PL162108B1

PL162108B1 - Urzadzenie do wyswietlania obrazu kolorowego PL PL PL PL

Info

Publication number: PL162108B1
Application number: PL89281553A
Authority: PL
Inventors: Loren L Maninger; David A New; Ii Carl L Lundvall
Original assignee: Rca Licensing Corp
Priority date: 1988-10-27
Filing date: 1989-09-22
Publication date: 1993-08-31
Also published as: JPH02127887A; JPH0795429B2; EP0366245B1; RU2030808C1; EP0366245A2; EP0366245A3; DE68919803T2; KR0121798B1; US4877998A; DD288266A5; DE68919803D1; CN1042270A; KR900007037A; CA1317033C; CN1017204B

Abstract

1. Urzadzenie do wyswietlania obrazu kolo- rowego, zawierajace lampe elektronopromieniowa posiadajaca balon z ekranem i z rzedowa wyrzutnia elektronowa do wytwarzania trzech wiazek elek- tronów, zawierajaca wiele oddalonych od siebie elektrod stanowiacych pierwsza soczewke, druga soczewke i trzecia soczewke do ogniskowania wia- zek elektronów, przy czym pierwsza soczewka obej- muje obszar formujacy wiazki symetryczne dla drugiej soczewki oraz urzadzenie zawiera magnety- czny zespól odchylajacy z polem astygmatycznym, znamienne tym, ze w drugiej soczewce (L2) jest umieszczona elektroda modulacyjna (50) dolaczo- na do zródla sygnalów napieciowych dynamicz- nych (128, 130), a w trzeciej soczewce (L3) jest umieszczona elektrycznie odseparowana modula- cyjna czesc (54) nastepnej elektrody (52), dolaczona równoczesnie do zródla innego sygnalu napiecio- wego dynamicznego (126). PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do wyświetlania obrazu kolorowego, zawierającego lampę elektronopromieniową posiadającą rzędową, trójwiązkową wyrzutnię elektronową, zwłaszcza takie urządzenie, w którym wymiar plamki wiązki elektronów jest regulowany przez co najmniej dwa różne napięcia dynamiczne dostarczane do dwóch elektrod wyrzutni elektronowej, np. w kineskopie kolorowym.

Przy dotychczasowym wykorzystywaniu rzędowych lamp elektronopromieniowych kolorowych o dużym ekranie dla zastosowań CAD/CAM i w przemyśle rozrywkowym, wymagane jest zastosowanie zmniejszonego wymiaru plamki wiązki elektronów na całym ekranie w celu zwiększenia rozdzielczości, wymaganego w takich zastosowaniach. Urządzenie do wyświetlania kolorowego zawiera rzędową lampę elektronopromieniową kolorową i zespół odchylający dostarczający pola magnetyczne, które powodują, że wiązki wybierają poziomo i pionowo prostokątną osnowę obrazu telewizyjnego na ekranie lampy. Z powodu pól obwodowych zespół odchylający wprowadza do lampy silny astygmatyzm i rozogniskowanie powodowane głównie przez pionowe przeogniskowanie i dodatkowo przez poziome niedoogniskowanie wiązek podczas odchylania.

Znane jest wprowadzanie w celu kompensacji powyższych skutków, do obszaru formującego wiązki elektronów astygmatyzmu dla wytworzenia rozogniskowania promieni pionowych i zwiększonego ogniskowania promieni poziomych. Takie astygmatyczne obszary formujące wiązki zostały utworzone przy pomocy siatek sterujących lub siatek ekranujących, posiadających otwory w kształcie szczelin. Otwory szczelinowe wytwarzają nieosiowo symetryczne pola ze składowymi kwadrupolowymi, które działają odmiennie na promienie w płaszczyznach pionowej i poziomej. Otwory szczelinowe są przedstawione w opisie patentowym USA nr 4234 814. Konstrukcje te są statyczne, pole kwadrupolowe wytwarza astygmatyzm kompensacyjny, nawet gdy wiązki są nieodchylone i nie podlegają żadnemu astygmatyzmowi powodowanemu przez zespół odchylający.

Znane jest z opisu patentowego USA nr 4 319 163 urządzenie poprawiające korekcję dynamiczną, które wprowadza dodatkową siatkę ekranującą ze szczelinowymi otworami poziomymi, z dostarczanym do niej zmiennym lub modulowanym napięciem. Druga siatka ekranująca ma okrągłe otwory i jest pod ustalonym napięciem. Wytwarzany astygmatyzm jest proporcjonalny do wybieranego położenia.

Jednak znane wykorzystywanie astygmatycznych obszarów formujących wiązki ma kilka wad. Po pierwsze obszary formujące wiązki mają dużą czułość na tolerancje konstrukcyjne z powodu małych stosowanych wymiarów. Po drugie skuteczna długość lub grubość siatki ekranującej musi ulec zmianie poza wartość optymalną, jaką posiada przy braku otworów szczelinowych. Po trzecie, prąd wiązki może zmieniać się, gdy napięcie zmienne jest dostarczane do siatki obszaru formującego wiązki. Po czwarte skuteczność pola kwadrupolowego zmienia się wraz z położeniem wiązki, a więc wraz z prądem wiązki.

