ДВУЛУЧЕВАЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ТРУБКА С МАГНИТНОЙ ОТКЛОНЯЮЩЕЙ СИСТЕМОЙ Российский патент 1995 года по МПК H01J31/10 

Изобретение относится к электронной технике, в частности к электронно-лучевым приборам, и может быть использовано при разработке и в производстве электронно-лучевых трубок для проекционного цветного телевидения, в том числе высокого разрешения (второй ТВ-стандарт).

В электронно-лучевых трубках (ЭЛТ), использующих многолучевые электронно-оптические системы для одновременного воспроизведения более одного изображения, например в многолучевых осциллографах и в цветном телевидении, необходимо осуществлять совмещение изображений с той или иной степенью точности. В осциллографии это требование совмещения начала координат отсчет, в цветном телевидении совмещение изображений от трех электронных прожекторов, воспроизводящих основные цвета.

В настоящее время в связи с ограничением возможностей достижения с помощью однолучевых ЭЛТ больших яркостей при высокой разрешающей способности в проекционных системах черно-белого и цветного телевидения нашли применение многолучевые системы, в частности более эффективные двухлучевые ЭЛТ. Такие трубки позволяют значительно улучшить качество изображения за счет разнесения во времени двух одинаковых сигналов, возбуждающих одну точку люминофора. Таким способом воспроизведения можно преодолеть энергетический и температурный пороги насыщения люминофора и значительно повысить яркость изображения при одновременном существенном улучшении разрешающей способности. Разрешение улучшается, так как снижается ток пучка одного электронного прожектора при суммарном токе, большем, чем достигается в однолучевых системах, что дает также возможность обеспечить воспроизведение изображения по второму телевизионному стандарту. Однако описанное техническое решение выводит на первый план задачу прецизионного совмещения изображений, при временном сдвиге сигнала между электронными прожекторами, решение которой может быть различным в зависимости от конструкции и назначения трубки.

Известны конструкции ЭЛТ, в которых для совмещения пучков в плоскости экрана электронные прожекторы размещены таким образом, что они находятся под углом к оси ЭЛТ с вершиной в центре экрана. Такие системы сложны конструктивно, нетехнологичны, не обеспечивают требуемой точности сведения и при этом не исключают необходимости применения устройств, корректирующих положение отдельных изображений.

Мировой опыт создания многолучевых ЭЛТ показал, что наиболее целесообразным конструктивным решением является такое расположение электронных прожекторов, при котором оптические оси каждого прожектора параллельны общей оси ЭЛТ. Для сведения пучков в цветных ЭЛТ используются электростатические линзы в сочетании с магнитными элементами коррекции сведения. В осциллографических ЭЛТ для совмещения положения пучков и коррекции изображения используются чисто электростатические элементы, в том числе отклоняющие системы.

Известны ЭЛТ, содержащие параллельные, расположенные в одной плоскости три электронно-оптические системы с разделенными катодами и общей фокусирующей линзой, электростатической или магнитной. В известных системах принято совмещение фокусировки пучков и их сведения в главной фокусирующей линзе за счет разведения боковых пучков на входе в линзу или за счет введения в линзу астигматичных элементов. Такие технические решения приняты, например, в системах типа "Тринитрон" (см. патент США N 2619687, кл. H 01 j 35/50 и патент США N 3639735, кл. Н 01 j 29/50).

Существенным недостатком известных систем является влияние коррекции сведения на фокусировку, так как при оптимальной фокусировке может быть плохое сведение, и наоборот. Поэтому при регулировке аппаратуры находят компромиссное положение. Для точной корректировки положения пучков в статике и при воспроизведении изображения применяются достаточно сложные внешние магнитные системы в сочетании с использованием магнитопроводов (концентраторов или шунтов) различной конфигурации, размещаемых в оконечном электроде арматуры.

