專利名稱：無蔭罩彩色顯象管及其數字尋址掃描電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于顯象管的掃描電路和彩色顯象管，特別是一種無回掃掃描方式的數字尋址式掃描電路、電子束掃描偏移測量及校正系統和一種無蔭罩的彩色顯象管。
彩色顯象管目前應用最成熟的工藝結構是蔭罩式彩色顯象管，傳統的蔭罩式彩色顯象管的基本結構如圖1所示，主要由電子槍1，偏轉線圈2，蔭罩3，熒光膜4，玻殼5和會聚組件6組成。電子槍根據蔭罩的類型不同可以是三槍三束或單槍三束的，蔭罩一般是分為孔型蔭罩或柵網型蔭罩。蔭罩的主要作用是對電子束進行空間(幾何)選色，電子束通過蔭罩上的小孔聚焦后打到指定的熒光粉點上，使熒光粉發光。
現有的蔭罩式彩色顯象管的結構和工藝對其向高清晰方向發展的困難是要提高顯象管的清晰度，就要增加蔭罩上的孔洞數目和制造孔洞更加精細的蔭罩，從而使得蔭罩的加工更加困難；另一方面蔭罩既增加了顯象管結構的復雜，也阻擋了大部分電子束，限制了顯象管亮度的提高。
現有彩色顯象管的結構在制造超大屏幕的顯象管(超過34英寸)時所遇到的困難是①屏幕越大顯象管的體積和重量就越大；②顯象管的屏幕增大后，一般是采用提高陽極加速電壓的辦法提高屏幕亮度，但陽極加速電壓越高，顯象管產生的X射線也越強；③用多個小的彩色顯象管組合成類似于電視墻的大屏幕彩色顯象管的缺點在于，每個顯象管之間存在間隙(黑條)破壞了畫面的整體感，且每個顯象管的顯示面是曲面，所以整個大屏幕也產生不了整體感。
現有彩色電視機或彩色監視器所采用的掃描電路的基本方塊原理圖如圖2所示行掃描脈沖是由振蕩電路7產生，送到行激勵、行輸出電路8，行輸出脈沖在偏轉線圈10內產生鋸齒波掃描電流，并由行逆程變壓器11產生顯象管所需的各種直流高壓，行矯正電路9的作用是為了補償行偏轉線圈本身的非線性失真。場掃描信號由場振蕩電路12產生，經過場輸出電路13的放大推動場偏轉線圈15，場矯正電路14用于補償場偏轉線圈本身的非線性失真。目前數字化彩色電視機的掃描電路是增加了單片機16來控制行、場振蕩和行、場的矯正。所以現有的電視機和監視器的行、場掃描電路的基本設計是產生鋸齒波再進行補償。
現有的彩色顯象管掃描電路所產生的行、場掃描波形是經過矯正的鋸齒波。在這種波形電流所產生的磁場力的作用下電子束的偏轉是連續的，電子束掃描方式是電子束在偏轉電磁場的作用下連續掃過蔭罩表面，當電子束掃到蔭罩孔時，電子束穿過蔭罩孔激發熒光屏表面的熒光粉點。這種電子束的掃描方式限制了屏幕亮度的提高，所以目前傳統的顯象管為了提高亮度，主要是在提高熒光粉的發光效率、提高陽極電壓和增加陰極發射能力方面想辦法。
現有的電視機或監視器都采取電子束從左到右、從上到下的順序掃描，不管是隔行掃描還是逐行掃描都是采取這種方式。在電子束的行回掃和場回掃期間，電子槍不發射電子，這實際上是降低了電子束的發射效率。
現有的彩色顯象管為了減少外界電場和磁場對偏轉電子束的影響，都是采用屏蔽的辦法，但在強電場和強磁場的環境下，屏蔽無法真正解決問題，偏色的現象是很嚴重的。
人們一直都在想辦法實現無蔭罩結構的彩色顯象管，由于現有的掃描電路和掃描方式的限制，無蔭罩結構很難實現，既使提出了一些如透射式和束指引式彩色顯象管，但也都沒有進入實用。由于現有的彩色顯象管(CRT)的蔭罩結構的限制，似乎彩色CRT在超大屏幕、薄型化的方向已經沒有發展前途。實際上，如果通過數字技術對現有的顯象管掃描電路進行完全徹底的改進和采用一種全新高效率的掃描方式，古老的CRT技術還是大有發展前途的。
