Vynález se týká barevné obrazovky opatřené elektronovou tryskou pro vytváření a směrování několika elektronových svazků podél kaoplanárních drah na stínítko obrazovky, obsahující hlavní zaostřovací čočku pro zaostřování elektronových svazků, tvořenou dvěma oddělenými zaostřovacími elektrodami, z nichž každá má část opatřenou otvory v počtu rovném počtu elektronových svazků, a každá elektroda je rovněž opatřena obvodovou manžetou, přičemž manžety obou elektrod leží naproti sobě.

Elektronová tryska in line je zkonstruována pro generování s výhodou tří elektronových svazků ve společné rovině а к nasměrování těchto elektronových svazků podél konvergentních drah v této rovině do bodu nebo malé oblasti konvergence poblíž stínítka obrazovky. V jednom typu elektronové trysky in line, jak je popsána v americkém patentu č. 3.973.879, se hlavní elektrostatické zaostřovací čočky pro zaostřování elektronových svazků vytvářejí mezi dvěma elektrodami, jsou nazvány první a druhá urychlovací a zaostřovací elektroda. Tyto elektrody zahrnují dva hrnéčkovité členy, kde dna těchto členů leží proti sobě. V každém dnu jsou vytvořeny tři otvory pro umožnění průchodu tří elektronových svazků а к vytvoření tří oddělených hlavních zaostřovacích čoček, jedné pro každý elektronový svazek. Ve výhodném provedení je celkový průměr elektronové trysky takový, aby tryska zapadla do 29 mm Širokého hrdla obrazovky. Vzhledem к tomuto rozměrovému požadavku jsou tři zaostřovací čočky umístěny velmi blízko sebe, což má za následek přísná omezení pro konstrukci zaostřovací čočky. V oboru je známo, že čím větěí je průměr zaostřovací čočky, tím menší bude sférická aberace omezující kvalitu zaostření.

Navíc к průměru zaostřovací čočky je důležitá i rozteč mezi plochami elektrod zaostřovacích Čoček, poněvadž větší rozteč zajistí jemnější napěťový gradient v Čočce, což také zmenšuje sférickou aberaci. Naneštěstí, větší rozteč elektrod než je určitá vzdálenost, typicky asi 1,27 mm, není přípustná vzhledem к tomu, že se paprsek ohýbá působením elektrostatických nábojů, vytvářejících se na skle hrdla obrazovky, jejichž pole pronikají do prostoru mezi elektrody, což způsobuje porušení konvergence elektronových svazků. Proto je zde potřeba dalšího vývoje konstrukce elektrod hlavní zaostřovací čočky, což zajistí zlepšené zaostřovací čočky se zmenšenou sférickou aberaci.

Uvedené nevýhody stávajícího stavu jsou z větší Části odstraněny u barevné obrazovky podle vynálezu, kde podstatou vynálezu je, že části první i druhé zaostřovací elektrody jsou umístěny ve vybrání zapuštěném ve směru zpět od manžety.

Vynález bude popsán podle přiložených výkresů, kde na obr. 1 je pohled, Částečně v axiálním řezu, barevné televizní obrazovky se stínící maskou podle vynálezu, obr. 2 je Částečný axiální řez elektronovou tryskou znázorněnou v obr. 1 čárkovaně, obr. 3 je axiální řez elektrodami G 3 e G 4 elektronové trysky z obr. 2, obr. 4 je pohled ne elektronovou trysku z obr. 2, vzatý podél čáry 4-4 na obr. 3, obr. 5 a 6 jsou axiální řezy při pohledu shora, případně ze strany, elektrodami zaostřovacích čoček elektronové trysky podle dosavadního stavu techniky, se znázorněním ekvipotenciálních Čar polí elektrostatické zaostřovací čočky, přičemž pohled z obr. 6 je vzat na čáře 6-6 obr. 5, obr. 7 a 8 jsou axiální řezy při pohledu shora, případně ze strany, elektrodami zaostřovacích čoček elektronové trysky podle obr. 2 se znázorněním ekvipotenciálních čar polí elektrostatické zaostřovací čočky, přičemž pohled z obr. 8 je vzat na čáře 8-8 obr. 7 a obr. 9 je pohled na elektrodu G 4 elektronové trysky a obr. 2, vzatý podél čáry 9-9 obr. 2.

