專利名稱：減縮光點生長的彩色顯象管裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種彩色顯象管裝置，它包括a)具有一個管頸、一個玻錐和一個顯示窗口的真空玻殼，b)裝在管頸中的一個電子槍，該電子槍具有用以產(chǎn)生其光軸為共面的一中央電子束和兩外電子束的電子束形成部分，以及聯(lián)合運行構(gòu)成一主透鏡并可連接到用來提供激勵電壓的裝置的第一和第二電極系統(tǒng)，以及c)用以產(chǎn)生為使電子束沿水平和垂直方向偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)場、并借助會聚束來掃描顯示窗口的一個偏轉(zhuǎn)裝置。
開篇中所述類型的彩色顯象管是通用三基色一字排列式的。它們一般包含自會聚偏轉(zhuǎn)裝置，這些裝置在運行中產(chǎn)生水平和垂直偏轉(zhuǎn)的不均勻磁場(具體地說，即垂直偏轉(zhuǎn)的桶形磁場和水平偏轉(zhuǎn)的枕形磁場)，使得由電子槍產(chǎn)生并通過主透鏡聚焦在顯示屏上的三束電子束會聚遍及顯示窗口。
然而，這些自會聚場在偏轉(zhuǎn)情況下使水平光點生長以一給定因數(shù)增大，該因數(shù)在110°彩色顯象管裝置中可大于2。這值得注意地意味著在一正常自會聚裝置中，其中，將三個電子槍定位于一水平面上，圓形中心光點在垂直方向變扁而在水平方向變成十分細長，特別是當應用一種DAF電子槍時和掃描熒光屏時。結(jié)果，在水平方向出現(xiàn)一種分辨率降低現(xiàn)象，并由于光點變成較扁平以及在蔭罩板中水平障礙的存在而有莫阿問題(Moire′ problems)的危險。強加在圖象清晰度方面的日益嚴格要求，特別地在高分辨率彩色顯象管中或當在高分辨電視中采用彩色顯象管時，意味著在水平軸兩端處的光點應當在水平方向較小。
本發(fā)明的目的之一是提供一種在開篇所述類型的彩色顯象管，其中，水平顯示屏軸兩端處光點在水平方向予以減縮(而其中垂直方向光點尺寸最好是予以放大)。
為達到該目的，按照本發(fā)明的彩色顯象管，其特征在于將影響會聚的第一元件安排在電子槍的電子束形成部分與面對顯示窗口的偏轉(zhuǎn)裝置側(cè)之間，并將影響會聚的第二元件安排在影響會聚的第一元件與電子槍的電子束形成部分之間，該第一元件產(chǎn)生對各外電子束施加在電子束平面內(nèi)具有指向中央電子束的分量的力的磁場，而該第二元件產(chǎn)生對各外電子束施加在電子束平面內(nèi)具有背離電子束的分量的力的磁場。
本發(fā)明基于以下的認識。歸因于所述兩個影響會聚的元件，在運行中，外電子束受到一種作用力，該力一開始驅(qū)使這些電子束互相背離(欠會聚)其后使它們撓曲互相趨近(過會聚)。由本發(fā)明引入的這兩種效應，就偏轉(zhuǎn)來說，在電子束會聚方面基本上互相補償。本發(fā)明達到的目的在于，各外電子束的孔徑角在水平方向(即，平行于非偏轉(zhuǎn)電子束平面方向)獨立地得到放大，這導致水平方向光點的減縮。該孔徑角理解為系指一電子束的外電子路徑之間的角。
為所要的會聚效應而產(chǎn)生的磁場可包含在兩外電子束中每一束定位處的局部偶極場。
但是，為了改進電子束的聚焦可能性，本發(fā)明一最佳實施例其特征在于使每一影響會聚的元件適于產(chǎn)生-45°四極磁場。由所述兩個影響會聚的元件引起的欠會聚和過會聚范圍可按這種方式加以調(diào)整，即在水平顯示屏軸兩端處水平方向?qū)崿F(xiàn)所要求的減縮光點尺寸。在中央的光點于是也得到減縮。由于在使用自會聚場時所固有的水平方向光點生長效應基本上并未減少，所以在中央的光點將小于在水平顯示屏軸端部的光點。本發(fā)明特別基于這種認識，即這不是缺點因為視頻放大器的帶寬到那時候會成為限制因數(shù)，故而光點在水平方向永不可能變成太小。
上述的磁場過一定時間之后可基本上恒定。在這種情況下，它們能夠產(chǎn)生，例如，借助于永久磁鐵的配置或借助于用一直流電流(基本上恒定)激勵的電線圈的配置。另一方面，可用其值僅取決于行偏轉(zhuǎn)信號振幅的DC信號激勵電線圈配置。在最后所提及的兩種情況下只需要一種簡單的電路，而在最初提到的情況下根本就不需要電路。
由于上述減縮水平光點放大因數(shù)效應，在使用45°四極場的特定情況下，在水平方向放大外電子束的孔徑角，但是同時在垂直方向減小外電子束的孔徑角，因此垂直光點尺寸增大。使用過一定時間即恒定的四極磁場可導致在中央部件光點的垂直尺寸過大。
制止這種危險的一種途徑是動態(tài)控制產(chǎn)生四極場的線圈的配置，使得中央光點的垂直尺寸充分地小。為達到這點，可供給用以產(chǎn)生該45°四極場的裝置，在運行中，例如，用大致正比于行偏轉(zhuǎn)電流的平方值的電流(即，可用行拋物波電壓激勵用以產(chǎn)生45°四極場的裝置)。如將要進一步加以描述的，這可用一簡單電路予以實現(xiàn)。應該以這種方式來供應電流，使所產(chǎn)生的四極場有相反的取向。
可以利用前述裝置確保水平顯示屏軸兩端處的水平方向光點在使用自會聚偏轉(zhuǎn)場的彩色顯象管中是非常小的。
但是，使用自會聚場的第二缺點是，在電子束偏轉(zhuǎn)橫過顯示屏時有過會聚。這在對清晰度日益嚴格要求的應用上，例如，在高分辨率彩分監(jiān)視器中不能總是被允許的。在這些場合，使按照本發(fā)明的引起欠會聚和過會聚的元件與配備有用以補償象散去焦的由靜態(tài)或動態(tài)電壓所控制的(磁或電的)四極場透鏡的電子槍結(jié)合起來是很有利的。
如果用于影響會聚的磁場是借助兩個電線圈的配置產(chǎn)生的，可將每個線圈同軸地纏繞在圍繞管頸的環(huán)形鐵芯上。這需要比較長的管頸。倘若將電線圈熒光屏側(cè)配置構(gòu)安裝在偏轉(zhuǎn)裝置本身的環(huán)形鐵芯上，則管頸就可較短些。
下面參照附圖通過實例，將對本發(fā)明的一些實施例加以更詳細的描述，附圖中

圖1A是本發(fā)明彩色顯象管裝置的縱向剖視圖，圖1包括具有兩個影響會聚元件14、14′的裝置，圖1B是顯示屏的立視圖，圖2A是第一影響會聚元件14的立視圖并實施作為圖1彩色顯象管裝置的45°四極元件，圖2B是第二影響會聚元件14′的立視圖并實施作為圖1彩色顯象管裝置的45°四極元件的，圖3和4是說明本發(fā)明某些方面的彩色顯象管裝置的示意性剖面5示出把元件14和14′連接在電路中的實例圖，圖6和7是45°四極元件的另一種實施例的立視圖，圖8是適用于本發(fā)明彩色顯象管裝置的DAF型電子槍的縱向剖視9是圖8電子槍中兩個輔助電極一正面立視圖，圖10示出用以連接影響會聚元件14和14′的另一種電路的實例圖，圖11是包含影響會聚元件54和54′的彩色顯象管裝置的縱向剖視圖，圖12A是元件54的正面立視圖，以及圖12B是元件54′的透視立視圖。
在可用的地方，將相同標號用于相同組件。
圖1是本發(fā)明彩色顯象管裝置的一個剖視圖。由顯示窗口2、玻錐3和管頸4構(gòu)成的玻殼1在其管頸部容納一電子槍5，該電子槍產(chǎn)生三束電子束6、7和8，各電子束的軸定位在圖平面中。在非偏轉(zhuǎn)狀態(tài)下，中央電子束7的軸與管軸9重合。顯示窗口2有大量的三個一組的熒光單元在其內(nèi)面。該單元可由例如行或點組成。相應的實施例示出行狀單元。每三個一組包含一行綠色發(fā)光熒光粉，一行蘭色發(fā)光熒光粉和一行紅色發(fā)光熒光粉。所述熒光粉行垂直于圖面。蔭罩板11安置在顯示屏的前面，該蔭罩板有大量拉長孔徑12，電子束6、7和8通過這些孔徑并各自撞擊在僅一種顏色的熒光粉行上。三束共平面電子束由偏轉(zhuǎn)裝置20使之偏轉(zhuǎn)，該偏轉(zhuǎn)裝置20包含行偏轉(zhuǎn)圈的裝置13和兩直徑的場偏轉(zhuǎn)線圈的裝置13′，以及同軸地至少圍繞行偏轉(zhuǎn)線圈的裝置13的環(huán)形鐵芯21。
本發(fā)明的特征是形成驅(qū)動電子束6和8在電子束平面中相互背離的第一電子槍側(cè)磁場結(jié)構(gòu)，以及驅(qū)動電子束6和8在電子束平面中互相趨近的第二熒光屏側(cè)磁場結(jié)構(gòu)，以上所述全以如下方式，即在保持會聚的同時，使水平顯示屏軸X′(參見圖1B)兩端處水平方向中的光點足夠小。
所使用的磁場結(jié)構(gòu)可包含借助永久磁鐵或在外電子束6和8的位置處的線圈配置產(chǎn)生的局部偶極場。可將磁極靴(未示出)安排在管頸4中，以便把偶極場導向正確位置。然而，使用(金屬的)極靴的一個缺點是，在應用高頻行偏轉(zhuǎn)場時，在它們之中可能產(chǎn)生渦流。
如果所用每一磁場結(jié)構(gòu)包含一45°四極場，則可省去極靴的使用。產(chǎn)生四極場例如可用永久磁鐵的裝置來產(chǎn)生。另一種方法是用包含適當電線圈配置的元件14和14′(參見圖2A和2B)來產(chǎn)生這些磁場。
在示出元件14(圖2A)的實施例中包含一個用可磁化材料制成的環(huán)形鐵芯15，它同軸地圍繞管頸4，其上以這種方式纏繞四個線圈16、17、18和19，即在激勵條件下，產(chǎn)生具有相對于三束電子束6、7和8所示取向的45°四極場(可以用另一種方法借助如圖6所示兩纏繞線圈的鐵芯或借助如圖7所示定子結(jié)構(gòu)來產(chǎn)生45°四極場)。元件14′(圖2B)具有包括環(huán)形鐵芯15′和線圈16′、17′、18′和19′的結(jié)構(gòu)，可與元件14的結(jié)構(gòu)相比較。然而，各線圈是以這種方式纏繞的，在運行中，其中，通過線圈的電流方向使得產(chǎn)生一個45°四極場具有與圖2A45°四極場的取向相反的取向。
圖1和圖2A及2B中示出的實施例包含一個(自會聚)主偏轉(zhuǎn)裝置和一個輔助偏轉(zhuǎn)裝置60，該輔助偏轉(zhuǎn)裝置60具有兩個各自產(chǎn)生一四極場的線圈配置，將該裝置安排在主偏轉(zhuǎn)裝置的前面。用以驅(qū)動產(chǎn)生四極場的線圈配置的電路可安置在偏轉(zhuǎn)裝置20上。
用以激勵元件14和14′的線圈配置可使用不以任何方式與行偏線信號耦合的直流電流，或其振幅行偏轉(zhuǎn)信號的振幅進行耦合的直流電流。圖10示出實現(xiàn)最后提及的可能性的電路，在該電路中，用原理圖分示出行偏轉(zhuǎn)線圈13，元件14的線圈，元件14′的線圈，四個二極管D1、D2、D3和D4，以及一個電容器C。
本發(fā)明彩色顯象管裝置特別適用于高分辨率監(jiān)視器和未來的HDTV設備，尤其在那些顯示屏的幀的寬高比大于4∶3，特別地為16∶9的情況下。
本發(fā)明所基于的認識，將參照示意性表示彩色顯象管剖面的圖3和4進一步加以描述。圖3表示具有電子槍52和偏轉(zhuǎn)線圈的自會聚裝置53的藝術(shù)彩色顯象管的狀態(tài)。電子束會聚遍及顯示窗口。
圖4示出具有行偏轉(zhuǎn)線圈的一個裝置13的本發(fā)明彩色顯象管裝置的原理。由影響會聚元件14感生的欠會聚使外電子束互相離開而去，而由影響會聚元件14′感生的過會聚互相補償，使得保持了自會聚。結(jié)果，在水平顯示屏軸兩端處水平方向中的光點尺寸相對于圖3裝置中出現(xiàn)的光點尺寸得以減縮。另外的優(yōu)點是光點形狀可以是更加均勻的(更圓)。在該技術(shù)已知的情況下，在顯示屏邊緣處光點的水平尺寸是顯著大于垂直尺寸的。特別對數(shù)據(jù)顯示來說，要求更加均勻的光點形狀。
達到這點的一種方法是動態(tài)控制產(chǎn)生四極場線圈的配置，以便在中央的光點的垂直尺寸是充分地小。為達到這點，在運行中，例如，借助基本上隨行偏轉(zhuǎn)電流的平方而變的電流可提供用以產(chǎn)生該45°四極場的裝置，(即，產(chǎn)生45°四極場的裝置可用一行拋物波電壓激勵)。正如將進一步加以描述的，這可用圖5示出的電路加以實現(xiàn)。應當以這種方式供給電流，即使得所產(chǎn)生的四極場有相反的取向。上述行拋物波表示的函數(shù)在零行可有其最小值。在那些水平軸端點處X方向中光點尺寸為充分小、而在Y方向不然的情況下，Y方向的光點尺寸可通過將上述函數(shù)的最小值置于零行以下而令人滿意地實現(xiàn)。
借助前述裝置可以保證在應用自會聚偏轉(zhuǎn)場的彩色顯象管中光點是十分小的。對于高分辨率應用來說，當偏轉(zhuǎn)橫過熒光屏時，光點不僅應當很小，而且還應當盡可能保持處于聚焦狀態(tài)。為達到這點，可將本發(fā)明的裝置與具有靜態(tài)、或特別是具有動態(tài)象散聚焦可能性的電子槍進行結(jié)合。這種電子槍的實例是一種所謂的DAF電子槍。
參照圖6將對使用DAF(動態(tài)象散聚焦)的電子槍更詳細的加以描述。
為具體說明起見，圖8是適用于本發(fā)明彩色顯象管裝置電子槍的縱向剖視圖。該電子槍包含一個公共杯形電極20，其中緊固三個陰極21、22和23，以及一公共板簾柵極24。三束其軸線是共面的電子束借助對三電子束是公用的電極裝置(G3)和(G4)進行聚焦。電極裝置G3包含兩個其端部相互面對著的杯形部件27和28。通過將適當電壓加給第一電極裝置G3和第二電極裝置，即陽極G4而構(gòu)成一個主透鏡。
電極裝置G4有一個毗鄰G3和一中心調(diào)節(jié)套筒30的杯形部件29，所述中心套筒的底部有藉此通過電子束的孔徑31。電極部件28有一外邊緣32延展朝向電極部件29，而電極部件29有一外邊緣33延展朝向電極部件28。橫向延展到通過電子束6、7和8各軸線35、36和37平面的一凹進部分34有孔徑38、39和40。平行于凹進部分34延展的凹進部分41有孔徑42、43和44，凹進部分34和41與電極部件28和29分別構(gòu)成一個組件。為得到要求的聚焦場，在凹進部分的孔徑可以是，例如，圓形或裝有環(huán)，或它們可以是多角形而沒有環(huán)。在后者情況下涉及一種多角電子槍。
在該實施例中，通過給部件27和28的敞開端裝備輔助電極25，26在電極裝置63中構(gòu)成一個象散元件，所述輔助電極25、26取平板形式分別具有細長的(垂直)孔徑45、46和47以及細長的(水平)孔徑48、49和50。該孔徑可具有任何形狀(例如，矩形，橢圓形或菱形)供電子束通過孔徑通向形成的四極場。
在運行中，可將電極27連接到在該圖中未予示出的、用以供應一恒定聚焦電壓Vfoc的裝置上。在該實施例中，可將電極連接到用以提供控制電壓Vfoc+Vc的裝置上。
圖9以正面立視圖形式示出圖8電極裝置的輔助電極25和26。在該圖中用十字示出電子束6、7和8的軸，它們基本上與(垂直)孔徑45、46和47的重力中心重合。在孔徑中形成的四極的中心基本上與電子束軸重合。另外輔助電極可包含兩塊平行電極板，其中之一有三個基本上垂直的孔徑，而另一塊有一個基本上水平的細長孔徑。
不應當把示出的實施例看作是限制性的。例如，當控制電壓Vfoc+Vc加到兩電極27和28上時僅僅由Vfoc控制的一個輔助電極可安排在電極部件27和28之間。更一般地說，具有靜態(tài)或動態(tài)象散聚焦的任何類型的電子槍都可應用在本發(fā)明范圍之內(nèi)。
圖11示出本發(fā)明彩色顯象管裝置的另一種實施例。在該實施例中，所述顯象管有一個電子槍側(cè)的影響會聚元件54，該元件如圖12A所示是具有其自身環(huán)形鐵芯的那種類型、用以驅(qū)動外電子束分離。在該實施例中，用以驅(qū)動外電子束相互趨近的熒光屏側(cè)影響會聚元件54′包含一個安裝在偏轉(zhuǎn)裝置環(huán)形鐵芯51上的線圈配置。圖12B示出有線圈配置56、57、58和59的偏轉(zhuǎn)裝置環(huán)形鐵芯51，該線圈結(jié)構(gòu)可以這種方式連接到一電壓源上，使之產(chǎn)生具有用以驅(qū)動外電子束互相趨近的取向的一四極場。在這種情況下，彩色顯象管裝置1′的管頸4′可短于圖1A中裝置1的管頸4。
權(quán)利要求
1.一種彩色顯象管裝置，它包括a)具有一個管頸、一個玻錐和一個顯示窗口的一個真空玻殼，b)裝在管頸中的一個電子槍，該電子槍有用以產(chǎn)生其光軸為共面的一中央電子束和兩外電子束的電子束形成部分，以及聯(lián)合運行構(gòu)成一主透鏡并可連接到用來提供激勵電壓的裝置的第一和第二電極系統(tǒng)，以及c)用以產(chǎn)生為使電子束沿水平和垂直方向偏轉(zhuǎn)的偏轉(zhuǎn)場、并借助會聚束來掃描顯示窗口的一個偏轉(zhuǎn)裝置。其特征在于將影響會聚的第一元件安排在電子槍的電子束形成部分與面對顯示窗口的偏轉(zhuǎn)裝置側(cè)之間，并將影響會聚的第二元件安排在影響會聚的第一元件與電子槍的電子束形成部分之間，該第一元件產(chǎn)生對各外電子束施加在電子束平面內(nèi)具有指向中央電子束的分量的力的磁場，而該第二元件產(chǎn)生對各外電子束施加在電子束平面內(nèi)具有背離電子束的分量的力的磁場。
2.如權(quán)利要求1所述的彩色顯象管裝置，其特征在于每個影響會聚元件適于產(chǎn)生一個45°四極磁場。
3.如權(quán)利要求1或2所述的彩色顯象管裝置，其特征在于使用直流電流產(chǎn)生磁場。
4.如權(quán)利要求1或2所述的彩色顯象管裝置，其特征在于具有用以動態(tài)地將影響會聚元件的強度耦合到行偏轉(zhuǎn)場強度的裝置。
5.如權(quán)利要求4所述的彩色顯象管裝置，其特征在于用以動態(tài)地將影響會聚元件的強度耦合到行偏轉(zhuǎn)場強度的裝置包含用以提供具有一個與行偏轉(zhuǎn)場同步變化的分量的動態(tài)變化控制電壓的裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的彩色顯象管裝置，其特征在于該分量是拋物線的。
7.如前面權(quán)利要求中任一項所述的彩色顯象管，其特征在于電子槍包含一靜態(tài)或動態(tài)地可激勵、用以補償象散去焦的四極場透鏡。
8.如前面權(quán)利要求中任一項所述的彩色顯象管，其特征在于該顯象管有一幀的寬高比大致為9∶16的顯示窗口。
9.適合于如權(quán)利要求1所述的彩色顯象管的兩個影響會聚元件的組合件。
全文摘要
一種彩色顯象管裝置包含一個用以產(chǎn)生三束共面電子束的電子槍，并包括一個在運行中產(chǎn)生自會聚型偏轉(zhuǎn)場的主偏轉(zhuǎn)裝置和一個在運行中產(chǎn)生面向電子槍、使外電子束互相離開的一個45°四極磁場和面向顯示屏、使外電子束互相趨近的一個45°四極磁場的輔助偏轉(zhuǎn)裝置。
文檔編號H01J29/70GK1050791SQ9010814
公開日1991年4月17日 申請日期1990年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1989年10月2日
發(fā)明者阿爾貝特斯·阿米利厄斯·塞諾·斯勒伊特曼, 蘭伯特·約翰內(nèi)斯·施蒂爾, 馬里納斯·盧多維克斯阿德里安納斯·弗林滕 申請人:菲利浦光燈制造公司