DE945764C - Cathode ray tubes for the reproduction of color television pictures - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 19. JULI 1956ISSUED JULY 19, 1956

15475 VIII a 121a¹ 15475 VIII a 121a ¹

Die Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlröhre für die Wiedergabe farbiger Fernsehbilder.The invention relates to a cathode ray tube for displaying color television pictures.

Es ist vorgeschlagen worden, eine solche Röhre mit einer transparenten Reflektorelektrode und einem zwischen derselben und der Kathode angeordneten Schirm auszurüsten, wobei der Schirm mit Öffnungen für den Durchtritt des Kathodenstrahls versehen ist und auf seiner der Reflektorelektrode zugekehrten Seite beim Auftreffen des umgelenkten Kathodenstrahls verschiedenfarbig aufleuchtende Leuchtstoffe nebeneinander trägt. Diese die Leuchtstoffe tragende Elektrode wird gegenüber der Reflektorelektrode auf positivem Potential gehalten, so daß die Elektronen nach Durchtritt durch die Öffnungen des Schirms ihre Bewegungsrichtung umkehren und schließlich auf die Leuchtstoffe auffallen.It has been proposed to have such a tube with a transparent reflector electrode and a to equip between the same and the cathode arranged screen, the screen with openings is provided for the passage of the cathode ray and on its facing the reflector electrode Side fluorescent materials that light up in different colors when the deflected cathode ray hits side by side. This electrode carrying the phosphors is opposite the reflector electrode held at positive potential so that the electrons pass through the openings in the screen Reverse the direction of movement and finally notice the phosphors.

Der Elektronenstrahl tritt also durch die Öffnungen in dem die Leuchtstoffe tragenden Schirm hindurch und wird dann auf den Schirm zu gelenkt. Dabei wird die Strahlbahn der zurückgelenkten Elektronen in Abhängigkeit von den empfangenen Fernsehsignalen derart beeinflußt, daß stets nur die gewünschten Leuchtstoffe auf dem Schirm getroffen werden.The electron beam thus passes through the openings in the screen carrying the phosphors and is then directed to the screen. Thereby the beam path of the redirected electrons becomes influenced in such a way as a function of the received television signals that only the desired Phosphors are taken on the screen.

Für das richtige Arbeiten dieser Anordnung ist es erforderlich, daß das elektrostatische Feld im Raum zwischen dem Leuchtschirm und der Reflektorelektrode eine senkrecht zur Einfallsrichtung des Kathodenstrahls gerichtete Komponente besitzt. Dies wird gemäß dem erwähnten Vorschlag bei senkrechtem Einfall des Kathodenstrahls dadurch erreicht, daß die Reflektorelektrode von periodischer Struktur ist und eine Mehrzahl von elektrischen Linsen bildet.For this arrangement to work properly it is necessary that the electrostatic field in space between the luminescent screen and the reflector electrode a perpendicular to the direction of incidence of the Has cathode ray directed component. According to the proposal mentioned, this is done in the case of vertical Incidence of the cathode ray is achieved in that the reflector electrode has a periodic structure and forms a plurality of electric lenses.

Die Erfindung gibt ein viel einfacheres und verläßlicheres Mittel zur Erreichung des gleichen Zieles in die Hand. Erfindungsgemäß ist die Reflektorelektrode glatt, wobei jedoch dafür gesorgt ist, daß der Kathodenstrahl stets unter einem spitzen Winkel gegen den Schirm verläuft und durch die Öffnungen in demselben hindurchtritt.The invention gives a much simpler and more reliable one Means of achieving the same end at hand. The reflector electrode is according to the invention smooth, but it is ensured that the cathode ray is always at an acute angle runs against the screen and passes through the openings in the same.

Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung wird dieser Durchtrittswinkel von den Farbsynchronisiersignalen beeinflußt. Die Vorteile dieser Anordnung hinsichtlich einfacherer Herstellungsweise, zuverlässigeren Betriebs und viel sichererer Steuerungsmöglichkeit liegen auf der Hand.According to a further characteristic of the invention, this passage angle is determined by the color synchronizing signals influenced. The advantages of this arrangement in terms of simpler manufacturing, more reliable operation and much safer control option are obvious.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des Grundgedankens und einiger Ausführungsbeispiele an Hand der Zeichnung.Further details of the invention emerge from the following description of the basic concept and some exemplary embodiments on the basis of the drawing.

Fig. ι und 2 zeigen Teile einer Kathodenstrahlröhre und veranschaulichen bestimmte erfindungsgemäße Wirkungen, währendFig. Ι and 2 show parts of a cathode ray tube and illustrate certain effects of the invention while

Fig. 3 eine Anordnung der verschiedenen Leuchtstoffe zeigt undFig. 3 shows an arrangement of the various phosphors and

Fig. 4 bis 7 in schematischer Darstellung verschiedenartige erfrndungsgemäße Kathodenstrahlröhren erkennen lassen ;4 to 7 recognize in a schematic representation different types of cathode ray tubes according to the invention permit ;

Fig. 8 und 9 veranschaulichen andere Anordnungen für die Leuchtstoffe in den Kathodenstrahlröhren nach Fig. 4 bis 7;Figures 8 and 9 illustrate other arrangements for the phosphors in the cathode ray tubes according to FIGS. 4 to 7;

Fig. 10 zeigt einen Teil der Schaltung für die Refiektorelektrode, undFig. 10 shows part of the circuit for the reflector electrode, and

Fig. 11 enthält eine Kurve zur Erläuterung der Betriebsweise der Schaltung nach Fig. 10.Fig. 11 contains a curve for explaining the Mode of operation of the circuit according to FIG. 10.

In Fig. ι sind bestimmte Bestandteile einer Kathodenstrahlröhre dargestellt, nämlich ein Elektronenstrahlerzeuger 1, dessen Strahl 2 in der Richtung einer transparenten Stirnfläche 3 einer Kathodenstrahlröhre verläuft. Zwischen dem Strahlerzeuger 1 und der Stirnfläche 3 liegt parallel zu dieser letzteren eine Metallplatte 4, die eine Öffnung 5 besitzt, durch die der Strahl 2 hindurchtritt. Die Stirnfläche 3 ist außerdem auf ihrer Innenseite mit einer leitenden Belegung 6 ausgerüstet.In Fig. Ι certain components of a cathode ray tube are shown, namely an electron gun 1, the beam 2 in the direction of a transparent end face 3 of a cathode ray tube runs. Between the beam generator 1 and the End face 3 is parallel to this latter a metal plate 4 which has an opening 5 through which the beam 2 passes through. The end face 3 is also on its inside with a conductive Occupancy 6 equipped.

Bei dieser Anordnung wird die Kathode des Elektronenstrahlerzeugers 1 auf Nullpotential oder Erdpotential gehalten, die Metallplatte 4 auf einem positiven Potential V₀ gegenüber der Kathode und die leitende Stirnwand 3 auf einem dazwischenliegenden Potential V₀. Hierdurch wird zwischen der Stirnwand 3 und der Elektrode 4 ein gleichförmiges Feld von einer FeldstärkeIn this arrangement, the cathode of the electron gun 1 is kept at zero potential or earth potential, the metal plate 4 at a positive potential V ₀ with respect to the cathode and the conductive end wall 3 at an intermediate potential V ₀ . This creates a uniform field of one field strength between the end wall 3 and the electrode 4

F —FF-F

τ-» ' f> ' ti f. Λ τ- » 'f>' ti f. Λ

erzeugt, wobei S der Abstand zwischen der Stirnfläche 3 und der Elektrode 4 ist; dieses Feld übt auf einen in dasselbe eintretenden Kathodenstrahl eine Bremswirkung aus. Wenn das Bremsfeld F genügend stark ist, wird der Elektronenstrahl zwischen der Elektrode 4 und der Stirnwand 3 zurückgebogen und trifft die Platte 4 an einem Punkt, dessen Abstand von der Öffnung 5 mit χ bezeichnet ist. Man kann zeigen, daß 'die Elektronenbahn in diesem Gebiet nach der Gleichunggenerated, where S is the distance between the end face 3 and the electrode 4; this field exerts a braking effect on a cathode ray entering the same. When the braking field F is sufficiently strong, the electron beam is bent back between the electrode 4 and the end wall 3 and hits the plate 4 at a point whose distance from the opening 5 is denoted by χ. One can show that 'the electron orbit in this area according to the equation

^{y =} TT:-^r ^{+ xiansa y =} TT: - ^ r ^{+ xiansa (2)(2)}

verläuft. Die Eindringtiefe des Elektronenstrahls 2 in dieses bremsende Feld istruns. The depth of penetration of the electron beam 2 in this braking field is

/m — y y -" "■·/ m - yy - "" ■ ·

Wenn die leitende Stirnwand 3 als ein Reflektor betrachtet wird, so muß die Reflektorspannung V₀ immer Meiner als F₀ cos²cc sein, damit der Elektronenstrahl 2 nicht auf die Stirnwand auftrifft.If the conductive end wall 3 is viewed as a reflector, the reflector voltage V ₀ must always be less than F ₀ cos ² cc so that the electron beam 2 does not strike the end wall.

Der Abstand χ zwischen dem Punkt, an welchem der Elektronenstrahl in das Bremsfeld eintritt, d. h. zwischen der Öffnung 5 und dem Auftreff punkt des Elektronenstrahls auf die Platte 4, beträgtThe distance χ between the point at which the electron beam enters the braking field, ie between the opening 5 and the point of impact of the electron beam on the plate 4 is

χ =χ =

2V₀S V₀-V₀ 2V ₀ S V ₀ -V ₀

sin 2 α.sin 2 α.

(4)(4)

Aus dieser Gleichung sieht man, daß χ durch Beeinflussung des Eintrittswinkels in das Bremsfeld zwischen dem Strahl und der Ebene der Platte 4 verändert werden kann und daß man ferner die Größe des Bremsfeldes entweder mittels der Spannung V₀ oder der Spannung V₀ oder schließlich durch Änderung der go Geschwindigkeit des eintretenden Strahls durch Beeinflussung von V₀ verändern kann.From this equation it can be seen that χ can be changed by influencing the angle of entry into the braking field between the beam and the plane of the plate 4 and that the size of the braking field can also be changed either by means of the voltage V ₀ or the voltage V ₀ or finally by changing it the go speed of the entering jet can change by influencing V ₀ .

Die Gleichung 4 zeigt außerdem, daß, wenn das Verhältnis von V₀ und V₀ konstant gehalten wird, der Abstand χ konstant bleibt. Man sieht somit, daß eine Einrichtung, die entsprechend Fig. 1 betrieben wird, keine scharf eingeregelten - Gleichspannungen erfordert, vorausgesetzt, daß das Verhältnis von V₀ und V₀ konstant bleibt.Equation 4 also shows that if the ratio of V ₀ and V _{0 is} held constant, the distance χ remains constant. It can thus be seen that a device which is operated in accordance with FIG. 1 does not require any sharply regulated direct voltages, provided that the ratio of V ₀ and V ₀ remains constant.

