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EP0157445A1 - Cathode ray tube - Google Patents

Cathode ray tube Download PDF

Info

Publication number
EP0157445A1
EP0157445A1 EP85200346A EP85200346A EP0157445A1 EP 0157445 A1 EP0157445 A1 EP 0157445A1 EP 85200346 A EP85200346 A EP 85200346A EP 85200346 A EP85200346 A EP 85200346A EP 0157445 A1 EP0157445 A1 EP 0157445A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lens
electron beam
screen
helix
electron
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP85200346A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Aart Adrianus Van Gorkum
Leopold Cyrille M. Beirens
Gerardus Arnoldus H. M. Vrijssen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Philips Gloeilampenfabrieken NV
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Gloeilampenfabrieken NV, Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Philips Gloeilampenfabrieken NV
Publication of EP0157445A1 publication Critical patent/EP0157445A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/46—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
    • H01J29/48—Electron guns
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/46—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
    • H01J29/58—Arrangements for focusing or reflecting ray or beam
    • H01J29/62—Electrostatic lenses
    • H01J29/622—Electrostatic lenses producing fields exhibiting symmetry of revolution
    • H01J29/624—Electrostatic lenses producing fields exhibiting symmetry of revolution co-operating with or closely associated to an electron gun
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/46—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
    • H01J29/48—Electron guns
    • H01J29/51—Arrangements for controlling convergence of a plurality of beams by means of electric field only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2229/00—Details of cathode ray tubes or electron beam tubes
    • H01J2229/48—Electron guns
    • H01J2229/4824—Constructional arrangements of electrodes
    • H01J2229/4827—Electrodes formed on surface of common cylindrical support

