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Kathodenstrahlröhre mit einem rohrförmigen Gefäßteil (Röhrenhals),
dessen eines Ende die Kathode umgibt und dessen anderes Ende an einen sich kegelförmig
erweiternden, den Schirm tragenden Gefäßteil anschließt Die Erfindung betrifft eine
Anordnung z,ttr Bündelung von Elektronenstrahlen und bezieht sich insbesondere auf
Fernsehsende- und -empfangsröhren, in denen ein magnetisch gebündelter Strahl mit
Hilfe von magnetischen Ablenkfeldern über einer Bild- oder Leuchtschirmfläche hin
und her bewegt wird. Die Bündelung von Elektronenstrahlen in Kathodenstrahlröhren
mit Hilfe von Magnetfeldern wird heute durch zwei verschiedene Anordnungen vorgenommen.
Bei der einen ist die Kathodenstrahlröhre von einer langen Magnetspule umgeben,
die sich von der Kathode bis zur Bildebene erstreckt und in der Röhre ein im wesentlichen
homogenes Magnetfeld erzeugt. Hierbei ergibt sich der Vorteil, daß die Kathode im
Verhältnis i : i abgebildet und infolgedessen ein sehr kleiner und scharfer Leuchtfleck
erhalten wird. Daneben birgt das Verfahren jedoch Nachteile in sich,
die
seine praktische Anwendung auf Braunsche Röhren unzweckmäßig erscheinen lassen.
Zunächst wird für eine Röhre mit kegelförmig sich erweiterndem Kolben einte Magnetspule
von sehr großem Durchmesser benötigt, die einen erheblichen Raumbedarf, ein großes
Gewicht und einen hohen Strombedarf aufweist. Weiter bestehen die Nachteile, daß
durch das Konzentrierfeld die Ablenkempfindlichkeit herabgesetzt wird und Bildverzerrungen
eAtstehen können.
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Man ist heute allgemein dazu übergegangen, das Fokussierungsfeld von
dem Ablenkfeld räumlich zu trennen, und verwendet zu dem Zwecke eine kurze eisengekapselte
Spule mit auf sehr kleinen Raum beschränktem Magnetfeld, die vor den Ablenkspulen
angeordnet ist. Sei dieser Anordnung und Ausbildung der Fokussierungsspule wird
nun zwar ein verzeichnungsfreies Bild erhalten. Es, muß jedoch der Nachteil in Kauf
genommen. werden, daß wegen der Rückverlegung der Hauptebene der magnetischen Linse
in Richtung auf die Kathode eine vergrößerte Abbildung der Kathode auf dem Leuchtschirm
entsteht. Dadurch ergibt sich wieder die Gefahr, daß der Aussteuerbereich der Kathode
nicht voll ausgenutzt werden kann. Bekanntlich ändert sich der emittlerende Bereich
auf der Kathode mit der Steuerspannung, so daß bei kleiner Spannung ein kleiner,
wenn auch entsprechend den elektronenoptischen Bedingungen vergrößert abgebildeter
Leuchtfleck, bei großer Steuerspannung dagegen ein sehr großer Leuchtfleck entsteht.
Bei einer zusätzlichen Vergrößerung des Kathodenflecks durch die Elektronenoptik
ist man daher nicht in der Lage, die Emissionsfähigkeit der Kathode voll auszunutzen,
da man wegen des zu großen Leuchtflecks ein unscharfes Bild erhalten würde.
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Es sind Anordnungen bekannt, bei denen zur Abbildung eine zwischen
der Kathode und dem kegelförmigen Röhrenteil angeordnete Magnetspule dient, deren
Länge etwa das Doppelte des Innendurchmessers beträgt, und bei denen innerhalb des
schirmseitigen Endes der Magnetspule die Ablenkspulen vorgesehen sind. Diese hinsichtlich
des Abbildungsverhältnisses günstige Anordnung hat aber den Nachteil, daß der vom
Konzen.trierfeld erfüllte Raum viel größer ist, als an sich notwendig wäre, so daß
die Magnetspule einen unnötig hohen Stromverbrauch und ein unnötig großes Gewicht
hat. Außerdem bedingen die sich nach dem Schirm zu erweiternden Ablenkspulen eine
Inhomogenität des Ablenkfeldes, durch die die Linearität der Ablenkung und die Fleckschärfe
in Frage gestellt werden.
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Durch die Erfindung wird es möglich, von den geschilderten Nachteilen
freizukommen, einen kleinen, in seinem Durchmesser wenig veränderlichen Leuchtfleck
und ein weitgehend verzerrungsfreies Bild zu erhalten und die Leistungsfähigkeit
der Kathode voll auszunutzen. Bei einer Kathodenstrahlröhre mit einem rohrförmigen
Gefäßteil (Röhrenhals), dessen eines Ende die Kathode umgibt und dessen anderes.
