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Netzhautelektrode für Fernsehröhren.
Zum Übertragen von Bildern beim Fernsehen kann man eine elektrische Entladungsröhre ver- wenden, die mit einer Elektrode versehen ist, deren Wirkungsweise der der Netzhaut des Auges ver- glichen werden kann. Eine solche Elektrode, die im folgenden als Netzhautelektrode"bezeichnet sei, besitzt eine grosse Anzahl gegeneinander isolierter Körner aus leitendem Stoff, die je den einen
Belag eines Kondensators bilden. Die Elektrode besteht somit aus einer sehr grossen Anzahl neben- einander angeordneter elementarer Kondensatoren, die einen gemeinsamen zweiten Belag haben. Auf diese Netzhautelektrode wird das zu übertragende Bild projiziert, und auf jedes der kleinen Elemente, von denen einige Tausend auf den Quadratzentimeter kommen können, fällt dabei ein entsprechendes
Stückchen des Bildes.
Zuweilen besteht eine solche Elektrode aus einer Metallplatte, die mit einer isolierenden Haut versehen ist, auf der die Körner aus leitendem Stoff angebracht sind. Die Metallplatte bildet den gemeinsamen Belag, die isolierende Haut das Dielektrikum und die Körner aus leitendem Stoff den andern Belag der elementaren Kondensatoren.
Es wurde auch schon vorgeschlagen, die Körner aus leitendem Stoff in einem gitterförmigen
Träger derart anzubringen, dass sie sich von der einen Fläche der Elektrode durch diese hindurch bis zur andern Seite erstrecken. Diese Bauart hat den Vorzug, dass man das Bild auf die eine Seite der
Elektrode projizieren und das gerichtete Elektronenbündel, das die Ladungen der elementaren Kon- densatoren neutralisiert, von der andern Seite kommen lassen kann.
Den bisher bekannten Netzhautelektroden haftete der Nachteil an, dass Sekundärelektronen, die infolge des Aufprallens von Kathodenstrahlen auf die leitenden Teilchen von diesen ausgesendet wurden, Gelegenheit hatten, auf benachbarte leitende Teilchen zu gelangen, besonders wenn diese ein höheres Potential hatten, wodurch die Schärfe des elektrischen Abbildes des optischen Bildes verringert wurde. Auf diese Weise lässt sich jedenfalls erklären, dass eine Netzhautelektrode nach der Erfindung bessere Ergebnisse liefert, als bisher erzielt werden konnten. Gemäss der Erfindung sind nämlich die von den Kathodenstrahlen getroffenen Teile der gegeneinander isolierten Körner aus leitendem Stoff durch eine Umwallung (Sehutzwall) voneinander getrennt, die den Übertritt von
Sekundärelektronen aus einem Korn zum andern verhindert.
Diese Netzhautelektrode kann die übliche Gestalt eines Netzes oder Siebes haben, dessen Öffnungen oder Maschen von den Körnern aus leitendem Stoff abgeschlossen sind. Es empfiehlt sich in diesem Fall, Körner zu verwenden, die einen grösseren Durchmesser als die Siebmasehen haben und ausschliesslich auf einer Seite des Siebes vor dessen Maschen angebracht werden. Das Sieb, das der Träger der Körner ist, besteht aus Metall und hat einen isolierenden Überzug, um die Körner vom Metall zu isolieren, und bildet in diesem Fall gleichzeitig die Umwallung der von den Kathodenstrahlen getroffenen Teile der Körner, und die Elektrode kann auf verhältnismässig einfache Weise hergestellt werden.
Werden nun die Körner auf der vom Sieb abgewendeten Seite mit einem Stoff überzogen, der bei Bestrahlung stark Elektronen aussendet, so kann man auf diese Seite das Bild projizieren und das Kathodenstrahlenbündel, das die Ladungen neutralisieren soll, von der andern Seite auf die Elektrode auftreffen lassen. Sekundäre Elektronen, die infolge des Aufpralls der schnellen Elektronen aus der von der Umwallung umgebenen Fläche der Körner ausgelöst werden, können nun nicht zu benachbarten Körnern wandern, und die Elektronen, die auf der andern Seite infolge der das elektrische Bild
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erzeugenden Strahlen ausgesandt werden, haben nur eine geringe Geschwindigkeit und können auf einfache Weise von der Oberfläche der Netzhautelektrode entfernt werden.
Es ist erwünscht, dass sich auf der Seite, von der das gerichtete Elektronenbündel kommt, eine leitende Fläche befindet. Zu diesem Zweck kann die Umwallung der Körner benutzt werden. Man kann gegebenenfalls den in der Umwallung gelegenen gemeinsamen Kondensatorbelag auf der von den Körnern abgewendeten Seite unüberzogen lassen oder aber auch, was noch besser ist, auf die
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elementaren Kondensatoren erteilt werden.
Die Erfindung ist in der Zeichnung durch Ausführungsbeispiele schematisch veranschaulicht.