本發明的目的是1.提供一種掃描定位精度極高的電子束偏轉掃描電路；2.提供一種掃描效率高的電子束偏轉掃描電路；3.提供一種保證電子束在屏幕表面任意點都能達到最佳聚焦效果的聚焦電路；4.提供一種電子束著屏點測量掃描偏移感應器和掃描定位控制系統及電路；5.提供一種無蔭罩彩色顯象管；6.提供一種高清晰度、超大屏幕且厚度較薄的彩色顯象管。為了實現上述的發明目的，本發明采取以下的技術措施彩色顯象管是將三基色熒光粉按點陣排列，有規律地涂在屏幕內側的表面，熒光粉的分布是完全數字化的，即每一個熒光粉點都有一個確定的坐標點，只要在偏轉系統中引入數字化的偏轉量，就可以保證電子束準確地打到每一個確定的熒光粉點上，即實現電子束的數字式尋址掃描。
為了保證電子束能夠準確地打到每一個確定的熒光粉點上，除了要求偏轉系統具有高精度外，另一方面就是要求在保證屏幕亮度的前提下電子束的著屏點的直徑要盡量小，即電子束達到屏幕表面時，應打到熒光粉點的中心，而且電子束的直徑要小于熒光粉點的直徑。本發明采取電子束定點(非連續)掃描和無回掃的掃描方式，可以在不減小屏幕亮度的條件下大大的減小電子束電流，也就是減小了電子束著屏點的直徑。為了保證電子束著屏時有最小的著屏點，本發明采取了數字尋址逐點聚焦的方式，即電子束掃描到屏幕上任意一點時，加到顯象管聚焦柵極上的聚焦電壓可以保證電子束在熒光粉點上為最佳的聚焦狀態。
采用數字尋址式掃描提高了電子束著屏的精度，采用電子束定點掃描和無回掃的掃描方式以及數字尋址逐點聚焦可在不減小屏幕發光亮度的前提下大大減小電子束電流，這使得彩色顯象管取消蔭罩成為可能。
采用數字尋址掃描偏轉系統的顯象管，可以大大提高電子束的著屏精度，但是由于溫度和時間的變化以及外界磁場或電場的干擾，電子束的著屏點還會發生偏移，所以必須引入電子束著屏點的測量和反饋調整系統，在電子束的著屏點發生偏移時進行調整。本發明采用在屏幕表面設置若干個電子束掃描偏移感應器的辦法測量電子束著屏點的偏移，將測到的偏移量經過數字處理后反饋加到尋址掃描電路的輸入端，達到穩定電子束著屏點的目的。
本發明提出一種顯象管數字尋址式掃描電路，包括存儲器和數控功率信號發生器；數控功率信號發生器包括數控行偏轉功率信號發生器和數控場偏轉功率信號發生器；數控行偏轉功率信號發生器和數控場偏轉功率信號發生器的輸入端分別聯接存儲器；數控行偏轉功率信號發生器和數控場偏轉功率信號發生器的輸出端分別接顯象管的行、場偏轉部件；存儲器中存有電子束掃描到顯象管熒光膜表面上任意一個熒光粉點時所需偏轉信號的數據。
本發明提出一種適用于數字尋址掃描電路的彩色顯象管，包括至少一個顯象單元，每一個顯象單元包括電子槍、偏轉部件、熒光膜、玻殼和電子束掃描偏移感應器；所有的顯象單元處于同一個真空環境；每個顯象單元的熒光膜是連成一體的；顯象管屏幕表面的熒光膜與玻殼后部沒有支撐連接。
