專利名稱：陰極射線管電子槍用的聚焦透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陰極射線管電子槍用的主電子透鏡，特別涉及一種彩色電視顯象管用的主電子透鏡，在所述彩色電視顯象管中使構(gòu)成顯象管屏幕的每個(gè)三色單元的紅綠藍(lán)三個(gè)光可激發(fā)單元對(duì)齊(共線顯象管)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的電視顯象管包括幾乎為平面的面板或者為矩形形狀的屏幕。所述屏幕設(shè)在顯象管的內(nèi)表面，其中由電子束激發(fā)的熒光劑光斑或象素的組合圖案可能發(fā)射藍(lán)、綠或紅色的光線，與受到激發(fā)的熒光劑有關(guān)。
密封在顯象管封裝中的電子槍指向屏幕中心，并且可以通過穿孔蒙片(或遮蔽蒙片)向屏幕的不同點(diǎn)發(fā)射電子束。電子槍可以將電子束聚焦在帶有熒光劑之屏幕的內(nèi)表面上，并使其會(huì)聚于此。
設(shè)在顯象管周圍或任一側(cè)的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)可對(duì)電子束的方向起作用，從而偏轉(zhuǎn)其軌跡。偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的這種連續(xù)作用得以進(jìn)行屏幕的水平掃描和垂直掃描，以檢測(cè)整體熒光組合圖案。
無需電子束的偏轉(zhuǎn)，而以在所述電子槍中產(chǎn)生對(duì)稱電場(chǎng)的電子槍對(duì)稱電極，也可使電子束到達(dá)屏幕的中心。
圖1a和1b示出應(yīng)用了本發(fā)明電子槍的一種實(shí)例。
這種電子槍包括通過熱發(fā)射來發(fā)射電子的陰極K。與電極G2合作的電極G1，由陰極所發(fā)射的電子沿著軸Z最初形成電子束。
電極G2聚焦電子束，由此形成的焦點(diǎn)被稱作“交疊點(diǎn)”。盡可能使所述焦點(diǎn)的大小類似于一個(gè)點(diǎn)。作為舉例，電極G1處于地與100V之間的靜態(tài)電勢(shì)。電極G2處于300V與1200V之間的電勢(shì)。
按照這一舉例，高達(dá)6000到9000V之間的電勢(shì)的電極G3有助于加速電子。
如圖1b所示，電勢(shì)實(shí)質(zhì)上等于電極G2的電勢(shì)的電極G4、電極G3和部分面向G4的電極G5對(duì)電子束構(gòu)成預(yù)聚焦電子透鏡。
電子G5、G6和G7構(gòu)成四極透鏡，并按照如下方式將四極效應(yīng)引入到電子束上在垂直平面內(nèi)將壓力負(fù)荷加于電子束上，而在水平平面內(nèi)加給扭曲失真。如前所述，在屏幕的外圍，尤其是在屏幕的角落，電子束的變形較大。變形從屏幕的中心到外圍連續(xù)增大。因此，必須根據(jù)電子束的偏轉(zhuǎn)對(duì)電極組或四極G5、G6和G7執(zhí)行預(yù)校正。必須與屏幕掃描系統(tǒng)同步地連續(xù)執(zhí)行該校正。后面將會(huì)描述由G5、G6和G7創(chuàng)建的四極的構(gòu)成，以及電極的控制。
如現(xiàn)有技術(shù)所述，部件G7-G8實(shí)現(xiàn)了四極效應(yīng)，這種效應(yīng)趨向于在水平平面內(nèi)將壓力負(fù)荷加于電子束上，而在垂直平面內(nèi)施加扭曲失真。
電極G9是與電極G8一起構(gòu)成主出口透鏡的電極。
在“共線”型三色顯象管中，電子槍使得能夠處理設(shè)在同一平面內(nèi)的三個(gè)電子束(紅、綠和藍(lán))。出于此目的，電子槍擁有配備有共線設(shè)置之三個(gè)孔的電極，用于處理三個(gè)電子束。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及三色陰極射線管(CRT)中所用的“共線”型電子槍的主聚焦透鏡。
一種電子槍，其特征在于·聚焦電壓Vf(圖5)和陽極電壓(圖5)可以分別將電子束聚焦并加速到屏幕上。在DFM(表示動(dòng)態(tài)聚焦調(diào)制的縮寫)槍的情況下，聚焦電壓是動(dòng)態(tài)的，并且被稱作Vd(圖5)，·“偏差”，將其定義為屏幕中心處的Vd和Vf之間的差值(偏差＝Vd-Vf)。
·“聚焦增量”，將其定義為使較外側(cè)電子束(例如紅色和藍(lán)色束)聚焦于屏幕上一點(diǎn)(例如中心處)的聚焦電壓(Vdext)和使中心電子束(例如綠色束)聚焦于屏幕上同一點(diǎn)的聚焦電壓(Vdin)之間的差值。作為通用規(guī)則，實(shí)質(zhì)上“聚焦增量＝Vdext-Vdint”等于零。
·將三個(gè)電子束(紅、綠和藍(lán))在屏幕中心處的會(huì)聚定義為如下方式相對(duì)于屏幕上的中心束(例如綠束)，命中較外側(cè)束(例如紅和藍(lán)束)的屏幕。
一般地說，通過修改各水平孔的直徑來校正所述的“聚焦增量”(在圖3a中，ΦH1，ΦHint＝2Rhint且ΦHext＝2RHext)。按照特定的配置，不可能利用硬件通過修改這些直徑來校正整個(gè)聚焦的增量。因此，已有必要找到用于調(diào)整“聚焦增量”的新參數(shù)。
通過修改主聚焦透鏡的電極的邊緣的形狀，本發(fā)明可以調(diào)整“聚焦增量”。
因此，本發(fā)明涉及一種用于三色陰極射線管電子槍的主聚焦透鏡，它包括沿電子槍的發(fā)射中軸對(duì)準(zhǔn)的聚焦電極和加速電極。每個(gè)電極包括沿水平軸伸長(zhǎng)形式的孔徑，和配備有中心孔和多個(gè)外側(cè)孔的板，它們被設(shè)在所述電極孔徑附近并平行于該孔徑。每個(gè)板的三個(gè)孔沿著與所述水平軸平行的軸對(duì)準(zhǔn)。每個(gè)電極的孔徑為矩形孔徑，其較長(zhǎng)的線度沿著水平軸方向，并且在其兩個(gè)末端端接成兩個(gè)n階的相同半橢圓，這兩個(gè)半橢圓關(guān)于所述槍的軸對(duì)稱，并且符合以下公式(xa)2n+(yb)2n=1]]>其中x＝acosnθ；y＝bsinnθ，-系數(shù)n具有不為1的值，-a是沿著水平軸(Ox)的n階橢圓的寬度之半，而b是沿著垂直軸(Oy)的n階橢圓的高度之半(圖3a)，-x表示位于n階橢圓上的點(diǎn)的橫坐標(biāo)，而y表示位于n階橢圓上的點(diǎn)的縱坐標(biāo)，-θ是在一個(gè)象限內(nèi)的0°和90°之間變化的角。
優(yōu)選地，系數(shù)n的數(shù)值使得0＜n＜2。特別地，n的數(shù)值可以位于大約0.5到大約1.5之間。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，由以下公式給出系數(shù)n
n＝A11×(聚焦增量)2+A1×聚焦增量+A0其中系數(shù)A11、A1和A0的值近似給出如下A11＝-3.576 10-6A1＝2.867 10-3A0＝0.987優(yōu)選地，電極的外側(cè)孔具有橢圓形狀，并且具有外側(cè)直徑，能夠從外直徑ΦVext以-1mm到1mm之間的值δΦVext開始變化，所這使得可以在n階橢圓的系數(shù)n具有數(shù)值1的配置中獲得電子束到屏幕上的校正聚焦。
可以由以下公式給出各外側(cè)孔的垂直直徑的這種變化量δΦVextδΦVext＝B11×n2+B1×n+B0其中系數(shù)B11、B1和B0的值給出如下B11＝0.362B1＝4.44 10-2B0＝-0.407。


在以下的說明和附圖中，本發(fā)明的多個(gè)方面和特點(diǎn)會(huì)更加清楚地顯而易見，所述附圖表示-圖1a和1b，應(yīng)用上述本發(fā)明的典型電子槍，-圖2，應(yīng)用本發(fā)明電子槍的典型主聚焦透鏡，-圖3a和3b，根據(jù)本發(fā)明的電子槍主聚焦透鏡的典型實(shí)施例，-圖4a和4b，根據(jù)本發(fā)明的主聚焦透鏡電極形狀的兩個(gè)實(shí)例，-圖5，用于電子槍的控制電壓，-圖6，根據(jù)本發(fā)明用來確定主聚焦透鏡電極形狀的曲線。
具體實(shí)施例方式
因此，本發(fā)明涉及一種主透鏡聚焦系統(tǒng)，它能通過修改具有也被稱為“超(super)橢圓”的“n階橢圓”形式的電極的形狀調(diào)整“聚焦增量”，也就是說針對(duì)外側(cè)束(紅和藍(lán)束)的聚焦電壓和相關(guān)的中心束(綠束)的聚焦電壓之間的差值，更準(zhǔn)確地，通過在電極的邊緣11′和12′上修改所述“超橢圓”的系數(shù)實(shí)行上述調(diào)整。本發(fā)明涉及DFM(動(dòng)態(tài)聚焦調(diào)整的簡(jiǎn)稱)槍和非DFM槍(與位置Vf＝Vd無關(guān))。
一般地說，通過下述關(guān)系描述“n階橢圓”和“超橢圓”(xa)2n+(yb)2n=1]]>其中x＝a cosnθ；y＝b sinnθ，-系數(shù)n具有不是1的值，-a和b分別沿著水平軸(圖3b中的Ox)定義“超橢圓”的寬度之半和沿著垂直軸(圖3b中的Oy)定義“超橢圓”的高度之半，-x表示位于“超橢圓”上的點(diǎn)的橫坐標(biāo)，而y表示位于“超橢圓”上的點(diǎn)的縱坐標(biāo)，-θ是在一個(gè)象限內(nèi)的0°和90°之間變化的角，-以及指數(shù)n確定橢圓率的系數(shù)，也就是說，如果n趨于0，則得到矩形，如果n＝1，則得到橢圓，而如果n＝2，則得到菱形。圖4a和4b中分別示出適于系數(shù)n＝0.5和1.5的本發(fā)明“超橢圓”的實(shí)例。
如圖2所示，一種主聚焦透鏡，它包括加速電極A和聚焦電極B。每個(gè)電極包括對(duì)于電極B的孔徑9和對(duì)于電極A的孔徑10。如圖3b所示，每個(gè)孔徑9和10包括由半徑是a和b、系數(shù)是n的兩個(gè)半“n階橢圓”13和15延伸的矩形孔徑14。每個(gè)電極A和B分別具有彼此相反的深度L2和L1。
此外，兩個(gè)孔徑9和10沿著水平方向極大地延伸。這兩個(gè)孔徑包括深度是P1和P2的兩個(gè)實(shí)質(zhì)相同的折回(foldback)11和12。
所述孔徑還包括分別兩個(gè)板1和2，分別鉆有沿水平方向共線的三個(gè)孔3、4、5、6、7和8。這板分別位于距離兩個(gè)孔徑9和10的邊緣L1和L2處。按照保持兩個(gè)長(zhǎng)度LtotalA和LtotalB恒定的方式來調(diào)整距離L1和L2。
中心孔4和7具有橢圓形的形狀和相同的尺寸。外側(cè)孔3、5、6和8是橢圓形，具有(見圖3a)內(nèi)水平直徑ΦHint＝2RHint，外水平直徑ΦHext＝2RHext和垂直直徑ΦVext。這些外側(cè)孔3、5、6和8相對(duì)于中心空4和7對(duì)稱，并且具有相同的尺寸。片B與動(dòng)態(tài)電壓Vd相連，片A與促使電子最后加速的電壓(陽極)相連。
對(duì)于每個(gè)電極A和B而言，本發(fā)明可以通過修改電極的孔徑9和10末端的“超橢圓”方程中的參數(shù)n來取消“聚焦增量”。
由以下多項(xiàng)式給出該參數(shù)nn＝A11×(聚焦增量)2+A1×聚焦增量+A0優(yōu)選地，可以如下給出系數(shù)A11、A1和A0的值A(chǔ)11＝-3.576 10-6A1＝2.867 10-3A0＝0.987因此，為了保持工作點(diǎn)，從其中n＝1且完成了使電子束正確聚焦到屏幕上的配置出發(fā)，必須重新調(diào)整電極的外側(cè)各孔3、5、6和8的直徑Φvext。出于此目的，利用以下公式，根據(jù)之前獲得的新系數(shù)n來計(jì)算外側(cè)各孔的垂直直徑Φvext的必要修改δΦVext＝B11×n2+B1×n+B0優(yōu)選地，如下給出系數(shù)B11、B1和B0的值B11＝0.362B1＝4.44 10-2B0＝-0.407。
在這些公式中，n是每個(gè)電極彼此相對(duì)的相同的半“超橢圓”的系數(shù)。
“聚焦增量”是如前所述希望校正的電壓的差值。
δΦVext是外側(cè)各孔的垂直尺寸的變化量，使得能夠重新調(diào)整外側(cè)光線的聚焦。
這些關(guān)系具有較好的相關(guān)系數(shù)(R2＝0.99)。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)選地，n和δΦVext具有位于以下范圍內(nèi)的數(shù)值·0＜n＜2，其中n不等于1。特別的，n可以選擇大約0.5到大約1.5之間的數(shù)值。
