DE1043538B - Electron discharge tubes with cathode and fluorescent screen - Google Patents
Electron discharge tubes with cathode and fluorescent screenInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Form einer mit Kathode und Leuchtschirm ausgestatteten Elektronenentladungsröhre für die Zerlegung, Zusammensetzung oder Umwandlung von Bildern für Fernseh- oder ähnliche Zwecke. Gemäß der Erfindung läuft ein von der Kathode kommendes, homogenes Elektronenbündel durch eine Mosaikelektrode, welche so ausgebildet ist, daß sie elektrische Ladungen, die den Helligkeitswerten eines abzubildenden Bildes entsprechen, aufspeichern kann, so daß das Ladungsbild der Mosaikelektrode die örtliche Dichte des sie durchtretenden Elektronenstroms steuert, der das Bild auf dem Leuchtschirm erzeugt.The invention relates to an improved form of cathode and luminescent screen Electron discharge tube for disassembling, composing or converting images for Television or similar purposes. According to the invention, a homogeneous one coming from the cathode runs Electron beams through a mosaic electrode, which is designed so that they carry electrical charges that can correspond to the brightness values of an image to be imaged, so that the charge image the mosaic electrode controls the local density of the electron stream passing through it, which creates the image generated by the fluorescent screen.
Eine Elektronenquelle zur Erzeugung eines in Dichte und Geschwindigkeit homogenen Elektronenbündeis kann auf einer Seite des Gitters angeordnet werden, so daß auf der anderen Seite eine Elektronenverteilung entsteht, die von Punkt zu Punkt entsprechend den Potentialen des Gitters variiert. Jeder Punkt des Gitters wirkt infolgedessen ähnlich wie das Gitter einer normalen Elektronenröhre. Im folgenden soll dieses Gitter stets als »Speichergitter« bezeichnet werden.An electron source for generating an electron beam that is homogeneous in density and speed can be placed on one side of the lattice so that an electron distribution on the other side which varies from point to point according to the potentials of the grid. Everyone As a result, the point of the grid works similarly to the grid of a normal electron tube. Hereinafter this grid should always be referred to as the "storage grid".
Da es im allgemeinen erforderlich ist, das so erzeugte Elektronenbündel auf irgendeine Fläche zu fokussieren, deren Natur vom Verwendungszweck abhängt, müssen die Elektronengeschwindigkeiten im Bereich des Speichergitters niedrig sein. Ist dies nicht der Fall, so weisen die Elektronengeschwindigkeiten von Punkt zu Punkt erhebliche Verschiedenheiten auf, die von den dort herrschenden Potentialen abhängen und eine Verzerrung bzw. Unscharfe des Bildes zur Folge haben. Ferner muß das höchste Potential an jedem Punkt des Speichergitters niedriger als Kathodenpotential sein, da sonst die Elektronen zu diesem Punkt fließen und sofort die dort angesammelte Ladung ausgleichen wurden.Since it is generally required that the electron beam thus generated is directed towards some surface focus, the nature of which depends on the intended use, the electron velocities must im Area of the storage grid must be low. If this is not the case, the electron velocities show there are considerable differences from point to point, which depend on the potentials that prevail there and result in a distortion or blurring of the image. Furthermore, the highest potential must be on each point of the storage grid must be lower than the cathode potential, otherwise the electrons will go to this Flow point and immediately equalize the charge accumulated there.
Es ist infolgedessen notwendig, das Speichergitter gegen Kathode negativ vorzuspannen, ein Umstand, welcher insofern Schwierigkeiten verursacht, als ein Gitter, welches aus genügend feinem Gewebe besteht, um eine große Bildauflösung zu ermöglichen, den Durchgang der Elektronen sehr erschweren kann.It is therefore necessary to bias the storage grid negatively towards the cathode, a fact which causes difficulties insofar as a grid, which consists of sufficiently fine fabric, in order to enable a large image resolution, the passage of the electrons can be very difficult.
