CZ279913B6

CZ279913B6 - Barevná obrazovka s elektronovou tryskou in line s astigmatickou předostřující čočkou

Info

Publication number: CZ279913B6
Application number: CS91443A
Authority: CZ
Inventors: David Arthur New
Original assignee: Thomson Consumer Electronics, Inc.
Priority date: 1990-02-22
Filing date: 1991-02-20
Publication date: 1995-08-16
Also published as: JP2616844B2; KR950005112B1; DE69123375D1; EP0443582B1; CA2036857A1; KR920000097A; US5066887A; CN1054331A; PL165779B1; PL289166A1; DE69123375T2; EP0443582A2; CN1023045C; JPH04218245A; CS9100443A2; EP0443582A3; CA2036857C; SG46297A1

Abstract

Barevná obrazovka zahrnuje elektronovou trysku (26) in line pro generování a směrování tří v řadě uspořádaných elektronových svazků (28) po- dél v rovině uspořádaných drah elektronových svazků (28) ke stínítku (22). Elektronová tryska (26) zahrnuje soustavu elektrod (44, 46, 48, 50, 52, 56) vytvářejících elektronový svazek (28) formující oblast (L1), předostřovací čočku (L2) a hlavní zaostřovací čočku (L3) pro elektronové svazky (28). Podstata řešení spočívá v před- ostřovací čočce (L2), která zahrnuje čtyři aktivní povrchy. Alespoň jeden z aktivních po- vrchů má na sobě vytvořena asymetrická před- ostřovací zahloubení.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká barevné obrazovky zahrnující obálku, v níž je uspořádána elektronová tryska in line pro generování a směrování tří v řadě uspořádaných elektronových svazků podél zpočátku v rovině uspořádaných drah elektronových svazků směrem ke stínítku na vnitřní části obálky, kde tryska zahrnuje soustavu elektrod, které vytvářejí ve směru toku elektronů v uvedeném pořadí uspořádané elektronový svazek formující oblast, předostřovací čočku a hlavní zaostřovací čočku.

Dosavadní stav techniky

Elektronová tryska, 'jako je šestielektrodová tryska, konstruovaná pro použití v barevných obrazovkách zábavního typu s velkým stínítkem, musí být schopna generovat malorozměrové vysokoproudové stopy elektronových svazků po celém stínítku. Konvenční televizní přijímač používá barevnou obrazovku s elektronovou tryskou in line a samokonvergujícím vychylovacím jhem pro zajištění horizontálního vychylovacího pole, majícího polštářkovité zkreslení, a vertikálního vychylovacího pole, majícího soudkovité zkreslení. Rozptylová pole takového jha vnášejí do obrazovky silný astigmatismus á rozostření při vychýlení, způsobené primárně vertikálním přeostřením a sekundárně horizontálním podostřením vychýlených elektronových svazků. Stopy, vytvářené elektronovými svazky, procházejícími takovými zkreslujícími horizontálními a vertikálními vychylovacími poli, jsou asymetricky tvarované, když jsou vychýleny k obvodu stínítka. Navíc mnoho elektronových trysek in line vykazuje nekonvergenci vnějších elektronových svazků v důsledku změny mohutnosti elektronové čočky způsobené změnami zaostřovacího napětí. Taková nekonvergence má za následek variace v místě dopadu elektronového svazku se změnami zaostřovacího napětí. Tento vynález řeší tyto problémy šetrným a nenákladným způsobem bez toho, že by se obětovala výkonnost.

Podstata vynálezu *

Vynález zajišťuje zlepšení v barevné obrazovce mající obálku, v níž je uspořádána elektronová tryska in line pro generování a směrování tří v řadě uspořádaných elektronových svazků podél zpočátku v rovině uspořádaných drah elektronových svazků směrem ke stínítku na vnitřní části obálky. Tato tryska zahrnuje soustavu elektrod, které vytvářejí ve směrů toku elektronů v uvedeném pořadí uspořádané: elektronový svazek formující oblast, předostřovací čočku a hlavní zaostřovací čočku. Podstata vynálezu přitom spočívá v tom, že předostřovací čočka zahrnuje čtyři aktivní povrchy, alespoň jeden z nichž je opatřen v něm vytvořeným asymetrickým 'předostřovacím prostředkem ve tvaru prvního zahloubení, popřípadě druhého zahloubení, v němž jsou vytvořeny tři kruhové otvory. Ve výhodném provedení vynálezu mají alespoň dva ze čtyř aktivních povrchů identický asymetrický předostřovací prostředek ve tvaru prvního zahloubení a druhého zahloubení v nich vytvořených. Předostřovací čočka s výhodou obsahuje druhou část třetí elektrody, čtvrtou elektrodu a první část páté elek

