DE906577C

DE906577C - Image splitting tube with storage effect

Info

Publication number: DE906577C
Application number: DEF4583D
Authority: DE
Inventors: Dr Werner Flechsig
Original assignee: Fernseh GmbH
Current assignee: Robert Bosch Fernsehanlagen GmbH
Priority date: 1940-05-23
Filing date: 1940-05-24
Publication date: 1954-03-15

Description

Die neueren 'Bildzerlegerröhren arbeiten mit einem Abtaststrahl sehr geringer Geschwindigkeit von Null bis höchstens einigen Volt, der außerdem senkrecht auf die Speicherelektrode auftrifft. Dies wird dadurch erreicht, daß der Strahl im allgemeinen auf seinem ganzen Wege, vor allem aber im Bereich der Ablenkfelder, einem starken magnetischen Führungsfeld unterworfen wird. Die höchste in der Röhre vorkommende Geschwindigkeit der Elektronen beträgt dabei z. B. 25 Volt. Durch die Überlagerung der Ablenkfelder und des Führungsfeldes entsteht eine Ablenkwirkung, die um 90⁰ gegen die Ablenkrichtung verdreht ist, die bei fehlendem Führungsfeld auftreten würde. Die erste (Zeilen-) Ablenkung wird bei der bekannten Anordnung mit Hilfe zweier einander dicht parallel angeordneter Ablenkplatten vorgenommen, zwischen denen der Strahl parallel zur Plattenebene ausgelenkt wird. Die zweite ((Bild-)Ablenkung erfolgt magnetisch. Der wesentliche Vorteil solcher Röhren besteht bekanntlich darin, daß wegen der geringen Auftreffgeschwindigkeit des Abtaststrahls praktisch keine Sekundärelektronen ausgelöst werden, so daß der iStörimpuls zumindest zum großen Teil vermieden wird. Das senkrechte Auftreffen bewirkt außerdem, daß die Elektronen bis zu der dem Potential der ,Speicherfläche entsprechenden Geschwindigkeit abgebremst werden und nicht mit einer merklichen tangentialen Komponente an der Speicherfläche entlang gleiten.The newer image decomposition tubes operate with a scanning beam of very low velocity from zero to a few volts at most, which is also perpendicular to the storage electrode. This is achieved in that the beam is generally subjected to a strong magnetic guide field along its entire path, but especially in the area of the deflection fields. The highest speed of the electrons occurring in the tube is z. B. 25 volts. The superimposition of the deflection and guide field a deflection effect which is rotated through 90 ⁰ to the deflection that would occur in the absence of guidance field is created. In the known arrangement, the first (line) deflection is carried out with the aid of two deflection plates arranged closely parallel to one another, between which the beam is deflected parallel to the plane of the plate. The second ((image) deflection takes place magnetically. As is well known, the main advantage of such tubes is that, due to the low impact speed of the scanning beam, practically no secondary electrons are released, so that the interference pulse is at least largely avoided. that the electrons are decelerated to the speed corresponding to the potential of the storage area and do not slide along the storage area with a noticeable tangential component.

Bei einer solchen Anordnung läßt sich erreichen, daß an der Mosaikelektrode gespiegelte ElektronenWith such an arrangement it can be achieved that electrons reflected on the mosaic electrode

hin und zurück im wesentlichen denselben Weg durch die Röhre nehmen. Arbeitet man z. B. mit magnetischen Ablenkfeldern und einem magnetischen Längsfeld zur 'Konzentration der Elektronen. so unterscheiden sich die Elektronenbahnen auf dem Hin- und Rückweg, kleine Elektronengeschwindigkeiten vorausgesetzt, nur durch geringe, einander entgegengerichtete Schraubenbewegungen um eine gemeinsame Hauptbahn. Eine entsprechende Erscheinung tritt bei Anwendung rein elektrischer Ablenk- und Abbildungsfelder auf, wenn das 'Elektron durch eine reine Abbremsung auf die Geschwindigkeit Null gespiegelt wird. Eine mit elektronischer Brechung verbundene, d. h. in einer gekrümmten Kurve erfolgende Spiegelung soll dabei also ausgeschlossen sein. Unter dieser Voraussetzung legt das (Elektron sogar genau denselben Weg zurück wie auf dem Hinlauf. Diese Gesetzmäßigkeit entspricht der Umkehrbarkeit von Strahlengängen in der Lichtoptik.take essentially the same route through the tube there and back. Do you work z. B. with magnetic deflection fields and a magnetic longitudinal field to 'concentrate the electrons. so the electron trajectories differ on the way there and back, small electron velocities provided, only by slight, opposing screw movements by one common main line. A corresponding phenomenon occurs when using purely electrical power Deflection and imaging fields when the 'electron is mirrored to zero speed by pure braking. One with electronic Refraction related, d. H. Mirroring taking place in a curved curve is intended so be excluded. Under this assumption, the (electron even lays exactly the same Way back like on the way there. This law corresponds to the reversibility of Beam paths in light optics.

Bei der Erfindung wird von dieser Möglichkeit der Ele'ktronenfü'hrung Gebrauch gemacht und zugleich eine Trennung des von der 'Mosaikelektrode zurückkehrenden Elektronenbündels von den Elektronen des Abtaststrahles herbeigeführt. Es wird dadurch möglich, die bekannten Vorteile der eingangs beschriebenen Röhre beizubehalten und außerdem im gleichen Vakuumraum in besonders zweckmäßiger Weise eine Se'kundärelektronenvervielfachung durchzuführen. Das gleiche Verfahren kann benutzt werden, um den Bildstrom nicht in einen Vervielfacher, sondern auf eine kleinflächige und dementsprechend mit geringer Kapazität behaftete Aüsgangsanode zu richten. Der gegenüber den bisher bekannten Speicherröhren durch die Erfindung erreichte Vorteil bestellt darin, daß die von der Mosaikfläche zurückkehrenden Elektronen, die bei geeigneter Wahl der Stärke des Abtaststrahles voll durchmoduliert sind, in einem kleinen Ouerschnitt voll erfaßt werden. In den bislang be- j kannten Anordnungen treten dagegen starke 6tör- ι impulse (Schatteneffekte) auf, indem selbst bei großen Auffangflächen die Sekundarelektronen nicht gleichmäßig erfaßt werden.In the invention, use is made of this possibility of electron guidance and at the same time a separation of the electron beam returning from the 'mosaic electrode from the electrons of the scanning beam brought about. This makes it possible to use the known advantages of the to maintain the tube described and also in the same vacuum space in particular expediently to carry out a secondary electron multiplication. Same procedure can be used to convert the image stream not into a multiplier, but to a small area and accordingly to straighten output anodes with a low capacity. The opposite the previously known storage tubes achieved by the invention ordered the advantage that the the returning electrons of the mosaic surface, which with a suitable choice of the strength of the scanning beam are fully modulated, can be fully captured in a small cross section. In the previous j Known arrangements, on the other hand, have strong 6tör- ι impulses (shadow effects) by themselves large collecting areas the secondary electrons are not evenly captured.

Es ist bereits eine Speicherröhre bekannt, in der eine Vervielfachung vorgenommen wird und bei der sowohl der Abtaststrahl als auch die vom Mosaik zurückkehrenden Elektronen ein Umlenkfeld durchlaufen, so daß die letzteren aus dem Abtaststrahlengang herausgeführt und dann vervielfacht werden können. -.Bei dieser Anordnung wird jedoch die Umlenkung nach der zeilen- und bildmäßigen Ablenkung des Abtaststrahles vorgenommen. Dieses Ver- \ fahren ist wegen der dabei auftretenden verwickelten Feldverhältnisse und der Notwendigkeit, daß die Zeilen- und Bildablenkung durch das nachgeschaltete Umlenkfeld nicht verzerrt werden darf, praktisch kaum durchführbar. Überdies wird bei dieser Anordnung weder mit einer bei etwa ο Volt liegenden AuftrefEgeschwindigkeit noch mit senkrechtem Auftreffen des Strahles gearbeitet.A storage tube is already known in which a multiplication is carried out and in which both the scanning beam and the electrons returning from the mosaic pass through a deflection field so that the latter can be guided out of the scanning beam path and then multiplied. With this arrangement, however, the deflection is carried out after the line-wise and image-wise deflection of the scanning beam. \ Drive this comparison is because of occurring complicated field conditions and the need for the line and frame deflection must not be distorted by the downstream deflecting practically hardly feasible. In addition, this arrangement does not work with an impact velocity of around ο volts, nor with a perpendicular impact of the beam.

