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Bildröhre,

 

Bildwiedergaberöhre, jede Elektronenstrahlröhre, bei der eine Folge elektrischer Signale, die optische Bildinformationen übermitteln, eine elektronenoptische Wiedergabe dieser Bildinformationen als Schwarzweiß- oder Farbbilder auf ihrem Leuchtschirm (»Bildschirm«) bewirken, z. B. die Bildröhre von Fernsehempfängern, von Radargeräten (Radarbildröhre) oder von Datensichtgeräten. Auf dem Bildschirm der in einem Fernsehempfänger enthaltenen Fernsehbildröhre wird dabei zeilenweise das durch Fernsehübertragung oder von einem Videorekorder gelieferte Fernsehbild erzeugt. Bei Schwarzweißbildröhren wird der von der Kathode ausgehende Elektronenstrahl von den der Steuerelektrode (Wehnelt-Zylinder) zugeführten Bildsignalen in seiner Intensität gesteuert. Je nach der Größe der augenblicklichem Signalspannung an der Steuerelektrode gelangen mehr oder weniger Elektronen zum Leuchtschirm und erzeugen dort einen Leuchtfleck entsprechender Helligkeit; dieser wird durch eine magnetische oder elektrostatische Elektronenlinse nahezu punktförmig konzentriert, von den magnetischen Feldern der Ablenkspulen zeilenweise über den Schirm geführt und baut so das Bild aus den Punkten verschiedener Helligkeit auf. Die Leuchtschicht wird zur Erhöhung der Lichtausbeute mit einer als Spiegel wirkenden Aluminiumschicht hinterlegt. Bei Implosion der Bildröhre wird der Betrachter z. B. durch aufgekittete Glasscheiben (englisch twin panel) oder durch den Bildkolben umfassende Metallgürtel geschützt.

 

In den zur Wiedergabe farbiger Bilder verwendeten Farbfernsehbildröhre werden drei Elektronenstrahlen (für die Farben Rot, Grün, Blau) über einen aus Farbtripeln oder Farbstreifen zusammengesetzten Leuchtschirm abgelenkt. Dabei sorgen Schattenmasken (bei den Schattenmaskenröhren, speziell den Deltaröhren und den Inlineröhren) beziehungsweise Streifen- oder Gittermasken (Trinitron) im Strahlweg dafür, dass jeder der Elektronenstrahlen nur die ihm zugeordneten Leuchtstoffelemente trifft. Einstrahlröhren mit Farbgitter (wie das Chromatron) haben sich bisher nicht durchsetzen können.

 

Hier finden Sie in Überblicksartikeln weiterführende Informationen:

 

 

Bildschirme: Elektronische Leinwände

 

Bildröhre

 

[engl. cathode ray tube, Abk. CRT], eine der Bilderzeugung dienende Elektronenstrahlröhre, oft auch Kathodenstrahlröhre genannt. Die Bildröhre ist eine Weiterentwicklung der 1897 von Karl Ferdinand Braun (1850-1918) erfundenen braunschen Röhre. Die Bildröhre ist das Herzstück eines Röhrenmonitors (Bildschirm).

 

Im Prinzip besteht eine Bildröhre aus den drei Grundkomponenten Elektronenstrahlerzeugung, Strahlablenkung und Leuchtschirm. Umgeben werden die Bauteile dieser Komponenten von einem Glaskolben. Zur Erzeugung eines Strahls von freien Elektronen wird eine sog. Glühkathode am röhrenförmigen Ende des Glaskolbens so weit erwärmt, dass Elektronen austreten. Der sog. Wehnelt-Zylinder formt aus daraus eine Elektronenwolke, aus der einzelne Elektronen von einer elektrischen Hochspannung (etwa 25 Kilovolt) beschleunigt werden, sodass sich ein Elektronenstrahl bildet. Eine Lochblende (Fokussierer) sorgt dafür, dass der Strahl nicht aufweitet. Er hat eine so hohe Energie, dass er anschließend ein ganzes Stück durch die Röhre fliegt und dann auf dem Leuchtschirm aufprallt. Wegen dieses Ablaufs - Erzeugung, Beschleunigung, Bündelung, freies Fliegen, Aufprall - spricht man auch von einer Elektronenstrahlkanone.

