DE3249810C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Inline-Elektronenstrahlerzeu­ gungssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Bei einer in der US-PS 38 00 176 beschriebenen selbst­ konvergierenden Farbbildwiedergabeeinrichtung werden drei in einer Ebene nebeneinanderlaufende Elektronenstrahlen (sogenanntes Inline-System) durch Ablenkfelder bewegt, die bestimmte Ungleichmäßigkeiten aufweisen, welche einen negativen isotropen Astigmatismus in Horizontalrichtung und einen positiven isotropen Astigmatismus in Vertikal­ richtung einführen, derart, daß eine genügende Konvergenz an allen Punkten des Rasters erreicht wird.The invention relates to an inline electron gun system according to the preamble of claim 1. In one described in US-PS 38 00 176 itself converging color image display device will be three electron beams juxtaposed in one plane (so-called inline system) moved through deflection fields that have certain non-uniformities, which one negative isotropic horizontal astigmatism and positive isotropic vertical astigmatism introduce direction such that sufficient convergence is reached at all points of the grid.

Bei der anfänglichen kommerziellen Verwendung der in der erwähnten US-Patentschrift beschriebenen Einrichtung wurde der Mittenabstand zwischen benachbarten Strahlen in der Ablenkebene (sogenannter S-Abstand) kleiner als 5,08 mm gehalten, um die Konvergenz zu erleichtern. Ein derart geringer Abstand zwischen den Strahlen erforderte jedoch Beschränkungen hinsichtlich der Durchmesser der die Strahlposition bestimmenden Öffnungen, die sich in Quer­ elementen der Fokussierungselektroden der Erzeugungssysteme für die abgelenkten Strahlen befanden. Da der effektive Durchmesser der Fokussierungslinse für jeden Strahl durch die kleinen Durchmesser dieser Öffnungen bestimmt war, ergab sich das Problem einer Strahlfleckverzerrung infolge der sphärischen Aberration, die bei Linsen kleinen Durchmessers auftritt.When initially used commercially in the mentioned device was described the center distance between adjacent beams in the deflection plane (so-called S-distance) smaller than Held 5.08 mm to facilitate convergence. A such a small distance between the beams required however, restrictions on the diameter of the Beam-defining openings that are in cross elements of the focusing electrodes of the generation systems for the deflected rays. Because the effective Diameter of the focusing lens for each beam the small diameter of these openings was determined the problem of beam spot distortion due to the  spherical aberration that occurs with small diameter lenses occurs.

Bei der späteren kommerziellen Anwendung des erwähnten selbst­ konvergierenden Systems hat man dann den Abstand zwischen den Strahlen größer gemacht, was die Verwendung von Öffnungen größeren Durchmessers in den Fokussierungslinsen erlaubte. Hiermit wurde das Problem der Fleckverzerrung zwar vermindert, jedoch unter Inkaufnahme einer erhöhten Schwierigkeit bei der Erzielung der Strahlkonvergenz.In the later commercial application of the mentioned itself converging system then you have the distance between the Rays made bigger what the use of openings larger diameter in the focusing lenses allowed. This did reduce the problem of stain distortion, however, at the expense of increased difficulty in Achieving beam convergence.

Aus der europäischen Patentanmeldung 00 14 922 A1 und den britischen Patentanmeldungen 20 08 851 A und 20 33 650 A ist es bekannt, eine der Elektroden des strahlformenden Bereichs eines Kathodenstrahlsystems mit Strahlformungselementen in Form eines aufgesetzten geschlitzten Teils zu versehen, so daß der durch die Elektrode hindurchtretende Elektrodenstrahl die kreisförmige Elektrodenöffnung und die rechteckige Schlitz­ öffnung durchlaufen muß. Auf diese Weise werden die Strahlen asymmetrisch vorverzerrt.From European patent application 00 14 922 A1 and British patent applications 20 08 851 A and 20 33 650 A it is known to be one of the electrodes of the beam-shaping region of a cathode ray system with beam shaping elements in To provide the shape of an attached slotted part, so that the electrode beam passing through the electrode the circular electrode opening and the rectangular slot opening must go through. In this way the rays asymmetrically predistorted.

In diesen bekannten Fällen werden jedoch für jeden Strahl separate Fokussierlinsen verwendet, die durch kreisförmige Öffnungen gebildet werden und für den jeweiligen Strahl rotationssymmetrisch sind. In these known cases, however, for each beam separate focusing lenses used by circular Openings are formed and for the respective beam are rotationally symmetrical.  

Die Erfindung geht aus von einem Elektronenstrahlungssystem mit drei in einer Ebene nebeneinanderlaufenden Elektronen­ strahlen (sogenanntes Inline-System), wie es in der DE-OS 31 43 022 (R. H. Hughes u. a.) beschrieben ist. Bei diesem enthalten die Hauptfokussierungselektroden am strahlaus­ gangsseitigen Ende des Strahlerzeugungssystems jeweils einen Teil, der quer bezüglich der Längsachse des Röhrenhalses angeordnet und von drei kreisförmigen Öffnungen durchlocht ist, durch deren jede jeweils ein gesonderter der drei Elektronenstrahlen dringt. Jede der Hauptfokussierungs­ elektroden enthält außerdem einen angrenzenden Teil, der sich in Längsrichtung vom querliegenden Teil aus erstreckt und eine gemeinsame Umschließung für die Wege aller der erwähnten Strahlen bildet. Die sich längs erstreckenden Teile der Hauptfokussierungselektroden liegen einander gegenüber, um zwischen sich eine gemeinsame Fokussierungs­ linse für die Strahlen zu bilden. Die in Querrichtung gemessene größere Innenausdehnung der gemeinsamen Um­ schließung der letzten Fokussierungselektrode beträgt z. B. 17,65 mm, während die in Querrichtung gemessene größere Hauptausdehnung der gemeinsamen Umschließung der vor­ letzten Fokussierungselektrode beispielsweise 18,16 mm beträgt. Mit diesen Abmessungen wird der Innenraum eines Röhrenhalses mit 29,11 mm Durchmesser vorteilhaft ausge­ nutzt, um eine Fokussierungslinse mit einer Hauptausdehnung in Querrichtung vorzusehen, die mindestens dreieinhalbmal so groß wie der Mitte-Mitte-Abstand zwischen den Strahlen ist. Der Unterschied zwischen den jeweiligen Queraus­ dehnungen führt zu einem gewünschten Konvergierungseffekt für die aus dem Strahlerzeugungssystem austretenden Elektronenstrahlen.The invention is based on an electron radiation system with three electrons running side by side in one plane radiate (so-called inline system), as in the DE-OS 31 43 022 (R.H. Hughes et al.). With this contain the main focus electrodes on the beam aisle end of the beam generating system Part that is transverse to the longitudinal axis of the tube neck arranged and perforated by three circular openings , each of which is a separate one of the three Electron beams penetrate. Each of the main focus electrodes also contains an adjacent part, the extends in the longitudinal direction from the transverse part and a common enclosure for all of the ways forms mentioned rays. The longitudinal ones Parts of the main focus electrodes lie one on top of the other opposite to a common focus between themselves to form lens for the rays. The cross direction measured greater internal expansion of the common order closure of the last focusing electrode e.g. B. 17.65 mm, while the larger measured in the transverse direction Main expansion of the common enclosure of the front last focusing electrode, for example 18.16 mm is. With these dimensions, the interior becomes a Tube neck with a diameter of 29.11 mm is advantageous  uses a focusing lens with a main dimension transversely, at least three and a half times as large as the center-to-center distance between the rays is. The difference between the respective Queraus stretching leads to a desired convergence effect for those emerging from the beam generation system Electron beams.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strahl­ erzeugungssystems hat die innere Peripherie der gemeinsamen Umschließung der vorletzten Fokussierungsslektrode einen oval-förmigen Verlauf wie es z. B. in der vorstehend er­ wähnten DE-OS 31 43 022 beschrieben ist, während die innere Peripherie der gemeinsamen Umschließung der letzten Fokus­ sierungselektrode etwas anders, ähnlich der Gestalt eines Hundeknochens verläuft (im folgenden kurz "Knochen"-Form genannt), wie es z. B. in der US-PS 43 88 552 (P. T. Greninger) beschrieben ist.In one embodiment of the jet according to the invention production system has the inner periphery of the common Enclosure of the penultimate focusing electrode oval-shaped course as z. B. in the above he mentioned DE-OS 31 43 022 is described, while the inner Periphery of the common enclosing the last focus electrode somewhat different, similar to the shape of a Dog bone runs (in the following briefly "bone" shape called), as z. B. in US-PS 43 88 552 (P. T. Greninger).

