DE1101494B - Multi-beam picture tube with focus mask and a mosaic screen - Google Patents

Multi-beam picture tube with focus mask and a mosaic screen

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DE1101494B
DE1101494B DER24781A DER0024781A DE1101494B DE 1101494 B DE1101494 B DE 1101494B DE R24781 A DER24781 A DE R24781A DE R0024781 A DER0024781 A DE R0024781A DE 1101494 B DE1101494 B DE 1101494B
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screen
tube
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picture tube
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Inventor
Richard Hugh Godfrey
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RCA Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J31/00Cathode ray tubes; Electron beam tubes
    • H01J31/08Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
    • H01J31/10Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes
    • H01J31/20Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes for displaying images or patterns in two or more colours
    • H01J31/201Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes for displaying images or patterns in two or more colours using a colour-selection electrode
    • H01J31/203Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes for displaying images or patterns in two or more colours using a colour-selection electrode with more than one electron beam
    • H01J31/205Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes for displaying images or patterns in two or more colours using a colour-selection electrode with more than one electron beam with three electron beams in delta configuration

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen für Farbfernsehbildröhren und andere Kathodenstrahlröhren, in denen die Strahlelektronen durch Elementarlinsenfelder in den öffnungen einer Viellochblende unmittelbar vor ihrem Auftreffen aiuf den Bildschirm der Röhre fokussiert werden. Kathodenstrahlröhren dieser Art sollen im folgenden als »Maskenfokusröhren« bezeichnet werden.The invention relates to improvements in color television picture tubes and other cathode ray tubes, in which the beam electrons pass through elementary lens fields in the openings of a multi-pinhole diaphragm are focused on the tube screen immediately before they strike. Cathode ray tubes of this type are to be referred to in the following as "mask focus tubes".

Wenn der Schirm und die Kolbenwand, d. h. die zweite Anode einer Masikenfokusröhre im Betrieb auf idemselben hohen Potential liegen, wie es üblich ist, und die Maske oder Viellochblende auf einem niedrigeren Potential liegt, verlangsamt das Feld zwischen der Ablenkebene der Röhre und der Maske die Strahlelektronen, während in dem Feld zwischen der Maske und dem Schirm die Strahlelektronen beschleunigt werden. Dementsprechend werden die Elektronen vor dem Erreichen der Maske von der Röhrenachse weg und nach dem Durchtreten durch die Maskenöffnungen zu ihr hin gebrochen. Dieses Refraktionsphänomen kann unabhängig von dem Fokussierungseffekt betrachtet werden, den die als Linsen wirkenden Maskenöffnungen bewirken. Die Brechung der sich der Maske nähernden Strahlelektronen von der Röhrenachse weg ist günstig, da dadurch die für das Ablenkjoch nötige Ablenkleistung verringert wird. Wenn jedoch die Brechung der Strahlelektronen vor der Maske nach außen nicht genau durch eine entgegengesetzt gerichtete Brechung zwischen Maske und Schirm kompensiert wird, ist es nicht möglich, einen Punktraster- oder Linienrasterschirm zu verwenden, der durch optische Projektion in einem Beleuchtungsgehäuse hergestellt wurde, wie bei der Herstellung von Mosaikschirmen für »Schattenmaskenröhren« allgemein üblich, da auf dem PJiosphorschirm die Auftreffpunkte der Lichtstrahlen und der Elektronenwege nicht übereinstimmen. Wird beispielsweise die Maske einer 90°- Schattenmaskenröhre mit einem Potential betrieben, das beträchtlich kleiner ist als das Potential des Schirmes, wie es beim Betrieb einer Maskenfokusröhre notwendig ist, so differieren die Auf treffpunkte der Licht- und der Elektronenstrahlen, die gegebene Maskenöffnungen in der Nähe des Randes einer Röhre durchsetzen, um etwa 5 mm.When the screen and the bulb wall, i.e. H. the second anode of a masiken focus tube in operation id the same high potential, as it is usual, and the mask or multi-pinhole at a lower Potential, the field between the deflection plane of the tube and the mask slows down the beam electrons, while in the field between the mask and the screen the beam electrons are accelerated will. Accordingly, the electrons move away from the tube axis before they reach the mask and broken towards her after passing through the mask openings. This refraction phenomenon can be viewed independently of the focusing effect that the mask openings acting as lenses cause. The refraction of the beam electrons approaching the mask from the tube axis away is favorable, since it reduces the deflection power required for the deflection yoke. But when the refraction of the beam electrons in front of the mask outwards is not exactly by an oppositely directed one If refraction between the mask and the screen is compensated, it is not possible to use a dot matrix or to use a line grid screen created by optical projection in a lighting housing as in the manufacture of mosaic screens for "shadow mask tubes" in general common because the points of impact on the phosphor screen of the light rays and the electron paths do not match. For example, if the mask of a 90 ° Shadow mask tube operated with a potential which is considerably smaller than the potential of the screen, as is necessary when operating a mask focus tube, the points of incidence of the light and the electron beams, the given mask openings near the edge of a tube enforce by about 5 mm.

Es ist bereits bekannt, bei einer Farbfernseh-Wiedergaberöhre mit sogenannten Farbwechselgittern — also nicht bei einer Maskenfokusröhre — zur Erzeugung von Kompensationsfeldern zwei Feldelektroden zu benutzen, die aus kurzen Zylindern oder Kegelstümpfen bestehen, deren Achse mit der Röhrenachse zusammenfällt.It is already known in a color television display tube with so-called color changing grids - not with a mask focus tube - for generation of compensation fields to use two field electrodes made of short cylinders or truncated cones exist, the axis of which coincides with the axis of the tube.

