專利名稱：具有減小的梯形差的自會(huì)聚陰極射線管的偏轉(zhuǎn)單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及彩色陰極射線管的偏轉(zhuǎn)單元，該單元也可稱為偏轉(zhuǎn)器，其包括一對(duì)垂直偏轉(zhuǎn)線圈和一對(duì)鞍形的水平偏轉(zhuǎn)線圈，這種特殊的形狀使梯形(trapezoid)誤差最小。
被設(shè)計(jì)來(lái)產(chǎn)生彩色圖像的陰極射線管通常包括發(fā)射三束共面電子束的電子槍，使各束激發(fā)管子熒光屏上相應(yīng)于基色(紅、綠或藍(lán)色)的發(fā)光材料。
在固定于管子頸部的偏轉(zhuǎn)器的水平和垂直偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)場(chǎng)影響下，電子束掃描管子的熒光屏。鐵磁材料環(huán)一般包圍偏轉(zhuǎn)線圈，以便使適當(dāng)區(qū)域中的偏轉(zhuǎn)場(chǎng)集中。
電子槍產(chǎn)生的三束電子束應(yīng)該總是會(huì)聚于管子熒光屏上，否則會(huì)引起所謂的會(huì)聚誤差，特別是產(chǎn)生虛假的顏色再現(xiàn)。為了實(shí)現(xiàn)三束共面電子束的會(huì)聚，已知使用所謂的自會(huì)聚像散偏轉(zhuǎn)場(chǎng)；在自會(huì)聚偏轉(zhuǎn)線圈中，在線圈的位于管子熒光屏側(cè)的線圈前面的一部分，水平偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)或磁力線一般為枕形。這等于引入構(gòu)成行偏轉(zhuǎn)線圈的匝的分布，使線圈前面形成安匝密度的大的正三次諧波。
同樣地，通過(guò)垂直偏轉(zhuǎn)線圈的匝分布，提供受垂直偏轉(zhuǎn)線圈影響的束會(huì)聚，使線圈前面的安匝密度的三次諧波為負(fù)的。
并且，由于均勻的水平和垂直偏轉(zhuǎn)場(chǎng)的作用，由電子束掃描的體積為金字塔狀，其頂點(diǎn)與偏轉(zhuǎn)器的偏轉(zhuǎn)中心一致，其與非球形熒光屏表面的交叉處呈現(xiàn)稱為枕形的幾何形狀缺陷。管子熒光屏的曲率半徑越大，圖像的這種幾何形狀畸變就越大。自會(huì)聚偏轉(zhuǎn)器產(chǎn)生的像散偏轉(zhuǎn)場(chǎng)可以修改圖像的北/南和東/西幾何形狀，特別是，可局部補(bǔ)償北/南枕形失真。
諸如上述那樣的像散場(chǎng)結(jié)構(gòu)可產(chǎn)生稱為水平梯形誤差的像差，如圖5a所示，相對(duì)于矩形測(cè)試圖形，由相對(duì)于紅色圖像旋轉(zhuǎn)的藍(lán)色圖像在管子熒光屏上顯現(xiàn)該像差。這可能發(fā)生下列情況為使其它參數(shù)(會(huì)聚、幾何形狀等)最佳而選擇的構(gòu)成水平偏轉(zhuǎn)線圈的導(dǎo)體的設(shè)置引起高次偏轉(zhuǎn)場(chǎng)諧波，如果不控制它們，會(huì)引起梯形差，如圖5b所示，該梯形差將導(dǎo)致1點(diǎn)鐘的點(diǎn)與表示圖像角部的2點(diǎn)鐘的點(diǎn)之間的藍(lán)色圖像的斜率反相(inversion)。
此外，這些梯形差問(wèn)題還與熒光屏的平面度和尺寸有關(guān)；所述熒光屏越平和越大，將使這些困難越大和更難以解決。
常規(guī)的做法是，沿管子主軸將偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)分成三個(gè)連續(xù)的作用區(qū)域最接近電子槍的后部區(qū)域特別影響慧差，中間區(qū)域特別對(duì)偏轉(zhuǎn)場(chǎng)的像散并由此對(duì)紅和藍(lán)電子束的會(huì)聚產(chǎn)生作用，最后，最接近于管子熒光屏的前部區(qū)域?qū)⒁纬捎诠茏訜晒馄辽系膱D像的幾何形狀發(fā)生作用。
法國(guó)專利2757678提供一種用于減少梯形差的解決方案，可優(yōu)先地還原梯形的值到熒光屏水平邊界的平滑點(diǎn)，亦即在2點(diǎn)鐘，否則在圖像中心。為此，水平偏轉(zhuǎn)線圈的窗口必須是這樣的，在至少等于線圈中主窗口長(zhǎng)度一半的長(zhǎng)度上，在30°與45°之間的徑向角度方向沒(méi)有導(dǎo)體窗口。
在熒光屏邊界上的奇數(shù)點(diǎn)(odd point)也就是說(shuō)在1點(diǎn)鐘突出地顯現(xiàn)梯形差時(shí)，該解決方案不適于減少所產(chǎn)生的梯形差。
本發(fā)明的目的在于提供通過(guò)特別設(shè)置垂直偏轉(zhuǎn)線圈的窗口導(dǎo)線，可產(chǎn)生使奇數(shù)點(diǎn)與熒光屏角部之間的梯形差減少到可接受的值的偏轉(zhuǎn)場(chǎng)。
為此，按照本發(fā)明的彩色陰極射線管的電磁偏轉(zhuǎn)單元包括一對(duì)垂直偏轉(zhuǎn)線圈和一對(duì)水平偏轉(zhuǎn)線圈，兩對(duì)都具有鞍形形狀，各鞍形偏轉(zhuǎn)線圈具有在面對(duì)電子槍一側(cè)的后部束，和在面對(duì)熒光屏一側(cè)的前部束，兩個(gè)側(cè)邊導(dǎo)體線束(harness)將前部束連接到后部束，各側(cè)邊線束包括多個(gè)導(dǎo)體組，其特征在于，鞍形線圈的至少一對(duì)的側(cè)邊線束的外邊緣位于至少在線圈前部中的大于5°的徑向位置中。
根據(jù)下列說(shuō)明和附圖，本發(fā)明的進(jìn)一步的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，其中

圖1展示本發(fā)明的配有偏轉(zhuǎn)器的陰極射線管；圖2展示現(xiàn)有技術(shù)的偏轉(zhuǎn)器的分解的正視圖；圖3a表示本發(fā)明的線圈的側(cè)視圖，和圖3b表示相同線圈的頂視圖；圖4a和4b展示本發(fā)明線圈的在所述線圈的前部和后部的半橫截面圖；圖5a和5b展示紅色和藍(lán)色圖像之間的兩種梯形誤差，這些誤差因偏轉(zhuǎn)場(chǎng)的像散而存在；和圖6表示本發(fā)明對(duì)按照本發(fā)明的線圈產(chǎn)生的勢(shì)(potential)的七次諧波的影響。
如圖1所示，自會(huì)聚彩色顯示裝置包括陰極射線管，陰極射線管配有真空玻璃外殼6；代表各種顏色的熒光體陣列，這些熒光體設(shè)置于外殼端部的一端，形成顯示熒光屏9；和設(shè)置于外殼第二端的一組電子槍7。設(shè)置該電子槍組，使其可產(chǎn)生水平對(duì)準(zhǔn)的三束電子束12，以分別激發(fā)各色熒光體中之一。利用置于管子頸部8上的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)1或偏轉(zhuǎn)器，電子束掃描整個(gè)熒光屏表面，其中偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)1或偏轉(zhuǎn)器包括一對(duì)水平偏轉(zhuǎn)線圈3和一對(duì)垂直偏轉(zhuǎn)線圈4，通過(guò)隔離器2使它們彼此隔離，以及由鐵氧體材料構(gòu)成的磁芯5，磁芯5使設(shè)計(jì)的作用點(diǎn)的場(chǎng)集中。
在本

發(fā)明內(nèi)容
