专利名称：一种可增加彩色阴极射线管屏幕角落色纯余度的屏罩及其设计方法
技术领域：
本发明涉及一种可用于增加彩色阴极射线管(color CRT)屏幕角落(periphery of the display screen)色纯余度(color puritytolerance)的屏罩(mask)及其设计方法，尤指一种屏罩上聚焦孔(aperture)的新颖布设方法，通过该方法可降低电子束(electron beam)在屏幕角落的投射偏移量(landing tilt)，有效增大屏幕的可视范围，并改善屏幕角落视讯图像的色纯调整余度。
参见
图1，在一般的传统彩色阴极射线管10内，位于屏幕14内侧预定距离的位置上，均设有一屏罩26，该屏罩26由一高张力金属薄板制成，是呈球面状的本体，其上设有数个呈等间距排列的聚焦孔26a，该聚焦孔26a恰可令彩色阴极射线管10电子枪20所产生的三色电子束22贯穿其中，投射至屏幕14内面所布设的对应莹光点24上。故屏罩相当于一色选阴极(colorselection cathode)，利用聚焦孔26a，令彩色阴极射线管10的电子枪20所产生的三色电子束22，能穿过各聚焦孔26a，并准确地投射至屏幕14内面的对应莹光点24上。
参见图2，一般来说，传统彩色阴极射线管内的屏罩26四周缘形成有一裙部44(skirt)，该裙部44通过焊接方式固定于一长方形的框架52上，于框架52的四周边缘，分别通过金属定位元件48a、48b、48c及48d，将其固定于彩色阴极射线管的玻璃包封本体46的内侧，定位元件48a、48b、48c及48d的定位方式是一端以焊接方式固定于屏罩的框架52上，另一端则分别卡接固定在与玻璃包封本体46内侧对应位置上所设的凸柱50a、50b、50c及50d上，使屏罩26被定位于玻璃包封本体46的内侧对应位置处，且与彩色阴极射线管10的屏幕14间保持固定的设计距离。
在传统彩色阴极射线管上，由于屏幕与屏罩均呈沿中心对称的球面状，球面状的屏幕与屏罩极易令三色电子束在屏幕内侧表面上的会聚点(electronspot)发生偏移(tilt)，此偏移情形尤以屏幕角落处最为严重。
参见图3，三色电子束在屏幕角落32上的三个会聚点34R、34G、34B，将因屏幕与屏罩的球面状设计，产生一角度偏移(angle tilt)，令电子束无法准确地投射至屏幕内面所布设的对应莹光点上。
参见图4，为校正该会聚点偏移的缺陷，传统作法是采用一种所谓Vari-PV方式，令该屏罩36上沿横向排列的相邻二聚焦孔列37、38间，垂直相邻的二聚焦孔35的垂直孔距PV，沿屏幕的水平方向(即X方向)递减变化，屏罩上沿横向排列的各聚焦孔与屏幕的中心水平线(即X轴)间的距离，沿屏幕的左右两侧方向递减。该垂直孔距PV的设计，一般按下列公式计算PV(x)=PV0*(1+a1x2+a2x4+a3x6+……)，该公式是一以聚焦孔在屏幕中央座标的水平轴X上的座标距离为变数的函数。
传统上，按此种Vari-PV方式设计的屏罩被安装在内面曲率半径(theradius of curvature)为固定常数(constant)的屏幕上时，虽对三色电子束在屏幕内侧表面上会聚点的偏移，有若干补偿及校正作用。然而，随着平面直角及高解析度彩色阴极射线管的诞生，三色电子束在邻近屏幕可视范围的四边位置，将因该种新式彩色阴极射线管屏幕角落的内面曲率半径较小，而令三色电子束在该位置处发生角度偏移的现象，甚至比传统的具有固定曲率半径的屏幕更为严重。此时，按传统Vari-PV方式设计的屏罩，即无法有效补偿三色电子束在屏幕的所有可视范围上所发生的角度偏移现象，导致屏幕角落发生色纯不良的情况。一般彩色阴极射线管的制造业者为弥补此缺陷，均倾向于缩小屏罩的有效面积，以避开屏幕内面曲率半径变化较大的区域，改善屏幕角落视讯图像的色纯品质。但该作法，却令屏幕的可视范围随之缩小。
