Электронная пушка Советский патент 1984 года по МПК H01J29/48 

Изобретение относится к катоднолучевым трубкам цветного изображения для бытовых телевизионных прием ников/ и может быть использовано, в частности в трубках, использующих ксялбинацию самосводящейся отк-лоняющей системы с теневой маской и имеющих многопучковые электронные пушки расположенные в горизонтальной плоскости по одной линии (системы in. tine. ) I апертурнуго маску с вертикаль но расположенными апертурами щелевой формц и экран с вертикально ориентированными полосами люминофора, а так же в трубках с тенев.ой маской штрихового типа и индексных трубках. Известна электронная пушка, предназначенная для создания по меньшей мере двух, предпочтительно трех, электронных лучей в общей плоскости и направлении их вдоль конвергентных траекторий до их схождения в малень кое пятно йа экране. Самосводящаяся отклоняющая система имеет неоднородности поля, которые обеспечивают сходимость Лучей без специально предназначенных для этого средств ,l Основным направлением в разработке трубок цветного изображения является создание более коротких трубок с большими углами отклонения. Было обнаружено, что для трубок с углом отклонения ИО имеет место существеннее искажение лучей при развертывании в направлении к краю экрана. Эти искажения типа засветки появляются в виде нежелательных хвостов или пятен низкой интенсивности, расположенных рядом с полезным пятном. Упомянутые искажения возникают из-з воздействия краевых областей отклоня ющего поля на лучи при их прохождеНИИ через электронную пушку и из-за неоднородности самого отклоняющего поля. Если отклоняющее поле захватывает область э 1ектронной пушки, что обычно имеет место, лучи могут слегка отклоняться от оси, попав в область большего отклонения электронной линзы. В результате около полезного пятна возникает засветка, расположенная рядом с ним со стороны центра экрана. Это явление, например, имеет место в самосводящейся отклоняющей системе с тороидальной вертикальной катушкой из-за относительно большого краевого поля тороидальныхкатушек. Самосводящиеся .отклоняющие системы имеют неоднородное поле, чтобы отклонение луча увеличивалось по мере увеличения .горизонтального угла отклонения. Эта неоднородность также является причиной вертикального отклонения электронов внутри каждого индивидуального пучка; Таким образе /, лучи отклоняются избыточно и попадают в точки, сдвинутые в горизонтальной плоскости от центра экрана, что является причиной вертикальной поддветки, наблюдающейся как выше, так и ниже пятна. Вертикальная подсветка, возникающая как из-за попадания краевого поля отклоняющей системы в область электронной пушки, так и из-за,неоднородности самого поля, приводит к снижению качества воспроизведения на экране.л Наиболее близким к предложенной по техническому решению является электронная пушка, содержащая последовательно расположенные катод, управляющий электрод, экранную сетку и по крайней мере один фокусирующий электрод, причем экранная сетка имеет плоскую часть, в которой выполнено отверстие для прохождения пучка, имеющее различную форму со : стороны управляющего и фокусирукнцего электродов 2 . В известной -конст Зукции пушки отверстие в экранной сетке образовано двумя щелями, что позволяет корректировать 5 -образное искажение вертикально удлиненного пятна луча е)ез его горизонтального расширения, но не позволяет уменьшить диффузный ореол. Целью данного изобретения является уменьшение диффузного ореола электронного луча. Поставленная цель достигается тем, что в электройной пушке, содержащей последовательно расположенные катод7 управляклций электрод, экранную сетку и по крайней мере один фокусирующий электрод, причем, экранная сетка имеет плоскую часть, в ко торой выполнена отверстие для прохождения пучка, имеющее различную.