Es ist ebenfalls bekannt, zur Wiedergabe von Farbfernsehbildern eine Röhre mit einem Schirm zu verwenden, in welchem parallel zueinander liegendeIt is also known to use a tube with a screen for displaying color television pictures, in which lying parallel to each other

Mehrstrahl-Bildröhre mit Fokusmaske
und einem Mosaikschirm
Multi-beam picture tube with focus mask
and a mosaic screen

Anmelder:Applicant:

Radio Corporation of America,
New York, N. Y. (V. St. A.)
Radio Corporation of America,
New York, NY (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6
Representative: Dr.-Ing. E. Sommerfeld, patent attorney,
Munich 23, Dunantstr. 6th

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 27. Januar 1958
Claimed priority:
V. St. v. America January 27, 1958

Richard Hugh Godfrey, Landisville, Pa. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden
Richard Hugh Godfrey, Landisville, Pa. (V. St. Α.),
has been named as the inventor

Leuchtstoffschichten für die verschiedenen Farben vorgesehen sind 'und Gitterelektroden zwischen den Leuchtstoffschichten liegen. Auf diesen Leuchtschirm treffen die Kathodenstrahlen senkrecht auf, und zwischen dem Schirm und den Strahlablenkspulen liegen zwei leitende durch einen Wandbelag gebildete Elektroden, die an verschiedene Potentiale angeschlossen sind.Phosphor layers for the different colors are provided 'and grid electrodes between the Luminous layers lie. The cathode rays hit this fluorescent screen perpendicularly and between the screen and the beam deflection coils are two conductive electrodes formed by a wall covering, which are connected to different potentials.

Ferner ist es bekannt bei einer elektronischen Bildwandlerröhre zwischen der Ebene, in der die Elektronen durch das zu verstärkende Lichtbild ausgelöst werden und den Leuchtschirm, auf dem das verstärkte Bild erzeugt wird, mehrere zylindrische Elektroden, die zusammen ein elektronenoptisches Linsensystem bilden, vorzusehen.It is also known in an electronic image converter tube between the plane in which the electrons triggered by the light image to be intensified and the fluorescent screen on which the intensified Image is generated by several cylindrical electrodes that together form an electron optical lens system form, provide.

Die Erfindung betrifft eine Mehrstrahlbildröhre mit Fokusmaske und einem Mosaikschirm, dessen Elementarflächen an den Endpunkten von von den Elektronenstrahlen entsprechenden Punkten in der Ablenkebene ausgehenden und die Öffnungen in der Maske durchlaufenden Geraden liegen, bei welcher die Elektronen in der Röhre auf ihrem Wege zum Bildschirm einerseits durch die brechende Wirkung eines bremsenden elektrostatischen Feldes im Bereich zwischen Ablenkebene und Maske und andererseits durch eine in der entgegengesetzten Richtung wirkende Ablenkkraft eines beschleunigenden elektrostatischen Feldes zwischen Maske und Schirm zweimal und in entgegengesetzter Richtung abgelenkt werden, und ist gekennzeichnet durch mindestens drei voneinander beabstandete und den Raum zwischen der Ablenk-The invention relates to a multi-beam picture tube with a focus mask and a mosaic screen, its elementary surfaces at the end points of points in the deflection plane corresponding to the electron beams outgoing and straight lines running through the openings in the mask, in which the Electrons in the tube on their way to the screen on the one hand due to the breaking effect of a decelerating electrostatic field in the area between the deflection plane and mask and on the other hand through a deflecting force of an accelerating electrostatic acting in the opposite direction Field between mask and screen are deflected twice and in the opposite direction, and is characterized by at least three spaced apart and the space between the deflection

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ebene und der Maske umfassende, an sich bekannte Feldelektroden, die jedoch abwechselnd an hohe Spannungen von der Größenordnung der Betriebsspannung des Mosaikschirmes und niedrigere Spannungen so angeschlossen sind, daß die resultierende Feldverteilung die AblenkefEekte des bremsenden und des beschleunigenden Feldes kompensiert und die Endpunkte der Wege der Elektronenstrahlen mit den Endpunkten der Geraden zusammenfallen.field electrodes that are flat and encompassing the mask are known per se, but which are alternately connected to high voltages of the order of magnitude of the operating voltage of the mosaic screen and lower voltages like that are connected so that the resulting field distribution eliminates the deflection effects of braking and accelerating Compensated field and the end points of the paths of the electron beams with the end points of the straight lines coincide.

Wenn man den Strahlenverlauf bei einer Mehrstrahlenröhre gemäß der Erfindung einerseits und einer Röhre der oben an zweiter Stelle genannten bekannten Art andererseits, bei welcher der Strahl senkrecht auf den Mehrsohichten-Leuchtschirm ,auftrifft, vergleicht, so ergibt sich folgendes:If the beam path in a multi-beam tube according to the invention on the one hand and on the other hand a tube of the known type mentioned in the second place above, in which the beam is perpendicular hits the multi-layer luminescent screen, compares, the result is the following:

Zieht man von dem Ablenkzentrum eines Strahles bzw. Teilstrahles zu dem Auftreffpunkt eine Gerade, so liegt die Bahn des Kathodenstrahles im Falle der bekannten Wiedergaberöhre außerhalb des von dieser Geraden und der Röhrenachse gebildeten Winkels, während sie im Falle der Erfindung innerhalb dieses Winkels liegt. Oder anders ausgedrückt: Faßt man den Ablenkwinkel als den Austrittswinkel eines breiten Bündels auf, so verläuft das Bündel im Falle der bekannten Röhre konvergent und im Falle der Erfindung divergent gegen den Schirm. Im letzteren Falle ist also die Ablenkleistung geringer, was einen Fortschritt darstellt.If you draw a straight line from the center of deflection of a beam or partial beam to the point of impact, so the path of the cathode ray lies in the case of the known display tube outside that of this straight line and the tube axis formed angle, while in the case of the invention within this angle lies. Or to put it another way: if you take the deflection angle as the exit angle of a broad bundle, the bundle converges in the case of the known tube and converges in the case of the invention divergent against the screen. In the latter case, the deflection power is lower, what represents progress.

