DD144985A5

DD144985A5 - Aufnahmeroehre und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DD144985A5
Application number: DD79214470A
Authority: DD
Inventors: Roosmalen Johannes H T Van; Haas Franciscus C M De
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1978-07-20
Filing date: 1979-07-19
Publication date: 1980-11-12
Also published as: IT7924425A0; GB2027268A; DE2927371A1; NL7807757A; US4309638A; JPS5517994A; US4432738A; FR2431765B1; JPS641893B2; IT1122601B; FR2431765A1; ES482580A1; DE2927371C2; JPH0146979B2; JPS63276848A; BE877769A; GB2027268B; CA1135772A

Description

Aufnahmeröhre und Verfahren zu deren Herstellung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Aufnahmeröhre mit einem Elektronenstrahlerzeugungssystem in einem Ende eines rohrförmigen evakuierten Kolbens, wobei dieses Elektronenstrahlerzeiigungssystem mindestens aus einer nachstehenden auf einer Achse angeordneten Kathode mit einer zu dieser Achse nahezu senkrechten emittierenden Oberfläche und einer Elektrode mit einer mittleren Öffnung in dem zu der Achse senkrechten Teil der Elektrode zusammengestellt ist, und wobei diese mittlere Öffnung teilweise mit einer eine öffnung aufweisenden Platte verschlossen ist, während die Kathode elektrisch isoliert und nahezu konzentrisch in einer metallenen Kathodentraghülse befestigt ist_} die einen zu der Achse senkrechten Teil aufweist, der gegen den zu der Achse senkrechten Teil der Ele.k^rodje angeordnet und daran.befestigt ist» _. I

Die Erfindung betrifft weiterginge in Verfahren zur Herstellung einer solchen Aufnahmeröhre.

Derartige Auf na&ieröhren haben ein großes Anwendungsgebiet, wie a. Be Fernsehkameras, Infrarotkameras _t usw. .

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Ein derartiges Elektronenstrahler'zeugungssystem- ist aus ' •Funktechnik" Mr. 1, 1978, F & E 2 Bild 2, bekannt, in

H 2 ^w

214470

25· 10. 1979 53 798 13

der eine Kathode gezeigt ist, die mit einem Isoliermaterialpfropfen an der Kathodentraghülse befestigt ist. Die Kathodentraghülse ist an dem ersten Gitter^ der Wehneltelektrode, befestigt. Dieses erste Gitter weist eine mittlere runde Öffnung auf, in der di-3 Kathodentraghül· se mit einer koaxialen Rippe zentriert ist» Eine derartige Konstruktion ist für eine Anwendung in einer fernsehkameraröhre mit einem Diodenstrahl syst em viel zu ungenau. Die Kathode wird meistens nicht zentral und gekippt in deriKathodentraghülse montiert, Korrekturen sind nicht mehr möglich« '

Eine ähnliche Aufnahmeröhre und insbesondere ein Dioden-3Slekbronenstrahlerzeugung5system, nachfolgend k'irz Diodenstrahlsystem genannt, ist in der US-PS 3 894 262 beschrieben. In bezug auf die Konstruktion, die Positionierung und die Befestigung der Kathode, der K_athoden~ traghülse und der Anode ist aber nichts erwähnt. Derartige Rö'hren enthalten neben dem Diodenstrahl system eine Fokussierlinse zum Fokussieren des erzeugten Elektronenstrahls auf eine photoleitende Schicht, die auf einer Signal- >, platte angeordnet ist* Auf der photoleitenden Schicht entsteht eine Potentialverteilung, wenn auf die Schicht ein optisches Bild projiziert wird.

Durch Abtastung der photoleitenden Schicht mit dem Elektronenstrahl liefert die Signalplatte Signale, die dem optischen Bild entsprechen. Das Erzeugen eines Elektronenstrahls und das Abtasten mit einem Elektronenstrahl ergibt vor allem bei kleinen Aufnahmeröhrentypen viele Probleme. So hat sich z. B. herausgestellt, daß, wenn

55 798 13 - 3 -

die mittlere Bahn des Elektronenstrahls,, der durch die öffnung in der Anodenplatte fällt, einen Winkel von 1 mit der Achse des Strahlsystems einschließt, die Intensität des auf die photoleitende Schicht fallenden Elektronenstrahls, nämlich der Strahlstrom, schon um 25 % herabgesetzt wird. Da es bei der oben beschriebenen, aus "Funktechnik" Nr. 1_f 1978 bekannten Konstruktion, nahezu unmöglich ist, diesem derart zu montieren, daß die Strahlsystemachse und die mittlere Bahn nahezu zusammenfallen, ist diese für eine Anwendung in Aufnahmeröhren nicht besonders gut geeignet« weil das Fichtzusammenfallen durch zusätzliche Korrekturspulen korrigiert •werden muß.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es_s die genannten Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden«

Darlegung des Wesens der

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Aufnahmeröhre und ein Verfahren anzugeben, die es ermöglichen, auf einfache Weise die Achse des Elektronenstrahlerzeugungsysterna und die mittlere Bahn des Elektronenstrahls zusammenfallen zu lassen, so daß Korrekturmittel nicht erforderlich sind,, ^:/'^: '

Diese Aufgabe wird bei einer Aufnahmeröhre.der eingangs genannten Art nach der Erfindung 'dadurch gelöst, daß das SlelctronenstrahlerzeugungBsystem ein Diodenstrahlsystem ist, dessen Elektrode eine Anode ist, und daß diese

2 1 AA 7 Q 25. 10. 1979

55-798 13

Anode und die Kathodentraghülse in nichtbefestigtem Zustand in radialer Richtung gegeneinander verschiebbar sind, wobei die emittierende Kathodenoberfläche und der zu der Achse senkrechte Teil der Anode nach wie vor zueinander genau parallel sind.

Bei Elektronenstrahlerzeugungssystemen, die nicht vom Diodentyp sind, ist die radiale Lage der emittierenden Oberfläche in bezug auf die Anode nicht besonders wichtig. Dies ist jedoch bei Diodenstrahlsystemen wohl der Fall. Bei der Konstruktion eines Diodenstrahlsystems nach der Erfindung ist es möglich, die Mitte der emittierenden Oberfläche genau der Öffnung in der Anodenplatte gegenüber anzuordnen, wodurch die Achsen des Sbrahlsystems und des Elektronenstrahls zusammenfallen» Dies hat außerdem zur Folge, daß die emittierende Oberfläche der Kathode erheblich kleiner sein kann als bisher üblich war, wodurch die Anodenverlustleistung beträchtlich abnimmt.

Vorzugsweise weist die Kathodentraghülse einen sich nach innen erstreckenden Flansch auf», weil dann mehr Haim für das Montieren der Kathode in der Kathodentraghülse zur Verfügung steht. Die- Zentrierung des Diodenstrahlsystems in dem Kolben wird auf einfache Weise erhalten, wenn die Anode einen zu der Achse parallelen Mantelteil !aufweist t der die Kathodentraghülse umgibt und an der Innenwand des Röhrenkolbens anliegtο

Der Abstand zwischen Anode und Kathode wird völlig durch die Anodenform bestimmte wenn die auf der Anodenseite . liegende Oberfläche der Kathodentraghülse, die zu der genannten Achse senkrecht ist, und die emittierende Oberfläche in derselben Ebene liegen,

21447 0

^Ä 25. 10. 1979

55 798 13

Auf einfache Weise kann dafür gesorgt werden, daß die gegen die Anode befestigte Oberfläche der Kathodentraghülse und die emittierende Oberfläche in derselben Ebene liegen, wenn nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung außerdem die Kathode mit Hilfe einer nahezu koaxial in der Kathodentraghülse liegende Isoliermaterialscheibe in der Kathodentraghülse befestigt ist, wobei die Manteloberfläche dieser Scheibe konvex ist und wobei die Scheibe in der Kathodentraghülse mit drei Sicken in der Kathodentraghülse fixiert ist.

Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung einer derartigen Aufnahmeröhre nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode und die Kathodentraghülse aneinander befestigt werden, nachdem die emittierende Oberfläche und die auf der Anodenseite liegende Oberfläche der Kathodentraghülse in parallelen Ebenen oder in derselben Ebene angeordnet sind, wonach die Kathodentraghülse gegen den zu der Achse senkrechten Teil der Anode angeordnet ist, worauf dadurch, daß die Kathodentraghülse in radialer Richtung in bezug auf die Anode verschoben wird,.die Mitte der emittierenden Oberfläche der Mitte der mittleren Öffnung in der Anode gegenüber angeordnet ist, dann die Kathodentraghülse an der Anode befestigt und anschließend die Anodenplatte ifi der Anode angeordnet wird, wobei die Mitte der Öffnung in der Anodenplatte der Mitte der emittierenden Oberfläche gegenüber angeordnet und dann die Anodenplatte an der Anode befestigt wird, .

Die emittierende Oberfläche und die auf der Anodenseite liegende Oberfläche der Kathodentraghülse können auf einfache Weise dadurch in dieselbe Ebene gebracht werden,

Ö 25. 10. 1979

55 798 13

daß die Kathode und die genannte Oberfläche der Kathodentraghülse gegen eine durchsichtige, z, B. gläserne Platte gedrückt werden. Durch Anwendung einer durchsichtigen Platte ist es möglich zu beobachten, ob die emittierende Oberfläche auch tatsächlich völlig in einer Ebene lie"gt· Außerdem wird bei einer gespritzten Oxidkathode das Material &r emittierenden Schicht noch etwas angedrückt _t was die Oberflächenstruktur der Schicht in günstigem Sinne beeinflußt. Durch Anwendung einer Glasplatte gelangen beim Andrücken keine die Kathode vergiftenden Stoffe in die Kathode»

Ausführungsbeispiel

Ausführungsbeispiele nach dem Stand der Technik und nach der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig· 1; im Schnitt einen Teil öines Elektronenstrahler zeugungssystems nach dem Stand der Technik,

Fig. 2: im Schnitt ein Diodenstrahlsystem nach dem Stand der Technik, '

Figo 3: im Schnitt eine Ausführungsform eines Diodenstrahl· systems für eine Aufnahmeröhre nach der Erfindung, . "

Fig β 4: im Schnitt eine zweite Ausführungsform eines .. Diodenstrahlsystems für eine Aufnahmeröhre nach der Erfindung, ' .

2144 70 25. 1.0. 1979

55 798 13

Fig. 5, 6 und 7j eine nähere Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung eines derartigen Diodenstrahlsystems,

Fig. 8: im Schnitt eine Aufnahmeröhre nach der Erfindung.

In Pig· 1 ist im Schnitt ein Teil eines Klektronenstrahlerzeugungssystems nach dem Stand der Technik dargestellt. Das -ftrzeugungssystem besteht aus einer Kathode 1, au/3 einem Heizelement 2 in einem Kathodenkörper 31 auf dem eine emittierende Schicht 4 angeordnet ist« Diese Kathode 1 ist mit Hilfe eines Isoliermaterialpfropfens 5 und einer Hülse 6 an der Kathodentraghülse 7 befestigt. Diese Kathodentrag-hülse 7 trägt einen sich radial erstreckenden Plansch 8 mit einer 2entrierrippe 9. Durch diese Zentrierrippe 9 sind die Kathodentraghülse 7 und die Anode in radialer Pachtung gegeneinander fixiert. Der Flansch 8 ist an einer Elektrode 10 festgeschweißt;, die eine mittlere Öffnung 11 aufweist. Die öffnung 11 ist mit einer mit einer Öffnung 12 versehenen Platte 13 verschlossen. Der Nachteil dieser Konstruktion besteht darin, daß das Montieren der Kathode I^ in der Kathodentraghülse 7 ungenau ist. Dadurch liegt die emittierende Schicht 4- oft schief und nicht zentriert in bezug auf die Öffnung 12 in der Platte 13«, Außerdem ist die Kathode 1 dann nicht rings um die Achse der Elektrode 10 zentrierte Eine derartige Konstruktion ist nicht für ein Diodenstrahlsystem geeignet, bei dem die Strahlsystemachse und die mittlere Bahn 'des erzeugten Elektronenstrahls sehr genau zusammenfallen müssen.

- 8 -

7 0 25. 10. 1979

798 13

•Μ δ »

In Pig. 2 ist ein Diodenstrahlsystem nach dem Stand der Technik im Schnitt dargestellt· In einer Kathodentraghülse Ϊ4- befindet sich eine Kathode 15 mit einem Heizkörper Die Kathodentraghülse wist eine mittlere öffnung 17 auf· Der Kathode 15 gegenüber ist eine Anode 18 angeordnet, die eine runde mittlere öffnung 19 aufweist· Diese öffnung 19 ist mit einer eine Bohrung 21 aufweisenden .Anodenplatte 20 verschlossen. Die Schwierigkeit bei derartigen Diodenstrahlsystemen ist die, die Mitte der emittierenden Oberfläche 22 der Mitte der öffnung 21 in der Anodenplatte 20 gegenüber genau zentrisch und nicht verkippt anzuordnen, wonach die unterschiedlichen Teile aneinander befestigt werden.

Fig. 3 zeigt im Schnitt eine Ausführungsform eines Diodenstrahlsystems für eine Aufnahmeröhre nach der Erfindung. Die Kathode 23 ist aus einem Kathodenkörper 24 aufgebaut, in dem ein (hier nicht sichtbarer) Heizkörper angeordnet ist. Der Kathodenkörper 24 trägt eine emittierende Schicht 25 und ist mit Hilfe von Stäben 26 in einer Scheibe 27 aus Isoliermaterial, z. B. Glas oder Keramik, befestigt. Diese Scheibe 27 ist in der Kathodentraghülse 28 befestigt, die an einem Ende einen sich radial nach innen erstrecken·? den Plansch 29 aufweist. Der Plansch 29 ist an der Anode 30 befestigt. Die Anode 30 weist eine runde mittlere Öffnung 31 suf, die teilweise mit einer eine Ausnehmung 33 aufweisenden Platte 32 verschlossen und an der Anode 30 befestigt istβ Der Vorteil einer derartigen Konstruktion ist der, daß die Kathodentraghülse 28 mit der darin montierten Kathode 23s bevor diese in der Anode 30 festgeschweißt wird, derart radial in bezug auf die Anode 30 verschoben werden kann, daß die Mitte der emittierenden

21 44 70 25» 10, 1979

55 798 13

». 9 -

Schicht 25» die Mitte der mittleren Öffnung 31 und die Mitte der Ausnehmung 33 in der Platte 32 genau auf einer Achse, und zwar der Strahlsystemachse, zu liegen kommen.

In Fig. 4 ist im Schnitt eine zweite Ausführungsform eines Diodenstrahlsystems für eine Aufnahmeröhre nach der Erfindung dargestellt. Die Kathode 34 besteht in diesem Falle aus einem an einem Ende verschlossenen zylindrischen Kathodenkörper 35» dessen Stirnfläche mit einer emittierenden Schicht 36 bedeckt ist und in dem sich ein Heizkörper 44 befindet« Der Kathode nie örp er 35 ist mit Hilfe einiger Metallbänder 37 in einer Metallhülse 38 befestigt. Diese Hülse 38 ist seinerseits in einer Scheibe 39 aus Isoliermaterial befestigt. Diese Scheibe 39 weist eine konvexe Mantelfläche 40 auf, wodurch sie innerhalb der Kathodentraghülse 41 kippen kann. Die Scheibe 39 wird in der Kathodentraghülse 41 mit drei Sicken 42 fixiert. Durch dieses Kippen können der Flansch 45 und die emittierende Schicht 36 sehr einfach und genau in eine Ebene gebracht werden.

