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Metallischer Glühschirm für Kathodenstrahlröhren Die Erfindung betrifft
einen metallischen Glühschirm für Kathodenstrahlröhren. Diese Röhren zeigen die
gleiche Wirkung wie die mit einem fluoreszierenden Schirm versehenen Kathodenstrahlröhren.
Es kann ebenso wie bei diesen ein schmales, moduliertes Elektronenbündel durch geeignete
elektrostatische oder magnetische Ablenkmittel in der Röhre bewegt werden, derart,
daß es die ganze Schirmfläche abtastet und entsprechend der. Modulation des Elektronenstromes
verschiedene Helligkeiten am Glühschirm entstehen läßt. Die mit einem Glühschirm
versehenen Kathodenstrahlröhren haben gegenüber Kathodenstrahlröhren mit fluoreszierendem
Schirm den Vorteil, daß das Bild auf dem Glühschirm eine Helligkeit aufweist, die
ausreicht, um es mittels eines Linsensystems vergrößert auf einen Vorführungsschirm
zu proji:zieren.
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Der Glühschirm in solchen Kathodenstrahlröhren besteht aus einem frei
angeordneten dünnen Blech (Folie) aus hochschmelzendem Metall und hat eine solche
Stärke, daß die von schnellen Elektronen getroffenen und dadurch zum Glühen gebrachten
Stellen in einem Bruchteil einer Sekunde bis auf eine Temperatur, bei der keine
störende Strahlung mehr sichtbar ist, abgekühlt sind. Die Abkühlung, welche durch
Wärmestrahlung erfolgt, muß dabei in der Zeit zwischen zwei vollständigen Bildabtastungen
stattfinden.
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Während dieser Abkühlzeit darf sich das Glühen von Schirmteilchen
nicht über benachbarte Stellen vori.nichtglühenden Teilen ausbreiten, weil hierdurch
eine Verwischung der am Glühschirm erzeugten Helligkeitsunterschiede, im folgenden
als Linienverbreiterung bezeichnet, entstehen würde. Zufolge dieser Linienverbreiterung
bekommt man weniger scharfe Bilder, als es die Breite der Abtastlinien, z. B. 0,3
mm, gestatten würde.
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Die Beeinträchtigung der Bildschärfe durch Linienverbreiterung ist
unerheblich, wenn sie
nicht größer ist als die Breite der Abtastlinien,
die in der Praxis höchstens 0,4 mm beträgt.
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Es ist bereits bekannt, daß bei sehr dünnen Schirmen, die eine geringe
Wärmekapazität haben, die Abkühlung durch Wärmestrahlung so rasch erfolgt, daß eine
merkliche Linienverbreiterung nicht wahrgenommen wird, und daß ein Schirm aus Tantal
von ungefähr o,ooi mm Stärke die Eigenschaft hat, fast ummittelbar seine Glühtemperatur
zu ereichen, wenn er von den Kathodenstrahlen getroffen wird. Weil man aber, um
eine genügende Lichtmenge zu erhalten, mit der Anfangstemperatur höher gehen muß,je
rascher die Abkühlung stattfindet, erfordern die bekannten, ganz dünnen Schirme
eine starke thermische Beanspruchung.
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Erfindungsgemäß wird der Nachteil der Linienverbreiterung bei einem
metallischen Glühschirrn für Kathodenstrahlröhren dadurch vermieden, daß die Schirmfläche
durch Perforierungslinien in Elemente unterteilt ist, deren Breite höchstens doppelt
so groß als der Durchmesser des auftreffenden Strahles ist. Die Elemente haben zweckmäßig
die Form eines Vierecks.
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Hierdurch wird die Linienverbreiterung auf die Breite der Elemente
beschränkt, die vorzugsweise höchstens gleich der Breite der Abtastlinien ist, da
praktisch keine Wärmeleitung von einem Schirmelement zum anderen erfolgt.
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Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
In dieser Zeichnung stellt Fig. i ein Ausführungsbeispiel einer mit einem Glühschirm
versehenen Kathodenstrahlröhre schematisch dar, während Fig.2 und 3 Teile eines
Glühschirmes in stark vergrößertem Maßstabe darstellen, wie sie beispielsweise entsprechend
der Erfindung beschaffen sein können.
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In Fig. i ist i ein Glaskolben, der die für Braunsche Röhren gebräuchliche
Form eines Zylinders mit trichterartiger Erweiterung hat. In dem zylindrischen Teil
des Kolbens befinden sich die Elektroden zur Erzeugung eines Kathodenstrahlenbündels.
Die Röhre enthält eine indirekt geheizte Glühkathode eine Steuerelektrode 3 und
ein aus einer durchlochten Scheibe q. und zwei Zylindern 5 und 6 bestehendes elektrostatisches
Linsensystem.
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Durch ein nicht in der Zeichnung angegebenes magnetisches System kann
das Strahlenbündel in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene abgelenkt werden.
Für die Ablenkung in einer zur Zeichenebene parallelen Richtung dienen die Ablenkplatten
7 und B. Die Röhrenwand ist mit dem üblichen bei io mit einer Stromzuführungsleitung
in Verbindung stehenden Silberspiegel versehen.
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In dem trichterförmigen Teil der Röhre befindet sich ein Metallrahmen
i i, in dem der Glühschirm 12 mit seinen Rändern befestigt ist. Ein Stromzuführungsleiter
13 wird durch einen Ansatz 14. aus dem Glaskolben ausgeführt. Die Stromzuführungsleitungen
der Kathode 2 und der Elektrode 3 und 4 sind in dem Quetschfuß 15 luftdicht eingeschmolzen.
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In bekannter Weise kann das durch das Elektrodensystem erzeugte und
fokussierte schmale Kathodenstrahlenbündel durch die Ablenkmittel in der Röhre bewegt
werden, derart, daß sich der Schnittpunkt des Bündels in parallelen Linien, den
Abtastlinien, über den Schirm 12 bewegt, in einer Zeit von z. B. o,oq. Sek. den
ganzen Schirm durchläuft und dann von neuem seinen Lauf über den Schirm anfängt,
so daß dieser in einet Sekunde 25mal abgetastet wird. Je nachdem die Stromstärke
des Bündels größer oder kleiner ist, wird jedes vom Bündel getroffene Schirmteilchen
durch den Aufprall der Elektronen stärker oder schwächer zum Glühen gebracht, so
daß durch eine geeignete Modulation des Bündels mittels der Elektrode 3 die Helligkeit
variiert und ein Bild auf dem Schirm erzeugt werden kann.
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Die Anzahl der Linien, aus der das gesamte Bild besteht, kann man
nicht beliebig groß wählen. Die Übertragungsmöglichkeiten setzen hier eine Grenze.
Bis zu aoo Linien kann man in der Regel gehen. Hierbei wird eine befriedigende Bildschärfe
erhalten. Bei einer Linienbreite von -0,q. mm wird so der Schirm 8 cm hoch.
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Fig. 2 zeigt ein Beispiel, wie der Glühschirm erfindungsgemäß durch
Perforation in Elemente geteilt wird, zwischen denen praktisch kein störender Temperaturausgleich
stattfindet, wodurch dann also eine Verminderung der Linienverbreiterung ermöglicht
wird, wenn man dickere Schirme als 1,2Mikron oder andere Metalle als Wolfram verwenden
will. Zweckmäßig liegen die Mitten der Löcherreihen ebensoweit wie ,die der Bildlinien,
z. B. 0,3 mm auseinander, während der Durchmesser der Löcher z. B. 5o Mikron bei
einem Abstand ihrer Mittelpunkte von 75 Mikron beträgt.
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Ein anderes Beispiel zeigt Fig. 3. Hier ist nur an den Ecken der Bildelemente
eine Verbindung mit den benachbarten Bildelementen vorhanden. Die Löcher haben hier
eine längliche Form. Sie sind z. B. b,2 mm lang und 0,03 mm breit bei einem Abstand
der Mitten aufeinanderfolgender Reihen von 0,3 mm.
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Es sind auch andere Formen möglich, z. B. können die Löcher kreuzförmig
sein, so daß
die Bildelemente in der Mitte ihrer Seiten miteinander
zusammenhängen, oder es können die Bildelemente eine andere Form als die eines Rechteckes
haben.
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Glühschirme, die gemäß den Fig.2 und 3 oder auf sonstige geeignete
Weise durchlöchert sind, haben vorteilhaft eine Stärke von höchstens 6 Mikron, da
bei dieser Schirmstärke eine störende Linienverbreiterung nicht stattfindet. Bei
dieser Dicke genügt eine Temperatur von z. B. igoo° C. Sie können also noch aus
Tantal oder aus einem anderen Metall oder einer Legierung, welche diese Temperatur
aushält, bestehen.