專利名稱：一種可改善彩色陰極射線管色純余度的屏罩及其設計方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種彩色陰極射線管(color CRT，也稱彩色顯像管)，更確切地說是涉及一種彩色陰極射線管的屏罩(mask)及其設計方法，可以改善彩色陰極射線管(color CRT)的色純余度(color purity tolerance)。
參見

圖1，在傳統(tǒng)彩色陰極射線管10內，位于屏幕14內側并與其相距一預定距離的位置處，均設有一屏罩26，該屏罩26由金屬薄板制成，具有類似球面狀的本體，其上設有數(shù)個等間距排列的聚焦孔26a，該聚焦孔26a恰可令彩色陰極射線管10電子槍20所產生的三色電子束22貫穿，并投射至屏幕14內面所布設的對應瑩光點24上，故該屏罩24就相當于一色選陰極(colorselection cathode)。即利用屏罩上的聚焦孔26a，讓彩色陰極射線管10的電子槍20所產生的三色電子束22，穿過屏罩24的聚焦孔26a，準確地投射至屏幕14內面的對應螢光點24上。
參見圖2，一般來說，于傳統(tǒng)彩色陰極射線管內屏罩26的周緣形成有一裙部44(skirt)，該裙部44通過焊接方式固定在一呈長方形的框架52上，框架52的四周邊緣分別通過金屬定位元件48a、48b、48c及48d，固定于彩色陰極射線管的玻璃包封本體46內側。定位元件48a、48b、48c及48d的定位方式是一端焊接固定于蔭罩26的框架52上，另一端則分別與設置在玻璃包封本體46內側的凸柱50a、50b、50c及50d卡接固定，使屏罩26被定位于玻璃包封本體46的內側，且與彩色陰極射線管10的屏幕14間保持一固定的設計距離。
參見圖3，在傳統(tǒng)彩色陰極射線管的屏罩11上所設的數(shù)個等間距排列的聚焦孔13中，任意沿水平方向對應排列的二排相鄰聚焦孔，其上垂直向相鄰的兩聚焦孔間的孔距PV是等間距的；而任意沿垂直方向對應排列的二列相鄰聚焦孔，其上水平向相鄰的兩聚焦孔間的孔距PH亦成等間距。由于，屏幕與屏罩均呈沿中心對稱的球面狀，球面狀的屏幕與屏罩極易令三色電子束在屏幕內側表面上的會聚點(electron spot)發(fā)生偏斜(tilt)，該偏斜情況尤以屏幕的角落處最為嚴重，該三色電子束在屏幕角落上的三個會聚點，將因屏慕與屏罩的球面狀設計，而產生角度偏斜，而使電子束無法準確地投射到屏幕內面所布設的對應瑩光點上。
為校正會聚點偏斜的缺陷，基于水平孔距PH將直接影響屏罩的曲度(curvature)、強度(strength)及剛性(stiffness)，故傳統(tǒng)校正方法均著重于調整水平孔距PH，直至最近才將垂直孔距PV的設計也并入考慮，其中尤以采用所謂vari-pv的設計方式最為普遍。
參見圖4，所謂vari-pv的設計方式主要是令水平孔距PH保持固定，僅將屏罩15上沿水平方向對應排列的二排相鄰聚焦孔，其上垂直向相鄰的兩聚焦孔間的孔距PV設計成沿屏幕中心座標的水平方向(X軸)單調遞減，即屏罩上各聚焦孔與屏幕中心水平線(即X軸)間的距離，沿屏幕左、右兩側遞減。該垂直孔距PV，一般按下列公式計算PV(x)=PV0*F(x)其中PV0是屏罩上位于Y軸(即X=0)上的相鄰兩個聚焦孔間的垂直孔距；其中F(x)=1+ax2，a是小于零的設計參數(shù)。
此種按vari-pv設計方式設計的屏罩被安裝在一屏幕上時，雖對三色電子束在屏幕內側表面上會聚點的偏斜有若干補償及校正作用，然而，隨著高解析度彩色陰極射線管的誕生，三色電子束在鄰近屏幕四個角落的位置處，將因其在角落上解析度的提高，相對地又令其色純余度降低，且三色電子束R，G，B在角落上的某些會聚點中，亦因其紅色與上下排的蘭色或綠色的距離太近，而造成目前所謂的溢色問題，導致屏幕角落處發(fā)生色純度不良的情況。
綜上所述，對于傳統(tǒng)的高解析度彩色陰極射線管而言，三色電子束在屏幕角落的會聚點所發(fā)生的余度不足、溢色及色純不良等現(xiàn)象，將會嚴重影響該位置上視訊圖像的色純質量。
本發(fā)明的目的是設計一種可改善彩色陰極射線管色純余度的屏罩及其設計方法，是一種屏罩上聚焦孔的新穎布設方法，在垂直方向相鄰兩聚焦孔間保持足夠垂直孔距的情況下，可有效改善高解析度彩色陰極射線管屏幕角落處的色純及轉向余度。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種可改善彩色陰極射線管色純余度的屏罩，包括一金屬薄板，金屬薄板呈球面狀，安裝在彩色陰極射線管屏幕內側一預定距離的位置處，金屬薄板上設有一個以上的聚焦孔，聚焦孔令彩色陰極射線管電子槍所產生的三色電子束穿過聚焦孔并準確投射在屏幕內面的對應瑩光點上，其特征在于所述的聚焦孔中，在沿水平方向排列且相鄰的兩排聚焦孔上，其沿垂直方向相鄰的二聚焦孔間的垂直孔距為PV，該垂直孔距PV隨聚焦孔在屏幕中心座標垂直軸上的座標距離呈單調遞增變化，且隨聚焦孔在屏幕中心座標水平軸上的座標距離呈單調遞減變化。
本發(fā)明的一種可改善彩色陰極射線管色純余度的屏罩設計方法，其特征在于是令彩色陰極射線管屏罩上沿水平方向排列且相鄰的二排聚焦孔上，沿垂直方向相鄰的二聚焦孔間的垂直孔距PV，隨聚焦孔在屏幕中心座標垂直軸上的座標距離呈單調遞增變化，且隨聚焦孔在屏幕中心座標水平軸上的座標距離呈單調遞減變化。
所述的聚焦孔中，在沿垂直方向排列且相鄰的兩列聚焦孔上，其沿水平方向相鄰的二聚焦孔間的水平孔距為PH，水平孔距PH呈等間距設置或分布。
所述的垂直孔距PV可按PV(x,y)=PV0*F(x)*G(y)設計，PV0是屏罩上位于x=0且y=0位置處兩相鄰聚焦孔間的垂直孔距，F(xiàn)(x)=1+a1x2+a2x4+a3x6+……；G(y)=1+b1y2+b2y4+b3y6+……；a1、a2、a3……是設計參數(shù)，且a1＜0；b1、b2、b3……是設計參數(shù)，且b1＞0；x用于表示聚焦孔在屏幕中心座標水平軸上的座標距離，y用于表示聚焦孔在屏幕中心座標垂直軸上的座標距離。
本發(fā)明將屏罩上呈水平方向對應排列且相鄰的二排聚焦孔間的垂直孔距PV設計成沿屏幕中心座標的垂直方向(Y軸)單調遞增，且沿水平方向(X軸)單調遞減的方式，在令上下相鄰的二排聚焦孔間保持足夠的垂直孔距的情形下，可有效增加高解析度彩色陰極射線管屏幕角落處的色純及轉向余度。
本發(fā)明主要依據(jù)下列公式設計，屏罩上呈水平向對應排列且相鄰的二排聚焦孔間的垂直孔距PV，隨屏幕中心座標的垂直方向(Y軸)單調遞增，且沿水平方向(X軸)單調遞減PV(x,y)=PV0*F(x)*G(y)，其中PV0是屏罩上位于x=0且y=0位置處兩相鄰聚焦孔間的垂直孔距；F(x)=1+a1x2+a2x4+a3x6+……；G(y)=1+b1y2+b2y4+b3y6+……；a1、a2、a3……是設計參數(shù)，且a1＜0；b1、b2、b3…是設計參數(shù)，且b1＞0。按本發(fā)明方法所設計的屏罩除仍保留傳統(tǒng)vari-pv設計方式的優(yōu)點外，還通過增加上下排相鄰電子束間的距離，以有效提高彩色陰極射線管在四個角落上視訊圖像的色純及轉向余度，尤其是在高解析度彩色陰極射線管上更能顯示出其改善的效果。
下面結合實施例及附圖進一步說明本發(fā)明的技術圖1是傳統(tǒng)彩色陰極射線管的結構示意圖；圖2是圖1中屏罩與玻璃包封本體連接結構示意圖；圖3是傳統(tǒng)彩色陰極射線管屏罩上各聚焦孔的分布結構示意圖；圖4是按vari-PV方式制作的屏罩上各聚焦孔的分布結構示意圖；圖5是按本發(fā)明方法所設計的屏罩上各聚焦孔的分布結構示意圖。
圖示中，PV為垂直孔距，PH為水平孔距。
屏罩安裝在距離彩色陰極射線管屏幕內側一預定位置處，該屏罩上蝕刻有數(shù)個聚焦孔，在沿水平方向對應排列且相鄰的兩排聚焦孔上，其沿垂直方向相鄰的二聚焦孔間的垂直孔距為PV；而在沿垂直方向對應排列且相鄰的兩列聚焦孔上，其沿水平方向相鄰的二聚焦孔間的水平孔距則為PH，上述聚焦孔的水平孔距PH呈等間距排列。
本發(fā)明在設計蔭罩上二相鄰聚焦孔間的垂直間距PV時，是按下列公式進行計算的PV(x,y)=PV0*F(x)*G(y)，其中PV0是屏罩上位于x=0且y=0位置上的二相鄰聚焦孔間的垂直孔距；F(x)=1+a1x2+a2x4+a3x6+……；G(y)=1+b1y2+b2y4+b3y6+……；a1、a2、a3……是設計參數(shù)，且a1＜0；b1、b2、b3……也是設計參數(shù)，且b1＞0；x用于表示聚焦孔在屏幕中心座標水平軸上的座標距離，y用于表示聚焦孔在屏幕中心座標垂直軸上的座標距離。
參見圖5，在本發(fā)明的一實施例中，蔭罩60上設計數(shù)個聚焦孔，該聚焦孔均勻分布在由屏罩中心座標64的水平軸X及垂直軸Y所形成的平面上，該平面上所示的數(shù)條呈水平向及垂直向交錯排列的陣列線67、68，分別用于表示按本發(fā)明技術所設計的聚焦孔在陣列線67、68上對應位置的水平孔距PH及垂直孔距PV，而在陣列線67、68交錯位置上所標示的數(shù)據(jù)中，橫線上方代表該位置的水平孔距PH，橫線下方則代表該位置的垂直孔距PV。
本發(fā)明利用前述公式計算設計的屏罩，其上二相鄰聚焦孔間的垂直間距PV，將隨聚焦孔在屏幕中心座標的垂直軸(即Y軸)上的座標距離，呈單調遞增變化，如圖5中所示的分別從130mm遞增至146mm、從130mm遞增至145m、從128mm遞增至144mm、從125mm遞增至141mm；同時，亦保留了前述傳統(tǒng)vari-pv設計中，二相鄰聚焦孔間的垂直間距PV隨著水平軸(即X軸)上的座標距離，呈單調遞減變化的優(yōu)點，如圖5中所示的分別從146mm遞減至141mm、從139mm遞減至133mm、從134mm遞減至130mm、從132mm遞減至127mm、從130mm遞減至126mm。
本發(fā)明屏罩上所開設的各聚焦孔的位置，恰可令彩色陰極射線管的電子槍所產生的三色電子束，能穿過各聚焦孔，準確地投射至屏幕內面對應的螢光點上，能有效增加該彩色陰極射線管屏幕角落的色純及轉向余度，尤其在高解析度的彩色陰極射線管上，其改善效果更為顯著。
綜上所述，本發(fā)明屏罩聚焦孔的新穎設計方法，可在屏罩上，令沿垂直方向相鄰的二聚焦孔間保持在足夠的垂直孔距的情形下，有效改善高解析度彩色陰極射線管屏幕角落的色純及轉向余度。
以上所述，僅是本發(fā)明的一較佳實施例，本發(fā)明所主張的權利范圍，并不局限于此，凡熟悉該項技術的人士，按照本發(fā)明所揭露的技術內容，所作出的等效變化，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1．一種可改善彩色陰極射線管色純余度的屏罩，包括一金屬薄板，金屬薄板呈球面狀，安裝在彩色陰極射線管屏幕內側一預定距離的位置處，金屬薄板上設有一個以上的聚焦孔，聚焦孔令彩色陰極射線管電子槍所產生的三色電子束穿過聚焦孔并準確投射在屏幕內面的對應瑩光點上，其特征在于所述的聚焦孔中，在沿水平方向排列且相鄰的兩排聚焦孔上，其沿垂直方向相鄰的二聚焦孔間的垂直孔距為PV，該垂直孔距PV隨聚焦孔在屏幕中心座標垂直軸上的座標距離呈單調遞增變化，且隨聚焦孔在屏幕中心座標水平軸上的座標距離呈單調遞減變化。
2．根據(jù)權利要求1所述的一種可改善彩色陰極射線管色純余度的屏罩，其特征在于所述的聚焦孔中，在沿垂直方向排列且相鄰的兩列聚焦孔上，其沿水平方向相鄰的二聚焦孔間的水平孔距為PH，水平孔距PH呈等間距設置。
3．根據(jù)權利要求1所述的一種可改善彩色陰極射線管色純余度的屏罩，其特征在于所述的垂直孔距PV可按PV(x,y)=PV0*F(x)*G(y)設計，PV0是屏罩上位于x=0且y=0位置處兩相鄰聚焦孔間的垂直孔距，F(xiàn)(x)=1+a1x2+a2x4+a3x6+……；G(y)=1+b1y2+b2y4+b3y6+……；a1、a2、a3……是設計參數(shù)，且a1＜0；b1、b2、b3……是設計參數(shù)，且b1＞0；x用于表示聚焦孔在屏幕中心座標水平軸上的座標距離，y用于表示聚焦孔在屏幕中心座標垂直軸上的座標距離。
4．一種可改善彩色陰極射線管色純余度的屏罩設計方法，其特征在于是令彩色陰極射線管屏罩上沿水平方向排列且相鄰的二排聚焦孔上，沿垂直方向相鄰的二聚焦孔間的垂直孔距PV，隨聚焦孔在屏幕中心座標垂直軸上的座標距離呈單調遞增變化，且隨聚焦孔在屏幕中心座標水平軸上的座標距離呈單調遞減變化。
5．根據(jù)權利要求4所述的一種可改善彩色陰極射線管色純余度的屏罩設計方法，其特征在于所述的屏罩上，在沿垂直方向排列且相鄰的二列聚焦孔上，其沿水平方向相鄰的二聚焦孔間的水平孔距PH呈等間距排列。
6．根據(jù)權利要求4所述的一種可改善彩色陰極射線管色純余度的屏罩設計方法，其特征在于所述的垂直孔距PV可按PV(x,y)=PV0*F(x)*G(y)設計，PV0是屏罩上位于x=0且y=0位置處兩相鄰聚焦孔間的垂直孔距，F(xiàn)(x)=1+a1x2+a2x4+a3x6+……；G(y)=1+b1y2+b2y4+b3y6+……；a1、a2、a3……是設計參數(shù)，且a1＜0；b1、b2、b3…是設計參數(shù)，且b1＞0；x用于表示聚焦孔在屏幕中心座標水平軸上的座標距離，y用于表示聚焦孔在屏幕中心座標垂直軸上的座標距離。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可改善彩色陰極射線管色純余度的屏罩及其設計方法,屏罩是一呈球面狀金屬薄板,上設數(shù)個供三色電子束穿過的聚焦孔。該聚焦孔中,水平孔距p
文檔編號H01J9/14GK1297243SQ9912377
公開日2001年5月30日 申請日期1999年11月23日 優(yōu)先權日1999年11月23日
發(fā)明者洪晧程, 陳文吉, 胡渝欣, 盧俊宏 申請人:中華映管股份有限公司