DE2023689A1

DE2023689A1 - Elektronenkanonenvorrichtung

Info

Publication number: DE2023689A1
Application number: DE19702023689
Authority: DE
Inventors: Asahide Kawasaki; Sawagata Shinichi Tokio; Tsuneta (Japan)
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1969-05-16
Filing date: 1970-05-14
Publication date: 1970-11-19
Also published as: US3603829A

Description

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenigsberger - Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F» Zumstein jun.

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Case 4-5196-2

Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd.,Kawasaki, Japan

2/Pe .

El ekt ronenkanonenvorrichtung

Die Erfindung betrifft den Aufbau eines Elektronenkanonentripels und insbesondere eine Elektron'enkanoneneinheit mit nebeneinander angeordneten Elektronenkanonen, die jeweils eine Anzahl auf Abstand entlang der Elektronenstrahllaufrichtung angebrachte Elektroden aufweisen, wobei die Achsen der drei Elektronenkanonen nebeneinander in einer Ebene liegen. λ

Es ist bekannt, daß bei einer Elektronenkanonen-Tripelanordnung mit drei Elektronenkanonen und einer Konvergenzelektrode, bei der die einzelnen Kanonen nebeneinander in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, die von den jeweiligen Kanonen ausgesandten Elektronenstrahlen einander im Bereich der öffnungen einer in einer Farbfernsehröhre vorgesehenen Lochmaske überschneiden. Bekannte Kanonenanordnungen dieser Art werden so hergestellt, daß in bestimmtem gegenseitigem Abstand voneinander eine Anzahl napfartiger Elektroden angeordnet werden, die jeweils zwei an gegenüberliegenden Seiten vorstehende Ansätze aufweisen, wobei die auf jeweils der gleichen Seite liegenden Ansätze mit isolierenden Haltestäben aus Glas zum Aufbau der

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Elektronenkanonenteile verbunden werden, worauf diese einzelnen Elektronenkanonen zu einer Einheit' durch Schweißen verbunden werden. Zu diesem Zweck sind für jede Elektronenkanone zwei Halterungsstäbe erforderlich, so daß die gesamte Elektronenkanonenanordnung insgesamt sechs solcher Halterungsstäbe benötigt. Dadurch wird die gesamte Anordnung beträchtlich vergrößert, so daß ein solcher Aufbau für Kathodenstrahlröhren mit engen Röhrenhälsen nicht verwendet x-xerden kann. Aber auch dann, wenn diese Anordnung für Kathodenstrahlröhren mit größerem Halsquerschnitt vorgesehen ist, wird bei diesem bekannten Aufbau eine hohe Ablenkspannung benötigt. Weiterhin ist die Genauigkeit des Aufbaus bei der gegenseitigen Zuordnung der Teile relativ gering, da zwei Herstellungsschritte erforderlich sind, nämlich einmal der Schritt zur Herstellung der Elektronenkanonen und anschließend der Schritt zum Aufbau der gesamten Einheit. Wird diese Einheit' dann in eine Farbbildfernsehröhre eingebaut, so zeigt sich, daß es unmöglich ist, eine befriedigende Konvergenzcharakteristik zu erzielen, was eine unscharfe Fokussierung und mangelnde Farbkoinzidenz zur Folge hat.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Elektronenkanonenvorrichtung mit einem Elektronenkanonentriple zu schaffen, bei der die Nachteile der bisherigen Vorrichtungen dieser Art vermieden sind.

Gemäß der Erfindung ist ein ausgerichtetes Elektronenkanonentriple mit drei in einer ebenen nebeneinanderliegender Elektronenkanonen vorgesehen. Jede der Einzelkanonen weist eine Anzahl auf Abstand voneinander entlang der zugeordneten Achse angeordnete Elektroden auf, wobei entsprechende Elektroden der drei Elektronenkanonen miteinander jeweils durch streifenartige Metallhalterungsteile verbunden sind. Einander, entsprechende Elektroden, die auf gleichem Potential liegen, werden

