RZECZPOSPOLITAPOLSKA(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (21) Numer zgłoszenia: 310152 Urząd Patentowy (22) Data zgłoszenia. 24.08.1995 Rzeczypospolitej Polskiej (11) 179819 (13) B1 (51) IntCl7 H01J 29/51 ( 5 4 ) Wyrzutnia elektronowa rzędowa (30) Pierwszeństwo: 26.08.1994,FR,9410313 (73) Uprawniony z patentu: Thomson Tubes and Displays, S.A., Paryż, FR (43) Zgłoszenie ogłoszono: 04.03.1996 BUP 05/96 (72) Twórcy wynalazku: Olivier P. Trinchero, Dijon, FR David A. New, Mercerville, US Yves Pontaillier, Montmancon, FR (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: 30.11.2000 WUP 11/00 (74) Pełnomocnik: Palka Grażyna, POLSERVICE PL 179819 B1 (57) 1. Wyrzutnia elektronowa rzędowa, zawierająca wiele elektrod oddalonych od trzech katod i tworzących przynajmniej obszar formowania wiązek elektronów oraz główną soczewkę ogniskującą w torach trzech wiązek elektronów, dla wiązki środkowej i dwóch wiązek bocznych, przy czym główna soczewka ogniskująca jest utworzona przez umieszczone naprzeciw siebie części dwóch elektrod, przy czym każda z tych umieszczonych naprzeciw siebie części dwóch elektrod ma pierwszy fragment mający pojedynczy otwór i drugi fragment umieszczony wewnątrz pierwszego fragmentu i mający trzy rzędowe otwory, znamienna tym, że pierwszy fragment (38) ma kształt czaszy z otworem, z czterema oddalonymi od siebie występami (44), a drugi fragment (40) ma kształt płytki z otworami, z czterema narożami (46), przy czym każde naroże (46) ma zagięcie, oraz drugi fragment (40) w kształcie płytki z otworami jest zamocowany do czterech występów (44) pierwszego fragmentu (38) poprzez zagięcia. Fig. 9
Wyrzutnia elektronowa rzędowa Zastrzeżenia patentowe 1. Wyrzutnia elektronowa rzędowa, zawierająca w iele elektrod oddalonych od trzech katod i tworzących przynajmniej obszar formowania wiązek elektronów oraz główną soczewkę ogniskującą w torach trzech wiązek elektronów, dla wiązki środkowej i dwóch wiązek bocznych, przy czym główna soczewka ogniskująca jest utworzona przez umieszczone naprzeciw siebie części dwóch elektrod, przy czym każda z tych umieszczonych naprzeciw siebie części dwóch elektrod ma pierwszy fragment mający pojedynczy otwór i drugi fragment umieszczony wewnątrz pierwszego fragmentu i mający trzy rzędowe otwory, znamienna tym, że pierwszy fragment (38) ma kształt czaszy z otworem, z czterema oddalonymi od siebie występami (44), a drugi fragment (40) ma kształt płytki z otworami, z czterema narożami (46), przy czym każde naroże (46) ma zagięcie, oraz drugi fragment (40) w kształcie płytki z otworami jest zamocowany do czterech występów (44) pierwszego fragmentu (38) poprzez zagięcia. 2. Wyrzutnia według zastrz. 1, znam ienna tym, że pierwszy fragment (38) w kształcie czaszy co najmniej jednej z dwóch elektrod (24, 26) głównej soczewki ogniskującej ma pojedynczy otwór (42) o większej szerokości (W) w torach wiązek bocznych, mierząc w kierunku prostopadłym do kierunku rzędowego wyrzutni elektronowej (10), niż w torze wiązki środkowej. 3. Wyrzutnia według zastrz. 1, znamienna tym, że drugi fragment (40) w kształcie płytki z otworami ma trzy rzędowe otwory (48, 50, 52) w kształcie niekołowym. 4. Wyrzutnia według zastrz. 1, znam ienna tym, że pierwszy fragment (38) każdej z umieszczonych naprzeciw siebie części dwóch elektrod (24, 26) głównej soczewki ogniskującej ma identyczne wymiary i kształt oraz drugi fragment (40) każdej z umieszczonych naprzeciw siebie części dwóch elektrod głównej soczewki ogniskującej ma identyczne wymiary i kształt. * * * Przedmiotem wynalazku jest wyrzutnia elektronowa rzędowa, zwłaszcza kineskopu kolorowego, a w szczególności konstrukcja elektrod głównej soczewki ogniskującej w wyrzutni elektronowej. Znana wyrzutnia elektronowa rzędowa jest przeznaczona do wytwarzania trzech wiązek elektronów we wspólnej płaszczyźnie i kierowania tych wiązek wzdłuż zbieżnych torów do małego obszaru zbieżności na ekranie kineskopu. Znana jest z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 370 592 wyrzutnia elektronowa, w której główna soczewka ogniskująca jest utworzona przez dwie oddalone od siebie elektrody. Każda elektroda głównej soczewki ogniskującej ma dużą liczbę otworów, równą liczbie wiązek elektronów oraz pierścień obwodowy, przy czym pierścienie obwodowe dwóch elektrod głównej soczewki ogniskującej są umieszczone naprzeciw siebie. Część z otworami każdej elektrody głównej soczewki ogniskującej jest usytuowana we wnęce z tyłu pierścienia. Ta konstrukcja elektrod głównej soczewki ogniskującej zapewnia uzyskanie łagodnego gradientu napięcia, zmniejszającego aberrację sferyczną. Znana jest z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 388 552 wyrzutnia elektronowa rzędowa, w której kształt jednego z pierścieni obwodowych elektrod głównej soczewki ogniskującej jest zmodyfikowany. Co najmniej jedna z elektrod ma wnękę szerszą dla torów wiązek bocznych niż dla toru wiązki środkowej, mierząc prostopadle do płaszczyzny zawierającej rzędowe wiązki elektronów. Ta konstrukcja elektrod zapewnia taki rozkład linii pola elektrostatycznego głównej soczewki ogniskującej, że napięcia ogniskujące dla trzech wiązek elektronów są ujednolicone. Znana jest z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 626 738 główna soczewka ogniskująca wyrzutni elektronowej, utworzona przez dwie elektrody, z których każda ma
179 819 3 zewnętrzną część w kształcie owalnym, z pierścieniem obwodowym. Pierścienie obwodowe każdej elektrody są umieszczone naprzeciw siebie. Wewnątrz każdej części w kształcie owalnym jest umieszczona teleskopowo płytka z otworami, która ma obrzeże w kształcie owalnym. W tej konstrukcji głównej soczewki ogniskującej odległość pomiędzy płytkami z otworami i pierścieniami obwodowymi może zmieniać się, o ile nie podejmie się nadzwyczajnych środków ostrożności podczas wytwarzania wyrzutni elektronowej. Ponadto jest również możliwe wprowadzenie płytek z otworami pod kątem, który powoduje nieznaczne przesunięcie poza wyosiowam e pierścieni obwodowych. Znany jest z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 990 822 zespół elektrod ogniskujących dla wyrzutni elektronowej rzędowej, który zawiera szereg elektrod w postaci pustych elementów o prostokątnym przekroju poprzecznym. Dwuelementowa anoda wyrzutni elektronowej zawiera pierwszy i drugi element w kształcie czaszy, z których każdy ma powierzchnię czołow ą z otworami. Drugi element w kształcie czaszy jest umieszczony w pierwszym elemencie, z zapewnieniem określonej odległości pomiędzy powierzchniami czołowymi elektrod, przy pomocy której jest regulowane krytyczne ogniskowanie i zbieżność wiązek elektronów w wyrzutni elektronowej. Znana jest z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5 023 508 wyrzutnia elektronowa rzędowa, w której główna soczewka ogniskująca zawiera końcową elektrodę ogniskującą i anodę, z których co najmniej jedna ma pierwszy element w kształcie czaszy, mający pierwsze obrzeże rurowe i pierwszą płytkę dolną, zależną od pierwszego obrzeża rurowego, zawierającą trzy niezależne otwory wiązki elektronów, oraz ma drugi element mający drugie obrzeże rurowe i drugą płytkę dolną, zależną od drugiego obrzeża rurowego i zawierającą wspólny otwór przepuszczający wiązki oraz pierścień obwodowy wystający do drugiego obrzeża rurowego na obwodzie wspólnego otworu przepuszczającego wiązki. Pierwsze obrzeże rurowe jest ściśle dopasowane do drugiego obrzeża rurowego, a pierwsza płytka dolna opiera się i styka się z pierścieniem. W wyrzutni elektronowej rzędowej pierwszy fragment ma kształt czaszy z otworem, z czterema oddalonymi od siebie występami, a drugi fragment ma kształt płytki z otworami, z czterema narożami. Każde naroże ma zagięcie. Drugi fragmant w kształcie płytki z otworami jest zamocowany do czterech występów pierwszego fragmentu poprzez zagięcia. Korzystnie pierwszy fragment w kształcie czaszy co najmniej jednej z dwóch elektrod głównej soczewki ogniskującej ma pojedynczy otwór o większej szerokości w torach wiązek bocznych, mierząc w kierunku prostopadłym do kierunku rzędowego wyrzutni elektronowej, niż w torze wiązki środkowej. Korzystnie drugi fragment w kształcie płytki z otworami ma trzy rzędowe otwory w kształcie niekołowym. Korzystnie pierwszy fragment każdej z umieszczonych naprzeciw siebie części dwóch elektrod głównej soczewki ogniskującej ma identyczne wymiary i kształt oraz drugi fragment każdej z umieszczonych naprzeciw siebie części dwóch elektrod głównej soczewki ogniskującej ma identyczne wymiary i kształt. Zaletą wynalazku jest zapewnienie ulepszonej konstrukcji elektrod głównej soczewki ogniskującej w wyrzutni elektronowej, która wykorzystuje płytki z otworami. Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wyrzutnię elektronową według wynalazku, w widoku z boku, fig. 2 - pierwszy fragment piątej elektrody z fig. 1, zawierający pierścień obwodowy, w widoku od przodu, fig. 3 - pierwszy fragment piątej elektrody, zawierający pierścień obwodowy, w widoku z góry, w przekroju wzdłuż linii 3-3 z fig. 2, fig. 4 - pierwszy fragment piątej elektrody, zawierający pierścień obwodowy, w widoku z boku, w przekroju wzdłuż linii 4-4 z fig. 2, fig. 5 - drugi fragment piątej elektrody, zawierający trzy otwory, w widoku od przodu, fig. 6 - drugi fragment piątej elektrody z fig. 5, w widoku z góry, fig. 7 - drugi fragment piątej elektrody z fig. 5, w widoku z boku, fig. 8 - drugi fragment piątej elektrody, zawierającej trzy otwory, w widoku perspektywicznym i fig. 9 - piątą elektrodę i szóstą elektrodę wyrzutni elektronowej z fig. 1, w widoku z góry, w przekroju.
4 179 819 Figura 1 przedstawia wyrzutnię elektronową rzędową 10, zawierającą dwa izolacyjne pręty wsporcze 12, na których są zamontowane elektrody. Te elektrody stanowią trzy oddalone od siebie katody 14, z których pokazano tylko jedną katodę, pierwszą elektrodę 16 stanowiącą sterującą elektrodę siatkową, drugą elektrodę 18 stanowiącą ekranującą elektrodę siatkową, trzecią elektrodę 20 stanowiącą pierwszą elektrodę ogniskowania wstępnego, czwartą elektrodę 22 stanowiącą drugą elektrodę ogniskowania wstępnego, piątą elektrodę 24 stanowiącą złożoną trzecią elektrodę ogniskowania wstępnego i pierwszą elektrodę ogniskowania głównego oraz szóstą elektrodę 26 stanowiącą drugą elektrodę ogniskowania głównego. Te elektrody są rozmieszczone wzdłuż prętów wsporczych 12 w wymienionej kolejności. Każda z tych sześciu elektrod ma trzy rzędowe otwory dla przepuszczania trzech wiązek elektronów. Główna elektrostatyczna soczewka ogniskująca w wyrzutni elektronowej rzędowej 10 jest utworzona pomiędzy piątą elektrodą 2 4 i szóstą elektrodą 26. Piąta elektroda 24 jest elektrodą ogniskującą, ponieważ jest do niej doprowadzane napięcie ogniskujące, a szósta elektroda 26 jest anodą, ponieważ jest do niej doprowadzane napięcie anodowe. Piąta elektroda 24 jest utworzona z dwóch elementów 28 i 30 w kształcie czasz, które są połączone otwartymi końcami. Szósta elektroda 26 jest utworzona z dwóch elementów 32 i 34 w kształcie czasz, które są także połączone otwartymi końcami. Do elementu 34 w kształcie czaszy jest zamocowana na wyjściu czasza ekranująca 36. Wszystkie elektrody wyrzutni elektronowej rzędowej 10 są dołączone do izolacyjnych prętów wsporczych 12 bezpośrednio albo pośrednio. Pręty wsporcze 12 dochodzą do pierwszej elektrody 16 i drugiej elektrody 18 oraz podtrzymują je albo te elektrody 16 i 18 są zamocowane do trzeciej elektrody 20 przy pomocy innych elementów izolacyjnych. Pręty wsporcze 12 są wykonane na przykład ze szkła, które zostaje ogrzane i sprasowane na uchwytach odchodzących od elektrod. Um ieszczone naprzeciw siebie elementy 30 i 32 w kształcie czasz piątej elektrody 24 i szóstej elektrody 26 są identyczne. Dalej zostanie więc opisany szczegółowo tylko element 30 mający dwa fragmenty 38 i 40 przedstawione na dalszych figurach. Figury 2, 3 i 4 przedstawiają fragment 38 elementu 30 z fig. 1, mający kształt zbliżony do czaszy, z dużym otworem 42 w zamkniętym końcu. Otwór 42 jest wydłużony w kierunku rzędowym wiązek elektronów i jest nieznacznie szerszy w kierunku prostopadłym do kierunku rzędowego wiązek elektronów w dwóch torach wiązek zewnętrznych czyli bocznych. Kształt otworu 42 jest znany w technice jako kształt kości dla psa. W torach wiązek bocznych otwór 42 ma kształt kołowy o średnicy D. W torze wiązki środkowej otwór 42 ma proste boki w odległości równej szerokości W otworu 42. Długość L otworu 42 przechodzi przez tory wiązek od jednego końca otworu 42 do drugiego. Otwór 42 jest otoczony obwodowo przez pierścień obwodowy 45. Cztery naroża fragmentu 38 są wytłoczone tak, żeby tworzyć półkę czyli występ 44 w każdym narożu we wnętrzu fragmentu 38. Wysokość każdego występu 44 można zmieniać podczas tłoczenia, aby regulować odległość pomiędzy dwoma umieszczonymi naprzeciw siebie fragmentami 40 w wyrzutni elektronowej, pokazanymi na dalszych figurach. Figury 5, 6, 7 i 8 przedstawiają fragment 40, który jest płaską płytką z zagięciem w każdym czterech naroży 46. Wielkość zagięcia czterech naroży 46 jest zmieniana w celu regulacji odległości pomiędzy dwoma umieszczonymi naprzeciw siebie fragmentami 40 w wyrzutni elektronowej. Fragment 40 ma trzy rzędowe otwory 4 8, 50 i 52. Otwór środkowy 50 ma kształt eliptyczny, a dwa otwory boczne 48 i 52 mają bardziej złożone kształty, przy czym części wewnętrzne otworów bocznych 48 i 52 są kołowe i części zewnętrzne otworów bocznych 48 i 52 są eliptyczne. Figura 9 pokazuje, że piąta elektroda 24 jest zmontowana przez um ieszczenie czterech zagiętych naroży 46 fragmentu 40 w styku z czterema występami 44 fragmentu 38 i przyspawanie naroży 46 do występów 44. Figura 9 przedstawia konstrukcję elektrod tworzących głów ną soczewkę ogniskującą. Użycie tylko jednej wnęki w kształcie kości dla psa w elektrodzie, która jest dołączona do napięcia anodowego, powoduje dużą czułość elektrody na zmiany wymiarów. Tabela 1 podaje przykłady modyfikacji wymiarów wnęki w kształcie kości dla psa, które są wymagane dla różnych wartości astygmatyzmu i regulacji swobodnego padania wiązki FBL.
179 819 5 Tabela 1 Ast zielony Ast. czerwony FBL L W D (wolty) (wolty) (mm) (mm) (mm) (mm) 100 100 0-0,013-0,038-0,064 100 0 0-0,013-0,038-0,013 100 0 0,254-0,025-0,038-0,025 Z tabeli 1 widać, że zmiany konstrukcji anody, które są potrzebne do korekcji astygmatyzmu i swobodnego padania wiązki, są stosunkowo małe, w zakresie od 0,013 mm do 0,064 mm. Uzyskanie takich małych zmian wymiarów wymaga zastosowania wysokiego stopnia precyzji oprzyrządowania i warunków produkcji. Wobec tego jest pożądana modyfikacja konstrukcji w y- rzutni elektronowej, aby zmniejszyć czułość na zmiany konstrukcyjne. Wynalazek rozwiązuje ten problem dużej czułości przez wykonanie umieszczonych naprzeciw siebie części elektrody ogniskującej i anody jako mających identyczne cechy. Elektroda ogniskująca jest umieszczona w części zbieżności głównej soczewki ogniskującej, a anoda jest umieszczona w części rozbieżności głównej soczewki ogniskującej. W wyniku takiego ich umieszczenia, identyczne zmiany dokonane zarówno w elektrodzie ogniskującej jak i anodzie dają przeciwne efekty w każdej z tych elektrod. Dla przykładu podano w tabeli 1 trzy wartości astygmatyzmu i warunków swobodnego padania wiązek. Jeżeli elektroda ogniskująca zostaje zmieniona do kształtu kości dla psa, zmiany wymiarów, które byłyby wymagane w kształcie tej elektrody dla zapewnienia tej samej korekcji, jak zmiany kształtu anody, są pokazane w tabeli 2. Tabela 2 Ast zielony Ast. czerwony FBL L W D (wolty) (wolty) (mm) (mm) (mm) (mm) 100 100 0 0,013 0,025 0,051 100 0 0 0,0 0,025 0,0 100 0 0,254 0,025 0,025 0,013 W wyniku porównania wymaganych zmian wymiarów podanych w tabeli 1 i tabeli 2 w i- dać, że zmiany mają w przybliżeniu równą wartość, lecz różny znak. Tabela 3 podaje zmiany wymiarów kształtu kości dla psa, wymagane do zapewnienia tych samych korekcji astygmatyzmu, jak w tabeli 1 i tabeli 2, dla wyrzutni elektronowej mającej elektrodę ogniskującą i anodę o identycznych kształtach kości dla psa. Tabela 3 Ast. zielony Ast. czerwony FBL L W D (wolty) (wolty) (mm) (mm) (mm) (mm) 100 100 0 0,000 0,152 0,229 100 0 0 0,025 0,152 0,000 100 0 0,254 0,102 0,152 0,102
6 179 819 Z tabeli 3 widać, że zmiany wymiarów, które są wymagane dla korekcji astygmatyzmu swobodnego padania wiązek, gdy zarówno elektroda ogniskująca jak i anoda mają identyczne kształty, są znacznie większe niż wymagane, gdy jest modyfikowana tylko jedna z elektrod. Ze względu na to, że są wymagane większe zmiany wymiarów, czułość na zmiany wymiarów wyrzutni elektronowej, mającej dwie identyczne elektrody w kształcie kości dla psa, jest znacznie mniejsza niż wyrzutni elektronowej, mającej tylko jedną elektrodę w takim kształcie.
179 819 Fig. 2 Fig. 3 Fig. 4
179 819 Fig. 5 Fig. 6 Fig. 7 Fig. 8
179 819 Fig. 9
179 819 Fig. 1 Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz. Cena 2,00 zł.