Obr. 1 je pohled na pravoúhlou barevnou obrazovku, mající skleněnou obálku IQ obsahující pravoúhlý čelní panel 12 a válcovité hrdlo 14. spojené pravoúhlou nálevkou 16. Panel obsahuje zobrazovací čelní desku 18 a boční stěnu .20, která je přitavena к nálevce 16. Mozaikové tříbarevné fosforové stínítko 22 je uchyceno na vnitřní ploše Čelní desky 1§. Stínítko je s výhodou čárové s fosforovými čarami táhnoucími se kolmo к vysokofrekvenčnímu rozmítání řádků rastru obrazovky, to jest kolmo к rovině obrázku 1. Mnoha otvory opatřená elektroda selekce barev čili stínící maska 24 je běžnými prostředky rozebíratelně připojena v předem určeném prostorovém vztahu ke stínítku 22. Zlepšená elektronová tryska 26 in line, znázorněná schematicky čárkovaně na obr. 1 je upevněna centrálně v hrdle 14 pro vytváření a směrování · tří elektronových svazků 28 podél koplanérních'konvergentních ' drah přes masku 24 na stínítko 22. ’

Obrazovka z obr. 1 je zkonstruována pro použití s vnějším megneticlýfa vychylovacím jhem 2$), schematicky znázorněným v poloze obklopující hrdlo 14 a nálevku 16 v sousedství jejich spoje. Př vybuzení působí jho 30 na tři elektronové svazky·28 vertikálním a horizontálním matpleticlým tokem, který zp&sobí» ie elektronové svazky rastrují horizontálně, případně v pravoúhlém rastru po stínítku 22. Počáteční rovina vychýlení, to jest rovina, kde je vychýlení ještě nulové, je znázorněna čarou P-P v obr. 1 přibližně ve středu jha JO.

Vzhledem k rozptylovým polím se oblast vychýlení obrazovky táhne axiálně, od jha 30 do oblasti elektronové trysky 26. Pro jednoduchost není skutečné zaH-vení drah vychýlených elektronových svazků v vychýlení ' ·na obr. 1 znázorněno.

Deeaily elektronové trysky 26 jsou znázorněny · v obr. 2 · ai 4. Elektronová tryska obsahuje dvě skleněné nosné tyčky 3.2, na nichž jsou připevněny různé elektrody. Tyto elektrody zahrnuj tři stejně rozmístěné koplaném! katody 34. vidy jednu pró každý elektronový svazek, elektrodu 36 řídicí míiky G 1, elektrodu 38 stínící míiky G 2, první ·:í a zaostřovací elektrodu 40 G 3 a druhou urychlovací a zaostřovací elektrodu.42 G 4. rozmístěné podél skleněných tyček 32 ve vyjmenovaném poradí. Všechny elektrody za katodami jsou opatřeny třemi otvory·v řadě pro umožnění průchodu tří koplanárních elektronových svazkům Hlavní elektrostatická zaostřovací čočka v elektronové trysce 26 se vytváří mezi první zaostřovací elektrodou 40 G 3 a druhou zaostřovací elektrodou 42 G 4. První zaostřovací elektroda 40 G 3 je vytvořena čtyřmi hreéčlovitými prvky 44. £6, 48 · a JO, Otevřené konce prvního a druhého hrnéčkovitého prvku 44 a 46 jsou přiloieny k sobě a otevřené konce třetího a čtvrtého hrnéčkovitého prvku £8. 50 jsou také přiloieny k sobě. Uzavřený konec třetího hrnéčkovitého prvku 48 je přiloien k uzavřenému konci druhého hrnéčkovitého prvku 46. Ačkoliv je první zaostřovací elektroda 40 G 3 znázorněna jako konstrukce, sestávájcí ze čtyř kusů, může být vyrobena z Ubo volného počtu kusů, včetně jediného prvku téie délky* Druhá zaostřovací elektroda 42 G 4 ·je také hrnéčkovitého tvaru, · ale má svůj otevřený konec uzavřen deskou 52 s otvory.

Proti sobě poloiené uzavřené konce první zaostřovací elektrody 40'G 3 a druhé zaostřovací elektrody 42 G 4 jsou opatřeny velkými vybráními 54. respektive 56. · Vybrání 54 případně 56 odádlu j tu část uzavřeného konce první zaostřovací elektrody 40 G 3, která je opatřena třemi otvory £8. 60 a 62 od té části uzavřeného konce druhé zaostřovací elektrody 42 G 4, která je opatřena třemi otvory 64. 66 a 68. Zbbývjcí Čéáti uzavřených konců první zaostřovací elektrody 40 G 3 a druhé zaostřovací elektrody 42 G 4 vytvářej makety 70. případně 72. které se táhnou obvodově podél vybrání 54 a £6. 70 a 72 jsou těmi částmi dvou elektrod 4_0 a 42. které jsou k sobě nejblíie.

Obrázky 5 a 6 znázorňuj řezy dvěma elektrodami 74 a 76 tvořícími hlavní zaostřovací čočku elektronové trysky unifikovaného typu podle dosavadního stavu techniky, a to při pohledu seshora,· případně z boku. Elektroda 74 je G 3 a elektroda 76 je G 4. Elektroda '74 je hrníčkovitého tvaru a má ve svém dně tři oddělené otvory 84. 86 a 8®. V průběhu činnosti obrazovky se přikládá k elektrodě 74 G 3 polenniál 7 kV a k elektrodě 76 G 4 potenciál 25 kV. V důsledku těchto potenciálů se v blízkosti·otvorů 78. 80 a 82 elektrody G 3 a otvorů 3£ a 88elektrody 76 G 4 vytvoří elektrostatické pole. Tvar ekripotenciálních čar tohoto elektrostatického pole určuje hlavní zaostřovací čočku elektronové trysky podle dosavadního stavu techniky. Některé z těchto ekvtpoteneiáleích čar 90 jsou znázorněny na obr. 5 a 6. Srovnání těchto ekvipotθneiSleích čar 90 nazhačuue, ie zakřivení vnějších čar 90 při pohledu seshora na obr. 5 je podstatně menší nei zaHvaní vnějších čar 90 při pohledu z boku na obr. 6. Takový rozdíl v zakřivení je zvládl patrný u ekripotenciálních čar 8, 9, 5, 22 a 24 kV. - Vzhledem k těmto rozdílům v zakřivení nazývaných astigraatisniem, bude elektronový svazek 92. prochhzzeící* středovými otvory 80 a 86 zaostřen vertikálně . více, viz obr. 6, než horizontálně, viz obr. 5. Nicméně, jak je vidět na obr. 5 dva vnější elektronové svazky se setkají s větším zakřivením elektrostatických čar než středový elektronový svazek a proto budou 'horizontálně zaostřeny . o něco více než středový elektronový svazek, což bude * mt za následek o něco menní astlgmatismus okrajových elektronových svazkl.

Jak je lépe znázorněno na obr. 7 a 8, zlepšená elektronová tryska 26 z obr. 2 dává hlavní zaostřovací čočku s podstatně sníženou sférickou aberací ve srovnání s tou, která byla popsána u elektronové trysky podle dosavadního stavu techniky podle obr. 5 a 6. Zmmnšení sférické aberace je zplsobeno vzrlstem velikosti hlavní zaostřovací čočky. Tento nárůst velikosti je výsledkem zahloubení otvorl elektrody. V elektronové trysce* podle dosavadního stavu techniky podle obr. 5 a 6 nejsilnější ekvipotenciální čáry elektrostat^kého pole jsou koncentrovány u každého.protilehlého páru otvorl. V elektronové trysce 26 podle obr. 2 se ovšem neesilnější ekvipoj^ILc^ čáry táhnou spojitě z prostoru mezi manžetami 70 a 22, takže převvádajjcí část hlavní zaostřovací čočky se jeví být jedinou velkou čočkou, táhnoucí se přes všechny . tři dráhy elektronových svazkl. Zbývaaící část hlavní zaostřovací čočky je tvořena .slabšími ekvipotenciálcísi čarami, situovarými u otvorů v .elektrodách. Některé z ekvipotenciálních čar 94 hlavního zaostřovacího pole zlepšené elektronové trysky 26 jsou znázorněny na pohledech seshora, případně z boku na obr. 7, případně 8.