Die Fig. 2 veranschaulicht, wie das an Hand der Fig. ι erläuterte Prinzip in einer Farbfernsehröhre benutzt werden kann. Die Fig. 2 zeigt einen Teil einer solchen Röhre. Der Glasboden oder die Stirnwand 3 ist mit einem transparenten leitfähigen Überzug 6 versehen, beispielsweise aus Zinnchlorid, oder kann gewünschtenfaÜs mit einem dünnen, sehr weitmaschigen Drahtnetz belegt werden. Dieser leitende Überzug wird an die Reflektorspannung V₀ gelegt. Die Elektrode 4 ist als eine mit vielen Öffnungen versehene Elektrode dargestellt, wobei der Öffnungsdurchmesser h beträgt. Zwischen je zwei nebeneinanderliegenden Öffnungen sind verschiedenfarbig leuchtende Leuchtstoffe, nämlich, wie dargestellt, der rote Leuchtstoff 7, der grüne Leuchtstoff 8 und der blaue Leuchtstoff 9, auf die Platte 4 aufgestrichen oder anderweitig in der dargestellten Reihenfolge angebracht. Durch Einstellung der Reflektorspannung V₀ kann der Elektronenstrahl 2 nach dem Eintritt in den Raum zwischen der Stirnfläche 3 und der Platte 4 ■ beispielsweise zum Auftreffen auf eine grüne Leuchtstoffbelegung in einem Abstand von (2 -(- 4 n) k gebracht werden, und zwar von der Eintrittsstelle an gerechnet. Die Anzahl der Öffnungen oder Löcher zwischen der Eintrittsstelle des Strahls und seinem Auftreffpunkt auf der Elektrode 4 ist dabei n. Zur Erregung des roten Leuchtstoffes 7 kann die Spannung V₀ FIG. 2 illustrates how the principle explained with reference to FIG. 1 can be used in a color television tube. Fig. 2 shows part of such a tube. The glass bottom or the end wall 3 is provided with a transparent conductive coating 6, for example made of tin chloride, or can be covered with a thin, very wide-meshed wire net if desired. This conductive coating is applied to the reflector voltage V ₀ . The electrode 4 is shown as a multi-aperture electrode, the aperture diameter being h . Between two adjacent openings, differently colored luminous luminous substances, namely, as shown, the red luminous substance 7, the green luminous substance 8 and the blue luminous substance 9, are painted onto the plate 4 or otherwise attached in the sequence shown. By setting the reflector voltage V ₀ , the electron beam 2, after entering the space between the end face 3 and the plate 4, for example, can be brought to impinge on a green phosphor coating at a distance of (2 - (- 4 n) k , namely calculated from the entry point. the number of openings or holes between the point of entry of the ray and its point of impact on the electrode 4 is n. for the excitation of the red phosphor 7, the voltage V may be ₀

etwas erniedrigt werden. Wahlweise kann man auch zur Erregung des blauen Leuchtstoffes 9 die Spannung V₀ ein wenig erhöhen. Es läßt sich also durch Änderung der Reflektorspannung V₀ jeweils einer der verschiedenfarbig leuchtenden Stoffe anregen. Die Entfernung, um die sich der reflektierte Strahl bewegen muß, um alle drei Leuchtstoffe zu überstreichen, beträgt 2 h. Man kann zeigen, daß, wenn η groß ist, der Betrag der Änderung der Κει ο flektorspannung V₀ zur Bewegung des Strahls 2 längs der Strecke 2 h folgende Größe hat:to be humiliated a little. Optionally, the voltage V ₀ can also be increased a little to excite the blue phosphor 9. By changing the reflector voltage V ₀ , one of the differently colored luminous substances can be excited. The distance that the reflected beam must travel to sweep all three phosphors is 2 hours. It can be shown that, if η is large, the amount of change in Κει ο flexor voltage V ₀ for moving the beam 2 along the distance 2 h is as follows:

(5)(5)

2»2 »

In dieser Gleichung ist V₀ die feste Spannung der Stirnwand 3, und v_c ist der Betrag, um den sich die Reflektorspannung gegenüber dem angegebenen festen Spannungswert ändern muß.In this equation, V _{0 is} the fixed voltage of the end wall 3, and v _c is the amount by which the reflector voltage must change from the specified fixed voltage value.

Der Abstand S zwischen der Stirnfläche 3 und der mit den Leuchtstoffen belegten Elektrode 4 beträgt, in den anderen Parametern der Röhre ausgedrückt,The distance S between the end face 3 and the electrode 4 coated with the phosphors is expressed in the other parameters of the tube,

S =S =

zn)h(V₀-V_e) V_n sin 2 α zn) h (V ₀ -V _e ) V _n sin 2 α

(6)(6)

Die Kapazität zwischen der Reflektorelektrode oder Stirnwand 3 und der Leuchtschirmelektrode istThe capacitance between the reflector electrode or end wall 3 and the screen electrode is

C =C =

0,176 D² V₀ sin 2 a (V₀ -V₀) (1 + zn) h 0.176 D ² V ₀ sin 2 a (V ₀ -V ₀ ) (1 + zn) h

-PF. (7)-PF. (7)

in welcher D den Durchmesser der Stirnwand oder des Glasbodens 3 bedeutet und h den Durchmesser einer Öffnung in der Elektrode 4, und zwar beide in Zoll gemessen (1 Zoll = 2,54 cm).in which D is the diameter of the end wall or glass bottom 3 and h is the diameter of an opening in the electrode 4, both measured in inches (1 inch = 2.54 cm).

Man sieht aus den Gleichungen (5) und (7), daß ein Vorteil beim Betrieb einer Kathodenstrahlröhre nach Fig. 2 bei großen Werten von η erreicht wird. In diesem Fall vermindert sich nämlich die Größe der notwendigen Signalspannung, und es erhöht sich gleichzeitig der Abstand S, so daß - die Kapazität C klein wird. Beide Faktoren vermindern die erforderliche Leistung zum Betrieb einer derartigen Farbfernsehröhre. Bei einer derartigen Röhre nach Fig. 1 ergibt eine Größe von w = 40 eine Verschiebung χ von ι Zoll, was als ein befriedigendes Ergebnis betrachtet werden kann.It can be seen from equations (5) and (7) that an advantage is achieved in the operation of a cathode ray tube according to FIG. 2 with large values of η . In this case, namely, the size of the necessary signal voltage is reduced and the distance S increases at the same time, so that the capacitance C becomes small. Both factors reduce the power required to operate such a color television tube. In such a tube according to FIG. 1, a size of w = 40 results in a displacement χ of ι inches, which can be regarded as a satisfactory result.

Man sieht außerdem aus den Gleichungen (6) und (7), daß, wenn der Winkel α dem Wert go° nahekommt, der Wert von S schnell zunimmt und die Kapazität vermindert wird. Aus Betriebsgründen kann man jedoch den Winkel α nicht beliebig steigern, da, wenn α gegen 90° geht, die Geschwindigkeit des Strahls am Gipfelpunkt seiner Bahn abnimmt. Wenn die Geschwindigkeit an dieser Stelle aber zu gering wird, expandiert der Strahl infolge seiner eigenen Raumladung, und es läßt sich kein scharfes Schirmbild mehr erzeugen.It can also be seen from equations (6) and (7) that when the angle α approaches the value go °, the value of S increases rapidly and the capacitance is decreased. For operational reasons you can however, do not increase the angle α arbitrarily, since when α approaches 90 °, the velocity of the jet is am Peak of its path decreases. But if the speed is too slow at this point, the beam expands as a result of its own space charge, and the screen image cannot be focused generate more.