-1CZ 279913 B6 trody a zajišťuje symetricky tvarované elektronové svazky pro hlavní zaostřovací čočku. Čtvrtá elektroda má v v tomto posledním provedení s výhodou identická, asymetrická, elektronový svazek zaostřující první zahloubení a druhá zahloubení vytvořená v jeho protilehlých aktivních plochách, přičemž v každém aktivním povrchu čtvrté elektrody jsou vytvořena buď, v prvním případě, tři oddělená pravoúhlá první a druhá zahloubení, z nichž ..dvě. jsou vždy vnější a jedno středové, nebo, v druhém případě, jediné první zahloubení nebo jediné druhé zahloubení. V prvním případě potom je výhodné, jestliže každé z vnějších prvních a druhých zahloubení má vnější průchozí otvor a je posunuto směrem ven vzhledem ke vnějšímu průchozímu otvoru. Výhodné je také provedení, kde druhá část třetí elektrody a první část páté eletrody mají identická, asymetrická, elektronový svazek zaostřující první a druhá zahloubení vytvořená v jejich aktivních površích, přičemž v každé z druhých částí třetí eletrody a prvních částí páté elektrody může být s výhodou vytvořeno jediné první nebo druhé zahloubení. U takové obrazovky pak mohou být v aktivních površích druhé části třetí elektrody a první části páté elektrody vytvořena tři oddělená pravoúhlá první a druhá zahloubení, z nichž dvě jsou vnější a jedno středové. Výhodné v takovém případě je, má-li každé vnější první a druhé zahloubení průchozí kruhový otvor, přičemž vnější zahloubení jsou posunuta směrem ven vzhledem k vnějším kruhovým otvorům.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále podrobněji popsán podle připojených výkresů, kde na obr. 1 je znázorněn pohled, částečně v axiálním řezu, na barevnou obrazovku se stínící maskou podle vynálezu, na obr. 2 a 3 jsou schématické boční pohledy na axiální řezy elektronovou tryskou, se kterou lze vynález použít, na obr. 4 je pohled shora na axiální řez novou elektronovou tryskou podle vynálezu, na obr. 5 je částečný horní pohled na řez prvním příkladným provedením předostřující čočky podle vynálezu, na obr. 6 je řez elektrodou předostřující čočky z obr. 5, vzatý podél čáry 6-6, na obr. 7 je graf obrysu hustoty proudu elektronového svazku ve středu stínítka pro elektronovou trysku používající elektrodu předostřující čočky z obr. 5, na obr. 8 a 9 jsou řezy elektronovou tryskou znázorněnou na obr. 4, vzaté podél čar 8-8 a 9-9, na obr. 10 je částečný pohled shora v řezu na druhé příkladné provedení předostřující čočky podle vynálezu, na obr. 11 je pohled na řez elektrodou předostřující čočky z obr. 10, vzatý podél čáry 11-11, na obr. 12 je graf obrysu hustoty proudu elektronového svazku ve středu stínítka pro elektronovou trysku používající předostřující čočku z obr. 10, na obr. 13 je částečný horní pohled na řez třetím příkladným provedením předostřující čočky podle vynálezu, na obr. 14 je graf obrysu hustoty proudu elektronového svazku ve středu stínítka pro elektronovou trysku používající předostřující čočku z obr. 13, na obr. 15 je v částečném řezu pohled shora na čtvrté příkladné provedení předostřující čočky podle vynálezu, na obr. 16 je graf obrysu hustoty proudu elektronového svazku ve středu stínítka pro elektronovou trysku používající předostřující čočku z obr. 15, na obr. 17 je řez příkladným provedením elektrody předostřující čočky podle dosavadního stavu techniky a na obr. 18 je graf obrazu hustoty proudu elektronového svazku ve středu stínítka pro elektronovou trysku používající elektrodu předostřující čočky podle dosavadního stavu techniky z obr. 17.

-2i

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 znázorňuje pravoúhlou barevnou obrazovku .10, mající skleněnou obálku 11, obsahující pravoúhlý čelní panel vité hrdlo 14., spojené pravoúhlou nálevkou 16. Panel pozorovací čelní desku 18 a 20, které jsou přitavény k Mozaikové tříbarevné fosforové ním povrchu čelní desky 18. stínítko s fosforovými čarami, k vysokofrekvenčnímu rastrovacímu čárovému to jest kolmo k rovině obr. 1. bodové stínítko. Mnohaotvorová stínící maska 34 je odstranitelně v předem staribvenéta prostorovém vztahu ke stínítku 22.. Zlepšená elektronová tryska 26 in line, znázorněná schématicky čárkovaně je středově připevněna v tří elektronových svazků uspořádaných konvergentních drah masku 24 ke stínítku 22.

obvodové příruby nálevce stínítko Stínítko 22 táhnoucí a válco12 obsahuje boční stěny spojem 21.

nebo fritovým __ je umístěno na vnitřje s výhodou čárové se v podstatě kolmo rozmítání obrazovky, Alternativně stínítko může být elektroda selekce barev nebo připevněna běžnými prostředky na obr. 1, a směrování hrdle 14 podél elektronových pro generování v jedné rovině svazků 28 přes

Obrazovka z obr. 1 je navržena pro použití s externím magnetickým vychylovacím jhem, jako je jho .30, umístěné v blízkosti spoje nálevky 16 s hrdlem 14.. Když je aktivováno jho 30, podrobuje tři elektromagnetické svazky 28 magnetickým polím, které způsobují, že elektronové svazky 28 jsou rozmítány horizontálně v pravoúhlém rastru po stínítku 22. Počáteční rovina vychýlení při nulovém vychýlení je znázorněna čarou P-P na obr. 1 asi uprostřed jha 30.· ^v důsledku rozptylových polí se oblast vychýlení obrazovky 10 táhne axiálně od jha 30 do oblasti trysky 26.· Pro jednoduchost není skutečné zakřivení drah vychylovaných elektronových svazků 28 ve vychylovací oblasti na obr. 1 znázorněno.

Elektronová tryska in line na obr. 2a 3 zahrnuje první až šestou elektrodu G1 až G6 a katodu K. Jako trysky lze použít první typ trysky 26¹, znázorněný na obr. 2, v níž jsou druhá elektroda G2 a čtvrtá elektroda G4 vzájemně propojeny a pracují na prvním potenciálu, a třetí elektroda G3 a pátá elektroda G5 jsou vzájemně propojeny a pracují na druhém potenciálu. Tryska může být také tryskou 26¹¹ druhého typu, znázorněnou na obr. 3, v níž jsou třetí elektroda G3 a pátá elektroda G5 vzájemně propojeny a pracují na třetím potenciálu a čtvrtá elektroda G4 a šestá elektroda G6 jsou vzájemně propojeny a pracují na čtvrtém potenciálu. V každé z elektronových trysek 26 a 26'* jsou první až třetí elektronová čočka , L₂1 L₃, vytvořené shora zmíněnými elektrodami. Vynález tedy se týká primárně druhé, neboli předostřující čočky L₂.

Detaily prvního příkladného provedení nové elektronové trysky 26¹ jsou znázorněny na obr. 4 až 9. Vzhledem k obr. 4 elektronová tryska 26' obsahuje tři stejně od sebe odsazené, v jedné rovině uspořádané katody 42, z nichž každá emituje jeden elektronový svazek 28., řídicí mřížku £4, odpovídající první elektrodě G1 z obr. 1 a 2, stínící mřížku £6, odpovídající druhé elektrodě G2 z obr. 2 a 3, třetí elektrodu £8, čtvrtou elektrodu 50., pátou elektrodu 52, kde pátá elektroda 52 zahrnuje prvek 54 pro níže popsané účely, a šestou elektrodu 56. Elektrody jsou odsazeny od

-3CZ 279913 B6 katod K ve vyjmenovaném pořadí a jsou připojeny ke dvojici neznázorněných nosných tyček.