Учитывая, что в любом случае необходимо применение внешних магнитных устройств для статической и динамической корректировки положения пучков, большое внимание уделяется конструктивным проработкам магнитных элементов внутри трубки. Известно множество различных патентов, в которых даны технические решения, направленные на улучшение коррекции положения пучков и упрощение внешних магнитных устройств, например патент США N 4556819, кл. H 01 j 29/76, заявка Великобритании N 1569829, кл. Н 01 j 29/51, заявка Франции (и ЕПВ) N 2585878, кл. Н 01 j 29/54, заявка Японии N 63-24582, кл. Н 01 j 29/51. Известно также решение (патент Японии N 12474), в котором с целью коррекции положения одного из трех пучков в двух направлениях вдоль оси трубки, над основной группой магнитопроводов установлена вторая пара магнитопроводов.

Прототипом предлагаемого решения является описанный в заявке Японии N 63-7422, кл. Н 01 j 29/56, опубл. 16.2.88, цветной кинескоп, в котором коррекция положения трех пучков осуществляется с помощью пересекающихся магнитопроводов, смонтированных в чашке оконечного электрода электронно-оптической системы. Как и в других известных конструкциях, управление осуществляется с помощью внешнего магнитного устройства.

Недостатком этой конструкции является одновременное воздействие корректирующего поля на пучки и возможность смещения пучков только в одном направлении. Поскольку известные решения, как и прототип, предназначены для трехлучевых трубок, они в разной степени предусматривают защиту центрального пучка (его экранирование) от управляющих полей и не имеют возможности раздельного управления крайними пучками.

Целью изобретения является улучшение качества изображения путем обеспечения возможности управления пучками для прецизионного совмещения изображений от разных электронных прожекторов в двух взаимно перпендикулярных направлениях, и повышение чувствительности управляющих элементов.

Цель достигается тем, что устройства для совмещения, представляющие собой две разделенные пары магнитопроводов, охватывающих каждая один пучок, размещены между последними электродами электронных прожекторов и фокусирующей линзой таким образом, что магнитопроводы параллельны и эквидистантны плоскости, проходящей через оси обоих прожекторов, причем магнитопроводы каждой пары электричекски изолированы между собой, но соединены накрест с магнитопроводами второй пары и образуют при этом две электростатические отклоняющие системы, смещающие электронные пучки в противоположных друг другу направлениях перпендикулярно их смещению магнитными полями.

Сравнение известных технических решений, в том числе прототипа, с настоящим изобретением показывает существенное отличие его от известных. При проведении патентного поиска и экспертизы признаков, отличающих изобретение от известных в описаниях, статьях и рефератах, не обнаружено. Следовательно, заявленное техническое решение обладает существенными отличиями, соответствует требованиям, новизне.

На фиг.1 показана предлагаемая трубка в разрезе; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1.

Двухлучевая ЭЛТ содержит баллон 1 ЭЛТ, магнитную отклоняющую систему 2, магнитное устройство 3 коррекции положения пучков, двухлучевую электронно-оптическую систему 4, содержащую электронные прожекторы 5, парные магнитопроводы 6 и 7 коррекции положения пучков, фокусирующую линзу 8, электронные пучки 9 и 10, экран 11 ЭЛТ.

Электронные прожекторы 5 создают параллельные друг другу и оси трубки пучки 9 и 10. Фокусирующая система 8 фокусирует эти пучки и сводит их в плоскости экрана 11. Между прожекторами 5 и фокусирующей системой 8 расположены парные магнитопроводы 6 и (или) 10. Под воздействием поля пучок отклоняется в плоскости расположения магнитопроводов в ту или другую сторону (на чертеже по вертикали). Таким образом осуществляется совмещение двух изображений по кадрам. Одновременно каждая пара магнитопроводов 6 и 7 представляет собой электростатические отклоняющие системы, которые в зоне прохождения пучков имеют плоскопараллельные участки. Специфическим моментом является электрическое соединение магнитопроводов 6 и 7 при выполнении функций отклоняющих систем. Левая пластина пары 6 и соединенная с ней правая пластина пары 7 работают в противоположном друг другу направлении, смещая изображение по строкам, чем достигается эффект удвоения чувствительности к отклонению, так как величина необходимого смещения изображения от одного прожектора уменьшается вдвое.