Znane jest z opisu patentowego USA nr 4 731 563 urządzenie do korekcji astygmatyzmu dla wyrzutni elektronowej. Wyrzutnia posiada elektrody obszaru formującego wiązki, głównie elek4

162 108 tryczne soczewki ogniskujące i dwie elektrody grzebieniowe do tworzenia soczewek wielobiegunowych pomiędzy obszarem formującym i głównymi soczewkami, w każdym z torów wiązek elektronów. Każda soczewka wielobiegunowa zapewnia korekcję odpowiedniej wiązki elektronów w celu przynajmniej częściowej kompensacji skutku działania astygmatycznego pola magnetycznego. Pierwsza elektryczna soczewka wielobiegunowa jest umieszczona pomiędzy elektrodami obszaru formującego i głównymi sczewkami elektrycznymi. Druga elektroda wielobiegunowa jest dołączona do głównej soczewki elektrycznej i umieszczona pomiędzy pierwszą elektryczną soczewką wielobiegunową i główną soczewką elektryczną w pobliżu pierwszej soczewki wielobiegunowej. Poprawę korekcji uzyskuje się przy użyciu struktury grzebieniowej w głównej soczewce ogniskującej, jednak ze względu na małą częstotliwość stosowanego pola (60 Hz) trudne jest dołączenie pojemnościowe do układu zasilania ogniskowania bez pogarszania charakterystyk śledzenia zasilania ogniskowania względem zasilania anodowego.

Znane jest z opisu patentowego USA nr 4 764 704 urządzenie wykorzystujące modulowaną dynamicznie soczewką wielobiegunową, przedstawioną w opisie patentowym USA nr 4 731 563, w połączeniu z dodatkową soczewką umieszczoną pomiędzy obszarem formującym wiązki elektronów i soczewkę wielobiegunową. Dodatkowa soczewka zapewnia statyczną korekcję i refrakcję wiązek elektronów w celu korekcji. Wadą tej soczewki jest to, że jej prostokątne otwory, wykorzystywane do korekcji statycznej wiązek, utrudniają montaż wyrzutni elektronowej.

Znana jest z artykułu T. Katsuma i innych, zatytułowanego „Czteropotencjałowa wyrzutnia ogniskująca z dynamicznym sterowaniem astygmatyzmem dla płaskiego prostokątnego kineskopu kolorowego 21-IN“, Sid Digest, 136 (1988), czteropotencjałowa wyrzutnia ogniskująca, mająca sześć elektrod, z których czwarta elektroda posiada trzy dyskretne elementy, przy czym do elektrody ekranującej oraz do dwóch dyskretnych elementów czwartej elektrody jest dostarczane napięcie dynamiczne o parabolicznym kształcie. Drugi element dyskretny ma ustawione pionowo, owalne otwory, które w połączeniu z poziomymi łopatkami umieszczonymi powyżej i poniżej okrągłych otworów dwóch pozostałych elementów dyskretnych, tworzą soczewkę kwadrupolową, zapewniającą kompensację astygmatyzmu i rozogniskowania. Wadą tej wyrzutni jest wzrost liczby części, a owalne otwory utrudniają montaż wyrzutni elektronowej, podobnie jak prostokątne otwory przedstawione w opisie patentowym USA nr 4 764 704.

Podobna wyrzutnia jest opisana przez Shirai i innych, w artykule zatytułowanym „Kwadrupolowa soczewka do dynamicznego ogniskowania i regulacji astygmatyzmu w wyrzutni z soczewką z otworami eliptycznymi, Sid Digest, 162 /1987. Kwadrupolowa soczewka tej wyrzutni jest również utworzona przez trójelementową elektrodę, w której wjednym elemencie dyskretnym są wykonane asymetryczne obrotowo otwory przelotowe, a w dwóch pozostałych elementach dyskretnych są wykonane poziome szczeliny wokół ich kołowych otworów dwóch pozostałych elementów dyskretnych, do których jest doprowadzone napięcie dynamiczne. Wadą tej wyrzutni jest ograniczenie zdolności korekcji astygmatyzmu soczewki kwadrupolowej przez aberrację głównej soczewki.

Znane urządzenie do wyświetlania obrazu kolorowego, zawiera więc lampę elektronopromieniową posiadającą balon z ekranem i z rzędową wyrzutnią elektronową do wytwarzania trzech wiązek elektronów. Wyrzutnia elektronowa zawiera wiele oddalonych od siebie elektrod stanowiących pierwszą soczewkę, drugą soczewkę i trzecią soczewkę do ogniskowania wiązek elektronów. Pierwsza soczewka obejmuje obszar formujący wiązki symetryczne dla drugiej soczewki. Urządzenie zawierające magnetyczny zespół odchylający z polem astygmatycznym.

Według wynalazku w drugiej soczewce wyrzutni elektronowej jest umieszczona elektroda modulacyjna dołączona do źródła sygnałów napięciowych dynamicznych, a w trzeciej soczewce jest umieszczona elektrycznie odseparowana modulacyjna część następnej elektrody, dołączona równoczeme do źródła innego sygnału napięciowego dynamicznego.

W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku w drugiej soczewce jest umieszczona elektroda modulacyjna dołączona do źródła sygnału napięciowego modulacyjnego o częstotliwości pola i korzystnie do źródła sygnału napięciowego modulacyjnego o częstotliwości linii. Druga soczewka zawiera elementy do asymetrycznego ogniskowania wiązek dla trzeciej soczewki, a w trzeciej soczewce jest umieszczona modulacyjna część następnej elektrody dołączona do źródła innego sygnału napięciowego modulacyjnego o częstotliwości linii.

162 108

W korzystnym przykładzie wykonania wynalazku elementy ogniskujące wiązki asymetryczne obrotowo dla głównej soczewki ogniskującej są umieszczone w drugiej soczewce i zawierają elektrodę modulacyjną z trzema asymetrycznymi obrotowo, rzędowymi otworami, z których każdy jest wydłużony w kierunku rzędowym i zawiera zasadniczo kołową część środkową i dwie przeciwległe części łukowe przecinające obwód kołowej części środkowej. Elektroda modulacyjna jest dołączona do źródła sygnału napięciowego modulacyjnego o częstotliwości pola i korzystnie do źródła sygnału napięciowego modulacyjnego o częstotliwości linii. Umieszczona w trzeciej soczewce modulacyjna część następnej elektrody jest dołączona do źródła innego sygnału napięciowego modulacyjnego o częstotliwości linii.