Řídicí mřížka 44, stínící mřížka 46 a první část 72 třetí elektrody 48 přikloněná ke stínící mřížce 46 obsahují elektronový svazek 28 formující oblast elektronové trysky 26' a vytvářejí první elektronovou čočku L^. Další část 74 třetí elektrody 48, čtvrtá elektroda 50 a pátá elektroda 52 obsahuje asymetrickou předostřovací či druhou elektronovou čočku L₂, jejíž jedno provedení je znázorněno na obr. 5. Prvek 54, což je část páté elektrody, a šestá elektroda 56 tvoří třetí či hlavní zaostřovací čočku L₃.

Každá katoda 42 obsahuje katodovou manžetu 58., uzavřenou na svém předním konci čepičkou 60, mající na sobě koncový povlak 62 elektrony emitujícího materiálu, jak je známo v oboru. Každá katoda 42 je nepřímo vyhřívána neznázornénou vyhřívací cívkou, umístěnou v manžetě 58.

• Řídicí mřížka 44 a stínící mřížka 46 jsou dvě blízko sebe umístěné, v podstatě ploché desky, z nichž první je opatřena třemi v řadě uspořádanými průchozími otvory 64 a druhá je opatřena třemi v řadě uspořádanými průchozími otvory 66. Otvory 64 a 66 jsou centrovány s povlakem 62 katody pro iniciování tří stejnoměrně od sebe vzdálených, v jedné rovině uspořádaných elektronových svazků 28., což je znázorněno na obr. 1, které jsou směřovány ke stínítku 22. S výhodou jsou počáteční dráhy elektronových svazků 28 v podstatě rovnoběžné, přičemž střední dráha koinciduje se středovou osou A-A elektronové trysky 26.

Třetí elektroda 48 zahrnuje v podstatě plochou vnější deskoví tou část 68., mající tři v řadě uspořádané průchozí otvory 70, které jsou scentrovány s otvory 66 a 64 v řídicí mřížce 44, popřípadě stínící mřížce 46. Třetí elektroda 48 zahrnuje dvojici, sestávající z první hrníčkovité části 72., a druhé hrníčkoví té části 74, které jsou navzájem spojeny u svých otevřených konců. První část 72 má tři v řadě uspořádané otvory 76, vytvořené skrz dno hrníčku, které jsou scentrovány s otvory 70 v desce 78. Druhá část 74 třetí elektrody 48 má tři otvory 78, vytvořené ve svém dně, které jsou scentrovány s otvory 76 v první části 72.. Protlačené výlisky 79 obklopují otvory 78.. Alternativně deskovitá část 68 se svými v řadě uspořádanými otvory 70 může být vytvořena jako vnitřní část první části 72.

Jak je znázorněno na obr. 5, čtvrtá elektroda 50 obsahuje desku, mající identicky vytvarovaná zahloubení 51a a 51b, vytvořená v jejich protilehlých hlavních površích. Tři v řadě uspořádané průchozí otvory 80 jsou vytvořeny v tělese elektrody 50 uvnitř zahloubení 51a a 51b a scentrovány s otvory 78 ve třetí elektrodě 48.

Opět vzhledem k obr. 4, pátá elektroda 52 je hluboce zahloubený hrníčkovitý člen, opatřený třemi otvory 82., obklopenými protlačenými výlisky 83., vytvořenými v jejím dně. V podstatě plochý deskový člen 84., mající tři otvory 86 scentrované s otvory

82, je připojený k otevřenému konci páté elektrody 52., kterou

-4CZ 279913 B6 uzavírá. První desková část 88., mající v sobě soustavu otvorů 90, je připojena k opačné ploše deskového členu 84.

Část 54 páté elektrody 52 obsahuje hluboce protažený hrníčkovitý člen, mající zahloubení 92 vytvořené ve svém dolním konci se třemi v řadě uspořádanými otvory 94 jím procházejícími. Protlačené výlisky 95 obklopují otvory 94. Opačný otevřený konec části 54 je uzavřen druhou ďeskóvitou částí 96., v níž jsou vytvořeny tři průchozí otvory 98.. Otvory 98 jsou scentrovány a spolupracují s otvory 90 v první deskové části 98 způsobem popsaným níže.

Šestá elektroda 56 je hrníčkovitý, hluboce protažený člen, mající velký otvor 100 na jednom konci, jimž procházejí všechny tři elektronové svazky 28, a otevřený konec, který je připojen k deskovému členu 102, který ho uzavírá a který má tři průchozí otvory 104, které jsou scentrovány s otvory 94 v části 54. Protlačené výlisky 105 obklopují otvory 104.

Tvar zahloubení 51b, vytvořeného ve čtvrté elektrodě 50., je znázorněn na obr. 6. Zahloubení 51a a 51b mají jednotnou vertikální výšku na každém z otvorů 80 a mají zaoblené konce. Takovému tvaru se běžně říká oválný. Zahloubení 92., vytvořené ve spodním konci části 54 je rovněž vytvarováno jako ovál, ale rozměrově se liší od zahloubení 51a a 51b ve čtvrté elektrodě 50, jak je popsáno níže.

Tvar velkého otvoru 100 v šesté elektrodě 54 je znázorněn na obr. 8. Otvor 100 je vertikálně vyšší u vnějších otvorů 104 než je u svého středového otvoru 104. Takovému tvaru se běžně říká tvar psí kosti nebo barového zvonku.

