DE2927371A1

DE2927371A1 - Aufnahmeroehre und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE2927371A1
Application number: DE19792927371
Authority: DE
Inventors: Franciscus Cupertinus Mar Haas; Johannes Hendrikus T Roosmalen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1978-07-20
Filing date: 1979-07-06
Publication date: 1980-03-06
Also published as: CA1135772A; GB2027268A; FR2431765A1; NL7807757A; IT7924425A0; FR2431765B1; DE2927371C2; US4309638A; JPS641893B2; GB2027268B; JPS63276848A; ES482580A1; JPH0146979B2; JPS5517994A; BE877769A; US4432738A; IT1122601B; DD144985A5

Description

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Aufnahmeröhre.

Derartige·Aufnahmeröhren haben ein großes Anwendungsgebiet, wie z.B. Fernsehkameras, Infrarotkameras, usw.

Ein derartiges Elektronenstrahlerzeugungssystem ist aus »Funktechnik" Nr. 1, 1978,F & E 2 Bild 2, bekannt, in der eine Kathode gezeigt ist, die mit einem Isoliermaterialpfropfen an der Kathodentraghülse befestigt ist. Die Kathodentraghülse ist an dem ersten Gitter, der Wehneltelektrode, befestigt. Dieses erste Gitter weist eine mittlere runde Öffnung auf, in der die Kathodentraghülse mit einer koaxialen Rippe zentriert ist. Eine derartige Konstruktion ist für eine Anwendung in einer Fernsehkameraröhre mit einem Diodenstrahlsystem viel zu ungenau. Die Kathode wird meistens nicht zentral und gekippt in der Kathodentraghülse montiert, Korrekturen sind nicht mehr möglich.

Eine ähnliche Aufnahmeröhre und insbesondere ein Dioden-Elektronenstrahle rζeugungssystem, nachfolgend kurz Dioden- ' Strahlsystem genannt, ist in der US-PS 3,894,262 beschrieben. In bezug auf die Konstruktion, die Positionierung und die Befestigung der Kathode,,der Kathodentraghülse und der Anode ist aber nichts erwähnt. Derartige Röhren enthalten rieben dem Diodenstrahlsystem eine Fokussierlinse zum Fokussieren des erzeugten Elektronenstrahls auf eine photolieitende Schicht, die auf einer Signalplatte angeordnet i&t. Auf der photoleitenden Schicht entsteht eine Potentialverteilung, wenn auf die Schicht ein optisches Bild projiziert wird.

)urch Abtastung der photoleitenden Schicht mit dem Elektronenstrahl liefert die Signalplatte Signale, die dem optischen Bild entsprechen. Das Erzeugen eines Elektronenstrahls und das Abtasten mit einem Elektronenstrahl ergibt vor allem bei kleinen Aufnahmeröhrentypen viele Probleme. Z.B. hat sich herausgestellt, daß, wenn die mittlere Bahn

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des Elektronenstrahls, der durch die öffnung in der Anodenplatte fällt, einen Winkel von 1° mit der Achse des Strahlsystems einschließt, die Intensität des auf die photoleitende Schicht fallenden Elektronenstrahls, nämlich der Strahlstrom, schon um 25 % herabgesetzt wird. Da es bei der oben beschriebenen, aus "Funktechnik" Nr. 1, 1978,F & E2 Bild bekannten Konstruktion, nahezu unmöglich ist, diese derart zu montieren, daß die Strahlsystemachse und die mittlere Bahn nahezu zusammenfallen, ist diese für eine Anwendung in Äufnahmeröhren nicht besonders gut geeignet, weil das Nichtzusammenfallen durch zusätzliche Korrekturspulen korrigiert werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Konstruktion und ein Verfahren anzugeben, die es ermöglichen, auf einfache Weise die Achse des Elektronenstrahlerzeugungssystems und die mittlere Bahn des Elektronenstrahls zusammenfallen zu lassen, so daß Korrekturmittel nicht erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird bei einer Aufnahmeröhre der eingangs ■ genannten Art nach der Erfindung^dadurch gelöst, daß das Elektronenstrahlerzeugungssystem ein Diodenstrahlsystem ist, dessen Elektrode eine Anode ist, und daß diese Anode und die Kathodentraghülse ii nichtbefestigtem Zustand in radialer Richtung gegeneinander verschiebbar sind, * wobei die emittierende Kathodenoberfläche und der zu der Achse senkrechte Teil der Anode nach wie vor zueinander genau parallel sind.

