CH364046A - Electron lens arrangement in an electron beam device - Google Patents

Electron lens arrangement in an electron beam device

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CH364046A
CH364046A CH4963357A CH4963357A CH364046A CH 364046 A CH364046 A CH 364046A CH 4963357 A CH4963357 A CH 4963357A CH 4963357 A CH4963357 A CH 4963357A CH 364046 A CH364046 A CH 364046A
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electron
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lens arrangement
electron lens
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CH4963357A
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Gordon Cooper Howard
Ernest Hines Marion
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Western Electric Co
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Description

  

      Elektronenlinsenanordnung    in einem     Elektronenstrahlgerät       Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine       Elektronenlinsenanordnung    in einem     Elektronen-          strahlgerät,    mit Korrekturmitteln, welche einer     De-          fokussierung    des Strahls bei verschiedenen     Ablenk-          winkeln    entgegenwirken,

   wobei die     Elektronenlinsen-          anordnung    zwischen der Elektronenquelle und der       Ablenkvorrichtung    angebracht ist und ein gleich  mässig kleiner     Kathodenstrahlfleck    auf dem Auf  fangschirm bei beliebiger     Strahlablenkung    erzeugt  wird und wobei die     Elektronenlinsenanordnung    ein  Paar Elektroden für die Erzeugung einer sphärischen  Linse enthält.  



  Beim Betrieb von Kathodenstrahlröhren wird ein  Elektronenstrahl von gewünschtem Querschnitt auf  einen Auffangschirm gerichtet, auf welchem die auf  treffenden Elektronen,<B>je</B> nach der gewünschten Ver  wendungsart, einen visuellen oder elektrischen Ein  druck hinterlassen. Hierbei wird der Elektronenstrahl  meistens durch geeignete elektrostatische oder elek  tromagnetische Mittel abgelenkt, und trifft auf dem       Auffangsschirm    ein bestimmtes aus einer Vielzahl  möglicher Flächenelemente, deren jedes ein be  stimmtes Ausgangssignal liefert. Bei einer derartigen  Ablenkung treten schwierige Probleme auf, wenn der  kleinstmögliche Querschnitt und genau gleiche Ge  stalt des Querschnitts des Elektronenstrahls an jedem  einzelnen     Auftreffpunkt    verlangt wird.  



       gehende        Auch        Elektronenstrahl        wenn        der        von        der        richtig        Elektronenkanone        auf        den        Mittelpunkt        aus-          messers        des        Auffangschirmes        fokussiert        ist,

          als        tritt        Kreisscheibe        bei        der        Ablenkung        kleinen        Durch-        des     Strahls aus dem Mittelpunkt des Schirmes eine     un-          runde    Vergrösserung infolge     Defokussierung    des  Strahls auf. Dieser Effekt zeigt sich bei elektro  statischer Ablenkung stärker als bei magnetischer    Ablenkung.

   Ein gewisses Ausmass solcher     Ablenk-          fehler    ist in vielen Anwendungen zulässig und kann  hierfür mittels bekannter Korrekturverfahren auf den  höchstzulässigen Betrag beschränkt werden. Diese  Korrekturverfahren verwenden meist verschieden  artige     ElektronenÜnsen    und Kombinationen von  solchen Elektronenlinsen mit einer dynamischen  Korrektur, bei welchen das mittlere Potential eines       Ablenkplattenpaares    in Abhängigkeit von einer nicht  linearen Funktion der     Ablenkspannung    relativ zu  den Elektronenlinsen verändert werden kann.

   Durch  derartige     Korrektionsverfahren    wird meist     die.    Ver  zerrung in der einen Richtung vermindert, jedoch  ergibt sich gewöhnlich eine Verzerrung in einer  anderen Richtung, welche einen Teil der     Gesamt-          korrektion    wieder aufhebt. Bei Geräten, welche eine  ganz gleiche Steuerung eines Elektronenstrahls von  extrem kleinem Querschnitt verlangen, wie dies bei  spielsweise bei Speicherröhren mit elektrostatischer  Ablenkung der Fall ist, reicht die mögliche     Korrek-          tion    der     Ablenkfehler    durch die bekannten Mittel  jedoch nicht aus.  



  Die vorliegende Erfindung bezweckt die Schaffung  einer verbesserten     Elektronenlinsenanordnung    in  einem     Elektronenstrahlgerät.    Insbesondere soll hier  bei der Elektronenstrahl denselben kleinen Quer  schnitt an jeder Stelle des Auffangschirmes bei jeder  gewünschten     Ablenklage    ergeben. Ferner soll, trotz  Gewährleistung ganz gleichen     Strahlquerschnitts,    eine  besonders gedrängte Speichereinrichtung ermöglicht  werden, die mit einem einfachen, aber wirksamen  elektronenoptischen System ausgerüstet ist. In die  sem     Elektronenstrahlgerät    wird vorzugsweise eine  dynamisch regelbare Elektronenlinse verwendet, die  mit der Steuerung des     Ablenksystems    gekoppelt ist.

        Ein Ausführungsbeispiel für die vorliegende  Erfindung betrifft eine     Kathodenstrahl-Speicherröhre          derSperrgitterbauart,die    mit     einerzwischenderElek-          tronenkanone,    und- dem elektrostatischen     Ablenk-          systein    längs     desStrahls        angeordnetenElektronenlinse     versehen ist.

   Das     Elektronenlinsensystem        umfasst    eine  Anzahl von Elektroden, die mit aufeinander aus  gerichteten     öffnungen    längs des     Strahlwegs    an  geordnet sind und derart gespeist werden,     dass    in den       öffnungen    elektrische Felder entstehen, die bestrebt       sind,        den        passierenden        Elektronenstrahl        konverg        gieren     zu lassen.  



  Es ist bei der Verwendung derartiger Röhren  zu     Speicherungs-    und ähnlichen Zwecken notwendig,       dass    die     Gesamtabinessungen    solcher Röhren mög  lichst klein gehalten werden. Zur Erzielung solcher  kleiner Abmessungen unter gleichzeitiger Gewähr  leistung einer einheitlichen     Strahlfokussierung    in  allen     Ablenkpositionen,    müssen verschiedene     Ein-          flussgrössen    beachtet werden:, von denen die wich  tigsten nachstehend kurz beschrieben sind.  



  Die     Ablenkfehler    sind umgekehrt proportional  zur Länge des     Ablenkfeldes,    das der Elektronenstrahl  passieren     muss.    Dementsprechend ist es vorteilhaft, das       Ablenksystem    so lang als möglich zu machen, so weit  dies die Gesamtlänge der Röhre     zulässt.    Die     Ablenk-          fehler    steigern sich mit grösser werdenden     Strahl-          ablenkwinkeln,    so     dass    der grösste erforderliche     Ab-          lenkwinkel    möglichst klein bleiben sollte.

   Unter  Berücksichtigung der Gesamtlänge der Röhre ist es  also zweckmässig, den Abstand zwischen dem     Ab-          lenksystem    und dem Auffangschirm möglichst gross  zu machen, um einen möglichst kleinen maximalen       Ablenkwinkel    zu erhalten.