Jak je zřejmé z obr. 4, první deskovitá část 88 páté elektrody 52 je přivrácena ke druhé deskovíté části 96, části 54. Otvory 90 v první deskovíté části 88 jsou opatřeny protlačenými výlisky, táhnoucími se od deskovité části, která byla rozdělena do dvou segmentů 106 a 108 pro každý otvor. Otvory 98 v druhé deskovité části 96 elektrodové části 54 mají rovněž protlačené výlisky, táhnoucí se od deskovité části 96, která byla rozdělena do dvou segmentů 110 a 112 pro každý otvor. Jak je znázorněno na obr. 9, segmenty 106 a 108 jsou proloženy se segmenty 110 a 112. Tyto segmenty se používají pro vytvoření čtyřpólových čoček ve drahách každého elektronového svazku 28, když jsou k páté elektrodě 52., případně k elektrodové části 54, přiloženy různé potenciály. Vhodnou aplikací rozdílu dynamického napětí bud’ k páté elektrodě 52 nebo k elektrodové části 54 je možné používat čtyřpólových čoček, ustavených segmenty 106. 108, 110 a 112, pro zajištění korekce astigmatismu elektronových svazku, která kompenzuje astigmatismus objevující se buď v elektronové trysce 26 nebo ve vychylovacím jhu 30.. Taková konstrukce čtyřpólové čočky je popsána v US patentu č. 4 731 563, vydaném Bloomovi a spol. 15. března 1988.

Nová druhá čočka L₂ podle vynálezu nevyžaduje použití čtyřpólové čočky vytvořené výše zmíněnými pátou elektrodou 52, případně elektrodovou částí 54. Lze použit jednotně vytvořené páté elektrody 52., vyrobené eliminací první a druhé deskové části

-5CZ 279913 B6 a 96 a spojující otevřené konce páté elektrody 52 a elektrodové části 54. Taková konstrukce trysky však nezajisti optimální tvar vychýleného elektronového svazku 28, ačkoliv může být užitečná tam, kde je možný kompromis mezi náklady a výkonem.

Specifické rozměry počítačem modelované elektronové trysky 26 pro první příkladné provedení jsou uvedeny v tabulce 1.

Tabulka 1 mm Vzdálenost katody od řídicí mřížky 440,08

Tlouštka řídicí mřížky 440,10

Tloušťka stínící mřížky 460,71

Průměr otvorů řídicí a stínící mřížky 44 a 460,64

Vzdálenost řídicí mřížky 44 od stínící mřížky 460,20

Vzdálenost stínící mřížky 46 od třetí elektrody 480,76

Tloušťka deskovíté části 68 třetí elektrody 480,25

Průměr otvorů 70 třetí elektrody 481,14

Průměr otvorů 78 třetí elektrody 483,76

Délka třetí elektrody 485,08

Vzdálenost třetí elektrody 48 od čtvrté elektrody 501,27

Tloušťka aktivní oblasti čtvrté elektrody 500,64

Průměr otvoru 80 čtvrté elektrody 504,01

Horizontální šířka zahloubení 51a a 51b19,94

Vertikální výška zahloubení 51a a 51b6,07

Hloubka zahloubení 51a a 51b0,76

Vzdálenost čtvrté elektrody 50 od páté elektrody 521,27

Celková délka páté elektrody 52 a elektrodové části 5424,64

Vzdálenost mezi deskovitými částmi 88 a 961,02

Horizontální šířka zahloubení 9219,18

Vertikální výška zahloubení 928,28

Hloubka zahloubení 922,92

Průměr otvorů 82, 90, 984,01

Vzdálenost otvorů katody od dna páté elektrody 526,60

Průměr středového otvoru 944,06

Průměr vnějších otvorů 944,57

Vzdálenost páté elektrody 52 od šesté elektrody 561,27

Délka šesté elektrody 563,81

Horizontální šířka otvoru 10018,85

Maximální výška otvoru 1007,49

Minimální výška otvoru 1007,34

Hloubka otvoru 1003,43

Průměr středového otvoru 105 šesté elektrody 564,06

Průměr vnějších otvorů 105 šesté elektrody 564,57

Vzdálenost otvoru na vrchu páté elektrody 52 od otvoru šesté elektrody 566,22

Délka protlačených výlisků 79 třetí elektrody 481,14

Délka protlačených výlisků 83 páté elektrody 521,14

Délka protlačených výlisků 95 páté elektrody 52'0,86

Délka protlačených výlisků 1051,14

V příkladném provedení představeném v tabulce I je elektronová tryska 26 elektricky zapojena tak, jak je znázorněno na obr.

2. Typicky katoda K pracuje na asi 150 V, řídicí mřížka 44 na zemním potenciálu, stínící mřížka 46 a čtvrtá elektroda 50 jsou vzájemně elektricky propojeny a pracují v rozsahu od asi 300 V do

-6CZ 279913 B6

1000 V, třetí elektroda 48 a pátá elektroda 52 jsou rovněž elektricky propojeny a pracují na asi 7650 V a šestá elektroda 56 pracuje na anodovém potenciálu asi 25 kV.

V elektronové trysce 26.' první čočka L_lř viz obr. 2, zajišťuje symetricky tvarovaný, vysoce kvalitní elektronový svazek 28 do druhé čočky L₂· První čočka obsahuje elektronový svazek tvarující oblast elektronové trysky 26 * zahrnuje řídicí mřížku 44, stínící mřížku 46 a první část třetí elektrody 48., sousedící se stínící mřížkou 46.

Druhá čočka L₂ je nová asymetrická předostřující čočka a obsahuje čtvrtou elektrodu 50 a sousedící části třetí elektrody 48 a pátou elektrodu 52. V prvním příkladném provedení identická dvojice zahloubení 51a a 51b je vytvořena v protilehlých hlavních aktivních površích čtvrté elektrody 50., viz například obr. 5 a 6. Zatímco zahloubení jsou s výhodou vytvarována do oválného tvaru, jiné tvary, například pravoúhlé, které vytvářejí účinek níže popsaný, jsou rovněž zahrnuty do rozsahu tohoto vynálezu. Aktivní čelní plochy třetí elektrody 48 a páté elektrody 52 jsou v podstatě ploché. Kombinace výše popsaných aktivních prvku vytváří čtyřpólová pole, která vytvářejí asymetrickou nebo astigmatickou předostřující čočku, která zajišťuje horizontálně podlouhlý neznázorněný elektronový svazek do třetí či hlavní zaostřovací čočky L₃. Zajištěním astigmatické zaostřovací korekce v předostřovací čočce L₂ za bodem křižiště elektronového svazku 28, který se nachází v první čočce Lj, je účinnost každého čtyřpólového pole v podstatě nezávislá na změnách proudu elektronového svazku. Navíc zahloubení 51a a 51b v oválném tvaru zajišťují předkonvergenční činnost, která eliminuje nekonvergenci vnějších elektronových svazků na stínítku v důsledku změn v zaostřovacím napětí zajištěním kompenzační změny v mohutnosti předostřovací čočky L₂.

Zatímco vynález je popsán v termínech dvou zahloubení, je možné dosáhnout těchže výsledků vytvořením pouze jednoho zahloubení v některém povrchu čtvrté elektrody 50. Jediné zahloubení by mělo větší hloubku, než kterékoliv ze zahloubení 51a nebo 51b, a postranní rozměry, to jest vertikální výška a horizontální šířka, by byly pro zajištění ekvivalentní asymetrické a konvergenční korekce elektronových svazků 28 menší než odpovídající hodnoty kteréhokoliv z těchto zahloubení. Rozměry jediného zahloubení by závisely na rozsahu požadovaných korekcí elektronového svazku 28.

Hlavní zaostřující čočka L₃, vytvořená mezi elektrodovou částí 54 a šestou elektrodou 56 je tedy asymetrickou čočkou, mající nízkou aberaci, která zajišťuje vertikálně prodlouženou nebo asymetricky vytvarovanou stopu elektronového svazku 28 ve středu stínítka 22. Rozteč mezi sousedními otvory 94 v elektrodové části 54 a otvory 104 v šesté elektrodě 56 je 6,22 mm na rozdíl od rozteče otvorů 6,6 mm, která existuje mezi katodami K a otvory 82 ve dně páté elektrody 52. Tato zmenšená rozteč mezi otvory hlavní čočky L₃ zajišťuje, že předkonvergované vnější

-7CZ 279913 B6 elektronové svazky 28 procházejí nízkoaberačními oblastmi hlavní čočky L₃ pro minimalizaci zkreslení koma. Graf počítačové simulace stopy elektronového svazku 28 ve středu stínítka 22 obrazovky 10 27V11O⁰, pracující na řídicím napětí katody K 103,2 V, zaostřovacím napětí G3/G5 7650 V, napětí druhé pomocné anody 25 kV a proudu elektronového svazku 28 4 miliampéry, je znázorněn na obr. 7. Stopa elektronového svazku 28 je elipticky vytvarovaná podél vertikální osy pro snížení přeostřující činnosti jha 30, když je elektronový svazek 28 vychýlen. Nevychýlená středová stopa elektronového svazku 28 zahrnuje v podstatě pravoúhlé vytvarovanou část elektronového svazku 28 o 90 % špičkové proudové hustotě, která je obklopena většími, elipticky vytvarovanými částmi elektronového svazku 28 o 50 % a 5 % špičkové proudové hustotě. Velikost stopy o 5 % špičkové proudové hustoty elektronového svazku 28 je asi 2,5 mm x 4,2 mm. S šířkou zahloubení 51a a 51b čtvrté elektrody 50, jak je určena v tabulce I, a s celkovou délkou elektronové trysky 26 ode dna elektrody 48 k vrcholu elektrodové části 54, nastavenou na 35,05 mm, je zaostřovací napětí udržováno pod úrovní 7700 V a nekonvergence vnějšího elektronového svazku 28 je snížena v podstatě na nulu.

Použitím vícepólové čočky popsané podle obr. 4 a přivedením dynamického diferenciálního zaostřovacího napětí v rozmezí od potenciálu na páté elektrodě 52 bez vychýlení k asi o 1000 V větší kladné hodnotě při maximálním vychýlení, k elektrodové části 54, může být velikost stopy proudové hustoty elektronového svazku 28 optimalizována, když jsou elektronové svazky 28 vychýleny k okraji stínítka 22. Tento režim činnosti je rozebrán v US patentu č. 4 764 704 vydaném Newovi a spol. 16. srpna 1988.

Druhé příkladné provedení tohoto vynálezu se získá zvětšením délky třetí elektrody 148 na 5,84 mm z hodnoty 5,08 mm znázorněné v tabulce I a modifikováním asymetrické předostřovací čočky L₂, jak je znázorněno na obr. 10. Ve druhém příkladném provedení čočky L₂ obsahuje čtvrtá elektroda 150 v podstatě plochou desku o tloušťce asi 0,64 mm s průchozími kruhovými otvory 180 vytvořenými v jejich protilehle uspořádaných aktivních hlavních površích. Aktivní povrchy k sobě přivrácených třetí elektrody

148 a páté elektrody 152 mají pravoúhlé štěrbiny obklopující otvory, jimiž procházejí elektronové svazky ,28. Jak je znázorněno na obr. 11, každá ze štěrbin 149 ve třetí elektrodě 148 má šířku štěrbiny W=5,82 mm a výšku štěrbiny H=10,16 mm. Také každá ze štěrbin 149 má hloubku d=0,76 mm, jak je znázorněno na obr. 10. Rozteč štěrbin S, znázorněná na obr. 11, je 7,11 mm. Poněvadž rozteč otvorů a v předostřující čočce L₂ je 6,6 mm a rozteč štěrbin S je 7,11 mm, je z obr. 11 zřejmé, že dvě vnější štěrbiny

149 ve třetí elektrodě 148 jsou posunuty směrem ven vzhledem k vnějším otvorům 178 v nich vytvořeným. Toto posunutí štěrbin 149 ve třetí elektrodě 148 a podobné posunutí stejně velikých štěrbin 153 v páté elektrodě 152 spolupracuje pro vytvoření asymetrické předostřovací čočky L₂, která zajišťuje neznázorněný horizontálně protažený elektronový svazek do třetí čočky L₃. Nová konfigurace štěrbin ve třetí elektrodě 148, případně v páté elektrodě 152, také zajišťuje předkonvergující činnost pro eliminaci konvergence vnějších elektronových svazků 28 na stínítku 22

-8CZ 279913 B6 konvergence vnějších elektronových svazků 28 na stínítku 22 způsobem podobným tomu, který byl popsán pro první příkladné provedení. Počítačová simulace výsledné vertikálně prodloužené stopy elektronového svazku 28 ve středu stínítka 22 je graficky znázorněna na obr. 12. Když se pracuje na napětí druhé pomocné anody 25 KV a proudu elektronového svazku 4 mA v obrazovce 10. 27V110°C, jsou velikosti stop elektronových svazků 28 na proudové hustotě 90 % a 50% špičky srovnatelné s těmi z prvního příkladného provedení znázorněného na obr. 7, a velikosti stopy elektronového svazku 28 na 5 ti % špičkové proudové hustoty je asi 2,26 mm x 3,68 mm horizontálně x vertikálně při katodovém řídicím napětí 103,2 V a zaostřovacím napětí mezi třetí elektrodou 148 a pátou elektrodou 152 7 650 V. Všechny ostatní parametry elektronové trysky 26 jsou vyjmenovány v tabulce 1.

