DE19857791B4

DE19857791B4 - Method for producing a cathode ray tube, method for measuring the relative position of electrodes of a jet system of such a cathode ray tube and arrangement for carrying out such a method

Info

Publication number: DE19857791B4
Application number: DE19857791A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr. Gassler; Willi Dr. Schmid; Horst Lenz; Bernhard Dr. Schmitz; Tobias Pohl; Robert Dipl.-Ing. Lang
Original assignee: SAMTEL ELECTRON DEVICES GmbH
Current assignee: SAMTEL ELECTRON DEVICES GMBH, 89077 ULM, DE
Priority date: 1998-12-15
Filing date: 1998-12-15
Publication date: 2008-07-17
Anticipated expiration: 2018-12-16
Also published as: DE19857791A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer Elektronenstrahlröhre, wobei mehrere in Elektronenstrahlrichtung aufeinanderfolgende Elektroden eines Strahlsystems mit fester gegenseitiger Lage zu einer Elektrodenanordnung fest verbunden und an der verbundenen Elektrodenanordnung die relativen Positionen mehrerer Elektroden in Strahlrichtung gemessen und die Elektrodenanordnungen nach Maßgabe der gemessenen relativen Positionen zum Einbau in eine Kathodenstrahlröhre verwandt werden.method for producing a cathode ray tube, wherein a plurality in the electron beam direction successive electrodes of a blasting system with fixed mutual Layer firmly connected to an electrode assembly and connected to the Electrode arrangement, the relative positions of several electrodes Measured in the beam direction and the electrode arrangements in accordance with relative relative positions for installation in a cathode ray tube become.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Elektronenstrahlröhre, ein Verfahren zur Messung der relativen Position von Elektroden eines Strahlsystems einer solchen Elektronenstrahlröhre und eine Anordnung zur Durchführung eines solchen Verfahrens.The The invention relates to a method of manufacturing a cathode ray tube Method for measuring the relative position of electrodes of a Beam system of such a cathode ray tube and an arrangement for execution of such a procedure.

Die Strahlsysteme von Elektronenstrahlröhren enthalten mehrere Elektroden, deren relative Positionen von wesentlicher Bedeutung für die Steuerungs- und Abbildungseigenschaften solcher Röhren sind. Typischerweise werden die Strahlsysteme vormontiert, indem die Elektroden durch hochgenaue Distanzscheiben oder dgl. separiert und an Trägerstege aus Glas angeschmolzen werden. Die so vormontierten Strahlsysteme mit in festen gegenseitigen Positionen fixierten Elektroden werden in Röhren eingebaut.The Beam systems of cathode ray tubes contain a plurality of electrodes, their relative positions are of crucial importance for the management and imaging properties of such tubes. Typically The blasting systems are pre-assembled by passing the electrodes through highly accurate spacers or the like. Separated and to carrier webs be melted from glass. The pre-assembled blasting systems with fixed in fixed mutual positions electrodes in tubes built-in.

Die US 5 749 760 A beschreibt eine Vorrichtung zum Zusammenbau einer Elektronenquelle einer Kathodenstrahlröhre, bei welcher mittels eines Lasersensors und elektronischer Mikrometer Höhenpositionen verschiedener Elektrodenflächen der Elektronenquelle gemessen werden. In der JP 9-199018 A ist ein Verfahren zur fluchtenden axialen Ausrichtung von Gitterelektroden einer Elektronenquelle bezüglich einer Blendenöffnung über einer Kathode beschrieben, bei welchem die Position einer solchen Blendenöffnung mittels eines optischen Systems mit veränderbarem Fokus ermittelt wird.The US Pat. No. 5,749,760 describes a device for assembling an electron source of a cathode ray tube, in which height positions of different electrode surfaces of the electron source are measured by means of a laser sensor and electronic micrometers. In the JP 9-199018 A For example, a method is described for aligning axially the grid electrodes of an electron source with respect to an aperture over a cathode, wherein the position of such aperture is determined by means of a variable focus optical system.