圖1.蔭罩結構彩色顯象管示意2.現有的彩色電視機或彩色監視器行、場掃描電路方框原理3.數字式尋址行、場掃描電路方框原理4.數字式逐點聚焦電路方框原理5.數字尋址定點掃描方式的行、場掃描電路的波形5A.數字尋址定點掃描行掃描波形5B.數字尋址定點掃描場掃描波形6.中心起點、無水平和垂直回掃的行、場掃描波形及電子束掃描軌跡示意6A.電子束掃描軌跡示意6B.行掃描波形示意6C.場掃描波形示意7.數字式尋址掃描和數字式逐點聚焦電路方框原理8.適用于靜電偏轉彩色顯象管的數字式尋址掃描和數字式逐點聚焦電路方框9.適用于電磁偏轉彩色顯象管的數字式尋址掃描電路示意10.數字式尋址掃描和數字式逐點聚焦數據產生過程示意11.無蔭罩結構彩色顯象管示意12.多個彩色顯象單元組合的大屏幕彩色顯示器結構示意13.九個彩色顯象單元組合的大屏幕彩色顯象管結構示意圖結合實施例和附圖對本發明的數字尋址式掃描偏轉電路、數字尋址式逐點聚焦電路、電子束的定點掃描及無回掃方式、電子束掃描偏移感應器及掃描偏移校正系統、無蔭罩結構彩色顯象管和多個彩色顯象管組合超大屏幕彩色顯象管詳細說明如下圖3為數字尋址式掃描偏轉電路基本方框原理圖，存儲器17中存有電子束掃描到熒光膜表面上任意一個熒光粉點時驅動行偏轉和場偏轉所需偏轉數據，在時鐘信號18的控制下，分別輸出到數控行偏轉功率信號發生器19和數控場偏轉功率信號發生器21的輸入端，數控行、場偏轉功率信號發生器分別驅動顯象管的行偏轉部件20和場偏轉部件22，就可以實現電子束的數字尋址偏轉掃描了。存儲器17和時鐘信號18可以看成是一個控制指令發出系統，它可以是單片機或計算機。顯象管的行偏轉部件20和場偏轉部件22可以是電磁偏轉線圈，也可以是靜電偏轉板。當偏轉部件為偏轉線圈時，相應的數控偏轉功率信號源是數控電流源；當偏轉部件為靜電偏轉板時，相應的數控偏轉功率信號源是數控電壓源。在時鐘信號18的控制下，存儲器17輸出下一個掃描偏轉數據之前，數控行偏轉功率信號發生器19和數控場偏轉功率信號發生器21的輸出不變；當存儲器17輸出一個新的掃描偏轉數據時，數控行偏轉功率信號發生器19和數控場偏轉功率信號發生器21的輸出隨之變化。這樣驅動偏轉部件的是階梯波，而不是現有技術的鋸齒波。
這實際上是用數字處理的辦法解決了偏轉的失真和誤差，采用這種數字處理的偏轉系統的特點在于設計制造者可以不用特別計算和考慮偏轉場的分布狀態，電子束在偏轉場中的運動軌跡如何，只要知道將電子束偏轉到熒光膜上確定一點時輸入到偏轉部件中的電流(或電壓)是多少，將其記錄下來，并在掃描時將偏轉電流(或電壓)準確地再現就可以了。
本發明提出的顯象管所用的數字式尋址掃描偏轉系統是把掃描電路和顯象管的偏轉部件作為一個整體考慮，即偏轉電路和偏轉部件作為一個完整的偏轉系統進行設計并配套顯象管使用。
圖4是數字尋址式逐點聚焦電路方框原理圖。23是存儲器，存有電子束掃描到屏幕上每一個熒光像素點時所需的最佳聚焦電壓數據，掃描電路工作時，當電子束掃描到熒光屏任意一個熒光像素點，在時鐘信號24控制下存儲器23輸出電子束在該點的聚焦電壓數據，送到數控電壓發生器25的輸入端，數控電壓發生器25輸出電壓加到顯象管的聚焦柵極26。這樣就可以保證電子束在到達熒光膜表面的每一點時電子束都處在最佳的聚焦狀態，即保證最小的著屏點。時鐘信號24是和圖3的數字尋址式掃描電路使用同一個時鐘信號。存儲器23和時鐘信號24可以看成是一個控制指令發出系統，它可以是單片機或計算機。這種數字式逐點聚焦電路用于普通蔭罩結構彩色顯象管，對于提高屏幕的亮度和清晰度也是很有好處的。對于雙極聚焦或多極聚焦的顯象管，應使用多個數字尋址式逐點聚焦電路，每個數字尋址式逐點聚焦電路對應一個聚焦極，這樣可以保證電子束在掃描到屏幕表面任意一點時都達到最佳的聚焦狀態。