   Also vereinfacht sich das  Problem der Verkleinerung von     Ablenkfehlern    durch  Vergrösserung der Länge des     Ablenksystems    und des       Strahlweges    vom     Ablenksystein    zum     Auffangschirm.     Sollen     dieseGesichtspunkteberücksichtigtwerdenund     trotzdem die Gesamtlänge der Röhre möglichst ver  ringert werden, dann     muss    jener Teil der Röhre, wel  cher die     Elektronenkanone,    die Linsen und das     Ab-          lenksystem    -enthält, möglichst kurz gehalten werden.

    Anderseits bewirkt aber die Verkürzung der Röhre  zwischen der Kathode und der Linse eine Erhöhung  des  Vergrösserungsgrades , was zu einer Vergrösse  rung des     Auftrefffleckes    auf dem Auffangschirm führt.       ZurErzielung    einer     befriedigendenWirkung        derLinse          muss    der Abstand zwischen der Kathode und der  Linse grösser sein als die halbe Gesamtlänge der       Linse.        Dies        zeig        ,t,

          dass        die        besten        Verhältnisse        ge-          schaffen    werden, wenn eine Linse mit     geringst-          möglicher    Länge verwendet wird.  



  Eine wirksame Elektronenlinse ist z. B. eine       sogenannte        Einzelinse,    die zur Bündelung eines Elek  tronenstrahls bis auf einen kreisförmigen Punkt im  Zentrum des Auffangschirmes einer Kathodenstrahl  röhre geeignet ist. Eine solche Linse besteht nor  malerweise aus zwei Elektroden mit kreisförmigen  Löchern, die ein hohes positives Potential gegen  über der Kathode besitzen, sowie aus einer da-    zwischen angeordneten Elektrode mit kreisförmiger  Öffnung, deren Potential zwischen dem der Kathode  und jenem der beiden äusseren Elektroden gelegen  ist.

   Diese Anordnung entspricht einer sphärischen  Linse der     Lichtoptik    und liefert einen fadenförmigen  Strahl, dessen Querschnitt durch die äusseren Elek  troden bestimmt ist, und der unter der Wirkung des  niedrigen Potentials der inneren Elektrode in Ver  bindung mit dem hohen Potential der beiden äusseren  Elektroden konvergiert. Eine derartige Einzellinse  aus drei Elektroden kann aber die     Ablenkfehler    eines  in einer einzigen Koordinate abgelenkten Strahls nicht  vollständig kompensieren.

   Die Korrektur längs einer  einzelnen Koordinate ist besser möglich durch eine  Linse, welche schlitzförmige     öffnungen    an Stelle  der runden     öffnungen    besitzt, und die Verwendung  zweier solcher Linsen ermöglicht die Gewähr  leistung gleicher Dimensionen eines in zwei     Koordina-          tenrichtungen    abgelenkten Strahls. Jedoch ist bei  solchen Schlitzöffnungen, entsprechend einer Zylin  derlinse, die Aberration grösser als bei einer sphä  rischen Linse der gleichen Brennweite, und eine für  zwei Koordinaten eingerichtete Linse mit sechs  Elektroden würde, um diese Linse richtig anpassen  zu können, eine wesentlich grössere Gesamtlänge der  Röhre erfordern.

      In dem weiter unten beschriebenen Ausführungs  beispiel des     erfindung        emässen        Elektronenstrahl-          gerätes    wird diese Schwierigkeit überwunden und  einerseits die Länge der Linse so weit vermindert,     dass     eine kleinere Gesamtlänge der Röhre möglich ist,  während anderseits an allen Punkten des     Auftreff-          körpers    der gleiche kleine Durchmesser des Strahls  gewährleistet ist.

      Die Erfindung besteht darin,     dass    bei einer     Elek-          tronenlinsenanordnung    der eingangs genannten Art  zwischen den Elektroden für die Erzeugung einer  sphärischen Linse ein Paar     Fokussierungselektroden     mit quer zueinander verlaufenden Langlöchern mit  längs ihrer Achse kontinuierlich sich ändernder Breite  vorgesehen ist, die auf die Öffnungen der Steuer  elektroden     ausgrichtet    sind.

   Die     Elektronenlinsen-          anordnung    kann dabei so ausgebildet werden,     dass     sich ein Linsensystem kurzer Länge bei Aufrecht  erhaltung eines gleichmässig kleinen     Kathodenstrahl-          flecks    auf dem     Auffangschirin    ergibt.  



  Die Erfindung ist nachstehend in einigen Aus  führungsbeispielen anhand der     Fig.   <B>1</B> bis<B>7</B> näher  erläutert. Hiervon zeigt:       Fig.   <B>1</B> einen schematischen Längsschnitt durch  ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen       Sperrgitter-Speicherröhre,          Fig.    2 eine perspektivische, vergrösserte Wieder  gabe des     Ablenksystems    und des Linsensystems für  ein Ausführungsbeispiel nach     Fig.   <B>1,</B>       Fig.   <B>3</B> und 4<B>je</B> eine perspektivische Darstellung  eines     unabgelenkten        bzw.    eines abgelenkten Elek  tronenstrahls,

             Fle-.   <B>5</B> bis<B>7</B> je eine schematische Wiedergabe eines       Quadranten    des     Auftreffkörpers    mit Darstellungen  der     Auftrefffläche    eines Elektronenstrahls ohne  Korrekturmittel für die     Ablenkfehler        bzw.    mit einer  Einzellinse und einem Linsensystem nach     Fig.   <B>1</B> und 2  für die Korrektur der     Ablenkfehler.     



  Das Ausführungsbeispiel nach     Fig.   <B>1</B> zeigt eine       Sperrgitter-Speicherröhre   <B>10.</B> Wie bekannt, enthält  eine solche Röhre<B>10</B> innerhalb eines evakuierten  Kolbens, etwa aus Glas, eine Elektronenkanone, be  stehend aus der Kathode<B>11</B> und dem Heizfaden 12,  ein Steuergitter<B>13,</B> die Beschleunigungsanode 14, die  als Elektronenlinse ausgebildeten     Fokussierungselek-          troden   <B>15,</B> die     Ablenkplatten   <B>16</B> und<B>17,</B> eine Blende  <B>18,</B> eine Abschirmung<B>19</B> und einen Auffangschirm  20.

   Der dreiteilige, scheibenförmige     Auffangschinn     20 besteht hier aus einer Grundplatte 22, einem       dielektrischen    Film<B>23</B> und einem unmittelbar vor  dem     dielektrischen    Film<B>23</B> angeordneten Sperr  gitter 24.  



  Der     dielektrische    Film<B>23</B> speichert eine auf  seiner Oberfläche durch den Elektronenstrahl er  zeugte elektrostatische Ladung während längerer  Zeit, welcher Effekt für die Speicherfunktion der  Röhre ausgewertet wird. Die vom Sperrgitter 24  isolierte Rückplatte 22 kann in ihrem Potential  variiert werden und steuert das Ladungsmuster, wel  ches seitens des Elektronenstrahls auf dem Film  erzeugt wurde. Die auf einer bestimmten Stelle des       dielektrischen    Films<B>23</B> aufgebrachte Ladung wird  anschliessend durch einen über diese Stelle ge  führten Elektronenstrahl abgetastet.  