Ferner würde bei einem Strahlenverlauf gemäß der bekannten Röhre eine durch die Maskenöffnung und den Auftreffpunkt eines Teilstrahles gelegte und nach innen verlängerte Gerade nicht mehr das zugehörige Ablenkzentrum treffen, so daß die Anfertigung einer Maskenplatte auf dem Wege der Beleuchtung durch eine im Ablenkzentrum angeordnete Lichtquelle nicht möglich wäre.Furthermore, in the case of a beam path according to the known tube, one would pass through the mask opening and The straight line that was placed at the point of incidence of a partial beam and extended inwards is no longer the associated straight line Deflection center hit, so that the preparation of a mask plate on the way of the lighting through a light source arranged in the deflection center would not be possible.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt; dabei bedeutetIn the drawings, an embodiment of the invention is shown; thereby means

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt gehaltene Ansicht einer Dreifarben-Bildröhre mit drei Strahlerzeugungssystemen undFig. 1 is a partially sectioned view of a three-color picture tube with three beam generating systems and

Fig. 2 eine vergrößerte, perspektivische Teilansicht der Bildschirmanordnung der Röhre nach Fig. 1.Fig. 2 is an enlarged, perspective partial view the screen arrangement of the tube according to FIG. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Röhre enthält einen evakuierten Ganzglaskolben mit einem bauchigen Konus 3, der am einen Ende in einen Hals 5 und am entgegengesetzten Ende in ein Vorderteil 7 ausläuft. Das Vorderteil 7 enthält eine gekrümmte Frontscheibe 9, deren konkave Innenfläche einen Mosaikschirm 11 einer zweiteiligen Schirmeinheit 11, 13 der bei Maskenfokusröhren üblichen Art enthält.The tube shown in Fig. 1 contains an evacuated all-glass flask with a bulbous cone 3, which ends at one end in a neck 5 and at the opposite end in a front part 7. That Front part 7 contains a curved front pane 9, the concave inner surface of which is a mosaic screen 11 two-part screen unit 11, 13 of the type customary for mask focus tubes.

Der Mosaikschirm 11 (s. Fig. 2) enthält eine Vielzahl (üblicherweise 300 000 oder mehr) von Triaden (d.h. Dreiergruppen) roter (R), blauer (B) und grüner Farbphosphorpunkte (G). Die Phosphorpunkte sind hier in einem hexagonalen Muster angeordnet, d. h. jeder Punkt ist von sechs anderen Punkten umgeben, wobei jeder zweite dieser umgabenden Farbphosphorpunkte eine zweite Farbansprechcharakteristik und die dazwischenliegenden Punkte eine dritte Farbansprechcharakteristik aufweisen. Die gesamte Auftreffläche dieses Mosaikpunktschirmes 11 ist mit einem elektronendurchlässigen, lichtreflektierenden, metallischen Schirm 11/ (FLg. 1), beispielsweise aus Aluminium, überzogen. Ein geeigneter, durch den Leitungsdraht 11 w versinnbildlichter elektrischer Anschluß erstreckt sich von der Metallschicht 11/ in das Äußere des Kolbens, wo er, wie dargestellt, mit einer Spannungsquelle V verbunden ist, 'die in der Zeichnung durch einen Spannungsteilerwiderstand angedeutet ist, der einen positiven und einen negativen Anschluß aufweist. Der negative Anschluß ist durch nicht dargestellte Mittel mit den Kathoden der Strahlerzeugungssysteme 17 verbunden.The mosaic screen 11 (see FIG. 2) contains a plurality (usually 300,000 or more) of triads (ie groups of three) red (R), blue (B) and green color phosphor dots (G). The phosphor dots are arranged here in a hexagonal pattern, ie each dot is surrounded by six other dots, every second of these surrounding color phosphor dots having a second color response characteristic and the dots in between having a third color response characteristic. The entire impact surface of this mosaic dot screen 11 is covered with an electron-permeable, light-reflecting, metallic screen 11 / (FLg. 1), for example made of aluminum. A suitable electrical connection, symbolized by the lead wire 11 w , extends from the metal layer 11 / into the exterior of the bulb, where, as shown, it is connected to a voltage source V, which is indicated in the drawing by a voltage divider resistor, the one has positive and negative terminals. The negative terminal is connected to the cathodes of the beam generating systems 17 by means not shown.

