CS258131B2 - Colour picture tube equipped with electron in-line gun - Google Patents

Description

Vynález se týká barevné obrazovky s elektronovou tryskou in line pro vytváření a směrování tří elektronkových svazků středového elektronového svazku a dvou postranních elektronových svazků, podél koplanárních drah směrem ke stínítku obrazovky, kde elektronová tryska zahrnuje hlavní zaostřovací čočku pro zaostřování elektronových svazků, přičemž hlavní zaostřovací čoka je vytvořena dvěma od sebe oddělenými elektrodami, z nichž každá je opatřena třemi oddělenými otvory v řadě, každá elektroda také zahrnuje obvodovou obrubu, přičemž obvodové obruby dvou elektrod jsou к sobě přivrácené a otvory opatřené části každé elektrody jsou v zahloubení odsazeny od obruby a zvláště takové trysky, která má čočku s prodlouženou ohniskovou vzdáleností pro zmenšení sférické aberace.

Elektronová tryska in line je taková tryska, která je konstruována pro generování nebo iniciaci s výhodou tří elektronových svazků podél konvergentních drah к bodu nebo malé oblasti poblíž stínítka obrazovky. V jednom známém typu elektronové trysky in line je hlavní elektrostatická zaostřovací čočka pro zaostřování elektronových svazků vytvořena mezi dvěma elektrodami, také nazývanými první a druhá urychlovací a zaostřovací elektroda. Tyto elektrody zahrnují dva hrnečkovité členy, jejichž dna jsou к sobě přivrácena. V každém dně hrnečku jsou tři otvory pro umožnění průchodu tří elektronových svazků a pro vytvoření tří hlavních oddělených zaostřovacích čoček, jedné pro každý elektronový svazek. Ve výhodném provedení je celkový průměr elektronové trysky takový, aby se tato tryska vešla do hrdla obrazovky o průměru 29 mm. Vzhledem к těmto rozměrovým požadavkům jsou tyto tři zaostřovací čočky velmi blízko sebe, čímž se silně omezují možnosti konstrukce zaostřovacích čoček. V oboru je známo, že čím větší je poloměr zaostřovací čočky, tím menší bude sférická aberace, která omezuje kvalitu zaostření.

Důležitý je však nejen průměr zaostřovací čočky, ale i rozteč mezi plochami elektrody zaostřovací čočky, poněvadž velká rozteč zajišťuje jemnější napěťový gradient v čočce, což také snižuje sférickou aberaci. Na neštěstí větší rozteč mezi elektrodami za určitou mez, typicky 1,27 mm, není obecně přípustná vzhledem к tomu, že se elektronový svazek ohýbá v důsledku elektrostatických nábojů na skle hrdla, jejichž elektrostatická pole pronikají do prostoru mezi elektrodami, což způsobuje nekonvergenci elektronového svazku.

Dále je známa elektronová tryska, kde hlavní zaostřovací čočka je vytvořena dvěma od sebe vzdálenými elektrodami. Každá elektroda je opatřena soustavou otvorů, jejichž počet je roven počtu elektronových svazků a také obvodovou obrubou, přičemž obvodové obruby dvou elektrod jsou к sobě přivráceny. Otvory opatřená část každé e lektrody je umístěna v zahloubení, které je vzhledem к obrubě odsazené. Konstrukčním dílem této hlavní zaostřovací čočky je zajistit jemný napěťový gradient, který je zapotřebí pro snížení sférické aberace. Vzhledem к asymetrickému tvaru obvodových obrub dvou elektrod tohoto typu nejsou horizontální a vertikální složky zaostřovacího napětí pro vnitřní a vnější trysky tytéž. Ve vertikálním směru probíhá středový elektronový svazek dále ve štěrbině a je tedy dále vystaven zaostřovacímu působení, než je tomu u stranových elektronových svazků, kde zaostřovací geometrie je částečně omezena kruhovým obloukem. К tomu dochází proto, poněvadž pole vniká do štěrbiny snadněji než do popsané kruhové hranice ve vertikálním směru. Podobně horizontální zaostřovací složka na vnější elektronové svazky může být aktivnější než na středový elektronový svazek, poněvadž pole v horizontálním směru klesá rychleji na stranách obvodových obrub, než ve středu vyhloubené dutiny.

