CS238629B2 - Colour picture tube with electronic jet in line type - Google Patents

Description

Vylepšená barevná obrazovka (11) obsahuje elektronovou trysku typu IN LINE pro generování a směrování tří elektronových paprsků (28) po komplanárpích drahách směrem ke ' stínítku (22) obrazovky. Elektronová tryska (26“) je opatřena hlavní zaostřovací čočkou pro zaostřování elektronových paprsků, vytvořenou dvěma od sebe vzdálenými elektrodami (40, 42), které mají tři otvory v jedné řadě (58, 60, 62; 66, 68, 64). Každá elektroda má rovněž obrubu (70, 72). Obruby obou elektrod jsou umístěny proti sobě. Děrovaná část každé elektrody se nachází ve vybírání (54, 56) vzdáleném od obruby. Elektroda (42) hlavní zaostřovací čočky přiléhající ke stínítku je opatřena štěrbinou (100) na straně směrem ke stínítku. Štěrbina je vytvořena ve směru drah tří elektronových paprsků a má prostředek pro vytváření slabších účinků stigmátoru u obou postranních paprsků, než u středového paprsku. V příkladu provedení je štěrbina širší u postranního elektronového paprsku než u prostředního elektronového paprsku a je umístěna v podpěrce upevněné k desce (52) s otvory a na druhé straně je upevněna po straně stínítka elektrody hlavní zaostřovací čočky co možná nejblíže u stínítka.

Vynález se týká barevné obrazovky s elektronovou tryskou typu IN LINE, zejména takových trysek, které jsou opatřeny zabudovanými .rozšířenými zaostřovacími čočkami pro zmenšení sférické aberace.

U jednoho typu známé elektronové trysky IN LINE popsané v US patentovém spisu č. 3 873 879 zveřejněném Hughesem 25. března 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.

Je známa 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 těchto dvou elektrod jsou · umístěny proti sobě. Děrovaná část každé elektrody je umístěna ve vybírání vzdáleném od obruby. Úkolem hlavní zaostřovací čočky je vytvářet malý gradient napětí, potřebný pro omezování sférické aberace.

Podle vynálezu dochází k různým účinkům na elektronové paprsky, především se dále zlepšuje kvalita zaostřování postranních elektronových paprsků, avšak hlavní zaostřovací čočka způsobuje astigmatismus štěrbinového jevu, který je korigován v elektronové trysce přidáním otvoru horizontální štěrbiny na výstupu druhé zaostřovací a urychlovací elektrody. Tato štěrbina je vytvořena dvěma rovnoběžnými pásky, které působí podobně na elektronové paprsky.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje barevná obrazovka, opatřená elektronovou tryskou typu IN LINE pro generování a smě rování 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 děrovaná část každé elektrody se nachází u vybrání vzdáleného od obruby. Podstata vynálezu spočívá v tom, že elektroda hlavní zaostřovací čočky přivrácené ke stínítku je opatřena štěrbinou na straně směřující ke stínítku, přičemž štěrbina rozprostírající se ve směru drah tří elektronových paprsků má konstantní minimální šířku (C, K) ve směru kolmém k rovině drah tří elektronových paprsků, a to· ve střední části této dráhy.

Tělesné vytvoření barevné obrazovky podle vynálezu vykazuje podstatnou přednost v tom, že každá ze tří elektronových trysek typu IN LINE výhodně vytváří a směruje tři elektronové paprsky ve společné rovině a dále tyto paprsky směruje po· konvergentních drahách v rovině směrem k bodové nebo velmi malé ploše konvergence těsně u stínítka obrazovky.

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 a 7 jsou průměty elektrody G4 elektronové trysky na obr. 2 znázorňující jiná dvě provedení stigmátorů.

Obr. . 8 je částečný osový řez elektronové trysky podle dalšího příkladu provedení, znázorněné čárkovaně na obr. 1.

Obr. 9 je částečný osový řez elektrodami G3 a G4 elektronové trysky na obr. 8.

Obr. 10 je průmět elektrody G4 a G3 elektronové trysky na obr. 8, vedený ve směru 10—10 a znázorňující jiné provedení stigmátoru.

