DE2258272A1 - Elektronenstrahlroehre - Google Patents

Description

Patentanwälte Dip!.-in~. p. η:·Γ.τζ sei». M ü η ch θ η 22, Steinsdorfetr. 10

81-19-826P(19.827H) 2.8. n. 1972

HITACHI, LTD.. T ο kl ο (Japan)

Elektronenstrahlröhre

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf sine Elektronenstrahlröhre für eisae Yorrichtung aar Anzeige digitalen Information*,

Tm allg®ai@in©ii ·ατ®&ά®η h®± ®±η@τ mit Strahlrohre atasgerüsfcot©» Yof^lGlttung ¥id©©signal© In d±© ElektronenstralilpStor© in ©ligital©^ Form ©iagosp©is>t-o erfordert ein darzustellendes Bild aickt ©iß© soldi© gradation wie bei h.@flil5mmlioh.®n W®Tnseh.®mp£M.nQ9'rsi₀ da das anEUseig©Kd© Bild aiss E©iclien₀ Ziffern odsx⁵ Kossbimat±"oa©p, von diesen digitalen Signalen beschränkt .ist,, Insbesondere werden die 'Zeichen und Ziffern immer mit ©ines* vorbestiam-tan Helligkeit an jeder Stell© des Schirmes ά&τ Elektronenstrahlröhre angezeigt. Di© gewöhnlich in -d©s* Aas©igevor-

81-(POS 28i86)-Ko-r (9)

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richtung verwendete Elektronenstrahlröhre hat eine erste Steuergitterelektrode, die mit einem Videosignal mit einer Amplitude von ungefähr 30 - 200 V für eine EIN-AÜS-Steuerung eines durch die Elektrode laufenden Elektronenstrahles gespeist wird. Weiterhin erfordert diese Signal spannung ein so weites Frequenzband wie 3-20 MHz für eine Auflösung beim Anzeigen der Bilder. Beispielsweise ist für eine Anzeige von 1000 Zeichen bei 7^9 Punkten/Zeichen eine Bandbreite von ungefähr 7 MHz erforderlich. Wenn diese Forderung nicht erfüllt ist, dann wird keine ausreichende Auflösung erhalten. Weiterhin muß das Videosignal in seiner Signalform für die Auflösung so rechteckig wie möglich sein. Als Ergebnis ist eine Vorrichtung erforderlich, die ein Videosignal verstärkt, das sich über eine Bandbreite von mindestens k MHz bis zu einem Pegel erstreckt, der für den Betrieb der ersten Steuergitterelektrode der Elektronenstrahlröhre erforderlich ist. Ein derartiger Breitbandverstärker bewirkt jedoch eine komplizierte Konstruktion der gesamten Anzeigevorrichtung, womit ein Anwachsen der Herstellungskosten verbunden ist.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Elektronenstrahlröhre für eine Anzeigevorrichtung anzugeben, die nicht die oben genannten Nachteile besitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die zweite Steuergitterelektrode zwei Elektroden und eine zwischen diesen beiden Elektroden angeordnete Ablenkelektrqdeneinheit aufweist, daß eine der beiden Elektroden näher beim Leuchtschirm eine Strahlblende besitzt, und daß die Ablenkelektrodeneinheit ein digitales Eingangssignal empfängt, um den Strahl zusammen mit der Strahlblende der einen Elektrode auszublenden.

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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigern

Fig. 1 einen Schnitt durch den Hauptteil eines Beispiels einer herkömmlichen Elektronenstrahlröhre, die in einer Anzeigevorrichtung benutzt wird,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Hauptteil eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Elektronenstrahlröhre für eine Anzeigevorrichtung,

Fig. 3 einen vergrößerten Schnitt eines Teiles der Elektrodenanordnung der in der Fig, Z darge-τ stellten Elektronenstrahlröhre, und

Fig. 4 ein Diagramm mit einer Signalform eines Videosignals, das in eine erfindungsgemäße Elektronenstrahlröhre eingespeist wird«

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird zunächst anhand der Fig. 1 eine herkömmliche Elektronenstrahlröhre näher beschrieben« In Fig. 1 ist dargestellt ein Vakuumkolben 1 aus einer Frontscheibe 3 mit einem Leuchtschirm 2, aus einem Trichter h und aus einem Hals 5 mit einem Elektronenstrahlerzeuger 6. Der Elektronenstrahlerzeuger 6 umfaßt eine Kathode 7 zur Emission von Elektronen oder von einem Elektronenstrahl, eine erste Steuergitterelektrode 8, eine zweite Steuergitterelektrode 9 und eine Beschleunigungs- und Fokussierelektrode 14 aus Beschleunigungsgliedern 1T, 12 zur Beschleunigung des Elektronenstrahles und aus einem Fokussierglied 13 zur Fokussierung des Elektronenstrahles. Weiterhin ist dargestellt ein Videosignal 15, das