Fig. 1 stellt einen Teil einer Netzhautelektrode nach der Erfindung dar und zeigt gleichzeitig nähere Einzelheiten, die die Wirkungsweise der Elektrode betreffen. Fig. 2 ist ein Schnitt durch einen Teil der Elektrode in etwas abweichender Form. Fig. 3 ist ein Schaltbild einer elektrischen Entladungröhre. Fig. 4 veranschaulicht eine Art der Befestigung des Schirmes.
Die Wirkungsweise der Elektrode lässt sich wohl am besten nach Darlegung ihrer Herstellungweise erklären.
Zur Herstellung einer solchen Elektrode kann man von einem Geflecht aus dünnem Metall-
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etwa einem glasartigen Stoff oder Email, versehen wird. Das auf diese Weise gebildete Netz oder Sieb wird in eine Flüssigkeit eingetaucht, auf deren Oberfläche eine dünne Schicht aus einem Stoff ausgebreitet wird, der sich mit der Flüssigkeit nicht vermischt und der einen elektrisch leitenden Stoff enthält. Es kann z. B. eine Haut aus in Lavendelöl aufgenommenem Platinehlorid über eine Wasserfläche ausgebreitet werden. Das Sieb wird nun aus der Flüssigkeit herausgehoben, wobei die auf der
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abgeschlossenen Öffnungen durchgeblasen. Nach gegebenenfalls erforderlicher Weiterbehandlung, wie Erhitzung, wird aus der Haut eine leitende Schicht auf dem isolierenden Überzug des Siebes gebildet.
Sodann werden auf der der Seite, wo sich die leitende Haut 6 befindet, entgegengesetzten Seite Metallkörner, z. B. Silberkörner 3, ausgebreitet, die etwas grösser als die Maschen des Siebes sind, so dass sie vor diesen liegen bleiben. Mittels eines Druckunterschieds können die Körner gegen das Sieb festgehalten werden. Allenfalls kann man sie durch ein geeignetes Mittel, das später entfernt wird, z. B. durch einen Lacküberzug, einstweilen an dem Sieb befestigen. Das Ganze wird hierauf auf so hohe Temperatur gebracht, dass der isolierende Stoff 2 erweicht und die Körner an ihm haften, während das etwa verwendete Bindemittel verschwindet.
Diese Befestigungsart ist dem Anbringen der Körner auf einem bereits in weichem Zustande befindlichen Stoff vorzuziehen, weil es im letzteren Fall schwieriger ist, die Körner in einer Ebene auszubreiten und die überflüssigen Körner zu entfernen.
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Dieser Stoff kann nach dem Anbringen der Elektrode in der Röhre auf bekannte Weise aufgebracht werden. Bekanntlich kann zu diesem Zweck unter anderm Caesiumoxyd verwendet werden.
Auf diese Weise entsteht eine Elektrode, wie sie in Fig. 1 im Schnitt dargestellt ist. Die Drähte des Metallnetzes j ! sind ganz mit dem isolierenden Stoff 2 umgeben, an dem die Silberkörner 3 haften, welche die Öffnungen 4 des Siebs abschliessen. Mit 5 ist die Haut aus elektronenaussendendem Stoff bezeichnet. Die die Öffnungen 4 freilassende Haut 6 aus leitendem Stoff auf der andern Seite des Siebes bildet eine leitende Oberfläche der Umwallung und kann überflüssige Ladungen ableiten.
Wenn nun auf die (linke) Seite der Elektrode, auf der sich die aktivierten Körner 3, 5 befinden, die das elektrische Bild erzeugenden Strahlen projiziert werden, so senden unter der Einwirkung dieser Strahlen die Schichten 5 Elektronen aus, u. zw. in einem Masse, das von der Intensität und gegebenenfalls von der Wellenlänge der Strahlen in jedem Punkt des Bildes abhängt. Die elementaren Kondensatoren, von denen die leitenden Körner 3 den einen Belag, das Metallgeflecht 1 den andern Belag und der isolierende Stoff 2 das Dielektrikum bilden, erhalten infolgedessen untereinander verschiedene Ladungen, so dass durch diese elektrischen Ladungen ein elektrisches Abbild entsteht, das dem projizierten Bilde genau entspricht. Die ausgesandten Elektronen werden von einem Gitter 7 aufgenommen.
Dieses Gitter muss so weite Maschen od. dgl. haben, dass es keinen hinderlichen Schatten auf die Netzhautelektrode wirft.
Auf der andern Seite wird die Elektrode von einem gerichteten Kathodenstrahlenbündel getroffen, das auf bekannte Weise in rascher Folge die ganze Fläche der Elektrode bestreicht. Die Kathodenstrahlen erreichen durch die Öffnungen 4 den Oberflächenteil 8 der Silberkörner 3 und neutralisieren die Ladung der elementaren Kondensatoren. - Bis hieher ist die Wirkungsweise jener bekannten Bauarten ganz gleich,
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Sekundärelektronen, die nun infolge der Stösse der Elektronen des Kathodenstrahlenbündels aus der Oberfläche 8 der Silberkörner 3 ausgelöst werden könnten, finden keine Gelegenheit, die benachbarten Silberkörner zu erreichen, da die Körner. 3 mit einer von der Isolierschicht 2 und den
Drähten 1 gebildeten Umwallung versehen sind.
Sie können infolgedessen nur in einer Richtung, die nicht mehr zur Oberfläche 8 der benachbarten Körner führt, aus den Öffnungen 4 austreten und kommen danach unter den Einfluss eines elektrischen Feldes, das von der leitenden Haut 6 ausgeht, wodurch sie zu einer zu diesem Zweck vorgesehenen Elektrode (14 in Fig. 3) abgeleitet werden. Dies geht deutlicher aus Fig. 3 hervor, in der eine Fernsehröhre ganz schematisch dargestellt ist. Diese
Röhre weist einen weiteren Teil 9 auf, in dem die Netzhautclektrode und das Gitter 7 angeordnet sind, und einen engeren Teil 10, in dem der Elektrodensatz zum Erzeugen des gerichteten Elektronenbündels angeordnet ist. Dieser Elektrodensatz kann in üblicher Weise aus einer Glühkathode 11, einer Anode 12 und einer Hilfselektrode 13 bestehen.
An der Wand der Röhre befindet sich ferner eine Beschleunigungs- anode 14, und ausserhalb der Röhre sind Mittel vorgesehen, die das gebildete Kathodenstrahlenbündel schnell über die Fläche der Netzhautelektrode hin und her bewegen, z. B. ein Paar Ablenkplatten 15 und ein Paar Spulen 16, wie in der Figur dargestellt. Der Übersichtlichkeit halber sind nur die leitende
Haut 6 und das Metallgeflecht 1 der Netzhautelektrode in der Figur durch zwei einfache Linien an- gedeutet. Aus der Figur ist weiter ersiehtli h, dass die Äquipotentialfläche 6 über einen Widerstand 17 mit einer Stromquelle 18 verbunden ist, die dieser Fläche ein negatives Potential gegen die Beschleuni- gungsanode 14 gibt.
Hiedurch wird erreicht, dass die aus den Öffnungen 4 austretenden Sekundär- elektronen nach der Wandelektrode 14 wandern und durch die Leitung 19 abgeleitet werden. Mittels einer Stromquelle 20 wird der Anode 12 eine positive Spannung gegen die Kathode n gegeben und eine noch höhere positive Spannung an die Beschleunigungsanode 14 gelegt. Die Hilfselektrode 13 wird etwas negativ gegen die Glühkathode gehalten, wie dies bei Braunschen Röhren üblich ist. Das Geflecht 1, das den gemeinsamen Belag der elementaren Kondensatoren bildet, ist über einen Widerstand 21 und eine zur Erzielung einer geeigneten Potentiallage dienende Stromquelle 22 mit der Beschleunigungs- anode 14 und der Erde verbunden.
Haben die elementaren Kondensatoren infolge der Elektronenauslösung eine bestimmte Ladung angenommen und tritt Neutralisierung dieser Ladung durch das Kathodenstrahlenbündel 2. 3 ein, so durchfliesst ein Strom den den Belag 1 und den Widerstand 27 enthaltenden Stromkreis. Die beim
Abfliessen der Ladung eines jeden der elementaren Kondensatoren entstehenden Stromstösse führen im Widerstand 21 Spannungsänderungen herbei, die von einer Verstärkungsvorrichtung 24 verstärkt
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An das Gitter 7 wird mittels der Stromquelle : Z6 ein positives Potential gelegt, so dass es die von den Schichten 5 ausgesandten Elektronen an sich zieht.
Der siebförmige Körper 1 kann auch auf andere Weise, z. B. aus einer flachen Platte hergestellt werden, in der Öffnungen vorgesehen sind. Um in diesem Falle der Umwallung eine leitende Oberfläche zu geben, kann man das Metall des Siebes auf dieser Seite unüberzogen lassen. Der Metallkörper 1, erfüllt in diesem Fall auch die Rolle des Überzugs 6. Fig. 2 zeigt eine solche Ausführungsform.
Zur Befestigung kann, wie Fig. 4 zeigt, die siebförmige Elektrode mit ihrem Rande 27 zwischen
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röhre hineinpassen und durch kleine Bügel 29 zusammengehalten werden. Diese Scheiben verhüten, dass Elektronen aus dem einen Teil der Röhre in den andern dringen, und auch, dass beim Aktivieren der zuvor oxydierten Silberkörner mittels Caesiumdampfes das Caesium im rechten Teil der Röhre auf Teilen, wo dies unerwünscht wäre, sich niederschlägt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Netzhautelektrode für Fernsehröhren u. dgl., bestehend aus einem feingittrigeii Netz oder Schirm (1) aus Metallgeflecht oder Metallsieb, dessen Öffnungen oder Maschen durch Körner aus leitendem Stoff abgeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Kathodenstrahlen od. dgl. getroffenen Teile (8) der gegeneinander isolierten Körner (. 3) aus leitendem Stoff durch eine Umwallung voneinander getrennt sind, die den Übertritt von Sekundärelektronen aus einem Korn zum andern verhindert.