Erfindungsgemäß wird in einer Röhre mit einer Ablenkanordnung, bei der die vom abgetasteten Schirm zurückkehrenden Elektronen praktisch die gleiche'Bahn im umgekehrten Sinn durchlaufen wie die hinlaufenden, außerhalb des von den Ablenkfeldern und dem Schirm eingenommenen Raumes eine Umlenkung vorgenommen, bei der eine Trennung der hin- und rücklaufenden Elektronen stattfindet. Zweckmäßig durchlaufen dabei die Elektronen des Abtaststrahles vor dem Schirm ein ■Bremsfeld, so daß die zurückkehrenden Elektronen sofort ein Zugfeld vorfinden. Der Erfindungsgedanke ist von besonderer Bedeutung bei den eingangs beschriebenen Röhren, in denen der Abtaststrahl mit sehr geringer Geschwindigkeit und senkrecht auf die Speicherelektrode auftrifft.According to the invention in a tube with a deflection arrangement, in which the scanned by Electrons returning to the screen practically follow the same path in the opposite direction as the ones running out of the space taken up by the deflection fields and the screen made a deflection in which a separation of the electrons going back and forth takes place. The electrons of the scanning beam expediently pass through in front of the screen ■ Braking field, so that the returning electrons immediately find a pulling field. The idea of the invention is of particular importance in the tubes described above, in which the scanning beam with hits the storage electrode at a very low speed and perpendicularly.

Die bei der Durchführung der Erfindung möglichen Wege ergeben sich aus folgendem, allgemein gültigen Satz: Sollen die hin <und zurück laufenden Elektronen voneinander getrennt werden, so kann entweder ein elektrisches Umlenkfeld mit überlagertem magnetischem Führungsfeld in Längsrichtung oder ein magnetisches Umlenkfeld ohne magnetisches Führungsfeld benutzt werden; sollen dagegen beide iSlektronenarten auf denselben Bahnen laufen, so muß bei elektrischer Ablenkung ohne magnetisches Führungsfeld, bei magnetischer dagegen mit einem solchen Feld gearbeitet werden. Dementsprechend kann zur Aussonderung der modulierten Elektronen aus dem Abtaststrählengang ein konstantes elektrisches Feld dienen, wenn das starke magnetische Führungsfeld bis in den Aussonderungsraum hineinreicht. Andernfalls wird ein zum Abtastelektronenbündel senkrecht verlaufendes konstantes Magnetfeld verwendet, welches gegen das etwa vorhandene Führungsfeld zweckmäßig abzuschirmen ist.The possible ways in carrying out the invention result from the following, generally applicable Theorem: Shall the electrons running back and forth be separated from each other, either an electrical deflection field with superimposed magnetic Guide field in the longitudinal direction or a magnetic deflection field without a magnetic guide field to be used; if, on the other hand, both types of electron should run on the same orbits, see above Must be without a magnetic guide field for electrical deflection, but with a magnetic field such field to be worked. Accordingly, the modulated electrons can be rejected from the scanning beam a constant electric field serve when the strong magnetic Leadership field extends into the disposal room. Otherwise one becomes a scanning electron beam perpendicular constant magnetic field is used, which against the any existing guidance field is appropriately shielded.

Je nachdem, ob die Aussonderung, die erste Ablenkung und die zweite Ablenkung nach einem der beiden grundsätzlich möglichen Verfahren vorgenommen wird, sind insgesamt acht verschiedene - Kombinationen von Feldanordnungen möglich. Von diesen sind (jedoch vier von praktisch geringerer Bedeutung, da man in der Regel beide Ablenkungen entweder mit oder ohne Führungsfeld vornehmen wird. Nach dem augenblicklichen Stand der Technik dürfte einer Anordnung mit magnetischer Ablenkung und dem Ablenkfeld überlagerten Führungsfeld der Vorzug zu geben sein. noDepending on whether the singling out, the first distraction and the second deflection is carried out according to one of the two fundamentally possible methods a total of eight different combinations of field arrangements are possible. from these are (but four are of less practical importance, since one usually has both distractions either with or without a leader field. According to the current state of the art is likely to be an arrangement with magnetic deflection and the deflection field superimposed guide field to be given preference. no

Um die Wirkung des vom magnetischen Führungsfeld möglicherweise herrührenden Streufeldes im Umlenkraum auszuschalten, ist es zweckmäßig, die Aussonderung bei höheren Geschwindigkeiten vorzunehmen, als sie die Elektronen im Bereich der Ablenkfelder besitzen.About the effect of the stray field possibly resulting from the magnetic guide field To switch off in the deflection area, it is advisable to switch off the separation at higher speeds when they have the electrons in the area of the deflection fields.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. In der Röhre 1 der Fig. 1 ist mit 2 ein Strahlerzeugungssystem bezeichnet, dessen Anode beispielsweise auf einer Spannung von -f- 500 Volt gegen Kathode liegt. Mit dieser Geschwindigkeit laufen die Elektronen in das durch einen Kreis 3 angedeutete, senkrecht zur Zeichenebene verlaufende magnetische Umlenkfeld. Der von links oben kommende Abtaststrahl wird hier in eine waagerechte Richtung umgelenkt und anschließend durch eineThe drawing shows an embodiment of the invention. In the tube 1 of FIG. 1, 2 is a Designated beam generating system, the anode of which, for example, at a voltage of -f- 500 volts against the cathode. At this speed the electrons run into the through a circle 3 indicated, perpendicular to the plane of the drawing magnetic deflection field. The one coming from the top left The scanning beam is deflected here in a horizontal direction and then by a

Bremselektrode 4 auf eine Geschwindigkeit von ζ. ·Β. -j- 15"VoIt abgebremst. Vor dieser Elektrode befindet sich eine durchlochte Platte 8, die mit der Anode des Strahlerzeugungssystems und dem dazwischen befindlichen Wandbelag auf gleichem Potential liegt. Der weitere Verlauf des Elektronen-Strahles ist schematisch durch die Linie 5 angedeutet. Die Ablenk- und Konzentrierelemente sind der Übersichtlichkeit wegen fortgelassen. Das magnetische Führungsfeld erfüllt den ganzen Raum zwischen der Bremselektrode 4 und dem Mosaikschirm 6. Ihm sind zwei gekreuzte magnetische Kippfelder überlagert, von denen das eine eine Ablenkung aus der Zeichenebene heraus nach oben oder unten, das andere die Ablenkung in der anderen, in der Zeichenebene liegenden Richtung bewirkt. Auf der letzten Wegstrecke steht der Strahl wieder allein unter dem Einfluß des Führungsfeldes, so daß er senkrecht auf die Mosaik-Brake electrode 4 to a speed of ζ. · Β. -j- 15 "VoIt braked. In front of this electrode there is a perforated plate 8, which is connected to the anode of the beam generating system and the one in between existing wall covering is at the same potential. The further course of the electron beam is indicated schematically by the line 5. The deflecting and concentrating elements are omitted for the sake of clarity. The magnetic guiding field fills the whole room between the braking electrode 4 and the mosaic screen 6. There are two crossed magnetic ones Tilt fields superimposed, one of which is a deflection from the plane of the drawing upwards or below, the other the deflection in the other direction lying in the plane of the drawing causes. On the last stretch of the way the beam is again under the influence of the guidance field, so that it is perpendicular to the mosaic

ao elemente 6 auftrifft. Die Signalplatte der Mosaikelektrode kann an (Kathodenpotential gelegt werden. Die zurückkehrenden Elektronen nehmen zwischen 3 und 6 praktisch denselben Weg mit dem einzigen Unterschied, daß die von ihnen ausgeführte Schraubenbewegung um die mittlere Bahn der Schraubenbewegung des Abtaststrahles entgegengerichtet ist. Im Umlenkfeld 3 wird das zurückkehrende Bündel nach links unten abgebogen, so daß es in den z. ;B. aus Prallgittern bestehenden Sekundärelektronenvervielfacher 7 gelangt. Das erste Prallgitter kann eine positive Spannung von 400 Volt besitzen, wodurch ein hoher Sekundäremissionsfäktor in der ersten Stufe erzielt und andererseits vermieden wird, daß die !Elektronen, statt auf das erste Prallnetz, auf den mit der Anode des Strahlerzeugungssystems verbundenen, auf 500 Volt liegenden Wandbelag gezogen werden. Der große Vorteil der beschriebenen Anordnung besteht darin, daß der Eingangsquerschnitt des Elektronenbündels im Vervielfacher klein, jedenfalls viel kleiner als die Mosaikfläche ist und daß die zurückkommenden Elektronen restlos erfaßt werden. Obwohl die Elektronen von ganz verschiedenen Mosaikelementen herkommen, werden sie auf ihrem Rückwege durch die Ablenkfelder wieder in im wesentlichen dieselbe Bahn geführt. Es kann also ein Vervielfacher mit einer kleinen Eintrittsöffnung verwendet werden, in den die Elektronen z. B. durch eine Blende geschossen werden oder, wenn auf eine solche Vervielfachung verzichtet werden soll, kann eine Sammelanode kleiner Abmessungen benutzt werden.ao elements 6 hits. The signal plate of the mosaic electrode can be applied to (cathode potential. The returning electrons take between 3 and 6 practically the same way with the only difference that the one they carried out Helical movement around the middle path counteracts the helical movement of the scanning beam is. In the deflection field 3, the returning bundle is bent down to the left, see above that it is in the z. ; B. secondary electron multiplier 7 consisting of impact grids arrives. That The first baffle can have a positive voltage of 400 volts, which results in a high secondary emission factor achieved in the first stage and on the other hand it is avoided that the! electrons, instead of the first impingement net, the one connected to the anode of the beam generation system 500 volts lying wall covering can be pulled. The great advantage of the arrangement described is that the entrance cross-section of the electron beam in the multiplier is small, at least is much smaller than the mosaic area and that the returning electrons are completely captured will. Although the electrons come from completely different mosaic elements, they are on their return path through the deflection fields again in substantially the same path. It can So a multiplier with a small inlet opening into which the electrons can be used z. B. be shot through an aperture or, if such a multiplication is dispensed with is to be used, a collecting anode of small dimensions can be used.

Fig. 2 zeigt schematisch, wie die Aussonderung mit Hilfe eines elektrischen ',Umlenkfeldes vorgenommen werden kann. Mit 11 und 12 sind hier zwei Ablenkplatten bezeichnet, an denen eine zeitlich konstante ,Spannung liegt. Dem elektrischen Feld ist ein magnetisches Führungsfeld überlagert, j welches parallel zur Zeichenebene von links nach | rechts verläuft. Die Stärke des Führungsfeldes ist i so gewählt, daß die Elektronen annähernd parallel zu den ^Ebenen der Platten ausgelenkt werden. Der aus der Richtung 13 vom ;Strahlerzeugungssystem kommende Abtaststrahl verläßt das System in der Richtung 14. Aus derselben Richtung kommen auch die vom Mosaik zurücklaufenden Elektronen. Sie werden jedoch durch das Ablenkfeld nach der entgegengesetzten Seite geführt, so daß sie das System in der Richtung 15 verlassen. Die Austrittsrichtung ist zu der Eintrittsrichtung des Abtaststrahles bei parallel.Fig. 2 shows schematically how the separation is carried out with the aid of an electrical 'deflection field can be. With 11 and 12 two baffles are referred to here, on which one in time constant, tension lies. A magnetic guiding field is superimposed on the electric field, j which is parallel to the plane of the drawing from left to | runs to the right. The strength of the leadership field is i chosen so that the electrons are deflected approximately parallel to the ^ planes of the plates. Of the The scanning beam coming from the direction 13 of the beam generating system leaves the system in the Direction 14. The electrons returning from the mosaic also come from the same direction. she however, are guided through the deflection field to the opposite side, so that they the system leave in direction 15. The exit direction is at the entry direction of the scanning beam parallel.

Claims

Patent claims:

1. Image decomposition tube with a deflection arrangement, in which the electrons returning from the scanned screen follow the same path in run through the opposite sense as the outgoing, characterized in that between the beam generating system and the deflection fields a deflection field is provided, which the electrons from the backward separates.

2. image decomposition tube according to claim 1, characterized in that the deflection through a constant electric field is made, on which a magnetic longitudinal field is superimposed is.

3. 'image decomposition tube according to claim 2, characterized in that the magnetic The longitudinal field in the deflection space is generated by the same coil as that which fills the deflection space magnetic guide field.

4. image decomposition tube according to claim 1, characterized in that the deflection through a magnetic transverse field is caused.

5. image decomposition tube according to claim 1 or 4, characterized in that the deflection at higher electron velocity is made than the electrons in the 'area of the Have deflection fields.

6. image decomposition tube according to claim 1 or 5, characterized in that the electrons of the Scanning beam in the beam generating system initially received a high speed and then be braked.

7. image decomposition tube according to claim 1, characterized in that the electrons of the Scanning beam pass through a braking field in front of the scanned screen.

8. image decomposition tube according to claim 1 or 7, characterized in that the electrons impinge practically at zero speed and preferably perpendicularly on the screen.

9. image decomposition tube according to claim 1, characterized by a secondary electron multiplier or a small-area anode, in or on which the storage electrode returning electrons are directed through the deflection field. iao

1 sheet of drawings