DE2942063A1 - Elektronenstrahlerzeugersystem fuer eine kathodenstrahlroehre - Google Patents
Elektronenstrahlerzeugersystem fuer eine kathodenstrahlroehreInfo
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- H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
- H01J29/46—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
- H01J29/48—Electron guns
- H01J29/488—Schematic arrangements of the electrodes for beam forming; Place and form of the elecrodes
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- Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
HEIMANN GPiBH Unser Zeichen
Wiesbaden VPA 7g ρ 8 0 3 6 BRD
Elektronenstrahlerzeugersystem für eine
Kathodenstrahlröhre
Die Erfindung betrifft ein Slektronenstrahlerzeugersystem für eine Kathodenstrahlröhre mit
a) einer Kathode
b) einer Steuerelektrode und
c) einer Anode mit einer Aperturblende.
Ein solches Elektronenstrahlerzeugersystem ist bekannt
und beispielsweise in "Philips Technische Rundschau", 29. Jahrgang, Nr. 11/12, S. 334 bis 3^4 im Rahmen einer
Farbfernsehkamera beschrieben. Die Steuerelektrode ist dabei ein Wehnelt-Zylinder. Das Elektronenstrahlerzeugersystem
hat einen üblichen Triodenaufbau: Kathode, Wehnelt-Zylinder, Anode. Die von der Kathode emittier
ten Elektronen streuen für jedes Oberflächenelement nach einer Maxwell'sehen Geschwindigkeitsverteilung und
nach einer Lambert'sehen Kosinusverteilung in ihrer
RH 1 Po
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16.10.79
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VPA 79 P 8 0 3 δ BRO
Richtung und v/erden durch die fckussierende Wirkung von Wehnelt-Zylinder und Anode in einem Bündelknoten fokussiert.
Die vor der Anode liegende Aperturblende blendet einen Teil des Elektronenstrahls aus. Die die Aperturblende
passierenden Elektronen werden über ein elektromagnetisches Linsensystem als Punkt auf dem Bildschirm
bzw. auf dem Target, wenn es sich um eine Bildaufnahmeröhre handelt, abgebildet. Durch elektronisch gesteuerte
Ablenkung tastet der Elektronenstrahl den Bildschirm bzw. das Target zeilenweise ab. Beim Zeilenrücklauf,
d.h. während er jeweils vom Ende einer abgetasteten Zeile zum Anfang der nächsten Zeile abgelenkt wird, muß
er abgeschaltet werden. Dies besorgt der Wehnelt-Zylinder
als Steuerelektrode mit Hilfe eines angelegten negativen Potentials.
Die von der Kathode emittierten Elektronen haben eine Geschwindiglceitsverteilung, die nicht nur das Ausbilden
eines Punktes im Bündelknoten und über die dann unvermeidlichen Linsenfehler auf dem Bildschirm bzw. Target
erschwert sondern vor allem bei der Bildaufnahmeröhre eine schlechte Strahlannahiae verursacht. Das bedeutet:
ein Anteil schneller Elektronen im Elektronenstrahl sorgt dafür, daß einerseits ein Targetpunkt im ausgeglichenen
Zustand nicht auf Kathodenpotential liegt, sondern darunter. Andererseits ist dieser Anteil aber
nicht groß genug, um den Targetpunkt nach einer Belichtung schnell wieder auf dieses niedrige Potential zu
bringen, vor allem dann, wenn nur ein kleines Signal auf diesen Punkt gefallen ist. Das Target wird dadurch
träge. Der Anteil an schnellen Elektronen im Elektronenstrahl wird noch dadurch größer, daß im Bündelknoten
durch Impulsübertragung weitere Elektronen beschleunigt werden.
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Die Nachteile des Triodenaufbaus treten noch mehr zutage,
wenn zum Zweck einer guten Bildauflösung der Kathode hohe Stromdichten zugemutet werden müssen. Und
dies umsomehr, als Elektronen mit großen Austrittswinkein
auszublenden sind, wenn man nicht große Linsenfehler in Kauf nehmen will. Die erforderlichen hohen
Anodenspannungen vergrößern darüber hinaus die Linsenfehler.
Um den Anteil an schnellen Elektronen zu verringern ist in "IEE Transactions on Electron Devices", Vol.