Beim Anschmelzen der Elektroden an die Trägerstege können insbesondere durch thermische Einflüsse mechanische Spannungen auftreten, die zu Abweichungen der Elektrodenabstände von den Sollwerten führen. Solche Abweichungen der Elektrodenabstände von Sollwerten zeigen sich nach dem Einbau der Strahlsysteme in Röhren insbesondere in Form von Abbildungsfehlern und/oder schlechteren elektrischen Kenngrößen, beispielsweise hohen Kapazitätswerten. Die Fehler können teilweise durch einstellbare elektrische Be triebsparameter wie z. B. Elektrodenspannungen ausgeglichen werden, was aber die Peripherieschaltungen der Röhren aufwendig macht. Teilweise sind die resultierenden Fehler aber auch nicht mehr ausgleichbar und die zusammengesetzte Röhre ist unbrauchbar oder muß mit Erlöseinbußen in eine schlechtere Qualitätsklasse eingruppiert werden.At the Melting of the electrodes to the carrier webs can mechanical, in particular by thermal influences Voltages occur that lead to deviations of the electrode distances of lead the setpoints. Such deviations of the electrode distances from nominal values are evident after installation of the blasting systems in tubes, in particular in the form of Aberrations and / or poorer electrical characteristics, for example high capacity values. The errors can partly by adjustable electrical loading operating parameters such. B. electrode voltages are compensated, but what the peripheral circuits the tubes makes complicated. In part, the resulting errors are synonymous no longer compensable and the composite tube is useless or must with Loss of income in one worse quality class be grouped.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Elektronenstrahlröhren, welches die Nachteile durch Strahlsysteme mit starken Abweichungen der Elektrodenabstände vom Sollwert deutlich verringert, ein hierfür vorteilhaftes Verfahren zur Messung der Elektrodenabstände eines zusammengesetzten Strahlsystems sowie eine Anordnung zur Durchführung eines solchen Verfahrens anzugeben.Of the The invention is therefore based on the object, a process for the preparation of cathode ray tubes, which the disadvantages of blasting systems with strong deviations the electrode distances significantly reduced from the setpoint, a method advantageous for this Measurement of the electrode distances a composite blasting system and an arrangement for carrying out a specify such method.

Ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren ist im Patentanspruch 1, ein Meßverfahren im Patentanspruch 4 und eine insbesondere hierfür vorteilhafte Anordnung im Patentanspruch 9 angegeben. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen.One Inventive manufacturing process is in claim 1, a measuring method in claim 4 and a particularly advantageous arrangement in the Claim 9 specified. The dependent claims contain advantageous Embodiments and developments.

Durch Ausmessung der tatsächlichen Elektrodenabstände bzw. der tatsächlichen relativen Positionen der Elektroden vor dem Einbau des Strahlsystems mit fest verbundenen Elektroden in eine Röhre kann die Eignung des zusammengesetzten Strahlsystems beurteilt und nach Maßgabe dieser Beurteilung das Strahlsystem in eine Röhre eingebaut oder verworfen werden. Innerhalb der verwendbaren Strahlsysteme können noch Zuordnungen zu unterschiedlichen Röhrengruppen, die beispielsweise nach Qualitätsklassen unterschieden sind, nach Maßgabe der vorausgegangenen Beurteilung getroffen werden.By Measuring the actual electrode spacings or the actual relative positions of the electrodes prior to installation of the blasting system With firmly connected electrodes in a tube may be the suitability of the composite beam system judged and as specified this assessment, the jet system built into a tube or discarded become. Within the usable blasting systems can still Assignments to different tube groups, for example according to quality classes are different, as required the previous assessment.

Die relativen Positionen der Elektroden in dem fest verbundenen Strahlsystem werden vorzugsweise in dem Bereich der Strahlöffnungen der Elektroden ge messen, insbesondere auf optischem Wege, wobei durch Blickrichtung entgegen der Elektronenstrahlrichtung des Strahlsystems vorteilhaft ausgenutzt wird, daß zumindest für die in Elektronenstrahlrichtung anfänglich positionierten Elektroden, deren gegenseitige Abstände unmittelbar aufeinanderfolgender Elektroden besonders klein und zugleich von besonderer Bedeutung für die elektrischen und abbildenden Eigenschaften des Strahlsystems sind, typischerweise gilt, daß mit zunehmendem Abstand der jeweiligen Elektrode von der Kathode deren Durchmesser der Strahlöffnung größer wird. Dadurch sind entgegen der Elektronenstrahlrichtung gleichzeitig Elektrodenflächen zu mehreren Elektroden in konzentrischer Anordnung sichtbar.The relative positions of the electrodes in the fixedly connected jet system are preferably measured in the region of the beam openings of the electrodes, in particular by optical means, whereby by viewing direction the electron beam direction of the jet system advantageously exploited will that at least for the in the electron beam direction initially positioned electrodes, their mutual distances immediately successive electrodes particularly small and at the same time of of special importance for the electrical and imaging properties of the blasting system are, typically applies that with increasing distance of the respective electrode from the cathode Diameter of the jet opening gets bigger. As a result, are opposite to the electron beam direction simultaneously electrode surfaces visible to several electrodes in concentric arrangement.

Die Messung der relativen Positionen von Elektroden eines Strahlsystems erfolgt vorteilhafterweise interferometrisch in der Art, daß kohärentes Licht kurzer Kohärenzlänge entgegen der Elektronenstrahlrichtung entlang der Strahlachse auf die Elektroden gerichtet ist. Von den Elektroden in Elektronenstrahlrichtung reflektiertes Licht wird mit einem von der selben Lichtquelle abgezweigten Referenzstrahl überlagert. Wenn die Differenz der Weglängen des reflektierten Lichts und des Referenzstrahls von der Lichtquelle bis zum Detektor innerhalb der Kohärenzlänge des Lichts der Lichtquelle liegt, zeigen sich im Detektor durch die Überlagerung Interferenzerscheinungen, die durch kontinuierliche Veränderung der Weglängendifferenz als periodische Intensitätsschwankungen in Erscheinung treten und ausgewertet können. Diese auswertbaren Intensitätsschwankungen treten für eine senkrecht zur Strahlachse ausgerichtete, dem einfallenden Meßstrahl zugewandte ebene reflektierende Elektrodenfläche nur innerhalb eines Verschiebungsbereichs auf, in welchem die Weglängendifferenz kleiner als die Kohärenzlänge des eingesetzten Lichts ist. Den in Strahlrichtung gegeneinander versetzten Elektroden entsprechen unterschiedliche Weglängen des Meßstrahls. Wenn vorteilhafterweise die Kohärenzlänge des eingesetzten Lichts deutlich kürzer ist als der Abstand der reflektierenden Flächen unmittelbar aufeinanderfolgender Elektroden, so treten die meßbaren Interferenzerscheinungen zu den einzelnen Elektroden deutlich separiert voneinander auf. Die Kohärenzlänge des Lichts wird durch Auswahl eines Lichtquellentyps und dessen Betriebsparameters vorteilhafterweise zwischen 5 μm und 100 μm, insbesondere zwischen 10 μm und 30 μm gewählt.The measurement of the relative positions of electrodes of a jet system advantageously takes place interferometrically in such a way that coherent light of short coherence length is directed against the electron beam direction along the beam axis onto the electrodes. Light reflected by the electrodes in the electron beam direction is superimposed with a reference beam branched off from the same light source. If the difference of the path lengths of the reflected light and the reference beam from the light source to the detector is within the coherence length of the light of the light source, the superimposition exhibits interference phenomena in the detector which appear and can be evaluated as periodic intensity fluctuations by continuously changing the path length difference , This evaluable intensity swan For a perpendicular to the beam axis aligned, the incident measuring beam facing planar reflective electrode surface occur only within a displacement range in which the path length difference is smaller than the coherence length of the light used. The offset in the beam direction electrodes correspond to different path lengths of the measuring beam. If, advantageously, the coherence length of the light used is significantly shorter than the distance of the reflecting surfaces of immediately successive electrodes, then the measurable interference phenomena to the individual electrodes occur clearly separated from one another. The coherence length of the light is selected by selecting a light source type and its operating parameter advantageously between 5 .mu.m and 100 .mu.m, in particular between 10 .mu.m and 30 .mu.m.

Vorzugsweise wird zur Messung der relativen Elektrodenpositionen die Weglänge bzw. die Laufzeit des Referenzstrahls, insbesondere durch Verschiebung eines Spiegels variiert. Aus der Detektion von Interferenzerscheinungen bei verschiedenen Verschiebungspositionen des Spiegels können die relativen Positionen der reflektierenden Flächen der getrennten Elektroden aus den Differenzen der Verschiebungspositionen zu getrennten Interferenzerscheinungen bestimmt werden. Gegenüber einer gleichfalls möglichen Verschiebung des Strahlsystems in Meßstrahlrichtung ist die Verschiebung einer Spiegelvorrichtung für den Referenzstrahl in Referenzstrahlrichtung mechanisch einfacher und beispielsweise über ein Polarisationsinterferometer mit hoher Genauigkeit meßbar. Vorteilhafterweise erfolgt die Messung der relativen Positionen mehrerer Elektroden in einem einheitlichen Verschiebevorgang des Spiegels.Preferably For measuring the relative electrode positions, the path length or the duration of the reference beam, in particular by displacement a mirror varies. From the detection of interference phenomena at different displacement positions of the mirror, the relative Positions of the reflective surfaces of the separated electrodes from the differences of the shift positions to separate interference phenomena be determined. Across from an equally possible one Displacement of the jet system in Meßstrahlrichtung is the shift a mirror device for the reference beam in reference beam direction mechanically easier and for example about a polarization interferometer with high accuracy measurable. advantageously, the measurement of the relative positions of several electrodes takes place in a single shift of the mirror.

Für die Auswertung der Interferenzerscheinungen wird vorzugsweise das Maximum der Einhüllenden der über der Weglängendifferenz periodischen Intensitätsvariation herangezogen. Die Einhüllende zeigt zumindest annähernd den Verlauf einer Gaußkurve.For the evaluation the interference phenomena preferably becomes the maximum of the envelope the over the path length difference periodic intensity variation used. The envelope shows at least approximately the course of a Gaussian curve.