Das andere Element, die »Fokussiermaske« der zweiteiligen Schirmeinheit 11,13 .enthält vorzugsweise eine dünne, geeignet gekrümmte Metallplatte 13 mit einer Vielzahl von Öffnungen 13 a, die das gleiche regelmäßige (hexagonale) Muster aufweisen, wie dieThe other element, the "focusing mask" of the two-part screen unit 11, 13 preferably contains a thin, suitably curved metal plate 13 with a plurality of openings 13 a, which have the same regular (hexagonal) pattern as the

ίο Phosphorpunkte einer gegebenen Farbe. Für jede einzelne Punkttriade R1 B1 G ist eine Maskenöffnung vorhanden. Die Maske läuft in einen Rand oder Rahmen 15 aus und wird an diesem Rand durch drei oder mehr Stützen 15 p getragen, die sich von der Innenfläche des Vorderteiles 7 des Kolbens radial nach innen erstrecken. Die Verbindung zwischen den Stützen 15 p und dem Rahmen 15 erlaubt ein Entfernen der Maske vom Vorderteil der Röhre während des Aufbringens der drei Farbemulsionen und dem Entwicklungsvorgang beim Aufbringen des Dreifarbenphosphors R1 B, G auf der gläsernen Bildschirmplatte 9. Die Maske 13 wird auf einem wesentlich niedrigeren Potential gehalten als die Schirmelektrode 11, um an jeder Maskenöffnung ein den Strahl fokussierendes Feld (nicht dargestellt) in iden Raum zwischen der Maske und dem Schirm zu erzeugen. Die erforderliche Spannung wird hier, wie dargestellt, der Maske 13 durch eine Leitung 13 w, die am Maskenrahmen 15 befestigt ist, von der Spannungsquelle V zugeführt. Geeignete Spannungswerte sind in der Zeichnung angegeben.ίο phosphor dots of a given color. A mask opening is available for each individual point triad R 1 B 1 G. The mask terminates in an edge or frame 15 and is supported on this edge by three or more supports 15 p which extend radially inward from the inner surface of the front part 7 of the piston. The connection between the supports 15 p and the frame 15 allows a removal of the mask from the front part of the tube during the application of the three color emulsions and the development process when applying the three-color phosphor R 1 B, G on the glass screen plate 9. The mask 13 is on a Maintained significantly lower potential than the screen electrode 11 in order to generate a beam-focusing field (not shown) at each mask opening in the space between the mask and the screen. The required voltage is here, as shown, fed to the mask 13 by a line 13 w, which is fastened to the mask frame 15, from the voltage source V. Suitable voltage values are given in the drawing.

Der röhrenförmige Glashals 5 des Kolbens 1 enthält eine Gruppe von drei Strahlerzeugungssystemen 17r, 17b und 17g-, die jeweils einer bestimmten Schirmfarbe zugeordnet sind. Die Stra'hlerzeugungssysteme sind hier in einer deltaförmigen Anordnung um die lange Achse x-x des Röhrenkolbens angeordnet dargestellt, so daß die drei Strahlen Y1 b und g bei der Oberfläche der Maske 13 konvergieren, wo sich ihre Wege kreuzen und dann zu den verschiedenen Phosphorpunkten weiterlaufen. Zur Vereinfachung der Zeichnung ist nur der Weg des »roten« Strahles r eingezeichnet. Die Strahlerzeugungssysteme können jedoch auch nebeneinander in einer geraden Linie angeordnet sein, ferner kann ein Einzelstrahl Verwendung finden; im letzteren Falle können dann Mittel vorgesehen sein, den Einzelstrahl nacheinander in verschiedene Lagen entsprechend den der einzelnen Strahlen einer Vielstrahlröhre zu bringen.The tubular glass neck 5 of the bulb 1 contains a group of three beam generating systems 17r, 17b and 17g-, each of which is assigned a specific screen color. The beam generation systems are shown here in a delta-shaped arrangement around the long axis xx of the tube bulb, so that the three beams Y 1 b and g converge at the surface of the mask 13, where their paths cross and then continue to the various phosphor points . To simplify the drawing, only the path of the "red" ray r is shown. The beam generating systems can, however, also be arranged next to one another in a straight line, and a single beam can also be used; in the latter case, means can then be provided to bring the individual beam successively into different positions corresponding to those of the individual beams of a multi-beam tube.

Die roten, blauen und grünen Strahlen werden dynamisch fokussiert, um während der Abtastbewegung ihre Konvergenz in oder bei der Oberfläche der Maske aufrechtzuerhalten. Die Kraftfelder für die dynamische Konvergenz für die einzelnen Strahlen werden durch drei innere Polschuhe 19 erzeugt, die durch kleine Elektromagneten 21 erregt werden. Die drei Strahlen der Strahlerzeugungssysteme 17 werden durch ein gemeinsames Ablenkjoch 23 in der erforderlichen Weise horizontal und vertikal abgelenkt. Die Ablenkebene ist in Fig. 1 durch eine gerade Linie P-P angedeutet, die das Ablenkjoch in einer Richtung senkrecht zur Mittelachse x-x der Röhre durchsetzt.The red, blue and green rays are dynamically focused to maintain their convergence in or on the surface of the mask during the scanning movement. The force fields for the dynamic convergence for the individual beams are generated by three inner pole shoes 19, which are excited by small electromagnets 21. The three beams of the beam generating systems 17 are deflected horizontally and vertically in the required manner by a common deflection yoke 23. The deflection plane is indicated in FIG. 1 by a straight line PP which passes through the deflection yoke in a direction perpendicular to the central axis xx of the tube.

Bis hierher entspricht die beschriebene Farbfernsehröhre mehr oder weniger den bekannten Anordnungen. Auch die angegebenen Betriebspotentiale für die Maske und den Schirm zur Erzeugung eines fokussierenden Feldes in jeder Maskenöffnung 13 α (Fig. 2) sind üblich. Wird die Maske und der Schirm in der oben beschriebenen Weise betrieben, so durchlaufen die Strahlelektronen auf ihrem Weg vom Strahlerzeugungssystem zur Maske 13 ein verlangsamendes elek-Up to this point, the color television tube described corresponds more or less to the known arrangements. Also the specified operating potentials for the mask and the screen to generate a focusing Field in each mask opening 13 α (Fig. 2) are common. If the mask and the screen are in the Operated in the manner described above, the beam electrons pass through on their way from the beam generating system to mask 13 a decelerating electrical

trostatisches Feld und bei der Durchquerung des Raumes q (Fig. 1) zwischen Maske und Schirm ein beschleunigendes, fokussierendes elektrostatisches Feld.static field and when crossing the space q (Fig. 1) between mask and screen an accelerating, focusing electrostatic field.