ED-18, No. 11, Nov. 1971, S. 1087 bis 1093 vorgeschlagen, die Ausbildung eines Bündelknotens zu vermeiden
und nur einen laminaren Elektronenbahnverlauf vorzusehen. Erreicht wird dies durch einen Triodenaufbau mit
sehr geringen Abständen zwischen den Elektroden. Dies ist notwendig, damit auch bei geringer Anodenspannung
ein genügend großer Anteil an laminar strömenden Elektronen durch die Aperturblende gelangt. Dadurch, daß
kein Bündelknoten vorhanden ist, gibt es keine Wechselwirkung zwischen den Elektronen. Durch den geringeren
Anteil an schnellen Elektronen im Elektronenstrahl ist die Strahlannahme besser. Linsenfehler sind ebenfalls
geringer. Nachteilig ist aber die aufwendige und ungünstige Geometrie und die hohe Strombelastung der Kathode.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektronenstrahlerzeugersystem anzugeben, das eine
hohe Auflösung ermöglicht und den Anteil an schnellen Elektronen gering hält. Der technische Aufwand und die
Belastung der Kathode sollen dabei niedrig sein.
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VPA
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Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einem Elektronen-strahlerzeugersystem
der eingangs genannten Art erfindungsgeniäß
folgende Merkmale vorgeschlagen:
d) gegen die Elektronenstrahlrichtung gesehen vor der
Kathode befindet sich eine Strahlfokussierelektrode;
e) davor befindet sich als Steuerelektrode eine zusätzliche Steuer- und Fokussierelektrode;
f) der Elektronenstrahl wird laminar ohne Ausbildung
eines Bürde !knoten:=; gebündelt,
Mit einem solchen 'iiek~ro.nenstrah_le-rzeuger3ystem läßt
sich ein parallel gebündelter Elektronenstrahl mit
punktf örmigern Querschnitt und mit geringem Anteil an
schnellen Elektronen, aber hoher Stromstärke erzeugen= Die Bildauflösung ist gut, ohne daß die Kathode .sehrbelastet
werden rau3. Dadurch ist eine hohe Lebens lauer
der Kathode gewährleistet. Das Vermeiden eines Bündelknotens ist an sich schon bei der Pierce-Elektronenkanone
(vergl. beispielsweise "Proceedings of the IRE", 1955, S. 307 bis 315) bekannt. Eine Fokussierelektrode
mit bestimmtem Öffnungswinkel sorgt für eine gute Strom verdichtung bei laminarer Strömung. Zuungunsten einer
hohen Auflösung kann eine sehr kleine Aperturblende verwendet werden, ohne daß der größte Stromanteil ausge-
blendet werden muß. Die Linsenfehler können klein gehalten werden, weil die Anodenspannung nur gering zu sein
braucht. Beim erfindungsgemäßen Elektronenstrahlerzeugersystem garantiert die zusätzliche Steuer- und Fokussierelektrode das sonst mit einer Pierce-Elektronenka-
none nicht mögliche Abschalten des Elektronenstrahls während des Zeilenrücklaufs. Die benötigten Bauteile
sind einfache - ausgenommen die Aperturblende - Blechteile ohne Abstands- und Toleranzprobleme.
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VPA
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Nach einer vorteilhatten Ausgestaltung ist die Anode
in ihrem Zentrum als Rohr ausgebildet, das von der zusätzlichen Steuer- und Fokussierelektrode umgeben ist.
Die laminare Strömung ist; dadurch besser ~u erreichen.
Das Rohr wirkt als Saugrohr für die Elektronen,
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung liegt
die Mündung des Rohrs vor der Kathode im Bereich der axialen Ausdehnung der zusätzlichen Steuer- und Fokussierelektrode.
In praktischen Versuchen hat sich diese Dimensionierung als optimal herausgestellt.
Die Zeichnung zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Elektronenstrahlei'zeugersystems.
Mit 1 ist eine thermionische Kathode bezeichnet. Mit
eine Fokussierelektrode mit einen Öffnungswinkel von
etwa 30°. Dabei besteht die Fokussierelektrode 2 aus völlig planem Blech. Der Öffnungswinkel wird nur durch
die Wände ihrer Öffnung gebildet. Davor ist eine zusätzliche Steuer- und Fokussierelektrode 3 aus planem
Blech mit zentraler Öffnung angeox'dnet. Wieder davor
befindet sich eine Anode 4, die in ihrem Zentrum als koaxiales Rohr 5 ausgebildet ist. Das Rohr 5 ragt
mit Abstand in die öffnung der zusätzlichen Steuer- und Fokussierelektrode 3 hinein und endet innerhalb
des axialen Überlappungsbereiches. Vor der Anode 4 befindet sich als dünnes Goldplättchen eine Aperturblende
6, gehalten durch ein Blechteil 7, das mit dem Rand der Anode 4 verbunden ist.