Wie oben bemerkt, können die verschiedenen Leuchtstoffe abwechselnd erregt werden, wenn man die Reflektorspannung V₀ konstant läßt und den Eintrittswinkel α verändert. Bei diesem Betrieb der Röhre berechnet sich der Winkel Θ im Bogenmaß, um den der Winkel α geändert werden muß, um den Strahl über eine Strecke von 2 α hinweg zu bewegen, nach folgender Gleichung:As noted above, the different phosphors can be excited alternately if the reflector voltage V _{0 is kept} constant and the entrance angle α is changed. In this operation of the tube, the angle Θ in radians by which the angle α must be changed in order to move the beam over a distance of 2 α is calculated according to the following equation:

7070 tang2αtang2α

Θ = Θ =

2(i + zn) 2 (i + zn)

Die Größe von S in Gleichung (6) gilt ebenfalls für diese Betriebsweise. Wie man sieht, wird die Ablenkempfindlichkeit ebenfalls dadurch erhöht, daß man den Wert von η so groß wie möglich macht und α so nahe wie möglich an 90⁰ wählt.The size of S in equation (6) also applies to this mode of operation. As can be seen, the deflection sensitivity is also increased by making the value of η as large as possible and choosing ^{α as close to 90 0 as possible.}

In Fig. 3 ist eine mögliche Anordnung der Öffnungen 5 und der Leuchtstoffbelegungen 7, 8, 9 auf der Leuchtstoffelektrode 4 dargestellt, obwohl auch noch andere bekannte Anordnungen der Leuchtstoffbelegungen verwendet werden können. Außerdem können der Leuchtschirm und die Stirnwand auch gekrümmt werden an Stelle der in Fig. 1 und 2 dargestellten geraden Ausführung.In Fig. 3 is a possible arrangement of the openings 5 and the fluorescent coatings 7, 8, 9 on the Fluorescent electrode 4 is shown, although other known arrangements of the fluorescent coatings are also shown can be used. In addition, the fluorescent screen and the front wall can also be curved are in place of the straight version shown in FIGS.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform einer Kathodenstrahlröhre gemäß der Erfindung dargestellt, die aus einem Kolben 10 mit transparenter Stirnfläche 3 und einem Röhrenhals 11, der unter einem Winkel zur Stirnfläche liegt, dargestellt. Innerhalb des Röhrenhalses liegt ein Elektronenstrahlerzeuger, bestehend aus einem Heizfaden 12, einer Kathode 13, einer Steuerelektrode 14 und einer ersten Anode oder Beschleunigungsanode 15. Die übliche zweite Anode der Kathodenstrahlröhre kann durch einen leitenden Innenbelag 16 im sogenannten Kolbenteil gebildet und dieser Innenbelag an eine Ausführungsleitung 17 angeschlossen werden. Wahlweise kann die zweite Anode 16 auch aus einem metallischen Teil des Kolbens bestehen. Die Leuchtstoffelektrode 4 befindet sich vor der Stirnwand 3 und trägt eine Renektorelektrode 18, welche ebenso arbeitet wie der leitende Belag 6 in Fig. 1 und 2. Die Leuchtstoffelektrode 4 liegt über die Leitung 19 an einer äußeren Spannungsstelle oder wahlweise, wie dargestellt, an dem Metallteil 16 des Kolbens. Ebenso wird die Reflektorelektrode 18 über die Leitung 20 mit Spannung versorgt. Zwischen der Beschleunigungsanode 15 und der Elektrode 4 kann eine gewöhnliche Sammelspule 21 angebracht werden, und für den Fall elektromagnetischer Ablenkung können dort auch die waagerechten und senkrechten Ablenkspulen 22 und 23 Platz finden.In Fig. 4, an embodiment of a cathode ray tube according to the invention is shown, which from a piston 10 with a transparent end face 3 and a tube neck 11 which is at an angle to Face is shown. An electron gun is located inside the tube neck of a filament 12, a cathode 13, a control electrode 14 and a first anode or acceleration anode 15. The usual second anode of the cathode ray tube can be through a conductive Inner lining 16 is formed in the so-called piston part and this inner lining is connected to an execution line 17 be connected. Optionally, the second anode 16 can also consist of a metallic part of the bulb exist. The fluorescent electrode 4 is located in front of the end wall 3 and carries a Renektorelectrode 18, which works in the same way as the conductive coating 6 in FIGS. 1 and 2. The fluorescent electrode 4 is via the line 19 at an external stress point or optionally, as shown, on the metal part 16 of the piston. The reflector electrode 18 is also supplied with voltage via the line 20. Between the acceleration anode 15 and the electrode 4, an ordinary collecting coil 21 can be attached, and in the event of electromagnetic deflection, the horizontal ones can also be used there and vertical deflection coils 22 and 23 find space.

Zum Betrieb einer Röhre nach Fig. 4' kann es erwünscht sein, zur Beseitigung der Trapezverzerrung den den Ablenkspulen 22, 23 zugeführten Strom zu kompensieren. Es wird außerdem erforderlich sein, die Verlagerung des Strahles an den verschiedenen Enden der Röhre zu kompensieren, welche von der Veränderung des Auftreffwinkels des Strahls abhängt, da dieser Strahl von einem scheinbaren Ablenkzentrum 24 sowohl in horizontaler Richtung als in vertikaler Richtung beim Empfang der Fernsehsignale über den Schirm hinweg abgelenkt wird. DieseFor the operation of a tube according to Fig. 4 'it may be desirable to eliminate the trapezoidal distortion to the current supplied to the deflection coils 22, 23 compensate. It will also be necessary to shift the beam to the various To compensate for the ends of the tube, which depends on the change in the angle of incidence of the beam, since this ray from an apparent center of deflection 24 both in the horizontal direction and in vertical direction is deflected across the screen when receiving the television signals. These

