DE3721596A1

DE3721596A1 - ELECTRONIC CANNON

Info

Publication number: DE3721596A1
Application number: DE19873721596
Authority: DE
Inventors: Koji Ichida; Yoshifumi Nakayama; Hiromu Inoue
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1986-06-30
Filing date: 1987-06-30
Publication date: 1988-01-07
Also published as: FR2603737B1; FR2603737A1; GB8715210D0; KR880001022A; JPH0766751B2; GB2193595B; GB2193595A; JPS6310440A; KR960004585B1

Abstract

An electron gun arrangement for colour cathode-ray tubes comprising three cathodes KR, KG, KB for emitting electron beams BR, BG BB for red, green and blue, and a main electron lens comprising three front electron lenses Lens1R, Lens1G, Lens1B corresponding to the respective cathodes, and a back electron lens Lens2 common to all three cathodes. Each front electron lens is formed with an aperture smaller than that of the back electron lens and is mounted so as to meet Fraunhofer conditions, in order to reduce aberration. Electron beam transmitting apertures, (for example, h3R, h4R) are formed in the grids G3, G4 forming the front electron lenses, with their respective centre axes parallel to each other, which facilitates manufacture of the electron gun arrangement and enables accurate machining during manufacturing. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektronenkanonenanordnung zur Verwendung in einer Kathodenstrahlröhre, z.B. in einer Bildröhre für Fernsehempfänger.The invention relates to an electron gun assembly for use in a cathode ray tube, e.g. in a picture tube for television receivers.

Fig. 6 zeigt eine herkömmliche Mehrstrahl-Einzelelektronen kanonenanordnung, die sich z.B. zur Verwendung in einer Fernsehempfängerröhre eignet. Diese Elektronenkanonenanord nung besitzt Kathoden K _R, K _G und K _B, die den Elektronen strahlen für rot, grün bzw. blau entsprechen. Ein erstes Gitter G ₁, ein zweites Gitter G ₂, ein drittes Gitter G ₃, ein viertes Gitter G ₄ und ein fünftes Gitter G ₅ sind den Kathoden K (K _R, K _G und K _B) gemeinsam zugeordnet. Die Kathoden K und das erste bis dritte Gitter G ₁ bis G ₃ bilden eine Kathoden-Vorfokussierlinse, während die Gitter G ₃ bis G ₅ eine Aquipotential-Hauptelektronenlinse bilden. Bei dieser herkömmlichen Elektronenkanonenanordnung schneiden die von den Kathoden K _R, K _G bzw. K _B ausgesendeten Elektronenstrahlen einander in einer Position, die im wesentlichen im zentralen Bereich der Hauptelektronenlinse liegt und die Fraunhofer-Bedingungen erfüllt, nämlich in einer Position, die den Bedingungen zur Eliminierung der Coma-Aberration entspricht. Hinter dem fünften Gitter G ₅ sind Konvergenzmittel C, z.B. elektrostatische Ablenk platten, angeordnet, die dafür sorgen, daß die von den Kathoden K _R, K _G und K _B ausgesendeten Elektronenstrahlen B _R, B _G bzw. B _B auf einem (nicht dargestellten) Fluoreszenz schirm konvergieren. Da bei einer solchen Elektronenkanonen anordnung die Hauptelektronenlinse gemeinsam auf alle Elektronenstrahlen wirkt, kann die Apertur der Hauptelek tronenlinse in dem beschränkten Bereich des Halsabschnitts der Kathodenstrahlröhre vergrößert werden, um auf diese Weise die Aberration zu verringern. Fig. 6 shows a conventional multi-beam single electron gun assembly, which is suitable for use in a television receiver tube, for example. This electron gun arrangement has cathodes K _R , K _G and K _B which correspond to the electron beams for red, green and blue, respectively. A first grid G ₁ , a second grid G ₂ , a third grid G ₃ , a fourth grid G ₄ and a fifth grid G ₅ are assigned to the cathodes K (K _R , K _G and K _B ) together. The cathodes K and the first to third grids G ₁ to G ₃ form a cathode pre-focusing lens, while the grids G ₃ to G _{5 form} an aquipotential main electron lens. In this conventional electron gun arrangement, the electron beams emitted from the cathodes K _R , K _G and K _B intersect each other in a position which is essentially in the central area of the main electron lens and which fulfills the Fraunhofer conditions, namely in a position which meets the conditions Elimination of coma aberration corresponds. Behind the fifth grid G ₅ are convergence means C, plates, for example, electrostatic deflection, arranged which ensure that the beams emitted from the cathodes K _R, K _G and K _B electron beams B _R, B _G and B _B is not shown on a ( ) The fluorescence screen converges. With such an electron gun arrangement, since the main electron lens acts collectively on all the electron beams, the aperture of the main electron lens in the restricted area of the neck portion of the cathode ray tube can be enlarged to thereby reduce the aberration.

Andererseits sind bei einer solchen Kathodenstrahlröhre die Fokussierungsbedingungen so gewählt, daß die von den Kathoden K _R, K _G bzw. K _B ausgesendeten Elektronenstrahlen auf dem Fluoreszenzschirm in optimalen Punkten fokussiert werden. Konkret bedeutet dies, daß eine optimale Fokussier spannung V _F an eine Fokussierelektrode, z.B das vierte Gitter G ₄ der Hauptelektronenlinse der Elektronenkanonenan ordnung von Fig. 6 angelegt wird. Die Fokussierungsbe dingungen zwischen dem zentralen Bereich unter dem Randbe reich des Fluoreszenzschirms sind jedoch wegen der unter schiedlichen Entfernungen dieser Bereiche von der Hauptelek tronenlinse unterschiedlich. Es ist deshalb allgemeine Praxis, an die Fokussierungselektrode zusätzlich zu einer festen Fokussierungsspannung V _F eine dynamische Fokussierungsspannung anzulegen, die mit der horizontalen und vertikalen Ablenkung der Elektronenstrahlen auf den Fluoreszenzschirm synchronisiert ist, so daß die Elektronenstrahlen über den gesamten Bereich des Fluores zenzschirms zufriedenstellend fokussiert werden.On the other hand, in such a cathode ray tube, the focusing conditions are selected so that the electron beams emitted by the cathodes K _R , K _G and K _B are focused on the fluorescent screen at optimal points. Specifically, this means that an optimal focusing voltage V _{F is applied} to a focusing electrode, for example the fourth grid G _{4 of} the main electron lens of the electron gun arrangement of FIG. 6. However, the focusing conditions between the central area under the edge of the fluorescent screen are different because of the different distances between these areas from the main electron lens. It is therefore common practice to apply a dynamic focus voltage to the focus electrode in addition to a fixed focus voltage V _F which is synchronized with the horizontal and vertical deflection of the electron beams on the fluorescent screen so that the electron beams are satisfactorily focused over the entire area of the fluorescent screen .

Bei einer Elektronenkanonenanordnung, die durch Verbesserung der Anordnung von Fig. 6 in Bezug auf die Aberration entwickelt wurde, wird eine Fokussierungsspannung an eine Elektrode angelegt, die sowohl als Elektrode der Hauptelektronenlinse als auch als Elektrode für die Kathoden-Vorfokussierungslinse dient. Wenn bei dieser verbesserten Elektronenkanonenanordnung zusätzlich zu einer festen Fokussierungsspannung V _F eine dynamische Fokussierungsspannung an die Kathoden-Vorfokussierungslinse angelegt wird, ändert sich der Kathodenstrom, wodurch eine unregelmäßige Helligkeitsverteilung auf den Fluores zenzschirm verursacht wird, die bewirkt, daß der Randbereich des Fluoreszenzschirms heller ist als der zentrale Bereich.In an electron gun arrangement developed by improving the arrangement of Fig. 6 in terms of aberration, a focusing voltage is applied to an electrode which serves both as the electrode of the main electron lens and as the electrode for the cathode prefocusing lens. With this improved electron gun arrangement, when a dynamic focus voltage is applied to the cathode pre-focus lens in addition to a fixed focus voltage V _F , the cathode current changes, causing an irregular brightness distribution on the fluorescent screen which causes the edge region of the fluorescent screen to be brighter than the central area.

Es wurde erwähnt, daß bei der Elektronenkanonenanordnung von Fig. 6 die Aberration durch Vergrößerung der Apertur der Hauptelektronenlinse verringert wird. Der Strahlpunkt kann sich jedoch infolge Vergrößerung der sphärischen Aberration verbreitern, wenn der Strahlstrom groß ist. Bei der Elektronenkanonenanordnung von Fig. 6 ist die Wirkung der Fokussierspannung für die scharfe Fokussierung des Elektronenstrahls an derselben Position auf dem Fluoreszenz schirm unterschiedlich für den zentralen Strahl B _G, der koaxial mit der Achse der Hauptelektronenlinse L verläuft und die Seitenstrahlen B _R und B _B, die schief zur Achse der Hauptelektronenlinse L laufen, d.h. wenn die Fokussierspannung V _F den richtigen Wert für die scharfe Fokussierung der Seitenstrahlen B _R und B _B hat, wird der zentrale Strahl B _G in einer Position vor dem Fluoreszenzschirm fokussiert. Wenn die Fokussierspannung V _F hingegen so gewählt ist, daß der zentrale Strahl B _G scharf fokussiert wird, werden die Seitenstrahlen B _R und B _B in einer Position hinter dem Fluoreszenzschirm fokussiert. Dieses Problem kann dadurch gelöst werden, daß man die zentrale Kathode K _G zur Aussendung des zentralen Elektronenstrahls in größerem Abstand von der Hauptelektro nenlinse L anordnet als die Seitenkathoden K _R und K _B für die Aussendung der seitlichen Elektronenstrahlen, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Da bei der in Fig. 7 dargestellten Konfiguration das zweite Gitter G ₂ und die nächstfolgenden Gitter für alle Elektronenstrahlen gemeinsam vorgesehen sind, erstreckt sich ein Teil des zweiten Gitters G ₂, der dem der zentralen Kathode K _G zugeordneten ersten Gitter G _1G gegenüberliegt, nach hinten, so daß die entsprechenden Zwischenräume zwischen dem zweiten Gitter G ₂ und den den Kathoden K _R, K _G und K_B zugeordneten ersten Gittern G _1R, G _1G bzw. G _1B im wesentlichen gleich sind, so daß die Wirkung der Hauptelek tronenlinse auf alle Elektronenstrahlen dieselbe ist. Die Aquipotentialflächen bezüglich des zentralen Strahls B _G sind jedoch, wie durch die Linien a in Fig. 7 angedeutet, gekrümmt. Diese gekrümmmten Aquipotentialflächen haben einen zusätzlichen Fokussierungseffekt auf den zentralen Strahl B _G. Infolgedessen ändert sich der Kreuzungspunkt des zentralen Strahls. Der Hauptobjektpunkt des Elektronen linsensystems, der sich auf den zentralen Strahl bezieht, wird bewegt, und der Leuchtpunkt des zentralen Strahls ist in einigen Fällen verzerrt. Diese Nachteile können vermieden werden, indem man das rückseitige Ende des Rückengitters (G ₃) das dem vorderen Ende des zweiten Gitters G ₂ gegenüberliegt, längs des vorderen Endes des zweiten Gitters G ₂ krümmt und den Zwischenraum zwischen dem zweiten Gitter G ₂ und dem dritten Gitter G ₃ verringert, so daß die Aquipotentialflächen parallel zueinander verlaufen. Da jedoch an das dritte Gitter G ₃ eine hohe Spannung V angelegt wird, finden elektrische Entladungen zwischen dem zweiten Gitter G ₂ und dem dritten Gitter G ₃ statt, wenn der Zwischenraum zwischen ihnen zu klein ist.It was mentioned that in the electron gun arrangement of Fig. 6, the aberration is reduced by enlarging the aperture of the main electron lens . However, the beam spot can widen due to the increase in spherical aberration when the beam current is large. In the electron gun assembly of FIG. 6, the effect of the focus for the sharp focussing of the electron beam at the same position on the fluorescent screen differ for the central beam B _G which is coaxial with the axis of the main electron lens L and the side beams B _R and B _B , the skew to the axis of the main electron lens L, that is, when the focus voltage V _F has the correct value for the sharp focussing of the side beams B _R and B _B, the central beam B _G is focused at a position in front of the fluorescent screen. On the other hand, if the focusing voltage V _F is selected so that the central beam B _{G is} sharply focused, the side beams B _R and B _{B are} focused in a position behind the fluorescent screen. This problem can be solved by arranging the central cathode K _G for emitting the central electron beam at a greater distance from the main electrode lens L than the side cathodes K _R and K _B for emitting the lateral electron beams, as shown in FIG. 7 is. Since in the configuration shown in FIG. 7 the second grid G ₂ and the next following grids are provided jointly for all electron beams, part of the second grid G ₂ , which is opposite the first grid G _{1 G} assigned to the central cathode K _G , extends. to the rear so that the corresponding spaces between the second grid G ₂ and the first grids G _{1 R} , G _{1 G} and G _{1 B} assigned to the cathodes K _R , K _G and K _B are essentially the same, so that the effect the main electron lens is the same on all electron beams. However, the aquipotential surfaces with respect to the central beam B _G are curved, as indicated by the lines a in FIG. 7. These curved aquipotential surfaces have an additional focusing effect on the central beam B _G. As a result, the crossing point of the central beam changes. The main object point of the electron lens system, which is related to the central beam, is moved and the illuminated point of the central beam is distorted in some cases. These disadvantages can be avoided by curving the rear end of the back grid ( G ₃ ) opposite the front end of the second grid G ₂ along the front end of the second grid G ₂ and the gap between the second grid G ₂ and the third Grid G _{3 is} reduced so that the aquipotential surfaces run parallel to one another. However, since a high voltage V is applied to the third grid G ₃ , electric discharges take place between the second grid G ₂ and the third grid G ₃ if the space between them is too small.