Eine Anordnung zur Messung der relativen Positionen mehreren Elektroden ist nach Art eines Michelson-Interferometers aufgebaut und umfaßt insbesondere eine Lichtquelle, einen Detektor, eine Strahlteileranordnung, einen Referenzstrahlweg mit einem verschiebbaren Spiegel und einen Meßstrahlweg. Der Meßstrahl zur Beleuchtung der Elektroden ist entgegen der Elektronenstrahlrichtung entlang der Strahlachse des Strahlssystems gerichtet.A Arrangement for measuring the relative positions of a plurality of electrodes is constructed in the manner of a Michelson interferometer and includes in particular a light source, a detector, a beam splitter array, a Reference beam path with a displaceable mirror and a Meßstrahlweg. The measuring beam for illuminating the electrodes is opposite to the electron beam direction directed along the beam axis of the jet system.

Die Weglänge für den Referenzstrahl ist über Verschiebemittel, beispielsweise einen motorgetriebenen-Schlitten mit einem Spiegel im Weg des Referenzstrahls veränderbar. Aufgrund der kurzen Kohärenzlänge des Lichts von der eingesetzten Lichtquelle sind Interferenzerscheinungen im Meßsignal des Detektors, vorzugsweise einer Photodiode, auf einen engen Bereich um für Referenzstrahl und für an einer Elektrodenfläche reflektiertes Licht gleiche Weglängen beschränkt. In diesem engen Bereich tritt eine periodische Variation der Intensität des auf den Detektror fallenden Lichts über der Veränderung der Weglänge des Referenzstrahls auf, die bei Verschiebung mit konstanter Geschwindigkeit v als Detektor-Wechselsignalanteil der Frequenz f = 2v/λ in Erscheinung tritt, wobei λ die mittlere Wellenlänge der schmalbandig emittierenden Lichtquelle ist. Als Lichtquelle ist insbesondere eine Laserdiode oder eine Superlumineszenzdiode geeignet, die für die Messung der relativen Elektrodenpositionen eines Strahlssystems auch dadurch besonders vorteilhaft sind, daß die Strahlbündelung des emittierten Licht einerseits hinreichend parallel ist, um Fehler durch Strahldivergenz zu vermeiden und andererseits der Strahlquerschnitt in einer für die Strahlsysteme und deren Länge typischen Meßobjektentfernung ausreichend groß ist, um mehrere Elektrodenebenen mit unteschiedlichen Durchmessern der zentralen Strahlöffnungen gleichzeitig zu beleuchten.The path length for the Reference beam is via displacement means, For example, a motor-driven slide with a mirror changeable in the path of the reference beam. Due to the short coherence length of the Light from the light source used are interference phenomena in the measuring signal of the detector, preferably a photodiode, to a narrow range around for Reference beam and for on an electrode surface reflected light same path lengths limited. In this narrow range occurs a periodic variation in the intensity of the the detector of falling light over the change the path length of the reference beam, which when moving at a constant speed v as a detector alternating signal component of the frequency f = 2v / λ in appearance occurs, where λ is the medium wavelength is the narrow band emitting light source. As a light source is in particular a laser diode or a superluminescent diode suitable for the measurement of the relative electrode positions of a jet system are also particularly advantageous in that the beam bundling On the one hand, the emitted light is sufficiently parallel to errors to avoid by beam divergence and on the other hand the beam cross section in a for the blasting systems and their length typical measuring object distance is big enough, around several electrode levels with different diameters of central jet openings to illuminate at the same time.

Durch Auswertung der in auseinanderliegenden Spiegelpositionen beobachtbaren Interferenzerscheinungen zu verschiedenen Elektrodenebenen können mit hoher Präzision die Abstände der Elektrodenebenen und über die bekannten Dicken der Elektroden auch die Abstände benachbarter Elektroden bestimmt werden. Meßsysteme zur Messung kurzer Strecken unter Einsatz von Interferometeranordnungen und Licht kurzer Wellenlänge sind an sich bekannt.By Evaluation of the observed in spaced mirror positions Interference phenomena to different electrode levels can with high precision the distances the electrode levels and over the known thicknesses of the electrodes and the distances adjacent Electrodes are determined. Measuring Systems for measuring short distances using interferometer arrangements and short wavelength light are known per se.

Zur genauen gegenseitigen Ausrichtung von Meßstrahl und zu vermessendem Strahlsystem ist vorteilhafterweise in den Weg des Meßstrahls eine weitere Strahlteileranordnung eingefügt, die einen Teil des reflektierten Lichts auf eine Überwachungseinrichtung, insbesondere eine elektronische Kamera führt.to exact mutual alignment of measuring beam and to be measured Beam system is advantageously in the path of the measuring beam another beam splitter arrangement is inserted, which reflects a part of the Light on a monitoring device, especially an electronic camera leads.

Da in der Lichtquelle weitere Moden angeregt werden können, die zu zusätzlichen Interferenzerscheinungen führen, werden vorzugsweise für die Positionen der reflektierenden Elektrodenflächen Toleranzbereiche angegeben, innerhalb welcher die Elektrodenpositionen zu erwarten sind.There in the light source other modes can be excited, the to additional Cause interference, are preferably for the positions of the reflective electrode areas specified tolerance ranges, within which the electrode positions are to be expected.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Dabei zeigt:The The invention is based on preferred embodiments illustrated in detail with reference to the figures. there shows:

1 ein Strahlsystem 1 a blasting system

2 eine Ausschnittsvergrößerung aus 1 2 an excerpt from 1

3 einen Meßaufbau 3 a measuring setup

4 ein Meßsignal mit Interferenzerscheinungen 4 a measurement signal with interference phenomena

5 einen Meßsignalverlauf über einen größeren Verschiebungsweg 5 a Meßsignalverlauf over a larger displacement path

Das in 1 im Längsschnitt skizzierte Strahlsystem enthält in Elektronenstrahlrichtung Z aufeinanderfolgend eine Trioden-Elektrodengruppe TR eine langgestreckte Fokuselektrode F und eine Anode AN, wobei die Elektrodengruppe TR in dem vergrößerten Ausschnitt nach 2 erkennbar in Elektro nenstrahlrichtung Z aufeinanderfolgend eine Kathode K, eine Gitter1-Elektrode G1 und eine Gitter2-Anordnung, die in zwei benachbarte Elektroden G21 und G22 aufgeteilt ist, umfaßt. Die mehreren Elektroden sind insbesondere durch Anschmelzen an mehrere sich in Längsrichtung des Strahlsystems erstreckende Trägerstäbe aus Glas in ihrer gegenseitigen Lage fixiert. Die Elektroden G1, G21, G22 und F weisen jeweils eine zentrale, zur Elektronenstrahlachse konzentrische Strahlöffnung O auf, wobei der Durchmesser der Strahlöffnungen von Elektrode zu Elektrode in Elektronenstrahlrichtung zunimmt.This in 1 in a longitudinal section sketched beam system includes in electron beam direction Z successively a triode electrode group TR, an elongated focus electrode F and an anode AN, wherein the electrode group TR in the enlarged section to 2 Recognizable in electron beam direction Z successively a cathode K, a Gitter1 electrode G1 and a Gitter2 arrangement which is divided into two adjacent electrodes G21 and G22 comprises. The plurality of electrodes are fixed in particular in their mutual position by melting on a plurality of extending in the longitudinal direction of the jet system support rods made of glass. The electrodes G1, G21, G22 and F each have a central, to the electron beam axis concentric beam opening O, wherein the diameter of the beam openings increases from electrode to electrode in the electron beam direction.

Für die elektronenoptischen Eigenschaften und die Helligkeitssteuerung des Strahlsystems sind insbesondere die besonders kleinen Elektrodenabstände von Kathode K, Gitter1-Elektrode G1 und Gitter2-Anordnung im Bereich um die Elektronenstrahlachse von wesentlicher Bedeutung, so daß Abweichungen dieser Abstände von den jeweiligen Sollwerten besonders großen Einfluß auf die Eigenschaften des Strahlsystems haben. Für die Beurteilung der Qualität oder Brauchbarkeit eines Strahlsystems durch Messen der Elektrodenabstände bzw. der relativen Elektrodenpositionen ist daher vor allem die Bestimmung dieser kleinen Abstände der ersten Elektrodengruppe TR von Wichtigkeit. Zugleich sind diese Elektroden in dem funktionswesentlichen Bereich um die Elektronenstrahlachse zur Messung besonders schwer zugänglich.For the electron-optical Properties and the brightness control of the blasting system are particular the particularly small electrode spacings of cathode K, grid 1 electrode G1 and Gitter2 arrangement in the area around the electron beam axis essential, so that deviations of these distances from The particular setpoints have a particularly large influence on the properties of the Have blasting system. For the assessment of quality or usability of a jet system by measuring the electrode distances or The relative electrode positions is therefore primarily the determination these small distances of the first electrode group TR of importance. At the same time these are Electrodes in the functionally essential area about the electron beam axis particularly difficult to access for measurement.

Mit einem optischen Meßverfahren mit Blickrichtung von der Anodenseite entgegen der Elektronenstrahlrichtung Z lassen sich nun diese wichtigen relativen Elektronenpositionen bestimmten, wobei der entgegen der Elektronenstrahlrichtung abnehmende Strahlöffnungsdurchmesser aufeinanderfolgender Elektroden vorteilhaft ausgenutzt wird. Diese Abnahme des Strahlöffnungsdurchmessers läßt von den entgegen der Strahlrichtung aufeinanderfolgenden Elektroden jeweils eine Ringfläche und im Zentrum die Emissionsfläche der Kathode sichtbar erscheinen. Auf der Basis dieser sichtbaren Flächenteile der Elek troden ist eine vorzugsweise optische Bestimmung der Elektrodenpositionen prinzipiell möglich. Mit Kenntnis der Materialstärke der Elektroden läßt sich daraus auch unmittelbar der Elektrodenabstand ermitteln.With an optical measuring method looking from the anode side opposite to the electron beam direction Z can now be these important relative electron positions certain, wherein the opposite to the electron beam direction decreasing Beam aperture diameter Advantageously, successive electrodes are utilized. This decrease the jet opening diameter lets of the opposite to the beam direction successive electrodes respectively a ring surface and in the center the emission area the cathode appear visible. On the basis of this visible surface parts the elec trodes is a preferably optical determination of the electrode positions in principle possible. With knowledge of the material thickness the electrodes can be determine directly from this the electrode distance.

