DE2811355C2

DE2811355C2 - Elektrostatisches Elektronen-Linsensystem

Info

Publication number: DE2811355C2
Application number: DE2811355A
Authority: DE
Inventors: Conrad John Portland Oreg. Odenthal
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1977-04-18
Filing date: 1978-03-16
Publication date: 1983-09-15
Also published as: JPS53129577A; NL176620B; NL7804139A; US4142128A; FR2388399B1; JPS5725942B2; FR2388399A1; CA1105542A; NL176620C; GB1600154A; DE2811355A1

Description

a) längs der zentralen Achse des Elektronenstrahls (30) nacheinander und in ausreichendem Abstand voneinander eine erste (44), eine zweite (45), eine dritte (46) und eine vierte (47) rohrförmige Elektrode mit rechteckigem Querschnitt axial aufeinander ausgerichtet und elektrisch voneinander isoliert angeordnet sind,

b) paarweise aneinandergrenzende Elektroden (44, 4e>; 45, 46; 46, 47) an ihren einander gegenüberliegenden Kanten in der einen von zwei orthogonalen Ablenkrichtungen entgegengesetzt zueinander verlaufende Krümmungen aufweisen, derart daß die aus der ersten (44) ₂s und der zweiten (45) Elektrode bestehende Elektronenlinse ebenso wie die aus der zweiten (45) und der dritten (46) Elektrode bestehende Elektronenlinse zylindrische Mittelflächen aufweisen, die vom Schirm (i4) weggekrümmt sind, und die aus der dritten (46) und der vierten (47) Elektrod' bestehende Elektronenlinse eine zylindrische Mittelfläche aufweist, die von der Elektronenkanone (22) weggekrümmt ist,

c) die an der zweiten Elektrode (45) anliegende Spannung erheblich niedriger als die gemeinsam an der ersten (44) und vierten (47) Elektrode anliegende Spannung ist und die an der dritten Elektrode (46) anliegende Spannung erheblich höher als die an der ersten (44) und vierten (47) Elektrode anliegende Spannung ist.

2. Elektrostatisches Elektronen-Linsensystem zur Ablenkverstärkung in Kathodenstrahl-Bildröhren mit nicht rotationssymmetrischen Linsensystemen, die in einer Ablenkrichtung schwächer als in der dazu senkrechten Ablenkrichtung fokussieren, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung von jeweils verschiedenen Brennweiten und verschiedenen Ablenkverstärkungsfaktoren in den zueinander senkrechten Ablenkrichtungen

a) längs der zentralen Achse des Elektronenstrahls (70) im Abstand und elektrisch isoliert voneinander eine erste (78), eine zweite (80) und eine dritte (82) rohrförmige Elektrode mit rechteckigem Querschnitt axial aufeinander ausgerichtet und elektrisch voneinander isoliert angeordnet sind,

b) ein erstes Paar von parallelen rechtwinkligen Platten (84) zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (78, 80) mit den Kanten im Abstand und parallel zu den in der ersten von zwei orthogonalen Ablenkrichtungen einander gegenüberliegenden Seiten der Elektroden (78, 80) und von diesen elektrisch isoliert angeordnet sind,

c) ein zweites und ein drittes Paar von parallelen

Platten (86, 88) zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (78, 80) angeordnet sind, wobei die Platten (86) des zweiten Paares mit den Kanten im Abstand und parallel zu den in der zweiten Ablenkrichtung einander gegenüberliegenden Seiten der ersten Elektrode (78) und von dieser elektrisch isoliert angeordnet sind und die Platten (88) des dritten Paares mit den Kanten im Abstand und parallel tu den in der zweiten Ablenkrichtung einander gegenüberliegenden Seiten der zweiten Elektrode (80) angeordnet und von dieser Elektrode und den Platten des zweiten Paares (86) durch einen elektrisch isolierenden Abstand getrennt sind,

