DE3417577A1 - Bildaufnahmeroehre - Google Patents

Description

Beschreibung Bildaufnahmeröhre

Die vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf eine Bildaufnahmeröhre und insbesondere auf eine Bildaufnahmeröhre, die leicht hergestellt werden kann und deren Charakteristik, wie die Aberration oder dergl., verbessert werden kann.

In Fig. 1 und 2 sind Beispiele einer bekannten Bildaufnahmeröhre veranschaulicht. In Fig. 1 und 2 ist mit dem Bezugszeichen 1 eine Elektronenkanone bezeichnet, und mit 2 ist ein Glaskolben bezeichnet. Gemäß Fig. 1 bezeichnen die Bezugszeichen G3, Gk und G5 Gitterelektroden, von denen Leitungen 3, 4 bzw. 5 herausgeführt sind, um bestimmte Spannungen an die betreffenden Gitterelektroden G3, Gk bzw. G5 anzulegen, In Fig. 2 sind mit den Bezugszeichen G3 und Gk Gitterelektroden bezeichnet, von denen Leitungen 6 bzw. 7 herausgeführt sind, um bestimmte Spannungen an diese Elektroden anzulegen. Bei der in Fig. 2 dargestellten Bildaufnahmeröhre ist die Elektrode Gk beispielsweise dadurch gebildet, daß Metall auf die Innenfläche des Glaskolbens 2 niedergeschlagen wird bzw. ist.

Da die Bildaufnahmeröhren mit der in Fig. 1 und 2 gezeigten Konfiguration jeweils zylindrische Elektroden verwenden, erfordern derartige bekannte Bildaufnähmeröhren eine (nicht dargestellte) mechanische Konstruktion, um die zylindrischen Elektroden zu tragen, und

die Leitungen müssen mit den zugehörigen Elektroden verbunden (verschweißt) sein. Damit ist die Herstellung der Bildaufnahmeröhre schwierig. Bei derartigen bekannten Bildaufnahmeröhren sind elektrostatische Linsen zwischen den Elektroden gebildet. Da die Bildaufnahmeröhren mit der in Fig. 1 und 2 gezeigten Konfiguration die zylindrischen Elektroden verwenden, die von der Innenfläche des Röhrenkolbens 2 entfernt sind, ist in diesem Falle die Apertur der so gebildeten elektrostatischen Linse kleiner als der Innendurchmesser des Glaskolbens 2, so daß die Verzerrung schwerwiegend wird. Damit sind die Charakteristiken, wie die Aberration oder dergl., verschlechtert.

Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Bildaufnahmeröhre zu schaffen.

Ferner soll eine Bildaufnahmeröhre geschaffen werden, die leicht hergestellt werden kann. 20

Darüber hinaus soll eine Bildaufnahmeröhre geschaffen werden, die die Verzerrung vermindern kann.

Überdies soll eine Bildaufnahmeröhre geschaffen werden, welche die Charakteristiken, wie die Aberration oder dergl., verbessern kann.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe durch die in den Patentansprüchen erfaßte Erfindung.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Bildaufnahmeröhre geschaffen, die dadurch gekennzeichnet ist,
a) daß ein Röhrenkolben vorgesehen ist,

b) daß an einem Ende des betreffenden Röhrenkolbens eine Elektronenstrahlquelle angeordnet ist,

c) daß an einem anderen, der genannten Elektronenstrahlquelle gegenüberliegenden Ende des Röhrenkolbens ein Target angeordnet ist

d) und daß zwischen der Elektrionenstrahlquelle und dem betreffenden Target zumindest eine elektrostatische Linsenanordnung angeordnet ist, die eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode umfaßt, welche mit der ersten Elektrode auf der Innenfläche des betreffenden Röhrenkolbens niedergeschlagen ist, wobei eine Zuführungeelektrode mit der zweiten Elektrode verbunden und auf der Innenfläche des betreffenden Röhrenkolbens quer über die erste Elektrode,jedoch von dieser isoliert, niedergeschlagen ist.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 und 2 zeigen in.Schnittansichten Teile von Ausführungsbeispielen der bekannten Bildaufnahmeröhre. 20

Fig. 3 veranschaulicht in einem Diagramm eine Ausführungsform der Bildaufnahmeröhre gemäß der vorliegenden Erfindung, deren Hauptteil teilweise weggeschnitten ist.

Fig. h zeigt in einer Draufsicht einea Hauptteil der in Fig. 3 dargestellten Bildaufnahmeröhre.

Fig. 5 zeigt ein schematisches Diagramm, welches zur Erläuterung der Arbeitsweise der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform von Nutzen ist.

Fig. 6 und 7 veranschaulichen in Diagrammen einen Hauptteil von anderen Ausführungsformen der Bildaufnahmeröhre gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 8 und 9 zeigen in gedehntem Maßstab Draufsichten

-οχ von Hauptteilen der in Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsformen gemäß der Erfindung, wobei diese Draufsichten zur Erläuterung der betreffenden Ausführungsformen von Nutzen sind.

Nunmehr werden die bevorzugten Ausführungeformen der Erfindung im einzelnen erläutert.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 bis 5 eine Ausführungsform der Bildaufnahmeröhre gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese Ausführungsform betrifft eine Bildaufnahmeröhre vom elektrostatischen Fokussierungs-/elektrostatischen Ablenktyp (vom sogenannten S«S-Typ).

Fig. 3 zeigt in einem Diagramm die erste Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei der Hauptteil dieser Ausführungsform teilweise weggeschnitten ist. In Fig. 3 ist mit dem Bezugszeichen 10 ein Glaskolben bzw. Röhrenkol- »en bezeichnet, mit 11 ist eine am einen Ende des betreffenden Röhrenkolbens vorgesehene Planscheibe bezeichnet, und mit 12 ist ein transparenter leitender Film (Nesa) bezeichnet, der auf der Innenfläche der betreffenden Planfläche bzw. Stirnplatte 11 gebildet ist. Mit 13 ist ein Fotoleiter oder ein Target bezeichnet, mit welchem der transparente leitende Film Ik überzogen ist. Mit 14 ist ein aus Indium bestehendes, bei niedriger Temperatur dichtendes Dichtungsmaterial bezeichnet, welches die Frontscheibe bzw. Planplatte 11 zum offenen Ende des Röhrenkolbens 10 hin abdichtet. Mit 15 ist ein Metallring bezeichnet, der die Außenfläche des Dichtungsmaterials 14 berührt. Mit 16 ist eine Metallelektrode bezeichnet, welche durch die Frontplatte 11 mit dem transparenten leitenden Film 12 verbunden ist, um von diesem ein Signal zu gewinnen. Mit Go ist eine Gitterelektrode bezeichnet, die gegenüber

dem Fotoleiter 13 angeordnet ist und die durch das Indiura-Dichtungsmaterial Ik mit dem Metallring 15 verbunden ist. Durch diesen Metallring 15 wird eine bestimmte Spannung von beispielsweise 95OV an die Gitterelektrode

B G6 angelegt.

In Fig.3 ist mit den Bezugszeichen K, G1 und G2 eine Kathode, eine erste Gitterelektrode bzw. eine zweite Gitterelektrode bezeichnet. Diese Elemente bilden eine Elektronenkanone 1. Mit dem Bezugszeichen BG ist ein VuIstglas bezeichnet, durch welches die Kathode K sowie die erste Gitterelektrode G1 und die zweite Gitterelektrode G2 zusammen befestigt sind.

In Fig. 3 sind ferner mit den Bezugszeichen G3, Gk und G5 dritte, vierte bzw. fünfte Gitterelektroden bezeichnet. Jede der Elektroden G3, Gi+ und G5 ist so gebildet, daß ein Metall, wie Chrom, Aluminium oder dergl., auf der Innenfläche des Glasröhrenkolbens 10 niedergeschlagen oder darauf aufgebracht ist und daß das betreffende Metall in einem bestimmten Muster unter Verwendung beispielsweise eines Lasers von der betreffenden Innenfläche entfernt oder weggeschnitten ist. Die Elektroden G3, <**^v Gk und G5 werden als Fokussierungeelektroden verwendet, und die Elektrode G4 wird ferner als Ablenkelektrode benutzt .

Die Elektrode G5 ist mit einem Keramikring 18 verbunden, der an einem mittleren Bereich beispielsweise des Glaskolbens 10 unter Verwendung einer ersten Dichtung 17 befestigt ist und dessen Oberfläche mit Metall überzogen ist. Durch diesen Keramikring 18 wird eine bestimmte Spannung von beispielsweise 500 V an die Elektrode G5 angelegt.

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Die Elektroden G3 und G4 sind in der Weise ausgebildet,

-β-ι wie dies eine gedehnte Draufsicht gemäß Fig. 4 veranschaulicht. Dies bedeutet, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, daß die Elektrode G4 so ausgebildet ist, daß sie ein Muster aufweist, in welchem vier zickzackförmige Elektroden H+, H-, V+ und V- abwechselnd angeordnet sind. Von den Elektroden H+, H-, V+ und V- führen Leitungen 19H+, 19H-, 19V+ bzw. 19V- nach außen; diese Leitungen sind in entsprechender Weise auf der Innenfläche des Glasröhrenkolbens 10 gebildet, und zwar zur gleichen Zeit, zu der diese Elektroden H+, V-, V+ und V-auf der betreffenden Innenfläche gebildet werden. Wie in Fig. 4 gezeigt, sind alle diese Leitungen bzw. Zuleitungen 19H+, 19H-, 19V+ und 19V- quer durch die Elektrode G3, jedoch von dieser isoliert gebildet.

In Fig. 3 ist mit dem Bezugszeichen 20 eine Kontaktfeder bezeichnet, deren eines Ende mit einem Schaft- bzw. Stegstift 21 verbunden ist .und deren anderes Ende in Kontakt mit einer der Leitungen 19H+, 19H-, I9V+ und 19V- steht.

Obwohl lediglich ein Paar der Kontaktfeder 20 und des Schaftstiftes 21 in Fig. 3 dargestellt ist, sei angemerkt, daß das Paar der Kontaktfeder 20 und des Schaftstiftes 21 für jede der Zuleitungen I9H+, 19H-, I9V+ und 19V- vorgesehen ist. Durch die Schaftstifte 21, die Kontaktfedern 20 und die Leitungen I9H+ und I9H-wird eine bestimmte Spannung, beispielsweise eine Horizontal- Ablenkspannung, die sich symmetrisch um 13V im Bereich von +5OV bis -5OV in Bezug auf die bestimmte Spannung ändert, an die Elektroden H+ und H- angelegt, welche die Elektrode G4 bilden. Darüber hinaus wird eine bestimmte Spannung, beispielsweise eine Vertikal-Ablenkspannung, die sich symmetrisch um 13V in einem Bereich von +5OV bis -5OV relativ zu der bestimmten Spannung ändert, an die Elektroden V+ und V- über die entsprechenden Schaftstifte 21, die Kontaktfedern 20 und die Leitungen 19V+ und 19V- angelegt.

Mit dem Bezugszeichen 22 ist eine Kontaktfeder bezeichnet, deren eines Ende mit einem Schaftstift (in Fig. 3 nicht dargestellt) verbunden ist und deren anderes Ende in Kontakt mit der Elektrode G3 steht. D_urch den betreffenden Schaftstift und durch die Kontaktfeder 22 wird eine bestimmte Spannung von beispielsweise 5OOV an die Elektrode G3 angelegt.

Xn Fig. 5 sind durch gestrichelte Linien elektrostati-XO sehe Linsen angedeutet, die unter bzw. zwischen den Elektroden 63 bis G6 gebildet sind. Ein Elektronenstrahl Bm wird durch die so gebildeten elektrostatischen Linsen fokussiert. Die Korrektur eines sogenannten Landungs- bzw. Auftreffehlers des Elektronenstrahls Bm auf dem Target 13 wird mittels der zwischen den Elektroden G5 und G6 gebildeten elektrostatischen Linse vorgenommen. Gemäß Fig. 5 enthalten die elektrostatischen Linsen nicht das elektrische Ablenkfeld E, welches durch die Elektrode Gk erzeugt wird.

Bei dieser Ausführungsform wird die Ablenkung des Elektronenstrahls Bm durch das elektrische Ablenkfeld E vorgenommen, welches durch die Elektrode Gk erzeugt wird.

Wie oben im Zusammenhang mit dieser Ausführungsform beschrieben wurde, ist mit Rücksicht darauf, daß die Elektroden G3, Gk und G5 auf der Innenfläche des Glasröhrenkolbens bzw. Glaskolbens 10 gebildet sind, die mechanische Anordnung zum Tragen dieser Elektroden nicht erforderlich. Da die Leitungen 19H+, 19H-, 19V+ und I9V-in entsprechender Weise auf der Innenfläche des Glaskolbens 10 zur gleichen Zeit gebildet sind, zu dem die Elektroden G3, Gk und G5 auf der betreffenden Innenfläche gebildet werden, wird überdies ein Vorgang zur Verbindung der betreffenden Leitungen mit den Elektroden unnötig, womit der Herstellvorgang einfach wird.

-ιοί Da die Elektroden auf der Innenfläche des Glasröhrenkolbens 10 gebildet sind, sind überdies die Aperturen der durch diese Elektroden gebildeten elektrostatischen Linsen veitgehend gleich dem Innendurchmesser des Glasröhrenkolbens 10 (siehe Fig. 5)» ^so daß die Verzerrung des Elektronenstrahls reduziert ist. Außerdem ist die Charakteristik, wie die Aberration oder dergl. verbessert im Vergleich zu jener der bisher bekannten Bildaufnahmeröhre .

In Fig. 6 und 7 sind weitere Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, Xn Fig. 6 und 7 sind den in Fig. 3 dargestellten Einzelteilen entsprechende Einzelteile mit denselben Bezugszeichen bezeichnet; sie werden nicht im einzelnen weiter beschrieben werden.

Die Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Bildaufnahmeröhre vom elektromagnetischen Fokussierungs-Zelektromagnetischen Ablenktyp (vom sogenannten M»M-Typ). Diese Bildaufnahmeröhre enthält nicht die Elektroden Gk und G5, weshalb sie sich von der Ausführungsform gemäß Fig. 3 unterscheidet. Mit dem Bezugszeichen 23 ist ein Kontaktglied einer Gitterelektrode G6 bezeichnet, und mit G3 ist ein drittes Gitter bezeichnet, welches zur Fokussierung dient und welches neben der Gitterelektrode Go angeordnet ist, um dazwischen eine Kollimationslinse festzulegen. Eine Fokussierungsspule, eine Ablenkspule ubv. sind der Einfachheit halber in Fig. 6 nicht dargestellt. Das Kontaktglied 23 und die Elektrode G3 sind in einer solchen Art und Weise gebildet, daß Metall, wie Chrom, Aluminium oder dergl., auf der Innenfläche des Glasröhrenkolbens 10 niedergeschlagen oder darauf abgelagert ist und daß sodann dieses Metall in einem bestimmten Muster teilweise entfernt oder weggeschnitten ist, und zwar unter Verwendung beispielsweise

eines Lasers. In diesem Falle führt, wie dies eine gedehnte Draufsicht gemäß Fig. 8 veranschaulicht, die den Hauptteil der betreffenden Ausführungsform veranschaulicht, eine Leitung 24 von dem Kontaktglied 23 weg. Diese Leitung wird auf der Innenfläche des Glasröhrenkolbens 10 zur gleichen Zeit gebildet, zu dem auf dieser Fläche das Kontaktglied 23 und die Elektrode G3 gebildet werden. Die Leitung 24 ist quer über die Elektrode G3 gebildet, Jedoch von dieser isoliert.

Bei der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform wird die Kontaktfeder oder dergl. dazu benutzt, eine bestimmte Spannung an die Elektrode G3 anzulegen, und außerdem wlxd die Kontaktfeder oder dergl. dazu benutzt, eine bestimmte Spannung an die Gitterelektrode Go über die Leitung 24 und das Kontaktglied 23 anzulegen.

In Fig. 7 ist ein Ausführungsbeispiel der Bildaufnahmeröhre vom elektrostatischen Fokussierungs-Zelektromagnetischen Abxenktyp (vom sogenannten S»M-Typ) gezeigt. In Fig. 7 ist mit dem Bezugszeichen 25 ein Kontaktglied einer Gitterelektrode G6 bezeichnet, und mit 4en Bezugszeichen G3, Gh und G5 sind dritte, vierte bzw. fünfte Gitterelektroden bezeichnet. Eine Ablenkspule ist der Einfachheit halber in Fig. 7 nicht dargestellt. Das Kontaktglied 25 und die Elektroden G3, G4 und G5 sind in einer solchen Art und Weise ausgebildet, daß Metall, wie Chrom, Aluminium oder dergl., auf der Innenfläche des Glasröhrenkolbens 10 niedergeschlagen oder darauf aufgebracht und dann teilweise in einem bestimmten Muster entfernt oder weggeschnitten ist, indem beispielsweise ein Laser verwendet wird. In diesem Falle führen, wie dies durch eine gedehnte Draufsicht in Fig. 9 veranschaulicht ist, die Leitungen 26, 21 und 28 von dem Kontaktglied 25 weg nach außen, und die Elektroden G5 und G4 werden auf der Innenfläche des Glasröhrenkolbens

10 zur gleichen Zeit gebildet, zu dem das Kontaktglied 25 und die Elektroden G3, Gk und G5 auf der betreffenden Innenfläche gebildet werden. Die Leitung 26 ist quer über die Elektroden G5, Gk und GJ gebildet, jedoch von diesen isoliert. Ferner ist die Leitung 27 quer über die Elektroden Gk und G3 gebildet, jedoch von diesen isoliert. Darüber hinaus ist die Leitung 28 quer über die Elektrode G3 gebildet, jedoch von dieser isoliert. Die entsprechenden Leitungen 26 bis 28 sind selbstverständlich voneinander isoliert»

Bei der in Fig. 7 dargestellten bevorzugten Ausführungsform werden die Kontaktfeder usw. dazu benutzt, eine bestimmte Spannung an die Elektrode G3 anzulegen. Die Kontaktfeder usw. werden ferner dazu herangezogen, eine bestimmte Spannung an die Elektroden Gk und G5 über die Leitungen 28 bzw. 2f anzulegen. Ferner werden die Kontaktfeder usw. dazu benutzt, eine bestimmte Spannung an die Gitterelektrode G6 über die Leitung 26 und das Kontaktglied 25 anzulegen.

Da die Elektroden G3, Gk und G5 sowie die Kontaktglieder 23 und 25 auf der Innenfläche des Glasröhrenkolbens 10 gebildet sind und da die Leitungen 24, 26, 27 und 28 in entsprechender ¥eise auf der Innenfläche des Glasröhrenkolbens 10 zur gleichen Zeit gebildet sind, zu dem die Elektroden G3, Gk und G5 und die Kontaktglieder 23 und 25 auf der betreffenden Innenfläche gebildet werden, werden auch bei den in Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsformen die^_selbe Wirkung und Auswirkung erzielt wie sie bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform erzielt werden können.

Während die angegebenen Spannungen, die an die Elektroden G3, Gk, G5 bzw. G6 bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform angelegt werden, lediglich Beispiele

sind, dürfte es sich erübrigen, darauf hinzuweisen, daß derartigen Spannungen auf die oben angegebenen beispielsweisen Werte nicht beschränkt sind.

Wie aus den obigen Ausführungsbeispielen gemäß der vorliegenden Erfindung klar sein dürfte, ist mit Rücksicht darauf, daß die Elektroden durch Niederschlagen bzw. Aufbringen des leitenden Materials auf der Innenfläche des Glasröhrenkolbens in einem Muster gebildet werden, die mechanische Anordnung zum Tragen dieser Elektroden nicht erforderlich.

Da die notwendigen Leitungen bzw. Zuleitungen in entsprechender Weise auf der Innenfläche des Glasröhrenkolbens gebildet werden, und zwar zur gleichen Zeit, zu dem auf der betreffenden Innenfläche die Elektroden gebildet werden, ist es darüber hinaus nicht erforderlich, die Leitungen mit den Elektroden zu verbinden, so daß die Herstellung der Bildaufnahmeröhre einfach

wird. '^ .

Da die Elektroden auf der Innenfläche des Glasröhrenkolbens gebildet sind, sind überdies die Aperturen der durch die Elektroden gebildeten elektrostatischen Linsen weitgehend gleich dem Innendurchmasser des Glasröhrenkolbens. Demgemäß kann die Verzerrung herabgesetzt werden, und die Charakteristik, wie die Aberration oder dergl., kann im Vergleich zu der bisher bekannten Bildaufnahmeröhre verbessert werden.

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Claims (4)

1. Patentansprüche

   Bildaufnahmröhre, dadurch gekenn

   zeichnet ,

   a) daß ein Röhrenkolben (ίο) vorgesehen ist,

   b) daß an einem Ende des betreffenden Röhrenkolbens (1O) eine Elektronenstrahlquelle (i) positioniert ist,

   c) daß am anderen Ende des betreffenden Röhrenkolbens (1O) gegenüber der betreffenden Elektronenstrahlquelle (1) eine Zielfläche bzw. ein Target (11, 12, T3) positioniert ist

   d) und daß zwischen der Elektronenstrahlquelle (1) und dem betreffenden Target (11, 12, I3) zumindest eine elektrostatische Linsenanordnung (G3, G4, G5) angeordnet ist, die eine erste und eine zweite auf der

   Innenfläche des Röhrenkolbens (1O) abgelagerte Elektrode (G3, G4) aufweist, wobei eine mit der zweiten Elektrode (g4) verbundene Zuführungselektrode (19H+) auf der Innenfläche des betreffenden Röhrenkolbens(10) quer über der betreffenden ersten Elektrode (G3) jedoch von dieser isoliert abgelagert ist.
2. 2. Bildaufnahmeröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Linsenanordnung ferner eine dritte Elektrode (G5) umfaßt, die ebenfalls auf der Innenfläche des Röhrenkolbens (io) abgelagert ist, und daß die erste Elektrode (G3), die zweite Elektrode (G4) und die dritte Elektrode (G5) eine Äquipotential-Linsenanordnung bilden.
3. 3. Bildaufnahmeröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Elektrode (g4) in zwei Paare von Ablenkelektroden unterteilt ist.
4. 4. Bildaufnahmeröhre nach Anspruch 1, dadurch

   gekennzeichnet , daß die zweite Elektrode (g4) eine Gitterelektrode ist, die zusammen mit der ersten Elektrode (G3) eine Kollimationslinse bil-