Besonders vorteilhaft ist die Messung der Elektrodenpositionen nach einem interferometrischen Verfahren unter Einsatz von kohärentem Licht kurzer Kohärenzlänge. Die Kohärenzlänge des Lichts soll einerseits eine zuverlässige Beobachtung von Interferenzerscheinungen ermöglichen und andererseits eine deutliche Trennung von solchen Interferenzerscheinungen zu verschiedenen Elektrodenflächen liefern. Die Kohärenzlänge ist hierfür vorzugsweise wesentlich kürzer als die kleinste zu messende Entfernungsdifferenz der Elektrodenflächen benachbarter Elektroden.Especially advantageous is the measurement of the electrode positions after a interferometric method using coherent light short Coherence length. The Coherence length of the light on the one hand a reliable Observation of interference phenomena and on the other hand a clear separation of such interference phenomena to different ones electrode surfaces deliver. The coherence length is therefor preferably much shorter as the smallest distance difference of the electrode surfaces to be measured Electrodes.

Bei einem vorteilhaft zur Messung benutzten Meßaufbau der in 3 skizzierten Art wird das Prinzip des Michelson-Interferometers benutzt. Ein von einer Lichtquelle LQ emittierter eng gebündelter Lichtstrahl LS wird in einer ersten Strahlteileranordnung ST1 in einen Meßstrahl MS und einen Referenzstrahl RS aufgeteilt. Der Meßstrahl MS wird entlang der Strahlachse entgegen der Elektronenstrahlrichtung in das Strahlsystem SS gerichtet, welches in 2 der Übersichtlichkeit halber lediglich durch die Elektroden K, G1 und G21 repräsentiert dargestellt ist. Die Bündelung des Meßstrahls MS ist dabei vorzugsweise so, daß gleichzeitig die Elektronenflächen mehreren oder aller zu vermessender Elektroden beleuchtet werden, ohne daß jedoch durch eine zu starke Strahlaufweitung der Nutzanteil reflektierten Lichts zu gering wird.In an advantageous used for the measurement setup of in 3 sketched way the principle of the Michelson interferometer is used. A tightly collimated light beam LS emitted by a light source LQ is split in a first beam splitter arrangement ST1 into a measuring beam MS and a reference beam RS. The measuring beam MS is directed along the beam axis counter to the electron beam direction into the beam system SS, which in 2 for clarity, only represented by the electrodes K, G1 and G21. The bundling of the measuring beam MS is preferably such that at the same time the electron surfaces of several or all of the electrodes to be measured are illuminated without, however, that too high a beam expansion of the useful light reflected light is too low.

Das von dem Strahlsystem als Meßobjekt reflektierte Licht läuft zur ersten Strahlteileranordnung zurück und wird teilweise auf eine Photodiode als Detektor geführt. Der Referenzstrahl RS wird an einem Spiegel SP in sich selbst reflektiert und der reflektierte Referenzstrahl wird in der ersten Strahlteileranordnung teilweise zur Photodiode PD umgleenkt und überlagert sich mit dem zum Detektor geführten Anteil des reflektierten Meßstrahls.The from the blasting system as a measuring object reflected light is running to the first beam splitter assembly and is partially to a Photodiode led as a detector. The reference beam RS is reflected on a mirror SP in itself and the reflected reference beam becomes in the first beam splitter array partially umgedenkt to the photodiode PD and superimposed with the to Detector guided Proportion of the reflected measuring beam.

In den Weg des Meßstrahls zwischen erster Strahlteileranordnung ST1 und Strahlsystem SS ist eine zweite Strahlteileranordnung eingefügt, welche einen Anteil des im Strahlsstem SS reflektierten Lichts seitlich auskoppelt und auf ein bildgebendes Monitorsytem lenkt, daß beispielsweise eine Kamera CC enthält. Mittels eines solchen Monitorsystems kann die optimale Ausrichtung der Strahlachse des Strahlsystems in Richtung des Meßstrahls überprüft und durch Stellmittel einer Halterung (nicht eingezeichnet) für das Strahlsystem erforderlichenfalls korrigiert werden.In the path of the measuring beam between the first beam splitter arrangement ST1 and the beam system SS is a second beam splitter arrangement inserted, which is a proportion of in the beam SS reflected light laterally decoupled and on an imaging monitor system directs that, for example, a camera CC contains. By means of such a monitor system, the optimal alignment the beam axis of the jet system in the direction of the measuring beam checked and by Adjustment means of a holder (not shown) for the blasting system corrected if necessary.