中，偏轉(zhuǎn)器1的成對(duì)的垂直偏轉(zhuǎn)線圈具有稱為后端束的接近電子槍7的部分19。稱為前端束的鞍形線圈3的第二部分29接近顯示熒光屏9。
圖3a表示實(shí)現(xiàn)本發(fā)明一個(gè)方案的成對(duì)的鞍形垂直偏轉(zhuǎn)線圈3之一的側(cè)視圖。通過(guò)一般為鞍形形狀的導(dǎo)線(50)的回路形成各繞組匝。
鞍形線圈3的前端束29通過(guò)側(cè)邊導(dǎo)體120的組與后端束19連接。束19和29以及側(cè)邊導(dǎo)體組120一起限定主窗口18。參照構(gòu)成三束的來(lái)自電子槍7的電子流動(dòng)方向，窗口18延伸的區(qū)域被稱為中間區(qū)域24，構(gòu)成前端束扇形展開(kāi)的導(dǎo)體區(qū)域稱為出口區(qū)域23，和位于窗口18后部的線圈區(qū)域稱為入口區(qū)域25。位于線圈后部和前部的側(cè)邊部件120的部分示于圖4A和4b中。
梯形是因場(chǎng)像散引起的誤差，如圖5a所示，在熒光屏的四分之一上表現(xiàn)為管子熒光屏上紅色和藍(lán)色圖像之間的偏移，70表示紅色圖像，71表示藍(lán)色圖像，60是1點(diǎn)鐘點(diǎn)的水平梯形誤差，和61表示在2點(diǎn)鐘點(diǎn)的角部的水平梯形誤差。
當(dāng)梯形誤差有相反的符號(hào)時(shí)，正如圖5b所示的情況，用現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)行的已知校正來(lái)提供解決方案。這些所謂的梯形差誤差特別顯示于實(shí)質(zhì)上彎曲的熒光屏上。
法國(guó)專利2757678提供一種在2點(diǎn)鐘的角部梯形誤差的振幅大于1點(diǎn)鐘的梯形誤差的振幅時(shí)的解決方案。建議的該解決方案在于在水平偏轉(zhuǎn)線圈的側(cè)邊線束120上產(chǎn)生小孔，以便在30°與45°之間的徑向角度方向上形成自由導(dǎo)體窗口。經(jīng)驗(yàn)表明，該解決方案不是非常適合于在1點(diǎn)鐘的誤差的振幅與2點(diǎn)鐘的角部誤差的振幅相同時(shí)校正梯形誤差。
本發(fā)明在于通過(guò)特別作用于1點(diǎn)鐘的誤差來(lái)校正梯形誤差。
為了確保具有一字形的三束電子束的陰極射線管的電子束會(huì)聚，已知垂直場(chǎng)的像散必須是這樣的，以使所述場(chǎng)的二次諧波在垂直偏轉(zhuǎn)線圈的前部中具有負(fù)值。
各線圈包括導(dǎo)體線束50，各導(dǎo)體位置由相對(duì)于分離兩個(gè)垂直偏轉(zhuǎn)線圈的YZ平面測(cè)量的徑向角度位置θ來(lái)確定，如圖4a和4b所示，導(dǎo)體組120位于θ1與θ2之間。
如文獻(xiàn)中所教導(dǎo)的那樣，沿縱軸Z的垂直場(chǎng)的負(fù)的二次諧波導(dǎo)致桶形的力線(lines of force)。
如果電流在所有導(dǎo)體中沿相同的方向流動(dòng)，那么在導(dǎo)體位于θ1＝0°與θ2＝30°之間時(shí)二次諧波是負(fù)的，相對(duì)于分離線圈的YZ平面測(cè)量這些值。通過(guò)將導(dǎo)體置于上述所限定的間隙中，可以局部引入場(chǎng)的高負(fù)二次諧波以及四次諧波的完全負(fù)的量。
為了維持來(lái)自一字形電子槍的電子束的會(huì)聚，已知要確保行偏轉(zhuǎn)場(chǎng)的二次諧波在后部的束區(qū)域25與前部的束區(qū)域23之間的中間區(qū)域24為負(fù)。為此，側(cè)邊線束的大多數(shù)導(dǎo)體至少在中間區(qū)域24的一部分保持在0°與30°之間的徑向角度位置。
與現(xiàn)有技術(shù)不同，本發(fā)明提出修改從中間部分的點(diǎn)M開(kāi)始的線圈前部區(qū)域22中的側(cè)邊導(dǎo)體的徑向角度位置，以便修改二次諧波的值與更高次諧波的值之比。
如圖3a、3b、4a和4b所示，按照本發(fā)明的線圈是這樣的，即在線圈前部中，外邊緣121不再位于XZ平面中，也就是說(shuō)，徑向角度位置等于零。經(jīng)驗(yàn)表明，在垂直偏轉(zhuǎn)線圈的情況下，從前部22中至少等于5°的邊緣121的徑向位置對(duì)梯形產(chǎn)生作用。
重要的是導(dǎo)體的徑向位移對(duì)減小梯形誤差的影響并不損害其它參數(shù)，例如束的會(huì)聚或圖像的幾何形狀。為確保這點(diǎn)，最好在垂直偏轉(zhuǎn)線圈的前部邊緣121使徑向角度偏移不超過(guò)25°。為了同樣的理由，最好沿Z方向的長(zhǎng)度22不超過(guò)線圈中主窗口18長(zhǎng)度的一半，這給出前部束29的長(zhǎng)度23和后部束19的長(zhǎng)度25，等于選擇不超過(guò)偏轉(zhuǎn)線圈4沿Z軸長(zhǎng)度的三分之一的范圍內(nèi)的長(zhǎng)度22。如果期望具有對(duì)梯形差誤差有作用而對(duì)如會(huì)聚或幾何形狀等其它參數(shù)值沒(méi)有明顯影響，那么只采用這些限制。如果優(yōu)先選擇梯形誤差的校正，顯然需要超出上述限制。
本發(fā)明被用于設(shè)計(jì)具有16/9寬高比的管子的偏轉(zhuǎn)器，熒光屏面的對(duì)角線長(zhǎng)度為97cm，該管子被稱為W97。
對(duì)于這種類型的管子，按照現(xiàn)有技術(shù)的偏轉(zhuǎn)器具有沿中間區(qū)域24的整個(gè)長(zhǎng)度的位于YZ面的垂直偏轉(zhuǎn)線圈的外邊緣121，導(dǎo)體50位于相對(duì)于分離平面YZ在0°與80°之間的徑向角度位置中。該偏轉(zhuǎn)器引起下表中所示的梯形差問(wèn)題，表中示出在代表管子熒光屏的一個(gè)象限的九個(gè)常規(guī)點(diǎn)的紅色圖像與藍(lán)色圖像之間的梯形值。用毫米表示梯形誤差測(cè)量值12點(diǎn)鐘 1點(diǎn)鐘

3點(diǎn)鐘這些線圈產(chǎn)生由下列公式給出的大的梯形差Δtrap＝(0.38+0.25)＝0.63mm。
使用本發(fā)明的原理，可修改垂直偏轉(zhuǎn)線圈。在35mm的長(zhǎng)度上，即等于主窗口18的長(zhǎng)度的60％，使邊緣121在20°的徑向角度位置，使導(dǎo)體50位于從20°到80°的有角度的窗口中的該區(qū)域內(nèi)。
通過(guò)減小1點(diǎn)鐘的奇數(shù)點(diǎn)的梯形，該例中的紅色/藍(lán)色梯形誤差測(cè)量表示有較大的改進(jìn)，使梯形差達(dá)到可接受的值。這些值示于下表中12點(diǎn)鐘 1點(diǎn)鐘

3點(diǎn)鐘Δ′trap＝(0.10+0.13)＝0.23mm。
應(yīng)該指出，本發(fā)明具有修改按照本發(fā)明的垂直偏轉(zhuǎn)線圈的前部的勢(shì)的七次諧波的符號(hào)的作用，該作用表示為可控制熒光屏的奇數(shù)點(diǎn)的梯形的振幅。
由于繞組的對(duì)稱性，線圈的安匝密度N(θ)可表示為傅里葉級(jí)數(shù)
N(θ)＝∑Ak.cos(kθ)，k＝1，3，5，7，等，其中Ak＝(4/π)·Ak是繞組諧波。勢(shì)可被表示為關(guān)于Θ的來(lái)自軸的安匝總和，即在坐標(biāo)R，θ的點(diǎn)M的無(wú)向量勢(shì)可表示為＝1，3，5，7，等。
其中R是覆蓋偏轉(zhuǎn)線圈以使場(chǎng)集中而改善偏轉(zhuǎn)裝置的能量效率的鐵氧體磁路的半徑。
K次諧波具有振幅φk(R)＝(Ak/K)。
在圖6所示的現(xiàn)有技術(shù)中，因構(gòu)成所述線圈的匝的設(shè)置，在線圈前面，七次諧波通常是負(fù)的，側(cè)邊線束的外邊緣位于接近零的徑向角度位置，如圖6中實(shí)線所示，側(cè)邊線束的外邊緣在線圈4的前部22的三分之一上并且位于接近20°的徑向角度位置，應(yīng)該指出，七次諧波的值反向，在相應(yīng)于線圈的前部使其變?yōu)檎摹?br> 權(quán)利要求
1.一種彩色陰極射線管的電磁偏轉(zhuǎn)單元，包括一對(duì)幀偏轉(zhuǎn)線圈和一對(duì)行偏轉(zhuǎn)線圈，兩對(duì)中的至少一對(duì)具有鞍形形狀，各鞍形偏轉(zhuǎn)線圈(3)沿縱軸Z延伸并且具有在面對(duì)電子槍一側(cè)的后部束(19)，和面對(duì)熒光屏一側(cè)的前部束(29)，在位于這些所述束之間的中間區(qū)域具有窗口(18)，導(dǎo)體(120)的兩個(gè)側(cè)邊線束將前部束連接到后部束，各側(cè)邊線束包括多個(gè)導(dǎo)體組，其特征在于，鞍形線圈的至少一對(duì)的側(cè)邊線束的外邊緣(121)位于至少在線圈前部(22)中大于5°的徑向角度位置中。
2.按照前述權(quán)利要求的偏轉(zhuǎn)單元，其特征在于，鞍形線圈是垂直偏轉(zhuǎn)線圈。
3.按照權(quán)利要求2的偏轉(zhuǎn)單元，其特征在于，垂直偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生的勢(shì)的七次諧波在所述線圈的前面是正的。
4.按照前述權(quán)利要求之一的偏轉(zhuǎn)單元，其特征在于，就位于中間區(qū)域中的點(diǎn)來(lái)說(shuō)，沿Z軸側(cè)邊線束的外邊緣保持在接近0°的徑向角度位置中。
5.按照前述權(quán)利要求之一的偏轉(zhuǎn)單元，其特征在于，其中側(cè)邊線束的外邊緣保持在接近0°的徑向角度位置中的區(qū)域等于或大于沿偏轉(zhuǎn)線圈的Z的長(zhǎng)度的三分之二。
6.按照前述權(quán)利要求4或5的偏轉(zhuǎn)單元，其特征在于，在線圈前部中的側(cè)邊線束的外邊緣保持在大約恒定的徑向角度位置。
7.一種陰極射線管，包括按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的偏轉(zhuǎn)單元。
全文摘要
用于彩色陰極射線管的電磁偏轉(zhuǎn)單元,包括一對(duì)幀偏轉(zhuǎn)線圈和一對(duì)行偏轉(zhuǎn)線圈,這兩對(duì)線圈中的至少一對(duì)具有鞍形形狀,各鞍形偏轉(zhuǎn)線圈(3)具有放置于面對(duì)電子槍一側(cè)的后部束(19),和在面對(duì)熒光屏一側(cè)的前部束(29),兩個(gè)側(cè)邊導(dǎo)體線束將前部束連接到后部束,各側(cè)邊線束的特征在于,所述側(cè)邊線束的外邊緣在線圈后部位于接近0°的徑向角度位置,和在線圈前部位于大于5°的徑向角度位置,從而使紅和藍(lán)束之間的梯形差誤差最小。
文檔編號(hào)H01J29/76GK1354886SQ00808044
公開(kāi)日2002年6月19日 申請(qǐng)日期2000年3月23日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月24日
發(fā)明者N·阿茲, O·馬森, S·沃拉蒂爾 申請(qǐng)人:湯姆森許可公司