Gemäß einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgegenstandes wird daher ein gleichmäßig positiv vor-
gespanntes Hilfsgitter vorgesehen, welches die Elektronen sozusagen durch das Speichergitter hindurchführt.
Dieses Hilfsgitter wird vorzugsweise parallel und in der Nähe des Speichergitters angeordnet und
kann sich vor oder hinter diesem befinden. Es kann auch beiderseits des Speichergitters je ein solches
Hilfsgitter angeordnet sein. Die Anordnung der beiden Gitter kann so getroffen werden, daß eine Vielzahl
kleiner Elektronenlinsen entsteht, so daß die Elektro-Elektronenentladungsröhre
mit Kathode und LeuchtschirmAccording to a further embodiment of the subject matter of the invention, a uniformly positively biased auxiliary grid is therefore provided, which guides the electrons, so to speak, through the storage grid. This auxiliary grid is preferably arranged parallel to and in the vicinity of the storage grid and can be located in front of or behind it. Such an auxiliary grid can also be arranged on both sides of the storage grid. The arrangement of the two grids can be made so that a plurality of small electron lenses is formed, so that the electro-electron discharge tube
with cathode and luminescent screen
Anmelder:Applicant:
Fernseh G. m. b. H.,
Darmstadt, Am Alten Bahnhof 6TV G. mb H.,
Darmstadt, Am Alten Bahnhof 6
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 11. Mai 1936 und 4. Mai 1937Claimed priority:
Great Britain May 11, 1936 and May 4, 1937
Victor Angel Jones und Peter William Willans, Victor Angel Jones and Peter William Willans,
London,
sind als Erfinder genannt wordenLondon,
have been named as inventors
nen auf die Zwischenräume des einen oder des anderen der beiden Gitter konzentriert werden. Es kann jedoch auch ein starkes (magnetisches) Führungsfeld verwendet werden. In diesem Fall ist es möglich, das Speichergitter auf Kathodenpotential oder sogar etwas höherem Potential zu halten.concentrated on the gaps between one or the other of the two grids. However, it can a strong (magnetic) guiding field can also be used. In this case it is possible to do that To keep the storage grid at cathode potential or even slightly higher potential.
Das Speichergitter kann nach irgendeiner der bekannten Methoden zur Herstellung von Mosaikelektroden hergestellt werden, wobei die Mosaikoberfläche photoelektrisch empfindlich oder auch unempfindlich sein kann, je nachdem in welcher Weise die Röhre arbeiten soll. Das Wort »photoelektrisch« ist dabei in. seinem allgemeinsten Sinn zu verstehen. Es sollen also auch Gitter, bei denen sich bei Belichtung die Leitfähigkeit ändert oder in denen dann eine elektromotorische Kraft entsteht, darunter fallen. Das Speichergitter kann auf die Oberfläche des erwähnten Hilfsgitters aufgebracht werden, wenn zwischen den aufgespeicherten Ladungen und dem Hilfsgitter ein sehr kleiner Abstand erforderlich ist. Die Ladungen können auf dem Speichergitter dadurch erzeugt werden, daß ein optisches oder ein Elektronenbild darauf geworfen oder indem es von einem modulierten Kathodenstrahl überstrichen wird.The storage grid can be produced by any of the known methods for producing mosaic electrodes, wherein the mosaic surface can be photoelectrically sensitive or also insensitive, depending on the way in which the tube is to work. The word "photoelectric" is to be understood in its most general sense. Grids in which the conductivity changes during exposure or in which an electromotive force then arises should also fall under this. The storage grid can be applied to the surface of the mentioned auxiliary grid if a very small distance is required between the stored charges and the auxiliary grid. The charges can be generated on the storage grid in that an optical or an electron image is thrown onto it or by a modulated cathode ray being swept over it.