Jsou také známy elektronové trysky se změněnými tvary obvodových obrub a zahloubení, aby se alespoň částečně kompenzoval rozdíl mezi horizontálními a vertikálními zaostřovacími silami způsobenými prodlouženým tvarem obrub a zahloubení.

Ačkoliv výše zmíněné známé konstrukce elektronové trysky se vyznačují zlepšenou výkonností vzhledem к současnému stavu techniky v konstrukci elektronových trysek in line, je žádoucí dále zlepšit takové konstrukce trysek pro snížení rozdílu v silách mezi horizontálními a vertikálními zaostřovacími poli а к zvětšení prohloubení v jejich zaostřovacích elektrodách a tímto ve zvětšení jejich hlavních zaostřovacích čoček.

Takové zvětšení zahloubení je však značně omezeno konstrukcí výše zmíněných elektronových trysek podle současného stavu techniky vzhledem к tomu, že používají dvě velké nosné tyčinky elektrod nebo obruby.

Barevná obrazovka podle vynálezu má elektronovou trysku in line pro vytváření a měřování tří elektronových svazků, a to středového svazku a dvou stranových svazků, podél koplanárních drah směrem ke stínítku obrazovky. Tryska zahrnuje hlavní zaostřovací čočku pro zaostřování elektronových svazků. Hlavní zaostřovací čočka je vytvořena dvěma od sebe oddělenými elektrodami, z nichž každá je opatřena třemi oddělenými otvory v řadě. Každá elektroda také zahrnuje obvodovou obrubu. Obvodové obruby dvou elektrod jsou přivráceny к sobě. Otvory opatřená část každé elektrody je v zahloubení odsazena od obruby. Podstatou vynálezu přitom je, že zahloubení elektrod mají v podstatě tytéž rozměry kolmo ke směru řady otvorů in line, jako ve směru rovnoběžném s rozměrem řady otvorů in line a mají menší rozměry podél úhlopříček, které jsou v úhlu přibližně 45° vzhledem ke směru řady otvorů in line, přičemž první a druhá zaostřovací a urychlovací elektroda jsou obvodově připevněny к nosným tyčinkám podél alespoň jedné z úhlopříček.

Ve výhodném provedení jsou elektrody spojeny čtyřmi nosnými tyčinkami, které jsou obvodově připevněny к elektrodám podél každé z úhlopříček. Výhodné rovněž je, mají-li první a druhá zaostřovací a urychlovací elektroda v podstatě křížový tvar a nosné tyčinky jsou к nim připojeny na vtisku, kterým byl vytvořen jejich křížový tvar.

Vynález zajišťuje zaostřovací elektrody, které zlepšují zaostřovací elektrody popsané ve výše zmíněných příkladech dosavadního stavu techniky zvětšením jejich zahloubení s tím, že vytvářejí horizontální a vertikální zaostřovací pole, která.jsou si více rovna.

Vynález bude dále popsán podle přiložených výkresů, kde na obr. 1 je pohled v částečném axiálním řezu na barevnou obrazovku se stínící maskou podle vynálezu, na obr. 2 a 3 jsou půdorysy, příp. nárysy částečně v axiálním řezu elektronové trysky znázorněné čárkovaně na obr. 1.

Obr. 4 je čelní pohled na elektrodu zaostřovací čočky elektronové trysky z obr. 2 a 3, obr. 5, 6 a 7 jsou čelní pohledy na tři rozdílné zaostřovací elektrody podle dosavadního stavu techniky, obr. 8 je průřez hrdlem obrazovky, obr. 9 a 10 jsou průřezy hrdly obrazovek majících zamontované elektronové trysky podle dosavadního stavu techniky a obr. 11 je průřez hrdlem obrazovky mající zamontovanou elektronovou trysku konstruovanou podle vynálezu.