Definitions

  • the invention relates to an electron beam tube with means for generating at least two electron beams, which converge completely or almost completely on a screen and are deflected via this screen, wherein a raster is described and each electron beam is focused at least by a focusing lens on the screen to an impact spot.
  • Such a cathode ray tube is known from US Pat. No. 3,906,279, which can be considered to be incorporated herein.
  • An electron beam generating system for generating three electron beams is described therein, which contains three electron beam generators running with their axes parallel and lying in one plane. Due to the eccentric arrangement of the last electrodes of the outer electron beam generators, a two-pole component is added to the lens field in the focusing lenses of these electron beam generators, as a result of which the outer electron beams are directed towards the central electron beam, so that the three electron beams converge on the screen.
  • DE-OS 29 34 993 which can be regarded as being incorporated herein, describes an electron beam tube with such an electron beam generation system, in which the outer electron beams are not converged in the focusing lenses, but in the triode part of the two outer electron beam generators.
  • the triode part of a jet generator is through the cathode, the control electrode (g-1) and the first anode (g-2) are formed.
  • US Pat. No. 3,011,090 which can also be considered to be incorporated herein, describes an electron beam tube with an electron gun system with electron guns whose parallel axes are equidistant from one another.
  • the last cylindrical electrode of the beam generating system is common to the three electron beams and, together with the electrically conductive wall covering, forms an electron lens converging on the inner wall of the neck of the electron beam tube.
  • the effective diameter of this converging lens is between the diameter of the last cylindrical electrode and the inside diameter of the neck with the electrically conductive wall covering. This is explained in more detail below.
  • US Pat. No. 3,748,5144 which can be considered to be incorporated herein, describes an electron beam tube in which the beam generating system includes a long coil electrode for accelerating a large number of electron beams so as to compensate for mutual space charge repulsion of the beams.
  • the beam generating system includes a long coil electrode for accelerating a large number of electron beams so as to compensate for mutual space charge repulsion of the beams.
  • all electron beams are converged on the screen at the same time, focused and then deflected on the screen.
  • the convergence and the focusing are magnetic and take place by means of a focusing coil around the part of the coil electrode lying on the screen side.
  • a disadvantage of this tube is that all electron beams are focused and converged by the same lens at the same time. Focusing and convergence are therefore linked to one another, which means that dynamic convergence is not possible.
  • the invention is based on the object of specifying an electron beam tube in which the spherical aberration due to the convergence is minimal, in which the focusing of the electron beams and the convergence can be set separately from one another and, if necessary, dynamically.
  • the length 1 was many times greater than the diameter D, whereby an accelerating anode was obtained rather than an electron lens.
  • 1 ⁇ 2D a sufficiently strong lens effect can be achieved.
  • the lens diameter is as large as possible and, for example, is equal to the inner diameter of the neck.
  • the effective diameter of the lens lies between the diameter of the last cylindrical electrode and the inside diameter of the neck with the electrically conductive wall covering. This effective diameter is therefore smaller than that of a helical lens on the neck wall, as a result of which the spherical aberration due to the lens according to the US patent is greater.
  • the spherical aberration in the electron beams due to the Wen according to the invention dell lens is not only reduced by the relatively large lens diameter, but also by the helix, since the field gradient in the lens can be kept small by the length of the helix. If the electron beams are now at a relatively small and approximately equal distance from the lens axis in comparison to the previously known lenses, the slight spherical aberration of this converging lens, which is expressed as a defect in the striking spots of the outer electron beams on the screen, has almost no disturbing effect Influence on the electron beams.
  • US Pat. No. 3,452,246 describes a helical lens for focusing a single electron beam and not for converging some electron beams that have already been focused per se.
  • a first preferred embodiment of an electron beam tube according to the invention is characterized in that the electron beams emerging from the focusing lenses run essentially parallel to one another and are converged essentially by the helix lens, the focal point of the helix lens being on or almost on the screen.
  • each electron beam essentially takes place through the focusing lenses.
  • the focusing lenses focus the electron beams on the screen, with the bundle node formed shortly behind the cathode, the so-called "cross-over", being displayed on the screen.
  • the focusing lens is always stronger than the converging lens. The difference becomes larger for larger values of M.
  • a second preferred embodiment of the electron beam tube according to the invention is characterized in that the electron beams emerging from the focusing lenses converge and this convergence is corrected by the helix lens, so that the electron beams converge on or almost on the screen.
  • the convergence can be corrected dynamically during the deflection, so that, for example, non-self-converging coils can also be used.
  • the helix lens can be a bi-potential or uni-potential helix lens.
  • the bi-potential spiral lens can be an accelerating or decelerating lens.
  • the uni-potential spiral lens consists of a spiral electrode with a branch to which a potential is applied such that the potential gradient is reversed in part of the spiral.
  • An advantage of such a uni-potential spiral lens is that the potential on the last electrode of the beam generating system can be equal to the potential on the screen, so that the electrodes of the electron beam generating system can be operated at the usual potentials.
  • the branch does not need to be placed in the middle of the spiral electrode.
  • an electron beam tube is shown schematically in longitudinal section, in this case a color television picture tube according to the invention.
  • the outer bulb 1 of this picture display tube consists of an image window 2, a cone 3 and a neck 4.
  • an electron beam generating system 5 is attached, which contains three beam generators 6, 7 and 8, which generate the electron beams 9, 10 and 11 respectively.
  • the axis of the middle jet generator 7 coincides with the tube axis 12.
  • the screen 13 is attached to the inside of the image window 2. This screen consists of a multiplicity of triples of essentially parallel strips of phosphor. Each triple is given a red, green and blue stripe in the same order.
  • a color selection electrode 14 (for example a shadow mask) is provided shortly in front of the screen and is provided with a multiplicity of rows of elongated openings 15 running parallel to the strips.
  • the electron beams are deflected in two mutually perpendicular directions via the screen 13 with the deflection coil system 16.
  • Each of the beam generators 6, 7 and 8 is provided at its end on the screen side with a focusing lens with which the electron beams are focused on the screen.
  • the electron beams are converged on the screen using a helical lens 17. Because of the convergence, the electron beams make an acute angle at the location of the color selection electrode 14 form with each other, the electron beams go through the openings 15 at this angle and each reach only strips of phosphor with one color.
  • the convergence of the electron beams can only take place with the helix lens 17, as will be explained below with reference to FIGS. 3 and 4. However, it is also possible, as will be explained with reference to FIG. 2 and FIG. 5, to have partially converging electron beams converge with the helix lens.
  • the invention for converging electron beams with the aid of a helical lens is of course not restricted to color television picture tubes on which the impingement spots of the three electron beams collide on the screen. In multi-beam tubes, it is often necessary to converge some electron beams in such a way that the impact spots are at a small defined distance from one another, for example at the line spacing. A spiral lens is particularly suitable for this.
  • the invention can basically be used in multi-beam tubes with two or more electron beams. In the case of such tubes, the impact spots can lie in a row or in a matrix which is deflected via the screen.
  • the helical lens 17 is electrically connected at its end 18 on the screen to the electrically conductive inner cover 19 of the cone 3, which is again connected to the aluminum cover (not shown here) of the screen 13, the high-voltage contact 22 and the color selection means 14.
  • the other end 20 of the helical lens 17 is electrically connected with a contact spring 21 to the generator end 23 and to the last electrodes of the focusing lenses.
  • the measured relative impact points x (mm) for the impact points R (red), G (green) and B (blue) are dependent on the voltage V (kV) across the helical lens in an image display tube of the type according to FIG. 1 shown.
  • An image display tube was used for these measurements, with a uni-potential spiral lens on the inside of the image display tube neck 4 (Fig. 1) with a diameter of 36 mm and with an inner diameter of 32 mm was attached.
  • the spiral lens had a length of 30 mm.
  • the helix lens consisted of 75 turns with a width of 0.35 mm and a pitch of 0.4 mm.
  • the total resistance was 10 10 ⁇ . This means a power loss of around 0.6 W at a voltage of 25 kV across the filament.
  • Such helix lenses can also be made from known materials from which electrical resistors are also made, such as metals, electrically conductive enamels and glasses, etc.
  • a helix lens usually contains 2 to 3 turns per mm. However, the number of turns per mm is not critical, since a spiral lens is the potential gradient.
  • the distance between the center C of the spiral lens and the screen was 205 mm in this reproduction tube.
  • the generator used was an "in-line” beam generator as used in Philips 30-AX color television tubes (see “30 AX Self-aligning 110 0 in line color-tv display", IEEE Trans. Cons. El., CE 24, (1978) 481). The distance from this beam generator to the center C of the spiral lens was 32 mm.
  • Fig. 3 shows a longitudinal section through the neck 28 of an electron beam tube with an electron gun, followed by a bi-potential spiral lens.
  • the connections of the pins 29 to the electrodes of the electron gun are omitted for clarity.
  • the inner diameter D of the neck is 28 mm.
  • the length 1 of the helix 39 is also 28 mm.
  • the electron gun 30 includes three integrated electron guns.
  • the cathodes 31 are located in first grids 32, which are again mounted in the second grid 33, which is common to the three beam generators.
  • the cathodes, the first grids and the second grids are fastened to one another by means of ceramic material 27.
  • the other electrodes are attached in the usual way with glass rods, not shown here.
  • the focusing lenses for the three electron beams 36, 37 and 38 are formed between the mutually opposite openings in the common electrodes 34 and 35 by applying voltages.
  • the voltages supplied are indicated for the various electrodes.
  • the parallel electron beams emerging from the beam generation system 30 are converged by the bi-potential spiral lens 39, so that the impingement spots of the three beams coincide on the screen lying 280 mm further from the center C of the spiral lens along the beam 37.
  • the voltage at the helix lens is 17 kV when converging.
  • FIG. 4 shows, in a manner analogous to FIG. 3, a longitudinal section through the neck 28 of an electron beam tube with an electron gun, followed by a uni-potential spiral lens.
  • the connections of the connection pins 29 to the electrodes of the electron gun are omitted in this figure for the sake of clarity.
  • the inside diameter D of the neck is 28 mm.
  • the length 1 of the helix 40 is also 28 mm.
  • the beam generation system 30 is identical to that of FIG. 3.
  • the voltages supplied are again indicated for the various electrodes.
  • the parallel electron beams emerging from the electron beam generation system 30 are converged by a uni-potential spiral lens 40, so that the impact spots of the three beams on the 280 mm further from the center C of the spiral lens along the beam 37 lying screen coincide.
  • the helical lens 40 is provided with a branch in the form of an electrical glass bushing 41.
  • the Uni potential spiral lens is obtained by applying a higher or lower potential (here 13 kV) to this junction compared to the voltages at the coil ends (here 25 kV).
  • FIG. 5 a longitudinal section through the neck 28 of an electron beam tube with a bi-potential spiral lens is shown analogously to FIGS. 3 and 4.
  • the connections of the connection pins 29 to the electrodes of the electron gun are omitted for the sake of clarity.
  • the inside diameter D of the neck is 28 mm.
  • the length 1 of the helix 68 is also 28 mm.
  • Electron beam generating system 51 is a separate beam generator system as described in U.S. Patent 4,291,251. Convergence of electron beams 52, 53 and 54 is in this case obtained by having ends 70 of electrodes 55 and 56 which are the electrodes 57 and 58 are opposite and normally form an angle of 90 ° with the generator axis, form an angle of approximately 87 ° with the generator axis.
  • the cathodes 60 are located in the first grids 59.
  • the electron beams are focused with the aid of lens fields between the electrodes 56 and 62, the electrodes 61 and 63 and the electrodes 55 and 64.
  • the electrodes 62, 63 and 64 are fastened to a centering cup 65 which is connected to the electrically conductive wall covering 67 by means of a contact spring 66.
  • the helical lens 68 is attached between this cover 67 and the wall cover 69 of the cone, which is connected to the aluminum cover of the screen.
  • the wall covering 69 is also connected to the high-voltage contact 22 (see FIG. 1) and is kept at a voltage of 25 kV.

Landscapes

  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)

Abstract

The electron beam tube has each electron beam focussed into a spot on the screen by a focussing lens. All electron beams leaving the focussing lens are converged by a shared convergence lens. The beams leaving the focussing lens are parallel. The focal point of the converging lens lies at or near the screen. Alternatively the beams leaving the focussing lens may be converging and the converging lens may correct this convergence so that the beams converge at or near the screen. The convergence correction is dynamic and occurs during deflection. The converging lens is a bi-potential lens.

