CS232730B2 - Colour picture tube with electron guns type in line - Google Patents

Description

Vynález se týká barevné obrazovky s elektronovými ' tryskami typu IN LINE, s rozšířenými zaostřovacími čočkami pro zmenšení sférické aberace.

Každá ze tří elektronových trysek typu IN LINE je navržena tak, aby vytvářela nebo směrovala výhodně tři elektronové paprsky ve společné rovině a dále směřovala tyto paprsky po konvergentních drahách v rovině směrem k bodové nebo malé ploše konvergence těsně u stínítka obrazovky, U jednoho typu elektronové trysky IN LINE popsané v US patentovém spise 3 873 879 zveřejněného Hughesem 25. 03. 1975 jsou vytvořeny hlavní elektrostatické zaostřovací čočky pro zaostřování ' elektronových paprsků mezi dvěma elektrodami, označenými jako první a druhá urychlující a zaostřovací elektroda. Tyto elektrody jsou opatřeny čepičkovitými prvky s patkami umístěnými proti sobě. Ve vybírání patky jsou vytvořeny tři otvory pro vytvoření průchodu tří elektronových paprsků a ' pro vytvoření tří samostatných hlavních zaostřovacích čoček, tj. každá pro jeden elektronový paprsek. Ve výhodném provedení je · vnější průměr elektronové trysky vytvořen tak, aby se tryska hodila k hrdlu obrazovky 29 mm.

Vzhledem k .. tomuto . požadavku na velikost jsou umístěny navzájem velmi těsně vedle sebe tři zaostřovací čočky, čímž vzniká přísné omezení pro konstrukci zaostřovací čočky. Je známo, . že větší průměr zaostřovací čočky umožňuje menší sférickou aberaci, která omezuje kvalitu zaostřování.

Vedle průměru zaostřovací čočky je důležitá také vzdálenost mezi plochami elektrod zaostřovací čočky, protože větší vzdálenost, která vytváří menší gradient napětí v čočce, zmenšuje také sférickou aberaci.

Nevýhodou je, že větší vzdálenost mezi elektrodami za obvyklou mezní hodnotou, asi 1,27 mm není zásadně přípustná .pro ohyb paprsků z elektrostatických nábojů na skle hrdla pronikajících ' mezi elektrodami, které zhoršují konvergenci elektronových paprsků.

Byla vyřešena elektronová tryska, kde je hlavní zaostřovací čočka vytvářena dvěma od sebe vzdálenými elektrodami. V každé . elektrodě je vytvořeno mnoho otvorů, jejichž počet je roven počtu elektronových paprsků, a také závisí na obrubě, přičemž obruby těch dvou elektrod jsou umístěny proti sobě. Děrovaná ' část každé elektrody je umístěna ve vybrání vzdálené od obruby. Úkolem hlavní zaostřovací čočky je vytvářet malý gradient napětí potřebný pro omezování sférické aberace.

Kvůli nesouměrnému tvaru obrub dvou elektrod nejsou složky napětí horizontálního a vertikálního zaostřování pro vnitřní a vnější trysky stejné. Ve vertikálním směru dosahuje středový elektronový paprsek většího zaostřovacího účinku než postranní paprsky, kde je zaostřovací geometrie částečně vázaná obloukem kružnice. K tomu dochází, pro tože pronikání vertikálního pole je větší ve štěrbině vytvořené obrubou než u okrajové části. Obdobně i horizontální zaostřovací složka u vnějších elektronových paprsků může . být účinnější než středový paprsek, protože horizontální pole klesá rychleji na stranách obrub než ve středu vytvořeného vybrání. Proto je třeba upravit geometrii obruby, aby byly v rovnováze účinky zaostřovacích polí elektronových paprsků.

Vylepšená barevná obrazovka podle vynálezu má elektronovou trysku . typu ' ΊΝ LINE pro generování a směrování tří . elektronových paprsků, tj. středového paprsku a dvou postranních paprsků, po komplanárních drahách směrem ke stínítku obrazovky. Elektronová tryska je opatřena hlavní zaostřovací čočkou pro zaostřování elektronových paprsků, vytvořena dvěma od sebe vzdálenými elektrodami, přičemž v každé jsou vytvořeny tři oddělené otvory v jedné řadě typu IN LINE.