d) Paare aneinandergrenzender Elektroden (78, 80, 82) und Platten (86, 88) an ihren sich gegenüberliegenden Kanten in der zweiten orthogonalen Ablenkrichtung entgegengesetzt zueinander verlaufende Krümmungen aufweisen, derart daß die aus der ersten Elektrode (78) und dem zweiten Paar von Platten (86) bestehende Eiektroneniinse sowie die aus dem dritten Paar von Platten (88) und der zweiten Elektrode (80) bestehende Elektronenlinse zylindrische Mittelflächen aufweisen, die vom Schirm (71) weggekrümmt sind, und daß die aus dem zweiten und dritten Paar von Platten (86, 88) gebildete Elektronenlinse sowie die aus der zweiten und dritten Elektrode (80,82) gebildete Elektronenlinse zylindrische Mittelflächen aufweisen, die von der Elektronenkanone (64) weggekrümmt sind,

e) daß an wenigstens eines der Paare von Platten (86) eine Gleichvorspannung angelegt werden kann,

f) an der ersten Elektrode eine Spannung von 2500 V liegt, an der zweiten Elektrode eine Spannung von 18 kV liegt, an der dritten Elektrode eine Spannung von 15 kV liegt, das erste Paar von Piatten (*>4) auf nahezu Erdpotential liegt und das zweite und dritte Paar von Platten (86, 88) auf einem Potential von 400 bzw. 525 V liegen.

3. Elektronen-Linsensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die Platten (84) des ersten Paares eine Vorspannung angelegt ist, um ein vertikales Durchbiegen der Zeilen zu korrigieren.

4. Elektronen-'Jnsensystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an die Platten (88) des dritten Paares eine Vorspannung angelegt ist, um eine Trapezverzeichnung auf dem Anzeigeschirm zu korrigieren.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrostatisches Elektronen-Linsensystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiges Elektronen-Linsensystem ist aus IEEE Transactions on Elektron Devices, Vol. ED-18, N. 8, August 1971, Seiten 521-524, bekannt. Das dort gezeigte Elektronen-Linsensystem soll Abbildungsfehler bzw. Ablenkfehler dadurch verringern, daß der Elektronenstrahl in einer Ablenkrichtung schwächer als in der dazu senkrechten Richtung fokussiert wird.

Aus der US-Patentschrift 24 12 687 ist ein Elektro-

densystem für eine Elektronenlinse bekannt, wobei zwei zueinander ausgerichtete und zusammenwirkende Elektroden einen im Gegensatz zu Netzelektroden ungestörten Durchgang eines Elektronenstrahles ermöglichen sollen. Dabei sind verschieden geformte Elektroden vorgesehen, wobei die gekrümmten Innenkanten jeder Elektrode an den Innenkanten der nächsten Elektrode anliegen, so daß eine gekrümmte LJnsenmittelfläche gebildet wird, um die sphärische Aberration in der Linse zu verringern. Die Innenkanten der Elektroden sollen insbesondere konzentrisch ausgebildet sein. In der US-Patentschrift Re. 28 223 wurde ein kuppeiförmiges Netz verwendet, um das Feld zwischen den Ablenkplatten und dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre zu verändern.

All diese Systeme zielen darauf ab, kürzere Kathodenstrahlröhren mit größerem Bildschirm zu erzeugen, die eine hohe Ablenkempfindlichkeit und qualitaüv gute und große Leuchtflecke ergeben. Um die geforderte Ablenkempfindlichkeit zu erhalten, ist in derartigen Röhren irgendeine Form der Ablenkverstärkung notwendig. Die bekannten Verfahren schneiden dabei einen Teil des Elektronenstrahles der Röhre ab. Dadurch wird der wirksame Strahlstrom verringert und somit die Schreibgeschwindigkeit. Infolge einer vom Gitter ausgehenden Sekundär-Elektronen-Emissiot: nach dem Gegenstand der US-Patentschrift Re. 28 223 wird auch der Kontrast verringert Der Leuchtfleck kann darüber hinaus defokussiert werden.

