NL7907676A

NL7907676A - Kathodestraalbuis.

Info

Publication number: NL7907676A
Application number: NL7907676A
Authority: NL
Original assignee: Iwatsu Electric Co Ltd
Priority date: 1978-10-18
Filing date: 1979-10-17
Publication date: 1980-04-22
Also published as: JPS588543B2; FR2439475B1; US4302704A; FR2439475A1; JPS5553857A

Description

% VO 8462 -1- f

Kathodestraalbuis

De uitvinding heeft betrekking op een kathodestraalbuis voorzien van een elektronenlens voor het versterken van de afbuiging van de elektronenbundel daarvan in combinatie met een na-versnellingselektrode. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding 5 betrekking op een elektronenlens voor afbuigingsversterking, hierna een aftastexpansielens genoemd, welke meer in het bijzonder van nut is bij een oscilloscoop en een opslagkathodestraalbuis.

, Bij een kathodestraalbuis met naversnelling of na-afbui- gingsversnelling van bekend type wordt de snelheid van de bundel-10 elektrode daarvan nadat deze de afbuigvelden hebben doorlopen, vergroot door het versnellingsveld, dat door een planair of gebogen rooster en een naversnellingselektrode op het binnenoppervlak van het omhulsel van de buis wordt opgewekt. De bundel, die op deze wijze aan een naversnelling wordt onderworpen, levert een vlek met 15 grotere helderheid op het fluorescentiescherm.

Het rooster, dat bij dit bekende type kathodestraalbuis aanwezig is, veroorzaakt evenwel een afname van het rendement van het elektronenkanon daarvan, een defocussering van de bundelvlek op het scherm en een halatie tengevolge van secundaire emissie 20 uit het rooster. Er zijn in de elektronische industrie derhalve pogingen gedaan cm kathodestraalbuizen met naversnelling zonder rooster te ontwikkelen.

In het Amerikaanse octrooischrift 3.496.406 is een dergelijke kathodestraalbuis met naversnelling zonder rooster beschre-25 ven, welke is voorzien van een quadrupolaire elektronenlens voor af-buigingsversterking en een koepelvormige, geperforeerde elektrode. Ofschoon bij deze naversnellingsinrichting de bezwaren van de roosters in een bepaalde mate kunnen worden geëlimineerd, heeft deze inrichting als eigen bezwaar, dat de vlek bij een toename van 30 de afbuighoek wordt gedefocusseerd of een niet-uniformiteit van de • 790 7 6 76 &* - · -2- vlek optreedt. De inrichting vereist ook het gebruik van slechts . het centrale gedeelte van de elektronenbundel voor het verschaffen van een vlek met gunstige eigenschappen, zodat het elektronenkanonrendement daarvan lager ligt dan dat van een kathodestraal-5 buis met naversnelling en rooster. De inrichting leidt tevens tot patroonvervormingen, welke slechts kunnen worden geëlimineerd door twee extra elektroden, die exclusief voor dat doel aanwezig zijn.

% Een ander voorbeeld van. een kathodestraalbuis met naver snelling zonder, rooster vindt men in een artikel getiteld "Box 10 Lens Design Being Tried by Tektronix in-Experimental CRTs" in

Electronics van 26 mei 1977,. pag. 50. Het artikel houdt zich bezig met een kastvormige uit vier- elektroden opgebouwde aftastexpansie-lens, waarbij de vier lenselementen afwisselend een convergente en divergente geometrie hebben en in.serie met isolatiespleten daar-15 tussen zijn opgesteld. De kastvormige aftastexpansielens· doet een aantal beperkingen van een rooster teniet. Voor bevredigende weergeef eigenschappen moet de lens evenwel, afmetingen van 6,3 x 10,5 x 2,5 cm hebben voor het verschaffen, van een weergave van 8 x 10 cm. Hierdoor worden de afmetingen van de kathodestraalbuis ontoe-20 laatbaar groot.

De uitvinding beoogt te voorzien in een aftastexpansielens ten gebruike bij verschillende typen kathodestraalbuizen, welke voorziet in een grote afbuiggevoeligheid zonder dat een vlek-defocussering optreedt.

25 Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een dergelijke lens, die een minimale hoeveelheid weergeefvervor-ming introduceert.

Een verder doel van de uitvinding is het verschaffen van een dergelijke lens, waarvan de afmetingen veel kleiner zijn dan 30 bekende lenzen met vergelijkbaar ontwerp.

Hiertoe voorziet de uitvinding in een aftastexpansie-lensstelsel ten gebruike bij een kathodestraalbuis, welke is voorzien van een elektronenkanon voor het opwekken van een bundel van elektronen, die op de trefelektrode kunnen worden gericht, afbuig-35 organen om de bundel in twee loodrechte richtingen (d.w.z. hori- 790 76 76 * '4 -3- to zontaal en verticaal) af te buigen en een naversnellingselektrode, die de baan van de bundel op zijn weg vanuit de afbuigorganen naar de trefelektrode omgeeft. Het lensstelsel bevindt zich tussen de afbuigorganen en de trefelektrode op een zodanige plaats, dat 5 tenminste het aan de trefelektrodezijde of bundeluittreedzijde gelegen uiteinde van het lensstelsel· door het veld van de naversnellingselektrode wordt beïnvloed.

Het lensstelsel omvat op een kenmerkende wijze tenminste drie buisvormige elektroden, met een in hoofdzaak rechthoekige 10 dwarsdoorsnedeconfiguratie, die axiaal, op een lijn zijn opgesteld, teneinde het mogelijk te maken dat de bundel deze elektroden kan passeren, waarbij de elektroden door tussengelegen spleten elektrisch ten opzichte van elkaar zijn geïsoleerd. Elke elektrode bezit een eerste paar tegenover elkaar gelegen zijden, die in een 15 van de orthogonale bundelafbuigrichtingen zijn gelegen, en een tweede paar tegenover elkaar gelegen zijden, welke loodrecht op het eerste paar tegenover elkaar gelegen zijden zijn opgesteld. Ter-wille van de eenvoud wordt aangenomen, dat het eerste paar tegenover elkaar gelegen zijden horizontaal is opgesteld en derhalve de 20 boven- en onderzijden van het stelsel vormen. Men kan het tweede paar tegenover elkaar gelegen zijden dan als de rechtse en linkse zijden van het stelsel beschouwen.

Volgens de uitvinding zijn de naast elkaar gelegen uiteinden van niet slechts de boven- en onderzijden doch ook van de 25 rechter- en linker-zijden van de elektroden tegengesteld gebogen volgens bogen, die op een voorgeschreven· wijze in voorafbepaalde richtingen (nl. naar het elektronenkanon en naar de trefelektrode) convex zijn. Een van de elektroden, die het dichtst bij de tref-elektrode is gelegen, omvat bovendien een eindplaat, welke het 30 bundeluittreedeind van de elektrode afsluit en waarin een langwerpige opening is gevormd, die zich evenwijdig aan de boven- en onderzijden van de elektrode uitstrekt. Het geometrische midden van deze opening valt in hoofdzaak samen met de hartlijn van de niet-afge-bogen bundel.

35 Bij het aanleggen van voorgeschreven elektrische potentia- 790 76 76 -4- len aan de drie elektroden van het lens stelsel en aan de naversnel-lingselektrode voorziet het lensstelsel derhalve in hoofdzaak in een divergerende elektronenlens, welke de bundel in een van de or-thogonale richtingen (b.v. in horizontale richting) beïnvloedt en 5 eerste en tweede convergerende elektronenlenzen, welke de bundel in de andere richting (b.v„ verticaal) beïnvloeden. De tweede convergerende elektronenlens wordt bij de opening van de aan de tref-elektrodezijde gelegen elektrode gevormd en dient, voor het convergeren van de binnenkomende bundel, welke divergeert nadat deze door 10 de eerste convergerende elektronenlens is geconvergeerd.

Het aftastexpansielensstelsel. volgens de uitvinding met de geperforeerde eindplaat en tegengesteld gebogen, naast elkaar gelegen uiteinden van de rechter- en linkerzijden van de elektroden daarvan toont niet de bezwaren en werkingen, van de bovengenoemde 15 bekende stelsels.