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Zeichen und/oder Ziffern angibt, die von einem Signalerzeuger übertragen werden, und das gewöhnlich ein Pegel von ungefähr 5 V oder niedriger aufweist. Das Videosignal 15 wird durch einen Verstärker i6 auf einen Pegel von ungefähr 30 V verstärkt. Der Verstärker 16 muß eine Frequenzbandbreite
von beispielsweise 7 MHz aufweisen. Das verstärkte Videosignal 15a von einer Rechteck-Signalforn wird in die erste Steuergitterelektrode 8 der beschriebenen Elektronenstrahlröhre eingespeist. Auf diese Weise unterliegt der Elektronenstrahl 10 von der Kathode einer EIN-AUS-Steuerung abhängig von dem in die erste Steuergitterelektrode 8 eingespeisten Videosignal 15a. Weiterhin ist um den Hals 15 eine Ablenkspule 18 vorgesehen, um den Leuchtschirm 2 mit dem
Elektronenstrahl 10 abhängig von einem Signal abzutasten,
das von einem Sägezahngenerator 20 ausgesandt wird. Bei einer derartigen herkömmlichen Elektronenstrahlröhre, bei der der Elektronenstrahl 10 der EIN-AUS-Steuerung durch die in die erste Steuergitterelektrode 8 eingespeiste Videosignalspannung 15a unterworfen ist, ist das Videosignal 15a nachteilig, da es bis auf eine Spannung von ungefähr 30 V verstärkt werden muß. Im Ergebnis weist die herkömmliche Elektronenstrahlröhre den Nachteil auf, daß zusätzlich die komplizierte Schaltung 16 zur Erzeugung des Rechteck-Videosignals mit einer hohen Spannung über einem so weiten Frequenzbandbereich wie 7 MHz erforderlich ist.

Bei der erfindungsgemäßen Elektronenstrahlröhre werden die oben genannten Nachteile vermieden. Diese Elektronenstrahlröhre wird im folgenden anhand der Fig. Z - k näher
beschrieben:

Fig. 2 zeigt im Schnitt den Hauptteil einer erfindungsgemäßen Elektronenstrahlröhre, wobei sich entsprechende

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Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind wie in der Fig. 1.

Ein im Hals 5 vorgesehener Elektronenstrahlerzeuger 6a hat eine zweite Gitterelektrode, die zwischen einer ersten Steuergitterelektrode 8a zur Einstellung der Intensität de& Elektronenstrahles und einer Beschleunigungs- und Fokussierelektrode 1^a mit Beschleunigungsgliedern 11a und 12a zur Beschleunigung eines Elektronenstrahles 10a und mit einem Fokussierglied 13a zur Fokussierung des Elektronenstrahles angeordnet ist, wobei die zweite Gitterelektrode aus zwei Elektroden 9a und 9b besteht, zwischen denen zwei AbIenkelektroden 17 angeordnet sind. Ein Elektronenstrahl 10a wird so erzeugt, daß er zwischen den Ablenkelektroden durchläuft. Der Sägezahngenerator 20 und die Ablenkspule 21 sind in der gleichen Weise wie in der Fig. 1 angeordnet.

In Fig. 3 ist eine vergrSßerte Ansicht der Gritterelektroden 9a und 9b sowie der Ablenkelektroden 1? dargestellte Das Videosignal 15a wird gemäß der vorliegenden Erfindung direkt in die Ablenkelektroden 17 eingespeist. Es soll festgestellt werden, daß das Videosignal 15b etwa 3 - 10 V aufweist.

Im Betrieb werden Spannwagen von ungefähr -100 V bis -130 V und 0 V beispielsweise jeweils an die Kathode 7& zur Emission der Elektronen, an die erste Steuergitterelektrode 8a und an die zweiten Steuergitterelektroden 9a, 9b angelegt, während das Videosignal 15b von beispielsweise -»5 V an die Ablenkelektroden angelegt wird. Wie in der Figo k dargestellt ist, besteht das Videosignal 15b aus Rechteck« impulsen, von denen jeder einem Bildelement eines Bildes entspricht. Wenn die Ablenkelektroden 17 mit eimoaa ¥±d®o~