Die Nachteile eines kuppeiförmigen Gitters nach der US-Patentschrift Re. 28 223 kann man zwar durch Verwenden einer axialsymmetrischen Linse mit drei Elementen nach der zuerst genannten IEEE-Veröffentli chung, oder durch Verwendung von elektrostatischen Quadropollinsen gemäß der US-Patentschrift 34 96 406 vermeiden. Wegen der Einschränkung infolge ihrer axialen Symmetrie und da die horizontalen und vertikalen Ablenkungszentren durch die Linse auf verschiedenen Wegen abgebildet werden, erreicht die Drei-Element-Linse keine guten Werte bezüglich Geometrie und Linearität, wie sie für einen Präzisions-Anzeigenschirm erforderlich sind. Quadropol-Strahlaufweitungslinsen können zwar eine gute Anzeigequalität liefern, sie machen jedoch die Verwendung eines zusätzlichen Quadropols erforderlich, der zwischen den 4^r> horizontalen und vertikalen Ablenkungsplatten liegt, um eine geeignete Fokussierung .u erreichen. Dadurch wird die Länge der Ablenkplatte und damit die Leistung begrenzt.

Die erwähnten Systeme sind nur in Kathodenstrahlröhren mit einer Beschleunigung des Elektronenstrahles nach der Ablenkung geeignet. Diese Systeme sind nicht für Monobeschleunigerröhren geeignet, beispielsweise für Speicher-Kathodenstrahlröhren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrostatisches Elektronen-Linsensystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so auszubilden, daß sie sowohl in Kathodenstrahlröhren, bei denen die gesamte Beschleunigung des Elektronenstrahls vor den Ablenkelektroden stattfindet (Monobeschleunigerröhren), als auch in Kathodenstrahlröhren mit einer Beschleunigung nach der Ablenkung (PDA) verwendet werden kann, zur Verhinderung der Verzerrung der Anzeige am Schirm einstellbar ist und eine hohe Ablenkempfindlichkeit mit einer kleinen Fleckcharakteristik kombiniert, um sie auch für eine Anwendung bei Hochpräzisions-Bildschirmen geeignet zu machen. Die Aufgabe wird erfindungs· semäß durch die Merkmale des Kennzeichens des Anspruchs 1 sowie alternativ des Anspruchs 2 gelöst Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt

VorteL'e der Erfindung sowie weitere Einzelheiten und Merkmale der Ausführungsbeispiele ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt einer Kathodenstrahlröhre unter Verwendung eines kastenförmigen linsensystems als ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,

Fig.2 eine vergrößerte längentreue Darstellung eines in der Röhre von Fig. 1 verwendeten Lkisensystems,

F i g. 3 und 4 die Äquipotentiallinien und Strahlenbahnen längs der horizontalen und vertikalen Symmetrieebene der Linse gemäß F i g. 2,

F i g. 5 graphisch die Beschleunigungsspannung längs der Zentralachse der Linse gem. F i g. 2,

Fig.6 in Form einer optischen Analogie das Fokussieren des Elektronenstrahls in der Röhre gemäß Fig. 1,

Fig.7 einen Längsschnitt eL-".r PDA-Kathodenstrahlröhre mit einem kastenförmigen Linsensystem nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig.8 eine längentreue Darstellung des Linsensystems, das in der Röhre von F i g. 7 verwendet wurde, und

F i g. 9 graphisch die Änderung der Beschleunigungsspannung längs der Zentralachse der Röhre von F i g. 8.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung beschrieben. In F i g. 1 ist eine Kathodenstrahlröhre 10 in Form einer Speicher-Kathodenstrahlröhre dargestellt Diese enthält einen evakuierten Kolben aus Glas, Keramik oder ähnlichem geeigneten Isoliermaterial. Der Kolben 12 weist einen üblichen Aufbau auf und besteht aus einem Flaschenhalsteil, der in geeigneter Weise mit einem abgestuften Keramiktrichter dichtend verbunden ist Eine Glasfaserplatte 14, weiche an ihrer Innenseite einen Speicherschirm 16 trägt ist mit dem Vorderende des Trichterteiles dichtend verbunden.

Der Schirm 16 enthält eine dünne, poröse Speicherphosphorschicht 18, die über einer transparenten elektrisch leitenden Kollektorschicht 20 liegt

Im Flaschenhals des Kolbens 12 ist eine Elektronenkanone 22 üblicher Bauart geeignet befestigt die aus einer Kathode 24, einem Steuergitter 25, einer ersten Anode 26, einer Fokussierelektrode 27 und einer zweiten Anode 28 besteht Die Elektronenkanone 22 erstreckt sich axial der Röhre und erzeugt einen Elektronen-Schreibstrahl 30, der über ein Paar von vertikalen Ablenkplatten 32 und ein Paar von horizontalen Ablenkplatten 34, welche den Strahl in senkrecht zueinander stehenden Richtungen, das heißt vervikal und horizontal, ablenken, gegen den Targetschirm gerichtet ist.

