DE623082C - Kathodenstrahlroehre mit Kathode, Steuerelektrode, Anode und fluoreszierendem Leuchtschirm - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlenröhre mit Kathode, Steuerelektrode, Anode und fluoreszierendem Leuchtschirm. Durch die Erfindung soll eine Kathodenstrahlenröhre geschaffen werden, die bei langer Lebensdauer imstande ist, einen besonders scharf begrenzten Leuehtfleck zu erzielen.

Gemäß der Erfindung wird zu diesem Zweck innerhalb einer becherförmigen Steuerelektrode, die eine Öffnung aufweist, welche den Ausgangspunkt für den Kathodenstrahl bildet, ein Streuelektronen abfangender zylindrischer Schirm angeordnet, und der Kathodenstrahl selbst wird auf seinem Wege zum Leuchtschirm durch zwei Anoden hindurchgeleitet, von denen die erste nahe an die Steuerelektrode herangerückt ist und die Gestalt einer Trommel mit zwei in der Strahl-

ao richtung liegenden öffnungen in ihren beiden Böden aufweist, deren Abstand so gewählt ist, daß Streuelektronen abgefangen werden. Zweckmäßig schließt sich an die zweite öffnung der ersten Anode ein in der Strahlrichtung liegender zylindrischer Fortsatz an. Die zweite Anode besteht aus einem leitenden Überzug an der Innenseite der Röhre, und diese zweite Anode liegt auf einer hohen Spannung gegenüber der trommeiförmigen ersten Anode. Beispielsweise beträgt ihre Spannung das Zehnfache derjenigen der ersten Anode. Der vom Kathodenstrahl getroffene Leuchtschirm wird selbst leitend ausgebildet und mit der zweiten Anode leitend verbunden.

Es sind Kathodenstrahlenröhren, insbesondereKathodenstrahlenoszillographen, bekannt, bei denen sich teilweise Einzelmerkmale finden, die eine gewisse Ähnlichkeit mit den gemäß der Erfindung verwendeten aufweisen. So ist es bekannt, die von der Kathode ausgehenden Elektronen durch eine Öffnung in der Anode hindurchzuführen, an die sich ein in der Richtung des Strahles verlaufendes, verhältnismäßig enges Rohr anschließt, das gegebenenfalls mit einer stromdurchflossenen Wicklung ausgestattet ist. An dieses Rohr schließen sich dann Steuerelektroden an, und daraufhin wird der Strahl gegebenenfalls durch eine Reihe von mit öffnungen verschiedener Größe versehenen Elektroden hindurchgeleitet, an die ein stufenförmig anwachsendes Potential angelegt ist. Durch diese Elektroden wird nur eine Beschleunigungswirkung erzielt werden.

Durch Versuche ist festgestellt, daß dagegen durch die vorliegende Anordnung nicht allein eine Beschleunigung, sondern auch in besonders hohem Maße die Wirkung erzielt wird,

daß Streuelektronen sich nicht aus dem Kathodenstrahl abzweigen, und daß ein besonders scharfer Leuchtfleck erzielt wird.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung sei beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben; darin zeigt:

Fig. ι einen schematischen Schnitt durch die Kathodenstrahlenröhre,

Fig. 2 einen vergrößerten, teilweise im to Schnitt gehaltenen. Teilquerschnitt, welcher die Konstruktion der die Elektronen aussendenden Anordnung -wiedergibt.

Die in der Zeichnung wiedergegebene Röhre besteht aus einem langgestreckten Behalter 1, der in ein birnenförmiges Ende 2 übergeht. Das eine Ende des Teiles 1 ist mit einem einspringenden Quetschfuß 3 ver- - sehen, durch den eine Mehrzahl von Einführungsleitern 4, 5 und 6 hindurchgehen und der eine Klemmschelle 7 trägt. An dieser Schelle sind mehrere starre Halterungen 8 befestigt, welche die Anode 10 tragen, die durch eine zylindrische Wand 11 und zwei blendenförmige Endwandungen 12 gebildet wird. Die inneren Enden der Zuleitungsdrähte 4 tragen eine Glühkathode 13, in deren Nähe eine Öffnung 15 von etwa 2,5 mm Durchmesser in der Bodenwandung der becherförmigen Steuerelektrode 16, die vom Einführungsdraht 5 und einer Halterung 17 des ■" Quetschfußes getragen wird, vorgesehen ist. Jede der Endwandungen 12 der Anode 10 besitzt eine kleine öffnung 18, vorzugsweise von einem Durchmesser von 1,5 mm. Diese beiden öffnungen 18 liegen gleichachsig mit der Öffnung 15 der Steuerelektrode.