本發明的如圖3所示的數字尋址式掃描電路產生的行、場掃描波形為一個階梯波，其波形如圖5所示。在這種波形所產生的偏轉場力的作用下電子束的偏轉是不連續，在行、場偏轉信號階梯波的水平段(相當于數控行偏轉功率信號發生器19和數控場偏轉功率信號發生器21在收到下一個掃描點行、場偏轉數據之前的時間內)電子束受到恒定偏轉場的作用，偏轉角不發生變化，這時電子束打到一個熒光像素點并停留短暫的一刻；然后在階梯波的上升段(相當于數控行偏轉功率信號發生器19和數控場偏轉功率信號發生器21在收到新的一個行、場偏轉掃描點數據的時刻)電子束受到突變偏轉場的作用“跳到”另一個像素點上。這樣電子束每掃到一個熒光粉像素點時都做短暫的停留，然后迅速地移到另一個熒光粉像素點，電子束是在各個熒光粉像素點之間跳躍移動，這就大大提高了電子束的掃描效率。行掃描波的階梯數與一個掃描周期內水平方向上熒光粉像素點數相等；場掃描波的階梯數與一個掃描周期內熒光粉像素點的總數相等(場掃描波在一行的掃描周期內，隨掃描點的變化，輸出幅度也有微小的變化。
本發明提出一種無回掃(無消隱過程)的顯象管電子束掃描方式，其完整的一場掃描波形和電子束掃描軌跡如圖6所示。這種掃描方式是采用中心起點、無水平和垂直回掃的掃描方式當T＝T0時電子束在屏幕中央，在T0到T1階段電子束從中心向右邊水平掃描第一行，當到T＝T1時電子束掃到屏幕最右端同時場掃描輸出為V1，電子束跳到第二行的最右端，在T2到T3階段電子束從右邊向中心掃描(不出現行回掃)，當到T＝T3時電子束掃到屏幕中央，同時場掃描輸出為V3，電子束跳到第三行的最左端，接著電子束從中心向右邊水平掃描第三行……當T＝T4時，電子束從右邊向中心掃描完屏幕上最上一行并到達屏幕中心；在T4到T5階段，電子束繼續從中心向屏幕左邊掃描，當T＝T5時電子束掃到屏幕最左端同時場掃描輸出為V5，電子束跳到下一行的最左端，在T6到T7階段電子束從左邊向中心掃描(不出現行回掃)……當T＝T8時場偏轉電壓為0時，電子束從左向右掃完屏幕中心的一行；當場偏轉電壓為負時，電子束進行屏幕下半部分的掃描……最后在T＝T10時，行、場偏轉電壓均為0時，電子束回到屏幕中心(不出現場回掃)，接著又進行下一幀的掃描。
由此可見，在整個一幀的掃描過程中，不出現行、場回掃，電子束在一幀的周期內都在掃描熒光像素點，掃描效率達到了100％。傳統的掃描方式，回掃時間占整個掃描時間的20-25％，這就是說采用無回掃掃描方式可以提高掃描效率20-25％，即在同樣電子束電流的條件下，使用無回掃的掃描方式比有回掃的掃描方式可以增加屏幕亮度，或在同樣的屏幕亮度的條件下可以減小電子束電流，這對于提高電子束的著屏精度、實現無蔭罩結構的顯象管是有積極意義的。
無回掃的電子束掃描方式可由如圖3所示的數字式尋址行場掃描電路或圖7所示的數字尋址式掃描電路和逐點聚焦電路完成，通過圖7電路中的單片機27的編程可以產生多種形式的電子束的掃描軌跡，包括各種無回掃掃描軌跡和有回掃掃描軌跡。
圖7是本發明的數字尋址式掃描電路和逐點聚焦電路方框原理圖。只讀存儲器ROM 28～30在單片機27的控制下分別輸出行、場偏轉信號數據和聚焦電壓數據，經D/A轉換器31～33分別輸出行、場偏轉模擬信號和聚焦電壓信號，再經過線性功率放大器34～36放大，分別驅動行偏轉部件37、場偏轉部件38和顯象管聚焦柵極39。
