Цветная электронно-лучевая трубка Советский патент 1993 года по МПК H01J29/58 

ел С

Использование: цветные электроннолучевые трубки (ЦЭЛТ) с самосводящей отклоняющей системой. Сущность изобретения: ЦЭЛТ имеет электронный прожектор (ЭП)для генерирования и направления трех электронных пучков. ЭП включает в себя электроды (Э) лучеобразующей области, Э, образующие главную фокусирующую линзу, Э для образования многополюсной линзы (МЛ) между формирующей пучок областью и главной фокусирующей линзой в каждой из траекторий электронного пучка. МЛ образована первым и вторым Э. Второй Э МЛ при- соединен к электроду главной фокусирующей линзы, первый Э МЛ размещен между вторым Э многополюсной линзы и формирующей пучок областью и обращен к второму Э МЛ. 6 з.п.ф-лы, 12 ил., 2 табл.

Изобретение относится к системам цветного отображения, включающим в себя электронно-лучевые трубки (ЭЛТ), имеющие компланарные электронные прожекторы, в частности прожекторы, в которых имеются средства компенсирования астигматизма самосводящей отклоняющей системы, используемой с трубкой в системе.

Цель изобретения - улучшение качества изображения ЭЛТ путем улучшения коррекции астигматизма в электронном прожекторе.

На фиг. 1 представлена горизонтальная проекция, частично в осевом сечении, ЭЛТ с отклоняющей системой с самосведением, а также часть электроники схемы отображения; на фиг. 2 - то же, боковая проекция с частичным вырезом по осевому сечению

электронного прожектора, показанного пунктирными линиями; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - перспектива вырванной части электродов квадрупольной линзы, используемой в электронном прожекторе; на фиг. 5 и 6 - вертикальная и боковая проекции, соответственно, первой группы электродов квадрупольной линзы; на фиг. 7 - вид верхней правой четверти электродов квадрупольной линзы фиг. 5 и 6, показывающий линии электростатического потенциала; на фиг. 8 и 9 - вертикальная и боковая проекции, соответственно, другой группы электродов квадрупольной линзы; на фиг. 10 - вид верхней правой четверти электродов квадрупольной линзы, изображенной на фиг, 8 и 9, показывающий линии электростатического потенциала; на фиг. 11 - вид сверху, частично в сечении, друго00

со

00

00

4

о

со

го электронного прожектора; на фиг. 12 - разрез Б-Б на фиг. 11.

Фиг. 1 показывает систему цветового отображения, включающую прямоугольный цветной кинескоп 1, имеющий стеклянный баллон 2, состоящий из прямоугольной экранной панели 3 и трубчатой горловины 4, соединенных посредством прямоугольной воронки 5. Воронка 5 имеет внутреннее проводящее покрытие (не показанное) которое простирается от анодного вывода 6 до горловины 4. Панель 3 содержит смотровую планшайбу 7 и периферийный фланец, или боковую стенку 8, которая сваривается с воронкой 5 стекловатым шлаком 9. Трехцветный фосфорный экран 10 поддерживается внутренней поверхностью планшайбы 7. Экран 10 предпочтительно является линейчатым экраном с фосфорными линиями, расположенными триадами, каждая триада включает фосфорную линию каждого из трех цветов. Альтернативно, экран может быть точечным экраном. Многоапертурный разделяющий цвета электрод, или теневая маска 11, подвижно монтируется обычными средствами в предопределенном пространственном отношении к экрану 10. Усовершенствованный электронный прожектор 12, схематично показанный пунктирными линиями на фиг.1, центрально смонтирован внутри горловины 4, чтобы генерировать и направлять три электронных пучка 13 по самосводящимся траекториям через маску 11 к экрану 10.