форму со стороны управляющего и фокусирующего электродов, отверстие в экранной сетке со стороны управляющего электрода выполнено в виде ли, а со стороны фокусирующего электрода - цилиндрическим, при этом отноиение ширины щели к ее глубине составляет 2-5, а глубича циливдрит ческого отверстия и щели составляет 0,4-1 и 0,24-0,8 соответственно от диаметра цилиндрического отверстия. Отверстие формирования пучка в экранном электроде предпочтительно имеет круглое сечение. Круглая форма сечения отверстия более целесообразна, так как наиболее Желаемая форма пятна электронного пучка круглая. В соответствии с этим жeлaтельно в область формирования пучка BisecTH небольшой астигматизм так, чтобы исключить нежелательную подсветку пятна электронного пучка без искажения главного стержня пучка, а следовательно, круглой формы пятна. Если отверстие формирования пучка имеет форму, отличную от круг лой, то это может одновременно с уменьшением засветки нежелательно .повлиять на форму пятна. Для получения желаемого астигматического эффекта в области формиро вания пучка ишрина щели в экранной сетке (электрояе) должна быть в 2-5 раз больше ее глубины. При выходе за нижний предел отклоняющее влияние силовых линий электрического поля оказывается настолько сильным, что пучо становится сиЛьносходящимся и его формирование затруднено. При его превышении верхнего предела уменьшается астигматическЬе влияние щели на формирование пучка и уменьшить диффузный: .пятна пучка на экране не удается. Экспёрнментсшьно установлено, .что если глубина щели болыйе 0,8 ди аметра Ешлиндрического отверстия в экранной сетке, качество фокусировки пучка ухудшается, и пушка не может использоваться для формирования изображенияг на экране. Для пушки с диаметром отверстия в экранной сетке, .например, мм глубина щели, быть не более 0,508 мм. Но глубина щели не должна быть слишком маленькой, так как она связана с шириной щели. При уменьшении глубины Щели меньше 0,24 дигииетра отверстия в экранной сетке ширина щели может быть меньше 0,48 диаметра отверстия. Эксперименты показали что при уменьшен 1 и этого,соотношени становится критичной точность центровки цели и отверстия.Поэтому На-: пример, при дигииетре отверстия в экранной сетке 0,635 мм глубина щели должна быть не менее 0,152 мм, а ширина щели не менее 0,304 мм. Экспериментально установлено, что общая толщина экранной сетки должна составлять 1,2 диаметра отверстия в этой же сетке. При этом соотнсшении эффект уменьшения диффузного с еола пучка максимальный. Исходя из этого соотношения и учитывая ранее введен|1ые соотношения, глубина от- верстия в экранном электроде должна составлять 0,4-1 от его отверстия. На фиг. 1 приведена схема катодно-лучевой трубки с электронной пуш кой}, на фиг. 2 - один из вариантов электронной Пушки, продольный разред на фиг. 3 .- увеличенное сечение эк ранного электрода на фиг. 2,на фиг.4 раэрез А-А на фиг. 3|f на фиг1 5 сечение Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 сечение В-В на фиг. 4. Прямоугольная трубка 1 цветного изображения имеет стеклянный баллон двключакяцйй прямоугольную й онтальную панель 2 и трубчатую горловину 3 соединенные между собой прямоугольным раструбом 4; Панель 2 состоит из фронтального стекла 5 и периферийной боковой стенки 6, соединенной с раструбом 4 спаем, 7. Мозаичный фосфорный .трехцветный экран 8 расположен на внутренней поверхности фронтального стекла 5. Электрод 9 многоапертурной теневой маски щелевого типа с разделениетл цветов подвижно установлен обычным способом в заранее заданном положении по отношению к экрану 8. Комбинированная электронная пушка 10 (показана пунктирными линиями установлена по центру внутрм горловины 3 и предназначена для создания трех электронных лучей 11, направленных по капланарньм траекториям через маску (электрод 9) к экрану 8. Такая трубка предназначена для использования с внешней магнитной отклоняющей системой 12, расположенной вокруг гдрловины 3 и раструба 4 вблизи места их соединения для обеспечения горизонтальной и вертикальной развертки трех элекч-. тронных лучей 11 на экране 8. Электронная пушка 10 бипотенциального типа состоит из двух стеклянных поддержива:ющих стержней 13, на которых установлены разли гные электроды: три равноудаленных капланарных катода 14 (каждый-из катодов предназначен для одного