DE912725C

DE912725C - Cathode ray tubes, in particular projection tubes

Info

Publication number: DE912725C
Application number: DER2930D
Authority: DE
Inventors: David William Epstein
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1940-05-31
Filing date: 1941-05-28
Publication date: 1954-06-03

Description

Kathodenstrahlröhre, insbesondere Projektionsröhre Die Erfindung betrifft Kathodenstrahlröhren für hohe Anodenspannungen, insbesondere Projektionsröhren.Cathode ray tube, particularly projection tube The invention relates Cathode ray tubes for high anode voltages, especially projection tubes.

Eine der heute vielfach verwendeten Kathodenstrahlröhren hat zwei Anoden, eine erste und eine zweite Anode. In solchen Röhren wird der Kathodenstrahl elektrostatisch durch geeignete Einstellung des Verhältnisses der Spannung an der ersten Anode zu der Spannung an der zweiten Anode zu einem kleinen Leuchtfleck auf einem am Ende der Röhre befindlichen Leuchtschirm fokussiert. Die erste Anode wird von einem Teil der Strahlelektronen getroffen, so daß zu ihr ein Anodenstrom fließt.One of the cathode ray tubes widely used today has two Anodes, a first and a second anode. The cathode ray is in such tubes electrostatically by appropriately setting the ratio of the voltage on the first anode to the voltage at the second anode to a small light spot focused on a fluorescent screen located at the end of the tube. The first anode will hit by some of the beam electrons, so that an anode current flows to it.

Dieser Anodenstrom erschwert den Aufbau einer Projektionseinrichtung für Fernsehzwecke, da sich dieser Anodenstrom mit dem Bildsignal oder mit anderen Spannungsänderungen am Steuergitter ändert. Hieraus ergibt sich wegen der geringen Spannungskonstanz der zur Erzeugung der Hochspannung, beispielsweise 5o kV, verwendeten Netzgeräte eine Änderung der Anodenspannung der ersten Anode, so daß der Kathodenstrahl nicht mehr auf dem Leuchtschirm fokussiert bleibt.This anode current makes it difficult to set up a projection device for television purposes, since this anode current is associated with the video signal or with others Changes in voltage at the control grid changes. This results because of the low Voltage constancy of the used to generate the high voltage, for example 5o kV Power supplies change the anode voltage of the first anode, so that the cathode ray no longer remains focused on the fluorescent screen.

Ein weiterer Nachteil ist, daß die Gestehungskosten einer Hochspannungsquelle mit höherer Belastbarkeit derselben zunehmen. Daher können diese Kosten dann zu einem Minimum gemacht werden, wenn der gesamte bei hoher Spannung entnommene Strom Nutzstrom ist, d. h. wenn der gesamte Strom Strahlstrom ist.Another disadvantage is that the production costs of a high voltage source increase with higher resilience. Hence these costs can then increase made to a minimum when all current drawn at high voltage Is useful current, d. H. when all current is jet current.

In manchen Fällen wird die magnetische Fokussierung der elektrostatischen vorgezogen. Dann hat auch die Kathodenstrahlröhre keine zweite Anode. Jedoch kann die noch vorhandene Anode des Kathodenstrahlerzeugungssystems als erste Anode bezeichnet werden, wie dies im folgenden geschehen ist. Die Erfindung ist sowohl auf Kathodenstrahlröhren der letzten Art als auch auf solche der ersten Art anwendbar.In some cases, magnetic focusing becomes electrostatic preferred. Then has the cathode ray tube does not have a second anode either. However, the remaining anode of the cathode ray generation system can be used first Anode are referred to as has been done below. The invention is both on cathode ray tubes of the last type and on those of the first type applicable.

In jeder der beschriebenen Kathodenstrahlröhren kann die Güte des Bildes dadurch beeinflußt werden, daß der Leuchtfleck auf dem Leuchtschirm seine Größe ändert, wenn die Steuergitterspannung positiver odernegativer wird. Diese Leuchtfleckvergrößerung wird durch eine Defokussierung des Kathodenstrahles bewirkt.In each of the cathode ray tubes described, the quality of the Image can be influenced by the fact that the light spot on the luminescent screen is its Changes size as the control grid voltage becomes more positive or negative. These The enlargement of the light spot is brought about by defocusing the cathode ray.

Gegenstand der Erfindung ist ein verbessertes Kathodenstrahlerzeugungssystem, bei welchem die Defokussierung des Kathodenstrahles durch Änderung der Steuergitterspannung weitgehend herabgesetzt ist. Gleichzeitig fließt zur ersten Anode kein Strom, so daß der gesamte Kathodenstrom als Strahlstrom ausgenutzt wird, wodurch für einen gegebenen Strahlstrom die Lebensdauer der Kathode erhöht wird.The invention relates to an improved cathode ray generation system, in which the defocusing of the cathode ray by changing the control grid voltage is largely reduced. At the same time, no current flows to the first anode, like this that the entire cathode current is used as a beam current, whereby for one given beam current increases the life of the cathode.

In einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung hat das Kathodenstrahlerzeugungssystem ein Schirmgitter, das ein bestimmtes Verhältnis von Länge zum Durchmesser hat. Das Verhältnis der Spannung an der ersten Anode zu der am Schirmgitter liegt dabei oberhalb eines bestimmten Wertes. Ist das Schirmgitter z. B. ein Zylinder, bei dem das Verhältnis seiner Länge zum Durchmesser innerhalb bestimmter Grenzen liegt, und liegt das Verhältnis der Spannung an der ersten Anode zu der am Schirmgitter oberhalb eines bestimmten minimalen Werte, dann ist es möglich, den Anodenstrom der ersten Anode gleich Null zu machen und den Leuchtfleck klein zu halten. Die axiale Länge des Zylinders wird im folgenden als Randlänge (Skirt-Length) des Schirmgitters bezeichnet. Das Schirmgitter braucht jedoch nicht zylinderförmig zu sein, sondern kann verschiedene andere Formen haben, solange es nur mit einem Rand von geeigneter Länge versehen ist. So kann das Schirmgitter z. B. eine konische Form haben.In a preferred embodiment according to the invention the cathode ray generating system has a screen grid that has a certain ratio of length to diameter. That The ratio of the voltage on the first anode to that on the screen grid is above of a certain value. Is the screen grid z. B. a cylinder in which the ratio its length to diameter lies within certain limits, and lies the ratio the voltage at the first anode to that at the screen grid above a certain minimum values, then it is possible to make the anode current of the first anode equal to zero and to keep the light spot small. The axial length of the cylinder will be hereinafter referred to as the skirt length of the screen grid. The screen grid does not need to be cylindrical, however, but can have various other shapes as long as it is provided with a margin of suitable length. So can the screen grid z. B. have a conical shape.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeichnung näher erläutert. Abb. i zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Projektionsröhre für hohe Anodenspannungen, z. B. 5o bis 7o kV an der zweiten Anode. Die Röhre besteht aus einem evakuierten Glasgefäß i, in welchem sich ein nach innen ragender Teil :z befindet, der die zweite Anode trägt. Dieser nach innen ragende Teil verhindert einen Überschlag zwischen der zweiten Anode und dem Ablenkjoch q., da als Isolation zwischen beiden ein Hochvakuum verwendet wird.The invention will now be explained in more detail with reference to the drawing. Fig. I shows an embodiment of a projection tube according to the invention for high Anode voltages, e.g. B. 5o to 7o kV at the second anode. The tube consists of an evacuated glass vessel i, in which there is an inwardly protruding part: z, which carries the second anode. This inwardly protruding part prevents rollover between the second anode and the deflection yoke q., as insulation between the two a high vacuum is used.

Das Kathodenstrahlerzeugungssystem besteht aus einer indirekt geheizten Kathode 6, einer Steuerelektrode oder einem Steuergitter 7, einem Schirmgitter 8 und einer ersten Anode g. Die verschiedenen Elektroden werden in der Röhre von den Haltestreben ii und i2 und den Glasknüppeln 13 in festen Abständen zueinander gehalten.The cathode ray generating system consists of an indirectly heated one Cathode 6, a control electrode or a control grid 7, a screen grid 8 and a first anode g. The different electrodes are in the tube of the Holding struts ii and i2 and the glass sticks 13 held at fixed distances from one another.

Am Ende des Vakuumgefäßes i gegenüber dem Kathödenstrahlerzeugungssystem befindet sich ein z. B. auf die innere Oberfläche des Gefäßes selbst aufgebrachter Leuchtschirm 21, auf den vorzugsweise eine dünne durchsichtige Schicht aus Metall aufgedampft ist, um Aufladungen des Schirmes durch den Kathodenstrahl zu vermeiden.At the end of the vacuum vessel i opposite the cathode ray generating system there is a z. B. applied to the inner surface of the vessel itself Luminescent screen 21, on which preferably a thin transparent layer of metal is deposited in order to avoid charging of the screen by the cathode ray.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. x hat das Schirmgitter 8 sowie die anderen Elektronen zylindrische Gestalt. Es hat eine Randlänge s und einen Durchmesser d, die in der Abbildung eingezeichnet sind. Es kann mit einer Blende 8' versehen sein, die vorzugsweise am Ende oder in der Nähe des dem Steuergitter 7 zugekehrten Endes des Schirmgitters angeordnet ist. Diese Blende ist jedoch nicht notwendig, sie ist aber in den meisten Kathodenstrahlerzeugungssystemen vorteilhaft. Durch geeignete Bemessung der Randlänge s des Schirmgitters 8 gegenüber dem Durchmesser d und durch die Wahl eines geeigneten Verhältnisses der Anodenspannung der ersten Anode zur Schirrngitterspannung kann der Anodenstrom zur ersten Anode bis auf Null verkleinert und gleichzeitig erreicht werden, daß der Leuchtfleck nicht größer wird, wenn die Steuergitterspannung negativer wird. An verschiedenen Kathodenstrahlerzeugungssystemen, die gebaut und geprüft wurden, hat sich herausgestellt, daß die Randlänge s größer als 1/1o des Schirmgitterdurchmessers d und kleiner als das 2,5fache des Durchmessers d sein muß und däß das Verhältnis der Spannung an der ersten Anode zur Schirmgitterspannung größer als 8 sein muß und vorzugsweise in den meisten Fällen 15 oder 2o beträgt.In the embodiment shown in Fig. X, the screen grid 8 and the other electrons are cylindrical in shape. It has an edge length s and a diameter d, which are drawn in the figure. It can be provided with an aperture 8 ' be, which is preferably at the end of or in the vicinity of the control grid 7 facing End of the screen grid is arranged. However, this aperture is not necessary however, it is advantageous in most cathode ray generating systems. By suitable dimensioning of the edge length s of the screen grid 8 in relation to the diameter d and by choosing a suitable ratio of the anode voltage of the first The anode current to the first anode can be reduced to zero reduced in size and at the same time achieved that the light spot does not become larger, when the control grid voltage becomes more negative. On various cathode ray generating systems, which have been built and tested, it has been found that the edge length s is greater than 1 / 1o of the screen grid diameter d and less than 2.5 times the diameter d must be and that the ratio of the voltage at the first anode to the screen grid voltage must be greater than 8 and is preferably 15 or 2o in most cases.

Der Grund für die untere Grenze des Verhältnisses der Spannung an der ersten Anode zur Spannung am Schirmgitter liegt im folgenden: Um den Anodenström zu Null zu machen ohne eine unzulässige sphärische Aberration zu erhalten, ist es notwendig, den Strahldurchmesser am Ende der ersten Anode unterhalb 55°/o, vorzugsweise unterhalb 35 oder 40 ')/" des Durchmessers der ersten Anode zu halten. Der Anodendurchmesser ist an dem Ende der Anode gemessen, an dem der Strahldurchmesser ebenfalls gemessen wird. Um nun den Strahldurchmesser in Kathodenstrahlerzeugungssystemen mit kurzer erster Anode mit großem Durchmesser, wie sie z. B. die Abb. 2 .zeigt, unterhalb dieses Wertes zu halten, ist ein Spannungsverhältnis von wenigstens io erforderlich. Für das Kathodenstrählerzeugungssystem gemäß Abb. i, in welchem eine längere erste Anode verwendet wird, liegt die untere Grenze des Spannungsverhältnisses bei etwa 15.The reason for the lower limit of the ratio of the voltage to the first anode to the voltage on the screen grid lies in the following: Around the anode current It is to make zero without obtaining an impermissible spherical aberration necessary, the beam diameter at the end of the first anode below 55%, preferably below 35 or 40 ') / "the diameter of the first anode. The anode diameter is measured at the end of the anode where the beam diameter is also measured will. In order to determine the beam diameter in cathode ray generating systems with a short first anode with a large diameter, as z. B. Fig. 2 .shows below To maintain this value, a tension ratio of at least 10 is required. For the cathode ray generating system according to Fig. I, in which a longer first Anode is used, the lower limit of the voltage ratio is around 15th

Der Grund für die obere Grenze der Länge s des Schirmgitters ist, daß die Strahldivergenz beim Eintritt in das Schirmgitter so hoch ist, daß im Falle eines langen Schirmgitters der Strahldurchmesser i an der Linse zwischen Schirmgitter und erster Anode so groß ist, daß sich eine starke Aberration ergibt, wodurch ein sehr großer Brennfleck entsteht.The reason for the upper limit of the length s of the screen grid is that the beam divergence when entering the screen grid is so high that in the case of a long screen grid, the beam diameter i on the lens between the screen grid and the first anode is so large that there is a strong aberration, whereby a very large focal point is created.

Die untere Grenze der Schirmgitterabmessung s ist dadurch gegeben, daß für kleinere Werte von s das Kathodenstrahlerzeugungssystem nur wenig besser arbeitet als ein Kathodenstrahlerzeugungssystem mit dem üblichen scheibenförmigen Schirmgitter. Die kleineren Werte von s innerhalb der Grenzen können mit Vorteil nur verwendet werden, wenn die erste Anode kurz ist, so z. B. wenn ihre Länge nur etwa das i- bis il./,fache ihres Durchmessers beträgt. Andernfalls würde die Divergenz des Strahles das Verhältnis vom Strahldurchmesser zum Durchmesser der ersten Anode zu groß machen, so daß eine unerwünschte sphärische Aberration entsteht.The lower limit of the screen grid dimension s is given by that for smaller values of s the cathode ray generating system is only slightly better operates as a cathode ray generating system with the usual disc-shaped Screen grid. The smaller values of s within the limits can be used with advantage can only be used if the first anode is short, e.g. B. if their length only approximately i- to il./, times their diameter. Otherwise the divergence of the beam would be the ratio of the beam diameter to the diameter make the first anode too large, causing undesirable spherical aberration arises.

Bei Verwendung der obengenannten Schirmgitterabmessungen und Spannungsverhältnisse ergibt sich eine elektrostatische Linse mit auf der Gegenstands-(Kathoden-) Seite kurzer Brennweite. Diese Brennweite wird so gewählt, daß der Gegenstand im wesentlichen im Brennpunkt der Linse liegt. Hierdurch ergibt sich ein durch die erste Anode mit geringer Divergenz hindurchgehender Kathodenstrahl, welcher, wie die Abb. 4 zeigt, einen Strahldurchmesser x am Ende der ersten Anode hat. Die Divergenz des Strahles ist so klein, daß der Strahl die erste Anode nicht trifft, so daß der Strom zur ersten Anode gleich Null ist.When using the screen grid dimensions and voltage ratios mentioned above the result is an electrostatic lens with on the object (cathode) side short focal length. This focal length is chosen so that the object is essentially lies in the focal point of the lens. This results in a through the first anode with low divergence cathode ray which, as Fig. 4 shows, has a beam diameter x at the end of the first anode. The divergence of the ray is so small that the beam does not hit the first anode, so that the current to the first anode is zero.

Der Strahldurchmesser ist nicht größer als er sein würde, wenn innerhalb der ersten Anode eine Blende zur Begrenzung des Strahldurchmessers angeordnet ist, wie sie die Abb. 5 zeigt und wie es in anderen Kathodenstrahlerzeugungssystemen gemacht wird, um einen geeignet fokussierten Leuchtfleck zu erhalten. Wie in dem Buch von Maloff und Epstein »Electron Optics in Television« Kapitel 7, S. 128 bis 133 beschrieben ist, soll der Strahldurchmesser am Ende der ersten Anode kleiner als 55 % des Durchmessers der ersten Anode sein, um eine unerwünschte Aberration, und unterhalb 35 ofo liegen, um eine Aberration vollständig zu vermeiden. Anderenfalls wird die Fokussierung durch die Linse zwischen erster und zweiter Anode ernstlich gestört und auf dem Leuchtschirm ein großer Leuchtfleck erzeugt.The beam diameter is not larger than it would be if a diaphragm for limiting the beam diameter is arranged within the first anode, as shown in Fig. 5 and as is done in other cathode ray generating systems, in order to obtain a suitably focused light spot. As described in the book by Maloff and Epstein "Electron Optics in Television" Chapter 7, pp. 128 to 133 , the beam diameter at the end of the first anode should be less than 55 % of the diameter of the first anode to avoid undesirable aberration, and be below 35 ofo in order to completely avoid aberration. Otherwise, the focusing by the lens between the first and second anode is seriously disturbed and a large light spot is generated on the luminescent screen.

In der Röhre gemäß Abb. i ist der Gegenstand der Strahlüberkreuzungspunkt. Dies ist auf den Seiten i2o und 121 des obengenannten Buches erklärt.In the tube according to Fig. I, the object is the ray crossing point. This is explained on pages i2o and 121 of the above book.

Die Form des Schirmgitters beeinträchtigt die Krümmung oder Form der elektrostatischen Linse, während das Verhältnis der Spannung an der ersten Anode zu der des Schirmgitters ihre Brechkraft bestimmt. Die Brennweite der Linse, wie sie durch das Spannungsverhältnis beeinflußt wird, ist durch die Gleichung gegeben, in der f1 die Gegenstandsweite, f2 die Bildweite, E"1 die Spannung der ersten Anode und E$ die Schirmgitterspannung bedeuten.The shape of the screen affects the curvature or shape of the electrostatic lens, while the ratio of the voltage across the first anode to that of the screen determines its power. The focal length of the lens as affected by the voltage ratio is given by the equation given, in which f1 is the object distance, f2 is the image distance, E "1 is the voltage of the first anode and E $ is the screen grid voltage.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. i beträgt die Randlänge s 3/4 des Durchmessers d. Geeignete Betriebsspannungen sind folgende Schirmgitter + 0,45 kV erste Anode + ii,oo kV zweite Anode + 56,oo kV Das Steuergitter kann mit einer negativen Vorspannung von etwa ioo Volt betrieben werden. Diese Spannung ändert sich jedoch in Abhängigkeit von dem Hintergrund des gesendeten Bildes. Abb. 4 zeigt, daß, wenn das Verhältnis der Spannung an der ersten Anode zur Schirmgitterspannung vergrößert wird, der Durchmesser x des Kathodenstrahles am Ende des Kathodenstrahlerzeugungssystems abnimmt. Von einem Spannungsverhältnis von etwa 2o ab ist die Verkleinerung des Strahldurchmessers nur noch sehr gering, und es wurde festgestellt, daß, wenn die Röhre mit einem Spannungsverhältnis in dieser Größenordnung betrieben wird, die sich ergebende Brennfleckgröße sehr zufriedenstellend ist. Aus der Kurve geht hervor, daß bei niedrigeren Spannungsverhältnissen der Strahl genügend divergiert, um Elektronen auf die erste Anode auftreffen und damit einen Anodenstrom fließen zu lassen.In the exemplary embodiment according to FIG. I, the edge length s is 3/4 of the diameter d. Suitable operating voltages are as follows Screen grid + 0.45 kV first anode + ii, oo kV second anode + 56, oo kV The control grid can be operated with a negative bias of about 100 volts. However, this voltage changes depending on the background of the transmitted image. Figure 4 shows that as the ratio of the voltage across the first anode to the screen grid voltage is increased, the diameter x of the cathode ray at the end of the cathode ray generation system decreases. From a voltage ratio of about 20 onwards, the reduction in beam diameter is very small and it has been found that when the tube is operated at a voltage ratio of this order of magnitude, the resulting focal spot size is very satisfactory. The curve shows that at lower voltage ratios the beam diverges sufficiently to allow electrons to strike the first anode and thus to allow an anode current to flow.