Urządzenie według wynalazku stanowi korzystnie kineskop, w którym elementy ogniskujące wiązki asymetryczne obrotowo w drugiej soczewce zawierają elektrodę modulacyjną z trzema asymetrycznymi obrotowo, rzędowymi otworami, z których każdy jest wydłużony w kierunku rzędowym i zawiera zasadniczo kołową część środkową i dwie przeciwległe części łukowe przecinające obwód kołowej części środkowej.

Każdy z otworów w elektrodzie modulacyjnej zawiera pierwotny otwór mający pierwszy promień i dwa kołowe wtórne otwory pokrywające częściowo pierwotny otwór, przy czym każdy z wtórnych otworów ma drugi promień mniejszy niż pierwszy promień.

Pomiędzy drugą soczewką i trzecią soczewką jest umieszczona soczewka wielobiegunowa w każdym z torów wiązek elektronów. Elektrody tworzące soczewkę wielobiegunową zawierają część płytkową pierwszej soczewki wielobiegunowej i część płytkową drugiej soczewki wielobiegunowej. Część płytkowa pierwszej soczewki wielobiegunowej zawiera część drugiej soczewki i część płytkowa drugiej soczewki wielobiegunowej zawiera część trzeciej soczewki.

Zaletą urządzenia do wyświetlania obrazu kolorowego jest możliwość zapewnienia zmniejszonego wymiaru plamki na całym ekranie w celu zwiększenia rozdzielczości zgodnie z wymaganiami w różnych zastosowaniach. Następuje korekcja silnego astygmatyzmu wprowadzanego do lampy przez magnetyczny zespół odchylający, szczególnie z powodu pól obwodowych. W urządzeniu według wynalazku jest także usuwane rozogniskowanie powodowane głównie przez pionowe przeogniskowanie i dodatkowo przez poziome niedoogniskowanie.

Urządzenie według wynalazku poprawia korekcję dynamiczną dzięki połączonemu działaniu elektrody modulacyjnej i części modulacyjnej następnej elektrody.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w widoku z góry, częściwo w przekroju osiowym, znany kineskop kolorowy, fig. 2 - w schematycznym widoku przekrój pokazujący całą konstrukcję znanej dwupotencjałowej, czterosiatkowej wyrzutni elektronowej, fig. 3 - kształty plamek wiązek elektronów na ekranie konwencjonalnego kineskopu kolorowego, fig. 4a - kontur gęstości prądu wiązki elektronów w środku ekranu dla wyrzutni elektronowej z fig. 2, fig. 4b - kontur gęstości prądu wiązki elektronów wewnątrz głównej soczewki wyrzutni elektronowej z fig. 2, fig. 4c - kontur gęstości prądu wiązki elektronów wyrzutni elektronowej z fig. 2, odchylanej do prawego, górnego rogu ekranu z fig. 5 i 6 -w widokach osiowych od przodu i z boku wyrzutnię elektronową według wynalazku, fig. 7,8,9 i 10 - wyrzutnię elektronową z fig. 5, w przekrojach wzdłuż linii 7-7,8-8,10-10, fig. 11 - kontur gęstości prądu wiązki elektronów z obszaru formującego wiązki (pierwsza soczewka) wyrzutni elektronowej według wynalazku, fig. 12 - kontur gęstości prądu wiązki elektronów wewnątrz głównej soczewki, wytwarzanej przez drugą soczewkę wyrzutni elektronowej, fig. 13 - dwie krzywe przedstawiające napięcie modulacji o częstotliwości linii, nakładane na napięcie ogniskujące elektrody, w funkcji położenia, fig. 14 - krzywą przedstawiającą napięcie modulacji o częstotliwości pola, nakładane na niskie napięcie ogniskujące elektrody, w funkcji położenia, fig. 15 - krzywą przedstawiającą drugie napięcie modulacji o częstotliwości linii, nakładane na niskie napięcie ogniskujące elektrody, w funkcji położenia, fig. 16 - parę krzywych reprezentujących wymiar plamki wiązki elektronów na ekranie, wzdłuż głównej osi kineskopu w dwóch położeniach, w funkcji napięcia modulacji o częstotliwości linii i fig. 17 - parę krzywych reprezentujących wymiar plamki wiązki elektronów na ekranie, wzdłuż małej osi kineskopu w dwóch położeniach, w funkcji napięcia modulacji o częstotliwości pola.

Figura 1 przedstawia konwencjonalny, prostokątny kineskop kolorowy 10 posiadający szklany balon 11 zawierający prostokątny panel 12 płyty czołowej i rurową szyjkę 14, połączone

162 108 przez prostokątną część stożkową 16. Panel 12 zawiera wizyjną płytę czołową 18 i obwodowy kołnierz czyli ścianę boczną 20, która jest przytopiona do części stożkowej 16 przez szkliwo topione 21. Mozaikowy, trójkolorowy ekran elektroluminescencyjny 22 jest umieszczony na wewnętrznej powierzchni płyty czołowej 18. Ekran jest korzystnie ekranem paskowym z paskami luminoforu leżącymi zasadniczo prostopadle do wybieranych linii osnowy obrazu telewizyjnego kineskopu (prostopadle do płaszczyzny fig. 1). Ekran może być ekranem punktowym. Wielootworowa elektroda selekcji kolorów czyli maska cieniowa 24 jest zamontowana usuwalnie w określonej odległości od ekranu 22. Rzędowa wyrzutnia elektronowa 26, oznaczona na fig. 1 linią przerywaną, jest zamontowana centralnie w szyjce 14, wytwarza trzy wiązki elektronów 28 wzdłuż początkowo współpłaszczyznowych torów przechodzących przez maskę cieniową 24 w kierunku ekranu 22. Wyrzutnia elektronowa 26 może być znaną czterosiatkową, dwupotencjałową wyrzutnią elektronową.

