DE2154079A1

DE2154079A1 - Katodenstrahlrohre mit Ablenkverstarkung und Nachbeschleunigung

Info

Publication number: DE2154079A1
Application number: DE19712154079
Authority: DE
Inventors: Andre Saint-Martin-DHeres Chartler Bernard Rives-sur Eure; Albertm (Frankreich). P
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1970-10-30
Filing date: 1971-10-29
Publication date: 1972-05-04
Also published as: JPS5543229B1; FR2109513A5; GB1328080A; US3792303A; DE2154079B2; DE2154079C3

Description

Unser Zeichen: T 1095

THOMSON-CSi¹

101, Bd.Murat

Paris I6eme, Frankreich

Katodenstrahlröhre mit Ablenkverstärkung und Nachbeschleunigung

Die Erfindung betrifft Katodenstrahlröhren mit elektrostatischer Ablenkung, die ein System zur Ablenkverstärkung und zur Nachbeschleunigung aufweisen.

Derartige Röhren enthalten im allgemeinen im Weg de3 Elektronenstrahls zwischen dem Elektronenstrahlsystem und dem Leuchtschirm:

- zwei elektrostatische Ablenksysteme für die Ablenkung des Elektronenstrahls in zwei zueinander senkrechten Richtungen, nämlich einer vertikalen und einer horizontalen Richtung ;

- zwei vierpolige Linsen für die Verstärkung der Vertikalablenkung und der Horizontalablenkung, von denen die eine hinter dem ersten zuvor erwähnten Ablenksystem und die andere hinter dem zweiten Ablenksystem liegt;

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- ein Nachbeschleunigungssystem, das hinter der zweiten vierpoligen Linse, also zwischen dieser Linse und dem Leuchtschirm liegt.

Ein derartiges Nachbeschleunigungssystem bildet den Gegenstand der Patentanmeldung P 15 39 800.2; dabei ist außer dsm die Innenwand des Röhrenkolbens zwischen der zweiten vierpoligen Linse und dem Leuchtschirm bedeckenden leitenden Überzug eine kugel kaiottenförmige Elektrode vorgesehen, welche die zweite Linse wenigstens teilweise umgibt und an ihrem Scheitel einen rechteckigen Schlitz aufweist, durch den der Elektronenstrahl hindurch geht.

Es wurde £doch festgestellt, daß die Verstärkung der Ablenkungen, die unter diesen Bedingungen durch die gemeinsame Wirkung der vierpoligen Linse und der Nachbeschleunigungselektrode mit ■ rechteckigem Schlitz, wie sie in dor genannten Patentanmeldung beschrieben ist, mit gewissen Verzerrungen erfolgt, die dem auf dem Leuchtschirm erhaltenen Bild verhältnismäßig beträchtliche kissenförmige Verzerrungen erteilt; bekanntlich bezeichnet der Ausdruck "kissenförmig" bei einer Katodenstrahlröhre den Fehler, der durch die Änderung der Empfindlichkeit parallel zu der vertikalen und/oder horizontalen Ablenkachse entsteht, und die V/irkung hat, daß einem Bild, das die Form eines Rechtecks haben sollte, eine Form erteilt wird, die aus dem Rechteck durch Ausdehnung der Ecken und Zusammenziehen der Achsen abgeleitet ist.

Das Ziel der Erfindung 13t die Schaffung einer Katodenstrahlröhre dieser Art, bei der diese Nachteile beseitigt sind. Bei der erfind ungs ge maße η Röhre weist der aus der Nachbeschleu-ηigungselektrode ausgeschnittene Schlitz eine ausgeklügeltere

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geometrische Form auf, die eine erste Korrektur de3 zuvor erwähnten !Fehlers ergibt, wobei jedoch durch Erzeugung eines elektrischen Korrelturfelds auf der Höhe der zweiten vierpoligen Linse die bereits durch die Form des Schlitzes erhaltene Korrektur noch vervollkommnet werden kann.

