DE1055586B - Kathodenstrahlroehre - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf Kathodenstrahlröhren und auf Einrichtungen, in denen sie verwendet werden können.

Es ist bereits eine Kathodenstrahlröhre mit einem im wesentlichen ebenen Leuchtschirm bekannt, welche eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Elektronenstrahls längs einer Bahn, die in einer zum Leuchtschirm parallelen Ebene verläuft, aufweist, wobei ein erstes Ablenksystem zur Ablenkung des Elektronenstrahls in der erwähnten Ebene vorgesehen ist, während ein zweites Ablenksystem dazu dient, den Elektronenstrahl aus dieser Ebene heraus zur Beaufschlagung des Leuchtschirms abzulenken.

Gegenstand des älteren Patentes 1 019 697 ist eine Kathodenstrahlröhre von gedrängter Baufoirm, bei der ein quer und parallel zum Leuchtschirm verlaufender Elektronenstrahl durch zwei Ablenksysteme beeinflußt wird, von denen das zweite an sich laufend verändernden Stellen längs der Bahn des durch das erste Ablenksystem abgelenkten Strahls und in Richtung einer der Schirmkoordinaten eine Ablenkung des Strahles zur Beaufschlagung des Schirms bewirkt.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in der Schaffung einer Kathodenstrahlröhre von einfacherer Konstruktion, die in einer noch stärker gedrängten Form hergestellt werden kann.

Dieses Ziel wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das erste Ablenksystem an sich laufend verändernden Stellen längs der erwähnten Bahn eine Ablenkung des Elektronenstrahls in eine Bahn bewirkt, welche quer zum Leuchtschirm verläuft und über den Bildschirm in Richtung der einen Schirmkoordinate verlagert wird, während das zweite Ablenksystem an sich laufend verändernden Stellen längs der Bahn des abgelenkten Strahls und in Richtung der anderen Schirmkoordinate eine Ablenkung des Strahls zur Beaufschlagung des Schirms bewirkt.

Die Erfindung wird in Verbindung mit den Zeichnungen beispielsweise näher beschrieben, und zwar zeigt

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung, die eine Kathodenstrahlröhre gemäß der Erfindung von außen zeigt,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Teile und Schaltverbindungen einer Kathodenstrahlröhre gemäß der Erfindung, wobei der Bildschirm der Röhre und die zugeordneten Teile der Röhre schaubildlich dargestellt sind,

Fig. 3 eine Rückansicht in schematischer Darstellung eines Teils der in Fig. 2 gezeigten Kathodenstrahlröhre mit der Fig. 2 entgegengesetzter Blickrichtung und

Fig. 4 eine schematische Darstellung im Schnitt, welche die Art und Weise zeigt, in der das erfindungs-

Kathodenstrahlröhre

Anmelder:

National Researdi Development Corporation, London

Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Berlin-Friedenau,
und Dipl.-Ing. K. Grentzenberg,
München 27, Pienzenauer Str. 2, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 19. Mai 1953

William Ross Aiken, Berkeley, Calif. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

gemäße Prinzip für Radarzwecke u. dgl. angewendet werden kann.

Bei der Kathodenstrahlröhre gemäß der Erfindung ist der Elektronenstrahlerzeuger mit Bezug auf den Leuchtschirm der Röhre so angeordnet, daß der Elektronenstrahl parallel zur Leuchtfläche des Bildschirms und in dessen unmittelbarer Nähe verläuft, wobei ein erstes Ablenksystem vorgesehen ist, das den Strahl in die erwähnte Ebene ablenkt, so daß er quer zum Schirm verläuft, aus welcher Ebene er durch ein zweites Ablenksystem abgelenkt wird, so daß er auf dem Schirm auf trifft.