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektronenstrahlröhre mit Mitteln zum Erzeugen von zumindest zwei Elektronenstrahlen, die vollständig oder nahezu vollständig auf einem Bildschirm konvergiert und über diesen Bildschirm abgelenkt werden, wobei ein Raster beschrieben und jeder Elektronenstrahl zumindest durch eine Fokussierungslinse auf dem Bildschirm zu einem Auftrefffleck fokussiert wird.The invention relates to an electron beam tube with means for generating at least two electron beams, which converge completely or almost completely on a screen and are deflected via this screen, wherein a raster is described and each electron beam is focused at least by a focusing lens on the screen to an impact spot.

Derartige Elektronenstrahlröhren werden als Farbfernsehbildröhren, als Datengraphik-Farbbildröhren zum Wiedergeben von Symbolen und/oder Figuren (Datengraphik = DGD = Data Graphic Display), als Röhren mit hoher Wiedergabegeschwindigkeit zum Wiedergeben von Computerdaten oder als Projektionsfernsehbildröhren benutzt.Such electron beam tubes are used as color television picture tubes, as data graphics color picture tubes for displaying symbols and / or figures (data graphics = DGD = Data Graphic Display), as tubes with high display speed for displaying computer data or as projection television picture tubes.

Eine derartige Kathodenstrahlröhre ist aus der US-PS 3 906 279 bekannt, die als hierin aufgenommen betrachtet werden kann. Hierin ist ein Elektronenstrahlerzeugungssystem zum Erzeugen von drei Elektronenstrahlen beschrieben, das drei mit ihren Achsen parallel verlaufende und in einer Ebene liegende Elektronenstrahlerzeuger enthält. Durch die exzentrische Anordnung der letzten Elektroden der äusseren Elektronenstrahlerzeuger wird in den Fokussierungslinsen dieser Elektronenstrahlerzeuger dem Linsenfeld eine Zweipolkomponente zugefügt, wodurch die äusseren Elektronenstrahlen zum mittleren Elektronenstrahl hin gelenkt werden, so dass die drei Elektronenstrahlen auf dem Bildschirm konvergieren.Such a cathode ray tube is known from US Pat. No. 3,906,279, which can be considered to be incorporated herein. An electron beam generating system for generating three electron beams is described therein, which contains three electron beam generators running with their axes parallel and lying in one plane. Due to the eccentric arrangement of the last electrodes of the outer electron beam generators, a two-pole component is added to the lens field in the focusing lenses of these electron beam generators, as a result of which the outer electron beams are directed towards the central electron beam, so that the three electron beams converge on the screen.

In der DE-OS 29 34 993, die als hierin aufgenommen betrachtet werden kann, ist eine Elektronenstrahlröhre mit einem derartigen Elektronenstrahlerzeugungssystem beschrieben, in der die äusseren Elektronenstrahlen nicht in den Fokussierungslinsen, sondern im Triodenteil der zwei äusseren Elektronenstrahlerzeuger konvergiert werden. Der Triodenteil eines Strahlerzeugers wird durch die Kathode, die Steuerelektrode (g-1) und die erste Anode (g-2) gebildet.DE-OS 29 34 993, which can be regarded as being incorporated herein, describes an electron beam tube with such an electron beam generation system, in which the outer electron beams are not converged in the focusing lenses, but in the triode part of the two outer electron beam generators. The triode part of a jet generator is through the cathode, the control electrode (g-1) and the first anode (g-2) are formed.

In der US-PS 3 011 090, die ebenfalls als hierin aufgenommen betrachtet werden kann, ist eineElektronenstrahlröhre mit einem Elektronenstrahlerzeugungssystem mit Elektronenstrahlerzeugern beschrieben, deren parallel verlaufende Achsen in gleichem Abstand voneinander liegen. Die letzte zylindrische Elektrode des Strahlerzeugungssystems ist für die drei Elektronenstrahlen gemeinsam und bildet zusammen mit der elektrisch leitenden Wandbedeckung auf der Innenwand des Halses der Elektronenstrahlröhre eine alle Strahlen konvergierende Elektronenlinse. Der wirksame Durchmesser dieser Konvergenzlinse liegt zwischen dem Durchmesser der letzten zylindrischen Elektrode und dem Innendurchmesser des Halses mit der elektrisch leitenden Wandbedeckung. Dies wird weiter unten näher erläutert.US Pat. No. 3,011,090, which can also be considered to be incorporated herein, describes an electron beam tube with an electron gun system with electron guns whose parallel axes are equidistant from one another. The last cylindrical electrode of the beam generating system is common to the three electron beams and, together with the electrically conductive wall covering, forms an electron lens converging on the inner wall of the neck of the electron beam tube. The effective diameter of this converging lens is between the diameter of the last cylindrical electrode and the inside diameter of the neck with the electrically conductive wall covering. This is explained in more detail below.

In der US-PS 3 748 514, die als hierin aufgenommen betrachtet werden kann, ist eine Elektronenstrahlröhre beschrieben, in der das Strahlerzeugungssystem eine lange Wendelelektrode zum Beschleunigen einer grossen Anzahl von Elektronenstrahlen derart enthält, dass gegenseitige Raumladungsabstossung der Strahlen ausgeglichen wird. Im letzten Teil dieser Wendelelektrode werden alle Elektronenstrahlen gleichzeitig auf dem Bildschirm konvergiert, fokussiert und anschliessend über den Bildschirm abgelenkt. Die Konvergenz und die Fokussierung sind magnetisch und erfolgen mittels einer Fokussierungsspule um den an der Bildschirmseite liegenden Teil der Wendelelektrode. Ein Nachteil dieser Röhre besteht darin, dass alle Elektronenstrahlen gleichzeitig von derselben Linse fokussiert und konvergiert werden. Fokussierung und Konvergenz sind also miteinander verbunden, wodurch dynamische Konvergenz nicht möglich ist.US Pat. No. 3,748,514, which can be considered to be incorporated herein, describes an electron beam tube in which the beam generating system includes a long coil electrode for accelerating a large number of electron beams so as to compensate for mutual space charge repulsion of the beams. In the last part of this spiral electrode, all electron beams are converged on the screen at the same time, focused and then deflected on the screen. The convergence and the focusing are magnetic and take place by means of a focusing coil around the part of the coil electrode lying on the screen side. A disadvantage of this tube is that all electron beams are focused and converged by the same lens at the same time. Focusing and convergence are therefore linked to one another, which means that dynamic convergence is not possible.

Der Art der Konvergenz nach der Beschreibung in den US-PS 3 906 279, 4 291 251 und 3 011 090 hat zur Folge, dass die sphärische Aberration in den Elektronenstrahlen grösser wird. Die Konvergenz nach der US PS 3 906 279 erfolgt ausserdem in Verbindung mit der Fokussierung.The type of convergence as described in US Pat. Nos. 3,906,279, 4,291,251 and 3,011,090 has the consequence that the spherical aberration in the electron beams increases. Convergence according to the US PS 3 906 279 also occurs in connection with focusing.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Elektronenstrahlröhre anzugeben, in der die sphärische Aberration infolge der Konvergenz minimal ist, in der die Fokussierung der Elektronenstrahlen und die Konvergenz getrennt voneinander und nötigenfalls dynamisch einstellbar sind.The invention is based on the object of specifying an electron beam tube in which the spherical aberration due to the convergence is minimal, in which the focusing of the electron beams and the convergence can be set separately from one another and, if necessary, dynamically.

