Цветная электронно-лучевая трубка

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИС ГИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 3 3 29/58(51) ТЕНТНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОведОМСТВО сс(ГОСПАТЕНТ ССС ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕНТУ онноей отя - улучшение качест- Т путем улучшения изма в электронном влена горизонтальная осевом сечении, ЭЛТ мой с самосведением, ники схемы отображее. боковая проекция с по осевому сечению(72) Стэнли Блум и Эрик Фрэнсис Хоки(57) Использование: цветные электрлучевые трубки (ЦЭЛТ) с самосводящ 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 изобретени ва изображения Э коррекции астигма прожекторе. На фиг, 1 предст проекция, частично с отклоняющей систе а также часть электро ния; на фиг, 2 - то ж частичным вырезомклоня ющеи системои. 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 присоединен к электроду главной фокусирующей линзы, первый Э МЛ размещен между вторым Э многополюсной линзыи формирующей пучок областью и обращен к второму Э МЛ, 6 э.п.ф-лы, 12 ил., 2 табл. электронного прожектора. показанного пунктирными линиями; на фиг. 3 - разрез а А - А на фиг. 2; на фиг. 4 - перспектива вы р рванной части электродов квадрупольной линзы, используемой в электронном про жекгоре; на фиг. 5 и 6 - вертикальная и боковая проекции, соответственно, первой группы электродов квадрупольной линзы; нэ фиг. 7 - вид верхней правой четверти О" электродов квадрупольной линзы фиг. 5 и б, 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, другого электронного прожектора; на фиг, 12 - разрез Б - Б на фиг. 11.Фиг. 1 показывает систему цветовогоотображения, 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. Чсовершенствованный 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 отклоняющаясистема 14, показанная по соседству с сочлением воронки с горловиной, При возбуждении 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 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 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 (61) управляющей сетки, электрод 18 (62) экранной сетки ускоряющий электрод 19 (63) которые являются электродами, лучеобразующей области первый квадрупольный электрод 20 (64), составной второй квадрупольный электрод 21 (65), он же первый электрод главной фокусирующей линзы и второй электрод 22 (66) главной фокусирующей линзы, размещенные в названном порядке. Каждый из с 61 по 66 электродов имеет три копланарные апертуры, расположенные так, чтобы благоприятствовать прохождению трех электронных пучков. Электростатическая главная фокусирующая линза в прожекторе 12 сформирована противостоящими частями 65 электрода 21 и 66 электрода 22. Электроды 19 (63) 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 апертурным закрытым концом второго элемента 24. Хотя 63 (электрод 19) показан как трехчленная конструкция, он может быть изготовлен из любого числа элементов, чтобы получить такую же или любую другую желаемую длину.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 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 одна против другой, и каждая секторная часть 30 окружает примерно 85 градусов окружности цилиндра.Часть 65 (электрод 21), которая содерЖит второй квадрупольный электрод линзы, 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 сектор 1838846ные 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 65 (электрод 21), которая содержит первый главный фокусирующий электрод, включает в себя что-то вроде чашеобразного элемента 36, открытый конец которого закрыт плитой 31, 66 (электрод 22) подобен по форме элементу 36, ноее открытый конец закрыт апертурным защИтным колпаком 37, Противостоящие апертурные закрытые концы 05 (электрод 21 и 66(электрода 22) имеют большие ниши 38, 39, соответственно, в них, ниши 38, 39 отводят часть закрытого конца 05 (электрода 21, который содержит три копланарные апертуры 40, от части закрытого конца 66 (электрода,22), который содержиттри компланарные апертуры 41, Остающиеся части закрытых концов 65 (электрода 21) и 06 (электрода 22) образуют закраины 42 и 43, соответственно, которые тянутся периферИйно вокруг ниш 38 и 39. Закраины 42 и 43 являются ближайшими частями двух электродов 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 61 (электрод 16) и 62 (электрод 18), или эти два электрода могут быть прикреплены к 63 (электрод 19) какими-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, 1 изогнуты по радиусу а и имеют перекрываЮщИй ОтрЕЗОК т. НаПряжЕНИЕ 04=0 о 4+ 0 в 4 подается на секторные части 30, в напряжение 05=0 о 5+Оп 5 подается на секторные части 35. Подстрочный индекс о указывает на напряжение постоянного тока, а подстрочный индекс а указывает на модулированное напряжение. Эта конструкция производит квадрупольный потенциалр=(04+ 05)/2+(04-05)(х - у )/2 а+, и поперечное поле40 45 50 55 5 10 15 20 25 30 35 Ех = -( Л О/а )х =- (-х/у) Еу,гдеЬ 0=04-05Это полуотклоняет входящий луч на уголО = .Е/20 о,где эффективная длина области взаимодействияЛ 4 а+ си где средний потенциалОо = (04+ 05)/2.Таким образом, параксиальное фокусное расстояние этой квадрупольной линзы1 = х/ О "-(2 а 2/ 4 а + е)(Оо/ Ь О) = -1 УДополнительная степень контроля становится достижимым при использованиидругого радиуса линзы или отрезка т, дляквадруполей вокруг двух внешних пучков,по сравнению с теми же для квадруполявокруг центрального пучка.Электростатические потенциальные линии, установленные равными секторнымичастями 30 и 35, показаны на фиг, 7 дляодного квадранта. Номинальные напряжения 1,0 и -1,0 показаны поданными на секторные части 35 и 30. соответственно,Электростатическое поле образует квадрупольную линзу, которая воздействует наэлектронный пучок, сжимая его в одном направлении и растягивая егов ортогональном направлении.Хотя вышеописанный пример осуществления был показан имеющим равный квадрант и круговые секторные части, такжемогут быть использованы некруговые и/илинеравные секторные части, чтобы получитьдругой многополюсный порядок, Примерпоказан на фиг, 8 и 9, В этом примере двесекторные 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 ортогонэльном 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 электронногопрожектора. В этом примере осуществления фокусирующий электрод 46 главной линзы, имеющий выпрессовки его апертур, 183884655 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, преимущества этого расположения: 1) малая чувствительность к конструктивным допускам, 2) эффективную длину 62 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 модулируется переменным квадрупольным напряжением, 5) эффективная сила квадрупольной линзы тем больше. чем квадрупольная линза ближе к главной линзе, и 6) квадрупольная 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 М 4,319,163 только в качестве сокровождения разностного проникания напряжений 62 Ь в щель 62 а, 2) отсутствие сферической аберации, вызванной более высокими мультиполями, производимыми дополнительно типом щелевой апертуры сеточной линзы и 3) самоудержание, обеспе 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 чивающее независимость конструкции прилежащих электродов,Электроника системы отображения 55, показанная на фиг, 1, может задействовать ЭЛТ как телевизионный приемник и как видеоконтрольное устройство компьютера, Электроника 55 реагирует на радиовещательные сигналы, принимаемые антенной 56, и направляет красный, зеленый и синий (В, О, В) видеосигналы через входные зажимы 57, Радиовещательные сигналы подаются на тюнер 58 со схемой промежуточной частоты (ОР), выход которой подается на видеодетектор 59. Выход видеодетектора 59 является составным видеосигналом, который подается на селектор 60 синхронизир;- ющего сигнала (зупс) и на процессор 61 цветового и яркостного сигнала, Синхроселектор 60 генерирует горизонтальные и вертикальные синхронизирующие импульсы, которые, соответственно, подаются на горизонтально и вертикально отклоняющие схемы 62 и 63. Горизонтально отклоняющая схема 62 производит горизонтально отклоняющий ток в горизонтально отклоняющей обмотке отклоняющей системы 14, в то время как вертикально отклоняющая схема 63 производит вертикально отклоняющий ток в вертикально отклоняющей обмотке отклоняющей системе 14,В дополнение к получению составного видеосигнала от видеодетектора 59 обрабатывающая схема 61 цветового и яркостного сигнала попеременно может принимать отдельные 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, 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 электронно-лучевой трубки 1 через проводники ВО, ОО, ВО соответственно,Мощность для системы обеспечивается электропитанием 64, которое присоединяется к источнику переменного напряжения, Электропитание 64 производит стабилизированный уровень +01 постоянного напряжения, который может, иллюстративно, быть использован чтобы питать горизонтально отклоняющую схему 62. Электропитание 64 также производит напряжение+02 постоянного тока, которое может быть использовано, чтобы питать различные схемы электроники, такие как вертикально отклоняющая схема 63. Электропитание далее производит высокое напряжение 0 кото 1838846 10рое подается за зажим второго анода, или аноный вывод 6.Схемы и компоненты для тюнера 58, вид одетектор 59. синхроселектор 60, процес ор 61, горизонтально отклоняющая схема 6, вертикально отклоняющая схема 63 и эле ропитание 64 хорошо известны в данной области техники, и, следовательно, не опи аны специально здесь.дополнение к предшествующим элемен ам электроника 55 включает также од- и 510 и две динамических схемы и генератор окусирующего напряжения специаль- формы, сили без генератора 66 сигнала иальной.формы для светящегося пятна, 15 ратор 66.сигнала специальной формы светящегося пятна обеспечивает динао изменяемое напряжение Ов 4 на секцх частях электронного прожектора 12, ратор 65 фокусирующего напряжения 20 иальной формы подобен по замыслу гетору 66; но обеспечивает динамически еняемое фокусирующее напряжение на электродах 20 и 21. Использование двух генераторов позволяет оптимиза и ок са светящегося пятна электрон 65ной спе Ген для мич тор и иф,ного пучка и Форму светящегося пятна влюой точке экрана трубки.Оба генератора 65 и 66 получают сигналы горизонтальной и вертикальной развер,тки от схемы 62 горизонтального,отклонения и ат схемы 63 вертикальногоот ойения, соответственно. Схемотехникадл генератороэ 65 и 66 сигналов специально формы может быть такой, какая известна,в данной области техники. Примерытаких известных схем могут быть найдены в:пациенте США 4,214.188, выданном Бафаро идр", 28 июля 1980 г., в патенте США В4,258,298,выданном Гильбурнуидр,24 марта 1981 г., и в патенте США М 4316128,выданном Ширатсучи 16 февраля 1982 г,Табл, 1 и 2 ниже дают экспериментальные результаты размеров, центрального иуглового, светящегося пятна для электронного прожектора, такого как прожектор 12,в 26 0 110 цветной электронно-лучевойтрубке с поданным напряжением второгоанода 25 кВ, и током пучка 2,0 еА.50Табл. 1 представляет напряжение, поданные на первый квадрупольный электрод20, 064, комбинированный второй квадрупольный электрод и на первый главный фокусирующий электрод 21, Оа 5, разность 55напряжений между этими электродами,ЬЦ, и горизонтальный О и вертикальный Оразмеры светового пятна в милях (и эквивалентно в миллиметрах), в центре и в углуэкрана, когда не подано смещение. этици Табл. 2 представляет аналогичную информацию, но для случая, когда подано смещение,Как можно видеть при сравнении таблиц, достигается существенное снижение вертикального размера светового пятна электронного пучка при должном приложении напряжений к квадрупольной конструкции.Формула изобретения 1, Цветная электронно-лучевая трубка для использования с отклоняющей системой с самосведением, включающая электронный прожектор для выработки и направления трех электронных лучей по траектории в сторону экрана трубки, при этом электронный прожектор содержит электроды лучеобразующей области и электрод для образования главной фокусирующей линзы, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения качества изображения за счет улучшения коррекции астигматизма в электронном прожекторе, она дополнительно содержит электроды в электронном прожекторе для образования многополюсной линзы между лучеобразующей областью и главной фокусирующей линзой в каждой из траекторий электронного луча, при этом в качестве электродов для образования многополюсной линзы использованы для электрода, . причем второй электрод миогополюсной линзы соединен с одним из электродов для образования главной фокусирующей линзы, а первый электрод многополюсньй линзы расположен между вторым электродом многополюсной линзы и лучеобразующей областью и.обращен к первому электроду многополюсной линзы, при этом в качестве многополюсных линз использованы квадрупольные линзы.2. Трубка по и. 1, от л и ч а ю щ а я с я тем, что каждый электрод, образующий многополюсную линзу, содержит расположенные напротив друг друга секторные части цилиндра, при этом секторные части цилиндра одного из электродов, образующих многополюсную линзу, расположены в промежутках между секторными частями цилиндра другого электрода, образующего многополюсную линзу.3, Трубка по и, 2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что каждая секторная часть охватывает угол 85 окружности цилиндра.4. Трубка по и. 2; от л и ч а ю щ а я с я тем, что секторные части одного электрода, образующего конкретную многопол юсовую линзу, охватывают больший угол окружности цилиндра, чем секторные части другого электрода, образующего конкретную многополюсную линзу.1838846 12 Таблица 1 Табл 5. Трубка по и, 4, о т л и ч а ю ща я с я тем, что секторные части на одном электроде охватывают каждая угол 145 окружности цилиндра, а секторные части на другом электроде охватывают угол 2 окружности цилиндра.6. Трубка по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что один из электродов, образующих многополюсную линзу, выполнен с возможностью подачи на него динамическогосигнала. 5 7. Трубка по и. 6, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что оба электрода, образующие многополюсную линзу, выполнены с возможностью подачи на них динамического сигнала.