Durch die beschriebene Anordnung ist es möglich, Kathodenstrahlröhren in Form flacher Gehäuse herzustellen, beispielsweise aus einem rückwärtigen Teil aus Blech oder Glas in Form eines flachen Kästchens 10 und aus einer durchsichtigen Scheibe 12, die, wie in Fig. 1 gezeigt, auf die offene Seite des Kästchens

4-5 aufgelegt ist.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der Elektronenstrahlerzeuger 40 unmittelbar oberhalb des Schirmes 42 in der Nähe einer seiner oberen Ecken 44 in der Weise angeordnet, daß der Strahl 46 oberhalb und hinter dem Schirm parallel zu dessen Oberkante verläuft, wobei gemäß der Erfindung Ablenksysteme vorgesehen sind, durch welche der Strahl zuerst nach unten abgelenkt wird, so daß er hinter dem Sahirm 42 in senkrechter Richr

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tung verläuft und dann die in senkrechter Richtung verlaufende Bahn des Strahls zur benachbarten Leuchtfläche 50 des Schirmes abgelenkt wird, so daß er auf dieser das Bild erzeugen kann. Für diesen Zweck dient ein erstes Ablenksystem, welches ein Gitter 51 aufweist, das aus einer Reiheparalleler waagerechter Drähte 52 besteht, die durch gesonderte zusätzliche Buchstaben a, b, c, d, e, f, g, h, i, j und k gekennzeichnet sind, und das oberhalb und quer zu der ursprünglich waagerechten Bahn des vom Strahlerzeuger 40 ausgesandten Strahls angeordnet ist, während parallel und unterhalb dieser waagerechten Bahn einen Querabstand voneinander haben, so daß sie einen mittigen Spalt bilden, durch den der Strahl, zwei Elektroden 54 α und 54 & angeordnet sind, die wenn er durch das Anlegen einer gegenüber den Elektroden 54a und 54 & negativen Vorspannung zu den Drähten 52 nach unten abgelenkt wird, hindurchtreten kann. Die Ouerdrähte 52 sind mit einem Spannungserzeuger 58 von geeigneter Bauart verbunden, der unter der Steuerung des Fernsehempfängers 60 betätigt werden kann, so daß an die Drähte, beginnend mit dem Draht 52 a an der dem Strahlerzeuger abge legenen Ecke, in rascher Folge eine gegenüber den Elektroden 54 a und 54 & negative Vorspannung gelegt wird. Dies hat zur Folge, daß der waagerechte, vom Strahlerzeuger 40 ausgesandte Elektronenstrahl 46 unter Bildung einer nach unten gerichteten Folge von Strahlen abgelenkt wird, die parallel zu und unmittelbar hinter der überzogenen Innenfläche des Schirms 42 verlaufen. Hinter dem auf diese Weise entstehenden Vorhang nach unten gerichteter Strahlen befindet sich ein zweites Ablenksystem, bestehend aus einem Gitter 61, das durch eine Reihe waagerechter in senkrechtem Abstand voneinander befindlicher Drähte 62a bis 62;" gebildet wird, die parallel zur Leuchtfläche 50 des Schirms 42 durch zwei geeignete Halter 63a und 63b aus Isoliermaterial gehalten werden, wobei alle Drähte des Gitters mit einem durch den Block 64 dargestellten Spannungserzeuger verbunden sind. Während des Betriebs der Röhre wird der Spannungserzeuger so geschaltet, daß an die Drähte 62a bis 62g- in rascher Folge eine mit Bezug auf die Schichtfläche 50 des Schirms negative Vorspannung, und zwar beginnend mit dem höchstliegenden Draht 62a, gelegt wird. Der Strahlerzeuger 40 ist zum Schirm 42 in der Weise angeordnet, daß die Ebene, in welcher der Elektronenstrahl projiziert und erstmalig abgelenkt wird, sich zwischen der Leuchtfläche 50 des Schirms und dem Gitter 61 erstreckt. Solange an den Drähten 62 die gleiche Spannung liegt wie an der Leuchtschicht auf der Innenseite des Schirms, geht der vom Strahlerzeuger 40 ausgesandte und durch das Gitter 51 abgelenkte Strahl an der Leuchtschicht vorbei, ohne diese zu beaufschlagen. AVenn jedoch in rascher Folge an die Drähte 62, beginnend mit dem obersten Draht 62 a, eine negative Vorspannung gelegt wird, wird ein sich rasch nach abwärts bewegendes Ablenkfeld errichtet, das den Strahl zum Schirm ablenkt, so daß er in bekannter Weise auf diesem ein Bild erzeugt. Durch ständige Wiederholung dieses Vorgangs mit der erforderlichen Geschwindigkeit und bei richtiger Synchronisierung der Spannungserzeuger 58 und 64 kann daher das gleiche Bild auf dem Schirm erzeugt werden, wie wenn der Strahlerzeuger in der Mitte hinter dem Schirm angeordnet wäre und der Strahl auf den Schirm mit einem Winkel von etwa 90° gerichtet werden würde, wie dies bei den bekannten Kathodenstrahlröhren der Fall ist. Etwaige Trapezeffekte in-

folge der Anordnung des Strahlerzeugers oberhalb des Schirms können leicht durch nicht gezeigte, in geeigneter Weise angeordnete Magnete in an sich bekannter Weise berichtigt werden.
Es kann gemäß der Erfindung ein beliebiger Spannungserzeuger, mit dem eine negative Vorspannung nacheinander an die Drähte 52 α bis 52 k des Gitters 51 und die Drähte 62 a bi.9 62 i des Gitters 61 gelegt werden kann, verwendet werden. Ein solcher Spannungserzeuger kann beispielsweise die in Fig. 3 gezeigte Form haben, in welcher die Drähte 62 des Ablenkgitters 61 so angeordnet dargestellt sind, daß sie auf der einen Seite des Schirms an verschiedenen Punkten ihrer Längsrichtung enden, welche Enden mit kleinen Elektronensammelplatten 28 versehen sind. Über den auf diese Weise in gestaffelter Anordnung befindlichen Elektronensammelplatten, 28 ist mittig ein Elektronenstrahlerzeuger 30 angeordnet, der mit den üblichen Ablenkplatten 32α und 32b versehen ist, welche unter der Steuerung des Fernsehempfängers 60 wirksam werden, um den vom Strahlerzeuger 30 ausgesandten Elektronenstrahl 35 über die Elektronensammelplatten, beginnend mit der obersten Platte, die mit dem Draht 62 a des Gitters 61 verbunden ist, abzulenken. An ihren entgegengesetzten Enden sind die Drähte 62 mit der Leuchtschicht 50 des Bildschirms 42 über gesonderte Widerstände 36 a bis 36 g verbunden. Wenn sich daher der Strahlerzeuger 30 im Ruhezustand befindet, liegt an den Drähten 62 im wesentliehen die gleiche Spannung wie an der Leuchtschicht des Schirms. In dem Augenblick, in dem jedoch der Elektronenstrahl 35 auf eine der Elektronensammelplatten auftrifft, wird der dieser zugeordnete Gitterdraht gegenüber der Leuchtschicht auf dem Schirm negativ aufgeladen. Daher werden im Betrieb der beschriebenen Anordnung, wenn der vom Strahlerzeuger 30 ausgesandte Elektronenstrahl 35 aufeinanderfolgend über die Elektronensammelplatten 28 in Richtung von der obersten zur untersten Platte abgelenkt wird, die Drähte 62 aufeinanderfolgend negativ aufgeladen. Die vorangehend beispielsweise beschriebene Spannungserzeugereanordnung hat den Vorteil, daß sie einen geringstmöglichen Raumbedarf hat und daher leicht zwischen dem kästchenförmigen rückwärtigen Teil 10 der Röhre und ihrem Schirm 12 angeordnet werden kann.

Fig. 4 zeigt eine beispielsweise für Radarsichtgeräte geeignete Ausführungsform der Erfindung, bei der die beiden Seiten eines durchsichtigen Schirms 74 mit Überzügen 76 und 78 aus Leuchtmassen versehen, die bei Beaufschlagung durch einen Elektronenstrahl Bilder in verschiedenen Farben erzeugen. Oberhalb des Schirms befinden sich, wie gezeigt, zwei Elektronenstrahlerzeuger 84 und 86, durch die in Verbindung mit ersten und zweiten Ablenksystemen 79, 80 und 81, 82 Elektronenstrahlen auf jede Seite des Schirms zu dessen Beaufschlagung gerichtet werden, wobei die Anordnung jedes Strahlerzeugers und der zugeordneten Ablenksysteme im wesentlichen, wie in Fig. 2 gezeigt, ist. Hierbei muß die Leuchtschicht 76 auf der Vorderseite des Schirms ausreichend durchlässig sein, so daß die auf der Innenseite des Schirms erzeugten Lichtwirkungen mit geringstmöglichem Verlust hindurahtreten können. Ferner müssen die Drähte, die das Strahlablenkgitter 80 auf der Vorderseite des Schirms bilden, ausreichend dünn und/oder in ausreichendem Abstand voneinander sein, so daß die überlagerten Bilder beider Leuchtschichten für den Beschauer mit einem Mindestmaß an Störung sichtbar sind.

Claims (8)

Es ist für den Fachmann ohne weiteres verständlich, daß die Hintereinanderanordnung mehrerer Bildschirme mit den ihnen zugeordneten Strahlerzeugern und Ablenkgittern ohne weiteres für das Erzeugen räumlicher Bilder verwendet werden kann. Patentansprüche:

1. Kathodenstrahlröhre mit einem im wesentlichen ebenen Leuchtschirm, einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Elektronenstrahls längs einer Bahn, die in einer zum Leuchtschirm parallelen Ebene verläuft, einem ersten Ablenksystem zur Ablenkung des Elektronenstrahls in der erwähnten Ebene und einem zweiten Ablenksystem zur Ablenkung des Elektronenstrahls aus dieser Ebene heraus zur Beaufschlagung des Leuchtschirms, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ablenksystem (52 a bis 52k, 58) an sich laufend verändernden Stellen längs der erwähnten Bahn eine Ablenkung des Elektronenstrahls in eine Bahn bewirkt, welche quer zum Leuchtschirm verläuft und über den Bildschirm in Richtung der einen Schirmkoordinate verlagert wird, während das zweite Ablenksystem (62 a bis 62 i, 64) an sich laufend verändernden Stellen längs der Bahn des abgelenkten Strahls und in Richtung der anderen Schirmkoordinate eine Ablenkung des Strahls zur Beaufschlagung des Schirms bewirkt.

2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ablenksystem aus einer Anzahl Ablenkelementen (52a bis 52k) besteht, die in Abständen längs der einen Seite der Strahllaufbahn angeordnet sind, und ein elektrostatisches Feld erzeugen, das längs der erwähnten Bahn verlagert werden kann, und das eine Komponente aufweist, welche in der erwähnten zur Laufbahn senkrechten Ebene liegt.

3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ablenksystem zwei voneinander in Abstand befindliche parallele Elektroden (54a bis 54 b) aufweist, welche auf einer konstanten Spannung gehalten werden und zwischen welchen der abgelenkte Strahl hindurchtritt.

4. Kathodenstrahlröhre nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung des Elektronenstrahls so angeordnet ist, daß die Laufbahn des Strahls benachbart und parallel mit einer Kante des Schirms verläuft.

5. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung benachbart der einen Ecke des Schirms angeordnet ist.

6. Kathodenstrahlröhre nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung der Ablenkelemente in Aufeinanderfolge mittels einer Vorrichtung geändert wird, welche einen Elektronenstrahlerzeuger (30) aufweist, der dazu dient, einen Elektronenstrahl zu erzeugen, der so abgelenkt werden kann, daß er aufeinanderfolgend eine Reihe von Elektroden (28) beaufschlagt, welche mit den jeweiligen Ablenkelementen (62 σ bis 62 g-) und über einen hohen Widerstand (36 a bis 36g) mit einer Quelle positiver Spannung verbunden sind, wobei der Elektronenstrahlerzeuger mit einer Quelle niedriger Spannung verbunden ist, so daß die Spannung jedes der Ablenkelemente synchron mit der Bewegung des Elektronenstrahls über die Elektrodenreihe verringert wird.

7. Kathodenstrahlröhre nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß der Röhre die Form eines flachen Kästchens hat, dessen offene Seite durch den Schirm abgedeckt ist.

8. Kathodenstrahlröhre nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei voneinander unabhängige Elektronenstrahlerzeuger (84, 86), deren ihnen zugeordnete erste und zweite Ablenksysteme (79, 80 und 81, 82) so angeordnet sind, daß jeder Elektronenstrahl zur Beaufschlagung von auf entgegengesetzten Seiten eines durchlässigen Halters (74) vorgesehenen Leuchtschirmen (76, 78) abgelenkt wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschrift Nr. 489 362;
USA.-Patentschrift Nr. 2 623 190.

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1 019 697.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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