  Grösse und Dichte der einzelnen Speicherelemente  auf einer gegebenen Speicheroberfläche sind zum Teil  abhängig von der Grösse, der Intensität und der       Gleichmässigkeit    des auftreffenden     ElektronenstraWs.     Notwendigerweise wird der Strahl zur Erreichung  jedes einzelnen der Speicherelemente abgelenkt, wo  bei aber mit der elektrostatischen Ablenkung     ein     gewisses Ausmass an Strahl     defokussierung    auftritt,  wodurch die     AnzahYder    möglichen einzelnen Spei  cherelemente beschränkt ist.  



  Wie aus     Fig.   <B>3</B> ersichtlich ist, konvergiert ein  Elektronenstrahl auf einem Punkt<B>37</B> auf dem Auf  fangschirm<B>36.</B> Vor dem Durchlaufen der     Ablenk-          platten   <B>35</B> ist der Querschnitt des Strahls praktisch  kreisförmig, wie durch die schraffierte Fläche an  gedeutet ist. Besitzen die beiden vertikalen     Ablenk-          platten   <B>35</B> das gleiche Potential, dann wird der Strahl  durch dieselben nicht     beeinflusst    und alle Elektronen  treffen im Brennpunkt<B>37</B> auf den Schirm.

   Besteht  zwischen den     Ablenkplatten   <B>35</B> eine Potentialdiffe  renz, so erfährt, wie in     Fig.    4 angedeutet, der gleiche  Elektronenstrahl eine vertikale Ablenkung. Nunmehr  konvergiert der Strahl nicht mehr in -einem Punkt  der     Auftreffebene   <B>36,</B> sondern zeigt infolge des       Ablenkfeldes    einen Schnittpunkt der einzelnen Elek  tronenbahnen in einer vor der Zielebene<B>36</B> gelegenen  senkrechten Ebene, so     dass    sich keine kreisförmige,  sondern eine längliche     Auftrefffläche   <B>38</B> ergibt, die    gegenüber der     Auftrefffläche    der     Fig.   <B>3</B> wesentlich  vergrössert ist.

   Somit wirken die     Ablenkplatten     wie eine zylindrische<B>-</B> Sammellinse, so     dass    die ein  zelnen Speicherelemente, gegen den Rand des     Auf-          fangschirines    zu, einen genügend grossen gegen  seitigen Abstand aufweisen müssen, um trotz des  vergrösserten     Strahlquerschnitts    eine     überlappung    zu  vermeiden, was zu einer Verringerung der in einer  solchen Speicheröhre zu verarbeitenden, Speicher  menge führt. Beim Auftreten -einer     überlappung     werden die Informationen in einander benachbarten       Speicherelementzn    der     dielektrischen    Oberfläche ge  stört.

   Ein Weg zur Umgehung dieser Schwierigkeit  besteht darin,     dass    der Auffangschirm. genügend weit  von den     Ablenkplatten    entfernt angeordnet wird, so       dass    der     Ablenkwinkel    der zur Erreichung des Randes  des Auffangschirmes erforderlich ist, verringert wird.  Zur Verringerung der     Ablenkfehler    ist es ferner  möglich, die     Ablenkplatten    in Richtung der     Strahl-          achse    zu verlängern. Jedoch führen die beiden ge  nannten Massnahmen zu einer merklichen Verlänge  rung der Röhre, was für manche Anwendungen un  erwünscht ist.  



  Durch die nachstehend beschriebene     Elektronen-          linsenanordnung    werden sowohl die Erfordernisse  einer sehr     klein-en        Auftrefffläche    bei allen notwen  digen     Ablenkwinkeln    als auch, einer Verringerung  der Gesamtlänge der Röhre erfüllt, ohne     dass    der       Ablenkwinkel    im Vergleich mit anderen Röhren  dieser Art zu stark vergrössert wird.  



  Die     Fig.    2 zeigt in vergrössertem Massstab die  wesentlichen Teile des     Ausführungsbeispiels    nach       Fig.   <B>1,</B> die zur Erzielung der gewünschten Korrektur  der     Ablenkfehler    in einem     Zweikoordinaten-Ablenk-          systern    erforderlich sind. Die wiedergegebene Elek  tronenlinse besteht aus einer ersten Aussenelektrode  <B>25</B> mit     kreisföriniger,öffnung,    die ein hohes positives  Potential gegenüber der Kathode führt.

   Die<B>Elek-</B>  troden<B>26</B> und<B>27</B> besitzen     elliptischeÖffnungen    und  erhalten<B>je</B> eine variable Spannung von<B>je</B> einer       Ablenkspannungsquelle    für die betreffende Koordi  nate über eine nichtlineare Schaltung, welche     Span-          nun-gen    vorzugsweise zwischen jener der Kathode und  jener der Elektrode<B>25</B> gelegen sind. Die Elektrode  <B>26,</B> die mit der kleinen Achse ihrer     elleptischen     Öffnung senkrecht angeordnet ist, weist eine Ver  bindung über die nichtlineare Schaltung<B>31</B> mit dem  Eingangsstromkreis<B>32</B> für das vertikale     Ablenk-          system    auf.

   In gleicher Weise ist die Elektrode<B>27,</B>  bei der die kleine<B>Achse</B> der elliptischen Öffnung  horizontal verläuft, über die nichtlineare Schaltung  <B>33</B> mit dem Eingangsstromkreis 34 für das horizon  tale     Ablenksystern    verbunden. Die letzte Elektrode<B>28</B>  entspricht der ersten Elektrode<B>25,</B> schliesst die Elek  tronenlinse ab und weist das. gleiche Potential wie die  Elektrode<B>25</B> auf.  



  Bei Abwesenheit eines     Ablenkfeldes    bewirken die  Elektroden<B>25, 26, 27</B> und<B>28</B> die Fokussierung des  Elektronenstrahls aus den seitens der Glühkathode  der Röhre ausgesendeten Elektronen, in einem Punkt  <B>g</B>      geringster Ausdehnung im Zentrum des Auffang  schirmes. In diesem Falle ist die     Fokussierungswir-          kung    dieser Elektroden vergleichbar mit jener einer  oder mehrerer sphärisch geformter optischer Linsen       bzw.    mit der bekannten elektrostatischen Einzellinse.  Zur Erzielung dieser     Fokussierungswirkung    wird eine  Potentialdifferenz zwischen benachbarten Elektroden  aufrechterhalten.

   Ferner ist in gewissem Ausmasse  der gegenseitige Abstand der Elektroden voneinander  von     Einfluss.    Die Elektronenlinse ist aber ohne Än  derung ihres körperlichen Aufbaus, durch     Verände-          rungr    der absoluten und relativen Spannungswerte       beeinflussbar.     



  Die beiden mit elliptischen Öffnungen versehenen  Elektroden<B>26</B> und<B>27</B> zeigen eine ähnliche Wirkungs  weise wie optische Zylinderlinsen, und weisen wie  diese parallele     Konvergenzebenen    auf, wobei die  Hauptachse der Ellipsen jeweils senkrecht zu diesen  parallelen Ebenen gerichtet ist. Eine     idealssierte     elektronische Zylinderlinse bündelt nur in einer Rich  tung und besteht aus zwei in der gleichen Ebene  gelegenen unendlich ausgedehnten     PTatten,    deren  Kanten     mmmmen    einen unendlich ausgedehnten  Schlitz bilden, in welchem das fokussierende elektro  statische Feld herrscht.

   In Wirklichkeit ist natürlich  die grösstmögliche Länge des Schlitzes durch die  grösstmöglichen Abmessungen der vorgesehenen  Röhre begrenzt, und an Stelle des unendlich aus  gedehnten Schlitzes wird eine rechteckige Öffnung  verwendet. Durch einen solchen     Kompromiss    ergibt  sich jedoch eine     Sumination    zweier fokussierender  Wirkungen, nämlich einerseits in der gewünschten  und anderseits in der hierzu senkrechten Ebene.  Dieses unerwünschte Zusammenwirken zweier fokus  sierender Richtungen kann dadurch vermieden wer  den-,     dass    die Öffnung an Stelle eines Rechtecks die  Gestalt einer Ellipse erhält, also sämtliche scharfen  Ecken vermieden. werden, welche für das Entstehen  der unerwünschten Fokussierung verantwortlich sind.

    Auch eine unerwünschte Rückwirkung der beiden  zylindrisch fokussierenden Elektroden<B>26</B> und<B>27</B> in  folge ihres relativ geringen Abstandes kann vermieden  werden, indem das Verhältnis von Hauptachse zu  kleiner Achse der elliptischen Öffnungen sowie die       Ellipsenfläche    und der     Elektrodenabstand    geeignet  gewählt werden.  



  Wird den     Ablenkplattenpaaren   <B>16</B>     bzw.   <B>17</B> ein  Signal zugeleitet, so wird der Elektronenstrahl ab  gelenkt und trifft auf die     dielektrische    Schicht des  Auffangschirmes an     eineni    anderen Punkt als dem Zen  trum auf.

   Wie in     den-        Fig.    4 und<B>5</B>     dargestent,    bewirkt  der     zylindnsche        Fokussierungseffekt    der     Ablenk-          platten   <B>16</B>     bzw.   <B>17,</B>     dass    eine Verzerrung des Strahls  insofern erfolgt, als an Stelle eines kreisförmigen  Flecks auf dem     Auftreffkörper    im Zentrum desselben,  eine um so grössere elliptische     Auftrefffläche    entsteht,  <B>je</B> weiter der Strahl aus dem Zentrum abgelenkt wird.

    Die vom     Ablenksystein    allein herrührende     Strahl-          verzerrung    nimmt, wie in     Fig.   <B>5</B> angedeutet ist, mit  wachsendem     Ablenkwinkel    zu, und zwar propor-         tional    mit dem Quadrat des mittleren     Ablenkwin-          kels.     



  Wird eine Einzellinse aus Elektroden mit kreis  förmigen Öffnungen vor den     Ablenkplatten    der Röhre  angeordnet, so ergeben sich die     Ablenkfehler    gemäss       Fig.   <B>6.</B> Das in einer solchen Linsenanordnung herr  schende elektrostatische Feld wirkt wie eine sphä  rische Sammellinse und ergibt eine     Vorfokussierung     des Strahls, wodurch der zylindrische Effekt der     Ab-          lenkplatten    teilweise kompensiert wird.

   Dementspre  chend kann bei     richtiorer    Einstellung der Feldstärke  der Linse der nachteilige     Einfluss    des     Ablenkfeldes     auf die Grösse der     Auftrefffläche    in     ggewissem    Aus  masse korrigiert werden.  



  Das System der Einzellinse weist jedoch zwei  Hauptnachteile auf. Durch eine solche sphärische  Sammellinse wird ein     fadenförmiger    Strahl zum     Ab-          lenksystem    geleitet, wodurch aber die     Ablenkfehler     eines solchen nur in einer     Koordinatenrichtung    ab  lenkenden Feldes nicht an allen Punkten des Auf  fangschirmes korrigiert werden können.

   Die Korrek  tur ist an jenen Stellen am schlechtesten, die eine  maximale Ablenkung des Strahls in der einen     Koordi-          natenrichtuna    und     aar    keine     Ablenkuna    desselben in  der anderen     Koordinatenrichtunor    bedingen, also an  den Stellen<B>60</B> und<B>61</B> in     Fig.   <B>6.</B>  



  Durch Verwendung einer Einzellinse, bestehend  aus drei mit     Rechtecköffnungen    versehenen Elektro  den für jede     Ablenkrichtung,    die mit einer geeigneten  dynamischen Korrekturschaltung verbunden sind,  kann die erstgenannte Schwierigkeit beseitigt werden,  jedoch bedingt die     Unterbrin        gung    der sechs einzelnen  Elektroden im erforderlichen gegenseitigen Abstand  eine solche Länge der Röhre,     dass    dieselbe für eine  grosse Zahl von Anwendungen solcher Speicherröhren  ungeeignet ist.

   Ein Ausgleich des grösseren Platz  bedarfes für diese Linse durch Verkürzung der     Ab-          lenkplatten    und ihres Abstandes vom Auffang  schirm würde, wie oben bereits erläutert, eine wei  tere Steigerung der Schwierigkeiten bezüglich der     Ab-          lenkfehler    mit sich bringen. Ausserdem ist die  Aberration in solchen Elektroden mit     Rechteck-          öffnungen    für Zylinderlinsen grösser als bei Ver  wendung von Elektroden mit     kreisföriniger    Öffnung  für sphärische Linsen.  



  Die mit einer Anordnung gemäss dem Ausfüh  rungsbeispiel nach     Fig.    2 erzielbaren Resultate zeigt  die     Fig.   <B>7.</B> Im Zentrum des Auffangschirmes wird  hierbei ein     Fokussierunasfleck    für den Strahl von  solch geringen Abmessungen erreicht,     dass    die stren  gen, Anforderungen an     Sperrgitterspeicherröhren    für  die Speicherung grosser Zahlen durchaus erfüllt wer  den, ausserdem werden an allen Stellen des     Auffang-          schirines    und in jeder Lage des abgelenkten Strahls  die gleichen kleinen     Auftreffflächen,    erzielt.

   Die ge  zeigte Anordnung mit gekreuzten elliptischen Linsen  verwendet<B>je</B> eine einzige elliptische Linsenelektrode  für jede     Koordinatenrichtung,    die eine Bündelung des  Strahls nur in dieser Richtung bewirkt und beim nicht-      abgelenkten Strahl dessen Bündelung auf das Zen  trum des Auffangschirmes begünstigt.  



  Die zwischen dem Linsensystem und dem     Ab-          lenksystem,    vorgesehene elektrische Schaltung be  wirkt eine Schwächung des elektrostatischen Feldes  jeder einzelnen der elliptischen Elektroden, wenn das  jeweils zugeordnete     Ablenkplattenpaar        beaufschlagt     wird. In erster Annäherung ist die dynamische Span  nung, welche den einzelnen Linsen zugeführt wird,  proportional dem Quadrat der Spannungsdifferenz  zwischen den in der gleichen Ebene wirksamen     Ab-          lenkplatten.    Ein Beispiel zur Durchführung dieser  dynamischen Feldveränderung zeigt die     Fig.    2 im  Falle einer symmetrischen Gegentaktablenkung.

   Ein  Bruchteil der vertikalen     Ablenkspannung    aus der  Spannungsquelle,<B>32</B> wird den Gittern der beiden       Verstärkerröhren    40 und 41 der nichtlinearen Schal  tung<B>31</B> zugeführt. Da die Gitter symmetrisch     be-          dufschlagt    werden, ändert sich die Summe ihrer  Anodenströme in erster Annäherung mit dem Qua  drat der     Ablenkspannung.    Die addierten Anoden  ströme der Röhren 40 und 41 erzeugen an dem  geeignet bemessenen     Spannungsteilerwiderstand    42  einen Spannungsabfall, der in der erwünschten Weise  variiert und auf die Elektrode<B>26</B> wirkt.

   Eine entspre  chende Schaltung ist für die Beeinflussung der Elek  trode<B>27</B> in Abhängigkeit von der horizontalen     Ab-          lenkspannung    vorgesehen. Wie aus     Fig.    2 ersichtlich  ist, weisen die     Fokussierungselektroden   <B>26</B> und<B>27</B>  eine positive Spannung auf, zwecks Erzielung der  Grundfokussierung.

   Werden hierfür keine     positiv-en     sondern negative Spannungen verwendet, so     muss    eine       Phasenumkehrstufe    vorgesehen werden, um die elek  trostatischen Felder an den Elektroden<B>26</B> und<B>27</B> in  Abhängigkeit von den zugeführten     Ablenkspannun-          gen    zu schwächen.  



  Die gekreuzten elliptischen Linsen mit in der  beschriebenen Weise dynamisch kompensierten elek  trostatischen Feldern ermöglichen die Bündelung des  Strahls auf eine für sämtliche     Ablenkstell-ungen     gleich grosse     Auftrefffläche.    Da nur vier Elektroden  hierfür erforderlich sind, ermöglicht dieses Linsen  system einen geringen Röhrendurchmesser und eine  geringe Gesamtlänge der Röhre.  



  Bei einem Ausführungsbeispiel des Linsensystems  nach     Fig.    2 hatten die einzelnen Bauteile die nach  stehenden Abmessungen und gegenseitigen Abstände.  
EMI0005.0026     
  
    öffnungsdurchinesser <SEP> Elektrode <SEP> <B>25</B> <SEP> 1,22 <SEP> mm
<tb>  <B>  <SEP>   <SEP> 28 <SEP> 1,91mm</B>
<tb>  Hauptachse <SEP> Elektrode <SEP> <B>26, <SEP> 27 <SEP> 7,29</B> <SEP> mm
<tb>  Nebenachse <SEP> Elektrode <SEP> <B>26, <SEP> 27 <SEP> <I>5,51mm</I></B>
<tb>  Dicke <SEP> der <SEP> Elektroden <SEP> <B>0,30</B> <SEP> mm
<tb>  Abstand <SEP> zwischen <SEP> benachbarten
<tb>  Elektroden <SEP> <B>5,33</B> <SEP> <U>mm</U>       An den Elektroden<B>25</B> und<B>28</B> lag eine positive  Spannung von<B>1000</B> Volt gegenüber der Kathode.

    Die Elektroden<B>26</B> und<B>27</B> führten eine positive Span  nung von 420     bzw.    470 Volt gegenüber der Kathode,  geeignet zur Fokussierung des nichtabgelenkten    Strahls in horizontaler und vertikaler Richtung. Mit  dieser Anordnung kann ein Elektronenstrahl ge  schaffen werden, der zu     9010/a    ein quadratisches Loch  mit<B>0,18</B> mm Seitenlänge passieren kann. Also kann  der     Strahldurchmesser    auf dem Auffangschirm. zu  etwa<B>0,18</B> mm angenommen werden, welche     Auf-          trefffläche    bei jeder beliebigen     Ablenklage    des Strahls  auf dem Auffangschirm konstant und gleich gross  bleibt.  



  Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt,     dass    die  Abmessungen der verschiedenen Teile des     elektronen-          optischenSystems        relativzueinander    abgestimmt sind.       Insbsondere    wurde festgestellt,     dass        vorteilhafterweise     die Elektroden,<B>25, 26, 27</B> und<B>28</B> voneinander den  gleichen Abstand besitzen und     dass    der Durchmesser  der Nebenachsen der elliptischen Öffnungen der  Elektroden<B>26</B> und<B>27</B> angenähert gleich diesem<B>Ab-</B>  stand zwischen benachbarten Elektroden der Linse  gemacht wird.

   Ferner hat sich als günstigstes Ver  hältnis der Hauptachse zur Nebenachse bei den  elliptischen Öffnungen der Elektroden<B>26</B> und<B>27</B> ein  Wert von etwa<B>1,3</B> erwiesen.



      Electron lens arrangement in an electron beam device The present invention relates to an electron lens arrangement in an electron beam device, with correction means, which counteract a defocusing of the beam at different deflection angles,

   wherein the electron lens arrangement is attached between the electron source and the deflection device and a uniformly small cathode ray spot is generated on the collecting screen with any beam deflection and wherein the electron lens arrangement contains a pair of electrodes for generating a spherical lens.



  When operating cathode ray tubes, an electron beam of the desired cross-section is directed onto a collecting screen, on which the impinging electrons, depending on the desired type of use, leave a visual or electrical impression. Here, the electron beam is mostly deflected by suitable electrostatic or electromagnetic means, and hits on the collecting screen a certain of a variety of possible surface elements, each of which provides a certain output signal. Difficult problems arise with such a deflection when the smallest possible cross section and exactly the same shape of the cross section of the electron beam at each individual point of impact is required.



       Also going electron beam if the one from the correct electron gun is focused on the center diameter of the collecting screen,

          as if a circular disk were to deflect the small diameter of the beam from the center of the screen, an out-of-round enlargement occurs due to defocusing of the beam. This effect is more pronounced with electrostatic deflection than with magnetic deflection.

   A certain amount of such deflection errors is permissible in many applications and can be limited to the maximum permissible amount by means of known correction methods. These correction methods mostly use different types of electron lenses and combinations of such electron lenses with dynamic correction in which the mean potential of a pair of deflection plates can be changed as a function of a non-linear function of the deflection voltage relative to the electron lenses.

   Correction procedures of this kind usually result in Distortion in one direction is reduced, but there is usually distortion in another direction which cancels out some of the overall correction. In devices which require exactly the same control of an electron beam with an extremely small cross section, as is the case, for example, with storage tubes with electrostatic deflection, the possible correction of the deflection errors by the known means is not sufficient.



  The present invention aims to provide an improved electron lens assembly in an electron beam device. In particular, the same small cross-section should result in the electron beam at every point of the collecting screen for every desired deflection position. Furthermore, despite ensuring that the beam cross-section is exactly the same, a particularly compact storage device is to be made possible which is equipped with a simple but effective electron-optical system. In this sem electron beam device, a dynamically controllable electron lens is preferably used, which is coupled to the control of the deflection system.

        One embodiment of the present invention relates to a barrier type cathode ray storage tube provided with an electron lens positioned between the electron gun and the electrostatic deflection system along the beam.

   The electron lens system comprises a number of electrodes, which are arranged along the beam path with openings facing each other and are fed in such a way that electrical fields are created in the openings which strive to make the passing electron beam converge.



  When using such tubes for storage and similar purposes, it is necessary that the overall dimensions of such tubes are kept as small as possible. To achieve such small dimensions while at the same time guaranteeing uniform beam focusing in all deflection positions, various influencing factors must be taken into account: the most important of which are briefly described below.



  The deflection errors are inversely proportional to the length of the deflection field that the electron beam has to pass through. Accordingly, it is advantageous to make the deflection system as long as possible as far as the overall length of the tube allows. The deflection errors increase with increasing beam deflection angles, so that the largest necessary deflection angle should remain as small as possible.

   Taking into account the overall length of the tube, it is therefore advisable to make the distance between the deflection system and the collecting screen as large as possible in order to obtain the smallest possible maximum deflection angle.

   So the problem of reducing deflection errors is simplified by increasing the length of the deflection system and the beam path from the deflection system to the collecting screen. If these aspects are to be taken into account and the overall length of the tube is to be reduced as far as possible, then that part of the tube which contains the electron gun, the lenses and the deflection system must be kept as short as possible.

    On the other hand, however, the shortening of the tube between the cathode and the lens causes an increase in the degree of magnification, which leads to an enlargement of the point of impact on the collecting screen. In order for the lens to work satisfactorily, the distance between the cathode and the lens must be greater than half the total length of the lens. This shows,

          that the best conditions are created when a lens with the shortest possible length is used.



  An effective electron lens is e.g. B. a so-called single lens, which is suitable for focusing a electron beam up to a circular point in the center of the collecting screen of a cathode ray tube. Such a lens normally consists of two electrodes with circular holes which have a high positive potential with respect to the cathode, as well as an electrode with a circular opening arranged in between, the potential of which is between that of the cathode and that of the two outer electrodes .

   This arrangement corresponds to a spherical lens of light optics and provides a thread-like beam, the cross-section of which is determined by the outer electrodes, and which converges under the effect of the low potential of the inner electrode in connection with the high potential of the two outer electrodes. Such a single lens made up of three electrodes cannot fully compensate for the deflection errors of a beam deflected in a single coordinate.

   The correction along a single coordinate is better possible with a lens which has slit-shaped openings instead of the round openings, and the use of two such lenses enables the same dimensions of a beam deflected in two coordinate directions to be guaranteed. However, with such slit openings, corresponding to a Zylin derlinse, the aberration is greater than with a spherical lens of the same focal length, and a lens set up for two coordinates with six electrodes would, in order to be able to adjust this lens correctly, a much greater overall length of the tube require.

      In the embodiment of the invention emässen electron beam device described below, this difficulty is overcome and on the one hand the length of the lens is reduced to such an extent that a smaller overall length of the tube is possible, while on the other hand the same small diameter of the at all points of the impact body Beam is guaranteed.

      The invention consists in that in an electron lens arrangement of the type mentioned between the electrodes for generating a spherical lens, a pair of focusing electrodes with oblong holes running transversely to one another and with continuously changing widths along their axis is provided, which electrodes on the openings of the control are aligned.

   The electron lens arrangement can be designed in such a way that a lens system of short length is obtained while maintaining an evenly small cathode ray spot on the collecting screen.



  The invention is explained in more detail below in a few exemplary embodiments with reference to FIGS. 1 to 7. Of these: FIG. 1 shows a schematic longitudinal section through an exemplary embodiment of a barrier grid storage tube according to the invention, FIG. 2 shows a perspective, enlarged reproduction of the deflection system and the lens system for an exemplary embodiment according to FIG. 1, </B> Fig. <B> 3 </B> and 4 <B> each </B> a perspective illustration of an undeflected or a deflected electron beam,

             Fle-. <B> 5 </B> to <B> 7 </B> each a schematic representation of a quadrant of the impact body with representations of the impact surface of an electron beam without correction means for the deflection errors or with a single lens and a lens system according to FIG 1 </B> and 2 for correcting the deflection errors.



  The exemplary embodiment according to FIG. 1 shows a barrier grid storage tube 10. As is known, such a tube contains <B> 10 </B> inside an evacuated flask, for example made of glass , an electron gun consisting of the cathode 11 and the filament 12, a control grid 13, the acceleration anode 14, the focusing electrodes 15, which are designed as electron lenses / B> the baffles <B> 16 </B> and <B> 17, </B> a screen <B> 18, </B> a shield <B> 19 </B> and a collecting screen 20.

   The three-part, disc-shaped collecting chute 20 here consists of a base plate 22, a dielectric film 23 and a barrier grid 24 arranged directly in front of the dielectric film 23.



  The dielectric film <B> 23 </B> stores an electrostatic charge generated on its surface by the electron beam for a long time, which effect is evaluated for the storage function of the tube. The back plate 22, which is isolated from the barrier grid 24, can be varied in its potential and controls the charge pattern which was generated on the film by the electron beam. The charge applied to a specific point on the dielectric film 23 is then scanned by an electron beam guided over this point.



  The size and density of the individual storage elements on a given storage surface are partly dependent on the size, intensity and evenness of the electron beam that hits it. The beam is necessarily deflected in order to reach each individual storage element, but with the electrostatic deflection a certain amount of beam defocusing occurs, as a result of which the number of possible individual storage elements is limited.



  As can be seen from FIG. 3, an electron beam converges on a point <B> 37 </B> on the collecting screen <B> 36. </B> Before passing through the deflection plates < B> 35 </B> the cross section of the beam is practically circular, as indicated by the hatched area. If the two vertical deflection plates <B> 35 </B> have the same potential, then the beam is not influenced by them and all electrons hit the screen at the focal point <B> 37 </B>.

   If there is a potential difference between the deflection plates <B> 35 </B>, then, as indicated in FIG. 4, the same electron beam experiences a vertical deflection. Now the beam no longer converges at a point on the plane of incidence <B> 36 </B>, but rather shows, due to the deflection field, an intersection of the individual electron paths in a vertical plane in front of the target plane <B> 36 </B>, see above that there is no circular, but an elongated impingement surface <B> 38 </B>, which is significantly larger than the impingement surface of FIG. 3.

   The deflection plates thus act like a cylindrical converging lens, so that the individual storage elements, towards the edge of the collecting screen, must have a sufficiently large mutual distance to overlap despite the enlarged beam cross-section avoid, which leads to a reduction in the amount of storage to be processed in such a storage tube. If an overlap occurs, the information in adjacent storage elements of the dielectric surface is disrupted.

   One way around this difficulty is to have the safety screen. is placed sufficiently far away from the baffles so that the angle of deflection required to reach the edge of the collecting screen is reduced. In order to reduce the deflection errors, it is also possible to lengthen the deflection plates in the direction of the beam axis. However, the two measures mentioned lead to a noticeable lengthening of the tube, which is undesirable for some applications.



  The electron lens arrangement described below fulfills both the requirements of a very small impingement surface at all necessary deflection angles and a reduction in the total length of the tube without the deflection angle being increased too much in comparison with other tubes of this type.



  FIG. 2 shows on an enlarged scale the essential parts of the exemplary embodiment according to FIG. 1, which are necessary to achieve the desired correction of the deflection errors in a two-coordinate deflection system. The electron lens shown consists of a first outer electrode 25 with a circular opening which carries a high positive potential with respect to the cathode.

   The <B> electrodes </B> electrodes <B> 26 </B> and <B> 27 </B> have elliptical openings and <B> each </B> receive a variable voltage of <B> each </ B> a deflection voltage source for the relevant coordinate via a non-linear circuit, which voltages are preferably located between that of the cathode and that of the electrode <B> 25 </B>. The electrode <B> 26 </B>, which is arranged vertically with the minor axis of its elliptical opening, has a connection via the non-linear circuit <B> 31 </B> to the input circuit <B> 32 </B> for the vertical deflection system.

   In the same way, the electrode <B> 27 </B> in which the small <B> axis </B> of the elliptical opening runs horizontally is connected via the non-linear circuit <B> 33 </B> to the input circuit 34 for connected to the horizontal deflection system. The last electrode <B> 28 </B> corresponds to the first electrode <B> 25 </B>, </B> closes the electron lens and has the same potential as the electrode <B> 25 </B>.



  In the absence of a deflection field, the electrodes <B> 25, 26, 27 </B> and <B> 28 </B> focus the electron beam from the electrons emitted by the hot cathode of the tube, at a point <B> g < / B> smallest expansion in the center of the collecting screen. In this case, the focusing effect of these electrodes is comparable with that of one or more spherically shaped optical lenses or with the known electrostatic single lens. To achieve this focusing effect, a potential difference is maintained between adjacent electrodes.

   Furthermore, the mutual spacing of the electrodes from one another has an influence to a certain extent. The electron lens can, however, be influenced without changing its physical structure by changing the absolute and relative voltage values.



  The two electrodes <B> 26 </B> and <B> 27 </B> provided with elliptical openings have a similar effect as optical cylindrical lenses and, like these, have parallel planes of convergence, the main axis of the ellipses being perpendicular to them directed parallel planes. An idealized electronic cylinder lens bundles in only one direction and consists of two infinitely extended P-plates located in the same plane, the edges of which form an infinitely extended slot in which the focusing electrostatic field prevails.

   In reality, of course, the greatest possible length of the slot is limited by the greatest possible dimensions of the tube provided, and a rectangular opening is used in place of the infinitely expanded slot. Such a compromise, however, results in a combination of two focusing effects, namely on the one hand in the desired plane and on the other hand in the plane perpendicular thereto. This undesirable interaction between two focusing directions can be avoided by giving the opening the shape of an ellipse instead of a rectangle, ie avoiding all sharp corners. which are responsible for the emergence of the unwanted focus.

    An undesirable reaction of the two cylindrically focusing electrodes <B> 26 </B> and <B> 27 </B> as a result of their relatively small distance can also be avoided by changing the ratio of the main axis to the minor axis of the elliptical openings and the elliptical surface and the electrode spacing can be selected appropriately.



  If a signal is fed to the deflection plate pairs <B> 16 </B> or <B> 17 </B>, the electron beam is deflected and strikes the dielectric layer of the collecting screen at a point other than the center.

   As shown in FIGS. 4 and 5, the cylindrical focusing effect of the deflection plates 16 and 17 causes a distortion of the beam to the extent that, instead of a circular spot on the impact body in the center thereof, an elliptical impact surface is created which is all the greater the further the beam is deflected from the center.

    The beam distortion resulting from the deflection system alone increases, as is indicated in FIG. 5, with increasing deflection angle, namely proportionally with the square of the mean deflection angle.



  If a single lens consisting of electrodes with circular openings is arranged in front of the deflection plates of the tube, the deflection errors result according to FIG. 6. The electrostatic field prevailing in such a lens arrangement acts like a spherical converging lens and results a pre-focusing of the beam, whereby the cylindrical effect of the deflection plates is partially compensated.

   Accordingly, if the field strength of the lens is set correctly, the disadvantageous influence of the deflection field on the size of the impingement surface can be corrected to a certain extent.



  The single lens system, however, has two major disadvantages. Such a spherical converging lens guides a thread-like beam to the deflection system, whereby the deflection errors of such a field which deflects only in one coordinate direction cannot be corrected at all points of the collecting screen.

   The correction is worst at those points that cause a maximum deflection of the beam in one coordinate direction and no deflection of the same in the other coordinate direction, that is, at the points <B> 60 </B> and <B> 61 </B> in Fig. <B> 6. </B>



  By using a single lens, consisting of three electrodes provided with rectangular openings for each deflection direction, which are connected to a suitable dynamic correction circuit, the first-mentioned difficulty can be eliminated, but the placement of the six individual electrodes at the required mutual distance requires such a length of the Tube that it is unsuitable for a large number of applications of such storage tubes.

   Compensating for the larger space required for this lens by shortening the deflection plates and their distance from the collecting screen would, as already explained above, bring about a further increase in the difficulties with regard to deflection errors. In addition, the aberration in such electrodes with rectangular openings for cylinder lenses is greater than when using electrodes with circular openings for spherical lenses.



  The results that can be achieved with an arrangement according to the exemplary embodiment according to FIG. 2 are shown in FIG. 7. In the center of the collecting screen, a focusing spot for the beam of such small dimensions is achieved that the strict requirements on barrier grate storage tubes for the storage of large numbers, in addition, the same small impact surfaces are achieved at all points of the collecting chine and in every position of the deflected beam.

   The arrangement shown with crossed elliptical lenses uses <B> each </B> a single elliptical lens electrode for each coordinate direction, which causes the beam to be focused only in this direction and, in the case of the non-deflected beam, promotes its focusing on the center of the collecting screen .



  The electrical circuit provided between the lens system and the deflection system causes a weakening of the electrostatic field of each individual elliptical electrode when the respectively assigned pair of deflection plates is acted upon. As a first approximation, the dynamic voltage that is supplied to the individual lenses is proportional to the square of the voltage difference between the deflection plates that are effective in the same plane. An example for carrying out this dynamic field change is shown in FIG. 2 in the case of a symmetrical push-pull deflection.

   A fraction of the vertical deflection voltage from the voltage source, <B> 32 </B> is fed to the grids of the two amplifier tubes 40 and 41 of the non-linear circuit <B> 31 </B>. Since the grids are loaded symmetrically, the sum of their anode currents changes as a first approximation with the square of the deflection voltage. The added anode currents of the tubes 40 and 41 generate a voltage drop across the appropriately dimensioned voltage divider resistor 42, which voltage drop varies in the desired manner and acts on the electrode 26.

   A corresponding circuit is provided to influence the electrode 27 as a function of the horizontal deflection voltage. As can be seen from FIG. 2, the focusing electrodes <B> 26 </B> and <B> 27 </B> have a positive voltage in order to achieve the basic focus.

   If no positive but negative voltages are used for this, a phase reversal stage must be provided in order to reduce the electrostatic fields at the electrodes <B> 26 </B> and <B> 27 </B> depending on the deflection voltage supplied. gen to weaken.



  The crossed elliptical lenses with electrostatic fields dynamically compensated in the manner described enable the beam to be bundled onto an area of impact that is the same for all deflection positions. Since only four electrodes are required for this, this lens system enables a small tube diameter and a small overall length of the tube.



  In an embodiment of the lens system according to FIG. 2, the individual components had the following dimensions and mutual distances.
EMI0005.0026
  
    Opening diameter <SEP> electrode <SEP> <B> 25 </B> <SEP> 1.22 <SEP> mm
<tb> <B> <SEP> <SEP> 28 <SEP> 1.91mm </B>
<tb> main axis <SEP> electrode <SEP> <B> 26, <SEP> 27 <SEP> 7.29 </B> <SEP> mm
<tb> minor axis <SEP> electrode <SEP> <B> 26, <SEP> 27 <SEP> <I>5.51mm</I> </B>
<tb> Thickness <SEP> of the <SEP> electrodes <SEP> <B> 0.30 </B> <SEP> mm
<tb> Distance <SEP> between neighboring <SEP>
<tb> Electrodes <SEP> <B> 5.33 </B> <SEP> <U> mm </U> There was one on electrodes <B> 25 </B> and <B> 28 </B> positive voltage of <B> 1000 </B> volts compared to the cathode.

    The electrodes <B> 26 </B> and <B> 27 </B> carried a positive voltage of 420 or 470 volts with respect to the cathode, suitable for focusing the non-deflected beam in the horizontal and vertical directions. With this arrangement, an electron beam can be created which can pass a square hole with a side length of <B> 0.18 </B> mm at 9010 / a. So the beam diameter can be on the collecting screen. to be assumed to be approximately <B> 0.18 </B> mm, which area of impact remains constant and the same size for any deflection position of the beam on the collecting screen.



  It has proven to be advantageous that the dimensions of the various parts of the electron-optical system are coordinated relative to one another. In particular, it was found that the electrodes <B> 25, 26, 27 </B> and <B> 28 </B> are advantageously at the same distance from one another and that the diameter of the secondary axes of the elliptical openings of the electrodes <B> 26 </B> and <B> 27 </B> approximately equal to this <B> distance </B> between adjacent electrodes of the lens.

   Furthermore, the most favorable ratio of the major axis to the minor axis for the elliptical openings of the electrodes <B> 26 </B> and <B> 27 </B> has proven to be a value of approximately <B> 1.3 </B>.

 

Claims (1)

<B>PATENTANSPRUCH</B> Elektronenlinsenanordnung mit Korrekturmitteln, welche einer Defäkussierung des Strahls bei ver schiedenen Ablenkwinkeln entgegenwirken in einem Elektrenenstrahlgerät mit Elektronenquelle und Ab- lenkvorrichtung für den Elektronenstrahl, wobei die Elektronenlinsenanordnung zwischen der Elektronen quelle und der Ablenkvorrichtuno, <B> PATENT CLAIM </B> Electron lens arrangement with correction means which counteract defecussing of the beam at different deflection angles in an electron beam device with an electron source and deflection device for the electron beam, the electron lens arrangement between the electron source and the deflection device angebracht ist und ein gleichmässig kleiner Kathodenstrahlfleck auf dem Auffangschirm bei beliebiger Strahlenablenkung er zeugt wird und wobei die Elektrönenlinsenanordnung ein Paar Elektroden für die Erzeugung einer sphä rischen Linse enthält, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Elektroden für die Erzeugung einer spärischen Linse, ein Paar Fokussierungselektroden mit quer zueinander verlaufenden Langlöchem mit längs ihrer Achse kontinuierlich sich ändernder Breite vor gesehen ist, die auf die Öffnungen der Steuerelektro den ausgerichtet sind. is attached and a uniformly small cathode ray spot on the collecting screen with any beam deflection he is generated and wherein the electron lens arrangement contains a pair of electrodes for the production of a spherical lens, characterized in that between the electrodes for the production of a spherical lens, a pair of focusing electrodes with transversely extending elongated holes with along their axis continuously changing width is seen before, which are aligned with the openings of the control electronics. UNTERANSPRÜCHE <B>1.</B> Elektronenlinsenanordnung nach Patentan spruch, bei, welcher die Ablenkvorrichtung ein Paar zueinander senkrechter Ablenkfelder erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Fokussierungselek- troden des Paars mit ihrem Langloch senkrecht zu dem einen Ablenkfeld und die andere Fokussierungs- elektrode mit ihrem Langloch senkrecht zu dem an deren Ablenkfeld liegt. SUBClaims <B> 1. </B> Electron lens arrangement according to patent claim, in which the deflection device generates a pair of mutually perpendicular deflection fields, characterized in that one of the focusing electrodes of the pair with its elongated hole perpendicular to the one deflection field and the other focusing - The electrode with its elongated hole is perpendicular to the one on whose deflection field. 2. Elektronenlinsenanordnung nach Unteran spruch<B>1,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen der ersten und der zweiten Fokussierungselektrode elliptisch geformt sind und die Hauptachsen senkrecht zueinander -verlaufen. <B>3.</B> Elektronenlinsenanordnung nach Unteran spruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Fokussierungselektroden über einen nichtlinearen Kreis an die Ablenkspannungsquelle angekoppelt ist. 2. Electron lens arrangement according to claim <B> 1 </B>, characterized in that the openings of the first and second focusing electrodes are elliptically shaped and the main axes are perpendicular to one another. <B> 3. </B> Electron lens arrangement according to claim 2, characterized in that each of the focusing electrodes is coupled to the deflection voltage source via a non-linear circuit. 4. Elektronenlinsenanordnung nach Unteran spruch<B>3,</B> dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Hauptachsen zu den Nebenachsen der eIliptischen öffnungen der Fokussierungselektroden ungefähr <B>1,3</B> ist. <B>5.</B> Elektronenlinsenanordnung nach Unteran- sprach 4, dadurch gekennzeichnet, dass alle Elek- troden des Linsensystems gleichen Abstand von einander haben. 4. Electron lens arrangement according to claim 3, characterized in that the ratio of the major axes to the minor axes of the elliptical openings of the focusing electrodes is approximately 1.3. 5. Electron lens arrangement according to dependent claim 4, characterized in that all electrodes of the lens system are at the same distance from one another. <B>6.</B> Elektronenlinsenanordnung nach Unteran spruch<B>5,</B> dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Nebenachsen der elliptischen öffnungen zum Abstand der Elektroden annähernd<B>1</B> ist. 6. Electron lens arrangement according to dependent claim 5, characterized in that the ratio of the minor axes of the elliptical openings to the distance between the electrodes is approximately <B> 1 </B>.
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