專利名稱：電子槍用主電子透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種彩色陰極射線管用的嵌入式電子槍，具體而言，涉及電子槍的主輸出透鏡。
背景技術(shù)：
用于彩色陰極射線管的電子槍如圖1所示，其主要包括三個(gè)陰極K，每個(gè)發(fā)射電子束；與電極G2相連接的電極G1沿著ZZ’軸線基于通過(guò)陰極所發(fā)射的電子而初始電子束的形成。電極G2聚焦所述束，這樣形成到焦點(diǎn)上，稱為“交叉”；電極G3被用于加速電子；電極G4與電極G3以及朝向G4的電極G5部分構(gòu)成用于對(duì)電子束進(jìn)行預(yù)聚焦的電子透鏡；電極G5、G6和G7構(gòu)成四極透鏡并將四極效應(yīng)引入到所述電子束中，以在垂直的平面中向電子束施加擠壓力并且在水平平面中進(jìn)行扭轉(zhuǎn)；以及最后，由電極G8和G9所形成的輸出透鏡用于將電子束聚焦到屏幕上。電極G8執(zhí)行將所述束聚焦到管的屏幕上，同時(shí)電極G9被用于加速電子。
圖2a-2c詳細(xì)顯示了電子槍用的主透鏡。
在此彩色電子槍中，其中三個(gè)陰極被對(duì)齊，電極G8和G9中的每一個(gè)分別具有細(xì)長(zhǎng)形狀的孔9和10，并允許三電子束的整體處理，所述三電子束也基本位于同一個(gè)水平面內(nèi)(在應(yīng)用到諸如電視的情況下)。這些電極的孔9和10因此在水平方向上是細(xì)長(zhǎng)的。
每個(gè)電極G8和G9包括分別設(shè)有三個(gè)孔(3-5和6-8)的光學(xué)金屬板1、2，但是也水平地對(duì)齊。每個(gè)孔被用于處理一個(gè)電子束。中心孔(在光學(xué)板1的情況下為4，在光學(xué)板2的情況下為7)具有通常在水平方向延伸的圓形形狀。這些孔的特定形狀的目的是矯正透鏡的光學(xué)特性。這樣的用于電子槍的輸出透鏡的描述可以在諸如美國(guó)專利US 5,142,189中發(fā)現(xiàn)。
電子槍的特征特別在于下述屬性-施加到電極G8上的聚焦電壓Vd，此電壓使得可以將電子束聚焦到屏幕上，特別是當(dāng)沒(méi)有束偏轉(zhuǎn)時(shí)，可以將它們聚焦到平面的中心；-施加到電極G9的陽(yáng)極電壓(參看圖3)，此電壓允許電子被加速。在MDF(調(diào)制動(dòng)態(tài)聚焦)槍的情況下，聚焦電壓是動(dòng)態(tài)的，并且具有施加到電極G8上的可變電壓Vd(參看圖3)。在這種情況下，偏差被限定為Vd和Vf之間的差值(偏差＝Vd-Vf)；以及-三個(gè)電子束會(huì)聚到屏幕的中心，即外電子束(或者側(cè)束)相對(duì)中心束登錄到屏幕上。
總之，這三個(gè)參數(shù)(Vd、偏差和會(huì)聚)之間的交互非常強(qiáng)，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)的幾何形狀的修改對(duì)這三個(gè)特征的任何修改對(duì)其它兩個(gè)都具有較強(qiáng)的效果，這樣不能獲得所需的解決辦法。此外，電壓Vd可以通過(guò)槍的長(zhǎng)度來(lái)矯正。三個(gè)電子束會(huì)聚到屏幕的中心可以通過(guò)修改其機(jī)械-S來(lái)調(diào)整，即在電極G8和G9中的光學(xué)板1和2中的中心孔的中心以及側(cè)孔之一的中心之間的距離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明允許上述參數(shù)(Vd、偏差和會(huì)聚)通過(guò)對(duì)主透鏡引入修改而調(diào)整，不用影響電子槍的長(zhǎng)度或者其機(jī)械-S。
本發(fā)明也可以應(yīng)用到MDF(調(diào)制、動(dòng)態(tài)聚焦)和非-MDF槍。
因此，本發(fā)明涉及用于嵌入式電子槍用的主電子透鏡，包括每個(gè)都具有孔的第一聚焦電極和第二加速電極，其形狀在水平方向上是細(xì)長(zhǎng)的。這些電極分別包括第一光學(xué)板和第二光學(xué)板，每個(gè)都設(shè)有中心孔并具有兩個(gè)位于平行于水平方向的方向上的外孔。第一板從第一電極的孔被設(shè)置在第一距離L1上，第二光學(xué)板從第二電極的孔被設(shè)置在第二距離L2上。第一和第二距離的比率(L1/L2)通過(guò)下述公式確定
L1/L2＝A11(δVd)2+A1δVd+A0+C0×偏差其中-A11、A1、A0和C0是常數(shù)；-δVd是系統(tǒng)所需具有的聚焦電壓的變量；以及-偏差是系統(tǒng)所需具有的偏差。
有利的是，第一和第二距離(L1/L2)的比值在0.8和0.95之間(0.8≤L1/L2≤0.95)。
優(yōu)選地，由于所述光學(xué)板中的中心孔具有在垂直于水平方向的垂直方向上細(xì)長(zhǎng)的普通的形狀，而且由于外孔具有在水平方向上細(xì)長(zhǎng)的形狀，因此中心孔和外孔的垂直尺寸的可能變量(δφVin、δφVout)通過(guò)下述公式來(lái)獲得δφVin＝δφVout＝B1×偏差其中-B1是常數(shù)；以及-偏差是系統(tǒng)需要具有的偏差。
有利的是，垂直方向上的中心孔的尺寸(φin)在3mm到8mm之間，此尺寸的可能變量(δφVin)在-0.5mm到0.5mm之間(-0.5mm≤δφVin≤0.5mm)，水平方向上的外孔的尺寸(φout)也在3mm到8mm范圍中，此尺寸的可能變量(δφVout)在-0.5mm到0.5mm之間(-0.5mm≤δφVout≤0.5mm)。
優(yōu)選地，常數(shù)B1具有值121×10-5并且常數(shù)A0、A1、A11和C0具有下列值A(chǔ)0＝876.48×10-3A1＝160.01×10-6A11＝174.52×10-9C0＝-36×10-6有利地，第一電極的第一光學(xué)板的電壓(Vd)的參考值在7000V到9000V之間。
同樣有利地，偏差的額定值在-500V和+500V之間。
本發(fā)明也提供了通過(guò)修改從第二電極的孔至第二光學(xué)板的第二距離而獲得會(huì)聚(Cs)的修改。
會(huì)聚的修改與根據(jù)下述公式的所述第二距離(L2)的修改成比例δCs＝±D1(βL2)其中β與所述第二距離的修改成比例(例如具有-15％≤β≤+15％)，D1是值為-10的系數(shù)。


本發(fā)明的不同的目的和特征將從下述的說(shuō)明并結(jié)合附圖而了解到，其中圖1是本發(fā)明所應(yīng)用的電子槍的示例；圖2a是通過(guò)電子槍的主透鏡的橫截面的詳細(xì)視圖；圖2b和2c是圖2a的電極G8的俯視圖，允許不同橢圓形狀的孔在光學(xué)板1中以及孔9被限定；圖3是電子槍的上部的整體視圖，允許將被限定的不同的施加電壓；圖4是顯示了L1/L2比值作為焦距的函數(shù)的圖形，所述圖形需要被矯正。此圖形對(duì)三個(gè)偏差值0、200和-200V進(jìn)行了顯示；以及圖5是繪出了在屏幕中心上的偏差的變量作為中心孔的垂直橢圓率的函數(shù)的曲線。
圖6是示出由于兩個(gè)場(chǎng)線的曲率差異而導(dǎo)致的兩個(gè)電子軌線之間的傾斜的差異的說(shuō)明性示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及電子槍的主輸出透鏡，允許通過(guò)調(diào)整主透鏡中的孔的垂直尺寸而允許所需電壓Vd和所需偏差的最佳調(diào)節(jié)，這通過(guò)相對(duì)于元件(L1、L2和圖1)的邊緣通過(guò)修改各光學(xué)板的位置而保留了三個(gè)電子束的會(huì)聚。
圖2a顯示了電子槍用的主透鏡。此透鏡包括兩個(gè)背靠背設(shè)置的電極G8和G9并具有兩個(gè)彼此相對(duì)的孔9和10。每個(gè)孔9和10由兩個(gè)通過(guò)半徑為R(圖2c)的半橢圓13、15延伸的矩形孔14(參看圖2c)。
電極G8具有高度L1，電極G9具有高度L2。
兩個(gè)孔9和10在水平方向上非常細(xì)長(zhǎng)。它們包括兩個(gè)高度為P1和P2的相同材料的返回物11、12。
此外，電極G8和G9每個(gè)都分別具有光學(xué)板1、2。每個(gè)光學(xué)板通過(guò)三個(gè)孔3、4、5(在光學(xué)板1的情況下)和6、7、8(在光學(xué)板2的情況下)穿透。這些孔沿著水平的方向被設(shè)置成嵌入式。
光學(xué)板1從電極G8的孔9的邊緣被安置在距離L1，光學(xué)板2從電極G9的孔10的邊緣被安置在距離L2上。距離L1和L2通過(guò)在兩個(gè)電極G8和G9內(nèi)移動(dòng)兩個(gè)光學(xué)板1、2而修改，同時(shí)保持兩個(gè)長(zhǎng)度LtotalA和LtotalB常數(shù)。
在光學(xué)板1、2中的中心孔4、7具有大致橢圓的形狀，并具有相同的尺寸。
相同光學(xué)板的外孔3、5、6和8具有大致橢圓形狀，如圖2b中所示，包括內(nèi)水平直徑φHin、外水平直徑φHout和垂直直徑φVout。這些孔3、5、6和8相對(duì)中心孔4、7對(duì)稱并具有相同的尺寸。
電極G8被連接到動(dòng)態(tài)電壓Vd(圖3)并且電極G9被連接到用于電子(陽(yáng)極)的最終加速的電壓。
根據(jù)本發(fā)明Vd和偏差參數(shù)通過(guò)調(diào)整光學(xué)板1、2而進(jìn)行調(diào)整。
第一調(diào)整作用在L1到L2的比值上，其在0.80到0.95之間變化，這樣使得其可以調(diào)整焦距(Vd)，同時(shí)關(guān)于三電子束會(huì)聚到屏幕的中心。
第二調(diào)整與外孔和中心孔的垂直直徑相關(guān)，這些直徑通過(guò)圖2b中的φVin和φVout來(lái)表示，這允許在屏幕的中心上的偏差被調(diào)整。
這樣，本發(fā)明使得可以獨(dú)立地調(diào)整分辨率(Vd、偏差)以及屏幕的中心上的三電子束的會(huì)聚。
通過(guò)φVin和φVout對(duì)偏差的調(diào)整和通過(guò)L1/L2的成對(duì)(Vd、偏差)調(diào)整通過(guò)下述多項(xiàng)式模型來(lái)連接對(duì)于偏差調(diào)整δφVin＝δφVout＝B1×偏差在此公式中
-B1的系數(shù)值是-121×10-5；-δφVout是相對(duì)參考值的外孔的垂直尺寸中的變化；-δφVin是相對(duì)參考值的中心孔的垂直尺寸中的變化。
為了調(diào)整成對(duì)參數(shù)Vd、偏差，具有公式L1/L2＝A11(δVd)2+A1δVd+A0+C0×偏差其中系數(shù)A11、A1、A0和C0的值在下表中給出

以及δVd相對(duì)參考值的焦距的變化(δVd＝Vd，ref-Vd，final)；偏差在屏幕的中心所需的偏差。
這些等式具有良好的相關(guān)系數(shù)(R2＝0.99)。這些等式從圖4和5中所示的表中確定。
通常，可以考慮外孔φVout和φVin的直徑的偏差落在下述的范圍之內(nèi)●對(duì)于3mm＜φVout＜8mm是-0.5mm＜δφVout＜0.5mm●對(duì)于3mm＜φVin＜8mm是-0.5mm＜δφVin＜0.5mm，電極G8和G9中的光學(xué)板1和2是這樣的●0.8≤L1/L2≤0.95對(duì)于對(duì)應(yīng)的焦距值●7000V＜初始Vd＜9000V對(duì)于-500V＜δVd＜500V，具有等式Vd(所需)＝Vd(初始)+δVd對(duì)于偏差變量●-500V＜偏差＜500V。
本發(fā)明也使得可以調(diào)整電子槍的會(huì)聚。
首先必須指出靜態(tài)會(huì)聚實(shí)際上是最遠(yuǎn)分開(kāi)的兩個(gè)陰極的圖像之間的屏幕上的位置的偏差，這樣三個(gè)沖擊點(diǎn)在屏幕的中心被觀察而不是單個(gè)重合。靜態(tài)會(huì)聚的值(Cs)通過(guò)試驗(yàn)很容易測(cè)得，該方法包括確定離開(kāi)屏幕中心的那個(gè)區(qū)域最遠(yuǎn)兩個(gè)電子束的距離。實(shí)際上，記錄籃電子束的笛卡爾坐標(biāo)系就足夠了，從而在屏幕中心處的XY平面中從紅電子束的笛卡爾坐標(biāo)系中提取它們。靜態(tài)會(huì)聚的值(Cs)是只在屏幕的水平軸線(X)上計(jì)算的尺寸，沿著槍的Y軸線所遇到的偏差實(shí)際上是與整個(gè)槍的格柵的對(duì)齊的較差質(zhì)量和/或者組裝缺陷相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題。
靜態(tài)會(huì)聚(Cs)可以表述如下Xcenter，BLUE-Xcenter，RED其中，Cs屏幕的中心上的兩個(gè)外電子束的靜態(tài)轉(zhuǎn)換；Xcenter，BLUE沿著水平(X)軸線在屏幕的中心上的外電子束的位置，其表示電子槍的藍(lán)色陰極；以及Xcenter，RED沿著水平(X)軸線在屏幕的中心上的外電子束的位置，其表示電子槍的紅色陰極。
所述會(huì)聚依賴于-外電子束通過(guò)各電極的通道；-機(jī)械-S(相對(duì)槍的主中心軸線的外孔的距離)的選擇；-以及各電光透鏡的內(nèi)在屬性，為了在屏幕的中心上取向外電子束，所述電光透鏡允許“等電位”場(chǎng)線穿透。
由于它們的形狀和它們穿透格柵孔，這些場(chǎng)線能夠在屏幕的中心矯正輕微的會(huì)聚缺陷。通過(guò)外電子束過(guò)看到的電磁場(chǎng)并非與通過(guò)中心電子束所感覺(jué)到的完全一致。外電子的軌線在格柵上聚焦對(duì)中不是很好，并且它們相對(duì)中心束的傾斜使得它們對(duì)場(chǎng)線中的偏差更為敏感。沿著電子槍的軸線，電極G9的光學(xué)板2的位置的改變通過(guò)距離L2的增加導(dǎo)致場(chǎng)線的位移。這樣，在圖6中，諸如A場(chǎng)線朝向諸如B場(chǎng)線移動(dòng)，并因此使場(chǎng)線具有稍微的曲率差異，這導(dǎo)致兩個(gè)電子軌線之間的傾斜的差異。所述效果對(duì)于矯正±1mm的靜態(tài)會(huì)聚調(diào)整問(wèn)題是足夠的。
為了矯正靜態(tài)會(huì)聚，因此，規(guī)定以量δL2＝±βL2來(lái)修改距離L2。
靜態(tài)會(huì)聚Cs以距離L2的線性函數(shù)來(lái)表示Cs＝D1L2+D0。
會(huì)聚矯正因此可以寫(xiě)為
δCs＝D1δL2；δCs＝±D1(βL2)。
在這些等式中，D1和D0具有下述值D1＝-10，D0＝40。
但是，如前所述，偏差與比例L1/L2成比例。L2的修改因此導(dǎo)致偏差的變量。這是因?yàn)槠睿健繣1L2+E0。
偏差的變量因此以下述公式給出δbias＝±E1βL2如上所述這必須通過(guò)修改光學(xué)板1和2的孔的垂直尺寸而被矯正(δφVin＝δφVout＝B1×偏差)。
在這些等式中，系數(shù)E1和D0具有下述值E1＝500，E0＝-1950。
因此可以得知距離L2的偏差值δLs＝±βL2靜態(tài)會(huì)聚缺陷δLs在下述限制之間進(jìn)行矯正-D1(βL2)≤δCs≤D1(βL2)這導(dǎo)致偏差變量-E1(βL2)≤δbias≤E1(βL2)-15％≤β≤15％。
δL2＝±βL2的修改使得可以用下述值矯正靜態(tài)會(huì)聚缺陷δCs＝±D1(βL2)，這導(dǎo)致偏差變量δbias＝±E1βL2例如-15％≤β≤15％；-1.5mm≤δCs≤+1.5mm-75V≤δbias≤+75V此偏差變量必須通過(guò)修改光學(xué)板1和2的孔的垂直尺寸而被矯正(δφVin＝δφVout＝B1×偏差)。
權(quán)利要求
1.一種用于嵌入式電子槍的主電子透鏡，包括每個(gè)都具有孔(9，10)的第一聚焦電極(G8)和第二加速電極(G9)，其形狀在水平的方向上是細(xì)長(zhǎng)的，所述電極包括第一光學(xué)板(1)和第二光學(xué)板(2)，每個(gè)都分別設(shè)有中心孔(4，7)并具有兩個(gè)位于平行于水平方向的方向上的外孔(3，5和6，8)，第一光學(xué)板(1)從第一電極(G8)的孔(9)被設(shè)置在第一距離(L1)上，第二光學(xué)板(2)從第二電極(G9)的孔(10)被設(shè)置在第二距離(L2)上，其特征在于，第一和第二距離的比率(L1/L2)通過(guò)下述公式確定L1/L2＝A11(δVd)2+A1δVd+A0+C0×偏差其中-A11、A1、A0和C0是常數(shù)；-δVd是系統(tǒng)所需的聚焦電壓的變量；以及-偏差是系統(tǒng)所需的偏差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于嵌入式電子槍的主電子透鏡，其特征在于，第一和第二距離(L1/L2)的比值在0.8和0.95之間(0.8≤L1/L2≤0.95)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于嵌入式電子槍的主電子透鏡，其特征在于，由于所述光學(xué)板(1，2)中的中心孔(4，7)具有在垂直于水平方向的垂直方向上為細(xì)長(zhǎng)的普通形狀，而且由于外孔(3，5和6，8)具有在水平方向上細(xì)長(zhǎng)的形狀，因此中心孔和外孔的所述垂直尺寸的可能變量通過(guò)下述公式來(lái)獲得δфVin＝δфVout＝B1x偏差其中-B1是常數(shù)；以及-偏差是系統(tǒng)需要具有的偏差。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于嵌入式電子槍的主電子透鏡，其特征在于，垂直方向上的中心孔的尺寸(фin)在3mm到8mm之間，此尺寸的可能的變量(δфVin)在-0.5mm到0.5mm之間(-0.5mm≤δфVin≤0.5mm)，水平方向上的外孔的尺寸(фout)也在3mm到8mm范圍中，此尺寸的可能變量(δфVout)在-0.5mm到0.5mm之間(-0.5mm≤δфVout≤0.5mm)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于嵌入式電子槍的主電子透鏡，其特征在于，常數(shù)B1具有值121×10-5。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于嵌入式電子槍的主電子透鏡，其特征在于，常數(shù)A0、A1、A11和C0具有下列值A(chǔ)0＝876.48×10-3A1＝160.01×10-6A11＝174.52×10-9C0＝-36×10-6。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的用于嵌入式電子槍的主電子透鏡，其特征在于，第一電極(G8)的第一光學(xué)板(1)的電壓(Vd)的參考值在7000V到9000V之間。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的用于嵌入式電子槍的主電子透鏡，其特征在于，偏差的額定值在-500V和+500V之間。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的用于嵌入式電子槍的主電子透鏡，其特征在于，通過(guò)修改從第二電極(G9)的孔(10)至第二光學(xué)板(2)的第二距離(L2)而獲得會(huì)聚(Cs)的修改。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于嵌入式電子槍的主電子透鏡，其特征在于，會(huì)聚的修改與根據(jù)下述公式的所述第二距離(L2)的修改成比例δCs＝±D1(βL2)其中β與所述第二距離的修改成比例，D1是其值為-10的系數(shù)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于嵌入式電子槍的主電子透鏡，其特征在于，所述第二距離的修改的比例在-15％和+15％之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于嵌入式電子槍用的主電子透鏡，包括設(shè)有光學(xué)板(1，2)的第一聚焦電極(G
文檔編號(hào)H01J29/48GK1722353SQ20051007008
公開(kāi)日2006年1月18日 申請(qǐng)日期2005年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月12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