Die Kathode wird von einem becherförmigen Schirm 19 umschlossen, den einer der Zuleitungsdrähte 4 abstützt, welcher die Kathode trägt und der sich infolgedessen im wesentlichen auf Kathodenpotential befindet. Der Rand des Schirmes grenzt unmittelbar an den Boden der becherförmigen Steuerelektrode 16 und verstärkt, weil er die Streuung von Elektronen verhindert, die Wirksamkeit dieser Elektrode.

Einer der Träger 8 der Anode 10 ist mit einem Fortsatz 20 ausgestattet, der "ein schalenartiges Ende 21 aufweist, in welchem eine kleine Menge von Getterstoff untergebracht werden kann, z. B. Magnesium, das während der Evakuierung verdampft wird.

Es ist zwar eine fadenförmige Glühkathode

dargestellt, doch kann auch eine Äquipotentialkathode oder irgendeine andere Kathode, die genügende Elektronenemission ergibt, verwendet werden.

Die gesamte Innenfläche der Wandung des

birnenförmigen Röhrenteiles 2 ist von einer Metallauf lage 22 bedeckt. Diese bildet die elektronenbeschleunigende Fläche und dient gleichzeitig zur Konzentration des Elektronenstrahles, Der Metallauftrag auf dem Kolbenboden (Leuchtschirmunterlage) der Röhre ist so dünn, daß er durchscheinend bleibt, und es wird darauf ein Überzug 23 von fluoreszierendem Stoff angebracht, z.B. fein verteiltes Willemit.

Es kann auch der Metallauftrag auf der Innenfläche des äußersten Behälterendes weg-_ bleiben. In diesem Falle wird ein Leiter, z. B. fein verteiltes Silber, dem fluoreszierenden Stoff beigemischt, bevor er in die Röhre eingebracht wird. Enthält der Schirm leitenden Stoff statt auf einer leitenden Fläche; untergebracht zu sein, so ist es von großer Wichtigkeit, daß der Leuchtschirm mit der Beschleunigungsanode 22 verbunden ist. Die Verbindung zwischen Auffangschirm und Beschleunigungsanode hat den Zweck, die Ladung abzuführen, die durch die Kathodenstrahlen zugeführt wird, weil eine Aufladung die Fokussierung der Strahlen auf einem fest begrenzten Punkt verhütet.

Es ist nicht von ausschlaggebender Bedeutung, in welcher Weise der metallische Überzug aufgebracht wird; bequem ist es, ihn in bekannter Weise aus einer Lösung von alkalischem Silbernitrat aufzubringen.

Außerhalb der Röhre werden mehrere strahlenablenkende Vorrichtungen 24 und 25 angebracht, und zwar zwischen der Primäranode und dem inneren Ende der Metallauflage 22, um den Strahl in gewünschter Weise abzulenken.

Beim Betrieb der Kathodenstrahlenröhre als Bildempfangsvorrichtung bei einem Fernsehsystem o. dgl. wird die erste Anode 10 an eine Spannung von etwa 300 Volt gegenüber der Kathode gelegt und der Metallüberzug 22 an der Innenwand der Röhre, der die Beschleunigungsanode bildet, auf eine positive Spannung von etwa 3000 Volt gegen diese. Die Beziehung zwischen Anodenspannung und Spannung, die an den Metallüberzug gelegt wird, ist von entscheidender Bedeutung, und es ist festgestellt worden, daß die besten Ergebnisse erzielt werden bei einer Röhre, in welcher der Abstand zwischen Kathode und Schirm 23 etwa 50 cm beträgt. Der Abstand zwischen äußerstem Ende der Anode ro, 26 und dem ihr zunächstliegenden Rand der Metallauflage 22 ist etwa S cm. Das Potential der Auflage soll etwa das Zehnfache der Anodenspannung betragen.

Wenn eine negative Vorspannung von etwa Volt an die Steuerelektrode 16 angelegt wird, so wird der Kathodenstrahl völlig gesperrt. Werden Wechselspannungen an die Steuerelektrode gelegt, so bewirken diese Schwankungen in der Intensität des Elektronenstrahls, die den Spannungsschwankun-

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gen der angelegten Wechselspannung proportional sind und entsprechende Schwankungen in der Helligkeit des Leuchtpunktes auf dem Schirm zur Folge haben.

