CN1233346A - 阴极射线管电子束偏转系统 - Google Patents

Abstract

用于阴极射线管(6)的电子束(12)的象散校正器(13)的线圈(20,21)被设置于柔性支架(40)上。该支架围绕管颈(8)设置并且至少局部邻接于至少一对偏转线圈(3,4)的背面部分来进行定位,以减小象散校正器(13)产生的场与电子枪(7)的部件之间的相互作用。

Description

阴极射线管电子束偏转系统

本发明涉及欲校正由阴极射线管电子枪产生的电子束聚焦的象散偏转场效应的装置和包括这种装置的电子束偏转系统。

在阴极射线管中，偏转装置，也称为偏转器，其目的是偏转来自电子枪的电子束使其扫描阴极射线管荧光屏整个表面和在其上产生预定的图象。

已知在荧光屏表面不是球面形或球面荧光屏的半径实质上大于从偏转中心到荧光屏的距离的情况下，均匀的偏转场产生比所述荧光屏表面较平坦的情况更明显的图象几何缺陷。为了全部或部分校正这些几何缺陷，同样所知是改变帧和偏转器的线性偏转场以使它们象散。

可是，象散偏转场有以这样的方式作用于电子束聚焦的作用，即屏上的轰击点，也称为光点，不是圆形的而有畸变(沿一个方向的尺寸变长，围绕光点中心的光晕等)。

这些畸变特别是对图象清晰度有影响，在要求高分辨率的所有应用中都需要对此进行校正。

现有技术的象散校正装置包括局部或全部围绕电子枪的多对线圈，所述线圈可缠绕在铁磁性材料环上且设置于偏转器背面。

由于施加于偏转器上的可高于64kHz的较高扫描频率，因而这些装置有新的局限性。实际上，如果象散校正装置设置于偏转器背面，围绕电子枪的金属部件，那么这些金属部件在高频下相对于校正装置所产生的磁场而言就象障碍物那样起作用。其缺陷是引起校正磁场建立的延迟，其在荧光屏上的表现是相位误差，从而使所述校正不充分。

问题的解决方案是加长管颈以使象散校正装置不在电子枪之上。由于市场需要其深度被减小的显示器，因而该方案是不可行的。

为了提供解决这些问题的方案，按照本发明的偏转系统包括：

偏转器，有一对模制成鞍形的水平偏转线圈和一对垂直偏转线圈，这些线圈中的至少一对产生象散偏转场；分隔器，位于两对偏转线圈之间；铁磁性材料的磁芯，使偏转线圈产生的场集中；

象散偏转场象散校正器，包括围绕管子的管颈设置的多个径向轴线圈，该线圈产生对电子束形状起作用的磁场；

其特征在于，象散校正器围绕管子的管颈设置且至少局部邻接于至少一对偏转线圈的背面部分。

借助下面的说明和附图将明了本发明的其它特征和优点，其中：

图1A和1B是为了揭示要校正的几何缺陷，对阴极射线管前表面大体是球面形的情况下和所述前表面为平面形的情况下用电子束扫描阴极射线管前表面的效果进行了比较。

图2是按照现有技术配置电磁偏转器和象散校正器的阴极射线管的示意图。

图3是现有技术象散校正器的实施例的正视图。

图4A、4A′、4B和4B′表示电磁四极场对电子束形状的作用。

图5是本发明最佳实施模式的示意图。

图6表示按照本发明实施模式的电磁偏转系统的剖面图。

在均匀的垂直和水平偏转磁场作用下，由金字塔形表面限定来自阴极射线管电子枪的电子束扫描出的体积，该表面有作为其顶点的偏转器的偏转中心O。

图1A表示在垂直和水平偏转磁场作用下由电子束产生的顶点O的金字塔形表面10与前表面或阴极射线管荧光屏9的交叉，其中该前表面为其中心与偏转中心O重合的球面形表面。在这种情况下，由垂直和水平偏转场产生的场是均匀的。

在这种情况下，该交叉限定曲线形矩形ABCD。

图1B表示在相同条件下相同金字塔形表面与大体为平面的前表面9交叉。这种交叉限定由两条相交的双曲线确定的图形A′B′C′D′，根据与理想图形ABCD相比的事实，图形A′B′C′D′有被称为“枕形(pillow)”或“枕形失真(pincushion)”的几何图形缺陷，其沿垂直轴Y的最大幅度用ΔH表示，沿水平轴X的最大幅度用ΔL表示，H和L分别表示可视荧光屏的高度和宽度。

使用象散或非均匀偏转场可补偿在其上形成图象的前表面或荧光屏平面化所产生的影响。可是，这些非均匀场将改变在电子枪远端部分平面上进行聚焦的电子束聚焦。聚焦的改变导致荧光屏上光点沿偏磁方向变宽和/或电子束分散引起光点呈现光晕。

图2示意性表示有纵轴Z的阴极射线管6的剖视图，其沿垂直对称面配置偏转器1。

偏转器1是已知的类型，具有一对垂直偏转线圈4和一对水平偏转线圈3，至少一对线圈产生象散偏转磁场。通常为硬质塑料材料的分隔器2使各对线圈电绝缘，并用为铁磁性材料的环形磁芯5包围各对线圈。水平偏转线圈为鞍形并通过热模制形成，热模制是一种简单和方便的实用技术，并且能够以简单的方式改变绕组的股线来改变偏转场的形状。在管子的颈部8上装有象散校正器11，设计该象散校正器11来补偿由偏转场象散产生的电子束12的变形，以便所述电子束在管子荧光屏9的整个表面上形成有确定尺寸的圆形光点。根据可重叠电子枪7某些金属部件的事实，该校正器放置于偏转器后面。

如图2和3所示，已知可使用成组的线圈形成四极场来校正偏转场象散作用。各四极磁场可校正一个方向的场的象散；校正在荧光屏所有点的作用，并且这是必须的，即能够沿X轴和Y轴以及沿这些轴形成的对角线或角的二等分线进行校正。

形成四极磁场的这些线圈围绕管颈设置。需要至少两组线圈20和21：一个四线圈组20，形成所需的北极和南极，校正沿X轴和Y轴的象散作用，和四线圈组21，形成相同的所需北极和南极，校正沿对角线的象散作用，两组线圈的各极相互偏移45角。

图4A、4A′、4B和4B′表示四极场20和21在电子束截面30上的作用。依据分别在线圈21和20中环流的电流1和1′的极性，可使电子束变形，和由于线圈20使其在X或Y方向变长，由于线圈21使其在对角线D1或D2方向变长，以补偿因至少一个偏转磁场的象散引起的不期望的效应，并且这种不期望的效应是在管子荧光屏的每一点上的。

图3展示现有技术校正器的实施模式。围绕铁磁性材料的大体圆柱形环23形成校正器的绕组20和21，一组四个X轴向象散校正线圈相对于一组对角线象散校正线圈偏移45角。

然后如图2所示，在偏转器后面的管颈上装配象散校正器。

馈送给象散校正线圈的电流通常有与施加给水平偏转线圈的扫描信号相同的频率。在常规的方式中，供给欲校正轴向象散的线圈的电流是两个抛物线型电流的加权和，其中一个电流的频率是垂直扫描频率，另一个电流的频率是水平扫描频率。按这种也是已知的方式，电流Ⅰ是两个电流的加权积的结果，其中一个电流是频率等于垂直扫描频率的锯齿波电流，另一个是频率等于水平扫描频率的抛物波电流。

直到64kHz数量级的水平扫描频率，都可用这种装置校正由场象散产生的光点形状缺陷。

应该指出，在较高水平扫描频率下，随着校正信号频率增加，校正变得弱，效果变差。

产生这些问题的原因是电子枪金属栅极对来自象散校正器的磁场的干扰作用。它们的作用是延迟所述场的建立，这会引起校正相位误差。在电子束的瞬间t所见的校正场相对于在四极磁场中环流电流偏移Δt，这种延迟Δt随校正信号频率增加。

使用阴极射线管的高清晰度显示器在可达到200kHz的扫描频率下工作。在这些频率值下，现有技术的象散校正器并不适用，由于校正电流中有600kHz频率的谐波，因而更是如此。并且，即使对于给定的水平扫描频率可以补偿校正场建立的延迟，例如利用电子电路，但是，对于有高频水平扫描的显示器来说使用这种类型的补偿几乎是不可能的，无论如何也是非常累赘的。

在本发明的最佳实施中，例如如图5所示，通过在柔性支架40上蚀刻导电层来形成两组线圈20和21。在柔性支架40上进行蚀刻形成线圈，然后将该支架缠绕在管颈上形成象散校正器13。

各组线圈可以形成在不同的柔性支架上，最好是形成在相同的柔性支架上。在后一种情况下，线圈可以蚀刻在柔性支架40的单个表面上或两个表面上。通过蚀刻某些线圈，例如在一个支架表面上形成四极场的线圈组，和蚀刻校正器的其它线圈，例如在相对表面上形成四极场的另一线圈组，可以使装置的尺寸最小化。这种设置提供附加的优点，该优点是一个线圈组相对于另一个线圈组进行定位所不具有的。

图5所示本发明的实施例表示在绝缘材料的支架40的一个表面上蚀刻的形成四极磁场的一组线圈，和在所述线圈组的线圈之间蚀刻的形成四极磁场的另一组线圈，以及在与其上蚀刻所述线圈组的侧面相对的侧面上进行的连接。通过穿过柔性支架40的壁的连接42，例如用于线圈21的连接，该连接例如是金属化孔的形式，来确保电连续导通。

支架40还包括横向搭接片50，使线圈20和21分别连接到其电源上。

一旦蚀刻好线圈，就其非常小的体积尺寸而言，可以将柔性支架卷起来，如图6所示，装在偏转器1的背面部分之下或直接装在管颈上或分隔器2上，甚至可装在这些线圈与铁磁性材料环形磁芯5之间的垂直偏转线圈的背面部分。后一种设置提供双重优点：

基于其与使线圈组20和21产生的磁场集中的铁磁性材料环接近的事实，它可保证最好的象散校正器的灵敏度，即在给定校正电流下对电子束的最大作用；

它允许校正器足够远地离开水平偏转线圈，以避免在这些线圈之间产生干扰，对这些线圈在水平扫描或线性回扫期间施加数量级为几千伏的高压峰值，和在低压下馈送(fed)象散。

并不限于上述实例。在未示出的其它实施模式中，借助两组由绝缘的金属线制备的平面线圈来进行象散校正，其中这样设置两组线圈，一组线圈在另一组线圈之上，使一组线圈的轴与另一组线圈的轴偏移45角。然后将作为柔性或刚性的圆筒形支架装配于两组线圈之间以便形成作为机械单元的校正线圈，该线圈能够设置和固定在支架上，例如用胶合剂。

Claims (10)

1．一种阴极射线管电子束偏转系统，该系统包括：

偏转器(1)，有一对鞍形水平偏转线圈(3)和一对垂直偏转线圈(4)，这些线圈对中的至少一对产生象散偏转场；分隔器(2)，使两对偏转线圈相互绝缘；铁磁性材料的环形磁芯(5)，使偏转线圈产生的场集中；

偏转场象散校正器(13)，包括围绕管子(6)的管颈(8)设置的多个径向轴线圈，以产生对电子束(12)形状起作用的磁场；

其中，象散校正器(13)围绕所说管子(6)的管颈(8)设置且至少局部邻接于至少一对偏转线圈的背面部分。

2．根据权利要求1所述的偏转系统，其特征在于，设置象散校正器(13)，使其至少局部邻接于铁磁性材料环形磁芯(5)的背面部分。

3．根据权利要求2所述的偏转系统，其特征在于，在铁磁性材料环形磁芯(5)的背面部分与垂直偏转线圈(4)的背面部分之间设置象散校正器(13)。

4．根据上述任一项权利要求所述的偏转系统，其特征在于，象散校正器(13)包括形成四极磁场的两组线圈(21,22)的每一个。

5．根据权利要求4所述的偏转系统，其特征在于，两组线圈(21,22)的轴径向偏移约45度。

6．根据上述任一项权利要求所述的偏转系统，其特征在于，象散校正线圈(21,22)设置在柔性支架(40)上。

7．根据权利要求6所述的偏转系统，其特征在于，象散校正线圈(21,22)设置在同一柔性支架(40)的两个侧面上。

8．根据权利要求4和7所述的偏转系统，其特征在于，预定线圈组设置在柔性支架(40)的同一侧面上

9．根据权利要求8所述的偏转系统，其特征在于，预定线圈组之间的电连接42设置在与其上配置所述线圈组的侧面相对的支架侧面上。

10．根据上述任一项权利要求所述的偏转系统，其特征在于，供给水平偏转线圈的信号的频率大于64kHz。

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