專利名稱：一字排列式電子槍中具有聚焦調(diào)整裝置的彩色顯象管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有一字排列電子槍的改進(jìn)的彩色顯象管，特別是涉及一種顯象管，該管具有一字排列電子槍及該槍包括以另一電子束的聚焦為準(zhǔn)調(diào)整一電子束聚焦的裝置。
就一彩色顯象管而言，圖象的清晰度取決于該管觀看屏幕上具有小的電子束光點(diǎn)尺寸，在此種顯象管中，一電子槍產(chǎn)生必須同時聚焦于觀看屏幕上的小點(diǎn)的三個電子束。
在一種具有六個或更多電極的電子槍中，如1985年12月10日頒給Bechis等人的美國專利第4，558，253號中所揭示的，三束一字排列電子束由第一及第二靜電透鏡單獨(dú)聚焦，然后由一主聚焦透鏡共同聚焦，由于此主透鏡為單一共用透鏡，及由于此三電子束沿水平軸共平面，該主透鏡對于各電子束并非為水平對稱，因而對兩側(cè)邊電子束的聚焦與對中央電子束的聚焦不同。因?yàn)殡娮訕屖墙M合結(jié)構(gòu)及聚焦電極由一共用聚焦電源供電，該電子槍必須包括以一共用聚焦電壓使所有三電子束聚焦的裝置。使各電子束聚焦不僅要求每一電子束有相同聚焦電壓和使電子束能自由降落(不受偏轉(zhuǎn))，而且每一電子束的象散性必須正確。根據(jù)性能要求，兩側(cè)電子束的象散性可與中央電子束的象散性相同或不同。象散性定義為使電子束的水平與垂直成分聚焦所需要的聚焦電壓的差，亦即象散性＝V水平-V垂直(伏特)。在非動態(tài)聚焦式電子槍中，為補(bǔ)償偏轉(zhuǎn)軛在偏轉(zhuǎn)電子束時使各電子束過度聚焦的透鏡作用，使象散性在屏幕中心為正(V水平＞V垂直)。為實(shí)現(xiàn)這種正象散性狀況，聚焦電壓被調(diào)定于使電子束水平成分作點(diǎn)聚焦的數(shù)值。兩側(cè)電子束的所需象散性可與中央電子束不同，但點(diǎn)聚焦電壓的水平成分對于所有電子束必須為相同。在一動態(tài)聚焦電子槍中，對于在屏幕中心的所有三電子束，象散性設(shè)定為零。在此狀況下，所有三電子束必須在相同的水平聚焦電壓下聚焦，及具有零象散性。
在現(xiàn)有技術(shù)中，每一電子束的聚焦電壓及象散性的最后最佳化以同時調(diào)整主聚焦透鏡最后電極的凹部及邊緣的長度、寬度與直徑而實(shí)現(xiàn)。由于主聚焦透鏡為所有三電子束所共用，這種尺寸上的變更對所有三電子束會同時產(chǎn)生互相作用。
即使不是不可能，在主聚焦透鏡電極中找出一組可同時滿足三電子束聚焦要求的尺寸也是困難的。本發(fā)明利用了電子槍中的第二聚焦透鏡提供不能只由主聚焦透鏡提供的必需聚焦電壓及象散性校正以解決上述問題。
根據(jù)本發(fā)明的彩色顯象管具有觀看屏幕及用以產(chǎn)生三束一字排列電子束(一中央電子束及兩側(cè)邊電子束)及導(dǎo)引其射向該屏幕的電子槍。該電子槍包括形成三個聚焦透鏡的電極。第一透鏡位于該電子槍的電子束形成區(qū)域內(nèi)，第二透鏡包括至少一電極，用以提供非對稱形狀的各電子束至第三透鏡系統(tǒng)。第三透鏡則為所有三電子束的共用主透鏡。其改進(jìn)包括使第三透鏡的一個電極構(gòu)形成為對每一單獨(dú)電子束提供主要聚焦校正量及使第二透鏡的一個電極包括用以提供實(shí)際上完全校正每一單獨(dú)電子束所需聚焦校正量的其余量的裝置。


圖1為具體實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一種彩色顯象管的平面圖，部分為軸向截面。
圖2為圖1中以虛線所示電子槍的軸向截面?zhèn)纫晥D。
圖3為與圖2的電子槍中與G5電極相對的G6電極表面的正視圖。
圖4為與圖2的電子槍中G6電極相對的G5電極表面的正視圖。
圖5為圖2的電子槍中G4電極的正視圖。
圖6表明了垂直與水平電子束聚焦及象散性電壓與G4電極欄孔寬度的關(guān)系。
圖7表明了聚焦及象散電壓與G4電極厚度的關(guān)系。
圖8及圖9分別為一可選用的G4電極的正視及側(cè)視圖。
圖10為第二可選用的G4電極的側(cè)視圖。
圖11為第三可選用的G4電極的側(cè)視圖。
圖12為第四可選用的G4電極的側(cè)視圖。
圖13為第一種可選用電子槍的以軸向截面表示的側(cè)視圖。
圖14為第二種可選用電子槍的以軸向截面表示的側(cè)視圖。
圖1表明了具有一玻璃外殼11的矩形彩色顯色管10，該外殼包括一矩形屏盤12及由一矩形管錐16所連接的管頸14。管錐16具有一內(nèi)部導(dǎo)電涂層(未圖示)從一陽極接頭(未顯示)伸展至管頸14。屏盤12包括一觀看屏面18及一周邊凸緣或邊壁20，用玻璃料把邊壁20密封于管錐16。一種三色熒光屏22由屏面18的內(nèi)表面承載。該熒光屏22最好是條狀熒光屏，熒光條配置成各三元組，每一個三元組包括三種彩色中每一彩色的熒光條。另一方式，該熒光屏可為點(diǎn)狀熒光屏。一多孔彩色選擇電極或蔭罩24利用常用方式以可移除形式安裝在與熒光屏22為預(yù)定間隔處。以圖1中虛線圖示的改進(jìn)電子槍26中心地安置于管頸14之中，以產(chǎn)生三電子束并導(dǎo)引電子束沿會聚路徑通過蔭罩24而至熒光屏22。
圖1中顯象管被設(shè)計(jì)得與一種外部磁偏轉(zhuǎn)軛，例如在管錐與管頸結(jié)合處附近所示的軛30一起使用。當(dāng)激勵時，軛30使三電子束受磁埸作用，磁埸導(dǎo)致各電子束在熒光屏22上水平及垂直掃描出一個矩形光柵。偏轉(zhuǎn)的最初平面(零偏轉(zhuǎn)時)約在軛30的中間部位。
圖2，3，4及5表明了電子槍26的具體結(jié)構(gòu)。電子槍26包括三個間隔開的一字排列陰極34(僅顯示其中之一)，一控制柵電極36(G1)，一屏柵電極38(G2)，一加速電極40(G3)，一板形電極42(G4)，一第一主聚焦透鏡電極44(G5)以及一第二主聚焦透鏡電極48(G6)，它們以所列的次序間隔開。G1至G6電極各有在其中的三個一字排列欄孔以許可三電子束通過，電子槍26的靜電主聚焦透鏡由G5電極的44及G6電極的48的面對部分形成。
電極G5的44及G6電極的48在構(gòu)造上相似之處在于它們具有相對的表面。這些表面各自包括周邊邊緣60及61及有欄孔部分62及63，各該有欄孔部分分別置于自邊緣起的大凹部64與66的后面。有欄孔部分62包括三個一字排列的欄孔68，部分63包括三個一字排列的欄孔69。邊緣60及61為兩電極44及48互相最接近的部分，并具有形成主聚焦透鏡的主要作用。
G1控制柵極36及G2屏柵電極38為板片，每一電極包括三個小的一字排列欄孔，與G3電極40相對的G2屏柵電極表面最好在其中包括矩形槽(未圖示)，該槽圍繞三個G2欄孔，該槽的用途為調(diào)整外電子束的位置以補(bǔ)償聚焦電壓變動所造成的各電子束的移動。
電子槍26的所有電極直接或間接連接于兩絕緣支持桿(未圖示)，這些桿可延伸并支撐G1電極36與G2電極38，或者此兩電極可用若干其它絕緣裝置附加于G3電極40。較佳辦法是，支持桿為玻璃制，它們被加熱及壓向自各電極延伸的爪，將各爪埋入桿中。
電子槍26的各電極提供使各電子束聚焦的三個透鏡。第一透鏡(L1)位于在該槍的電子束形成區(qū)域內(nèi)的G2及G3電極38與40之間。第一透鏡(L1)提供實(shí)際上對稱的電子束至第二透鏡，第二透鏡(L2)則在G4電極42的中央，該透鏡(L2)提供不對稱形狀的電子束至第三透鏡，第三透鏡(L3)位于G5及G6電極44及48之間，該透鏡(L3)為一低象差主聚焦透鏡，提供基本上為恒定電流密度的圓形或不對稱形狀電子束至熒光屏22。
如圖3及4所示，在G6電極48中的凹部66具有與G5電極44中凹部64不同的形狀，在G6電極48中凹部66的形狀制成可使中央及兩側(cè)電子束成為所要求的自由降落狀況及接近于所需的聚焦與象散性狀況。實(shí)現(xiàn)這些要同時調(diào)整下述尺寸在欄孔69的一字排列方向測得的凹部66的長度;在中央欄孔處垂直于該一字排列方向測得的凹部66的寬度;及凹部66端部的直徑。如上所述，對這些長度、寬度及直徑的每項(xiàng)尺寸的調(diào)整對所有三電子束發(fā)生互相作用。因此，雖然此種調(diào)整能提供聚焦與象散性所需的主要校正量，但不能始終提供聚焦所需的全部校正。在已對G6電極凹部66的形狀作調(diào)整后，發(fā)現(xiàn)兩側(cè)電子束仍需相對中央電子束作附加校正。根據(jù)本發(fā)明，此種附加校正的實(shí)現(xiàn)是在第二聚焦透鏡L2中使兩側(cè)的電子束按與中央電子束聚焦不同的單獨(dú)聚焦而完成。較佳者，此項(xiàng)校正由修改G4電極42的結(jié)構(gòu)來提供。
圖5顯示其中具有三個一字排列欄孔70，71及72的G4電極42。該三欄孔的總的形狀為圓形，不過，在它們每一側(cè)以較小半徑的部分圓形的方式擴(kuò)伸該欄孔。為提供所需的不同聚焦校正，兩側(cè)的欄孔70與72的尺寸與中央欄孔71的尺寸稍有不同。應(yīng)注意的是，其它的欄孔形狀亦可用于G4電極中。
如圖6所示，為確定中央欄孔與兩側(cè)欄孔的尺寸差異起見，對于中央及兩側(cè)電子束確定了垂直與水平聚焦電壓及象散性電壓與在一字排列欄孔的一字排列方向所測得的G4電極欄孔水平寬度的關(guān)系曲線。在圖6中，在垂直于一字排列欄孔的一字排列方向上所測得的每一欄孔的垂直尺寸固定于0.158英寸(約0.401厘米)。中央及兩側(cè)電子束聚焦電壓曲線的斜率并無大差異。中央與兩側(cè)電子束的水平聚焦電壓曲線的斜率小。不過，這些斜率又是足夠大，以致能單獨(dú)找出在同一電壓時使每一電子束進(jìn)入水平聚焦的欄孔尺寸，從圖6可以看出，所有電子束可在7KV下，以0.1638英寸(約0.416厘米)的中央欄孔水平寬度及0.1765英寸(約0.448公分)的側(cè)欄孔寬度實(shí)現(xiàn)水平聚焦。上述的寬度可由每一曲線在何處與7KV線相交而決定。垂直聚焦電壓的斜率較大，并與水平聚焦電壓斜率為相反的符號，結(jié)果在這些欄孔寬度下產(chǎn)生中央及兩側(cè)電子束的象散性。
此種象散性可利用顯示了中央及兩側(cè)電子束象散性的底部曲線找出，此剩余的象散性可由修改G6電極中凹部的形狀(長度、寬度及直徑)予以校正，或可由改變G4電極在其各欄孔處的厚度而在G4電極本身中予以校正。
圖7顯示中央及兩側(cè)電子束聚焦及象散性電壓與G4厚度的關(guān)系曲線。如圖所示，因?yàn)榍€相當(dāng)平坦，厚度上的改變對中央及兩側(cè)電子束的水平聚焦幾乎無影響，但對于這些電子束的垂直聚焦則有明顯的影響，這是因?yàn)榍€的正斜率所造成。因此，可通過改變該電極的厚度來校正象散性而不影響水平聚焦?fàn)顩r(因?yàn)檫@種改變僅影響各電子束的垂直聚焦)。就圖7中所示的狀況而言，作為G4電極厚度的函數(shù)的象散性斜率就兩側(cè)電子束而言為41伏/密爾(約16.1千伏/厘米)，就中央電子束而言則為28伏/密爾(約11.0千伏/厘米)。如若中央及兩側(cè)電子束的水平聚焦電壓均等于7KV，根據(jù)圖6，可在中央電子束處增加G4電極厚度0.0088英寸(約0.022厘米)而將416伏的中央電子束象散性減至167伏的側(cè)電子束象散性。
圖8及9顯示一可選用的G4電極42′，如上所述此電極在側(cè)欄孔70′及72′處有減小的厚度。在圖10所示的另一可選用的G4電極42″中，該電極的厚度在中央欄孔71″處被減小，另有兩個可選用G4電極142及242分別示于圖11及12中，G4電極142在兩側(cè)電子束處的兩表面上變薄，G4電極242則在中央欄孔處的兩表面上變薄，所選擇的特殊G4電極的實(shí)例將取決于一特定型式電子槍所得的曲線。
下表中列出電子槍26的一組尺寸，在此具體實(shí)例中，對所有三電子束使用相等的G4欄孔厚度而獲得所要的象散性。
表1
G1及G2的欄孔直徑＝0.028″(0.711毫米)在G3入口處的中央欄孔直徑＝0.048″(1.219毫米)在G3入口處的外欄孔直徑＝0.055″(1.397毫米)陰極與G1間的熱間隔＝0.003″(0.076毫米)G1與G2間的間隔＝0.009″(0.229毫米)G2與G3間的間隔＝0.030″(0.762毫米)G1的厚度＝0.004″(0.102毫米)G2的厚度＝0.025″(0.635毫米)G3在入口處的厚度＝0.010″(0.254毫米)在G3出口處的欄孔直徑＝0.148″(3.759毫米)G3與G4間的間隔＝0.050″(1.270毫米)G4的厚度＝0.020″(0.508毫米)G4中央欄孔的主軸尺寸＝0.168″(4.267毫米)G4中央欄孔的副軸尺寸＝0.158″(4.013毫米)G4兩側(cè)欄孔的主軸尺寸＝0.175″(4.445毫米)G4兩側(cè)欄孔的副軸尺寸＝0.158″(4.013毫米)G4與G5間的間隔＝0.050″(1.270毫米)在G5入口處的欄孔直徑＝0.158″(4.013毫米)在G3入口處欄孔中心間的間隔＝0.2635″(6.693毫米)在G5出口及G6入口處的中央欄孔直徑＝0.160″(4.064毫米)在G5出口及與G6入口處的側(cè)欄孔直徑＝0.180″(4.572毫米)在G5出口與G6入口處欄孔中心間的間隔＝0.245″(6.223毫米)G5與G6凹部的深度＝0.115″(2.921毫米)G5與G6的間隔＝0.050″(1.270毫米)G5凹部的長度＝0.755″(19.177毫米)G5凹部的寬度＝0.326″(8.280毫米)
G6凹部的長度＝0.748″(18.999毫米)在中心欄孔處G6凹部寬部＝0.299″(7.595毫米)G6凹部端部的直徑＝0.308″(7.823毫米)可能應(yīng)用本發(fā)明的另一電子槍實(shí)例27的細(xì)節(jié)情形示于圖13中，該電子槍與電子槍26相似，不同之處在于G5電極分為兩部分，即一個第一四極電極45(G5B)及組合的第二四極電極與第一主聚焦透鏡電極47(G5T)，這些四極電極在每一電子束路徑中形成一個四極透鏡，這些四極透鏡的目的在于提供電子槍內(nèi)的動態(tài)象散性校正。
G5B電極45包含一杯形部分54，在其底部有三個欄孔。具有三個一字排列欄孔的板56閉合該杯形部分54的開口端。該板56包括自其中伸出與各欄孔對準(zhǔn)的拉伸件，每一拉伸件包括兩扇形部分58。此兩扇形部分58置于互相相對的位置，且每一扇形部分58包圍約85度的圓柱周邊。
G5T電極47亦包含一杯形部分49，它具有由包括三個一字排列欄孔的板57所閉合的開口端。每一孔具有向G5電極45延伸的拉伸件，每一欄孔的拉伸件形成兩扇形部分72。此兩扇形部分72置于互相相對的位置，且每一扇形部分72包圍約85°的圓柱體周邊。扇形部分72的位置是自G5B電極45的扇形部分58的位置旋轉(zhuǎn)90°處。此四個扇形部分的位置以不接觸成交叉指形的方式予以組合。
可利用本發(fā)明的另一電子槍29顯示于圖14，該電子槍29也與電子槍26相似，不同之處在于電極以不同方式完成導(dǎo)電連接，特別是G6電極連接于G4電極，及G5電極連接于G3電極。
權(quán)利要求
1.一種具有一觀看屏幕與一電子槍的彩色顯象管，該電子槍用來產(chǎn)生三束一字排列電子束(一中央電子束及兩側(cè)邊電子束)及導(dǎo)引電子束射向該觀看屏幕，該電子槍包括形成按順序與三個陰極分開的三個聚焦透鏡的至少六個電極，第一透鏡在該槍的電子束形成區(qū)域內(nèi)，第二透鏡包括至少一電極，用以對第三透鏡提供非對稱成形電子束，第三透鏡為所有三電子束的共用主聚焦透鏡，其特征在于使所述第三透鏡(L3)的電極(44、48)之一(48)成形，以對每一獨(dú)立的電子束提供主要的聚焦校正量，所述第二透鏡(L2)的一個電極(42、42′、42″、142、242)包括提供了所需要的聚焦校正量的其余值的裝置，以實(shí)際上完全校正每一個獨(dú)立的電子束，所述第二透鏡的一個電極是平板形的，其上包括三個一字排列欄孔，一個中央欄孔(71、71′、71″)和兩個側(cè)邊欄孔(70、72、70′72′)以通過所述三個電子束，兩個側(cè)邊欄孔的形狀不同于中央欄孔的形狀，而所述第二透鏡的一個電極在中央欄孔處的厚度不同于在側(cè)邊欄孔處的厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的彩色顯象管，其特征在于它進(jìn)而包括在第二透鏡(L2)和第三透鏡(L3)間的、用以在每一電子束路徑中形成一個四極透鏡的元件(45、47)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的彩色顯象管，其特征在于所述第二透鏡(L2)的一個電極(42、42″、242)在中央欄孔(71、71″)處較在兩側(cè)邊欄孔(70、72)處為薄。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的彩色顯象管，其特征在于所述第二透鏡(L2)的一個電極(42′、142)在兩側(cè)邊欄孔(70′、72′)處較在中央欄孔(71′)處為薄。
全文摘要
彩色顯象管10具有觀看屏幕22及產(chǎn)生一字排列電子束(一中央及兩邊電子束)及導(dǎo)引其射向屏幕的電子槍26，槍26包括形成三聚焦透鏡的電極，第一透鏡L1位于電子束形成區(qū)。第二透鏡L2包括提供非對稱形狀電子束至第三透鏡L3的至少一電極42，L3為三電子束的共用主聚焦透鏡。改進(jìn)處為L3的電極44、48中一電極48的形狀可制成對每一電子束提供主要聚焦校正量；以及L2的一電極包括裝置70、71、72以提供實(shí)際上完全校正每一電子束所需聚焦校正的其余量。
文檔編號H01J29/62GK1056016SQ91102510
公開日1991年11月6日 申請日期1991年4月15日 優(yōu)先權(quán)日1990年4月16日
發(fā)明者洛倫·L·曼寧格, 布魯斯·G·馬克斯 申請人:湯姆森消費(fèi)電子有限公司