DE1414808C - Kathodenstrahlröhre. kran.', Hughes Aircraft Company, Culver City, Calif. (V.St.A.) - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Kathoden- Fig. 2 einen Längsschnitt durch die elektrische strahlröhre mit einem Elektronenstrahlerzeuger- Konvergenzlinse der Röhre nach Fig. 1.
system, einer mehrfach gelochten Matrize mit profi- Die Röhre nach F i g. 1 besteht aus einem evakulierten Löchern, einer Ablenkvorrichtung, die zwi- ierten Behälter 1 mit einem erweiterten Teil 2 und sehen dem Elektrenenstrahlerzeugersystem und der S einem engeren Hals 3. In dem erweiterten Teil 2 sind Matrize angeordnet ist und den Elektronenstrahl ein Speicherschirm 4 und ein Bildschirm 5 angeordnacheinander auf ein oder mehrere vorgewählte net. Dieser Teil enthält ferner ein Elektronenstrahl-Löcher der Matrize richtet, und einer elektrostati- erzeugersystem 6 zur Erzeugung der sogenannten sehen Elektronenoptik, die eine in Strahlrichtung Flutelektronen, das auf den Speicherschirm 4 gerichhinter der Matrize liegende Sammellinse enthält, io tet und seitlich versetzt gegen den Hals 3 angeordnet welche das Loch oder die Löcher, durch die der ist. Im Halsteil der Röhre befinden sich in der nach-Strahl getreten ist, in der Bildebene abbildet sowie stehenden Reihenfolge, beginnend am Halsende und eine in Strahlrichtung vor der Matrize und hinter der endend am erweiterten Teil 2, hintereinander ein Ablenkvorrichtung vorgesehene Sammellinse auf- Elektronenstrahlerzeugersystem 7 zur Erzeugung eines weist, die die Abweichungen des in die Matrize tre- 15 Schreibstrahls, ein erstes Ablenkungssystem 8, das tenden Strahles von der Systemachse begrenzt. auch als öffnungswahlsystem bezeichnet werden

Eine Kathodenstrahlröhre mit diesen Merkmalen kann, ein System elektrischer Konvergenzlinsen 9,

ist Gegenstand des älteren Patents 1 133042. das die gelochte, den Buchstaben bildenden Matrize

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine 10 enthält, ein System 11 von Kompensationsplatten

Röhre der bezeichneten Art in bezug auf die Aus- ao und ein zweites Ablenkungssystem 12.

bildung und Lenkung des Elektronenstrahls zu ver- Das Elektronenstrahlerzeugersystem 7 besteht aus

bessern. einer Kathode 13, einem die Kathode heizenden

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwischen Element 14, einem Wehneltzylinder 15, Beschleunider Matrize und der in Strahlrichtung hinter der gungselektroden 16 und 17 und einer Bündelungs-Matrize liegenden Sammellinse eine zusätzliche »5 elektrode 18. Das Heizelement 14, dessen eines Ende Sammellinse angeordnet wird, die mit der in Strahl- mit der Kathode 13 in der gezeichneten Weise verrichtung vor der Matrize liegenden Sammellinse ein bunden sein kann, liegt an einer Stromquelle 19. Paar von zur Matrize symmetrischen Sammellinsen Die Kathode 13 wird auf einem Potential von etwa bildet. 3100 Volt negativ gegen Erde durch einen Anschluß

Die Symmetrie zwischen den beiderseits der Ma- 30 an den negativen Pol einer Batterie 20 gehalten,

trize angeordneten Linsen bewirkt, daß der Elek- deren positiver Pol an Erde liegt. Der Wehneltzylin-

tronenstrahl ein bestimmtes Loch der Matrize durch- der 15 wird auf einem negativen Ruhepotential in

läuft, ohne durch den sogenannten Lochlinseneffekt bezug auf die Kathode 13 gehalten, das genügend

abgelenkt zu werden. Außerdem eliminiert diese groß ist, um den Austritt von Elektronen von ihm

Linsenanordnung eine unerwünschte divergierende 35 vollständig zu unterbinden. Dies wird durch eine