луча, на фиг. 2 показан только один), электрод 15 управляницей сетки, электрод 16 экранной сетки, фокусирующими электрод 17 (первая линза), фокусирующий электрод 18 (вторая линза). Электрод 18 включает экранирующую чашку 19. Все электроды установлены по центральной оси луча и расположены вдоль стеклянных стержней 13 в названном порядке. Фокусирующие электроды 17 и 18 также служат как ускррякядие в випотенцигшьной пушке 10. Магнитные элементы 20 установлены на дне экранирующей чаШки 19 для осуществления ксма-коррекции растра при развертывании, электронных лучей по экрану 8. . I На торцовой стенке трубчатого катода 14 находится плоская испускгиощая поверхность 21. Электроды 15 и 16 имеют rionepe4Hbie пластины 22 и 23 соответственно с центрированными отверстиями 24 и 25. Отверстие 25 электрода 16 представляет собой состгшное отверстие. Электрод 17 представляет собой удлиненный трубчатый элемент, поперечные стенки 26 которого расположены в непосредственной близости от электрода 1б, который имеет отверстие 27. Электрод 18, как и 17, состоит из трубчатого элемента. Оба этих элемента имеют трубчатые обращенные внутрь губы 28 и 29, меяоду которым создается главная фокусирунвдая лин за электронной пушки. Поперечная пластина 23 электрода 16, COCTCHIT из двух частей:, первой 30 jH второй 31 отдельных пластин.Первая отдельная пластина имеет отверстие 32, которое предпо тительно выполняется .круглым. Вторая отдельная пластина 31 соединен впритык с поверхностью первой плас . тины 30 со стороны, обращенной к электроду 15. На втсчрой пластине 3 имеется продольная щель 33 прямоугольной формы, расположенная по сданой оси с отверстием 32 в первой . пластине 30. .Трехлучевая пушка име ет три отверстия 32 в первой пласт не 30 и три соответствукнцих прямоугольных щели 33 во второй пластине 31. Отверстие 32 с прямоугольно щелью 33 составляет составное от верстие 25 формирования электронного луча в экранном электроде. .Вторая пластина 31-(Фиг. 4) имеет три отдельных прямоугольных щелевых отверстия 32, но при необходимости они могут быть выполнены в виде одного щелевого отверсти-я, про ходящего через три отверстия 32. .Длина щели 33 не имеет критического значения при условии, что она доста точно велика, чтрбы не оказывать су щественного влияния на электронные лучи в горизонтальном направлении, Первая и вторая пластины могут быть выполнены как отдельные соединеиные. друг с другом элементы (фиг а также как две части одного электрода. В этом случае прямоугольная щель 33 должна иметь глубину меньшу чем общая толщина поперечной пластины 23, а отверстие 32, начинаясь там, где кончается щель 33, располагается на оставшейся толщине поперечной пластины 23. В соответствии с изобретением электронная пушка состоит из областк формирования луча, включающей катод, управляющую сетку и экранную сетку. Экранная сетка имеет щель, расположенную со стороны сетки изза которой возникает астигматическое электрическое поле, вызывающее неполную сходимость электронного пучка в одной плоскости, например в, вертикальной, по сравнению со схо димостью пучка в плоскости, перпендикулярной первой. В результате лучи вертикального отклонения попадают в .зону меньшего воздействия элек тронной линзы пушки, что компенсирует избыточное отклонение, вызванное пилем отклоняющей системы в точках, горизонтально удаленных от центра .экрана. Оба эти явления уменьшают вертикальную засветйу электронного пучка в точках, горизонтально удаленных от центра экрана. Предложенное устройство работает следующим образом. Электроны, испускаемые катодсм, фокусируются в направлении точки их пересечения симметричным электрическим полем со сходящимися силовыми линиями 34 которые захватывают и отверстие электрода 15. Астигматическое электрическое поле присутствуе, и со стороны входа луча в отве1 стие 25 электрода 16 (фиг. 5 и 6) . Воздействие этого fioля на сходящиеся электронные лучи в горизонтальной плоскости различно по сравнению с воздействием, которое оно оказывает на сходящиеся лучи в вертикальной плоскости. Разводящие силовые линии 35 этого астигматического поля, которые находятся в горизонтальной плоскости, немного изгиб.