·-1mm＜δΦVext＜1mm，與ΦVext的值無關(guān)。
由此聚焦增量的變化量如下·-300V＜聚焦增量＜300V。
圖6示出用于確定超橢圓的系數(shù)n和電極的外側(cè)孔的垂直直徑δΦvext的變化量的曲線。橫軸表示系數(shù)n的不同數(shù)值，左邊的縱軸表示聚焦增量的不同值，而右邊的縱軸表示變化量δΦVext的不同值。由特定的電子槍產(chǎn)生曲線“聚焦增量”和“δΦVext”。零坐標(biāo)參考點(diǎn)與電極的超橢圓的系數(shù)n等于1的槍相對(duì)應(yīng)。為了獲得希望得到的特定聚焦增量，“聚焦增量曲線”能夠獲得電極的超橢圓的系數(shù)n的數(shù)值，并隨后得到要應(yīng)用于電極的外側(cè)孔的修改δΦVext的數(shù)值。
權(quán)利要求
1.一種三色陰極射線管電子槍用的主聚焦透鏡，它包括沿著電子槍的發(fā)射中軸(Z)對(duì)準(zhǔn)的聚焦電極(A)和加速電極(B)，每個(gè)電極包括沿著水平軸(Ox)的伸長(zhǎng)形式的孔徑(分別是9、10)和配備有中心孔(4，7)和外側(cè)孔(3，5和6，8)的板，設(shè)置于所述電極的孔徑附近并且平行于該孔徑，每個(gè)板的三個(gè)孔沿著與所述水平軸(Ox)平行的軸對(duì)準(zhǔn)，其特征在于，每個(gè)電極的孔徑為矩形孔徑，其較長(zhǎng)的線度沿著水平軸方向，并且在其兩個(gè)末端端接兩個(gè)n階的相同半橢圓，這兩個(gè)半橢圓相對(duì)于槍的所述軸(Z)對(duì)稱，并且符合以下公式(xa)2n+(yb)2n=1]]>其中x＝a cosnθ；y＝b sinnθ，-系數(shù)n具有不為1的值，-a是沿著水平軸(Ox)的n階數(shù)橢圓的寬度之半，而b是沿著垂直軸(Oy)的n階橢圓的高度之半，-x表示位于n階橢圓上的點(diǎn)的橫坐標(biāo)，而y表示位于n階橢圓上的點(diǎn)的縱坐標(biāo)，-θ是在一個(gè)象限內(nèi)的0°和90°之間變化的角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述系數(shù)n的值使得0＜n＜2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透鏡，其特征在于，由以下公式給出系數(shù)nn＝A11×(聚焦增量)2+A1×聚焦增量+A0其中A11＝-3.576 10-6A1＝2.867 10-3A0＝0.987“聚焦增量”外側(cè)束的聚焦電壓和關(guān)于中心束的聚焦電壓之間的差值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的透鏡，其特征在于，所述外側(cè)孔具有橢圓形狀，并且具有外側(cè)直徑，能夠以-1mm到1mm之間的數(shù)值δΦVext，從外直徑Φvext開始變化，這使得可在n階橢圓的系數(shù)n具有值1的配置中獲得電子束到屏幕上的校正聚焦。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的透鏡，其特征在于，由以下公式給出外側(cè)孔的垂直直徑的變化量δΦVextδΦVext＝B11×n2+B1×n+B0其中如下給出系數(shù)B11、B1和B0的值B11＝0.362B1＝4.44 10-2B0＝-0.407。
全文摘要
一種三色陰極射線管電子槍用的主聚焦透鏡，其中每個(gè)電極的孔徑為矩形孔徑，其較長(zhǎng)的線度沿著水平軸(Ox)方向，并且在其兩個(gè)末端端接兩個(gè)n階相同的半橢圓，這兩個(gè)半橢圓相對(duì)于槍的所述軸(Z)對(duì)稱，并且符合以下公式
文檔編號(hào)H01J29/58GK1595592SQ20041007513
公開日2005年3月16日 申請(qǐng)日期2004年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月10日
發(fā)明者尼古拉·格尼翁, 尼古拉·里夏爾, 格雷瓜爾·吉索, 皮埃爾·比佐 申請(qǐng)人:湯姆森許可貿(mào)易公司