Nach der Erfindung ist eine Katodenstrahlröhre mit Ablenkverstärkung und nachbeschleunigung, die in einem Vakuumkolben zwischen einem Elektronenstrahlsystem und einem Leuchtschirm zwei Ablenksysteme für die Ablenkung des Elektronenstrahls in zwei zueinander senkrechten Richtungen, nämlich der vertikalen Richtung und der horizontalen Richtung, zwei vierpolige Verstärkerlinsen für die Verstärkung der Vertikalablenkung bzw. der Horizontalablenkung, die hinter dem ersten bzw.hinter dem zweiten Ablenksystem angeordnet sind, und ein jenseits der zweiten vierpoligen Linse zwischen dieser Linse und dem Bildschirm angeordnetes Nachbeschleunigungssystem enthält, wobei das Nachbes eh le-unigungs system aus einem die Innenwand des Kolbens zwischen der zweiten vierpoligen Linse und dem Leuchtschirm bedeckenden leitenden Überzug und einer kugel kaiotten-· förmigen Elektrode besteht, die wenigstens einen Teil der zweiten vierpoligen Linse umgibt und an ihrem Scheitel einen Schlitz aufweist, durch den der Elektronenstrahl hindurchgeht, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachbeschleunigungs elektrode zwei ebene, scheibenförmige Korrekturelektrode η zugeordnet sind, die im Weg des von dein Elektronenstrahlsystem der Röhre kommenden Elektronenstrahls liegen, daß die erste Korrekturelektrode vor der zweiten vierpoligen Linse uni die aweite Korrekturelektrode hinter der zweiten vierpoligen Linse, aber vor dem Schlitz der llachbeschleunigungselektrode liegt, daß die erste Korrekturelektrode einen Schlitz aufweist, der im wesentlichen die gleiche form wie der Schlitz der Nachbeschleunigungselektrode hat, daß die Mittelebenen der beiden Schlitze senkrecht zueinander liegen, und daß die zweite Korrekturelektrode eine öffnung aufweist.

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die symmetrisch in Bezug auf die Richtungen der Vertikalablenkung und der Horizontalablenkung ist.

Ausftihrungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigen:

Fig.1 eine schema tische Schnittansicht durch eine Katodenstrahlröhre nach der Erfindung in der vertikalen Mittelebene ,

Fig.2 eine Schnittansicht der Röhre von Fig.1 in der horizontalen Mittelebene,

Fig.3 eine vom Bildschirm der Röhre her gesehene Vorderansicht der die Nachbeschleunigungselektrode bildenden Kugelkalotte,

Fig.4 eine vom Schirm der Röhre her gesehene Vorderansicht der ersten Korrekturelektrode und

Fig.5a und 5b vom Schirm der Röhre her gesehene Vorderansichten von zwei verschiedenen Ausführungsformen der zweiten Korrekturelektrode.

Die in Fig.1 und 2 in zwei verschiedenen Schnittansichten gezeigte Katodenstrahlröhre enthält in einen Vakuumkolben 1, der beispielsweise aus Glas besteht, eine emittierende Katode 2, die durch einen Heizdraht 3 erhitzt wird, eine Wehneltelektrode 4, Fo.kussierungs- und Bes chleunagangselektroden 5, 6, 7, Vertikalablenkplatten 8, eine erste vierpolige elektronische Linse 9, Horizontalablenkplatten 10, eine zwe ite vierpolige elektronisohe Linse 11, eine kugel kai ott enförmige Elektrode 12, die mit einem Schlitz 13 versehen ist, und einen Leuchtstoffschirm 14. Die Innenwand der Röhre trägt einen leitenden Überzug 15, beispielsweise aus Graphit,

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der sich vom Sahirm 14 bis zur Höhe der kugelkaiottenförmigen Elektrode 12 erstreckt. In den Figuren sind zur Erläuterung die Elektronenbahnen eingezeichnet, die den maximalen Ablenkungen ßx und ßy des Elektronenstrahls entsprechen.

Wie in der zuvor erwähntenPatentanmeldung P 15 39 800.2 angegeben ist, sind die Abmessungen der Kugelkalotte 12 und ihre Lage in der Röhre so bemessen, daß ihr geometrischer Mittelpunkt im wesentlichen mit dem Horizontalablenkzentrum zusammenfällt, das der virtuelle Schnittpunkt der Elektronenbahnen in der senkrecht zu den Platten 10 stehenden Ebene ist.

Wie in Fig.3 gezeigt ist, hat der in den Scheiteln der die Nachbeschleunigungselektrode bildenden Kugelkalotte 12 eingeschnittene Schlitz 13 einen Urariß in Form eines gekrümmten Rechtecks, dessen Seiten zwei Kreis bogen pro file haben, wobei diese Profile vom Innern des Schlitzes her gesehen für die Längsseiten konvex und für die Schmalseiten konkav sind, und wobei sich die Kreisbögen praktisch in einem rechten Winkel schneiden. Der Schlitz 13 ist so gerichtet, daß seine Längsachse in der Richtung der Horizontalablenkung liegt, wie Fig.2 zeigt.