Wirkung auf den Elektronenstrahl, der das Sammel- Batterie 21 erreicht, die eine negative Spannung von

linsensystem durchläuft, und bringt damit die Linsen- etwa 100 Volt erzeugt und in Reihe mit einem Wi-

aberration auf ein Minimum. Schließlich lassen sich derstand 22 geschaltet ist, der zwischen der Kathode

erfindungsgemäß gestaltete Röhren mit erheblich 13 und dem Wehneltzylinder 15 liegt,

kleinerem Durchmesser bauen als Röhren nach dem 40 Sollen Elektronen aus der Kathode 13 austreten,

genannten älteren Patent. so wird das Potential des Wehneltzylinders 15 so weit

In der bevorzugten Ausführung der Erfindung be- herabgesetzt, daß es nur zwischen 25 bis 50 Volt steht das Paar von zur Matrize symmetrischen Sam- negativ gegen das Potential der Kathode 13 Hegt, mellinsen aus drei hintereinander angeordneten zylin- Dies wird dadurch erreicht, daß ein Spannungspuls derförmigen Elektroden gleichen Durchmessers, von 45 geeigneter Größe, der durch einen Pulsgenerator 23 denen die beiden äußeren Elektroden gleiches Poten- erzeugt wird, auf den Wehneltzylinder 15 über eine tial haben und die dazwischenliegende mittlere, die geeignete, einen Kondensator 24 enthaltende Verbin-Matrize enthaltende Elektrode ein vom Potential der dung gegeben wird. Die Dauer des Pulses ist so beäußeren Elektrode verschiedenes, insbesondere höhe- messen, daß sie ausreicht, um ein Zeichen auf den res Potential als diese hat. In dieser Ausbildung fällt 50 Speicherschirm 4 zu schreiben
die Elektronenoptik besonders einfach aus. Die Beschleunigungselektroden 16. und 17 werden

Wird die Elektronenoptik in der vorstehend an- auf einem Potential von etwa 200 Volt positiv gegen gegebenen Weise ausgebildet, dann empfiehlt es sich, Erde gehalten. Sie sind dazu an eine Hauptschiene die Abmessungen so zu wählen, daß die Längen der 25 angeschlossen, die auf dem genannten Potential beiden äußeren zylinderförmigen Elektroden minde- 55 durch Verbindungen mit einer Batterie 26 gehalten stens gleich deren Durchmesser sind und die Länge wird. Ein einstellbares Potential von etwa 800 Volt der mittleren Elektrode zwischen 40 und 80% dieses positiv gegen die Kathode 13, also etwa 2300 Volt Durchmessers liegt. Dabei ist es besonders zweck- negativ gegen Erde, liegt an der Bündelungselektrode mäßig, wenn die Längen der beiden äußeren Elek- 18. Hierzu ist diese Elektrode mit einem Kontakt 27 troden annähernd das Dreifache ihres Durchmessers 60 verbunden, der auf einem Potentiometer 28 verschiebbetragen und die Länge der mittleren Elektrode an- bar ist, das mit seinen Enden an der Batterie 20 liegt, nähernd 60% dieses Durchmessers beträgt. Die Matrize 10 besteht aus dünnen, leitenden, kreis-

Ein Ausführungsbeispit-'l der Erfindung ist in der förmigen Elektrodenplatte, deren Durchmesser etwa

Zeichnung dargestellt. Es zeigt 25 mm beträgt, und die eine Vielzahl von Öffnungen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine als Speicher- 65 enthält, von denen jede die Form eines bestimmten

röhre ausgebildete Kathodenstrahlröhre nach der Er- zu reproduzierenden Buchstabens oder sonstigen Zei-

findung in schematischer Darstellung nebst der zu- chens hat. Beispielsweise können vierundsechzig so

gehörigen Schaltung und geformte Öffnungen, von denen jede eine Höhe von

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0,56 mm hat, so angeordnet werden, daß sie ein Elektroden 43 und 44 bilden zusammen mit dem

Quadrat von acht Zeilen und' acht Spalten bilden. Elektrodenzylinder 42 eine Linse, die die Matrize 10

Damit die Ablenkung des Elektronenstrahles mög- auf dem Bildschirm 5 abbildet. Die Endelektroden

liehst klein wird, empfiehlt es sich, die meisten buch- 40 und 42 des Sammellinsensystems 9 werden beide

stabenbildenden Öffnungen möglichst in der Nähe 5 auf einem Potential von etwa 200 Volt positiv gegen

der Mitte der Matrize anzuordnen. Dabei soll der Erde gehalten, und zwar durch Verbindungen mit der