Ekvivalentního výkonu lze dosáhnout vytvořením štěrbin pouze v jednom z aktivních povrchů, to jest buď ve třetí elektrodě 148 nebo v páté elektrodě 152. Štěrbiny vytvořené pouze v jednom aktivním povrchu musí být hlubší než štěrbiny popsané výše a malé rozměry každé štěrbiny musí být redukovány, zatímco velikost posunutí vnějších štěrbin musí být zvýšena.

Třetího příkladného provedení tohoto vynálezu se dosahuje modifikací elektronové trysky pro zajištění elektrické konfigurace znázorněné na obr. 3. Asymetrická předostřující čočka L₂ elektronové trysky 26'' je znázorněna na obr. 13. Délka třetí elektrody 248 je udržována na 5,84 mm, na tomtéž rozměru, který byl použit ve druhém příkladném provedení, a zahloubení 249 ve tvaru oválu je vytvořeno v aktivním hlavním povrchu třetí elektrody 248 přivráceném ke čtvrté elektrodě 250. Zahloubení 249 má horizontální šířku 19,43 mm, vertikální výšku 5,84 mm a hloubku 0,76 mm. Identicky tvarované a dimenzované zahloubení 253 ve tvaru oválu je vytvořeno v aktivním povrchu páté elektrody 252, přivrácené k v podstatě ploché čtvrté elektrodě 250. I když se tvaru oválu dává přednost, lze použít i jiné geometrické tvary, které zajišťují asymetrickou čočku s předkonvergenční korekcí. Ve třetím příkladném provedení má čtvrtá elektroda 250 tloušťku asi 0,64 mm s kruhovými otvory 280 v ní vytvořenými. Asymetrická předostřující čočka L₂ třetího příkladného provedení zajišťuje činnost předkonvergence a vytváří neznázorněné horizontálně podlouhlé elektronové svazky 28 tak, jako bylo dříve popsáno, do třetí čočky L₃. Počítačová simulace výsledné vertikálně prodloužené stopy elektronového svazku 28 ve středu stínítka 22 je graficky znázorněna na obr. 14. Pracuje-li se na napětí druhé pomocné anody a elektrody 250 25 kV a proudu elektronového svazku 28 4 miliampéry v obrazovce 10 27V11O⁰, je velikost stopy elektronového svazku 28 a tvar na 90 % špičkové proudové hustoty větší a eliptičtější než v prvním a druhém příkladném provedení, zatímco při 50 % špičkové proudové hustotě elektronového svazku 28 je elipticky tvarovaná stopa více prodloužena vertikálně než v prvních dvou příkladných provedeních. Při 5 % špičkové proudové hustoty elektronového svazku 28 je velikost stopy elektronového svazku 28 asi 1,94 mm x 3,44 mm horizontálně x vertikálně. Řídicí napětí katody K je v tomto příkladném provedení 103,2 V, zaostřovací napětí mezi třetí elektrodou 248 a pátou elektrodou 252 je 7 650 V a napětí stínící mřížky 246 je typicky asi 400 V. Všechny

-9CZ 279913 B6 ostatní parametry elektronové trysky 26 jsou takové, jak jsou popsány v tabulce I.

Jak bylo popsáno výše, zahloubení může být vytvarováno buď v aktivním povrchu třetí elektrody 248 nebo v aktivním povrchu páté elektrody 252, jestliže se pro zajištění ekvivalentního výkonu hloubka zvýší a laterální rozměry se vhodně zmenší.

Čtvrté příkladné provedení asymterické předostřovací čočky L₂ je znázorněno na obr. 15. Délka elektrody 348 je 5,08 mm a aktivní plocha přivrácená ke čtvrté elektrodě 350 je plochá a jsou v ní vytvořeny kruhové otvory 378. Otvory 378 mají průměr 4,01 mm. Čtvrtá elektroda 350 má pravoúhlé štěrbiny 350a a 350b, vytvořené v jejích protilehlých hlavních aktivních plochách, přičemž štěrbiny 350a jsou přivráceny ke třetí elektrodě 348 a štěrbiny 350b jsou přivráceny k páté elektrodě 352. Každá ze štěrbin 350a a 350b má šířku 5,79 mm, výšku 10,16 mm a hloubku 0,76. Rozteč štěrbin je 7,01 mm. Kruhové průchozí otvory 380 ve čtvrté elektrodě 350 mají průměr 4,01 mm a jsou uzavřeny v pravoúhlých štěrbinách 350a a 350b tímtéž způsobem, jak bylo pojednáno vzhledem ke štěrbinám znázorněným na obr. 11. Aktivní hlavní plocha páté elektrody 352, přivrácená ke čtvrté elektrodě 350, je rovněž v podstatě plocha se třemi kruhovými průchozími otvory 382 v ní vytvořenými. Otvory 382 mají rovněž průměr 4,01 mm.

Rozteč otvorů v předostřující čočce L₂ je 6,6 mm a rozteč štěrbin 350a a 350b čtvrté elektrody 350 je 7,01 mm, avšak dvě vnější štěrbiny 350a a 350b jsou posunuty směrem ven vůči vnějším otvorům 380, vytvořeným ve štěrbinách 350a a 350b. Konfigurace a posuv štěrbin 350a a 350b ve čtvrté elektrodě 350 vytváří asymetrickou čočku, která zajišťuje předkonvergující činnost a přivádí neznázorněné horizontálně prodloužené elektronové svazky 28, jak bylo dříve popsáno, do třetí čočky L₃. Počítačová simulace výsledné vertikálně prodloužené stopy elektronového svazku 28 ve středu stínítka 22 je graficky znázorněna na obr.

