NL9201581A - In-lijn elektronenkanon met verbeterde convergentie. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: In— Lijn elektronenkanon met verbeterde convergentie.

Deze uitvinding heeft betrekking op een in-lijn elektronenkanon voor een kleurenelektronenstraaIbuis, zoals de beeldbuis van een kleurentelevisietoestel.

Figuur 9 is een figuur die de configuratie van het triodedeel van een elektronenstraalbuis illustreert, die een in-lijn elektronenkanon volgens de stand van de techniek heeft, die drie elektronenbundels in een horizontaal vlak uitzendt, waarbij elektronenbundelbanen zijn getoond. Slechts een zodanig deel dat betrekking heeft op een van de drie elek-tronenbundels is geïllustreerd. Een kathode 101 heeft een cirkelvormig uiteinde, een eerste rooster 102 heeft een cirkelvormige elektronenbundel-opening, en de cirkelvormige elektronenbundelopening van een tweede rooster 103 heeft de vorm van een cirkel 103a aan de zijde die is gericht naar het eerste rooster en een sleuf 103b aan de zijde die is gericht naar de hoofdlens. Verwijzingsgetal 105v geeft een verticaal buitenste elektronenbundelbaan aan, terwijl 105h een horizontaal buitenste elektronenbundelbaan aangeeft.

Het elektronenbundelafbuigsysteem dat in het algemeen in een elektronenstraalbuis wordt gebruikt, die een in-lijn elektronenkanon volgens de stand van de techniek heeft, convergeert de drie elektronenbundels automatisch op het weergeefscherm, waarbij aldus geen dynamische convergentieschakeling is vereist. Daardoor wordt een niet-uniform automatisch convergentiesysteem aangenomen dat het horizontale magnetische afbuigveld op speLdenkussenwijze vervormt en het verticale magnetische afbuigveld op een tonwijze vervormt. Met vele voordelen, zoals lage kosten, gemakkelijke instelling, en weinig verandering in convergentie in de tijd, wordt dit systeem thans wijd verbreid gebruikt.

De vierpolige component die het gevolg is van het door het hierboven genoemde automatisch convergerende afbuigjuk voortgebrachte niet-uniforme magnetische veld veroorzaakt echter astigmatisme in de afgebogen elektronenbundels. De elektronenbundels zijn daardoor onderhevig aan een convergentie-effect, namelijk een afbuigaberratie, in de verticale richting, als een resultaat waarvan de afgebogen elektronenbundelstip in de verticale richting is overgefocusseerd, hetgeen aanleiding geeft tot een bijzonder lange halo aan de kanten van het scherm en verticale resolutie verslechtert.

Een probleem is echter dat optimale focussering in de horizontale richting altijd wordt gehandhaafd, zodat indien deze optimaal zou zijn gecorrigeerd in de verticale richting, er onderfocussering in de horizontale richting zou zijn, hetgeen zou resulteren in verslechtering van horizontale resolutie.

De werkwijze die is aangenomen om dit probleem in in-Lijn elektronenkanonnen volgens de stand van de techniek op te lossen, is de elektronenbundels te diafragmeren door het versterken van de voor-focusseringslensfunctie, zodat de elektronenbundeldiameter in het magnetische afbuigveld kleiner wordt gehouden, waarbij gevoeligheid voor magnetische afbuigaberratie-effecten wordt gereduceerd. Om in het bijzonder afbuigvervorming in de verticale richting te reduceren, wordt de elektronenbundeldiameter in de hoofdlens vaak horizontaal verlengd, zoals in figuur 10 is getoond. Een in de praktijk gebruikte methode is om de elektronenbundelopening in het tweede rooster 103 te vormen in de vorm van een horizontaal verlengde sleuf 103b, waarbij daardoor wordt voorzien in een vierpotig lenseffect tussen het tweede en derde rooster.

Het diafragmeren van de elektronenbundel door het versterken van de voorfocusseringslensfunctie doet echter de vergroting van de voor-focusseringslens toenemen en vergroot het virtuele objectpunt, hetgeen leidt tot een toeneming in de diameter van de elektronenbundelstip, zodat zelfs indien afbuigvervorming aan de kanten van het scherm wordt gereduceerd, de elektronenbundelstipdiameter toeneemt in het midden van het scherm, zoals in figuur 11 is getoond, hetgeen leidt tot verlaagde resolutie over het totale scherm. Dat wil zeggen dat, wanneer de verticale diameter DSMv van de doorsnede van de elektronenbundel bij de hoofdlens groot is, de bundel gevoelig is voor afbuigaberratie, en wanneer de verticale diameter DSv van de stip op het scherm groot is, de resolutie in het midden van het scherm slecht is.

Het is onmogelijk resolutie over het totale scherm te verbeteren, door enkel het horizontaal verlengen van de elektronenbundel bij het afbuigmidden, omdat, zoals in figuur 11 is getoond, optimale focussering niet bij het midden van het scherm wordt verkregen, en het moeilijk is om een cirkelvormige elektronenbundelstip te verkrijgen.

De methode die is aangenomen, is daarom het sluiten van een compromisfocussering tussen het midden en de kanten van het scherm en het binnen de grenzen van het mogelijke over het totale scherm uniform maken van de resolutie geweest.

De specifieke methode, die voor het vormen van de elektronen-bundelopening in het tweede rooster 103 in de vorm van een horizontaal langwerpige sleuf, zoals in figuur 9 is getoond, wordt toegepast, heeft een beperkte mogelijkheid om de elektronenbundel horizontaal te verlengen, omdat de vanaf de kathode 101 uitgezonden elektronenbundel cirkelvormig is en alleen wordt verlengd door de daaropvolgende vierpolige lensfunctie van bijvoorbeeld de voorfocusseringslens. Noch wordt het hierboven geschetste probleem alleen door het horizontaal verlengen van de elektronenbundelopening van het eerste rooster 102 opgelost.

Het is een doel van de onderhavige uitvinding om in alle gebieden van het scherm te voorzien in hoge resolutie.

Een ander doel van de uitvinding is om een scherp gefocusseerde stip bij zowel het midden als aan de kanten van het scherm te verkrijgen.

Nog een ander doel van de uitvinding is om een in.hoofdzaak ronde gefocusseerde stip te verkrijgen.

Weer een ander doel van de uitvinding is om de diameter van de gefocusseerde stip te reduceren.

Het uitgevonden in-lijn elektronenkanon omvat een triodesectie voor het opwekken van drie elektronenbundels, en een hoofdlens voor het in responsie op een aangelegde focusseringspotentiaal convergeren van deze elektronenbundels. De triodesectie is zo ontworpen, dat het horizontale objectpunt verder weg ligt van de hoofdlens dan het verticale objectpunt, en de verticale emitttantie kleiner is dan de horizontale emittantie. De verticale brandpuntsafstand van de hoofdlens is korter dan de horizontale brandpuntsafstand van de hoofdlens.

De uitvinding zal nu gedetailleerder worden beschreven aan de hand van de aangehechte tekening, waarin: figuur 1 een aanzicht in doorsnede zoals gezien van bovenaf van een elektronenstraalbuis met een in-lijn elektronenkanon is; figuur 2 een aanzicht in doorsnede zoals gezien van bovenaf van een in-lijn elektronenkanon in overeenstemming met de uitvinding is; i figuur 3 een schematisch aanzicht in perspectief van het uitgevonden elektronenkanon is, dat elektronenbanen van een bundel laat zien; figuur 4 een stralendiagram is, dat de elektronenoptische configuratie van de hoofdlens illustreert; figuur 5 een aanzicht in perspectief van een elektronenbundel tussen de hoofdlens en het scherm is; figuur 6A tot en met figuur 6D de structuur van het eerste rooster laten zien; figuur 7 een aanzicht in perspectief van een elektronenbundel tussen het eerste rooster en de hoofdlens is; figuur 8A en figuur 8B de structuur van één rooster in de hoofdlens laten zien; figuur 9 een figuur is, die de algemene structuur van een in-lijn elektronenkanon volgens de stand van de techniek illustreert, die elektronenbundelbanen laat zien; figuur 10 een figuur is, die bundeldoorsneden gebruikt om de basisstructuur van het in-lijn elektronenkanon volgens de stand van de techniek te illustreren; en figuur 11 een figuur is, die een bundelbaan in het voorbeeld volgens de stand van de techniek illustreert.

Deze figuren worden verschaft voor illustratieve doeleinden en beperken de strekking van de uitvinding niet, die uitsluitend dient te worden bepaald door de aangehechte conclusies.

Verwijzend naar figuur 1 en figuur 2 is het elektronenkanon EG typisch in de hals 3 van een elektronenstraalbuis 4 gemonteerd, die eveneens een trechter 5 en voorpaneel 6 heeft. Het elektronenkanon EG omvat een triodesectie 1 en een hoofdlens 2. De triodesectie 1 wekt drie elektronenbundels 7 op, die door de hoofdlens 2 zo worden gefocusseerd, dat ze bij een schaduwmasker 9 convergeren om drie stippen 8 te vormen op rode, blauwe en groene fosforstroken (die niet specifiek als zodanig zijn geïllustreerd) die zijn bekleed op de binnenzijde van het voorpaneel 6. Afgetast over het voorpaneel 6 in een rasterpatroon door een afbuigsysteem DS brengen de bundels 7 een beeld tot stand door uitzending van licht vanaf de rode, blauwe en groene fosforstroken. In de volgende beschrijving zal naar het voorpaneel 6 met het schaduwmasker 9 als het scherm worden verwezen.

De triodesectie 1 omvat drie kathodes 10, een eerste rooster 12 met drie openingen 14, en een tweede rooster 16 met drie openingen 18. De kathodes 10 Liggen horizontaal in lijn; figuur 2 toont ze bijvoorbeeld zoals van bovenaf gezien. De openingen 14 en 18 Liggen in lijn met de kathodes 10.

De kathodes 2ijn goed bekende inrichtingen met interne ver-warmingsspoelen, die in de tekening niet zijn getoond, die thermionische emissie van elektronen veroorzaken. Vanaf elke kathode 10 uitgezonden elektroden lopen door overeenkomstige openingen 14 en 18 in het eerste rooster 12 en tweede rooster 16. Ofschoon elektronen vanaf de kathodes in alle richtingen worden uitgezonden, begrenst een elektrische potentiaal die aan het eerste rooster 12 wordt aangelegd en lager is dan de elektrische potentiaal van de kathodes 10 de elektronen vanaf elke kathode tot een tamelijk krappe bundel die convergeert naar een overgangspunt dat bijvoorbeeld tussen het eerste rooster 12 en tweede rooster 16 is geplaatst. Een potentiaal die aan het tweede rooster 16 wordt aangelegd en hoger is dan de potentiaal van de kathodes versnelt dan de elektronen naar de hoofdlens 2.

Het eerste rooster 12 is zo ingericht, dat overgang optreedt op verschillende punten in afhankelijkheid van of de elektronenbundel 7 verticaal of horizontaal wordt bekeken. Dit zal later gedetailleerder worden getoond.

De hoofdlens 2 is een tweepotentialenelektronenlens die elke elektronenbundel 7 focusseert om een beeld van het overgangspunt op bij benadering de plaats van de stip 8 te vormen. De hoofdlens 2 omvat een derde rooster 20 met een middenopening 21 en twee zij-openingen 22, en een vierde rooster 24 met een middenopening 25 en twee zij-openingen 26. Een positieve focusseringspotentiaal wordt aan het derde rooster 20 aangelegd. Een hogere positieve anodepotentiaal wordt aan het vierde rooster 24 aangelegd.

Bovendien worden voorfocusseringslenzen tussen het tweede rooster 16 en het derde rooster 20 gevormd dankzij het potentiaalverschil daartussen, in het bijzonder door de openingen 18 van het tweede rooster 16 en openingen 71 en 72 van het derde rooster 20.

Zoals een optische lens heeft de hoofdlens 2 een brandpuntsafstand die kan worden ingesteld door het veranderen van de focusserings-potentiaal. De hoofdlens 2 is bovendien ontworpen om astigmatisch te zijn; dat wil zeggen dat deze verschi llende verticale en horizontale brandpuntsafstanden heeft, waarbij de verticale brandpuntsafstand in dit geval korter is dan de horizontale brandpuntsafstand. De mate van astigmatisme kan worden uitgedrukt door een grootheid die het astigma wordt genoemd, dat als volgt is gedefinieerd. Laat Ερ^ de focusseringspotentiaal zijn, die is vereist voor optimale focussering in de verticale richting, en laat de focusseringspotentiaal zijn, die is vereist voor optimale focussering in de horizontale richting. Het astigma is het verschil tussen deze potentialen: astigma: = EfH - Epy

In het uitgevonden elektronenkanon is het astigma van de hoofdlens bij voorkeur -150 volt tot en met -300 volt.

Figuur 3 is een aanzicht in perspectief dat de drie kathodes 10, een deel van het eerste rooster 12 met zijn drie openingen 14, een deel van het tweede rooster 16 met zijn drie openingen 18, het derde rooster 20 met zijn centrale opening 21 en twee zij-openingen 22, en het vierde rooster 24 met zijn centrale opening 25 en twee zij-openingen 26 laat zien. Elektronenbanen voor een van de drie elektronenbundels zijn eveneens getoond. Baan 28 is voor een elektron aan de verticale omtrek van de bundel; baan 29 is voor een elektron aan de horizontale omtrek. In figuur 3 geven de referentiesymbolen "H" en "V" respectievelijk "horizontale richting" en "verticale richting" aan.

Zoals in de tekening kan worden gezien, zijn de openingen 14 in het eerste rooster 12 zo ontworpen, dat horizontale overgang voor verticale overgang optreedt, d.w.z. op een positie die verder weg ligt van de hoofdlens dan de verticale overgang. Bovendien is de emittantie (een maat voor de neiging van de bundel om te divergeren) groter in de horizontale richting dan in de verticale richting, zodat de bundel een elliptische doorsnede heeft, die langwerpig in de horizontale richting is.

Na door het derde rooster 20 en het vierde rooster 24 in de hoofdlens 2 te zijn gefocusseerd, wordt de elektronenbundel door het afbuigsysteem DS afgebogen. Ofschoon afbuiging feitelijk na de hoofdlens 2 plaatsvindt, d.w.z. op een positie die dichter bij het voorpaneel 6 ligt, kan voor doeleinden van wiskundige analyse het worden beschouwd dat afbuiging abrupt op een vlak plaatsvindt, waarnaar wordt verwezen als het afbuigmidden, dat binnen de hoofdlens 2 is geplaatst.

Afgebogen banen zijn voor twee gevallen getoond: een geval van nulafbuiging, waarin de bundel bij het midden van het scherm landt, en een geval van maximale afbuiging, waarin de bundel aan de kant van het scherm landt. De hierboven genoemde verschillende brandpuntsafstanden kunnen worden gezien in de banen voor het maximale afbuigingsgeval. In dit geval is het brandpunt in de horizontale richting in het vlak van het scherm geplaatst. In de verticale richting is de bundel overgefocusseerd, waarbij het brandpunt voor het scherm optreedt, d.w.z. voordat de elektronenbundel het scherm bereikt, maar aangezien de bundel om te beginnen een afgeplatte elliptische doorsnede had, is het resultaat een in hoofdzaak ronde stip op het scherm.

De elektronenoptica van de hoofdlens 2 is in de vorm van een stralendiagram in figuur 4 geillustreerd. De stip 8 op het scherm kan aan de rechterzijde van dit diagram worden gezien. De doorsnede 30 van de elektronenbundel in de hoofdlens kan bovenaan het diagram worden gezien.

De symbolen fv en fh geven de verticale en horizontale brandpuntsafstanden van de hoofdlens aan. Deze zijn de afstanden waarop een invallende bundel van evenwijdige stralen (elektronen) zou worden gefocusseerd in de verticale en horizontale richtingen. Zoals hierboven is gezegd, is fv korter dan fh.

De invallende bundel van stralen in kwestie is niet evenwijdig, maar omvat elektronen die vanaf de feitelijke overgangspunten divergeren. In werkelijkheid volgen de elektronen geen rechte banen vanaf de feitelijke overgangspunten naar de hoofdlens. Het is echter mogelijk om de elektronen te beschouwen als lopende in rechte banen vanaf de virtuele overgangspunten die de virtuele objectpunten vormen (d.w.z. objectpunt zoals gezien vanaf de hoofdlens). Ten gevolge van de configuratie van het eerste rooster is het feitelijke verticale objectpunt dichter bij de hoofdlens geplaatst dan het feitelijke horizontale objectpunt, en is daardoor het virtuele verticale objectpunt 32 in figuur 4 dichter bij de hoofdlens geplaatst dan het virtuele horizontale objectpunt 34. De virtuele verticale en horizontale objectpunten 32 en 34 liggen verder weg van de hoofdlens dan de feitelijke verticale en horizontale overgangs- punten, en kunnen achter de oppervlakken van de kathodes zijn aangebracht, zoals in figuur 3 is getoond.

De objecten of het beeld bij de virtuele overgangspunten hebben zekere afmetingen in hun respectieve richtingen, zoals door korte lijnsegmenten is vertegenwoordigd, zoals in de tekening is aangegeven. Het object op het virtuele verticale overgangspunt 32 is korter dan het object op het virtuele horizontale overgangspunt 34; dit is een gevolg van de kleinere verticale emittantie.

Figuur 4 laat stralen 36 zien, die de banen van drie elektronen vertegenwoordigen, die vanaf een buitenste uiteinde van het object op het virtuele verticale overgangspunt 32 divergeren, en stralen 38 die de banen van drie elektronen vertegenwoordigen, die vanaf een buitenste uiteinde van het object op het virtuele horizontale overgangspunt 34 divergeren. Omdat het virtuele verticale objectpunt 32 dichter bij de hoofdlens ligt, dienen de drie stralen 36 te neigen op een grotere afstand te focusseren dan de drie stralen 38. Aangezien echter fv korter dan fh is, wordt deze tendens tegengewerkt en worden de stralen 36 en de stralen 38 beide in het vlak van het scherm gefocusseerd. Bovendien worden ze, ofschoon de stralen 36 en 38 hun oorsprong op verschillende afstanden van de elektronen-optische as 39 vinden, op in hoofdzaak identieke afstanden van de as gefocusseerd, zodat de stip 8 op het scherm in hoofdzaak cirkelvormig is.

Figuur 5 is een aanzicht in perspectief dat de doorsnede 30 van een elektronenbundel 7 in de hoofdlens, banen 28 en 29 van elektronen aan de verticale en horizontale kanten van de bundel, en de op het scherm gevormde stip 8 illustreert. De betrekkelijk kleine verticale diameter DSMv van de doorsnede 30 in de hoofdlens blokkeert afbuigings-defocusseringseffecten, waardoor ongewenste zweemstaarten worden onderdrukt. De kleine verticale diameter DSv van de stip 8 op het scherm resulteert in verbeterde verticale resolutie.

Specifieker wordt de diameter DSM (diametergrootte in hoofdlens) van de elektronenbundel op het afbuigingsmidden gereduceerd in de verticale richting (DSMv), waardoor deze minder vatbaar voor afbuigings-aberratie-effecten wordt gemaakt, en wordt de diameter DS (diametergrootte) van de elektronenbundelstip op het scherm gereduceerd in de verticale richting (DSv), waardoor de resolutie in het midden van het scherm wordt vergroot, waardoor goede resolutie in alle gebieden van het scherm wordt verkregen.

Figuur 6A tot en met figuur 6D Laten de structuur van een de voorkeur hebbende uitvoeringsvorm van het eerste rooster 12 zien.

Figuur 6A Laat een aanzicht in doorsnede zoaLs gezien vanaf de zijkant zien. Het eerste rooster 12 omvat een voorste eLektrodepLaat 40 die is gericht naar het tweede rooster 16, en een achterste eLektrodepLaat 42 die is gericht naar de kathodes 10. De voorste eLektrodepLaat 40 is voorzien van drie verticaaL Langwerpige openingen 44. De achterste eLektrodepLaat 42 is voorzien van drie horizontaaL Langwerpige openingen 46. Een opening 44 in de voorste eLektrodepLaat 40 en een opening 46 in de achterste eLektrodepLaat 42 combineren om een van de openingen 14 te vormen, die in figuur 2 en figuur 3 zijn aangegeven.

Figuur 6B Laat het eerste rooster 12 zoaLs gezien vanaf de voorzijde zien, d.w.z. zoaLs gezien vanaf de zijde van de hoofdLens. De opening 44 in de voorste eLektrodepLaat 46 heeft de vorm van een verticaLe sLeuf met afgeronde einden, met een verticaLe afmeting die voLdoende groter is dan die van de opening 46 in de achterste eLektrodepLaat. ALs een resuLtaat wordt een vierpoLige Lens gevormd, die voorziet in primair horizontaLe breking tussen het eerste rooster 12 en het tweede rooster.

Het is deze configuratie van de opening 44 in de voorste eLektrodepLaat 40 die het horizontaLe objectpunt verder terugpLaatst dan het verticaaL objectpunt, zoaLs gezien vanaf de hoofdLens.

Figuur 6C Laat het eerste rooster 12 zoaLs gezien van de achterkant zien, d.w.z. vanaf de zijde van de kathodes. De opening 46 in de achterste eLektrodepLaat 42 heeft de vorm van een rechthoekige sLeuf met een horizontaLe afmeting die geLijk is aan die van de opening 44 in de voorste eLektrodepLaat. ALs een resuLtaat van de sLeufvorm wordt een vierpoLige Lens gevormd die voorziet primair in verticaLe breking tussen het eerste rooster 12 en de kathode. Dat de verticaLe emittantie van de eLektronenbundeL kLeiner is dan de horizontaLe emittantie is een gevoLg van de vorm van deze opening 46.

Figuur 6D Laat het eerste rooster 12 en een van zijn drie openingen met betrekking tot een van de kathodes 10 zien.

De verticaLe en horizontaLe emittanties en de pLaatsen van de virtueLe verticaLe en horizontaLe overgangspunten kunnen worden ingesteLd door geschikte seLectie van de hoogte-, breedte- en diepte-afmetingen van de openingen 44 en 46 in figuur 6A tot en met figuur 6D. De uitvinding is natuurlijk niet beperkt tot de specifieke in figuur 6A tot en met figuur 6d getoonde structuur; andere structuren die hetzelfde resultaat geven, kunnen in plaats daarvan worden gebruikt.

Figuur 7 is een aanzicht in perspectief van het eerste rooster 12 dat een bundelopening en de banen 28 en 29 van de elektronen laat zien, die de verticale en horizontale begrenzingen van de bundel bepalen. Deze figuur illustreert dat de positie van de horizontale overgang dichter bij het eerste rooster 12 ligt dan de positie van de verticale overgang. De elliptische doorsnede van de bundel kan intuïtief worden toegeschreven aan het feit dat de breedte van de bundel bij het verticale overgangspunt groter is dan de hoogte van de bundel bij het horizontale overgangspunt. Dit kan op zijn beurt worden toegeschreven aan de gecombineerde afmetingen van de openingen 44 en 46.

Figuur 8A en figuur 8B zijn vereenvoudigde schema's die de structuur van een deel van een voorbeeld van het derde rooster 20 zoals gezien van de zijde van het vierde rooster 24 laten zien.

Verwijzend naar figuur 8A omvat het derde rooster 20 een buisvormig gedeelte 50 met een horizontaal langwerpige doorsnede, een platte plaat 52, en een ringvormige kap 54, eveneens met een horizontaal langwerpige doorsnede. De platte plaat 52 is verbonden met een voorste einde van het buisvormig gedeelte 50, d.w.z. dat einde dat verder weg ligt van de kathodes, en is voorzien van de centrale opening 21 en zij-openingen 22. De ringvormige kap 54 strekt zich vanaf het voorste einde van het buisvormig gedeelte 50 naar het vierde rooster 24 uit. Deze kan een deel omvatten, dat is gevormd van een verlenging van het buisvormig gedeelte 50, of kan zijn vergroot, zodat de breedte en hoogte ervan groter zijn dan die van het buisvormig gedeelte 50. Zoals in figuur 2 is te zien, heeft de kap 54 een naar binnen gebogen einde 54a. Dergelijke details zijn niet in figuur 8A getoond. De afmetingen van de ringvormige kap 54 kunnen worden ingesteld om het astigma van de hoofdlens te sturen.

Verwijzend naar figuur 8B heeft de middenopening 21 de vorm van een verticaal langwerpig ellips, waarbij de verticale diameter Cv de horizontale diameter Ch overschrijdt. De omtrek van de zij-openingen 22 is halfcirkelvormig aan de zijde die weg vanaf het midden is gericht met straal Sr. Aan de zijde die tegenover het midden ligt, heeft de omtrek van de zij-openingen 22 de vorm van een verticaal Langwerpig ellips zoals de tegenoverliggende omtrek van de centrale opening 21. Dat wil zeggen dat de omtrek een semi-grote as Sr heeft, die zich verticaal uitstrekt, en een semi-kleine Sh die zich horizontaal uitstrekt.

De openingen 21 en 22 in de platte plaat 52 van het derde rooster 20 zijn bij voorkeur zo groot als ze kunnen worden gemaakt zonder interferentie tussen de door deze openingen gevormde elektronenlenzen te veroorzaken. Dit is de reden voor de elliptische vorm van de centrale opening 21 en de naar binnen gerichte helften van de zij-openingen 22.

Zoals te zien in figuur 2 heeft het derde rooster 20 eveneens een tweede platte plaat 53 die is verbonden met een achterste einde van het buisvormige gedeelte 50, d.w.z. dat einde dat dichter bij de kathodes ligt, en is voorzien van openingen 71 en 72 die in lijn liggen met de openingen 21 en 22. De openingen 71 en 72 zijn cirkelvormig, zodat ze in combinatie met de cirkelvormige openingen 18 van het tweede rooster 16 voorfocusseringslenzen vormen, die geen vierpolige karakteristieken hebben en identieke breking in de horizontale en verticale richtingen geven.

Het vierde rooster 24 omvat gelijksoortigerwijze een buisvormig gedeelte 80 met een horizontaal langwerpige doorsnede die gelijksoortig is aan de platte plaat 52 en een ringvormige kap 84, eveneens met een horizontale langwerpige doorsnede die gelijksoortig is aan die van de ringvormige kap 54. De platte plaat 82 is verbonden met het. achterste einde van het buisvormig gedeelte 80 en is voorzien van de centrale opening 25 en zij-openingen 26 die vormen hebben die gelijksoortig zijn aan de overeenkomstige openingen 21 en 22 in de platte plaat 52 in het derde rooster 20. De ringvormige kap 84 strekt zich vanaf het achterste einde van het buisvormige gedeelte 80 uit naar het derde rooster 20, zodat de kappen 84 en 24 naar elkaar toe zijn gericht. De kap 80 kan een deel omvatten, dat is gevormd van een verlenging van het buisvormig gedeelte 80, of kan zijn vergroot, zodat de breedte en hoogte ervan groter zijn dan die van het buisvormige gedeelte 80. Zoals in figuur 2 is te zien, heeft de kap 84 een naar binnen gebogen einde 84a. De afmetingen van de ringvormige kap 84 kunnen worden ingesteld om het astigma van de hoofdlens te sturen.

De platte plaat 82, de kap 84, en een deel van het buisvormig gedeelte 80 naburig aan deze onderdelen hebben een configuratie die in hoofdzaak een spiegelbeeld van de platte plaat 52 en de kap 54 en een deel van het buisvormig onderdeel 50 naburig aan deze onderdelen is.

Het vierde rooster 24 heeft eveneens een tweede platte plaat 83 die op een positie die ligt tussen het achterste einde en het voorste einde van het buisvormig gedeelte 80 met het buisvormig gedeelte 80 is verbonden. De tweede platte plaat 83 is voorzien van openingen 85 en 86 die overeenkomen met de openingen 25 en 26.

Op zichzelf kunnen noch het eerste rooster 12 dat in figuur 6A tot en met figuur 6D is geïllustreerd, noch de hoofdlens 2 die in figuur 3 en figuur 7 is geïllustreerd bevredigende convergentie verschaffen, maar wanneer ze worden gecombineerd, is het resultaat een kleine, in hoofdzaak ronde stip die scherp in alle gebieden van het scherm is gefocusseerd en voorziet in hogere totale resolutie, in het bijzonder verticale resolutie, dan bestaande elektronenbundelontwerpen doen.

Het zal aan vaklui op dit gebied van de techniek duidelijk zijn dat het in de tekening getoonde elektronenkanon op verschillende manieren kan worden gemodificeerd zonder buiten de geest en strekking van de onderhavige uitvinding te komen. Verdere roosters kunnen bijvoorbeeld aan de hoofdlens worden toegevoegd om een driepotentialenlens-, vierpotentialen-lens- of hogere orde lensconfiguratie te verkrijgen, vooropgesteld dat de verticale brandpuntsafstand korter blijft dan de horizontale brandpuntsafstand.

In overeenstemming met de onderhavige uitvinding, zoals zij hierboven is beschreven, is de afbuigvervorming van het automatische convergentiesysteem van een in-lijn elektronenkanon zodanig ingericht, dat de vorm van de elektronenbundels bij het afbuigingsmidden horizontaal is verlengd en de brandpuntsafstand in de verticale richting korter is dan de brandpuntsafstand in de horizontale richting. Een effect is een in-lijn elektronenkanon te verkrijgen, waarin de verticale convergentiefunctie van het magnetische speldenkussenveld is gereduceerd, vatbaarheid voor afbuigingsaberratie is gereduceerd, optimale focussering kan worden verwezenlijkt in alle gebieden van het scherm en hoge resolutie kan worden verwezenlij kt.

Claims (7)

1. In-lijn elektronenkanon voor een kleurenelektronenstraalbuis, omvattende een triodesectie voor het opwekken van drie elektronenbundels die elk een verticaal objectpunt, een horizontaal objectpunt, een verticale emittantie en een horizontale emittantie hebben, en een hoofdlens die een verticale brandpuntsafstand en een horizontale brandpuntsafstand heeft voor het convergeren van de drie elektronenbundels in responsie op een aangelegde focusseringspotentiaal, waarbij voor elk van de drie elektronenbundels het horizontale objectpunt verder van de hoofdlens af ligt dan het verticale objectpunt, voor elk van de drie elektronenbundels de verticale emittantie kleiner is dan de horizontale emittantie, en de verticale brandpuntsafstand korter is dan de horizontale brandpuntsafstand.

2. Elektronenkanon volgens conclusie 1, waarbij de triodesectie drie kathodes voor het uitzenden van elektronen omvat, een eerste rooster dat drie openingen heeft voor doortocht van elektronen vanaf respectieve kathodes, en een tweede rooster dat drie openingen heeft voor doortocht van elektronen vanaf respectieve kathodes, waarbij het eerste rooster tussen het tweede rooster en de drie kathodes is aangebracht.

3. Elektronenkanon volgens conclusie 2, waarbij de openingen in het eerste rooster zijn geconfigureerd om eerste vierpolige lenzen te vormen, die voorzien in primair verticale breking tussen het eerste rooster en de kathodes, en tweede vierpolige lenzen die primair voorzien in horizontale breking tussen het eerste rooster en het tweede rooster.

4. Elektronenkanon volgens conclusie 3, waarbij elk van de openingen in het eerste rooster een horizontaal langwerpig gedeelte omvat, dat is gericht naar een van de kathodes, en een verticaal langwerpig gedeelte, dat is gericht naar het tweede rooster, waarbij het verticaal langwerpig gedeelte het horizontaal langwerpig gedeelte in hoogte overschrijdt.

5. Elektronenkanon volgens conclusie 1, waarbij de hoofdlens een astigma van -150 volt tot en met -300 volt heeft.

6. Elektronenkanon volgens conclusie 1, waarbij de hoofdlens een derde rooster omvat, waaraan de focusseringspotentiaal wordt aangelegd, en een vierde rooster, waaraan een potentiaal wordt aangelegd, die de focusseringspotentiaal overschrijdt, het derde rooster is aangebracht tussen het tweede rooster en het vierde rooster, waarbij het derde rooster een buisvormig gedeelte met een horizontaal langwerpige doorsnede heeft, een platte plaat die is verbonden met een voorste einde van het buisvormig gedeelte dat ligt tegenover het vierde rooster, en is voorzien van één centrale opening en twee zij-openingen voor doortocht van elektronen vanaf respectieve kathodes, en een ringvormige kap met een horizontaal langwerpige doorsnede die zich vanaf het voorste einde van het buisvormige gedeelte uitstrekt naar het vierde rooster, en waarbij het vierde rooster een buisvormig gedeelte met een horizontaal langwerpige doorsnede heeft, een platte plaat die is verbonden met een achterste einde van het buisvormig gedeelte dat is gericht naar het derde rooster en is voorzien van één centrale opening en twee zij-openingen voor doortocht van elektronen vanaf respectieve kathodes, en een ringvormige kap met een horizontaal langwerpige doorsnede die zich uitstrekt vanaf het achterste einde van het buisvormig gedeelte naar het vierde rooster, en waarbij de ringvormige kap van het derde rooster en de ringvormige kap van het vierde rooster naar elkaar toe zijn gericht.

7. Elektronenkanon volgens conclusie 6, waarbij in zowel het derde rooster als het vierde rooster de centrale opening een verticaal langwerpige ellips is, en de zij-openingen omtrekken hebben, die elliptische bogen omvatten, die zijn gericht naar de centrale opening, en halfcirkelvormige bogen die weg vanaf de centrale opening zijn gericht. Eindhoven, september 1992.