In Abb. 2 ist eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kathodenstrahlröhre dargestellt, in welcher das Verhältnis der Randlänge s ' zum Schirmgitterdurchmesser d kleiner ist als bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. i. Diese Röhre ist ähnlich der eben beschriebenen und besteht aus einem evakuierten Gefäß 31 mit einer nach innen ragenden Anode 32 und einem Kathodenstrahlerzeugungssystem, bestehend aus einer Kathode 33, einem Steuergitter 34, einem Schirmgitter 36 und einer ersten Anode 37. Das Schirmgitter 36 hat eine Scheibe 36', welche zur Erleichterung des Aufbaues vorgesehen ist und die Elektroden des Strahlerzeugungssystems trägt. Sie kann aber auch weggelassen werden und das Schirmgitter, wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. i, gehaltert werden.In Fig. 2 is another embodiment of one according to the invention Cathode ray tube shown, in which the ratio of the edge length s' to Screen grid diameter d is smaller than in the embodiment according to Fig. i. This tube is similar to the one just described and consists of an evacuated one Vessel 31 with an inwardly protruding anode 32 and a cathode ray generating system, consisting of a cathode 33, a control grid 34, a screen grid 36 and a first anode 37. The screen grid 36 has a disc 36 ', which for ease of use of the structure is provided and carries the electrodes of the beam generation system. However, it can also be omitted and the screen grid, as in the exemplary embodiment according to Fig. i.

Die Scheibe 36' kann in bestimmten Röhren zur Abschirmung dienen. Wenn z. B. der Schirmgitterdurchmesser im Verhältnis zu dem der ersten Anode klein ist, kann das Feld der ersten Anode bis in die Gegend zwischen Steuergitter und Schirmgitter hindurchgreifen, und zwar außen um das Schirmgitter herum. Die Vermeidung dieses Umgriffes kann vorteilhaft sein, weil sonst das Feld zwischen den beiden Gittern durch die Haltestreben und/oder die Elektrodenzuführungen außerhalb der zylindrischen Elektroden unsymmetrisch gemacht werden kann. Am Ende der Röhre befindet sich ein Leuchtschirm 38.The disk 36 'can be used for shielding in certain tubes. If z. B. the screen grid diameter is small in relation to that of the first anode is, the field of the first anode can extend into the area between the control grid and Reach through the screen grid, namely around the outside of the screen grid. Avoidance this wraparound can be advantageous because otherwise the field between the two Grids through the retaining struts and / or the electrode leads outside the cylindrical electrodes can be made unbalanced. Located at the end of the tube a fluorescent screen 38.

Obgleich bei Röhren dieser Art zwei Ablenkspulenpaare verwendet werden, ist zur Vereinfachung der Abbildung nur ein Spulenpaar dargestellt und mit 39 bezeichnet.Although two pairs of deflection coils are used in tubes of this type, To simplify the illustration, only one pair of coils is shown and denoted by 39.

Das Schirmgitter 36 und die Anoden 37 und 32 erhalten geeignete Betriebsspannungen aus den mit 41, 42, 43 bezeichneten Spannungsquellen. Im praktischen Betrieb werden später natürlich Hochspannungstransformatoren, Gleichrichter und Filter verwendet. Das Bildsignal wird dem negativ vorgespannten Steuergitter 34 über die Leitung 44 zugeführt.The screen grid 36 and the anodes 37 and 32 receive suitable operating voltages from the voltage sources denoted by 41, 42, 43. In practical operation later, of course, high-voltage transformers, rectifiers and filters were used. The image signal is sent to the negatively biased control grid 34 via line 44 fed.

In dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 2 beträgt die Randlänge s''/" des Schirmgitterdurchmessers d. Als Betriebsspannungen sind folgende Werte geeignet: Schirmgitter + 0,4 kV erste Anode + ii,o kV zweite Anode + 56;o kV Aus den Kurven gemäß Abb. 4 und 5 geht hervor, daß das Verhältnis der Spannung an der ersten Anode zur Schirmgitterspannung nicht kritisch ist, aber daß es innerhalb bestimmter Grenzen liegen muß.In the exemplary embodiment according to Fig. 2, the edge length s '' / "of the screen grid diameter is d. The following values are suitable as operating voltages: Screen grid + 0.4 kV first anode + ii, o kV second anode + 56; o kV The curves according to Figs. 4 and 5 show that the ratio of the voltage at the first anode to the screen grid voltage is not critical, but that it must be within certain limits.

Die Kurve gemäß Abb. 5 gilt allgemein für die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele. Oberhalb eines bestimmten Verhältnisses der Spannung an der ersten Anode zur Schirmgitterspannung wird der Gesamtstrom Strahlstrom oder Strom der zweiten Anode. Hieraus folgt, daß oberhalb dieses Spannungsverhältnisses zur ersten Anode kein Strom fließt. Ebenfalls ist natürlich auch der Schirmgitterstrom gleich Null.The curve according to FIG. 5 applies in general to the exemplary embodiments described above. Above a certain ratio of the voltage at the first anode to the screen grid voltage becomes the total beam current or current of the second anode. It follows that no current flows above this voltage ratio to the first anode. Likewise the screen grid current is of course zero.

Die Kurve gemäß Abb. 5 gilt für das Kathoden strahlerzeugungssystem gemäß der gleichen Abbildung, in dem die erste Anode mit einer Blende versehen ist. Wegen dieser Blende nimmt die erste Anode bei einem niedrigeren Verhältnis der Spannung an der ersten Anode zur Schirmgitterspannung als in dem Fall, in dem die Blende nicht vorhanden ist, etwas Strom auf. In dieser besonderen Ausführungsform ist die Größe und Lage der Blenderöffnung so, daß der Strahldurchmesser am Ende der ersten Anode genügend klein ist, daß der sich ergebende Leuchtfleck nicht durch eine auftretende Aberration verschlechtert wird, und zwar auch dann nicht, wenn die erste Anode Strom aufnimmt. Im allgemeinen liegt bei einer erfindungsgemäßen Kathodenstrahlröhre kein Grund zur Verwendung einer ersten Anode mit einer Blende vor, da der Gesamtstrom durch die Blenderöffnung hindurchgehen würde.The curve according to Fig. 5 applies to the cathode radiation generation system according to the same figure, in which the first anode is provided with a screen. Because of this aperture, the first anode picks up at a lower voltage ratio at the first anode to the screen grid voltage than in the case where the aperture does not exist, some power on. In this particular embodiment, the Size and position of the aperture so that the beam diameter at the end of the first The anode is sufficiently small that the resulting light spot cannot be replaced by an occurring Aberration is worsened even if the first anode is current records. In general, there is no in a cathode ray tube according to the invention Reason to use a first anode with a diaphragm in front of the total current would pass through the aperture.

Abb. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem das Schirmgitter eine konische Gestalt hat. Auch fehlt bei diesem Ausführungsbeispiel die zweite Anode, und die gewünschte Elektrodenbeschleunigung wird durch Anlegen einer hohen Spannung an die erste Anode erzeugt. Die Strahlfokussierung wird in diesem Fall elektromagnetisch vorgenommen.Fig. 3 shows a further embodiment in which the screen grid has a conical shape. The second is also missing in this exemplary embodiment Anode, and the desired electrode acceleration is achieved by applying a high Voltage generated to the first anode. The beam focusing is in this case made electromagnetically.

Diese Röhre besteht aus einem Vakuumgefäß 51, innerhalb dessen sich ein Kathodenstrahlerzeugersystem befindet, bestehend aus einer Kathode 52, einem Steuergitter 53, einem Schirmgitter 54 und einer Anode 56. Das Schirmgitter 54 ist konisch ausgebildet und hat eine wirksame Randlänge s und einen Durchmesser d. Die Werte von s und d entsprechen den Werten der Ausführungsbeispiele gemäß Abb. i und 2. Die dabei gemachten Festsetzungen im Hinblick auf das Verhältnis s zu d und auf das Verhältnis der Spannung an der ersten Anode zur Schirmgitterspannurig gelten ebenfalls für das Ausführungsbeispiel gemäß Abb: 3.This tube consists of a vacuum vessel 51, within which a cathode ray generator system is located, consisting of a cathode 52, a control grid 53, a screen grid 54 and an anode 56. The screen grid 54 is conical and has an effective edge length s and a diameter d. The values of s and d correspond to the values of the exemplary embodiments according to Figs. I and 2. The stipulations made with regard to the ratio s to d and the ratio of the voltage at the first anode to the screen grid also apply to the exemplary embodiment according to Fig. 3.

Obgleich die Erfindung im Zusammenhang mit Kathodenstrahlröhren beschrieben wurde, die mit hohen Anodenspannungen betrieben werden, kann die Erfindung auch auf Röhren jener Art angewendet werden, wie sie in dem obergenannten Buch von Maloff und Epstein beschrieben und auf S.94, Abb. 5, 3b, dargestellt sind. Die Erfindung läßt sich auch auf eine Röhre anwenden, in welcher die Endfokussierung des Strahles mittels einer Einzellinse (unipotential electrostatic lens) an Stelle einer Immersionslinse (bipotential lens), wie sie die Abb. i und 2, oder an Stelle einer elektromagnetischen Linse, wie sie die Abb. 3 zeigt, vorgenommen wird. Bei Anwendung der Einzellinse auf eine Kathodenstrahlröhre gemäß der Erfindung muß aber das Potential der mittleren Elektrode niedriger als das der Endelektroden sein.Although the invention has been described in the context of cathode ray tubes which are operated with high anode voltages, the invention can also can be applied to tubes of the kind described in the above-mentioned book by Maloff and Epstein and are shown on page 94, Fig. 5, 3b. The invention can also be applied to a tube in which the end focus of the beam by means of a single lens (unipotential electrostatic lens) instead of an immersion lens (bipotential lens), as shown in Figs. i and 2, or in place of an electromagnetic one Lens as shown in Fig. 3 is made. When using the single lens on a cathode ray tube according to the invention but the potential of the middle Electrode lower than that of the end electrodes.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Cathode ray tube, especially projection tube, for high anode voltages with a first and possibly a second anode and an electrode at positive potential between the first anode and Control electrode, characterized in that this electrode consists of a metal cylinder with the diameter d and the length s or consists of a funnel, the width of which End has the diameter d and is facing the first anode and its effective Length s, and that s is greater than 1 / 10d and less than 2.5d, and that that Ratio of the voltage at the first anode to the voltage of said electrode is greater than $ and is preferably 15 or 2o.

2. Cathode ray tube after Claim i, characterized in that s = 3/4 d and the screen grid voltage 0.45 kV, the voltage of the first anode ii kV and that of the second anode 56 kV.

3. Cathode ray tube according to claim i, characterized in that s = "/ 1, d and the lattice voltage 0.4 kV, the voltage of the first anode ii kV and the of the second anode is 56 kV.