Der Spiegel SP für den Referenzstrahl ist innerhalb einer Spiegelanordnung SA parallel zur Richtung des Meßstrahls verschiebbar. Die Verschiebung wird beispielsweise durch einen über eine Spindel von einem Motor M angetriebenen Schlitten bewerkstelltigt. Die Spiegelposition kann grob über ein mit der Schlittenbewegung verstelltes Potentiometer oder dgl. überwacht werden. Eine präzise Wegmessung während der Verschiebung des Spiegels erfolgt vorzugsweise mittels eines Polarisationsinterferometers PI oder eines Doppelfrequenzinterferometers und Auszählung der während der Verschiebung auftretenden Maxima und/oder Minima.Of the Mirror SP for the reference beam is parallel within a mirror array SA to the direction of the measuring beam displaceable. The shift is made, for example, by one over one Spindle accomplished by a motor M driven carriage. The mirror position can be roughly over supervised by the carriage movement adjusted potentiometer or the like .. become. A precise Distance measurement during the displacement of the mirror is preferably carried out by means of a Polarization interferometer PI or a dual-frequency interferometer and count while the shift occurring maxima and / or minima.

Bei der Überlagerung des vom Strahlsystem reflektierten Lichts und des reflektierten Referenzstrahls am Detektor tritt ein auswertbares Interferenzsignal dann auf, wenn das vom Strahlsystem reflektierte Licht Anteile enthält, für welche die insgesamt zurückgelegte Weglänge um maximal die Kohärenzlänge des Lichts von der Weglänge des Referenzstrahls abweicht. Für an den in Meßstrahlrichtung beabstandeten verschiedenen Elektrodenfläche reflektierte Anteile im reflektierten Meßstrahl ist diese Bedingung an getrennten Positionen des Spiegels SP erfüllt. In der Umgebung solcher Spiegelpositionen zeigt das Detektorsignal bei gleichförmiger Verschiebung des Spiegels mit konstanter Geschwindigkeit v eine periodische Intensitätsmodulation mit der Modulationsfrequenz f = 2v/λ wobei λ die mittlere Wellenlänge der schmalbandig emittierenden Lichtquelle ist. Die 4 zeigt den Verlauf der Intensität I eines solchen periodisch modulierten Detektorsignals DM über einer Skala mit unbestimmtem Nullpunkt für die Position PS des Spiegels und einer weiteren Skala für die Weglängendifferenz WD zwischen Referenzstrahl und Meßstrahlanteil. Das modulierte Signal DM ist eingebettet in eine zumindest annähernd gaußförmige Einhüllende DE. Das Maximum der Einhüllenden bietet sich als Definition eines Auswertepunkts für die Position der reflektierenden Elektrodenfläche an. Die Signaleinhüllende kann beispielsweise durch Bandpaßfilterung und Gleichrichtung aus dem verstärkten Detektorsignal abgeleitet werden.When superimposing the light reflected by the beam system and the reflected reference beam at the detector, an evaluable interference signal occurs when the light reflected by the beam system contains components for which the total path length deviates by at most the coherence length of the light from the path length of the reference beam. For at the spaced apart in Meßstrahlrichtung different electrode surface portions reflected in the reflected measuring beam, this condition is met at separate positions of the mirror SP. In the vicinity of such mirror positions, with uniform displacement of the constant-velocity mirror v, the detector signal exhibits a periodic intensity modulation with the modulation frequency f = 2v / λ where λ is the mean wavelength of the narrow-band emitting light source. The 4 shows the course of the intensity I of such a periodically modulated detector signal DM over a scale with undetermined zero point for the position PS of the mirror and a further scale for the path length difference WD between the reference beam and Meßstrahlanteil. The modulated signal DM is embedded in an at least approximately Gaussian envelope DE. The maximum of the envelope is useful as a definition of an evaluation point for the position of the reflective electrode surface. The signal envelope can be derived from the amplified detector signal by bandpass filtering and rectification, for example.

Durch Verschiebung des Spiegels über einen größeren Verschiebungsweg können die Spiegelpositionen zu Interferenzsignalen, die verschiedenen Elektrodenflächen zuzuordnen sind in einem Meßgang durchfahren werden. Es ergibt sich dann über der Spiegelposition PS ein Einhüllendensignal mit mehreren deutlich getrennten Maxima, aus deren Abstand auf der Achse der Spiegelposition sich unmittelbar die gegenseitigen Entfernungen der reflektierenden Elektrodenflächen und mit Kenntnis der Materialfläche der Elektronen, deren lichte Abstände ergeben.By Shift the mirror over a larger displacement path can the mirror positions to interference signals, the different ones electrode surfaces can be assigned in a single measurement be driven through. It then results over the mirror position PS an envelope signal with several clearly separated maxima, from their distance on the axis the mirror position is immediately the mutual distances the reflective electrode surfaces and with knowledge of the material surface the electrons whose clear distances result.