Querschnitt des Elektronenstrahles so groß sein, daß Sammelschiene 25. Die kurze mittlere Elektrode 41

er jeweils nur eine Öffnung in der Matrize, diese aber wird auf einem Potential von etwa 2750 Volt positiv

vollständig überdeckt. gegen Erde gehalten. Sie ist zu diesem Zweck an

Zwischen dem schreibenden Elektronenstrahl- ίο eine Anzapfung 45 eines Widerstandes 46 angeschloserzeugersystem 7 und dem System 9 aus elektrischen sen, dessen Enden an einer Batterie 47 liegen. Die Konvergenzlinsen ist ein aus horizontalen Ablenk- Elektrode 43 wird auf einem Potential von etwa platten 29 und vertikalen Ablenkplatten 30 bestehen- 2900 Volt negativ gegen Erde, die Elektrode 44 dades Ablenksystem angeordnet, das zur Auswahl der gegen auf einem Potential von etwa 200 Volt positiv Buchstaben oder Zeichen dient. Ein Ruhepotential 15 gegen Erde gehalten. Die Elektrode 43 ist zu diesem von etwa 200VoIt positiv gegen Erde liegt an den Zweck an eine Anzapfung 48 eines Widerstandes 46 α horizontalen und vertikalen Platten 29 und 30, die angeschlossen, dessen Enden an einer Batterie 49 Hedazu über Trennwiderstände 32, 33 und 35, 36 an gen. Die Elektrode 44 ist mit der Sammelschiene 25 die Sammelschiene 25 angeschlossen sind. Die hori- verbunden. Der Hauptzweck der Linse 43, 44 besteht zontalen Ablenkplatten 29 sind über Trennwider- *o darin, die Matrize auf dem Speicherschirm abzubilstände 32 und 33 mit einem zur Erzeugung der hori- den und darüber hinaus den Elektronenstrahl gegen zontalen Ablenkspannung dienenden Generator 31 die Röhrenachse konvergieren zu lassen,
verbunden. Entsprechend sind die vertikalen Ablenk- Aus dem Vorstehenden folgt, daß der schreibende platten 30 über Trennwiderstände 35 und 36 mit Elektronenstrahl, der durch die Sammellinse gegen einem zur Erzeugung der vertikalen Ablenkspannung »5 die Röhrenachse konvergiert, eine Bahn hat, die mit dienenden Generator 34 verbunden. Ein Steuerstrom- der Röhrenachse einen Winkel bildet. Damit jeder kreis 37, der an den Pulsgenerator 23 und an die zur Buchstabe oder jedes sonstige Zeichen auf einem beErzeugung der horizontalen und vertikalen Ablenk- stimmten Flächenelement des Speicherschirms zenspannungen dienenden Generatoren 31 und 34 ange- triert wird, ist es notwendig, daß der Elektronenkoppelt ist, bestimmt die vertikale und die horizon- 30 strahl in das Ablenksystem im wesentlichen entlang tale Ablenkspannung in solcher Weise, daß das die dessen mittlerer Achse tritt. Um dies zu erreichen, Öffnungen auswählende Plattensystem 8 den Elek- ist ähnlich wie in der USA.-Patentschrift 2 769116 tronenstrahl derart steuert, daß dieser durch die je- zwischen der elektrischen Sammellinse 9 und der Abweils gewünschte Öffnung in der Matrize 10 hin- lenkvorrichtung 12 ein System 11 von Kompensadurchtritt und damit das jeweils gewünschte Zeichen 35 tionsplatten angeordnet, das aus zwei Paaren 49 und abbildet. Außerdem hat die Steuerschaltung 37 den 50 von Kompensationsplatten besteht. Das erste Paar Zweck, den Pulsgenerator 23 zeitlich derart zu 49 dient dazu, die vertikale Abweichung der Schreibsteuern, daß der Elektronenstrom hinreichend lange strahlbahn von der Achse zu kompensieren. Es wird durch die jeweilige Öffnung tritt, um auf dem Spei- auf einem positiven Ruhepotential von etwa 200 Volt cherschirm 4 ein entsprechendes Ladungsbild zu er- 4» gehalten und ist zu diesem Zweck mit Anzapfungen zeugen. Es empfiehlt sich, den schreibenden Elek- 51 und 5Γ auf den Trennwiderständen 35 und 36 tronenstrom zu unterbrechen, während ein Wechsel verbunden, die in Reihe mit dem zur Erzeugung der von einer Öffnung in der Matrize 10 auf eine andere vertikalen Ablenkspannung dienenden Generator 34 stattfindet. Außerdem soll der Elektronenstrom mög- liegen, der zugleich die vertikalen Spannungen für liehst nicht wesentlich länger als nötig durch eine ein- 45 das zur Lochauswahl dienende System liefert. Das zelne Öffnung treten, damit der Speicherschirm nicht zweite Kompensationsplattenpaar 50 dient zur Kombeschädigt wird. pensation der horizontalen Achsabweichung der

