DE3346208C2

DE3346208C2 - Electrostatic lens system for cathode ray tubes

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Publication number: DE3346208C2
Application number: DE19833346208
Authority: DE
Inventors: Myron Amick Banks Oreg. Bostwick jun.; Norman R. Tigard Oreg. Franzen; Bozidar Portland Oreg. Janko
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1982-12-27
Filing date: 1983-12-21
Publication date: 1986-10-30
Also published as: GB8326788D0; GB2135503A; NL8304437A; FR2538613A1; JPS59134531A; CA1196371A; DE3346208A1; JPH0256772B2; GB2135503B; FR2538613B1

Abstract

Ein in einer Kathodenstrahlröhre (12) nach der Ablenkung wirksames Beschleunigungs- und Abtastdehnungs-Linsensystem (10) besitzt eine vierpolige Beschleunigungs- und Abtastdehnungs-Linsenanordnung (70) mit einem Paar von koaxialen zylindrischen Elektroden (72, 74) sowie eine erste und zweite Kompensationslinsenanordnung (66, 78) auf entgegengesetzten Seiten der Linsenanordnung (70) zur Realisierung eines hellen Bildes gewünschter Größe mit scharfer Fokussierung und großer Detailgenauigkeit auf einem fluoreszierenden Schirm der Röhre (12). Die erste Kompensationslinsenanordnung (66) ist im Bereich des Eingangs der Beschleunigungs- und Abtastdehnungs-Linsenanordnung (70) angeordnet, um eine lineare Vergrößerung des Betrages der durch Vertikal- und Horizontalablenkplatten (46, 48 und 50, 52) erzeugten Elektronenstrahlablenkung zu realisieren. Die zweite Kompensationslinsenanordnung (78) besitzt eine einzige Elektrode mit einer Öffnung (79), in deren Rand auf sich gegenüberliegenden Seiten der Elektronenstrahlachse (28) sich gegenüberliegende Nuten (122, 124) vorgesehen sind. Diese einzige Elektrode ist im Bereich des Ausgangs der Beschleunigungs- und Abtastdehnungs-Linsenanordnung (70) vorgesehen, um eine korrigierte Geometrie des auf dem fluoreszierenden Schirm angezeigten Bildes zu gewährleisten.A post-deflection accelerating and scan-stretch lens system (10) in a cathode ray tube (12) has a quadrupole accelerate and scan-stretch lens assembly (70) with a pair of coaxial cylindrical electrodes (72, 74) and first and second compensating lens assemblies (66, 78) on opposite sides of the lens arrangement (70) for realizing a bright image of the desired size with sharp focus and great accuracy on a fluorescent screen of the tube (12). The first compensation lens arrangement (66) is arranged in the area of the entrance of the acceleration and scanning stretching lens arrangement (70) in order to realize a linear increase in the amount of the electron beam deflection generated by vertical and horizontal deflection plates (46, 48 and 50, 52). The second compensation lens arrangement (78) has a single electrode with an opening (79), in the edge of which grooves (122, 124) are provided on opposite sides of the electron beam axis (28). This single electrode is provided in the region of the exit of the accelerating and scanning stretching lens arrangement (70) in order to ensure a corrected geometry of the image displayed on the fluorescent screen.

Description

a) einer Schlitzlinsenanordnung (66), die eine Vielzahl von öffnungen aufweisenden Elektroden (88, 90, S2, 94, 98) enthält, die symmetrisch zur Strahlachse (28) ausgerichtete Schlitze (88a, 90a, 92a, 94a, 96a, 98a) besitzen,a) a slit lens arrangement (66) which contains a plurality of electrodes (88, 90, S2, 94, 98) having openings, the slits (88a, 90a, 92a, 94a, 96a, 98a) aligned symmetrically to the beam axis (28) own,

b) einer Beschleunigungs- und AblenkverstärkungÄÜnse (70) mit zwei zueinander ausgerichteter, zusammenwirkenden Elektroden (72, 74), die hinter der Schlitzlinsenanordnung (66) angeordnet sind und zusammen mit dieser eine lineare Vergrößerung des durch die Ablenkeinrichtung (46,48,50,52) erzeugten Elektronenstrahl-Ablenkbetrags hervorrufen, wobei die Elektroden (72,74) als rohrförmige Innen- und Außenelektrode mit unterschiedlichem Durchmesser ausgebildet sind und die rohrförmige Innenelektrode (72) an einem Ende auf sich in senkrechter Richtung gegenüberliegenden Seiten der Strahlachse (28) ein Paar von sich gegenüberliegenden Ansätzen (100,102) aufweist, die quer zu sich gegenüberliegenden konkaven Flächen (114, 116, 118) an aem einen Rohrende ausgerichtet sind, dadurch gekennzeichnet, daß b) an acceleration and deflection gain ÄÜnse (70) with two mutually aligned, interacting electrodes (72, 74), which are arranged behind the slit lens arrangement (66) and together with this a linear one Increase in the amount of electron beam deflection generated by the deflection device (46, 48, 50, 52) cause the electrodes (72,74) as tubular inner and outer electrodes are formed with different diameters and the tubular inner electrode (72) at one end on opposite sides of the beam axis (28) in the vertical direction, a pair of opposite sides Has lugs (100,102) which transverse to opposite concave surfaces (114, 116, 118) are aligned at aem one pipe end, characterized in that

c) die Elektroden (88 bis 98) der Schlitzlinsenanordnung (66) als voneinander beabstandete ebene Scheiben ausgebildet sind und die in Strahlrichtung erste Elektrode (88) eine senkrechte Schlitzöffnung (SSa) und die folgenden Elektroden (90 bis 98) waagerechte Schlitzöffnungen (90a, 92a, 94a bzw. 98a; derart variierender Größe aufweisen, daß bei geeigneten Spannungen an den Elektroden das entsprechende elektrische Feld den Elektronenstrahl so beeinflußt, daß die durch die Beschleunigungs- und Ablenkverstärkungslinse (70) hervorgerufene Ablenkverstärkung linearisiert wird,c) the electrodes (88 to 98) of the slit lens arrangement (66) are designed as spaced flat disks and the first electrode (88) in the beam direction has a vertical slit opening (SSa) and the following electrodes (90 to 98) have horizontal slit openings (90a, 92a, 94a or 98a; of varying sizes such that, given suitable voltages at the electrodes, the corresponding electric field influences the electron beam in such a way that the deflection amplification caused by the acceleration and deflection amplification lens (70) is linearized,

d) die rohrförmige Außenelektrode (74) der Beschleunigungs- und Ablenkverstärkungslinse (70) als Zylinder ausgebildet ist, der sich über die sich gegenüberliegenden Ansätze (100,102) der Innenelektrode (72) erstreckt, undd) the tubular outer electrode (74) of the acceleration and deflection amplification lens (70) is designed as a cylinder, which extends over the opposing lugs (100,102) the inner electrode (72) extends, and

e) eine Ausgangslinse (78) vorhanden ist, die eine im Bereich des Ausgangs der Beschleunigungsund Ablenkverstärkungslinse (70) angeordnete Elektrode mit einer waagrechten Schlitzöffnung (79) aufweist, deren waagerechte Seiten ein Paar von zueinander und zur Strahlachse (28) ausgerichteten Nuten (122 und 124) enthält, um die Geometrie des Bildes auf dem Schirm zu korrigieren.e) an exit lens (78) is present, the one in the area of the exit of the acceleration and Deflection gain lens (70) arranged electrode with a horizontal slit opening (79), the horizontal sides of which are a pair of each other and to the beam axis (28) contains aligned grooves (122 and 124) to match the geometry of the image on the screen correct.

2. Linsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende der rohrförmigen Innenelektrode (72) zwei krummlinige, jeweils drei konkave Abschnitte (114,116,118) besitzende Teile (104,106) aufweist, die zwischen benachbarten Seiten des Paars von Ansätzen (100,102) zu deren Trennung voneinander angeordnet sind, und daß jeder Ansatz (100, 102) ein Paar von Flügeln (108, HO) aufweist, wobei der eine Flügel des Paars vom anderen Flügel des Paars durch ein konkaves Teil (112) an dem einen Ende der rohrförmigen Innenelektrode (72) getrennt ist
3. Linsensystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß das Profil des einen Endes der rohrförmigen Innenelektrode (72) symmetrisch in bezug auf eine erste und eine zweite Bezugsebene ist die senkrecht aufeinanderstellen, daß die erste Ebene mit der Achse der Linsenelektroden (88, 90, 92,94,98) zusammenfällt und so zu einem Ende der Innenelektrode (72) ausgerichtet ist daß sie die sich gegenüberliegenden Ansätze (100,102) trennenden krummlinigen Teile (104,106) halbiert, wodurch ein erstes Paar von Bereichen gebildet wird, wovon jeder Bereich einen der Ansätze (100 bzw. 102) enthält und das Spiegelbild des anderen Bereichs ist und daß die zweite Ebene die erste Ebene senkrecht längs der Achse der Linsenelektrode so schneidet daß sie die das Paar von Flügeln (108, 110) jedes Ansatzes (100,102) trennenden konkaven Teile (112) halbiert wodurch ein zweites Paar von Bereichen gebildet wird, wovon jeder Bereich die benachbarten Flügel (108 bzw. 110) des Paars von Ansätzen (100, 102) und einen der krummlinigen Teile (104 bzw. 106) enthält und das Spiegelbild des anderen Bereichs ist2. Lens system according to claim 1, characterized in that one end of the tubular inner electrode (72) has two curvilinear, each three concave sections (114,116,118) having parts (104,106) between adjacent sides of the pair of lugs (100,102) to their Separation from each other are arranged, and that each lug (100, 102) has a pair of wings (108, HO), one wing of the pair being separated from the other wing of the pair by a concave part (112) at one end of the tubular inner electrode (72) is separated
3. Lens system according to claim 2, characterized in that the profile of one end of the tubular inner electrode (72) is symmetrical with respect to a first and a second reference plane which are perpendicular to one another that the first plane is aligned with the axis of the lens electrodes (88, 90, 92,94,98) coincides and is aligned with one end of the inner electrode (72) that it bisects the opposing lugs (100,102) separating curvilinear parts (104,106), whereby a first pair of areas is formed, each area being one of the Lugs (100 or 102) and is the mirror image of the other area and that the second plane intersects the first plane perpendicularly along the axis of the lens electrode so that it separates the pair of wings (108, 110) of each lug (100, 102) concave Parts (112) bisected thereby forming a second pair of areas, each area being the adjacent wings (108 and 110, respectively) of the pair of lugs (100, 102) and contains one of the curvilinear parts (104 or 106) and is the mirror image of the other area

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrostatisches Linsensystem nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates to an electrostatic lens system according to the preamble of the patent claim 1.

