CN1023926C

CN1023926C - 具有改进的偏转系统的彩色阴极射线装置

Info

Publication number: CN1023926C
Application number: CN88106725A
Authority: CN
Inventors: 下间武敏; 诸桥胜荣; 下河边慈郎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-09-16
Filing date: 1988-09-15
Publication date: 1994-03-02
Anticipated expiration: 2003-09-15
Also published as: EP0311806A1; KR910009662B1; US4881015A; DE3887808D1; KR890005814A; CN1033713A; EP0311806B1; DE3887808T2

Abstract

彩色阴极射线装置，从电子枪部件(10)射出的电子束靠水平和垂直偏转系统沿水平和垂直轴偏转。水平偏转系统(16、17)包括第一和第二水平偏转线圈(16、17)，放置其使第二水平偏转线圈(17)的中心限定在第一水平偏转线圈(16)的中心和电子枪部件(10)之间。第一和第二水平偏转电源被提供给第一和第二水平偏转线圈(16、17)，并根据电子束要偏转的程度以不同方式改变这些电流。第一和第二偏转线圈分别产生枕形和桶形磁场。

Description

本发明涉及彩色阴极射线管，具体地说，涉及具有改进了的偏转系统的彩色阴极射线管，这种改进使三条电子束精确地会聚在荧光屏上，在荧光屏的任何部分都不会出现负的交叉图型或正的交叉图型。

作为带有荫罩的彩色阴极射线管，最流行的一种包括具有三个电子枪的一字型电子枪部件及具有隙缝状栏孔的荫罩。这种彩色阴极射线管有一个偏转线圈，该线圈设计得能产生使红、绿和兰色的电子束在同时通过水平和垂直偏转磁场。这些偏转磁场的产生方法是已知的，例如在日本专利公开第57-1857号中所披露的。更具体地说，水平偏转磁场形状如图1A所示的枕形，而垂直偏转磁场形状象图1B所示的桶形。当阴极射线管的偏转角相当小时，这些磁场使三条电子束准确地偏转，从而在荧光屏的任何部分均达到良好的束会聚。所以，这种管子不必有校准束会聚的装置。当然，当阴极射线管的偏转角很大，如100°或110°时，就会发生会聚误差，通常称之为“垂直线交叉”。一般认为，即使水平和垂直偏转磁场的特性有所改变，也不可能校正该会聚误差，如Iwasaki等在日本电视协会杂志的技术报告“用于一字型高精度色彩的SST偏转线圈”（ED619，1982）中所报道的那样。更确切地说，当把马鞍一环形（saddle-and-toroidal）状的偏转线圈用在大偏转角的彩色阴极射线管中时，会产生正的各向异性的象散，不可避免地在荧光屏上形成一个正的交叉图形（见图2A）。在把马鞍一马鞍型偏转线圈用在大偏转线圈的彩色阴极射线管中时，会发生负的各向异性的象散，从而不可避免地在荧光屏上形成一个负的交叉图形（见图2B）。两种各向异性象散主要都是由于分别由水平和垂直偏转线圈产生的磁场的偏转中心有不同的位置所引起的。

一般认为最合乎需要的是在使用马鞍一环形偏转线圈时，水平地偏转电子束的马鞍型线圈的偏转中心比垂直地偏转电子束的环形线圈的偏转中心更靠近电子枪。如果两个线圈的偏转中心取相同的位置，就会产生通常熟知为正交叉图形（图2A）的会聚误差。当马鞍状线圈的偏转中心向电子枪一方偏离环形线圈的偏转中心时，正的交叉图形被校正成图2C所示的中性情况。然而，当马鞍状线圈的偏离中心进一步向电子枪方向偏转时，在荧光屏上会出现图2B所示的负交叉图形。因此，一般认为可以通过调节水平偏转线圈和垂直偏转线圈之间的位置关系来把正和负的交叉图形改变成一个中性图形。

如图3所示，在靠近水平轴区域内的PO点，或当适当调节水平偏转线圈和垂直偏转线圈之间的位置关系时在四角区域P2点的确既不出现正交叉图形，也不出现负交叉图形。但在其它点，如水平轴和任一角区域之间的P1点或位于任一角外缘的P3点，即使调整了线圈之间的位置关系也会形成正交叉图形和负交叉图形。此外，在P1点出现的交叉图形和在角外缘出现的交叉图形是颠倒的。这种交叉图形的翻转和偏转角或荧光屏的大小比起来是显著的。因此，在常规的彩色阴极射线管中，把一块磁铁片或类似的物体附在偏转线圈上以减少形成正和负的交叉图形的机会。然而，磁铁片的使用并未将所述机会减少到足够的程度。

本发明的目的是要提供一种具有良好的会聚特性的彩色阴极射线装置。

根据本发明所提供的彩色阴极射线装置包括：

一个具有一根管轴和互相垂直相交的水平和垂直轴的抽成真空的外壳，水平轴和垂直轴与管轴亦成垂直相交;

装在所述抽成真空的外壳内的荧光屏;

向所述荧光屏发射电子束的一字型电子枪部件;

产生水平偏转磁场、使电子束沿所述水平轴偏转的水平偏转装置;

产生垂直偏转磁场、使电子束沿所述垂直轴偏转的垂直偏转装置;所述垂直偏转装置包括具有第一偏转中心的用以产生第一磁场的第一垂直偏转线圈，和具有第二偏转中心的用以产生第二磁场的第二垂直偏转线圈，所述第一和第二偏转中心位于管轴上的不同点，且所述第二偏转中心被限定在所述第一偏中心和所述电子枪部件之间;以及

分别向所述水平偏转装置、所述第一垂直偏转线圈和所述第二垂直偏转线圈提供水平偏转电流、第一垂直偏转电流和第二垂直偏转电流的供电装置，用于驱动所述水平偏转装置和所述第一、第二垂直偏转线圈，根据电子束垂直偏转角度，用不同的方式改变第一和第二垂直偏转电流。

此外，根据本发明还提供了一种彩色阴极射线装置，它包括：

一个具有一根管轴以及与该管轴垂直相交并互相垂直相交的水平轴和垂直轴的抽成真空的外壳;

设置在所述抽成真空的外壳内的荧光屏;

向所述荧光屏发射电子束的一字型电子枪部件;

产生垂直偏转磁场、使电子束沿所述垂直轴偏转的垂直偏转装置;

产生水平偏转磁场、使电子束沿所述水平轴偏转的水平偏转装置;所述水平偏转装置包括具有第一偏转中心的用以产生第一磁场的第一水平偏转线圈，和具有第二偏转中心的用以产生第二磁场的第二水平偏转线圈，所述第一和第二偏转中心位于管轴上的不同点，且所述第二偏转中心被限定在所述第一偏转中心和所述电子枪部件之间;以及

分别向所述垂直偏转装置、所述第一水平偏转线圈和所述第二水平偏转线圈提供垂直偏转电流、第一水平偏转电流和第二水平偏转电流的供电装置，用于驱动所述垂直偏转装置和所述第一、第二水平偏转线圈，根据电子束要水平偏转的角度，用不同的方式改变所述第一和第二垂直偏转电流。

设置在所述抽成真空的外壳内的荧光屏;

向所述荧光屏发射电子束的一字型电子枪部件;

由下面详细说明并结合附图可以更好地理解本发明。

图1A和1B表示枕形水平偏转磁场的分布情况及桶形垂直偏转磁场分布情况;

图2A和2B、2C分别示出正交叉图形、负交叉图形和中性交叉图形;

图3是解释在荧光屏各角部的外缘出现交叉图形，以及在荧光屏的水平轴及其角部之间也出现交叉图形的示意图;

图4是本发明一实施例的彩色阴极射线管的截面图;

图5是说明图4所示阴极射线管的一部分的放大视图;

图6A和6B是表示由偏转单元（图4和5）产生的偏转磁场如何沿阴极射线管的轴线分布的图;

图7为说明本发明的彩色阴极射线管的会聚特性的图;

图8A、8B和8C示出可供给图5所示的第一和第二水平偏转线圈的交流电流的波形;

图9为图5所示偏转电流源的电路图;

图10是说明图5所示偏转单元一种改型的截面图;

图11是说明图5所示偏转单元另一种改型的截面图;

图12示出供给装在图11所示偏转单元中的第一和第二垂直偏转线圈的交流电源的波形;

图13是图11所示偏转电流源的电路图。

图4和5示意地图示说明了本发明的一种彩色阴极射线管。如图4所示，该彩色阴极射线管包括外壳、装在外壳内的一字型电子枪部件以及安装在外壳内的荫罩3，该管子的外壳有面板1和形成在面板1内表面上的荧光屏2。荧不屏2由规则排列的点状或条状荧光层所组成。这些荧光层在从电子枪部件发出的电子束打到它们上面时发射红、绿和兰色的光线。

几个面板销5从面板1的裙边1-1的内边缘凸出来。弹簧6将荫罩框架4连到销钉5上。因此将罩框4固定到面板1上。罩框4支承着荫罩3，在荥光屏2和荫罩3之间形成预定的间隔。荫罩3有许多栏孔12，内屏蔽板14紧固在罩框4上。锥体7是外壳的一部分，它与面板1的裙边1-1相接。管颈9也是外壳的一部分，它由锥体7延伸出来，电子枪部件10排列在管颈9内。偏转系统8安装在管颈9上。更具体地说，偏转系统靠支架8-1紧固在管颈9上，并借助于楔形物8-2稳稳地安装在锥体7上。环形磁铁11也安装在管颈9上。

电子枪部件10有三个分别向荧光屏2发射红、绿和兰电子束的电子枪。三个电子枪水平方向并排排列，形成在彩色阴极射线管中占主导地位使用的一字型电子枪部件，通常称为“三束、荫罩管”，电子枪部件10被设计用来向荧光屏2的同一点投射红、绿、和兰色的射线束。将偏转系统8设计成能产生引起三个电子束通过荫罩3的同一栏孔的磁场。

由图5可见，偏转系统8（即偏转线圈）包括一个环形线圈15和两个马鞍形线圈16和17。环形线圈15由铁氧体磁心18和绕在磁心18上的导线构成，起垂直偏转线圈的作用。它产生一个强度分布如图6A和6B中曲线Ⅰ所示的磁场。马鞍形线圈16和17均起水平偏转线圈的作用。它们分别产生强度分布如图6A中的曲线 Ⅱ及图6B中的曲线Ⅲ所示的磁场。马鞍形线圈17部分安装在锥体7上，部分安装在管颈9上。马鞍形线圈16安装在线圈17上，而环形线圈15安放在线圈16上。

这样设计第一个马鞍形线圈16，使它与环形线圈15的组合体有一个正的交叉会聚特性。具体说来，马鞍形线圈16产生一个枕形磁场。该磁场与由环形线圈15产生的磁场相互配合即可得到图2A所示的正交叉会聚特性。此外，如图6A所示，由第一马鞍形线圈16产生的水平偏转磁场（图6A中的曲线Ⅱ）的偏转中心C1的位置比由环形线圈15产生的垂直偏转磁场（图6A和6B中的曲线Ⅰ）的偏转中心C0更远离电子枪部件10。

第二马鞍形线圈17设计得使它与环形线圈15的组合体有一个负的交叉会聚特性。具体地说，马鞍形线圈17产生一个桶形磁场。该磁场与由环形线圈产生的磁场相互配合即可得到图2B所示的负交叉会聚特性。此外，如图6B所示，由第二马鞍形线圈17产生的水平偏转磁场（图6B中的曲线Ⅲ）的偏转中心C2的位置比由第一马鞍形线圈16产生的水平偏转磁场的偏转中心C1的位置更靠近电子枪部件10，这是相对于由环形线圈15产生的垂直偏转磁场（图6A中的曲线Ⅰ）的中心C0得到的结论。

偏转系统8由环形线圈15（即垂直偏转线圈）、第一马鞍形线圈16（即水平偏转线圈）和第二马鞍形线圈17（即水平偏转线圈）组成。在两个马鞍形线圈16和17上加有相同的偏转电流时，偏转系统8具有图3所示的特殊的交叉会聚特性。