Die Nachbe3chleunigungse'lektrode 12 ist in Fig.1 und 2 so dargestellt, daß sie die vierpolige Linse 11 praktisch vollständig umgibt, wobei eine auf dem gleichen Potential wie die Nachbeschleunigungselektrode liegende elektrostatische Trennelektrode 16 einen Schirm zwischen dem zweiten Ablenkplattenpaar und der vierpoligen Ablenkverstärkerlinse 11 bildet. Ein solcher an sich bekannter elektrostatischer Schirm, der auf dem gleichen Potential wie die Nachbeschleunigungselektrode 12 liegt, ergibt den Vorteil, daß er mit dieser

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Elektrode einen Äquipotential-Raumabschnitt rings um die vierpolige linse 11 bildet. Diese Schirnelektrode besteht aus einer Scheibe 16, die mit einem Schlitz versehen ist, der herkömmlicherweise den Umriß eines länglichen Rechtecks hat, wie die Schnittansichten von Fig.i und 2 zeigen. Im allgemeinsten "Fall ist das gemeinsame Potential der Elektroden 12 und 16 das Masse potential.

In dem zuvor definierten Raumabschnitt* sind zu beiden Seiten der vierpoligen Linse 11 die beiden Korrekturelektroden 17 und 19 angeordnet.

Die erste Korrekturelektrode besteht aus einer Scheibe 17 (l"ig.4), in die ein Schlitz 18 eingeschnitten ist, deren gekrümmter Umriß im wesentlichen dem zuvor beschriebenen Umriß des Schlitzes 13 der Nachbeschleunigungselektrode 12 entspricht, wobei aber die Längsseiten und die Schmalseiten durch einen kleinen, experimentell bestimmten Kreisbogen miteinander verbunden sind, der zur Vervollkommnung der Wirkung des Schlitzes auf äen Elektronenstrahl beiträgt. Die beiden Schlitze 13 und 18 liegen senkrecht zueinander.

Diese Korrekturelektrode 17 ist una^bhägig von den Elektroden 12 und 16 montiert und kann daher auf ein anderes Potential gelegt werden. Dadurch kann auf der Höhe der vierpoligen Linse 11 ein elektrisches Korrekturfeld erzeugt werden. Ein derartiges Feld verändert örtlich die Ablenkung des Elektronenstrahls: Unter diesen Bedingungen stellt man bei Anlegen eines geeigneten Potentials an die Korrekturelektrode fest, daß die Verzerrungen wirksam korrigiert sind, welche die vertikale Spur des Elektronenstrahls beim Fehlen einer solchen Korrekturelektrode im Ve.rlauf der Ablenkung auf dem Bildschirm aufweisen würde.

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Die zweite Korrekturelektrode besteht aus einer Scheibe 19 (Fig.5a oder 5b), die im Innern der Nachbeschleunigungselektrode selbst jenseits der vierpoligen Linse 11 und vor dem Schlitz mit gekrümmtem Umriß angeordnet ist, der, wie zuvor erwähnt, im Scheitel der kugeIka lottenförmigeη Nachbes chleunigungselektrode ausgeschnitten ist. Djese zweite Korrekturelektrode ist mit der Nachbeschleunigungselektrode verbunden und liegt somit auf dem gleichen Potential wie diese, Die geometrische Torrn der Öffnung 20(Fig.1 und 2), die in dieser Korrekturelektrode angebracht ist, wird experimentell so ermittelt, daß die Wirkung der Korrekturelektrode 19 auf den Durchgriff des Nachbeschleunigungsfeldes die Restverzerrung korrigiert, welche die horizontale Spur des Elektronenstrahls beim Fehlen einer solchen Korrekturelektrode im Verlauf der Ablenkung auf dem Bildschirm aufweisen würde.