Fig. 8 zeigt ein weiteres Elektronenlinsensystem mit einheitlichem Potential. An das dritte Gitter G ₃ und das fünfte Gitter G ₅ der Hauptelektronenlinse wird eine hohe Spannung VA angelegt. An das vierte Gitter G ₄ der Hauptelektronenlinse wird eine Fokussierspannung V _F angelegt. Üblicherweise haben in derartigen Einpotential- Elektronenlinsensystemen die Gitter G ₃ und G ₅, an die die hohe Spannung V _A angelegt wird, und das Gitter G ₄, an das die Fokussierungsspannung (V _F) angelegt wird, im wesentlichen den gleichen Durchmesser oder, wie in Fig. 9 dargestellt, die jeweiligen Endbereiche der Hochspannungs-Gitter G ₃ und G ₄, die dem Fokussiergitter G ₄ gegenüberliegen, sind in ihrem Durchmesser verringert, um den Pfad der Elektronenstrahlen gegen Störungen durch ein äußeres elektrisches Feld abzuschirmen. In jedem Fall ist das Fokussiergitter G ₄ so geformt, daß die Bedingung l/D-0,5 bis 2,0 erfüllt ist, worin l die Länge und D der Durchmesser des Gitters G ₄ bedeuten. Fig. 8 shows a further electron lens system with a uniform potential. A high voltage VA is applied to the third grid G ₃ and the fifth grid G _{5 of} the main electron lens. A focusing voltage V _{F is} applied to the fourth grid G _{4 of} the main electron lens. Typically, in such single potential electron lens systems, the grids G ₃ and G ₅ to which the high voltage V _{A is} applied and the grating G ₄ to which the focusing voltage ( V _F ) is applied have substantially the same diameter or as shown in Fig. 9, the respective end portions of the high-voltage grid G ₃ and G _4, the focusing grid G ₄ are opposite, are reduced in its diameter to shield the path of the electron beams to interference from an external electrical field. In any case, the focusing grid G ₄ is formed so that the condition l / D is satisfied -0.5 to 2.0, wherein L is the length and D is the diameter of the grid G. ₄

Fig. 10 zeigt die berechneten Kennlinien der sphärischen Aberration des Einpotential-Elektronenlinsensystems, dessen Gitter G ₃ und G ₅ denselben Durchmesser haben (Fig. 8), für verschiedene Werte von l/D=γ, bei denen das Verhältnis f/D=ζ (f=Brennweite, D=Apertur) auf der X-Achse und der Koeffizient Cs der sphärischen Aberra tion auf der Y-Achse aufgetragen ist. Aus Fig. 10 geht hervor, daß bei festem Verhältnis ζ der Koeffizient C _s der sphärischen Aberration kleiner wird, wenn das Verhältnis γ größer wird. In der Praxis ist der Wert der Apertur D durch den Durchmesser des Halsbereichs der Kathodenstrahlröhre begrenzt. Deshalb ist bei fixierter Brennweite f die sphärische Aberration umso kleiner je größer die Länge des Gitters G ₄ ist. Da die sphärische Aberration bei einem Verhältnis γ von 2,0 oder größer jedoch gesättigt ist, ist es wünschenswert, die Brennweite f zu verringern, wenn das Verhältnis γ fixiert ist. Man kann jedoch im allgemeinen bei größer werdender Länge l des Gitters G ₄, d.h. wenn das Verhältnis γ groß ist, die Brennweite f nicht verringert werden. Dieses Problem sei im Einzelnen anhand von Fig. 11 erläutert. Wenn man davon ausgeht, daß in einem Einpoten tial-Elektronenlinsensystem die Linsen 1 und 2 und zwischen einem dritten Gitter G ₃ und einem vierten Gitter G ₄ bzw. zwischen dem vierten Gitter G ₄ und dem fünften Gitter G ₅ ausgebildet sind, F ₁ bzw. f ₂ die objektseitigen Brennweiten der Linsen 1 und 2, F ₁ bzw. F ₂ die bildseitigen Brennweiten der Linsen 1 und 2, F _1′ bzw. F _2′ die bildseiti gen Brennpunkte der Linsen 1 und 2 sind und der Abstand zwischen F _1′ und F _2′ mit C bezeichnet wird, läßt sich die zusammengesetzte Brennweite f′ folgendermaßen aus drücken: Fig. 10 shows the calculated characteristics of the spherical aberration of the single-potential electron lens system, the gratings G ₃ and G _{5 of which have the} same diameter ( Fig. 8), for different values of l / D = γ , in which the ratio f / D = ζ ( f = focal length, D = aperture) is plotted on the X axis and the coefficient Cs of the spherical aberration is plotted on the Y axis. From Fig. 10 it can be seen that with a fixed ratio ζ, the coefficient C _{s of} the spherical aberration becomes smaller as the ratio γ becomes larger. In practice, the value of the aperture D is limited by the diameter of the neck area of the cathode ray tube. Therefore, with a fixed focal length f, the larger the length of the grating G ₄ , the smaller the spherical aberration. However, since the spherical aberration is saturated at a ratio γ of 2.0 or larger, it is desirable to reduce the focal length f when the ratio γ is fixed. In general, however, the focal length f cannot be reduced as the length l of the grating G _{4 increases} , ie if the ratio γ is large. This problem will be explained in detail with reference to FIG. 11. If one assumes that the lenses 1 and 2 and between a third grating G ₃ and a fourth grating G ₄ or between the fourth grating G ₄ and the fifth grating G _{5 are} formed in a single-potential electron lens system, F ₁ and f _{2 are} the object-side focal lengths of the lenses 1 and 2 , F ₁ and F _{2 are} the image-side focal lengths of the lenses 1 and 2 , F _{1 '} and F _{2' are} the image-side focal points of the lenses 1 and 2 and the distance between F _{1 '} and F _2' is denoted by C , the composite focal length f 'can be expressed as follows:

f′ = f₁′ × f₂′/(-C) (1) f ′ = f ₁ ′ × f ₂ ′ / (- C) (1)

Im allgemeinen ist in dem elektronischen Linsensystem c<0 und damit f′<0. Wenn die Länge l des Gitters G ₄ und damit der Abstand L zwischen den Linsen 1 und 2 zur Verringerung der sphärischen Aberration vergrößert wird, wächst der Absolutwert von C und, wie sich aus Gleichung (1) ergibt, die zusamengesetzte Wellenlänge f′ an. Somit sind eine signifikante Vergrößerung von l und eine signifikante Verringerung von f für eine befriedigende Verringerung der sphärischen Aberration, wie anhand von Fig. 10 erläutert, nicht miteinander vereinbar. Außerdem bewirkt eine Vergrößerung von f eine Änderung der Fokussierungsbedingung. Um f unabhängig von einem Anwachsen von l auf einem kleinen Wert zu halten, müssen deshalb, wie aus Gleichung (1) hervorgeht, die jeweiligen bildseitigen Brennweiten der Linsen 1 und 2 verringert werden. Da jedoch die Änderung des Abstandes zwischen der Hinterlinse 2 und dem Fluoreszenz schirm der Kathodenstrahlröhre begrenzt ist durch die Beziehung zwischen der Hinterlinse 2 und den horizontalen und vertikalen Ablenkmitteln, die an der Basis des Trichters der Kathodenstrahlröhre angeordnet sind, ist die Verringe rung der Brennweite f _2′ der Hinterlinse 2 auf ein bestimmtes Maß beschränkt. Es ist deshalb wünschenswert, die Brennweite f _1′ der Vorderlinse 1 zu verringern. Die Brennweite f _1′ der Vorderlinse 1 kann beispielsweise verringert werden durch Vergrößerung des Verhältnisses der an dem Gitter G ₃ anliegenden Anodenspannung V _A zu der an dem Gitter G ₄ anliegenden Fokussierspannung V _F, d h. V _A/V _F. Dieses Verfahren erfordert jedoch eine unabhängige Hoch spannungsschaltung für die an das Gitter G ₃ anzulegende Hochspannung zusätzlich zu der Schaltung für das fünfte Gitter G ₅. Dies ist in der Praxis mit Problemen verbunden, weil die Hochspannungsschaltung eine Abschirmung erfordert.In general, in the electronic lens system, c <0 and thus f ′ <0. If the length l of the grating G ₄ and thus the distance L between the lenses 1 and 2 is increased to reduce the spherical aberration, the absolute value of C and, as can be seen from equation (1), the composite wavelength f 'increases . Thus, a significant increase in l and a significant decrease in f for a satisfactory reduction in spherical aberration, as explained with reference to FIG. 10, are not compatible with each other. In addition, increasing f causes the focus condition to change. In order to keep f at a small value irrespective of an increase in l , the respective focal lengths of lenses 1 and 2 on the image side must therefore be reduced, as can be seen from equation (1). However, since the change in the distance between the rear lens 2 and the fluorescent screen of the cathode ray tube is limited by the relationship between the rear lens 2 and the horizontal and vertical deflection means which are arranged at the base of the funnel of the cathode ray tube, the reduction of the focal length is f _{2 'of} the rear lens 2 limited to a certain size. It is therefore desirable to reduce the focal length f _{1 'of} the front lens 1 . The focal length f _{1 'of} the front lens 1 can be reduced, for example, by increasing the ratio of the anode voltage V _A applied to the grating G ₃ to the focusing voltage V _F applied to the grating G ₄ , i.e. V _A / V _F. However, this method requires an independent high voltage circuit for the high voltage to be applied to the grid G _{3 in} addition to the circuit for the fifth grid G ₅ . This is problematic in practice because the high voltage circuit requires shielding.

Um die Brennweite f _1′ des Frontlinsensystems ohne die vorangehend beschriebenen Probleme verringern zu können, wird aus einer ersten Elektrode, d.h. dem dritten Gitter G ₃, und einer zweiten Elektrode, d.h. dem vierten Gitter G ₄, eine elektronische Frontlinse (Linse 1), vom Verzöge rungstyp und aus der zweiten Elektrode (viertes Gitter G ₄) und einer dritten Elektrode, d.h. dem fünften Gitter G ₅, eine elektronische Hinterlinse (Linse 2) vom Beschleunigungstyp gebildet, wie dies in Fig. 12 dargestellt ist. Bei dieser Anordnung ist die Länge l des Gitters G ₄ so bestimmt, daß die betreffenden Elektro nenlinsenbereiche der elektronischen Vorderlinse (Linse 1) und der elektronischen Hinterlinse (Linse 2) voneinander getrennt sind, und die elektronische Frontlinse (Linse 1) und die elektronische Hinterlinse (Linse 2) sind so konstruiert, daß die Apertur der elektronischen Frontlinse kleiner ist als diejenige der elektronischen Hinterlinse. D.h., daß die jeweils entgegengesetzten Endbereiche des dritten Gitters G ₃ und des vierten Gitters G ₄ so konstruiert sind, daß ihre Apertur D ₁ kleiner ist als die Apertur D ₂ der betreffenden entgegengesetzten End bereiche des vierten Gitters G ₄ und des fünften Gitters G ₅. D.h. die Gitter sind so konstruiert, daß die Ungleichung D ₁/D ₂=k<1 erfüllt ist. Um die betreffenden Elektronen linsenbereiche der Frontlinse und der Hinterlinse voneinan der zu trennen, sind die Gitter so konstruiert, daß die Ungleichungen l ₁<D ₁, l ₂<D ₂ und l<D ₁+D ₂ erfüllt sind, worin l ₁ die Länge des Querschnitts kleineren Abschnitts des Gitters G ₄, l ₂ die Länge des querschnitts breiten Bereichs des Gitters G ₄, D ₁ der Durchmesser des Querschnitts verringerten Abschnitts des Gitters G ₄ und D ₂ der Durchmesser des Querschnitts größeren Abschnitts des Gitters G ₄ bedeuten.In order to be able to reduce the focal length f _{1 ′ of} the front lens system without the problems described above, an electronic front lens (lens 1 ) is made from a first electrode, ie the third grating G ₃ , and a second electrode, ie the fourth grating G ₄ . From the delay type and from the second electrode (fourth grid G ₄ ) and a third electrode, ie the fifth grid G ₅ , an electronic back lens (lens 2 ) of the acceleration type is formed, as shown in FIG. 12. In this arrangement, the length l of the grating G ₄ is determined so that the relevant electron lens regions of the electronic front lens (lens 1 ) and the electronic rear lens (lens 2 ) are separated from each other, and the electronic front lens (lens 1 ) and the electronic rear lens (Lens 2 ) are designed so that the aperture of the electronic front lens is smaller than that of the electronic rear lens. That is to say that the respectively opposite end regions of the third grating G ₃ and the fourth grating G ₄ are constructed such that their aperture D _{1 is} smaller than the aperture D ₂ of the respective opposite end regions of the fourth grating G ₄ and the fifth grating G ₅ . That is, the grids are constructed so that the inequality D ₁ / D ₂ = k <1 is satisfied. In order to separate the relevant electron lens regions of the front lens and the rear lens from one another, the gratings are constructed in such a way that the inequalities l ₁ < D ₁ , l ₂ < D ₂ and l <D ₁ + D _{2 are} satisfied, wherein l _{1 is} the Length of the cross-section of the smaller section of the grid G ₄ , l _{2 is} the length of the cross-sectionally wide area of the grid G ₄ , D _{1 is} the diameter of the cross-section of the reduced section of the grid G ₄ and D _{2 is} the diameter of the cross-section of the larger section of the grid G ₄ .