Bei Elektronenstrahlerzeugungssystemen, die nicht vom Diodentyp sind, ist die radiale Lage der emittierenden Oberfläche in bezug auf die Anode nicht besonders wichtig. Dies ist jedoch bei Diodenstrahlsystemen wohl der Fall. Bei der Konstruktion eines Diodenstrahlsystems nach der Erfindung ist es möglich, die Mitte der emittierenden Oberfläche genau der öffnung in der Anodenplatte gegenüber anzuordnen, wodurch die Achsen des Strahlsystems und des Elektronenstrahls zusammenfallen. Dies hat außerdem zur

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Folge, daß die emittierende Oberfläche der Kathode erheblich kleiner sein kann als bisher üblich war, wodurch die Anodenverlustleistung beträchtlich abnimmt.

Vorzugsweise weist die Kathodentraghülse einen sich nach innen erstreckenden Flansch auf, weil dann mehr Raum für das Montieren der Kathode in der Kathodentraghülse zur Verfügung steht. Die Zentrierung des Diodenstrahlsystems in dem Kolben wird auf einfache Weise erhalten, wenn die Anode einen zu der Achse parallelen Mantelteil aufweist, der die Kathodentraghülse umgibt und an der Innenwand des Röhrenkolbens anliegt.

Der Abstand zwischen Anode und Kathode wird völlig durch die Anodenform bestimmt, wenn die auf der Anodenseite liegende Oberfläche der Kathodentraghülse, die zu der genannten Achse senkrecht ist, und die emittierende Oberfläche in derselben Ebene liegen.

Auf einfache Weise kann dafür gesorgt werden, daß die gegen die Anode befestigte Oberfläche der Kathodentraghülse und die emittierende Oberfläche in derselben Ebene liegen, wenn nach einer weiteren bevorzugten Ausführungs-r form der Erfindung außerdem die Kathode mit Hilfe einer nahezu koaxial in der Kathodentraghülse liegenden Isoliermaterialscheibe in der Kathodentraghülse befestigt ist, wobei die Manteloberfläche dieser Scheibe konvex ist und wobei die Scheibe in der Kathodentraghülse mit drei Sicken in der Kathodentraghülse fixiert ist.

Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung einer derartigen Aufnaluneröhre nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, laß die Kathode und die Kathodentraghülse aneinander· befestigt werden, nachdem die emittierende . Oberfläche und die auf der Anodenseite liegende Oberfläche der Kathodentraghülse in parallelen Ebenen oder in derselben Ebene angeordnet sind, wonach die Kathodentraghülse gegen den zu der

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Achse senkrechten Teil der Anode angeordnet ist, worauf dadurch, daß die Kathoden traghülse in radialer Richtung in bezug auf die Anode verschoben wird, die Mitte der emittierenden Oberfläche der Mitte der mittleren öffnung in der Anode gegenüber angeordnet ist, dann die Kathodentraghülse an der Anode befestigt und anschließend die Anodenplatte in der Anode angeordnet wird, wobei die Mitte der Öffnung in der Anodenplatte der Mitte der emittierenden Oberfläche gegenüber angeordnet und dann die Anodenplatte an der Anode befestigt wird.

Die emittierende Oberfläche und die auf der Anodenseite c^ liegende Oberfläche der Kathodentraghülse können auf einfache Weise dadurch in dieselbe Ebene gebracht werden, daß die Kathode und die genannte Oberfläche der Kathodentraghülse gegen eine durchsichtige, z.B. gläserne Platte gedrückt werden. Durch Anwendung einer durchsichtigen Platte ist es möglich,zu beobachten, ob die emittierende Oberfläche auch tatsächlich völlig in einer Ebene liegt. Außerdem wird bei einer gespritzten Oxidkathode das Material der emittierenden Schicht noch etwas angedrückt, was die Oberflächenstruktur der Schicht in günstigem Sinne beeinflußt. Durch Anwendung einer Glasplatte gelangen beim Andrücken keine die Kathode vergiftenden Stoffe in die Kathode.