Na obr. 1 je znázorněn bokorys obdélníkové barevné obrazovky 11, opatřené skleněným pláštěm 12, která sestává z pravoúhlého čelního krytu 13 a trubkovitého hrdla 14 spojeného obdélníkovým trychtýřem 16. Celní kryt 12 sestává ze stínítka 18 a z příruby 20, která je utěsněné spojena s obdélníkovým trychtýřem 16. Mozaikové trojbarevné luminiscenční stínítko 22 je upnuto vnitřní plochou stínítka 18. Stínítko je vý hodně provedeno jako mřížka s luminiscenčními řádky rozšiřujícími se značně kolmo к řádkování vysokofrekvenčního rastru obrazovky (tj. kolmo к 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 stínící 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 obdélníkový trychtýř 16 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 obdélníkovém rastru stínítka 22. Počáteční rovina vychylování (při nulovém 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 od vychylovací jednotky 30 směrem к oblasti elektronové trysky 26. Pro jednoduchost není na obr. 1 zakresleno skutečné zakřivení drah vychylovaných paprsků ve vychylovacím pásmu.

Podrobnosti provedení elektronové trysky 26‘ (tryska 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 36 řídicí mřížky Gl, elektrodu 38 stínící mřížky G2, první urychlovací a zaostřovací elektrodu 40 (G3) a druhou urychlovací a zaostřovací elektrodu 42 (G4), které jsou umístěny na skleněných nosných tyčích 32 v· uvedeném pořadí. Každá z elektrod Gl až G4 je opatřena třemi otvory v jedné řadě, aby umožňovala průchod tří komplanárních elektronových paprsků.

Hlavní elektrostatická zaostřovací čočka v elektronové trysce 26⁴ je vytvořena mezí elektrodou 40 (G3) a elektrodou 42 (G4). Elektroda 40 (G3) je opatřena čtyřmi čepičkovitými prvky 44, 46, 48, 50. Otevřené konce dvou z těchto prvků, 44, 46 jsou navzájem spojeny a otevřené konce těch druhých dvou prvků 48, 50 jsou rovněž navzájem spojeny. Uzavřený konec třetího prvku 48 je připevněn к 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 čepič ky, ale má svůj otevřený konec uzavřen deskou 52 s otvory.

Celní uzavřené konce elektrody 40 (G3) a elektrody 42 (G4) mají uvnitř velká vybrání 54, 56. Vybrání 54, 56 vytvářejí odstup části uzavřeného konce elektrody 40 (G3), která je opatřena třemi otvory 58, 60, 62, od části uzavřeného· konce elektrody 42 (G4), která je opatřena třemi otvory 64, 66, 68. Zbývající části uzavřených konců elektrody 40 (G3) a elektrody 42 (G4) vytvářejí obruby 70, 72, a které se naopak rozšiřují po okrajích kolem vybrání 54, 56. Obruby 70, 72 jsou nejuzavřenějšími částmi elektrod 40, 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, 56.

Podle o>br. 4 je vybrání 56 v elektrodě 42 (G4) širší u postranních paprsků než u středového paprsku, přičemž se šířka měří kolmo к rovině drah elektronových paprsků. Rovněž bylo zjištěno, že působení horizontálního zaostřovacího pole na oba vnější paprsky může být omezeno zmenšením délky vybrání 56 v elektrodě 42 (G4).

Elektronová tryska 26‘ 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 26‘ podle obr. 2 se rozšiřují nejsilnější ekvipotenciální čáry spojitě od prostoru mezi obrubami 70, 72, takže převládající část hlavní zaostřovací čočky se zdá být jednoduchou velkou čočkou rozprostírající se mezi dráhami tří elektronových paprsků. Zbývající část hlavní zaostřovací čočky je vytvořena slabšími ekvipotenciálními čárami umístěnými u otvorů v elektrodách.

S výhodou jsou hloubky F vybrání 54, 56 podle obr. 3 a 4 zhruba čtvrtina prostoru C mezi dvěma rovnými stranami vybrání. Průměr každého otvoru v elektrodě 40 (G3) je takový, aby se právě dotýkal ekvipotenciální čáry na méně než 4 % napětí elektrody, které by existovalo v případě, že by se nepoužila děrovaná část elektrody. U znázorněného příkladu provedení vytváří čára 4 procenta přibližně polokružnici. Prostor dvou elektrod 40, 42 by měl být dostatečně uzavřen, aby se zabránilo nabíjení hrdla ohybem elektronových paprsků.