Ein derartiges Linsensystem Wi aus der US-PS 41 88 563 bekanntSuch a lens system Wi from US-PS 41 88 563 known

Zur Durchführung zweier bestimmter Funktionen ist in einer Kathodenstrahlröhre auf die Ablenkung folgend eine Beschleunigungs- und Ablenkverstärkungslinse enthalten. Diese Linse verstärkt den Betrag der durch die Ablenkeinrichtung erzeugten Elektronenstrahlablenkung, um ein Bild gewünschter Größe auf einem fluoreszierenden Schirm zu erzeugen. Die Linse vergrößert weiterhin die Geschwindigkeit der Elektronen im Elektronenstrahl mittels eines elektrischen FeI-des hoher Inensität, um die Energie der Elektronen zu erhöhen und dadurch ein helleres Bild auf dem fluoreszierenden Schirm zu erzeugen.In a cathode ray tube, deflection is followed to perform two specific functions contain an acceleration and deflection gain lens. This lens amplifies the amount of electron beam deflection generated by the deflection device to produce an image of the desired size a fluorescent screen. The lens continues to increase the speed of the electrons in the electron beam by means of an electric field of high intensity to increase the energy of the electrons and thereby produce a brighter image on the fluorescent screen.

In einer Anzahl von Beschleunigungs- und Ablenkverstärkungslinsen wird eine Quadrupol-Fokussierungslinse verwendet. Für einen Elektronenstrahl, der sich in einem dreidimensionalen kartesischen Koordinatensystem in Z-Richtung gegen den fluoreszierenden Schirm bewegt und horizontal in ^-Richtung sowie vertikal in V-Richtung abgelenkt wird, konvergiert eine Quadrupollinse den Strahl in bezug auf ihrer Hauptachse in einer der X-Z-R- und V-Z-Ebenen und divergiert ihn in jeweils der anderen Ebene. Die speziellen Ebenen der Konvergenz und Divergenz werden durch die Verteilung von an die Elektroden der Quadrupollinse angelegten Spannungen festgelegt. Die Wege von in Z-Richtung laufenden und in der Y-Z- Ebene konvergierenden Elektronenstrahlen werden daher in eine zur X-Achse parallele Fokussierungslinie gebracht. Um eine punkt-A quadrupole focusing lens is used in a number of acceleration and deflection gain lenses. For an electron beam that moves in a three-dimensional Cartesian coordinate system in the Z-direction against the fluorescent screen and is deflected horizontally in the ^ -direction and vertically in the V-direction, a quadrupole lens converges the beam with respect to its main axis in one of the XZR- and VZ levels and diverges in the other level. The specific levels of convergence and divergence are determined by the distribution of voltages applied to the electrodes of the quadrupole lens. The paths of electron beams running in the Z direction and converging in the YZ plane are therefore brought into a focusing line parallel to the X axis. To a point

: förmige Fokussierung des Elektronenstrahls auf dem fluoreszierenden Schirm zu erhalten und damit ein scharf fokussiertes und detailliertes Bild zu erzeugen, erfordert eine hinter der Ablenkung vorgesehene Linse in Form einer in der oben beschriebenen Weise arbeitenden Quadrupollinse die Verwendung einer zweiten Quadrupollinse, welche den Elektronenstrahl in der Y-Z-Ebene konvergiert und ihn in der X-Z-Ebene divergiert. : To obtain a shaped focusing of the electron beam on the fluorescent screen and thus to generate a sharply focused and detailed image, a lens behind the deflection in the form of a quadrupole lens that works in the manner described above requires the use of a second quadrupole lens, which the electron beam in the Y- Z plane converges and it diverges in the XZ plane.

Zwei bei Quadrupol-Beschleunigungs- und Ablenkverstärkungslinsen auftretende Verzerrungsmechanismen deformieren das auf dem fluoreszierenden Schirm dargestellte Bild. Dabei handelt es sich um eine nicht-lineare Vergrößerung des Bildablenkwinkels sowie um eine »kissenförmige« Geometrieverzerrung. Eine nichtlineare Vergrößerung des Bildablenkwinkels wird durch Inhomogenitäten des elektrischen Feldes der Linse hervorgerufen. Das elektrische Feld vergrößert den Ab- '■-■ lenkwinkel des Strahls zur Erzeugung eines Leuchtbil-ή des der gewünschten Größe auf dem fluoreszierenden ■^; Schirm. Im allgemeinen wird in Linsen dieser An die ;; Ablenkung eines um einen großen Betrag abgelenkten "\ Elektronenstrahls relativ zu einem wesentlich geringer ;". abgelenkten Strahl nicht in demselben Maße vergrö- {'■: Bert Beispielsweise erscheint eine zeitlich sinusförmig- ■^:i verlaufende Welle geringer Spannung auf dem fluoresiv zierenden Schirm an den Endpunkten der Anzeige fre- >ij. quenzmoduliert, da die nichtlinearen Effekte der Ver-ί Stärkung der Zeitbasisablenkung Nulldurchgänge an ;;_; den Enden des Sinuswellenbildes erzeugen, welche sich ■■; vom gleichförmigen Abstand der Nulldurchgänge im .V; mittleren Teil der Anzeige unterscheiden.Two distortion mechanisms that occur with quadrupole acceleration and deflection amplification lenses deform the image displayed on the fluorescent screen. This is a non-linear enlargement of the image deflection angle as well as a »pillow-shaped« geometry distortion. A non-linear increase in the image deflection angle is caused by inhomogeneities in the electrical field of the lens. The electric field increases the waste '■ - ■ steering angle of the beam to produce a Leuchtbil-ή of the desired size on the fluorescent ^■; Umbrella. In general, lenses of this type are used ;; Deflection of an "electron beam deflected by a large amount relative to a much smaller one;". deflected beam Magni- not to the same extent { '■: Bert example, appears a time sinusförmig- ^■: i extending shaft on the low voltage fluoresiv ornamental screen at the end points frequency-> ij the display. sequence modulated, since the non-linear effects of the ί strengthening of the time base deflection zero crossings ;; _; generate the ends of the sine wave image, which ■■; from the uniform spacing of the zero crossings in .V; distinguish middle part of the display.

Eine Geometrieverzerrung des angezeigten Bildes ' ergibt sich durch Abweichungen in der Form der elek- :■■·'"■ frischen Feldlinien im Raum oberhalb und unterhalb der ~: Linsenachse. Das in der X- y-Ebene in einer Quadrupollinse erzeugte Muster der elektrischen Feldlinien ist da-Ϊ-durch gekennzeichnet, daß es eine Vielzahl von paralle- ^; len horizontaler Linien aufweist, die quer zu einem ' längs der Z-Achse laufenden Elektronenstrahl ausgerichtet sind. Mäßige Schwankungen in den Feldlinien erzeugen eine Geometrieverzerrur.g des Bildes. Eine derartige Verzerrung ist durch Verformungen eines BiI- ':'■ des mit rechteckförmiger Sollform gekennzeichnet, wobei es sich um gedehnte obere und untere Grenzlinien : und konkave Seitenlinien handelt. Ein unzulässiger Grad an geometrischer Verzerrung eines Bildes ergibt sich in kurzen Kathodenstrahlröhren, in denen die beschleunigende Quadrupollinse mit einer kurzen Brenn-' länge ein elektrisches Feld hoher Feldstärke für die Elektronenstrahl-Ablenkwinkelvergrößerung hervorruft. A geometry distortion of the displayed image 'results from deviations in the shape of the electrical: ■■ ·'"■ fresh field lines in space above and below the ~: lens axis. The pattern of the electrical generated in the X-y plane in a quadrupole lens field lines is characterized as-Ϊ-by that it comprises a plurality of ^parallels; having len horizontal lines transversely aligned with a 'along the Z-axis current electron Moderate fluctuations in the field lines produce a Geometrieverzerrur.g of the image.. such distortion is characterized by deformations of a BiI- '' in the ■ with a rectangular target shape, wherein it is stretched upper and lower boundary lines: These and concave side lines a prohibited degree of geometric distortion of an image resulting in short cathode ray tubes in which. the accelerating quadrupole lens with a short focal length creates an electric field of high field strength for the electron beam deflection causes angular enlargement.

Eine Kathodenstrahlröhre kurzer Länge ist eine Röh-• re, deren Funktion derjenigen einer Röhre mit Standardlänge vergleichbar ist. Ihre Gesamtlänge ist jedoch um etwa 5 cm kleiner als die Standardlänge.A short length cathode ray tube is a tube • re, whose function is comparable to that of a tube with a standard length. However, their overall length is about 5 cm shorter than the standard length.

Die grundlegenden Funktionen elektrostatischer Linsen zur Fokussierung von Elektronenstrahlen in Katho-, denstrahiröhren sind in der US-PS 24 12 687 beschrieben. Danach wird eine Elektrönenlinse mit einem Paar von zueinander ausgerichteten rohrförmigen Elektroden verwendet, die auf unterschiedlichen Potentialen gehalten werden, um einen Elektronenstrahl gegen die Elektrode zu konvergieren, die auf einem positiveren Potential gehalten wird, tiine in dieser Druckschrift außerdem beschriebene Linse besitzt zwei sich überlappende koaxiale zylindrische Elektroden, wobei vom E
de der Elektrode mit kleinerem Durchmesser ausgehende Teile von der Elektrode mit größerem Durchmesser umfaßt werden. Es wird dabei jedoch nicht die Verwendung derartiger Linsen zur Beschleunigung eines abgelenkten Elektronenstrahls in Betracht gezogen, so daß keine Kompensationseinrichtung zur Korrektur einer nicht linearen Vergrößerung des Strahlablenkungsbetrages sowie der Geometrieverzerrung des entsprechenden, auf einem fluoreszierenden Schirm angezeigten Lichtbildes vorhanden ist In »Electron Optics«,The basic functions of electrostatic lenses for focusing electron beams in cathode ray tubes are described in US Pat. No. 2,412,687. Thereafter, an electron lens having a pair of aligned tubular electrodes held at different potentials is used to converge an electron beam against the electrode which is held at a more positive potential; a lens also described in this reference has two overlapping coaxial ones cylindrical electrodes, with the E
de parts extending from the electrode with a smaller diameter are encompassed by the electrode with a larger diameter. However, the use of such lenses to accelerate a deflected electron beam is not considered, so that there is no compensation device for correcting a non-linear increase in the amount of beam deflection and the geometry distortion of the corresponding light image displayed on a fluorescent screen. In "Electron Optics",