Das elektronenoptische Konvergenzsystem 9 be- Bahn des Elektronenstrahles und wird auf einem steht aus metallischen, zylindrischen Elektroden 40, positiven Ruhepotential von etwa 200VoIt gehalten 41 und 42. Dieses System enthält außerdem die ge- 50 und ist dazu mit Anzapfungen 53 und 53' auf den lochte, zur Bildung von Buchstaben oder anderen Trennwiderständen 33 und 32 verbunden, die in Zeichen dienende Matrize 10, wie nachstehend im Reihe mit dem zur Erzeugung der horizontalen Abeinzelnen beschrieben werden wird. Der innere lenkspannung dienenden Generator 31 liegen, der zuDurchmesser der Elektrodenzylinder 40, 41, 42 43 gleich die horizontalen Ablenkspannungen für das und 44 beträgt in einer erprobten Ausführungsform 55 zur Lochauswahl dienende System liefert. Die Wirder Erfindung 38 mm, wenn die Matrize einen äuße- kung der Kompensationsplatten wird so gestaltet, ren Durchmesser von 25 mm hat. Diesen Größen daß sie der Wirkung des lochwählenden Ablenkentsprechen Längen der Elektrodenzylinder 40, 41, systems entspricht.

42, 43 und 44 von 85,0,15,2, 85,0,22,8 und 15,2 mm, Das den Ort, an dem das Zeichen gespeichert wird, wobei der Abstand zwischen den einzelnen Zylin- 60 auswählende System 12 stellt ein zweites Ablenkdern ungefähr 2,5 mm beträgt. Die Erfindung be- system in der Röhre dar und besteht aus Platten 55 schränkt sich nicht darauf, ein einfaches System von zur horizontalen Ablenkung und Platten 56 zur verti-Konvergenzlinsen vorzusehen. Sie sieht vielmehr zwei kalen Ablenkung, zwischen denen die Bahn des Elekgetrennte, jedoch einander gleiche elektrische Felder tronenstrahls hindurchläuft. Die Platten zur horizonauf den beiden Seiten der Matrize vor, so- daß die- 65 talen und vertikalen Ablenkung werden auf einem ser Teil der Konvergenzlinse9 keinerlei divergierende Ruhepotential von etwa 200 Volt positiv gegen Erde Wirkung auf den durch sie tretenden Elektronen- gehalten. Sie sind zu diesem Zweck über Trennstrahl hat. Die als Linse wirkenden zylindrischen widerstände 57, 58 und 59, 60 an die Sammelschiene

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25 angeschlossen. Die Ablenkspannung für die hori- gitter, hat etwa eine Stärke von 0,013 bis 0,025 mm zontalc Ablenkung durch die Platten 55 wird von und weist etwa zehn Maschen pro Millimeter auf. einem Spannungsgenerator 61 geliefert, der über die Ein nicht dargestellter Überzug aus dielektrischem Trennwiderstände 57 und 58 und über Konden- Material, der etwa 0,05 mm dick und fähig ist, Sesatoren 63 und 64 an die Platten angeschlossen ist. 3 kundärelektroden zu emittieren, bedeckt die eine Entsprechend wird die zur vertikalen Ablenkung die- Seite des Nickelschirmes 81, ohne dessen Maschen nende Spannung einem Spannungsgenerator 62 ent- zu überragen oder zu überbrücken. Ein geeignetes dinommen. der an die Platten 56 über die Trennwider- elektrisches Material ist Talkum. Eine Sammeleleksta'nde 59, 60 und über Kondensatoren 65 und 66 an- trode 83, die einen dünnen leitenden Schirm 85 entgeschlossen ist. ίο hält, erstreckt sich über die Oberfläche des Überzuges Das Flutelektronenstrahlerzeugersystem 6 erzeugt aus dielektrischem Material. Der dünne leitende unter Mitwirkung der Elektroden 67, 68 und 69 einen Überzug 85 hat etwa vier bis acht Maschen pro ausgebreiteten Strom von Flutelektronen, der sich Millimeter. Diese Maschen sind unter einem spitzen gleichförmig auf die ganze Fläche des Speicher- Winkel gegen die Maschen des Kontraststeuergitters Schirmes 4 richtet. Sie besteht aus einer Kathode 70 15 81 angeordnet, um den Moire-Effekt möglichst klein mit Wehneltzylinder 71 und einer Ringelektrode 72. zu machen. Das Kontraststeuergitter 81 wird auf die vor dem Wehneltzylinder angeordnet ist. Die einem Potential von etwa 10 Volt negativ gegen Erde Kathode 70 liegt an Erde, während der Wehnelt- gehalten und ist zu diesem Zweck mit einer Anzylinder71 auf einem Potential von etwa 10 Volt zapfung 86 des Potentiometers 78 verbunden. Der negativ gegen Erde gehalten wird. Er ist dazu über «o dünne leitende Schirm 85 liegt auf einem Potential eine einstellbare Anzapfung 73 mit einem Potentio- in der Größenordnung von 175VoIt positiv gegen meter 74 verbunden, dessen Enden an eine Batterie Erde. Dazu dient eine Verbindung mit einer Anzap-