Im Mittelteil des Kolbens 12 ist vor den horizontalen Ablenkplatten ein hohles, kastenförmiges Ablenkverstärkungslinsensystem 36 angeordnet. Auf eine Weise, die im einzelr^n weiter unten beschrieben wird, verstärkt das Linsensystem 36 die vertikalen und horizontalen Ablenkungen des Elektrönensträhles, Um eine volle Abdeckung des Schirmes 16 zu erreichen, der eine Bildfläche von 8 χ 10 cm hat und etwa 11,4 cm von der Vorderseite des Linsensystems entfernt ist. Oberhalb und unterhalb des vorderen Endes des Linsensystems 36 sind übliche Flutkanonen 38 angeordnet (nicht dargestellt). Die Flutkanonen emittieren breite Strahlen

von Elektronen niedriger Geschwindigkeit, welche die Phosphorschicht 18 bombardieren. Ein Kollimatorsystem, bestehend aus elektrisch leitenden Wandbändern 40, 41, 42 und 43, ist für eine gleichförmige Verteilung der Elektronen der Flutkanone über den Speichertargetbereich vorgesehen.

Gemäß Fig. 2 zusammen mit Fig. 1 ist das Ablenkverstärkungslinsensystem 36 aus vier axial ausgerichteten röhrenförmigen Elektroden gebildet, welche eine erste Elektrode 44, eine zweite Elektrode _]0 45, eine dritte Elektrode 46 und eine vierte Elektrode 47 enthalten.

Dje Elektroden, die einen im wesentlichen rechtwinkligen Querschnitt haben, sind längs der zentralen Achse des Kolbens 12 von einem Ende zum anderen Ende _!5 angeordnet und damit längs des Weges des Elektronenstrahles 30. Die gegenüberliegenden Kanten jedes aneinander angrenzenden Paares der Elektroden im Linsensystem 3% hsben €fit^fTe^cFen^cTes'*'^7tA ^nrvAnfnrm um einen kurvenförmigen Spalt zwischen ihnen mit einer senkrechten zylindrischen Mittelfläche zu schaffen. So sind die erste Elektrode 44 und die zweite Elektrode 45 durch einen Spalt 48 voneinander getrennt, der vom Schirm 16 weggekrümmt ist, die Elektroden 45 und 46 sind durch einen Spalt 49 getrennt, der in gleicher Weise vom Targetschirm weggekrümmt ist, und die dritte Elektrode 46 sowie die vierte Elektrode 47 sind durch einen Spalt 50 voneinander getrennt, der von der Elektrodenkanone 22 weggekrümmt ist.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Linsensystem 36 eine Gesamtlänge A von 10,7 cm, eine Breite B von 63 cm und eine Höhe Cvon 2,5 cm auf. Die Elektroden werden aus 0,63 mm dicken flachen Platten aus rostfreiem Stahl hergestellt. Die gegenüberliegenden Enden der Elektroden 44 und 45 weisen einen horizontalen Bogen von etwa 7,1 cm Radius auf; die gegenüberliegenden Enden der Elektroden 44. 46 weisen einen horizontalen Bogen von etwa 3,5 cm Radius auf; und die gegenüberliegenden Enden der Elektroden 46 und 47 weisen einen horizontalen Bogen mit etwa 6 cm Radius auf. Die Spalte zwischen jedem aneinander angrenzenden Paar von Elektroden sind in geeigneter Weise etwa 13 mm breit; sie müssen jedoch genügend breit sein, um ein Zusammenbrechen der Spannung zwischen ihnen zu vermeiden.

Beim Betrieb der Kathodenstrahlröhre 10 werden die Elektroden 44 und 47 beim gleichen Potential beziehungsweise auf der gleichen Spannung gehalten, die in geeigneter Weise in bezug auf die Kathode der Elektronenkanone 22 bei + 2500 V liegt Die Elektroden 45 und 46 werde.i mit einer Spannung von +300V beziehungsweise +4200V betrieben, gleichfalls in bezug auf die schreibende Kathode der Elektronenkanone. Die schreibende Kathode der Elektronenkanone wird auf einer negativen Spannung, hier —2500 V gehalten, so daß die Eingangs- und die Ausgangselektrode (Elektroden 44 bzw. 47) des Linsensystems 36 auf oder nahezu auf Erdpotentiai liegen wie die Kathoden der Flutkanone. Die Spannung an der Kollektorschicht 20 variiert erheblich, sie wird aber üblicherweise bei etwa +300 V gehalten, wobei die Seitenbänder 40, 41, 42 und 43 bei etwa +200, +150, +75 beziehungsweise +50 V gehalten werden.

Beim beschriebenen Aufbau und mit den richtigen an den entsprechenden Elektroden anliegenden Spannungen arbeitet das Linsensystem 36 als Zerstreuungslinse mit —33 cm Brennweite, um die horizontalen Strahlablenkungen 4 χ zu verstärken, und in ähnlicher Weise als Sammellinse mit + 1,5 cm Brennweite, um die Strahlablenkungen in vertikaler Richtung 4,5 χ beziehungsweise 4,5 χ zu verstärken. Verständlicherweise erhält man einen weiten Bereich von Brennweiten durch Ändern der Radien und Lage der Spalte 48—50 und Neueinstellen der Betriebsspannungen der Elemente. Der Betrieb des Linsensystems 36 in horizontaler Richtung ist weiterhin in F i g. 3 dargestellt, wobei die Äquipotentiale des elektrischen Feldes als durchgehende Linien und die Bahnen des Elektronenstrahles durch das System als gestrichelte Linien dargestellt sind. Es sei bemerkt, daß die Äquipotentiale längs der horizontalen Achse im allgemeinen den kreisförmigen Bögen folgen, die durch die Elektrodenspalte beschrieben werden. Es ist weiter ersichtlich, daß die horizontalen Strahlablenkungen nur geringfügig verstärkt werden, wenn der Strahl von der Eingangselektrode 44 zur angrenzenden, unter niedrigerer Spannung stehenden Elektrode 45 hinc!»jrch**cht wobei die ⁿrirnäre ^^irkun¹¹ ein Verlangsamen der Elektronen ist, um eine sehr starke Linsenwirkung zu erzielen, wenn der Strahl von einem Feld mit niedrigerer Spannung in der Elektrode 45 durch die angrenzende Elektrode 46 mit einem Feld hohen Potentiates hindurchgeht.

Die Wirkung des Linsensystems 36 in vertikaler Richtung ist in ähnlicher Weise in F i g. 4 dargestellt. Es ist ersichtlich, daß Elektronenstrahlbahnen aufgeweitet werden., wenn sie den Abschnitt der Linse mit niedrigerem Potential betreten, das sie dann konvergieren und sich überkreuzen, wenn sie den Feldabschnitt mit hohem Potential durchlaufen.

Das Beschleunigungipotentia! !ängs der Zentral- oder Z-Achse des Ablenkverstärkungslinsensystems ist in F i g. 5 graphisch dargestellt.

F i g. 6 zeigt durch einfache optische Analogie, wie ein Linsensystem 36 wirkt, um den Elektronenstrahl 30 auf den Schirm 16 zu fokussieren. Wie oben bemerkt, weist das System 36 beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine verschiedene horizontale und vertikale Brennweite auf. Obwohl diese Brennweiten variiert werden können, so werden sie wünschenswerterweise so gewählt, daß auf dem Schirm ein runder Fleck mit gleicher Vergrößerung in beiden Achsen unter Verwendung der Fokus- und Astigmatismus-Steuerung der Kathodenstrahlröhre gebildet werden kann. Um dies beim dargestellten Ausführungsbeispiel zu erreichen, wird in der vertikalen Achse 1,78 cm vor der Linse eine reelle Zeilenabbildung erzeugt indem man die der Fokussierelektrode 27 und der zweiten Anode 28 zugeführten Spannung variiert Diese Zeile wird dann durch die kastenförmige Linse auf den Schirm 16 abgebildet In der horizontalen Achse wird ein virtuelles Zeilenbild 2,54 cm hinter der Linse erzeugt Bei der Projektion auf den Schirm wird ein runder Fleck gebildet.