16. Tvar stopy elektronového svazku 28 je podobný tomu, který byl znázorněn na obr. 14. Pracuje-li se na napětí mezi druhou pomocnou anodou a čtvrtou elektrodou 350 rovném 25 kV a proudu elektronového svazku 28 4 miliampéry v obrazovce 10 27V110⁰, je velikost elektronových svazků při 5 % špičkové proudové hustoty elektronového svazku 28 asi 1,96 mm x 3,49 mm, horizontálně x vertikálně, při katodovém řídicím napětí 103,2 V a zaostřovacím napětí mezi třetí elektrodou 348 a pátou elektrodou 353 7700 V. Napětí stínící mřížky 346 v tomto příkladném provedení je typicky asi 400 V . Všechny ostatní parametry elektronové trysky 26 jsou takové, jaké byly vypsány v tabulce I.

Alternativně mohou být štěrbiny 350a a 350b vytvořeny pouze v jednom aktivní povrchu čtvrté elektrody 350. Hloubka štěrbin

350a a 350b se musí zvýšit a malé rozměry každé štěrbiny 350a a 350b se musí zmenšit vůči odpovídajícím rozměrům popsaným bezprostředně výše. Navíc velikost posunutí vnějších štěrbin

350a a 350b se musí zvýšit pro dosažení výkonu ekvivalentního tomu, který dává čtvrté příkladné provedení.

-10CZ 279913 B6

Novou elektronovou trysku 26 podle vynálezu lze srovnat s elektronovou tryskou typu popsaného v US patentu č. 4 764 704, o němž byla zmínka výše. V tomto patentu elektroda G4, podobná čtvrté elektrodě 450 předostřovací či druhé čočky L₂, znázorněné zde na obr. 11, má pravoúhle vytvarované průchozí otvory 480. Specifické rozměry počítačového modelu příkladného provedení dosud známé elektronové trysky jsou uvedeny v tabulce II. Toto příkladné provedení má elektrickou konfiguraci znázorněnou zde na obr. 2 a je svou konstrukcí podobné elektronové trysce 26, znázorněné na obr. 4 zde, kde podobné prvky elektronové trysky 26 jsou identifikovány odpovídajícími čísly, před něž je předřazeno číslo 4. Následuje tabulka :

Tabulka II

Popis mm

Vzdálenost katody K od řídicí mřížky 444 0,08 Tloušťka řídicí mřížky 444 elektrody 0,10 Tloušťka elektrody 446 G2 0,71 Průměry otvorů v řídicí mřížce 444 G1 a stínící mřížce 446 0,64 Vzdálenost řídicí mřížky 444 od stínící mřížky 446 0,20 Vzdálenost stínící mřížky 446 od třetí elektrody 448 0,76 Tloušťka spodní desky 468 třetí elektrody 448 0,25 Průměr středového otvoru 470 třetí elektrody 448 1,14 Průměr otvorů 478 třetí elektrody 448 3,46 Délka třetí elektrody 448 5,08 Vzdálenost třetí elektrody 448 od čtvrté elektrody 450 1,27 Tloušťka čtvrté elektrody 450 0,64 Rozměry otvorů 480 čtvrté elektrody 450 (VxH) 4,01 x 4,37 Vzdálenost čtvrté elektrody 450 od páté elektrody 452 1,27 Délka páté elektrody 452 včetně elektrodové části 454* 21,08 Průměr otvorů 482 4,01 Průměr středového otvoru 494 4,06 Průměr vnějších otvorů 494 4,57 Horizontální šířka zahloubení 492 19,18 Vertikální výška zahloubení 492 8,28 Hloubka zahloubení 492 2,29 Vzdálenost od otvorů katody K k otvorů ve dnu páté elektrody 452** 6,60 Vzdálenost páté elektrody 452 od šesté elektrody 456 1,27 Délka šesté elektrody 456 3,81 Horizontální šířka otvorů 400 18,85 Maximální výška otvoru 400 7,49 Minimální výška otvorů 400 7,34 Hloubka otvorů 400 3,43 Průměr středového otvorů 404 4,06 Průměr vnějších otvorů 404 4,57 Vzdálenost otvorů ve vršku páté elektrody 452 od otvorů v šesté elektrodě 456 6,22 Délka protlačených výlisků 479 ve třetí elektrodě 448 1,14 Délka protlačených výlisků 483 v páté elektrodě 452 1,14 Délka protlačených výlisků 495 páté elektrody 452 0,86 Délka protlačených výlisků 405 šesté elektrody 456 1,14

-11CZ 279913 B6 * Sjednocená elektroda, nikoli mnohapólová čočka ** meziotvorová rozteč u otvorů 470 ze spodní části třetí elektrody 448 se zvýší na 6,69 mm pro eliminování jakéhokoliv posuvu vnějších elektronových svazků 28 se změnami zaostřovacího napětí.

V elektronové trysce podle dosavadního stavu techniky, popsané v tabulce II, pracuje katoda K na řídicím napětí asi 103,2 V, řídicí mřížka 444 je na zemním potenciálůu, stínící mřížka 446 a čtvrtá elektroda 450 jsou elektricky propojeny a pracují v rozsahu od 300 V do 1 000 V, třetí elektroda 448 a pátá elektroda 452 jsou rovněž vzájemně propojeny a pracují na 6000 V a šestá elektroda 456 pracuje na anodovém potenciálu asi 25kV. Předostřovací čočka L₂ elektronové trysky 26 podle dosavadního stavu techniky s pravoúhlými otvory 480 vytvořenými přes v podstatě plochou čtvrtou elektrodu 450 zajišťuje horizontálně prodloužený, zde neznázorněný elektronový svazek 28 do hlavní zaostřovací čočky L₃. Počítačová simulace výsledné vertikálně prodloužené stopy elektronového svazku 28 ve středu výsledné vertikálně prodloužené stopy elektronového svazku 28 ve středu stínítka 22 je graficky znázorněna na obr. 18. Velikost elektronového svazku 28 na 5 % špičkové hustoty je asi 2,30 mm x 3,49 mm horizontálně vertikálně při dříve popsaných pracovních parametrech.