V detailu znázorňuje obr. 1 pravoúhlou barevnou obrazovku mající skleněnou obálku 10 obsahující pravoúhlý čelní panel 12 a válcové hrdlo 14, propojené s pravoúhlou baňkou 16. Panel 12 obsahuje pozorovací čelní desku 18 a obvodovou přírubu či boční stěnu 10, která je přitavena к baňce 16. Mozaikové tříbarevné stínítko 22 je neseno vnitřní plochou čelní desky 18. Stínítko 22 je s výhodou čárové stínítko s fosforovými čarami táhnoucími se v podstatě kolmo к vysokofrekvenčnímu rastrovému řádkovému rozmítání obrazovky, to jest kolmo к rovině obr. 1. Alternativně může být stínítko bodové stínítko. Mnohaotvorová elektroda selekce barev nebo stínící maska 24 je rozebíratelně připevněna obvyklými prostředky v předem určeném prostorovém vztahu ke stínítku 22. Zlepšená elektronová tryska 26 in line, znázorněná schematicky čárkovaně na obr. 1, je středově upevněna v hrdle 14 pro vytváření a směrování tří elektronových svazků 28 podél loplanárních konvergentních drah přes masku 24 na stínítko 22.

Obrazovka z obr. 1 je konstruována pro použití s vnějším magnetickým vychylovacím systémem, jako je systém 30 v sousedství spojení hrdla 14 s baňkou 16. Když je aktivován, podrobuje vychylovací systém 33 elektronové svazky 28 magnetickým polím, které způsobují, že elektronové svazky 28 horizontálně a vertikálně rastrují v pravoúhlém rastru přes stínítko 22. Počáteční rovina vychýlení, to jest při nulovém vychýlení je znázorněna čarou P - - P na obr. 1 asi uprostřed vychylovacího systému 30. Vzhledem к rozptylovým polím se vychylovací oblast obrazovky táhne axiálně od vychylovacího systému 30 do oblasti elektronové trysky 26. Pro jednoduchost není na obr. 1 znázorněno skutečné zakřivení vychýlení drah paprsků ve vychylovací oblasti.

Detaily elektronové trysky 26 jsou znázorněny na obr. 2 a 3. Elektronová tryska 26 obsahuje tři stejně od sebe vzdálené koplanární katody 34, jednu pro každý elektronový svazek, elektrodu 36 řídicí mřížky, elektrodu 38 stínící mřížky, první urychlovací a zaostřovací elektrodu 40 a druhou urychlovací a zaostřovací elektrodu 42, které jsou rozloženy v uvedeném pořadí.

Každá z elektrod je opatřena třemi otvory v řadě pro umožnění průchodu tří koplauárních elektronových svazků. Hlavní elektrostatická zaostřovací čočka v trysce 26 je vytvořena mezi první urychlovací a zaostřovací elektrodou 40 a druhou zaostřovací a urychlovací elektrodou 42 G4. První urychlovací a zaostřovací elektroda 40 je vytvořena prvním až čtvrtým hrnečkovým prvkem 44, 46, 48 a 50. Otevřené konce prvního a druhého hrnečkového prvku 44 a 46 jsou spolu spojeny a otevřené konce třetího a čtvrtého hrnečkového prvku 48 a 50 jsou také spolu spojeny. Otvory opatřený uzavřený konec třetího hrnečkového prvku 48 je připojen к otvory opatřenému uzavřenému konci druhého hrnečkového prvku 46. Ačkoliv je urychlovací a zaostřovací elektroda 40 znázorněna jako čtyřprvková konstrukce, může být vytvořena z jakéhokoliv počtu prvků pro dosažení téže délky.