Kineskop z fig. 1 jest wyposażony w zewnętrzny, magnetyczny zespół odchylający 30, umieszczony w obszarze połączenia części stożkowej 16 z szyjką 14. Po pobudzeniu zespół odchylający 30 oddziałuje na trzy wiązki elektronów 28 polami magnetycznymi, które powodują, że wiązki wybierają poziomo i pionowo prostokątną osnowę obrazu telewizyjnego na ekranie 22. Początkowa płaszczyzna odchylania P-P (przy braku odchylania) występuje w przybliżeniu w środku zespołu odchylającego 30. Dla uproszczenia rzeczywista krzywizna odchylanych torów wiązek w obszarze odchylania nie jest pokazana. Zespół odchylający 30 dostarcza niejednorodne pole magnetyczne, które zawiera silne pionowe pole magnetyczne odchylające typu poduszkowego i silne poziome pole magnetyczne odchylające typu baryłkowego, które skupiają wiązki elektronów w obwodowej części ekranu 22. Gdy wiązki elektronów przechodzą przez to niejednorodne pole magnetyczne, podlegają zniekształceniom i rozogniskowaniu. W wyniku tego w obwodowych częściach ekranu 22 kształt plamki wiązki elektronów jest znacznie zniekształcony.

Figura 3 przedstawia plamki wytwarzane przez pojedynczą wiązkę elektronów. Plamka jest kołowa w środku ekranu i podlega różnym rodzajom zniekształceń na obwodzie ekranu 22. Plamka jest wydłużona poziomo przy odchylaniu wzdłuż osi poziomej. Plamka w czterech narożach ekranu stanowi połączenie części wydłużonych poziomo i części wydłużonych pionowo, co daje ukształtowanie eliptyczne z przedłużeniami w kształcie aureoli. Rozdzielczość pogarsza się i problemem staje się, niejednorodne ogniskowanie, którego nie można pominąć.

Problem ogniskowania wiązki jest rozwiązany przy użyciu urządzenia do wyświetlania obrazu kolorowego, które zawiera zespół odchylający i wyrzutnię elektronową, pokazaną na fig. 2, posiadającą obszar formujący wiązki, zawierający katody k, siatkę sterującą Gl, siatkę ekranującą G2, trzecią elektrodę G3 i czwartą elektrodę G4 oraz ogniskującą soczewkę LI (G2-G3) i główną soczewkę ogniskującą L2 (G3-G4). Prąd wiązki wyrzutni elektronowej wynosi 4mA.

Figura 4a przedstawia kontur gęstości prądu wiązki elektronów w środku ekranu 22 dla wiązki elektronów wytwarzanej przez obszar formujący wiązki oraz główną soczewkę L2 wyrzutni elektronowej pokazanej na fig. 2. Występuje tu stosunkowo duża część środkowa o gęstości prądu wiązki równej około 50% oraz części obwodowe o gęstości równej około 5% aż do około 1%. Wiązka jest ukształtowana eliptycznie wzdłuż osi pionowej w celu zmniejszenia nadogniskowania wprowadzanego przez zespół odchylający.

Figura 4b przedstawia kontur gęstości prądu wiązki wewnątrz głównej soczewki L2 z fig. 2. Plamka jest wydłużona poziomo, przy czym gęstość 50% występuje wewnątrz małego, eliptycznego odcinka środkowego, otoczonego przez większe części eliptyczne, które stanowią 5% i 1% gęstości prądu wiązki.

Figura 4c przedstawia kontur gęstości prądu wiązki elektronów dla wiązki elektronów odchylanej do prawego górnego rogu ekranu. Występuje tu dość duża część środkowa o gęstości 50%. Powyżej i poniżej środkowej części pojawia się pewna aureola o gęstości około 5% aż do 1%. Plamki wiązek wytwarzane na ekranie przez konwencjonalną, dwupotencjałową wyrzutnię elektronową są niedopuszczalne w przypadku dużych ekranów odbiorników telewizyjnych i zastosowań CAD/CAM.

Figury 5 i 6 przedstawiają szczegółowo wyrzutnię elektronową według wynalazku. Wyrzutnia elektronowa 40 zawiera trzy równo oddalone, współpłaszczyznowe katody 42 (po jednej dla każdej wiązki), siatkę sterującą 44 (Gl), siatkę ekranującą 46 (G2), trzecią elektrodę 48 (G3), czwartą

162 108 elektrodę modulacyjną 50 (G4), piątą elektrodę modulacyjną 52 (G5), przy czym elektroda modulacyjna 52 zawiera część 54 (G5') i część 55 (G5), oraz szóstą elektrodę 56 (G6). Elektrody są ustawione względem siebie w pewnej odległości w wymienionej kolejności oraz są zamocowane do pary szklanych prętów wsporczych (nie pokazanych).

Katody 42, siatka sterująca 44, siatka ekranująca 46 i część trzeciej elektrody 48 naprzeciw siatki sterującej 46 stanowią obszar formujący wiązki wyrzutni elektronowej 40 z symetryczną soczewką LI. Inna część elektrody 48, elektroda modulacyjną 50 i część 55 elektrody modulacyjnej 52 stanowią pierwszą asymetryczną soczewkę L2. Część 54 elektrody modulacyjnej 52 i elektroda 58 stanowią główną soczewkę ogniskującą L3 czyli drugą asymetryczną soczewkę.

Każda katoda 42 zawiera tuleję 58 zamkniętą na przednim końcu przez nasadkę 60 posiadającą powłokę 62 z materiału emitującego elektrony. Każda katoda 42 jest ogrzewana pośrednio przez cewkę grzewczą (nie pokazaną), umieszczoną wewnątrz tulei 58.

Siatka sterująca 44 i siatka ekranująca 46 są dwiema umieszczonymi blisko siebie płaskimi płytkami, z których każda ma trzy pary rzędowych otworów 64 i 66. Otwory 64 i 66 są współosiowo względem siebie i z powłoki 62 katody przechodzą przez nie trzy równo oddalone, współpłaszczyznowe wiązki elektronów 28 (jak pokazano na fig. 1) skierowane do ekranu 22. Korzystnie początkowe tory wiązek elektronów są równoległe, a tor środkowy jest zgodny z osią środkową A-A wyrzutni elektronowej.