 

Damit die Elektronen nicht von Luftmolekülen abgelenkt oder »verschluckt« (absorbiert) werden, muss die Bildröhre evakuiert, also luftentleert sein. Dies ist auch der Grund für die Implosions- bzw. Explosionsgefahr von Fernsehern und Monitoren: Wenn die Bildröhre bei einem Aufprall beschädigt wird, bricht das Vakuum zusammen (Implosion), wobei leicht Feuer entstehen und dadurch eine Explosion des gesamten Geräts hervorgerufen werden kann.

 

Um mit einem einzelnen Elektronenstrahl flächige Bilder darzustellen, muss dieser so schnell über den Leuchtschirm geführt werden, dass der Betrachter der Strahlbewegung nicht mehr folgen kann, sondern ein instantan (augenblicklich) aufgebautes Bild wahrnimmt. Der Aufbau des Bilds geschieht dabei zeilenweise von links nach rechts und von oben nach unten, beim diagonalen Zurücksetzen muss der Strahl natürlich »ausgeschaltet« sein. Die Ablenkung des Strahls erfolgt durch je ein Paar horizontaler und vertikaler Ablenkspulen, welche eine elektromagnetische Kraft auf die Elektronen ausüben (dies ist die sog. Ablenkeinheit). Durch weitere solcher »elektronenoptischer Bauteile« wird der Strahl gebündelt und scharf gestellt. Wichtig ist, dass horizontale und vertikale Bewegung aufeinander abgestimmt (synchronisiert) sind.

 

Der Elektronenstrahl wird genau auf den Leuchtschirm fokussiert. Sobald ein Elektron auf das Schirmmaterial auftrifft, gibt es einen Teil seiner Energie an die Atome des Materials ab - man sagt, die Atome gelangen in einen angeregten Zustand. Um wieder in ihren Ausgangszustand zurückzukehren, senden die Atome Lichtsignale aus - der Schirm leuchtet an dieser Stelle. Der Eindruck eines kontinuierlich vollständig erleuchteten Bilds entsteht durch den Effekt des Nachleuchtens: Nachdem der Elektronenstrahl einen Bereich des Schirms getroffen und wieder verlassen hat, gehen die Atome dieses Bereichs nicht alle gleichzeitig in ihren Ausgangszustand über, sondern nach und nach. Solange leuchtet der Schirm weiter. Wenn die Nachleuchtdauer größer als die Zeit bis zum nächsten Auftreffen des Strahls ist (dies ist der Kehrwert der Bildwiederholfrequenz), nimmt man ein ungestörtes Bild wahr, anderenfalls sieht man ein unangenehmes Flimmern.

 

Farbbildschirme arbeiten mit drei unabhängigen Elektronenstrahlkanonen in einer Röhre. Jeder der Elektronenstrahlen spricht unterschiedlich farbempfindliche Punkte oder Streifen des Farbleuchtschirms an. Drei Farbpunkte in den Grundfarben Rot, Grün und Blau (RGB, Farbmodell) bilden zusammen ein sog. Tripel, das in einer Entfernung von mehr als ein paar Zentimetern als ein Punkt in der sich additiv bildenden Mischfarbe erscheint. Diesen durch Farbmischung entstandenen Punkt bezeichnet man als Bildpunkt oder Pixel (Kurzform von engl. »picture« und »element«). Um sicherzustellen, dass die drei Strahlen jeweils auf die zugehörigen Farbflächen fallen, werden Masken (Bildschirmmaske) verwendet. Je nach Monitortyp haben diese kleine runde oder rechteckige Aussparungen, hinter denen sich die farbempfindlichen Leuchtelemente befinden.

 

CRT-Monitore, also Computerbildschirme mit Bildröhre, waren lange Zeit das alleinige visuelle Darstellungsgerät. Sie haben aber einige gewichtige Nachteile: großer Platzbedarf und Energieverbrauch, Strahlenbelastung (bei den hohen Beschleunigungsspannungen entsteht am Leuchtschirm nicht nur Licht, sondern auch UV- und Röntgenstrahlung) und Explosionsgefahr. Daher wurde immer wieder nach anderen Lösungen gesucht, und mit den Flüssigkristallbildschirmen (Bildschirm, LCD) wurde eine gute Alternative gefunden.

 

 

 

Bildröhren müssen erst einmal eine bestimmte Zeit lang in Betrieb sein und sich erwärmen, bis sie ihre normale Leistung erbringen. Deshalb sollten z. B. Kaufinteressenten gebrauchte Röhrenbildschirme erst dann begutachten, wenn diese etwa 20 Minuten in Betrieb waren. Auch Einstellungen sollten erst vorgenommen werden, wenn der Monitor warm geworden ist.