DE2516464B2 - Kathodenstrahlröhre - Google Patents

Description

zeugungssystems in einer Kathodenstrahlröhre,

F i g. 2 das Strahlerzeugungssystem nach F i g. 1 in axialem Schnitt und

F i g. 3 eine andere Ausführungsform des Strahlerzeugungssystems nach F i g. 1 in perspektivischer Ansicht

In den Fig. 1 und 2 ist nur der Halsteil einer Kathodenstrahlröhre dargestellt. Der gläserne Hals 1 weist einen Innendurchmesser von 24 mm auf und ist an einem Ende mit einer gläsernen Verschlußplatte 2 verschlossen, die mit einer Anzahl eingeschmolzener Durchführsingsstifte 3 versehen ist Aul diesen Durchführungsstiften ist ein Elektronenstrahierzeugungssystem montiert, das, längs einer Achse zentriert eine Kathode 4, eine Steuerelektrode 5, eine Anode 6 und eine Fokussierelektrode 7 enthält Die Kathode besteht aus einem Hohlzylinder, der an einem Ende mit einer Kappe 8 verschlossen ist die mit einem elektronenemittierenden Material 9 überzogen ist Weiter ist die Kathode mittels dreier metallener Stützstreifen 10 an einer ersten metallenen Traghülse 11 befestigt Eine zweite metallene Traghülse 12 ist an der ersten Traghülse mittels eines keramischen Ringes 13 befestigt in den zwei Stützpole 19 für den innerhalb der Kathode 4 liegenden Glühdraht 14 eingeschmolzen sind Die beiden Enden des Glühdrahtes sind mit einem Befestigungsbügel 15 verbunden, dessen Querverbindung nach dem Montieren des Glühdrahtes unterbrochen ist Über einen Stromzuführungsleiter 17, der mit der Traghülse 11 verbunden ist kann die Kathode auf das gewünschte Potential in bezug auf die Steuerelek- in trode 5 gebracht werden. Diese Steuerelektrode, dte mit einer mittleren öffnung 20 versehen ist paßt mit geringem Spiel über die Traghülse 12 und wird mit dieser Hülse verschweißt nachdem ein Abstand von etwa 65μΐπ zwischen der Kathode und dieser Steuerelektrode eingestellt worden ist Die Anode 6, die mit einer mittleren Öffnung 21 versehen ist ist in einem axialen Abstand von etwa 200 μιη von der Steuerelektrode 5 mittels eines zweiten keramischen Ringes 18 fixiert Der axiale Abstand zwischen der Anode 6 und der Fokussierelektrode 7 beträgt etwa 7,2 mm und ist durch vier Metallstifte 72 bestimmt die einerseits in den keramischen Ring 18 eingeschmolzen und andererseits mit der Fokussierelektrode 7 verlötet sind, und zwar unter einem zu einem Kragen 23 umgefalzten Rand dieser Elektrode. Von den vier Stiften, die durch eine gleiche Anzahl von öffnungen 24 in der Anode 6 geführt sind, ist ein Stift mit einem Durchführungsstift 3 verbunden, um an die Fokussierelektrode das gewünschte Potential anlegen zu können. Die Stifte weisen eine Dicke von 0,65 mm auf und bestehen aus einem Material, dessen linearer Ausdehnungskoeffizient dem des keramischen Ringes 18 angepaßt ist Die Fokussierelektrode 7, die einen Innendurchmesser von 8 mm und eine Länge von 3 mm aufweist besteht aus 5^r> einem nichtmagnetischen Material, wie rostfreiem Stahl oder einer Kupfer-Nickel-Legierung. Die Fokussierelektrode bildet auf der von dem Elektronenstrahlerzeugungssystem abgekehrten Seite in Vereinigung mit einem auf der Innenseite des Halses 1 angebrachten <·< > leitenden Überzug 25 eine beschleunigende Linse. Dieser leitende Überzug, der z. B. aus Graphit besteht, erstreckt sich einerseits im Hals bis jenseits der Anode 6 und schließt sich andererseits dem für diese Röhren üblichen leitenden Überzug zwischen der in der fc> Zeichnung nicht dargestellten Auftreffplatte und dem Elektronenstrahlerzeugungssystem an. Der leitende Überzug kann sowohl aus einer niederohmigen Schicht als auch aus einer hochohmigen Schicht bestehen, wobei unter »hochohmig« eine Schicht mit einem Widerstand von mehr als 500 Ohm pro Quadrat zu verstehen ist Derartige hochohmige Schichten werden z.B. zum Schutz der Bestandteile der Schaltung verwendet in der die Kathodenstrahlröhre aufgenommen ist für den Fall, daß in der Röhre ein etwaiger elektrischer Durchschlag auftritt Die vier Stützglieder 22 bilden in Vereinigung mit dem leitenden Überzug 25 eine elektrostatische Achtpollinse. Die vier positiven Pole liegen zwischen den Stützgliedern an regelmäßig über den Umfang des Halses verteilten Stellen, während die vier Pole mit einem verhältnismäßig niedrigeren Potential durch die Stützglieder selber gebildet werden. Die Fokussierwirkung dieser Achtpollinse ist derart daß der Elektronenstrahl einen rechteckigen Querschnitt erhält Gegebenenfalls kann eine Vorkorrektur des Elektronenstrahls dadurch erzielt werden, daß die Steuerelektrode 5 und die Anode 6 mit einer rechteckigen mittleren öffnung statt mit der üblichen kreisförmigen öffnung versehen werden. Die Orientation des auf diese Weise erhaltenen rechteckigen Auftreffflecks auf der Auftreffplatte ist derart daß zwei einander gegenüberliegende Seiten parallel zu der Richtung verlaufen, in der die Linien nacheinander auf die Auftreffplatte durch Ablenkung des Elektronenstrahls in zwei zueinander senkrechten Richtungen geschrieben werden. Diese Ablenkung wird mittels eines in der Zeichnung schematisch gezeigten Systems 26 koaxial um die Röhrenachse angeordneter Ablenkspulen erzielt.