Ende an einen sich kegelförmig erweiternden, den Schirm tragenden Gefäßteil anschließt,
bei der zwischen Kathode und kegelförmigem Gefäßteil eine als elektronenoptische
Linse wirkende, den Röhrenhals umgebende lange Magnetspule und an dem dem Schirm
zugewandten Ende der Magnetspule die Ablenkspulen angeordnet sind, insbesondere
für Fernsehzwecke, liegen nach der Erfindung die Magnetspule auf dem Röhrenhals
und die Ablenkspulen auf der Magnetspule auf. Hierdurch wird gegenüber der zuletzt
genannten bekannten Anordnung der Vorteil erhalten, daß der Stromverbrauch und ,das
Gewicht der Spule geringer sind, so daß die Anordnung einfacher und sowohl in der
Herstellung als auch im Betrieb billiger wird. Da weiterhin auch das Verhältnis
von Länge zu Durchmesser der Spule wesentlich größer ist, so wird eine erheblich
bessere Homogenität des Feldes erhalten. Schließlich werden dadurch, daß die Ablenkspulen
die Kontentrierspule umschließen (und nicht umgekehrt, wie bei der bekannten Anordnung),
wesentlich homogenere Ablenkfelder erhalten, so daß die Fleckschärfe und die Linearität
der Ablenkung nicht beeinträchtigt werden können.
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Ablenkspulen, die eine Konzentrierspule umschließen, sind an sich,
jedoch in anderem Zusammenhang, bekannt. Zweckmäßig schließen die Ablenkspulen bei
der Anordnung nach der Erfindung entweder mit der Konzentrierspule ab oder sie sind
noch in Schirmrichtung, z. B. bis zum Röhrenkolben, vorgezogen, was bei großer Ablenkung
die störende S-förmige Verzeichnung verringert. Außerdem wird hierbei die Möglichkeit
des Anstreifens des Kathodenstrahls. am Röhrenhals vermindert.
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Die bei der Anordnung der vorliegenden Art erzielte bedeutende Erhöhung
der Punktschärfe ist dadurch zu erklären, daß die Kathodenoberfläche durch die lange
Spule nur wenig größer als im Verhältnis i : i abgebildet wird. Der Aussteuerbereich
der Kathode steigt bei der Anordnung auf ein Vielfaches, da der Leuchtfleck erst
bei viel höheren Strahlströmen als bisher eine untragbare Größe erreicht. Es wurde
gefunden, daß nunmehr die Ergiebigkeit der Kathode eine Begrenzung für den Austeuerbereich
darstellt und nicht mehr ein zu großer Fleckdurchmesser. Dies ermöglicht es andererseits,
mit wesentlich geringeren Strahlgeschwindigkeiten
auszukommen,
da die für die Leuchtfleckhelligkeit nötige Strahlleistung jetzt durch den größeren
Strahlstrom erzielt werden kann. Günstig ist ferner, daß die Ab,lenk--spulen bei
der Anordnung nach der Erfindung einen großen Durchmesser haben, so daß ein genügend
großer Teil des Ablenkfeldes homogen ist und keine Randunschärfen entstehen. Dadurch
wird zwar eine höhere Kippleistung benötigt. Dieser Nachteil fällt jedoch gegenüber
den großen Vorteilen des Erfindungsgegenstandes: kaum ins Gewicht.
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Im folgenden wird an Hand der ein Ausführungsbeispiel zeigenden Zeichnung
eine eingehendere Darstellung der Konzentrationsanordnung gemäß der Erfindung gegeben.
Es stellt i einen Röhrenkolben der üblichen Form dar. Er besteht aus einem kegelförmigen
Teil 2 und einem längeren röhrenförmigen Teil 3. An einem Ende des" röhrenförmigen
Teiles befindet sich das Strahlerzeugungssystem q., das von der Kathode 6, dem Wehneltzylinder
5 und der Anode 7 gebildet wird. Durch die Anode, die gleichzeitig einen Teil eines
Wandbelages bilden kaizn, werden die Elektronen beschleunigt, so daß sie auf den
am anderen Ende der Röhre befindlichen Leuchtschirm 8 gelangen. Zur Konzentration
der Elektronen ist die Magnetspule 9 vorgesehen, die sich einerseits bis in die
Nähe der Kathode und andererseits bis an die Ansatzstelle des kegelförmigen Röhrenteiles
erstreckt. Es wurde gefunden., daß die Entfernung zwischen der Kathode und dem ihr
zugekehrten Ende der Konzentrationsspule keine kritische Rolle spielt. Zweckmäßig
ist die Konzentrations: spule mindestens so lang wie die Ablenkspulen:. Sie wird
an ihrem dem Leuchtschirm zugekehrten Ende von den Ablenkspulen io umschlossen,
deren dem Leuchtschirm zugewandte Enden etwas über die Konzentrationsspule hinausragen.
Um den Verlust an Ablenkempfindlichkeit infolge des größeren Durchmessers. der Spulen
io auszugleichen, können diese entsprechend länger ausgebildet werden.