Примером конкретного исполнения предложенного технического решения является опытная партия проекционных двухлучевых ЭЛТ для воспроизведения трех основных цветов. Устройство трубок соответствует показанному на чертеже. Электронные прожекторы 5 собраны из набора плоских диафрагм. Оконечный электрод прожекторов несет на себе магнитопроводы левый пары 7 и правый пары 6. В качестве элементов отклоняющих систем они таким образом соединены между собой и находятся под средним потенциалом. Дополнительная диафрагма, установленная перед фокусирующей системой, несет на себе вторые пластины пар 6 и 7. Эта диафрагма имеет отдельный вывод, на который подается потенциал, корректирующий положение изображений.

Если в однолучевой трубке аналогичного назначения достигается разрешающая способность в 450 тв.лин. при токе луча 750 мкА, то в двухлучевой ЭЛТ опытной партии при длине трубок 350 мм и диагонали фронтального стекла 60 мм получено изображение размером 30 х 40 мм, разрешающей способностью 650 тв. лин. и токе каждого пучка 300 мкА. Одновременно повышена светоотдача экрана. При яркости свечения от одного прожектора (без изменения тока пучка) 20-25 тыс. кд/м² два пучка обеспечивают яркость 45 тыс. кд/м².

Обеспечение достигнутой разрешающей способности и яркости требует прецизионного совмещения изображений от двух электронных прожекторов при задержке второго изображения до полукадра, т.е. до 1 мс, что и обеспечено предложенным техническим решением. В опытных образцах система коррекции положения пучков на экране имеет размеры: l 6 мм; L 305 мм; d 3 мм при U_a 300 В. Чувствительность к отклонению рассчитана по упрощенной формуле
S=l(L-l/2)/2dU_a, где S чувствительность к отклонению;
l длина пластин вдоль оси трубки;
L расстояние от начала пластин до экрана;
d расстояние между пластинами;
U_а потенциал в зоне отклонения.

Расчетная чувствительность равна 0,1 мм/В, что обеспечивает возможность управления от стабилизированного источника постоянного тока.

Экономическая эффективность от использования настоящего изобретения достигается при производстве и эксплуатации аппаратуры у потребителя, в том числе за счет повышения надежности и долговечности электронно-лучевых трубок.

Использование: при разработке и в производстве электронно-лучевых трубок для проекционного цветного телевидения, в том числе высокого разрешения. Сущность изобретения: устройство содержит баллон ЭЛТ, магнитную отклоняющуюся систему, магнитное устройство коррекции положения пучков, двухлучевую электронно-оптическую систему, содержащую электронные прожекторы, парные магнитопроводы коррекции положения пучков, фокусирующую линзу, экран ЭЛТ. Новым в устройстве является электрическое соединение магнитопроводов при выполнении функций отклоняющих систем. 2 ил.

ДВУЛУЧЕВАЯ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВАЯ ТРУБКА С МАГНИТНОЙ ОТКЛОНЯЮЩЕЙ СИСТЕМОЙ, имеющая два независимо управляемых электронных прожектора, магнитопроводы для внешнего управления положением пучков и фокусирующую систему, отличающаяся тем, что с целью улучшения качества изображения путем прецизионного совмещения изображений в двух взаимно перпендикулярных направлениях от обоих прожекторов и повышения чувствительности управляющих элементов, две разделенных пары магнитопроводов, охватывающих каждая соответствующий пучок, размещены вдоль оси трубки между последними электродами прожекторов и фокусирующей системой так, что они параллельны и эквидистантны плоскости, проходящей через оси обоих прожекторов, причем магнитопроводы каждой пары электрически изолированы между собой и соединены накрест с магнитопроводами второй пары в качестве двух электростатических отклоняющих систем для смещения электронных пучков в противоположных друг другу направлениях перпендикулярно их смещению магнитными полями.