專利名稱：光束掃描式顯像管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電視機(jī)用重要器件-光束掃描式顯像管。
現(xiàn)今的所有電視機(jī)用顯像管，其實(shí)質(zhì)上是一種玻封真空電子管，正是由于它的貢獻(xiàn)才使電視機(jī)得以出現(xiàn)，得以普及。但是這種器件不但價(jià)格昂貴、制造工藝復(fù)雜，而且存在許多不可克服的缺點(diǎn)。如壽命短，功耗大、輔助器件繁多且昂貴易損(如開關(guān)電源、行輸出變壓器、行輸出管、偏轉(zhuǎn)線圈、消磁線圈等。)這就給人們使用中帶來(lái)很大的麻煩。另外這種顯像管也不可能做得很大，一般不會(huì)超過(guò)25 ，滿足不了人們的需要。
本發(fā)明的任務(wù)是要提供一種新型的顯像管，它與普通顯像管有著不同的成像機(jī)理，完全克服了上述缺點(diǎn)。
本發(fā)明的任務(wù)是以如下方式完成的由集成電路25進(jìn)制計(jì)數(shù)/脈沖分配器及其輔助元件組成的矩陣控制，電路，控制著400-600只排成長(zhǎng)列的晶體發(fā)光二極管(因?yàn)槠胀娨暀C(jī)的清晰度在400-600線之間)，使它們?cè)诿?/15625秒內(nèi)能夠按順序由頭至尾逐個(gè)與電視機(jī)視放部分接通，使得視放管輸出的圖象信號(hào)變成相應(yīng)的發(fā)光二極管的亮度，完成行掃描。
這些發(fā)光管發(fā)出的光線在經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)匯聚成很細(xì)的平行光后、射到它下面一個(gè)由電子電路控制的旋轉(zhuǎn)的正八面鏡上，它把每一行掃描光線按順序由上至下反射到放在前面的屏幕上，從而在屏幕上顯示出圖象，完成場(chǎng)掃描。
由于本發(fā)明用了大量電子元件組成功能電路，控制上述過(guò)程，以使得整個(gè)過(guò)程得以循環(huán)往復(fù)，完成顯像功能。
因此本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，由于它沒(méi)有真空結(jié)構(gòu)所以可以做得很大甚至幾百吋以上，為了縮小體積還可以把顯像管前面的屏幕取掉做成投影電視機(jī)，而功耗卻很小，一般不超過(guò)5瓦。電視機(jī)中幾乎省去一大半元件，壽命也延長(zhǎng)了幾十倍，即使這種顯像管損壞，只要更換相應(yīng)的元件即可，不會(huì)象普通顯像管那樣，內(nèi)部損壞后就全部報(bào)廢，不能夠再修理，由于機(jī)內(nèi)沒(méi)有高壓電場(chǎng)，所以不會(huì)有X射線傷害眼睛和人體，用幾節(jié)干電池就完全可以使其正常工作。
以下將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述

圖1、顯像管正面2、背面3、行掃描光學(xué)系統(tǒng)4、行掃描電子系統(tǒng)5、場(chǎng)掃描光學(xué)系統(tǒng)6、場(chǎng)掃描光路7、場(chǎng)掃描電子系統(tǒng)圖我們知道，現(xiàn)今普遍使用的電子管式顯像管是通過(guò)高速電子流打在涂在熒光屏內(nèi)部的熒光粉上而發(fā)光的，由于高速電子流受行偏轉(zhuǎn)線圈的作用，使得它得以在1/15625秒內(nèi)總是從熒光屏的左邊逐漸打到右邊，從而形成行掃描。
本發(fā)明采用了完全不同上述的發(fā)光機(jī)理，而是直接使用發(fā)光二極管發(fā)光，為了使光點(diǎn)也能在1/15625秒內(nèi)總是從屏幕左邊逐漸移動(dòng)到右邊，我們采用了發(fā)光二極管陣列和矩陣控制的方法。
參照?qǐng)D4，為了使發(fā)光二極管陣列按行掃描的要求工作，控制電路是這樣組成的受電視機(jī)同步分離部分輸出的AFC電壓控制的由BG1、B1、C1及周圍元件組成的600倍行頻振蕩器(視具體發(fā)光管的個(gè)數(shù)，我們這里用的是600只也就是普通電視機(jī)的最高清晰度600線)輸出的信號(hào)送到IC1 25進(jìn)制計(jì)數(shù)/脈沖分配器的脈沖輸入端CP，使得它的25只輸出腳在1/15625×24秒內(nèi)按脈沖個(gè)數(shù)逐個(gè)輸出高電平。(IC1 25進(jìn)制計(jì)數(shù)/脈沖分配器，現(xiàn)在市場(chǎng)上沒(méi)有這種產(chǎn)品，我們用市場(chǎng)上常見的CD4017十進(jìn)制計(jì)數(shù)/脈沖分配器三塊，用門電路連接起來(lái)取代之，但是會(huì)形成裂像。即圖像中間有裂紋，因?yàn)樵谌龎KCD4017之間有延遲現(xiàn)象，我相信本發(fā)明一旦得到推廣，廠家會(huì)生產(chǎn)25進(jìn)制用的、因?yàn)檫@是一種比較簡(jiǎn)單的數(shù)字電路。)因?yàn)槊恐惠敵瞿_上都接有一列發(fā)光二極管陣，每陣列上又有24只發(fā)光管，所以每當(dāng)某腳輸出高電平時(shí)，這一腳上的24只發(fā)光管的正極都將獲得一個(gè)高電平，但是它們不可能同時(shí)都構(gòu)成回路，因?yàn)?4只發(fā)光管每只管的負(fù)極都受IC2 25進(jìn)制計(jì)數(shù)/脈沖分配器中相應(yīng)的24只輸出腳的控制，只有當(dāng)對(duì)應(yīng)的腳輸出高電平導(dǎo)致相應(yīng)的三極管導(dǎo)通那么對(duì)應(yīng)的這只二極管負(fù)極才得以與視放電路之間形成回路，其余的二極管都不會(huì)亮，而IC2又受IC1進(jìn)位腳C。端送來(lái)的脈沖的控制，每當(dāng)IC1中CP端收到25個(gè)脈沖，各個(gè)腳都逐個(gè)輸出高電平后，C。端就會(huì)輸出一個(gè)進(jìn)位脈沖送至清零端R使IC1清零，開始下一個(gè)循環(huán)。同時(shí)這一脈沖又被送到IC2的CP端，這樣隨著C。送來(lái)的脈沖IC2的24只腳逐逐個(gè)輸出高電平(第25只腳直接接清零端R，因?yàn)橹恍枰?4只腳)使得與其相應(yīng)的三極管導(dǎo)通，相對(duì)應(yīng)的這一行得以與視放電路接通。這樣IC1控制25列，IC2控制24行只有當(dāng)它們都輸出高電平時(shí)，相應(yīng)的行和相應(yīng)的列上的那一只發(fā)光二極管才得以與視放之間形成回路。這樣IC1、IC2就構(gòu)成了矩陣控制電路，巧妙地解決了600只發(fā)光管的控制問(wèn)題，使它們按照行掃描的要求工作。(這里只畫出了綠色發(fā)光管、要實(shí)現(xiàn)彩管、只要用圖4的同樣電路換成紅色和藍(lán)色發(fā)光管即可、只是現(xiàn)在還沒(méi)有廠家生產(chǎn)藍(lán)色發(fā)光管，我們是用白色發(fā)光管染色后取代的，一旦本發(fā)明得以推廣藍(lán)色發(fā)光管的研究和生產(chǎn)是不成問(wèn)題的)。
參照?qǐng)D1、圖2、圖3、這樣，矩陣控制電路通過(guò)導(dǎo)線接到發(fā)光二極管陣列引出腳插座(7)上、使得裝在支架(5)上面的行掃描光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)部的發(fā)光二極管陣列(8)上使它們按行掃描的要求工作、這些由600只發(fā)光二極管(彩色顯像管紅、綠、藍(lán)各600只)在1/15625秒內(nèi)逐個(gè)點(diǎn)亮(事實(shí)上、并不一定都亮、因?yàn)榱炼冗€受視放的控制這里是為了便于表達(dá)。)而形成的一束掃描光線，經(jīng)過(guò)由凸透鏡和凹透鏡組成的光學(xué)系統(tǒng)(9)后，由于凹透鏡的屈光度大于凸透鏡的屈光度(需要具體計(jì)算和調(diào)節(jié))使得行掃描的散射光匯聚成較細(xì)的平行光，通過(guò)行掃描光學(xué)系統(tǒng)(2)底部的光柵(10)濾去雜散光后，從行掃描光學(xué)系統(tǒng)(2)的底部打出來(lái)、這樣就完成了行掃描過(guò)程。
有了行掃描還不行、還必須象電子管式顯像那樣有場(chǎng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，只有通過(guò)場(chǎng)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，把一束束行掃描光線由上至下均勻地鋪到屏幕(1)上，才能夠顯示出圖像來(lái)，這就是本發(fā)明沒(méi)有把行掃描光線直接投影到屏幕(1)上，而是通過(guò)下面一個(gè)特殊結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)八面鏡(4)把它反射到屏幕(1)上的原因。
參照?qǐng)D5，這是場(chǎng)掃描系統(tǒng)的光學(xué)部分，它是由一個(gè)旋轉(zhuǎn)的正八面鏡(4)構(gòu)成。(這是由八塊很平的平面鏡拼接而成，且八面鏡的整體直徑不允許很大，應(yīng)控制在4cm以內(nèi)否由于過(guò)大會(huì)造成圖象失真，就必須象普通顯像管那樣加入線性補(bǔ)償電路，或把八塊平面鏡制成特種形狀來(lái)校正失真。一旦本發(fā)明得以推廣，這種八面鏡會(huì)通過(guò)模具一次性成型的)。因?yàn)?，只有旋轉(zhuǎn)八面鏡這種特殊的結(jié)構(gòu)，有著特殊的性質(zhì)，既能把行掃描打過(guò)來(lái)的光線均勻地由上至下反射到屏幕上，又能不間斷地循環(huán)往復(fù)。參照?qǐng)D1、圖2、圖3行掃描光學(xué)系統(tǒng)(2)底部的光棚(10)并不是正對(duì)于旋轉(zhuǎn)八面鏡的中軸，而是偏向于靠近屏幕的這塊鏡片上，由于八面鏡是旋轉(zhuǎn)的，通過(guò)繪出光路圖我們知道，掃描光線打在這塊鏡片的下邊緣時(shí)的反射光線與打在上邊緣時(shí)的反射光線之間的夾角是80度左右、這樣我們通過(guò)調(diào)節(jié)屏幕(1)與八面鏡(4)之間的距離就可以使得上、下反射線都落在屏幕的最上部和最下部(這就是類似普通顯顯像管中的場(chǎng)幅)。
為了說(shuō)明旋轉(zhuǎn)正八面鏡是怎樣實(shí)現(xiàn)場(chǎng)掃描的，我們來(lái)看圖6、假設(shè)a、b、c是三塊相連的鏡片，行掃描光線如圖6所示方向射到a鏡片的上邊緣，這樣a鏡片把它反射到屏幕(1)的最下部，完成最后一行場(chǎng)掃描，在這一瞬間由于八面鏡是旋轉(zhuǎn)的，b、鏡片的下邊緣已經(jīng)運(yùn)動(dòng)到了原來(lái)a上邊緣的位置，此時(shí)光線不是打在a上而是打在鏡片b上，a已經(jīng)被b擋去了。這樣新的一場(chǎng)掃描將由鏡片b來(lái)完成，第一行掃描光光線打在b的下邊緣，通過(guò)反射打到屏幕的最上部，隨著八面鏡的繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，行掃描光線與b鏡片之間的入射角逐漸變小，反射到屏幕上行標(biāo)描光線也逐漸由上到下鋪蓋了整個(gè)屏幕、當(dāng)隨著運(yùn)轉(zhuǎn)b鏡片的上邊緣到達(dá)掃描光線下面時(shí)，此時(shí)入射角最小，我們繪出光路圖就可看出反射的光線被打到屏幕最下部、完成最后一個(gè)行掃描，當(dāng)八面鏡繼續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，在這一瞬間，C鏡中的下邊緣又擋住了b鏡片，這樣b鏡片又重蹈a的復(fù)轍，完成下一場(chǎng)偏轉(zhuǎn)任務(wù)的變成了c鏡片，這樣八個(gè)鏡片循環(huán)往復(fù)，由于正八面鏡的特殊性質(zhì)總使得這一循環(huán)得以實(shí)現(xiàn)。
為了使旋轉(zhuǎn)正八面鏡的掃描頻率和相位與電視機(jī)同步分離部分送來(lái)的場(chǎng)頻信號(hào)同步，我們使用了伺服電機(jī)控制的方法，參照?qǐng)D5、圖7減速輪(3)兼擋光板、它上面按如圖(5)中的切面圖、均習(xí)地開了十六個(gè)小孔，在電機(jī)(6)的帶動(dòng)下運(yùn)動(dòng)、并帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)正八面鏡(4)運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到某一方位使得光發(fā)射管(12)透過(guò)它上面的小孔射到接收對(duì)管(13)時(shí)，接收對(duì)管把這一脈沖送到由D1、D2、C1、C2、R1、R2與分相管BG1組成的雙脈沖平衡式鑒相器上。由于接收對(duì)管(13)接收的光線是從減速輪(3)上的小孔透過(guò)來(lái)的，所以它的脈沖頻率受減速輪(3)的控制、減速輪又必須使旋轉(zhuǎn)八面鏡每秒鐘掃描25幅圖象，因此減速輪每秒鐘必須轉(zhuǎn)25/8轉(zhuǎn)(每一轉(zhuǎn)是八幅圖象)，這樣開在輪上的十六個(gè)小孔，使每秒鐘有50個(gè)脈沖送到接收對(duì)管(13)，接收對(duì)管又把這50赫茲的脈沖送到監(jiān)相器，與從同步分離部分送來(lái)的場(chǎng)頻相比較，只有當(dāng)光接收對(duì)管送來(lái)的脈沖頻率與場(chǎng)頻相同時(shí)R1、R2的中心才沒(méi)有電壓輸出、否則就會(huì)有電壓輸出、這一電壓通過(guò)W1送到穩(wěn)速集成塊D5511的控制端、使其自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速、這樣就使得旋轉(zhuǎn)八面鏡總是按場(chǎng)掃描的要求工作，使場(chǎng)掃描得以實(shí)現(xiàn)。
因此在行掃描光學(xué)系統(tǒng)，電控系統(tǒng)，場(chǎng)掃描光學(xué)系統(tǒng)，電控系統(tǒng)的配合下，把光點(diǎn)按從左至右、從上至下的原則，打到用毛玻璃或菲涅爾透鏡(這樣屏幕亮度會(huì)更高)做成的屏幕(1)上，這樣一個(gè)新型的顯像管就成功了。
權(quán)利要求
1.一個(gè)由屏幕(1)、行掃描電控系統(tǒng)，行掃描光學(xué)系統(tǒng)(2)場(chǎng)掃描光學(xué)系統(tǒng)(3)和場(chǎng)電控系統(tǒng)組成的光束掃描式顯像管，其特征是(1)、發(fā)光二極管陣列用作發(fā)光體(2)、用矩陣電路控制發(fā)光管組成行掃描光學(xué)系統(tǒng)(3)、凹、凸、柱面透鏡組成匯聚系統(tǒng)。(4)、旋轉(zhuǎn)正八面鏡用于場(chǎng)掃描器件
2.根據(jù)權(quán)利要求(1)、規(guī)定的發(fā)光體必須由400-600只扁形發(fā)光管組成、彩色顯像管必須由紅、綠、藍(lán)三種發(fā)光管各400-600只組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2、規(guī)定的發(fā)光二極管、除發(fā)光管頂部、和引腳端外，四個(gè)側(cè)面都必須鍍銀或鍍鋁。
4.根據(jù)權(quán)利要求2、規(guī)定的發(fā)光管，構(gòu)成彩色顯像管時(shí)，紅、綠、藍(lán)，三色發(fā)光管光波波長(zhǎng)必須符合光譜要求。
5.根據(jù)權(quán)利要求2規(guī)定的發(fā)光管其厚度以組成陣列后其總長(zhǎng)度就是所設(shè)定的顯像管屏幕的長(zhǎng)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1規(guī)定的匯聚系統(tǒng)必須由柱面透鏡組組成、要求凹柱面透鏡，的屈光度必須大于，凸柱面透鏡的屈光度，以把各個(gè)發(fā)光管發(fā)出的光線變成水平光束，且反射到屏幕上以后成為圓形光點(diǎn)為準(zhǔn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1規(guī)定的矩陣電路用25進(jìn)制計(jì)數(shù)/脈沖分配器，必須是高速集成塊。
8.根據(jù)權(quán)利要求1規(guī)定的場(chǎng)掃描系統(tǒng)，八面鏡必須是嚴(yán)格的正八面鏡、鏡面必須極為平整。
9.根據(jù)權(quán)利要求1規(guī)定的場(chǎng)掃描系統(tǒng)，必須保證整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)有較小的抖晃率。
10.根據(jù)權(quán)利要求8規(guī)定的旋轉(zhuǎn)正八面鏡的整體直徑應(yīng)較小、控制在4厘米之內(nèi)否則會(huì)造成一些失真，這時(shí)就必須加入線性補(bǔ)償電路。
11.根據(jù)權(quán)利要求1規(guī)定的行掃描光學(xué)系統(tǒng)其發(fā)出的平行光束必須打在偏向于與屏幕靠近的這塊鏡片上而不是正對(duì)旋轉(zhuǎn)八面鏡中軸。
12.根據(jù)權(quán)利要求1規(guī)定屏幕(1)的長(zhǎng)度必須等于發(fā)光管陣列的長(zhǎng)度，高度是長(zhǎng)度的四分之三。旋轉(zhuǎn)正八面鏡與屏幕之間的距離是屏幕高度的二分之一左右。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種新型的顯像管。該發(fā)明的特點(diǎn)是用兩塊25進(jìn)制計(jì)數(shù)/脈沖分配器，組成的矩陣電路來(lái)控制排成長(zhǎng)陣列的發(fā)光二極管，使它們?cè)?/15625秒內(nèi)由左至右逐個(gè)點(diǎn)亮，進(jìn)行行掃描的。用巧妙的旋轉(zhuǎn)正八面鏡把每一行掃描都逐個(gè)由上至下反射到屏幕進(jìn)行場(chǎng)掃描，從而在屏幕上，來(lái)顯示出圖象的。
文檔編號(hào)H04N5/70GK1056970SQ9110411
公開日1991年12月11日 申請(qǐng)日期1991年6月14日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月14日
發(fā)明者吉愛(ài)民 申請(qǐng)人:吉愛(ài)民