Es sei angenommen, daß die elektronische Vorderlinse und die elektronische Hinterlinse gleichen Durchmesser haben, d.h. k=1 ist, so daß ein optisches System gebildet wird, wie es in Fig. 13 in durchgezogenen Linien gezeichnet ist. Es sei ferner angenommen, daß die Elektronenstrahlen auf dem Fluoreszenzschirm S der Kathodenstrahlröhre fokussiert sind. In Fig. 13 ist P ₀ ein Objekt. D.h. ein Bild der Kathode, das an dem Kreuzungspunkt der von einer Kathoden-Vorfokussierungselektronenlinse gebildet wird; P ₁ ist ein virtuelles Bild, das von der elektronischen Vorderlinse (Linse 1) gebildet wird, d.h. der Objektpunkt der Hinterlinse (Linse 2); P ₂ ist ein Bild, das auf dem Fluoreszenzschirm S durch die elektronische Hinterlinse (Linse 2) fokussiert wird. Um die Brennweite f _1′ der elektronischen Vorderlinse (Linse 1) durch Verringerung des Durchmessers D ₁ zu reduzieren, ohne das Fokussiersystem zu ändern, d.h. das Fokussiersystem derart beizubehalten, daß das Bild auf dem Fluoreszenzschirm S fokussiert wird, werden die elektronische Vorderlinse (Linse 1) und der Objektpunkt P ₀ in die jeweils in gestrichelten Linien eingezeichneten Positionen verschoben. Eine optische Verringerung des Durchmessers der elektronischen Vorderlinse (Linse 1) ist äquivalent mit einer Verringerung des Fokussierungssystem der Linse 1 ohne Änderung der Vergröße rung, weil die jeweiligen Vergrößerungen der Linsen 1 und 2 fest sind. Man kann also erwarten, daß der Betrag der auf die Linse 1 zurückführbaren Aberration in dem Maße abnimmt, in dem das Fokussierungssystem verkleinert wird. Konkreter heißt dies folgendes: Wenn die Apertur D ₁ der Frontlinse 1 verkleinert wird, wird der Abstand zwischen den Linsen 1 und 2 vergrößert und die Kathoden K werden verschoben. Es sei angenommen, daß M=12, Q=50×D ₂ und V _F/V _A fest ist, wobei M die Vergrößerung des Linsen systems und Q der Abstand zwischen der Linse 2 und dem Bildpunkt P ₂ ist. Ferner sei O der Abstand zwischen der Hinterlinse 2 und dem Objektpunkt P ₀ und L der Abstand zwischen den Linsen 1 und 2. Für diesen Fall sind in Fig. 14 die Änderungen der Abstände O und L in Abhängigkeit von dem Aperturverhältnis k in einer durchgezogenen bzw. einer gestrichelten Linie dargestellt. Die Apertur D ₂ der elektronischen Hinterlinse (Linse 2) beträgt in diesem Fall 6 mm. In Fig. 14 sind die Abstände O und L auf der Y-Achse aufgetragen, wobei die Apertur D ₂ als Einheit, D ₂=1, dient. Fig. 15 zeigt die errechne ten Ergebnisse der Beziehung zwischen dem Koeffizienten der sphärischen Aberration und V _f/V _A mit dem Aperturverhält nis als Parameter, wobei M = -8 und Q=50×D ₂ sind. In Fig. 15 stellen die Kurven 10, 11, 12 und 13 die Änderungen des Koeffizienten Cs der sphärischen Aberration in Abhängig keit von V _F/V _A für 1,0, 0,8, 0,6 bzw. 0,4 dar. Die in Fig. 14 in Klammern gesetzten Zahlen sind die Werte des Abstandes L ausgedrückt in der Einheit D ₂. Auf der Y-Achse ist das Verhältnis Cs/D ₂ aufgetragen.It is assumed that the electronic front lens and the electronic rear lens have the same diameter, ie k = 1, so that an optical system is formed, as is drawn in solid lines in FIG. 13. It is further assumed that the electron beams are focused on the fluorescent screen S of the cathode ray tube. In Fig. 13, P _{0 is} an object. That is, an image of the cathode formed at the crossing point by a cathode prefocusing electron lens; P ₁ is a virtual image formed by the electronic front lens (lens 1 ), ie the object point of the rear lens (lens 2 ); P ₂ is an image that is focused on the fluorescent screen S through the electronic back lens (lens 2 ). In order to reduce the focal length f _{1 'of} the electronic front lens (lens 1 ) by reducing the diameter D ₁ without changing the focusing system, ie maintaining the focusing system in such a way that the image is focused on the fluorescent screen S , the electronic front lens (lens 1 ) and the object point P _{0 is} shifted to the positions shown in broken lines. An optical reduction in the diameter of the front electronic lens (lens 1 ) is equivalent to a reduction in the focusing system of lens 1 without changing the magnification, because the respective magnifications of lenses 1 and 2 are fixed. The amount of aberration attributable to the lens 1 can therefore be expected to decrease to the extent that the focusing system is reduced. Specifically, this means the following: If the aperture D _{1 of} the front lens 1 is reduced, the distance between the lenses 1 and 2 is increased and the cathodes K are shifted. It is assumed that M = 12, Q = 50 × D ₂ and V _F / V _{A is} fixed, where M is the magnification of the lens system and Q is the distance between the lens 2 and the pixel P ₂ . Furthermore, let O be the distance between the rear lens 2 and the object point P ₀ and L the distance between the lenses 1 and 2 . For this case, the changes in the distances O and L as a function of the aperture ratio k are shown in FIG. 14 in a solid or dashed line. The aperture D _{2 of} the electronic back lens (lens 2 ) is 6 mm in this case. The distances O and L are plotted on the Y axis in FIG. 14, the aperture D ₂ serving as a unit, D ₂ = 1. Fig. 15 shows the calculated results of the relationship between the coefficient of spherical aberration and V _f / V _A with the aperture ratio as a parameter, where M = -8 and Q = 50 × D ₂ . In Fig. 15, curves 10 , 11 , 12 and 13 represent the changes in the coefficient Cs of the spherical aberration as a function of V _F / V _A for 1.0, 0.8, 0.6 and 0.4, respectively. The numbers in parentheses in FIG. 14 are the values of the distance L expressed in the unit D ₂ . The ratio Cs / D _{2 is} plotted on the Y axis.

Fig. 16 zeigt eine Fig. 15 ähnliche Darstellung. Hier ist M = -10 und Q=50×D ₂. Die Kurven 20, 21, 22, 23 und 24 zeigen die Änderungen von Cs in Abhängigkeit von V _F/V _A für k=1,0, 0,8, 0,6, 0,4 bzw. 0,3. FIG. 16 shows a representation similar to FIG. 15. Here M = -10 and Q = 50 × D ₂ . Curves 20 , 21 , 22 , 23 and 24 show the changes in Cs as a function of V _F / V _A for k = 1.0, 0.8, 0.6, 0.4 and 0.3, respectively.

Aus Fig. 15 und 16 geht folgendes klar hervor: Je kleiner das Öffnungsverhältnis k zwischen der elektronischen Vorder- und Hinterlinse ist, d.h. je kleiner die Öffnung D ₁ der elektronischen Frontlinse relativ zu der Öffnung D ₂ der elektronischen Hinterlinse ist, desto größer ist die Verbesserung der Aberration. From Fig. 15 and 16, the following is clear: the smaller the aperture ratio k is between the electronic front and rear lens aperture D ie the smaller _one of the electronic front lens relative to the aperture D ₂ of the electronic rear lens, the greater is the Improve aberration.

Somit wird ein Linsensystem mit kleiner sphärischer Aberration gebildet, indem man einen unabhängigen Vorder linsenbereich und einen unabhängigen Hinterlinsenbereich vorsieht und die elektronische Vorderlinse und die elektro nische Hinterlinse so ausbildet, daß das Aperturverhältnis k zwischen ihnen klein ist. Der Koeffizient Cs der gesamten sphärischen Aberration des zusammengesetzten Linsensystems, das aus den von den Vorder- und Hinterlinsenbereichen gebildeten Linsen 1 und 2 besteht, läßt sich durch folgende Gleichung ausdrücken:Thus, a lens system with small spherical aberration is formed by providing an independent front lens area and an independent rear lens area and forming the electronic front lens and the electronic rear lens so that the aperture ratio k between them is small. The coefficient Cs of the total spherical aberration of the composite lens system consisting of the lenses 1 and 2 formed by the front and rear lens areas can be expressed by the following equation:

Cs = k · Cs ¹ + 1/M₁⁴ · (V₁/V₂)^3/2 · Cs² (2) Cs = k · Cs ¹ + 1 / M ₁ ⁴ · (V ₁ / V ₂) ^3/2 · Cs ² (2)

worin Cs¹ und Cs² die Koeffizienten der sphärischen Aberration der Linse 1 bzw. 2 bedeuten.where Cs 1 and Cs 2 are the spherical aberration coefficients of lens 1 and 2, respectively.

Deshalb ist der Betrag der Aberration Δ r Therefore, the amount of aberration is Δ r

Δ r = M₁ · M₂ · {k · Cs ¹ ( Φ₁) + 1/M₁⁴ · ( Φ₁)^3/2 · Cs ² ( Φ₂)}- × (1/Φ₀)^3/2 · α₀³ Δ = r M ₁ ₂ · M · k · {Cs ¹ (Φ ₁) + 1 / M ₁ ⁴ · (Φ ₁) ^3/2 · Cs ² (Φ ₂)} - × (1 / Φ ₀) ^{3 / 2} · α ₀ ³

worin k das Aperturverhältnis, d.h. das Verhältnis der Apertur D ₁ der elektronischen Vorderlinse zu der Apertur D ₂ der elektronischen Hinterlinse, M ₁ und M ₂ die Vergröße rungen der Vorder- bzw. Hinterlinse, Φ ₀=V ₁ V ₃, Φ ₁= V ₂/V ₁, Φ ₂=V ₂/V ₃ und V ₁, V ₂ und V ₃ die an die erste, zweite bzw. dritte Elektrode angelegte Spannung bedeuten.where k is the aperture ratio, ie the ratio of the aperture D _{1 of} the electronic front lens to the aperture D _{2 of} the electronic rear lens, M ₁ and M ₂ the magnifications of the front and rear lens, Φ ₀ = V ₁ V ₃ , Φ ₁ = V ₂ / V ₁ , Φ ₂ = V ₂ / V ₃ and V ₁ , V ₂ and V ₃ mean the voltage applied to the first, second and third electrodes.

Aus Gleichung (3) geht hervor, daß durch Verringerung des Aperturverhältnisses k die Gesamtaberration verringert wird.From equation (3) it can be seen that by reducing the aperture ratio k the overall aberration is reduced.

Somit können die Aberrationseigenschaften der aus den beiden unabhängigen Linsen 1 und 2 bestehenden Hauptelektro nenlinsen verbessert werden, indem die Linsen 1 und 2 so konstruiert werden, daß das Aperturverhältnis k klein ist. Eine solche Hauptelektronenlinse ist jedoch unbefriedigend in Bezug auf den Astigmatismus und die Bildfeldkrümmung. Wenn ein solches zusammengesetztes Linsensystem als gemeinsame Hauptelektronenlinse für mehrere Elektronenstrahlen verwendet wird, beispielsweise für die oben anhand von Fig. 6 beschriebenen drei Elektro nenstrahlen, und so konstruiert ist, daß die drei Strahlen B _R, B _G und B _B in einer Position einander schneiden, um zur Erfüllung der Fraunhofer-Bedingungen die Coma-Aberra tion zu Null werden zu lassen, werden die Leuchtpunkte der jeweiligen Seitenstrahlen B _R und B _B verbreitert.Thus, the aberration characteristics of the main electric lenses consisting of the two independent lenses 1 and 2 can be improved by designing the lenses 1 and 2 so that the aperture ratio k is small. However, such a main electron lens is unsatisfactory in terms of astigmatism and field curvature. When such a composite lens system is used as a common main electron lens for a plurality of electron beams, for example for the three electron beams described above with reference to Fig. 6, and is constructed so that the three beams B _R , B _G and B _B intersect in one position In order to make the coma aberration zero in order to meet the Fraunhofer conditions, the luminous dots of the respective side beams B _R and B _{B are} widened.