Trzecia elektroda 48 posiada płaską, zewnętrzną część płytkową 68 mającą trzy rzędowe otwory 70, które są współosiowe z otworami 66 i 64 siatki ekranującej 46 i siatki sterującej 44. Elektroda 48 posiada także pierwszą część 72 i drugą część 74 w kształcie czasz, które są połączone ze sobą od strony otwartych końców. Pierwsza część 72 ma trzy rzędowe otwory 76 przechodzące przez dno czaszy, współosiowe z otworami 70 w płytce 68. Druga część 74 elektrody 48 ma trzy otwory 78 przechodzące przez dno czaszy współosiowe z otworami 76 w pierwszej części 72. Otwory 78 są otoczone przez wytłoczki 79. Inaczej płytka 68 może być utworzona jako integralna część pierwszej części 72.

Elektroda modulacyjną 50, według wynalazku, stanowi płaską płytkę posiadającą trzy asymetryczne obrotowo, rzędowe otwory 80 współosiowe z otworami 78 w elektrodzie 48.

Figura 7 przedstawia kształt otworów 80 elektrody modulacyjnej 50. Asymetryczne obrotowo otwory 80 są wydłużone w kierunku poziomym, tj. w kierunku obrotów rzędowych. Każdy z otworów 80 posiada zasadniczo kołową część środkową, zawierającą otwór pierwotny 120 mający promień n równy 2,007 mm, i parę przeciwległe umieszczonych części łukowych 122 utworzonych przez otwory wtórne umieszczone po każdej stronie otworu pierwotnego 120. Otwory wtórne częściowo pokrywają otwór pierwotny 120, każdy ma promień Γ2 równy 0,511 mm i jest umieszczony na osi poziomej B-B w odległości 2,302 mm od środka otworu 120 tak, że całkowity wymiar poziomy H otworu 80 wynosi 4,420 mm. Otwory wtórne 122 są dopasowane ściśle do otworów pierwotnych 120. Maksymalny wymiar pionowy V otworu 80 wynosi 4,013 mm i jest równy średnicy otworu pierwotnego 120. Kołowe otwory pierwotne ułatwiają montaż elementów wyrzutni elektronowej na cylindrycznych sworzniach montażowych. Asymetryczne obrotowo otwory 80 zapewniają efekt ogniskowania kwadrupolowego przechodzących wiązek, który to efekt jest wzmocniony przez przyłożenie do nich napięcia dynamicznego, zmieniającego się wraz z odchylaniem wiązek elektronów.

Część 55 elektrody 52 (fig. 5) jest głęboko tłoczonym elementem w kształcie czaszy, mającym w dnie trzy otwory 82 otoczone przez wytłoczki 83. Otwarty koniec elektrody 52 zamyka płaska płytka 84 mająca trzy otwory 86 współosiowe z otworami 82. Do przeciwległej powierzchni płytki 84 jest zamocowana pierwsza część płytkowa 88 mająca wiele otworów 90. Część 54 elektrody 52 jest drugim głęboko tłoczonym elementem w kształcie czaszy, mającym wnękę 92 utworzoną w dolnym końcu, z trzema rzędowymi otworami 94 utworzonymi w dnie. Otwory 94 są otoczone przez wytłoczki 95. Przeciwległy otwarty koniec części 54 elektrody 52 jest zamknięty przez drugą część płytkową 96 mającą trzy otwory 98 współosiowe z otworami 90 w pierwszej części płytkowej 88 w sposób opisany poniżej.

Szósta elektroda 56 jest także głęboko tłoczonym elementem w kształcie czaszy mającym jeden koniec z dużym otworem 100, przez który przechodzą wszystkie trzy wiązki elektronów, oraz drugi otwarty koniec, który jest zamknięty przez element płytkowy 102, mający trzy otwory 104 współosiowe z otworami 94 w części 54. Otwory 104 są otoczone przez wytłoczki 105.

Figura 8 przedstawia kształt wnęki 92 w części 54 wraz z otworami 94. Wnęka 92 ma jednakowy wymiar pionowy dla każdego z torów wiązek elektronów, z zaokrąglonymi końcami. Taki kształt jest nazywany kształtem typu „toru wyjściowego.

Figura 9 przedstawia kształt dużego otworu 100 w elektrodzie 56 wraz z otworami 104. Otwór 100 ma większy wymiar pionowy przy bocznych torach wiązek elektronów niż przy torze wiązki środkowej. Taki kształt jest nazywany kształtem typu „psiej kości lub „sztangi.

Pierwsza część płytkowa 88 elektrody 52 (fig. 5) jest umieszczona naprzeciw drugiej części płytkowej 96 elektrody 52.

Figura 10 pokazuje, że otwory 90 w pierwszej części płytkowej 88 mają odchodzące od niej wytłoczki, które są podzielone na dwa segmenty 106 i 108 dla każdego otworu. Otwory 98 w drugiej części płytkowej 96 mają również odchodzące od niej wytłoczki, które są podzielone na dwa segmenty 110 i 112 dla każdego otworu. Segmenty 106 i 108 przeplatają się z segmentami 110 i 112. Te segmenty są stosowane do tworzenia soczewek wielobiegunowych (np. kwadrupolowych) w tokach każdej z wiązek elektronów, gdy różne potencjały są przekładane do części 54 i 55 elektrody 52. W wyniku właściwego przyłożenia sygnału napięcia dynamicznego do części 54 jest możliwe użycie soczewek kwadrupolowych, utworzonych przez segmenty 106, 108, 110 i 112, do korekcji asygmatycznej wiązek elektronów i kompensacji astygmatyzmu występującego albo w wyrzutni elektronowej albo w zespole odchylającym.