Diese Aufgabe wird bei einer Elektronenstrahlröhre der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass alle aus den Fokussierungslinsen austretenden Elektronenstrahlen zumindest teilweise durch eine für alle Elektronenstrahlen gemeinsame Wendellinse mit einer Länge 1<2D konvergiert werden, worin 1 die Wendellänge und D der Wendeldurchmesser sind.This object is achieved according to the invention in the case of an electron beam tube of the type mentioned at the outset in that all electron beams emerging from the focusing lenses are at least partially converged by a helix lens with a length 1 <2D common to all electron beams, where 1 is the helix length and D is the helix diameter.

Bei einigen bisher bekannten Wendelelektroden, beispielsweise bei der Elektrode nach der Beschreibung in der bereits erwähnten US-PS 3 748 514, war die Länge 1 viele Male grösser als der Durchmesser D, wodurch eher eine beschleunigende Anode als eine Elektronenlinse erhalten wurde. Durch die Wahl von 1 ≤ 2D kann eine ausreichend starke Linsenwirkung erreicht werden.In some previously known spiral electrodes, for example in the electrode described in the aforementioned US Pat. No. 3,748,514, the length 1 was many times greater than the diameter D, whereby an accelerating anode was obtained rather than an electron lens. By choosing 1 ≤ 2D, a sufficiently strong lens effect can be achieved.

Bei Verwendung einer Linse zum Konvergieren einiger Elektronenstrahlen können diese Strahlen als Teilstrahlen eines einzigen grossen Strahls betrachtet werden, der fokussiert wird. Durch Verwendung einer Wendellinse beispielsweise auf der Innenwand des Halses der Elektronenstrahlröhre, ist der Linsendurchmesser möglichst gross und beispielsweise gleich dem Innendurchmesser des Halses. In der bereits erwähnten US-PS 3 011 090 liegt der wirksame Durchmesser der Linse, wie bereits erwähnt, zwischen dem Durchmesser der letzten zylindrischen Elektrode und dem Innendurchmesser des Halses mit der elektrisch leitenden Wandbedeckung. Dieser wirksame Durchmesser ist also kleiner als der einer Wendellinse auf de Halswand, wodurch die sphärische Aberration infolge der Linse nach der US-Patentschrift grösser ist. Die sphärische Aberration in den Elektronenstrahlen infolge der erfindungsgemässen Wendellinse wird nicht nur durch den verhältnismässig grossen Linsendurchmesser verkleinert, sondern auch durch die Wendel, da damit durch die Länge der Wendel der Feldgradient in der Linse klein gehalten werden kann. Wenn die Elektronenstrahlen nunmehr im Vergleich zu den bisher bekannten Linsen in einem verhältnismässig geringen und etwa gleichen Abstand von der Linsenachse liegen, hat die geringe sphärische Aberration dieser Konvergenzlinse, die als Kömafehler in den Auftreffflecken der äusseren Elektronenstrahlen am Bildschirm zum Ausdruck kommt, nahezu keinen störenden Einfluss auf die Elektronenstrahlen.When using a lens to converge some electron beams, these beams can be viewed as partial beams of a single large beam that is focused. By using a helical lens, for example on the inner wall of the neck of the electron beam tube, the lens diameter is as large as possible and, for example, is equal to the inner diameter of the neck. In the aforementioned US Pat. No. 3,011,090, the effective diameter of the lens, as already mentioned, lies between the diameter of the last cylindrical electrode and the inside diameter of the neck with the electrically conductive wall covering. This effective diameter is therefore smaller than that of a helical lens on the neck wall, as a result of which the spherical aberration due to the lens according to the US patent is greater. The spherical aberration in the electron beams due to the Wen according to the invention dell lens is not only reduced by the relatively large lens diameter, but also by the helix, since the field gradient in the lens can be kept small by the length of the helix. If the electron beams are now at a relatively small and approximately equal distance from the lens axis in comparison to the previously known lenses, the slight spherical aberration of this converging lens, which is expressed as a defect in the striking spots of the outer electron beams on the screen, has almost no disturbing effect Influence on the electron beams.

In der US PS 3 452 246 ist eine Wendellinse zum Fokussieren eines einzigen Elektronenstrahles und nicht zum Konvergieren einiger bereits je für sich fokussierter Elektronenstrahlen beschrieben.US Pat. No. 3,452,246 describes a helical lens for focusing a single electron beam and not for converging some electron beams that have already been focused per se.

Eine erste bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Elektronenstrahlröhre ist dadurch gekennzeichnet, dass die aus den Fokussierungslinsen austretenden Elektronenstrahlen im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und im wesentlichen von der Wendellinse konvergiert werden, wobei der Brennpunkt der Wendellinse auf oder nahezu auf dem Bildschirm liegt.A first preferred embodiment of an electron beam tube according to the invention is characterized in that the electron beams emerging from the focusing lenses run essentially parallel to one another and are converged essentially by the helix lens, the focal point of the helix lens being on or almost on the screen.

Die Fokussierung jedes Elektronenstrahls erfolgt im wesentlichen durch die Fokussierungslinsen. Wenn eine Konvergenzlinse mit einem Brennpunktabstand f und eine Fokussierungslinse mit einem Brennpunktabständ f in etwa gleichem Abstand Q vom Bildschirm liegen, konvergiert die Konvergenzlinse parallel verlaufende Elektronenstrahlen auf dem Schirm, wenn f = Q ist. Die Fokussierungslinsen fokussieren die Elektronenstrahlen auf dem Bildschirm, wobei der kurz hinter der Kathode gebildete Bündelknoten, der sog. "cross-over", auf dem Bildschirm dargestellt wird. Für die Darstellung eines Gegenstandes (z.B. "cross-over") kann die Vergrösserung M wie folgt geschrieben werden

Figure imgb0001
Substitution von f = Q ergibt
Figure imgb0002
weil M zwischen -2 und -7 liegt. Für die meisten in der Praxis benutzten Elektronenstrahlerzeuger folgt, dass die Fokussierungslinse immer stärker als die Konvergenzlinse ist. Der Unterschied wird grösser für grössere Werte von M.The focusing of each electron beam essentially takes place through the focusing lenses. When a converging lens with a focal distance f and a focussing lens with a focal distance f are at approximately the same distance Q from the screen, the converging lens converges electron beams on the screen when f = Q. The focusing lenses focus the electron beams on the screen, with the bundle node formed shortly behind the cathode, the so-called "cross-over", being displayed on the screen. For the representation of an object (eg "cross-over") the enlargement M can be written as follows
Figure imgb0001
 Substitution of f = Q results
Figure imgb0002
 because M is between -2 and -7. For most electron beam generators used in practice, it follows that the focusing lens is always stronger than the converging lens. The difference becomes larger for larger values of M.