De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder verwijzing naar de tekening. Daarbij toontr fig. 1 een schematische langsdoorsnede van. een kathode-straalbuis, waarbij gebruik wordt gemaakt van een voorkeursuitvoe-20 ringsvorm van een aftastexpansielensstelsel volgens de uitvinding; fig. 2 een vergroot perspectivisch aanzicht van het bij de kathodestraalbuis volgens fig. 1 toegepaste lensstelsel; fig. 3 een bovenaanzicht van het lensstelsel; fig,. 4 een verticaal zijaanzicht van het lensstelsel; 25 fig. 5 een verticaal aanzicht van de aan de elektronen kanonzijde gelegen elektrode van het lensstelsel, beschouwd vanaf het bundelintreeduiteinde daarvan gericht naar het elektronenkanon van de kathodestraalbuis volgens fig. 1; fig. 6 een verticaal aanzicht van de aan de trefelektrode-30 zijde gelegen elektrode van het lensstelsel, beschouwd vanuit het bundeluittreedeinde daarvan, gericht naar de trefelektrode van de kathodestraalbuis; fig. 7 een doorsnede over de lijn VII-VXI van fig. 3; fig. 8 schematisch de afbuigversterkingswerking van het 35 lensstelsel in verticale richting; 790 76 76 -5-

• X

» fig. 9 schematisch de afbuigversterkingswerking van het lensstelsel in horizontale richting; fig. 10 de relatie tussen bundelbanen en equipotentiale lijnen, welke in horizontale richting en hij de opening bij het 5 bundeluittreedeinde van het lensstelsel aanwezig zijn; fig. 11 de relatie tussen bundelbanen en equipotentiaal-lijnen, welke in verticale richting en bij de. lensstelselopening aanwezig zijn; fig. 12A door een vereenvoudigde optische analogie de 10 verticale focusseringswerking van het lensstelsel; fig. 12B door een vereenvoudigde optische analogie de horizontale focusseringswerking van het lensstelsel; fig. 13 een juiste patroonweergave aangegeven met getrokken lijnen, en een vervormde patroonweergave aangegeven met stip— 15 pellijnen; fig. 14 een perspectivisch aanzicht van een gewijzigd aftastexpansielensstelsel volgens de uitvinding; fig. 15 een perspectivisch aanzicht van een ander gewijzigd lensstelsel; 20 fig. 16 een perspectivisch aanzicht van weer een ander gewijzigd lensstelsel; fig. 17 een perspectivisch aanzicht van een verder gewijzigd lensstelsel; fig. 18 een perspectivisch aanzicht van weer een verder 25 gewijzigd lensstelsel; fig. 19 een perspectivisch aanzicht van nog een verder gewijzigd lensstelsel; fig. 20 schematisch een langsdoorsnede van een ander type kathodestraalbuis, waarbij het lensstelsel volgens fig. 2 t/m 7 30 wordt toegepast; en fig. 21 schematisch een langsdoorsnede van weer een ander type kathodestraalbuis, waarbij eveneens gebruik wordt gemaakt van het lensstelsel volgens fig. 2 t/m 7.

In fig. 1 vindt men een kathodestraalbuis 20 van het elek-35 trostatische focusserings- en afbuigtype voor oscilloscooptoepas- 790 76 76 ► Λ -6- singen. De bij wijze van voorbeeld gekozen kathodestraalbuis 20 omvat een luchtledig omhulsel 22 van glas of een ander geschikt materiaal. Het omhulsel 22 omvat een trechtergedeelte 24 en een halsgedeelte 26r welke axiaal op een lijn met elkaar integraal 5 met elkaar zijn verenigd.

Het. trechtergedeelte 24 van· het omhulsel 22 bezit aan het voorste uiteinde daarvan een tref elektrode of scherm 28, dat in fig. 1 naar rechts is gericht. Bij deze bepaalde uitvoeringsvorm omvat de tref elektrode 28 een glazen frontplaat 30, een fos— 10 forlaag 32 op het binnenvlak van de grondplaat en een geleidende laag 34, die. op de binnenzijde van de fosforlaag is aangebracht.

Het halsgedeelte 26 van het omhulsel 22 omvat een elek— tronenkanon. 36 van normale- constructie, voorzien van een kathode 38, een eerste rooster 40, een tweede rooster 42, een eerste anode 15 44 en een tweede anode 46.. Het elektronenkanon 36 strekt zich in het algemeen in de asrichting van het halsgedeelte 26 van het. omhulsel uit en wekt een bundel van elektronen op, die naar de tref-elektrode 28 worden gericht. Op zijn weg vanuit het elektronenkanon 36 naar de trefelektrode 28 passeert de elektronenbundel een 20 paar verticale afbuigplaten 48 en daarna een paar horizontale af-buigplaten 50.. Het paar verticale afbuigplaten 48 en het paar horizontale afbuigplaten 50 buigen de elektronenbundel in orthogo-nale richtingen nl. verticaal en horizontaal op de gebruikelijke wijze af.

25 Langs de baan. van de elektronenbundel en tussen het paar horizontale afbuigplaten 50 en de trefelektrode 28 bevindt zich een uit drie elementen opgebouwd aftastexpansielensstelsel 52 in de vorm van een trapeziumvormige kast volgens de uitvinding.

Dit lensstelsel dient om de verticale en horizontale afbuigingen 30 van de elektronenbundel, te versterken teneinde een vol bestrijken van de trefelektrode 28 te verkrijgen, zoals later meer gedetailleerd zal worden toegelicht.

Het binnenoppervlak van het trechtergedeelte 24 van het omhulsel is voorzien van een derde anode of naversnellingselektrode 35 54 in de vorm van een geleidende bekleding, die met de geleidende 79076 76

• I

-7- laag 34 van de tref elektrode 28 is verbonden. Derhalve omvat de naversnellingselektrode 54 de baan van de elektronenbundel. De plaats van het. af'tastexpansielensstelsel 52 ten opzichte van de naversnellingselektrode 54 is zodanig, dat het veld van de elektro-5 de 54 tenminste het aan de trefelektrodezijde gelegen of bundel-uittreedeind van het lensstelsel beinvloedt. Deze positierelatie tussen lensstelsel 52 en naversnellingselektrode 54 is essentieel voor een juiste werking van het lensstelsel, zoals later zal blijken.

10 Bij de kathodestraalbuis 20 wordt het uit drie elementen, opgebouwde aftastexpansielensstelsel 52 in plaats van de normale roosterelektrode toegepast. De delen van de kathodestraalbuis 20, welke verschillen van het lensstelsel 52, zijn elk van normaal type en in zijn geheel op de gebruikelijke wijze opgesteld behou-15 dens wat betreft de genoemde positierelatie tussen het lensstelsel 52 en de naversnellingselektrode 54.

Derhalve kunnen de gebruikelijke potentialen aan verschillende elektroden van de kathodestraalbuis 20 worden aangelegd. Zo kan b.v. een spanning van -2000 V aan de kathode 38, -2100 - -2000 V 20 aan de eerste rooster 40, 0 V aan de tweede rooster 42, -1500 V aan de eerste anode 44, -200 - +200 V aan de tweede anode 46 en 12.000 V aan de naversnellingselektrode 54 worden aangelegd.

De eerste rooster 40 bestuurt de emissie van elektronen uit de kathode 38. De in een bundel geëmitteerde elektronen worden 25 door de tweede rooster 42 versneld en daarna door de unipotentiaal-lens, bestaande uit de tweede rooster 42, de eerste anode 44 en de tweede anode 46, gefocusseerd. De gefocusseerde elektronenbundel wordt daarna zowel in verticale als in horizontale richting afgebogen door het elektrostatische afbuigstelsel bestaande uit het 30 paar verticale afbuigplaten 48 en het paar horizontale afbuigpla-ten 50. Vervolgens versterkt het lensstelsel 52 volgens de uitvinding de verticale en horizontale afbuigingen van de elektronenbundel zodanig, dat deze het volledige oppervlak van de trefelektrode 28 kan bestrijken.

35 De fign. 2 t/m 7 tonen meer gedetailleerde afbeeldingen 790 7 6 76 ► · -8- van het lensstelsel 52. Bij deze bepaalde uitvoeringsvorm omvat het lensstelsel 52 drie in hoofdzaak buisvormige elektroden of lenselemeaten nl. een eerste of aan de elektronenkanonzijde gelegen elektrode 56, een tweede of tussengelegen elektrode 58 en een, 5 derde of aan de trefelektrodezijde gelegen elektrode 60.· Al deze elektroden 56, 58 en 60 hebben een rechthoekige· dwarsdoorsnedecon-figuratie en zijn achtereenvolgens axiaal op een lijn met de baan. van de niet-afgebogen bundel opgesteld. Het lensstelsel 52 is in zijn geheel in hoofdzaak kastvormig waarbij de uitdrukking "in 10 hoofdzaak" wordt gebruikt omdat het lensstelsel beschouwd in bovenaanzicht, als in fig. 3, een. trapeziumvormige configuratie heeft, waarvan de breedte geleidelijk, toeneemt, naar de trefelektrode 28.

De’ aan. de elektronenkaiionzijde gelegen elektrode 56 van s het lensstelsel 52 omvat een eerste paar tegenover elkaar gelegen 15 zijden 62 en 64, die in een van de orthogonale bundelafbuigrich- tingen nl. horizontaal zijn opgesteld, en een tweede· paar tegenover elkaar gelegen zijden 66 en 68, welke loodrecht op het eerste paar tegenover elkaar gelegen zijden zijn gelegen. Het eerste paar tegenover elkaar gelegen zijden 62 en 64 en het tweede paar tegenover 20 elkaar gelegen zijden 66 en 68 hebben elk precies dezelfde afmetingen en vorm.

De. bundeluittreedeinden 70, welke naar de trefelektrode 28 zijn gericht, van het eerste paar tegenover elkaar gelegen zijden 62 en 64 zijn elk gebogen volgens een boog met een voorgeschre-25 ven straal, die in een.eerste richting d.w.z. naar het elektronenkanon 36 convex is. De bundeluittreedeinden 72 van het tweede paar tegenover elkaar gelegen, zijden 66 en 68 zijn elk- gebogen volgens, een boog met. een. voorafbepaalde straal, die in een tweede richting tegengesteld aan de eerste richting, d.w.z. naar de trefelektrode 30 28 convex is.

De tussengelegen elektrode 58 van het lensstelsel 52 om-, vat eveneens een derde paar tegenover elkaar gelegen zijden 74 en 76, die coplanair met het eerste paar tegenover elkaar gelegen zijden 62 resp. 64 van de aan het elektronenkanonzijde gelegen 35 elektrode 56 zijn opgesteld, en een vierde paar tegenover elkaar 790 7 6 76 • 9 * -9- gelegen zijden 78 en 80, welke coplanair met het tweede paar tegenover elkaar gelegen zijden 66 resp. 68 van de aan de zijde van het elektronenkanon gelegen elektrode zijn opgesteld. Het derde paar tegenover elkaar gelegen zijden 74 en 76 en het vierde paar tegen-5 over elkaar gelegen zijden 78 en 80 zijn ook elk precies van dezelfde vorm en afmeting.

De bundelintreedeinden 82, welke naar het elektronenkanon 36 zijn gericht, van het derde paar tegenover elkaar gelegen zijden 74· en 76 zijn conform aan de bundeluiteinden 70 van het eerste paar 10 tegenover elkaar gelegen zijden 62 en 64 gevormd- Derhalve zijn bij deze bepaalde uitvoeringsvorm de bundelintreedeinden 82 van het derde paar tégenover elkaar gelegen zijden 74 en 76 elk gebogen volgens een boog,, die convex, is naar het elektronenkanon 36. De bundelintreedeinden 84 van het vierde paar tegenover elkaar gelegen 15 zijden 78 en 80 zijn eveneens conform aan de bundeluittreedeinden 72 van- het tweede paar tegenover elkaar gelegen zijden 66 en 68 gevormd, waarbij elk uiteinde 84 gebogen is volgens een boog, die naar de trefelektrode 28 convex is..

Tussen de aan de zijde van het elektronenkanon gelegen 20 elektrode 56 en de tussengelegen elektrode 58 is een spleet 86 aanwezig. Deze spleet moet voldoende zijn om een elektrische isolatie tussen de twee elektroden 56 en 58 te onderhouden.

De bundeluittreedeinden 88 van het derde paar tegenover elkaar gelegen zijden 74 en 76 van de tussengelegen elektrode 58 25 zijn elk gebogen volgens, een boog met een voorafbepaalde straal, die in de tweede richting d.w.z. naar de trefelektrode 28 convex is. De bundeluittreedeinden 90 van het vierde paar tegenover elkaar gelegen zijden 78 en 80 zijn elk gebogen volgens een boog met een voorafbepaalde straal, die in de eerste richting d.w.z. naar 30 het elektronenkanon 36 convex is.

De aan de zijde van de trefelektrode gelegen elektrode 60 van het lensstelsel 52 omvat een vijfde paar tegenover elkaar gelegen zijden 92 en 94, een zesde paar tegenover elkaar gelegen zijden 96 en 98 en een geperforeerde eindplaat 100, die het bundeluittreed-35 eind van de aan de trefelektrodezijde gelegen elektrode afsluit.

790 76 76 -10.-

Het vijfde paar tegenover elkaar gelegen zijden 92 en 94 is co-planair met het derde paar tegenover elkaar gelegen zijden 74 resp. 76 van de tussengelegen elektrode 58 en derhalve met het eerste paar tegenover elkaar gelegen zijden 62 resp. 64 van de 5 aan de zijde van het elektronenkanon gelegen elektrode 56 opgesteld. Het zesde paar tegenover elkaar gelegen zijden 96 en 98 is coplanair met het vierde paar tegenover- elkaar gelegen zijden 78 resp. 80 van de tussengelegen elektrode 58 en derhalve met het tweede paar tegenover elkaar gelegen zijden. 66 resp. 68 van de 10 aan de zijde van. het elektronenkanon gelegen elektrode 56.

Het vijfde paar tegenover elkaar gelegen zijden 92 en 94 en het zesde paar tegenover elkaar gelegen zijden 96 en 98 zijn ook elk van precies dezelfde vorm en afmeting.

De bundelintreedeinden 102 van het vijfde paar tegenover 15 elkaar gelegen zijden- 92 en 94 van de aan de trefelektrodezijde gelegen elektrode 60 zijn overeenkomstig de. bundeluittreedeinden 88- van het derde paar tegenover elkaar gelegen zijden 74 en 76 van de tussengelegen elektrode 58 gevormd, waarbij elk uiteinde 102 is gebogen volgens een boog, die naar de trefelektrode 28 20 convex is. De bundelintreedeinden 104 van het zesde paar tegenover elkaar gelegen zijden 96 en 98 van. de aan de trefelektrodezijde gelegen elektrode 60 zijn overeenkomstig de bundeluittreedeinden 90 van het vierde paar tegenover elkaar gelegen zijden 98 en 80 van de tussengelegen elektrode 58 gevormd, waarbij elk uiteinde 25 104 is gebogen volgens een boog, die naar het elektronenkanon 36 convex is.

Tussen de tussengelegen elektrode 58 en de aan de zijde van de trefelektrode gelegen elektrode 60 is ook een spleet 106 aanwezig, welke voldoende is om daartussen een elektrische isola-30 tie te onderhouden. De verschillende tegenover elkaar gelegen gebogen uiteinden 70, 72, 82, 84, 88, 90, 102 en 104 van de lens— stelselelektroden 56, 58 en 60 zijn zodanig gevormd, dat het midden van elk uiteinde, in dwarsrichting van het lensstelsel, samenvalt met de top van de boog waarin elk uiteinde is gevormd.

790 7 6 76 -11-

De genoemde geperforeerde eindplaat 100 is aan het bun-deluittreedeinde van de aan de trefelektrodezijde gelegen elektrode 60 gelast of op een andere wijze daaraan bevestigd. De opening 108 in deze eindplaat 100 heeft de vorm van een langwerpige 5 gleuf, welke zich evenwijdig aan het vijfde paar tegenover elkaar, gelegen zijden 92 en 94 van de aan de trefelektrodezijde gelegen elektrode 60 over in hoofdzaak de volle lengte van de eindplaat uitstrekt. De opening 108 bevindt zich centraal in de eindplaat 100 ten opzichte van de afmeting daarvan evenwijdig aan het. zesde 10 paar tegenover elkaar gelegen zijden 96 en 98 van de aan de tref— elektrodezijde gelegen elektrode 60. Derhalve valt het geometrische midden van de opening 108 tenminste bij benadering samen met de hartlijn van de elektronenbundel, welke de opening passeert zonder dat deze door. het afbuigstelsel van de kathodestraalbuis 15 20 is afgebogen.

Hieronder volgen de voorkeursafmetingen, van het aftast-expansielensstelsel 52 ten gebruike bij een kathodestraalbuis 20 waarvan wordt aangenomen, dat de schermafmeting 8 bij 10 cm bedraagt. Het lensstelsel 52 heeft in zijn geheel een axiale lengte 20 A van 42 mm, een bundeluittreedeindbreedte B van 35 mm, een hoogte of dikte C van 13 mm en een bundelintreedeincUbreedte D van 20 mm.

De eindplaatopening 108 heeft een breedte E van 6 mm.

De gebogen bundeluittreedeinden 70 van het eerste paar tegenover elkaar gelegen zijden 62 en 64 van de aan de zijde van 25 het elektronenkanon gelegen elektrode 56 hebben elk een kromtestraal van 28 mm en de gebogen bundelintreedeinden 82 van het derde paar tegenover elkaar gelegen zijden 74 en 76 van de tussengelegen elektrode 58 hebben elk een kromtestraal van 27 mm. De gebogen bundeluittreedeinden 72 van het tweede paar tegenover elkaar gelegen 30 zijden 66 en 68 van de aan de zijde van het elektronenkanon gelegen elektrode 56 hébben elk een kromtestraal van 9 mm en de gebogen bundelintreedeinden 84 van het vierde paar tegenover elkaar gelegen zijden 78 en 80 van de tussengelegen elektrode 58 hebben elk een kromtestraal van 10 mm. De gebogen bundeluittreedeinden 35 88 van het derde paar tegenover elkaar gelegen zijden 74 en 76 790 76 76 -12- van de tussengelegen elektrode 58 hebben elk een kromtestraal van 16 mm en de gebogen bundelintreedeinden 102 van het vijfde paar tegenover elkaar gelegen zijden 92 en 94 van de aan de trefelektro-dezijde gelegen elektrode 60 hebben elk. een kromtestraal van 17 mm.

5 De gebogen bundeliótbeedëmden90van het. vierde paar tegenover elkaar gelegen zijden 78 en 80 van de tussengelegen elektrode 58 hebben elk een kromtestraal van. 11 mm. en de gebogen bundelintreedeinden 104 van het zesde paar tegenover elkaar gelegen zijden 96 en 98 van de aan de zijde van de trefelektrode gelegen elektrode 60 heb-10 ben elk een kromtestraal van 10. mm.

De spleet 86 tussen de aan de zijde van het elektronenkanon gelegen elektrode 56 en de tussengelegen elektrode 58 en de· spleet 106 tussen de tussengelegen elektrode 58 en de aan de zijde van de trefelektrode gelegen elektrode. 60 hebben derhalve elk een 15 breedte van 1 mm. Al deze elektroden 56, 58 en 60 bestaan uit niet-magnetische uit roestvrij, staal bestaande platen met een dikte van 0,5 mm.

Teneinde de opening 108 in de. eindplaat 100 van de aan de trefelektrodezijde gelegen elektrode 60 volledig te benutten, 20 dient de breedte E daarvan te zijn gelegen in het gebied van ongeveer 1/5 - 3/5 van de hoogte C van het lensstelsel 52. Verder dient de breedte B van het bundeluittreedeinde van het lensstelsel 52 van ongev. 2,5 - 5,0 maal de hoogte C daarvan te bedragen teneinde te voorzien in een kathodestraalbuis met kleine afmetingen en grote 25 afbuiggevoeligheid.

Onder verwijzing naar fig. 1 is de kathodestraalbuis 20 ' voorzien van een spanningsvoedingsketen in de vorm van een potentiometer 110 om aan de drie elektroden 56, 58 en 60 van het lensstelsel 52 gewenste bedrijfsspanningen aan te leggen. Bij het bedrijven 30 van deze kathodestraalbuis 20 worden de aan de zijde van het elektronenkanon gelegen elektrode 56 en de aan de zijde van de trefelektrode gelegen elektrode 60 van het lensstelsel 52 op potentialen gehouden, welke hoger liggen dan de potentiaal (-2000 V) van de kathode 38 van het elektronenkanon 36 doch lager liggen dan de poten-35 tiaal (12.000 V) van de naversnellingselektrode 54. De tussengelegen 790 7 6 76 -13- elektrode 58 wordt op een potentiaal gehouden, welke lager ligt dan de potentialen van de andere elektroden 56 en 60. Derhalve legt de potentiometer 110 b.v. 0 V aan de elektrode 56 en de elektrode 60 en -1000 - -800 V aan de tussengelegen elektrode 58 aan.

5 Voor een juiste werking van het lensstelsel 52 moet het veld van de naversnellingselektrode 54 de opening 108 in de eindplaat 100 van de elektrode 60 op een stabiele wijze beïnvloeden.

• Hiertoe kan het lenssteisel 52 zodanig worden opgesteld, dat de naversnellingselektrode 54 tenminste de geperforeerde eindplaat 100 10 omgeeft, zoals is aangegeven. Deze opstelling is echter niet absoluut noodzakelijk; de geperforeerde eindplaat 100 kan meer of minder dicht bij het aan de elektronenkanonzijde gelegen uiteinde van de naversnellingselektrode 54 worden opgesteld mits het veld van de naversnellingselektrode de opening 108 op een. positieve wijze be-15 invloedt.

Bij een lensstelsel· 52 van de bovenbeschreven constructie scheiden gebogen spleten niet slechts de bovenzijden en onderzijden (zoals b.v. beschouwd in fig. 2) doch ook de tegenover elkaar gelegen laterale’zijden van de elektroden 56, 58 en 60 van elkaar. Voorts 20 zijn de gebogen spleten tussen de bovenzijden en onderzijden van elke twee naast elkaar gelegen elektroden tegengesteld georienteerd aan de gebogen spleten tussen de laterale zijden van de twee naast elkaar gelegen elektroden. Een ander kenmerk is gelegen in de aanwezigheid van de geperforeerde plaat 100 bij het bundeluittreedein-25 de van de aan de trefelektrodezijde gelegen elektrode 60. Op welke wijze deze maatregelen bijdragen tot het bereiken van de bovengenoemde oogmerken van de uitvinding blijkt uit de hierna volgende toelichting op de werking van het stelsel.

Werking 30 Bij de werking van het aftastexpansielensstelsel 52 kan, zoals vermeld, 0 V aan de elektrode 56 en de elektrode 60 en -1000 - -800 V aan de tussengelegen elektrode 58 worden toegevoerd vanuit de potentiometer 110. De aan de verschillende elektroden van de kathodestraalbuis 20 aangelegde spanningen zijn reeds 35 genoemd. Pig. 8 toont de werking van het lensstelsel 52 in verti- 790 7 6 76 < ............... " ....... 111 11 ------- ------1--1--- -14- cale richting en. fig. 9 toont de werking daarvan in horizontale richting.

In fig. 8 geven de getrokken lijnen 112 de buitenste banen van. de elektronenbundel aan, welke door het paar verticale af-5 buigplaten 48 van. de kathodestraalbuis 20 in verticale richting is af gebogen. In. het lensstelsel 52 volgt de elektronenbundel niet de gestippelde banen doch de. met een getrokken lijn aangegeven banen • 112.. Daarna bombardeert de bundel na de opening 108 in de eind- ! plaat 100 van de elektrode 60 te hebben, gepasseerd de trefelektrode 10 28.

! Fig·. 9 stelt de buitenste banen. 114 van. de elektronenbun— del voor, die door het paar horizontale afbuigplaten 50 in horizontale richting is afgebogen. De. bundel volgt niet de gestippelde banen doch volgt waar de horizontale afbuighoek door het lensstelsel 15 52 wordt-vergroot de getrokken banen 114 naar de trefelektrode 28 via de lensstelselopening 108.

Fig. 10 toont de equipotentiaallijnen 116, welke de hort· . . zontale potentiaalverdeling in en bij de opening 108 van het lensstelsel aangeven tengevolge van het potentiaalverschil tussen de 20 elektrode 60 en de naversnellingselektrode 54. De horizontale equipotentiaallijnen zijn zo lineair, dat zij de bundel, welke de verschillende banen 114' en 114" in horizontale richting volgt nauwelijks beinvloeden, waardoor de bundel onafhankelijk van de banen daarvan op de juiste wijze op de trefelektrode 28 wordt gefocusseerd.

25 De verticale potentiaalverdeling in en bij de opening 108 van het lensstelsel wordt daarentegen weergegeven door de equipotentiaallijnen 118 van fig. 11. Delen van deze equipotentiaallijnen 118 wijken in de elektrode 60 via de opening 108 daarvan uit, waardoor een convergerende elektronenlens wordt gevormd. Derhalve wordt ‘ 30 de elektronenbundel, die. het lensstelsel. 52 in convergerende toestand binnentreedt, eerst door een convergerende elektronenlens in het lensstelsel gefocusseerd, waarna de bundel begint te divergeren en deze daarna opnieuw (ditmaal op de trefelektrode 28) wordt gefocusseerd door de tweede convergerende lens, die bij "de opening 35 van het lensstelsel aanwezig is.

790 7 6 76 -15-

Aangezien de verticale potentiaalverdeling bij de opening 108 van het lensstelsel verloopt als aangegeven in fig. 11, ondergaat de elektronenbundel, welke de axiale baan 112' volgt, de invloed van de tweede convergerende lens in sterkere mate dan 5 de bundel, welke de buitenste (bovenste en onderste) banen volgt, zoals aangegeven bij 112". De genoemde eerste convergerende lens, gevormd door de drie elektroden 56, 58 en 60 van het lensstelsel 52, exclusief de geperforeerde eindplaat 100 daarvan, is zodanig, dat de convergerende werking daarvan minder sterk is in en bij de 10 lensas dan bij de bovenste en onderste eindgedeelten daarvan. Derhalve vormen de brandpunten van de bundel·, welke de eerste convergerende lens langs de verschillende banen in verticale richting heeft, doorlopen een gebogen meetkundige plaats, welke in. fig. 11 bij 120 is aangegeven.

15 Derhalve zou wanneer de tweede convergerende lens bij de opening 108 van het lensstelsel niet aanwezig was, de bundel, die het lensstelsel 52 heeft verlaten, langs de gestippelde gebogen lijn 122 van fig. 11 worden gefocusseerd. Het resultaat zou een de-focussering op de tref elektrode 28 van de bundel zijn, welke banen 20 heeft gevolgd, welke afwijken van de axiale baan. Derhalve zou de weergave op het scherm van de kathodestraalbuis 20 vaag zijn, meer in het bijzonder bij bovenste en onderste gedeelten daarvan.

Dankzij de aanwezigheid van de tweede convergerende lens, welke bij de opening 108 van het lensstelsel aanwezig is, treedt een 25 dergelijke vervaging evenwel niet op aangezien de bundel, welke langs de verschillende banen in verticale richting is voortgeplant, op de juiste wijze om de trefelektrode 28 zoals in fig. 11 wordt gefocusseerd.

Uit het bovenstaande blijken de functies van de opening 30 108 van het lensstelsel. De plaats, de breedte en andere karakte ristieken van deze opening verdienen de grootste aandacht om het mogelijk te maken, dat hierdoor op een doeltreffende wijze de gebogen meetkundige plaats 120 van de brandpunten van de eerste convergerende lens wordt gecompenseerd. Dergelijke karakteris-35 tieken van de opening 108 van het lensstelsel moeten ook worden be- 790 76 76 -16- paald ten opzichte van de positie waarin de elektronenbundel van looprichting binnen het lensstelsel 52 verschuift opdat de opening het laten passeren van. in hoofdzaak alle bundelelektronen mogelijk maakt* Wanneer de geperforeerde eindplaat 100 op de juiste wijze 5 wordt gedimensioneerd en opgesteld, draagt deze in aanzienlijke wijze bij tot de uniformiteit van de bundelvlekafmeting op de tref-elektrode 28, waardoor de kwaliteit van de weergave wordt verbeterd.

Fig. 12A toont een vereenvoudigde optische analogie van de boven toegelichte verticale focusseringswerking van de kathode-10 straalbuis 20 inclusief het lensstelsel 52, terwijl fig. 12B een soortgelijke illustratie is van de horizontale focusseringswerking van de kathodestraalbuis. Fig- 12A komt overeen met de fign. 8 en 11 en fig. 12B komt overeen met de fign. 9 en 10.

Een convergerende lens 124, weergegeven in fig. 12A, is 15 optisch equivalent met de combinatie van de tweede rooster 42, de eerste anode 44 en de tweede anode 46. Fig.. 12A toont ook de eerste convergerende lens 126, welke door en in het lensstelsel 52 exclusief de geperforeerde eindplaat 100 daarvan wordt gevormd en de tweede convergerende lens 128, die bij de opening 108 van.de eind-20 plaat wordt gevormd.

Derhalve voorziet het lensstelsel 52 in hoofdzaak in de twee convergerende lenzen 126 en 128 voor de verticale focusse-ring van de elektronenbundel. De eerste convergerende lens 126 fo- . cusseert de bundel in een punt op een afstand voor de tweede lens 25 128. De bundel treedt de tweede convergerende lens 128 in diverge rende toestand binnen en wordt daardoor opnieuw op de trefelektrode 28 gefocusseerd.

De convergerende lens 124 in fig. 12B is dezelfde als de lens 124 van fig. 12A. Door het lensstelsel 52 wordt een diver-30 gerende lens 130 verschaft óm de afbuiging van de bundel in horizontale richting te versterken, zoals onder verwijzing naar fig. 9 en 10 is toegelicht.

De fign. 12A en 12B tonen ook de dwarsdoorsnedevormen 132, 134, 136 en 138 van de elektronenbundel in vlakken, welke resp. 35 zijn aangegeven met 140, 142, 144 en 146. Deze dwarsdoorsnedevormen 790 76 76 “ ‘ ' -17- zijn een gevolg van de combinatie van de bovenbeschreven verticale en horizontale focusseringswerkingen van de kathodestraal-buis 20.

In het algemeen hebben kathodestraalbuizen met aftast-5 expansielenzen, die achter de afbuigstelsels daarvan zijn opgesteld, de neiging om vervormingen van het op de trefelektroden of schermen weergegeven patroon te veroorzaken. De patroonvervormingen kunnen in verticale of horizontale richting of in beide richtingen, optreden. Fig.. 13 toont een dergelijk. vervormd patroon 148, dat 10 zich onderscheidt, van een niet' vervormd patroon 150. Het weergegeven patroon 148 heeft een zgn. kussenvervorming, waarbij de vier zijden alle concaaf zijn. Het aftastexpansielensstelsel 52 volgens de uitvinding introduceert dergelijke patroonvervormingen niet en wel cm de volgende redenen.

15 De bundelingangseinden 82 van het paar tegenover elkaar gelegen zijden 74 en 76 van tussengelegen elektroden 58 van het lensstelsel 52 zijn convex naar het elektronenkanon 36 en de tegenover elkaar gelegen bundeluittreedeinden 70 van het paar tegenover elkaar gelegen zijden 62 en 64 van de aan de elektronenkanonzijde 20 gelegen elektrode 56 zijn op een overeenkomstige wijze convex.

Verder zijn de bundeluittreedeinden 88 van het paar tegenover elkaar gelegen zijden 74 en 76 van de tussengelegen elektroden 58 convex naar de trefelektrode 28 en zijn de tegenover elkaar gelegen bundelingangseinden 102 van het paar tegenover elkaar gelegen zijden 25 92 en 94 van de aan de trefelektrodezijde gelegen elektrode 60 op een overeenkomstige wijze convex. Derhalve oefent het lensstelsel 52 een betrekkelijk sterke convergentiewerking uit op de elektronenbundel, die zich bij het paar tegenover elkaar gelegen zijden 74 en 76 van de tussengelegen elektrode 58 en bij hun middengedeel-30 ten ten opzichte van de dwarsrichting van het lensstelsel bewee#,waar-door dienovereenkomstig de verticale afbuiging van de bundel, die deze banen aflegt, wordt vergroot.

De bundelingangseinden 84 van het paar tegenover elkaar gelegen zijden 78 en 80 van de tussengelegen elektrode 58 zijn con-35 vex naar de trefelektrode 28 en de tegenover gelegen bundeluittreed- 790 76 76 -18- einden 72 van het paar tegenover elkaar gelegen zijden 66 en 68 van de aan de. elektronenkanonzijde gelegen elektrode 56 zijn overeenkomstig convex. Voorts zijn de bundeluittreedeinden 90 van het paar tegenover elkaar gelegen zijden 78 en 80 van de tussengelegen elek-5 troden 58 convex naar het elektronenkanon 36 en zijn de tegenover gelegen bundelingangseinden 104 van het paar tegenover elkaar gelegen zijden 96 en 98 van de aart de trefelektrodezijde gelegen elektrode 60 dienovereenkomstig convex. Derhalve oefent het lensstelsel 52 een betrekkelijk sterke divergente werking uit op de. elektronen-10 bundel/ welke zich bij het paar tegenover elkaar gelegen zijden 78 en 80 van. de tussengelegen. elektrode 58 beweegt en bij hun middens in een verticale richting, waardoor de horizontale afbuiging van de bundel/ die deze banen volgt, dienovereenkomstig wordt vergroot.

Op deze wijze elimineert het aftastexpansielensstelsel 15 52 volgens de uitvinding op een doeltreffende wijze de kussenver- vorming volgens fig. 13, waardoor de kathodestraalbuis 20 het juiste patroon 150 kan weergeven.

Bij voorkeur, is de verticale afbuiggevoeligheid van de kathodestraalbuis 20 met het lensstelsel 52, als boven beschreven, 20 ongeveer 30-40% groter dan die van de gebruikelijke kathodestraal-buizen van het roos ter type. Dit voordeel is een gevolg van de twee convergerende elektronenlenzen 126 en 128, fig. 12A, gevormd door het lensstelsel 52 voor het versterken van de verticale bundelaf-buiging.

25 De horizontale afbuiggevoeligheid van de kathodestraal buis 20 is eveneens ongeveer 30-40% groter dan die van de gebruikelijke kathodestraalbuis van het roostertype. Ben reden hiervoor is, dat als beschouwd in bovenaanzicht, zoals in fig. 3 en 9, het lensstelsel 52 trapeziumvormig is, waarbij de tegenover elkaar gelegen 30 zijden daarvan zich in hoofdzaak evenwijdig aan de buitenste banen van de horizontaal afgebogen bundel uitstrekken. Een andere reden is, dat de tegenover gelegen einden 72, 84, 90 en 104 van de tweede, vierde en zesde paren tegenover elkaar gelegen zijden van de drie lensstelselelektroden 56, 58 en 60 alle zodanig zijn gebo-35 gen, dat aan de horizontaal afgebogen bundel een grotere divergen- 790 7 6 76 -19- tie wordt medegedeeld.

Een ander voordeel van de uitvinding is, dat de afmeting van het lensstelsel 52 tot- een minimum kan worden gereduceerd. Dit is in de eerste plaats een gevolg van het feit, dat de lens 5 126 volgens fig. 12A sterk, convergerend is en de lens 130 volgens fig. 12B sterk divergerend is. In de tweede plaats kan het span-ningsweerstandsvermogen van het lensstelsel 52 betrekkelijk gering zijn aangezien het vereiste potentiaalverschil tussen de elektrode 56 en de tussengelegen elektrode 5.8 en dat. tussen de tussengele-10 gen elektrode 58 en de elektrode 60 slechts ongeveer 1000 V be-• draagt. Derhalve is de afmeting van het lensstelsel volgens de uitvinding minder dan de helft van die van de bekende lens, zoals deze is beschreven in het bovengenoemde, artikel in Electronics van 26 mei 1977.

15 Een van de kenmerken van het lensstelsel 52 is, dat hierdoor elektronenlenzen worden verschaft niet slechts door de tussengelegen elektrode 58 en de elektrode 60 doch ook. door de elektrode 56 en de tussengelegen elektrode 58. Derhalve effectueert het lensstelsel 52 de richtingsveranderingen van de elektronenbun-20 del en de expansie van de afbuighoeken in een aantal trappen, waardoor men een bundelvlek met een betere kwaliteit verkrijgt dan die, welke wordt verkregen onder gebruik van een stelsel met een enkele trap. Hierdoor is tevens een meer gemakkelijke instelling van de afbuighoeken en een meer gemakkelijke instelling van de lensstel-25 selopening ten opzichte van de afbuighoeken mogelijk. Door de eliminatie van het gebruikelijke rooster wordt bij de kathodestraal-buis 20, waarbij het lensstelsel 52 wordt toegepast, het rendement van het elektronenkanon bovendien met ongeveer 50% verhoogd vergeleken met dat van een kathodestraalbuis van het roostertype.

30 Modificaties

Het aftastexpansielensstelsel volgens de uitvinding kan op een groot aantal verschillende wijzen worden gemodifieerd. Hierna zullen enige representatieve voorbeelden van dergelijke modificaties worden besproken. Sommige delen van deze representa-35 tieve modificaties komen overeen met de overeenkomstige delen van 790 7 6 76 -20- het lensstelsel 52. Deze delen zullen derhalve, indien nodig, van dezelfde verwijzingen worden voorzien als die, welke zijn gebruikt voor het aanduiden van de overeenkomstige delen van het lensstelsel 52 en de beschrijving van deze delen zal worden weggelaten.

5 Fig. 14 toont een dergelijk gewijzigd lensstelsel 52a, dat een nauwkeurig rechthoekige of tastvormige configuratie heeft in. plaats van trapeziumvormig, als beschouwd in bovenaanzicht , zoals het geval, ia bij het. eerst beschreven lensstelsel 52. Bij deze doosvomnige. configuratie liggen de tweede., vierde en zesde pa-10 ren tegenover elkaar gelegen zijden 66a, 68a, 78a, 80a, 96a., 98a van drie samenstellende elektroden 56a,. 58a en. 60a progressief verder van de banen van de elektronenbundel dan de overeenkomstige zijden van het lensstelsel 52. De tegenover gelegen einden 72a, 84a, 90a en 104a van deze zijden zijn derhalve gebogen volgens bogen 15 met grotere stralen dan de overeenkomstige' tegenover gelegen einden in het lensstelsel 52. Het gewijzigde lensstelsel· 52a komt wat de andere constructieve en operationele details betreft overeen met het stelsel 52 ,en men verkrijgt met dit stelsel dezelfde voordelen.

Bij een ander gewijzigd lensstelsel 52b, weergegeven in 20 fig. 15, is het bundeluittreedeind van de aan de trefelektrodezijde gelegen elektrode 60b gebogen volgens een boog, die convex is naar de trefelektrode.. Ben geperforeerde eindplaat 100b bij het bundel-uittreedeinde van de elektrode 60b is eveneens op een. overeenkomstige wijze gebogen. Men kan deze constructie gebruiken voor het instel-25 len van de afbuigversterkingseigenschappen van het lensstelsel indien dit vereist is.

Weer een ander gewijzigd lensstelsel 52c volgens fig. 16 is in het algemeen klokvormig, beschouwd in bovenaanzicht, waarbij de aan de trefelektrodezijde gelegen elektrode 60c een waarneem-30 bare uitloop vertoont. De overige details komen overeen met die van het lensstelsel 52.

Fig. 17 toont een verder gewijzigd lensstelsel 52d, waarbij de verschillende tegenover gelegen uiteinden van de elektroden 56d, 58d en 60d van het stelsel convex zijn in een richting, tegen-35 gesteld aan de richting waarin de overeenkomstige einden bij het 790 7 6 76 -21- lensstelsel 52 convex zijn. Derhalve zijn de tegenover gelegen uiteinden 70d en 82d van het eerste paar tegenover elkaar gelegen zijden van de aan de elektronenkanonzijde gelegen elektrode 56d de en het derde paar tegenover elkaar gelegen zijden van/tussengele-5 gen elektrode 58d getogen volgens bogen, die convex zijn naar de tref elektrode. De tegenover gelegen einden 72d en 84d van het tweede paar tegenover elkaar gelegen zijden van de aan de zijde van het elektronenkanon gelegen elektrode 56d en het vierde paar tegenover elkaar gelegen zijden van de tussengelegen elektrode 58d 10 zijn gebogen volgens, bogen, die convex zijn naar het elektronenkanon. De tegenover gelegen, einden 88d en 182d van het derde paar tegenover elkaar gelegen, zijden van de tussengelegen elektrode 58d en het vijfde paar tegenover elkaar gelegen zijden van de aan de zijde van de tref elektrode gelegen elektrode 60d zijn gebogen vol-15 gens bogen, die convex zijn naar het elektronenkanon .De tegenover . gelegen einden 90d en 104d van het vierde paar tegenover elkaar gelegen zijden van de tussengelegen elektrode 58d en het zesde paar tegenover elkaar gelegen zijden van de aan de zijde van de tref-elektrode gelegen elektrode 60d zijn gebogen volgens bogen, die 20 convex zijn naar de trefelektrode.

Bij een dergelijke constructie van het gewijzigde lensstelsel 52d worden tijdens het bedrijf daarvan de elektrode 56d en de elektrode 60d op aardpotentiaal gehouden en wordt de tussengelegen elektrode 58d b.v. op +2500 - 3000 V gehouden. De overige 25 constructie- en bedrij fsdetails komen overeen met die van het lensstelsel 52.

Bij een verder gewijzigd lensstelsel 52e, weergegeven in fig. 18, zijn de randen tussen de zijden van de drie elektroden 56e, 58e en 60e daarvan alle afgerond, zodat het lensstelsel in 30 dwarsdoorsnede in hoofdzaak elliptisch is. Desalniettemin blijkt, dat de aan de elektronenkanonzijde gelegen elektrode 56e van het lensstelsel 52e in hoofdzaak vier zijden 62e, 64e, 66e en 68e heeft, de tussengelegen elektrode 58e in hoofdzaak vier zijden 74e, 76e, 78e en 80e heeft, en de aan de zijde van de trefelektrode 35 gelegen elektrode 60e in hoofdzaak vier zijden 92e, 94e, 96e en 98e 790 76 76 -22- heef t, evenals bij het lensstelsel 52. Voorts zijn de tegenover gelegen uiteinden 70e en 82e, 72e en 84e, 88e en 102e en 90e en 104e van deze elektroden, alle op dezelfde wijze gebogen als de overeenkomstige elektrode-einden van het lensstelsel 52. Dit gewijzigde 5 lensstelsel 52e komt derhalve in wezen overeen met het lensstelsel 52.

Fig.. 19 toont, weer een ander gewijzigd lensstelsel 52f, waarbij de aan de zijde van het elektronenkanon gelegen elektrode 56 van het lensstelsel 52 is verdeeld in een aan· de zijde van het 10 elektronenkanon gelegen elektrode 56f en een eerste tussengelegen elektrode 56f.’. Het lensstelsel 52f omvat bovendien de tweede tus-I sengelegea elektrode 58, welke identiek, is aan de. tussengelegen elektrode van het lensstelsel 52, en de aan de trefelektrodezijde gelegen elektrode 60, welke identiek is aan de aan de trefelektro-15 dezijde gelegen elektrode van het· lensstelsel. 52.

De aan de zijde van het elektronenkanon gelegen elektrode 56f. van het lensstelsel 52f omvat een paar tegenover elkaar gelegen zijden 62f en. 64f en nog een paar tegenover· elkaar gelegen zijden 66f en 68£. De eerste tussengelegen elektrode 56f * omvat een 20 paar tegenover elkaar gelegen zijden. 62£' en 64f' en nog een paar tegenover elkaar gelegen zijden 66f' en 68f1. De bundeluittreedein-den 160 van het paar tegenover elkaar gelegen zijden 62f en 64f van de elektrode 56£. en de tegenover gelegen bundelingangseinden 162 van het paar tegenover elkaar gelegen zijden 62£’ en 64f' van de 25 eerste tussengelegen elektrode 56f' zijn. op een overeenkomstige wijze gebogen volgens bogen, die convex zijn naar de trefelektrode.

De bundeluittreedeinden 164 van het paar tegenover elkaar gelegen, zijden 66f en 68f van de elektrode 56f en de tegenover gelegen bundelingangseinden 166 van het paar tegenover elkaar 30 gelegen zijden 66£' en 68f' van de eerste tussengelegen elektrode 56f' zijn op een overeenkomstige wijze gebogen volgens bogen, die convex zijn naar het elektronenkanon. Tussen de elektrode 56f en de eerste tussengelegen elektrode 56f’ is een spleet 168 aanwezig, welke voldoende is om in een elektrische isolatie tussen de elek-35 troden te voorzien.

790 76 76 - -23-

De bimdeluittreedeinden 170 van. het paar tegenover elkaar gelegen zijden 62f' en 64f ’ van de eerste tussengelegen elektrode 56f * zijn elk gebogen volgens een boogf die convex is naar het elektronenkanon- De bundeluittreedeinden 172 van het paar tegen-5 over elkaar gelegen zijden 66f ’ en 68f' van de eerste tussengelegen elektrode 56f' zijn elk gebogen volgens een boog,, welke convex is naar de trefelektrode- De overige constructiedetails van het lensstelsel 52f 2fc)n precies dezelfde als die, welke boven zijn beschreven onder verwijzing naar, het lensstelsel 52.

10 Tijdens de werking van het lensstelsel 52f kan de elektro de 56f op aardpotentiaal worden gehouden en de eerste tussengelegen elektrode 56f* b.v. op -300 - +300 · V. Met dit lensstelsel 52f kunnen weergeefvervormingen worden gecorrigeerd door een instelling van de aan de eerste tussengelegen elektrode 56£' aangelegde poten-15 tiaal. Het is eveneens mogelijk de afbuighoeken evenals convergente en divergente werking van het lensstelsel in te stellen.

Indien gewenst kan de elektrode 56 van het lensstelsel 52 worden verdeeld in drie of meer secties en wel in wezen op dezelfde wijze als de aan de zijde van het elektronenkanon gelegen 20 elektrode bij het lensstelsel 52f volgens fig. 19 in twee secties is verdeeld. Het resulterende lensstelsel omvat dan vijf of meer elektroden.

In fig. 20 is het lensstelsel 52 volgens de uitvinding in plaats van het gebruikelijke rooster opgenomen in een kathode-25 straalbuis 20a met drie quadrupolaire lenzen 180, 182 en 184.

De lenzen 180 en 182 nemen de plaats in van de eerste en tweede anoden 44 resp. 46 bij de kathodestraalbtois 20 volgens fig. 1 en de lens 184 bevindt zich tussen de verticale en horizontale paren afbuigplaten 48 resp. 50. Bij deze kathodestraalbuis 20a versterkt 30 de lens 184 de verticale afbuiging van de elektronenbundel· en wordt de bundel in zowel verticale als horizontale richting in dezelfde mate geconvergeerd.

Bij de werking van de kathodestraalbuis 20a kan aan het verticale paar (bovenste en onderste) elektroden van de lens 35 182 0 V worden aangelegd terwijl aan het horizontale paar (rechtse 790 7 6 76 «·» ___ ____ -24- en linkse) elektroden + 400 V kan. worden aangelegd. Aan de bovenste en onderste elektroden van de lens 180 kan +400 V worden aangelegd en aan de rechtse en linkse elektroden daarvan kan -400 - 0 V worden aangelegd. Aan de rechtse en linkse elektroden van de lens 184 5 kan -300 - -100 V worden aangelegd en aan de bovenste en onderste elektroden daarvan kan 0 V worden aangelegd. Wanneer de kathode-straalbuis 20a. op deze wijze is opgebouwd en wordt bedreven verkrijgt men daarmede dezelfde, voordelen, als met de kathodestraalbuis 20 vol-gens fig. 1.

10 Fig. 21 toont weer een ander type kathodestraalbuis 20b waarop het lensstelsel, volgens, de uitvinding van toepassing is. Deze kathodestraalbuis 20b verschilt van- die volgens fig. 1 slechts daar— in, dat tussen de verticale en. horizontale, paren afbuigplaten 48 en 50 een quadrupolaire lens 186 aanwezig is. De rechtse en linkse 15 elektroden van. een lens 186 kunnen op -300 tot -100 V worden gehouden en de bovenste en onderste elektroden daarvan op 0 V worden gehouden. Ook in dit geval vervult het lensstelsel volgens de uitvinding de beoogde functies volledig.

Men kan ook' nog andere wijzigingen aanbrengen. Zo kan men 20 in plaats van de geperforeerde eindplaat 100 loodrecht op het paar tegenover elkaar gelegen zijden. 92 en 94 van de aan de trefelektrode-zijde gelegen elektrode 60 op te stellen de eindplaatgedeelten boven en onder de opening 180 onder een hoek naar de tref elektrode laten verlopen. Ook de opening 108 behoeft niet precies rechthoekig in 25 vorm te zijn, zoals weergegeven, doch van deze opening kunnen de bovenzijde en onderzijde of de rechtse en linkse, zijden iets gebogen zijn.

Verder kunnen bij de gewijzigde lensstelsels 52a, 52b, 52c en 52e, welke resp. in fig. 14, 15, 16 en 18 zijn afgebeeld, 30 de tegenover gelegen einden van de elektroden in dezelfde richtingen convex zijn als bij het lensstelsel 52d volgens fig. 17. Het is ook mogelijk de naversnellingselektrode 54 in een aantal secties te verdelen.

De uitvinding is niet slechts van toepassing op kathode-35 straalbuizen met elektronenkanonnen van het elektrostatische focus- 790 76 76 * -25- t seringstype doch ook op die met elektronenkanonnen van het elektromagnetische focusseringstype. Eet weergegeven, elektrostatische afbuagstelsel kan derhalve worden vervangen door een elektromagnetisch afbuigstelsel, Zoals vermeld, is de uitvinding bovendien 5 niet slechts van toepassing op de. weergegeven kathodestraalbuizen van het oscilloscooptype doch ook op kathodestraalbuizen van het opslagtype.

790 76 76

Claims

1. Kathodestraalbuis. voorzien van een tref elektrode, een elektronenkanon voor het opwekken van een bundel van elektronen, dienaar de tref elektrode wordt gericht, afbuigor ganen, die langs da baan van de bundel zijn opgesteld om de bundel in twee ortho-5 gonale richtingen, af' te buigen en een naversnellingselektrode, , , welke de baan van de bundel op zijn weg vanuit de afbuigorganen ; naar de tref elektrode omgeeft, gekenmerkt door een aftastexpansie- lensstelsel, dat tussen de afbuigorganen en de tref elektrode in een zodanige positie is opgesteld', dat tenminste het aan de trefelek- IQ. trodezijde gelegen uiteinde van het lensstelsel door het veld. van de' naversnellingselektrode wordt beinvloed, waarbij het lensstel- ' sel is voorzien van eerste, tweede en derde buisvormige elektroden met een in hoofdzaak rechthoekige dwarsdoorsnedeconfiguratie, welke elektroden axiaal gecentreerd zijn opgesteld teneinde het mogelijk 15 te maken, dat de bundel de elektroden passeert, waarbij deze elektroden van elkaar zijn gescheiden door een spleet, welke voldoende is om tussen de elektrode in een elektrische isolatie te voorzien, waarbij elke elektrode is voorzien van een bundel-"ingangseind, dat naar het elektronenkanon is gericht,, en een bundeluittreedeind, 20 dat naar de trefelektrode is gericht, een eerste elektrode voorzien van een eerste paar tegenover elkaar gelegen zijden, die in een van de twee orthogonale richtingen zijn opgesteld, en een tweede paar tegenover elkaar gelegen zijden, welke loodrecht op het eerste paar tegenover elkaar gelegen zijden staan, waarbij de bundeluit-25 treedeinden van het eerste paar tegenover elkaar gelegen zijden elk zijn gebogen volgens een boog, die in een eerste richting convex is, en de bundeluittreedeinden van het tweede paar tegenover elkaar gelegen zijden elk zijn gebogen volgens een boog, die in een tweede·richting tegengesteld aan de eerste richting convex is, 30 de tweede elektrode is voorzien van een derde paar tegenover elkaar gelegen zijden, die in de genoemde ene van de orthogonale richtingen 'zijn gelegen en een vierde paar tegenover elkaar gelegen zijden, welke loodrecht op het derde paar tegenover elkaar gelegen 790 76 76 /* ___- -27- zijden staan/ waarbij de bundelingangseinden van het derde paar tegenover elkaar gelegen zijden elk zijn gebogen volgens een boog, die in genoemde eerste richting convex is en conform is aan de boog van de bundeluittreedeinden van het eerste paar tegenover 5 elkaar gelegen zijden van de eerste elektrode, waarbij de bundel-ingangseinden van het vierde· paar tegenover elkaar gelegen zijden elk zijn gebogen volgens, een. boog, die in de genoemde tweede. richting convex, is en conform, is aan de. bogen van de bundeluittreedeinden van het tweede paar tegenover elkaar gelegen zijden van de 10 eerste elektrode, waarbij de bundeluittreedeinden van het derde paar tegenover elkaar gelegen zijden elk zijn gebogen volgens een boog, die in de genoemde tweede richting convex is en de bundeluittreedeinden van het vierde paar tegenover elkaar gelegen zijden, elk gebogen.is volgens een boog, welke in de genoemde eerste rich-15 ting convex is, de derde elektrode is voorzien van een vijfde paar tegenover elkaar gelegen zijden, die in de genoemde ene van de or-thogonale richtingen zijn gelegen en een zesde paar tegenover elkaar gelegen zijden, welke loodrecht op het vijfde paar tegenover elkaar gelegen zijden staan,, de bundelingangseinden van het vijfde 20 paar tegenover elkaar gelegen zijden elk zijn gebogen volgens een boog, die in de genoemde tweede richting convex is en conform is aan de bogen van de bundeluittreedeinden van het derde paar tegenover elkaar gelegen zijden van de tweede elektrode, de bundelingangseinden van het zesde paar tegenover elkaar gelegen zijden elk zijn 25 gebogen volgens een boog, die in de genoemde eerste richting convex is en welke bogen conform zijn aan de bogen van de bundeluittreedeinden van het vierde paar tegenover elkaar gelegen zijden voor de tweede elektrode, waarbij de derde elektrode voorts is voorzien van een eindplaat, welke het bundeluittreedeind daarvan 30 sluit, in welke eindplaat een opening is gevormd, die in de genoemde ene van de orthogonale richtingen langwerpig is en waarvan het geometrische midden in hoofdzaak samenvalt met de hartlijn van de bundel, welke de opening passeert zonder dat de bundel door de afbuigorganen is af gebogen, waarbij bij het aanleggen van vooraf-35 bepaalde elektrische potentialen aan de eerste, tweede en derde 790 76 76 • ία ________ -28- t elektroden-van het lensstelsel en aan de naversnelllngselektrode het lensstelsel in hoofdzaak voorziet in een divergerende elektronenlens, welke de bundel in de. genoemde ene van de orthogonale richtingen beïnvloedt en eerste en tweede convergerende elektronen-5 lenzen, welke de bundel in de andere van de orthogonale richtingen beïnvloeden/ waarbij de tweede convergerende elektronenlens bij de opening in de eindplaat van de derde elektrode aanwezig is en j dient- voor- het convergeren van de bundel/, welke de tweede convergerende elektronenlens in divergerende toestand binnentreedt nadat 10 de bundel.door de eerste convergerende elektronenlens is geconver-geerd.-

2» Kathodestraalbuis volgens conclusie 1 met het kenmerk/ dat de genoemde, eerste richting naar het elektronenkanon is, waarbij de tweede richting naar de trefelektrode is en waarbij de ka-15 thodestraalbuis voorts is- voorzien van organen om aan de eerste elektrode van het lensstelsel een potentiaal aan te leggen, welke lager is dan de potentiaal van de naversnelllngselektrode/ om. aan de tweede elektrode.een potentiaal aan te leggen, welke lager is dan de potentiaal van de eerste elektrode, en aan de derde elektro-20 de een potentiaal aan te leggen, welke is gelegen tussen de potentiaal van de tweede elektrode en de potentiaal van de naversnellings-elektrode.

•3. Kathodestraalbuis volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de eerste richting naar· de trefelektrode is, de tweede richting 25 naar het elektronenkanon is en de kathodestraalbuis voorts is voorzien van organen om aan de eerste elektrode van het lensstelsel een potentiaal aan te leggen, welke lager is dan de potentiaal van. een naversnelllngselektrode, aan de tweede elektrode een potentiaal aan te leggen, welke tussen de potentiaal van de eerste elektrode 30 en de potentiaal van de naversnelllngselektrode is gelegen, en aan. de derde elektrode een potentiaal aan te leggen, welke lager is dan de potentiaal van de tweede elektrode.

4. Kathodestraalbuis volgens conclusie 2 of 3 met het ken merk, dat de toevoerorganen aan de eerste en derde elektroden van 35 het lensstelsel aardpotentiaal aanleggen. 790 76 76 -29-

5. Kathodestraalbuis volgens conclusie 1, 2 of 3 met het kenmerk, dat de eerste, derde en vijfde paren tegenover elkaar gelegen zijden van de elektroden van het lensstelsel geleidelijk in breedte toenemen vanaf het bundelingangseind naar het bundeluittreed- 5 eind van het lensstelsel.

6. Kathodestraalbuis volgens conclusie 5 met het kenmerk, dat de eerste, derde en vijfde paren tegenover elkaar gelegen zijden van de elektroden van het lensstelsel in hoofdzaak klokvormig zijn.

7. Kathodestraalbuis volgens conclusie 1, 2 of 3 met het 10 kenmerk, dat het lensstelsel in het algemeen doosvormig is.

8- Kathodestraalbuis volgens conclusie 1, 2 of 3 met het ken merk, dat. de bundeluittreedeinden. van het vijfde paar tegenover elkaar gelegen zijden van de derde elektrode en de bijbehorende geperforeerde eindplaat in een boog, die convex naar de trefelektrode 15 is, zijn gebogen.

9. Kathodestraalbuis volgens conclusie 1, 2 of 3 met het kenmerk, dat de elektroden, van het lensstelsel elk een in hoofdzaak elliptische dwarsdoorsnedeconfiguratie hebben.

10. Kathodestraalbuis volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat 20 de afmeting van de opening in de eindplaat van de derde elektrode in de genoemde andere van de orthogonale richtingen in het gebied Vein ongeveer 1/5 - 3/5 van de afmeting van het lensstelsel in de genoemde andere van de orthogonale richtingen is gelegen.

11. Kathodestraalbuis volgens conclusie 1 of 10 met het kenmerk, 25 dat de afmeting van het bundeluittreedeind van het lensstelsel in de genoemde ene orthogonale richting van ongeveer 2,5 - 5,0 maal de afmeting van het lensstelsel in de genoemde andere van de orthogonale richtingen is. 79076 76