Szczególne wymiary wyrzutni elektronowej modelowanej przez komputer, używanej w kineskopie 27V110 są przedstawione w tabeli.

Tabela

odległość K-44	mm 0,08
grubość siatki sterującej 44	0,06
grubość siatki ekranującej 46	0,61
średnica otworów elektrod 44 i 46	0,64
odległość elektrod 44 i 46	0,25
odległość elektrod 46 i 48	0,76
grubość części płytkowej 68	0,25
średnica otworu elektrody 48	1,02
długość elektrody 48	5,08
grubość elektrody 50	0,89
wymiar otworu elektrody 50	4,01V x
odledłość elektrod 48 i 50	4,42H 1,27
całkowita długość części 52 i 54	22,61
odległość elektrod 50 i 52	1,27
odległość części płytkowych 88 i 96	1,02
długość wnęki 92	18,16
pionowy wymiar wnęki 92	8,00
głębokość wnęki 92	2,92
długość elektrody 56	3,30
odległość elektrod 52 i 56	1,27
średnica otworów 78, 82, 90, 94, 98 i 104	4,06
odległość środków otworów	5,08
długość otworu 100	17,73
pionowy wymiar otworu 100 przy środkowej wiązce	6,78
pionowy wymiar otworu 100 przy zewnętrznych wiązkach	7,11
głębokość otworu 100	2,92
długość wytłoczek 79	0,89
długość wytłoczek 83	0,74
długość wytłoczek 95	0,86
długość wytłoczek 105	1,14

162 108

W przykładzie przedstawionym w tabeli wyrzutnia elektronowa 40 jest połączona elektrycznie tak, jak pokazano na fig. 6. Zwykle katoda pracuje przy około 150 V, siatka sterująca 44 jest uziemiona, siatka ekranująca 46 działa w zakresie od około 300 V do 1000 V, elektroda 48 i część 55 elektrody 52 są połączone ze sobą elektrycznie i działają przy około 7 kV, natomiast elektroda 56 działa przy potencjale anodowym około 25 kV. Do elektrody modulacyjnej 50 jest doprowadzony co najmniej jeden sygnał napięcia dynamicznego, a inny sygnał napięcia dynamicznego jest doprowadzony do części 54 elektrody 52.

W wyrzutni elektronowej 40 pierwsza soczewka LI (fig. 6), zawierająca siatkę sterującą 44, siatkę ekranującą 46 i sąsiednią część elektrody 48, wytwarza ukształtowaną symetrycznie wiązkę elektronów o wysokiej jakości zamiast ukształtowanej asymetrycznie wiązki elektronów w drugiej soczewce L2. Kontur gęstości prądu jednej z wiązek dla pierwszej soczewki LI jest pokazany na fig. 11. Obszar formujący wiązki nie wprowadza znacznej asymetrii do wiązki elektronów.

Druga soczewka L2, zawierająca elektrodę modulacyjną 50 i sąsiednie części elektrody 48 i elektrody 52, stanowi soczewkę asymetryczną, dostarczającą wydłużoną poziomo wiązkę elektronów, która w trzeciej czyli głównej soczewce ogniskującej L3 ma kontur plamki pokazany na fig. 12. Owalny kształt wiązki elektronów jest tworzony w wyniku zastosowania asymetrycznych obrotowo otworów 80 przechodzących przez elektrodę 50 oraz dostarczania do niej napięcia dynamicznego.

Główna soczewka ogniskująca L3, utworzona pomiędzy częścią 54 elektrody 52 i częścią 56 elektrody 52 jest również soczewką o małej aberracji, optymalną dla astygmatyzmu zerowego w środku ekranu. Część 54 i elektroda 52 są na tym samym potencjale (około 7 kV) oraz elektroda modulacyjna 50 i siatka ekranująca 46 są na tym samym potencjale (około 350 V).

W wyrzutni elektronowej 40 według wynalazku elektroda modulacyjna 50 jest skuteczna zarówno dla modulacji o częstotliwości linii (15,75 kHz) wzdłuż głównej osi (rzędowej) lampy od położenia 3D do 9D na ekranie (fig. 3) oraz dla modulacji o częstotliwości pola (60 Hz) wzdłuż mniejszej osi lampy (prostopadłej do osi rzędowej) od położenia 6D do 12D na ekranie. Jednak ze względu na to, że elektroda 50 jest zbyt bliska położeniu przecięcia wiązek elektronów przy wielkich prądach, nie może kompensować całkowicie rozogniskowania odchylania w narożach 2D i 10D lampy (i również symetrycznie w narożach 4D i 8D). Ze względu na trudności sprzężenia pojemnościowego przy częstotliwości wybierania pola przy wysokonapięciowym zasilaniu ogniskującym (7 kV) i ze względu na nieskuteczność modulacji z częstotliwością linii przy narożach 2D-10D i 4D-8D lampy, przy użyciu jedynie niskonapięciowej elektrody modulacyjnej 50, wynalazek wykorzystuje podwójną modulację. Modulacja z częstotliwością linii jest uzyskiwana przez nałożenie zasadniczo parabolicznego sygnału napięciowego, który wzrasta wraz z kątem odchylania, na ogniskujące napięcie zasilania, doprowadzane do części 54 elektrody 52. Modulacja z częstotliwością pola jest uzyskiwana przez nałożenie innego parabolicznego sygnału napięciowego, który również wzrasta wraz z kątem odchylania, na niskie napięcie ogniskujące, doprowadzane do elektrody modulacyjnej 50.