Ein zweites bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Elektronenstrahlröhre nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die aus den Fokussierungslinsen austretenden Elektronenstrahlen konvergieren und diese Konvergenz von der Wendellinse korrigiert wird, so dass die Elektronenstrahlen auf oder nahezu auf dem Bildschirm konvergieren. Die Korrektur der Konvergenz kann dynamisch während der Ablenkung erfolgen, so dass beispielsweise auch nicht-selbst-konvergierende Spulen verwendet werden können. Die Wendellinse kann eine Bi-Potential- oder Uni-Potential-Wendellinse sein. Die Bi-Potentialwendellinse kann eine beschleunigende oder verzögernde Linse sein. Die Uni-Potentialwendellinse besteht aus einer Wendelelektrode mit einer Abzweigung, an die ein derartiges Potential angelegt wird, dass der Potentialgradient in einem Teil der Wendel umgekehrt wird. Ein Vorteil einer derartigen Uni-Potentialwendellinse ist, dass das Potential auf der letzten Elektrode des Strahlerzeugersystems gleich dem Potential am Bildschirm sein kann, so dass die Elektroden des Elektronenstrahlerzeugungssystems auf den üblichen Potentialen betrieben werden können. Die Abzweigung braucht nicht in der Mitte der Wendelelektrode angebracht zu werden.A second preferred embodiment of the electron beam tube according to the invention is characterized in that the electron beams emerging from the focusing lenses converge and this convergence is corrected by the helix lens, so that the electron beams converge on or almost on the screen. The convergence can be corrected dynamically during the deflection, so that, for example, non-self-converging coils can also be used. The helix lens can be a bi-potential or uni-potential helix lens. The bi-potential spiral lens can be an accelerating or decelerating lens. The uni-potential spiral lens consists of a spiral electrode with a branch to which a potential is applied such that the potential gradient is reversed in part of the spiral. An advantage of such a uni-potential spiral lens is that the potential on the last electrode of the beam generating system can be equal to the potential on the screen, so that the electrodes of the electron beam generating system can be operated at the usual potentials. The branch does not need to be placed in the middle of the spiral electrode.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

  • Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Farbbildwiedergaberöhre nach der Erfindung,
  • Fig. 2 die Konvergenz mittels einer Wendellinse mit einer Erläuterung an Hand einer graphischen Darstellung, in der die gemessenen relativen Auftrefffleckstellen x(mm) abhängig von der elektrischen Spannung V (kV) über eine Wendellinse dargestellt sind,
  • Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Hals einer erfindungsgemässen Elektronenstrahlröhre mit einer Bi-Potentialwendellinse,
  • Fig. 4 einen Längsschnitt durch den Hals einer erfindungsgemässen Elektronenstrahlröhre mit einer Uni-Potentialwendellinse, und
  • Fig. 5 einen Längsschnitt durch den Hals einer erfindungsgemässen Elektronenstrahlröhre mit einer Bi-Potentialwendellinse für dynamische Konvergenzkorrektur.
Embodiments of the invention are explained below with reference to the drawing. Show it
  • 1 shows a longitudinal section through a color image display tube according to the invention,
  • 2 shows the convergence by means of a helical lens with an explanation based on a graphic representation in which the measured relative impact points x (mm) depend on the electrical voltage V (kV) a helical lens is shown,
  • 3 shows a longitudinal section through the neck of an electron beam tube according to the invention with a bi-potential spiral lens,
  • 4 shows a longitudinal section through the neck of an electron beam tube according to the invention with a uni-potential spiral lens, and
  • 5 shows a longitudinal section through the neck of an electron beam tube according to the invention with a bi-potential spiral lens for dynamic convergence correction.

In Fig. 1 ist schematisch eine Elektronenstrahlröhre im Längsschnitt, in diesem Fall eine Farbfernsehbildröhre nach der Erfindung dargestellt. Der Aussenkolben 1 dieser Bildwiedergaberöhre besteht aus einem Bildfenster 2, einem Konus 3 und einem Hals 4. In diesem Hals ist ein Elektronenstrahlerzeugungssystem 5 angebracht, das drei Strahlerzeuger 6, 7 und 8 enthält, die die Elektronenstrahlen 9, 10 bzw. 11 erzeugen. Die Achse des mittleren Strahlerzeugers 7 fällt mit der Röhrenachse 12 zusammen. Auf der Innenseite des Bildfensters 2 ist der Bildschirm 13 angebracht. Dieser Bildschirm besteht aus einer Vielzahl von Tripeln von im wesentlichen parallel verlaufenden Streifen aus Leuchtstoff. Jedes Tripel erhält in der gleichen Reihenfolge einen rotleuchtenden, einen grünleuchtenden und einen blauleuchtenden Streifen. Kurz vor dem Bildschirm ist eine Farbauswahlelektrode 14 (beispielsweise eine Lochmaske) angebracht, die mit einer Vielzahl parallel zu den Streifen verlaufender Reihen länglicher Öffnungen 15 versehen ist. Die Elektronenstrahlen werden in zwei zueinander senkrecht verlaufenden Richtungen über den Bildschirm 13 mit dem Ablenkspulensystem 16 abgelenkt. Ein jeder der Strahlerzeuger 6, 7 und 8 ist an seinem an der Bildschirmseite liegenden Ende mit einer Fokussierungslinse versehen, mit der die Elektronenstrahlen auf dem Bildschirm fokussiert werden. Die Elektronenstrahlen werden mit Hilfe einer Wendellinse 17 auf dem Bildschirm konvergiert. Da durch die Konvergenz die Elektronenstrahlen einen spitzen Winkel an der Stelle der Farbauswahlelektrode 14 miteinander bilden, gehen die Elektronenstrahlen unter diesem Winkel durch die Öffnungen 15 und erreichen je nur Streifen aus Leuchtstoff mit einer Farbe. Die Konvergenz der Elektronenstrahlen kann ausschliesslich mit der Wendellinse 17 erfolgen, wie weiter unten an Hand der Fig. 3 und 4 erläutert wird. Es ist jedoch auch möglich, wie an Hand der Fig. 2 und der Fig. 5 erläutert wird, schon teilweise konvergierende Elektronenstrahlen mit der Wendellinse konvergieren zu lassen. Die Erfindung zum Konvergieren von Elektronenstrahlen mit Hilfe einer Wendellinse beschränkt sich selbstverständlich nicht zu Farbfernsehbildröhren, an denen die Auftreffflecke der drei Elektronenstrahlen auf dem Bildschirm aufeinanderfallen. In Mehrstrahlröhren ist es oft erforderlich, einige Elektronenstrahlen derart zu konvergieren, dass die Auftreffflecke in geringem definiertem Abstand voneinander liegen, beispielsweise im Zeilenabstand. Dazu eignet sich insbesondere eine Wendellinse. Die Erfindung lässt sich grundsätzlich in Mehrstrahlröhren mit zwei oder mehreren Elektronenstrahlen verwenden. Die Auftreffflekce können bei derartigen Röhren in einer Reihe oder in einer Matrix liegen, die über den Bildschirm abgelenkt wird.In Fig. 1, an electron beam tube is shown schematically in longitudinal section, in this case a color television picture tube according to the invention. The outer bulb 1 of this picture display tube consists of an image window 2, a cone 3 and a neck 4. In this neck an electron beam generating system 5 is attached, which contains three beam generators 6, 7 and 8, which generate the electron beams 9, 10 and 11 respectively. The axis of the middle jet generator 7 coincides with the tube axis 12. The screen 13 is attached to the inside of the image window 2. This screen consists of a multiplicity of triples of essentially parallel strips of phosphor. Each triple is given a red, green and blue stripe in the same order. A color selection electrode 14 (for example a shadow mask) is provided shortly in front of the screen and is provided with a multiplicity of rows of elongated openings 15 running parallel to the strips. The electron beams are deflected in two mutually perpendicular directions via the screen 13 with the deflection coil system 16. Each of the beam generators 6, 7 and 8 is provided at its end on the screen side with a focusing lens with which the electron beams are focused on the screen. The electron beams are converged on the screen using a helical lens 17. Because of the convergence, the electron beams make an acute angle at the location of the color selection electrode 14 form with each other, the electron beams go through the openings 15 at this angle and each reach only strips of phosphor with one color. The convergence of the electron beams can only take place with the helix lens 17, as will be explained below with reference to FIGS. 3 and 4. However, it is also possible, as will be explained with reference to FIG. 2 and FIG. 5, to have partially converging electron beams converge with the helix lens. The invention for converging electron beams with the aid of a helical lens is of course not restricted to color television picture tubes on which the impingement spots of the three electron beams collide on the screen. In multi-beam tubes, it is often necessary to converge some electron beams in such a way that the impact spots are at a small defined distance from one another, for example at the line spacing. A spiral lens is particularly suitable for this. The invention can basically be used in multi-beam tubes with two or more electron beams. In the case of such tubes, the impact spots can lie in a row or in a matrix which is deflected via the screen.

Die Wendellinse 17 ist mit ihrem am Bildschirm liegenden Ende 18 mit der elektrisch leitenden Innenbedeckung 19 des Konus 3 elektrisch verbunden, der wieder mit der Aluminiumbedeckung (hier nicht dargestellt) des Bildschirmes 13, dem Hochspannungskontakt 22 und den Farbauswahlmitteln 14 verbunden ist. Das andere Ende 20 der Wendellinse 17 ist mit einer Kontaktfeder 21 an das Erzeugerende 23 und an die letzten Elektroden der Fokussierungslinsen elektrisch angeschlossen.The helical lens 17 is electrically connected at its end 18 on the screen to the electrically conductive inner cover 19 of the cone 3, which is again connected to the aluminum cover (not shown here) of the screen 13, the high-voltage contact 22 and the color selection means 14. The other end 20 of the helical lens 17 is electrically connected with a contact spring 21 to the generator end 23 and to the last electrodes of the focusing lenses.

In Fig. 2 sind die gemessenen relativen Auftrefffleckstellen x (mm) für die Auftreffflecke R(rot), G (grün) und B (blau) abhängig von der Spannung V (kV) über die Wendellinse bei einer Bildwiedergaberöhre vom Typ nach Fig. 1 dargestellt. Für diese Messungen wurde eine Bildwiedergaberöhre verwendet, bei der eine Uni-Potentialwendellinse auf der Innenseite des Bildwiedergaberöhrenhalses 4 (Fig. 1) mit einem Durchmesser von 36 mm und mit einem Innendruchmesser von 32 mm angebracht war. Die Wendellinse hatte eine Länge von 30 mm. Die Wendellinse bestand aus 75 Windungen mit einer Breite von 0,35 mm und einer Steigung von 0,4 mm. Der Gesamtwiderstand betrug 1010Ω. Das bedeutet eine Verlustleistung von etwa 0,6 W bei einer Spannung von 25 kV über die Wendel. Derartige Wendellinsen können auch aus bekannten Werkstoffen hergestellt werden, aus denen auch elektrische Widerstände hergestellt werden, wie Metalle, elektrische leitende Emaillen und Gläser usw. Eine Wendellinse enthält meist 2 bis 3 Windungen pro mm. Die Anzahl der Windungen pro mm ist jedoch nicht kritisch, da es sich bei einer Wendellinse um den Potentialgradienten handelt. Der Abstand der Mitte C der Wendellinse zum Bildschirm betrug bei dieser WiedergaberBhre 205 mm. Der benutzte Erzeuger war ein "in-line"-Strahlerzeuger, wie er in den Farbfernsehbildröhren vom Typ 30-AX von Philips verwendet wird (siehe "30 AX Self-aligning 1100 in line color-t.v. display", IEEE Trans. Cons. El., CE 24, (1978) 481). Der Abstand von diesem Strahlerzeuger zur Mitte C der Spirallinse betrug 32 mm. Bei den Messungen wurde die letzte Elektrode des Strahlerzeugers und das damit elektrisch verbundene Ende der Spirallinse auf 10 kV Spannung gehalten. Aus den Messungen ergibt sich, dass bei V = 10 kV, wobei also keine Spannung über der Wendel vorhanden war, sowohl die Auftreffflecke R und G wie B in einem Abstand voneinander von etwa 1,5 mm lagen. Durch Erhöhung oder Herabsetzung der Spannung V über diese Bi-Potential- wendellinse war es möglich, die drei Elektronenstrahlen konvergieren zu lassen, indem eine beschleunigende oder verzögerende Linse daraus gemacht wurde.2, the measured relative impact points x (mm) for the impact points R (red), G (green) and B (blue) are dependent on the voltage V (kV) across the helical lens in an image display tube of the type according to FIG. 1 shown. An image display tube was used for these measurements, with a uni-potential spiral lens on the inside of the image display tube neck 4 (Fig. 1) with a diameter of 36 mm and with an inner diameter of 32 mm was attached. The spiral lens had a length of 30 mm. The helix lens consisted of 75 turns with a width of 0.35 mm and a pitch of 0.4 mm. The total resistance was 10 10 Ω. This means a power loss of around 0.6 W at a voltage of 25 kV across the filament. Such helix lenses can also be made from known materials from which electrical resistors are also made, such as metals, electrically conductive enamels and glasses, etc. A helix lens usually contains 2 to 3 turns per mm. However, the number of turns per mm is not critical, since a spiral lens is the potential gradient. The distance between the center C of the spiral lens and the screen was 205 mm in this reproduction tube. The generator used was an "in-line" beam generator as used in Philips 30-AX color television tubes (see "30 AX Self-aligning 110 0 in line color-tv display", IEEE Trans. Cons. El., CE 24, (1978) 481). The distance from this beam generator to the center C of the spiral lens was 32 mm. During the measurements, the last electrode of the beam generator and the electrically connected end of the spiral lens were kept at 10 kV voltage. The measurements show that at V = 10 kV, so there was no voltage across the coil, both the impact spots R and G and B were at a distance of about 1.5 mm from one another. By increasing or decreasing the voltage V across this bi-potential spiral lens, it was possible to make the three electron beams converge by making them an accelerating or decelerating lens.

