CN1017105B

CN1017105B - 彩色阴极射线管装置

Info

Publication number: CN1017105B
Application number: CN88101395A
Authority: CN
Inventors: 诸桥胜荣; 下河边慈郎; 下间武敏
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-03-16
Filing date: 1988-03-16
Publication date: 1992-06-17
Also published as: DE3862879D1; US4876478A; CN88101395A; KR900005541B1; KR880011870A; EP0283904B1; EP0283904A1

Abstract

阴极射线管装置包括具有管轴Z的真空玻壳和荧光屏，该荧光屏具有和管轴Z正交的水平轴X和垂直轴Y，玻壳中的一字形电子枪发射三条电子束，偏转磁场发生装置产生水平和垂直偏转磁场，水平偏转磁场包括主、辅偏转磁场，前者呈桶形分布且由玻壳中的垂直分量组成，对称于Y-Z平面并沿Y轴扩展，后者基本上不对称子Y-Z平面并主要由垂直分量组成。

Description

本发明涉及具有一字型（in-line）电子枪部件的彩色阴极射线管装置，特别是涉及具有偏转***的一字型彩色阴极射线管装置。

在一字型彩色阴极射线管中，玻壳是由面板、管颈和连接面板与管颈的漏斗形外壳构成。荧光屏形成于面板的内表面上，沉积有发射红、绿、兰光的荧光条层。向荧光屏发射三条电子束的电子枪部件安装在管颈内。偏转磁场发生器在漏斗形管壳的外表面，对电子枪部件发射出的电子束进行水平和垂直偏转，从而使电子束正确地扫描荧光屏。此外，在荧光屏附近安装有一个荫罩与面板内表面相对，在荫罩上按规定结构形成有大量的孔，使穿过孔的电子束准确地打在三个荧光条上。

为使由电子枪发射出的三条电子束能准确地会聚在荧光屏附近的会聚点上，并准确地落在三个对应的荧光条或点上，偏转***要在漏斗形管壳内产生出枕形水平偏转磁场和桶形垂直偏转磁场。也就是说，偏转***要产生自会聚型磁场。

使用这种自会聚型磁场作为偏转磁场的阴极射线管具有许多优点，例如，可省去各种调节会聚的端子或会聚电路。然而，在使用自会聚型磁场的阴极射线管中，由于是利用磁场变形来达到会聚的，所以电子束在荧光屏上的形状也变形了，这就降低了彩色显象管的分辨率。具体地说，如图1A所示，在荧光屏上沿水平轴的端部区域，电子束斑被分成水平拉长的亮核斑部分1和垂直拉长的暗影部分2，形成畸形。在荧光屏上沿垂直轴的端部区域，电子束斑被分解成垂直拉长的水平亮核斑部分3和垂直拉长的大暗影部分4，形成了畸形。

本发明的目的是提供一种偏转电子束的畸变最小、分辨率进一步提高的一字型阴极射线管装置。

本发明阴极射线管装置包括有：

一个具有管轴Z的真空玻壳;

一个在玻壳内形成的荧光屏，管轴Z穿过荧光屏的中心，该荧光屏具有与管轴Z正交的水平和垂直轴X、Y;

装在真空玻壳内的一字型电子枪部件，用于向荧光屏发射三条电子束，即一条中心电子束和两条旁边的电子束，电子束打在荧光屏上，并使其发光;以及

安装在真空玻壳外侧的偏转磁场发生装置，用于在玻壳内产生水平和垂直偏转磁场，从而使电子束水平和垂直地偏转，并由电子束扫描荧光屏，水平偏转磁场包括一个主偏转磁场和一个辅助偏转磁场，主偏转磁场具有桶形分布并由玻壳中的垂直分量组成，以便对称于包括Y轴和Z轴的Y-Z平面，并沿Y轴扩展，辅助偏转磁场与包括Y轴和Z轴的Y-Z平面基本非对称，并主要由垂直分量组成。

图1A和图1B为平面图，表示在常规彩色显象管的荧光屏上沿水平轴和垂直轴的端部区域由偏转电子束形成的束斑形状;

图2A和图2B是平面图，表示本发明阴极射线管装置中由水平偏转线圈产生的主、辅水平偏转磁场的分布;

图3A、图3B、和图3C是曲线图，分别表示主、辅水平磁场之间的关系;

图4A、图4B和图5A、图5B是示意图，说明由水平偏转磁场和磁场校正元件所产生的电子束形状和会聚的改变情况;

图6A和图6B是示意图，说明在使用磁场校正元件时电子束的会聚及形状。

图7A和图7B是示意图，说明水平偏转磁场和磁场校正元件的作用;

图7C是平面图，表示磁场校正元件的构造;

图8是曲线图，表示由于图7C中的磁场校正元件而引起的辅助偏转磁场强度分布的变化;

图9是本发明一实施例中彩色阴极射线管的剖面图;

图10A、图11、图12和图14是透视图，表明本发明实施例中用于产生辅助偏转磁场的磁芯和线圈的形状;

图10B是曲线图，表示图10A中线圈的供给电流;

图13是曲线图，表示图12或图14中线圈的供给电流;

图15、图16A和图16B是透视图，表示本发明实施例中各种磁场校正元件。

下面详细讲述施加于阴极射线管中的水平偏转磁场。

在本发明阴极射线管装置中，产生有由如图2A所示的桶形主水平偏转磁场11和如图2B所示的非对称辅助偏转磁场12、13组成的水平偏转磁场。图2A和图2B所示的主、辅水平偏转磁场11、12、13具有如图3A所示的沿阴极射线管管轴Z的强度分布。由图3A可明显地看到，主水平偏转磁场的强度在靠近荧光屏附近达到其峰值，而辅助偏转磁场的强度在电子枪部件附近达到其峰值。图3A中的横座标轴表示从参考值0（例如电子枪部件对着荧光屏的一端）到沿着Z轴朝向荧光屏的一个给定位置的相对距离。

一般可将对称于Y-Z平面的磁场强度表示为：

B＝B₀+B₂X²+B₄X⁴+……（1）

其中B₀、B₂和B₄分别是表示对称磁场分量强度的各项的系数，x是x坐标值。水平偏转磁场最主要的特性取决于B₂，它是一次级分量。

非对称于Y-Z平面的磁场强度可表示为：

B＝B₁X+B₃X³+B₅X⁵+……（2）

其中B₁、B₃和B₅分别是表示非对称磁场分量强度的各项的系数，x也是x坐标值。辅助水平偏转磁场取决于B₁，它是一个主分量。由这些等式可发现图3A中所示的主、辅水平偏转磁场的强度分布分别对应于次、主分量B₂和B₁。

图3B表示与图3A中所示的主、辅水平磁场11、12和13对电子束会聚和束斑形状产生的影响有关的加权函数。如图3B所示，由虚线表示的主水平偏转磁场的加权函数在荧光屏侧具有高值，而由实线表示的辅助偏转磁场的加权函数在电子枪侧有高值。

如图3C所示，偏转磁场作用于电子束的影响正比于图3A中磁场强度与图3B中加权函数的乘积。

由上述可知，在本发明中，从电子枪部件向荧光屏行进的电子束先受到辅助偏转磁场的影响，而后再受主水平偏转磁场的影响。

现参阅图4A、4B、5A、5B、6A和6B，以上述分析为基础来叙述本发明电子束的会聚和荧光屏上形成的束斑形状。

例如，如果只是主偏转磁场11作用于电子枪部件射出的电子束，由于沿水平轴被偏转向荧光屏端部的电子束是受主偏转磁场影响的，那么如图4A所示，出现在荧光屏14上的束斑仅由垂直拉长的核斑部分15组成，暗影部分被剔除了。然而，三个电子束稍微有些过聚。因此，如图4B所示，在矩形荧光屏14上，红方电子束打在由实线表示出的溅落区19R，兰方电子束打在由虚线表示出的溅落区19B，相互并不一致。在荧光屏14上形成的溅落区相互错开了。

与上述情况相反，当图2B所示的辅助偏转磁场12和13作用于电子束时，就形成了包含有水平拉长的核斑部分16和很小暗影部分的束斑，其形状在实际应用中并不产生任何问题，如图5B所示。此外，能获得很好的三电子束的会聚特性，电子束打到的溅落区的两侧恰好互相重合。这是由于辅、主偏转磁场影响电子束，使其截面区域分别沿水平和垂直方向被进一步拉长所引起的。在这种情况中，由于辅助偏转磁场的影响大于主偏转磁场，电子束的形状在端部沿水平方向略有拉长。如上所述，当由辅助偏转磁场影响的电子束进入主水平偏转磁场的范围时，电子束的形状受桶形磁场影响聚集成为一个园圈。

如上所述，根据本发明可以得到一种一字型彩色显象管，在其荧光屏上获得每个电子束斑的最佳形状，并可获得三电子束最佳的会聚特性。

下面参阅图6A、6B、7A和7B来讲述把上述水平偏转磁场和磁场校正元件结合起来的实施例。

当由高导磁率磁性物质组成的磁场校正元件安装在辅助水平磁场中电子束附近，被水平偏转的电子束在荧光屏14上组成了一个具有如图6A所示的在水平方向上有所拉长的核斑部分17和很小的暗影部分的束斑。此外，就三电子束的会聚来讲，可以获得很好的会聚特性，其在两侧的电子束彼此一致。造就这种特性的磁场校正元件将参阅图7A和7B来讲述。

图7A表示从电子枪部件射出的电子束B、G和R以及影响这些电子束的附加偏转磁场12和13之间的关系。当不安装磁场校正元件时，电子束B、G和R上施加如图7B所示的磁场。特别是由于把用长箭头表示的磁场力加到最外边部分的电子束上，而把用短箭头表示的磁场力加到最里面部分的电子束上，所以电子束受磁场力影响使其形状向水平方向伸长。

当如图7C所示，在附加偏转磁场12和13中安装磁场校正元件对14B、14G和14R时，这些元件对之间分别形成的区域14B1、14G1和14R1中的附加偏转磁场12和13是均匀的。结果，使电子束向水平方向伸长的磁场分量减小，从而通过这些区域的电子束只受使其截面形状向水平方向略微伸长的力的支配。

图8表示磁场强度沿图7C所示空间的X轴方向的分布。其中虚线Ⅲ代表沿穿过相应的对14B、14G和14R之间的区域14B1、14G1和14R1的线B-B′的场强（纵座标）分布，而线Ⅳ代表沿平行于X轴的线A-A′的场强（纵座标）分布。如图8所示，磁场校正元件对14B、14G和14R之间相应的区域14B1、14G1和14R1中的磁场强度是均匀的。因此，可以防止通过这些区域的三条电子束发生畸变。

如上所述，当电子束受到附加偏转磁场的影响并进入主水平偏转磁场的范围时，则电子束的形状受到桶形磁场的影响而聚集成为一个圆圈。

因此，通过在附加水平偏转磁场中安装磁场校正元件，就可以做出一字型彩色显象管，其中在荧光屏上的每一条电子束都有很好的形状，并且可以得到优良的电子束会聚特性。

图9是一幅彩色阴极射线管的示意图，该管装有用以产生图2A和2B所示的主水平偏转磁场和辅助水平偏转磁场的偏转线圈。众所周知，玻壳包括面板18、漏斗形外壳19以及管颈20。红、绿、蓝三色荧光点或条有规律地淀积在面板18的内表面上，以形成荧光屏21。用于向荧光屏21发射三条电子束B、G和R（即一条中心电子束和两条旁边电子束）的一字型电子枪部件23安装在管颈20之中。电子束B、G和R被安装在漏斗形外壳19外面的水平和垂直偏转磁场发生器所偏转，并落在荧光屏21的显示区域上。

荫罩22靠近荧光屏21放置，对着面板18的内表面。三条电子束B、G和R穿过荫罩22上的许多小孔，然后打在三色荧光粉的预定位置上。

以下对水平和垂直偏转磁场发生器作详细描述。

对于垂直偏转磁场发生器来说，采用一种公知的装置，例如绕在铁淦氧磁芯24上的环形线圈25，以产生一桶形磁场。由垂直偏转磁场发生器产生的磁场最好具有桶形，然而，也可以具有均匀形状或枕形。

如上所述，水平偏转磁场由图2A和2B所示的主水平偏转磁场和辅助水平偏转磁场结合在一起构成。主水平偏转磁场由绕在马鞍形隔板（separator）26内表面的线圈27产生，如图9所示。辅助水平偏转磁场由绕在铁淦氧磁芯24上的环形线圈28产生。因此，垂直偏转线圈25和辅助水平偏转线圈28都绕在铁淦氧磁芯24上。

图10A是铁淦氧磁芯24和用以产生辅助水平偏转磁场的环形线圈28的放大图，其中省略了垂直偏转线圈。图10B表示图10A中的环形线圈所通过的电流和时间之间的关系。

如图10A所示，产生垂直偏转磁场的线圈、产生主水平偏转磁场线圈和辅助水平偏转磁场的线圈互相结合在一起，并且给予调整。然后，如图9所示，用楔形块29将它们安装在彩色显像管的管颈及漏斗形外壳的外表面周围。在这样一种彩色显像管中，当垂直和水平偏转信号分别加到产生垂直偏转磁场的线圈和产生主水平偏转磁场的线圈上，而图10B所示的辅助水平偏转信号加到产生辅助水平偏转磁场的线圈28上时，由垂直偏转磁场线圈产生具有桶形、均匀或枕形的垂直偏转磁场，而由主水平磁场线圈和辅助水平磁场线圈产生如图2A和2B所示的主水平磁场和辅助水平磁场。因此，即使从电子枪部件发出的电子束以预定的方式被这些垂直和水平偏转磁场偏转，电子束的畸变也可以通过上述效果而降至最低程度。这样，就可得到高分辨率的彩色阴极射线管装置。

产生辅助偏转磁场的环形线圈28可以绕在铁淦氧磁芯24上，如图11或12所示。图12所示的线圈28分成左、右两部分28A和28B。把分别由图13中的实线和虚线表示的辅助偏转磁场电流Ia和Ib各自加到左、右两部分线圈28A和28B上，由此产生图2B所示的非对称辅助偏转磁场。

如果采用具有如图14所示的左、右两部分30A和30B的马鞍形线圈30，并且分别把图13所示的电流以与上面情况相同的方式加到左、右两部分线圈30A和30B上，则得到等同于图2B所示磁场的辅助偏转磁场。

当图13所示的电流被加到图14中的线圈上时，一个线圈对就能产生一个主水平偏转磁场和一个辅助偏转磁场。然而，产生的磁场分布是将图2A所示的主水平偏转磁场叠加在图2B所示的辅助偏转磁场之上得到的。在这种情况下，主水平偏转磁场和辅助偏转磁场的形状和强度能够不依赖于所选择的线圈形状和加到该线圈上的电流而独立变化。

下面描述磁场校正元件的实例。

磁场校正元件安装在电子枪部件23之中、靠近罩板31上的孔，这些孔允许电子束穿过，校正元件靠近偏转***的一端。如图15所示，磁场校正元件14B、14G和14R安装在圆柱形罩板31上。每个磁场校正元件可由高导磁率的坡莫（permalloy）合金或类似材料制成，形状可如图16A或16B所示。此外，磁场校正元件不仅可以安装在终端电极上，也可以安装在会聚电极上。

如上所述，根据本发明可以实现一种彩色阴极射线管装置，它减小了偏转电子束的畸变，并能获得很好的分辨率。

Claims

1、一种阴极射线管装置，包括：

具有管轴Z的真空玻壳(18、19和20)；

在所说的玻壳(18、19和20)中的荧光屏(21)，管轴Z穿过所说的荧光屏(21)的中心，并且所说的荧光屏(21)具有和管轴Z正交的水平轴X和垂直轴Y；

安装在所说的真空玻壳中的一字形电子枪部件(23)，用于向所说的荧光屏(21)发射中心电子束和两条旁边的电子束，电子束打在荧光屏(21)上使其发光；以及

偏转磁场发生装置(24，25和28)，它们安装在所说的真空玻壳(18、19和20)的外面，用来在所说的玻壳内部产生水平和垂直偏转磁场(11、12和13)，从而对电子束进行水平和垂直偏转，并用电子束对所说的荧光屏(21)扫描，其特征在于：水平偏转磁场(11)包括一个主偏转磁场和一个辅助偏转磁场，主偏转磁场具有桶形分布、并由玻壳中的垂直分量组成，以便对称于包括Y轴和Z轴的Y-Z平面，并沿Y轴扩展，辅助偏转磁场(12，13)不对称于包括Y轴和Z轴的Y-Z平面，并主要由垂直分量组成，该X轴上的垂直分量的绝对值随着离开Z轴的距离而增大。

2、如权利要求1所述的装置，其特征在于：辅助偏转磁场（12、13）在电子枪部件侧有一场强峰值，而主偏转磁场（11）在荧光屏侧有一场强峰值。

3、如权利要求1所述的装置，其特征在于：该装置还包括部件（14B、14R和14G），用来在形成辅助偏转磁场（12、13）的空间中，在至少是两条旁边电子束穿过的通路部分，形成一个基本上均匀的磁场。

4、如权利要求3所述的装置，其特征在于：用来形成基本上均匀的磁场（12、13）的所述部件（14B、14R和14G）由一对高导磁率的磁块组成，并且两条旁边电子束通过的区域限定在所说的磁块对之间，而该磁块对之间产生了均匀的磁场。