Die Asymmetrie der Horizontalen gegenüber der Vertikalen der vorletzten Fokussierungselektrode führt zu einem astigmatischen Effekt, d. h. zu einer stärkeren Konvergenz­ wirkung auf vertikal beabstandete Elektronenbahnen inner­ halb eines die Vertiefung der Elektrode durchlaufenden Elektronenstrahls als auf horizontal beabstandete Elektro­ nenbahnen innerhalb des Strahls. Wenn die gegenüberliegende Vertiefung der letzten Fokussierungselektrode eine ähnliche ovale Kontur hat, dann bringt die divergierende Seite der Hauptfokussierungslinse ebenfalls einen astigmatischen Effekt in einem kompensierenden Sinne. Dieser Kompensations­ effekt wäre jedoch in seiner Stärke unzureichend, um zu verhindern, daß insgesamt noch ein resultierender Astigma­ tismus verbleibt. Dies kann die Erzielung einer gewünschten Fleckform am Bildschirm verhindern.The asymmetry of the horizontal versus the vertical the penultimate focusing electrode leads to a astigmatic effect, d. H. to greater convergence effect on vertically spaced electron orbits inside half of a through the recess of the electrode Electron beam as on horizontally spaced electro trajectories within the beam. If the opposite Depression of the last focusing electrode a similar one has an oval contour, then brings the diverging side of the Main focusing lens also an astigmatic Effect in a compensating sense. This compensation however, effect would be insufficient in strength to prevent overall resulting astigma tism remains. This can be a desired one Prevent spot shape on the screen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die durch den Astigmatismus der Hauptfokussierungslinse bewirkte Fleckverzerrung des Elektronenstrahls zu kompensieren. Diese Aufgabe wird durch ein Inline-Elektronenstrahler­ zeugungssystem gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst, wobei dem strahlformenden Bereich des Elektronenstrahlerzeugungs­ systems eine Linsenasymmetrie solchen Typs verliehen wird, daß die Vertikalabmessung des Querschnitts jedes Strahls am Eingang der Hauptfokussierungslinse kleiner wird als die Horizontalabmessung. Diese Asymmetrie wird beispielsweise bewirkt durch die Zuordnung eines sich vertikal erstreckenden rechteckigen Schlitzes zu jeder kreisförmigen Öffnung der ersten Gitter­ elektrode (G 1-Elektrode) des Strahlerzeugungssystems.The invention is therefore based on the object of compensating for the spot distortion of the electron beam caused by the astigmatism of the main focusing lens. This object is achieved by an inline electron gun generation system according to claim 1, wherein the beam-shaping region of the electron gun is given a lens asymmetry such that the vertical dimension of the cross section of each beam at the entrance of the main focusing lens is smaller than the horizontal dimension. This asymmetry is caused, for example, by assigning a vertically extending rectangular slot to each circular opening of the first grid electrode ( G 1 electrode) of the beam generating system.

Die Erfindung verwendet im Gegensatz zum Stande der Technik für die drei Inline-Elektronenstrahlen eine gemeinsame asym­ metrische Hauptfokussierlinse, für deren Asymmetrie die Elek­ tronenstrahlen am Eintrittsort in die Fokussierlinse ent­ sprechend asymmetrisch geformt werden. Mit Hilfe einer sol­ chen gemeinsamen Hauptfokussierlinse für alle drei Strahlen läßt sich bei größerem S-Abstand, der auch Elektronenlinsen größeren Durchmessers erlaubt, eine bessere Strahlkonvergenz ohne den Nachteil sphärischer Aberration bei kleinerem S-Ab­ stand und entsprechend kleinerem Linsendurchmesser in Kauf nehmen. Andererseits führen die in Horizontal- und Vertikal­ richtung unterschiedlichen Verhältnisse zu einer Asymmetrie, die insgesamt einen Astigmatismus ergibt, und dieser wird durch die Erfindung kompensiert. The invention uses in contrast to the prior art a common asym for the three inline electron beams metric main focusing lens, for whose asymmetry the elec entron rays at the point of entry into the focusing lens be shaped asymmetrically. With the help of a sol Chen common main focusing lens for all three beams can be found at a larger S distance, which also includes electron lenses larger diameter allows better beam convergence without the disadvantage of spherical aberration with a smaller S-Ab stood and correspondingly smaller lens diameter in purchase to take. On the other hand, they lead in horizontal and vertical towards different relationships to asymmetry, which results in an astigmatism, and this becomes compensated by the invention.  

Durch geeignete Wahl der Abmessungen der "ovalen" Umschließung, der "knochenförmigen" Umschließung und der G 1-Schlitze kann eine annehmbare Form des Strahlflecks sowohl in der Mitte als auch an den Rändern des Bildrasters erreicht werden, indem man die durch diese Elemente hervorgerufenen Astigmatismen optimal zueinander abstimmt.By appropriately choosing the dimensions of the "oval" enclosure, the "bone" enclosure and the G 1 slots, an acceptable shape of the beam spot can be achieved both in the center and at the edges of the image grid by taking the astigmatisms caused by these elements optimally coordinated with each other.

Die Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen an­ hand der Figuren näher erläutert.The invention is based on exemplary embodiments hand of the figures explained in more detail.

Fig. 1 zeigt von der Seite und teilweise im Schnitt ein Elektronenstrahl-Erzeugungssystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; Fig. 1 shows from the side and partly in section of an electron beam generating system according to an embodiment of the invention;

Fig. 2, 3, 4 und 5 sind Endansichten verschiedener Ele­ mente des Strahlerzeugungssystems nach Fig. 1; Figures 2, 3, 4 and 5 are end views of various elements of the beam generating system of Figure 1;

Fig. 5a zeigt einen Schnitt des Elements nach der Fig. 5 gemäß der Linie A-A′; Fig. 5a shows a section of the element of Figure 5 along the line AA ';

Fig. 5b ist eine Schnittansicht des Elements nach Fig. 5 gemäß der Linie B-B′; Fig. 5b is a sectional view of the element of Figure 5 along the line BB ';

Fig. 6 ist eine Schnittansicht des Elements nach Fig. 2 gemäß der Linie C-C′; Fig. 6 is a sectional view of the element of Figure 2 along the line CC ';

Fig. 7 ist eine Schnittansicht des Elements nach Fig. 3 gemäß der Linie D-D′; Fig. 7 is a sectional view of the element of Figure 3 along the line DD ';

Fig. 8 ist eine Schnittansicht des Elements nach Fig. 4 gemäß der Linie E-E′; und Fig. 8 is a sectional view of the element of Figure 4 along the line EE '; and

Fig. 9 veranschaulicht schematisch eine Modifikation des Elektronenstrahl-Erzeugungssystems nach Fig. 1. FIG. 9 schematically illustrates a modification of the electron beam generation system according to FIG. 1.

Die Fig. 1 zeigt teilweise im Schnitt eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Elektronenstrahlerzeugungssystems. Die Elektroden des Strahlerzeugungssystems nach Fig. 1 umfassen drei Kathoden 21 (von denen nur eine in der Seiten­ ansicht der Fig. 1 sichtbar ist), ein Steuergitter 23 (G 1), ein Schirmgitter 25 (G 2) eine erste Beschleunigungs- und Fokussierungselektrode 27 (G 3) und eine zweite Beschleuni­ gungs- und Fokussierungselektrode 29 (G 4). Die Elemente des Strahlerzeugungssystems werden von zwei gläsernen Haltestä­ ben 33 a, 33 b gehalten, die parallel zueinander verlaufen und zwischen denen die verschiedenen Elektroden aufgehängt sind. Fig. 1 shows partly in section a side view of an embodiment of the electron gun according to the invention. The electrodes of the electron gun of FIG. 1 comprises three cathodes 21 (one of which is only visible in a view in the side of Fig. 1), a control grid 23 (G1), a screen grid 25 (G2), a first accelerating and focusing electrode 27 ( G 3 ) and a second acceleration and focusing electrode 29 ( G 4 ). The elements of the beam generation system are held by two glass holding rods 33 a , 33 b , which run parallel to one another and between which the various electrodes are suspended.