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signal 15b bei O V gespeist werden, dann durchläuft der von der Kathode 7a ausgesandte Elektronenstrahl 10a gerade eine Strahlblende 18, die in der Mitte der zweiten Steuergitterelektrode 9b näher bei der Fokussierelektrode i4a vorgesehen ist, und trifft so auf den Leuchtschirm 2 auf, um diesen aufleuchten zu lassen. Wenn*die Ablenkelektroden 17 mit einem Videosignal 15b mit -5 V gespeist werden, dann wird der Elektronenstrahl, wie durch den Pfeil 10b angedeutet, wegen der begrenzten Fläche der Blende 18 auf dem mittleren Teil der zweiten Gitterelektrode 9b unterbrochen. Der Elektronenstrahl trifft so nicht auf den Leuchtschirm 2 auf, so daß dieser nicht aufleuchtet. Der Elektronenstrahl kann dann nicht durch die Blende zur Erregung des Leuchtschirmes laufen, wenn die Abmessungen der Ablenkelektroden 17 und der Blende 18 in der folgenden Beziehung stehenι

r< i-

et V ο

Dabei bedeutet r den Radius der Blende 18, L die Länge der Ablenkelektroden, t den Abstand zwischen der mittleren oder axialen Linie des Elektronenstrahles 10a und den Ablenkelektroden 17t V, die Spannung (beispielsweise -5 V) des in die Ablenkelektroden 17 eingespeisten Videosignals und V die Beschleunigungsspannung des Elektronenstrahles (entsprechend zur Potentialdifferenz zwischen der Kathode 7a und den zweiten Steuergitterelektroden 9a, 9b; beispielsweise 100 V). Insbesondere hat eine erfindungsgemäße Elektronenstrahlröhre die folgenden Abmessungen: t ■ 1 mm, L « 10 mm und r = 1 mm. Dies hat den Vorteil, daß dadurch der Betrieb der Elektronenstrahlröhre mit einem Videosignal von einem niedrigen Pegel gewährleistet ist, da diese Dimensionen die Verwendung eines Videosignals von -5 V erlauben. Ee

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soll darauf- hingewiesen -werden, daß die erste Steuerelektrode 8a nicht direkt zur EIN-AUS-Steuerung des Elektronen-Strahles im Unterschied zur ersten Steuerelektrode 8 der herkömmlichen Elektronenstrahlröhre (Fig. 1) beiträgt, sondern zur Einstellung der Intensität des Elektronenstrahles dient. Deshalb kann eine gewisse Gleichstrom-Vorspannung an die erste Speicherelektrode 8a gelegt werden.

Die Ablenkelektroden 17» die zwischen den zweitgetrennten Gitterelektroden 9a und 9b vorgesehen sind, werden bei diesem Ausftihrungsbeispiel der Erfindung durch zwei Fokussierplatten gebildet. Sie sind jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern können beispielsweise aus mehreren Platten oder in irgendeiner Form ohne Einschränkung der Plattenform ausgebildet sein» Beispielsweise können sie die Form eines in Längsrichtung unterteilten Zylinders oder einer Kombination aus einem Halbzylinder und einer Platte aufweisen.

Die erfindungsgemäße Elektronenstrahlröhre hat ausgezeichnete Eigenschaften, so daß die Elektronenstrahlröhre mit einem Videosignal betrieben werden kann, dessen Spannungspegel ungefähr um einen Faktor 10 niedriger ist als bei einer herkömmlichen, einer Anzeige dienenden Elektronenstrahlröhre. Deshalb ermöglicht die Erfindung eine Breitbandanzeige mit einem Rechteck-Videosignal bei Frequenzen zwischen 7 und 100 MHz ohne komplizierte Verstärkervorrichtungen. Weiterhin gewährleistet die vorliegende Erfindung, wie bereits oben näher erläutert wurde, die Erzeugung von Bildern mit einer ausgezeichneten Auflösung.

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Claims (2)

1. Patentansprüche

   1 .\ Elektronenstrahlröhre, mit einer Frontscheibe einschließlich eines Leuchtschirms, einem Trichter und einem Hals einschließlich eines Elektronenstrahlerzeuger, wobei der Elektronenstrahlerzeuger aufweist eine Kathode zur Emission eines Elektronenstrahles, eine erste Steuergitterelektrode neben der Kathode zur Steuerung der Intensität des Elektronenstrahles, eine zweite Steuergitterelektrode und eine Beschleunigungs- und Fokussierelektrode, die in dieser Reihenfolge im Hals angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Steuergitterelektrode zwei Elektroden (9a, 9t>) und eine zwischen diesen beiden Elektroden (9a» 9b) angeordnete Ablenkelektrodeneinheit (17) aufweist, daß eine der beiden Elektroden (9a, 9b) näher beim Leuchtschirm (2) eine Strahlblende (18) besitzt, und daß die Ablenkelektrodeneinheit ein digitales Eingangssignal (i5h) empfängt, um den Strahl (iOa) zusammen mit der Strahlblende (18) der einen Elektrode (9b) auszublenden.
2. 2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkelektrodeneinheit (17) aus mehreren Elektroden zur Ablenkung des Elektronenstrahles (iOa) besteht.

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