NL8201768A - Elektronenkanon. - Google Patents

Description

........... ~ ' " ï V.0. 3180 Elektronenkanon.

De uitvinding heeft betrekking op een elektronenkanon, zoals dit in een kathodestraalbuis wordt toegepast, en meer in het bijzonder op een verbeterd bundelvormgebied voor een dergelijk elektronenkanon.

De uitvinding kan worden toegepast bij een groot aantal verschillende 5 typen kathode s traalbui.zen, die op hun beurt in een groot aantal verschillende typen televisieontvangers kunnen worden ondergebracht.

De uitvinding kan ook worden toegepast op een groot aantal verschillende typen elektronenkanonnen; in het hiernavolgende zal de uitvinding evenwel worden toegelicht voor een "in-line1- elektronenkanon, dat wordt 10 toegepast in een kathodestraalbuis met spleetmasker en lijnscherm, voorzien van een zelf-convergerend afbuigjuk, welk elektronenkanon op zijn beurt in een televisieontvanger wordt gebruikt.

Een "in-line"-elektronenkanon is een elektronenkanon dat bestemd is voor het opwekken van ten minste twee en bij voorkeur drie elek-15 tronenbundels in een gemeenschappelijk vlak en om de bundels langs de convergerende banen naar een vlek met klein oppervlak op het scherm te richten. Een zelf-convergerend juk is een juk, dat bepaalde niet-unifor-miteiten ten aanzien van het veld bezit, die de bundels over de gehele rasteraftasting automatisch geconvergeerd houden zonder dat andere 20 convergentieorganen dan het juk zelf nodig zijn.

De werking van het elektronenkanon wordt aangegeven door de vlekdiameter van het gebied van een scherm, dat door een elektronenbundel uit het kanon wordt geëxiteerd. Het is bekend, dat deze werking wordt gedegradeerd door sferische aberraties en ruimteladingseffecten.

25 Deze effecten zijn in verschillende delen van een elektronenkanon waaronder de bundelvormings- en bundelfocusseringsgebieden van het elektronenkanon aanwezig.

Bij een recent ontwikkeld elektronenkanon, beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 4.234814, wordt het bundelvormgebied van 30 een elektronenkanon verbeterd door de aanwezigheid van een dikke G2-scherm roosterelektrode met als Sfmetingen0,508 mm, versus 0,127 mm. Ofschoon dit elektronenkanon met dikke G2-elektrode een elektronenbundel met een kleinere vlekdiameter levert is een verdere verbetering van de vlekaf-metingen zeer gewenst.

8201768 < i -2-

Volgens de uitvinding omvat een elektronenkanon ten gebruike bij een kathodestraalbuis, welke in een televisieontvanger kan worden opgenomen, een verbeterd bundelvormgebied en een bundel-focusserings-gebied. Het bundelvormgebied omvat bundelvormelektroden inclusief 5 een kathode, een stuurrooster bij de kathode, en twee schermroosters. Een eerste schermrooster bevindt zich bij de stuurrooster en een tweede schermrooster bevindt zich tussen de eerste schermrooster en het bun-delfocusseringsgebied. Een opening in de tweede schermrooster heeft de vorm van een gleuf. Elke schermrooster wordt elektrisch met een 10 andere elektrische potentiaal dan de de andere schermrooster geëxi-teerd.

De uitvinding zal onderstaand nader worden toegelicht onder verwijzing naar de tekening. Daarbij toont: fig. 1 een schematisch bovenaanzicht van een kathodestraalbuis 15 met een elektronenkanon volgens de uitvinding; fig. 2 een vertikaal langsaanzicht, gedeeltelijk in doorsnede, van een uitvoeringsvorm van een elektronenkanon volgens fig. 1, waarbij een G21-schermroosterelektrode is aangegeven; fig. 3 een vertikaal zijaanzicht van de G2-schermroosterelek-20 trode van het elektronenkanon volgens fig. 2; en fig. 4 een vertikaal zijaanzicht van de G2'-schermroosterelek-trode van het elektronenkanon volgens fig. 2.

Fig 1 toont een kathodestraalbuis 10 met een glazen omhulsel voorzien van een rechthoekig grondplaatpanee1 12 en een buisvormige 25 hals 14, welke onderdelen door een rechthoekige trechter 16 met elkaar zijn verbonden. Het paneel 12 omvat een waameemfrontplaat 18 en een omtrekszijwand 20. Op het binnenoppervlak van de grondplaat 18 bevindt zich een mozaïkvormig driekleurenfosforscherm 22. Het scherm is bij voorkeur een lijnscherm, waarbij de fosforlijnen zich 30 loodrecht op de beoogde hoogfrequente aftastrichting uitstrekken.

Een van een aantal openingen voorziene kleurkiesschaduwmaskerelektrode 24 vain het spleettype is verwijderbaar door gebruikelijke organen op een voorafbepaalde afstand van het scherm 22 opgesteld. Een "in-line"-elektronenkanon 26 volgens de uitvinding (en schematisch door een 35 stippellijn aangegeven) is centraal in de hals 14 opgesteld om drie 8201768 -3- S; ”---- ^ _ _ __ __ elektronenbundels 28 op te wekken en langs coplanaire convergente banen via het masker 24 op het scherm 22 te richten.

De buis volgens -fig. 1 is bestemd om te worden toegepast met een uitwendig magnetische afbuigjuk 30 dat om de hals 14 ende trechter 5 16 in de buurt van de verbindingslijn daarvan is opgesteld, teneinde de drie elektronenbundels 28 in horizontale en vertikale richting een rechthoekig raster op het scherm 22 te laten aftasten. Het juk is bij voorkeur zelfconvergerend.

Afgezien van de later te beschrijven verbeteringen kan het elefc-10 tronenkanon 26 van het "in-line"-type met drie elektronenbundels zijnr overeenkomende met het elektronenkanon, beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.772554 of het Amerikaanse octrooischrift 4.234814.

De buis 10 kan worden toegepast in een televisieontvanger, zoals beschreven in RCA Television Service Data, File 1981, C-7, Chassis 15 CTC 101 Series, uitgegeven door RCA Corporation, Consumer Electronics, 1981.

Eventuele modificaties van het chassis, beschreven in deze publicatie, voor het. verkrijgen van de later toe te lichten excitaties, vallen binnen het terrein van de vakman.

20 Fig. 2 toont een vertikaal aanzicht, gedeeltelijk in longitudi nale dwarsdoorsnede, van een elektronenkanon 26 met drie bundels, in een vlak loodrecht op het vlak van de coplanaire bundels. Als zodanig is het stelsel behorende tot slechts een enkele bundel van de drie bundels in de tekening weergegeven. Het elektronenkanon 26 is van het 25 bipotentiaal-type en omvat twee glazen steunstaven 32 waarop de verschillende elektroden zijn gemonteerd. De elektroden omvatten twee gebieden, een bundelvormgebied en een bundelfocusseringsgebied. De elektroden in het bundelvormgebied omvatten drie op gelijke afstanden van elkaar opgestelde coplanaire kathoden 34 (waarvan er een is weerge-30 geven), een stuurrooster- (Gl) elektrode 36 en een uit twee delen bestaande schermrooster voorzien van een eerste elektrode (G2) 38 en een tweede elektrode (G2r) 39. De elektroden in het bundelfocusseringsgebied omvatten een eerste lens- of focusserings-(G3) elektrode 40 en een tweede lens- of focusserings-(G4) elektrode 42. Aan de G4 elek-35 trode is een elektrische afschermkom 44 bevestigd. Al deze elektroden 82 0 1 7 ff 8 -4- * zijn gecentreerd op een centrale bundelhartlijn A-A en op een afstand van elkaar in de genoemde volgorde op de glazen staven 32 gemonteerd.

De focusseringselektroden G3 en G4 dienen ook als versnellingselektroden in het bipotentiaal-elektronenkanon 26.

5 In het elektronenkanon 26 bevindt zich ook een aantal magnetische onderdelen 46, die op de bodem van de schermkom 44 zijn gemonteerd voor comacorrectie van het door de elektronenbundels verschafte raster wanneer deze bundels het scherm 22 aftasten. De magnetische,comacorrectie-onderdelen 46 kunnen bijvoorbeeld van het type zijn, als beschreven in 10 het bovengenoemde Amerikaanse octrooischrift 3.772554.

De buisvormige kathode 34 van het elektronenkanon 26 omvat een planair emitterend oppervlak 48 op een eindwand daarvan. De Gl-, G2- en G21-elektroden omvatten dwarsplaten met daarin respectieve gecentreerde openingen 54, 55 en 56 (en 41). De elektrode. G3 omvat twee langwerpige 15 rechthoekige komvormige onderdelen, die aan hun open uiteinden zijn bevestigd. Een eerste van deze G3-onderdelen bezit een dwarswand 58, bij de G2’-elektrode, met daarin een opening 60. De elektrode G4 omvat evenals de elektrode G3 twee rechthoekige komvormige onderdelen, die aan hun open uiteinden zijn bevestigd. De elektroden G3 en G4 bezitten res-20 pectieve openingen 62 en. 64 bij de naar elkaar gekeerde uiteinden van deze elektroden waartussen de hoofdfocusseringslens van het elektronenkanon wordt gevormd.

Bij een uitvoeringsvorm van het elektronenkanon 26 volgens de uitvinding, werden de in de onderstaande tabel I opgegeven afmetingen 25 gebruikt.

8201768 r ‘, -5-

TABEL I

mm

Katohode - Gl-afstand (warm) 0,076

Gl-dikte 0,127

Gl-openingsdiameter 0,635 5 Gl-G2-afstand 0,279 G2-dikte 0,391 G2-G2'-afstand 0,127

Dikte van. het buitenste gedeelte van G2' 0,508

Dikte van het centrale gedeelte van G2' 0,102 10 Diameter van de opening 55 van G2 0,635

Lengte van de opening 56 van G2' 2,134

Breedte van de opening 56 van G2' 0,686 G2G3-afstand 0,737

Diameter van de opening 60 van G3 1,524 15 G3-lengte 23,495 G3-lensdiameter 5,436 G4-lensdiameter 5,766 G3-G4 afstand 1,270

Fig. 3 toont verdere details van de G2-elektrode 38. De elek-20 trode G2 is weergegeven als een vlakke plaat doch kan voor een grotere vastheid zijn voorzien van een aantal verdikkingen. De G2-elektrode plaat bezit drie bijvoorkeur circulaire,op één lijn gelegen openingen 55, 55' en 55", welke met de elektronenbundelbanen zijn gecentreerd.

De plaat bezit voorts twee klauwgedee'lten 38', die normaliter in de 25 twee glazen steunstaven 32 zijn ingebed.

Verdere details van de G2'-elektrode 39 vindt men in fig. 4.

De elektrode G2' omvat, als aangegeven, een vlakke eerste plaat 50 met grote centrale openingen 41, 41' en 41" waarover een dunnere tweede plaat 43 is bevestigd. De tweede plaat 43 bezit gleufvormige 30 openingen 56, 56' en 56", welke op een lijn liggen met de openingen in de elektrode G2 en de elektronenbundelbanen. De plaat 50 omvat verder twee klauwgedeelten 39', die normaliter in de twee glazen steunstaven 32 zijn ingebed.

8201768 -6-

Bij een voorkeursuitvoeringsvorm van het elektronenkanon 26 worden aan de elektroden daarvan elektrische potentialen aangelegd, als aangegeven in de onderstaande tabel II.

TABEL· II

5 V 47,5 V

K

vi 0

V2 570 V

V2, 900 V

V3 7,2 kV

10 V„ 25 kV

4

Het is gebleken, dat het bundelvormgebied van het elektronenkanon 26 een grote verbetering levert bij de elektronenbundeluitbuiging, die een functie is van de afbuighoek. Een dergelijke verbetering verkrijgt men zonder de elektronenbundelvlek in het midden van de buis op 15 een significante wijze te degraderen. Gemeend wordt, dat de verbetering wordt veroorzaakt door het vergroten van de sterkte van een vierpoollens in het bundelvormgebied door tussen de G2- en G3-elektroden een afzonderli jk geëxciteerde, van gleuven voorziene G2'-rooster op te stellen. Door de spanning op de G2'-rooster te veranderen, wordt bundel-20 astigmatisme,dat door de G2'-rooster wordt geïntroduceerd, gevarieerd. Deze variatie in astigmatisme kan worden gebruikt voor het compenseren van het astigmatisme, dat door het jukafbuigveld wordt geïntroduceerd, waardoor de totale werking van de buis wordt verbeterd. In het algemeen maakt een variatie van de G2'-roosterspanning het mogelijk een compromis 25 te maken tussen de elektronenbundelvlekvorm in het midden van het scherm en de elektronenbundeluitbuiging bij de hoeken van het scherm. Indien evenwel de aan de G2'-elektrode aangelegde spanning wordt gemoduleerd, is het mogelijk een gereduceerde uitbuiging bij de hoeken van het scherm te verkrijgen en in het midden van het scherm een circulaire 30 bundelvlek te onderhouden.

Het is duidelijk, dat bij het ontwerpen van de bovenbeschreven elektronenkanonuitvoeringsvormen verschillende wijzigingen mogelijk zijn. Zo kan bijvoorbeeld de roosterafstand worden gevarieerd voor variaties in roosterdikte of voor variaties in openingsdiameter, of omgekeerd.

- 8-2-0-1 7 6 8

Claims (5)

1. Elektronenkanon ten gebruike bij een kathodestraalbuis, welk elektronenkanon een bundelvormgebied en een bundelfocusseringsgebied omvat, met het kenmerk, dat het bundelvormgebied is voorzien van een kathode (34), een stuurrooster (36) bij de kathode, en twee scherm- 5 roosters (38,39) waarbij een eerste van deze schermroosters (38) bij een zijde van de stuurrooster tegenover de kathode is opgesteld en een tweede schermrooster (39) tussen de eerste schermrooster en het bundel'· focusseringsgebied is opgesteld, waarbij de tweede schermrooster is voorzien van een gleufvormige opening (56, 56', 56"), die met een elektro-10 nenbundelbaan is gecentreerd, en de eersteen tweede schermroosters elk elektrisch op verschillende elektrische potentialen (V^, V^,) worden geëxiteerd.

2. Elektronenkanon volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de eerste schermrooster (38) is voorzien van een ronde opening (55, 55', 15 55") , die met de genoemde bundelbaan is gecentreerd.

3. Elektronenkanon volgens conclusie 1 of 2 met het kenmerk, dat de stuurrooster (36) elektrisch is geaard.

4. Kathodestraalbuis voorzien van een elektronenkanon volgens een der conclusies 1-3.. 20

5. Televisie-ontvanger voorzien van een kathodestraalbuis volgens conclusie 4. 8201768