Figura 13 przedstawia pierwszą krzywą 124, która reprezentuje sygnał napięciowy modulacyjny o częstotliwości linii, względem napięcia ogniskującego (7kV) (środek ekranu), które jest wymagane dla części 54 w celu ogniskowania wiązek elektronów wzdłuż głównej osi lampy od położenia 3D do 9D na ekranie (fig. 3). Krzywa 126 reprezentuje większe napięcie modulacyjne o częstotliwości linii, wymagane dla części 54 elektrody 52 w celu ogniskowania wiązek elektronów na górze (lub na dole) ekranu od położenia 2D do 10D (lub 4D do 8D), gdy właściwy sygnał napięciowy modulacyjny o częstotliwości pola jest dostarczany do elektrody 50 w celu korekcji ogniskowania wiązek elektronów wzdłuż małej osi lampy od położonej 6D do 12D na ekranie.

Figura 14 przedstawia krzywą 128 dla sygnału napięciowego modulacyjnego o częstotliwości pola.

Na figurze 13 widać, że wadą dynamicznych sygnałów napięciowych z podwójną modulacją, przedstawionych na fig. 13 i 14, jest to, że sygnał napięciowy modulacyjny o częstotliwości linii, wymagany do właściwego ogniskowania wiązek elektronów wzdłuż górnej części ekranu i w narożnych położeniach 2D i 10D (krzywa 126), jest większy niż wymagany do właściwego ogniskowania wiązek elektronów wzdłuż osi głównej od położenia 3D do 9D (krzywa 124). Równo^ιυ 162 108 czesnego ogniskowania wzdłuż osi głównej/małej i w narożnych położeniach nie można więc uzyskać całkowicie przy modulacji o częstotliwości linii dla części 54 elektrody 52 oraz modulacji o częstotliwości pola dla elektrody modulacyjnej 50. Odpowiednio do tego „prosta modulacja dynamiczna podwójna taka, jak opisana powyżej, nie wykorzystuje maksymalnie zalet urządzenia.

Urządzenie jest wykorzystane maksymalnie przez wprowadzenie „złożonej modulacji podwójnej, która powoduje, że całkowite napięcia modulacyjne o częstotliwości linii wzdłuż osi głównej (3D-9D) i w narożnych położeniach (2D-10D) są takie same. Można to uzyskać przez doprowadzenie dodatkowego sygnału napięciowego modulacyjnego o częstotliwości linii do elektrody modulacyjnej 50, ponieważ gdy elektroda modulacyjna 50 jest skuteczna dla modulacji o częstotliwości linii w położeniach 3D i 9D na ekranie, nie ma ona wpływu na naroże położenia 2D i 10D. Tak więc przez dostarczenie drugiego sygnału napięciowego modulacyjnego o częstotliwości linii, przedstawionego na krzywej 130 na fig. 15, w zakresie od 0 do -300 woltów (względem siatki ekranującej 46) do elektrody modulacyjnej 50, dla przeogniskowania wiązki elektronów w położeniach 3D i 9D, amplituda pierwszego sygnału napięciowego modulacyjnego o częstotliwości linii, dostarczanego do części 54 elektrody 52, może być zwiększona do wartości pokazanych na krzywej 126, dla ogniskowania w narożnych położeniach 2D i 10D, przy zachowaniu ogniskowania wzdłuż osi głównej w położeniach 3D i 9D.

Figura 16 i 17 przedstawiają odpowiednio wpływ sygnałów napięciowych modulacyjnych o częstotliwości linii i częstotliwości pola, dostarczanych do elektrody modulacyjnej 50, na wymiar plamki wiązki wzdłuż osi głównej w położeniach 3D i 9D i wzdłuż osi małej w położeniach 6D-12D. Fig. 16 pokazuje, że wzdłuż osi głównej wymiar plamki wiązki elektronów na ekranie jest wydłużony poziomo o około 1,6 : 1 w wymaganym punkcie roboczym przy około 300 woltów poniżej potencjału siatki ekranującej 46, równego 350 V. Fig. 17 pokazuje, że wzdłuż osi małej w położeniach 6D i 12D wymiar plamki wiązki elektronów na ekranie jest wydłużony pionowo o około

1,7 : lw wymaganym punkcie roboczym przy potencjale około 300 woltów powyżej potencjału siatki ekranującej 46. Modulacja opisana powyżej oddziałuje na wymiar pionowy plamki bez zasadniczego oddziaływania na wymiar poziomy plamki.

Wyrzutnia elektronowa 40 zawiera więc trzy soczewki, z których druga i trzecia może być oddzielnie modulowana w celu korekcji astygmatyzmu wprowadzanego do wyrzutni elektronowej przez zespół odchylający. Trzecia soczewka zawiera część' 54, która może być modulowana przez pierwszy sygnał napięciowy o częstotliwości wybierania linii w celu korekcji ogniskowania wiązek elektronów na ekranie wzdłuż osi głównej lampy. Drugi sygnał napięciowy o częstotliwości wybierania pola może być doprowadzany do elektrody modulacyjnej 50 drugiej soczewki w celu korekcji ogniskowania wiązek elektronów na ekranie wzdłuż osi małej lampy. Dzięki zastosowaniu złożonej modulacji podwójnej, wykorzystującej dodatkowy sygnał napięciowy modulacyjny o częstotliwości linii, doprowadzany do elektrody modulacyjnej 50 oraz dzięki zwiększeniu napięcia modulacyjnego o częstotliwości linii, doprowadzanego do części 54 elektrody 52, wiązki elektronów mogą być ogniskowane w narożach w uzupełnieniu do optymalizacji wzdłuż osi głównej i osi małej.

Pomimo, że wynalazek jest opisany dla kineskopu 27 V110, może być on wykorzystywany także w większych lub mniejszych lampach.