Die verhältnismäßig niedrige Spannung, die zur Steuerung der Intensität des Elektronenstromes nötig ist, ist von wesentlicher Bedeutung für die Erfindung. Bei dieser Art der Intensitätssteuerung wird nur die Anzahl

ίο der zum Leuchtschirm gelangenden Elektronen geändert, jedoch nicht ihre Geschwindigkeit.

Es kann deshalb die Steuerelektrode dazu benutzt werden, die Bildfrequenz der Vorrichtung aufzudrücken, während die Abtastfrequenzen den Strahlenablenkungsvorrichtungen 24, 25 aufgedrückt werden. Die Röhre ist jedoch nicht auf die Verwendung in Fernsehsystemen beschränkt. Sie ist auch verwendbar für Elektrokardiographen, Oszillographen u. dgl.

Unter bestimmten Voraussetzungen, insbesondere, wenn der Strahl längere Zeit auf einer Stelle bleibt, ist es zweckmäßig, ein Kühlmittel an der Außenseite des Schirmes anzubringen; Hierzu kann ein durchsichtiger Wassermantel dienen oder ein kleiner Ventilator, der in der Nähe der Vorrichtung liegt. Bei einer Bildempfangsvorrichtung ist es notwendig, daß der fluoreszierende Punkt scharf begrenzt ist und einen bestimmten Durchmesser aufweist, damit er den Abstand zwischen zwei Abtastlinien auf dem Schirm gut ausfüllt. Durch Versuche ist ermittelt worden, daß man einen solchen Fleck durch geeignete Wahl der Öffnungsgröße in der ersten Anode und durch geeignete Wahl der Spannungen der Elektroden 10 und 22 erzielt.

Es ist bisher hoch nicht vollkommen klargestellt, in welcher Weise das hohe positive Potential, das an den Metallauftrag angelegt wird, unterstützend auf die Konzentration des Kathodenstrahles zu einem scharf begrenzten Fleck wirkt.

Weiter ist die Anordnung des leitenden fluoreszierenden Schirmes, der mit der Beschleunigungsanode verbunden ist, von wesentlicher Bedeutung, weil dadurch verhütet wird, daß der Leuchtschirm eine hohe negative Ladung annimmt, die bestrebt sein würde, den Kathodenstrahl zurückzutreiben und ein Auslöschen und Flimmern zu bewirken.

Zweckmäßig kann man auch dem fluoreszierenden Stoff eine kleine Menge von Stoff beimengen, die kurze Zeit nach. Aufhören des Elektronenaufpralls nachleuchtet. Wird ein solcher Stoff' dem Leuchtschirm einverleibt, so unterstützt er die Bildnachwirkung und gestattet dadurch eine Verringerung der Bildfelder, die sekundlich übertragen und empfangen werden müssen, wenn die Röhre zur Fernwiedergabe von Kinobildern benutzt wird. "

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Kathodenstrahlröhre mit Kathode, Steuerelektrode, Anode und fluoreszierendem Leuchtschirm, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb einer becherförmigen, die Kathode (13) rings umschließenden Steuerelektrode (16). mit einer öffnung (15), die den Ausgangspunkt des Käthodenstrahles bildet, ein Streuelektronen abfangender zylindrischer Schirm (19) angeordnet ist, und daß im Strahlwege zwei Anoden (10, 22) liegen, von denen die erste, nahe an die öffnung (15) der Steuerelektrode herangerückte Anode (10) die Gestalt einer Trommel (11, 12) mit in der Strahlrichtung liegenden öffnungen (18) in beiden Böden (12) aufweist, deren Abstand so gewählt ist, daß Streuelektronen, die die Schärfe des Leuchtflecks beeinträchtigen, abgefangen werden.

2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Anode mit einem an die zweite öffnung (18) sich anschließenden zylindrischen Fortsatz (26) versehen ist.

3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Anode (22) aus einem leitenden überzug auf der Innenseite der Röhre besteht und an einer gegenüber der ersten Anode hohen Spannung liegt.

4. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Anode (22) an einer Spannung liegt, welche ein Vielfaches, z. B. Zehnfaches, der Spannung der ersten Anode beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen