Электронная пушка

 

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.

. СОКИ СОВЕТСНИХ

-СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ()9) ()!) (5!) Н 01 J 29 48

ГОСУДМРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AATEHTY

Ю

6 (21) 2819252/18-21 (22) 24..09.79 (3i) 945600 (32) 25.09.78 (33) CDJA (46) 15.02.84. Бюл. )) 6 (72) Хсинг-Яо Чен и Ричард Генри

Хьюс (ClJA) (71) РКА Корпорейшн (США) (53) 621.385.832.032.269.1 (088.8) (56) 1.Патент США Р 3678316, кл. 313-412, 1972.

2.Патент США 9 3919583, ил. 313-448, 1975 (прототип). (54) (57) 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, 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 электродаци4 индрическим, при этом отношение ширины щели к ее глубине составляет

2-5, а глубина цилиндрического отверстия и щели составляет 0,4-1 и 0,24- Q

0,8 соответственно .от диаметра цилиндрического отверстия.

1074422

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 " и.

Ь дс "), апертурную маску с вертикаль- 1О но расположенными апертурами щелевой формы и экран с вертикально ориентированными полосами люминофора, а также в трубках с теневой маской штрихового типа и индексных трубках. 15

Известна электронная пушка, предназначенная для создания по меньшей мере двух, предпочтительно трех, электронных лучей в общей плоскости и направлении их вдоль конвергентных 2п 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,(1).

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 имеет.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- 40 нии через электронную пушку и из-за неоднородности самого отклоняющего поля. 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 (2)

В 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 пучЕсли 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, 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 55 краевого поля тороидальных катушек. Самосводящиеся .отклоняющие системы имеют неоднородное поле, чтобы ртклонение луча увеличивалось по мере увеличения, горизонтального угла 60 отклонения. Эта неоднородность также является причиной вертикального отклонения электронов внутри каждого индивидуального пучка. Таким образом, лучи отклоняются избыточно и 65

1074422

4 ка, 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 в

2-5 раз бельше ее глубины. При выходе за нижний предел отклоняющее влияние силовых линий электрическо» гр поля оказывается настолько сильню, что пучок становится сильносходящимся н его формирование эа- 15 труднено. Прн его превышении верхнего предела уменьшается астигматнческбе-влияние щели нк формирование пучка и уменьшить диффузный ореол пятна пучка на экране не удается. 20

Экспериментально установлено, что .если глубина щели больше 0,8 ди-. аметра цилиндрического отверстия в экранной сетке, качество фокусировки пучка ухудшается, и пушка не может использоваться для формирования изображения" ка экране. Для пушки с диаметром отверстия в экранной сетке, .например, .0 635 me глубина щели,должна быть не более 0,508 мм. -.@

Но глубина щели не должна быть слишком маленькой, так как она связана с шириной щели. Прн уменьшении глубины щели меньше 0,24 диаметра отверстия в экранной сетке ширина щели может быть меньше 0,48 диаметра отверстия. Эксперименты показали, что прн уменьшении этого, соотношения становится критичной точность центрозки цели и отверстия. Поэтому, на-. пример, при диаметре отверстия в эк- 4О 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 соотнсшекни эффект уменьшения диффузного ореола пучка максимальный. Исходя из этого соотношения и учитывая ранее 5@ введекКые соотнсшения, глубина c}T» . верстия в экраннсм .электроде должна составлять 0,4-1 от его отверстия.

На фиг. 1 приведена схема катодно-лучевой трубки с электронной nym-, кой), на фиг. 2 - один из вариантов электронной пушки, продольный разрез j на фиг. 3 — увеличенное сечение экранного электрода на фиг. 2,ка Фиг.4разрез А"A на фиг. 3," на фиг. 5 - . 60 сечение Б-Б на фиг. 4 на фиг. 6сечение В-В на фиг. 4.

Прямоугольная трубка 1 цветного иэображения имеет стеклянный баллон,.. ,включающйй 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 6, соединенной с раструбом 4 спаем., 7. Мозаичный фосфорный .трехцветный экран 8 расположен на внутренней поверхности фронтального стекла 5. Электрод 9 многоапертурной теневой маски щеле-. рого типа с разделением цветов подвижно установлен обычным способом в заранее заданном положении по отношению к экрану 8 . Комбинированная элек- . тронная пушка 10 (показана пунктирнымн 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 бипотенциального типа состоит из двух стеклянных поддерживающих стержней 13, на которых установлены различные электродыг 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 осн луча и расположены вдоль стеклянных стержней 13 в названном порядке. Фокусирующие электроды 17 и 18 также служат как ускоряющие а бипотенциальной пушке 10. Магнитные элементы 20 установлены ка дне экракирующей чашки 19 для осуществления кома-коррекции растра при развертывании. электрон-. ных лучей по экрану 8.

На торцовой стенке трубчатого катода 14 находится плоская испускающая поверхность 21. Электроды 15 и 16 имеют поперечные пластины 22 и 23 соответственно с центрнрованными отверстиями 24 и 25. Отверстие 2ф 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 эле1074422

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 сетки,изза которой возникает астигматическое электрическое поле, вызывающее неполную еходимость электронного пучка в одной плоскости, например в вертикальной, по сравнению co сходимостью пучка в плоскости, перпендикулярной первой. В результате лучи вертикального отклонения попадают в .зону меньшего воздействия элек- 60 тронной линзыпушки, что компенсирует избыточное отклонение, вызванное полем отклоняющей системы в точках, горизонтально удаленных от центра экрана. Оба эти явления уменьшают 65 мента имеют трубчатые обращенные

Внутрь губы .28 и 29, между которыми создается главная фокусирующая линза электронной пушки.

Ноперечная пластина 23 электрсда 16, состоит из двух частей:, 5 первой 30;и .второй 31 отдельных пластин.Первая отдельная пластина 30 имеет отверстие 32, .которое предпочтительно выполняется -круглым. Вторая отдельная пластийа 31 соединена 0 впритык с поверхностью первой плас.тины 30 со стороны, обращенной к электроду 15.. На второй пластине 31 имеется продольная щель 33 прямоугольной формы, расположенная по одной оси с отверстием 32 в первой пластине ЗО..Трехлучевая пушка имеет три отверстия 32 в первой пластине 30 и три соответствующих прямоугольных щели 33 во второй пластине 31; Отверстие 32 с прямоугольной щелью 33 составляет составное отверстие 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 отверстия, проходящего через.три отверстия 32. .Длина щели 33 не имеет критического значения 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 элек1 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 электронного пучка в точках, горизонтально удаленных от центра экрана.

Предложенное устройство работает следующим образом.

Электроны, испускаемые катодом, фокусируются в направлении точки их пересечения симметричным электрическим полем со сходящимися силовыми линиями 34, которые захватывают и отверстие электрода 15.

Астигматическое электрическое поле присутствует и со стороны входа луча в отвефстие 25 электрода 16 (фиг. 5 и 6) . Воздействие этого поля 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 изгибают пучок .электронов, обеспечивая тем.самым относительно небольшой угол пересечения (фиг. 5) .

Траекториями электронов (фиг. 5) являются траектории наиболее удаленных лучей 36 в горизонтальной плоскости. Силовые разводящие линии

37 астигматического поля в вертикальной плоскости более круто изогнуты и оказывают большее влияние на поток электронов, чем силовые лийии 35 (фиг. 6) . В результате наиболее удаленные от центра лучи

38 в вертикальной плоскости подвер жены 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 тоочку на экране трубки, в то время как вертикально сходящиеся лучи недофокусируются и сходятся в линии или вытянутую точку 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 в центре экрана имеет вертикальный размер, больший горизонтального, противоположная картина имеет место для поперечного сечения луча, когда последний проходит через главную

1074422

10 мил мм

Расстояние катод-электрод

15 (горячий), 3

Толщина электрода 15 5

Диа :етр отверстия электрода 15 25

Расстояние между электродами 15,16 9 с

0,076

0,127

0,635

0,229 фокусирующую линзу электронной пушки. В этом случае вследствие меньших углов пер"сечения в вертикальной плоскости электронный пучок имеет вертикальный размер меньший горизонтального. В результате любое отклонение пучка оси под действием краевого поля отклоняющей системыв вертикальном направлении не так, существенно влияет на луч, так как последний не полностью находится

;в отклоняющей части. линзы. Таким образом,,явление вертикальной за-.

:светки из-эа краевого поля отклоняющей системы ослабевает.

Кроме того, поскольку для. состав- 15 . ного пучка характерна acr олная сходимость в вертикальной плоскости,она компенсирует избыточное отклонение в вертикальной плоскости под действием .поля отклоняющей системы. Соответ- 20 ственно, вертикальная засветка как выше, так и ниже электронного пучка

s периферийной части экрана существенно уменьшается.

Ниже приведены размеры и парамет" 25 ры предложенной электронной пушки (вариант исполнения ) 8 - 0,203

2,134

925 23,495

150

30000 обеспечивает ореола пятна

Толщина !пластины

30 электрода 16 20 0,508

Толщина пластины

31 электрода 16

Диаметр отверстия 32 электроу .:. да 16 25, 0,635

Ширина щели электрода 16 Оу711

Длина щели электрода 16 84

Расстояние между электродами

16-17 . : 33 .,: 0 838

Диаметр отверстия 27 электрода 17 . .60 1,524

Длина электрода 17

Диаметр линзы электрода 17 214 . 5,436

Диаметр линзы электрода 18 . -227 6,766

Расстояние меж- ду электродами

17-18 50 1,270

Потенциал эапирайия катода

Потенциал электрода 15,5 0

Потенциал электрода 16,В 600

Потенциал электрода 17, В 8500

Потенциал электрода 18, Ь

Предложеннная пушка уменьшение диффузного электронного луча.

1074422

1074422

6-5

В-8

82

Корректор M.Qlapouw

1 Рнраж 683- Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и:открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Заказ 411/56

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4

Составитель А «Бишаев

Редактор Л.Веселовская Техред A.Бабинец

° «ф» ф