Kompensation kann durch Veränderung des Abstandes der Löcher und der Leuchtstoff belegungen an verschiedenen Stellen der Elektrode 4 bewerkstelligt werden. Wahlweise kann die Kompensation auch durch Veränderung des Abstandes zwischen der Leuchtstoffelektrode· 4 und der Reflektorelektrode 18 erreicht werden. Dieses letztere Kompensationsverfahren ist in Fig. 4 veranschaulicht, in welcher der Abstand zwischen den Elektroden 4 und 18 nach oben hin zunimmt. Eine ähnliche Zunahme des Abstandes ist an den seitlichen Kanten des Schirms erforderlich. Die Elektrode 18 muß dementsprechend gegenüber der Elektrode 4 in zwei Richtungen gekrümmt werden. In Fig. 5 ist eine erfindungsgemäße Röhre mit elektrostatischer Ablenkung dargestellt. In dieser Röhre ist innerhalb des Röhrenhalses 11 eine Fokussierungsanode 25 und eine weitere Anode oder Hochspannungsanode 26 vorhanden, die den Strahl beeinflußt, bevor dieser in den Ablenkbereich der waagerechten und senkrechten Ablenkplatten 27 und 28 eintritt. In der Röhre nach Fig. 5 hat die Reflektorelektrode 18 überall den gleichen Abstand von der Leuchtstoff elektrode 4.. In diesem Fall wird die Trapezentzerrung mit Hilfe einer Schaltung 29 bewerkstelligt. Die Kompensation für die Strahlverschiebung an den Schirmkanten, die auf die Veränderung des Auftreffwinkels zurückzuführen ist, kann durch die an Hand der Fig. 4 erläuterte Methode geschehen, nämlich durch Änderung des Abstandes der Löcher und der Leuchtstoffbelegungen auf der Elektrode 4 oder statt dessen auch durch Steuerung der Reflektorelektrodenspannung derart, daß die Größe dieser Spannung von der jeweiligen Lage des Abtaststrahls abhängig ist.Compensation can be made by changing the distance between the holes and the fluorescent coatings on different Place the electrode 4 can be accomplished. Optionally, the compensation can also by changing the distance between the phosphor electrode x 4 and the reflector electrode 18 can be achieved. This latter compensation method is illustrated in FIG. 4 in which the The distance between the electrodes 4 and 18 increases towards the top. A similar increase in distance is required on the side edges of the screen. The electrode 18 must accordingly opposite of the electrode 4 can be curved in two directions. In Fig. 5, a tube according to the invention is with electrostatic deflection shown. A focusing anode is located in this tube within the tube neck 11 25 and a further anode or high-voltage anode 26 is present, which influences the beam before it enters the deflection area of the horizontal and vertical baffles 27 and 28 enters. In the tube of Fig. 5, the reflector electrode 18 everywhere the same distance from the fluorescent electrode 4 .. In this case, the Trapezoidal equalization accomplished with the aid of a circuit 29. The compensation for the beam shift at the screen edges, which can be attributed to the change in the angle of incidence, can through the method explained with reference to FIG. 4 take place, namely by changing the distance between the holes and the phosphor coatings on the electrode 4 or, instead, also by controlling the reflector electrode voltage in such a way that the magnitude of this voltage is dependent on the respective position of the scanning beam.

Beim Betrieb von Kathodenstrahlröhren nach Fig. 4 und 5 zur Wiedergabe von Farbfernsehbildern wird der Bildhelligkeitsanteil des gesamten empfangenen Fernsehsignals der Steuerelektrode 14 zugeführt und moduliert den Elektronenstrahl entsprechend dem empfangenen Bildsignal. Der Synchronisieranteil des Fernsehsignals wird der Ablenkeinrichtung zugeführt, nämlich bei Fig. 4 den waagerechten und senkrechten Ablenkspulen 22, 23 und im Fall der Fig. 5 den waagerechten und senkrechten Ablenkplatten 27 und 28. Gleichzeitig werden Farbsynchronisiersignale entweder der Reflektorelektrode 18 oder der Elektrode 4 zugeführt. Der Elektronenstrahl durchsetzt, wenn er seine Abtastbewegung ausführt, die öffnungen der Elektrode 4 und wird im Bremsfeld vor der Elektrode r8 umgesteuert. Gleichzeitig wird die Spannung zwischen den Elektroden 4 und 18 entsprechend den Farbsynchronisiersignalen beeinflußt, so daß die zurückfliegenden Elektronen jeweils die richtige Leuchsttoffbelegung auf der gegenüber der Stirnfläche 3 liegenden Seite der Elektrode 4 treffen. Beide dargestellten Röhren können somit zur Wiedergabe eines farbigen Fernsehbildes auf Grund eines Farbfernsehsignals dienen, welches außer dem Bildhelligkeitssignal und den gewöhnlichen Zeilen- und Bildsynchronisiersignalen noch ein Farbsynchronisiersignal enthält. Die Röhren können also für einen Farbwechsel im Takte der Bildelementübertragung, im Takte der Zeilenübertragung oder im Takte der Bildübertragung benutzt werden. Bei einem Fernsehsystem, bei welchem der Inhalt aller Grundfarben gleichzeitig der Röhre zugeführt wird, ist es für die Anwendung der Erfindung nötig, die gleichzeitige Übertragung aller Farben in ein Farbsynchronisiersignal umzusetzen, welches in zeitlicher Reihenfolge angewendet werden kann, um die Röhre zu betreiben. In einem solchen System können die durch die erwähnte Umsetzung gewonnenen, in zeitlicher Reihenfolge geordneten Farbinhaltssignale dazu benutzt werden, die Strahlintensität zu beeinflussen, während der Strahl die verschiedenfarbigen Leucht-Stoffbelegungen überstreicht, um das gewünschte Farbbild wiederzugeben, oder es kann wahlweise auch die Dauer der Erregung jedes der drei Leuchtstoffe beeinflußt werden.When operating cathode ray tubes according to FIGS. 4 and 5 for displaying color television pictures the picture brightness component of the entire received television signal is fed to the control electrode 14 and modulates the electron beam in accordance with the received image signal. The synchronization part of the television signal is fed to the deflection device, namely in Fig. 4 the horizontal and vertical deflection coils 22, 23 and, in the case of FIG. 5, the horizontal and vertical ones Deflector plates 27 and 28. At the same time, color sync signals are either from the reflector electrode 18 or the electrode 4 is supplied. The electron beam penetrates when it performs its scanning movement, the openings of the electrode 4 and is reversed in the braking field in front of the electrode r8. Simultaneously becomes the voltage between the electrodes 4 and 18 according to the color synchronizing signals influenced, so that the electrons flying back each have the correct Luchsttoffbelichtung on the opposite the side of the electrode 4 lying on the end face 3. Both tubes shown can thus serve to reproduce a color television image on the basis of a color television signal, which in addition to the Image brightness signal and the usual line and image synchronizing signals still a color synchronizing signal contains. The tubes can therefore be used for a color change in the cycle of the picture element transmission, can be used in the cycle of the line transmission or in the cycle of the image transmission. at a television system in which the content of all primary colors is fed to the tube at the same time, it is necessary for the application of the invention, the simultaneous transmission of all colors in a color synchronizing signal implement which can be applied in chronological order to the tube to operate. In such a system, the results obtained by the aforementioned implementation can, in time Ordered color content signals are used to influence the beam intensity, while the beam sweeps over the different colored luminescent fabric coverings to create the desired To reproduce color image, or it can optionally also the duration of the excitation of each of the three phosphors to be influenced.