Wie verständlich ist werden der Grad und die Richtung der Kurvenform der gegenüberliegenden Enden der Elektroden 44—47 und die an diese angelegten Spannungen so gewählt, um eine minimale Verzerrung und optimale Linearität sowie Fleckcharakteristik bei der auf dem Schirm 16 erzeugten Darstellung zu erreichen. Durch Variieren der Kurvenforni der Elektrodenenden werden Änderungen in der horizontalen Brennweite erreicht Durch Ändern der axialen Länge und der der Elektrode 45 zugeführten Spannung wird die vertikale Ablenkverstärkungscharäkteristik gesteuert

Durch Modifizieren der Abmessungen und Form der Elektroden sowie durch Variieren der an sie angelegten

Spannung kann nahezu bei jeder Anwendung eine gut korrigierte Darstellung erreicht werden. Sei es bei Monobeschleuniger- oder PDA-Kathodenstrahlröhren, hei Speicher- otier üblichen Phosphorschirmen. Offensichtlich ist es jedoch wünschenswert, die Möglichkeit zu haben, die optische Charakteristik einer Elektronenlinse zu ändern, ohne sie mechanisch zu ändern.

D>-ses Ziel wird mit einem anderen kastenförmigen Ablenkverstärkungslinsensystem als einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung erreicht, das im folgenden anhand einer PDA-Kathodenstrahlröhre, das heißt mit einer Beschleunigung nach der Ablenkung, beschrieben werden soll. In Fig.7 ist eine Kathodenstrahlröhre 60 ähnlich der vorher beschriebenen Kathodenstrahlröhre 10 dargestellt, welche einen |₅ evakuierten Kolben 62 enthält, der seinerseits eine Elektronenkanone 64 mit einer Kathode 65, einem Gitter 66, einer ersten Anode 67, einer Fokussierelekirodc 68 und einer zweiten Ap.cde 69 enthält. Die erste und die zweite Anode sind wünschenswerterweise mit einer Quelle hoher Spannung (im Verhältnis zur Kathode) verbunden, wobei diese Spannung beim speziell dargestellten Ausführungsbeispiel bei etwa 2,5 kV liegt. Die Elektronenkanone 64 erzeugt einen Elektronenstrahl 70, der durch die Anoden gegen einen Phosphoranzeigeschirm 71 beschleunigt wird, den eine Faserplatte 72 trägt.

Die Kathodenstrahlröhre enthält weiterhin Ablenkungseinrichtungen mit vertikalen Ablenkungsplatten 73 und horizontalen Ablenkungsplatten 74, um den Stri.,il 70 in rechtwinklig zueinander stehenden Richtungen abzulenken, sowie ein Abienkverstärkungslinsensystem 75 für eine ausreichende Verstärkung der Ablenkungen, um das volle Gesichtsfeld des Schirmes 71 abzudecken. Die Röhre weist auch eine geeignete elektrisch leitende Beschichtung 76 auf, welche das Innere des breiteren Endes des Kolbens 62 bedeckt, wie dargestellt. Eine transparente leitende Schicht 77, in geeigneter Weise aus Zinnoxyd, die zwischen Phosphorschirm 71 und Faserplatte 72 angeordnet ist, stellt mit der elektrischen leitenden Beschichtung 76 einen Kontakt her. Die Beschichtung 76 ist mit einer Quelle hoher Spannung verbunden, im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels 15 kV. Wie es verständlich ist, arbeiten die Beschichtung 76 und die Schicht 77 zusammen, um eine Beschleunigung nach der Ablenkung in der Röhre zu erzeugen.

Gemäß Fig.8 zusammen mit Fig. 7 enthält das Linsensystem 75 eine rohrförmige erste Elektrode 78, eine zweite Elektrode 80 und eine dritte Elektrode 82, die mit den Elektroden 44, 46 beziehungsweise 47 identisch sind, die im vorher beschriebenen Linsensystem 36 dargestellt sind. Die zweite Elektrode 45 des Linsensystems 36 ist im Linsensystem 75 durch einen Aufbau ersetzt, der aus einem Paar von parallelen, rechtwinkligen Seitenplatten 84, parallelen oberen und unteren gebogenen krawattenförmigen Platten 86 und parallelen oberen und unteren Platten 88, die eine im wesentlichen elliptische Form haben, ersetzt Jede Platte ist von den anderen und den angrenzenden rohrförmi- ω gen Elektroden durch geeignete Spalte elektrisch isoliert. So enthält das kastenförmige Linsensystem 75 zusätzlich zu den horizontale Kurven aufweisenden Spalten 79, 81 und 83, die Radien gleich den entsprechenden Spalten 48, 49 beziehungsweise 50 im Linsensystem 36 haben, einen zusätzlichen Spalt 85 mit horizontaler Kurvenform, um die Plattenpaare 86 und 88 zu trennen. Die Kurve des Spaltes 85 hat einen Radius von 5,3 cm und ist von der Elektronenkanone 64 weggekrümmt, wie dargestellt.

Bei diesem anderen Ausführungsbeispiel des kastenförmigen Linsensystems kann die horizontale Ablenkverstärkung einfach durch Ändern der an die Linsenelemente angelegten Spannung verändert werden. Beispielsweise bildet im Linsensystem 36 die Potentialdifferenz längs des Spaltes 48 ein Feld mit einer Kurvenform ähnlich derjenigen des Spaltes zwischen der ersten und zweiten Elektrode. Falls im Linsensystem 75 die Platten 86 mit dem gleichen Potential wie die Eingangselektrode (Elektrode 78) verbunden werden, aber die Platten 88 mit einer viel niedrigeren Spannung verbunden bleiben, so erscheint das Feld längs des Spaltes 85 und weist die entgegengesetzte Kurvenform auf. Die Wirkung ist die gleiche wie beim mechanischen Wechseln der linsenbildenden Elektroden. Zusätzlich dazu können au die verschiedenen parallelen Platten Vorspannungen angelegt werden, um andere Linsencharakteristiken zu ändern. Beispielsweise kann durch Anlegen einer Gleich-Vorspannung längs der elliptischen Platten 88 eine Trapezverzeichnung korrigiert werden (die sich aus einer Fehlausrichtung der horizontalen Ablenkungsplatten ergeben kann). Ein vertikales Durchbiegen der Zeilen (verursacht durch eine Fehlausrichtung des Linsensystems in bezug auf die Elektronenkanone der Kathodenstrahlröhre) kann durch eine Vorspannung korrigiert werden, die an die Seitenplatten 84 angelegt wird.

Andere Korrekturen können durch Einstellen der absoluten Potentiale beziehungsweise Spannungen an den verschiedenen Plattenpaaran durchgeführt werden.

Bei dem in F i g. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die erste Elektrode 78 im Verhältnis zur Kathode 65 auf einem Potential von +2500 V gehalten. Die dritte Elektrode 82 ist elektrisch mit der Beschichtung 76 verbunden und liegt somit auf einem Schirmpotential von +15 kV; die zweite Elektrode wird bei +18 kV betrieben. Die Seitenplatten 84 liegen auf oder nahe auf Erdpotential und die Platten 86 und 88 werden bei etwa +400 beziehungsweise +525 betrieben. Das Beschleunigungspotential entlang der zentralen Achse des Linsensystems 75 ist in F i g. 9 dargestellt

Auf diese Weise wird ein Ablenkverstärkungslinsen-Eystem geschaffen, das die eingangs formulierte Aufgabe erfüllt und die eingangs geschilderten besonderen Vorzüge aufweist Beispielsweise ist das dargestellte Linsensystem imstande, eine 8 - 10 cm Darstellung zu erzeugen, wobei eine geometrische Verzerrung unter 0,5% und im schlimmsten Falle eine zusätzliche Nichtlinearität von 0,2% auftreten.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrostatisches Elektronen-Linsensystem zur Ablenkverstärkung in Kathodenstrahl-Bildröhren mit nicht rotationssymmetrischen Linsensystemen, die in einer Ablenkrichtung schwächer als in der dazu senkrechten Ablenkrichtung fokussieren, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung von jeweils verschiedenen Brennweiten und verschiedenen Ablenkverstärkungsfaktcren in den zueinander senkrechten Ablenkrichtungen