ίο Cambridge University Press, 3. Auflage 1971, Seiten 1Ou bis 106 ist eine elektrostatische Quadrupol-Beschleunigungslinse beschrieben, die ein »lippenförmiges« zylindrisches Rohr aufweist, das in ein weiteres Rohr, wie beispielsweise die leitende Wandbeschichtung auf dem Hals eines Kathodenstrahlröhren-Gefäßes hineinragt In diesem Zusammenhang werden generell die Parameter diskutiert, welche mit der Fokussierung eines Elektronenstrahls zur Realisierung einer Ablenkverstärkung zusammenhängen. Den Problemen einer nicht linearen Ablenkverstärkung des Elektronenstrahls oder der Geometrieverzerrung des auf einem fluoreszierenden Schirm angezeigten Bildes wird dabei jedoch keine Beachtung geschenkt.
Die US-PS 34 96 406 beschreibt eine Kathodenstrahlröhre mit einem elektrostatischen Linsensystem, das eine Quadrupol-Ablenkverstärkungslinse aufweist, die in einer hinter der Ablenkeinrichtung befindlichen kuppeiförmigen Beschleunigungselektrode mit einem Schlitz in ihrer Spitze angeordnet ist Die kuppeiförmige Elektrode umschließt den Teil der Quadrupollinse, welcher dem trichterförmigen Teil des Kathodenstrahlröhren-Gefäßes zugekehrt ist, auf dem eine leitende Beschich¹ tung vorgesehen ist, der das Beschleunigungspotential zugeführt wird. Die kuppeiförmige Elektrode wird auf Erdpotential gehalten, wodurch eine Abschirmung gebildet wird, die die Quadrupollinse von den Effekten des zwischen der kuppeiförmigen Elektrode und der leitenden Beschichtung vorliegenden starken elektrischen Feldes entkoppelt Diese Kombination der Quadrupol-Ablenk^verstärkungslinse und der kuppeiförmigen Elektrode bildet ein Linsensystem, das eine Kreuzung der Elektronenstrahlwege in der Vertikalebene sowie eine Beschleunigung der Elektronen in Richtung auf den fluoreszierenden Schirm nach deren Austritt aus dem Schlitz der kuppeiförmigen Elektrode bewirktίο Cambridge University Press, 3rd Edition 1971, pages 10u to 106 describes an electrostatic quadrupole accelerator lens which has a "lip-shaped" cylindrical tube which protrudes into another tube, such as the conductive wall coating on the neck of a cathode ray tube vessel In this context, the parameters are generally discussed which are related to the focusing of an electron beam in order to achieve a deflection amplification. However, no attention is paid to the problems of non-linear amplification of deflection of the electron beam or the geometry distortion of the image displayed on a fluorescent screen.
The US-PS 34 96 406 describes a cathode ray tube with an electrostatic lens system which has a quadrupole deflection amplification lens which is arranged in a dome-shaped acceleration electrode located behind the deflection device with a slot in its tip Funnel-shaped part of the cathode ray tube vessel is facing, on which a conductive Beschich ¹ device is provided, to which the acceleration potential is supplied. The dome-shaped electrode is maintained at ground potential, thereby forming a shield which decouples the quadrupole lens of the effects of the present between the dome-shaped electrode and the conductive coating strong electric field This combination of quadrupole deflection ^v erstärkungslinse and the dome-shaped electrode constitutes a lens system, which causes a crossing of the electron beam paths in the vertical plane and an acceleration of the electrons in the direction of the fluorescent screen after they exit the slot of the dome-shaped electrode

Eine Diskussion der Funktion sowie der mathematischen Grundlagen einer Oszillographen-Kathodenstrahlröhre, die eine Quadrupol-Ablenkverstärkungslinse in Verbindung mit einem kuppeiförmigen Elektrodenbeschleunigungssystcm nach der US-PS 34 96 406 aufweist, findet sich in einer Arbeit von A. Martin & J. Deschamps mit dem Titel »A Short Length Rectangular Oscilloscope Tube With High Deflection Sensitivity By Using an Original Technique« in Proceedings of the Society for Information Display, Vol. 12/1 1971. "Dieser Arbeit ist jedoch kein Hinweis auf eine Kompensationseinrichtung zur Korrektur einer Verzerrung des auf dem Schirm angezeigte Ί Bildes zu entnehmen.
Die US-PS 37 92 303 beschreibt eine Abwandlung des vorgenannten Linsensystems zum Zwecke einer Korrektur der Verzerrung des angezeigten Bildes. Dabei wird die Länge der Seiten der kuppeiförmigen Elektrode vergrößert, um abgesehen von einer Seite alle Seiten der Quadrupol-Ablenkvirstärkungslinse zu bedecken.A discussion of the function and the mathematical basis of an oscilloscope cathode ray tube, which has a quadrupole deflection gain lens in connection with a dome-shaped electrode acceleration system according to US Pat. No. 3,496,406, can be found in a work by A. Martin & J. Deschamps with the title "A Short Length Rectangular Oscilloscope Tube With High Deflection Sensitivity By Using an Original Technique" in Proceedings of the Society for Information Display, Vol Ί image displayed on the screen.
The US-PS 37 92 303 describes a modification of the aforementioned lens system for the purpose of correcting the distortion of the displayed image. This increases the length of the sides of the dome-shaped electrode to cover all but one side of the quadrupole deflection magnifying lens.

Senkrecht zur Elektronenstrahlachse ist dabei auf jeder Seite der Quadrupollinse eine einzige scheibenförmige Schlitzelektrode angeordnet Die erste Schlitzelektrode ist innerhalb der kuppeiförmigen Elektrode hinter derEach is perpendicular to the electron beam axis On the side of the quadrupole lens, a single disk-shaped slotted electrode is arranged. The first slotted electrode is inside the dome-shaped electrode behind the

Quadrupollinse und vor dem Schlitz der kuppeiförmigen Elektrode angeordnet. Diese Schlitzelektrode ist mechanisch und elektrisch mit der kuppeiförmigen Elektrode verbunden, so daß sich beide Elektroden auf Erdpotential befinden. Die zweite Schlitzelektrode ist benachbart zum Rand der Basis der kuppeiförmigen Elektrode vor der Quadrupollinse angeordnet, und elektrisch isoliert, so daß an sie eine erhöhte Spannung anlegbar ist, welche sich von derjenigen der ersten Schlitzelektrode und der kuppeiförmigen Elektrode unterscheidet. Eine scheibenförmige Schirmelektrode mit einem konventionellen rechteckförmigen Schlitz wird auf Erdpotential gehalten und unmittelbar vor der zweiten Schlitzelektrode angeordnet. Die Schirmelektrode und die kuppeiförmige Elektrode umschließen die Quadrupollinse in einem Äquipotentialraum auf Erdpotential im wesentlichen vollständig.Quadrupole lens and arranged in front of the slot of the dome-shaped electrode. This slotted electrode is mechanically and electrically connected to the dome-shaped electrode so that both electrodes are on Ground potential. The second slot electrode is adjacent to the edge of the base of the dome-shaped Electrode arranged in front of the quadrupole lens, and electrically insulated, so that an increased voltage can be applied to it, which voltage differs from that of the first slot electrode and the dome-shaped electrode. A disc-shaped shield electrode with a conventional rectangular slot is on Ground potential held and arranged immediately in front of the second slot electrode. The shield electrode and the dome-shaped electrodes enclose the quadrupole lens in an equipotential space at ground potential essentially completely.

Die letztgenannte US-PS beschreibt eine Kompensationstechnik, mit der eine Korrektur der Bildverzerruni?The latter US-PS describes a compensation technique with which a correction of the image distortion?

Teil der Röhre verbunden ist. Vor und benachbart zur Eingangselektrode ist ein Oktopollinsensystem vorgesehen, um sowohl die nicht-lineare Ablenkverstärkung des Elektronenstrahls als auch die Geometrieverzerrung des angezeigten Bildes zu korrigieren. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Paar von koaxialen rohrförmigen Elektroden mit unterschiedlichen Durchmessern verwendet, wobei die Außenelektrode die gekrümmten Randteile der Innenelektrode umfaßt.Part of the tube is connected. An octopole lens system is provided in front of and adjacent to the input electrode in order to provide both the non-linear deflection gain of the electron beam as well as the geometry distortion of the displayed image. According to a further embodiment, a pair of coaxial tubular electrodes with different Diameters used, the outer electrode comprising the curved edge parts of the inner electrode.

Das Linsensystem mit zueinander ausgerichteten rohrförmigen Elektroden des gleichen Durchmessers, dem eine Oktopol-Verzerrungskorrekturlinse vorangeht, ist als Beschleunigungslinse aufgrund eines möglichen elektrischen Durchbruchs im Luftspalt zwischen 15 den Elektroden nur begrenzt verwendbar. Da zwischen den Elektroden eine Potentialdifferenz von etwa 23 kV vorhanden ist, müssen die benachbarten Ränder der Elektroden geglättet werden, um scharfe Randpunkte _ mit mikroskopischen Abmessungen 711 eliminieren, an durch Auftrennung der kombinierten Effekte der Ab- 20 denen übermäßig hohe elektrische Feldstärken auftretastnichtlineantät und der Geometrieverzerrung in ho- ten können, die zu einer Feldemission von Elektronen rizontale und vertikale Komponenten erfolgt Die Geo- führen können. Dadurch kann sich ein elektrischer Bometrie der öffnung der in der kuppeiförmigen Elektro- gen zwischen den Elektroden bilden, de enthaltenen ersten Schlitzelektrode wird experiinen- Das koaxiale Linsensystem der anderen AusführungThe lens system with aligned tubular electrodes of the same diameter, which is preceded by an octopole distortion correction lens is an accelerating lens due to a possible electrical breakdown in the air gap between 15 the electrodes can only be used to a limited extent. Since there is a potential difference of about 23 kV between the electrodes is present, the adjacent edges of the electrodes must be smoothed to create sharp edge points With microscopic dimensions 711, by separating the combined effects of the non-linearity of the electric field strengths and the geometrical distortion which can lead to a field emission of electrons, by separating the combined effects rizontal and vertical components is made The geo- can lead. As a result, an electrical geometry of the opening in the dome-shaped electrodes can form between the electrodes, The first slit electrode included is experimental. The coaxial lens system of the other version

teil festgelegt, um Verzerrungen zu korrigieren, die auf 25 neigt zwar weniger zu einem elektrischen Durchbruch, dem Schirm erscheinen und durch die Horizontalablen- Es stellt jedoch eine schwächere Linse dar, die eine gekung des Elektronenstrahls während der Ablenkung ringeic Ablenkverstärkung des Elektronenstrahl-Abhervorgerufen werdea Die Geometrie der öffnung in Ienkwir^els erzeugt. Generell ist die Brennweite für eider vor der Quadrupollinse angeordneten zweiten ne gegebene angelegte Spannung einer derartigen Lin-Schlitzelektrode wird experimentell in Verbindung mit 30 se direkt proportional zum Durchmesser der Innenelekeinem geeigneten Potential festgelegt, um Verzerrun- trode. Daher ist eine Innenelektrode mit relativ kleinem gen zu korrigieren, welche auf dem Schirm erscheinen Durchmesser erforderlich, um eine starke Linse mit ei- und durch die Vertikalablenkung des Elektronenstrahls ner kurzen Brennweite zu realisieren. Eine starke Abwährend der Ablenkung hervorgerufen werden. Dar- lenkverstärkungslinse vergrößert Geometrieverzerüber hinaus beeinflußt die an die zweite Schlitzelektro- 35 rungseffekte, wobei experimentell festgestellt wurde, de angelegte Spannung die Funktion der ersten Schlitz- daß eine mit einer Oktopol-Korrekturlinse zusammenelektrode. Die Geometrie der öffnung der ersten Schiit- arbeitende koaxiale Beschleunigungslinse für Durchzelektrode korrigiert daher Verzerrungen, die nicht nur messer der Innenelektrode von weniger als 1,905 cm durch den Horizontalverlauf des Elektronenstrahls, son- eine unannehmbare Geometrieverzerrung erzeugt Ein dem auch durch das Vorhandensein der zweiten Schiit- 40 derartiges koaxiales Linsensystem ist daher in Kathozelektrode hervorgerufen werden. denstrahlröhren kurzer Länge, in denen starke Ablenk-part set to correct distortion that is less prone to electrical breakdown at 25 appear on the screen and through the horizontal variables it represents a weaker lens which produces a deflection of the electron beam during the deflection ringeic amplification of the deflection of the electron beam. In general, the focal length for a second applied voltage of such a Lin slit electrode arranged in front of the quadrupole lens is set experimentally in connection with 30 se directly proportional to the diameter of the inner electrode at a suitable potential to avoid distortion. Therefore, an inner electrode is relatively small to correct the diameters that appear on the screen in order to have a strong lens with a and to realize a short focal length by the vertical deflection of the electron beam. A strong downturn can be evoked during the distraction. The articulation reinforcement lens increases geometry distortion, and also influences the electrocution effects on the second slot, which has been found experimentally de applied voltage the function of the first slit that one electrode together with an octopole correction lens. The geometry of the opening of the first working coaxial acceleration lens for the through-electrode therefore corrects distortions that not only measure the inner electrode by less than 1.905 cm due to the horizontal course of the electron beam, an unacceptable geometry distortion is generated This is also caused by the presence of the second layer 40 such a coaxial lens system in the cathode electrode. short-length beam tubes in which strong deflection

Diese Kompensationstechnik besitzt den Nachteil, verstärkungslinsen mit kurzen Brennweiten erforderdaß experimentelle Justierungen der Horizontal- und lieh sind, nicht geeignetThis compensation technique has the disadvantage that intensifying lenses with short focal lengths require experimental adjustments of the horizontal and borrowed, not suitable

Vertikal-Bildverzerrungskomponenten nicht unabhän- In der US-PS 41 24 128 ist eine KathodenstrahlröhreVertical image distortion components not independent- In US-PS 41 24 128 is a cathode ray tube

gig voneinander sind. Die Größe der öffnung in der 45 mit einer rechteckigen, kastenförmigen Ablenkverstärzweiten Schlitzelektrode und die an diese angelegte kungslinse beschrieben, welche wenigstens vier mit zuSpannung beeinflussen die Größe der öffnung der ersten Schlitzelektrode sowie das durch diese erzeugte kompensierende elektrische Feld.gig of each other. The size of the opening in FIG. 45 with a rectangular, box-shaped deflection-amplifying second slit electrode and the deflection lens applied to it are described, which at least four with voltage influence the size of the opening of the first slit electrode as well as that generated by it compensating electric field.

Die US-PS 41 37 479 und 41 88 563 beschreiben eine Kathodenstrahlröhre mit einem hinter einer Ablenkeinrichtung vorgesehenen Quadrupollinsensystem, das im Gegensatz zu den oben erläuterten Quadrupollinse!! gleichzeitig die Ablenkung des Elektronenstrahls verstärkt und die Elektronen in Richtung auf den fluores- 55 zierenden Schirm beschleunigt Ein derartiges Linsensystem enthält ein Paar von zueinander ausgerichteten rohrförmigen Elektroden des gleichen Durchmessers auf der Eingangs- und Ausgangsseite, deren benachbarte Enden unter Bildung eines Luftspaltes im Abstand 60 det wird, weiche kugelförmige Abweichungseffekte ervoneinander angeordnet sind und die aneinander ange- zeugen, die zur Realisierung eines scharfen Bildes auf paßte Abschnitte aufweisen, welche komplementäre ge- einem Fluoreszenzschirm einander kompensieren, krümmte Verläufe an den Umfangen der Elektroden Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zubeschreiben. Das beschleunigende elektrische Feld wird gründe, ein elektrostatisches Linsensystem der eingangs durch Anschluß der Eingangselektrode an Erdpotential 65 genannten Art anzugeben, daß bei einer relativ kurzen erzeugt, wobei die Beschleunigungsspannung an die Brennweite eine große Ablenkverstärkung und geringe Ausgangselektrode angelegt wird, welche elektrisch mit Geometrieverzerrungen bewirkt der leitenden Beschichtung auf dem trichterförmigen Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch dieThe US-PS 41 37 479 and 41 88 563 describe one Cathode ray tube with a quadrupole lens system provided behind a deflection device, which in the In contrast to the quadrupole lens explained above !! at the same time the deflection of the electron beam is amplified and the electrons are directed towards the fluorescent 55 ornamental screen accelerated. Such a lens system contains a pair of mutually aligned tubular electrodes of the same diameter on the input and output side, the adjacent ends of which are detached with the formation of an air gap at a distance of 60, soft spherical deviation effects are arranged from one another and which indicate to one another that the realization of a sharp image have matched sections which compensate for one another, complementary to a fluorescent screen, curved profiles on the circumference of the electrodes. The object of the present invention is to describe. The accelerating electric field will create an electrostatic lens system of the opening by connecting the input electrode to ground potential 65 to indicate that with a relatively short generated, with the acceleration voltage at the focal length a large deflection gain and small Output electrode is applied, which causes electrical geometry distortions the conductive coating on the funnel-shaped This object is achieved according to the invention by the

gekehrten Enden und zur elektrischen Isolierung im Abstand voneinander angeordnete rohrförmige Elemente enthält An diesen rohrförmigen Elementen liegen Vor-50 spannungen unterschiedlicher Werte, weiche die Linsencharakteristik bestimmen. Eine Bildverzerrung aufgrund einer nicht-linearen Ablenkverstärkung wird durch Einfügung zusätzlicher Seitenplatten korrigiert, an die eine differentielle Vorspannung angelegt wird.turned ends and tubular elements arranged at a distance from one another for electrical insulation contains bias voltages of different values, which determine the lens characteristics. An image distortion due to a non-linear deflection gain becomes corrected by adding additional side plates to which a differential bias is applied.

Die US-PS 30 23 336 beschreibt eine Kathodenstrahlröhre, bei der eine Beschleunigung und eine Ablenkverstärkung hinter der Ablenkung durch eine Kombination einer elektrostatischen Beschleunigungs- und Fokussierlinse mit einer magnetischen Fokussierlinse verwen-The US-PS 30 23 336 describes a cathode ray tube in which an acceleration and a deflection gain behind the deflection by a combination an electrostatic accelerating and focusing lens with a magnetic focusing lens.

Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.Features of the characterizing part of the claim 1 solved.

Die Beschleunigungs- und Ablenkverstärkungslinse arbeitet mit einer relativ kleinen Spannung und erzeugt ein helles Bild der gewünschten Größe mit scharfer Fokussierung und großer Detailgenauigkeit auf einem fluoreszierenden Schirm. Konventionelle Kathodenstrahlröhren mit Beschleunigungs- und Ablenkverstärkungslinsen hinter der Ablenkung erfordern typischerweise eine Potentialdifferenz von etwa 23 kV gemessen zwischen der Kathode der Elektronenkanone und der leitenden Schicht auf dem fluoreszierenden Schirm, um ein scharfes fokussiertes Bild großer Helligkeit zu gewährleisten, das mit dem durch das erfindungsgemäße System erzeugten Bild bei kleinerer Potentialdifferenz von 16 kV vergleichbar ist. Das erfindungsgemäße Linsensystem ermöglicht die Verwendung eines Paares von koaxialen Elektroden unterschiedlicher Durchmesser mit einer iiiiicMcicküOuc mit einem relativ kleinen Durchmesser von weniger oder gleich 1,905 cm, wodurch eine Quadrupollinse mit erhöhter Elektronen-Strahlvergrößerung und kurzer Brennlänge entsteht.The acceleration and deflection amplification lens operates with a relatively small voltage and generates a bright picture of the desired size with sharp focus and great attention to detail in one fluorescent screen. Conventional cathode ray tubes with acceleration and deflection gain lenses behind the deflection typically require a potential difference of about 23 kV measured between the cathode of the electron gun and the conductive layer on the fluorescent screen to ensure a sharp, focused image of great brightness, the image generated by the system according to the invention with a smaller potential difference of 16 kV is comparable. The lens system of the invention enables the use of a pair of coaxial electrodes of different diameters with a iiiiicMcicküOuc with a relatively small one Diameter less than or equal to 1.905 cm, creating a quadrupole lens with increased electron beam magnification and a short focal length.

Die Vorteile eines derartigen Linsensystems sind darin zu sehen, daß die Tendenz zu einer Feldemission von Elektronen an den Elektroden reduziert ist, wodurch ein elektrischer Durchbruch im Luftspalt zwischen den Elektroden entstehen könnte. Der letztgenannte Vorteil ergibt sich aufgrund der überlappenden koaxialen Anordnung der Elektroden und dem Betrieb bei einer kleineren Spannung.The advantages of such a lens system can be seen in the fact that the tendency towards field emission of Electrons at the electrodes is reduced, creating an electrical breakdown in the air gap between the Electrodes could arise. The latter advantage results from the overlapping coaxial arrangement of electrodes and operation at a lower voltage.

Besciiieunigungslinsen mit sich überlappenden koaxialen Elektroden arbeiten bisher erfolgreich lediglich mit Innenelektroden, die re! itiv große Durchmesser besitzen. Wird der Durchmesser der Innenelektrode unter 1,905 cm reduziert, so können Geometrieverzerrungseffekte im Bild nicht ausreichend korrigiert werden. Daher ist eine koäxiäie Rohrelekirodsnlinse niit einer Oktopol-Verzerrungskompensationslinse der aus den oben genannten US-PS 41 37 479 und 41 88 563 bekannten Art aufgrund der Beschränkung hinsichtlich eines Minimaldurchmessers für die Innenelektrode lediglich für Kathodenstrahlröhren relativ großer Längen verwendbar. Sighting lenses with overlapping coaxial So far, electrodes have only worked successfully with internal electrodes that are re! itiv have large diameters. If the diameter of the inner electrode is reduced below 1.905 cm, geometry distortion effects can occur cannot be corrected sufficiently in the image. Therefore, a coaxial tube electric lens with an octopole distortion compensating lens is not necessary of the type known from the above-mentioned US Pat. No. 4,137,479 and 4,188,563 due to the restriction with regard to a minimum diameter for the inner electrode can only be used for cathode ray tubes of relatively great lengths.

Eine Linse mit verschachtelten Elektroden der aus den vorgenannten Druckschriften bekannten Art, welche zwei rohrförmige Elektroden des gleichen Durchmessers aufweist, ist für Kathodenstrahlröhren kurzer Länge nicht geeignet. Eine derartige Linse erfordert eine höhere Spannung zur Verkürzung der Brennweite. Die erhöhte Spannung erhöht jedoch die Wahrscheinlichkeit der Feldemission von Elektroden in unannehmbarer Weise.A lens with nested electrodes of the type known from the aforementioned documents, which has two tubular electrodes of the same diameter is shorter for cathode ray tubes Length not suitable. Such a lens requires a higher voltage to shorten the focal length. However, the increased voltage increases the likelihood of field emission from electrodes at an unacceptable level Way.

Das erfindungsgemäße Linsensystem unterscheidet sich sowohl hinsichtlich der Funktion als auch seiner Ausführung vom Linsensystem nach der US-PS 37 92 303. Im Linsensystem nach dieser Druckschrift wird eine Quadrupollinse verwendet, welche lediglich eine Ablenkverstärkung gewährleistet Zusätzlich ist eine getrennte kuppeiförmige Elektrode erforderlich, um die Elektronen in Richtung auf den Anzeigeschirm zu beschleunigen. Demgegenüber bewirkt beim erfindungsgemäßen Linsensystem eine elektrostatische Quadrupollinse mit koaxialen rohrförmigen Elektroden, wobei eine Elektrode größeren Durchmessers ein mit einer bestimmten Kontur versehenes Ende einer Elektrode mit kleinerem Durchmesser überlappt, gleichzeitig eine Elektronenbeschleunigung sowie einer Elektronenstrahl-Ablenkverstärkung. The lens system according to the invention differs both in terms of its function and its function Execution of the lens system according to US-PS 37 92 303. In the lens system according to this publication a quadrupole lens is used, which only ensures a deflection gain separate dome-shaped electrode is required to direct the electrons towards the display screen accelerate. In contrast, in the lens system according to the invention, an electrostatic quadrupole lens has the effect with coaxial tubular electrodes, one larger diameter electrode being one with a certain contour provided end of an electrode with a smaller diameter overlaps, at the same time one Electron acceleration and electron beam deflection gain.

Dem Kompensationslinsensystem nach der US-PS 37 92 303 und dem erfindungsgemäßen Linsensystem liegen grundsätzlich andere Verfahren zur Korrektur von Bildverzerrungen zugrunde, die durch grundsätzlieh unterschiedliche Linsensysteme herbeigeführt werden. Das bekannte Linsensystem besitzt Schlitzlinsenelektroden am vorderen und hinteren Ende der Ablenkverstärkungs-Quadrupollinse zur Korrektur der kombinierten Effekte der Abtastnichtlinearität und der Geometrieverzerrung in Vertikal- bzw. Horizontalrichtung der Anzeige. Die Funktion der Kompensationslinse beruht auf einer Konvergenz in Vertikalrichtung des Elektronenstrahls an der Öffnung der ersten Schlitzelektrode vor dem Austreten aus der kuppeiförmigen Bets schleunigungselektrode. Darüber hinaus macht eine Wechselwirkung zwischen den beiden Linsen die Justierung und die Funktion einer Linse von der anderen Linse abhängig.
Seim erfindungsgernäßen Linsensystem arbeitet jede Kompensationslinse hinsichtlich eines speziellen Verzerrungsmechanismus, wobei sie getrennt und unabhängig von der anderen Kompensationslinse ist. Darüber hinaus ist es im Gegensatz zum Kompensationsmechanismus bei dem genannten bekannten Linsensystem wesentlich, daß der Kompensationslinsenmechanismus des erfindungsgemäßen Linsensystems den Elektronenstrahl vor seinem Eintritt in die öffnung der Ausgangslinsenelektrode konvergiert, um eine richtige Geometrie des Bildes zu gewährleisten. The compensation lens system according to US Pat. No. 3,792,303 and the lens system according to the invention are fundamentally based on other methods for correcting image distortions which are brought about by fundamentally different lens systems. The known lens system has slit lens electrodes at the front and rear ends of the deflection amplification quadrupole lens to correct for the combined effects of scanning non-linearity and geometry distortion in the vertical and horizontal directions of the display, respectively. The function of the compensation lens is based on a convergence in the vertical direction of the electron beam at the opening of the first slotted electrode before exiting the dome-shaped Bets acceleration electrode. In addition, an interaction between the two lenses makes the adjustment and function of one lens dependent on the other lens.
In the lens system according to the invention, each compensating lens works with regard to a special distortion mechanism, being separate and independent of the other compensating lens. In addition, in contrast to the compensation mechanism in the known lens system mentioned, it is essential that the compensation lens mechanism of the lens system according to the invention converges the electron beam before it enters the opening of the exit lens electrode in order to ensure the correct geometry of the image.

Spezielle Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Linsensystems sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Special configurations of the lens system according to the invention are characterized in the subclaims.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigtThe invention is described below with reference to the exemplary embodiments shown in the figures of the drawing explained in more detail. It shows

Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt einer Kathodenstrahlröhre mit einem nach einer Ablenkung wirksamen erfindungsgemäßen elektrostatischen Linsensystem; 1 shows a schematic longitudinal section of a cathode ray tube having an electrostatic lens system according to the invention effective after a deflection;

F i g. 2 eine Explosionsdarstellung der Komponenten des Linsensystems in der Kathodenstrahlröhre nach Fig.l;F i g. FIG. 2 is an exploded view of the components of the lens system in the cathode ray tube according to FIG.

F i g. 3 eine vergrößerte Seitenansicht des Linsensystems nach den F i g. 1 und 2 mit einer gestrichelten Darstellung einer rohrförmigen Innen- und Außenelektrode; F i g. 3 is an enlarged side view of the lens system according to FIGS. 1 and 2 with a dashed line Representation of a tubular inner and outer electrode;

F i g. 4 einen Vertikalschnitt in der Ebene 4-4 in F i g. 3 mit gestrichelt dargestellten Montagestäben;
F i g. 5 einen vergrößerten Schnitt in der Ebene 5-5 in F i g. 2, aus dem ein Paar von konkaven Abschnitten der rohrförmigen Innenelektrode ersichtlich ist;F i g. 4 shows a vertical section in the plane 4-4 in FIG. 3 with assembly rods shown in dashed lines;
F i g. 5 shows an enlarged section in the plane 5-5 in FIG. 2 showing a pair of concave portions of the tubular inner electrode;

Fig.6 einen vergrößerten Horizontalschnitt in der Ebene 6-6 in F i g. 2, aus dem ein Paar von Ansätzen der rohrförmigen Innenelektrode ersichtlich ist;6 shows an enlarged horizontal section in the plane 6-6 in FIG. 2, from which a pair of approaches of the tubular inner electrode can be seen;

F i g. 7 eine Endansicht des rechten Endes der Anordnung nach F i g. 3, aus der Schlitz- und Nutenteile an den inneren Rändern der Außenelektrode ersichtlich sind.F i g. 7 is an end view of the right end of the assembly of FIG. 3, from the slot and groove parts to the inner edges of the outer electrode can be seen.

Gemäß F i g. 1 ist ais ein Ausführungsbeispiel ein elektrostatisches Linsensystem 10 im evakuierten Gefaß einer Kathodenstrahlröhre 12 für einen Kathodenstrahloszillographen enthalten. Das Gefäß umfaßt einen rohrförmigen Glashals 14, einen keramischen Trichter 16 sowie eine transparente Glasfrontplatte 18, die durch Dichtungen etwa gemäß der US-PS 32 07 936 dicht miteinander verbunden sind. Auf der Innenfläche der Frontplatte 18 befindet sich zur Bildung eines fluoreszierenden Schirms der Kathodenstrahlröhre eine Leuchtstoffschicht 20.According to FIG. 1 is an exemplary embodiment of an electrostatic lens system 10 in the evacuated vessel a cathode ray tube 12 for a cathode ray oscillograph included. The vessel includes one tubular glass neck 14, a ceramic funnel 16 and a transparent glass front plate 18, which through Seals according to US-PS 32 07 936 are tightly connected to one another. On the inner surface of the Front panel 18 is located to form a fluorescent screen of the cathode ray tube Phosphor layer 20.

Eine Elektronenkanone 22 mit einer Kathode 24, einem Steuergitter 25 sowie einer Anode 26 ist am Ende der Röhre auf der dem fluoreszierenden Schirm abgewandten Seite innerhalb des Halses 14 angebracht, um einen längs einer Strahlachse 28 gerichteten Elektronenstrahl zu erzeugen. Die Strahlachse 28 fällt dabei mit der Längsmittelachse der Röhre in Richtung auf den Schirm zusammen. Die Kathode 24 liegt an einer Gleichspannung von etwa —2 kV, wobei der von dieser Kathode emittierte Elektronenstrahl gegen die auf Erdpotential liegende Anode 26 beschleunigt wird. Die Kathode 24 ist durch ein keramisches Abstandselement 32 gehaltert und durch dieses elektrisch vom Steuergitter 25 isoliert. Das Steuergitter 25 liegt gegenüber der Kathode auf einer negativen Spannung, auf etwa —2,1 kV, um die Anzahl der zur Anode 26 laufenden Elektronen zu steuern und damit die Intensität des Elektronenstrahls zu variieren.An electron gun 22 with a cathode 24, a control grid 25 and an anode 26 is at the end of the tube on the side facing away from the fluorescent screen inside the neck 14 to generate an electron beam directed along a beam axis 28. The beam axis 28 coincides with this the longitudinal center axis of the tube in the direction of the screen. The cathode 24 is on one DC voltage of about -2 kV, with the electron beam emitted by this cathode against the one at earth potential lying anode 26 is accelerated. The cathode 24 is supported by a ceramic spacer 32 supported and electrically isolated from the control grid 25 by this. The control grid 25 is opposite the cathode at a negative voltage, to about -2.1 kV, by the number of electrons traveling to the anode 26 to control and thus to vary the intensity of the electron beam.

Der Elektronenstrahl läuft durch eine öffnung in der Anode 26 zu einer Punktfokussierungslinse 34, welche an den Schieber eines Potentiometers 36 angekoppelt ist, um eine Punktfehlerkorrektur in einem Spannungsbereich zwischen 0 und +50 V durchzuführen. The electron beam passes through an opening in the Anode 26 to a point focusing lens 34, which is coupled to the slide of a potentiometer 36 to perform point error correction in a voltage range between 0 and +50 V.

Ein Fokussierungslinsensystem, das vorzugsweise so ausgebildet ist, wie es in den US-PS 41 37 479 und 41 88 563 beschrieben ist, ist im Bereich des Ausgangs der Linse 34 angeordnet. Dieses Fokussierungslinsensystem enthält eine erste Quadrupollinse 38 und eine zweite Quadrupollinse 40. Die Quadrupollinse 38 konvergiert den Elektronenstrahl in der A"-Z-Ebene und divergiert ihn in der Y-Z-Ebene. Die Quadrupollinse 40 divergiert dagegen den Elektronenstrahl in der X-Z-Ebene und konvergiert ihn in der V-Z-Ebene. Die Koordinatenachsen X, Y und Z sind in F i g. 2 dargestellt, wobei es sich um eine Horizontalachse X, eine Vertikalachse Y und eine Strahlachse Z handelt. Die Schieber von Potentiometern 42 und 44 sind mit der Quadrupollinse 38 bzw. 40 verbunden, um eine Fokussierungsjustierung zwischen 0 und +60 V durchzuführen.A focusing lens system, which is preferably designed as it is described in US Pat. Nos. 4,137,479 and 4,188,563, is arranged in the region of the exit of the lens 34. This focusing lens system includes a first quadrupole lens 38 and a second quadrupole lens 40. The quadrupole lens 38 converges the electron beam in the A "-Z plane and diverges it in the YZ plane. The quadrupole lens 40, on the other hand, diverges the electron beam in the XZ plane and converges it is in the VZ-plane. the coordinate axes X, Y and Z g in F i. 2, where it is about a horizontal axis X, a vertical axis Y and a beam axis Z. the slider of potentiometers 42 and 44 are connected to the Quadrupole lens 38 or 40 connected in order to carry out a focus adjustment between 0 and +60 V.

Der Elektronenstrahl trifft auf den fluoreszierenden Schirm auf und bildet auf diesem ein Lichtbild, nachdem er durch eine Ablenkeinrichtung abgelenkt wurde, welche die Lage des Strahls auf dem Schirm ändert Diese Ablenkeinrichtung umfaßt Vertikalablenkplatten 46 und 48, die vorzugsweise gemäß der US-PS 40 93 891 ausgebildet sind, sowie Horizontalablenkplatten 50 und 52. Die Ablenkplatten 46 und 48 lenken den Strahl in Vertikalrichtung als Funktion eines Vertikalablenksignals ab, das in Halsstifte 54 und 56 eingespeist wird. Die Ablenkplatten 50 und 52 lenken den Strahl in Horizontalrichtung als Funktion eines Horizontalablenksignals ab, bei dem es sich um eine sägezahnförmige Ausgangsspannung einer konventionellen Zeitbasis-Ablenkschaltung handelt, wobei dieses Signal in Halsstifte 58 und 60 eingespeist wird.The electron beam hits the fluorescent screen and forms a light image on it afterwards it was deflected by a deflection device which changes the position of the beam on the screen Deflector includes vertical deflector plates 46 and 48, preferably made in accordance with US Pat. No. 4,093,891 are formed, as well as horizontal baffles 50 and 52. The baffles 46 and 48 direct the beam in Vertical direction as a function of a vertical deflection signal fed to neck pins 54 and 56. the Deflection plates 50 and 52 direct the beam horizontally as a function of a horizontal deflection signal which is a sawtooth output voltage from a conventional time base deflection circuit and this signal is fed to neck pins 58 and 60.

Eine dritte Quadrupollinse 62, die vorzugsweise gemäß den US-PS 41 37 479 und 41 88 563 ausgebildet ist, ist zwischen den Vertikal- und Horizontalablenkplatten 46, 48 bzw. 50, 52 längs des Weges des abgelenkten Elektronenstrahls angeordnet, wodurch eine Ablenkverstärkungslinse gebildet wird, welche den Elektronenstrahl in der X-Z-Ebene konvergiert und ihn in der Y-Z-Ebene divergiert. Diese Linse vergrößert den Betrag der durch die Ablenkplatten 46 und 48 als Funktion des Vertikalablenksignals erzeugten Vertikalablenkung. Ein Schieber eines Potentiometers 64 ist an die dritte Quadrupollinse 62 angekoppelt, um den Grad der Abverstärkung zu ändern, der durch die Linse aufgrund der justierung ihrer Spannung zwischen 0 und —220 V erzeugt wird.A third quadrupole lens 62, preferably constructed in accordance with US Pat. Nos. 4,137,479 and 4,188,563, is disposed between the vertical and horizontal deflection plates 46, 48 and 50, 52, respectively, along the path of the deflected electron beam, thereby forming a deflection gain lens which converges the electron beam in the XZ plane and diverges it in the YZ plane. This lens increases the amount of vertical deflection produced by deflection plates 46 and 48 as a function of the vertical deflection signal. A slider of a potentiometer 64 is coupled to the third quadrupole lens 62 in order to change the degree of amplification produced by the lens due to the adjustment of its voltage between 0 and -220 volts.

Das elektrostatische Linsensystem 10, das drei getrennte Linsen besitzt, ist im Bereich hinter den Horizontalablenkplatten 50 und 52 angeordnet. Die erste Linse des Linsensysiems 10 wird durch eine Schlitzlinsenanordnung 66 gebildet, welche sechs geschlitzte Elektroden aufweist, die jeweils eine symmetrisch zur Strahlachse 28 angeordnete Schlitzöffnung aufweisen.The electrostatic lens system 10, which has three separate lenses, is in the area behind the horizontal baffles 50 and 52 arranged. The first lens of the lens system 10 is through a slit lens arrangement 66 formed, which has six slotted electrodes, each one symmetrical to Have beam axis 28 arranged slot opening.

ίο Ein Potentiometer 68 liefert an seinem Schieber eine justierbare Spannung zwischen 0 und —900 V, die in bestimmte Elektroden der Linsenanordnung 66 eingespeist wird, um elektrische Feldlinien zu erzeugen, die durch die Elektrodenöffnungen verlaufen. Eine Justierung der Spannung am Schieber des Potentiometers 68 verändert die Gestalt und Verteilung der Feldlinien, welche die Richtung der Elektronenstrahlbewegung beeinflussen, was im folgenden noch genauer erläutert wird.ίο A potentiometer 68 supplies one to its slide adjustable voltage between 0 and -900 V, which is fed into certain electrodes of the lens arrangement 66 is used to create electric field lines that run through the electrode openings. An adjustment the voltage at the slide of the potentiometer 68 changes the shape and distribution of the field lines, which influence the direction of the electron beam movement, which will be explained in more detail below will.

Die zweite Linse des Linsensystems 10 wird durch eine Beschleunigungs- und Ablenkverstärkungslinse 70 gebildet, welche eine rohrförmige Innenelektrode 72 aufweist, die koaxial zu einer rohrförmigen Außenelektrode 74 angeordnet und zum Teil von dieser umschlossen wird. Diese beiden Elektroden 72 und 74 besitzen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zylindrische Gestalt Am vorderen Ende der Innenelektrode 72 ist ein kreuzförmiger HalterungsringThe second lens of the lens system 10 is represented by an acceleration and deflection intensifying lens 70 formed, which has a tubular inner electrode 72, which is coaxial with a tubular outer electrode 74 is arranged and partially enclosed by this. These two electrodes 72 and 74 have according to a preferred embodiment of the invention, cylindrical shape at the front end of the inner electrode 72 is a cross-shaped retaining ring

76 derart montiert, daß er unmittelbar benachbart zur Ausgangselektrode der Schlitzlinsenanordnung 66 angeordnet ist Dieser Ring 76 ist an vier Montagestiften76 mounted in such a way that it is arranged immediately adjacent to the output electrode of the slit lens arrangement 66 This ring 76 is on four mounting pins

77 aus Glas (F i g. 4) befestigt und bildet die Halterung für die rohrförmige Innenelektrode 72, so daß die Achse der Elektrode mit der Strahlachse 28 zusammenfallend ausgerichtet ist.77 made of glass (FIG. 4) attached and forms the holder for the tubular inner electrode 72, so that the axis of the electrode is aligned coincident with the beam axis 28.

Die dritte Linse des Linsensystems 10 stellt eine Ausgangslinse 78 dar, welche durch eine einzige mit einer Öffnung versehene kappenförmige Elektrode gebildet wird, die eine symmetrisch zur Strahlachse 28 angeordnete Schlitzöffnung 79 aufweist. Die LinsenanordnungThe third lens of the lens system 10 is an output lens 78, which is through a single with a Cap-shaped electrode provided with an opening is formed, which electrode is arranged symmetrically to the beam axis 28 Has slot opening 79. The lens assembly

78 ist auf dem hinteren Ende der rohrförmigen Außenelektrode 74 montiert und erstreckt sich über einen Teil dieser Elektrode, um eine korrigierte Geometrie des auf dem fluoreszierenden Schirm angezeigten Bildes zu realisieren. 78 is on the rear end of the tubular outer electrode 74 is mounted and extends over part of this electrode in order to have a corrected geometry of the to realize the image displayed on the fluorescent screen.

Die Elektronen im Elektronenstrahl werden durch ein elektrostatisches Feld hoher Feldstärke beschleunigt und treffen mit hoher Geschwindigkeit auf dem Anzeigeschirm auf. Das hinter der Ablenkung wirksame Beschleunigungsfeld wird zwischen der rohrförmigen Innenelektrode 72 und der rohrförmigen Außenelektrode 74 sowie Wandbeschichtungen 80 und 82 des Gefäßes erzeugt Eine dieser Wandbeschichtungen wird durch einen dünnen, elektronendurchlässigen Aluminiumfilm 80 gebildet welcher über der Leuchtstoffschicht 20 liegt. Dieser Film ist mit einer elektrisch leitenden Schicht 82 verbunden, die auf der Innenfläche des Trichters 16 aufgebracht ist Diese leitende Schicht 82 endet unmittelbar hinter der Elektrode 78 der Ausgangslinse und ist mit dieser Elektrode durch eine leitende Verbindung 84 verbunden. Die leitende Schicht 82 ist über einen Durchführungsleiter 86 mit einer externen Hochspannung von etwa +14 kV gegenüber der Innenelektrode 72 verbunden, weiche ihrerseits über den kreuzförmigen Ring 76 m Erdpotential liegt Die zwischen der Innenelektrode 72 und der Außenelektrode 74 erzeugte Potentialdifferenz ändert die Richtung des durch die öffnung in der Innenelektrode 72 laufenden Elektronenstrahls, um die-The electrons in the electron beam are accelerated by an electrostatic field of high field strength and hit the display screen at high speed. The acceleration field behind the deflection is between the tubular inner electrode 72 and the tubular outer electrode 74 as well as wall coatings 80 and 82 of the vessel are produced. One of these wall coatings is produced by a thin, electron-permeable aluminum film 80 is formed overlying the phosphor layer 20. This film is connected to an electrically conductive layer 82 which is applied to the inner surface of the funnel 16 This conductive layer 82 ends immediately behind the electrode 78 of the exit lens and is with connected to this electrode by a conductive connection 84. The conductive layer 82 is over a feedthrough conductor 86 connected to an external high voltage of about +14 kV opposite the inner electrode 72, soft in turn via the cross-shaped ring 76 m earth potential lies between the inner electrode 72 and the external electrode 74 generated potential difference changes the direction of the opening in the Inner electrode 72 running electron beam in order to

sen in der V-Z-Ebene zu konvergieren und in der X-Z-Ebene zu divergieren. Somit ist die Funktion der koaxia- !fi Elektroden 72 und 74 sowohl eine Beschleunigung eier Elektronen im Elektronenstrahl als auch eine Vergrößerung des Ablenkwinkels des Elektronenstrahls.sen to converge in the VZ plane and to diverge in the XZ plane. Thus, the function of the coaxial electrodes 72 and 74 is both an acceleration of electrons in the electron beam and an increase in the deflection angle of the electron beam.

Gemäß den Fig.2 bis 4 enthält die Schlitzlinsenanordnung 66 sechs Schlitzelektroden 88,90,92,94,96 und 98, bei denen es sich um eng benachbarte im wesentlichen ebene Scheiben mit öffnungen handelt, die symmetrisch zur Strahlachse 28 ausgerichtet sind. Ansätze 99 der Schlitzelektroden sind in Glasstäbe 77 eingebettet, um den Abstand zwischen benachbarten Elektroden und die Ausrichtung der Öffnungen festzuhalten. Ebenso sind Ansätee 99 der Außenelektrode 74 und des Rings 76 in Glasstäbe 77 eingebettet, um die koaxiale Ausrichtung der Elektroden 72 und 74 festzuhalten. Die Eingangsschlitzelektrode 88 besitzt einen vertikal angeordneten länglichen Schlitz 88a, welcher den Elektronenstrahl äüfnimmi, nacudem dieser durch die Korizontalablenkplatten 50 und 52 abgelenkt worden ist. Die verbleibenden fünf Schlitzelektroden 90,92,94, 96 und 98 besitzen horizontal angeordnete Schlitze, deren sich gegenüberliegende Kurzseiten vom Schlitzinneren aus gesehen konkav ausgebildet sind. Die Schlitzelektroden 90 und 92 besitzen identische öffnungen 90a und 92a. Die verbleibenden Schlitzelektroden 94,96 und 98 besitzen Schlitzöffnungen 94a, 96a bzw. 98a mit variierender Vertikalbreite. Die graduell abgestufte Größe der öffnungen in der Schlitzlinsenanordnung 66 aufgrund der sich ändernden Breiten der zueinander ausgerichteten Schlitzelektrodenöffnungen ist aus F i g. 4 ersichtlich.According to FIGS. 2 to 4, the slit lens arrangement contains 66 six slot electrodes 88,90,92,94,96 and 98, which are closely spaced, essentially flat disks with openings that are symmetrical are aligned with the beam axis 28. Approaches 99 of the slot electrodes are embedded in glass rods 77, to keep track of the spacing between adjacent electrodes and the orientation of the openings. as well Ansaee 99 of the outer electrode 74 and of the ring 76 are embedded in glass rods 77, around the coaxial Hold alignment of electrodes 72 and 74 in place. The entrance slit electrode 88 has a vertically arranged one elongated slot 88a, which äüfnimmi the electron beam, further this through the horizontal deflection plates 50 and 52 has been diverted. The remaining five slot electrodes 90, 92, 94, 96 and 98 have horizontally arranged slots, the opposite short sides of which start from the inside of the slot seen concave. The slot electrodes 90 and 92 have identical openings 90a and 92a. The remaining slot electrodes 94, 96 and 98 have slot openings 94a, 96a and 98a, respectively, of varying sizes Vertical width. The gradually graduated size of the openings in the slit lens arrangement 66 due to the The changing widths of the mutually aligned slot electrode openings is shown in FIG. 4 can be seen.

Die Elektrode 96 ist mit dem Schieber des Potentiometers 68 verbunden, das ein negatives Potential liefert. Die Elektroden 88,92,94 und 98 liegen auf Erdpotential. Die Elektrode 90 liegt an einer nicht dargestellten Spannung von +50 V. Die Abmessungen der Öffnungen der Schlitzelektroden sowie die Größe und die Verteilung der an bestimmte Elektroden angelegten Spannung bestimmt die Charakteristik der elektrischen Feldlinien, wobei eine leicht gegen die Strahlachse 28 gerichtete Kraft auf den in großem Maße abgelenkten Elektronenstrahl wirkt Da die elektrischen Feldlinien im Raum nahe dem zentralen Teil der öffnungen der Schlitzlinsenanordnung 66 etwa parallel zur Strahlachse 28 verlaufen, werden Elektronenstrahlen, die nur mäßig oder fast nicht abgelenkt sind, durch das elektrische Feld der Linsenanordnung 66 nicht beeinflußt Die Linsenanordnung 66 bildet eine erste Kompensationslinse, welche zusammen mit der Beschleunigungs- und Ablenkverstärkungslinse 70 ein kompensierendes elektrisches Feld zur Linearisierung der durch die Beschleunigungs- und Ablenkverstärkungslinse 70 hervorgerufenen Vertikalablenkverstärkung erzeugen.The electrode 96 is connected to the slide of the potentiometer 68, which supplies a negative potential. The electrodes 88, 92, 94 and 98 are at ground potential. The electrode 90 is at a voltage of +50 V, not shown. The dimensions of the openings of the Slot electrodes as well as the size and distribution of the voltage applied to certain electrodes is determined the characteristic of the electric field lines, one directed slightly against the beam axis 28 Force on the largely deflected electron beam acts as the electric field lines in space run near the central part of the openings of the slit lens arrangement 66 approximately parallel to the beam axis 28, electron beams that are only moderately or almost not deflected are caused by the electric field of the lens arrangement 66 not influenced The lens arrangement 66 forms a first compensation lens, which together with the acceleration and deflection amplification lens 70 a compensating electric field for linearizing the acceleration and Deflection gain lens 70 caused vertical deflection gain produce.

Der Elektronenstrahl tritt aus der Ausgangsschlitzelektrode 98 der Linsenanordnung 66 aus und tritt in die Vorderseite der rohrförmigen Innenelektrode 72 der Beschleunigungs- und Ablenkverstärkungslinse 70 ein. Das sehr hohe elektrostatische Potential zwischen den Elektroden 72 und 74 zieht die Elektronen im Strahl gegen die rohrförmige Außenelektrode 74, wodurch die durch die Ablenkeinrichtung erzeugte Ablenkung vergrößert wird. Da die elektrischen Feldlinien nahe der Innenfläche der Elektrode 72 nicht homogen verlaufen, ist die Ablenkverstärkung für in großem Maße abgelenkte Elektroner.strahlen nicht linear. Die Beschleunigungs- und Ablenkverstärkungslinse 70 und die Schlitzlinsenanordnung 66 arbeiten jedoch im Sinne der Realisierung einer linearen Ablenkverstärkung des Elektronenstrahls durch Einwirkung kompensierender Kräfte auf in diesem Bereich abgelenkte Elektronenstrahlen zusammen.The electron beam exits the exit slit electrode 98 of the lens assembly 66 and enters the Front side of the tubular inner electrode 72 of the acceleration and deflection amplification lens 70. The very high electrostatic potential between electrodes 72 and 74 attracts the electrons in the beam against the tubular outer electrode 74, thereby increasing the deflection produced by the deflector will. Since the electric field lines do not run homogeneously near the inner surface of the electrode 72, the deflection gain for largely deflected electron beams is not linear. The acceleration and deflection gain lens 70 and slit lens assembly 66, however, operate as implementation a linear amplification of deflection of the electron beam through the action of compensating forces on electron beams deflected in this area.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die koaxiale Beschleunigungs- und Ablenkverstärkungslinse keine re'ne Quadrupollinse ist. Zusätzlich zu ihrer überwiegenden Quadrupolwirkung besitzt die Linse 70 eine Oktopol-Wirkung, die eine Defokussierung des Elektronenstrahls in der Vertikalebene bewirkt. Der Effekt dieser Defokussierung dient zur Erzeugung einer horizontalen Ellipse anstelle eines kreisförmigen Punktes auf dem fluoreszierenden Schirm, wobei die Länge der Ellipse mit der Ablenkung des Strahls von der Strahlachse 28 zunimmt. Die durch diese Oktopol-Wirkung der Linse 70 hervorgerufene Verzerrung wird durch die Elektrode 90 kompensiert, welche zusammen mit der Eingangsschlitzelektrode 88 eine kompensierende Oktopol-Wirkung am Eingang der Schlitzanordnung 66 hervorruft. Die Größe der Korrektur hängt von dem an die Elektrode 90 reiativ zu den benachbarten Elektroden 88 und 92 angelegten Potential ab, wobei die letztgenannten Elektroden auf Erdpotential liegen. Eine zusätzliche Korrektur kann durch Betrieb der Quadrupollinse 62 in der Weise herbeigeführt werden, daß sie eine kompensierende OktopoI-Koniponente besitzt.It should be pointed out that the coaxial acceleration and deflection amplification lens is not a pure quadrupole lens is. In addition to its predominant quadrupole effect, the lens 70 has an octopole effect, which causes a defocusing of the electron beam in the vertical plane. The effect of this defocusing is used to create a horizontal ellipse instead of a circular point on the fluorescent one Screen, the length of the ellipse increasing as the beam is deflected from the beam axis 28. The distortion caused by this octopole effect of the lens 70 is compensated for by the electrode 90, which together with the input slot electrode 88 have a compensating octopole effect on the Entrance of the slot arrangement 66 causes. The size of the correction depends on the relative to the electrode 90 potential applied to the adjacent electrodes 88 and 92, the latter electrodes lie on earth potential. Additional correction can be made by operating the quadrupole lens 62 in the manner be brought about that they are a compensating OktopoI Koniponente owns.