Jede der Kathoden 21 ist mit jeweils einer zugehörigen Öff­ nung in den G 1-, G 2-, G 3- und G 4-Elektroden ausgerichtet, um den Durchgang der von der Kathode ausgesandten Elektro­ nen zum Bildröhrenschirm zu erlauben. Die von den Kathoden ausgesandten Elektronen werden zu drei Elektronenstrahlen geformt, und zwar durch zugehörige elektrostatische strahl­ formende Linsen, die gebildet sind durch zwei gegenüberlie­ gende gelochte Bereiche der G 1- und G 2-Elektroden 23 und 25, welche auf verschiedenen Gleichspannungspotentialen gehalten werden (z. B. 0 Volt für G 1 und +1100 Volt für G 2). Die Fokussierung der Strahlen an der Schirmfläche erfolgt hauptsächlich durch eine elektrostatische Hauptfokussierungs­ linse, die sich zwischen benachbarten Berei­ chen (27 a, 29 a) der G 3- und G 4-Elektroden bildet. Die G 3- Elektrode wird beispielsweise auf einem Potential (z. B. +6 500 Volt) gehalten, das 26% des an die G 4-Elektrode gelegten Po­ tentials (z. B. +25 Kilovolt) ausmacht.Each of the cathodes 21 is aligned with an associated opening in the G 1 , G 2 , G 3 and G 4 electrodes to allow passage of the electrodes emitted from the cathode to the picture tube screen. The electrons emitted by the cathodes are formed into three electron beams by means of associated electrostatic beam-shaping lenses, which are formed by two opposing perforated regions of the G 1 and G 2 electrodes 23 and 25 , which are kept at different DC potentials ( e.g. 0 volts for G 1 and +1100 volts for G 2 ). The focusing of the rays on the screen surface is mainly done by an electrostatic main focusing lens, which is formed between adjacent areas ( 27 a , 29 a ) of the G 3 and G 4 electrodes. The G 3 - electrode is, for example, at a potential (for example, +6500 volts.) Held the 26% of the G 4 electrode set Po tentials accounts (e.g., +25 kilovolts.).

Die G 3-Elektrode 27 besteht aus einer Anordnung zweier be­ cherförmiger Elemente 27 a und 27 b, deren geflanschte offe­ ne Enden aneinander anstoßen. Eine Vorderansicht des vor­ deren Elements 27 a ist in Fig. 2 dargestellt, und eine Querschnittsansicht dieses Elements (entsprechend der Linie C-C′ in Fig. 2) ist in Fig. 6 gezeigt. Eine Rückansicht des rückwärtigen Elements 27 b ist in Fig. 4 dargestellt, und eine Querschnittsansicht dieses Elements (entsprechend der Linie E-E′ in Fig. 4) ist in Fig. 8 gezeigt.The G 3 electrode 27 consists of an arrangement of two be cher shaped elements 27 a and 27 b , the flanged open ne ends abut each other. A front view of the front of its element 27 a is shown in Fig. 2, and a cross-sectional view of this element (corresponding to the line CC 'in Fig. 2) is shown in Fig. 6. A rear view of the rear element 27 b is shown in Fig. 4, and a cross-sectional view of this element (corresponding to the line EE 'in Fig. 4) is shown in Fig. 8.

Die G 4-Elektrode 29 besteht aus einem becherförmigen Ele­ ment 29 a, dessen geflanschtes offenes Ende an das gelochte geschlossene Ende eines elektrostatischen Abschirmbechers 29 b anstößt. Eine Rückansicht des Elements 29 a ist in Fig. 3 dargestellt, und eine Querschnittsansicht dieses Elements (entsprechend der Linie D-D′ der Fig. 3) ist in Fig. 7 gezeigt.The G 4 electrode 29 consists of a cup-shaped element 29 a , the flanged open end of which bumps against the perforated closed end of an electrostatic shielding cup 29 b . A rear view of the element 29 a is shown in Fig. 3, and a cross-sectional view of this element (along the line DD 'of Fig. 3) is shown in Fig. 7.

In einem querliegenden Teil 40 des G 3-Elements 27 a, der am Boden einer Vertiefung im geschlossenen vorderen Ende dieses Elements sitzt, befinden sich drei Öffnungen 44 in Inline- Anordnung, d. h. die Öffnungen liegen auf einer Linie neben­ einander. Die Wände 42 der Vertiefung, die eine gemeinsame Umschließung für die drei aus den Öffnungen 44 tretenden Elektronenstrahlen bilden, verlaufen an beiden Seiten je­ weils halbkreisförmig und dazwischen gerade und parallel zueinander, so daß sich in der Draufsicht der Fig. 2 ein Bild ähnlich dem Oval einer Rennbahn ergibt. Die maximale hori­ zontale Innenabmessung dieser G 3-Umschließung liegt in der Ebene der Strahlachsen und ist in der Fig. 2 mit "f₁" be­ zeichnet. Die maximale vertikale Innenabmessung der G 3-Um­ schließung ist durch den Abstand zwischen den geraden pa­ rallelen Wandteilen bestimmt und in der Fig. 2 mit "f₂" bezeichnet. Die Vertikalabmessung ist an der Stelle jeder Strahlachse gleich f₂.In a transverse part 40 of the G 3 element 27 a , which sits at the bottom of a depression in the closed front end of this element, there are three openings 44 in an in-line arrangement, ie the openings lie next to one another on a line. The walls 42 of the recess, which form a common enclosure for the three electron beams emerging from the openings 44 , run on both sides in each case semi-circular and in between straight and parallel to one another, so that in the plan view of FIG. 2 there is an image similar to the oval results in a racetrack. The maximum horizontal internal dimension of this G 3 enclosure lies in the plane of the beam axes and is marked in FIG. 2 with " f ₁". The maximum vertical internal dimension of the G 3 -Um closure is determined by the distance between the straight pa rallel wall parts and designated in Fig. 2 with " f ₂". The vertical dimension is equal to f ₂ at the location of each beam axis.

Drei Inline-Öffnungen befinden sich auch in einem querlie­ genden Teil 50 des G 4-Elements 29 a, der am Boden einer Ver­ tiefung im geschlossenen rückwärtigen Ende diese Elements sitzt. Die Wände 52 dieser Vertiefung, die eine gemeinsame Umschließung für die drei in die G 4-Elektrode eintretenden Elektronenstrahlen bilden, verlaufen in einem mittleren Bereich gerade und parallel. An den beiden Seiten jedoch folgen die Wände in ihrer Kontur jeweils dem Bogen eines Kreises, dessen Durchmesser größer ist als der Abstand zwi­ schen den parallelen Wänden im mittleren Bereich, wobei der Bogen jeweils größer als ein Halbkreis ist. Dies führt zu einer solchen Form der Vertiefung, daß sich in der Draufsicht nach Fig. 3 ein Bild ähnlich einem Hundeknochen ergibt. In­ folge dieser Knochenform ist die in Vertikalrichtung gemesse­ ne Innenausdehnung der G 4-Umschließung am Ort der Achse der mittleren Öffnung (Abmessung f₅) kleiner als die in Vertikal­ richtung gemessene Ausdehnung der G 4-Umschließung an den Stellen der Achsen der beiden äußeren Öffnungen (Abmessung f₄). Die maximale Innenausdehnung der G 4-Umschließung in Horizontalrichtung liegt in der Ebene der Strahlachsen und ist in Fig. 3 mit f₃ bezeichnet. Die maximale vertikale Innenausdehnung der G 4-Umschließung entspricht dem Durch­ messer des Kreises, dem die Bögen in den seitlichen End­ bereichen folgen, und ist in Fig. 3 mit "f₄" bezeichnet.Three inline openings are also in a querlie lying part 50 of the G 4 element 29 a , which sits at the bottom of a recess in the closed rear end of this element. The walls 52 of this recess, which form a common enclosure for the three electron beams entering the G 4 electrode, run straight and parallel in a central region. On both sides, however, the walls follow in their contours the arc of a circle, the diameter of which is greater than the distance between the parallel walls in the central region, the arc being larger than a semicircle. This leads to such a shape of the depression that an image similar to a dog's bone results in the plan view according to FIG. 3. In consequence of this bone shape is precisely measured in the vertical direction ne inner extent of the G 4 -Umschließung at the location of the axis of the central opening (dimension f ₅) is smaller than in the vertical direction measured expansion of the G 4 -Umschließung at the locations of the axes of the two outer openings (Dimension f ₄). The maximum internal extent of the G 4 enclosure in the horizontal direction lies in the plane of the beam axes and is designated in FIG. 3 by f ₃. The maximum vertical internal dimension of the G 4 enclosure corresponds to the diameter of the circle, which the arches in the lateral end areas follow, and is labeled " f ₄" in FIG. 3.

