DE623082C

DE623082C - Cathode ray tubes with cathode, control electrode, anode and fluorescent screen

Info

Publication number: DE623082C
Application number: DE1930623082D
Authority: DE
Original assignee: Westinghouse Electric and Manufacturing Co
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1929-11-16
Filing date: 1930-11-05
Publication date: 1935-12-12
Also published as: BE374539A; FR705523A; US2109245A

Description

Die Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlenröhre mit Kathode, Steuerelektrode, Anode und fluoreszierendem Leuchtschirm. Durch die Erfindung soll eine Kathodenstrahlenröhre geschaffen werden, die bei langer Lebensdauer imstande ist, einen besonders scharf begrenzten Leuehtfleck zu erzielen. The invention relates to a cathode ray tube with cathode, control electrode, anode and fluorescent screen. The invention aims to provide a cathode ray tube can be created, which is capable of a long service life, one special to achieve sharply delimited Leuehtfleck.

Gemäß der Erfindung wird zu diesem Zweck innerhalb einer becherförmigen Steuerelektrode, die eine Öffnung aufweist, welche den Ausgangspunkt für den Kathodenstrahl bildet, ein Streuelektronen abfangender zylindrischer Schirm angeordnet, und der Kathodenstrahl selbst wird auf seinem Wege zum Leuchtschirm durch zwei Anoden hindurchgeleitet, von denen die erste nahe an die Steuerelektrode herangerückt ist und die Gestalt einer Trommel mit zwei in der Strahl-According to the invention, for this purpose, within a cup-shaped control electrode, which has an opening which is the starting point for the cathode ray forms, arranged a stray electron intercepting cylindrical screen, and the cathode ray itself is passed through two anodes on its way to the fluorescent screen, of which the first has moved close to the control electrode and has the shape of a drum with two in the beam

ao richtung liegenden öffnungen in ihren beiden Böden aufweist, deren Abstand so gewählt ist, daß Streuelektronen abgefangen werden. Zweckmäßig schließt sich an die zweite öffnung der ersten Anode ein in der Strahlrichtung liegender zylindrischer Fortsatz an. Die zweite Anode besteht aus einem leitenden Überzug an der Innenseite der Röhre, und diese zweite Anode liegt auf einer hohen Spannung gegenüber der trommeiförmigen ersten Anode. Beispielsweise beträgt ihre Spannung das Zehnfache derjenigen der ersten Anode. Der vom Kathodenstrahl getroffene Leuchtschirm wird selbst leitend ausgebildet und mit der zweiten Anode leitend verbunden.ao direction lying openings in their two floors, the distance between which is chosen is that stray electrons are intercepted. The second opening expediently closes the first anode has a cylindrical extension lying in the beam direction. The second anode consists of a conductive coating on the inside of the tube, and this second anode is at a higher voltage than the drum-shaped one first anode. For example, their voltage is ten times that of the first Anode. The luminescent screen hit by the cathode ray is itself designed to be conductive and conductively connected to the second anode.

Es sind Kathodenstrahlenröhren, insbesondereKathodenstrahlenoszillographen, bekannt, bei denen sich teilweise Einzelmerkmale finden, die eine gewisse Ähnlichkeit mit den gemäß der Erfindung verwendeten aufweisen. So ist es bekannt, die von der Kathode ausgehenden Elektronen durch eine Öffnung in der Anode hindurchzuführen, an die sich ein in der Richtung des Strahles verlaufendes, verhältnismäßig enges Rohr anschließt, das gegebenenfalls mit einer stromdurchflossenen Wicklung ausgestattet ist. An dieses Rohr schließen sich dann Steuerelektroden an, und daraufhin wird der Strahl gegebenenfalls durch eine Reihe von mit öffnungen verschiedener Größe versehenen Elektroden hindurchgeleitet, an die ein stufenförmig anwachsendes Potential angelegt ist. Durch diese Elektroden wird nur eine Beschleunigungswirkung erzielt werden.There are cathode ray tubes, especially cathode ray oscilloscopes, known, some of which have individual features that are somewhat similar to the used according to the invention. So it is known to emanate from the cathode Electrons pass through an opening in the anode to which a connecting in the direction of the jet, relatively narrow pipe that is optionally equipped with a current-carrying winding. To this pipe control electrodes are then connected, and then the beam is optionally passed through a series of electrodes with openings of various sizes, to which a step-wise increasing potential is applied. Through these electrodes only an accelerating effect will be achieved.

Durch Versuche ist festgestellt, daß dagegen durch die vorliegende Anordnung nicht allein eine Beschleunigung, sondern auch in besonders hohem Maße die Wirkung erzielt wird,Experiments have shown that, on the other hand, not only by the present arrangement an acceleration, but also to a particularly high degree the effect is achieved,

daß Streuelektronen sich nicht aus dem Kathodenstrahl abzweigen, und daß ein besonders scharfer Leuchtfleck erzielt wird.that stray electrons do not come out of the cathode ray branch off, and that a particularly sharp light spot is achieved.

Eine besondere Ausführungsform der Erfindung sei beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben; darin zeigt:A particular embodiment of the invention is, for example, with reference to the drawing described; it shows:

Fig. ι einen schematischen Schnitt durch die Kathodenstrahlenröhre,Fig. Ι a schematic section through the cathode ray tube,

Fig. 2 einen vergrößerten, teilweise im to Schnitt gehaltenen. Teilquerschnitt, welcher die Konstruktion der die Elektronen aussendenden Anordnung -wiedergibt.Fig. 2 is an enlarged, partially kept in section. Partial cross-section, which the construction of the electron-emitting device -reproduces.

Die in der Zeichnung wiedergegebene Röhre besteht aus einem langgestreckten Behalter 1, der in ein birnenförmiges Ende 2 übergeht. Das eine Ende des Teiles 1 ist mit einem einspringenden Quetschfuß 3 ver- - sehen, durch den eine Mehrzahl von Einführungsleitern 4, 5 und 6 hindurchgehen und der eine Klemmschelle 7 trägt. An dieser Schelle sind mehrere starre Halterungen 8 befestigt, welche die Anode 10 tragen, die durch eine zylindrische Wand 11 und zwei blendenförmige Endwandungen 12 gebildet wird. Die inneren Enden der Zuleitungsdrähte 4 tragen eine Glühkathode 13, in deren Nähe eine Öffnung 15 von etwa 2,5 mm Durchmesser in der Bodenwandung der becherförmigen Steuerelektrode 16, die vom Einführungsdraht 5 und einer Halterung 17 des ■" Quetschfußes getragen wird, vorgesehen ist. Jede der Endwandungen 12 der Anode 10 besitzt eine kleine öffnung 18, vorzugsweise von einem Durchmesser von 1,5 mm. Diese beiden öffnungen 18 liegen gleichachsig mit der Öffnung 15 der Steuerelektrode.The tube shown in the drawing consists of an elongated container 1, which merges into a pear-shaped end 2. One end of part 1 is with a re-entrant pinch foot 3, through which a plurality of insertion ladders 4, 5 and 6 go through and which carries a clamp 7. Several rigid mountings 8 are attached to this clamp attached, which carry the anode 10 by a cylindrical wall 11 and two Aperture-shaped end walls 12 is formed. The inner ends of the lead wires 4 carry a hot cathode 13, in which Sew an opening 15 about 2.5 mm in diameter in the bottom wall of the cup-shaped one Control electrode 16, which is held by the insertion wire 5 and a holder 17 of the ■ "pinch foot is provided. Each of the end walls 12 of the anode 10 has a small opening 18, preferably 1.5 mm in diameter. These the two openings 18 are coaxial with the opening 15 of the control electrode.

Die Kathode wird von einem becherförmigen Schirm 19 umschlossen, den einer der Zuleitungsdrähte 4 abstützt, welcher die Kathode trägt und der sich infolgedessen im wesentlichen auf Kathodenpotential befindet. Der Rand des Schirmes grenzt unmittelbar an den Boden der becherförmigen Steuerelektrode 16 und verstärkt, weil er die Streuung von Elektronen verhindert, die Wirksamkeit dieser Elektrode.The cathode is enclosed by a cup-shaped screen 19, one of the Supports lead wires 4, which carries the cathode and which is consequently in the is essentially at cathode potential. The edge of the screen is immediately adjacent to the bottom of the cup-shaped control electrode 16 and amplified because it is the scattering of electrons prevents the effectiveness of this electrode.

Einer der Träger 8 der Anode 10 ist mit einem Fortsatz 20 ausgestattet, der "ein schalenartiges Ende 21 aufweist, in welchem eine kleine Menge von Getterstoff untergebracht werden kann, z. B. Magnesium, das während der Evakuierung verdampft wird.One of the carriers 8 of the anode 10 is equipped with an extension 20, the "a Has shell-like end 21 in which a small amount of getter material is housed can be, e.g. B. Magnesium, which is evaporated during evacuation.

Es ist zwar eine fadenförmige GlühkathodeIt is a thread-like hot cathode

dargestellt, doch kann auch eine Äquipotentialkathode oder irgendeine andere Kathode, die genügende Elektronenemission ergibt, verwendet werden.shown, but an equipotential cathode or any other cathode, which gives sufficient electron emission can be used.

Die gesamte Innenfläche der Wandung desThe entire inner surface of the wall of the

birnenförmigen Röhrenteiles 2 ist von einer Metallauf lage 22 bedeckt. Diese bildet die elektronenbeschleunigende Fläche und dient gleichzeitig zur Konzentration des Elektronenstrahles, Der Metallauftrag auf dem Kolbenboden (Leuchtschirmunterlage) der Röhre ist so dünn, daß er durchscheinend bleibt, und es wird darauf ein Überzug 23 von fluoreszierendem Stoff angebracht, z.B. fein verteiltes Willemit.Pear-shaped tube part 2 is covered by a metal layer 22. This forms the electron accelerating surface and serves at the same time to concentrate the electron beam, The metal application on the piston crown (fluorescent screen pad) of the tube is so thin that it remains translucent, and it a coating 23 of fluorescent material, for example finely divided one, is applied thereon Willemite.

Es kann auch der Metallauftrag auf der Innenfläche des äußersten Behälterendes weg-_ bleiben. In diesem Falle wird ein Leiter, z. B. fein verteiltes Silber, dem fluoreszierenden Stoff beigemischt, bevor er in die Röhre eingebracht wird. Enthält der Schirm leitenden Stoff statt auf einer leitenden Fläche; untergebracht zu sein, so ist es von großer Wichtigkeit, daß der Leuchtschirm mit der Beschleunigungsanode 22 verbunden ist. Die Verbindung zwischen Auffangschirm und Beschleunigungsanode hat den Zweck, die Ladung abzuführen, die durch die Kathodenstrahlen zugeführt wird, weil eine Aufladung die Fokussierung der Strahlen auf einem fest begrenzten Punkt verhütet.The metal deposit on the inner surface of the outermost end of the container can also be removed. stay. In this case a conductor, e.g. B. finely divided silver, the fluorescent The substance is mixed in before it is introduced into the tube. The shield contains conductive Fabric instead of a conductive surface; to be housed, it is of great importance It is important that the fluorescent screen is connected to the acceleration anode 22. the The purpose of the connection between the catch screen and the accelerator anode is to keep the charge dissipate, which is fed by the cathode rays, because a charge causes the focusing of the rays on a solid limited point prevented.

Es ist nicht von ausschlaggebender Bedeutung, in welcher Weise der metallische Überzug aufgebracht wird; bequem ist es, ihn in bekannter Weise aus einer Lösung von alkalischem Silbernitrat aufzubringen.The way in which the metallic coating is used is not of decisive importance is applied; it is convenient to use it in a known manner from a solution of alkaline Apply silver nitrate.

Außerhalb der Röhre werden mehrere strahlenablenkende Vorrichtungen 24 und 25 angebracht, und zwar zwischen der Primäranode und dem inneren Ende der Metallauflage 22, um den Strahl in gewünschter Weise abzulenken.Outside the tube are a plurality of beam deflecting devices 24 and 25 attached between the primary anode and the inner end of the metal pad 22 to deflect the beam as desired.

Beim Betrieb der Kathodenstrahlenröhre als Bildempfangsvorrichtung bei einem Fernsehsystem o. dgl. wird die erste Anode 10 an eine Spannung von etwa 300 Volt gegenüber der Kathode gelegt und der Metallüberzug 22 an der Innenwand der Röhre, der die Beschleunigungsanode bildet, auf eine positive Spannung von etwa 3000 Volt gegen diese. Die Beziehung zwischen Anodenspannung und Spannung, die an den Metallüberzug gelegt wird, ist von entscheidender Bedeutung, und es ist festgestellt worden, daß die besten Ergebnisse erzielt werden bei einer Röhre, in welcher der Abstand zwischen Kathode und Schirm 23 etwa 50 cm beträgt. Der Abstand zwischen äußerstem Ende der Anode ro, 26 und dem ihr zunächstliegenden Rand der Metallauflage 22 ist etwa S cm. Das Potential der Auflage soll etwa das Zehnfache der Anodenspannung betragen.When operating the cathode ray tube as an image receiving device in a television system The first anode 10 is opposed to a voltage of about 300 volts or the like of the cathode and the metal coating 22 on the inner wall of the tube, which is the accelerating anode forms, to a positive voltage of about 3000 volts against this. The relationship between anode voltage and tension placed on the metal plating is critically important and it has been found that the best results are obtained with a tube in which the distance between cathode and screen 23 is about 50 cm. The distance between the extreme end of the anode ro, 26 and the edge of the metal support 22 lying next to it is approximately 1/2 inch. The potential the overlay should be about ten times the anode voltage.

Wenn eine negative Vorspannung von etwa Volt an die Steuerelektrode 16 angelegt wird, so wird der Kathodenstrahl völlig gesperrt. Werden Wechselspannungen an die Steuerelektrode gelegt, so bewirken diese Schwankungen in der Intensität des Elektronenstrahls, die den Spannungsschwankun-When a negative bias of about volts is applied to the control electrode 16 the cathode ray is blocked completely. Are alternating voltages to the When the control electrode is placed, these fluctuations in the intensity of the electron beam the voltage fluctuations

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gen der angelegten Wechselspannung proportional sind und entsprechende Schwankungen in der Helligkeit des Leuchtpunktes auf dem Schirm zur Folge haben.gen are proportional to the applied alternating voltage and corresponding fluctuations result in the brightness of the luminous point on the screen.

Die verhältnismäßig niedrige Spannung, die zur Steuerung der Intensität des Elektronenstromes nötig ist, ist von wesentlicher Bedeutung für die Erfindung. Bei dieser Art der Intensitätssteuerung wird nur die AnzahlThe relatively low voltage used to control the intensity of the electron flow is essential to the invention. With this species the intensity control is only the number

ίο der zum Leuchtschirm gelangenden Elektronen geändert, jedoch nicht ihre Geschwindigkeit. ίο the electrons reaching the fluorescent screen changed, but not their speed.

Es kann deshalb die Steuerelektrode dazu benutzt werden, die Bildfrequenz der Vorrichtung aufzudrücken, während die Abtastfrequenzen den Strahlenablenkungsvorrichtungen 24, 25 aufgedrückt werden. Die Röhre ist jedoch nicht auf die Verwendung in Fernsehsystemen beschränkt. Sie ist auch verwendbar für Elektrokardiographen, Oszillographen u. dgl.The control electrode can therefore be used to set the frame rate of the device while the scanning frequencies are being imposed on the beam deflection devices 24, 25. The tube however, it is not limited to use in television systems. It is also usable for electrocardiographs, oscilloscopes, etc.

Unter bestimmten Voraussetzungen, insbesondere, wenn der Strahl längere Zeit auf einer Stelle bleibt, ist es zweckmäßig, ein Kühlmittel an der Außenseite des Schirmes anzubringen; Hierzu kann ein durchsichtiger Wassermantel dienen oder ein kleiner Ventilator, der in der Nähe der Vorrichtung liegt. Bei einer Bildempfangsvorrichtung ist es notwendig, daß der fluoreszierende Punkt scharf begrenzt ist und einen bestimmten Durchmesser aufweist, damit er den Abstand zwischen zwei Abtastlinien auf dem Schirm gut ausfüllt. Durch Versuche ist ermittelt worden, daß man einen solchen Fleck durch geeignete Wahl der Öffnungsgröße in der ersten Anode und durch geeignete Wahl der Spannungen der Elektroden 10 und 22 erzielt. Under certain conditions, especially if the beam is on for a long time remains in one place, it is useful to put a coolant on the outside of the screen to attach; A transparent water jacket or a small fan can be used for this purpose. which is in the vicinity of the device. In an image receiving apparatus, it is necessary that the fluorescent point is sharply delimited and has a certain diameter, so that it is the distance fills well between two scan lines on the screen. It is determined through tests been that you can get such a spot by suitable choice of the opening size in the first anode and achieved by a suitable choice of the voltages of the electrodes 10 and 22.

Es ist bisher hoch nicht vollkommen klargestellt, in welcher Weise das hohe positive Potential, das an den Metallauftrag angelegt wird, unterstützend auf die Konzentration des Kathodenstrahles zu einem scharf begrenzten Fleck wirkt.So far it has not been completely made clear in what way the high positive Potential that is applied to the metal application, supporting the concentration of the Cathode ray acts to a sharply delimited spot.

Weiter ist die Anordnung des leitenden fluoreszierenden Schirmes, der mit der Beschleunigungsanode verbunden ist, von wesentlicher Bedeutung, weil dadurch verhütet wird, daß der Leuchtschirm eine hohe negative Ladung annimmt, die bestrebt sein würde, den Kathodenstrahl zurückzutreiben und ein Auslöschen und Flimmern zu bewirken. Next is the arrangement of the conductive fluorescent screen, the one with the accelerating anode is essential because it prevents the phosphor screen from having a high negative Assumes charge that would tend to drive back the cathode ray and cause extinction and flicker.

Zweckmäßig kann man auch dem fluoreszierenden Stoff eine kleine Menge von Stoff beimengen, die kurze Zeit nach. Aufhören des Elektronenaufpralls nachleuchtet. Wird ein solcher Stoff' dem Leuchtschirm einverleibt, so unterstützt er die Bildnachwirkung und gestattet dadurch eine Verringerung der Bildfelder, die sekundlich übertragen und empfangen werden müssen, wenn die Röhre zur Fernwiedergabe von Kinobildern benutzt wird. "It is also useful to use the fluorescent one Add a small amount of fabric to the fabric after a short time. Stop the Electron impact persists. If such a substance is incorporated into the fluorescent screen, in this way it supports the image after-effect and thereby allows a reduction in the image fields, which have to be transmitted and received every second when the tube is used for remote playback of cinema images will. "

Claims

Patent claims:

1. Cathode ray tube with cathode, control electrode, anode and fluorescent Luminescent screen, characterized in that inside a cup-shaped, the cathode (13) surrounds all around Control electrode (16). with an opening (15) which is the starting point of the cathode ray forms, a stray electrons intercepting cylindrical screen (19) is arranged is, and that two anodes (10, 22) are in the beam path, of which the the first anode (10) moved close to the opening (15) of the control electrode Shape of a drum (11, 12) with in the Has openings (18) lying in the direction of the beam in both bases (12), the distance between them is chosen so that scattered electrons, which affect the sharpness of the light spot, be intercepted.

2. Cathode ray tube according to claim 1, characterized in that the first Anode with a cylindrical one adjoining the second opening (18) Extension (26) is provided.

3. Cathode ray tube according to claim 1 or 2, characterized in that the second anode (22) consists of a conductive coating on the inside of the tube and on one opposite the first High voltage anode.

4. Cathode ray tube according to claim 3, characterized in that the second Anode (22) is connected to a voltage which is a multiple, e.g. B. ten times the voltage of the first anode.

1 sheet of drawings