In 5 seien beispielsweise aus den relativen Skalenpositionen der Einhüllenden Maxima zu Reflexionen von Kathode MK von Gitter1 MG1 und von Gitter21 MG21 die Elektrodenflächenabstände DKG1 und DG1G21 entnehmbar. Die relativen Elektrodenpositionen sind für die ebenen Gitterelektroden und für metallische Kathodenemissionsflächen leicht auf ± 2 μm genau bestimmbar. Für rauhere Emissionsflächen von Oxidkathoden ist die Meßgenauigkeit geringer.In 5 For example, the electrode surface distances DKG1 and DG1G21 can be deduced from the relative scale positions of the enveloping maxima for reflections of cathode MK of grating 1 MG1 and of grating 21 MG21. The relative electrode positions can be easily determined to ± 2 μm for the planar grid electrodes and for metallic cathode emission areas. For rougher emission surfaces of oxide cathodes, the measurement accuracy is lower.

Die Auswertung des Detektorsignals DS, die Ansteuerung des Spindelmotors M, die grobe Positionsmessung über das Potentiometer, die präzise Messung des Verschiebungswegs über das Polarisationsinterferometer und die Koordination aller Vorgänge erfolgt vorteilhafterweise über eine zentrale Steuereinheit SE, die beispielsweise eine übliche Datenverarbeitungsstation sein kann. Dabei zum Teil notwendige Analog/Digital-Wandlungen, Signalverstärkungen etc. sind dem Fachmann geläufig und daher in 3 nicht explizit eingezeichnet. Einzelne solcher Maßnahmen können direkt bei den jeweiligen Komponenten des interferometrischen Systems vorgenommen, andere in die zentrale Steuereinheit oder zwischengeschaltete Einrichtungen verlagert sein.The evaluation of the detector signal DS, the control of the spindle motor M, the coarse position measurement via the potentiometer, the precise measurement of the displacement path via the polarization interferometer and the coordination of all processes is advantageously carried out via a central control unit SE, which may be a conventional data processing station, for example. Partly necessary analog / digital conversions, signal amplifications, etc. are familiar to the expert and therefore in 3 not explicitly drawn. Individual such measures may be made directly to the respective components of the interferometric system, others may be relocated to the central control unit or intermediary devices.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen bevorzugten Beispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännsichen Könnens auf verschiedene Weise abwandelbar.The The invention is not limited to the described preferred examples limited, but in the context of expert Can s changeable in different ways.

Claims

Method for producing a cathode ray tube, wherein a plurality of electrodes following each other in electron beam direction a beam system with fixed mutual position to an electrode assembly firmly connected and at the connected electrode assembly the relative Positions of several electrodes measured in the beam direction and the Electrode arrangements in accordance with relative to the measured relative positions for installation in a cathode ray tube become.

Method according to claim 1, characterized in that that the relative positions measured in the region of the beam openings of the electrodes become.

Method according to claim 1 or 2, characterized that the Measurement optically.

Method for measuring the relative positions of electrodes of a beam system for a cathode ray tube, in particular according to claim 1, characterized in that the measurement is carried out interferometrically in such a way that light of short coherence length directed against the electron beam direction along the beam axis directed to the electrodes reflected light with a reference light beam superimposed and resulting interference The relative positions of several electrodes can be determined.

Method according to claim 4, characterized in that that the Duration of the reference beam is varied.

Method according to claim 4 or 5, characterized that the Coherence length of the Light's chosen smaller is considered the smallest electrode distance to be measured.

Method according to one of claims 4 to 6, characterized that the Coherence length of the Light between 5 μm and 100 μm, in particular between 10 microns and 30 μm chosen becomes.

Method according to one of claims 4 to 7, characterized that the distances the electrodes are specified within tolerance ranges.

Arrangement for carrying out a method for Measurement of the relative position of electrodes of a blasting system for one Electron beam tube, in particular according to claim 1 or 4, characterized by a beam splitter arrangement, the one outgoing from a light source of short coherence beam in a measuring beam and a reference beam splits and reflected portions of the measuring beam and of the reference beam brings to interference, by a holding device for aligning the jet system with the jet axis opposite to Measuring beam, through Shifting means for change the path length the reference beam and by evaluation for determination a relative to the position of the shifting means relative Position of through the measuring beam illuminated electrodes of the blasting system.

Arrangement according to claim 9, characterized that the Coherence length of Light source between 5 μm and 100 μm, in particular between 10 microns and 30 μm lies.

Arrangement according to claim 9 or 10, characterized that the Light source is a super-luminescent diode or a laser diode.

Arrangement according to one of claims 9 to 11, characterized by an optically imaging monitoring device and a coupling device, which is a part of reflected light of the measuring beam on the monitoring device leads.