Трубка на фиг. 1 спроектирована, чтобы использовать ее с внешней магнитной отклоняющей системой, такой как отклоняющая система 14, показанная по соседству с со- члением воронки с горловиной, При возбуж- дении отклоняющая система 14 воздействует на три пучка 13 магнитными полями, которые вынуждают пучки развертываться горизонтально и вертикально в прямоугольный растр на экране 10. Исходная плоскость отклонения (при нулевом отклонении) находится примерно в середине отклоняющей системы 14. Вследствие отклонения силовых линий полей зона отклонения трубки простирается аксиально от . отклоняющей системы 14 в область прожектора 12. Для простоты действительная кривизна траекторий отклонения пучка в зоне отклонения не показана на фиг. 1, В предпочтительном варианте осуществления отклоняющая система 14 производит самосведение трех электронных пучков на экране трубки. Такая отклоняющая система создает астигматичное магнитное поле, которое избыточно фокусирует лучи в вертикальной плоскости и недостаточно - в

горизонтальной плоскости пучков. Компенсация для этого астигматизма обеспечивается в усовершенствованном электронном прожекторе 12.

На фиг. 1 также показывает часть электроники, используемой для возбуждения трубки 1 и отклоняющей система 14. Эта электроника описана ниже.

Детали электронного прожектора 12 показаны на фиг. 2, 3 и 4. Прожектор 12 содержит три размещенных копланарно катода 15 (один для каждого пучка, причем показан только один), электрод 16 (Соуправляющей сетки, электрод 18 (G2) экранной сетки уско5 ряющий электрод 19 (G3) которые являются электродами, лучеобразующей области первый квадрупольный электрод 20 (G4), составной второй квадрупольный электрод 21 (G5), он же первый электрод главной фоку0 сирующей линзы и второй электрод 22 (G6) главной фокусирующей линзы, размещенные в названном порядке. Каждый из с G1 по G6 электродов имеет три копланарные апертуры, расположенные так, чтобы благо5 приятствовать прохождению трех электронных пучков. Электростатическая главная фокусирующая линза в прожекторе 12 сформирована противостоящими частями G5 электрода 21 и G6 электрода 22. Электроды

0 19 (Q3) образован тремя чашеобразными элементами 23, 24,25. Открытые концы двух из этих элементов 23 и 24 скреплены друг с другом, и апертурный закрытый конец третьего элемента 25 скреплен с апертур5 ным закрытым концом второго элемента 24. Хотя G3 (электрод 19) показан как трехчленная конструкция, он может быть изготовлен из любого числа элементов, чтобы получить такую же или любую другую желаемую дли0 ну.

Первый квадрупольный электрод 20 содержит плоскую плиту 26, имеющую три копланарные апертуры 27 в ней и цилиндры 28 с вырезами, выступающие из нее в одну

5 линию с апертурами 27. Каждый цилиндр 28 включает в себя цилиндрическую часть 29 в контакте с плитой 26 и две секторные части 30, выступающие из цилиндрической части 29. Две секторные части 30 расположены

0 одна против другой, и каждая секторная часть 30 окружает примерно 85 градусов окружности цилиндра.

Часть G5 (электрод 21), которая содержит второй квадрупольный электрод линзы,

5 включает в себя плоскую плиту 31, имеющую три копланарные апертуры 32 в ней и литые цилиндры 33, выступающие из нее в одну линию с апертурами 32. Каждый цилиндр 33 включает в себя цилиндрическую часть 34 в контакте с плитой 31 и две секторные части 35, выступающие из цилиндрической части 34. Две секторные части расположены одна против другой, и каждая секторная часть 35 окружает примерно 85 градусов окружности цилиндра. Положение секторных частей 35 повернуты на 90° по отношению положений секторных частей 30 и секторные части собраны некасающимся стыковым способом. Хотя секторные части 30 и 35 показаны с квадратными углами, такие углы могут быть закруглены.

Часть G5 (электрод 21), которая содержит первый главный фокусирующий электрод, включает в себя что-то вроде чашеобразного элемента 36, открытый ко- неЦ которого закрыт плитой 31, G6 (электрод 22) подобен по форме элементу 36, но ее открытый конец закрыт апертурным за- щИтным колпаком 37. Противостоящие апертурные закрытые концы G5 (электрод 21 }и G6 (электрода 22) имеют большие ниши 38; 39, соответственно, в них, ниши 38, 39 отводят часть закрытого конца G5 (электрода 21, который содержит три копланарные апертуры 40. от части закрытого конца G6 (электрода 22), который содержиттри компланарные апертуры 41. Остающиеся части закрытых концов G5 (электрода 21) и G6 (электрода 22) образуют закраины 42 и 43, соответственно, которые тянутся периферийно вокруг ниш 38 и 39. Закраины 42 и 43 являются ближайшими частями двух элект- ро|дов 21 и 22, прилежащими друг к другу.

Все из электродов прожектора 12 или непосредственно, или косвенно присоединены к двум изолирующим поддерживающим стержням 44. Стержни.44 могут быть продлены и поддерживать G1 (электрод. 16) и G2 (электрод 18), или эти два электрода могут быть прикреплены к G3 (электрод 19) кйкими-нибудь другими изолирующими средствами. В предпочтительном варианте осуществления поддерживающие стержни из стекла, которое было нагрето и запрессовано в лапы, выступающие из электродов, чтобы заделать лапы в стержни.

Фиг. 5 и 6 показывают секторные части 30 и 35 цилиндров 28 и 33, соответственно. Четыре секторные части равного размера, {изогнуты по радиусу а и имеют перекрывающий отрезок t. Напряжение + Um4 подается на секторные части 30, в напряжение U5 Uo5+Um5 подается на секторные ч$сти 35. Подстрочный индекс о указывает на напряжение постоянного тока, а подстрочный индекс m указывает на модулированное напряжение. Эта конструкция производит квадрупольный потенциал, v

y (U4 + Us)/2 + (U4 - U5)(x2 - y2)/2aV.., и поперечное поле

Ex -(AU/a2)x (-x/y)Ey, где

A U Щ - Us

Это полуотклоняет входящий луч на угол 0 LEx/2Uo,

где эффективная длина области взаимодействия

L 4а + ц и где средний потенциал

Uo (U4+U5)/2.

Таким образом, параксиальное фокусное расстояние этой квадрупольной линзы fx - х/ в -фа2/ 4а + t)(U0/ A U) -fy Дополнительная степень контроля становится- достижимым при использовании другого радиуса линзы или отрезка t, для квадруполей вокруг двух внешних пучков, по сравнению с теми же для квадруполя вокруг центрального пучка.

Электростатические потенциальные линии, установленные равными секторными частями 30 и 35, показаны на фиг. 7 для одного квадранта. Номинальные напряжения 1,0 и -1,0 показаны поданными на секторные части 35 и 30. соответственно. Электростатическое поле образует квадру- польную линзу, которая воздействует на электронный пучок, сжимая его в одном направлении и растягивая его в ортогональном направлении.

Хотя вышеописанный пример осуществления был показан имеющим равный квадрант и круговые секторные части, также могут быть использованы некруговые и/или

неравные секторные части, чтобы получить другой многополюсный порядок. Пример показан на фиг. 8 и 9. В этом примере две секторные части 30 окружают каждая примерно 145 градусов окружности, и две меньших секторных части 35 окружают примерно 25 градусов окружности. Электростатические линии поля, сформированные этими секторными частями 30, 35, с подаваемыми номинальными напряжениями, показаны на фиг. 10. Сеточное воздействие этого электростатического поля сжимает электронный пучок больше в одном направлении, чем растягивает его в ортогональном направлении.

Хотя вышеописанные примеры осуществления были показаны с отлитыми стыкующимися цилиндрами, используемыми, чтобы создать многополюсную линзу, может быть также использована другая технология конструкции. Фиг. 11 и 12 показывают другой пример осуществления электронного прожектора. В этом примере осуществления фокусирующий электрод 46 главной линзы, имеющий выпрессовки его апертур.

разделен на секции вырезанием четырех кусков 47. 48, 49 и 50 из закрытого конца электрода. Деление на секции сделано по апертурам, как показано на фиг. 12, разделяя каждую выпрессовку на четыре сегмента цилиндра. Эти четыре секционированных куска затем прикрепляются сзади к главной части электрода 46 изолирующим керамическим цементом 51 и электрически взаимно соединяются друг с другом тонким проводником 52. Остающиеся части электронного прожектора, которые составляют главную фокусирующую линзу, являются буферной плитой 53 и заключающим электродом 54. Буферная плита 53 изолирует главную линзу от квадрупольной линзы, как электрически, так и физически.

Электронный прожектор 12 включает в себя динамическую квадрупольную линзу, которая размещена по другому и сконструирована по другому, чем прежнее применение квадрупольных линз в электронных прожекторах. Новая квадрупольная линза включает в себя гнутые плиты, имеющие поверхности, которые лежат параллельно траекториям электронного пучка и образуют электростатические линии поля, которые являются нормальными к траекториям пучка. Квадрупольная линза помещена между областью формирования пучка и главной фокусирующей линзой,, но ближе к главной фокусирующей линзе. 11реимущества этого расположения: 1) малая чувствительность к конструктивным допускам, 2) эффективную длину G2 не требуется изменять по сравнению с оптимальным значением, 3) близость квадруполя и главной фокусирующей линзе производит сгусток пучка, который близок к кругу в главной линзе и, вероятно, менее подвержен перехвату главной фокусирующей линзой, 4) ток пучка не модулиру- ется переменным квадрупольным напряжением, 5) эффективная сила квадрупольной линзы тем больше, чем квадрупольная линза ближе к главной линзе, и 6) квэдрупольная линза, будучи отделенной от главной фокусирующей линзы, не оказывает вредного воздействия на главную линзу. Преимущества новой конструкции: 1) поперечные поля квадруполей создаются непосредственно и является более сильными, чем поперечные поля, которые возникают косвенно в известной трубке согласно патенту .США N 4.319,163 только в качестве сопровождения разностного проникания напряжений G2b в щель G2a, 2) отсутствие сферической аберэции, вызванной более высокими мультиполями, производимыми дополнительно типом щелевой апертуры сеточной линзы и 3) самоудержание, обеспечивающее независимость конструкции прилежащих электродов.

Электроника системы отображения 55, показанная на фиг, 1, может задействовать 5 ЭЛТ как телевизионный приемник и как видеоконтрольное устройство компьютера. Электроника 55 реагирует на радиовещательные сигналы, принимаемые антенной 56, и направляет красный,зеленый и синий

0 (R, G, В) видеосигналы через входные зажимы 57. Радиовещательные сигналы подаются на тюнер 58 со схемой промежуточной частоты (ЯР), выход которой подается на видеодетектор 59. Выход видеодетектора 59

5 является составным видеосигналом, который подается на селектор 60 синхронизир ./- ющего сигнала (sync) и на процессор 61 цветового и яркостного сигнала. Синхросе- лектор 60 генерирует горизонтальные и вер0 тикальные синхронизирующие импульсы, которые, соответственно, подаются на горизонтально и вертикально отклоняющие схемы 62 и 63. Горизонтально отклоняющая схема 62 производит горизонтально откло5 няющий ток в горизонтально отклоняющей обмотке отклоняющей системы 14, в то время как вертикально отклоняющая схема 63 производит вертикально отклоняющий ток в вертикально отклоняющей обмотке откло0 няющей системе 14.

В дополнение к получению составного видеосигнала от видеодетектора 59 обрабатывающая схема 61 цветового и яркостного сигнала попеременно может принимать от5 дельные красный, зеленый и синий видеосигналы от компьютера через зажимы 57. Синхронизирующие импульсы могут быть поданы на синхроселектор 60 по отдельному проводнику или, как показано, на фиг. 1.

0 объеденным с зеленым видеосигналом. Выход цветовой и яркостной обрабатывающей схемы 61.содержит красный, зеленый и синий цветовые управляющие сигналы, которые подаются на электронный прожектор 12

5 электронно-лучевой трубки 1 через проводники RD, GD, BD соответственно.

Мощность для системы обеспечивается электропитанием 64, которое присоединяется к источнику переменного напряжения,

0 Электропитание 64 производит стабилизированный уровень +Ui постоянного напряжения, который может, иллюстративно, быть использован чтобы питать горизонтально отклоняющую схему 62. Электропи5 тание 64 также производит напряжение +1)2 постоянного тока, которое может быть использовано, чтобы питать различные схемы электроники, такие как вертикально отклоняющая схема 63. Электропитание далее производит высокое напряжение IU которое подается за зажим второго анода, или анодный вывод 6.