本发明的目的是设计一种可增加彩色阴极射线管屏幕角落色纯余度的屏罩及其设计方法，本发明是为了解决传统平面直角及高解析度彩色阴极射线管，其三色电子束在屏幕角落的会聚点易发生角度偏移的现象，将会严重影响该位置上视讯图像色纯品质的缺点而作出的，本发明通过采用二阶段运算方式，设计屏罩上的聚焦孔，依此所制作的屏罩可增加屏幕角落的色纯余度，且在不需修改彩色阴极射线管屏幕有效面积的情况下，获得较大的屏幕可视范围。
本发明的目的是这样实现的一种可增加彩色阴极射线管屏幕角落色纯余度的屏罩，包括一高张力金属薄板，金属薄板呈球面状，上设一个以上的聚焦孔，金属薄板安装在彩色阴极射线管屏幕内侧预定距离的位置处，由彩色阴极射线管电子枪所产生的三色电子束穿过聚焦孔投射在屏幕内面的对应莹光点上，其特征在于所述金属薄板上与所述屏幕内面曲率半径较大的中央区域相对应的位置处，在沿横向排列的相邻二聚焦孔列间，垂直相邻的二聚焦孔的垂直孔距为PV1；所述金属薄板上与所述屏幕内面曲率半径较小的外缘区域相对应的位置处，垂直相邻的二聚焦孔的垂直孔距为PV2，且PV2小于PV1；所述聚焦孔的垂直孔距沿所述屏幕中心座标水平轴的两侧方向递减。
本发明的一种可增加彩色阴极射线管屏幕角落色纯余度的屏罩设计方法，其特征在于是按二阶段运算方式分别设计屏罩上对应于屏幕内面曲率半径较大的中央区域的聚焦孔的垂直孔距PV1，及对应于屏幕内面曲率半径较小的外缘区域的聚焦孔的垂直孔距PV2；沿横向排列的相邻二聚焦孔列间，垂直相邻的二聚焦孔的垂直孔距，沿屏幕中心座标水平轴的两侧方向递减，且PV2小于PV1；所述屏罩上的各聚焦孔恰可令彩色阴极射线管的电子枪所产生的三色电子束穿过，并准确投射在屏幕内面所有可视范围内对应的莹光点上。
所述的垂直孔距PV1及PV2，分别是各聚焦孔在屏幕中心座标沿水平轴上的座标距离为变数的函数。
所述的垂直孔距PV1及PV2，分别是各聚焦孔在屏幕中心座标沿水平轴上的座标距离为变数的二次函数。
所述的垂直孔距PV1的计算公式是PV1=0.135*(1-1.21*10-6*X2)；所述的垂直孔距PV2的计算公式是PV2=0.132*(1.246-13.397*10-6*X2)；
所述的X表示各聚焦孔在屏幕中心座标沿水平轴上的座标距离。
本发明的屏罩及其设计方法，屏罩上各聚焦孔沿纵向交错排列，是以屏幕内面曲率半径发生变化的位置作为分界线，利用二阶段运算方式，在该屏罩上对应于屏幕内面曲率半径较大的中央区域，以Vari-PV方式设计屏罩上相邻聚焦孔的垂直孔距PV1，而在该屏罩上对应于屏幕内面曲率半径较小的外缘区域，即超过屏幕有效可视范围的区域，则以另一补偿量较大的Vari-PV方式设计屏罩上相邻聚焦孔的垂直孔距PV2，使所设计的屏罩能依据三色电子束在屏幕上发生角度偏移量的不同分别作适当的补偿，令彩色阴极射线管可在不修改屏幕有效面积的情况下，获得较大的屏幕可视范围，并确保屏罩的聚焦孔能令三色电子束准确地投射至屏幕内面对应位置的莹光点上，有效提高屏幕角落上视讯图像的亮度、色纯及色纯调整余度。
下面结合实施例及附图进一步说明本发明的技术。
图1是传统彩色阴极射线管的结构示意2是图1中屏罩与玻璃包封本体的连接结构示意3是彩色阴极射线管屏幕上三色电子束的会聚点分布位置示意4是传统的利用Vari-PV方式制作的屏罩上各聚焦孔的分布关系示意5是本发明利用二阶段Vari-PV方式制作的屏罩与屏幕的关系示意图；图6是本发明利用二阶段Vari-PV方式制作的一实施例屏罩上各聚焦孔的分布关系示意1至图4说明前已述及，不再赘述。
参见图5，图中屏罩为62，中央区域为64，聚焦孔为62a，外缘区域为66。本发明在一彩色阴极射线管屏幕60内侧的一预定距离位置上，安装一屏罩62。屏罩62上蚀刻有数个聚焦孔62a，该屏幕60表面依其曲率半径的大小，可分为一曲率半径较大的中央区域64及一曲率半径较小的外缘区域66，中央区域64是屏幕60内侧较平坦的区域，外缘区域66则是邻近屏幕60周缘较不平坦的区域，该二区域间存在一分界线68，该分界线68与该屏幕60中心点的距离为D。由于，本发明中屏幕60呈长方形，故该距离D将沿该分界线68的路径而变化。
由于彩色阴极射线管的屏幕60是以分界线68区分成二曲率半径不同的区域，故本发明即利用此一特性，在屏罩62上对应于屏幕60内面中央区域64的表面上，按下列的第一公式PV1=0.135*(1-1.21*10-6*X2)，计算屏罩62上沿横向排列的相邻二聚焦孔列间，垂直相邻的二聚焦孔62a的垂直孔距PV1，据此所开设的聚焦孔62a的位置，恰可令彩色阴极射线管电子枪所产生的三色电子束能穿过该聚焦孔62a，准确地投射至屏幕60内面中央区域64的对应莹光点上。在该第一公式中，X是用于表示聚焦孔在屏幕中心座标的水平轴X上的座标距离。
本发明再在屏罩62上对应于屏幕60内面的外缘区域66的表面上，按下列的第二公式PV2=0.132*(1.246-13.397*10-6*X2)，计算屏罩62上沿横向排列的相邻二聚焦孔列间，垂直相邻的二聚焦孔62a的垂直孔距PV2，据此所开设的聚焦孔62a的位置，恰可令该彩色阴极射线管的电子枪所产生的三色电子束，能穿过各聚焦孔62a，准确地投射至屏幕60内面的外缘区域66的对应莹光点上。
本发明利用二阶段的Vari-PV运算方式，在分别设计屏罩的不同区域表面上，沿横向排列的相邻二聚焦孔列间，垂直相邻的二聚焦孔的垂直孔距，所开设的各聚焦孔，恰可令三色电子束穿过，准确地投射至屏幕内面不同曲率半径区域上的对应莹光点上，所设计的屏罩可增加屏幕角落的色纯余度，且在无需修改彩色阴极射线管屏幕有效面积的情况下，获得较大的屏幕可视范围。
图5所示是本发明的一个以15英寸屏幕为例的较佳实施例，该屏幕60的内面中央区域64的曲率半径为900R，其外缘区域66的曲率半径为7R，故该屏幕60的有效可视范围约为14英寸，两区域间的分界线68与屏幕60中心点间对角线的距离D为13.89英寸。
参见图6，利用本发明的二阶段Vari-PV设计方式，在屏罩72上，按第一公式设计出垂直孔距为PV1的聚焦孔74，该聚焦孔74可有效补偿三色电子束在屏幕上沿其中央座标的水平轴X=0～135.49mm的可视范围内所发生的角度偏移现象。若该屏幕的有效可视范围为14.07英寸，则该屏罩72的有效补偿范围将由135.49mm增加至137.36mm。在该实施例中，本发明按第二公式所设计出的垂直孔距为PV2的聚焦孔74，则可补偿三色电子束在屏幕上其它可视范围内所发生的角度偏移现象。如此，利用本发明的二阶段Vari-PV运算方式所设计的屏罩，即可补偿三色电子束在屏幕的所有可视范围内所产生的角度偏移现象，令屏幕的可视范围由13.89”增加到14，07”，并有效改善发生在屏幕角落处的色纯不良情况，保证有良好的色纯画面。
以上所述，仅是本发明的一较佳实施例，本发明所主张的权利范围，并不局限于此，凡本技术领域中的人士，依据本发明所揭露的技术内容，所作的等效变化，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
1．一种可增加彩色阴极射线管屏幕角落色纯余度的屏罩，包括一高张力金属薄板，金属薄板呈球面状，上设一个以上的聚焦孔，金属薄板安装在彩色阴极射线管屏幕内侧预定距离的位置处，由彩色阴极射线管电子枪所产生的三色电子束穿过聚焦孔投射在屏幕内面的对应莹光点上，其特征在于所述金属薄板上与所述屏幕内面曲率半径较大的中央区域相对应的位置处，在沿横向排列的相邻二聚焦孔列间，垂直相邻的二聚焦孔的垂直孔距为PV1；所述金属薄板上与所述屏幕内面曲率半径较小的外缘区域相对应的位置处，垂直相邻的二聚焦孔的垂直孔距为PV2，且PV2小于PV1；所述聚焦孔的垂直孔距沿所述屏幕中心座标水平轴的两侧方向递减。
2．根据权利要求1所述的一种可增加彩色阴极射线管屏幕角落色纯余度的屏罩，其特征在于所述的垂直孔距PV1及PV2，分别是各聚焦孔在屏幕中心座标沿水平轴上的座标距离为变数的函数。
3．根据权利要求1所述的一种可增加彩色阴极射线管屏幕角落色纯余度的屏罩，其特征在于所述的垂直孔距PV1及PV2，分别是各聚焦孔在屏幕中心座标沿水平轴上的座标距离为变数的二次函数。
4．根据权利要求1或2或3所述的一种可增加彩色阴极射线管屏幕角落色纯余度的屏罩，其特征在于所述的垂直孔距PV1的计算公式是PV1=0.135*(1-1.21*10-6*X2)；所述的垂直孔距PV2的计算公式是PV2=0.132*(1.246-13.397*10-6*X2)；所述的X表示各聚焦孔在屏幕中心座标沿水平轴上的座标距离。
5．一种可增加彩色阴极射线管屏幕角落色纯余度的屏罩设计方法，其特征在于是按二阶段运算方式分别设计屏罩上对应于屏幕内面曲率半径较大的中央区域的聚焦孔的垂直孔距PV1，及对应于屏幕内面曲率半径较小的外缘区域的聚焦孔的垂直孔距PV2；沿横向排列的相邻二聚焦孔列间，垂直相邻的二聚焦孔的垂直孔距，沿屏幕中心座标水平轴的两侧方向递减，且PV2小于PV1；所述屏罩上的各聚焦孔恰可令彩色阴极射线管的电子枪所产生的三色电子束穿过，并准确投射在屏幕内面所有可视范围内对应的莹光点上。
6．根据权利要求5所述的一种可增加彩色阴极射线管屏幕角落色纯余度的屏罩设计方法，其特征在于所述的垂直孔距PV1及PV2，分别是各聚焦孔在屏幕中心座标沿水平轴上的座标距离为变数的函数。
7．根据权利要求5所述的一种可增加彩色阴极射线管屏幕角落色纯余度的屏罩设计方法，其特征在于所述的垂直孔距PV1及PV2，分别是各聚焦孔在屏幕中心座标沿水平轴上的座标距离为变数的二次函数。
8．根据权利要求5或6或7所述的一种可增加彩色阴极射线管屏幕角落色纯余度的屏罩设计方法，其特征在于所述的垂直孔距PV1的计算公式是PV1=0.135*(1-1.21*10-6*X2)；所述的垂直孔距PV2的计算公式是PV2=0.132*(1.246-13.397*10-6*X2)；所述的X表示各聚焦孔在屏幕中心座标沿水平轴上的座标距离。
全文摘要
本发明涉及一种可增加彩色阴极射线管屏幕角落色纯余度的屏罩及其设计方法。屏罩是呈球面状、上设数个聚焦孔的金属薄板。其上与屏幕内面曲率半径较大的中央区域相对应的位置处,垂直孔距为P
文档编号H01J29/07GK1297245SQ9912378
公开日2001年5月30日 申请日期1999年11月23日 优先权日1999年11月23日
发明者钟华, 曾庆祥, 陈国政 申请人:中华映管股份有限公司