專利名稱：用于陰極射線管的高分辨率電子槍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于陰極射線管的電子槍，尤其是一種用于彩色電視管的高分辨率電子槍。
背景技術(shù)：
普通的電視管具有矩形的基本上是平面的面板或屏幕。屏幕的內(nèi)部面上具有熒光物質(zhì)或象素的點的嵌鑲面，它們由電子束激活而發(fā)出藍(lán)色，綠色或紅色的光，光取決于被激活的熒光物質(zhì)。
密封在管殼中的電子槍指向屏幕的中心并使得電子束可以通過蔭罩(perforated mask)(或遮光板)射向屏幕的各個點。電子槍可以將電子束聚焦到含有熒光物質(zhì)的屏幕內(nèi)表面上。
安裝在管周圍或兩側(cè)上的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)可以作用于電子束的方向，從而偏轉(zhuǎn)它的軌跡。偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的持續(xù)作用可以實現(xiàn)屏幕的水平和垂直掃描，從而探測整個熒光物質(zhì)的嵌鑲面。
若沒有電子束的偏轉(zhuǎn)，而通過在槍內(nèi)產(chǎn)生的對稱電場的槍的對稱電極，則電子束到達(dá)屏幕的中央并且所形成的光斑是圓形的。
當(dāng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)發(fā)生作用，電子束的方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)時，屏幕上的光斑變形，當(dāng)電子束被偏轉(zhuǎn)向屏幕邊緣甚至向屏幕角落時，這個問題更加重要。尤其是在水平尺寸較大的矩形屏幕的情況下，指向左右邊緣的水平偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生水平變形光斑。在角上，存在垂直和水平組合變形。
為了克服這些缺點，本技術(shù)方案提供了四極形式的電極，并在垂直方向和水平方向上加以不同方式的電控制，這樣做，以便對所述的電子束變形進(jìn)行預(yù)先補(bǔ)償。
四極效應(yīng)能夠獲得電子束的形狀因數(shù)。這些效應(yīng)有助于遏制束形的失真現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是由偏轉(zhuǎn)器在朝向屏幕邊緣偏轉(zhuǎn)，從而屏幕上光斑的大小變形的情況下產(chǎn)生的。作為電子束偏轉(zhuǎn)的函數(shù)，形狀因數(shù)必須是動態(tài)的。
因而，朝向屏幕邊緣的電子束的水平失真是偏轉(zhuǎn)器產(chǎn)生用于偏轉(zhuǎn)電子束進(jìn)而影響屏幕的掃描的磁性偏轉(zhuǎn)的結(jié)果，并且與該偏轉(zhuǎn)器相關(guān)，還影響電子槍內(nèi)的出口四極的操作。這些效應(yīng)的綜合作用造成了水平分辨率的降低和垂直分辨率的較大提高。
如圖2所示，電力線朝向箭頭4的方向，電子束在水平面上承受壓縮力2，并在垂直面上承受變形力3。根據(jù)原理，電子束應(yīng)該在電子槍的主出口透鏡(exit lens)平面上盡量占據(jù)足夠大的表面積以獲得最好的可能分辨率，而屏幕邊緣束的大小對于良好分辨率來說不是最佳的，這就產(chǎn)生了一個需要解決的問題。
在多種可能的結(jié)構(gòu)中，應(yīng)用采用了三個電極的四極結(jié)構(gòu)。專利US5 027 043中所舉的例子的結(jié)構(gòu)就是這種情況。在這種系統(tǒng)中，輸入和輸出電極處于可變電位，這引起了系統(tǒng)中上游和下游透鏡的光學(xué)特性的改變。因此，本發(fā)明的目的在于改善高清晰度電視屏幕的屏幕邊緣的光斑形狀，尤其是在槍的主透鏡上增加電子束的水平尺寸。為了實現(xiàn)這些，本發(fā)明為適應(yīng)四極裝置作了準(zhǔn)備，使其可以消除由固定在槍出口處的四極裝置和偏轉(zhuǎn)器產(chǎn)生的不良影響。

發(fā)明內(nèi)容
由此，本發(fā)明涉及一種用于陰極射線管的電子槍，包括依次沿軸(XX’)方向?qū)?zhǔn)的—電子發(fā)射陰極，—影響電子束的形成且被聚焦到所謂交叉點的第一電極和第二電極，—用于預(yù)聚焦電子束的電子透鏡，—第一四極裝置，以動態(tài)的方式與屏幕掃描同步地受到電控制，從而修正屏幕邊緣的電子束聚焦缺陷，—主電子透鏡，能夠使電子束聚焦到屏幕上。
該電子槍進(jìn)一步包括位于預(yù)聚焦電子透鏡和第一四極裝置之間的第二四極裝置，包括沿所述軸向依次相互平行設(shè)置的—第一電極，呈至少一個其長邊朝向第一方向的矩形孔，—第二電極，呈至少一個其長邊朝向與第一方向成直角的第二方向的矩形孔，—第三電極，呈至少一個其長邊朝向第一方向的矩形孔，將第一電極與第三電極設(shè)置在固定的極化電位，第三電極處于與屏幕掃描同步變化的極化電位。
該屏幕是矩形的，第二四極裝置的第一和第三電極的孔的長邊所朝向的第一方向與屏幕長邊的方向平行。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，第二四極裝置的第一和第三電極與第二電極相距同一距離d。
此外，還可采取有利的措施，將所述距離d和第二四極裝置的焦距Fo按如下關(guān)系聯(lián)系起來Fo＝ao+a1.d+a2.L+a3.H+a12.d.L+a23.L.H+a22.L2+a33.H2其中—L是第二四極裝置的電極的孔的長邊長度，—H是第二四極裝置的電極的孔的短邊長度，—ao，a1，a3，a12，a23，a33是常數(shù)。
此外，第二四極裝置與第一四極裝置的距離d1以及第一四極裝置與主電子透鏡之間的距離d2由以下關(guān)系相聯(lián)系(Gtmin-ao-a1.d1)/a2≤d2≤(Vdmax-bo-b1.d1)/b2其中Gtmin是最小橫向放大率，Vdmax是施加到第二四極裝置上的最大動態(tài)電壓，ao，a1，b0，b1，d1以及d2是常數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，電極的孔的長邊具有圓形的凹口，其半徑R等于R＝(H/2)/cos(α.π/2)其中
—H孔的兩個長邊之間的距離—α占半徑為R的圓的周長的百分比。


根據(jù)下面的描述以及下面的附圖，本發(fā)明的各方面和特點將更為顯而易見，這些附圖表示圖1a和1b，根據(jù)本發(fā)明的陰極射線管的電子槍的實施例，可用于高分辨率電子槍，圖2a和2b，示出了作用在電子槍射出的電子束形上的四極效應(yīng)的示意圖，圖3和4，根據(jù)本發(fā)明的四極裝置的典型實施例，圖5，示出了根據(jù)本發(fā)明的電子槍的四極裝置的相應(yīng)位置的視圖，圖6，四極裝置的電極的孔。
具體實施例方式
參照圖1，以下對本發(fā)明電子槍的典型實施例進(jìn)行描述。
該電子槍包括通過熱發(fā)射發(fā)射電子的陰極K。電極G1與電極G2共同對由陰極發(fā)射的電子形成的沿XX′軸的電子束進(jìn)行初始化。
電極G2將由此形成的電子束聚焦到焦點，稱為“交叉(crossover)”。焦點的大小越像點越好。通過舉例的方式，電極G1處于接地與100伏之間的靜電位。電極G2處于300伏到1200伏之間的電位。
根據(jù)本實施例，上升到6000伏到9000伏之間的電位的電極G3有助于電子的加速。
上升到與電極2基本相等的電位的電極G4，與電極G3以及朝向G4的電極G5的一部分構(gòu)成了電子束的預(yù)聚焦電子透鏡。
電極G5，G6，G7構(gòu)成四極透鏡，并且將會對電子束產(chǎn)生四極效應(yīng)，用這種方式對電子束在垂直面中施加壓縮負(fù)荷并在水平面中使電子束變形。如上所述，屏幕邊緣處尤其是屏幕角上的電子束的變形比較大。它們從屏幕中央到邊緣連續(xù)增加。因此電極組或四極電路G5，G6，G7的設(shè)置必須執(zhí)行作為電子束偏轉(zhuǎn)的函數(shù)的預(yù)校正。因此，該校正必須與屏幕的掃描系統(tǒng)同步地持續(xù)執(zhí)行。由G5，G6，G7組成的四極電路的結(jié)構(gòu)以及電極的控制將在隨后進(jìn)行描述。
如對圖2a的描述，裝置G7-G8獲得四極效應(yīng)，在垂直面中對電子束施加壓縮負(fù)荷并在水平面中使電子束變形。
電極G9與電極G8一起組成主出口透鏡。
圖1b更為詳細(xì)地示出了基本上由電極G5，G6，G7組成的四極電路裝置的典型實施例。此典型實施例應(yīng)用于電子槍，使其可以獲得三色管。因而，每一電極面板具有三個電極，從而該電子槍處理三個電子束。
電極G3，G4再一次出現(xiàn)在本圖中。
電極G6位于與電極G5和G7的距離相等的位置。
將電極G5，G7升到同一的固定電位，例如在6000到9000伏之間。
電極G6接收可變電位或稱為動態(tài)電位，該電位與行掃描同步地變化。例如，動態(tài)電壓Vd在大約0伏到2000伏之間變化。電極G6處于電位V6＝V5+Vd。在屏幕中央，電極G6的電位是V6＝V5＝V7＝Vf。在電子束偏轉(zhuǎn)的情況下，將動態(tài)電壓Vd(0-2000V)施加到電極G6上。因此，在邊緣和角上，電極G6上的電壓是Vf+Vd＝V6之和。
圖3和圖4顯示了不同電極G5，G6和G7的形狀。
每一電極都分別具有大概矩形的孔8，9，10。這些孔的每一長邊都有圓弧形式的加寬部，用于固定這些電極，其形狀將在隨后進(jìn)行描述。
孔8，9和10相同或大致相同。這些孔最小的維度具有值H，最大的維度具有值L。
以使其最大邊水平的方式定向電極G5和G7的孔8和10，而電極6的孔的方向為使其最大邊垂直，也就是說其垂直于電極G5和G7的孔8和10。具有圓弧形式的加寬部的表面對于三個電極的不同孔具有相同的尺寸。
四極裝置整體上擁有垂直和水平焦距Fo，其被設(shè)計成使這些焦距可以獲得高清晰度的分辨率。
焦距Fo取決于電極G5和G7上的孔的尺寸L和H以及電極G5-G7和G6-G7之間的距離。焦距Fo的變化可以通過適用于參數(shù)(d，L，H)變化范圍內(nèi)的二次近似多項式模型的數(shù)學(xué)形式來表達(dá)。由此，F(xiàn)o的值可以寫為如下形式Fo＝ao+a1.d+a2.L+a3.H+a12.d.L+a23.L.H+a22.L2+a33.H2系數(shù)ao到a33具有取決于D，L，H的取值范圍的常量值。其余參數(shù)同樣由這些系數(shù)確定。以下是有關(guān)的例子—前述的圓弧形式的加寬部的相關(guān)值α與孔的尺寸L相關(guān)。隨后，將根據(jù)圖6對該系數(shù)α進(jìn)行闡述。
—允許的估計誤差以及其他精度系數(shù)。
將以下參數(shù)值作為例子0.9mm＜d＜1.5mm4.0mm＜L＜5.5mm2.9mm＜H＜3.5mmα#42％R平方(針對dof值進(jìn)行調(diào)整)＝99.3577％標(biāo)準(zhǔn)估計誤差＝0.827391平均絕對誤差＝0.525942Durbin-Watson統(tǒng)計＝2.16192(P＝0.0851)1階殘留自相關(guān)＝-0.109116所得到的系數(shù)ao到a33的值如下ao＝36.8；a1＝-22.5；a2＝11.5；a3＝-43.5；a12＝9.3；a13＝-12.1；a22＝-11.3；a23＝35.5；a33＝-25.0。
此外，如圖1到5所示，四極電路裝置由電極G5，G6，G7的組構(gòu)成，置于與陰極K相距d0、與四極出口裝置相距d1處，其中與四極出口裝置的距離d1是距主出口透鏡的距離。
通常，對應(yīng)于d0+d1+d2的電子槍長度是設(shè)計數(shù)據(jù)。我們可以優(yōu)化為32mm＜d0+d1+d2＜36mm。通常值為34mm左右。
d0，d1，d2的取值特別依賴于施加到四極G5-G6-G7上的動態(tài)電壓Vd(施加在兩個四極上的動態(tài)電壓)以及光學(xué)橫向放大倍率Gt。
兩個條件(動態(tài)電壓Vd，橫向放大倍率Gt)的選擇取決于對“高分辨率”槍的分析研究。估計值和實際值有些差異，但實現(xiàn)了用在本槍中的四極的相對定位。
橫向放大倍率的變化可以用簡單的多項式來表示Gt＝ao+a1*d1+a2*d2施加到四極G5-G6-G7上的動態(tài)電壓可以表達(dá)為多項式的形式Vd＝bo+b1*d1+b2*d2在這些關(guān)系式中，系數(shù)ao到b2可以是以下數(shù)值，例如a0＝-25.74a1＝+0.51a2＝+0.27b0＝+470.21b1＝+34.04b2＝+27.17在典型應(yīng)用的框架下，我們可以有利地固定Vd≤Vdmax，其中Vdmax＝1100伏Gt≥Gtmin，其中Gtmin＝-17.5可以將以上關(guān)系式改寫為Vd＝bo+b1*d1+b2*d2≤Vdmax (1)Gt＝ao+a1*d1+a2*d2≥Gtmin (2)因此，可以得到(Gtmin-ao-a1.d1)/a2≤(Vdmax-bo-b1.d1)/b2若d1在11mm到14mm間變化11mm≤d1≤14mm針對不同的d1值，可以按照如下方式選擇距離d2

所述的這種裝置可以獲得如圖2b所示的非常大的效果，其相對于圖2a所示的效果來說，相反地操作?？梢钥吹綄﹄娮邮拇怪眽嚎s力9和水平面上的變形的獲得。
如前所述，可以計算孔8，9，10圓弧形式的加寬部。將參照圖6描述這些加寬部的確定方式。
首先需要注意的是孔上的點A和B間的距離P1與點C和點D間的距離最好相等。α表示圓弧相對于半徑為R的圓的周長的百分比，圓弧AB和CD的長度之和為P＝α.π.R圓弧的長度可由公式得到P＝R.θ，且θ＝απ對于電極孔的規(guī)定尺寸H來說，必須具有半徑為R的孔的加寬部，滿足以下關(guān)系R＝(H/2)/cos(α.π/2)。
權(quán)利要求
1.一種用于陰極射線管的電子槍，包括依次沿軸(XX’)方向?qū)?zhǔn)的—電子發(fā)射陰極(K)，—影響電子束的形成且被聚焦到所謂交叉點的第一電極(G1)和第二電極(G2)，—包括三個連續(xù)電極G3，G4，G5的電子透鏡，用于預(yù)聚焦電子束，—第一四極裝置(G7，G8)，以動態(tài)的方式與屏幕掃描同步地受到電控制，從而修正屏幕邊緣的電子束聚焦缺陷，—主電子透鏡(G8-G9)，能夠使電子束聚焦到屏幕上，所述電子槍還包括第二四極裝置，其具有第一電極(G5)，第二電極(G6)和第三電極(G7)，所述第二四極裝置位于預(yù)聚焦電子透鏡(G3，G4)和第一四極裝置之間，其特征在于第二四極裝置的第二電極呈基本為矩形的孔，其長邊朝向第一方向，第二四極裝置的第一電極和第三電極呈基本為矩形的孔，面向第二電極，其長邊朝向與第一方向垂直的第二方向，將第一電極與第三電極設(shè)置在固定的極化電位，而第二電極處于與屏幕掃描同步變化的極化電位。
2.如權(quán)利要求1所述的電子槍，其特征在于所述屏幕是矩形的，并且其長邊的方向與第二四極裝置的第一和第三電極的孔的長邊所朝向的第一方向平行。
3.如權(quán)利要求1所述的電子槍，其特征在于第二四極裝置的第一和第三電極與相同裝置的第二電極相距同一距離d。
4.如權(quán)利要求3所述的電子槍，其特征在于所述距離d和第二四極裝置的焦距Fo以如下關(guān)系相聯(lián)系Fo＝ao+a1.d+a2.L+a3.H+a12.d.L+a23.L.H+a22.L2+a33.H2其中—L是第二四極裝置的電極孔的長邊長度，—H是第二四極裝置的電極孔的短邊長度，—ao，a1，a3，a12，a23，a22，a33是常數(shù)。
5.如權(quán)利要求1所述的電子槍，其特征在于第二四極裝置與第一四極裝置的距離d1和第一四極裝置與主電子透鏡之間的距離d2由以下關(guān)系相聯(lián)系(Gtmin-ao-a1.d1)/a2≤(Vdmax-bo-b1.d1)/b2其中Gtmin是最小橫向放大率，Vdmax是施加到第二四極裝置上的最大動態(tài)電壓，a0，a1，b0，b1，d1以及d2是常數(shù)。
6.如權(quán)利要求1所述的電子槍，其特征在于電極的孔的長邊具有圓形的凹口，其半徑R等于R＝(H/2)/cos(α.π/2)其中—H孔的兩個長邊之間的距離—α占半徑為R的圓的周長的百分比。
全文摘要
用于陰極射線管的電子槍，包括依次沿軸XX’方向?qū)?zhǔn)的電子發(fā)射陰極K、用于電子束形成的電極G1和G2、預(yù)聚焦電子透鏡G3，G4，G5、第一四極裝置G7，G8，以動態(tài)的方式與屏幕掃描同步地受到電控制，從而修正屏幕邊緣的電子束聚焦缺陷、能夠?qū)㈦娮邮劢沟狡聊簧系闹麟娮油哥RG8－G9。還包括處于預(yù)聚焦電子透鏡G3，G4與第一四極裝置之間的第二四極裝置G5，G6和G7，以及呈矩形孔的電極G5，G6，G7。G5和G7的孔平行，G6的孔和G5和G7的孔相垂直。將電極G5和G7設(shè)置為固定的極化電位，而G6電極則處于與屏幕掃描同步變化的極化電位。
文檔編號H01J29/51GK1574171SQ20041004774
公開日2005年2月2日 申請日期2004年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月23日
發(fā)明者格雷瓜爾·吉索, 尼古拉·里夏, 尼古拉·格尼翁, 皮埃爾·比佐 申請人:湯姆森許可貿(mào)易公司