Схемы и компоненты для тюнера 58, видеодетектор 59. синхроселектор 60, процессоре, горизонтально отклоняющая схема б 2, вертикально отклоняющая схема 63 и электропитание 64 хорошо известны в данной области техники, и. следовательно, не описаны специально здесь.

3 дополнение к предшествующим элементам электроника 55 включает также одну и;ии две динамических схемы и генератор 65 i юкусируйэщего напряжения специальной формы, с или без генератора 66 сигнала специальной формы для светящегося пятна. Генератор 66 сигнала специальной формы для светящегося пятна обеспечивает динамично изменяемое напряжение Um4 на сектор 1ых частях электронного прожектора 12, Генератор €5 фокусирующего напряжения спе 1йальйЬй формы подобен по замыслу генериз

UrnSJ

тору Ш но обеспечивает динамически еняемреуфйкусирующее налряжение на электродах 20 и 21. Использование эти: двух генераторов позволяет оптимизация;) и фокуса светящегося пятна электронного пучка и форму светящегося пятна в люфой точке экрана трубки.

1 Оба генератора 65 и 66 получают сигналы горизонтальной и вертикальной развертки от схемы 62 горизонтального, отклонения и от схемы 63 вертикального отклонения, соответственно. Схемотехника

генераторов 65 и 66 сигналов специаль- формы может быть такой, какая известдляиоС

на в данной области техники. Примеры аких известных схем могут быть найдены в: nateHte США4.214. 88, выданном Бафарои др.| 28: июля 1980 г., в патенте США № 4.258.298, выданном Гильбурну и др. 24 марта 1981 г., и в патенте США № 4316128. выданном Ширатсучи 16 февраля 1982 г.

Табл. 1 и 2 ниже дают экспериментальные результаты размеров, центрального и угл|рвого, светящегося пятна для электронного прожектора, такого как прожектор 12, в .26 U 110° цветной электронно-лучевой трубке с поданным напряжением второго анода 25 кВ, и током пучка 2,0 гпА.

Табл. 1 представляет напряжение, поданные на первый квадрупольный электрод 20, UG4, комбинированный второй квадру- польный электрод и на первый главный фокусирующий электрод 21, UGS, разность напряжений между этими электродами, Ду, и горизонтальный U и вертикальный U размеры светового пятна в милях (и эквива- лейтно в миллиметрах), в центре и в углу экрана, когда не подано смещение.

Табл. 2 представляет аналогичную информацию, но для случая, когда подано смещение.

Как можно видеть при сравнении таб- лиц, достигается существенное снижение вертикального размера светового пятна электронного пучка при должном приложении напряжений к квадрупольной конструкции. 0 Форму л а изобретения

5 направления трех электронных лучей по траектории в сторону экрана трубки, при атом электронный прожектор содержит электроды лучеобразующей области и электрод для образования главной фокусирую0 щей линзы, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества изображения за счет улучшения коррекции астигматизма в электронном прожекторе, она дополнительно содержит электроды в электронном про5 жекторе для образования многополюсной линзы между лучеобразующей областью и главной фокусирующей линзой в каждой из траекторий электронного луча, при этом в качестве электродов для образования мно0 гополюсной линзы использованы для электрода, причем второй электрод многополюсной линзы соединен с одним из электродов для образования главной фокусирующей линзы, а первый электрод много5 полюсной линзы расположен между вторым электродом многополюсной линзы и лучеобразующей областью и обращен к первому электроду многополюсной линзы, при этом в качестве многополюсных линз использо0 ваны квадрупольные линзы.

5 цилиндра, при этом секторные части цилиндра одного из электродов, образующих многополюсную линзу, расположены в промежутках между секторными частями . цилиндра другого электрода, образующего

0 многополюсную линзу.

Таблица 1

Таблица 2

№к/

/

7

5.4. V V

to т со со

8

%

55

Sl

/

4-1

VfJЧИ

39JfA й

#J-

J«

J

----Kvi---Кл-----Ц

CllJi li jЈ f

(pЈ/ff.3

фиг. 4

4-1

J a

-за

3f

$ Л 1 | Г

ХЧ V яьЈ Ч.

ю т со со со со

%

N

I

%

47

(pveff

6-6

52 V Vffif+Vmt ЧМ

46