使用具有由不同直径部分组成的颈的阴极射线管的投影型阴极射线管设备

摘要

一种投影型阴极射线管设备，包括一个屏板，一个颈，一个连接屏板到颈的一端的漏斗部，和闭合颈的另一端的管柄部。一个电子枪安放在颈内用于朝屏板上的荧光屏幕投射电子束。颈包括一个配置在它的漏斗部侧的一个小直径颈部分，配置在它的管柄部一侧的一个大直径颈部分，和一个连接小直径颈部分和大直径颈部分的颈连接区域。一个偏转轭设置在漏斗部和小直径颈部分之间的一个过渡区附近。设置一个用于产生电子束会聚磁场的会聚轭，使之从大直径颈部分延伸，并围绕颈连接区域的至少一部分。

说明书

技术领域

本发明涉及投影型阴极射线管设备，其用于投影型图像显示设备，诸如投影式TV接收机和视频投影仪。

背景技术

投影型图像显示设备结合3个分别用于产生红、绿和兰色图像的投影型阴极射线管设备。在投影型阴极射线管设备上的3个图像由投影镜头放大并在屏幕上组合。

每一投影型阴极射线管设备结合一个偏转轭，一个会聚轭，和一个准直磁铁，它们从荧光屏幕朝电子枪的依次序安排。从电子枪发射出的电子束被由偏转磁轭产生的偏转磁场偏转，然后到达荧光屏幕。

投射在观看屏幕上光栅的失真和3色光栅之间的尺寸差(称为色配准不良或会聚失调)由会聚轭产生的磁场修正。在投影型图像显示设备中，从3个投影型阴极射线管设备投影的3个图像需要在观看屏幕上重合，因此，需要使用会聚轭来获得无色配准不良的图像。这种常规技术例如在日本专利申请公开说明书No.特开平8-287845中公开。

发明内容

近来，已经开发出具有由不同直径部分组成的颈的投影型阴极射线管(以下称为不同直径多颈型投影型CRT)，它使偏转轭安装部分的外径小于安放电子枪的部分的外径，其目的是实现减少偏转功率消耗同时改善聚焦特性。

在不同直径多颈型投影型CRT中，当围绕颈的具有较小外径的部分(小直径颈部分)安装用于修正上述色配准不良的会聚轭时，投影型图像显示设备的观看屏幕上的色配准不良的修正灵敏度因为会聚轭自身的内径减小而改善。然而，在这种情况下，因为必须增加小直径颈部分的轴向长度来为偏转轭和会聚轭两者提供安装空间，安放在颈的具有大外径的部分(大直径颈部分)内的电子枪的主透镜从荧光屏幕进一步移开，因此在荧光屏幕上的聚焦特性下降。此外，当小直径颈部分的轴向长度增加时，投影型阴极射线管自身的总长度也增加，这是为实现一个紧凑投影型图像显示设备所不希望的，

在这些条件下，在不同直径多颈型投影型CRT中，不可避免要在大直径颈部分周围安装会聚轭，因此存在一个改善色配准不良的修正灵敏度的问题。

本发明的一个代表性目的是提供一种投影型阴极射线管设备，该设备使用不同直径多颈型投影型CRT，它具有改善的图像显示的聚焦特性和改善的色配准不良的修正效率。

本发明的代表结构如下，在不同直径多颈型投影型CRT中，会聚轭的设置从大直径颈部分向在大直径和小直径颈部分之间的过渡区延伸。

因为投影型阴极射线管使用一个单色荧光屏幕和单束电子枪，和使用3色荧光屏幕和3束电子枪的彩色阴极射线管相比，它们在电子束和它们的真空外壳的颈的内壁之间有更大的空间，因此，在投影型阴极射线管中，电子束撞击颈内壁的可能性不大。鉴于此，在不同直径多颈型投影型CRT中，使大直径和小直径颈部分之间的差尽可能大，以有效实现偏转功耗减少和改善聚焦特性。

另一方面，颈的直径沿颈轴线在大直径和小直径颈部分之间的连接部分逐渐改变，因此，随着在大直径和小直径颈部分之间的差增加，颈连接区域的轴向长度增加。围绕颈连接区域的空间未有效利用。本发明的上述代表结构有效使用在别的情况下未使用的颈连接区域作为安装会聚轭的空间，从而增加了会聚的轴向长度，增加了色配准不良的修正效率，不需特意围绕小直径颈部分安装会聚轭。

根据本发明的一个实施例，提供了一个投影型阴极射线管设备，它包括：一个玻璃外壳，包括一个屏板，一个颈，一个连接屏板到颈的一端的漏斗部，和闭合颈的另一端的管柄部；在屏板内表面上形成的荧光屏幕；安放在颈内用于朝荧光屏幕投射电子束的电子枪；用于使电子束在荧光屏幕上扫描的偏转轭；用于产生电子束会聚磁场的会聚轭，其中，所述颈包括一个配置在其一侧面向漏斗部的小直径颈部分，一个配置在其另一侧面向管柄部的大直径颈部分，和一个连接小直径颈部分和大直径颈部分的颈连接区域；偏转轭配置在在漏斗部和小直径颈部分之间的过渡区附近，会聚轭的设置从大直径颈部分延伸，并围绕至少部分颈连接区域。

根据本发明的另一实施例，提供一个投影型阴极射线管设备，它包括：一个玻璃外壳，包括一个屏板，一个颈，一个连接屏板到颈的一端的漏斗部，和闭合颈的另一端的管柄部；在屏板内表面上形成的荧光屏幕；安放在颈内用于向荧光屏幕投射和聚焦电子束的电子枪；用于使电子束在荧光屏幕上2维扫描的偏转轭；用于产生电子束会聚磁场的会聚轭，其中，所述颈包括一个配置在其一侧面向漏斗部的小直径颈部分，一个配置在其另一侧面向管柄部的大直径颈部分，和一个连接小直径颈部分和大直径颈部分的颈连接区域；偏转轭配置在在漏斗部和小直径颈部分之间的过渡区附近，会聚轭围绕颈连接区域配置，会聚轭的荧光屏幕侧的内径小于大直径颈部分的外径。

根据本发明的另一个实施例，提供一个投影型阴极射线管设备，它包括：一个玻璃外壳，包括一个屏板，一个颈，一个连接屏板到颈的一端的漏斗部，和闭合颈的另一端的管柄部；在屏板内表面上形成的荧光屏幕；安放在颈内用于朝荧光屏幕投射电子束的电子枪；用于使电子束在荧光屏幕上扫描的偏转轭；用于产生电子束会聚磁场的会聚轭，其中，所述颈包括一个配置在其一侧面向漏斗部的小直径颈部分，一个配置在其另一侧面向管柄部的大直径颈部分，和一个连接小直径颈部分和大直径颈部分的颈连接区域；偏转轭配置在在漏斗部和小直径颈部分之间的过渡区附近，会聚轭围绕小直径颈部分设置。

根据本发明的另一个实施例，提供一个投影型阴极射线管设备，它包括：一个玻璃外壳，包括一个屏板，一个颈，一个连接屏板到颈的一端的漏斗部，和闭合颈的另一端的管柄部；在屏板内表面上形成的荧光屏幕；安放在颈内用于朝荧光屏幕投射电子束的电子枪；用于使电子束在荧光屏幕上扫描的偏转轭；用于产生电子束会聚磁场的会聚轭，其中，所述颈包括一个配置在其一侧面向管柄部的大直径颈部分，和其外径朝向漏斗部减小的颈连接区域，颈连接区域的一端连接到大直径颈部分，而颈连接区域的另一端连接到漏斗部，偏转轭设置在漏斗部和颈连接区域之间的过渡区附近，会聚轭的设置从大直径颈部分延伸，并围绕至少部分颈连接区域。

附图说明

附图中，相似的参考号码指示所有附图中相似的部件，其中：

图1是根据本发明的投影型阴极射线管设备的第一实施例的示意侧视图，部分被切去，部分以断面形式表示；

图2是根据本发明的投影型阴极射线管设备的第二实施例的示意侧视图，部分被切去，部分以断面形式表示；

图3A和3B是图2的会聚轭的从荧光屏幕一侧看的示意前视图，用以解释组装会聚轭的方法；

图4是根据本发明的投影型阴极射线管设备的第三实施例的示意侧视图，部分被切去，部分以断面形式表示；

图5A和5B是图4的会聚轭的从荧光屏幕一侧看的示意前视图，用以解释组装会聚轭的方法；

图6是一个会聚轭的修改的局部示意侧视图，部分被切去，部分以断面形式表示，所述会聚轭用于根据本发明的投影型阴极射线管设备。

图7是一个会聚轭的另一修改的局部示意侧视图，部分被切去，部分以断面形式表示，所述会聚轭用于根据本发明的投影型阴极射线管设备。

图8是根据本发明的投影型阴极射线管设备的另一实施例的局部示意侧视图，部分被切去，部分以断面形式表示；

图9是一个示意图，用以说明投影TV接收机系统的概念；

图10是背投式TV接收机的示意横断面视图；

图11表示给会聚轭供应的电流的一些例子，用以修正由3个投影型阴极射线管设备投射在屏幕上的光栅的失真。

具体实施方式

现在参考附图详细解释根据本发明的代表实施例。

图1是根据本发明的投影型阴极射线管设备(下称PRT)的第一实施例的示意侧视图，部分被切去，部分以断面形式表示。该PRT用于投影型电视接收机等。PRT的真空外壳由屏板1、颈3、连接到颈3的一端的漏斗部2、和关闭颈3的另一端的管柄部5组成。管柄部5具有嵌在其内的管脚51，用于给电子枪6的各电极供应电压。基座4用于保护管柄部5和管脚51。给PRT提供一个总体上为矩形的单色荧光屏幕，其在总体上为矩形的屏板1的内表面上形成。单一电子束从电子枪6射出，然后由偏转轭7水平和竖直偏转，然后扫描荧光屏幕以产生光。

屏板1具有平的外表面和朝向电子枪6凸起的内表面，形成一个凸透镜。在本实施例中，屏板的内表面是球形，曲率半径R为350mm。屏板1的内表面有时做成非球形来补偿由于投影镜头造成的畸变。屏板1的玻璃厚度To在屏板1的中心是14.1mm，屏板1的外对角线尺寸是7英寸，用荧光屏幕形成的可用观看屏幕区域的对角线尺寸是5.5英寸，PRT的总长度L1是276mm。

颈3包括一个连接到漏斗部2的小直径颈部分31，一个用管柄部5密封的大直径颈部分32，和将小直径颈部分31和大直径颈部分32连接在一起的颈连接区域33。偏转轭7围绕在小直径颈部分31和漏斗部2之间的过渡区的外部安装。小直径颈部分31的外径是29.1mm。电子枪6安放在大直径颈部分32内。大直径颈部分32的外径是36.5mm，显著比小直径颈部分31的外径大。在本说明书中，具有由不同直径部分组成的颈的PRT将称为不同直径多颈型PRT。这里外部颈直径29.1mm和36.5mm是为方便指代而确定的公称值，而实际外径由于制造公差而与该公称值不同。

以这种方式，围绕小直径颈部分31安装用于偏转电子束的偏转轭7的水平偏转线圈71和竖直偏转线圈72。从而可以减少偏转功耗。在这一场合，与外部颈直径为36.5mm的场合相比，偏转功耗大约减少25％。用于形成电子枪6的主镜头以聚焦电子束的电极安放在大直径颈部分32内，从而可以增加电子透镜的直径。

电子枪6的第一栅极(控制电极)61形成杯子的形状，用于发射电子束的阴极安放在第一栅极61内。第二栅极(加速电极)62结合第一栅极形成一个预聚焦透镜。给第三栅极(第一阳极)63供给30kV的阳极电压，该电压供给用作最后电极的第五栅极(第二阳极)65。一般说，PRT的阳极电压等于或高于25kV。

当使电子束偏转区的外部颈直径和电子束聚焦区的外部直径不同时，由于机械的限制，电子枪从荧光屏幕进一步远移。当电子枪从荧光屏幕进一步远移时，电子束的聚焦特性恶化，但是在PRT中的聚焦特性的恶化很容易由升高阳极电压补偿。在PRT中，可以增加它的最大工作电压到30kV或更高。

第四栅极(聚焦电极)64分成一个第四栅极第一部件(聚焦电极第一部件)641和第四栅极第二部件(聚焦电极第二部件)642，给它们两个都供给大约8kV的聚焦电压。聚焦电极第二部件642的荧光屏端在直径上放大，并延伸到第二阳极65中以形成一个大直径末级主透镜。外部颈直径越大，透镜直径越大，聚焦特性的改善越有效。末级主透镜的中心平面定义为聚焦电极的第二部件642的荧光屏端ML，从末级主透镜的中心平面ML到屏板1的内表面的中心的轴向距离是139.7mm。

PRT需要产生高亮度图像，因此以4mA或更高的电子束电流(阳极电流)操作。非常重要的是保证大的透镜直径，以即使在如此大的电流的情况下保持高质量聚焦。因为PRT在高荧光屏幕电压下工作，由于空间电荷斥力引起的电子束的扩散比较小，特别是在大的电子束电流下。在大电流下，在荧光屏幕上的电子束斑的直径近似由由于电子枪的球差引起的电子束扩散决定。这就是说，在PRT中，由增加电子枪的透镜直径得到的优点超过了由使颈成为不同直径的颈部分和从荧光屏幕进一步远移电子枪引起的缺点。

与第二阳极65集成组装在一起的屏蔽杯(shield cup)66用作形成主透镜的电极之一。使屏蔽杯66的直径朝荧光屏幕100逐渐变小。随着颈连接区域33的外径在电子枪6的前端附近变小，使电子枪6的电极的直径在电子枪6的前端附近变小，以便消除从荧光屏幕100过量远移电子枪6的需要。

在单电子束型PRT的场合，对于两侧电子束对颈内壁的撞击不需要给予特殊的考虑，不像直列式三电子束(three in-line electro beam)荫罩型彩色阴极射线管的情形。在使用按照本发明的不同直径多颈型投影型CRT的PRT(以下称不同直径多颈型PRT)中，使大直径颈部分32和小直径颈部分31之间的直径差尽可能大，以实现通常不兼容的偏转功耗的减少和放大主透镜的透镜直径，同时如上所述，选择该差为5mm或更大非常有效。

为实现上述两个相互冲突的需要，即减少偏转功耗和放大主透镜直径，优选：

(1)20mm≤小直径颈部分的外径≤30mm，以获得偏转功耗的显著减少，

(2)29.1mm≤大直径颈部分的外径，以保证所需要的聚焦特性而不需要过量增加PRT的总长度(当大直径颈部分的外径≥36.5mm时聚焦特性的改善更加明显)，和

(3)5.0mm≤在大和小直径颈部分之间的外径差≤16.5mm，以考虑到物理强度和其它因素。

将大直径颈部分32和小直径颈部分31连接到一起的颈连接区域33的直径沿阴极射线管的轴线逐渐变化，因此，随着大直径颈部分32和小直径颈部分31之间的直径差增加，颈连接区域33的轴向长度增加。前述情形下，大直径颈部分32和小直径颈部分31的直径分别是36.5mm和29.1mm，颈连接区域33的轴向长度近似为8mm。围绕颈连接区域33的空间未用。

从偏转轭7向基座4，顺次给PRT提供会聚轭8、速度调制线圈9、中心调整磁铁10、11。偏转轭7包括用于在水平方向上扫描电子束的水平偏转线圈71，用于在竖直方向上扫描电子束的竖直偏转线圈72，和用于分别定位水平和竖直偏转线圈71、72的线圈分隔物73。偏转轭7的基座4一端(偏转中心附近)围绕小直径颈部分31安装。

会聚轭8包括一个环形透磁磁心801和环形绕制磁心801上的环形线圈802，用于产生会聚磁场。会聚轭8从大直径颈部分32延伸到环绕颈连接区域33的至少一部分(例如在轴向上2到3mm)的周围，并配合到连接在偏转轭7的线圈分隔物73的基座4一端的会聚轭保持器中。会聚轭8的基座4端安装在大直径颈部分32上的理由是避免从电子枪的末级主透镜的ML位置到荧光屏幕的中心的距离L2的过量增加和由于小直径颈部分31朝基座4的延伸引起的PRT的总长度L1的过量增加。

会聚轭8的内壁沿整个轴向长度近似为圆柱形，其半径相应于大直径颈部分32的直径。这是因为会聚轭8从基座起围绕大直径颈部分32固定。虽然围绕颈连接区域33的会聚轭8的内径等于其围绕大直径颈部分32的内径，但是修正色配准不良的效率被改善而无需围绕小直径颈部分31安装会聚轭8，因为通过利用围绕颈连接区域33的未曾利用的空间而增加了会聚轭8的总长度。

附带地，可以想到，为改善修正色配准不良的效率，朝基座4延伸会聚轭8的总长度。然而，因为颈安装部件如速度调制线圈9和中心调整磁铁10、11通过颈安装部件保持器13通过使用压板12m固定在会聚轭8的基座4一侧，因此对防止会聚轭8与颈安装部件的干扰需要给以考虑。还存在会聚轭8的线圈801的轴心位置CY从电子枪的末级主透镜的位置ML过度朝基座4偏移，从而对电子束的聚焦特性产生不良影响的可能性。因此，会聚轭8的线圈801的轴心位置CY最好放置在末级主透镜位置ML的荧光屏幕侧。

使用速度调制线圈9改善图像显示率(image display ratio)。因为速度调制线圈9围绕外径为36.5mm的大直径颈部分32安装，因此，它的灵敏度十分重要。为改善速度调制线圈9的灵敏度，把聚焦电极64分成聚焦电极第一部件641聚焦电极第二部件642，从而在其间形成一个间隙，结果，由速度调制线圈9产生的磁场有效地施加到电子束上。

图2是根据本发明的PRT的第二实施例的示意侧视图，部分被切去，部分以断面形式表示，而图3A和3B是图2所示会聚轭的示意前视图，它们是从图2的荧光屏幕100侧看去的，用以解释组装会聚轭8A的方法。会聚轭8A围绕颈连接区域33设置，其内壁具有总体上为截头圆锥的形状，与颈连接区域33的外表面的轮廓基本一致。会聚轭8A包括一个环形透磁磁心801A和围绕磁心801A环形绕制的环形线圈802A，用于产生会聚磁场。用于把会聚轭8A保持在其位置的会聚轭保持器81A具有与颈连接区域33的外表面的轮廓基本一致的部分。会聚轭8A的内径(环形磁心801A的内径)从它的管柄部5一侧朝它的荧光屏幕100侧逐渐减小，因此修正电子束的效率得以改善。

因为会聚轭8A的内径在其荧光屏幕侧小于大直径颈部分32的外径，因此会聚轭8A分成如图3A所示的上部件8A1和下部件8A2。上部件8A1和下部件8A2的每一个由一个半环形透磁磁心801A和在磁心801A上环形绕制的环形线圈802A组成，用以产生会聚磁场。上部件8A1和下部件8A2被保持在一起，中间竖直夹着颈3(由虚线指示)，如图3B所示。

图4是根据本发明的PRT的第三实施例的示意侧视图，部分被切去，部分以断面形式表示，图5A和5B是图4的会聚轭8B的示意前视图，它是从图4的荧光屏幕100一侧看去的，用以解释组装会聚轭8B的方法。会聚轭8B围绕小直径颈部分31设置，它的内壁总体上为圆柱的形状，与小直径颈部分31的外表面的轮廓基本一致。会聚轭8B包括一个环形透磁磁心801B和围绕磁心801B环形绕制的环形线圈802B，用以产生会聚磁场。用于将会聚轭8B保持在其位置的会聚轭保持器81B具有与小直径颈部分31的外表面的轮廓基本一致的部分。

会聚轭保持器81B比结合图1解释的会聚轭保持器81放置得更靠近阴极射线管轴线。会聚轭8B的内径(磁心801B的内径)小于会聚轭8的内径，因此，施加在电子束上的修正的灵敏度进一步得到改善。

因为会聚轭8B的内径小于大直径颈部分32的外径，因此会聚轭8B分成如图5A所示的上部件8B1和下部件8B2。上部件8B1和下部件8B2的每一个由一个半环形透磁磁心801B和在磁心801B上环形绕制的环形线圈802B组成，用以产生会聚磁场。上部件8B1和下部件8B2被保持在一起，中间竖直夹着颈3(由虚线指示)，如图5B所示。

在本实施例中，选择大直径颈部分32的外径为36.5mm或更大、选择小直径颈部分31的外径为29.1mm或更小更加有效。小直径颈部分31的外径的减小能缩短偏转轭7的偏转线圈的轴向总长度，因此，通过抑制小直径颈部分31的长度延伸保证了用于设置会聚轭8B的足够空间。另外，可以容易地实现偏转轭7和会聚轭8的整体装配。

图6是一个会聚轭的修改的局部示意横断面视图，所述会聚轭用于根据本发明的PRT中。会聚轭的修改8C是分别参考图2和图4解释的第二和第三实施例的结合，会聚轭8C包括一个环形透磁磁心801C和围绕磁心801C螺旋绕制的环形线圈802C，用以产生会聚磁场。因此，施加在电子束上的修正的效率进一步改善。

图7是会聚轭的另一修改的局部示意横断面视图，所述会聚轭用于根据本发明的PRT。在会聚轭的该修改8D中，总体上是圆柱的部分其内壁基本与大直径颈部分32的外表面的轮廓一致，它加在参考图6解释的修改8C上，会聚轭8D包括一个环形透磁磁心801D和围绕磁心801D螺旋绕制的环形线圈802D，用以产生会聚磁场。因此，施加在电子束上的修正的效率进一步改善。

在上面解释的实施例中，颈3由小直径颈部分31、大直径颈部分32和用于连接小直径颈部分31和大直径颈部分32的颈连接区域33组成。然而，在图8所示的另一个实施例中，漏斗部2A和大直径颈部分32通过颈连接区域(直径减小区域)33A连接在一起，不使用小直径颈部分31。在本实施例中，漏斗部2A的电子枪6一端向直径减小区域33A的小直径端延伸并逐渐变细。稍微修改偏转轭7使之与漏斗部2A匹配。这一实施例可应用于所有上述实施例和修改，并提供相似于由上述实施例和修改获得的优点。

在本实施例中，优选：

1)20mm≤直径减小区域33A的小直径颈端的外径≤30mm，用以获得偏转功耗显著的减少，

(2)29.1mm≤大直径颈部分的外径，用以保证所需要的聚焦特性而不需要过量增加PRT的总长度(当大直径颈部分的外径≥36.5mm时聚焦特性的改善更加明显)，和

(3)5.0mm≤大直径颈部分和直径减小区域33A的小直径端之间的外径差≤16.5mm，以考虑到物理强度和其它因素。

图9图解了投影TV系统的概念。在投影TV接收机中，如图9所示，分别从红色PRT rPRT、绿色PRT gPRT、和兰色PRT bPRT输出的3种颜色图像分别通过投影透镜LNS投射到屏幕SRN上，在屏幕SRN上提供聚合图像。通过倾斜各个PRT粗调3个图像的聚合，通过使用安装在各PRT上的会聚轭精调聚合。

图11表示供给会聚轭8的电流的一些例子，其用于修正由gPRT、rPRT和bPRT投射在屏幕SRN上的光栅的失真。

图10是一个背投式TV接收机的横断面示意图。从多个PRT来的图像由透镜LNS放大，然后由一个镜子MR反射，然后被投射到屏幕SRN上。结合在PRT中的会聚轭8连接到一个会聚驱动电路CGC。本发明的PRT中的会聚轭8对色配准不良的修正的灵敏度的改善减少了会聚轭驱动电路CGC中的功耗。通过这一结构，用于阴极射线管的标准偏转电路系统具有直径管为29.1mm的颈，聚焦特性也被改善。

因为投影TV接收机使用3个PRT，偏转功率的节省和修正色配准不良的效率的改善数量三倍于通常的TV接收机。通常的投影TV接收机使用的观看屏幕的对角线长度等于40英寸或更大。当在这样大观看屏幕上显示通常的NTSC信号时，扫描线结构明显可见，因此显示质量恶化。为消除这一问题，投影TV常常采用使用大数目扫描线的高级电视系统(Advanced Television System)。在这种情况下，扫描线的数目为通常NTSC系统的数目的2到3倍的范围内，因此增加了偏转功耗。在高级电视系统中，需要精确修正色配准不良。因此，在投影TV接收机中使用根据本发明的PRT对减少偏转功耗和改善修正色配准不良的效率十分有效。本发明不仅可应用于投影TV接收机，而且同样可应用于使用3个PRT的一般投影仪。

如上所述，本发明的代表结构改善了在不同直径多颈型PRT中的聚焦特性和修正色配准不良的效率。