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch den Hals 28 einer Elektronenstrahlröhre mit einem Elektronenstrahlerzeugungssystem, gefolgt von einer Bi-Potentialwendellinse. Die Verbindungen der Anschlussstifte 29 mit den Elektroden des Elektronenstrahlerzeugungssystems sind der Deutlichkeit halber weggelassen. Der Innendurchmesser D des Halses beträgt 28 mm. Die Länge 1 der Wendel 39 beträgt gleichfalls 28 mm. Das Elektronenstrahlerzeugungssystem 30 enthält drei integrierte Elektronenstrahlerzeuger. Die Kathoden 31 befinden sich in ersten Gittern 32, die wieder im zweiten Gitter 33 montiert sind, das für die drei Strahlerzeuger gemeinsam ist. Die Kathoden, die ersten Gitter und die zweiten Gitter sind mittels keramischen Materials 27 aneinander befestigt. Die Befestigung der anderen Elektroden erfolgt auf übliche Weise mit hier nicht dargestellten Glasstäben. Zwischen den einander gegenüberliegenden Öffnungen in den gemeinsamen Elektroden 34 und 35 werden durch Anlegen von Spannungen die Fokussierungslinsen für die drei Elektronenstrahlen 36, 37 und 38 gebildet. Bei den verschiedenen Elektroden sind die zugeführten Spannungen angegeben. Die aus dem Strahlerzeugungssystem 30 austretenden, parallel verlaufenden Elektronenstrahlen werden von der Bi-Potentialwendellinse 39 konvergiert, so dass die Auftreffflecke der drei Strahlen auf dem 280 mm weiter vom Zentrum C der Wendellinse entlang des Strahles 37 liegenden Bildschirm aufeinanderfallen. Die Spannung an der Wendellinse beträgt bei Konvergenz 17 kV.Fig. 3 shows a longitudinal section through the neck 28 of an electron beam tube with an electron gun, followed by a bi-potential spiral lens. The connections of the pins 29 to the electrodes of the electron gun are omitted for clarity. The inner diameter D of the neck is 28 mm. The length 1 of the helix 39 is also 28 mm. The electron gun 30 includes three integrated electron guns. The cathodes 31 are located in first grids 32, which are again mounted in the second grid 33, which is common to the three beam generators. The cathodes, the first grids and the second grids are fastened to one another by means of ceramic material 27. The other electrodes are attached in the usual way with glass rods, not shown here. The focusing lenses for the three electron beams 36, 37 and 38 are formed between the mutually opposite openings in the common electrodes 34 and 35 by applying voltages. The voltages supplied are indicated for the various electrodes. The parallel electron beams emerging from the beam generation system 30 are converged by the bi-potential spiral lens 39, so that the impingement spots of the three beams coincide on the screen lying 280 mm further from the center C of the spiral lens along the beam 37. The voltage at the helix lens is 17 kV when converging.

Fig. 4 zeigt auf mit der Fig. 3 analoge Weise einen Längsschnitt durch den Hals 28 einer Elektronenstrahlröhre mit einem Elektronenstrahlerzeugungssystem, gefolgt von einer Uni-Potentialwendellinse. Die Verbindungen der Anschlussstifte 29 mit den Elektroden des Elektronenstrahlerzeugungssystems sind der Deutlichkeit halber in dieser Figur wieder weggelassen. Der Innendurchmesser D des Halses beträgt 28 mm. Die Länge 1 der Wendel 40 beträgt gleichfalls 28 mm. Das Strahlerzeugungssystem 30 ist gleich dem der Fig. 3. Bei den verschiedenen Elektroden sind wieder die zugeführten Spannungen angegeben. Die aus dem Elektronenstrahlerzeugungssystem 30 heraustretenden, parallel verlaufenden Elektronenstrahlen werden von einer Uni-Potentialwendellinse 40 konvergiert, so dass die Auftreffflecke der drei Strahlen auf dem 280 mm weiter vom Zentrum C der Wendellinse entlang des Strahles 37 liegenden Bildschirm aufeinanderfallen. Die Wendellinse 40 ist mit einer Abzweigung in Form einer elektrischen Glasdurchführung 41 versehen. Die Uni-Potentialwendellinse wird dadurch erhalten, dass ein höheres oder niedrigeres Potential (hier 13 kV) im Vergleich zu den Spannungen an den Wendelenden (hier 25 kV) an diese Abzweigung angelegt wird.FIG. 4 shows, in a manner analogous to FIG. 3, a longitudinal section through the neck 28 of an electron beam tube with an electron gun, followed by a uni-potential spiral lens. The connections of the connection pins 29 to the electrodes of the electron gun are omitted in this figure for the sake of clarity. The inside diameter D of the neck is 28 mm. The length 1 of the helix 40 is also 28 mm. The beam generation system 30 is identical to that of FIG. 3. The voltages supplied are again indicated for the various electrodes. The parallel electron beams emerging from the electron beam generation system 30 are converged by a uni-potential spiral lens 40, so that the impact spots of the three beams on the 280 mm further from the center C of the spiral lens along the beam 37 lying screen coincide. The helical lens 40 is provided with a branch in the form of an electrical glass bushing 41. The Uni potential spiral lens is obtained by applying a higher or lower potential (here 13 kV) to this junction compared to the voltages at the coil ends (here 25 kV).