Die maximale Außenbreite der G 3- und G 4-Elektroden in den jeweiligen "ovalen" und "knochenförmigen" Bereichen ist je­ weils die gleichen und in den Fig. 6 und 7 mit "f₆" be­ zeichnet. Die Durchmesser der Öffnungen 44 und 54 sind eben­ falls gleich und in den Fig. 6 und 7 mit "d" bezeichnet. Ebenfalls gleich sind die Tiefen der Ausnehmungen (r in den Fig. 6 und 7) für die G 3- und G 4-Elektroden. Unterschied­ lich jedoch sind die Tiefen der G 3-Öffnungen (a₁ in Fig. 6) und der G 4-Öffnungen (a₂ in Fig. 7). Die Maße d, f₁, f₂, f₃, f₄, f₅, f₆, r, a₁ und a₂ können z. B. folgende Werte haben: d = 4,064 mm; f₁ = 18,16 mm; f₂ = 8,000 mm; f₃ = 17,65 mm; f₄ = 7,24 mm; f₅ = 6,86 mm; f₆ = 22,22 mm; r = 2,92 mm; a₁ = 0,86 mm und a₂ = 1,14 mm. Ein Beispiel für das Maß des Mitte-Mitte-Abstandes g zwischen benachbarten Öffnungen in jeder der Fokussierungselektroden ist 5,08 mm. Beispiele für die axialen Längsabmessungen der Elemente 27 a und 29 a sind 12,45 mm bzw. 3,05 mm, während der Abstand zwischen der G 3- und der G 4-Elektrode für die Anordnung nach Fig. 1 1,27 mm betragen kann.The maximum outer width of the G 3 and G 4 electrodes in the respective “oval” and “bone-shaped” regions is the same in each case and is marked “ f ₆” in FIGS . 6 and 7. The diameter of the openings 44 and 54 are flat, if numbered alike and in Figs. 6 and 7, with "d". The depths of the recesses ( r in FIGS. 6 and 7) are also the same for the G 3 and G 4 electrodes. However, the depths of the G 3 openings ( a ₁ in Fig. 6) and the G 4 openings ( a ₂ in Fig. 7) are different. The dimensions d, f ₁, f ₂, f ₃, f ₄, f ₅, f ₆, r, a ₁ and a ₂ can z. B. have the following values: d = 4.064 mm; f ₁ = 18.16 mm; f ₂ = 8,000 mm; f ₃ = 17.65 mm; f ₄ = 7.24 mm; f ₅ = 6.86 mm; f ₆ = 22.22 mm; r = 2.92 mm; a ₁ = 0.86 mm and a ₂ = 1.14 mm. An example of the measure of the center-center distance g between adjacent openings in each of the focusing electrodes is 5.08 mm. Examples of the axial longitudinal dimensions of the elements 27 a and 29 a are 12.45 mm and 3.05 mm, respectively, while the distance between the G 3 and G 4 electrodes for the arrangement according to FIG. 1 is 1.27 mm can.

Die zwischen den Elementen 27 a und 29 a gebildete Hauptfo­ kussierungslinse erscheint vorherrschend als eine einzelne große Linse, die von allen drei Elektronenstrahlwegen durch­ schnitten wird und deren Äquipotentiallinien, die in Be­ reichen der Schnittpunkte mit den Strahlwegen relativ ge­ ringe Krümmung haben, sich kontinuierlich zwischen gegen­ überliegenden Wandungen der Vertiefungen erstrecken. Im Gegensatz hierzu wurde bei bekannten Strahlerzeugungssyste­ men, in denen die Vertiefungen fehlen, der vorherrschende Fokussierungseffekt durch Äquipotentiallinien re­ lativ starker Krümmung hervorgerufen, die sich an jedem der unvertieften Lochbereiche der Fokussierungselektroden konzentrierten. Durch das Vorhandensein der Vertiefungen bei der dargestellten Anordnung der Elemente 27 a und 29 a spielen Äquipotentiallinien relativ starker Krümmung an den Lochbereichen nur eine geringe Rolle für die Bestimmung der Qualität der Fokussierung (diese Qualität wird vielmehr vorherrschend durch die Größe der aufgrund der Vertiefungs­ wände gebildeten großen Linse bestimmt).The main focusing lens formed between the elements 27 a and 29 a appears predominantly as a single large lens which is intersected by all three electron beam paths and whose equipotential lines, which have relatively low curvature in the range of the intersections with the beam paths, are continuously between extend against opposite walls of the wells. In contrast, in known beam generating systems lacking the depressions, the predominant focusing effect was caused by equipotential lines of relatively large curvature, which were concentrated at each of the un-recessed hole areas of the focusing electrodes. Due to the presence of the depressions in the arrangement of the elements 27 a and 29 a shown , equipotential lines of relatively strong curvature at the hole areas play only a minor role in determining the quality of the focusing (this quality is rather predominantly determined by the size of the walls formed due to the depression large lens).

Infolge dieses Umstandes kann man einen engen Strahlabstand (z. B. das oben erwähnte Maß von 5,08 mm) trotz der resultie­ renden Begrenzung des Öffnungsdurchmessers vorsehen, denn das Maß unerwünschter Auswirkungen sphärischer Aberrationen ist bei der beschriebenen Ausführungsform relativ unabhängig von der Größe des Durchmessers der Öffnungen und wird haupt­ sächlich durch die Abmessungen der mit den Vertiefungswänden gebildeten großen Linse bestimmt. Unter diesen Umständen wird der Durchmesser des Röhrenhalses zu einem begrenzenden Faktor hinsichtlich der Fokussierungsqualität. Bei Verwirk­ lichung der oben angegebenen Maßbeispiele für das Fokussie­ rungssystem der vorliegenden Erfindung ist eine äußerst gute Fokussierungsqualität erzielbar unter Verwendung von Fokussierungselektroden mit Außenabmessungen (vgl. z. B. f₆), die leicht innerhalb eines Halses des angegebenen herkömm­ lichen Durchmessers (29,11 mm) unterzubringen sind und da­ bei noch genügende Abstände von den inneren Kolbenwandungen erlauben, um eine gute Hochspannungsfestigkeit zu gewähr­ leisten (selbst unter den ungünstigen Bedingungen der Glas­ toleranz).As a result of this fact, a narrow beam spacing (e.g. the above-mentioned dimension of 5.08 mm) can be provided in spite of the resultant limitation of the opening diameter, because the degree of undesirable effects of spherical aberrations is relatively independent of the size of the described embodiment Diameter of the openings and is mainly determined by the dimensions of the large lens formed with the recess walls. Under these circumstances, the tube neck diameter becomes a limiting factor in the focus quality. When the above-mentioned dimensional examples for the focusing system of the present invention are realized, an extremely good focusing quality can be achieved using focusing electrodes with external dimensions (see, for example, f leicht) which are easily within a neck of the specified conventional diameter (29, 11 mm) are to be accommodated and allow sufficient distances from the inner piston walls to ensure good high-voltage strength (even under the unfavorable conditions of the glass tolerance).

Die Konvergenzseite der elektrostatischen Hauptfokussierungs­ linse 18 ist der Vertiefung des Elements 27 a zuzuordnen, die wie erwähnt eine Umfangskontur ähnlich einem Rennbahnoval hat. Die Asymmetrie der Horizontalen gegenüber der Vertika­ len bei einer solchen Gestalt führt zu einem astigmatischen Effekt, d. h. zu einer stärkeren Konvergenzwirkung auf verti­ kal beabstandete Elektronenbahnen innerhalb eines die Ver­ tiefung der G 3-Elektrode durchlaufenden Elektronenstrahls als auf horizontal beabstandete Elektronenbahnen innerhalb des Strahls. Wenn die gegenüberliegende Vertiefung der G 4- Elektrode eine ähnliche ovale Kontur hat, dann bringt die divergierende Seite der Hauptfokussierungslinse 18 ebenfalls einen astigmatischen Effekt in einem kompensierenden Sinne. Dieser Kompensationseffekt wäre jedoch in seiner Stärke un­ zureichend, um zu verhindern, daß insgesamt noch ein resul­ tierender Astigmatismus verbleibt. Dies könnte die Erzie­ lung einer gewünschten Fleckform am Bildschirm verhindern. The convergence side of the main electrostatic focusing lens 18 is assigned to the recess of the element 27 a , which, as mentioned, has a circumferential contour similar to a race track oval. The asymmetry of the horizontal with respect to the vertical len with such a shape leads to an astigmatic effect, that is, to a stronger convergence effect on vertically spaced electron paths within an electron beam passing through the depression of the G 3 electrode than on horizontally spaced electron paths within the beam. If the opposite recess of the G 4 electrode has a similar oval contour, then the diverging side of the main focusing lens 18 also brings about an astigmatic effect in a compensating sense. This compensation effect would, however, be insufficient in its strength to prevent overall resulting astigmatism. This could prevent a desired spot shape from being created on the screen.

Erfindungsgemäß wird das Problem der Astigmatismus- Kompensation dadurch gelöst, daß der Kompensationseffekt der knochenförmig konturierten Vertiefung in der G 4-Elektrode mit einem Kompensationseffekt kombiniert wird, den man durch Einführung einer passenden Asymmetrie in den durch die G 1- und G 2-Elektroden 23 und 25 gebildeten strahlformenden Linsen erhält. Um die Natur dieses letztgenannten Kompensationseffekts zu verstehen, sei zunächst die Struktur der G 1-Elektrode 23 näher betrach­ tet, wie sie am besten in der Rückansicht dieser Elektrode nach Fig. 5 und in den zugehörigen Schnittansichten nach den Fig. 5a und 5b zu erkennen ist.According to the invention the problem of the astigmatism compensation is achieved in that the compensation effect of the bone-shaped contoured recess is combined in the G 4 electrode with a compensation effect which is obtained by introducing a matching asymmetry in the through the G 1 - and G 2 electrodes 23 and 25 beam-forming lenses formed. In order to understand the nature of this latter compensation effect, let us first take a closer look at the structure of the G 1 electrode 23 , as can best be seen in the rear view of this electrode according to FIG. 5 and in the associated sectional views according to FIGS . 5a and 5b is.