ают пучок электронов, обеспечивая тем,сс1мым относительно небольшой угол пересечения (фиг. 5). Траекториями электронов (фиг. 5) являются траектории наиболее удаленных лучей 36 в горизонтальной плрскости. Силовые разводящие линии 37астигматического поля в вертикальной плрскости более круто изогнуты и оказывают большее влияние на поток электронов, ч.ем силовые 35 (фиг. 6) .В результате наиболее удаленные от центра лучи 38в вертикальной плоскости подвержены большему выпрямлению и вследствие этого пересечение лучей имеет место при больших углах в точке, расположенной значительно дальше по сравнению с точкой пересечения горизонтальных лучей (фиг. 5). Таким образом, имеет место двойное пересечение лучей, когда горизонтально сходящиеся лучи пересекаются в точке 39, и вертикально сходящиеся лучи - в точке 40, расположенной значительно дальше. Составной пучок включает в себя горизонтально сходящиеся лучи, которые фокусируются в линию или вытянутую точку на экране трубки, в то время как вертикально сходящиеся лучи недофокусируются и сходятся в линии или вытянутую точку вне экрана. В центре экрана появляется пятно электронного луча, вертикальный размер которого больше, чем горизонтальный из-за недофокусировки вертикальных лучей. Хотя пятно электронного луча в центре экрана имеет вертикальный размер, больший горизонтального, противоположная картина имеет место для поперечного сечения луча, когда последний проходит через главную фокусирукядуюлинзу электронной пуш ки. в этом случае вследствие меньших углов п0росе,чения в вертикгшьн плоскости электронный пучок имеет вертикальный размер меньший горизон-тального. В результате любое отклонение пучка оси под действием краевого поля о.тклонянвдей системы в вертикальном направлении не т&к существенно влияет ра луч, так как последний не полностью находится i в отклоняющей части линзы. Таким I о6раз 1, .явление вертикальной засветкй из-за краевого поля отклонякидей системы ослабевает. Кроме того, поскольку для. соста , ного пучка характерна {Уеполная сходи мость в вертикальной плоскости , к пенсирует избыточное отклонение в в тикальной плоскости под действием .поля отклоняющей . Соотве - ственно, вертикальная засветка как выше, так и ниже электронного пучк в периферийной части экрана сущест венно уменьшается. . Ниже приведены размеры и параме ры предложенной электронной пушки (вариант исполнения) Расстояние катод-электрод 15 (горячий) Толщина электрода 15 Диа1:етр отверстия электрода 15 Расстояние между эл ёктродами 15,16 Толщина пластины 30электрода 16 20 0,508 Толщина пластины 31электрода 16 . 8 - 0,203 Диаметр отверстия 32 элактрор.; . да 1625 0,635 Ширина щели электрода 16 28 0,711 Длина щели электрода 16 84 2,134 расстояние между электродами 1€-17.33 .: 0,838 Диаметр отверстия 27 электрода 17.601,524 Длина элект4 ода 17 925 23,495 Диаметр линзы электрода 17 214 . 5,436 Диаметр линзы электрода 18 . 227 6,766 Расстояние между электродами. 17-18 . 50 1,270 Потенциал запирайия катода ISO Потенциал электрода 15,8О Потенциал электрода 16, В600 Потенциал электрода 17,В8500 Потенциал электрода 18, В 30000 Предложеннная пушка обеспечивает ньшение диффузного ореола пятна ктронного луча.

ЭОКУ

ЭЛЕКТРОННАЯ ПУШКА, содержащая последовательно расположенные катсюг управляющий электрод, экранную сетку и по крайней мере один фокусирукиций электрод, причем экранная сетка имеет плоскую часть, в которой выполнено отверстие для прохождения пучка, имеющее различную форму со стороны управляющего и фокусирующего электродов, о т, л и ч аю щ а я с я, тети, что, с целью уменьшения диффузионного ореола пятна электронного луча, отверстие в экранной сетке со стороны улравляющего электрода выполнено в виде щели, а со стороны фокусирую1цего электродаци индрическим, при этсм отношение ширины щели к ее глубине составляет 2-5, а глубина цилиндрического отверстия и щели составляет 0,4-1 и 0,240,8 соответственно : от диаметра цилиндрического отверстия.

IS

30

;S

хЛ

П

at

itфи.3

f6

фufЛ