In Fig. 5 ist auf den Fig. 3 und 4 analoge Weise ein Längsschnitt durch den Hals 28 einer Elektronenstrahlröhre mit einer Bi-Potentialwendellinse dargestellt. Die Verbindungen der Anschlussstifte 29 mit den Elektroden des Elektronenstrahlerzeugungssystems sind der Deutlichkeit halber wieder weggelassen. Der Innendurchmesser D des Halses beträgt 28 mm. Die Länge 1 der Wendel 68 beträgt gleichfalls 28 mm. Das Elektronenstrahlerzeugungssystem 51 ist ein System mit getrennten Strahlerzeugern gemäss der Beschreibung in der US-PS 4 291 251. Die Konvergenz der Elektronenstrahlen 52, 53 und 54 wird in diesem Fall dadurch erhalten, dass die Enden 70 der Elektroden 55 und 56, die den Elektroden 57 und 58 gegenüberliegen und normalerweise einen Winkel von 90° mit der Erzeugerachse bilden, einen Winkel von etwa 87° mit der Erzeugerachse bilden. In den ersten Gittern 59 befinden sich die Kathoden 60. Die Elektronenstrahlen werden mit Hilfe von Linsenfeldern zwischen den Elektroden 56 und 62, den Elektroden 61 und 63 und den Elektroden 55 und 64 fokussiert. Die Elektroden 62, 63 und 64 sind an einem Zentrierbecher 65 befestigt, der mit Hilfe einer Kontaktfeder 66 mit der elektrisch leitenden Wandbedeckung 67 verbunden ist. Die Wendellinse 68 ist zwischen dieser Bedeckung 67 und der Wandbedeckung 69 des Konus angebracht, der mit der Aluminiumbedeckung des Bildschirms verbunden ist. Die Wandbedeckung 69 ist ebenfalls mit dem Hochspannungskontakt 22 (siehe Fig. 1) verbunden und wird auf einer Spannung von 25 kV gehalten. Indem nunmehr die Spannung an der anderen Seite der Wendellinse 68 während der Ablenkung variiert wird (beispielsweise von 20 bis 25 kV), ist es möglich, die Konvergenz über den ganzen Bildschirm dynamisch erfolgen zu lassen. Es ist in diesem Fall nicht mehr nötig, selbstkonvergierende Ablenkspulen zu verwenden, welchem Spulentyp der Nachteil anhaftet, dass Ablenkdefokussierung in vertikaler Richtung auftritt. Es ist selbstverständlich ohne weiteres möglich, die in Fig. 5 dargestellte Bi-Potentialwendellinse durch eine Uni-Potentialwendellinse gemäss der Darstellung in Fig. 4 zu ersetzen. Die Erfindung beschränkt sich selbstverständlich nicht auf Wendellinsen, die auf der Innenwand eines Röhrenhalses angebracht sind. So sind schachtelförmige Elektronenstrahlröhren bekannt, in denen eine derartige Wendellinse auf der Innenwand eines Zylinders aus Isoliermaterial (beispielsweise Glas) angebracht werden kann, der im schachtelförmigen Kolben koaxial mit dem Elektronenstrahlerzeugungssystem montiert ist.In FIG. 5, a longitudinal section through the neck 28 of an electron beam tube with a bi-potential spiral lens is shown analogously to FIGS. 3 and 4. The connections of the connection pins 29 to the electrodes of the electron gun are omitted for the sake of clarity. The inside diameter D of the neck is 28 mm. The length 1 of the helix 68 is also 28 mm. Electron beam generating system 51 is a separate beam generator system as described in U.S. Patent 4,291,251. Convergence of electron beams 52, 53 and 54 is in this case obtained by having ends 70 of electrodes 55 and 56 which are the electrodes 57 and 58 are opposite and normally form an angle of 90 ° with the generator axis, form an angle of approximately 87 ° with the generator axis. The cathodes 60 are located in the first grids 59. The electron beams are focused with the aid of lens fields between the electrodes 56 and 62, the electrodes 61 and 63 and the electrodes 55 and 64. The electrodes 62, 63 and 64 are fastened to a centering cup 65 which is connected to the electrically conductive wall covering 67 by means of a contact spring 66. The helical lens 68 is attached between this cover 67 and the wall cover 69 of the cone, which is connected to the aluminum cover of the screen. The wall covering 69 is also connected to the high-voltage contact 22 (see FIG. 1) and is kept at a voltage of 25 kV. By now varying the voltage on the other side of the spiral lens 68 during the deflection (for example from 20 to 25 kV), it is possible to dynamically converge across the entire screen to follow. In this case, it is no longer necessary to use self-converging deflection coils, which type of coil has the disadvantage that deflection defocusing occurs in the vertical direction. It is of course readily possible to replace the bi-potential spiral lens shown in FIG. 5 by a uni-potential spiral lens as shown in FIG. 4. The invention is of course not limited to helix lenses which are attached to the inner wall of a tube neck. Box-shaped electron beam tubes are known in which such a helical lens can be attached to the inner wall of a cylinder made of insulating material (for example glass), which is mounted in the box-shaped piston coaxially with the electron beam generating system.

Claims (10)

1. Elektronenstrahlröhre mit Mitteln zum Erzeugen zumindest zweier Elektronenstrahlen, die vollständig oder nahezu vollständig auf einem Bildschirm konvergiert und über diesen Bildschirm abgelenkt werden, wobei ein Raster beschrieben und jeder Elektronenstrahl durch zumindest eine Fokussierungslinse auf dem Bildschirm zu einem Auftrefffleck fokussiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass alle aus den Fokussierungslinsen austretenden Elektronenstrahlen zumindest teilweise durch eine für alle Elektronenstrahlen gemeinsame Wendellinse mit einer Länge 1 ; 2D konvergiert werden, worin 1 die Wendellänge und D der Wendeldurchmesser ist.1. Electron beam tube with means for generating at least two electron beams that converge completely or almost completely on a screen and are deflected via this screen, wherein a raster is described and each electron beam is focused on at least one focusing lens on the screen to an impact spot, characterized in that that all electron beams emerging from the focusing lenses are at least partially provided by a helical lens with a length of 1; 2D converge, where 1 is the helix length and D is the helix diameter. 2. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus den Fokussierungslinsen austretenden Elektronenstrahlen im wesentlichen parallel zueinander verlaufen und im wesentlichen von der Wendellinse konvergiert werden, wobei ein Brennpunkt der Wendellinse auf oder nahezu auf dem Bildschirm liegt.2. Electron beam tube according to claim 1, characterized in that the electron beams emerging from the focusing lenses run essentially parallel to one another and are converged essentially by the helix lens, a focal point of the helix lens being on or almost on the screen. 3. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aus den Fokussierungslinsen austretenden Elektronenstrahlen konvergieren und diese Konvergenz von der Wendellinse korrigiert wird, so dass die Elektronenstrahlen auf oder nahezu auf dem Bildschirm konvergieren.3. Electron beam tube according to claim 1, characterized in that the electron beams emerging from the focusing lenses converge and this convergence is corrected by the helix lens, so that the electron beams converge on or almost on the screen. 4. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur der Konvergenz während der Ablenkung dynamisch erfolgt. 4th Electron beam tube according to claim 3, characterized in that the correction of the convergence takes place dynamically during the deflection. 5. Elektronenstrahlröhre nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendellinse eine Bi-Potentiallinse ist.5. Electron beam tube according to one of the preceding claims, characterized in that the helical lens is a bi-potential lens. 6. Elektronenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendellinse eine Uni-Potentiallinse ist, die aus einer Wendelelektrode mit einer Abzweigung besteht, an die ein derartiges Potential angelegt wird, dass der Potentialgradient in einem Teil der Linse umgekehrt wird.6. Electron beam tube according to one of claims 1 to 4, characterized in that the helix lens is a uni-potential lens which consists of a helix electrode there is a junction to which such a potential is applied that the potential gradient is reversed in part of the lens. 7. Elektronenstrahlröhre nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben mit einem zylindrischen Hals versehen ist in dem die erwähnten Mittel zum Erzeugen zumindest zweier Elektronenstrahlen zentriert sind und sich die Wendellinse an der Innenwand dieses Halses erstreckt.7. Electron beam tube according to one of the preceding claims, characterized in that the piston is provided with a cylindrical neck in which the mentioned means for generating at least two electron beams are centered and the helical lens extends on the inner wall of this neck. 8. Elektronenstrahlröhre nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Farbbild-Datengraphik-Wiedergaberöhre ist (Datengraphik = DGD = Data Graphic Display).8. Electron beam tube according to one of the preceding claims, characterized in that it is a color image data graphics display tube (data graphics = DGD = Data Graphic Display). 9. Elektronenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Projektions-Fernsehbildwiedergaberöhre ist.9. Electron beam tube according to one of claims 1 to 7, characterized in that it is a projection television picture display tube. 10. Elektronenstrahlröhre nach einem der Ansprüche 1 bis 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Wendellinse auf der Innenwand eines Zylinders aus Isoliermaterial angebracht ist, der im evakuierten Kolben der Röhre befestigt ist.10. Electron beam tube according to one of claims 1 to 7, 8 or 9, characterized in that the helical lens is attached to the inner wall of a cylinder made of insulating material which is fixed in the evacuated piston of the tube.
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