Электронная пушка

-СОЩИАЛИС РЕСПУБ ТСНИХТИЧЕСКИ 9) (И) а 1) Н 01 Х РТИИ ОП фЙ 3 1 Л ЬЕь.гж".,; .А ъаНИЕ И Н ПАТЕНТУ фий 1 ГОСУДМРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТЛО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ 121) 2819252/18-21(53) 621.385.832,032.269.1 088.56) 1.Патент США Р 3678316,кл. 313-412, 19722.Патент США 9 3919583,ил. 313-448, 1975 (прототип). 54) 57) ЭЛЕКТРОННАЯ ПУШКА, содержащая последовательно расположенныекатод, 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 фокусирующего электродов, о т л и ч аю щ а я с я, тем, что, с целью уменьшения диффузионного ореола пятна электронного луча, отверстие в экранной сетке со стороны улравляющего электрода выполнено в виде щели, а со стороны фокусирующего электродацииндрическим, при этом отношение ширины щели к ее глубине составляет 2-5, а глубина цилиндрического отверс тия и щели составляет 0,4-1 и 0,24- 0,8 соответственно .от диаметра цилиндрического отверстия.Изобретение относится к катодно- лучевым трубкам цветного изображения для бытовых телевизионных приемников, и может быть использовано, в частности в трубках, использующих комбинацию самосводящейся отклоняющей системы с теневой маской и имеющих многопучковые электронные пушки, расположенные в горизонтальной плоскости по одной линии (системы " ю. Ь ис "), апертурную маску с вертикаль но расположенными апертурами щелевой формы и экран с вертикально ориентированными полосами люминофора, а также в трубках с теневой маской штрихового типа и индексных трубках. 15Известна электронная пушка, предназначенная для создания по меньшей мере двух, предпочтительно трех, электронных лучей в общей плоскости и направлении их вдоль конвергентных 2 О траекторий до их схождения в маленькое пятно на экране. Самосводящаяся отклоняющая система имеет неоднородности поля, которые обеспечивают сходимость -лучей без специально 25 предназначенных для этого средств,11,Основным направлением в разработ - ке трубок цветного изображения является создание более коротких трубок с большими углами отклонения. Было обнаружено, что для трубок с углом отклонения 110 фимевт.место существенное 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-за воздействия краевых областей отклоняющего поля на лучи при их прохожде нии через электронную пушку и из-за неоднородности самого отклоняющего поля. Если отклоняющее поле захватывает область электронной 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, располо" женная рядом с ним со стороны центра экрана. Это явление, например, имеет место в самосводящейся отклоняющей системе с тороидальной вертикальнойкатушкой из-за относительно большого 55 краевого поля тороидальныхкатушек.Самосводящиеся отклоняющие системы имеют неоднородное поле, чтобы ртклонение луча увеличивалось по мере увеличения, горизонтального угла БО отклонения. Эта неоднородность также является причиной вертикального отклонения электронов внутри каждого индивидуального пучка. Таким образом, лучи отклоняются избыточно и 65 попадают в точки, сдвинутые в горизонтальной плоскости от центра экрана, что является причиной вертикальной подсветки, 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.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 фокусирующего электродов 2В известной конструкции пушки отверстие в экранной сетке образовано двумя щелями,что позволяет корректировать 5 -образное искажение вертикально удлиненного пятна луча беэ его горизонтального расширения, но не позволяет уменьшить диФФузный ореол,.Целью данного изобретения является уменьшение диффузного. ореола пятна электронного луча.Поставленная цель достигается тем, что в электройной пушке, содержащей 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 фокусирующего электродов, отверстие в экранной сетке со стороны управляющего электрода выполнено в виде ще ли, а со стороны фокусирующего электрода - цилиндрическим, при этом отношение ширины щели к ее глубине составляет 2-5, а глубича цилиндри-. 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 жела- тельно в область формирования пучка вЬести .небольшой астигматиэм так, чтобы исключить нежелательную под-. светку пятна электронного пучка без искажения главного стержня пучка, а следовательно, круглой формы . пятна. Если отверстие формирования пучка имеет форму, отличную от круглой, то это может одновременно с . уменьшением засветки нежелательно .повлиять на форму пятна.Для получения желаемого астигматического эффекта в области формирования пучка ширина цели в экранной сетке электроде) должна быть в2-5 раз бельше ее глубины. При выходе за нижний предел отклоняющее влияние силовых линий электрическо гр поля оказывается настолько сильные, что пучок становится сильно- сходящимся и его формирование эа труднено. При его превьааении верхнего предела уменьшается астигматнческое влияние щели на формирование пучка и уменьшить диффузный ореолпятнапучка на экране не удается. 