Die japanische Veröffentlichung Nr. 55-19 755 offenbart eine Elektronenkanonenanordnung, die die Eigenschaft der Lichtpunkte der Seitenstrahlen verbessern soll. Bei dieser bekannten Elektronenkanonenanordnung umfaßt eine Hauptelektronenlinse elektronische Vorderlinsen, nämlich einen elektronischen Vorderlinsenbereich, sowie eine hiervon getrennte elektronische Hinterlinse, nämlich einen elektronischen Hinterlinsenbereich. Die elektronischen Frontlinsen bestehen insbesondere aus individuellen elektronischen Linsen, die den jeweiligen Elektronenstrahlen zugeordnet sind, während die elektronische Hinterlinse eine gemeinsame elektronische Linse für alle Elektronen strahlen ist und kleine Werte für den Astigmatismus und die Bildfeldkrümmung aufweist. Die Apertur jeder elektronischen Frontlinse ist kleiner als diejenige der elektronischen Hinterlinse. In dieser Elektronenkanonen anordnung dienen z.B. die die elektronischen Vorderlinsen der Hauptelektronenlinse bildenden Elektroden auch als Elektroden der elektronischen Kathoden-Vorfokussierungs linse. Deshalb wird an diese Elektroden dieselbe Fokussie rungsspannung angelegt, so daß der Kathodenstrom sich durch die dynamische Fokussierungsspannung ändert und die Helligkeit des Fluoreszenzschirms von Position zu Position variiert.Japanese Publication No. 55-19 755 discloses an electron gun assembly that has the property the light points of the side beams should improve. Included in this known electron gun assembly a main electron lens electronic front lenses, namely an electronic front lens area, as well a separate electronic rear lens, namely an electronic back lens area. The electronic Front lenses in particular consist of individual ones electronic lenses that reflect the respective electron beams are assigned while the electronic back lens a common electronic lens for all electrons is radiating and small values for astigmatism and has the curvature of field. The aperture of everyone electronic front lens is smaller than that the electronic rear lens. In this electron gun arrangement serve e.g. which are the electronic front lenses the electrodes forming the main electron lens also as Electrodes of electronic cathode prefocusing lens. Therefore, the same focus is applied to these electrodes voltage applied so that the cathode current changes by the dynamic focus voltage and the brightness of the fluorescent screen from position to Position varies.

Wie aus Fig. 17 hervorgeht, besitzt diese bekannte Elektronenkanonenanordnung z. B. eine Hauptelektronenlinse, aus elektronischen Frontlinsen eines Zweipotential-Elektronenlinsensystems vom Verzögerungstyp und einer elektronischen Hinterlinse eines Zweipotential-Elektronenlinsensystems vom Beschleunigungstyp. Es sind Kathoden K _R, K _G und K _B zur Aussendung von Elektronenstrahlen B _R, B _G bzw. B _B für rot, grün und blau vorgesehen. Erste Gitter G _1R, G _1G und G _1B, zweite Gitter G _2R, G _2G und G _2B sowie dritte Gitter G _3R, G _3G und G _3B für die Elektronenstrahlen B _R, B _G bzw. B _B sind hintereinander angeordnet. Hinter den dritten Gittern sind aufeinanderfolgend vierte und fünfte Gitter G₄ und G₅ angeordnet, die gemeinsam für alle Elektronenstrahlen vorgesehen sind. Der den dritten Gittern G _3R, G _3G und G _3B zugewandte Endbereich des vierten Gitters G₄ ist in drei zylindrische Elektroden G _4R, G _4G bzw. G _4B aufgeteilt, die den dritten Gittern G _3R, G _3G bzw. G _3B entsprechen. An den dritten Gittern liegt eine Spannung V₁, an dem vierten Gitter eine Spannung V₂ und an dem fünften Gitter eine Spannung V₃, wobei diese Spannungen der Ungleichung V₂ < V₁ < V₃ genügen. Die Spannungen V₁ und V₃ sind beispielsweise gleich einer Anodenspannung V _H. Die Elektroden G _4R, G _4G und G _4B des vierten Gitters G₄ und die dritten Gitter G₃ bilden die elektronischen Zweipotential-Frontlinsen einer Hauptelektronenlinse für die einzelnen Strahlen B _R, B _G bzw. B _B. Diese einzelnen Frontlinsen sind mit Lens _1R, Lens _1G bzw. Lens _1B bezeichnet. Das vierte Gitter G ₄ und das fünfte Gitter G ₅ bilden eine für die Strahlen B _R, B _G und B _B gemeinsame elektronische Zweipotential-Hinter linse 2 vom Beschleunigungstyp. Das Aperturverhältnis k der Apertur D ₁ der Elektroden G _4R, G _4G und G _4B des vierten Gitters G ₄ zu der Apertur D ₂ des vierten Gitters G ₄ an dessen dem fünften Gitter G ₅ zugewandten Ende ist kleiner als 1, d.h. k=D ₁/D ₂<1. Die Länge des vierten Gitters G ₄ ist größer als D ₁+D ₂, um den Linsenbereich der elektronischen Hinterlinse 2 von dem Linsenbereich der Frontlinsen Lens _1R, Lens _1G und Lens _1B zu trennen. Der Verlauf der Elektronenstrahlen B _R, B _G und B _M ist so bestimmt, daß sie einander im wesentlichen im Zentrum der elektronischen Hinterlinse 2 schneiden, so daß die Fraunhofer-Bedingungen erfüllt sind.As is apparent from Fig. 17, this known electron gun arrangement has, for. B. a main electron lens, composed of electronic front lenses of a two-potential electron-lens system of the delay type and an electronic rear lens of a two-potential electron lens system of the acceleration type. Cathodes K _R , K _G and K _{B are provided} for emitting electron beams B _R , B _G and B _B for red, green and blue, respectively. First grids G _{1 R} , G _{1 G} and G _{1 B} , second grids G _{2 R} , G _{2 G} and G _{2 B} as well as third grids G _{3 R} , G _{3 G} and G _{3 B} for the electron beams B _R , B _G and B _B are arranged one behind the other. Fourth and fifth grids G ₄ and G ₅ are arranged in succession behind the third grids and are provided jointly for all electron beams. The end region of the fourth grid G ₄ facing the third grids G _{3 R} , G _{3 G} and G _{3 B} is divided into three cylindrical electrodes G _{4 R} , G _{4 G} and G _{4 B,} respectively, which the third grids G _{3 R} , G _{3 G} or G _{3 B} correspond. There is a voltage V ₁ on the third grid, a voltage V ₂ on the fourth grid and a voltage V ₃ on the fifth grid, these voltages satisfying the inequality V ₂ < V ₁ < V ₃. The voltages V ₁ and V ₃ are, for example, equal to an anode voltage V _H. The electrodes G _{4 R} , G _{4 G} and G _{4 B of} the fourth grid G ₄ and the third grid G ₃ form the electronic two-potential front lenses of a main electron lens for the individual beams B _R , B _G and B _B, respectively. These individual front lenses are labeled Lens _{1 R} , Lens _{1 G} and Lens _{1 B} , respectively. The fourth grating G ₄ and the fifth grating G ₅ form an electronic two-potential rear lens 2 of the acceleration type that is common to the beams B _R , B _G and B _B. The aperture ratio k of the aperture D _{1 of} the electrodes G _{4 R} , G _{4 G} and G _{4 B of} the fourth grating G ₄ to the aperture D _{2 of} the fourth grating G ₄ at its end facing the fifth grating G ₅ is less than 1, ie k = D ₁ / D ₂ <1. The length of the fourth grating G ₄ is greater than D ₁ + D ₂ in order to separate the lens area of the electronic rear lens 2 from the lens area of the front lenses Lens _{1 R} , Lens _{1 G} and Lens _{1 B.} The course of the electron beams B _R , B _G and B _M is determined such that they intersect each other essentially in the center of the electronic back lens 2 , so that the Fraunhofer conditions are met.

Fig. 18 zeigt eine weitere bekannte Elektronenkanonenanord nung. Hier ist die elektronische Hinterlinse 2 eine Zweipotential-Elektronenlinse vom sog. Ausdehnungstyp. Die elektronische Hinterlinse 2 umfaßt vierte, fünfte und sechste Gitter G ₄, G ₅ und G ₆. An den dritten Gittern G ₃, dem vierten Gitter G ₄, dem fünften Gitter G ₅ und dem sechsten Gitter G ₆ liegen Spannungen V ₁ bis V ₄ an, die beispielsweise folgenden Bedingungen entsprechen: V ₁=V ₄=Anodenspannung, V ₂/V ₁=0,25 bis 0,40 und V ₃/V ₄=0,4 bis 0,6. Fig. 18 shows another known electron gun arrangement. Here, the back electronic lens 2 is a so-called expansion type two-potential electron lens. The electronic rear lens 2 comprises fourth, fifth and sixth gratings G ₄ , G ₅ and G ₆ . Voltages V ₁ to V _{4 are present} at the third grids G ₃ , the fourth grid G ₄ , the fifth grid G ₅ and the sixth grid G ₆ , which correspond, for example, to the following conditions: V ₁ = V ₄ = anode voltage, V ₂ / V ₁ = 0.25 to 0.40 and V ₃ / V ₄ = 0.4 to 0.6.

Die Formgebung der Hauptelektronenlinse der elektronischen Frontlinsen für die einzelnen Elektronenstrahlen, die jeweils eine kleine Apertur haben, und der elektronischen Hinterlinse, die allen Elektronenstrahlen gemeinsam ist und eine große Apertur besitzt, löst die Astigmatismus- Probleme der elektronischen Frontlinsen und die Probleme der Bildfeldkrümmung und ermöglicht es, als elektronische Hinterlinse eine Elektronenlinse zu verwenden, die kleinen Astigmatismus und geringe Bildfeldkrümmung aufweist. The shape of the main electron lens of the electronic Front lenses for the individual electron beams that each have a small aperture, and the electronic one Rear lens that is common to all electron beams and has a large aperture, triggers the astigmatism Problems of the electronic front lenses and the problems the field curvature and allows it to be electronic Back lens to use an electron lens, the little ones Has astigmatism and low field curvature.

Infolgedessen ist eine solche Hauptelektronenlinse einer Mehrstrahl-Einzelelektronenkanone in der Lage, die auf den Astigmatismus und die Bildfeldkrümmung zurückzuführende Verbreiterung der Lichtpunkte der Seitenstrahlen zu verringern bzw. zu vermeiden.As a result, such a main electron lens is one Multi-beam single-electron gun capable of firing on the astigmatism and the curvature of the field Broadening of the light spots of the side beams too reduce or avoid.

Fig. 19 zeigt die Elektrodenkonfiguration der vorangehend beschriebenen Elektronenkanonenanordnung. Für die Kathoden K _R, K _G und K _B sind erste Gitter G _1R, G _1G bzw. G _1B vorgesehen, während zweite bis sechste Gitter (G₂ bis G₆) gemeinsame Gitter bilden. So werden für die von den Kathoden K _R, K _G und K _B ausgesendeten Elektronenstrahlen der Frontlinsen Lens _1R, Lens _1G bzw. Lens _1B gebildet. Diese Linsen werden gebildet durch in der frontseitigen Endplatte des gemeinsamen dritten Gitters G₃ vorgesehene Elektronenstrahl-Übertragungsblenden h _3R, h _3G und h _3B sowie Elektronenstrahl-Übertragungsblenden h _4R, h _4G und h _4B, die in der frontseitigen Endplatte des gemeinsamen vierten Gitters G₄ ausgebildet sind. Diesen Frontlinsen entsprechend sind weitere elektronische Frontlinsen Lens _1R, Lens _1G und Lens _1B vorgesehen, um die oben angegebene Beziehung erfüllen zu können. Bei der Ausbildung der elektronischen Frontlinse werden die Elektronenstrahl-Übertragungsblenden h _3R, h _3G und h _3B in der frontseitigen Endplatte des gemeinsamen dritten Gitters G₃ und die Elektronenstrahl-Übertragungsblenden h _4R, h _4G und h _4B in der frontseitigen Endplatte des gemeinsamen vierten Gitters G₄ mit einer Presse hergestellt, so daß zylindrische Wandungen Ws um die jeweiligen Blenden entstehen, wodurch gegenseitige Störungen der betreffenden elektrischen Felder verhindert werden sollen. Die Elektronenstrahl-Übertragungsblenden in den frontseitigen Endplatten der ersten Gitter G _1R, G _1G und G _1B, dem zweiten Gitter G₂ und dem dritten Gitter G₃ dienen zur Ausbildung von entsprechenden Kathoden-Vorfokussierungslinsen für die jeweiligen Elektronenstrahlen. Die die Kathoden-Vorfokussie rungslinsen und die elektronischen Frontlinsen bildenden Elektronenstrahl-Übertragungsblenden sind koaxial mit Achsen O _R, O _G bzw. O _B, die mit den jeweiligen Elektronen strahlen fluchten. Die Achsen O _R und O _B, die den Seiten strahlen entsprechen, sind mit einem vorbestimmten Winkel gegenüber der Achse O _G des zentralen Elektronenstrahls geneigt. Die um die Elektronenstrahl-Übertragungsblenden h _3R, h _3G und h _3B ausgebildeten zylindrischen Wandungen W _s in der vorderseitigen Endpatte des dritten Gitters G ₃ und die in der rückseitigen Endplatte des vierten Gitters G ₄ ausgebildeten Elektronenstrahl-Übertragungsblen den h _4R, h _4G und h _4B sollten zu den Achsen O _R, O _G bzw. O _B koaxial sein. Dieser erfordert komplizierte Fertigungs verfahren und kann Probleme bezüglich der Fertigungsgenauig keit aufwerfen, z.B. beim Einhalten der genauen Achsen positionen. Fig. 19 shows the electrode configuration of the electron gun assembly described above. First grids G _{1 R} , G _{1 G} and G _{1 B are} provided for the cathodes K _R , K _G and K _B , while second to sixth grids (G ₂ to G ₆) form common grids. Thus, for the electron beams emitted by the cathodes K _R , K _G and K _B, the front lenses Lens _{1 R} , Lens _{1 G} and Lens _{1 B are} formed. These lenses are formed by electron beam transmission apertures h _{3 R} , h _{3 G} and h _{3 B} and electron beam transmission apertures h _{4 R} , h _{4 G} and h _{4 B} provided in the front end plate of the common third grid G ₃ End plate of the common fourth grid G ₄ are formed. Corresponding to these front lenses, further electronic front lenses Lens _{1 R} , Lens _{1 G} and Lens _{1 B are} provided in order to be able to fulfill the above-mentioned relationship. In the formation of the electronic front lens, the electron beam transmission apertures h _{3 R} , h _{3 G} and h _{3 B} in the front end plate of the common third grid G ₃ and the electron beam transmission apertures h _{4 R} , h _{4 G} and h _{4 B} in the front end plate of the common fourth grid G ₄ made with a press, so that cylindrical walls Ws arise around the respective panels, whereby mutual interference of the electrical fields in question are to be prevented. The electron beam transmission diaphragms in the front end plates of the first grating G _{1 R} , G _{1 G} and G _{1 B} , the second grating G ₂ and the third grating G ₃ are used to form corresponding cathode prefocusing lenses for the respective electron beams. The electron beam transmission diaphragms forming the cathode prefocusing lenses and the electronic front lenses are coaxial with axes O _R , O _G and O _B , respectively, which are aligned with the respective electrons. The axes O _R and O _B , which correspond to the side beams, are inclined at a predetermined angle with respect to the axis O _{G of} the central electron beam. The cylindrical walls W _s formed around the electron beam transmission apertures h _{3 R} , h _{3 G} and h _{3 B} in the front end plate of the third grid G ₃ and the electron beam transmission plates formed in the rear end plate of the fourth grid G ₄ the h _{4 R} , h _{4 G} and h _{4 B} should be coaxial to the axes O _R , O _G and O _B, respectively. This requires complicated manufacturing processes and can pose problems with regard to manufacturing accuracy, for example when maintaining the exact axis positions.