Fig. 17

Fig. 16

Fig. /3

500,

400

Fig. ΙΟ

Fig. II

Fig. 8

Fig. 9

Fig. 7

Fig. 6

	I
lZ	-ł-iwcsj

Fig. 5 A

rntT-j-kr- &
-^aWeU,	re—Jeo
! ^9	~⁷⁹
i	.......r~.„J

	..W'z...~
......«ufeya
Strf t	l·

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie do wyświetlania obrazu kolorowego, zawierające lampę elektronopromieniową posiadającą balon z ekranem i z rzędową wyrzutnią elektronową do wytwarzania trzech wiązek elektronów, zawierającą wiele oddalonych od siebie elektrod stanowiących pierwszą soczewkę, drugą soczewkę i trzecią soczewkę do ogniskowania wiązek elektronów, przy czym pierwsza soczewka obejmuje obszar formujący wiązki symetryczne dla drugiej soczewki oraz urządzenie zawiera magnetyczny zespół odchylający z polem astygmatycznym, znamienne tym, że w drugiej soczewce (L2) jest umieszczona elektroda modulacyjna (50) dołączona do źródła sygnałów napięciowych dynamicznych (128,130), a w trzeciej soczewce (L3) jest umieszczona elektrycznie odseparowana modulacyjna część (54) następnej elektrody (52), dołączona równocześnie do źródła innego sygnału napięciowego dynamicznego (126).
2. Urządzenie do wyświetlania obrazu kolorowego, zawierające lampę elektronopromieniową posiadającą balon z ekranem i z rzędową wyrzutnią elektronową do wytwarzania trzech wiązek elektronów zawierających wiele oddalonych od siebie elektrod stanowiących pierwszą soczewkę, drugą soczewkę i trzecią soczewkę do ogniskowania wiązek elektronów, przy czym pierwsza soczewka obejmuje obszar formujący wiązki symetryczne dla drugiej soczewki zawierającej elektrodę modulacyjną umieszczoną pomiędzy dwiema innymi elektrodami drugiej soczewki i urządzenie zawiera zespół odchylający z polem astygmatycznym, znamienne tym, że w-drugiej soczewce (L2) jest umieszczona elektroda modulacyjna (50) dołączona do źródła sygnału napięciowego modulacyjnego (128) o częstotliwości pola i korzystnie do źródła sygnału napięciowego modulacyjnego (130) o częstotliwości linii, druga soczewka (L2) zawiera elementy do asymetrycznego ogniskowania wiązek dla trzeciej soczewki (L3), a w trzeciej soczewce (L3) jest umieszczona modulacyjna część (54) następnej elektrody (52) dołączona do źródła innego sygnału napięciowego modulacyjnego (126) o częstotliwości linii.
3. Urządzenie do wyświetlania obrazu kolorowego, zawierające lampę elektronopromieniową posiadającą balon z ekranem i z rzędową wyrzutnią elektronową do wytwarzania trzech wiązek elektronów, zawierającą wiele oddalonych od siebie elektrod, stanowiących pierwszą soczewkę, drugą soczewkę i trzecią soczewkę do ogniskowania wiązek elektronów, przy czym pierwsza soczewka obejmuje obszar formujący wiązki symetryczne dla drugiej soczewki zawierającej elementy ogniskujące wiązki asymetryczne obrotowo dla trzeciej soczewki będącej główną soczewką ogniskującą o małej aberracji i urządzenie zawiera zespół odchylający z polem astygmatycznym, znamienne tym, że elementy ogniskujące wiązki asymetryczne obrotowo dla głównej soczewki ogniskowej (L3) są umieszczone w drugiej soczewce (L2) i zawierają elektrodę modulacyjną (50) z trzema asymetrycznymi obrotowo, rzędowymi otworami (80), z których każdy jest wydłużony w kierunku rzędowym i zawiera zasadniczo kołową część środkową (120) i dwie przeciwległe części łukowe (122) przecinające obwód kołowej części środkowej (120), przy czym elektroda modulacyjna (50) jest dołączona do źródła sygnału napięciowego modulacyjnego (128) o częstotliwości pola i korzystnie do źródła sygnału napięciowego modulacyjnego (130) o częstotliwości linii oraz umieszczona w trzeciej soczewce (L3) modulacyjna część (54) następnej elektrody (52) jest dołączona do źródła innego sygnału napięciowego modulacyjnego (126) o częstotliwości linii.
4. Urządzenie do wyświetlania obrazu kolorowego, zwłaszcza kineskop kolorowy zawierający balon z ekranem i z rzędową wyrzutnią elektronową do wytwarzania trzech wiązek elektronów, zawierającą wiele oddalonych od siebie elektrod stanowiących pierwszą soczewkę, drugą soczewkę i trzecią soczewkę do ogniskowania wiązek elektronów, przy czym pierwsza soczewka obejmuje obszar formujący wiązki symetryczne dla drugiej soczewki zawierającej elementy ogniskujące wiązki asymetryczne obrotowo dla trzeciej soczewki, będącej główną soczewką ogniskującą o małej aberracji, znamienne tym, że elementy ogniskujące wiązki asymetryczne obrotowo w drugiej soczewce (L2) zawierają elektrodę modulacyjną (50) z trzema asymetrycznymi obrotowo, rzędowymi otworami (80), z których każdy jest wydłużony w kierunku rzędowym i zawiera zasadniczo

162 108 kołową część środkową (120) i dwie przeciwległe części łukowe (122) przecinające obwód kołowej części środkowej.
5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że każdy z otworów (80) w elektrodzie modulacyjnej (50) zawiera pierwotny otwór (120) mający pierwszy promień (γι) i dwa kołowe wtórne otwory (122) pokrywające częściowo pierwotny otwór (120), przy czym każdy z wtórnych otworów (122) ma drugi promień (r₂) mniejszy niż pierwszy promień (γι).
6. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że pomiędzy drugą soczewką (L2) i trzecią (L3) jest umieszczona soczewka wielobiegunowa w każdym z torów wiązek elektronów, elektrody tworzące soczewkę wielobiegunową zawierając część płytkową (88) pierwszej soczewki wielobiegunowej i część płytkową (96) drugiej soczewki wielobiegunowej, a część płytkowa (88) pierwszej soczewki wielobiegunowej zawiera część (55) drugiej soczewki i część płytkowa (96) drugiej soczewki wielobiegunowej zawiera część (54) trzeciej soczewki.