Im ersten dieser drei Fälle muß das Mosaik photoelektrisch sein, was in den beiden anderen Fällen nicht erforderlich ist. Im zweiten Fall muß das Elektronenbild mit Hilfe einer anderen Quelle, z. B. einer getrennten Photokathode, auf die ein optisches Bild geworfen wird, erzeugt werden, und es werden gemäß der Erfindung Mittel vorgesehen, durch die ein einem Bild entsprechendes Elektronenbündel in ein zweites mit größerer Intensität umgewandelt wird. Im drittenIn the first of these three cases the mosaic must be photoelectric, which is not the case in the other two cases is required. In the second case, the electron image must be obtained with the help of another source, e.g. B. a separate Photocathode onto which an optical image is thrown can be generated, and according to the invention provides means through which an electron beam corresponding to an image in a second is converted with greater intensity. In the third
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Fall kann der das Speichergitter abtastende Kathodenstrahl mit empfangenen Fernseh- oder sonstigen Zeichen moduliert sein, und das das Bild wiedergebende Elektronenbändel wird auf einen Fluoreszenzschirm gerichtet. Es werden also die empfangenen Zeichen auf einem vorteilhafteren Wege in ein sichtbares Bild umgewandelt, wobei eine größere Helligkeit, ein geringeres Flimmern (wegen der Festhaltung der Ladungen auf dem Speichergitter) und geringere Verzerrungen und Unscharfen infolge von Raumladungseffekten (da der Elektronenstrom über das ganze Bildfeld verteilt und nicht auf einen Punkt konzentriert ist) vorhanden sind.Case can be the cathode ray scanning the storage grid be modulated with received television or other characters, and reproduce the image Electron strands are directed onto a fluorescent screen. So it will be the characters received converted into a visible image in a more advantageous way, with a higher brightness, a lower one Flicker (because the charges are retained on the storage grid) and less distortion and blurring due to space charge effects (since the electron flow over the entire image field distributed and not concentrated in one point) are available.
Zweckmäßig werden Mittel vorgesehen, um die Elemente des Speichergitters wieder zu entladen, so daß die Potentiale der einzelnen Punkte stets den richtigen Wert besitzen. In manchem Fall können die Mosaikelemente auf einem Leiter angeordnet werden, der mit einer geeigneten Spannungsquelle verbunden ist, und der Isolierwiderstand der Elemente wird so gewählt, daß eine gewisse Ableitung stattfindet. In anderen Fällen kann es erwünscht sein, eine Hilfselektronenquelle innerhalb der Röhre vorzusehen, die auf solchem Potential liegt, daß Elektronen von ihr im Betrieb auf das Speiehergitier übergehen können. Das Maß der Entladung der Gitterelemente kann verschiedenen Betriebsbedingungen angepaßt werden, und bei Verwendung einer zweiten Elektronenquelle kann die Entladung kontinuierlich oder intermittierend vorgenommen werden.Means are expediently provided in order to discharge the elements of the storage grid again, so that the potentials of the individual points always have the right value. In some cases the mosaic elements be placed on a conductor that is connected to a suitable voltage source, and the insulation resistance of the elements is chosen so that some leakage takes place. In other In some cases, it may be desirable to provide an auxiliary electron source within the tube, which on there is such a potential that electrons can pass from it to the storage device during operation. That The degree of discharge of the grid elements can be adapted to different operating conditions, and at Using a second electron source, the discharge can be carried out continuously or intermittently will.
Zwischen den Mosaikelementen und dem Trägergitter kann bei einem Speichergitter, auf das ein optisches oder ein Elektronenbild gerichtet wird, z. B. ein konstanter Widerstand vorhanden sein, wobei das Gitter an eine Vorspannung angeschlossen ist, die das Bild gerade auslöscht, wenn das Gitter unbeleuchtet ist. Wird ein optisches Bild auf das in diesem Falle photoelektrische Gitter geworfen, so werden Elektronen emittiert entsprechend der örtlichen Beleuchtung, so daß sich ein Gleichgewichtszustand einstellt, der durch die Aufladung infolge der Elektronenemission und die Entladung infolge der Ableitung bedingt ist. Die Potentiale der Elemente entsprechen dann der örtlichen Beleuchtung.Between the mosaic elements and the carrier grid can with a storage grid on the one optical or an electron image is directed, e.g. B. be a constant resistance, the Grid is connected to a bias voltage that just extinguishes the image when the grid is unlit is. When an optical image is projected onto the photoelectric grid in this case, electrons become emits according to the local lighting, so that a state of equilibrium is established, the is caused by the charge due to the emission of electrons and the discharge due to the discharge. The potentials of the elements then correspond to the local lighting.