Das oben beschriebene Elektronenstrahlerzeugungssystern kann mit den nachstehenden Spannungen betrieben werden:

Kathode	zwischen 0 und 60 V
Steuerelektrode	OV
Anode	130 V
Fokussierelektrode	0-130 V
leitender Überzug	18-2OkV.

Die veränderliche Spannung an der Kathode dient zur Steuerung des Elektronenstrahls.

Die Spannung, bei der die Fokussierelektrode betrieben werden soil, ist im wesentlichen von dem Abstand dieser Elektrode von der Anode abhängig, während auch die Länge der Elektrode eine wichtige Rolle spielt. So wurde gefunden, daß bei einer Vergrößerung des Abstandes zwischen der Anode und der Fokussierelektrode von 7,2 mm auf 10,5 mm die Spannung an der Fokussierelektrode auf 1000 V erhöht werden mußte, um ein mit dem ersten Falle vergleichbares Ergebnis zu erzielen. Nachdem die Länge der Fokussierelektrode auf 2,5 mm herabgesetzt wurde, waren die vorgenannten niedrigeren Spannungen an der Fokussierelektrode wieder ausreichend.

Obgleich im Ausführungsbeispiel von einem einzigen leitenden Überzug die Rede ist ist es auch möglich, diesen Überzug auf der Höhe der Fokussierelektrode an einer mit 27 bezeichneten Stelle zu unterbrechen. Auf diese Weise werden zwei leitende Schichten 28 und 29 erhalten, die verschiedene Potentiale führen können. So kann die Schicht 28 nach wie vor mit dem in der Zeichnung nicht dargestellten Hochspannungskontakt verbunden sein, während die Schicht 29 ihre Spannung über eine Kontaktfeder empfängt die z. B. elektrisch mit einem Durchführungsstift 3 verbunden ist. Dabei kann man erwünschtenfalls über mehr Freiheitsgrade des Systems verfügen.

Das in Fig.3 dargestellte Elektronenstrahlerzeu-

gungssystem unterscheidet sich in bezug auf den Triodenteil 30 nicht von dem System nach F i g. 1. Auch hier erstreckt sich der leitende Überzug 32 in dem Hals 31 der Röhre bis jenseits der Anode. Die Fokussierelektrode besteht in diesem Falle aber nicht aus einer zylindrischen Buchse, sondern wird durch einen schraubenlinienförmig mit einer Ganghöhe von 1 mm um die Stützglieder 33 gewickelten Draht 34 mit einem Durchmesser von 130 μηι gebildet. Das auf diese Weise

gebildete Gitter weist eine Länge von 10 mm auf unc wird bei einem Abstand von der Anode von 2 mm be einer Spannung von 0 V betrieben.

Viele Abändeningen in der Ganghöhe und in derr Durchmesser des Drahtes sind auch hier wiedei möglich. Was die grundsätzliche Wirkung anbelangt unterscheidet sich diese Ausführungsform nicht odei nahezu nicht von der an Hand der F i g. 1 und Ί beschriebenen Ausführungsform.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1 Patentansprüche:

1. Kathodenstrahlröhre mit einem Strahlerzeugungssystem zum Fokussieren des Elektronenstrahls zu einem Auftrefffleck auf einer sich in der Röhre nahezu senkrecht zu ihrer Längsachse erstreckenden Auftreffplatte mit einer Kathode, einem Steuergitter und einer Fokussierelektrode, die auf der der Auftreffplatte zugekehrten Seite in Verbindung mit einem auf der Innenseite des Kolbens der Röhre angebrachten elektrisch leitenden Oberzug eine elektrostatische linse bildet, wobei diese Fokussierelektrode durch eine Anzahl im wesentlichen axial verlaufender, elektrisch leitender Stützglieder abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Strahlrichtung hinter dem Steuergitter eine Anode angeordnet ist und daß die Stützglieder (22) von dem leitenden Überzug (25) bmgeben sind und zusammen mit ihm eine elektrostatische Mehrpollinse bilden, deren Feld in einer Fläche senkrecht zur Röhrenachse ein Mehrpolfeld ist

2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützglieder der Fokussierelektrode (7) aus vier in gleichen Abständen voneinander angeordneten, im wesentlichen axial verlaufenden Metallstiften (22) bestehen, die mit dem leitenden Überzug (25) einen elektrostatischen Achtpol bilden.