Ausführungsbeispiele nach dem Stand der Technik und nach der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt-und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 im Schnitt einen Teil eines Elektronenstrahlerzeugungs-

systems nach dem Stand der Technik, Fig. 2 im Schnitt ein Diodenstrahlsystem nach dem Stand der

Technik,
Fig. 3 im Schnitt eine Ausführungsform eines Diodenstrahl-

systems für eine Aufnahmeröhre nach der Erfindung, Fig. 4 im Schnitt eine zweite Ausführungsform eines Dioden-

strahlsystems für eine Aufnahmeröhre nach der Erfindung,

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Fig. 5, 6 und 7 eine nähere Erläuterung eines Verfahrens

zur Herstellung eines derartigen Diodenstrahlsystems, Fig. 8 im Schnitt eine Aufnahmeröhre nach der Erfindung.

In Fig. 1 ist im Schnitt ein Teil eines Elektronenstrahlerzeugungssystems nach dem Stand der Technik dargestellt. Das Erzeugungssystem besteht aus einer Kathode 1, aus einem Heizelement 2 in einem Kathodenkörper 3, auf dem eine emittierende Schicht 4 angeordnet ist. Diese Kathode 1 ist mit Hilfe eines Isoliermaterialpfropfens 5 und einer Hülse an der Kathodentraghülse 7 befestigt. Diese Kathodentraghülse 7 trägt einen sich radial erstreckenden Flansch 8 mit einer Zentrierrippe 9. Durch diese Zentrierrippe 9 sind die Kathodentraghülse 7 und die Anode in radialer Richtung gegeneinander fixiert. Der Flansch 8 ist an einer Elektrode 10 festgeschweißt, die eine mittlere Öffnung 11 aufweist. Die Öffnung 11 ist mit einer mit einer öffnung versehenen Platte 13 verschlossen. Der Nachteil dieser Konstruktion besteht darin, daß das Montieren der Kathode in der Kathodentraghülse 7 ungenau ist. Dadurch liegt die emittierende Oberfläche 4 oft schief und nicht zentriert in bezug auf die Öffnung 12 in der Platte 13. Außerdem ist die Kathode 1 dann nicht rings um die Achse der Elektrode 10 zentriert. Eine derartige Konstruktion ist nicht für ein Diodenstrahlsystem geeignet» bei dem die Strahlsystemachse und die mittlere Bahn des erzeugten Elektronenstrahls sehr genau zusammenfallen müssen.

In Fig. 2 ist ein Diodenstrahlsystem nach dem Stand der Technik im Schnitt dargestellt. In einer Kathodentraghülse oefindet sich eine Kathode 15 mit einem Heizkörper 16. Die Kathodentraghülse weist eine mittlere öffnung 17 auf. Der Cathode 15 gegenüber ist eine Anode 18 angeordnet, die eine runde mittlere Öffnung 19 aufweist. Diese öffnung 19 ist mit einer eine. Bohrung 21 aufweisenden Anodenplatte 20 verschlossen. Die Schwierigkeit bei derartigen Diodenstrahlsystemen ist die, die Mitte der emittierenden Oberfläche der Mitte der öffnung 21 in der Anodenplatte 20 gegenüber

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genau zentrisch und nicht verkippt anzuordnen, wonach die unterschiedlichen Teile aneinander befestigt werden.

Fig. 3 zeigt im Schnitt eine Ausführungsform eines Dioden-Strahlsystems für eine Aufnahmeröhre nach der Erfindung. Die Kathode 23 ist aus einem Kathodenkörper 24 aufgebaut, in&em ein (hier nicht sichtbarer) Heizkörper angeordnet ist. Der Kathodenkörper 24 trägt eine emittierende Schicht und ist mit Hilfe von Stäben 26 in einer Scheibe 2? aus Isoliermaterial, z.B. Glas oder Keramik, befestigt. Diese Scheibe 27 ist in der KathodentraghUlse 28 befestigt, die an einem Ende einen sich radial nach innen erstreckenden Flansch 29 aufweist. Der Flansch 29 ist an der Anode 30 befestigt . Die Anode 30 weist eine runde mittlere Öf inung 31 auf, die teilweise mit einer eine Ausnehmung 33 aufweisende Platte 32 verschlossen und an der Anode 30 befestigt ist. Der Vorteil einer derartigen Konstruktion ist der, daß die Kathodentraghülse 28 mit der darin montierten Kathode 23, bevor die,se in der Anode 30 festgeschweißt wird, derart radial in bezug auf die Anode 30 verschoben werden kann, daß die Mitte der emittierenden Schicht 25» die Mitte der mittleren öffnung 31 und die Mitte der Ausnehmung 33 in der Platte 32 genau auf einer Achse, und zwar der Strahlsystemachse , zu liegen kommen.

In Fig. 4 ist im Schnitt eine zweite Ausführungsform eines Diodenstrahlsystems für eine Aufnahmeröhre nach der Erfindung dargestellt. Die Kathode 34 besteht in diesem Falle aus einem an einem Ende verschlossenen zylindrischen Kathodenkörper 35, dessen Stirnfläche mit einer emittierenden Schicht 36 bedeckt ist und in dem sich ein Heizkörper 44 befindet. Der Kathodenkörper 35 ist mit Hilfe einiger Metallbänder 37 in einer Metallhülse 38 befestigt. Diese Hülse ist seinerseits in einer Scheibe 39 aus Isoliermaterial befestigt. Diese, Scheibe 39 weist eine konvexe Mantelfläche auf, wodurch aie innerhalb der Kathodentraghülse 41 kippen kann. Die Scheibe 39 wird in der Kathodentraghülse 41 mit

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drei Sicken 42 fixiert. Durch dieses Kippen können der Flansch 45 und die emittierende Schicht 36 sehr einfach und genau in eine Ebene gebracht werden.

Die Kathodentraghülse 41 ist derart gegen die Anode 45 angeordnet, daß die Mitte der emittierenden Schicht 36 und die Mitte der mittleren runden öffnung 46 in der Anode 45 auf der Strahlsystemachse liegenο Die Anode weist eine Anodenplatte 47 mit einer Öffnung 48, die ebenfalls auf der Strahlsystemachse liegt, auf.

Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung eines Diodenstrahlsystems für eine Fernsehkameraröhre nach der Erfindung wird anhand der Fig. 5, 6 und 7 näher erläutert.

In Fig. 5 ist die Anordnung der Kathode 49 in einer Kathodenhülse 50 dargestellt. Die emittierende Schicht 51 und der Flansch 52 der Kathodentraghülse 50 werden gegen eine durchsichtige Platte 53 gedrückt. Dadurch kommen die emittierende Schicht 5Q und der Flansch 52 in einer flachen Ebene zu liegen. Durch die durchsichtige (Glas)Platte läßt sich gut beobachten, ob die emittierende Schicht auch in der Tat an der Platte 53 anliegt. Es ist auch möglich, statt einer flachen Platte 53 eine treppenförmige Einstelllehre zu verwenden, wodurch der Flansch 52 der Kathodentraghülse 50 und die emittierende Schicht 51 in zwei in einem durch die Einstelllehre bestimmten gegenseitigen Abstand liegenden parallelen Ebenen eingestellt werden können.

Dann wird die Scheibe 54 aus Isoliermaterial mit Hilfe der Sicken 42, siehe Fig. 4 und 6, in der Kathodentraghülse -festgeklemmt. Anschließend wird die Kathodentraghülse mit der Kathode 49 in der Anode 55 angeordnet, siehe Fig. Dadurch, daß die Kathodentraghülse 50 und die Anode 55 radial gegeneinander verschoben werden können, können auch die Mitte der emittierenden Schicht 51 und die Mitte der

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mittleren Öffnung 56 in der Anode 55 genau einander gegenüber angeordnet werden. Dann werden die Anode 55 und die Kathodentraghülse 50 durch Punktschweißen aneinander befestigt.

Diese Einstellung kann, wie in Fig. 7 dargestellt ist, sehr genau mit Hilfe eines Mikroskops mit einem Strichgitter ("graticule") aus geraden Linien 58 und einem zentralen Kreuz 57 erfolgen. Ein Strichgitter ist eine Anzahl von Linien oder Drähten, die in der Brennebene eines Mikroskops angebracht sind. Die emittierende Oberfläche 51, die in Fig. 7 schraffiert dargestellt ist, wird durch Verschiebung der Kathodentraghülse 50 in bezug auf die Anode 55 koaxial unter die Öffnung 56 gebracht. Das Kreuz legt nun die Mitte der emittierenden Oberfläche und der mittleren Öffnung 56 fest. Die Mitte der Öffnung der Anode 55 wird anschließend mit diesem Kreuz 57 positioniert, wonach die Anode 55 an der Kathodentraghülse festgeschweißt wird.

Fig. 8 zeigt teilweise im Schnitt eine Aufnahmeröhre nach der Erfindung. Diese Röhre besteht aus einem Kolben aus Glas, der durch das Ansaugen eines Glasrohres auf einem Dorn erhalten ist. Dieser Kolben weist Absätze auf. In einem Ende des Kolbens is1^ ein Diodenstrahlsystem nach Fig. 4 angeordnet. Die Anode 45 ist bis gegen einen Absatz 60 in das Glas des Kolbens 59 geschoben. Auf der Innenwand des Kolbens 59 sind Elektroden 61 angeordnet. Die Röhre weist weiterhin eine Blende 62, eine Gazeelektrode und ein Frontglas 64 mit einer photoleitenden Schicht auf der Innenseite auf. Durch Anwendung eines nach der Erfindung aufgebauten Diodenstrahlsystems ist es möglich,, die Achsen des Strahlsystems, des Kolbens und des erzeugten Elektronenstrahls zusammenfallen zu lassen, wodurch Korrekturspulen fortgelassen werden können.

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Claims

N.V-. Philips' GloexlaapiuicZü'flelteh, *EÄiidh*cven/Holland Patentansprüche:

Aufnahmeröhre, die ein Elektronenstrahierzeugungssystem in einem Ende eines rohrförmigen evakuierten Kolbens aufweist, wobei dieses Elektronenstrahlerzeugungssystem mindestens aus einer nachstehenden auf einer Achse angeordneten Kathode mit einer zu dieser Achse nahezu senkrechten emittierenden Oberfläche und einer Elektrode mit einer mittleren Öffnung in dem zu der Achse senkrechten Teil der Elektrode zusammengestellt is!-, und wobei diese mittlere öffnung teilweise mit einer eine öffnung aufweisenden Platte vorschlossen ist₉ während die Kathode elektrisch isoliert und nahezu konzentrisch in einer metallenen Kathodentraghülse befestigt ist, die einen zu der Achse senkrechten Teil aufweist, der gegen den zu der Achse senkrechten Teil der Elektrode angeordnet und daran befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektronenstrahlerzeugungssystem ein Diodenstrahlsystem ist, dessen Elektrode eine Anode bildet, wobei diese Anode und die Kathodentraghülse in nichtbefestigtem Zustand in radialer Richtung gegeneinander verschoben werden können, und wobei die emittierende Kathodenoberfläche und der zu der Achse senkrechte Teil der Anode nach wie vor zueinander genau parallel sind.
2. Aufnahmeröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodentraghülse einen sich senkrecht zu der Achse nach innen erstreckenden Plansch aufweist.
3. Aufnahmeröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anode einen zu der Röhrenachse parallelen Mantelteil aufweist, der die Kathodentraghülse umgibt und an der Innenwand des Röhrenkolbens anliegt.
4. Aufnahmeröhre nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Anodenseite liegende Oberfläche der Traghülse , die zu der genannten Achse senkrecht ist, und die emittierenden Oberfläche in derselben Ebene angeordnet sind.

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