Es ist dementsprechend Aufgabe der Erfindung, die voran gehend beschriebenen Probleme herkömmlicher Elektronenkano nenanordnungen zu lösen und eine Elektronenstrahlanordnung zur Aussendung mehrerer Elektronenstrahlen zu schaffen mit einer Hauptelektrodenlinse mit mehreren elektronischen Frontlinsenbereichen für die einzelnen Elektronenstrahlen, die jeweils mit Elektronenstrahl-Übertragungsblenden versehen sind, deren Achsen parallel zueinander verlaufen, sowie mit einem für die mehreren Elektronenstrahlen gemeinsamen elektronischen Hinterlinsenbereich. Die erfin dungsgemäße Elektronenkanonenanordnung soll so konzipiert sein, daß sie sich mit Hilfe einfacher Fertigungsverfahren sehr genau herstellen läßt.Accordingly, it is the object of the invention to proceed problems described in conventional electron kano Solve arrangements and an electron beam arrangement to create multiple electron beams with a main electrode lens with several electronic ones Front lens areas for the individual electron beams, each with electron beam transmission apertures are provided, the axes of which run parallel to one another, as well as one for the multiple electron beams common electronic rear lens area. The invent electron gun arrangement according to the invention is designed in this way be that using simple manufacturing processes can be made very precisely.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Elektronenkano nenanordnung zu schaffen, die eine Kathoden-Vorfokussie rungslinse und eine elektronische Hauptlinse aufweist, deren Gitter auch die Gitter der Kathoden-Vorfokussierungs linse bilden, wobei Änderungen des Kathodenstroms aufgrund der an die Gitter angelegten dynamischen Fokussierungsströme vermieden sein sollen.It is another object of the invention to use an electron kano to create an arrangement which is a cathode prefocus tion lens and an electronic main lens, the grids of which are also the grids of the cathode prefocusing Form lens, taking changes in cathode current due to the dynamic focusing currents applied to the gratings should be avoided.

Es ist schließlich ein weiteres Ziel der Erfindung, eine Elektronenkanonenanordnung zur Verfügung zu stellen, die eine zentrale Kathode zur Aussendung eines zentralen Elektronenstrahls aufweist, die relativ zu den seitlichen Kathoden für die seitlichen Elektronenstrahlen gegenüber der Hauptelektronenlinse zurückgesetzt ist, wobei eine Verzerrung des elektrischen Felds durch Einwirkung einer nur einzelnen Linse auf den zentralen Elektronenstrahl vermieden sein soll.Finally, it is another object of the invention to provide an electron gun assembly which is a central cathode for sending out a central one Has electron beam that is relative to the lateral Opposite cathodes for the side electron beams the main electron lens is reset, one Distortion of the electric field by the action of a only single lens on the central electron beam should be avoided.

Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe dient eine Elektronenkanonenanordnung gemäß Anspruch 1.To achieve the object on which the invention is based serves an electron gun assembly according to claim 1.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung sind die jeweiligen Achsen der Elektronenstrahl-Übertragungsblenden der elektronischen Frontlinsen parallel zueinander angeordnet, obwohl für die jeweiligen Elektronenstrahlen individuelle elektronische Frontlinsen vorgesehen sind. Deshalb lassen sich die Elektronenstrahl-Übertragungsblenden mühelos mit hoher Genauigkeit ausbilden. Selbst wenn um die Elektronenstrahl-Übertragungsblenden der elektronischen Frontlinsen umlaufende Wandungen ausgebildet werden, lassen diese sich bezüglich der Abstände der zwischen den zentralen Achsen und der axialen Ausrichtung sehr genau herstellen. Obwohl die seitlichen Elektronenstrahlen gegenüber den jeweiligen optischen Achsen und der zugeordne ten elektronischen Frontlinsen einen Winkel bilden, weil die zentralen Achsen der elektronischen Frontlinsen parallel zueinander verlaufen, stellt die Aberration aufgrund der Differenzen zwischen den Pfaden der Elektronen strahlen und den Achsen der zugeordenten elektronischen Frontlinsen kein großen Problem dar, weil die elektronischen Frontlinsen so ausgebildet sind, daß die Fraunhofer-Be dingungen erfüllt sind.In the arrangement according to the invention, the respective Axes of the electron beam transmission apertures electronic front lenses arranged parallel to each other, although individual for the respective electron beams electronic front lenses are provided. Therefore leave the electron beam transmission apertures effortlessly train with high accuracy. Even if around that Electron beam transmission apertures of the electronic Front lens circumferential walls are formed, can these be the distances between the the central axes and the axial alignment very much manufacture exactly. Although the side electron beams compared to the respective optical axes and the assigned electronic front lenses form an angle, because the central axes of the electronic front lenses running parallel to each other represents the aberration due to the differences between the paths of the electrons radiate and the axes of the associated electronic Front lenses are not a big problem because of the electronic ones Front lenses are designed so that the Fraunhofer-Be conditions are met.

Im folgenden sei die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert:In the following the invention is based on the drawings explained in more detail:

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt der Elektrodenanordnung einer Elektronenkanone gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 1 shows a longitudinal section of the electrode assembly of an electron gun according to an embodiment of the invention,

Fig. 2 zeigt eine fragmentarische Querschnittsansicht eines wesentlichen Teils der Elektronenkanonenanordnung von Fig. 1, FIG. 2 is a fragmentary cross-sectional view of an essential part of the electron gun assembly of FIG. 1;

Fig. 3 zeigt eine fragmentarische Querschnittsansicht einer modifizierten Ausführung der Elektronenkanonenanord nung von Fig. 1, Fig. 3 is a fragmentary cross-sectional view showing a modified embodiment of the Elektronenkanonenanord voltage of Fig. 1,

Fig. 4 zeigt in einer grafischen Darstellung die Größe des Leuchtpunkts in Abhängigkeit von dem Kathodenstrom bei der Elektronenkanonenanordnung gemäß der Erfindung, Fig. 4 shows in a graphical representation of the size of the beam spot in response to the cathode current at the electron gun assembly according to the invention,

Fig. 5 zeigt in einer grafischen Darstellung die Größe des Leuchtpunkts in Abhängigkeit von dem Kathodenstrom bei einer herkömmlichen Elektronenkanonenanordnung, Fig. 5 shows in a graphic representation the size of the beam spot in response to the cathode current in a conventional electron gun assembly,

Fig. 6 und 7 zeigen einen Längsschnitt bzw. einen fragmen tarischen Längsschnitt der Elektrodenanordnung einer Elektronenkanonenanordnung gemäß dem Stand der Technik, FIGS. 6 and 7 show a longitudinal section and a fragmented mentary longitudinal section of the electrode assembly of an electron gun assembly according to the prior art,

Fig. 8, 9, 11 und 12 zeigen schematische Querschnittsansich ten von Elektronenkanonenanordnungen zur Erläuterung ihrer Konstruktion und ihrer Leistungsmerkmale, Fig. 8, 9, 11 and 12 show schematic Querschnittsansich th of electron gun assemblies for explaining its construction and its performance characteristics,

Fig. 10 zeigt in einer grafischen Darstellung die Änderung der sphärischen Aberration in Abhängigkeit von dem Verhält nis Brennweite zu Linsenapertur für verschiedene Werte des Verhältnisses von Länge zu Durchmesser der Elektronen linse, Fig. 10 shows in a graph the variation of the spherical aberration in dependence of the focal length to lens aperture nis behaves for different values of the ratio of length to diameter of the electron lens,

Fig. 13 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Eigenschaften der Elektronenlinse, Fig. 13 shows a schematic diagram for explaining the characteristics of the electron lens,

Fig. 14 zeigt in einer grafischen Darstellung die jeweili gen Änderungen des Abstandes zwischen einer elektronischen Frontlinse und einer elektronischen Hinterlinse und des Objektabstandes in Abhängigkeit von dem Aperturverhält nis von in Frontlinse zu Hinterlinse, Fig. 14 shows the jeweili gene changes in a graphical representation of the distance between an electronic front lens and an electronic rear lens and the object distance depending upon the Aperturverhält nis from in front lens to rear lens,

Fig. 15 und 16 zeigen in grafischen Darstellungen die Änderungen des Koeffizienzen der sphärischen Aberration in Abhängigkeit von dem Verhältnis Fokussierspannung zu Anodenspannung, FIGS. 15 and 16 show the changes in graphical representations of the Koeffizienzen of the spherical aberration in dependence on the ratio of focus voltage to anode voltage,

Fig. 17 bis 20 zeigen Querschnittsansichten von Elektroden anordnungen herkömmlicher Elektronenkanonenanordnungen, Figs. 17 to 20 show cross-sectional views of electrode arrangements of conventional electron gun assemblies,

Fig. 21 und 22 zeigen Querschnittsansichten der jeweiligen Elektrodenanordnungen von Elektronenkanonen in einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, FIGS. 21 and 22 show cross-sectional views of the respective electrode arrangements of electron guns in a second embodiment of the invention,

Fig. 23 bis 26 zeigen empirische Kurven der Änderung des Kathodenstroms in Abhängigkeit von der Fokussier spannung, Fig. 23 to 26 empirical curves show the variation of the cathode current as a function of the focusing voltage,

Fig. 27 zeigt einen Längsschnitt der Elektrodenanordnung einer Elektronenkanone gemäß einem dritten Ausführungsbei spiel der Erfindung. Fig. 27 shows a longitudinal section of the electrode assembly of an electron gun according to a third Ausführungsbei game of the invention.

In Fig. 1 und 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Elektronenkanonenanordnung gemäß der Erfindung dargestellt. Die Elektronenkanonenanordnung verwendet eine Hauptelektronenlinse vom Einpotential-Typ. Die Kathoden K _R, K _G und K _B zur Aussendung von Elektronenstrah len, z.B. für rot, grün, bzw. blau sind in der in Fig. 1 dargestellten Weise montiert. Die zentrale Kathode K _G ist so montiert, daß ihre zentrale Achse mit der zentralen Achse O _G der Elektronenkanonenanordnung fluchtet, während die Kathoden K _R und K _B auf entgegengesetzten Seiten der Kathode K _G derart montiert sind, daß ihre zentralen Achsen mit der zentralen Achse O _G der Elektronen kanonenanordnung einen Winkel einschließen. Den Kathoden K _R, K _G und K _B sind erste Gitter G _1R, G _1G bzw. G _1B zugeord net. Die zweiten bis sechsten Gitter G ₂ bis G ₆, die allen Elektronenstrahlen B _R, B _G und B _B gemeinsam zugeordnet sind, sind aufeinanderfolgend hinter den ersten Gittern G _1R, G _1G und G _1B angeordnet.In Fig. 1 and 2, a first embodiment of an electron gun assembly is shown according to the invention. The electron gun assembly uses a one-potential type main electron lens. The cathodes K _R , K _G and K _B for emitting electron beams, for example for red, green or blue, are mounted in the manner shown in FIG. 1. The central cathode K _G is mounted so that its central axis is aligned with the central axis O _{G of} the electron gun assembly, while the cathodes K _R and K _{B are} mounted on opposite sides of the cathode K _G such that their central axes are aligned with the central axis O _{G of} the electron gun assembly enclose an angle. The first grid G _{1 R} , G _{1 G} and G _{1 B are} assigned to the cathodes K _R , K _G and K _B , respectively. The second to sixth grids G ₂ to G ₆ , which are assigned to all electron beams B _R , B _G and B _B together, are arranged in succession behind the first grids G _{1 R} , G _{1 G} and G _{1 B.}

Das dritte Gitter G ₃ besitzt eine frontseitige Endplatte 31, die dem zweiten Gitter G ₂ gegenüberliegt, sowie eine rückseitige Endplatte 32, die dem vierten Gitter G ₄ gegenüberliegt. Das vierte Gitter G ₄ besitzt eine frontseitige Endplatte 41, die dem dritten Gitter G ₃ gegenüberliegt.The third grid G ₃ has a front end plate 31 , which lies opposite the second grid G ₂ , and a rear end plate 32 , which lies opposite the fourth grid G ₄ . The fourth grid G ₄ has a front end plate 41 which lies opposite the third grid G ₃ .