In Fig. 6 ist eine erfindungsgemäße Kathodenstrahlröhre dargestellt, bei welcher der Auftreffwinkel des Elektronenstrahls auf einer mit Öffnungen versehenen Leuchstoffelektrode beeinflußt wird, um das Farbfernsehsignal wiederzugeben. Die Röhre in Fig. 6 enthält einen Kolben 30 mit der Stirnwand 3 und drei im Dreieck angeordneten Elektronenstrahlerzeugern 31, 32, 33, von denen jeder aus einem Heizelement 12, einer Kathode 13 und einer Steuerelektrode 14 besteht. Zwischen der Steuerelektrode und der Röhrenstirnfläche 3 liegen eine Fokussierungsanode 34, eine Hochspannungsanode 35 und eine mit Öffnungen versehene Leuchtschirmelektrode 4. Die Innenseite der Stirnwand 3 sei mit einem transparenten leitfähigen Film 6 oder mit einem transparenten Metallgitter bedeckt. Außerhalb des Röhrenhalses ist ein Ablenkjoch 36 vorgesehen, welches waagerechte und senkrechte Ablenkspulen zur Ablenkung des Elektronenstrahls über die Elektrode 4 hinweg enthält. Die Anoden 34 und 35 -besitzen Öffnungen 37 bzw. 38, welche sich mit den Öffnungen in den Steuerelektroden 14 der Strahlerzeuger 31 bis 33 decken.6 shows a cathode ray tube according to the invention, in which the angle of incidence of the electron beam on an apertured fluorescent electrode is influenced to reproduce the color television signal. The tube in FIG. 6 contains a piston 30 with the end wall 3 and three electron beam generators 31, 32, 33 arranged in a triangle, each of which consists of a heating element 12, a cathode 13 and a control electrode 14 exists. A focusing anode is located between the control electrode and the tube face 3 34, a high voltage anode 35 and an apertured luminescent screen electrode 4. Die The inside of the end wall 3 is covered with a transparent conductive film 6 or with a transparent one Metal grille covered. Outside the tube neck, a deflection yoke 36 is provided, which is horizontal and vertical deflection coils for deflecting the electron beam across the electrode 4. The anodes 34 and 35 have openings 37 and 38, respectively, which correspond to the openings in the control electrodes 14 of the beam generators 31 to 33 cover.

Beim Betrieb der Röhre nach Fig. 6 werden die den verschiedenen Grundfarben zugeordneten Signale des ganzen übertragenen Fernsehsignals in einer üblichen Schaltung (nicht mit dargestellt) voneinander getrennt und die einzelnen Grundfarbenanteile je einer der Steuerelektroden der Strahlerzeuger 31 bis 33 zugeführt. Man kann also beispielsweise den roten Anteil der Steuerelektrode des Strahlerzeugers 31 zuführen, den grünen Anteil der Steuerelektrode des Strahlerzeugers 32 und den blauen Anteil der Steuerelektrode des Strahlerzeugers 33. Je nach der Art des mpfangenen Signals werden diese Anteile entweder gleichzeitig oder nacheinander zugeführt. In beiden Fällen besteht ein annähernd homogenes Bremsfeld zwischen der Leuchtstoffelektrode 4 und der Reflektorfläche 6, welches durch geeignete Gleichspannungen an diesen über die Leitungen 19 und 20 angeschlossenen Elektroden erzeugt wird. Wenn eine Leuchtstoffverteilung gemäß Fig. 3 auf der Elektrode 4 vorhanden ist, sollen vorzugsweise die Strahlerzeuger 3r bis 33 waagerecht nebeneinander in der Röhre angeordnet werden.When the tube according to FIG. 6 is operated, the signals of the associated with the various primary colors are generated whole transmitted television signal in a conventional circuit (not shown) separated from each other and the individual basic color components of one of the control electrodes of the beam generators 31 to 33 fed. Thus, for example, the red portion of the control electrode of the beam generator 31 can be used feed, the green portion of the control electrode of the beam generator 32 and the blue portion of the control electrode of the beam generator 33. Depending on the type of These components are fed to the received signal either simultaneously or one after the other. In both In some cases, there is an approximately homogeneous braking field between the fluorescent electrode 4 and the reflector surface 6, which is connected to these via lines 19 and 20 by suitable direct voltages Electrodes is generated. If a phosphor distribution according to FIG. 3 on the electrode 4 is present, the jet generators 3r to 33 should preferably be positioned horizontally next to one another in the Tube can be arranged.

In Fig. 7 ist eine andere Ausführungsform einer Kathodenstrahlröhre gemäß der Erfindung dargestellt, bei der zur Erregung-der verschiedenfarbigen Leucht-In Fig. 7 another embodiment of a cathode ray tube according to the invention is shown, for the excitement of the different colored luminous

stoffe der Einfallswinkel des Strahls an der Leuchtstoffelektrode beeinflußt wird. Bei dieser Ausführungsform besteht die Röhre aus einem Kolben 39 mit einem Halsteil 40 und einer mit einem leitenden Überzug 6 versehenen Stirnfläche 3. Vor der Stirnfläche 3 liegt eine mit Öffnungen versehene Leuchtstoffelektrode 4 der weiter oben beschriebenen Art. Der Teil der Röhre, in dem die Strahlerzeugung stattfindet, enthält eine Kathode 41, eine Steuerelektrode 42 und eine erste und zweite Anode 43, 44. In der Nähe der zweiten Anode 44 ist eine Ablenkspule 45 vorhanden, welcher Stromimpulse so zugeführt werden, daß der ,Strahl eine Rotations- oder Umlaufbewegung ausführt, so daß der Auftreffwinkel auf die Leuchtstoffelektrode entsprechend der wiederzugebenden Farbe verändert wird. Nachdem der Elektronenstrahl sich so weit gedreht hat, daß sein Auftreffwinkel der wiederzugebenden Farbe entspricht, durchsetzt er die gewöhnliche Fokussierungsspule 46 und das Ablenkj 0CI147. ao Über die Leitungen 19 und 20 werden der Elektrode 4 und der leitenden Belegung 6 Gleichspannungen zur Herstellung eines gleichförmigen Bremsfeldes zwischen der Elektrode 4 und der Stirnwand zugeführt.materials is the angle of incidence of the beam on the fluorescent electrode being affected. In this embodiment, the tube consists of a piston 39 with a Neck part 40 and an end face 3 provided with a conductive coating 6 in front of the end face 3 an apertured fluorescent electrode 4 of the type described above. The part of FIG The tube in which the beam generation takes place contains a cathode 41, a control electrode 42 and a first and second anode 43, 44. In the vicinity of the second anode 44 there is a deflection coil 45, which current pulses are supplied in such a way that the beam executes a rotary or orbital movement, so that the angle of incidence on the phosphor electrode corresponds to the color to be reproduced is changed. After the electron beam has rotated so far that its angle of incidence is that to be reproduced Color, it passes through the ordinary focus coil 46 and the deflection 0CI147. ao Via the lines 19 and 20, the electrode 4 and the conductive coating 6 DC voltages to produce a uniform braking field between the electrode 4 and the end wall.

Beim Betrieb der Röhre nach Fig. 7 wird der Winkel α in Fig. 2 maximal um den Wert Θ entsprechend dem jeweils zu erregenden Leuchtstoff verändert, und der Variationsbereich Θ wird durch Erregung der Spule 45 erreicht, so daß der Strahl synchron mit den Farbsignalen des empfangenen Fernsehsignals umläuft. Die Stirnfläche 3 und die Elektrode 4 sind ähnlich gekrümmt, und es ist zwischen ihnen ein gleichförmiges Bremsfeld vorhanden. Der Einfallswinkel des Elektronenstrahls kann entsprechend den Farbsignalen einer beliebigen Art von Fernsehsignal geändert werden, unabhängig davon, ob in diesem Fernsehsignal die Farben im Takte der Bildpunkte, der Zeilen oder der Bilder übertragen werden. Der Elektronenstrahl vollführt dabei eine derartige Umlaufbewegung, daß der Einfallswinkel jederzeit der empfangenen Farbe entspricht.During operation of the tube according to FIG. 7, the angle α in FIG. 2 is changed at most by the value Θ corresponding to the respective phosphor to be excited, and the range of variation Θ is achieved by exciting the coil 45, so that the beam is synchronous with the color signals of the received television signal circulates. The end face 3 and the electrode 4 are similarly curved and there is a uniform braking field between them. The angle of incidence of the electron beam can be changed in accordance with the color signals of any type of television signal, regardless of whether the colors in this television signal are transmitted in time with the pixels, lines or images. The electron beam performs such a circular movement that the angle of incidence corresponds to the received color at all times.

In Fig. 8 ist ein Teil eines Leuchtschirms dargestellt, der in Röhren, bei denen sich der Einfallswinkel ändert, benutzt werden kann. Bei einer derartigen Anordnung der Leuchtstoffe ist eine Vielzahl von Öffnungen 5 vorhanden, und die verschiedenen bläuen, grünen und roten Leuchtstoffbelegungen oder andersfarbigen Leuchtstoffbelegungen sind um die Öffnungen 5 herum so angebracht, daß lediglich durch Änderung des Einfallswinkels eines Elektronenstrahls auf der Elektrode ein gewünschter Leuchtstoff erregt werden kann. Dies setzt natürlich ein gleichförmiges Bremsfeld zwischen einer derartigen Leuchtstoffelektrode und einer Reflektorelektrode voraus.In Fig. 8 a part of a fluorescent screen is shown in tubes, in which the angle of incidence changes, can be used. With such an arrangement of the phosphors, a plurality of Openings 5 are present, and the various blue, green and red fluorescent assignments or other colored ones Fluorescent coatings are attached around the openings 5 so that only through Changing the angle of incidence of an electron beam on the electrode excites a desired phosphor can be. This of course sets a uniform braking field between such a fluorescent electrode and a reflector electrode ahead.

Fig. 9 zeigt eine andere mögliche Anordnung der Leuchtstoffe auf der Elektrode 4. Bei dieser Anordnung sind die verschiedenfarbigen Leuchtstoffe in Form von nebeneinanderliegenden streifenförmigen Belegungen angebracht, und zwar entweder in waagerechter oder in senkrechter Richtung, und die Öffnungen liegen zwischen aufeinanderfolgenden Gruppen solcher Streifen. Vorzugsweise soll die Elektrode aus Metall bestehen, und die Öffnungen sollen durch Ätzen, durch Schneiden oder durch Stanzeu der rechteckigen Öffnungen 48 hergestellt werden, zwischen denen schmale Metallbrücken 59 bestehenbleiben. In den verschiedenen Anordnungen der Leuchtstoffbelegungen in Fig. 3, 8 und 9 sind die verschiedenfarbigen Leuchtstoffe natürlich so angeordnet, daß sie an allen Stellen des Schirms in bezug auf die Öffnungen in der gleichen Lage erscheinen.9 shows another possible arrangement of the phosphors on the electrode 4. In this arrangement are the different colored phosphors in the form of adjacent strips Assignments attached, either in the horizontal or in the vertical direction, and the openings lie between successive groups of such strips. Preferably the electrode should made of metal, and the openings should be made by etching, cutting or punching the rectangular openings 48 are made, between which narrow metal bridges 59 remain. In the various arrangements of the phosphor coverings in FIGS. 3, 8 and 9, the different colored ones Phosphors of course arranged so that they relate to all points on the screen appear on the openings in the same position.