Druhá urychlovací a zaostřovací elektroda 42 je také hrnečkovitě tvarovaná, ale má svůj otevřený konec uzavřen otvory opatřeným stínícím hrnečkem 52.

Přivrácené, otvory opatřené uzavřené konce první urychlovací a zaostřovací elektrody 40 a druhé urychlovací a zaostřovací elektrody 42 jsou opatřeny novými velkými zahloubeními 54, případně 56. Zahloubení 54 a 56 odsazují část uzavřeného konce první urychlovací a zaostřovací elektrody 40, která obsahuje tři otvory 58, 60 a 62 od části uzavřeného konce druhé urychlovací a zaostřovací elektrody 42, která obsahuje tři otvory 58, 60 a 62 od části uzavřeného konce druhé urychlovací a zaostřovací elektrody 42, který obsahuje tři otvory 64, 66 a 68. Zbývající části uzavřených konců první a druhé urychlovací a zaostřovací elektrody 40 a 42 vytvářejí obruby 70, případně 72, které se táhnou obvodově okolo zahloubení 56. Obruby 70 a 72 jsou vzájemně nej258131 bližšími částmi první a druhé zaostřovací a urychlovací elektrody 40 a 42.

Dvě urychlovací a zaostřovací elektrody 40 a 42 jsou spojeny čtyřmi elektricky izolujícími nosnými tyčinkami 74, 76, 78 a 80. Nosné tyčinky jsou symetricky rozmístěny na přibližně 90° rozestupech okolo elektronové trysky 26. Nosné tyčinky 74, 76, 78 a 80 se mohou táhnout к elektrodě 36 řídicí mřížky a elektrodě 38 stínící mřížky nebo tyto mřížkové elektrody mohou být připevněny к první urychlovací a zaostřovací elektrodě 40 jinými prostředky. Ve výhodném provedení jsou nosné tyčinky 74, 76, 78 a 80 provedeny ze skla, které bylo vyhřáto a přitlačeno na čelisti táhnoucí se z elektrod, aby takto tyto čelisti byly zakotveny v tyčinkách.

Použití čtyř nosných tyčinek 74, 76, 78 a 80 umožňuje značné zvětšení zahloubení 54 a 56 v elektrodách 40, případně 42 zaostřujícího pole, vzhledem ke stavu podle dosavadního stavu techniky. Obr. 4 znázorňuje pohled na první zaostřovací a urychlovací elektrodu 40. Druhá zaostřovací a urychlovací elektroda 42 může být identická nebo se od ní může do určité míry lišit pro splnění zvláštních konstrukčních požadavků. Například šířka zahloubení 56 ve druhé zaostřovací a urychlovací elektrodě 42, jak je znázorněno na obr. 2, může být o něco širší než je šířka zahloubení 54 v první urychlovací a zaostřovací elektrodě 40 pro lepší konvergenci elektronových svazků. Poloměry stran zahloubení 56 ve směru in line se také mohou lišit od odpovídajících poloměrů v zahloubení 54 pro zajištění astigmatického zaostření vnějších elektronových svazků nebo pro zavedení požadovaného množství astigmatismu do zaostření. Délky zahloubení 54 a 56 ve směru kolmém ke směru in line a poloměry zahloubení v tomto směru se mohou podobně lišit pro zajištění správného astigmatismu pro zaostřování středového elektronového svazku. Při novém pohledu na obr. 4 je zahloubení 54 v první urychlovací a zaostřovací elektrodě 40 v podstatě stejně široké ve směru kolmém ke směru řady otvorů 58, 60 a 62 in line, jako ve směru řady otvorů in line. Zvětšení zahloubení 54 je umožněno umístěním čtyř nosných čelistí 82, 84, 86 a 88 na první urychlovací a zaostřovací elektrodu 40 na čtyři vtisky vytvořené v křížovém tvaru elektrody. Vzhledem к zvětšenému zahloubení 54 v první urychlovací a zaostřovací elektrodě 40 a zvětšenému zahloubení 56 v druhé urychlovací a zaostřovací elektrodě 42 vytvářejí příslušné obruby 70 a 72 zvětšenou elektrostatickou zaostřovací čočku, která má menší aberace než mají čočky vytvořené podlouhlejšími obrubami konstrukcí podle dosavadního stavu techniky.

Některé typické rozměry elektronové trysky, jako je elektronová tryska 26 z obr. 2 a 3, jsou udány v následující tabulce;

Vnější průměr hrdla obrazovky 29,00 mm Vnitřní průměr hrdla obrazovky 24,00 mm Minimální rozteč, to jest od obruby к obrubě mezi první a druhou urychlovací a zaostřovací elektrodou 40 a 42 G3 a G4 1,27 mm

Rozteč středu mezi sousedními otvory v první zaostřovací a urychlovací elektrodě 40 G3 5,1 mm Vnitřní průměr otvorů 58, 69 a 62 v první urychlovací a zaostřovací elektrodě 40 G3 4,1 mm Maximální rozměr zahloubení 54 v první zaostřovací a urychlovací elektrodě 40 G3 19,0 mm

Úhlopříčný rozměr zahloubení v první zaostřovací a urychlovací elektrodě 40 G3 12,7 mm Hloubka zahloubení 54 v první urychlovací a zaostřovací elektrodě 40 G3 a zahloubení 56 v druhé urychlovací a zaostřovací elektrodě 42 G4 2,92 mm

Obr. 5, 6 a 7 znázorňují tři konstrukce zaostřovací elektrody podle dosavadního stavu techniky, o kterých bylo pojednáno výše. První elektroda 90 znázorněná na obr.

je známá. Elektroda 90 zahrnuje obvodovou obrubu 92 a prodloužené zahloubení 94, které odsazuje otvory opatřenou část 96 od obvodové obruby 92. Zahloubení 94 zahrnuje dvě přímé rovnoběžné části a dvě zakřivené boční části. Jak je v oboru známo, konstrukce elektrody 90 způsobuje štěrbinový astigmatismus, který musí být korigován jinými prostředky v elektronové trysce.

I druhá elektroda 98 znázorněná na obr.

je podle dosavadního stavu techniky známá. Elektroda 98 také zahrnuje obvodovou obrubu 10Й a prodloužené zahloubení 102. Nicméně v této konstrukci je zahloubení 102 vytvořeno širší u drah postranních elektronových svazků než u dráhy středového elektronového svazku, pro alespoň částečnou kompenzaci výše zmíněného štěrbinového astigmatismu.

Třetí elektroda 104 znázorněná na obr. 7 je podle dosavadního stavu techniky rovněž známá. Elektroda 104 také zahrnuje obvodovou obrubu 106 a prodloužené zahloubení 108. V této konstrukci elektrody je šířka zahloubení 108 širší u dráhy středového elektronového svazku než u drah postranních elektronových svazků a otvor středového elektronového svazku je menší než otvory postranních elektronových svazků pro minimalizaci rozdílu horizontálního a vertikálního zaostřovacího napětí způsobeného podlouhlým tvarem zahloubení 108.

Všechny tři výše popsané elektrody podle dosavadního stavu techniky jsou opatřeny prodlouženým zahloubením. Obruby obklopující tato zahloubení vytvářejí největší zaostřovací čočku, která prakticky využívá

253131 konstrukce nosných tyčinek podle dosavadního stavu techniky.

Význam zlepšené konstrukce elektrody lze ocenit srovnáním obr. 8, 9, 10 a 11. Obr. 8 znázorňuje průřez hrdlem 14' obrazovky. Středová přerušovaná čára 110 v hrdle 14' indikuje nezbytné omezování průměru elektronové trysky pro udržení minimální rozteče mezi elektronovou 'tryskou a vnitrní stěnou, aby se zabránilo oblouku mezi nimi. Obr, 9 znázorňuje hrdlo 14‘ s vloženou částí zaostřovací elektrody jedné z elektronových trysek 112 podle dosavadního stavu techniky. Elektronová tryska 112 zahrnuje dvě nosné tyčinky 114 a 116.