Die ersten Gitter G _1R, G _1G und G _1B sind koaxial zu den Kathoden K _R, K _G bzw. K _B. In den ersten Gittern G _1R, G _1G und G _1B sind zu den Kathoden K _R, K _G und K _B koaxiale Elektronenstrahl-Übertragungsblenden h _1R, h _1G bzw. h _1B ausgebildet. In dem zweiten Gitter G₂ und in der frontseitigen Endplatte 31 des dritten Gitters G₃ sind Elektronenstrahl-Übertragungsblenden h _2R, h _2G und h _2B bzw. h _31R, h _31G und h _31B ausgebildet, die zu den Elektronenstrahl- Übertragungsblenden h _1Re, h _1G bzw. h _1B koaxial sind. Die Elektronenübertragungs-Blenden des ersten Gitters G₁, des zweiten Gitters G₂ und der frontseitigen Endplatte 31 des dritten Gitters G₃ sind so ausgebildet, daß die gemeinsame zentrale Achse O _R der Elektronenstrahl-Übertragungsgitter h _1Re, h _2R und h _31R für den seitlichen Elektronenstrahl B _R und die gemeinsame zentrale Achse O _B der Elektronenstrahl-Übertragungsblenden h _1B, h _2B und h _31B für den seitlichen Elektronenstrahl B _B unter einem vorbestimmten Winkel R gegenüber der gemeinsamen zentralen Achse O _Ge der Elektronenstrahl-Übertragungsblenden h _1Ge, h _2G und h _31G für den zentralen Elektronenstrahl B _G geneigt sind und einander in einem vorbestimmten Punkt auf dieser zentralen Achse O _G schneiden.The first grids G _{1 R} , G _{1 G} and G _{1 B} are coaxial with the cathodes K _R , K _G and K _B, respectively. In the first grids G _{1 R} , G _{1 G} and G _{1 B} , coaxial electron beam transmission apertures h _{1 R} , h _{1 G} and h _{1 B are} formed with the cathodes K _R , K _G and K _B. In the second grid G ₂ and in the front end plate 31 of the third grid G ₃ electron beam transmission apertures h _{2 R} , h _{2 G} and h _{2 B} or h _{31 R} , h _{31 G} and h _{31 B are} formed which to Electron beam transmission apertures h _{1 Re} , h _{1 G} and h _{1 B are} coaxial. The electron transmission diaphragms of the first grid G ₁, the second grid G ₂ and the front end plate 31 of the third grid G ₃ are designed so that the common central axis O _{R of} the electron beam transmission grids h _{1 Re} , h _{2 R} and h _{31st R} for the lateral electron beam B _R and the common central axis O _{B of} the electron beam transmission apertures h _{1 B} , h _{2 B} and h _{31 B} for the lateral electron beam B _B at a predetermined angle R with respect to the common central axis O _{Ge of} the electron beam Transmission apertures h _{1 Ge} , h _{2 G} and h _{31 G} are inclined for the central electron beam B _G and intersect at a predetermined point on this central axis O _G.

In der rückseitigen Endplatte 32 des dritten Gitters G₃ sowie in der vorderseitigen Endplatte 41 des vierten Gitters G₄ sind Elektronenstrahl-Übertragungsgitter h _3R, h _3G und h _3B bzw. h _4R, h _4G und h _4B zur Übertragung der Elektronenstrahlen B _R, B _G bzw. B _B ausgebildet.In the rear end plate 32 of the third grid G ₃ and in the front end plate 41 of the fourth grid G ₄ are electron beam transmission grids h _{3 R} , h _{3 G} and h _{3 B} or h _{4 R} , h _{4 G} and h _{4 B} for Transmission of the electron beams B _R , B _G and B _B formed.

Zwischen den entsprechenden Elektronenstrahl-Übertragungsblenden des dritten Gitters G₃ und des vierten Gitters G₄ sind individuelle elektronische Frontlinsen Lens _1R, Lens _1G und Lens _1B für die Elektronenstrahlen B _R, B _G bzw.B _B ausgebildet. Die zentrale Achse der Elektronenstrahl-Übertragungsblenden h _4G und h _4G für den Elektronenstrahl B _G fluchtet mit der zentralen Achse O _G. Die zentralen Achsen O _R′ und O _B′ der Elektronenstrahl-Übertragungsblenden h _3R und h _4R für den seitlichen Elektronenstrahl B _R und der Elektronenstrahl-Übertragungsblenden h _3B und h _4B für den seitlichen Elektronenstrahl B _B verlaufen parallel zu der zentralen Achse B _G und sind zu dieser symmetrisch, wie in Fig. 2 dargestellt. Das heißt, die zentralen Achsen der Kathoden-Vorfokussierungslinsen für die seit lichen Elektronenstrahlen B _R und B _B sind unter einem vorbestimmten Winkel R zu der zentralen Achse der Kathoden- Vorfokussierungslinse für den zentralen Elektronenstrahl B _G geneigt, und die Achsen der Frontlinsen Lens _1R, Lens _1G und Lens _1B in der Hauptelektronenlinse sind zueinander parallel.Individual electronic front lenses Lens _{1 R} , Lens _{1 G} and Lens _{1 B} for the electron beams B _R , B _G and B _{B are} formed between the corresponding electron beam transmission diaphragms of the third grid G ₃ and the fourth grid G ₄. The central axis of the electron beam transmission apertures h _{4 G} and h _{4 G} for the electron beam B _{G is} aligned with the central axis O _G. The central axes O _R 'and O _B ' of the electron beam transmission apertures h _{3 R} and h _{4 R} for the lateral electron beam B _R and the electron beam transmission apertures h _{3 B} and h _{4 B} for the lateral electron beam B _B run parallel to the central one Axis B _G and are symmetrical to this, as shown in Fig. 2. That is, the central axes of the cathode prefocusing lenses for the lateral electron beams B _R and B _B are inclined at a predetermined angle R to the central axis of the cathode prefocusing lens for the central electron beam B _G , and the axes of the front lenses Lens _{1 R} , Lens _{1 G} and Lens _{1 B} in the main electron lens are parallel to each other.

Um die in der Endplatte 32 des dritten Gitters G₃ ausgebildeten Elektronenstrahl-Übertragungsblenden h _3R, h _3G und h _3B sind zylinderförmige Wandungen W _s angeordnet, das gleiche gilt für die in der Endplatte 41 des vierten Gitters G₄ ausgebildeten Elektronenstrahl-Übertragungsblenden h _4R, h _4G und h _4B. Diese Wandungen dienen zur gegenseitigen Isolierung der Linsen Lens _1R, Lens _1G und Lens _1B. Die Herstellung der zylinderförmigen Wandungen W _s in den Endplatten 32 und 34 kann z. B. bei der Ausbildung der Elektronen-Übertragungsblenden h _3R, h _3G, h _3B, h _4R, h _4G und h _4B erfolgen, indem man diese Platten aus einem so dicken Material herstellt, daß die Materialstärke der Höhe der zylinderförmigen Wandung W _s entspricht, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Falls es auf Schwierigkeiten stößt, die Elektronenstrahl-Übertragungsblenden in den dicken Endplatten 32 und 41 mit großer Genauigkeit herzustellen, können die Endplatten 32 und 41 auch aus einem Laminat bestehen, das durch Aufeinanderwalzen einer Vielzahl von dünnen Platten hergestellt wird, in denen zuvor miteinander übereinstimmende Löcher angebracht wurden. Zur Herstellung kann ein Laser-Laminierverfahren Anwendung finden.Cylindrical walls W _s are arranged around the electron beam transmission diaphragms h _{3 R} , h _{3 G} and h _{3 B} formed in the end plate 32 of the third grid G ₃, the same applies to the electron beam formed in the end plate 41 of the fourth grid G ₄ Transmission apertures h _{4 R} , h _{4 G} and h _{4 B.} These walls serve to mutually isolate the lenses Lens _{1 R} , Lens _{1 G} and Lens _{1 B.} The manufacture of the cylindrical walls W _s in the end plates 32 and 34 can, for. B. in the formation of the electron transfer diaphragms h _{3 R} , h _{3 G} , h _{3 B} , h _{4 R} , h _{4 G} and h _{4 B} by making these plates from such a thick material that the material thickness of the height corresponds to the cylindrical wall W _s , as shown in FIG. 2. If it is difficult to manufacture the electron beam transmission apertures in the thick end plates 32 and 41 with great accuracy, the end plates 32 and 41 can also be made of a laminate made by rolling a plurality of thin plates in which previously matched ones Holes were made. A laser lamination process can be used for the production.

Es ist auch möglich, die zylindrischen umlaufenden Wandungen W _s durch Auspressen der Elektronenstrahl-Übertragungsblenden h _3R, h _3G und h _3B bzw. h _4R, h _4G und h _4B in den Endplatten 32 bzw. 41 herzustellen, die in diesem Fall aus vergleichs weise dünnwandigem Material bestehen, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.It is also possible to produce the cylindrical peripheral walls W _s by pressing out the electron beam transmission diaphragms h _{3 R} , h _{3 G} and h _{3 B} or h _{4 R} , h _{4 G} and h _{4 B} in the end plates 32 and 41 , which in this case consist of comparatively thin-walled material, as shown in Fig. 3.

Da in einer so konstruierten Elektronenkanonenanordnung die optischen Achsen der Linsen Lens _1R, Lens _1G und Lens _1B parallel zueinander liegen, verlaufen die seitlichen Elektronenstrahlen B _R und B _B unter einem vorbestimmten Winkel gegenüber den optischen Achsen der betreffenden Linsen Lens _1R und Lens _1B. Da die Linsen Lens _1R und Lens _1B an Positionen angeordnet sind, die der Fraunhofer-Bedingung entsprechen, d.h. an Positionen, an denen die Coma-Aberrati on der Linsen gleich Null ist, wird ein Ausbreiten der Leuchtpunkte, die z.B. auf dem Fluoreszenzschirm einer Farb-Kathodenstrahlröhre erzeugt werden, aufgrund der Aberration der Elektronenstrahlen B _R und B _B verhindert. Fig. 4 zeigt eine grafische Darstellung von Meßergebnissen der Änderung der Leuchtpunktgröße in Abhängigkeit von dem Kathodenstrom Ik in der Elektronenkanonenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung in der in Fig. 1 und 2 dargestellten Konstruktion. Fig. 5 zeigt eine Fig. 4 entsprechende Darstellung für eine herkömmliche Elektro nenkanonenanordnung mit der in Fig. 19 dargestellten Konstruktion. Aus dem Vergleich von Fig. 4 und 5 wird deutlich, daß die Elektronenkanonenanordnung gemäß der Erfindung mit den Linsen Lens _1R, Lens _1G und Lens _1B mit zueinander parallelen optischen Achsen der herkömmlichen Elektronenkanonenanordnung in Bezug auf die Leuchtpunktände rung überlegen ist, weil die Elektronenkanonenanordnung gemäß der Erfindung die Fraunhofer-Bedingungen erfüllt.Since the optical axes of the lenses Lens _{1 R,} Lens _{1 G} and Lens _{1 B} are situated in a thus constructed electron gun assembly parallel to one another, the side electron beams B _R and B extend _B at a predetermined angle with respect to the optical axes of the respective lenses Lens _{1 R} and Lens _{1 B.} Since the lenses Lens _{1 R} and Lens _{1 B} are arranged at positions which correspond to the Fraunhofer condition, ie at positions where the coma aberration of the lenses is zero, the luminous dots spread out, for example on the fluorescent screen a color cathode ray tube can be generated due to the aberration of the electron beams B _R and B _B prevented. FIG. 4 shows a graphical representation of measurement results of the change in the spot size as a function of the cathode current Ik in the electron gun arrangement according to the present invention in the construction shown in FIGS. 1 and 2. Fig. 5 shows a Fig. 4 corresponding representation for a conventional electron gun assembly with the construction shown in Fig. 19. It is clear from the comparison of FIGS. 4 and 5 that the electron gun arrangement according to the invention with the lenses Lens _{1 R} , Lens _{1 G} and Lens _{1 B} with mutually parallel optical axes is superior to the conventional electron gun arrangement with respect to the illuminated dot change, because the electron gun arrangement according to the invention fulfills the Fraunhofer conditions.

Fig. 21 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer Elektronenkanonenanordnung gemäß der Erfindung. Da dieses in seiner Elektrodenanordnung im wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel gleicht, seien nur diejenigen Teile im Einzelnen beschrieben, die von dem ersten Ausführungsbei spiel abweichen. Fig. 21 shows a second embodiment of an electron gun assembly according to the invention. Since this is essentially the same as the first embodiment in its electrode arrangement, only those parts are described in detail which differ from the first embodiment.

In dem zweiten Ausführungsbeispiel wird eine hohe Anoden spannung V _H, z.B. 27 kV, an das vierte Gitter G ₄ und das sechste Gitter G ₆ angelegt. Die Zuführung der Anoden spannung von dem vierten Gitter G ₄ und dem sechsten Gitter G ₆ erfolgt über einen Leiterstift, der das vierte Gitter G ₄ und das sechste Gitter G ₆ elektrisch miteinander verbindet und mit einer auf der Innenfläche der Kathodenstrahlröhre aufgebrachten leitfähigen Schicht verbunden ist, die mit einem (nicht dargestellten) Anoden anschluß an dem Kolben der Kathodenstrahlröhre verbunden ist. An das dritte Gitter G ₃ und das fünfte Gitter G ₅ werden individuell Spannungen V _F und V_F+d über Leiter 1 bzw. 2 angelegt, die mit (nicht dargestellten) Anschluß stiften verbunden sind, die in einem an dem (nicht darge stellten) rückseitigen Ende der Kathodenstrahlröhre vorgesehenen Fuß eindringen. Die an das dritte Gitter G ₃ angelegte Vorfokussierspannung V _F ist eine feste Spannung, die z.B. 25% bis 30% der Spannung V _H beträgt, also beispielsweise den Wert 8 kV hat. Dem fünften Gitter G ₅ wird zusätzlich zu der Vorfokussierspannung V _F eine dynamische Fokussierungsspannung mit parabolischem Verlauf zugeführt, die sich z.B. in dem Bereich von 0 bis 600 V ändert. Die den ersten Gittern G ₁ (G _1R, G _1G, G _1B) und dem zweiten Gitter G ₂ zugeführten Spannungen liegen beispielsweise in der Größenordnung von 0 bis zu einigen 10 V bzw. in der Größenordnung von 600 bis 700 V.In the second embodiment, a high anode voltage V _H , for example 27 kV, is applied to the fourth grid G ₄ and the sixth grid G ₆ . The supply of the anode voltage from the fourth grid G ₄ and the sixth grid G ₆ takes place via a conductor pin which electrically connects the fourth grid G ₄ and the sixth grid G ₆ and is connected to a conductive layer applied to the inner surface of the cathode ray tube which is connected to an anode (not shown) on the piston of the cathode ray tube. At the third grid G ₃ and the fifth grid G ₅ , voltages V _F and V _F + d are individually applied via conductors 1 and 2 , respectively, which are connected to pins (not shown) which are connected to the one (not shown) ) penetrate the rear end of the cathode ray tube provided foot. The pre-focusing voltage V _F applied to the third grating G ₃ is a fixed voltage which is, for example, 25% to 30% of the voltage V _H , that is to say has the value 8 kV, for example. In addition to the pre-focusing voltage V _F, the fifth grating G ₅ is supplied with a dynamic focusing voltage with a parabolic curve, which changes, for example, in the range from 0 to 600 V. The voltages supplied to the first grids G ₁ ( G _{1 R} , G _{1 G} , G _{1 B} ) and the second grid G ₂ are, for example, in the range from 0 to a few 10 V or in the range from 600 to 700 V.

Die Kathoden K (K _R, K _G, K _B), die ersten Gitter G ₁ (G _1R, G _1G, G _1B), das zweite Gitter G ₂ und das dritte Gitter G ₃ bilden Kathoden-Vorfokussierungslinsen für die Elektro nenstrahlen B _R, B _G bzw. B _B. Das dritte Gitter G ₂ und das vierte Gitter G ₄ bilden die elektronischen Frontlinsen Lens _1R, Lens _1G und Lens _1B mit jeweils kleiner Apertur einer Hauptelektronenlinse, während das vierte Gitter G ₄, das fünfte Gitter G ₅ und das sechste Gitter G ₆ eine elektronische Hinterlinse Lens 2 der Hauptelektronenlinse bildet. Die Linse Lens 2 ist vom Einpotential-Typ und besitzt eine große Apertur. D.h. die Hauptelektronenlinse besteht aus den elektronischen Frontlinsen Lens _1R, Lens _1G und Lens _1B und der elektronischen Hinterlinse Lens 2. An die elektronische Vorfokussierungslinse der Hauptelektro nenlinse, d.h. das dritten Gitter G ₃ wird eine feste Fokussierungsspannung angelegt, während die dynamische Fokussierungsspannung d zur Korrektur der Entfernungsänderun gen zwischen den Abtastpositionen auf dem Fluoreszenzschirm und der Hauptelektronenlinse zusätzlich zu der festen Vorfokussierungsspannung an die Fokussierelektrode der elektronischen Hinterlinse, d.h. an das fünfte Gitter G ₅, angelegt wird.The cathodes K ( K _R , K _G , K _B ), the first grating G ₁ ( G _{1 R} , G _{1 G} , G _{1 B} ), the second grating G ₂ and the third grating G ₃ form cathode prefocusing lenses for the Electron rays B _R , B _G and B _B, respectively. The third grating G ₂ and the fourth grating G ₄ form the electronic front lenses Lens _{1 R} , Lens _{1 G} and Lens _{1 B} , each with a small aperture of a main electron lens, while the fourth grating G ₄ , the fifth grating G ₅ and the sixth grating G _{6 forms} an electronic back lens 2 of the main electron lens . The lens 2 is of the single potential type and has a large aperture. This means that the main electron lens consists of the electronic front lenses Lens _{1 R} , Lens _{1 G} and Lens _{1 B} and the electronic rear lens Lens 2 . A fixed focusing voltage is applied to the electronic pre-focusing lens of the main electrode lens, ie the third grating G ₃ , while the dynamic focusing voltage d for correcting the distance changes between the scanning positions on the fluorescent screen and the main electron lens in addition to the fixed prefocusing voltage to the focusing electrode of the electronic back lens , ie to the fifth grid G ₅ .

Obwohl die Elektronenkanonenanordnung in dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Hauptelektronenlinse mit elektronischen Frontlinsen besitzt, die jeweils eine kleinere Apertur haben als die elektronische Hinter linse der Hauptelektronenlinse, ist die folgende Erfindung in ihrer Anwendung hierauf nicht beschränkt, sondern auch auf verschiedene Elektronenkanonenanordnungen anwend bar, bei denen einige von mehreren Elektroden einer Hauptelektronenlinse, an die eine Fokussierungsspannung angelegt wird, einer elektronischen Kathoden-Vorfokussie rungslinse zugeordnet sind.Although the electron gun assembly in the second Embodiment of the invention, a main electron lens with electronic front lenses, each have a smaller aperture than the electronic back lens of the main electron lens, is the following invention not limited to this in their application, but rather also apply to various electron gun arrangements bar, where some of several electrodes are one Main electron lens to which a focusing voltage is applied, an electronic cathode prefocus Rung lens are assigned.

Fig. 22 zeigt ein Beispiel für eine solche Elektronenkano nenanordnung. Diese besteht aus drei Kathoden K _R, K _G und K _B und ersten bis sechsten Gittern G ₁ bis G ₆, die hintereinander angeordnet und allen Kathoden gemeinsam zugeordnet sind. Die Kathoden K _R, K _G und K _B und das erste bis dritte Gitter G ₁ bis G ₃ bilden eine elektronische Kathoden-Vorfokussierungslinse. Das dritte bis fünfte Gitter G ₃ bis G ₅ bilden Einpotential-Elektronenlinsen Lens _AR, Lens _AG und Lens _AB. Das fünfte und sechste Gitter G ₅ und G ₆ bilden Zweipotential-Elektronenlinsen Lens _BR, Lens _BG und Lens _BB. Die Einpotential-Elektronenlinse und die Zweipotential-Elektronenlinse bilden zusammen eine Hauptelektronenlinse. Üblicherweise wird eine fest niedrige Spannung an das zweite Gitter G ₂ und das vierte Gitter G ₄ angelegt. An das dritte Gitter G ₃ und das fünfte Gitter G ₅ wird eine Fokussierungsspannung angelegt. Erfindungsgemäß werden an das dritte Gitter G ₄ bzw. an das fünfte Gitter G ₅ unterschiedliche Spannungen angelegt, d.h. an das dritte Gitter G ₃ wird eine feste Fokussierungsspannung V _F angelegt und an das fünfte Gitter G ₅ wird zusätzlich zu der Fokussierungsspannung V _H eine dynamische Fokussierungsspannung angelegt. Fig. 22 shows an example of such a Elektronenkano antenna array. This consists of three cathodes K _R , K _G and K _B and first to sixth grids G ₁ to G ₆ , which are arranged one behind the other and are assigned to all the cathodes together. The cathodes K _R , K _G and K _B and the first to third gratings G ₁ to G ₃ form an electronic cathode pre-focusing lens. The third to fifth grids G ₃ to G ₅ form single-potential electron lenses Lens _AR , Lens _AG and Lens _AB . The fifth and sixth grids G ₅ and G ₆ form two-potential electron lenses Lens _BR , Lens _BG and Lens _BB . The one-potential electron lens and the two-potential electron lens together form a main electron lens. Usually a fixed low voltage is applied to the second grid G ₂ and the fourth grid G ₄ . A focusing voltage is applied to the third grid G ₃ and the fifth grid G ₅ . According to the invention, different voltages are applied to the third grid G ₄ or to the fifth grid G ₅ , ie a fixed focusing voltage V _{F is} applied to the third grid G ₃ and a dynamic one is applied to the fifth grid G _{5 in} addition to the focusing voltage V _H Focus voltage applied.

Das in Fig. 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt deren Anwendung auf eine Elektronenkano nenanordnung vom Einpotential-Typ, die der Anordnung gemäß Fig. 18 entspricht. Die Erfindung ist jedoch auch auf andere Typen von Elektronenkanonenanordnungen anwendbar, z.B. auf eine Elektronenkanonenanordnung vom Zweipotential-Typ, wie sie in Fig. 17 dargestellt ist oder eine Elektronenkanonenanordnung, bei der einige der Elektroden der Hauptelektronenlinse, an die eine Fokussierungsspannung angelegt wird, gleichzeitig als die Gitter einer Kathoden-Vorfokussierungs-Elektronenlinse dienen. The first exemplary embodiment of the invention shown in FIG. 1 shows its application to an electron potential arrangement of the single potential type, which corresponds to the arrangement according to FIG. 18. However, the invention is applicable to other types of electron gun assemblies, e.g., a two-potential type electron gun assembly as shown in Fig. 17 or an electron gun assembly in which some of the electrodes of the main electron lens to which a focusing voltage is applied are simultaneously used as the grids of a cathode prefocusing electron lens are used.

Fig. 27 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung, das dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel entspricht. In Fig. 27 sind diejenigen Teile, die weiter oben in Verbindung mit Fig. 1 bereits beschrieben wurden, mit denselben Bezugszeichen versehen wie dort und werden nicht erneut beschrieben. Bei dem dritten Ausführungsbei spiel ist der Abstand zwischen der zentralen Kathode K _G und der elektronischen Hinterlinse Lens 2 der Hauptelektronen linse größer als zwischen dieser und den Kathoden K _R und K _B, d.h. die zentrale Kathode K _G ist von der elektronischen Hinterlinse Lens 2 weiter entfernt als die Kathoden K _R und K _G. Ein der Kathode K _G zugeordnetes erstes Gitter G _1G ist soweit zurückversetzt, daß die jeweiligen Abstände zwischen den Kathoden K _R, K _G und K _B und den den zugehörigen ersten Gittern G _1R, G _1G bzw. G _1B im wesentlichen gleich sind. FIG. 27 shows a third embodiment of the invention, which corresponds to the first embodiment shown in FIG. 1. In Fig. 27, those parts which have already been described above in connection with Fig. 1 are given the same reference numerals and will not be described again. In the third embodiment, the distance between the central cathode K _G and the electronic back lens 2 of the main electron lens is greater than between this and the cathodes K _R and K _B , ie the central cathode K _G is further from the electronic back lens 2 removed as the cathodes K _R and K _G. A cathode K _G associated first grid G _{1 G} is so far recessed that the respective distances between the cathode K _R, K _G and K _B and the associated first grids G _{1 R,} G _{1 G} and G _{1 B} is substantially are the same.

Bereiche der Endplatte des zweiten Gitters G₂ sind mit Elektronenstrahl-Übertragungsblenden h _1R, h _1G und h _1B versehen und jeweils in verschiedenen Ebenen angeordnet, so daß die Bereiche parallel zu und im wesentlichen im gleichen Abstand von dem jeweiligen ersten Gitter G _1R, G _1G bzw. G _1B liegen. Um das zweite Gitter G₂ in dieser Weise zu gestalten, erstreckt sein zentraler Bereich, in dem die Elektronenstrahl-Übertragungsblende h _2G ausgebildet ist, sich in Richtung auf das erste Gitter G _1G, indem durch einen Preßvorgang ein zylindrischer Abschnitt S _G2 angeformt ist, dessen Durchmesser größer ist als derjenige des ersten Gitters G _1G, sowie eine Grundebene, die parallel zu dem ersten Gitter G _1G verläuft. Der zentrale Bereich der frontseitigen Endplatte 31 des dritten Gitters G₃, in dem sich die Elektronenstrahl- Übertragungsblende h _31R befindet, dehnt sich in Richtung auf das zweite Gitter G₂ aus, indem durch Pressen ein zylindrischer Abschnitt S _{G 3} angeformt ist, dessen Durchmesser kleiner ist als derjenige des zylindrischen Abschnitts S _{G 2}. Das dritte Gitter G₃ ist so angeordnet, daß die Bodenwandung des zylindrischen Abschnitts S _{G 3} parallel zum Bodenabschnitt S _{G 2} des zweiten Gitters G₂ verläuft. Areas of the end plate of the second grid G ₂ are provided with electron beam transmission apertures h _{1 R} , h _{1 G} and h _{1 B} and are each arranged in different planes, so that the areas are parallel to and essentially at the same distance from the respective first grid G _{1 R} , G _{1 G} and G _{1 B,} respectively. In order to design the second grid G ₂ in this way, its central region, in which the electron beam transmission aperture h _{2 G is} formed, extends in the direction of the first grid G _{1 G} by a cylindrical section S _{G 2} by a pressing process is formed, the diameter of which is greater than that of the first grid G _{1 G} , and a base plane which runs parallel to the first grid G _{1 G.} The central region of the front end plate 31 of the third grid G ₃, in which the electron beam transmission aperture h _{31 R} is located, extends in the direction of the second grid G ₂ by a cylindrical portion S _{G 3} is formed by pressing, the Diameter is smaller than that of the cylindrical section S _{G 2} . The third grid G ₃ is arranged so that the bottom wall of the cylindrical section S _{G 3 runs} parallel to the bottom section S _{G 2 of} the second grid G ₂.

Somit sind die jeweiligen Abstände der ersten Gitter G ₁ von den zugehörigen Kathoden K gleich, die Abstände der zweiten Gitter G ₂ von den zugehörigen ersten Gittern G ₁ ebenfalls jeweils gleich und die Abstände der dritten Gitter G ₃ von den zugehörigen zweiten Gittern G ₂ ebenfalls, so daß die Einwirkung der Kathoden-Vorfokussierungslinse auf alle Elek tronenstrahlen dieselbe ist, und die Äquipotentialflächen zwischen dem zweiten Gitter G _2G und dem dritten Gitter G _3G für den zentralen Elektronenstrahl B _G eine flache Ebene ist und nicht, wie bei der Anordnung von Fig. 7, derart ver zerrt, daß die Linse den zentralen Elektronenstrahl B _G in unerwünschter Weise beeinflußt.Thus, the respective distances between the first grids G ₁ from the associated cathodes K are the same, the distances between the second grids G ₂ from the associated first grids G _{1 are} also the same and the distances between the third grids G ₃ from the associated second grids G _{2 are} also the same , so that the action of the cathode prefocusing lens is the same for all electron beams, and the equipotential surfaces between the second grid G _{2 G} and the third grid G _{3 G} for the central electron beam B _{G is} a flat plane and not as in the arrangement of Fig. 7, distorted ver that the lens affects the central electron beam B _G in an undesirable manner.

Da der zentrale Bereich der frontseitigen Endplatte 31 des dritten Gitters G ₃ nach hinten vorspringt und dadurch den zylindrischen Abschnitt S _{G 3} bildet, ist der Abstand zwischen dem zylindrischen Abschnitt S _{G 3} und der rückseitigen End platte 32 größer als die Abstände zwischen den den seitli chen Elektronenstrahlen zugeordneten Abschnitten der front seitigen Endplatte 31 und der rückseitigen Endplatte 32. Da jedoch die Endplatten 31 und 32 integrale Bestandteile des dritten Gitters G ₃ sind, wird kein unregelmäßiges elektro nisches Feld erzeugt, das unerwünschte Linseneffekte auf die Elektronenstrahlen ausüben würde.Since the central region of the front end plate 31 of the third grid G ₃ protrudes rearward and thereby forms the cylindrical section S _{G 3} , the distance between the cylindrical section S _{G 3} and the rear end plate 32 is greater than the distances between the side Chen electron beam associated portions of the front end plate 31 and the rear end plate 32nd However, since the end plates 31 and 32 are integral parts of the third grid G ₃ , no irregular electronic field is generated which would have undesirable lens effects on the electron beams.

Die in den vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispielen als Hauptelektronenlinse verwendete Einpotential-Elektronen linse kann durch Einpotential-Elektronenlinse mit gestreck tem Feld ersetzt werden.The exemplary embodiments described above single potential electrons used as the main electron lens The lens can be stretched with a single-potential electron lens field to be replaced.

Aus der vorangehenden Beschreibung wird deutlich, daß die Hauptelektronenlinse bei der Elektronenkanonenanordnung gemaß der Erfindung aus elektronischen Frontlinsen und einer elektronischen Hinterlinse besteht, die voneinander getrennt ausgebildet sind, wobei die Apertur der elektronischen Frontlinsen kleiner ist als diejenige der elektronischen Hinterlinse, um die Aberration zu verkleinern, und wobei die elektronischen Frontlinsen so angeordnet und ausgebildet sind, daß ihre optischen Achsen parallel zueinander verlau fen, ohne daß die Aberration vergrößert wird. Deshalb läßt sich die erfindungsgemäße Elektronenkanonenanordnung leicht herstellen; die Achsen der Elektronenlinsen können während der Bearbeitung genau gehalten werden, und die Elektronen kanonenanordnung läßt sich unter Einhaltung der Konstruk tionsbedingungen präzise fertigen.From the preceding description it is clear that the Main electron lens in the electron gun assembly according to the invention of electronic front lenses and one electronic rear lens, which is separated from each other are formed, the aperture of the electronic Front lenses is smaller than that of electronic ones Back lens to reduce the aberration, and taking the electronic front lenses so arranged and designed are that their optical axes are parallel to each other without increasing the aberration. Therefore leaves the electron gun arrangement according to the invention easily produce; the axes of the electron lenses can during machining are kept accurate, and the electrons cannon arrangement can be made in compliance with the construct Precise manufacturing conditions.

Außerdem ist erfindungsgemäß die zentrale Kathode gegenüber den anderen Kathoden nach rückwärts verlegt, so daß die Wirkung der Fokussierungsspannung auf alle Elektronenstrah len die gleiche ist. An das dritte Gitter der Elektronen kanonenanordnung wird eine niedrige Spannung angelegt, so daß die die Kathoden-Vorfokussierungs-Elektronenlinse bil denden Gitter nahe beieinander montiert werden können, was zur Folge hat, daß die Einwirkung des elektrischen Feldes auf alle Elektronenstrahlen die gleiche ist und dadurch unerwünschte Linsenwirkungen vermieden werden.In addition, according to the invention, the central cathode is opposite the other cathodes moved backwards so that the Effect of the focusing voltage on all electron beam len is the same. The third grid of electrons cannon arrangement a low voltage is applied, so that the cathode prefocusing electron lens bil the grille can be mounted close together, what has the consequence that the action of the electric field is the same on all electron beams and thereby undesirable lens effects can be avoided.

Es wurde ferner anhand der Ausführungsbeispiele darauf hin gewiesen, daß an diejenigen Elektroden der Hauptelektronen linse, die gleichzeitig Bestandteil der Vorfokussierungs- Elektronenlinse sind, eine feste Fokussierungsspannung an gelegt wird, während an diejenigen Fokussierungs-Elektroden, die ausschließlich der Hauptelektronenlinse angehören, zu sätzlich zu dieser festen Fokussierungsspannung eine dynami sche Fokussierungsspannung angelegt wird, um die auf die Änderung des Abstands zwischen der Hauptelektronenlinse und einer Abtastposition auf dem Fluoreszenzschirm zurückzufüh rende Fokusänderung zu kompensieren. Dadurch werden Unregel mäßigkeiten in der Helligkeitsverteilung auf dem Fluores zenzschirm der Kathodenstrahlröhre aufgrund einer Einwirkung der dynamischen Fokussierungsspannung auf die Fokussierungs- Elektronenlinse der Kathode wirksam vermieden.It was also pointed out using the exemplary embodiments indicated that to those electrodes of the main electrons lens, which is also part of the pre-focusing Electron lens are attached to a fixed focus voltage is placed while on those focusing electrodes, which belong exclusively to the main electron lens in addition to this fixed focus voltage, a dynamic cal focusing voltage is applied to the Change in the distance between the main electron lens and a scanning position on the fluorescent screen to compensate for changing focus. This will make irregularity moderation in the brightness distribution on the fluorescence zenzschirm der cathode ray tube due to an action the dynamic focus voltage on the focus Electron lens effectively avoided the cathode.

Fig. 23 bis 26 zeigen in experimentell ermittelten Kurven die Änderung des Kathodenstroms in Abhängigkeit von der Fokus sierungsspannung V _F, wenn an das dritte Gitter G ₃ und das fünfte Gitter G ₅ der in Fig. 21 dargestellten Elektronen kanonenanordnung dieselbe Fokussierungsspannung V _F angelegt wird. In den Versuchen wurde die an das zweite Gitter G ₂ angelegte Spannung so geregelt, daß die Kathoden-Sperrspan nung E _KCO+100 V betrug, wenn die Fokussierungsspannung V _F, die die Elektronenstrahlen präzise im Zentrum des Fluores zenzschirms fokussiert, V _F=7,7 kV ist. Die Kathodenspan nung wurde auf solche Werte eingestellt, daß der Kathoden strom Ik 50, 100, 200 und µA betrug. Die Fokussierungsspan nung wurde im Bereich von 6,7 kV bis 8,7 kV variiert. Aus Fig. 23 bis 26 geht klar hervor, daß die Änderungen des Kathodenstroms Ik von der Fokussierungsspannung abhängt, und daß, wie am deutlichsten aus Fig. 23 erkennbar ist, die Änderung des Kathodenstrons Ik umso größer ist, je kleiner der Kathodenstrom Ik ist. Figs. 23 to 26, the variation of the cathode current show experimentally determined curves as a function of the focus sierungsspannung V _F, when to the third grid G ₃ and the fifth grid G ₅ of the electron shown in Fig. 21 gun assembly same focus voltage V _F is applied . In the experiments, the voltage applied to the second grid G _{2 was} regulated so that the cathode blocking voltage E _{KCO was} +100 V when the focusing voltage V _F , which focuses the electron beams precisely in the center of the fluorescent screen, V _F = 7 , 7 kV. The cathode voltage was set to such values that the cathode current Ik was 50, 100, 200 and µA. The focus voltage was varied in the range from 6.7 kV to 8.7 kV. From Fig. 23 to 26, it is clear that the changes of the cathode current is dependent Ik from the focusing voltage, and that, as best seen in Fig. 23 can be seen, the change in the Kathodenstrons Ik is the greater, the smaller the cathode current Ik.

Claims

1. electron gun arrangement, characterized by

a) a plurality of cathodes,
b) a main electron lens with front electron lenses, which are each arranged in the beam path of an electron beam emitted by a cathode and each form a front lens region, and with a common rear electron lens which forms a common electron lens region which is separate from the front lens regions and in which the respective beam paths of the electron beams sent from the cathodes,

further characterized in that

c) the aperture of the front electron lenses forming the respective front lens regions is smaller than the aperture of the rear lens forming the aforementioned electron lens region,
d) the respective central axes of the electron beam transmission diaphragms of the said front lens regions are each arranged parallel to one another in the beam paths of the electrodes forming the electron beams, and
e) each of the front electron regions forming the aforementioned front lens regions is designed such that the Fraunhofer conditions are met.

2. electron gun arrangement according to claim 1, characterized in that

a) a part of the electrodes of the cathode prefocusing electron lens at the same time form some of the electrodes forming the front electron lenses of the main electron lens, and means are provided to the electrodes forming the main electron lens, further to those electrodes which act as electrodes of the Serve cathode prefocusing electron lens, and to apply a focusing voltage to the front electron lenses of the main electron lens,
b) the electrodes of the cathode prefocusing electron lens, which are at the same time electrodes of the main electrode lens, are electrically insulated from the other electrodes of the main electron lens, to which the focusing voltage is applied, and
c) Means are provided in order to apply a fixed focusing voltage to those electrodes of the cathode prefocusing electron lens which are simultaneously electrodes of the main electron lens, a dynamic focusing voltage being applied to these electrodes in addition to the fixed focusing voltage, which voltage is also applied to the rest of the electrodes of the main electron lens.

3. electron gun assembly according to claim 2, characterized in that

a) the central cathode of the plurality of cathodes is at a greater distance from the rear electron lens than the lateral cathodes and
b) regions of one of the grids of the cathode prefocusing electron lens, which adjoins the cathodes, are each formed as flat surface parts, and regions of one of the gratings forming the cathode prefocusing electron lens, which adjoin said regions of said one grid adjoin and correspond to each, are designed as flat surface parts, each of which runs parallel to the corresponding areas of said grid.

4. electron gun assembly according to claim 1, characterized characterized in that one adjacent to the cathodes Grid a central flat area with a ray has opening, and two outer flat areas with Beam openings that correspond to the central flat area form an oblique angle.

5. electron gun assembly according to claim 1, characterized characterized in that one adjacent to the cathodes Grid a central flat area with a ray has opening, and two outer flat areas with Radiation openings that face the central plane Area are offset in the direction of the beam.

6. electron gun assembly according to claim 5, characterized characterized in that the two outer areas with the form an oblique angle in the central area.