Dochází к astigmatismu, tj. к asymetrickému jevu, vytvářenému hlavní zaostřovací čočkou jako důsledek pronikání zaostřovací238629 ho pole otevřenou plochou vybrání. Tento jev je způsobován zhuštěním ekvipotenciálních čar po stranách zaostřovací čočky proti dvěma plochám poblíž středu zaostřovací čočky. Pronikání pole způsobuje, že má ^zaostřovací čočka silnější vertikální čočku než horizontální. Korekce tohoto astigmatismu se provádí v elektronové trysce 26‘ na obr. 2 uzavřením otvoru horizontální štěrbiny 95 na výstupu elektrody 42 (G4). Štěrbina 95 má optimální šířku rovnu polovině průměru čočky a s výhodou je prostor protějšího povrchu elektrody (G4J roven 86 % průměru čočky. Tato štěrbina 95 je tvořena dvěma pásky 96, 98, znázorněnými na obr. 2 až 5, které jsou přivařeny k desce 52 s otvory elektrody 42 (G4) tak, aby se rozprostírala ve směru drah tří elektronových paprsků.

Aby se zmenšil rozdíl zaostřovacího napětí mezi okraji a středem elektronové trysky a aby se zlepšila kvalita postranních paprsků, je štěrbina 85 opatřena prostředkem pro vytváření slabšího stigmátorového účinku u postranních paprsků než u středového paprsku. Pro pásky 96, 98 má · prostředek kuželové zúžení konců přes otvory vnějších paprsků. Vzhledem k tomuto zúžení jsou pásky lichoběžníkového tvaru, přičemž kratší z rovnoběžných stran pásků leží proti sobě.

U nepatrně upraveného příkladu provedení, znázorněného' na obr. 6, jsou oba dva rovnoběžné stigmátorové pásky 97, 99 lichoběžníkového tvaru, ale nerovnoběžné strany pásků jsou mírně zakřiveny. V příkladu provedení znázorněném na obr. 7 mají rovnoběžné stigmátorové pásky 104, 106 kratší délku přibližně . rovnu vzdálenosti mezi dvěma postranními paprsky.

Aby staticky konvergovaly oba vnější paprsky se středním paprskem, je délka E vybrání 59 v elektrodě 42 (G4) nepatrně větší než délka D vybírání 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. listopadu 1973.

Některé důležité rozměry elektronové trysky, jakož i elektronové trysky 26* podle obr. 2 jsou uvedeny v následující tabulce.

Tabulka I

Vnější průměr hrdla obrazovky 29,00 mm Vnitřní průměr hrdla obrazovky 24,00 mm Vzdálenost mezi elektrodami

40, 42 (G3, G4j 1,27 mm

Vzdálenost středů sousedních otvorů v elektrodě 40 (G3) (A na obr. 3) 5,00 mm Vnitřní průměr otvorů 58, 60, 62 v elektrodě 40 (G3) (B na obr. 3) 4,00 mm

Vzdálenost mezi dvěma rovnými stranami vybrání v elektrodách

40, 42 (C na obr. 4) 7,00 min

Šířka vybrání v elektrodě 40 (G3) (D na obr. 3) 20,20 mm

Šířka vybírání v elektrodě 42 (G4) (E na obr. 3) 20,80 mm

Hloubka vybírání v elektrodách 40, 42 (F — obr. 3j 1,65 mm

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

Podrobnosti jiného příkladu provedení elektronové trysky 26‘ ' původní elektronové trysky 26 na obr. 1 jsou znázorněny na obr. 8 až 10. Elektronová tryska 26“ je shodná s elektronovou tryskou 26‘ znázorněnou na Obr. 2 až 5, kromě korekce astigmatismu, tj. asymetrického jevu, vytvářeného hlavní zaostřovací čočkou jako důsledek pronikání ' zaostřovacího pole otevřenou plochou vybrání. Korekce tohoto astigmatismu se provádí v elektronové trysce 26“ podle obr. 8, jakož i v horizontálním štěrbinovém otvoru 100 na výstupu elektrody 42 (G4), která pracuje jako· stigmátor elektronových paprsků. · Štěrbina 100 je umístěna na podpěrCé 102, která je připevněna jednak k desce 52 . s otvory a jednak ke straně stínítka elektródy 42 (G4).