Bekannte Bildröhren enthalten eine zweite Anode in Form eines einzigen leitenden, durchgehenden Überzuges derselben Ausdehnung wie die drei Elektroden 25, 26 und 27 in dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Normalerweise wird die zweite Anode der bekannten Bildröhren mit derselben Anodenspannung betrieben wie der Schirm 11. Bei einer derartigen bekannten Anordnung münden die Äquipotentialflächen alle trichterartig in dem Raum zwischen dem Rand des Maskenrahmens und dem benachbarten Rand der zweiten Anode. In den bekannten Röhren bilden die Äquipotentialflächen .daher schiefe Winkel mit den abgelenkten Elektronenstrahlen und bewirken dadurch eine starke, nach außen gerichtete Brechung. Die Brechung wird in dem Bereich sehr stark, in dem sich die Strahlen den Grenzen der Abtastbewegung nähern, d. h. bei großen Ablenkwinkeln.Known picture tubes contain a second anode in the form of a single conductive, continuous coating the same extent as the three electrodes 25, 26 and 27 in the embodiment shown in FIG the invention. Usually the second anode of the known picture tubes is connected to the same Anode voltage operated like the screen 11. In such a known arrangement, the open Equipotential surfaces all funnel-like in the space between the edge of the mask frame and the neighboring one Edge of the second anode. In the known tubes, the equipotential surfaces are therefore inclined Angle with the deflected electron beams and thereby cause a strong, outward-facing Refraction. The refraction becomes very strong in the area in which the rays reach the limits of the scanning movement approach, d. H. at large deflection angles.

Gemäß der Erfindung ist eine Reihe von Feldelektroden vorgesehen, die später noch beschriebeen werden und die den. Raum zwischen der Ablenkebene und der Maske umgeben. Diese zusätzlichen Feldelektroden ändern bei geeigneter Speisung die Form der Äquipotentialflächen e, so daß die Elektronenstrahlen nicht übermäßig gebrochen werden, sondern im Gegensatz dazu längs eines gekrümmten Weges r nur so weit nach außen gebrochen werden, um die nach innen gerichtete Brechung zwischen der Maske 13 und dem Schirm 11 zu kompensieren. Die Brechung ist derart, daß eine vom Auftreffpunkt auf dem Schirm 11 durch den Mittelpunkt der Maskenöfrnungen 13 α gezogene gerade ~Lmi&A-A in der rückwärtigen Verlängerung für alle Schirmradien, praktisch durch die zugehörigen Farbzentren R, B und G (Fig. 1) in der Ablenkebene P-P geht. In anderen Worten gesagt, folgen die Elektronenstrahlen bei allen Ablenkwinkeln Wegen, die durch die Öffnungen in der Maske 13 gehen und auf Punkten auf dem Bildschirm 11 enden, die auf geraden Linien A-A liegen, welche durch das entsprechende Farbzentrum in der Ablenkebene gehen.According to the invention, a number of field electrodes are provided which will be described later and which the. Surrounding space between the deflection plane and the mask. With a suitable supply, these additional field electrodes change the shape of the equipotential surfaces e, so that the electron beams are not excessively refracted, but, on the contrary, are refracted outward along a curved path r to the extent that the inward refraction between the mask 13 and to compensate the screen 11. The refraction is such that a straight line Lmi & A-A drawn from the point of incidence on the screen 11 through the center of the mask openings 13 α in the rear extension for all screen radii, practically through the associated color centers R, B and G (Fig. 1) in the deflection plane PP goes. In other words, at all deflection angles the electron beams follow paths which go through the openings in the mask 13 and end at points on the screen 11 which lie on straight lines AA which go through the corresponding color center in the deflection plane.

Im vorliegenden Falle enthält eine der erwähnten Gruppen von Feldelektroden den Metallrahmen oder Rand 15, an dem die Maske abgestützt ist, die anderen Elektroden der Serie bestehen aus drei elektrisch leitenden Bändern 25, 26 und 27, die auf der Innenfläche des Kolbens in axialer Richtung in bezug auf den Maskenrahmen 15 isoliert und beabstandet angeordnet sind. Das erste leitende Band bzw. die erste leitende Elektrode 25 kann einen Teil der zweiten Anode der Röhre bilden und kann sich von der Nähe der Strahlerzeugungssysteme 17 durch die Ablenkebene P-P ein begrenztes Stück (beispielsweise etwa 8 cm bei einer 21-ZolI-Röhre, gemessen von der Ablenkebene P-P längs der Mittelachse der Röhre) in den· Kolben 3 a hinein erstrecken. Diese erste Elektrode 25 wird vorzugsweise auf derselben Spannung gehalten wie der Schirm 11, was in den Zeichnungen durch die Lage des Leitungsdrahtes 25 w an der Spannungsquelle V angedeutet ist. Das zweite leitende Band 26 ist beispielsweise etwa 14 mm vom Vorderrand des ersten Bandes 25 beabstandet und ist etwa 43 mm breit, gemessen längs der Röhrenachse x-x. Der Zuführungsdraht 26 w für diese zweite Feldelektrode 26 ist normalerweise an denselben Punkt der Spannungsquelle V angeschlossen wie die Zuführung 13 w für die Maske 13 und deren Rahmen 15, obgleich in manchen Fällen, beispielsweise, wenn es notwendig oder wünschenswert ist, die Stellung des Ablenkjoches zu ändern, um über Steuerungseffekte der Ablenkung zu verringern, die Feldelektrode 26 mit einem niedrigeren oder höheren Potential als die Maske betrieben werden kann, nichtsdestoweniger jedoch einige tausend Volt unterhalb des Anodenpotentials des Schirmes. Das dritte leitende Band 27 besitzt etwa denselben Abstand vom zweiten Band 26 wie das zweite vom ersten, 25, und erstreckt sich auf dem Röhrenkolben bis zu einer Stelle, wo der Vorderrand etwa 5 mm von der Ebene des Maskenrahmens 15 entfernt ist. Der Zuführungsdraht 27ze für dieses dritte Band 27 ist mit demselben Endanodenspannungspunkt an der Spannungsquelle V verbunden wie der Schirm 11 und das erste Band 25.In the present case, one of the mentioned groups of field electrodes contains the metal frame or edge 15 on which the mask is supported, the other electrodes of the series consist of three electrically conductive strips 25, 26 and 27, which on the inner surface of the piston in the axial direction with respect to the mask frame 15 are isolated and arranged at a distance. The first conductive tape or the first conductive electrode 25 can form part of the second anode of the tube and can be measured from the vicinity of the beam generating systems 17 through the deflection plane PP a limited distance (for example about 8 cm for a 21-inch tube of the deflection plane PP along the central axis of the tube) in the piston 3 · A into extend. This first electrode 25 is preferably kept at the same voltage as the screen 11, which is indicated in the drawings by the position of the lead wire 25 w at the voltage source V. The second conductive tape 26 is spaced, for example, about 14 mm from the leading edge of the first tape 25 and is about 43 mm wide, measured along the tube axis xx. The lead wire 26 w for this second field electrode 26 is normally connected to the same point of the voltage source V as the lead 13 w for the mask 13 and its frame 15, although in some cases, for example when necessary or desirable, the position of the deflection yoke In order to reduce deflection control effects, the field electrode 26 can be operated at a lower or higher potential than the mask, but nevertheless a few thousand volts below the anode potential of the screen. The third conductive tape 27 is approximately the same distance from the second tape 26 as the second from the first, 25, and extends on the tube envelope to a point where the leading edge is approximately 5 mm from the plane of the mask frame 15. The lead wire 27ze for this third band 27 is connected to the same ultor voltage point at the voltage source V as the screen 11 and the first band 25.

Die Deckungsgenauigkeit der Schattenmasken- oder Maskenfokus-Bildröhre wird oft als Deckungskurve aufgetragen, wobei die nach innen und nach außen gerichteten radialen Deckungsfehler auf der Ordinate in Abhängigkeit von dem radialen Abstand von der Bildschirmmitte auf der Abszisse aufgetragen werden. Die Deckungsfehler sind in der Schirmmitte im allgemeinen vernachlässigbar klein und werden bis zu einem Maximalwert der Deckungsfehler am Schirmrand fortlaufend größer. Eine derartige Charakteristik der Dekkungsfehler zeigen die bekannten Maskenfokus-Bildröhren mit einer zweiten Anode in Form eines leitenden Überzugs, der sich von der Nähe der ersten Anode 18 der Strahlerzeugungssysteme bis in die Nähe des Randes der Schattenmaske 15 erstreckt.The registration accuracy of the shadow mask or mask focus picture tube is often called the registration curve with the inward and outward radial misregistration on the ordinate in Depending on the radial distance from the center of the screen, can be plotted on the abscissa. the Mismatches are generally negligibly small in the center of the screen and can be up to one Maximum value of the misregistration at the edge of the screen continuously increasing. Such a characteristic of the misregistration show the known mask focus picture tubes with a second anode in the form of a conductive one Coating extending from the vicinity of the first anode 18 of the beam generating systems to the vicinity of the Edge of the shadow mask 15 extends.

Die maximalen Deckungsfehler an den Rändern des Schirmes besitzen ihren Grund in der Tatsache, daß die Äquipotentialflächen im wesentlichen parallel zur zweiten Anode auf dem bauchigen Kolbenteil 3 des Röhrenkolbens sich erstrecken, und der Tatsache, daß die stark abgelenkten Strahlen diese Äquipotentialflächen anstatt senkrecht unter einem schrägen Winkel durchsetzen, was zur Folge hat, daß die Strahlen beträchtlich gebrochen werden.The maximum misregistration at the edges of the screen is due to the fact that the equipotential surfaces essentially parallel to the second anode on the bulbous bulb part 3 of the Tubular pistons extend, and the fact that the heavily deflected rays have these equipotential surfaces instead of perpendicularly at an oblique angle, which has the consequence that the rays are considerable to get broken.