Der mittlere Bereich der G 1-Elektrode 23 ist von drei kreis­ förmigen Öffnungen 64 jeweils eines Durchmesser d₁ durch­ locht, wobei jede dieser Öffnungen mit einer Vertiefung 66 in der rückwärtigen Oberfläche der Elektrode 23 und mit ei­ ner Vertiefung 68 in der vorderen Oberfläche dieser Elektrode in Verbindung steht. Die Wände jeder Rückflächenvertiefung 66 verlaufen kreisförmig, und der Durchmesser "k" der be­ treffenden Vertiefungen ist ausreichend groß, um das vor­ derseitige Ende einer Kathode 21 (in Fig. 5b gestrichelt dargestellt) aufzunehmen, wobei noch ein genügender Ab­ stand von den Vertiefungswänden bleibt. Die Wände jeder Vorderflächenvertiefung 68 verlaufen so, daß sie jeweils einen rechteckigen Schlitz definieren, dessen Vertikalab­ messung "v" wesentlich größer ist als seine Horizontalab­ messung "h". Der Mitte-Mitte-Abstand g zwischen benachbar­ ten Öffnungen 64 ist der gleiche wie bei den oben beschrie­ benen Öffnungen der G 3- und G 4-Elektroden. Die anderen Ab­ messungen der G 1-Elektrode 23 können z. B. folgende Werte haben: d₁ = 0,615 mm; k = 3,075 mm; h = 0,711 mm; v = 2,134 mm; Tiefe einer Öffnung 64 (a₃) = 0,102 mm; Tiefe eines Schlitzes 68 (a₄) = 0,203 mm; Tiefe einer Vertiefung 66 (a₅) = 0,457 mm. Bei Zusammenfügung mit der Kathode 21 und der G 2-Elektrode 25 kann der Abstand zwischen der Kathode 21 und dem Boden der Vertiefung 66 beispielsweise 0,152 mm betragen, während ein beispielhafter Wert für den Abstand zwischen der G 1- und der G 2-Elektrode 0,178 mm ist.The central region of the G 1 electrode 23 is perforated by three circular openings 64 each having a diameter d ₁, each of these openings having a recess 66 in the rear surface of the electrode 23 and with a recess 68 in the front surface thereof Electrode is connected. The walls of each rear surface recess 66 are circular, and the diameter "k" of the recesses concerned is sufficiently large to accommodate the front end of a cathode 21 (shown in dashed lines in FIG. 5b), with a sufficient distance remaining from the recess walls . The walls of each front surface recess 68 extend such that they each define a rectangular slot, the vertical dimension "v" of which is substantially larger than its horizontal dimension "h" . The center-to-center distance g between adjacent openings 64 is the same as for the openings of the G 3 and G 4 electrodes described above. From the other dimensions of the G 1 electrode 23 can, for. B. have the following values: d ₁ = 0.615 mm; k = 3.075 mm; h = 0.711 mm; v = 2.134 mm; Depth of opening 64 ( a ₃) = 0.102 mm; Depth of a slot 68 ( a ₄) = 0.203 mm; Depth of a depression 66 ( a ₅) = 0.457 mm. When assembled with the cathode 21 and the G 2 electrode 25 , the distance between the cathode 21 and the bottom of the recess 66 can be, for example, 0.152 mm, while an exemplary value for the distance between the G 1 and the G 2 electrode can be 0.178 mm is.

Im zusammengesetzten Zustand, wie ihn die Fig. 1 zeigt, ist jede der drei kreisförmigen Öffnungen 26 in der G 2-Elektrode 25 mit einer zugehörigen Öffnung 64 der G 1-Elektrode ausge­ richtet. Jeder dazwischenliegende Schlitz 68 bewirkt eine Asymmetrie auf der konvergierenden Seite jeder der zwischen G 1 und G 2 gebildeten strahlformenden Linsen. Diese Asymme­ trie hat zur Wirkung, daß der Überkreuzungspunkt vertikal beabstandeter Elektronenbahnen innerhalb jedes Strahls weiter vorn auf dem Strahlweg liegt als der Überkreuzungs­ punkt horizontal beabstandeter Elektronenbahnen. Infolge­ dessen hat der Querschnitt jedes in die Hauptfokussierungs­ linse eintretenden Strahls in horizontaler Richtung eine größere Ausdehnung als in vertikaler Richtung. Diese "Vor­ verzerrung" der Querschnittsform des Strahls erfolgt im Sinne einer Kompensation derjenigen Fleckverzerrung, die vom Astigmatismus der Hauptfokussierungslinse herrührt. In the assembled state, as shown in FIG. 1, each of the three circular openings 26 in the G 2 electrode 25 is aligned with an associated opening 64 of the G 1 electrode. Each intermediate slot 68 creates an asymmetry on the converging side of each of the beamforming lenses formed between G 1 and G 2 . This Asymme trie has the effect that the crossover point of vertically spaced electron tracks within each beam is further ahead on the beam path than the crossover point of horizontally spaced electron tracks. As a result, the cross section of each beam entering the main focusing lens is larger in the horizontal direction than in the vertical direction. This "before distortion" of the cross-sectional shape of the beam takes place in the sense of a compensation of the spot distortion which results from the astigmatism of the main focusing lens.

Die vorstehend beschriebene Vorverzerrung der in die Haupt­ fokussierungslinse eintretenden Strahlen hat unter anderem den Vorteil, daß die Fokussierungsqualität in der vertika­ len und in der horizontalen Richtung besser einander ange­ glichen ist. Die Asymmetrie der Hauptfokussierungslinse ist so, daß ihre Vertikalabmessungen in den von den Strahlwegen durchdrungenen Linsenbereichen kleiner sind als ihre Hori­ zontalabmessungen in diesen Bereichen, obwohl die erwähnten Vertikalabmessungen wesentlich größer sind als der Durch­ messer der Öffnungen in den Fokussierungselektroden (der die Fokussierungslinsengröße bei den oben beschriebenen be­ kannten Strahlerzeugungssystemen begrenzte). Somit "sehen" vertikal beabstandete Elektronenbahnen innerhalb jedes Strahls eine kleinere Linse, als sie von horizontal beab­ standeten Elektronenbahnen innerhalb des Strahls gesehen wird. Die vorstehend beschriebene Vorverzerrung begrenzt die vertikale Ausspreizung jedes Strahls während der Durch­ wanderung der Hauptfokussierungslinse, so daß der Abstand vertikaler Grenzen eines richtig zentrierten Strahls, der die kleinere (schlechtere) Vertikallinse durchläuft, gerin­ ger ist als der Abstand der horizontalen Grenzen eines Strahls, der die größere (bessere) Horizontallinse durch­ läuft.The predistortion described above in the main focusing lens has rays entering among others the advantage that the focus quality in the vertika len and better aligned in the horizontal direction is equal. The asymmetry of the main focus lens is so that their vertical dimensions in the of the beam paths penetrated lens areas are smaller than their Hori zontal dimensions in these areas, although the mentioned Vertical dimensions are much larger than the through diameter of the openings in the focusing electrodes (the the focusing lens size in the be described above knew limited beam generation systems). So "see" vertically spaced electron trajectories within each Beam a smaller lens than it is from horizontally stood electron orbits seen within the beam becomes. The predistortion described above limits the vertical spread of each beam as it passes migration of the main focusing lens so that the distance vertical boundaries of a properly centered beam, the passes through the smaller (worse) vertical lens is greater than the distance between the horizontal boundaries Beam that passes through the larger (better) horizontal lens running.