圖8是適用于靜電偏轉彩色顯象管的數字式尋址掃描和數字式逐點聚焦電路方框圖。單片機42控制時鐘41驅動存儲器40循環輸出尋址掃描和逐點聚焦所需的數據，存儲器40依次輸出四組尋址掃描和逐點聚焦所需的數據到緩存器43，在單片機42的控制下將緩存器43的數據送到寄存器44。然后單片機42控制寄存器44同時將四組數據分別送到四個D/A轉換器45～48，同時單片機42控制緩存器43從存儲器40接收下一個掃描點的四組數據。四個D/A轉換電路45～48將寄存器44送來的數據轉換成電壓信號并分別送到行偏轉線性功率放大器49，推動行偏轉極板；送到場偏轉線性功率放大器50，推動場偏轉極板；送到聚焦電壓1線性功率放大器51和聚焦電壓2線性功率放大器52，推動聚焦柵極。在電子束掃描下一個點之前，緩存器43接收完掃描點數據，在單片機42的控制下又可以進行下一個掃描點數據的轉換了。顯象管所需的聚焦電壓和陽極電壓可由高壓直流-直流變換器53產生。本例采用的是雙極聚焦，若是使用多極聚焦顯象管，則要相應的采用多個數字式逐點聚焦電壓處理電路以保證電子束的最佳聚焦效果。
在掃描過程中，由于電場、磁場或溫度等外界因素的變化，會引起電子束著屏點偏移熒光粉點，其結果是熒光粉點的發光強度降低。這時安裝在屏幕內表面的電子束掃描偏移感應器接收到的電信號就會發生變化(這種電子束掃描偏移感應器可以是安裝在熒光屏內表面的光電接收二極管、電子接收電極或其它種類的光電接收、電子束微型感應元件等)，通過著屏點測量反饋調節電路55變成數字信號送給單片機42，單片機42得到電子束著屏點偏移的信息后，通過改變掃描數據，即可判定著屏點的偏移方位和大小，給存儲器40輸入修正數據即可使電子束的掃描回到最佳位置。電子束掃描偏移感應器可以做成多個感應電極的組合，當電子束投射到感應電極的位置發生偏移時，從各個電極的輸出上立即可以反映出電子束掃描偏移的大小和方位，為單片機提供修正掃描偏移的數據。
在每次開機后，可使用類似于上述的電子束著屏點測量、反饋和調整的程序使電子束的掃描處于最佳狀態。本電路適合用于靜電偏轉顯象管，因為靜電偏轉幾乎不消耗電流，所以采用電壓驅動電路的消耗功率是很小的。
圖9是適用于電磁偏轉彩色顯象管的數字式尋址掃描電路示意圖，若要保證采用電磁偏轉線圈的顯象管電子束掃描穩定，必須要保證流過偏轉線圈的電流要穩定。單片機56輸出掃描電流的數據，經D/A轉換器57輸出模擬偏轉電壓信號送到線性比較放大器58，通過偏轉線圈L的電流經過取樣電阻R變成電壓信號送到線性比較放大器58比較放大后推動線性功率放大器59，線性功率放大器59最后驅動偏轉線圈L。線性比較放大器58、線性功率放大器59、取樣電阻R和D/A轉換器57組成的是可變電流源，它可以保證電子束在行掃描過成中，在點與點的“跳躍”時有比較好的頻率響應。
圖10是數字尋址式掃描和數字式逐點聚焦數據產生過程示意圖。本發明的用于控制數字式尋址掃描電路和數字式逐點聚焦電路的存儲器中的數據可用如圖10所示方法產生。掃描和聚焦信號的數字化處理是一個自動過程生產出的顯象管65通電后，數字尋址行掃描電路61、數字尋址場掃描電路62和數字逐點聚焦電路63、64在計算機60的控制下，輸出行、場掃描和聚焦電壓信號，整個屏幕產生白光柵，在熒光屏前設置一個攝象頭66，通過調整攝象頭位置和鏡頭的放大率使屏幕的白光柵投射到攝象頭里確定的感光區域內。