Die Kathodentraghülse 41 ist derart gegen die Achse 45 angeordnet, daß die Mitte der emittierenden Schicht 36 und die Mitte der mittleren runden Öffnung 46 in der Anode 45 auf der· Strahlsystemachse liegen. Die Anode weist eine Anodenplatte 47 mit einer öffnung 48, die ebenfalls auf der Strahlsystemachse liegt, auf«,

Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung eines Diodenstrahlsystems für eine Fernsehkameraröhre nach der Erfindung wird anhand der Fig. 5, 6 und 7 näher erläutert«

- 10 -

25. 10. 1979 55 798 13

In Pig. 5 ist die Anordnung der Kathode 4-9 in einer Kathodenhülse 50 dargestellt. Die emittierende Schicht 51 und der Plansch 52 der Kathodentraghülse 50 werden gegen eine durchsichtige Platte 53 gedrückt· Dadurch kommen die emittierende Schicht 51 und der Plansch 52 in einer flachen Ebene au liegen« Durch die durchsichtige (Glas)Platte 53 läßt sich gut beobachten, ob die emittierende Schicht 51 auch in der Tat an der Platte 53 anliegt. Es ist auch möglich, ,statt einer flachen Platte 53 eine treppenför?- jnige Eins-telllehre zu verwenden, wodurch der Plansch 52 der Kathodentraghülse 50 und die emittierende Schicht 51 in zwei in einem durch die Einstelllehre bestimmten gegenseitigen Abstand liegenden parallelen Ebenen eingestellt werden können·

Dann wird die Scheibe 54- aus Isoliermaterial mit Hilfe der Sicken 42. siehe Pig. 4 und 6, in der Kathodentraghülse 50 festgeklemmt. Anschließend wird: die Kathodentrag-. hülse 50 mit der Kathode 4-9 in der Anode 55 angeordnet, siehe Pig. 6, Dadurch, daß die Kathodentraghülse 50 und die Anode ^ radial gegeneinander verschoben werden können, 'können auch die Mitte der emittierenden Schicht 51 und die Mitte der mittleren Öffnung 56 in der Anode "55 genau einander gegenüber angeordnet werden. Dann werden die Anode 33 und die Kathodentraghülse 50 durch Punktschweißen aneinander befestigt.

Diese Einstellung kann_t wie in Pig, 7 dargestellt ist* sehr genau mit Hilfe eines Mikroskops mit einem Strichgitter ("graticule") aus.geraden Linien 58 und einem zentralen Kreuz. 57 erfolgen, Ein Strichgitter ist eine Anzahl von Linien oder Drähten? die in dar Brennebene eines Mikroskops angebracht sind* Die emittierende Schicht 51,

214-4 70' 25. 10. 1979

55 798 13

~ 11 -

die in Fig. 7 schraffiert dargestellt ist, wird durch Verschiebung der Kathodentraghülse 50 in bezug auf die Anode 3^> koaxial unter die Öffnung 56 gebracht. Das Kreuz.legt nun die Mitte der emittierenden Schicht 51 und der mittleren Öffnung 56 fest. Die Mitte der Öffnung 56 der Anode ^ wird anschließend mit diesem Kreuz 57 positioniert, wonach die Anode 55 an der Kathodentraghülse 50 festgeschweißt wird*

Fig_β 8 zeigt teilweise im Schnitt eine Aufnahmeröhre nach der Erfindung. Diese Röhre besteht aus einem Kolben 59 aus

Glas, der durch das Ansaugen eines Glasrohres auf einem Dorn einalten ist. Dieser Kolben weist Absätze auf. In einem Ende des Kolbens ist ein Diodenstrahlsystem nach Fig_e 4 angeordnet. Die Anode ^ ist bis gegen einen Absatz 60 in das Glas des Kolbens 59 geschoben. Auf der Innenwand des Kolbens 59 sind Elektroden 61 angeordnet. Die Röhre weist weiterhin eine Blende 62, eine Gazeelektrode 63 und ein Frontglas 64 mit einer photoleitenden Schicht 65 auf der Innenseite auf. Durch Anwendung eines nach der Erfindung aufgebauten Diodenstrahlsystems ist-es möglich, die Achsen des Strahlsystems, des Kolbens und des erzeugten Elektronenstrahls zusammenfallen zu lassen, wodurch Korrekturspulen fortgelassen werden können*