Ein weiterer Vorteil der vorstehend beschriebenen Vorver­ zerrung der in die Hauptfokussierungslinse eintretenden Strahlen ist die Vermeidung oder Reduzierung einer proble­ matischen vertikalen Fleckaufblähung am oberen und unteren Rand des Rasters. Diese Aufblähung hängt damit zusammen, daß an den Punkten des Eintritts der Strahlen in die Haupt­ fokussierungslinse eine unerwünschte Vertikalablenkung in­ folge eines Randfeldes bei der Verwendung von torusförmigen Vertikalablenkwick­ lungen erfolgen kann, das am hinteren Ende des Jochs auftritt. Wie weiter unten beschrieben wird, läßt sich zwar für eine gewisse magnetische Abschirmung der Strahlen ge­ genüber diesem Randfeld sorgen, insbesondere in Bereichen der Strahlwege, wo niedrige Geschwindigkeit herrscht. Je­ doch bleiben nachfolgende Bereiche der Strahlwege im wesent­ lichen unabgeschirmt gegenüber diesem Randfeld. Die oben beschriebene Begrenzung der vertikalen Aufspreizung jedes Strahls während seines Durchlaufs durch die Hauptfokussie­ rungslinie vermindert die Wahrscheinlichkeit, daß die durch das Randfeld bewirkte Ablenkung die Elektronenbahnen am Rand der Strahlen aus den relativ aberrationsfreien Linsenberei­ chen drängt.Another advantage of the previous ver distortion of those entering the main focusing lens Blasting is avoiding or reducing a proble vertical vertical bloating at the top and bottom Edge of the grid. This bloating is related to that at the points of entry of the rays into the main focusing lens an undesirable vertical deflection in follow an edge field when using toroidal vertical deflection lungs can take place at the rear end of the yoke occurs. As will be described below, although for a certain magnetic shielding of the rays ge care about this fringe area, especially in areas the beam paths where there is low speed. Each  however, the following areas of the beam paths remain essential lichen unshielded from this fringe field. The above Limitation of the vertical spread described each Beam as it passes through the main focus line reduces the probability that the by the edge field caused deflection of the electron orbits at the edge the rays from the relatively aberration-free lens range Chen urges.

Ein zusätzlicher Vorteil der erwähnten Vorverzerrung der in die Hauptfokussierungslinse eintretenden Strahlen besteht darin, daß nachteilige Einflüsse, die das bei der Verwendung von Sattel­ wicklungen erzeugte Haupt-Horizontalablenkfeld auf die Fleckform an den Seiten des Rasters ausübt, vermindert werden. Um die gewünschten selbstkonvergierenden Wirkungen der Jochanordnung 13 herbeizuführen, ist das Horizontalab­ lenkfeld über einen wesentlichen Teil der axialen Länge der Strahlablenkzone stark kissenverzerrt. Eine unangenehme Fol­ ge dieser Ungleichmäßigkeiten des Horizontalablenkfeldes ist eine Tendenz zur Überfokussierung der vertikal beabstandeten Elektronenbahnen jedes Strahls an den Seiten des Rasters. Mit der beschriebenen Vorverzerrung wird die Vertikalaus­ dehnung jedes Strahls während seiner Wanderung durch die Ab­ lenkzone ausreichend zusammengedrückt, um diese Überfokussie­ rung an den Seiten des Rasters auf ein annehmbares Maß zu re­ duzieren.An additional advantage of the aforementioned predistortion of the rays entering the main focusing lens is that adverse influences which the main horizontal deflection field generated when using saddle windings exerts on the spot shape on the sides of the grid are reduced. In order to bring about the desired self-converging effects of the yoke arrangement 13 , the horizontal steering field is severely cushion-distorted over a substantial part of the axial length of the beam deflection zone. An unpleasant consequence of these irregularities in the horizontal deflection field is a tendency to over-focus the vertically spaced electron paths of each beam on the sides of the grid. With the predistortion described, the vertical expansion of each beam is sufficiently compressed during its migration through the deflection zone to reduce this overfocusing on the sides of the grid to an acceptable level.

Für die Beschreibung einer alternativen Möglichkeit zur Er­ zielung der erwähnten Vorverzerrung der Strahlen sei auf die GB 20 33 650 A verwiesen. Bei der Struktur nach dieser Patentschrift befindet sich in der rückwärtigen Oberfläche der G 2-Elektrode eine rechteckige, in Horizontal­ richtung langgestreckte Schlitzvertiefung in Ausrichtung und Verbindung mit jeder kreisförmigen Öffnung der G 2-Elektrode. Dadurch wird eine Asymmetrie im divergierenden Teil jeder strahlformenden Linse eingeführt, wodurch die Vertikalabmes­ sung jedes die Hauptfokussierungslinse durchquerenden Strahls gegenüber seiner Horizontalabmessung zusammengedrückt wird. Es hat sich gezeigt, daß die beschriebene Zuordnung der Asymmetrie zur G 1-Elektrode beim beschriebenen Strahlerzeu­ gungssystem den Vorteil einer Verbesserung der Fokustiefe in der Vertikalrichtung bringt. Die erzielte Fokustiefe ist so, daß das in der Bildwiedergabeeinrichtung normalerweise vorgesehene Justierpotentiometer für die Fokussierungsspan­ nung herangezogen werden kann, um den genauen Wert der Fo­ kussierungsspannung (die an die G 3-Elektrode 27 gelegt wird) über einen passenden Bereich zu ändern, so daß der Fokus in der Horizontalrichtung optimiert werden kann, ohne den Fokus in der Vertikalrichtung wesentlich zu stören.For a description of an alternative way of achieving the aforementioned predistortion of the rays, reference is made to GB 20 33 650 A. In the structure of this patent, there is a rectangular, horizontally elongated slot recess in the rear surface of the G 2 electrode in alignment and connection with each circular opening of the G 2 electrode. This introduces an asymmetry in the diverging portion of each beam-shaping lens, thereby compressing the vertical dimension of each beam crossing the main focusing lens relative to its horizontal dimension. It has been shown that the described assignment of the asymmetry to the G 1 electrode in the described beam generation system brings the advantage of improving the depth of focus in the vertical direction. The depth of focus achieved is such that the adjustment potentiometer for the focusing voltage normally provided in the image display device can be used to change the exact value of the focusing voltage (which is applied to the G 3 electrode 27 ) over a suitable range, so that the focus can be optimized in the horizontal direction without significantly disturbing the focus in the vertical direction.

Wie bereits erwähnt, ist es wünschenswert, die Bereiche niedriger Geschwindigkeit der jeweiligen Strahlwege gegen­ über den rückwärtigen Randfeldern des Ablenkjochs abzuschir­ men. Zu diesem Zweck ist innerhalb des hinteren Elements 27 b der G 3-Elektrode 27 ein becherförmiges magnetisches Abschirm­ element 31 eingepaßt und daran befestigt (z. B. durch Schwei­ ßung), dessen geschlossenes Ende an das geschlossene Ende des Elements 27 b anstößt (wie es die Fig. 1 offenbart). Wie in den Fig. 4 und 8 gezeigt, ist das geschlossene Ende des becherförmigen Elektrodenelements 27 b von drei Inline-Öffnun­ gen 28 durchlocht, deren Wandungen kreisförmig verlaufen. Das geschlossene Ende des magnetischen Abschirmeinsatzes 31 ist in ähnlicher Weise von drei Inline-Öffnungen 32 durchlocht, die ebenfalls Wände kreisförmiger Kontur haben und mit den Öffnungen 28 ausgerichtet sind und damit in Verbindung ste­ hen, wenn der Einsatz 31 an seiner vorgesehenen Stelle sitzt.As already mentioned, it is desirable to shield the low-speed areas of the respective beam paths from above the rear marginal fields of the deflection yoke. For this purpose, inside the rear element 27 b of the G 3 electrode 27, a cup-shaped magnetic shielding element 31 is fitted and fastened to it (for example by welding), the closed end of which abuts the closed end of element 27 b (as it discloses Fig. 1). As shown in FIGS. 4 and 8, the closed end of the cup-shaped electrode element 27 b is perforated by three inline openings 28 , the walls of which are circular. The closed end of the magnetic shielding insert 31 is perforated in a similar manner by three inline openings 32 , which also have walls of circular contour and are aligned with the openings 28 and are connected therewith when the insert 31 is in its intended position.

