß des Magnetflusses 206 gegenüberliegen. 45 von den magnetischen Platten 17«, 176 und 18«, 186 Bei der beschriebenen Anordnung gehen die drei zu der Abschirmung 16 gekrümmt wird. Die durch Elektronenstrahlbündel B₁, B₂ und Β_Λ. nachdem sie ein solches ungleichmäßiges Magnetfeld bewirkte Versich im auf der Achse der Fokussierlinse L geschnitten zerrung wird besonders groß, wenn der Abstand haben und aus der Elektrode ü,, ausgetreten sind, zwischen den benachbarten Elektronenstrahibündeln jeweils zwischen den magnetischen Platten 17a, 176, 50 verringert wird, so daß die Elektronenstrahlbündel durch die Abschirmung 16 und zwischen den gegen- dicht an die Seitenflächen des magnetischen Schirmes überliegenden magnetischen-Plätten 18 a, ISb hin- 16 herankommen. Eine solche Verzerrung kann jedoch durch. Das Elektronenstrahlbündel ß_z wird hierbei wirksam vermieden werden, wenn die magnetischen nicht abgelenkt, da er durch die Abschirmung 16 Platten in der beschriebenen Weise gebogen werden, gegenüber dem äußeren Magnetfeld abgeschirmt ist, 55 Die Elektromagnete 21 und 22 können auch durch Die Elektronenstrahlbündel B₁ und ^werden dagegen Dauermagnete ersetzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 Potential der nächstfolgenden Elektrode ((/„) ver- Patentansprüchc: schiedenes elektrisches Potential aufweist,

1. Kathodenstrahlröhre mit einem oder mehreren ,

Strahlerzeugungssystcmcn zum Erzeugen mehrerer 5
Elektronenstrahlbündel, mit einem Bildschirm,

gegen den die Elcktroncnslrahlbündcl gerichtet Pie Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlröhre mit sind, sowie mil einer allen Strahlbiindeln gemein- chiem oder mehreren Strahlcrzeugungssystcmen zum samen und die Strahlbündel auf den Bildschirm Erzeugen mehrerer Elektronenstrahlbündel, mit einem fokussicrenden Fokussierlinsc, bei der sich die io Bildschirm, gegen den die Elektronenstrahlbündcl ge-Mitlelstrablen der Strahlbündel an einer einzigen richtet sind, sowie mit einer allen Sirahlbündeln gestelle zwischen dem Ort der Strahlerzeugung und mcinsamen und die Strahlbündel auf den Bildschirm einer Sirahlauswahleinrichtung in einem Punkt fokussiercndenFokussicrlinse, bei der sich die Mittelschneiden, dadurch gekennzeichnet, strahlen der Strahlbündel an einer einzigen Stelle daß der Schnittpunkt der Mittelstrahlen der Strahl- 15 zwischen dem Ort der Strahlerzeugung und einer bündel (B₁, B₂, B₃; Bu, Ba₁ Br) so im Feld der Strahlauswahleinrichtimg in einem Punkt schneiden. Fokussierlinse (Z.) auf deren Achse liegt, daß nur Eine derartige Kathodenstrahlröhre ist bekannt ein achsennaher Bereich des Linsenfeldes genutzt (z, B. USA.-Patentschrift 2 690 517) und als Farbbildwir I. röhre verwendet. Die bekannten Farbbildröhren sind

2. Röhre nach Anspruch 1, dadurch gekenn- ao meist mit drei voneinander unabhängigen Strahlzeichnet, daß die Fokucsierlinse (L) mehrere an erzeugungssystemen zum Ausstrahlen je eines Elekverschiedene elektrische Spannungen angelegte tronenstrahlbündels versehen, die durch entsprechende Elektroden (C₃, C₄, C₅) aufweist, die ein fokussie- Farbsignale moduliert und durch ein Gittersystem so rendes Elektronenlinsenfeld erzeugen. beeinflußt werden, daß sie auf einem Bildschirm

3. Röhre nach Anspruch 1 oder 2, bei der die 25 fokussiert werden, der mit einer vor ihm angeordneten Strahlbündel von den Strahlerzeugungssystemen Strahlauswahleinrichtung wie einer perforierten Elekim wesentlichen parallel zueinander ausgestrahlt trode oder einer Schattenmaske versehen ist. Derwerden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den artige Farbbildröhren, bei denen die drei Strahl-Erzeugungssystemen (K₁, K₂, K₃; Ku, Kn, Kr) und erzeugungssysteme gegenseitig so ausgerichtet sein der Fokussierlinse (L) eine Hilfslinse (Z.') ange- 30 müssen, daß die ausgestrahlten Elektronenstrahlbündel ordnet ist, die ein Schneiden der Mittelstrahlen der auf dem Bildschirm zusammenlaufen, sind insofern Bündel auf der Achse der Fokussierlinse herbei- nachteilig, als ein genaues Ausrichten der Strahlführt, erzeugungssysteme und die Beibehaltung dieser Aus-

4. Röhre nach Anspruch 3, dadurch gekenn- richtung schwierig ist und jede Abweichung der von zeichnet, daß die Hilfslinse (L') mehrere an ver- 35 ihnen ausgestrahlten Elektronenstrahlbündel eine Verschiedene elektrische Spannungen angelegte Elek- schlechtcrung der Bildqualität und des Auflösungstroden bzw. Gitter (C₂, C₃) aufweist. Vermögens des Farbbildes hervorruft. Außerdem er·

5. Röhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- fordert eine mit drei Strahlerzeugungssystemen arbeikennzeichnet, daß die Strahlerzeugungssysteme , tende Farbbildröhre einen hohen Aufwand und kann (K₁, K₂, K₃) an einem Träger so angeordnet sind, 40 wegen des Platzbedarfes für diese Strahlerzeugungsdaß ein Schneiden der Mitlclstrahlen der Strahl- systeme nur mit einer verhältnismäßig großen Minbündel (B₁, B_t, B₃) auf der Achse der Fokussier- destgröße hergestellt werden.

linse (L) herbeigeführt wird (F i g. 6 und 8). Zur Vermeidung dieser Nachteile der bekannten

6. Röhre nach Anspruch 5, mit drei Strahl- Farbbildröhren mit mehreren Strahlerzeugungssysteerzeugungssystemen zur Erzeugung von jeweils 45 men ist vorgeschlagen worden, eine Farbbildröhre mit einem Strahl, dadurch gekennzeichnet, daß das nur einem Strahierzeugungssystem zu verwenden, das eine Strahierzeugungssystem (Kc) in der optischen entweder mit Jrei Kathoden oder mit nur einer Ka-Achse der Fokussierlinse (L) und die beiden thode drei Elektronenstrahlbündel erzeugt, die durch anderen Strahlerzeugungssysteme (Kr, Kr) beider- ein linsenähnliches Fokussiersystem hindurchgehen, seits des ersten in gleichem Abstand von demselben 5° damit sie auf dem Bildschirm zusammenlaufen. Bei auf einer durch die optische Achse hindurch- dieser vorgeschlagenen Ausbildung geht jedoch nur gehenden geraden Linie derart angeordnet sind, eines der Elektronenstrahlbündel auf der optischen daß nur die von diesen beiden anderen Strahl- Achse des Fokussiersystemes durch dieses hindurch, erzeugungssystemen (Kr, Kr) ausgehenden Strahl- während die beiden anderen mit Abstand von der bündel (Bu, Br) die Fokussierlinse auf von der 55 optischen Achse hindurchgehenden Elektronenstrahl-Linsenachse divergierenden Bahnen verlassen. bündel dem Koma und der sphärischen Aberration

7. Röhre nach Anspruch 4, dadurch gekenn- ausgesetzt sind. Aus diesem Grunde und wegen der zeichnet, daß das zweite Gitter (C₂) in Form einer damit zusammenhängenden Verschlechterung des einfachen, öffnungen (g_n, g₂₂ und ^₂₃) enthaltenden Farbbildes haben Farbbildröhren mit nur einem Scheibe (1) ausgebildet ist, hinter der die die 60 Strahierzeugungssystem zum Ausstrahlen mehrerer FokussierJinse (L) bildenden Elektroden (C₃, C₄ Elektronenstrahlbündel keine verbreitete Anwendung und C₆) aufeinanderfolgend mit rohrförmiger Ge- gefunden.

staltung und verschiedenen elektrischen Poten- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

tialen angeordnet sind, und dadurch, daß die Kathodenstrahlröhre der eingangs beschriebenen Art

Scheibe (1) an ihrem Umfangsrand zur Bildung 6g so zu gestalten, daß die Abbildungsfehler verringert

der Hilfslinse (U) mit einer der Fokussierlinse zu- und das Auflösungsvermögen verbessert werden,

gewendeten zylindrischen Seitenwandung (2) ver- Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst,

bunden ist, die ein gegenüber dem elektrischen daß der Schnittpunkt der Mittelstrahlen der Strahl-