Bei einer anderen Ausführungsform mit einem Speichergitter, auf das ein optisches oder elektrisches Bild geworfen wird, kann eine Hilfskathode zur Neutralisierung der Ladungen vorgesehen sein, welche in gewissen Zeitabständen kurzzeitig wirksam ist und die Ladungen vollständig entfernt. Die Elemente des Speichergitters können dann vollkommen isoliert angeordnet werden.In another embodiment with a storage grid on which an optical or electrical Image is thrown, an auxiliary cathode can be provided to neutralize the charges, which in is effective for a short time at certain intervals and completely removes the charges. The elements of the Storage grids can then be arranged completely isolated.
Bei einer dritten Ausführungsform, bei der das Speichergitter zur Bildzusammensetzung von einem
Kathodenstrahl überstrichen wird, werden die Betriebsbedingungen so gewählt, daß das Speichergitter
durch den Abtaststrahl positiv aufgeladen wird (durch Sekundäremission), und es wird eine Hilfskathode
vorgesehen, deren Emission kontinuierlich ist und gerade ausreicht, die Gitterelemente während einer Bildperiode
zu entladen. Umgekehrt kann das Speichergitter durch die Primärelektronen unmittelbar aufgeladen
und durch Sekundäremission wieder entladen werden. In diesem Falle muß natürlich ein negatives
Bildsignal verwendet werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Mosaikelemente, wie bereits
vorhin beschrieben, einen konstanten Widerstand zu dem negativ vorgespannten Träger besitzen, wobei
die Zeitkonstante der Entladung so gewählt wird, daß die Ladungen für eine genügend lange Zeit festgehalten
werden, jedoch noch den Bewegungen des übertragenen Gegenstandes folgen. In diesem Fall kann
das Speichergitter auch durch eine intermittierend wirkende Kathode entladen werden.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der die Fig. 1 bis 3 einige Ausführungsbeispiele darstellen. Einander entsprechende Teile
sind stets mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. In Fig. 1 wird mit Hilfe einer Linse 2 ein optischesIn a third embodiment, in which the storage grid is swept over by a cathode ray for image composition, the operating conditions are selected so that the storage grid is positively charged by the scanning beam (by secondary emission), and an auxiliary cathode is provided, the emission of which is continuous and straight sufficient to discharge the grating elements during one image period. Conversely, the storage grid can be charged directly by the primary electrons and discharged again by secondary emission. In this case, of course, a negative image signal must be used. Another possibility is that the mosaic elements, as already described above, have a constant resistance to the negatively biased carrier, the time constant of the discharge being chosen so that the charges are held for a sufficiently long time, but still the movements of the the transferred object. In this case, the storage grid can also be discharged by an intermittently acting cathode.
The invention is explained in more detail with reference to the drawing, in which FIGS. 1 to 3 show some exemplary embodiments. Corresponding parts are always provided with the same reference symbols. In Fig. 1 with the help of a lens 2 is an optical
ίο Bild des Gegenstandes 1 auf ein photoelektrisches Gitter 3 geworfen. Das Gitter 3 besteht aus lichtempfindlichen Elementen, die auf einem isolierenden oder halbleitenden Überzug über einem Metallgitter angeordnet sind. Das Gitter 3 speichert also elektrische Ladungen auf, so daß jeder Punkt einen Potentialwert gegen die Metallunterlage annimmt, der dem Helligkeitswert des Gegenstandes 1 entspricht.ίο Image of the object 1 on a photoelectric grid 3 thrown. The grid 3 consists of photosensitive elements on an insulating or semiconducting coating are arranged over a metal grid. The grid 3 so stores electrical Charges, so that each point assumes a potential value against the metal substrate that corresponds to Corresponds to the brightness value of the object 1.
Eine Kathode4 sendet einen im wesentlichen gleichmäßigen Elektronenstrom aus, von dem ein Teil durch das Gitter 3 hindurchtritt, wobei der durch jede Öffnung des Gitters tretende Strom von dem Potential des dort befindlichen Elements abhängt. Die aus dem Gitter 3 tretende Elektronenverteilung gibt also das Bild wieder und wird auf einen Fluoreszenzschirm 5 gerichtet, um ein sichtbares Bild zu erzeugen. Ein normales Metallgitter 6 ist parallel zu und dicht hinter dem Mosaikgitter 3 angeordnet und gegen dieses positiv vorgespannt. Das Gitter 6 kann auch vor dem Mosaik oder beiderseits des Speichergitters angeordnet sein.A cathode4 sends out a substantially uniform stream of electrons, part of which passes through the grid 3 passes through, the current passing through each opening of the grid being deprived of the potential of the element located there. The electron distribution emerging from the grid 3 gives that Image again and is directed onto a fluorescent screen 5 to produce a visible image. A normal metal grid 6 is arranged parallel to and close behind the mosaic grid 3 and against this positively biased. The grid 6 can also be arranged in front of the mosaic or on both sides of the storage grid be.
Der Einfachheit der Darstellung wegen sind die Mittel zur Beschleunigung und elektronenoptischen Abbildung (die aus elektrischen oder magnetischen Feldern bestehen können) zwischen dem Gitter 3 und dem Schirm 5 und zwischen der Kathode 4 und dem Gitter 3 fortgelassen.For the sake of simplicity of illustration, the means for acceleration and electron-optical Figure (which can consist of electric or magnetic fields) between the grid 3 and the screen 5 and between the cathode 4 and the grid 3 are omitted.
Fig. 2 zeigt eine Abwandlung der Röhre nach Fig. 1. In diesem Fall wird das Gitter 3 nicht durch Photoelektronen, sondern durch Elektronenaufprall aufgeladen, entweder indem Sekundärelektronen •ausgelöst werden oder unmittelbar durch die Primärelektronen. In einem Fall sind positive, im anderen negative Bildzeichen erforderlich. Ein Bild des Gegenstandes 1 wird auf eine Photokathode 7 geworfen, und die dort erzeugten Photoelektronen werden auf das Gitter 3 beschleunigt und konzentriert, so daß sie dort Sekundärelektronen auslösen und das erforderliche Ladungsbild erzeugen.FIG. 2 shows a modification of the tube according to FIG. 1. In this case, the grating 3 is not through Photoelectrons, but rather charged by electron impact, triggered either by secondary electrons • or directly by the primary electrons. In one case there are positive, in the other negative Pictograms required. An image of the object 1 is projected onto a photocathode 7, and the photoelectrons generated there are accelerated and concentrated on the grid 3, so that they are there Trigger secondary electrons and generate the required charge image.
Fig. 3: stellt eine Fernsehempfangsröhre dar. Ihre Wirkungsweise ist genauso wie die der Röhre nach Fig. 2, wobei jedoch die Aufladung des Gitters3 durch einen scharf gebündelten, von dem Strahlerzeugungssystem 8 ausgehenden Kathodenstrahl bewirkt wird. Der Strahl ist mit Bildsignalen moduliert und wird in bekannter Weise über das Gitter 3 hin- und hergeführt. An Stelle von Fernsehzeichen können natürlich auch andere Zeichen mit der Röhre registriert werden. Wie früher kann das Gitter 6 vor oder hinter dem Speichergitter und die Kathode 8 kann auf der dem Gitter 6 abgewandten Seite des Speichergitters 3 angeordnet sein. Eine andere Möglichkeit besteht darin, vor und hinter dem Speichergitter 3 ein Hilfsgitter anzuordnen. In diesem Falle muß der Strahl das Gitter 3 durch die Zwischenräume des Gitters 6 überstreichen. Diese Ausführungsform kann auch dahin abgeändert werden, daß an Stelle einer unmittelbaren Abtastung der Speicherelektrode eine Hilfselektrode vom Strahl überstrichen wird, so daß die von dieser Hilfselektrode ausgehenden Elektronen auf die Speicherelektrode 3 beschleunigt und fokussiert werden.Fig. 3: shows a television receiving tube. Its mode of operation is the same as that of the tube Fig. 2, but the charging of the grid3 by a sharply focused cathode ray emanating from the beam generating system 8 is effected. The beam is modulated with image signals and is guided back and forth across the grating 3 in a known manner. Instead of television characters, other characters can of course also be registered with the tube. As before, the grid 6 can be in front of or behind the storage grid and the cathode 8 can be on the Grid 6 facing away from the storage grid 3 can be arranged. Another possibility is to to arrange an auxiliary grid in front of and behind the storage grid 3. In this case the beam must be the grating 3 through the spaces in the grid 6. This embodiment can also go there be modified that instead of an immediate scanning of the storage electrode an auxiliary electrode is swept over by the beam, so that the electrons emanating from this auxiliary electrode onto the storage electrode 3 be accelerated and focused.
In allen Fällen kann die Kathode 4 eine beispielsweise indirekt geheizte ebene Elektrode sein, die genügend Glühelektronen erzeugt, oder es wird eine gleichmäßig beleuchtete Photokathode verwendet.In all cases, the cathode 4 can be, for example, an indirectly heated flat electrode which is sufficient Glow electrons are generated, or a uniformly illuminated photocathode is used.
Selbstverständlich sind zahlreiche Abwandlungen der vorstehend beschriebenen Anordnungen möglich. Der Fluoreszenzschirm 5 kann z. B. durch eine Mosaikelektrode, wie sie bei Abtaströhren mit Ladungsspeicherung verwendet wird, oder durch eine Abtastblende (Abtaströhre nach D i e c k m a η η - H e 11 ίο und Farnsworth) ersetzt werden. Im letzteren Fall wird das von dem Gitter 3 ausgehende Elektronenbündel über dieser Abtastöffnung hin- und hergelenkt. Numerous modifications of the arrangements described above are of course possible. The fluorescent screen 5 can, for. B. by a mosaic electrode, as used in scanning tubes with charge storage is used, or by a scanning aperture (scanning tube according to D i e c k m a η η - H e 11 ίο and Farnsworth). In the latter case, the electron beam emanating from the grid 3 becomes articulated back and forth over this scanning opening.
Die erwähnten Gitter, insbesondere das Mosaikgitter 3 und das Gitter 6, können irgendwie elektronendurchlässig ausgebildet sein. Sie können z. B. aus einer Reihe von parallelen Drähten bestehen, wobei die Drähte des Gitters 3 rechtwinklig zu denen des Gitters 6 liegen können. Die Zwischenräume können zweckmäßig verschieden gewählt werden, so daß das Mosaikgitter 3 einen stärkeren Einfluß auf den von der Kathode 4 kommenden Elektronenstrom ausübt. Eine andere Ausführungsform z. B. der in Fig. 3 gezeigten Röhre besteht darin, daß das Strahlerzeugungssystem 8 so angeordnet wird, daß der Abtaststrahl etwa senkrecht auf das Gitter 3 trifft. Der Strahl kann dann z. B. durch eine Öffnung in der Kathode 4 eintreten.The grids mentioned, in particular the mosaic grid 3 and the grid 6, can somehow be electron-permeable be trained. You can e.g. B. consist of a series of parallel wires, wherein the wires of the grid 3 can be at right angles to those of the grid 6. The spaces in between can are appropriately chosen different, so that the mosaic grid 3 has a stronger influence on the of the cathode 4 exerts coming electron stream. Another embodiment z. B. that shown in FIG Tube is that the beam generating system 8 is arranged so that the scanning beam hits the grid 3 approximately perpendicularly. The beam can then z. B. through an opening in the cathode 4 enter.
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