In der Anordnung nach Fig. 1 sind die Öffnungen 28 mit den Öffnungen 26 der G 2-Elektrode 25 ausgerichtet, jedoch in Axialrichtung davon beabstandet. Beispielhafte Abmessungen für diesen Teil der Anordnung sind folgende: Durchmesser einer Öffnung 26 = 0,615 mm; Tiefe einer Öffnung 26 = 0,508 m; Durchmesser einer Öffnung 28 = 1,524 mm; Tiefe einer Öffnung 28 = 0,254 mm; Durchmesser einer Öffnung 32 = 2,54 mm; Tiefe einer Öffnung 32 = 0,254 mm; Axialabstand zwischen miteinan­ der ausgerichteten Öffnungen 26 und 28 = 0,838 mm; Mitte- Mitte-Abstand zwischen benachbarten Öffnungen innerhalb je­ der Dreiergruppe gleich dem oben genannten Wert für "g", also 5,08 mm. Ein Beispiel für die Länge des magnetischen Abschirmeinsatzes 31 ist 5,38 mm im Vergleich zu einer axia­ len Länge von 13,335 mm für das G 3-Element 27 b und einer axialen Länge von 12,45 mm für das G 3-Element 27 a. Eine sol­ che Länge der Abschirmung (kleiner als ein Viertel der Ge­ samtlänge der G 3-Elektrode) ist ein annehmbarer Kompromiß zwischen einerseits dem Wunsch nach genügender Abschirmung der Strahlwege im Bereich vor dem Fokus und andererseits dem Wunsch, eine die Konvergenz in den Ecken störende Feldver­ zerrung zu vermeiden. Die Abschirmung 31 kann typischerweise aus einem magnetisierbaren Material bestehen (z. B. aus einer Nickel-Eisen-Legierung mit 52% Nickel und 48% Eisen), das eine hohe Permeabilität im Vergleich zur Permeabilität des für die Fokussierungselektrodenelemente verwendeten Materials (z. B. rostfreier Stahl) hat.In the arrangement according to FIG. 1, the openings 28 are aligned with the openings 26 of the G 2 electrode 25 , but are spaced apart therefrom in the axial direction. Exemplary dimensions for this part of the arrangement are as follows: diameter of an opening 26 = 0.615 mm; Depth of an opening 26 = 0.508 m; Diameter of an opening 28 = 1.524 mm; Depth of an opening 28 = 0.254 mm; Diameter of an opening 32 = 2.54 mm; Depth of an opening 32 = 0.254 mm; Axial distance between the aligned openings 26 and 28 = 0.838 mm; Center-center distance between adjacent openings within each group of three equal to the above value for "g" , ie 5.08 mm. An example of the length of the magnetic shielding insert 31 is 5.38 mm compared to an axial length of 13.335 mm for the G 3 element 27 b and an axial length of 12.45 mm for the G 3 element 27 a . Such a length of the shield (less than a quarter of the total length of the G 3 electrode) is an acceptable compromise between, on the one hand, the desire for adequate shielding of the beam paths in the area in front of the focus and, on the other hand, the desire to prevent convergence in the corners Avoid field distortion. Shield 31 may typically be made of a magnetizable material (e.g., a nickel-iron alloy with 52% nickel and 48% iron) that has a high permeability compared to the permeability of the material used for the focusing electrode elements (e.g. stainless steel).

Das vordere Element 29 b der G 4-Elektrode 29 enthält mehrere Kontaktfedern 30 im vorderen Bereich seines Umfangs, um die herkömmliche innere Graphitbeschichtung der Bildröhre zu be­ rühren, so daß das Endanodenpotential (z. B. 25 kV) an die G 4-Elektrode gelangt. Das geschlossene Ende des becherför­ migen Elements 29 b enthält drei Inline-Öffnungen (nicht dar­ gestellt) mit einem gegenseitigen Mitte-Mitte-Abstand des hier als Beispiel gewählten Werts von 5,08 mm, um die einzel­ nen aus der Hauptfokussierungslinse austretenden Elektronen­ strahlen durchzulassen. Zur Komakorrektur sind zweckmäßiger­ weise hochpermeable magnetische Glieder vorgesehen, die an der Innenfläche des geschlossenen Endes des Elements 27 b in der Nähe der Öffnungen befestigt sind, wie es z. B. in der US- Patentschrift 37 72 554 beschrieben ist.The front element 29 b of the G 4 electrode 29 contains a plurality of contact springs 30 in the front region of its circumference in order to touch the conventional inner graphite coating of the picture tube so that the end anode potential (for example 25 kV) is applied to the G 4 electrode reached. The closed end of the cup-shaped element 29 b contains three inline openings (not shown) with a mutual center-center distance of the value chosen here as an example of 5.08 mm in order to let the individual electrons emerging from the main focusing lens pass through . For coma correction, highly permeable magnetic members are expediently provided, which are fastened to the inner surface of the closed end of the element 27 b in the vicinity of the openings, as z. B. is described in US Patent 37 72 554.

Das Anlegen der Betriebspotentiale an die anderen Elektro­ den (Kathode, G 1-, G 2- und G 3-Elektrode) in der Anordnung nach Fig. 1 erfolgt über den Sockel der Bildröhre mit Hil­ fe herkömmlicher Zuleitungen (nicht dargestellt).The application of the operating potentials to the other electrodes (cathode, G 1 , G 2 and G 3 electrode) in the arrangement according to FIG. 1 is carried out via the base of the picture tube using conventional feed lines (not shown).

Die zwischen der G 3- und der G 4-Elektrode 27 und 29 der An­ ordnung nach Fig. 1 gebildete Hauptfokussierungslinse hat insgesamt einen konvergierenden Einfluß auf die drei die Linse durchwandernden Strahlen, so daß die Strahlen die Linse in konvergierender Weise verlassen. Das Maß dieser konvergierenden Wirkung wird beeinflußt durch das gegensei­ tige Verhältnis der Horizontalabmessungen der gegenüberlie­ genden Umschließungen (Vertiefungen) an den Elementen 27 a und 29 a. Eine Verstärkung der konvergierenden Wirkung ergibt sich bei einem Abmessungsverhältnis, bei welchem die Breite der Umschließung an der G 4-Elektrode größer ist, und eine Verminderung der konvergierenden Wirkung ergibt sich mit einem Verhältnis, bei welchem die Breite der Umschließung an der G 3-Elektrode größer ist. Bei dem Ausführungsbeispiel, für welches die oben angegebenen Abmessungen gelten, wurde eine Verminderung der konvergierenden Wirkung gewünscht, und hierfür hat sich das Verhältnis von 715 : 695 zwischen der Breite der Umschließung an der G 3-Elektrode und der Breite der Umschließung an der G 4-Elektrode als passend er­ wiesen.The main focusing lens formed between the G 3 and G 4 electrodes 27 and 29 of the arrangement shown in FIG. 1 has an overall converging influence on the three rays traveling through the lens, so that the rays leave the lens in a converging manner. The extent of this converging effect is influenced by the mutual ratio of the horizontal dimensions of the opposite enclosures (depressions) on the elements 27 a and 29 a . An increase in the converging effect results in a dimension ratio in which the width of the enclosure at the G 4 electrode is greater, and a reduction in the converging effect results in a ratio in which the width of the enclosure at the G 3 electrode is bigger. In the exemplary embodiment to which the dimensions given above apply, a reduction in the converging effect was desired, and for this the ratio of 715: 695 between the width of the enclosure at the G 3 electrode and the width of the enclosure at the G 4 has become -Electrode as fitting he pointed.

Die Fig. 9 veranschaulicht schematisch eine Modifikation des in Fig. 1 dargestellten Elektronenstrahl-Erzeugungssystems. FIG. 9 schematically illustrates a modification of the electron beam generation system shown in FIG. 1.

Bei dieser Modifikation sind zwei Hilfs- Fokussierungselektroden (27″, 29″) zwischen das Schirmgitter (25′) und die Haupt-Beschleunigungs- und -Fokussierungselek­ troden (27′, 29′) eingefügt. Die Hauptfokussierungslinse wird zwischen diesen letztgenannten Elektroden (27′, 29′) gebildet, die in diesem Fall als G 5- und G 6-Elektroden zu bezeichnen sind. Die zuerst durchwanderte Hilfs-Fokussierungs­ elektrode (G 3-Elektrode 27″) wird mit dem gleichen Potential (z. B. +8000 Volt) wie die G 5-Elektrode 27 erregt, während die andere Hilfs-Fokussierungselektrode (G 4-Elektrode 29″) mit dem gleichen Potential (z. B. +25 Kilovolt) wie die G 6-Elektro­ de 29 erregt wird. Wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 werden die einzelnen Strahlen (aus Elektronen, die von den jeweiligen Kathoden 21′ emittiert werden) durch jeweilige strahlformende Linsen geformt, die sich zwischen dem Steuer­ gitter (G 1-Elektrode 23′) und dem Schirmgitter (G 2-Elektrode 25′) bilden.In this modification, two auxiliary focusing electrode (27 ", 29") between the screen grid (25 ') and the main acceleration and -Fokussierungselek trodes (27', 29 ') is inserted. The main focusing lens is formed between these latter electrodes ( 27 ', 29 '), which in this case are referred to as G 5 and G 6 electrodes. The first immigrating focusing electrode ( G 3 electrode 27 ″) is excited with the same potential (e.g. +8000 volts) as the G 5 electrode 27 , while the other auxiliary focusing electrode ( G 4 electrode 29 ″) With the same potential (e.g. +25 kilovolts) as the G 6 -Elektro de 29 is excited. As in the embodiment according to FIG. 1, the individual beams (from electrons which are emitted by the respective cathodes 21 ') are formed by respective beam-shaping lenses which are located between the control grid ( G 1 electrode 23 ') and the screen grid ( G 2 electrode 25 ') form.