Obr. 10 znázorňuje další typ elektronové trysky 118 vložené do hrdla 14. Tato elektronová tryska 113 je rovněž známa. Každá ze zaostřovacích elektrod elektronové trysky 118 zahrnuje kruhovou obrubu 12D a otvory opatřenou část 122 odsazenou od obruby 120. Největší část hlavní zaostřovací čočky je vytvořena obrubami 120. Ačkoliv by se mohlo mít za to, že kruhová konfigurace zajistí největší možnou čočku, obr. 10 znázorňuje, že vzhledem к potřebě nosných tyčinek 124 a 126 musí být průměr obruby 120 omezen.

Obr. 11 znázorňuje část zaostřovací elektrody elektronové trysky 26 konstruované podle vynálezu a vložené do hrdla 14. Použití křížové struktury s poněkud menšími nosnými tyčinkami 74, 76, 78 a 80 umožňuje vytvoření větší zaostřovací čočky uvnitř rozsahu daného přerušovanou čárou 110, než je možno u kteréhokoliv z výše zmíněných konstrukcí podle dosavadního stavu techniky. Ve výše zmíněném detailním příkladu je hlavní část zaostřovací čočky vytvořena přivrácenými obrubami 70 a 72, které obklopují příslušná zahloubení 54 a 56. Poněvadž zahloubení 54 a 56 v zaostřovacích elektrodách jsou zvětšená, to jest zvýšená na rozměr 19 mm x 19 mm z rozměru 19 mm x 7 mm oproti dosavadnímu stavu tecbmky znázorněnému na obr. 5, mají elektrostatické siločáry zaostřovací čočky mnohem delší poloměr zakřivení ve vertikálním směru. Takto se horizontální a vertikální zaostřovací působení zaostřovací čočky stává rovnoměrnější.

Claims (3)

1. Barevná obrazovka opatřená elektronovou tryskou in line pro vytváření a směrování tří elektronových svazků středového elektronového svazku a dvou postranních elektronových svazků, podél корихиМ drah směrem ke stínítku obrazovky. \·ϊ.,· ... lektronová tryska zahrnuje hlavni zuostřovací čočku pro zaostřování elektronových svazků, přičemž hlavní zaostřovací čočka je vytvořena dvěma od seho oddělenými elektrodami, z nichž každá jo opatřena třemi oddělenými otvory v řadě, každá elektroda také zahrnuje obvodovou obrubu, přičemž obvodové obruby dvou elektrod jsou к sobě přivrácené a otvory části každé elektrody jsou v zahloubení odsazeny od obruby, vyznačující se tím, že zahloubení (54, 56) v první a druhé zaostřovací a urychlovací elektrodě (40, 42) mají tytéž rozměry ve směru kolmém ke směru řady otvorů in line (58, 60, 62, 64, 66, 68) jako ve směru rov noběžném se směrem řady otvorů in line a mají menší rozměry podél úhlopříček svírajících úhel 45° se směrem rady otvorů in line, přičemž první a druhá zaostřovací a urychlovací elektroda (40, 42) jsou obvodově připevněny к nosným tyčinkám (74, 76, 78, 80) podél alespoň jedné z úhlopříček.

2. Barevná obrazovka podle bodu 1 vyznačující se tím, že první a druhá zaostřovací a urychlovací elektroda (40, 42) jsou obvodově připevněny ke čtyřem nosným tyčinkám (74, 7^ 78, 80) podél každé z úhlopříček. \

3. Barevná Obrazovka podle bodu 1 vyznačující se tím, že první a druhá zaostřovací a urychlovací elektroda (40, 42) mají v podstatě křížový tvar a nosné tyčinky (74, 76, 78, 80) jsou к nim připojeny na vtisku, kterým byl vytvořen jejich křížový tvar.