In Fig. 10 ist ein Teil einer Schaltung zur Lieferung der Spannungen an die Leuchtstoffelektrode und die Reflektorelektrode dargestellt, welche das Erfordernis einer geregelten Gleichspannung vermeidet. In dieser Schaltung wird die Gleichspannung V₀ an dem leitenden Belag 16 der Röhre nach Fig. 4 oder wahlweise die an dem metallischen Kolbenteil einer bekannten Kathodenstrahlröhre liegende Spannung an die Leuchtstoffelektrode 4 angeschlossen. Die Spannung V₀ wird außerdem einem Spannungsteilerwiderstand 50 zugeführt, dessen Anzapfpunkt 51 an der Zuleitung 20 liegt. Die Leitung 20 ist ferner über einen Kondensator 52 mit einer Farbsynchronisierspannungsquelle 53 verbunden. Wenn sich beim Betrieb die Spannung V₀ ändert, bleibt das Gleichspannungsverhältnis V₀ zu V₀ konstant, so daß auch der Abstand X, den der Elektronenstrahl bei der Ablenkung durchläuft und der nur von diesem Verhältnis abhängt, bei der dargestellten Schaltung konstant bleibt.FIG. 10 shows part of a circuit for supplying the voltages to the fluorescent electrode and the reflector electrode, which circuit avoids the need for a regulated DC voltage. In this circuit, the direct voltage V _{0 is connected} to the conductive coating 16 of the tube according to FIG. The voltage V ₀ is also fed to a voltage divider resistor 50, the tapping point 51 of which is connected to the supply line 20. The line 20 is also connected to a color synchronization voltage source 53 via a capacitor 52. When the voltage V changes in the operation _0, the DC voltage ratio V ₀ remains constant so that the distance X which the electron beam passes through with the deflection and is dependent only on this ratio remains constant at V ₀ in the illustrated circuit.

Fig. 11 zeigt einen charakteristischen Spannungsverlauf, wie er der Leuchtstoffelektrode zugeführt werden muß. Die Gerade 54 gibt die konstante Gleichspannung an, welche an der Leuchtstoffelektrode liegt, während die Treppenkurve 55 die der Reflektorelektrode zuzuführende Spannung wiedergibt. Um eine befriedigende Betriebsweise zu erhalten, kann die Änderung der Spannung V₀ durch das Farbsynchronisiersignal für die Erregung der verschiedenen Leuchtstoffe ein sehr kleiner Prozentsatz der ganzen der Reflektorelektrode zugeführten Spannung sein, vorzugsweise soll die Mindestspannung der Reflektorelektrode zwischen der Spannung der Leuchtstoffelektrode und Erde liegen.Fig. 11 shows a characteristic voltage curve as it must be supplied to the phosphor electrode. The straight line 54 indicates the constant DC voltage which is applied to the fluorescent electrode, while the stepped curve 55 shows the voltage to be supplied to the reflector electrode. In order to obtain satisfactory operation, the change in voltage V ₀ due to the color synchronization signal for the excitation of the various phosphors can be a very small percentage of the total voltage applied to the reflector electrode, preferably the minimum voltage of the reflector electrode should be between the voltage of the fluorescent electrode and earth.

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Kathodenstrahlröhre für die Wiedergabe farbiger Fernsehbilder mit einer transparenten Reflektorelektrode und einem zwischen derselben und der Kathode angeordneten Schirm, der mit Öffnungen für den Durchtritt des Kathodenstrahls versehen ist und auf seiner der Reflektorelektrode zugekehrten Seite beim Auftreffen des umgelenkten Kathodenstrahls verschiedenfarbig aufleuchtende Leuchtstoffe nebeneinander trägt, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektorelektrode (6) glatt ist und daß der Kathodenstrahl stets unter einem spitzen Winkel durch die Öffnungen (5) in dem Schirm (4) hindurchtritt.1. Cathode ray tube for displaying colored television pictures with a transparent one Reflector electrode and a screen arranged between the same and the cathode, the screen with Openings are provided for the passage of the cathode ray and on its the reflector electrode facing side when the deflected cathode ray hits the screen in different colors Carries phosphors side by side, characterized in that the reflector electrode (6) is smooth is and that the cathode ray is always at an acute angle through the openings (5) in the Screen (4) passes through. 2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtrittswinkel von den Farbsynchronisiersignalen beeinflußt wird (Kg. 7)·2. Cathode ray tube according to claim 1, characterized in that the passage angle is influenced by the color synchronizing signals (Kg. 7) · 3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlerzeugersystem schräg zum Leuchtschirm und zur Reflek-3. Cathode ray tube according to claim 1, characterized in that the beam generator system at an angle to the fluorescent screen and to the reflective torelektrode angeordnet ist, während das Verhältnis der Vorspannungen von Leuchtschirm und Reflektorelek'trode durch die Farbsynchronisiersignale beeinflußt wird (Fig. 4, 5).gate electrode is arranged while the ratio of the bias voltages of the phosphor screen and Reflektorelek'trode is influenced by the color synchronization signals (Fig. 4, 5). 4. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 mit je einem Kathodenstrahlerzeuger für jede Grundfarbe, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Kathodenstrahl eine besondere Durchtrittsrichtung zugeordnet ist (Fig. 6).4. Cathode ray tube according to claim 1 with one cathode ray generator for each basic color, characterized in that each cathode ray a special direction of passage is assigned (Fig. 6). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 871772; Proceedings of the I. R. E., Oct. 1951, S..1201 ff (im Pripritätsintervall erschienen),Documents considered: German Patent No. 871772; Proceedings of the I. R. E., Oct. 1951, pp .1201 ff (published in the priority interval), Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 609558 7.56© 609558 7.56