专利名称：具有叉形分路器的偏转线圈的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种彩色显象管(CRT)显示系统。CRT的R，G，和B的三电子束各自的电子在偏向视屏边缘时的行程比直射中央时要长。由于电子枪的分隔结果可导致三电子束在它们被偏向视屏边缘时的着屏点的分离。这引起三束光点落在视屏上离中心各不相同的点上。这称之为会聚失调并导致显示图象边缘周围的彩色干扰条纹。可把会聚失调作为在适当测试信号加到显象管时，对出现在视屏诸行方格测试图的理想叠加红和蓝线的分离或距离来测量。
三个电子束各扫描光栅可由其色彩确定。这样通常是由中心电子束扫描绿光栅，外侧电子束分别扫描红和蓝光栅。该方格测试图是各由红，绿和蓝光栅组成的。方格测试图通常以垂直和水平线画出光栅轮廓并还包括其他的中间垂直和水平直线。
由垂直偏转绕组产生的磁力线在偏转线圈的枪端和屏端中间部分处形成桶形场。这种磁场的不均匀性减小了12点钟位置上点的会聚失调度。为增强该桶形垂直场的不均匀性，已采用了分别接近偏转线圈顶部和底部的一对分路器。
外水平捕获(trap)会聚失调误差被定义为在CRT视屏顶部或底部水平红和蓝线之间的间隔。内水平捕获会聚失调误差是在介乎CRT屏的顶部和中央之间或介乎CRT屏的底部和中央之间的CRT区域界定的。具有非球面或平面板的CRT往往会在外和内水平捕获误差之间导致显著差异。
减小外和内水平捕获误差之间的差异可能是最可取的。这种差异的减小有助于减小总的外/内水平捕获误差。
在体现本发明一个方面的偏转设备中，在偏转线圈的顶部和底部分别设置了一对叉形分路器。每个叉形分路器包括一对外分支部件。由分路器在X-Y平面上所占的角位置作为沿CRT的纵向Z轴的坐标Z的函数而变化。所以，叉形分路器改变了垂直于偏转线圈之Z轴的其不同的X-Y平面上的偏转场非均匀性。结果，减小了外和内水平捕获误差之间的上述差别。
由于CRT面板的平度缘故，东-西枕形失真的幅度可沿CRT屏的X轴作为束的坐标X的函数以非线性方式变化。该非线性变量可使传统的东-西枕形失真校正电路不能完全地校正该失真。
采用以如此方式的叉形分路器可能是合乎要求的，即，使内东西几何失真误差与外东-西几何失真误差两幅度之比大于一个预定值。由于保持该比值大于一预定值，可采用传统的东西枕形失真校正电路即可提供完全合乎要求的内/外东西枕形失真校正。
根据一个发明特征，该叉形分路器包括在两个外分支部分之间的一个中央分支部件。优点在于该中央分支部件增大了内东西几何失真误差幅度与外东西几何失真误差的幅度之比值。
体现本发明一个方面的偏转设备包括具有一真空玻壳的一字排列式系统的阴极射线管。一个显示屏设置在玻壳的一端。电子枪组件置于玻壳的第二端，电子枪组件产生偏转时在屏上形成相应光栅的若干电子束，一个偏转线圈安装在玻壳周围并包括一垂直偏转线圈，用以在阴极射线管内产生垂直偏转场。一个水平偏转线圈在阴极射线管内产生水平偏转场。一个由导磁材料制成的磁心被磁耦合到垂直和水平偏转线圈。一个第一场成形器(fieldformer)设置在邻近偏转线圈之一及其相对端之间，用于改变偏转场之一。场成形器包括一个中心脚和沿横向相隔一定距离的两个外脚和将多个脚连接在一起的部件。
图1示出体现本发明一个方面，安装在阴极射线管上的偏转线圈的侧视图;
图2示出从阴极射线管的显示屏所看到的图1偏转线圈的前视图;
图3更详细地示出图1偏转线圈的一个侧视图;
图4a和4b各表示阴极射线管屏上用于解释相应束着屏误差的相应显示图案;
图5a示出体现本发明一个方面，用于图1偏转线圈中的分路器;
图5b示出体现本发明一个方面，能替代图5a分路器而用于图1偏转线圈中的一种分路器;
图5c和5d分别示出图5b分路器的后部和前部在相应X-Y平面内所占的角位置;和图6a-6d示出图1偏转线圈的场分布函数。
在图1中，CRT10包括荧屏或面板11，其上重复沉积着三个一组的红、绿和蓝荧光组。CRT10是型号为A68EET38X110具有超平面板尺寸27V或68厘米。偏转角为108°。从偏转线圈基准线到屏内侧的中心处的距离，称之为行程距离，为275毫米。面板11比一般CRT平得多，其径向高度仅仅是一般表面轮廓的一半高度。
面板11的内表面的轮廓是由以下方程确定的。
ZC＝ A1·X2+A2·X4+A3·X6+A4·Y2+A5·X2·Y2+A6·X4·Y2+A7·X6·Y2+A8·Y4+A9·X2·Y4+A10·X4·Y4+A11·X6·Y4+A12·Y6+A13·X2·Y6+A14·X4·Y6+A15·X6·Y6其中ZC为从平面切线到内表面轮廓线的中心距离。
X和Y分别表示沿长轴和短轴方向离中心的距离。
A1至A15是取决于面板对角线尺寸的系数。
对于具有68cm对角线尺寸的视屏的CRT10管面板，适用的系数A1至A15示于表Ⅰ。当使用以下所述发明特征时具有由这些系数界定的轮廓的CRT有益于会聚特性。使用该表的系数时X和Y的尺寸必须以毫米为单位。
表ⅠA1=0.2380978×10-03A2=0.1221162×10-09A3=0.9464281×10-14A4=0.3996533×10-03A5=-.3144822×10-08A6=-.2969186×10-14A7=0.0000000×10+00A8=0.6663320×10-09A9=0.2935719×10-14A10=-.3869349×10-18A11=0.0000000×10+00A12=0.1755161×10-13A13=0.9320407×10-19A14=0.7687528×10-25A15=0.2308889×10-28一个电子枪组件15安装在与面板相对的显象管的颈部12。枪组件15产生三个成一字排列的水平束R，G和B。概略表示为16的偏转线圈组件借助适当的轭架(mount)或塑性衬套19安装在管颈和漏斗部周围。偏转线圈16还包括一漏斗形铁涂氧芯体17，一个垂直偏转线圈18V和一个水平偏转线圈18H。偏转线圈16是自会聚型的。
图2更详细地示出体现本发明一个方面的偏转线圈16。图1和2中类似符号和标号指示类似装置或功能。图2中，偏转线圈组件是从电子束出口侧看到的。图2的塑料轭架19用于以相对漏斗形铁涂氧芯体17的适当取向固定鞍型水平偏转线圈18H，而垂直偏转绕组18V缠绕在芯体17上。因此偏转线圈16是鞍形三个一组(ST)型。在图3所示的侧视图中，束出口端是在右边。图1，2和3中相似符号和标号指示相似部件或功能。
图1的偏转线圈16或CRT10的纵轴或Z轴是以传统方式界定的。在由垂直于Z轴的相应坐标Z所限定的偏转线圈16的各平面上，对应的Y轴被确定为平行于屏11的垂直或短轴。类似地，相应的X轴被限定为平行于屏11的水平或长轴。偏转线圈16的各平面上的坐标X＝Y＝0位于Z轴上。
靠近例如图1的偏转线圈16的束入口端，由线圈18V产生的垂直偏转场最好为枕形状，以便校正垂直彗形像差。为减小6和12点钟处的过会聚，由垂直偏转线圈18V产生的垂直偏转场在图1偏转线圈16的束入口和出口端之间的线圈中部形成桶形。
增强桶形场非均匀性的程度以超过可通过对垂直偏转线圈的绕组分布的配置所能获得的非均匀性可能是合乎需要的。因此将一对由软的或导磁材料制成的场成形器或E形分路器23a和23b安装在偏转线圈中部靠近偏转线圈的顶部和底部。体现发明特征的场成形器23a和23b增强了桶形场的不均匀性并安装在塑料线圈架或绝缘器19面对垂直偏转绕组18V和CRT10的颈部之间的垂直偏转绕组18V的那侧。
图4a示出图1屏11上所显示的水平蓝和红线的会聚图案一侧。图1-3和4a中类似符号和标号指示类似部件或功能。图4a的这个会聚图案实例可在安装传统矩形分路器(未示出)替代分路器23a和23b时产生。例如，在屏11的角落处，即通常称为2点钟时针位置处，红线RED1和蓝线BLUE1之间的距离d等于-0.49mm。距离d是相对于红线所取。这样，负值d表示红线是在蓝线上方。类似地，在230时针处，距离d等于+0.82mm，在1点钟时针处，距离d等于-0.56mm，而在点A，距离d等于+0.38mm。
在200和100钟时针处的垂直会聚失调称之为外部或外侧水平捕获误差。而，在230时钟点和A点处的垂直会聚失调称之为内部或内侧水平捕获误差。
改变(例如)线圈18V的绕组分布，在同样意义上会影响例如在200钟时针和230时针位置的两者会聚误差d。例如，它可使两值更负;或另一方面它可使两者更正。对于线圈18H也有类似情况发生。可能理想的做法是减小外部和内部水平捕获误差之差别。当这种差别变小时，选择适当的绕组分布可导致总的水平捕获误差的减小。当图4a的线RED1和BLUE1在屏11上形成和当线RED2和BLUE2被形成时，E形分路器23a和33b不同程度地有利地改变了垂直偏转场的非均匀性。这样，减小了外部和内部水平捕获误差之间的差别。
图5a以实际比例详情示出体现本发明一个方面的分路器23a或23b。图1-3，4a，4b和5a中的类似符号和标号指示类似部件或功能。图5a的E形分路器23a或23b稍呈弯曲，以仿照图3的衬套19的曲度。图5所示尺寸适用于在形成由弯曲该分路器的曲率以前，其平坦状态下的分路器。图5a的E形分路器23a或23b包括一个连接件或基板30，该连接件设置在比到图1偏转线圈16的束出口侧更接近束入口处。图5a的基板30的纵轴AX30通常垂直于Z轴。一个中央脚或分支31有一个一般平行于Z轴的纵轴AX31。中央分支31的前端31C位于比分路器的其他部分更接近束出口端。一对臂状，外脚或分支32a和32b被置于分支31的相对两侧并相对于轴AX31对称处。这样分支31，32a和32b在基板30连接在一起并分别从基板30伸出。外分支32a和32b的后端32ab和32bb和中央分支31的后端31bb分别远离束出口端并经由基板30彼此连接。这样，在每一分支32a，32b和31与每个其他分支32a，32b和31之间存在着高导磁率的各磁路并穿过基板30。
分支32a的后端32ab，例如，定位于比前端32af更接近束入口端。分支32a的纵轴AX32a与轴AX31形成角度α。相对于后端32ab位于其X-Y平面中的相应Y轴的角位置(未示出)与相对于前端32af位于相应X-Y平面的角位置(未示出)的差异导致对不同平面处桶形垂直偏转场的偏转场非均匀性的不同程度修改。接近于束出口端的分支32a的前端32af比后端32ab更多影响外侧水平捕获误差。相反，分支32a和32b分别接近基板30的后端32ab和32bb更多地影响内侧水平捕获误差。通过适当选择与基板30的分支32a，32b和31的相关尺寸，便可有利地减小外侧和内侧水平捕获误差之间的差异。
就图5a的分路器23a或23b而言，垂直会聚失调误差在200点钟时针位置，等于-0.47mm，在100点钟时针位置等于-0.48mm，在230钟时针位置等于+0.34mm和在A点处等于+0.2mm。该结果表明外侧和内侧水平捕获误差之差有利地小于用上述先有技术矩形分路器所得的差值。
图4b示出一个未经校正的外部或外侧东西枕形失真误差的实例和一个未经校正的内部或内侧东西枕形失真误差的实例。图1-3，4a，4b和5a中类似符号和标号表明类似部件或功能。通常外部东-西枕形失真误差的大小由下列表达式确定
Er＝2×(d4+d5)÷(d6+d7)而内部东-西枕形失真误差的大小由下列表达式确定Ir＝2×(d8+d9)÷(d6+d7)其中值d4至d9代表图4b中相应长度。
可能最好的做法是使 (Ir)/(Er) 比值大于(例如)0.35，以使传统东西枕形失真校正电路可用于校正这两种误差使其达到合格程度。
根据一个发明特点，图5a的中央分支31相对于分支31被取消时所得到的 (Ir)/(Er) 比值，该比值 (Ir)/(Er) 在内部和外部东-西光栅失真误差的幅值之间增大，例如当取消中央分支31时， (Ir)/(Er) ，比值等于0.34;而在使用包含中央部分31的图5分路器23a和23b时，该比值 (Ir)/(Er) 等于0.368。由此可见可利用传统东西光栅失真校正电路(未示出)。
图5b详情地示出体现一种发明特点的分路器23a′。图5b的分路器23a′可用来替代图5a的分路器23a。图5b的分路器23a′与图5a的分路器23a相比可提供对垂直偏转场形成较大程度的桶形。图5c示出图5b的分路器23a′在X-Y平面110的后部的横截面。如图5c所示，该分路器在每一象限中占据一个0°-18°范围的角度。图5d示出当从视屏观察时分路器23a′在X-Y平面中的外形前视图。如图5d所示，分路器23a′在每一象限中占据0°-18°之间和38°与47°之间的角度。图5a-5d中相似符号和标号表示相似部件或功能。该分路器的前后两部分之间的角度差形成了前述所需的内/外水平捕获误差和内/外东-西枕形失真比。
图6a，6b，6c，6d，6e和6f分别示出图1偏转线圈16中偏转场的场分布函数VO(Z)，H0(Z)，V2(Z)，H2(Z)，V4(Z)和H4(Z)。图1，2，3，4a，4b，5a-5d和6a-6f中相似符号表示相似部件或功能。由例如图2和3的偏转线圈18H产生的磁场强度可用适当探测器测得。这种测量可对应图3的一已知坐标Z＝Z1，对图2的坐标Y＝0和对已知坐标X＝X1进行。为测量起见，坐标X1沿X轴方向，即水平偏转方向变化。其内坐标X＝X1变化的平面将图3的顶部鞍形线圈18H的底边与底部鞍形线圈18H的底边分隔。
对恒定坐标Z＝Z1和坐标Y＝0测量作为坐标X函数的磁场强度的结果可用于以众所周知的方式计算幂级数H(X)＝H0(Z1)+H2(Z1)X2+H4(Z1)X4的场分布函数或系数H0(Z1)，H2(Z1)，H4(Z1)和其他高次系数。项H(X)表示在坐标Z＝Z1，Y＝0，作为X坐标的函数的磁场强度。此时可作出描绘各系数H0(Z)，H2(Z)，H4(Z)和其他高次系数作为坐标Z的一个函数曲线图。以类似方式，可计算作为相对于垂直偏转线圈18V，坐标Z的函数的系数V0(Z)，V2(Z)，V4(Z)和其他高次系数。为获得图6a-6f所示诸函数，以毫米为单位分别测量坐标X和Y。
在图6a-6f中，得到当图5a的E分路器23a和23b安装在图2偏转线圈16中时以实线画出的场分布函数。另一方面得到为图示起见仅当从偏转线圈16取消E分路器23a和23b时以虚线画出的场分布函数。图6a-6f中还示出了水平线圈18H，分路器23a或23b和芯体17相对于Z轴的位置。正如图6e所示，场分布函数V4(Z)在坐标Z具有比到其束出口端更接近分路器23a或23b的束入口端的峰值。图6C示出了分路器23a或23b对函数V2(Z)的作用。由于分路器23a或23b的结果，函数V2(Z)的峰值达到较大负值。该值对应于桶形垂直偏转场。
为校正N-S光栅失真，图2和3的一对磁铁21a和21b分别安装在偏转线圈前或束出口部接近偏转线圈的顶和底部。磁铁21a和21b被固定在支架19的凹槽内并如图所示接入。图2的磁铁21a和21b置于偏转线圈的束出口端附近，用于校正外部北-南(顶-底)枕形失真。
磁铁21a和21b可恶化为形成适当会聚所必需的垂直偏转场的桶形。为部分恢复垂直偏转场的桶形，在邻近偏转线圈的漏斗形内表面更接近偏转线圈束入口端的顶部和底部设置一对磁铁22a和22b。磁铁22a和22b被安装以适应线圈18H的轮廓并置于线圈18H和CRT10的颈部之间。磁铁22a和22b以及E分路器23a和23b分别补偿可能由磁铁21a和21b另外引入的垂直会聚误差。获得这种会聚误差的补偿是由于沿Z轴比磁铁21a和21b更加背离CRT10的屏幕而在偏转场的一个区域内增大了垂直偏转场的桶形所致。
为校正内部N-S几何失真，图2的一对永磁角铁24a和25a被安装在顶部磁铁21a的相对侧衬套19上。磁铁24a近似以角度ψ＝+29°设置，而磁铁25a以近似角ψ＝-29°设置并相对于相应Y轴对称。这样磁铁24a和25a各设置在与至X轴相比更接近Y轴处，因为角度ψ小于45°。
图2的一对角磁铁24b和25b分别设置成相对于X轴对称于磁铁24a和25a。角磁铁24b和25b设置在磁铁21b的相对侧。磁铁24a，21a和25a主要当束点位于CRT屏的垂直中心上方时影响束点着屏位置。磁铁24b，21b和25b以类似方式主要当束点位于垂直中心以下时影响束点着屏位置。
权利要求
1.一种偏转设备，包括一字排列式系统的阴极射线管(10)包括一真空玻壳，设置在所述玻壳一端的显示屏(11)，设置在所述玻壳第二端的电子枪组件(15)，所述电子枪组件产生多个电子束(R，G，B)，这些电子束偏转时在所述显示屏上构成相应光栅；安装在所述玻壳周围的偏转线圈(16)，包括垂直偏转线圈(18V)和水平偏转线圈(18H)，用以在所述阴极射线管产生偏转场；由导磁材料制成的芯体(17)，磁性地耦合到所述垂直和水平偏转线圈；特征在于一对场成形装置(23a，23b)相对于所述偏转线圈x-轴对称地分别设置在Y轴顶端和底端，束入口端及其束出口端之间，至少邻近于一个所述偏转线圈，所述场成形装置各包括一中央脚(31)和沿横向相隔一定距离的两个外侧脚(32a，32b)和一个将这些多个脚连接在一起的连接部件(30)。
2.一种偏转设备，包括一字排列式系统的阴极射线管(10)包括真空玻壳，设置在所述玻壳一端的显示屏(11)，设置在所述玻壳第二端的电子枪组件(15)，所述电子枪组件产生多个电子束(R，G，B)，这些电子束偏转时在所述屏上形成相应光栅;安装在所述玻壳周围的偏转线圈(16)，包括垂直偏转线圈(18V)和水平偏转线圈(18H)，用以在所述阴极射线管中产生偏转场;由导磁材料制成的芯体(17)，磁性地耦合到所述垂直和水平偏转线圈;其特征在于设置在所述偏转线圈之一附近及其束入口端和束出口端之间，用以修正所述偏转场的第一场成形装置(23a)，包括一中央脚(31)和沿横向相隔一定距离的两个外脚(32a，32b)以及将这些脚连接在一起的部件(30)。
3.根据权利要求2的设备，其特征在于所述场成形装置(23a)设置在所述偏转线圈的Y轴的顶端和底端之一。
4.根据权利要求3的设备，其特征在于与所述第一场成形装置对称地设置在所述Y轴的所述顶端和底端之另一个的第二场成形装置(23b)。
5.根据权利要求2的设备，其特征在于所述中央脚(31)的纵轴与所述外脚(32a，32b)之一之间的角度是显著小于90°的角(37°)。
6.根据权利要求3的设备，其特征在于所述外脚(32a，32b)的至少之一的相应部分设置在所述偏转线圈的不同X-Y平面上，及在各X-Y平面上，所述相应部分以该平面中相对于Y轴的不同角位置设置，用以减小内水平捕获误差与外水平捕获误差之差别。
7.根据权利要求6的设备，其特征在于所述中央脚(31)增大了内侧东西枕形失真大小与外侧东西枕形失真大小之比值。
8.根据权利要求2的设备，其特征在于所述场成形装置(23a)以一显著增大所述偏转线圈的场分布函数V2(Z)的方式设置在所述偏转线圈内。
9.根据权利要求2的设备，其特征在于所述场成形装置(23a)以显著增大所述垂直偏转场的桶形场非均匀性的程度的方式设置在所述偏转线圈内以保证所述电子束的会聚。
10.根据权利要求2的设备，其特征在于所述场成形装置(23a)以显著增大所述偏转线圈的场分布函数V4(Z)的方式设置在所述偏转线圈内。
11.根据权利要求10的设备，其特征在于所述函数V4(Z)的峰值发生在所述场成形装置(23a)的远离所述屏的一端部(30)附近。
12.根据权利要求2的设备，特征于所述连接部件(30)以垂直于所述中央脚(31)的纵轴(AX31)和垂直于所述偏转线圈(18)的Z轴的方向设置。
13.根据权利要求2的设备，其特征在于所述中央脚(31)和外脚(32a，32b)通常各沿Z轴方向延伸。
全文摘要
一对E形分路器(23a，23b)分别设置在偏转线圈(18)的顶和底部附近，以减小内侧和外侧水平捕获误差。E形分路器的中央部分(31)减小了内和外东-西枕形光栅失真的幅度之比值。
文档编号H01J29/76GK1094540SQ9410163
公开日1994年11月2日 申请日期1994年2月17日 优先权日1993年2月18日
发明者A·迈乐特, D·佩龙 申请人:汤姆森管及展示有限公司