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durch die ersten Streifenhalterungsteile gehalten, währe'nd entsprechende Elektroden, die auf verschiedenen Potentialen liegen, durch das zweite Halterungsteil gemeinsam gehalten werden. Jedes der ersten Halterungsteile besteht .aus einem einzigen Metallstreifen, während jedes der zweiten Streif en-· halterungsteile drei getrennte Metallsegmente aufweist, die jeweils mit verschiedenen Elektroden in Verbindung stehen. Die ersten und zweiten Streifenhalterungsteile sind an zwischen benachbarten Elektronenkanonen liegenden Abschnitten mit nach außen ragenden Ansätzen versehen und diese Ansätze sind mit Halterungs- oder Stützstäben aus Glas verschweißt bzw. verschmolzen. Insgesamt sind vier solcher Stützstäbe vorgesehen. Drei solcher Elektronenkanonen sind mit einer Konvergenzelektrode verbunden, an deren Unterseite drei öffrrungen vorgesehen sind, die als Strahldurchtrittsiöcher für die durch die Elektronenkanonen schießenden Elektronenstrahl len bestimmt sind.

Bei diesem Aufbau einer Elektronenkanonenanordnung ist es möglich, die Anzahl der isolierenden Stützstäbe zu vermindern, so daß auch die Gesamtabmessungen des Elektronenkanonentripels kleiner gehalten werden können, so daß die Anordnung in eine Kathodenstrahlröhre mit kleinerem Halsquerschnitt eingesetzt werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend an beispielsweisen Ausführungsformen anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die Seitenansicht einer Elektronenkanonen-Tripelanordnung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch Fig. 1 zur Verdeutlichung der vorbeschriebenen Elektrodenanordnung;

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Fig. 3A eine vergrößerte Perspektivansiclit eines ersten Streifenhalterungsteils, das in Verbindung mit dem in Fig. 1 gezeigten Aufbau verwendet wird;

Fig. 3B eine vergrößerte Perspektivansicht eines zweiten Streifenhalterungsteils, das drei Streifenteile aufweist, die in Verbindung mit der in Fig. 1 gezeigten Tripelanordnung Verwendung finden; . ■

Fig. 4-A und 4-B zeigen Querschnitte, der in Fig. 1 gezeigten Anordnung entlang der Linien 4-A-4-A bzw. 4B-4-B und

Fig. 5 zeigt eine Perspektivansiclit einer in Verbindung mit der in Fig. 1 gezeigten Anordnung oder Vorrichtung verwendeten Konvergenzelektrode.

Im folgenden wird zunächst ein Verfahren zur Herstellung und der Aufbau einer Elektronenkanonen-Tripelanordnung gemäß der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert·

Die Anordnung eines ElektronenkanonentripeIs 10 in Fig. 1 umfaßt drei Elektronenkanonen 11a, 11b und 11c, die nebeneinander angeordnet sind, wobei die zugeordneten Achsen in einer r^meinsamen Ebene liegen. Halterungs- oder Stützteile bestehen aus ersten und zweiten Streifenmetallteilen 12

und 13t ^{die die} Elektronenkanonen 11a, 11b und 11c in vorbestimmtem Abstand voneinander miteinander verbinden. Weiterhin sind isolierende Haltestäbe 14, die mit den Haltestreifenteilen 12 und 1J starr verbunden sind, sowie eine an einem Ende der Elektronenkanonenteile befestigte Konvergenzelektrode 15 vorgesehen.

Die Elektronenkanone 11a weist, wie Fig. 2 zeigt, eine erste, zweite, dritte, vierte und eine fünfte Gitterelektrode 16a, 1'7a» 18a, 19a und 20a auf, die jeweils napfförmig ausgebildet

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sind iind wobei jeweils im Napfboden eine mittige Elektronenstrahldurchtrittsöffnung vorgesehen ist. Diese Elektroden sind hintereinander entlang einer gemeinsamen Hittelachse Sa angeordnet. In entsprechender Weise weisen die mittlere ■und die rechte Elektronenkanone erste, zweite, dritte, vierte und fünfte Elektroden 16b bzw. 16c, 17b bzw. 1?c, 18b bzw.

18c, 19b bzw. 19c und 20b bzw. 20c auf, die ebenfalls jeweils hintereinander auf den Mittelachsen Sb bzw. Sc angeordnet sind. Die drei Elektronenkanonen 11a, 11b und 11c sind nebeneinander angeordnet, wobei ihre Achsen Sa, Sb und Sc in einer gemeinsamen Ebene liegen,'wobei die Achsen Sa und ' | Sc der Elektronenkanonen 11a und 11c in bezug auf die Achse Sb der Elektronenkanone 11b um einen Winkel θ geneigt sind, so daß die Abstände zwischen seitlich einander benachbarten Gitterelektroden allmählich von den ersten Gitterelektroden 16a, 16b und 16c bis zu den fünften Gitterelektroden 20a, 20b und 20c hin abnehmen, wobei die Neigung so gewählt ist, daß die Achsen Sa, Sb und Sc einander im Bereich der Löcher einer in einer nicht gezeigten Farbfernsehröhre angeordneten Lochmaske überschneiden.

Zur gegenseitigen Verbindung einander entsprechender Gitterelektroden der drei Elektronenkanoneneinheiten 11a, 11b und g 11c dienen die ersten und zweiten Streifenhalterungsteile 12 und 13 entsprechend der in den Figuren JA und JB gezeigten Darstellung. Das oder die ersten Streifenhalterungsteile verbinden die auf gleichem Potential gehaltenen Gitterelektroden, d. h. die dritten Elektroden 18a, 18b und 18c, die vierten Gitterelektroden 19a» 19"b und 19c und die fünften Gitterelektroden 20a, 20b bzw. 20c. Da entsprechende Streifenteile gleich aufgebaut sind, wird unter Bezug auf Fig. 3A ein Streifenteil 12, das zur gegenseitigen Verbindung der dritten Gitterelektrode 18a, 18b und 18c dient, in näheren

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Einzelheiten "beschrieben. Ein flacher Metallstreifen weist drei bogenförmig ausgeformte Abschnitte 121 auf, die an entsprechende Abschnitte der Außenflächen der zugeordneten dritten Gitterelektroden 18a, 18b und 18c angepaßt sind. Zwischen benachbarten Bogenabschnitten 121 sind nach außen ragende geknickte Vorsprünge oder Ansätze 122 vorgesehen. Mittig in der Außenkante jedes Vorsprungs 122 ist eine gebogene Auskehlung 123 vorgesehen. Zwischen zwei solcher Streifenteile 12 sind die dritten Gitterelektroden 18a, 18b und 18c eingeklemmt, während die Streifen mit den Außenflächen

fe der Gitterelektroden im Bereich ihrer gebogenen Abschnitte durch Schweißen fest verbunden sind. In ähnlicher Weise sind die dritten Gitterelektroden 19a? 19"b und 19c und die fünften Gitterelektroden 20a, 20b und 20c durch die ihnen zugeordneten Streifenteile 12, die genauso aufgebaut sind, miteinander verbunden. Die Streifenhalterungsteile 13 der anderen.Ausführungsform dienen dazu, Elektroden miteinander zu verbinden, die nicht notwendigerweise auf demselben Potential liegen, d. h. die ersten Gitterelektroden 16a, 16b und 16c und die zweiten Gitterelektroden 17a» 17"b und 17c So ist beispielsweise das zur Verbindung der ersten Gitterelektroden 16a, 16b und 16c bestimmte Streifenteil 13 mit einem Bogensegment 13b für die erste Gitterelektrode 16b versehen, das entsprechend einem

™ Abschnitt am Außenumfang der Elektrode 16b in einem Mittelbereich zu dem gebogenen Mittenabschnitt 13b geformt wurde und weiterhin sind nach außen abgeknickte Ansätze 13bp an gegenüberliegenden Kanten des Mittenabschnitts 13b^ vorgesehen.

Das Stütz- oder Halterungselement 13a für die linke erste Gitterelektrode 16a besteht ebenfalls aus einem flachen Metallstreifen und weist einen gebogenen Abschnitt 13a,j auf, der an einen Abschnitt des Außenumfangs der Elektrode 16a angepaßt ist und weiterhin ist ein nach außen ragender Ansatz 13&2 ^a11 ^-^er Innenkante des gebogenen Abschnitts 13&/| vorgesehen

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der einem der Abschnitte 13bp gegenübersteht. In ähnlicher Weise ist ein Halterungselement 13c für die rechte erste Gitterelektrode 16c mit einem kreisbogenförmigen Abschnitt 13c,- und einem nach außen ragenden Ansatz 13cp an einer Kante versehen.

Zwei solcher zweiter Halterungsteile, die jeweils drei Stützoder Halterungselemente 13a» 13>b und 13c umfassen, verbinden die ersten Gitterelektroden 16a, 16b und 16c. Wie insbesondere Fig. 4-B zeigt, dienen zwei Streifenhalterungsteile dazu, die ersten Gitterelektroden 16a, 16b und 16c zwischen ihren je- i weiligen einander'gegenüberstehenden gebogenen Abschnitten 15a,., 13b,, bzw. 13c,, festzuklemmen und diese Abschnitte sind mit der Außenfläche der Gitterelektroden verschweißt.

In ähnlicher Weise ist jede der zweiten Gitterelektroden unter Verwendung der Streifenhalterungsteile 13 vom zweiten Typ be- · festigt.

Die ersten Gitterelektroden 16a, 16b und 16c bzw. die zweiten Gitterelektroden 17a, 17b und 17c, die miteinander durch Streifenhalterungsteile 13 "vom zvreiten Typ verbunden sind, die dritten Gitterelektroden 18a, 18b und 18c, die vierten Gitter- | elektroden 19a, 19b und 19c bzw. die fünften Gitterelektroden 2Ga, 20b und 20c, die durch die Streifenhalterungsteile 12 vom ersten Typ verbunden sind, werden auf einer geeigneten, nicht gezeigten Anschlag-, Einspann- oder Hontagevorrichtung gehalten. Dann werden, wie in Fig. 3B gezeigt, die Ansätze 13a₂ und 13Cg der Streifenhalterungsteile 13a und 13c für die äußeren ersten Gitterelektroden 16a und 16c so angeordnet, daß sie den Ansätzen 12b₂ des Streifenhalterungselements 13b der mittleren ersten Gitterelektrode 16b in einem geeigneten Abstand gegenüberstehen.

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Zwischen der linken Elektronenkanone 11a und der mittleren Elektronenkanone 11b vorgesehene Ansätze 13ag und 13b₂ werden mit isolierenden Glasstäben 14 verschweißt bzw. verschmolzen. In gleicher Weise sind zwischen der mittleren Elektronenkanone 11b und der rechten Elektronenkanone 11c vorgesehene Ansätze 15bp und 13Co mit isolierenden Glasstäben 14 verschweißt bzw. verschmolzen. Wie Fig. 4B zeigt, werden somit insgesamt vier solcher Glasstäbe 14· zur Verbindung von drei Elektronenkanonen zu einer gesamten Einheit benötigt. Da die abgeknickten Abschnitte 122 des ersten StreifenhalterungsteiIs 12 flexibel sind, kann der Elektrodenawischenabstand der dritten Gitterelektroden 18a, 18b, 18c, der vierten Gitterelektroden 19a, 19b, 19c und der fünften Gitterelektroden 20a, 20b und 20c einjustiert werden, wenn diese Elektrodenahordnung auf oder in eine entsprechende Montagevorrichtung eingesetzt ist·· Da das geschmolzene oder angeschmolzene Glas der Stäbe 14 in die an den Außenkanten der Jeweiligen Ansätze 122 vorgesehenen Auskehlungen 123 fließt, sind entsprechende Gitterelektroden, wie in Fig. 4A gezeigt, fest miteinander verbundene

An den Elektronenkanonen 11a, 11b und 11c, die in der oben beschriebenen Weise im Bereich ihrer fünften Gitterelektroden 20a, 20b und 20c miteinander verbunden sind₉ ist eine Konvergenzelektrode 15 befestigte, Wie die Figuren 2 und 5 zeigen, kann diese Konvergenzelektrode 15 aus einem mit Boden versehenen kreisrunden oder rechteckförmigen Zylinder "be st eben „■ Der Boden 151 des Zylinders ist mit drei zylindrischen Ansätzen 152 a, 152b und 152c geringer Höhe versehen, deren Enflachen senkrecht zu den. jeweiligen Achsen Sa, Sb und Sc der Elektronenkanonen 11a, 11b und 11c stehen*. Diese zylindrischen Ansätze 152a, 152b und 152c sind mittig mit Elektronenstrahl durchtrittsöffnungen 153a, 153b und 153c versehen und sind in die fünften Gitterelektroden 20a, 20b bzw«, 20c strammsitzend

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eingepaßt. Anschließend sind diese Ansätze mit den zugeordneten Gitterelektroden verschweißt. Palis erwünscht, können die Oberkanten der fünften Gitterelektroden mit dem Boden 151 der Konvergenzelektrode 15 direkt oder über geeignete nicht gezeigte Verbindungsteile verschweißt sein.

Die Konvergenzvorrichtung umfaßt zwei Paare von Konvergenzelektroden 154-a und 154-c, die den öffnungen 153a bzw. 153c entsprechen, während ein zylindrisch ausgebildetes Magnetabschirmteil 154-b an die Mittenöffnung 153b angepaßt ist. Wie die Pig.1 zeigt, sind die ersten Gitterelektroden 16a, 16b und 16c ' mit Kathodenelektroden 21a, 21b und 21c der jeweiligen Elektronenkanonen 11a, 11b und 11c versehen.

Da, wie beschrieben, bei der Elektronenkanonenanordnung 10 die drei nebeneinander angeordneten ausgerichteten Elektronenkanonen 11a, 11b und 11c durch die Konvergenzelektrode fest miteinader verbunden sind, wird die genaue Lage und Ausrichtung auch beibehalten, so daß die von den zugeordneten Kathoden ausgehenden Elektronenstrahlen genau in die öffnungen 153a, 153b und 153c der Konvergenzelektrode 15 treffen, nachdem die entsprechenden Gitterelektroden durchlaufen sind.

Da weiterhin einander entsprechende Gitterelektroden der drei Elektronenkanonen 11a, 11b und 11c mittels der ersten und zweiten Streifenhalterungsteile 12 und 13 und der isolierenden Stäbe 14 fest zu einem einheitlichen Aufbau 10 verbunden sind, ergibt sich auch eine ausreichende mechanische Festigkeit, die thermischen Deformationskräften genügend Widerstand bietet.

Die Flexibilität der abgeknickten Ansätze 122 des ersten Streifenhalterungsteils 12 ermöglicht leichte Differenzen bzw. Verschiebungen im Zwischenraum zwischen den drei nebeneinander angeordneten Elektronenkanonen 11a, 11b und 11c

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Obgleich bei der soweit beschriebenen Ausführungsform der Erfindung eine Elektronenkanonen-Tripelanordnung erläutert wurde, bei der die ersten und zweiten Gitterelektroden nicht notwendigerweise auf demselben Potential gehalten werden, während andererseits die dritten bis fünften Elektroden auf gleichem Potential liegen, sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung ebenso bei einer Elektronenkanonen-Tripelanordnung Anwendung finden kann, bei der die Kathodenelektroden nicht notwendigerweise auf gleichem Potential gehalten werden, während andererseits die ersten Elektroden auf dem gleichen Potential liegen können. Im letztgenannten Fall werden die ersten Elektroden durch Streifenhalterungsteile des in Fig. 3A gezeigten ersten Typs gehalten. Anstelle der gezeigten fünf Gitterelektroden kann auch eine andere Gitteranzahl, beispielsweise vier, vorgesehen sein.

Als Gegenstand der Erfindung ist somit eine verbesserte Elektronenkanonen-Tripelanordnung mit in einer Ebene ausgerichteten Einzelkanonen beschrieben worden, bei der verschiedene Elektrodenteile mit hoher Genauigkeit fest zu einem einheitlichen Aufbau verbunden sind, so daß bei Einbau dieser Elektronenkanonenvorrichtung in eine Farbfernsehempfangsröhre nicht nur die verschiedenen elektrischen Kennwerte, wie Konvergenz, Toleranz der radialen und seitlichen Konvergenzeinstellung . usw. verbessert sind, vielmehr wird auch eine Verminderung dar weichen, d. h. unscharfen Fokusierung und Nichtkoinzidenz der Farben erreicht, so daß die Bildwiedergabe verbessert ist. Da der geknickte Ansatzabschnitt 122 des Streifenhalterungsteils 12 dreieckförmiges Profil aufweist, läßt sich dieses mit dem Stab 14 fest verbinden, wobei die Auskehlung 123 ein Fließen des geschmolzenen bzw- angeschmolzenen Glases ermöglicht, so daß die Festigkeit der Verbindung weiter verbessert ist»

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Claims

2Ü23689 Patentansprüche

1.y Elektronenkanonenanordnung mit einem ausgerichtet angeordneten Elektronenkanonen-Tripel, dessen einzelne Kanonen eine Anzahl auf Abstand entlang der Elektronenstrahllaufrichtung angeordnete Elektroden aufweisen, wobei die Achsen der drei Elektronenkanonen in einer Ebene nebeneinander angeord- λ net Bind, dadurch gekennzeichnet, daß erste und zweite Streifenhalterungsteile (12, 15) vorgesehen sind, daß das erste Streifenhalterungsteil (12) nach außen ragende Ansätze (122) aufweist, wobei zwischen zwei flieser ersten Streifenhalterungsteile entsprechende Elektroden (z. B. 18a, b, c) gleichen Potentials für alle drei Elektronenkanonen eingeklemmt bzw. eingespannt sind, daß das zweite Streifenhalterungsteil (1.3) drei Streifenelemente (13a, "b, c) mit wenigstens einem nach außen abstehenden Ansatz (I3a₂» bp, o>o) aufweist, wobei zwischen zwei solcher Halterungsstreifen entsprechende auf verschiedenen Potentialen liegende Elektroden (z. B. 16a, b, c) der drei Elektronenkanonen (11a, b, c) eingeklemmt sind, daß zwei Paare isolierender Stützstäbe (14-) vorgesehen sind, wobei jedes Paar dieser Stütz-· stäbe zwischen benachbarten Paaren von Elektronenkanonen entlang deren Achsen angeordnet und mit den nach außen ragenden Ansätzen der ersten und zweiten Streifenhalterungsteile verschxfeißt bzw. an diese angeschmolzen ist, und daß eine Konvergenzelektrode (15) an einem Ende der dritten Elektronenkanone angeordnet ist, die an ihrer Unterseite Strahldurchtrittsöffnungen (153a,, b_t c) für die durch die Elektronenkanonen laufenden Elektronenstrahlen aufweist.

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2. Elektronenkanonenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Elektronenkanonen eine erste bis fünfte Elektrode (16 bis 20) aufweist, daß die dritten bis fünften Elektroden (18 bis 20) auf gleichem und die ersten und zweiten Elektroden (16, 1?) auf verschiedenem Potential gehalten sind und daß jedes Paar der ersten Streifenhalterungsteile (12) mit entsprechenden Gruppen der dritten bis fünften Elektroden und jedes Paar der zweiten Streifenhalterungsteile (13) mit entsprechenden Gruppen der ersten und zweiten Elektroden der drei Elektronenkanonen verbunden ist.

3. Elektronenkanonenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der nach außen ragenden Ansätze (122, 13ap* ^?» ^C2^ ^^{er βΓ!3}^^βη und zweiten Streifenhalterungsteile (12, 13) an der Außenkante mit einer Auskehlung (123) versehen ist.

4. Elektronenkanonenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Unterseite der Konvergenzelektrode (15) zylindrische Ansätze (152 a, b,c) ausgebildet sind, die jeweils mit einer der zum Durchtritt der Elektronenstrahlen bestimmten öffnungen (153a, 1\ c) versehen und in die vordersten Elektroden (20a, b, c). der Elektronenkanonen (11a, b, c) eingesetzt sind.

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