Každá elektroda je opatřena obrubou. Obruby těchto dvou elektrod jsou umístěny navzájem proti sobě. Děrovaná část každé elektrody je vždy umístěna u vybírání vzdáleného od obruby. Šířka obruby je alespoň . ·u jedné z elektrod užší u dráh postranních paprsků než u dráhy středového paprsku, měřeno kolmo k ' rovině, ve které leží dráhy elektronových paprsků.

Na výkresech znázorňují:

Obr. 1 je bokorys částečně v osovém řezu stínící masky barevné obrazovky podle vynálezu.

Obr. 2 je částečný osový řez vhodného příkladu provedení elektronové trysky znázorněné čárkovaně na obr. 1.

Obr. 3 je částečný osový řez elektrodami G3 a - G4 elektronové trysky na obr. 2.

Obr. 4 je čelní pohled na elektrodu G4 znázorněnou na obr. 3 ve směru 4—4.

Obr. 5 je průmět stigmátorů na elektrodě G4 podle obr. 2 ve směru 5—5.

Obr. 6 je osový řez elektrodou G4 v jiném příkladu provedení elektronové trysky znázorněné čárkovaně na obr. 1.

Obr. 7 je čelní pohled na elektrodu G4 podle obr. 6.

Na obr. 1 je znázorněn bokorys pravoúhlé barevné obrazovky opatřené skleněným pláštěm 10, která sestává . z pravoúhlého čelního krytu 12 a trubkovitého hrdla 14 spojeného pravoúhlým trychtýřem 16. Čelní kryt 12 sestává ze stínítka 18 a z příruby 20, která je utěsněné spojena s pravoúhlým trychtýřem 16. Mozaikové trojbarevné luminiscenční stínítko 22 je upevněno' vnitřní plochou stínítka 18. Stínítko je výhodně provedeno jako mřížka s luminiscenčními řádky rozšiřujícími se značně kolmo k řádkování vysokofrekvenčního' rastru obrazovky, tj. kolmo k rovině na obr. 1.

Elektroda pro selekci barev opatřená mnoha otvory a vytvořená jako . stínící maska 24 je pružně upevněna běžným způsobem v určené vzdálenosti od stínítka . 22.

Vylepšená elektronová tryska 26 typu IN LINE, znázorněná schematicky ’ čárkovaně na obr. 1, je středově upevněna na ' - hrdle 14 a je určena pro generování a směrování tří elektronových paprsků 28 po komplanárních drahách přes stínicí masku 24 na stínítko 22.

Obrazovka na obr. 1 je navržena pro . používání s vnější magnetickou vychylovací jednotkou, tak jak je schematicky znázorněna vychylovací jednotka 30 obepínající hrdlo 14 a čelní kryt 12 v okolí jejich spojení.

Vychylovací jednotka 30 vytváří magnetická pole, kterým jsou vystaveny tři elektronové paprsky 28, které způsobují horizontální a vertikální rozklad paprsků na pravoúhlém rastru stínítka 22. Počáteční _ rovina vychylování (u nulového vychylování) je znázorněna na obr. 1 ve směru - P—-P asi uprostřed vychylovací jednotky 30. ’ V důsledku okrajového pole se zvětšuje vychylovací pásmo' obrazovky osově, a to ocl vychylovací jednotky 30 směrem k oblasti elektronové trysky 26. Pro jednoduchost není na obr. 1 zakresleno skutečné zakřivení drah vychylovaných paprsků ve vychylovacím pásmu.

Podrobnost! provedení elektronové trysky 26 jsou znázorněny na obr. 2 až 5. Elektronová tryska 26 sestává ze dvou - nosných tyčí 32, na kterých jsou upevněny různé elektrody. Tyto elektrody mají tři stejně vzdálené komplanární katody 34 (pro každý paprsek jednu), elektrodu 3S řídicí mřížky Gl, elektrodu 38 stínicí mřížky G2, první urychlovací -a zaostřovací elektrodu 4D (G3) a druhou urychlovací a zaostřovací elektrodu 42 (G4), které jsou umístěny na skleněných nosných tyčích 32 v uvedeném pořadí. Každá z elektrod G1 až G4 je opatřena třemi otvory ' v jedné řadě, aby umožňovala průchod tří komplanárních elektronových paprsků.

Hlavní elektrostatická zaostřovací čočka v elektronové trysce 26 je vytvořena mezí elektrodou 40 (G3) a elektrodou 42 (G4). Elektroda 40 (G3) je opatřena čtyřmi čepičkovitými prvky 44, 46, 48 a 50. Otevřené konce dvou z těchto prvků, 44 a 46 jsou navzájem spojeny a otevřené konce těch druhých dvou prvků 48 a 50 jsou rovněž navzájem spojeny. Uzavřený konec třetího prvku 48 je připevněn k uzavřenému konci druhého prvku 46. Přestože je elektroda 40 (G3) znázorněna v provedení se strukturou se čtyřmi částmi, může být zhotovena z jiného počtu prvků, jakož i z jednoho prvku téže délky. Elektroda 42 (G4) je také tvaru čepičky, ale má svůj otevřený konec uzavřen deskou 52 s otvory.

Čelní uzavřené konce elektrody 40 (G3) a elektrody 42 (G4) mají uvnitř velká vybrání 54 a 56. Vybrání 54 a 56 vytvářejí odstup části uzavřeného konce elektrody 40 (G3), která - je opatřena třemi otvory 58, 60 a 62, od části uzavřeného konce elektrody 42 (G4), která je opatřena třemi otvory 64, 66 a 68. Zbývající části uzavřených konců elektrody 40 (G3) a elektrody 42 ’(G4) vytvářejí obruby 70 a 72, které se naopak rozšiřují po o krajích kolem vybrání 54 a 56. Obruby 70 a 72 jsou nejuzavřenějšími částmi elektrod 40 a 42. Bylo zjištěno, že působení vertikálního zaostřování na středový elektronový paprsek může být omezeno zmenšením šířky obruby 72 elektrody 42 (G4), - přičemž se divergentní strana elektrostatické čočky vytvoří v a mezi vybráním 54 a 56.

Podle obr. 4 je vybrání 56 v elektrodě 42 (G4) širší u postranních paprsků než u středového paprsku, přičemž se Šířka měří kolmo - k rovině drah elektronových paprsků. Rovněž bylo zjištěno, že působení horizontálního zaostřování na oba vnější paprsky může být omezeno zmenšením délky vybrání 56 v elektrodě 42 (G4).

Elektronová tryska 28 podle obr. 2 vytváří hlavní zaostřovací čočku s podstatně, zmenšenou sférickou aberací ve srovnání s předchozími uvedenými elektronovými tryskami. Zmenšení sférické aberace je způsobeno zvětšením rozměrů hlavní ohniskové čočky.

Ke zvětšení velikosti čočky dojde - vytvořením otvorů v elektrodách. - U prvních elektronových trysek typu IN LINE byly soustřeďovány nejsilnější ekvipotenciální čáry elektrostatického pole u dvojice proti sobě se nacházejících otvorů. Ale u elektronové trysky 2S podle obr. 2 se rozšiřují nejsilnější ekvipotenciální čáry spojitě od prostoru mezi obrubami 76 a 72, takže převládající část hlavní zaostřovací čočky se zdá být jednoduchou velkou čočkou, rozprostírající se mezi drahami tří elektronových paprsků. -Zbývající část hlavní zaostřovací čočky je vytvořena slabšími ekvipotenciálními čarami, umístěnými u otvorů v elektrodách. Provedení a výhody elektronové trysky 26 jsou uvedeny v US přihlášce vynálezu PV -7737-81.

Zde se uplatňuje působení štěrbinového astigmatismu vytvářeného hlavní zaostřovací čočkou jako výsledek pronikání vertikálního zaostřovacího pole volnými plochami ve vybrání. Tento jev je způsobován větším zhušťováním ekvlpotenciálních čar vertikálních než horizontálních. Pronikání pole způsobuje, že v zaostřovací čočce je silnější vertikální čočka než horizontální. Korekce tohoto astigmatismu se provádí v elektronové trysce 26 podle obr. 2 u otevřené horizontální štěrbiny na výstupu elektrody 42 . (G4). Vlastní provedení má šířku štěrbiny rovnu polovině průměru čočky, přičemž - je štěrbina umístěna na druhé ploše elektrody 42 (G4) v 86 % průměru čočky.

Tato štěrbina je vytvořena dvěma pásky 98 a 98, znázorněnými na obr. 2 a 5, které jsou přivařeny k desce 52 s otvory 42 (G4), tak aby se rozprostíraly napříč tří otvorů na desce 52. Aby staticky konvergovaly oba vnější paprsky se středním paprskem, je délka E vybrání 56 v elektrodě 42 (G4) nepatrně větší než délka E vybrání 54 v elektrodě 40 (G3) podle obr. 3. Působení délky většího vybrání v elektrodě 42 (G4) je stejné jako u + ·-·. . . ' * odsazených otvorů podle US patentového spisu 3 772 554 vydaného Hughesem 13. 11. 1973.

Některé důležité rozměry elektronové trysky, jakož i elektronové trysky 26 podle obr. 2, ale bez štěrbiny vytvořené pásky 96 a 98, jsou uvedeny v . následující tabulce:

Tabulka

Vnější průměr hrdla

obrazovky	29,09	mm
Vn ' třní průměr hrdla obrazovky	24,00	mm
Vzdálenost mezi elektrodami 10 a 42 (G3 a G4)	1,27	mm
Vzdálenost středů sousedních otvorů v elektrodě 40 (G3) (A na obr. 3)	6,6	mm
Vnitřní průměr otvorů 58, 60 a 62 v elektrodě 40 (G3) (B na obr. 3)	5,4	mm
Šířka vybrání 56 u dráhy středového paprsku v elektrodě 42 (G4) (C na obr. 4)	6,30	mm
Šířka vybrání 56 drah vnějších paprsků v elektrodě 42 (G4) (D na obr. 4)	7,02	mm
Délka vybrání 56 v elektrodě 42 (G4) (E na obr. 3	20,7	mm
Dálka vybrání 54 v elektrodě 40 (G3) (F na obr. 3)	20,2	mm
Hloubka vybrání v elektrodách 40 a 42 (G na obr. 3)	1,65	mm
Šířka elektrody G3	6,99	mm

U ostatních provedení elektronové trysky typu IN LINE může měřit hloubka G vybrání v elektrodách 40 a 42 od 1,30 mm do 2,80 mm a · hloubky těchto vybírání v obou. elektrodách 40 a 42 se mohou navzájem lišit.

Ačkoliv je elektroda 42 [G4] elektronové trysky 26 u provedení na obr. 2 až 5 znázorněna jako jediný čepičkovitý prvek, může být vyrobena například ze dvou prvků. Tedy obr. 6 a 7 zobrazují elektrodu 100 (G4] u jiného provedení elektronové trysky 26, znázorněné na obr. 1. Elektroda 100 (G4) má první deskovitý prvek 102 opatřený třemi otvory 104, 106 a 108 a druhý trubkovitý prvek 110 upevněný k prvnímu deskovitému prvku 102. Druhý trubkovitý prvek 110 má vybrání 112, směřující k elektrodě G3 (není znázorněno) elektronové trysky a omezený obrubou 114. Podobně jako obruba 72 elektrody 42 (G4) znázorněné na obr. 4, je obruba 114 elektrody 100 (G4) znázorněná na obr. 7 užší u drah postranních paprsků než u dráhy středového paprsku. Druhý trubkovitý prvek 110 má také stěnu 116, která spojena s obrubou 114 omezuje velké vybrání 118 na elektrodě 100 (G4). Vybrání 118 způsobuje odstup části elektrody 100 (G4), která je opatřena třemi otvory 104, 108 a 108, od části elektrody G3 obsahující vybrání.

Claims (2)

1. Barevná obrazovka s elektronovými tryskami typu IN LINE pro generování a směrování tří elektronových paprsků, tj. středového paprsku a dvou postranních paprsků, po komplanárních drahách směrem ke stínítku obrazovky, přičemž elektronová tryska má hlavní zaostřovací čočku pro zaostřování elektronových paprsků, která je vytvořena dvěma od sebe vzdálenými elektrodami, kde je každá z nich opatřena třemi otvory uspořádanými v jedné řadě a dále obrubami, přičemž obruby těchto dvou elektrod jsou umístěny navzájem proti sobě . a děroVYNÁLEZU vaná část každé elektrody se nachází u vybrání vzdáleného od obruby, vyznačující se tím, že šířka obruby (72; 114) je alespoň u jedné z elektrod (42; 100) u drah postranních paprsků užší než její šířka u dráhy středového paprsku, měřeno kolmo k rovině, v níž leží dráhy elektronových paprsků.

2. Barevná obrazovka podle bodu 1, vyznačující se tím, že šířka (D) vybírání (56) . v jedné elektrodě (42) je větší u dráhy postranních paprsků než šířka (C) u dráhy středového paprsku, měřeno kolmo k rovině, v níž leží dráhy elektronových paprsků.