Bei dieser alternativen Ausführungsform können die G 5- und G 6-Elektroden (27″ und 29″) z. B. die gleiche allgemeine Form haben wie die G 3- und G 4-Elektroden (27 und 29) der Anordnung nach Fig. 1, wobei die gegenüberliegenden Umschließungen (Vertiefungen) die erwähnte "ovale" und "knochenförmige" Gestalt und Abmessungen der gleichen Größenordnung wie oben beschrieben haben und wobei die an den Böden der Vertiefungen sitzenden Öffnungen den gleichen Mitte-Mitte-Abstand von 5,08 mm wie oben haben. Die "Vorverzerrung" der Strahlen des oben beschriebenen Typs wird durch eine Asymmetrie in den jeweiligen strahlformenden Linsen bewirkt. Dies geschieht z. B. durch eine Formgebung der G 1- und G 2-Elektroden (23′, 25′), wie sie in der oben genannten US-Patentschrift 42 34 814 beschrieben ist, wobei horizontal orientierte rechteckige Schlitze an der rückwärtigen Oberfläche der G 2-Elektrode (23′) vorgesehen sind, die zwischen den drei kreisförmigen Öffnungen der G 2-Elektrode und den drei kreisförmigen Öffnun­ gen der G 1-Elektrode liegen, wobei der Mitte-Mitte-Abstand zwischen den Öffnungen jeder Dreiergruppe wie oben 5,08 mm beträgt. Die zwischengefügten Hilfs-Fokussierungselektroden (27″, 29″), die z. B. aus becherförmigen Elementen bestehen, deren Böden ebenfalls von jeweils drei kreisförmigen Inline- Öffnungen (mit dem vorstehend angegebenen Mitte-Mitte-Abstand) durchlocht sind, bilden symmetrische (G 3-G 4)- und (G 4-G 5)-Linsen, deren Gesamtwirkung darin besteht, daß die Querschnittsabmes­ sungen des die Hauptfokussierungslinse und die anschließende Ablenkzone durchwandernden Elektronenstrahls in symmetrischer Weise verkleinert sind. Diese Verkleinerung kann erwünscht sein, um die überfokussierenden Einflüsse des Horizontalab­ lenkfeldes auf die Fleckform an den Seiten des Rasters zu mindern, jedoch wird mit dieser Minderung eine größere Fleck­ größe in der Mitte in Kauf genommen als sie mit dem einfa­ cheren Bipotential-Fokussierungssystem nach Fig. 1 erzielbar ist. Bei Verwendung einer Anordnung nach Fig. 9 wird der Ab­ schirmeffekt, der vorstehend in Verbindung mit dem Einsatz 31 beschrieben wurde, z. B. dadurch erreicht, daß die G 3- Elektrode (27″) aus hochpermeablem Material gebildet wird.In this alternative embodiment, the G 5 and G 6 electrodes ( 27 "and 29 ") may e.g. B. have the same general shape as the G 3 and G 4 electrodes ( 27 and 29 ) of the arrangement according to FIG. 1, the opposite enclosures (depressions) having the aforementioned "oval" and "bone" shape and dimensions of the same Order of magnitude as described above and the openings at the bottoms of the depressions have the same center-to-center distance of 5.08 mm as above. The "predistortion" of the beams of the type described above is caused by an asymmetry in the respective beam-shaping lenses. This happens e.g. B. by shaping the G 1 - and G 2 electrodes ( 23 ', 25 '), as described in the above-mentioned US Pat. No. 4,234,814, with horizontally oriented rectangular slots on the rear surface of the G 2 - Electrode ( 23 ') are provided, which lie between the three circular openings of the G 2 electrode and the three circular openings of the G 1 electrode, the center-center distance between the openings of each group of three as above 5.08 mm is. The interposed auxiliary focusing electrodes ( 27 ″, 29 ″), the z. B. consist of cup-shaped elements, the bottoms of which are also perforated by three circular inline openings (with the center-center distance specified above), form symmetrical ( G 3 - G 4 ) - and ( G 4 - G 5 ) - Lenses whose overall effect is that the cross-sectional dimensions of the electron beam traveling through the main focusing lens and the subsequent deflection zone are reduced in a symmetrical manner. This reduction may be desirable in order to reduce the overfocusing influences of the horizontal steering field on the spot shape on the sides of the grid, but with this reduction a larger spot size in the middle is accepted than with the simpler bipotential focusing system according to FIG . 1 can be achieved. When using an arrangement according to FIG. 9, the shielding effect described above in connection with the insert 31 , for. B. achieved in that the G 3 electrode ( 27 ″) is formed from highly permeable material.

Claims (3)

1. Inline-Elektronenstrahlerzeugungssystem für drei Elek­ tronenstrahlen (B, G, R) mit in Strahlrichtung aufeinanderfol­ gend

• - einem strahlformenden Bereich (21, 23, 25), der drei Inline-Kathoden (21) und mehrere Elektroden (23, 25) mit jeweils drei kreis­ förmigen Öffnungen (64, 26) aufweist, die sich senkrecht zu den Elektronenstrahlen in der Inline-Ebene erstrecken, und mit den Öffnungen der anderen Elektroden und den Kathoden fluchten
• - und einer Hauptfokussierungslinse, die aus zwei auf unter­ schiedlichen Potentialen gehaltenen Hauptfokussierungselek­ troden (27, 29) besteht, welche erste Teile (40, 50) enthal­ ten, die sich quer zur Längsachse des Röhrenhalses er­ strecken und jeweils drei nebeneinanderliegende Öffnungen für je einen Elektronenstrahl haben, und zweite Teile (42 bzw. 52) enthalten, die sich in Richtung der Röhrenachse von den ersten Teilen (40, 50) erstrecken und eine gemein­ same Umschließung für die Elektronenstrahlen bilden, wobei die zweiten Teile der beiden Hauptfokussierungselektroden einander gegenüberliegen und zwischen sich eine gemeinsame Hauptfokussierungslinse für die Elektronenstrahlen bilden, aus welcher diese konvergent austreten, und wobei die größ­ te Innenabmessung (f₁, f₃) der Umschließung in Inline-Rich­ tung liegt und wesentlich größer ist als das Dreifache des Mitte-Mitte-Abstandes (g) zwischen benachbarten Öffnungen (44 bzw. 54),

1. Inline electron gun for three electron beams ( B, G, R ) with consecutive in the beam direction

• - A beam-shaping area ( 21, 23, 25 ), the three inline cathodes ( 21 ) and a plurality of electrodes ( 23, 25 ) each with three circular openings ( 64, 26 ) which are perpendicular to the electron beams in the inline - Extend the plane, and align with the openings of the other electrodes and the cathodes
• - And a main focusing lens, which consists of two electrodes held at different potentials by main focusing electrodes ( 27, 29 ), which contain first parts ( 40, 50 ) that extend transversely to the longitudinal axis of the tube neck and three adjacent openings for one each Have electron beam, and contain second parts ( 42 and 52 ) which extend in the direction of the tube axis of the first parts ( 40, 50 ) and form a common enclosure for the electron beams, the second parts of the two main focusing electrodes facing each other and form between them a common main focusing lens for the electron beams, from which they emerge convergent, and the largest internal dimension ( f ₁, f ₃) of the enclosure is inline direction and is substantially larger than three times the center-center distance ( g ) between adjacent openings ( 44 or 54 ),

dadurch gekennzeichnet, daß eine als Strahlformer wirkende geschlitzte Struktur (68) auf einer von zwei aufeinanderfolgenden Elektroden (23, 25) des strahlformenden Bereichs (21, 23, 25) in derartiger Aus­ richtung mit den Elektrodenöffnungen (64, 26) angeordnet ist, daß der Querschnitt jedes Elektronenstrahls am Eintritt in die Hauptfokussierungslinse (18) in der Inline-Richtung eine größere Abmessung als in der dazu senkrechten Richtung hat. characterized in that a slit structure ( 68 ) acting as a beam former is arranged on one of two successive electrodes ( 23, 25 ) of the beam-shaping region ( 21, 23, 25 ) in such a direction with the electrode openings ( 64, 26 ) that the cross section of each electron beam at the entrance to the main focusing lens ( 18 ) has a larger dimension in the inline direction than in the direction perpendicular thereto. 2. Inline-Elektronenstrahlerzeugungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei aufeinanderfolgenden Elektroden (23, 25) die bei­ den am nächsten bei den Kathoden (21) befindlichen Elektroden (23, 25) sind und daß die geschlitzte Struktur drei Schlitze enthält, die mit den Öffnungen der den Kathoden nächsten Elektrode (23) in Verbindung stehen und auf derjenigen Seite der den Kathoden nächsten Elektrode angebracht sind, welche auf die der Kathode zweitnächste Elektrode (25) weist, und daß die Schlitze eine rechteckige Form haben, deren Ausdeh­ nung in der Inline-Richtung beträchtlich kleiner ist als in der dazu senkrechten Richtung.2. inline electron gun according to claim 1, characterized in that the two successive electrodes (23, 25) is that the slotted structure includes three slots at the closest to the cathodes (21) located electrodes (23, 25) and, which are in communication with the openings of the electrode ( 23 ) closest to the cathode and are attached to that side of the electrode closest to the cathode which faces the second electrode ( 25 ) closest to the cathode, and that the slots have a rectangular shape, the extent of which voltage in the inline direction is considerably smaller than in the direction perpendicular to it.