75 angeschlossen sind. Eine zwischen den äußeren fung 87 des Potentiometers 78.

Polen der Batterie liegende Anzapfung ist mit Erde Hinter dem Speicherschirm und in dessen Nähe ist verbunden, so daß das Potentiometer sowohl positive «5 auf der Innenfläche des erweiterten Teiles 2 der wie negative Potentiale zu liefern vermag. Die Ring_r Röhre der Bildschirm 5 angebracht. Er setzt sich aus elektrode 72 wird durch eine Verbindung mit der einer durchsichtigen, elektrisch leitenden Schicht 88 Sammelschiene 25 auf einem Potential von etwa und einer dünnen fluoreszierenden Schicht 89 zusam-200 Volt positiv gegen F.rde gehalten. Das Potential. men. Die durchsichtige leitende Schicht 88 kann diauf das man den Wehneltzylinder 71 einstellt, hängt 30 rekt auf die Glasfläche der Röhre aufgebracht sein vom gewünschten Durchmesser und der Stromstärke und besteht beispielsweise aus Zinnoxyd. Sie wird des Flutclektronenstromes ab. auf einem relativ hohen positiven Potential gehalten, Am inneren Umfang des erweiterten Teiles 2 der um die Elektronen auf eine Geschwindigkeit zu beRöhre sind Elektroden 67 und 68 angeordnet, deren schleunigen, die genügt, um die .fluoreszierende Zweck darin besteht, als Kollimator auf die Flut- 35 Schicht beim Auftrcffen optisch zu erregen. Dieses elektronen zu wirkeji. sie also parallel auszurichten. Potential liegt größenordnungsmäßig zwischen 5000 Diese Elektroden bestehen aus einem elektrisch lei- und 10000 Volt und wird von dem positiven Pol tenden Überzug, der auf die Innenfläche des erwei- einer Batterie 90 geliefert.

terten Teiles der Röhre etwa in Form einer kollo- Die aus Metall bestehende Matrize 10, die mit den idalcn Graphitlösung aufgestrichen ist. Die dem Flut- 40 den wiederzugebenden Zeichen entsprechend profielcktroncnstrahlerzeugersystcm 6 nähere Elektrode lierten Löchern versehen ist, ist in dem eine Sattcl-67 wird auf einem Potential von etwa 2(K) Volt posi- elektrode bildenden Zylinder 41 angebracht, und tiv gegen Erde gehalten und ist zu diesem Zweck mit zwar unter Herstellung einer leitenden Verbindung, der Sammelschiene 25 verbunden. Die andere, von etwa durch Schweißen. Die Einzelheiten dieses Teiles dem Flutelektroncnstrahlerzeugersystem 6 weiter ent- 45 der Röhre sind aus Fig. 2 ersichtlich,
fcrnlc Elektrode 68 wird auf einem Potential zwi- Ein Haltering 92 ist an der Innenfläche des Elekschen etwa 50 und 150 Volt positiv gegen Erde ge- trodenzylinders41 angeschweißt. Er bildet den Träger hallen. Dazu dient eine Verbindung mit einer ver- der Matrizenplatte 10. die mit ihm durch Punktstellharen Anzapfung 77 auf einem Potentiometer 78. schweißung verbunden ist. Der Ring 92 hat einen dessen Enden an einer Batterie 79 liegen, die in 50 Außendurchmesser von etwa 35 mm und ist mit einer einem zwischen ihren äußeren Polen liegenden Punkt Ausnehmung versehen, deren Durchmesser etwa geerdet ist. Die parallele Ausrichtung der Flutelek- 25 mm beträgt. Diese Ausnehmung dient zur Auftronen wird durch eine Ringelektrode 69 unterstützt. nähme der Matrize 10 und erstreckt sich über eine die nahe dem Speicherschirm angeordnet ist und sich axiale Breite von etwa 5.5 mm. Sie läßt eine mittlere über eine durch die Richtelektrode 68 bestimmte 55 Öffnung von etwa 14 mm Durchmesser frei. Im Be-Strecke zum Flutelektronenstrahlerzeugersystem hin reich dieser Öffnung ist die Matrize mit den bucherstreckt. Die Elektrode 69 wird auf einem Potential stabenförmig profilierenden Löchern versehen,
von etwa 250 Volt positiv gegen Erde gehallen und Die Wirkung der Anordnung eines Elementes, das ist zu diesem Zweck an eine verstellbare Anzapfung einen elektrischen Kurzschluß quer über die Sattel-

76 auf dem Potentiometer 78 angeschlossen. 60 elektrode 41 darstellt, besteht darin, die Einfeld-Inncrhalb des erweiterten Teiles der Röhre be- linse in eine Zweifeldlinse zu verwandeln und da-

finden sich der Speicherschirm 4 und der Bild- durch zwei im wesentlichen einander gleiche, konverschirm 5. Der Speicherschirm 4 kann nach den An- gierende Linsenfelder zu schaffen, die gewissermaßen gaben in der USA.-Patentschrift 2 788 467 gestaltet Rücken an Rücken sich beiderseits der Matrize ersein und besteht aus einem Metallring 80, der ein- 65 strecken. Die gestrichelten Linien 91 deuten den Verscitic an den Umfang eines mittels elektrischer lauf der Feldlinien in jedem der beiden Felder an. Methoden hergestellten Nickelschirmes 81 ange- Diese Felder über nunmehr lediglich eine konverschweißt ist. Der Schirm 81 dient als Kontraststeuer- eierende Wirkune auf das durchtretende Elektronen-

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strahibündel aus. Ohne diese Anordnung würde die abbildet. Wenn ~das Strahlenbündel das Kompenkonvergierende Linse wie in bekannten Röhren außer salionsplattensystem 11 erreicht, wird es erneut so einer im großen und ganzen konvergierenden Kraft ausgerichtet, daß es im wesentlichen mit der Röhrerinoch die Tendenz haben, auf das Strahlenbündel achse zusammenfällt. Anschließend richtet das Abdivergierend zu wirken. Da in der gezeichneten An- 5 lenksystem 12 entsprechend den von der Steuerschalordnung die Matrize 10 annähernd in der Mitte des tung 37 erteilten Steuerbefehlen den Strahl auf die-Linsensystems 9 liegt, kann sie nicht auf dem Bild- jenige Stelle des Speicherschirmes 4, wo der Buchschinn abgebildet werden. Deshalb ist eine zweite stäbe oder das Zeichen jeweils gespeichert werden Sattellinse in Form der Elektrodenzylinder 43 und 44 soll.

vorgesehen, die in Zusamincnwirkung mit der Elck- io Wenn das die Buchstaben schreibende Elektrcnentrodc 41 die die den Buchstaben oder Zeichen ent- strahlenbündel auf die Speicherfläche trilTt, löst es sprechend profilierten öffnungen in der gewünschten die Emission einer großen Zahl von Sekundärelek-Vergrößeiung auf dem Schirm abbildet. Die Lage tronen aus, die vom Sammelschirm 85 angezogen der Linse 43, 44 wird in erster Linie durch den ge- werden. In dieser Weise entsteht ein Bild positiver wünschten Vergrößerungsgrad und nicht so sehr 15 (oder weniger negativer) Ladungen auf der Speichcrdurch die Größe des Strahlenbündels bestimmt, wie fläche, das dem Profil des Strahlenbündel und dadics für bekannte Röhren gilt. Man kann daher mil mit dem Profil der öffnung entspricht, die den Strahl geringerer Vergrößerung der Matrize auskommen und geformt hat. Die positiv (oder weniger negativ) gehat damit den Vorteil höherer Stromdichte des Strah- ladcnen Teile der Speicherfläche werden dann durch lcnbündels im Bereich des Bildschirmes als bisher. ao die Wirkung der Flutelektronen sichtbar gemacht.

Die größte Abweichung des Strahlenbündels von Die Flutelektronen, die die Speicherfläche nur in den der Achse der Röhre betragt nicht mehr, als durch positiv oder weniger negativ geladenen Bereichen die Lage der außerhalb der Achse liegenden öff- durchdringen, werden anschließend auf den Bildnungen in er Matrize bestimmt ist. Daher ist die schirm hin beschleunigt, um dort ein sichtbares Bild Aberration in der Linse 43, 44, die sich mit der 15 zu erzeugen, das in seiner Gestalt dem Ladungsbild dritten Potenz der radialen Abweichung des Strah- entspricht.

les von der Achse ändert, nicht größer, als durch · In der beschriebenen Röhre wird die Konvergenz den Radius der jeweils verwendeten Matrize gegeben des abgelenkten Schreibstrahlenbündels zurück auf ist. Da sich der Durchmesser des Röhrenhalses nach die Röhrenachse mithin in zwei Schritten bewirkt, dem Durchmesser der Konvergenzlinse richtet, kann 30 und zwar in zwei verschiedenen konvergierenden dieser Durchmesser klein genug gemacht werden, um Linscnfeldern und nicht, wie es üblich ist, in nur die Verwendung eines im Durchmesser verhältnis- einem Feld. Dadurch wird erreicht, daß ein Strahlenmäßig kleinen, mit minimaler Verzerrung arbeiten- bündel, das anfänglich von der Röhrenachse fortden magnetischen Ablcnkjoches an Stelle der clektro- gelenkt werden muß, um die jeweils gewählte Profilstatischcn Ablenkplatten 55 und 56 zu gestatten. 35 öffnung in der zeichenbildenden Matrize zu erreichen,

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß das hohe sich nicht weiter von der Röhrenachse entfernt, als positve Potential der Matrize die Wirkung der für den Durchtritt durch diese Öffnung notwendig Raumladungskräftc im Strahlenbündel zu vermin- ist. Die vorliegende Linsenanordnung begrenzt die dem strebt, mit dem Ergebnis, daß man mit höheren axiale Abweichung des Strahls und eliminiert sonstige Strömen im Strahlenbündel arbeiten kann. Die vor- 4° nebenbei auftretende Kräfte, die auf den Strahl diliegcnde Anordnung erlaubt es. die Röhre mit Elek- vcrgicrend wirken und für bekannte Konvergenztronenströmen im Strahlenbündel zu betreiben, die linsen charakteristisch sind. Die vorliegende Linsenetwa das Dreifache des bisher möglichen betragen. anordnung führt das Strahlenbündel auf die Röhren-Daraüs ergeben sich kürzere Schreibzeiten und achse zurück und bildet die Matrize auf dem Schirm höhere Schreibgeschwindigkeiten. Es wurde ge- 45 ab. Die maximale Abweichung des Strahlenbündels funden. daß in einer gemäß F i g. 1 aufgebauten ist mithin praktisch allein durch die exzentrische Röhre Schreibzeiten pro Zeichen von 20 Mikrosekun- Anordnung der jeweiligen öffnung in der den Buchden und Schreibgeschwindigkeiten von KK' cm Sek. stäben formenden Matrize bestimmt. Infolgedessen erreicht werden konnten. ist der Durchmesser des elektrostatischen Linsen-

Im Betrieb der beschriebenen Röhre werden vom 50 systems, durch das das Strahlenbündel konvergiert Steuerstromkreis 37 gesteuerte horizontale und verti- wird, minimal, weil es allein durch die Abmessungen kale Ablenkspannungen angelegt. Das zur Lochaus- der den Buchstaben bildenden Matrize und die Lage wahl dienende Ablenksystem 8 richtet dann ein Elek- ihrer öffnungen bestimmt ist. So braucht in einer tronenstrahlbündel vom Elektronenstrahlerzeuger- Speicherröhre mit einer zeichenbildenden Matrize der system 7 gegen diejenige öffnung in der Matrize, die 55 oben angegebenen Abmessungen, also mit einer dem wiederzugebenden Buchstaben oder Zeichen ent- Fläche von ungefähr 2 cm². eine elektrostatische sprechend profiliert ist. Wenn das Strahlenbündel in Linse einen Durchmesser von nur 38 mm zu haben das elektrische Feld des Konvergenzlinscnsystems 9 In der beschriebenen Ausführungsform dient die

gelangt und es durchläuft, so wird es in Richtung auf gelochte zeichcnbildende Matrize als das elektrisch die Röhrenachsc zuriickgelenkt und folgt einer Bahn, 60 kurzschließende Element im mittleren Elektrodendie zur Röhrenachse hin konvergiert. Beim Durch- zylinder 42. Grundsätzlich kann jedoch jedes für tritt durch eine öffnung der Matrize nimmt das Elektroden durchlässige, elektrisch leitende Element Strahlenbündel eine Qiierschnittsform an, die dem diesen Zweck erfüllen. In einem solchen Fall kann öffnungsprofil entspricht. Hat das Bündel die Matrize die gelochte, zeichenbildende Matrize aus elektrisch durchlaufen, so konvergiert es weiter gegen die 65 nichtleitendem Stoff bestehen, der etwa ungefähr in Röhrenachsc und zwar unter der Wirkung des der gleichen Stellung innerhalb des mittleren Elekzweiten elektrostatischen Linsensystem* 42, 43 und trodenzylinders angeordnet wird wie das für Elek-44, das zugleich die Matrize auf dem Bildschirm 4 tronen durchlässige, elektrisch leitende Element.

Dieses Element kann aus einer neben der Matrize liegenden, sich quer über den Linsenzylinder erstreckenden Membran bestehen. Hervorgehoben sei ferner, daß die beschriebene Vorrichtung auch bei Kathodenstrahlröhren ohne Bildspeicher mit gleichem Vorteil anwendbar ist.

Die mit der beschriebenen Vorrichtung erzielten Vorteile bestehen zusammengefaßt in einer Verminderung des Durchmessers des Linsensystems und in einer wesentlichen Herabsetzung der optischen Verzerrung. Dazu gesellt sich die Möglichkeit, mit höherem Strom im Elektronenstrahlbündel zu arbeiten, sowie die Tatsache, daß die Schreibzeiten verkürzt und die Schreibgeschwindigkeiten erhöht werden. Endlich kann die gelochte, zeichenbildende Matrize auf dem Bildschirm in günstigerer Vergrößerung abgebildet werden.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Kathodenstrahlröhre mit einem Elektronen- »o Strahlerzeugersystem, einer mehrfach gelochten Matrize mit profilierten Löchern, einer Ablenkvorrichtung, die zwischen dem Elektronenstrahlerzeugersystem und der Matrize angeordnet ist und den Elektronenstrahl nacheinander auf ein as oder mehrere vorgewählte Löcher der Matrize richtet, und einer elektrostatischen Elektronenoptik, die eine in Strahlrichtung hinter der Matrize liegende Sammellinse enthält, welche das Loch oder die Löcher, durch die der Strahl getreten ist, in der Bildebene abbildet sowie eine in Strahlrichtung vor der Matrize und hinter der Ablenkvorrichtung vorgesehene Sammellinse aufweist, die die Abweichungen des in die Matrize tretenden Strahles von der Systemachse begrenzt, d a durch gekennzeichnet, daß zwischen der Matrize (10) und der in Strahlrichtung hinter der Matrize liegenden Sammellinse (42, 43, 44) eine zusätzliche Sammellinse (41, 42) angeordnet ist, die mit der in Strahlrichtung vor der Matrize liegenden Sammellinse (40, 41) ein Paar von zur Matrize (10) symmetrischen Sammellinsen (40, 41 und 41, 42) bildet.

2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von zur Matrize (10) symmetrischen Sammellinsen aus drei hintereinander angeordneten zylinderförmigen Elektroden (40, 41, 42) gleichen Durchmessers besteht, von denen die beiden äußeren Elektroden (40, 42) gleiches Potential haben und die dazwischenliegende mittlere, die Matrize (10) enthaltende Elektrode (41), ein vom Potential der äußeren Elektroden (40,42) verschiedenes Potential hat.

3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (41) ein höheres, Potential als die äußeren Elektroden (40, 42) hat.

4. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen der beiden äußeren zylinderförmigen Elektroden (40,42) mindestens gleich deren Durchmesser sind und die Länge der mittleren Elektrode (41) zwischen 40 und 8O°/o dieses Durchmessers liegt.

5. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Längen der beiden äußeren Elektroden (40, 42) annähernd das Dreifache ihres Durchmessers betragen und die Länge der mittleren Elektrode (41) annähernd 60% dieses Durchmessers beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen