专利名称：阴极射线管电子枪用的聚焦透镜的制作方法
技术领域：
本发明涉及阴极射线管电子枪用的主电子透镜，特别涉及一种彩色电视显象管用的主电子透镜，在所述彩色电视显象管中使构成显象管屏幕的每个三色单元的红绿蓝三个光可激发单元对齐(共线显象管)。
背景技术：
传统的电视显象管包括几乎为平面的面板或者为矩形形状的屏幕。所述屏幕设在显象管的内表面，其中由电子束激发的荧光剂光斑或象素的组合图案可能发射蓝、绿或红色的光线，与受到激发的荧光剂有关。
密封在显象管封装中的电子枪指向屏幕中心，并且可以通过穿孔蒙片(或遮蔽蒙片)向屏幕的不同点发射电子束。电子枪可以将电子束聚焦在带有荧光剂之屏幕的内表面上，并使其会聚于此。
设在显象管周围或任一侧的偏转系统可对电子束的方向起作用，从而偏转其轨迹。偏转系统的这种连续作用得以进行屏幕的水平扫描和垂直扫描，以检测整体荧光组合图案。
无需电子束的偏转，而以在所述电子枪中产生对称电场的电子枪对称电极，也可使电子束到达屏幕的中心。
图1a和1b示出应用了本发明电子枪的一种实例。
这种电子枪包括通过热发射来发射电子的阴极K。与电极G2合作的电极G1，由阴极所发射的电子沿着轴Z最初形成电子束。
电极G2聚焦电子束，由此形成的焦点被称作“交叠点”。尽可能使所述焦点的大小类似于一个点。作为举例，电极G1处于地与100V之间的静态电势。电极G2处于300V与1200V之间的电势。
按照这一举例，高达6000到9000V之间的电势的电极G3有助于加速电子。
如图1b所示，电势实质上等于电极G2的电势的电极G4、电极G3和部分面向G4的电极G5对电子束构成预聚焦电子透镜。
电子G5、G6和G7构成四极透镜，并按照如下方式将四极效应引入到电子束上在垂直平面内将压力负荷加于电子束上，而在水平平面内加给扭曲失真。如前所述，在屏幕的外围，尤其是在屏幕的角落，电子束的变形较大。变形从屏幕的中心到外围连续增大。因此，必须根据电子束的偏转对电极组或四极G5、G6和G7执行预校正。必须与屏幕扫描系统同步地连续执行该校正。后面将会描述由G5、G6和G7创建的四极的构成，以及电极的控制。
如现有技术所述，部件G7-G8实现了四极效应，这种效应趋向于在水平平面内将压力负荷加于电子束上，而在垂直平面内施加扭曲失真。
电极G9是与电极G8一起构成主出口透镜的电极。
在“共线”型三色显象管中，电子枪使得能够处理设在同一平面内的三个电子束(红、绿和蓝)。出于此目的，电子枪拥有配备有共线设置之三个孔的电极，用于处理三个电子束。
发明内容
本发明涉及三色阴极射线管(CRT)中所用的“共线”型电子枪的主聚焦透镜。
一种电子枪，其特征在于·聚焦电压Vf(图5)和阳极电压(图5)可以分别将电子束聚焦并加速到屏幕上。在DFM(表示动态聚焦调制的缩写)枪的情况下，聚焦电压是动态的，并且被称作Vd(图5)，·“偏差”，将其定义为屏幕中心处的Vd和Vf之间的差值(偏差＝Vd-Vf)。
·“聚焦增量”，将其定义为使较外侧电子束(例如红色和蓝色束)聚焦于屏幕上一点(例如中心处)的聚焦电压(Vdext)和使中心电子束(例如绿色束)聚焦于屏幕上同一点的聚焦电压(Vdin)之间的差值。作为通用规则，实质上“聚焦增量＝Vdext-Vdint”等于零。
·将三个电子束(红、绿和蓝)在屏幕中心处的会聚定义为如下方式相对于屏幕上的中心束(例如绿束)，命中较外侧束(例如红和蓝束)的屏幕。
一般地说，通过修改各水平孔的直径来校正所述的“聚焦增量”(在图3a中，ΦH1，ΦHint＝2Rhint且ΦHext＝2RHext)。按照特定的配置，不可能利用硬件通过修改这些直径来校正整个聚焦的增量。因此，已有必要找到用于调整“聚焦增量”的新参数。
通过修改主聚焦透镜的电极的边缘的形状，本发明可以调整“聚焦增量”。
因此，本发明涉及一种用于三色阴极射线管电子枪的主聚焦透镜，它包括沿电子枪的发射中轴对准的聚焦电极和加速电极。每个电极包括沿水平轴伸长形式的孔径，和配备有中心孔和多个外侧孔的板，它们被设在所述电极孔径附近并平行于该孔径。每个板的三个孔沿着与所述水平轴平行的轴对准。每个电极的孔径为矩形孔径，其较长的线度沿着水平轴方向，并且在其两个末端端接成两个n阶的相同半椭圆，这两个半椭圆关于所述枪的轴对称，并且符合以下公式(xa)2n+(yb)2n=1]]>其中x＝acosnθ；y＝bsinnθ，-系数n具有不为1的值，-a是沿着水平轴(Ox)的n阶椭圆的宽度之半，而b是沿着垂直轴(Oy)的n阶椭圆的高度之半(图3a)，-x表示位于n阶椭圆上的点的横坐标，而y表示位于n阶椭圆上的点的纵坐标，-θ是在一个象限内的0°和90°之间变化的角。
优选地，系数n的数值使得0＜n＜2。特别地，n的数值可以位于大约0.5到大约1.5之间。
根据本发明的一个实施例，由以下公式给出系数n
n＝A11×(聚焦增量)2+A1×聚焦增量+A0其中系数A11、A1和A0的值近似给出如下A11＝-3.576 10-6A1＝2.867 10-3A0＝0.987优选地，电极的外侧孔具有椭圆形状，并且具有外侧直径，能够从外直径ΦVext以-1mm到1mm之间的值δΦVext开始变化，所这使得可以在n阶椭圆的系数n具有数值1的配置中获得电子束到屏幕上的校正聚焦。
可以由以下公式给出各外侧孔的垂直直径的这种变化量δΦVextδΦVext＝B11×n2+B1×n+B0其中系数B11、B1和B0的值给出如下B11＝0.362B1＝4.44 10-2B0＝-0.407。
在以下的说明和附图中，本发明的多个方面和特点会更加清楚地显而易见，所述附图表示-图1a和1b，应用上述本发明的典型电子枪，-图2，应用本发明电子枪的典型主聚焦透镜，-图3a和3b，根据本发明的电子枪主聚焦透镜的典型实施例，-图4a和4b，根据本发明的主聚焦透镜电极形状的两个实例，-图5，用于电子枪的控制电压，-图6，根据本发明用来确定主聚焦透镜电极形状的曲线。
具体实施例方式
因此，本发明涉及一种主透镜聚焦系统，它能通过修改具有也被称为“超(super)椭圆”的“n阶椭圆”形式的电极的形状调整“聚焦增量”，也就是说针对外侧束(红和蓝束)的聚焦电压和相关的中心束(绿束)的聚焦电压之间的差值，更准确地，通过在电极的边缘11′和12′上修改所述“超椭圆”的系数实行上述调整。本发明涉及DFM(动态聚焦调整的简称)枪和非DFM枪(与位置Vf＝Vd无关)。
一般地说，通过下述关系描述“n阶椭圆”和“超椭圆”(xa)2n+(yb)2n=1]]>其中x＝a cosnθ；y＝b sinnθ，-系数n具有不是1的值，-a和b分别沿着水平轴(图3b中的Ox)定义“超椭圆”的宽度之半和沿着垂直轴(图3b中的Oy)定义“超椭圆”的高度之半，-x表示位于“超椭圆”上的点的横坐标，而y表示位于“超椭圆”上的点的纵坐标，-θ是在一个象限内的0°和90°之间变化的角，-以及指数n确定椭圆率的系数，也就是说，如果n趋于0，则得到矩形，如果n＝1，则得到椭圆，而如果n＝2，则得到菱形。图4a和4b中分别示出适于系数n＝0.5和1.5的本发明“超椭圆”的实例。
如图2所示，一种主聚焦透镜，它包括加速电极A和聚焦电极B。每个电极包括对于电极B的孔径9和对于电极A的孔径10。如图3b所示，每个孔径9和10包括由半径是a和b、系数是n的两个半“n阶椭圆”13和15延伸的矩形孔径14。每个电极A和B分别具有彼此相反的深度L2和L1。
此外，两个孔径9和10沿着水平方向极大地延伸。这两个孔径包括深度是P1和P2的两个实质相同的折回(foldback)11和12。
所述孔径还包括分别两个板1和2，分别钻有沿水平方向共线的三个孔3、4、5、6、7和8。这板分别位于距离两个孔径9和10的边缘L1和L2处。按照保持两个长度LtotalA和LtotalB恒定的方式来调整距离L1和L2。
中心孔4和7具有椭圆形的形状和相同的尺寸。外侧孔3、5、6和8是椭圆形，具有(见图3a)内水平直径ΦHint＝2RHint，外水平直径ΦHext＝2RHext和垂直直径ΦVext。这些外侧孔3、5、6和8相对于中心空4和7对称，并且具有相同的尺寸。片B与动态电压Vd相连，片A与促使电子最后加速的电压(阳极)相连。
对于每个电极A和B而言，本发明可以通过修改电极的孔径9和10末端的“超椭圆”方程中的参数n来取消“聚焦增量”。
由以下多项式给出该参数nn＝A11×(聚焦增量)2+A1×聚焦增量+A0优选地，可以如下给出系数A11、A1和A0的值A11＝-3.576 10-6A1＝2.867 10-3A0＝0.987因此，为了保持工作点，从其中n＝1且完成了使电子束正确聚焦到屏幕上的配置出发，必须重新调整电极的外侧各孔3、5、6和8的直径Φvext。出于此目的，利用以下公式，根据之前获得的新系数n来计算外侧各孔的垂直直径Φvext的必要修改δΦVext＝B11×n2+B1×n+B0优选地，如下给出系数B11、B1和B0的值B11＝0.362B1＝4.44 10-2B0＝-0.407。
在这些公式中，n是每个电极彼此相对的相同的半“超椭圆”的系数。
“聚焦增量”是如前所述希望校正的电压的差值。
δΦVext是外侧各孔的垂直尺寸的变化量，使得能够重新调整外侧光线的聚焦。
这些关系具有较好的相关系数(R2＝0.99)。
根据本发明，优选地，n和δΦVext具有位于以下范围内的数值·0＜n＜2，其中n不等于1。特别的，n可以选择大约0.5到大约1.5之间的数值。
·-1mm＜δΦVext＜1mm，与ΦVext的值无关。
由此聚焦增量的变化量如下·-300V＜聚焦增量＜300V。
图6示出用于确定超椭圆的系数n和电极的外侧孔的垂直直径δΦvext的变化量的曲线。横轴表示系数n的不同数值，左边的纵轴表示聚焦增量的不同值，而右边的纵轴表示变化量δΦVext的不同值。由特定的电子枪产生曲线“聚焦增量”和“δΦVext”。零坐标参考点与电极的超椭圆的系数n等于1的枪相对应。为了获得希望得到的特定聚焦增量，“聚焦增量曲线”能够获得电极的超椭圆的系数n的数值，并随后得到要应用于电极的外侧孔的修改δΦVext的数值。
权利要求
1.一种三色阴极射线管电子枪用的主聚焦透镜，它包括沿着电子枪的发射中轴(Z)对准的聚焦电极(A)和加速电极(B)，每个电极包括沿着水平轴(Ox)的伸长形式的孔径(分别是9、10)和配备有中心孔(4，7)和外侧孔(3，5和6，8)的板，设置于所述电极的孔径附近并且平行于该孔径，每个板的三个孔沿着与所述水平轴(Ox)平行的轴对准，其特征在于，每个电极的孔径为矩形孔径，其较长的线度沿着水平轴方向，并且在其两个末端端接两个n阶的相同半椭圆，这两个半椭圆相对于枪的所述轴(Z)对称，并且符合以下公式(xa)2n+(yb)2n=1]]>其中x＝a cosnθ；y＝b sinnθ，-系数n具有不为1的值，-a是沿着水平轴(Ox)的n阶数椭圆的宽度之半，而b是沿着垂直轴(Oy)的n阶椭圆的高度之半，-x表示位于n阶椭圆上的点的横坐标，而y表示位于n阶椭圆上的点的纵坐标，-θ是在一个象限内的0°和90°之间变化的角。
2.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述系数n的值使得0＜n＜2。
3.根据权利要求2所述的透镜，其特征在于，由以下公式给出系数nn＝A11×(聚焦增量)2+A1×聚焦增量+A0其中A11＝-3.576 10-6A1＝2.867 10-3A0＝0.987“聚焦增量”外侧束的聚焦电压和关于中心束的聚焦电压之间的差值。
4.根据权利要求1所述的透镜，其特征在于，所述外侧孔具有椭圆形状，并且具有外侧直径，能够以-1mm到1mm之间的数值δΦVext，从外直径Φvext开始变化，这使得可在n阶椭圆的系数n具有值1的配置中获得电子束到屏幕上的校正聚焦。
5.根据权利要求4所述的透镜，其特征在于，由以下公式给出外侧孔的垂直直径的变化量δΦVextδΦVext＝B11×n2+B1×n+B0其中如下给出系数B11、B1和B0的值B11＝0.362B1＝4.44 10-2B0＝-0.407。
全文摘要
一种三色阴极射线管电子枪用的主聚焦透镜，其中每个电极的孔径为矩形孔径，其较长的线度沿着水平轴(Ox)方向，并且在其两个末端端接两个n阶相同的半椭圆，这两个半椭圆相对于枪的所述轴(Z)对称，并且符合以下公式
文档编号H01J29/58GK1595592SQ20041007513
公开日2005年3月16日 申请日期2004年9月3日 优先权日2003年9月10日
发明者尼古拉·格尼翁, 尼古拉·里夏尔, 格雷瓜尔·吉索, 皮埃尔·比佐 申请人:汤姆森许可贸易公司