20Экспериментально установлено,что .если глубина щели больше 0,8 ди-.аметра цилиндрического отверстия вэкранной сетке, качество фокусировки пучка ухудшается, и пушка не может использоваться для формированияизображения" на экране. Для пушки сдиаметром отверстия в экранной сетке, .например, 0:,635 мм глубина щели,должна быть не более 0,508 мм. ЗоНо глубина щели не должна бытьслишком маленькой, так как она связана с шириной щели. Прн уменьшенииглубины щели меньше 0,24 диаметраотверстия в экранной сетке ширинащели может быть меньше 0,48 диаметра отверстия, Эксперименты показали, что при уменьшении этого, соотношениястановится критичной точность центрозки цели и отверстия, Поэтому, на-: пример, при диаметре отверстия в эк раиной 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 45 составлять 1,2 диаметра отверстия в этой же сетке. При этом соотнсшении эффект уменьшения диффузного ореола пучка максимальный. Исходя из этого соотношения и учитывая ранее 59 введенные соотнсшения, глубина от- . верстия в экраннси электроде должна составлять 0,4-1 от его отверстия.На фиг. 1 приведена схема катод . но-лучевой трубки с электронной пуш-, 55 кой на фиг. 2 - один из вариантов электронной пушки, продольный разрезу на фиг. 3 - увеличенное сечение экранного электрода на фиг. 2,иа фиг.4- разрез А-А нафиг. 3," на фиг. 5 - 60 сечение Б"Б на фиг. 4 на фиг. бсачение В-.В на фиг. 4.Прямоугольная трубка 1 цветного иэображения имеет стеклянный баллон, ,включазОщйи прямоугольную фронтальную 65 панель 2 и трубчатую горловину 3, соединенные между собой прямоугольным раструбом 4, Панель 2 состоит из фронтального стекла 5 и периферийной боковой стенки б, соединенной с раструбом 4 спаем, 7, Мозаичный фосфорный .трехцветный экран 8 расположен.на внутренней поверхности фронтального стекла 5. Электрод 9 многоапертурной теневой маски щеле-. вого типа с разделением цветов подвижно установлен обычным способом в заранее заданном положении по отношению к экрану 8. Комбинированная электронная пушка 10 (показана пунктирными линиями) установлена по центру внутри 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 гбрловины 3 и раструба 4 вблизи места их соединения для обеспечения горизонтальной и вертикальной развертки. трех элек-, тронных лучей 11 на экране 8.Электронная пушка 10 бнпотенциального типа состоит из двух стеклянных поддерживающих стержней 13, на которых установлены различные электроды: три равноудаленных капланарных катода 14 каждый из катодов предназйачен для одного луча, йа фиг. 2 показан только один), электрод 15 управляющей сетки, электрод 16 экранной сетки, Фокусирующий электрод 17 (первая линза), фокуси,рующий электрод 18 (втбрая 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 ускоряющие в бипотенциальной пушке 10. Магнитные элементы 20 установлены на дне экранирующей чашки 19 для осуществления кома-коррекции растра при развертывании. электрон-. ных лучей по экрану 8.1На торцовой стенке трубчатого катода 14 находится плоская испускающая поверхность 21. Электроды 15 и 16 имеют поперечные пластины 22 и 23 соответственно с центрирован- ными отверстиями 24 и 25. Отверстие 25 электрода 16 представляет собой составное отверстие.Элект-род 17 представляет собой удлинен-. ный трубчатый элемент, поперечные стенки 26 которого расположены в непосредственной близости от электрода 16, который имеет отверстие 27. Электрод 18, как.и 17, состоит из трубчатого элемента. Оба этих эле15 В соответствии с изобретением электронная пушка состоит из облас-ти формирования луча, включающей катод, управляющую сетку и экранную сетку. Экранная сетка имеет щель, расположенную со стороны сеткиизза которой возникает астигматическое электрическое поле, вызывающее неполную еходимость электронного пучка в одной плоскости, например в вертикальной, по сравнению со сходимостью пучка в плоскости, перпендикулярной первой. В результате лу.чи вертикального отклонения попадают в .зону меньшего воздействия элек тронной линзы пушки, что компенсирует избыточное отклонение, вызванное полем отклоняющей системы в точках, горизонтально удаленных от центра экрана, Оба эти явления уменьшают 65 мента имеют трубчатые обращенныеВнутрь губы 28 и 29, между которымисоздается главная фокусирующая линза электронной пушки.Поперечная пластина 23 электрода 16, состоит из двух частей:, 5первой 30,и .второй 31 отдельныхпластин. Первая отдельная пластина 30имеет отверстие 32, .которое предпочтительно выполняется круглым. Вторая отдельная пластийа 31 соединена 1 Овпритык с поверхностью первой плас.тины 30 со стороны, обращенной кэлектроду 15 На второй пластине 31имеется продольная щель 33 прямоугольной формы, расположенная поодной оси с отверстием 32 в первойпластине ЗОТрехлучевая пушка имеет три отверстия 32 в первой пластине 30 и три соответствующих прямоугольных щели 33 во второй пластине 31; Отверстие 32 с прямоугольнойщелью 33 составляет составное отверстие 25 формирования электронного луча в экранном электроде.,Вторая пластина 31 (фиг.4) имеет три отдельных прямоугольных щелевых отверстия 32, но прн необходимости они могут быть выполнены ввиде одного щелевого отверстия, проходящего через.три отверстия 32, .Длина щели 33 не имеет критическогозначения при условии, что она достаточно велика, чтобы не оказывать существенного влияния на электронные лучи в горизонтальном направлении.Первая и вторая пластины могут быть выполнены как отдельные соединенные.друг с другом элементы (фиг.3) а также как две части одного элек 1 трода. В этом случае прямоугольная щель 33 должна иметь глубину меньшую 40 чем общая толщина поперечной пластины 23, а отверстие 32, начинаясь ,там, где кончается щель 33, располагается на оставшейся толщине поперечной пластины 23. 45 вертикальную засветку электронногопучка в точках, горизонтально удаленных от центра экрана.Предложенное устройство работаетследующим образом.Электроны, испускаемые катодом,фокусируются в направлении точкиих пересечения симметричным электрическим полем со сходящимися силовыми линиями 34, которые захватывают и отверстие электрода 15.Астигматическое электрическоеполе присутствует и со стороны входа луча в отверстие 25 электрода 16(фиг. 5 и 6) . Воздействие этого поля на сходящиеся электронные лучи вгоризонтальной плоскости различно посравнению с воздействием, котороеоно оказывает на сходящиеся лучив вертикальной плоскости.Разводящие силовые линии 35 это"го астнгматического поля, которыенаходятся в горизонтальной плоскости, немного изгибают пучок .электронов, обеспечивая тем.самым относи"тельно небольшой угол пересечения(фиг, 5) .Траекториями электронов (фиг. 5)являются траектории наиболее удаленных лучей Зб в горизонтальнойплоскости. Силовые разводящие линии37 астигматического поля в вертикальной плоскости более круто изогнуты и оказывают большее влияниена поток электронов, чем силовыелийии 35 (фиг. 6) . В результатенаиболее удаленные от центра лучи38 в вертикальной плоскости подвержены большему выпрямлению н вследствие этого пересечение лучей имеетместо прн больших углах в точке,расположенной значительно дальшепо сравнению с точкой пересечениягоризонтальных лучей (фиг. 5),Таким образом, имеет место двойноепересечение лучей, когда горизонтально сходящиеся лучи пересекаются вточке 39, и вертикально сходящиесялучи - в точке 40, расположеннойзначительно дальше. Составной пучоквключает в себя горизонтально сходящиеся лучи, которые фокусируются влинию или вытянутую тоочку на экранетрубки, в то время как вертикальносходящиеся лучи недофокусируются исходятся в линии или вытянутую точ"ку вне экрана. В центре экрана появ-ляется пятно электронного луча, вертикальный размер которого больше,чем горизонтальный из-за недофокусировки вертикальных лучей,Хотя пятно электронного луча вцентре экрана имеет вертикальныйразмер, больший горизонтального,противоположная картина имеет местодля поперечного сечения луча, когдапоследний проходит через главную10 мил мм Расстояниекатод-электрод15 (горячий) , 3 Толщина электрода 15 5Диа:етр отверстия электрода 15 25Расстояние междуэлектродами 15,16 9с 300,0760,127350,6350,229 Фокусирующуюлинзу электронной пушки. В этом случае вследствие мень- .шик углов пер"сечения в вертикальнойплоскости электронный пучок имеетвертикальный размер меньший горизонтального. В результате любоеотклонение пучка оси под действиемкраевого поля отклоняющей системы .в вертикальном направлении не так,существенно влияет на луч, так какпоследний не полностью находится,в отклоняющей части. линзы. Такимобразомявление вертикальной за-.светки из-эа краевого поля отклоняющей системы ослабевает,Кроме того, поскольку для. состав, ного пучка характерна неполная сходимость в вертикальной плоскости,она компенсирует избыточное отклонение в вертикальной плоскости под действием,поля отклоняющей системы. Соответственно, вертикальная засветка каквыше, так и ниже электронного пучкав периферийной части экрана существенно уменьшается.Ниже приведены размеры и парамет" 25рыпредложенной электронной пушки8 0,203 28 2,134 925 23,495 150 30000 обеспечиваетореола пятна Толщинапластины30 электрода 16 20 0,508Толщинапластины31 электрода 16Диаметр отверстия 32 электроу.:, :да 1625 , 0,635Ширина щелиэлектрода 16 0,711Длина щелиэлектрода 1 84Расстояние между электродами16-17 .: 33 .,: 0,838Диаметр отверстия 27 электрода 17 . .60 1,524Длина электрода 17Диаметр линзыэлектрода 17 214 . 5,436Диаметр линзыэлектрода 18 . 227 6,766Расстояние меж-ду электродами17-18 50 1,270Потенциал эапирайия катодаПотенциал электрода 15,8 0Потенциал электрода 16,В 600Потенциал элект"рода 17,В 8500Потенциал электрода 18, ЬПредложеннная пушкауменьшение диффузногоэлектронного луча.1074422 6-6 у Составитель А БишаевТехред А.БабинецщФе %е РиРаж 683 ОсударстЪенног ам изобретений ква, Ж, Раушаказ 411 56 писное комитета СССРи открытийскан наб., д.4 ВНИИПИ по д 035, М