Výkonnost současné předostřovací čočky L₂ z příkladných provedení 1 až 4 podle měření výsledné velikosti stopy elektronového svazku 28 na stínítku 22 je srovnatelná s elektronovou tryskou 26 dosavadního stavu techniky popsanou v US patentu č. 4 764 704, který používá přeostřovací čočku, mající pravoúhle vytvarované otvory v své elektrodě G4. Srovnání výsledků je obsaženo v tabulce III.

Tabulka III

Příkladné provedení	Rozměr stopy elektronového svazku 28
	na stínítku 22 horiz.(mm)	vertik.(mm)

1	2,50	4,20
2	2,26	3,68
3	1,94	3,44
4	1,96	3,49
dosavadní stav	2,30	3,49

Čtyři příkladná provedení současné konstrukce elektronové trysky 26 zajišťují snadnost výroby, poněvadž použití průchozích kruhových otvorů v elektronové trysce 26 snižuje problémy nescentrování, které vznikáj í u pravoúhle vytvarovaných otvorů v elektrodě G4 předcházející elektronové trysky. Navíc předcházející elektronová tryska vyžaduje lehký nárůst rozteče mezi otvory elektrody G3, a to od 6,6 na 6,69 pro eliminaci nekonvergence

-12CZ 279913 B6 vnějších elektronových svazků se změnami v zaostřovacím napětí. Tento vynález dosahuje srovnatelné výkonnosti řízením buď horizontální šířky zahloubeni ve tvaru oválu uvnitř předostřovací čočky L₂ v příkladných provedeních 1 a 3, nebo rozteče mezi štěrbinami vytvořenými v předostřovací čočce L₂ v příkladných provedeních 2 a 4. V každém z těchto čtyř příkladných provedení se vzdálenost mezi otvory od katody 42 ke dnu páté elektrody 52 udržuje na konstantní hodnotě 6,60 mm, čímž se zjednodušuje sestavováni a scentrováni součástek elektronové trysky.

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Barevná obrazovka, zahrnující obálku, v níž je uspořádána elektronová tryska in line pro generování a směrování tří v řadě uspořádaných elektronových svazků podél zpočátku v rovině uspořádaných drah elektronových svazků směrem ke stínítku na vnitřní části obálky, kde tryska zahrnuje soustavu elektrod, které vytvářejí ve směru toku elektronů v uvedeném pořadí uspořádané elektronový svazek formující oblast, předostřovací čočku a hlavní zaostřovací čočku, vyznačující se tím, že předostřovací čočka (L₂) zahrnuje čtyři aktivní povrchy, alespoň jeden z nichž je opatřen v něm vytvořeným asymetrickým předostřovacím prostředkem ve tvaru prvního zahloubení (51a; 149; 249; 350a), popřípadě druhého zahloubení (51b; 153; 253; 350b), v němž jsou vytvořeny tři kruhové otvory (80; 178, 182; 278, 282; 380).

2. Barevná obrazovka podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň dva ze čtyř aktivních povrchů mají identický asymetrický předostřovací prostředek ve tvaru prvního zahloubení (51a; 149; 249; 350a) a druhého zahloubení (51b;

153; 253; 350b) v nich vytvořených.

3. Barevná obrazovka podle nároku 1 nebo 2, vyznačují- cí se tím, že předostřovací čočka (L₂) obsahuje druhou část třetí elektrody (48; 148; 248; 348), čtvrtou elektrodu (50; 150; 250; 350) a první část páté elektrody (52; 152;

252; 352) a zajišťuje symetricky tvarované elektronové svazky (28) pro hlavní zaostřovací čočku (L₃).

4. Barevná obrazovka podle nároku 3, vyznačující se tím, že čtvrtá elektroda (50; 350) má identická, asymetrická, elektronový svazek zaostřující první zahloubení (51a; 350a) a druhá zahloubení (51b; 350b) vytvořená v jeho protilehlých aktivních plochách, přičemž v každém aktivním povrchu čtvrté elektrody (350) jsou vytvořena tři oddělená pravoúhlá první a druhá zahloubení (350a, 350b), z nichž dvě jsou vždy vnější a jedno středové.

5. Barevná obrazovka podle nároku 3, vyznačuj *í c í se tím, že čtvrtá elektroda (50; 350) má identická, asymetrická, elektronový svazek zaostřující první zahloubení (51a;

-13CZ 279913 B6

350a) a druhá zahloubeni (51b; 350b) vytvořená v jeho protilehlých aktivních plochách, přičemž v každém aktivním povrchu čtvrté elektrody (50) je vytvořeno jediné první zahloubení (51a) nebo jediné druhé zahloubení (51b).

6. Barevná obrazovka podle nároku 4, vyznačující se tím, že každé z vnějších prvních a druhých zahloubení (350a, 350b) má vnější průchozí otvor (380) a je posunuto směrem ven vzhledem ke vnějšímu průchozímu otvoru (380).

7. Barevná obrazovka podle nároku 3, vyznačující se tím, že druhá část třetí elektrody (148, 248) a první část páté eletrody (152, 252) mají identická, asymetrická, elektronový svazek zaostřující první a druhá zahloubení (149, 153;

249, 253) vytvořená v jejich aktivních površích.

8. Barevná obrazovka podle nároku 7, vyznačující se tím, že v každé z druhých částí třetí eletrody (248) a prvních částí páté elektrody (252) je vytvořeno jediné první nebo druhé zahloubení (249, 253).

9. Barevná obrazovka podle nároku 8, vyznačující se tím, že v aktivních površích druhé části třetí elektrody (148) a první části páté elektrody (152) jsou vytvořena tři oddělená pravoúhlá první a druhá zahloubení (149,153), z nichž dvě jsou vnější a jedno středové.

10. Barevná obrazovka podle nároku 9, vyznačující se tím, že každé vnější první a druhé zahloubení (149, 153) má průchozí kruhový otvor (178, 182), přičemž vnější zahloubení jsou posunuta směrem ven vzhledem k vnějším kruhovým otvorům.