Gemäß den Fig. 2 bis 6 besitzt das Ende der Innenelektrode 72, das teilweise durch die Außenelektrode 74 umfaßt wird, ein Paar von sich gegenüberliegenden Ansätzen 100 und 102 mit gleichartiger Gestalt auf sich gegenüberliegenden Seiten der Strahlachse 28. Die sich gegenüberliegenden Ansätze 100 und 102 sind auf beiden Seiten durch ein Paar von sich gegenüberliegenden krummlinigen Teilen 104 und 106 mit im wesentlichen gleicher Gestalt voneinander getrennt und quer zu diesen ausgerichtet. Das teilweise umschlossene Ende der Elektrode 72 besitzt daher eine zweifache Symmetrie. Der erste Symmetriebereich liegt auf beiden Seiten der Y-Z-Vertikalreferenzebene, welche mit der Strahlachse 28 zusammenfällt. Der auf der rechten Seite der Ebene liegende Teil ist in F i g. 5 dargestellt Der zweite Symmetriebereich liegt auf beiden Seiten der .Y-Z-Horizontalrefenzebene, die mit der Strahlachse 28 zusammenfällt Der unter der Ebene liegende Teil ist in Fij;. 6 dargestellt.2-6, the end of inner electrode 72, which is partially encompassed by outer electrode 74, has a pair of opposing lugs 100 and 102 of similar shape on opposite sides of beam axis 28. Opposing lugs 100 and 102 are separated from one another on both sides by a pair of opposing curvilinear members 104 and 106 of substantially the same shape and oriented transversely thereto. The partially enclosed end of the electrode 72 therefore has a twofold symmetry. The first symmetry area lies on both sides of the YZ vertical reference plane , which coincides with the beam axis 28. The part on the right-hand side of the plane is shown in FIG. The second symmetry area lies on both sides of the .YZ horizontal reference plane, which coincides with the beam axis 28. The part lying below the plane is in FIG. 6 shown.

Die Ansätze 100 und 102 besitzen jeweils ein Paar von Flügeln 108 und 110, welche zur Bildung von symmetrischen Vorsprüngen durch einen konkaven Teil 112 getrennt sind.
Die Flügel werden durch maschinelle Entfernung von Teilen des Endes eines zylindrischen rohrförmigen Elementes hergestellt Die Innen- und Außenflächen sind daher gemäß der Kontur der zylindrischen Fläche der Elektrode 72 ausgestaltet.
Ein krummliniger Teil 104 trennt die beiden Flügel 108, während ein krummliniger Teil 106 die beiden Flügel 110 der sich gegenüberliegenden Ansätze 100 und 102 trennt Jeder krummlinige Teil wird durch drei konkave Flächen 114, 116 und 118 gebildet wobei es sich um zwei durch eine Mittelfläche 118 getrennte Seitenflächen 114 und 116 handelt Die genaue Gestalt der Kontur der Flügel und der krummlinigen Teile wird empirisch festgelegt und ist durch das Muster der elektrischen Feldlinien bestimmt das zur Realisierung der linearen Ablenkverstärkung des Elektronenstrahls erforderlich ist Generell ist jedoch die horizontale Linearität des Linsensystems durch die Gestalt und die Länge der Flügel 108 und 110 bestimmt (wie oben ausgeführt korrigiert die Schlitzlinse 66 die vertikale Linearität).The lugs 100 and 102 each have a pair of wings 108 and 110 which are separated by a concave portion 112 to form symmetrical projections.
The wings are made by machine removal of parts of the end of a cylindrical tubular element. The inner and outer surfaces are therefore designed according to the contour of the cylindrical surface of the electrode 72.
A curvilinear part 104 separates the two wings 108, while a curvilinear part 106 separates the two wings 110 of the opposing lugs 100 and 102. Each curvilinear part is formed by three concave surfaces 114, 116 and 118, two of which are formed by a central surface 118 The exact shape of the contour of the wings and the curvilinear parts is determined empirically and is determined by the pattern of the electric field lines that is required to achieve the linear amplification of deflection of the electron beam and determines the length of wings 108 and 110 (as stated above, slit lens 66 corrects vertical linearity).

13 14 I13 14 I.

Das Linsensystem ermöglicht daher eine unabhängige 'X} The lens system therefore enables an independent 'X} Korrektur der horizontalen und vertikalen Linerität ?£jCorrection of the horizontal and vertical linearity? £ j Der Durchmesser der Innenelektrode 72 bestimmt JvThe diameter of the inner electrode 72 determines Jv

den Grad der erzeugten Verstärkung und damit die ί? the degree of gain generated and thus the ί?

Brennweite der Beschleunigungs- und Ablenkverstär- 5 ψ, Focal length of the acceleration and deflection amplifiers 5 ψ,

kungslinse. Das erforderliche Muster der elektrischen fi lens. The required pattern of electrical fi

Feldünien wird daher primär durch den Durchmesser i«Feldünien is therefore primarily determined by the diameter i «

der Elektrode 72 bestimmt Die spezielle Gestalt des mit igjof the electrode 72 determines the special shape of the igj

der Kontur versehenen hinteren Endes der Elektrode 72 j|of the contoured rear end of the electrode 72 j |

gemäß den Zeichnungen ist einer Innenelektrode mit 10 >|according to the drawings is an inner electrode with 10> |

einem Innendurchmesser von 1,65 cm und einem Au- §|an inner diameter of 1.65 cm and an outer § |

ßendurchmesser von 1305 cm zugeordnet S|Outside diameter of 1305 cm assigned to S |

Ein ausreichender Abstand zwischen der Außenflä- | ehe der Innenelektrode 72 und der Innenfläche der Au- |A sufficient distance between the outer surface | before the inner electrode 72 and the inner surface of the Au |

ßenelektrode 74 ist in der Weise kritisch, daß im Zwi- 15 SOuter electrode 74 is critical in the way that in the meantime 15 S

schenluftspalt bei den Betriebsspannungen kein Ober- .intermediate air gap for the operating voltages no upper.

schlag f.uftritt und daß die elektrischen Feldünien imblow f. occurs and that the electric fields in the

Bereich der Innenelektrode 72 ungestört bleiben. In bei- 0Area of the inner electrode 72 remain undisturbed. In both 0

den Fällen ist eine größere Trennung erforderlich, wenn U A greater separation is necessary in these cases if U

die Potentialdifferenz zwischen den beiden Elektroden 20 fjthe potential difference between the two electrodes 20 fj

"erhöht wird. ^?"is increased. ^?

Wie die gestrichelte Darstellung in Fig.5 zeigt, ist % As the dashed line in Fig. 5 shows, %

der mit einer Kontur versehene Rand der Innenelektro- ?;the contoured edge of the inner electrical?;

de 72 einschließlich der sich gegenüberliegenden Ansät- r.!de 72 including the opposing saddles.!

ze und der krummlinigen Teile zur Glättung der Ober- 25 ■'ze and the curvilinear parts to smooth the upper 25 ■ '

fläche und zur Eüminierung scharfer Kanten abge- '.'I surface and to delimit sharp edges- '.'I

schrägt, wodurch eine Feldemission von Elektronen ■/inclines, causing a field emission of electrons ■ /

verhindert wird. Eine Dicke von 0,150 cm für die Innen- ί;₍ elektrode 72 ist zur Realisierung eines brauchbaren abgeschrägten Randes angemessen. 30is prevented. A thickness of 0.150 cm for the inside ί; ₍ Electrode 72 is adequate for realizing a usable beveled edge. 30

Gemäß den Fig. 2,3 und 7 besitzt die durch die Elektrode 78 gebildete Ausgangslinse eine horizontal angeordnete Schlitzöffnung 79, deren sich gegenüberliegen- ■, de kurze Seiten vom Inneren der öffnung her gesehen,According to FIGS. 2, 3 and 7, the exit lens formed by the electrode 78 has a horizontally arranged slit opening 79, the opposite of which the short sides seen from inside the opening,

konkav ausgebildet sind Sich gegenüberliegende spitze 35 .'Opposite tips 35 are formed to be concave . '

Nuten 122 und 124 sind in der längeren Ober- und Un- §Grooves 122 and 124 are in the longer upper and lower sections

terseite symmetrisch auf sich gegenüberliegenden Sei- ,' ten der zentralen Längsachse 28 vorgesehen. Die Elektrode 78 ist direkt auf dem hinteren Ende der Außen-bottom side symmetrically on opposite sides, ' th of the central longitudinal axis 28 is provided. The electrode 78 is directly on the rear end of the outer

elektrode 74 montiert und durch die leitende Verbin- 40 ΐ' dung 84 mit der leitenden Wandbeschichtung 82 ver- ^ bunden, welche auf einem Potential von +14 kV liegt £ Die Nuten 122 und 124 ändern die Charakteristik der inzwischen der Innenelektrode 72 und der Außenelektro- p de 74 erzeugten elektrischen Feldflußlinien so, daß eine 45 ' i korrigierte Geometrie des resultierenden Leuchtbildes ■■) gewährleistet ist Die Nuten 122 und 124, welche in der ■ bevorzugten Ausführungsform eine spitze Gestalt be- .'< sitzen, können auch andere Formen besitzen. Sie erzeu- ;■:; gen elektrische Feldünien, welche zur Kompensation 50 , der gleichartigen, jedoch gegenphasigen Fluktuation, welche die Potentialdifferenz zwischen den Elektroden 72 und 74 charakterisiert, mäßig fluktuieren. Die Ab-electrode mounted 74 and ΐ by the conductive connects 40 'dung 84 comparable with the conductive wall coating 82 ^ connected, which is at a potential of +14 kV £ The grooves 122 and 124 change the characteristics of the meantime the internal electrode 72 and the external electric - p de 74 electric field flux lines generated so that a '. ensures i corrected geometry of the resulting beam pattern ■■) the grooves 122 and 124, which loading a pointed shape in the ■ preferred embodiment,' 45 <sitting, other shapes may own. They generate-; ■ :; The electric fields fluctuate moderately in order to compensate 50 for the fluctuation of the same type, but in antiphase, which characterizes the potential difference between the electrodes 72 and 74. The Ab-

messungen und die Gestalt der Schlitzöffnung 79 sowie , der Nuten 122 und 124 stellen diejenigen Parameter dar, 55 welche justiert werden, um eine kissenförmige Geometrieverzerrung des auf dem fluoreszierenden Schirm an- ' gezeigten Bildes zu eliminieren. Die Ausgangslinse 78measurements and the shape of the slot opening 79 as well as, of the grooves 122 and 124 represent those parameters 55 which are adjusted to avoid a pillow-shaped geometry distortion of the image on the fluorescent screen. to eliminate the image shown. The exit lens 78

bildet daher eine zweite Kompensationslinse, die im Zu- ?■': sammenwirken mit der Beschleunigungs- und Ablenk- eo verstärkungslinse eine Kompensation des Musters der elektrischen Feldünien zur Eliminierung von Geometrieverzerrungen des angezeigten Bildes gewährleisten.therefore forms a second compensation lens, which in addition? ■ ': interact with the acceleration and distraction eo intensifying lens to compensate for the pattern of the Ensure electrical fields to eliminate geometrical distortions of the displayed image.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 65For this purpose 2 sheets of drawings 65

Claims

Patent claims:

1. Electrostatic lens system that is inside a cathode ray tube with one arranged at one end of the tube, the generation of a along a Beam axis in the tube directed electron beam serving electron gun (22) and with a the deflection device used to deflect the electron beam for the purpose of generating an image is arranged behind the deflection device along the beam axis (28) consisting of: