显像管制造用曝光装置 本发明涉及一种用于制造CRT(阴极射线管)等显像管的曝光装置。
显像管的荧光体点阵是通过具有规定点阵图案的掩模对显像管内面涂覆的荧光体的感光性树脂进行曝光，然后再用溶剂将未曝光的感光性树脂除去形成的。曝光后的点阵硬化固定在显像管的内面上。彩色显像管的场合，分别采用G(绿色)、B(蓝色)、R(红色)荧光体作成，1像元中包含有G、B、R各点。按照上述制造方法顺序形成上述G、B、R点阵和为使图像鲜明分隔G、B、R各点的BM(黑色阵列)。
图5和图6示出现有制造方法中采用的曝光装置。棒状汞灯30的出射光通过罩29水平方向上细长的缝隙31发散，通过作光学补偿用的透镜32和掩模33对显像管34内面的曝光区域35进行曝光。图6中为简便起见，省略了光学补偿用的透镜32。
图5示出的是曝光用光的水平发散。曝光光束由位于汞灯30a中心的水平发散原点f1在水平方向上发散。图6示出的是曝光用光的垂直发散。曝光光束由缝隙31上的垂直发散原点f2在垂直方向上发散。曝光用光的水平和垂直方向的发散角度是相应于实际使用该显像管时电子束的水平和垂直偏转角度来设定地。实际使用显像管时，电子束靠水平偏转装置通电在水平偏转原点处作水平偏转，同时靠垂直偏转装置通电在垂直偏转原点处作垂直偏转。上述水平和垂直偏转原点位置分别与水平和垂直偏转装置的位置相对应。
图5和图6所示的曝光用光的水平和垂直发散原点f1和f2分别设定与为电子束的水平和垂直偏转原点相一致。通常，显像管的水平和垂直偏转装置在轴向上有位移，所以f1和f2在轴向上也有距离S的位移。
通过如上所述设定f1和f2的位置和曝光用光的发散角度，对G、B、R点阵曝光的光束便以与偏转电子束相同的方向投影到曝光区域。因而，实际使用该显像管时，偏转的电子束就可以正确地与图像信号同步在G、B、R点阵上扫描。
但上述现有曝光装置中，由于汞灯30产生的光大部分被罩29遮住，因而，曝光光量不足，曝光需要比较长的时间。
本发明提供一种可以在短时间内利用充足的曝光用光进行曝光的曝光装置。
本发明提供一种制造显像管用的曝光装置。上述曝光装置包括：光源；使光源产生的光会聚的装置；接收会聚光、对所接收的光积分、辐射经积分后的光斑的光积分器；辐射光斑、将辐射光投影到显像管曝光区域的透镜系统，上述透镜系统具有在其虚像区形成第一和第二虚像焦点的非点像差，上述第一和第二虚像焦点分别定位于与该显像管的垂直和水平偏转装置相对应的位置上；从而曝光用光看上去由第一虚像焦点在垂直方向上辐射，由第二虚像焦点在水平方向上辐射。
由于上述透镜系统具有非点像差，此非点像差在其虚像区给出第一和第二虚像焦点，因而，对G、B、R点阵曝光的曝光光束以与偏转的电子束相同的方向投影到显像管的曝光区域。因而，实际应用这种显像管时，偏转的电子束就可以正确地与图像信号同步在G、B、R点阵上扫描。
本发明的曝光装置，由于光源产生的光几乎全部用于曝光，所以可进行高亮度曝光。结果可大幅度缩短曝光用时，减少显像管的制造成本。
本发明实施例中采用棒状玻璃构成的光积分器，上述棒状光积分器通过在内部重复反射，对所入射的光进行积分，并辐射具有均匀光强分布的光。上述棒状光积分器具有小型和低成本优点。
图1示出本发明曝光装置的实施例。
图2示出本发明曝光装置另一实施例，这里采用光纤传输会聚光。
图3示出辐射曝光用光的透镜系统。
图4示出光积分器的辐射光。这里，辐射光在光积分器中积分，使光强分布均匀。
图5示出现有的水平方向曝光。
图6示出现有的垂直方向曝光。
图1示出本发明曝光装置的实施例。该曝光装置包括照明装置4和透镜系统7。照明装置4由椭圆反射镜2使超高压汞灯1产生的光会聚。会聚光通过冷反射镜15入射至由棒状玻璃、石英玻璃等构成的棒状光积分器3的一端，在棒中通过重复反射进行积分，然后从光积分器3另一端辐射积分后的均匀光，透镜系统7将所辐射的光10投影到显像管6的曝光区域6a上。
图2示出照明装置4另一实施例。椭圆反射镜2会聚的光通过冷反射镜15和光纤16输入至棒状光积分器3的一端。光纤16在避免杂光干扰和借此将椭圆反射镜2配置于机器小型化的空间是很有效的。
棒状光积分器3通过在内部重复反射使入射光积分，从而辐射光具有如图4所示的均匀光强分布C。图4光积分器是正方形断面的，但也可以是其他形状，例如三角形、圆形断面。光积分器3可由复眼透镜与非球面反射镜的组合来替代。但结构简单的棒状光积分器3具有小型和低成本的优点。
光积分器3的辐射光由透镜系统7投影，对显像管6的曝光区域6a进行曝光。透镜系统7与曝光区域6a间的光学补偿装置20由柱面透镜21、ΔP透镜22、X轴滤光镜23、ΔS透镜24、S补偿滤光镜25、主滤光镜26和ND滤光镜27构成。本发明曝光装置使用时，使得光源产生的光几乎全部用于曝光，因而可以进行高亮度曝光。从而大幅度缩短曝光用时，减少显像管制造成本。
图3示出由可变光圈透镜7a和投影透镜7b构成的透镜系统7。可变光圈透镜7a按适宜用于曝光的规定形状使照明装置4的出射光会聚。这种可变光圈透镜7a可以根据需要替换为将透镜孔径调节为规定形状的光圈装置。投影透镜7b将可变光圈透镜7a的会聚光投影到显像管6的曝光区域6a。投影光由垂直偏转方向上辐射的垂直辐射光VP和水平偏转方向上辐射的水平辐射光HP构成。透镜系统7具有在其虚像区形成虚像原点V和H的非点像差。如图所示，V和H是虚像原点，因而垂直辐射光VP和水平辐射光HP看上去分别是由V和H辐射的。
上述虚像原点V和H的位置分别与电子束垂直和水平偏转原点相对应地设定。而且，曝光用光的水平和垂直方向的辐射角与该显像管实际应用时的电子束水平和垂直偏转角度相对应地设定。因而，垂直辐射光VP和水平辐射光HP的光束以与垂直和水平偏转的电子束相同的方向投影到显像管的曝光区域。因而，实际使用该显像管时，偏转电子束就可以正确地与图像信号同步在G、B、R点阵上扫描。上述虚像原点V和H相应于电子束垂直和水平偏转装置的位移，具有距离S大小的位置。本实施例中垂直偏转装置比水平偏转装置更靠近光学积分器3，因而虚像原点V设定得比虚像原点H更靠近光学积分器3。如果垂直和水平偏转装置的位置颠倒过来设置，则虚像原点V和H的位置也颠倒设置。
多种透镜设计可以给出上述虚像原点V和H。图3中，虚像原点V可由图像变形透镜13、14的组合给出，虚像原点H可由图像变形透镜11、12的组合给出。多种透镜设计可以使用例如柱面透镜、超环面透镜、复曲面透镜等作为图像变形透镜11-14。
例如，21英寸(水平宽度为448mm)显像管可由下述设定获得较好结果。
光学积分器3前端与曝光面的间距＝325mm
曝光用光水平方向的辐射角度＝36度
曝光用光垂直方向的辐射角度＝24度
虚像原点V与H的位移S＝7mm
光积分器3的大小＝6mm2
光圈透镜7a所会聚的光＝2mm2
曝光用光有时成像在图3所示的畸变成像面31上，造成曝光不均匀。图1所示的ND滤光镜27与为补偿周边与中央的曝光差而设置的主滤光器26一起联动，对这种曝光差异进行补偿。
此时，主滤光镜26实用上不妨在曝光区域6a采用非成像曝光用光时，也对曝光差异进行补偿。