Jak je zřejmé vertikální zakřivení ekvipo 1епс:1ё1^^ čar, znázorněné na obr. 8, je podobnější horizontálnímu zakřivení, znázorněnému na obr. 7, než je tomu v případě obdobných pohledl na elektronovou trysku podle dosavadního stavu techniky. Vzhledem k této podobnnoti zakivení bude elektronový svazek, probbhhjící podél jedné z drah elektronových svazkl zaostřován rovnoměrnně! ve vertikálním i v horizontálním směru. Proto typ αitigsαtissu,.popsaný v souvislosti s elektronovou tryskou podle dosavadního stavu techniky, znázorněnou na obr. 5 a 6 je silně ommzen.

Ve výhodném provedení je počet elektronových svazkl tři a hloubky F vybrání 54 a 56, ve zlepšené elektronové trysce ·26 podle obr. 3 a 4 jsou přibližně.čtvrtinou rozteče C mezi dvěma přímými stranami zahloubeni Prlměr otvorl v první zaostřovací elektrodě 40 G 3 je takový, aby se právě dotýkal ekvipotendální čáry v rozmmzí 4% napětí elektrody, která by existovala, kdyby zde otvory opatřená část elektrody nebyla. Ve znázorněném provedení tato 4% čár· je přibližně půlkruhová. Rozteč první a druhé zaostřovaní elektrody 40 a 42 bv mmia být dostatečně mmad, aby se vyloučilo nabíjení hrdla vychylovanými elegánovými svazky.

Pro statickou dvou’vnějších elektronových svazkl ke středovému elektronovému svazku je šířka E vybrání 56 v druhé zaostřovací elektrodě 42 G 4 o něco větší než šířka D vybrání 54 v první zaostřovací elektrodě 40 G 3, viz obr. 3· Účinek větší šířky vybrání v druhé zaostřovací elektrodě 42 G 4 je tentýž jako ten, který byl popsán s ohledem na přesazené otvory v amm^^^ém patentu č. 3.772.554.

Některé typické rozměry elektronové trysky 26 podle obr. 2 jsou podány v následnicí tabulce

Tabulka

Vnněší průměr hrdla obrazovky

Vnntřní prlměr hrdla obrazovky

Rozteč mmzi první a druhou zaostřovací elektrodou 4_0. G 3 a 42 G 4

Rozteč středl sousedních otvorl v p^rvní zaostřovací elektrodě 40 G 3 (A v obr. 3) mm mm

1,27 mm

6,6 mm

Tabulka pokračování

Vnitřní průměr otvorů 58, 60 a 62 v první zaostřovací elektrodě 40 G 3 (B v obr. 3) Rozteč mezi dvěma přímými stranami vybrání v první a druhé zaostřovací elektrodě 40 a 42 (C v obr. 4)

Šířka vybrání v první zaostřovací elektrodě 40 G 3 (D v obr. 3) šířka vybrání v druhé zaostřovací elektrodě 42 G 4 (E v obr. 3)

Hloubka vybrání v první a druhé zaostřovací elektrodě 40 a 42 (F v obr. 3)

5,44 mm

6,99 mm

20,19 mm

20,8 mm

1,6> mm

U různých dalších provedení elektronové trysky systému in line může hloubka vybrání v první a druhé zaostřovací elektrodě 40 a 42 kolísat v rozmezí 1,3 mm až 2,8 mm.