Aby se zmenšil rozdíl zaostřovacího napětí mezi okraji a středem elektronové trysky a aby se zlepšila kvalita postranních paprsků, je štěrbina 100 širší, měřeno ve směru kolmém ke směru drah tří elektronových paprsků, u drah postranních paprsků než u dráhy středového paprsku. Tímto tvarem štěrbiny se docílí slabších účinků stigmátoru u dvou postranních paprsků než u středového paprsku.

Některé základní rozměry elektronové trysky 26“ podle obr. 8 jsou uvedeny v následující tabulce.

Tabulka II

Vnější průměr hrdla obrazovky 29,00 mm Vnitřní průměr hrdla, obrazovky 24,00 mm Vzdálenost mezi elektrodami 40, 42 (G3 a G4) 1,27 mm

Vzdálenost středů sousedních otvorů v elektrodě 40 (G3) [A na obr. 3) 5,00 mm

Vnitřní průměr otvorů 58, 60, 62 v elektrodě 40 (G3] (B na obr. 3] 4,00 mm

Vzdálenost mezi dvěma rovnými stranami vybrání v elektrodách

40, 42 (C na obr. 4) 8,00 mm

Šířka vybrání v elektrodě 40 (G3j _ (D na obr. 3) 18,20 mm

Šířka vybrání v elektrodě 42 (G4 ] (E na 'obr. 3) 18,60 mm

Hloubka vybrání v elektrodách

40, 42 (F na obr. 3) 2,03 mm

233629

Délka podpěry stigmátoru (G na obr. 5)

Sirka podpěry stigmátoru ,(H na obr. 5)

Výška podpěry stigmátoru (I na obr. 3)

Délka štěrbiny (J na obr. 5)

15,37 mm Minimální šířka štěrbiny (K na obr. 5)

7,88 mm Maximální šířka štěrbiny (L na obr. 5)

3,10 mm

13,46

1,52

2,29

Claims (7)

1. PŘEDMĚT mm mm mm

   1. Barevná obrazovka s elektronovou tryskou 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 děrovaná část každé elektrody se nachází u vybírání vzdáleného od obruby, vyznačující se tím, že elektroda (42) hlavní zaostřovací čočky přivrácené ke stínítku (22) je opatřena štěrbinou (95, 100) na straně směřující ke stínítku, přičemž štěrbina rozprostírající se ve směru drah tří elektronových paprsků má konstantní minimální šířku (C, K) ve směru kolmém k rovině drah tří elektronových paprsků, a to ve střední části této dráhy.
2. 2. Barevná obrazovka podle bodu 1, vyznačující se tím, že štěrbina (95) je vytvořena dvěma rovnoběžnými pásky (96, 98; 97, 99), přičemž konce pásků jsou zkosené.

   bodu 1, přičemž navzá3, vystrany
3. 3. Barevná obrazovka podle značující se tím, že štěrbina (95) je vytvořena dvěma rovnoběžnými pásky (96, 98; 97, 99) lichoběžníkového tvaru, kratší rovnoběžné strany pásků leží jem proti sobě.
4. 4. Barevná obrazovka podle bodu značující se tím, že nerovnoběžné pásků (97, 99) lichoběžníkového¹ tvaru jsou nepatrně zakřiveny.
5. 5. Barevná obrazovka podle bodu 1, vyznačující i se tím, že štěrbina je vytvořena dvěma rovnoběžnými pásky (104, 106), jejichž délky jsou přibližně rovny vzdálenosti mezi dvěma postranními paprsky (28).
6. 6. Barevná obrazovka podle bodu 1, vyznačující se tím, že štěrbina (100) je ve směru kolmém k rovině drah tří elektronových paprsků širší u drah postranních paprsků než u dráhy středového paprsku.
7. 7. Barevná obrazovka podle bodu 6, vyznačující se tím, že elektroda (42) hlavní zaostřovací čočky přiléhající ke stínítku (22) je opatřena podpěrkou připevněnou po straně stínítka, přičemž v podpěrce je štěrbina.