Claims

Erfindungsanspruch

1· Aufnahmeröhre, die ein Elektronenstrahlerzeugungssystem in einem Ende.eines rohrförmigen evakuierten Kolbens aufweist, wobei dieses Elektronenstrahlerzeugungssystem mindestens aus einer nachstehenden auf einer Achse angeordneten Kathode mit einer zu dieser Achse nahezu senkrechten emittierenden Oberfläche und einer Elektrode mit einer mittleren Öffnung in dem j zu der Achse senkrechten Teil der Elektrode zu-. samEiengestellt ist, und wobei diese mittlere Öffnung teilweise mit einer eine öffnung aufweisenden Platte verschlossen ist, während die Kathode elektrisch isoliert.und nahezu konzentrisch in einer metallenen Kathodentraghülse befestigt ist_s die einen zu der Ach

- se senkrechten' Teil aufweist, der gegen den zu der Achse senkrechten Teil der Elektrode angeordnet und daran befestigt ist, gekennzeichnet dadurch, daß das Elektronenstrahlerzeugungssystem ein Diodenstrahlsystem ist, dessen Elektrode eine Anode bildet, wobei

- diese Anode und die Kathodentraghülse in nichtbefe- > stigtem Zustand in radialer Richtung- gegeneinander verschoben werden können, und wobei die emittierende Kathodenoberfläche und der zu der Achse senkrechte Teil eier Anode nach wie vor zueinander genau parallel

Aufnahmeröhre nach Punkt 1_} gekennzeichnet dadurch^ daß die K_athodentraghülse einen sich senkrecht zu der Ach« se nach innen erstreckenden Flansch aufweist*

- 13 -

214470 25. IQ. 1979

55 798 13

κ, 13 -

3· Aufnahmeröhre nach Punkt 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Anode einen zu der Röhrenachse parallelen Mantelteil aufweist, der die Kathodentraghülse umgibt und an der Innenwand des Röhrenkolbens anliegt< >

;' >- ,

4· Aufnahmeröhre nach Punkt 1, 2 oder. 3» gekennzeichnet dadurch, daß die auf der Anodenseite liegende Oberfläche der Traghülse, die zu der genannten Achse senk» recjftt ist, und die emittierenden Oberfläche in derselben' Ebene angeordnet sind.

5» Aufnahmeröhre nach Punkt 1» 2, 3 oder 4-, gekennzeichnet, .dadurch, daß' die Kathode mit Hilfe einer nahezu koaxial in der Traghülse liegenden Scheibe aus Isoliermaterial in der Kathodentraghülse befestigt ist, wobei die Mant.eloberflache dieser Scheibe" konvex ist, und wobei die Scheibe in der Kathodentraghiilse mit drei Sicken in der Kathoden-traghülse "fixiert ist*

6« Verfahren zur Herstellung einer Aufnahmeröhre nach einem der vorhergehenden Punkte, gekennzeichnet dadurch, daß die Kathode und die Kathcdentraghülse aneinander befestigt werden, nachdem die emittierende Oberfläche und die auf der .Anodenseite liegende Oberfläche der Kathodentraghülse in parallelen Ebenen.oder in derselben Ebene angeordnet sind, wonach die Kathodentraghülse gegen den zu der Achse senkrechten ,Teil der Anode angeordnet und dann durch Verschiebung der Kathodentraghülse in radialer Richtung in bezug auf die Anode die Mitte der emittierenden Oberfläche der Mitte der mittleren öffnung in der Anode gegenüber

25· 10. 1979 35 798 13

angeordnet wird, anschließend die Kathodenhülse an der Anode befestigt und danach die Anodenplatte in der Anode angeordnet., wird, wobei die Mitte der Öffnung in der Anodenplatte der Mitte der emittierenden Oberfläche gegenüber angeordnet und dann die Platte an der Anode befestigt wird«,

7· Verfahren nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß die emittierende Oberfläche und die auf der Anodenseite liegende Oberfläche der Kathodentraghülse in eine Ebene gebracht werden, dadurch, daß die Kathode und die genannte Oberfläche der Kathodentraghülse, gerade bevor die Kathode und die Kathodentraghülse aneinander befestigt werden,, gegen eine durchsichtige Platte gedrückt werden,,

8* Verfahren nach Punkt 7» gekennzeichnet dadurch, daß die durchsichtige Platte eine Glasplatte ist«,

Hierzu.. 3 Seite ϊι Zeichnungen