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Die Fokussierelektrode 2 bündelt zusammen mit der zusätzlichen
Steuer- und Fokussierelektrode 3 und mit
der Anode 4 laminar die von der Kathode 1 emittierten Elektronen. Der gebündelte Elektronenstrahl gelangt in das als Saugrohr wirkende Rohr 5 und tritt durch eine feine öffnung der Aperturblende 6 als laminarer Elektronenstrahl mit punktförmigem Querschnitt aus. Dadurch, daß weitgehend alle von der Kathode 1 emittierten Elektronen zur Bildung des Elektronenstrahls beitragen,
der Anode 4 laminar die von der Kathode 1 emittierten Elektronen. Der gebündelte Elektronenstrahl gelangt in das als Saugrohr wirkende Rohr 5 und tritt durch eine feine öffnung der Aperturblende 6 als laminarer Elektronenstrahl mit punktförmigem Querschnitt aus. Dadurch, daß weitgehend alle von der Kathode 1 emittierten Elektronen zur Bildung des Elektronenstrahls beitragen,
ist zur Ausbildung eines starken Elektronenstrahlstroms nur eine geringe Anodenspannung ( <
100 V) nötig. Linsenfehler und Kathodenbelastung sind deshalb gering. Die Bildauflösung ist durch die gute Abbildungsmöglichkeit
eines starken und komprimierten laminaren Elektronen-Strahls hoch. Die Strahlannahme ist gut, weil der Anteil
an schnellen Elektronen gering ist. Durch ein
angelegtes negatives Potential sperre die zusätzliche Steuer- und Fokussierelektrode 3 den Elektronenstrahl während des Zeilenrücklaufs.
angelegtes negatives Potential sperre die zusätzliche Steuer- und Fokussierelektrode 3 den Elektronenstrahl während des Zeilenrücklaufs.
3 Patentansprüche,
1 Figur.
1 Figur.
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e e r s e
ite
Claims (3)
1. Elektronenstrahlerzeugersystem für eine Kathodenstrahlröhre
mit
a) einer Kathode
b) einer Steuerelektrode und
c) einer Anode nit einer Aperturblende,
gekennzeichnet durch folgende Merkmale; d) gegen die Elektronenstrahlrichtung gesehen vor der
Kathode (1) befindet sich eine Strahlfokussierelektrode
(2);
e) davor befindet sich als Steuerelektrode eine zusätzliche Steuer- und Fokussierelektrode (3)»
f) der Elektronenstrahl wird laminar ohne Ausbildung eines Bündelknotens gebündelt.
2. Elektronenstrahlerzeugersystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Anode (4) in ihrem Zentrum als Rohr (5) ausgebildet
ist, das von der zusätzlichen Steuer- und Fokussierelektrode (3) umgeben ist.
3. Elektronenstrahlerzeugersysteni nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung des Rohrs (5) vor der Kathode (1) im Bereich
■ der axialen Ausdehnung der zusätzlichen Steuer- und Fokussierelektrode (3) liegt.
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Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792942063 DE2942063A1 (de) | 1979-10-17 | 1979-10-17 | Elektronenstrahlerzeugersystem fuer eine kathodenstrahlroehre |
EP80106235A EP0027627A1 (de) | 1979-10-17 | 1980-10-14 | Elektronenstrahlerzeugersystem für eine Kathodenstrahlröhre |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19792942063 DE2942063A1 (de) | 1979-10-17 | 1979-10-17 | Elektronenstrahlerzeugersystem fuer eine kathodenstrahlroehre |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE2942063A1 true DE2942063A1 (de) | 1981-05-14 |
Family
ID=6083719
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19792942063 Ceased DE2942063A1 (de) | 1979-10-17 | 1979-10-17 | Elektronenstrahlerzeugersystem fuer eine kathodenstrahlroehre |
Country Status (2)
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NL8401824A (nl) * | 1984-06-08 | 1986-01-02 | Philips Nv | Televisiekamerabuis. |
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GB1119931A (en) * | 1964-07-23 | 1968-07-17 | Rank Organisation Ltd | Improvements in or relating to electric discharge tubes |
NL167801C (nl) * | 1970-09-04 | 1982-01-18 | Philips Nv | Inrichting met een televisiecamerabuis en televisie - camerabuis voor een dergelijke inrichting. |
US3980919A (en) * | 1974-12-20 | 1976-09-14 | Watkins-Johnson Company | Rectangular beam laminar flow electron gun |
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1979
- 1979-10-17 DE DE19792942063 patent/DE2942063A1/de not_active Ceased
-
1980
- 1980-10-14 EP EP80106235A patent/EP0027627A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
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EP0027627A1 (de) | 1981-04-29 |
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