攝象頭第一幀的輸出經過A/D轉換器67存入RAM1隨機存儲器69中，這就記錄下了熒光屏第一幀光柵上每一像素點的發光強度；在掃第二幀光柵時，微處理器對每一掃描點的偏轉數據都進行調整，屏幕上每一掃描點都產生偏移，攝象頭第二幀的輸出經過A/D轉換器67和電子開關68存入RAM2隨機存儲器70中，記錄下了熒光屏第二幀光柵上每一像素點的發光強度，RAM1中的數據和RAM2中的數據送到計算機60中進行比較，以決定在下一幀掃描時每一掃描點的偏轉數據的修正方向，……經過多次調整后，使電子束掃描到每一個熒光像素點時發光最強，調整過程結束后，將存儲器RAM中的內容輸出并寫入只讀存儲器(ROM)71中，顯象管的數字式尋址掃描的數據就得到了。如果偏轉部件制造、熒光粉涂覆、電子槍和其它部件的精度和一致性達到一定高的水平時，上述的調整記錄過程可以省略，掃描電路用編好的程序驅動即可。
數字式逐點聚焦的數據也是在同樣的過程中產生的將顯象管調整好后，使掃描的電子束在熒光膜每一熒光像素點上都處于最精確著屏的位置和最佳的聚焦狀態，然后把電子束掃描到熒光膜每一熒光像素點所需的最佳聚焦電壓逐一記錄下來，進行數字化處理后寫入只讀存儲器(ROM)71中。同樣，如果偏轉線圈(或偏轉極板)制造、熒光粉涂覆、電子槍和其它部件的精度和一致性達到一定高的水平時，上述的調整記錄過程可以省略，聚焦電路用編好的程序驅動即可。
本發明提出的無蔭罩彩色顯象管的基本結構如圖11所示，主要由電子槍72、偏轉部件73、熒光膜74、玻殼75和電子束掃描偏移感應器76組成。電子槍72可以采用單槍單束式，因而可以取消會聚校正系統。偏轉部件73可以是電磁偏轉線圈或靜電偏轉板。由于取消了蔭罩，解決了制造高清晰顯象管所遇到的蔭罩加工難度高的困難，同時也消除了由于蔭罩帶來的電子束掃描效率低、蔭罩的磁化和蔭罩的發熱等問題。采用單槍單束的電子槍、取消會聚系統和取消了蔭罩可大大簡化彩色顯象管的結構，并降低生產成本。本發明的無蔭罩彩色顯象管需采用本發明的數字尋址式掃描電路和數字尋址式逐點聚焦電路以及電子束定點掃描和無回掃的掃描方式，可以保證在不減小屏幕亮度的前提下大大減小電子束電流，并保證電子束掃描的定位精度大大提高，所以實現無蔭罩結構的彩色顯象管是必然的。用本發明的數字尋址式掃描電路和逐點聚焦電路是把掃描電路、聚焦電路和顯象管作為一個整體進行考慮，因而各個部分產生的誤差可以減小到最小，電子束的著屏精度可以達到最高。若不采用數字尋址，現有的掃描電路是達不到的。
由于電磁偏轉系統具有偏轉像差小適用于大角度偏轉(可減小顯象管的厚度)和偏轉靈敏度高(偏轉角隨陽極電壓增加減少比較小)的特點，所以目前多數的顯象管都采用電磁偏轉系統，但電磁偏轉也有需要輸入功率大和響應速度慢的缺點。本發明提出的數字尋址式掃描和逐點聚焦電路可以彌補靜電偏轉的偏轉像差大(偏轉角度不能大)的缺點，由于數字式尋址掃描偏轉電路更適合于電壓輸出和采用電子束定點掃描方式要求偏轉部件響應速度快的特點，以及靜電偏轉系統具有耗電小、重量輕和頻率響應高的特點，所以數字式尋址掃描偏轉電路用于靜電偏轉彩色顯象管更會顯示出兩者的優越性。
由于采用了數字化偏轉失真矯正和數字化逐點聚焦電路，可以校正偏轉系統產生的比較大的失真，所以本發明的無蔭罩結構彩色顯象管的屏幕可采用完全平面結構，從而真正實現了平板式熒光屏。
本發明提出一種用多個本發明的數字式尋址掃描彩色顯象單元組合制造大屏幕彩色顯象管的方法。由于本發明的數字式尋址掃描彩色顯象管的屏幕可以做成完全平面結構，所以用多個這樣的彩色顯象單元組合成一個大的彩色顯示屏幕才能成為可能，從表面看是一個完整的平面顯示屏，每個彩色顯象單元交接處水平聯接、無縫隙、無失真。這種多個彩色顯象單元組合的彩色顯示屏幕的結構如圖12和圖13所示屏幕77上的熒光膜78是一次性涂覆上的，是連續沒有間隔的。每個顯象單元有獨立的電子槍、數字式尋址掃描偏轉系統、數字化逐點聚焦系統和電子束掃描偏移反饋校正系統，每個電子槍掃描的范圍可以是幾個～幾百平方厘米，所有的顯象掃描單元處于同一個陽極高壓和真空環境下，每個電子槍的掃描范圍是互相連接的。在兩個顯象單元玻殼側壁聯接部分79與顯象管屏幕77上的熒光膜78是有一定距離、不接觸的，只有顯象單元不與其它顯象單元相連的玻殼側壁80與屏幕支撐連接。每個顯象掃描單元都采用數字化尋址掃描、數字式逐點聚焦，邊緣的非線性失真可以減小到最低的程度，各個電子槍的掃描和視頻信號的分配由單片機統一控制，所以從整個屏幕上看不出是有多個顯象單元構成的，而是一個連續完整的屏幕。
圖13是用9個彩色顯象管組合制造一個超大屏幕彩色顯象管的結構示意圖。目前制造節距為0.26mm的彩色顯象管的現有技術已經非常成熟，制造成本也比較低，將9個15英寸彩色顯象管的玻殼按3×3的陣列連接起來，再與涂覆好熒光膜的屏幕連接，就可以制成一個有效顯示面的對角線為1米的超大屏幕彩色顯象管，為了保證連接處的強度，各個玻殼之間和玻殼與屏幕之間可以采用鋼帶連接。這樣制成的超大屏幕彩色顯象管的厚度也僅是15英寸顯象管的厚度，一般不超過35cm，成本很低，并且具有極高的清晰度，可以達到3000×2000的分辨率，整幅畫面有6百萬個像素點且細膩柔和，是目前任何結構的彩色顯示器都不能達到的。
由于采用了多個數字化掃描單元，每個單元電子槍的掃描面積減小了，達到同樣亮度所需的陽極電流也減小了，這有利于數字式掃描偏轉系統更精確地控制電子束的著屏點；另外電子槍到屏幕的距離短了，由于掃描系統的時間和溫度漂移產生的電子束著屏誤差也比大屏幕單電子槍結構的彩色顯象管成倍的減小，從而使得無陰罩結構的彩色顯象管的結構更加容易實現。
由于采用多個顯象掃描單元，每個獨立的電子槍到熒光屏的距離也可以減小了，這樣整個熒光屏就可以向薄形化設計和發展，即組成顯象管的掃描單元越多，顯象管整體就可以做的越薄。而且由于電子槍的掃描范圍縮小了，達到同樣亮度使用的陽極高壓可以相對減小，陽極高壓甚至可以做到幾千伏以下，這樣產生X射線量也減少，因而可以減少對X射線的防護措施，近而可以減輕顯象管的重量；另一方面陽極高壓減小，對高壓的安全保護措施也可以相應的減少。
如果用本發明的靜電偏轉彩色顯象管作為顯象單元組合制造超大屏幕彩色顯象管，這種超大屏幕彩色顯象管的耗電少和重量輕等優點是電磁偏轉顯象管無法比擬的。
由于采用了數字尋址掃描和逐點聚焦的電子束掃描方式，可以解決靜電偏轉的偏轉角度大時電子束解聚嚴重的缺點，所以可以將靜電偏轉顯象管的偏轉角做的比較大，這樣靜電偏轉的顯象管屏幕既大而長度又比較短了，用這種結構示波管做出的示波器的體積比老式的示波器可以大大的縮小。
本發明的用多個顯象單元組合制造的大屏幕彩色顯象管和用多個普通彩色顯象管組合制作電視墻的方法具有本質和效果上完全的不同。多個普通彩色顯象管組合制作的電視墻在顯象管之間有掃描間隙，而且每個顯象管的邊緣失真很大，組合出的圖象的整體感不好故效果也不理想。
與現有技術相比，本發明具有以下效果1.利用現有技術可容易地制造超大屏幕顯象管，一般的彩色顯象管廠經過簡單的工藝改造，可以生產對角線1米以上、厚度不超過35cm超大屏幕薄型彩色顯象管。由于使用現有技術和設備，所以生產出的大屏幕彩色顯象管成本低、質量好、可靠性高。
2.由于采用了數字式尋址掃描和數字式逐點聚焦系統，可以制造出清晰度高而且整幅屏幕失真極小的顯示器。解決了傳統彩色顯象管制成的監視器清晰度高但失真較大而電視機的失真小但清晰度低的缺點。
3.充分利用靜電偏轉重量輕和耗電少的優點，制造重量輕失真小偏轉角度大的大屏幕彩色顯象管。
4.由于采用了數字式尋址掃描，每個掃描點就相當有了一個二維數字坐標，這樣可以方便地進行數字接口和對圖象進行各種數字化處理并能進行精確的顯示。
5.由于采用了數字化掃描系統，大大地提高了掃描的穩定度，因此使用本發明制造的彩色顯示器可以用做大屏幕監視器。從而解決了大屏幕監視器制造困難和成本高的難題。
6.由于采用了數字尋址掃描電路和電子束掃描偏移測量及校正系統，所以可以保證彩色顯象管在更加惡劣的條件下使用而不會發生偏色，這為彩色顯象管提供了更加廣泛的應用范圍。
7.利用本發明制造的示波管具有顯示屏幕大、體積小的優點。
8.利用本發明的數字式逐點掃描和數字式逐點聚焦系統可以對Sinclair式扁平顯象管進行改進，從而制造出大屏幕扁平彩色顯象管。
權利要求
1.一種顯象管數字尋址掃描電路，其特征在于包括存儲器和數控功率信號發生器；數控功率信號發生器包括數控行偏轉功率信號發生器和數控場偏轉功率信號發生器；數控行偏轉功率信號發生器和數控場偏轉功率信號發生器的輸入端分別聯接存儲器；數控行偏轉功率信號發生器和數控場偏轉功率信號發生器的輸出端分別接顯象管的行、場偏轉部件；存儲器中存有電子束掃描到顯象管熒光膜表面上任意一個熒光粉點時所需偏轉信號的數據。
2.根據權利要求1所述的數字尋址掃描電路，其特征在于，所述的行偏轉數控功率信號發生器和場偏轉數控功率信號發生器分別包括D/A轉換器及線性功率放大器；所述行、場偏轉部件分別為行、場偏轉極板。
3.根據權利要求2所述的數字尋址掃描電路，其特征在于，所述的行偏轉功率信號發生器還包括線性比較放大器；所述行偏轉部件為行偏轉線圈。
4.一種適用于權利要求1-3掃描電路的彩色顯象管，其特征在于，包括至少一個顯象單元，每一個顯象單元包括電子槍、偏轉部件、熒光膜、電子束掃描偏移感應器和玻殼；所有的顯象單元處于同一個真空環境；每個顯象單元的熒光膜是連成一體的；顯象管屏幕表面的熒光膜與玻殼后部沒有支撐連接。
5.根據權利要求4所述的彩色顯象管，其特征在于，包括9個顯象單元組成一個超大屏幕的彩色顯象管。
全文摘要
本發明提出一種數字尋址式掃描電路和數字式逐點聚焦電路、電子束掃描偏移測量及掃描偏移校正系統,以及一種無蔭罩彩色顯象管和超大屏幕彩色顯象管。采用本發明掃描電路和掃描方式的彩色顯象管可以大大提高電子束的掃描精度并減小電子束著屏的直徑。采用這種掃描電路彩色顯象管,其掃描電路和顯象管作成一體化,彩色顯象管可以采用無蔭罩結構、靜電偏轉掃描和單槍單束電子槍,從而大大簡化了彩色顯象管的結構,避免蔭罩帶來加工困難、熱拱和多束電子槍的會聚問題。采用多個本發明的數字式尋址掃描電路的彩色顯象管可以組合制成完全平面的超大屏幕的彩色顯象管,具有失真小、清晰度高、適應惡劣工作環境、重量輕和厚度薄的特點。
文檔編號H01J31/20GK1273486SQ0010608
公開日2000年11月15日 申請日期2000年4月20日 優先權日1999年4月21日
發明者王海 申請人:王海