3. Kathodenstrahlröhre nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode und die Steuerelektrode durch ein elektrisch isolierendes Material mechanisch miteinander verbunden sind, und die StützgHeder (22) der Fokussierelektrode (7) im genannten Isoliermaterial (18) befestigt sind.

4. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der Auftreffplatte erzeugte Auftrefffleck eine nahezu rechteckige Form aufweist

5. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1,2,3 oder 4, in der die Mittel zum Erzeugen eines Elektronenstrahls einen Triodenteil enthalten, der mit einer Kathode, einer Steuerelektrode und einer Anode versehen ist, die längs einer gemeinsamen Achse zentriert angeordnet sind, wobei wenigstens die Anode und die Steuerelektrode mechanisch miteinander durch ein elektrisch isolierendes Material verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützglieder der Fokussierelektrode im genannten Isoliermaterial befestigt sind.

6. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß die Anode mit einer Anzahl von Öffnungen versehen ist, durch die die Stützglieder der Fokussierelektrode geführt sind.

7. Kathodenstrahlröhre nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines der genannten Stützglieder zugleich als Zuführungsleiter des elektrischen Potentials für die Fokussierelektrode dient.

8. Kathodenstrahlröhre nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussierelektrode mit einem Kragen versehen ist, unter dem die an dieser Elektrode befestigten Enden der Stützglieder festgeschweißt oder -gelötet sind.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kathodenstrahlröhre entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine Kathodenstrahlröhre, in der ein Elektronenstrahl mittels eines elektrostatischen Linsensystems auf s dem Bildschirm fokussiert wird, ist z.B. aus der US-Patentschrift 21 85 378 bekannt Darin ist angegeben, daß die Linsenwirkung mittels einer zylindrischen Elektrode in Vereinigung mit einem leitenden Überzug auf der Umhüllung der Röhre erhalten werden kann.
ίο Es> ist ferner eine Kathodenstrahlröhre bekannt bei der eine elektrostatische Mehrpollinse, deren Feld in einer Fläche senkrecht zur Röhrenachse ein Mehrpolfeld ist zur Strahlfokussierung verwendet wird, VgL die US-Patentschrift 25 09 254.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Röhre nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so auszubilden, daß sie hinsichtlich der Strahlfokussierung wesentlich verbessert wird, ohne daß die Baulänge oder der Radius des Strahlerzeugungssystems wesentlich vergrößert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Die Stützglieder dienen also nicht nur zum Abstützen und Befestigen der Fokussierelektrode, sondern erfüllen auch eine elektronenoptische Funktion.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Mit einem Achtpol gemäß der Weiterbildung nach Anspruch 2 kann bei passender Wahl der Potentiale statt eines kreisförmigen Auftreffflecks ein nahezu rechteckiger Auftrefffleck auf der Auftreffplatte gebildet werden.

Der leitende Überzug der obengenannten Art schließt sich dem leitenden Überzug an, der sich in den bekannten Kathodenstrahlröhren üblicherweise zwischen dem Strahlerzeugungssystem und der Auftreffplatte erstreckt und mit dem Hochspannungskontakt verbunden ist

Die Elektroden, die eine in bezug auf die Hochspannung verhältnismäßig niedrige Spannung führen, sind, außer der Fokussierelektrode selber, die Kathode, die Steuerelektrode und die Anode. Die drei letztgenannten Elektroden bilden zusammen den Triodenteil des Strahlerzeugungssystems, wie er in nahezu jedem Strahlerzeugungssystem Anwendung findet Vorzugsweise ist dieser Triodenteil so aufgebaut daß die Steuerelektrode von einer Anode umgeben und an dieser Anode mechanisch mittels eines sich zwischen den Zylinderflächen dieser Elektroden befindenden Ringes aus Isoliermaterial befestigt ist. Bei diesem Aufbau sind die Stützglieder der Fokussierelektrode entsprechend den Weiterbildungen nach den Ansprüchen 5 und 6 befestigt. Die Stützglieder bestimmen den Abstand zwischen der Anode und der ihr zugekehrten Begrenzung der Fokussierelektrode. Bei einem geringen Abstand zwischen der Anode und der Fokussierelektrode wird die Potentialverteilung entlang der Längsachse des Elektrodensystems annähernd gleich •Ό der einer beschleunigenden Linse sein, während bei einer Vergrößerung dieses Abstandes die Linse eher den Charakter einer Einzellinse aufweisen wird. Auf diese Weise können verschiedene Übergangsformen von einer beschleunigenden Linse zu einer Einzellinse erhalten werden.

Die Erfindung wird nachstehend beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Strahler-