Bei Ausführung der Lehren der Erfindung ist es möglich, eine Maskenfokus-Farbfernsehbildröhre zu konstruieren, die gleichmäßig an allen Punkten des Schirmes sehr geringe Deckungsfehler aufweist. Dekkungsfehler an den Rändern des Schirms werden durch den in Fig. 1 dargestellten Aufbau vermieden, bei welchem Elektroden 25, 26, 27 und 15 vorgesehen und elektrische Potentiale diesen Elektroden derart zugeführt sind, daß an den Zwischenräumen zwischen benachbarten Elektroden Potentialdifferenzen vorhanden sind. So wird beispielsweise die Elektrode 25, die einen Teil der zweiten Anode bildet, mit einem Potential von 18 kV gespeist, die nächst benachbarte Elektrode 26 mit einem Potential von etwa 6 kV, die nächst benachbarte Elektrode 27 mit einem Potential von 18 kV und der anschließende Maskenrahmen 15 mit einem Potential von etwa 6 kV. Aus dem beschriebenen Beispiel ist ersichtlich, daß die angelegten Potentiale abwechselnd verältnismäßig hoch und verhältnismäßig niedrig sind.Using the teachings of the invention, it is possible to use a mask focus color television picture tube construct that has very little misregistration evenly at all points of the canopy. Cover error at the edges of the screen are avoided by the structure shown in Fig. 1, in which Electrodes 25, 26, 27 and 15 are provided and electrical potentials are supplied to these electrodes in this way are that potential differences exist at the spaces between adjacent electrodes are. For example, the electrode 25, which forms part of the second anode, has a potential fed by 18 kV, the next adjacent electrode 26 with a potential of about 6 kV, the next adjacent Electrode 27 with a potential of 18 kV and the subsequent mask frame 15 with a Potential of about 6 kV. From the example described it can be seen that the applied potentials alternate are relatively high and relatively low.

Man kann die in Fig. 1 dargestellte Konstruktion als eine Röhre auffassen, die sich von den bekannten Röhren dadurch unterscheidet, daß die durchlaufende zweite Anode in zwei Teile 25 und 27 aufgeteilt ist und daß der Zwischenraum zwischen diesen beiden Teilen mit einer Elektrode 26 versehen ist, die an einem wesentlich niedrigeren Potential liegt. Diese Elektrodenanordnung ergibt die in Fig. 1 dargestellte Verteilung der Äquipotentialflächen e, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die stark abgelenkten Strahlenwege praktisch senkrecht zu den Äquipotentialflächen durchlaufen. Eine derartige Feldverteilung hat folgende Wirkung: Erstens, der Strahl wird auf seinem WegThe construction shown in FIG. 1 can be regarded as a tube which differs from the known tubes in that the continuous second anode is divided into two parts 25 and 27 and that the space between these two parts is provided with an electrode 26 which is due to a much lower potential. This electrode arrangement results in the distribution of the equipotential surfaces e shown in FIG. 1, which is characterized in that the strongly deflected beam paths run through practically perpendicular to the equipotential surfaces. Such a field distribution has the following effect: First, the beam is on its way

vom Ablenkjoch zur Maske immer noch anfänglich nach außen gebrochen. Die Ersparnis an Ablenkleistung bleibt also erhalten. Zweitens, der Strahlweg wird dann durch das Feld infolge der Anordnung mit den Zwischenräumen gestreckt, so daß die Brechung des Strahles zwischen dem Strahlerzeugungssystem und der Maske die Brechung zwischen der Maske und dem Schirm im wesentlichen kompensiert.from the deflection yoke to the mask still initially broken outwards. The saving in distraction so remains. Second, the beam path is then through the field as a result of the arrangement with it the spaces stretched so that the refraction of the beam between the beam generating system and the mask substantially compensates for the refraction between the mask and the screen.

Maskenfokusröhren, die gemäß der Erfindung aufgebaut sind und betrieben werden, haben gegenüber den bekannten Maskenfokusröhren zusätzlich zur Verringerung der Deckungsfehler noch weitere Vorteile. Beispielsweise zeigen die erfindungsgemäßen Röhren eine verhältnismäßig geringe Empfindlichkeit gegenüber Spannungsschwankungen. Der Grund hierfür liegt darin, daß, je genauer der B rechungs effekt des Feldes zwischen Maske und Schirm durch die Hilfsfelder der Elektroden 25, 26, 27 und 15 kompensiert wird, um so unabhängiger diese Felder von Schwankungen der Spannungen werden, die sie bilden. Beispielsweise: Jede Schwankung der Spannung der Endanode, die das Feld zwischen Maske und Schirm erhöht, bewirkt ebenso eine Erhöhung der Stärke des Bildkompensationsfeldsystems auf der Kathodenseite der Maske. Die Farbfernsehröhre» gemäß der Erfindung sind ferner verhältnismäßig frei von Farbfehlern, die sich aus einer »Degruppierung« der Strahlauftreffpunkte in bezug auf die Phosphorpunkte ergeben.Mask focus tubes constructed and operated in accordance with the invention have opposite the known mask focus tubes in addition to reducing the misregistration have other advantages. For example, the tubes according to the invention show a relatively low sensitivity to Voltage fluctuations. The reason for this is that the more precise the calculation effect of the The field between the mask and the screen is compensated for by the auxiliary fields of the electrodes 25, 26, 27 and 15 the more independent these fields become from fluctuations in the voltages which they form. For example: Any fluctuation in the voltage of the terminal anode that increases the field between the mask and the screen, also causes an increase in the strength of the image compensation field system on the cathode side the mask. The color television tube »according to the invention are also relatively free of color errors, which result from a "grouping" of the beam impingement points in relation to the phosphorus points.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß nun leicht Röhrenkolben der verschiedensten Formen verwendet werden können. Faktoren, die die Form des Kolbens beeinflussen, sind Stärke, Stabilität und Aussehen (beispielsweise rechteckig usw.). Eine in bezug auf diese Faktoren optimale Form kann manchmal weniger zweckmäßig in bezug auf die Strahlbrechung sein, da in Abwesenheit anderer Mittel zur Formung des Feldes die Kolbenumwandlungen alleine die elektrostatische Feldform und damit die sich ergebende Strahlbrechung bestimmen. Bei Einsetzung von geeigneten Feldformungselektroden 25, 26, 27, 15 in den Röhrenkolben kann der Entwerfer Kolben beliebiger Form verwenden.Another advantage of the invention is that tubular pistons of various shapes can now easily be used can be used. Factors that affect the shape of the piston are strength, stability and Appearance (e.g. rectangular, etc.). An optimal shape in relation to these factors may sometimes be may be less useful in terms of refraction, as in the absence of other means of Formation of the field the piston transformations alone the electrostatic field shape and thus the resulting Determine ray refraction. When using suitable field forming electrodes 25, 26, 27, 15 in the tubular flasks the designer can use flasks of any shape.

Zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Faktoren liefern die Feldformungselektroden einen weiteren Freiheitsgrad für den Maskenfokusbetrieb, wenn sie an eine von der Maskenrahmenanordnung unabhängige Spannungsquelle angeschlossen werden. Eine Veränderung der Elektrodenspannungen bewirkt eine Veränderung der Strahlauftreffpunkte, ähnlich wie bei einer axialen Bewegung des Ablenkjoches; das Ablenkjoch kann also jederzeit am Kolbenkonus anliegen und kleinere Deekungsabweichüngen von Röhre zu Röhre können durch Einjustierung der Betriebsspannungen der Feldformumgselektroden für jede spezielle Röhre kompensiert werden. Ferner kann der Grad der kissenförmigen Verzeichnung des Rasters (»pincushioning«) durch Variieren der Elektrodenspannungen geändert werden.In addition to the factors mentioned above, the field forming electrodes provide another Degree of freedom for the mask focus operation when connected to an independent mask frame arrangement Voltage source can be connected. A change in the electrode voltages causes a Change of the jet impact points, similar to an axial movement of the deflection yoke; the deflection yoke can therefore be in contact with the piston cone at any time and cause smaller deviations from the tube By adjusting the operating voltages of the field shaping electrodes for each special tube Tube to be compensated. Furthermore, the degree of the pincushioning of the raster ("pincushioning") can be changed by varying the electrode voltages.

Claims (4)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Mehrstrahl-Bildröhre mit Fokusmaske und einem Mosaikschirm, dessen Elementarflächen an den Endpunkten von von den Elektronenstrahlen entsprechenden Punkten in der Ablenkebene ausgehenden und die Öffnungen in der Maske durchlaufenden Geraden liegen, bei welcher die Elektronen in der Röhre auf ihrem Wege zum Bildschirm einerseits durch die brechende Wirkung eines bremsenden elektrostatischen Feldes im Bereich zwischen Ablenkebene und Maske und andererseits durch eine in der entgegengesetzten Richtung wirkende Ablenkkraft eines beschleunigenden elektrostatischen Feldes zwischen Maske und Schirm zweimal und in entgegengesetzter Richtung abgelenkt werden, gekennzeichnet durch mindestens drei voneinander beabstandete und den Raum zwischen der Ablenkebene und der Maske umfassende, an sich bekannte Feldelektroden, die jedoch abwechselnd an hohe Spannungen von der Größenordnung der Betriebsspannung des Mosaikschirmes und niedrigere Spannungen so angeschlossen sind, daß die resultierende Feldverteilung die Ablenkeffekte des bremsenden und des beschleunigenden Feldes kompensiert und die Endpunkte der Wege der Elektronenstrahlen mit den Endpunkten der Geraden zusammenfallen.1. Multi-beam picture tube with focus mask and a mosaic screen, the elementary surfaces of which the end points of points in the deflection plane which correspond to the electron beams and the openings in the mask lie through straight lines in which the electrons in the tube on its way to the screen on the one hand through the breaking effect a decelerating electrostatic field in the area between the deflection plane and the mask and on the other hand by a deflecting force of an accelerating one acting in the opposite direction electrostatic field between mask and screen twice and in the opposite direction are deflected, characterized by at least three spaced apart and the Space between the deflection plane and the mask, known per se field electrodes that however, alternating with high voltages of the order of magnitude of the operating voltage of the mosaic screen and lower voltages are connected so that the resulting field distribution compensates for the deflection effects of the braking and accelerating field and the endpoints the paths of the electron beams coincide with the end points of the straight line. 2. Bildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrigeren Spannungen etwa den dritten Teil der hohen Spannungen betragen.2. Picture tube according to claim 1, characterized in that the lower voltages are approximately the third part of the high voltages. 3. Bildröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Feldelektroden durch einen die Maske tragenden, von der Innenfläche der Röhre isolierten Ring gebildet wird und daß die übrigen Feldelektroden aus elektrisch leitenden Bändern bestehen, die nebeneinander auf der Innenfläche der Röhre in axialer Richtung gegeneinander und zu der Halterung der Maske versetzt angeordnet sind, bestehen.3. picture tube according to claim 1 or 2, characterized in that one of the field electrodes through forming a ring which supports the mask and is isolated from the inner surface of the tube; and in that the remaining field electrodes consist of electrically conductive strips that are placed side by side on the Inner surface of the tube offset from one another in the axial direction and to the holder of the mask are arranged, exist. 4. Bildröhre nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch drei bandförmige Feldelektroden.4. picture tube according to claim 3, characterized by three band-shaped field electrodes. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 896396, 942277;
USA.-Patentschrift Nr. 2 590 764.
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U.S. Patent No. 2,590,764.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 109 529/286 2.61© 109 529/286 2.61
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