Es wurde festgestellt, daß die geometrische Form der in der Korrekturelektrode 19 angebrachten Öffnung 20 von einem Kreis 20a (Fig.5a) bis zu einem nahezu rechteckigen gekrümmten Umriß 20b (Fig.5b ) mit abgerundeten Ecken gehen kann; diese beiden Urarißform'en stellen die Grenzen dar, zwischen denen, wie experimentell festgestellt wurde,je nach dem an die erste Korrekturelektrode 17 angelegten Potential die «lestverzerrung wirksam korrigiert werden kann, welche, wie zuvor erwähnt wurde, die horizontale Spur des Elektronenstrahls aufweisen würde.Zwischen diesen beiden Grenzen können sehr viel kompliziertere Umrfese vorhanden sein. Die in der Zeichnung dargestellten Umrisse" sind dadurch vereinfacht, daß entweder der Umriß von Fig.5a gewählt wird, der ein Kreis 20a ist, oder der Umriß von Fig.5b, der ein gekrümmtes Rechteck 20b ist, das drei Krümmungsradien r., r₂» r, aufweist. Bei den praktischen Anwendungen der beschriebenen Anordnung versucht man natürlich aus Gründen der einfacheren Herstellung der

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Werkzeuge für die Fertigung der Elektroden den einfachsten Umriß anzuwenden. Die Darstellung von Fig.1 und 2 entspricht dem Fall des gekrümmten Rechtecks 20b.

Patentansprüche

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Claims

Patenten sp rüohe

f 1. jbatodenstrahlröhre mit Ablenkverstärkung und Nachbeschleunigung, —'die in einem Vakuum kolbe η zwischen einem Eiektronenstrahlsystem und einem Leuchtschirm zwei Ablenksysteme für die Ablenkung des Elektronenstrahls in zwei zueinander senkrechten Richtungen,nämlich der vertikalen Richtung der der horizontalen Richtung, zwei vierpolige Verstärker linse η für die Verstärkung der Vertikalablenkung bzw. der Horizontalablenkung, die hinter dem ersten bzw. hinter dem zweiten Ablenksystem angeordnet sind, und ein jenseits der zweiten vierpoligen Linse zwischen dieser Linse und dem Bildschirm angeordnetes Nachbeschleunigungssystem enthält, wobei das Fachbeschleunigungssystem aus einem die Innenwand des Kolbens zwischen der zweiten vierpoligen Linse und dem Leuchtschirm bedeckenden leitenden Überzug und einer kugelkalottenförmigen Elektrode besteht, die wenigstens einen Teil der zweiten vierpoligen Linse umgibt- und an ihrem Scheitel einen Schlitz aufweist, durch den ■der Elektronenstrahl hindurchgeht, dadurch gekennzeichnet, daß der Nachbeochleunigungselektrode zwei ebene, scheibenförmige Korrekturelektroden zugeordnet sind, die im Weg des von dem Elektronenstrahlsystem der Röhre kommenden Elektronenstrahls liegen, daß die erste Korrekturelektrode vor der zweiten vierpoligen Linse und die zweite Korrekturelektrode hinter der zweiten vierpoligen Linse, aber vor dem Schlitz der Nachbeschleunigungselektrode liegt, daß die erste Korrekturelektrode einen Schlitz aufweist, der im wesentlichen die gleiche Form wie der Schiita der Nachbeschleunigungselektrode hat, daß die Mittelebenen der beiden Schlitze senkrecht zueinander liegen, und daß die zweite Korrekturelektrode eine Öffnung aufweist, die symmetrisch in Bezug auf die Richtungen der Vertikalablenkung und der Horizontalablenkung i3t.

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2. Katodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schiitzh der Nachbeschleunigungselektrode und der Schlitz der ersten Korrekturelektrode einen Umriß in Form eines gekrümraten Rechtecks haben, dessen Seiten zwei kreisbogenförmigen Profilen folgen, wobei die Profile vom Innern der Schlitze her gesehen, an den Längsseiten konvex und an den Schmalseiten konkav sind.
3« Katodenstrahlröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz der ersten Korrekturelektrode kreis bogenförmig abgerundete Ecken aufweist.
4. Katodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung der zweiten Korrekturelektrode einen kreisrunden Umriß hat.
5. Katodenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung der zweiten Korrekturelektrode einen Umriß in Form eines gekrümmten Rechtecks hat, bei dem alle Seiten von der Innenseite der öffnung her gesehen konkav sind.
6. Katodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Korrekturelektrode auf einem von dem Potential der Nachbeschlaunigungselektrode verschiedenen Potential liegt, und daß die zweite Korrekturelektrode auf dem Potential der Ifachbeschleunigungselektrode liegt.

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