第一马鞍形线圈16产生一个枕形磁场，而第二马鞍形线圈产生一个桶形磁场。这两个磁场结合起来抵消了在荧光屏2的水平轴上的会聚误差，如图7所示。而且，为了消除荧光屏2整个表面上的会聚误差，由偏转电源20向第一和第二马鞍形线圈16和17分别提供波形如图8A、8B和8C所示的电流I_B和I_C。更具体地说，为了使电子束垂直偏转，从而将它们打在荧光屏2的水平轴和其一个角部之间的P1点（见图7）上，而把电流I_B和I_C加在线圈16和17上，其中｜I_B｜＜｜I_C｜。要使电子束垂直偏转，从而将它们打在荧光屏2角部的点P2上，就向线圈16和17加相等的电流I_B和I_C。此外，为了使电子束垂直偏转，从而将它们打在荧光屏角部外缘的点P3上，要向线圈16和17加电流I_B和I_C，其中｜I_B｜＞｜I_C｜。以这种方式改变水平偏转电流间的关系，整个荧光屏上的交叉会聚情况就会得到改善。

图9是偏转电流源20的电路图。垂直偏转电流I_A被加在输入端26、27上。设置有饱和扼流圈24和25，它们的电抗能被调节，且磁饱和点可由永久磁体28和29来调节。这两个扼流圈24和25的初级端，一方面连在输入端26和27之间，另一方面连到垂直偏转线圈15上。水平偏转电流I₀被输给输入端22和23。由两个线圈组成的水平偏转线圈16与输入端22和23并联连结。也是由两个线圈组成的水平偏转线圈17与输入端22和23并联连结。扼流圈24和25的次级端的一头分别连到水平偏转线圈16和17，另一头接到输入端22。因此，电流I₀由垂直电流I_B调制，而电流I_B和I_C（图8B和8C）分别输给水平偏转线圈16和17。电流I_B和I_C根据电子束的垂直偏转的程度而改变，并根据电子束打在荧光屏2上的位置来校正会聚误差。结果，在荧光屏上既不形成正交叉图形也不形成负交叉图形。

图9所示的电路可以用具有饱和扼流圈的类似的电路来代替。此外，饱和扼流圈24和25可以不用垂直偏转电流调制，而用垂直偏转线圈15的漏磁来调节。两个水平偏转电流I_B、I_C也有可能由两个独立的电流源来供给。而且，可以用各种不同的电路元件来调节饱和扼流圈24和25的电抗。

如图5所示，第一马鞍形线圈16几乎整个包在第二马鞍形线圈17上。另一种方案如图10所示，线圈16能放置得只使它的尾端部分包围着第二马鞍形线圈17。当线圈16这样放置时，它产生的磁场部分地与第二线圈17产生的磁场相重叠。还有，垂直偏转线圈15是一环形线圈，也可以由马鞍形线圈替代。

图11示出本发明的另一个偏转系统8。该偏转系统包括一个水平偏转线圈119和两个垂直偏转线圈120和121。这些线圈119，120和121均为马鞍形。线圈120、121产生具有不同偏转中心的垂直偏转磁场。线圈120的偏转中心限定在线圈121和电子枪部件10之间。线圈120和119结合起来表现出图2A所示的正交叉会聚特性，而线圈121和119的结合表现出图2B所示的负交叉会聚特性。因此，当加在马鞍形线圈120和121上的偏转电流I_D、I_E相等时，线圈119、120和121的结合表现出图3所示的交叉会聚特性。水平偏转线圈119产生一个均匀磁场或者稍微有点枕形的磁场。第一垂直偏转线圈120产生枕形的磁场。第二垂直偏转线圈121产生一桶形的磁场。

在图11所示的偏转系统8中，偏转电流源130分别向水平偏转线圈119、第一垂直偏转线圈120和第二垂直偏转线圈121提供偏转电流I_F、I_D和I_E。电流I_D和I_E具有图12所示的波形。为了使电子束垂直偏转相当小的程度，电流I_D要小于I_E，从而消除正交叉图形。另一方面，为了使电子束垂直偏转相当大的程度，要使电流I_E小于I_D，从而消除负交叉图形。结果，在整个荧光屏2上获得良好的会聚特性。

图13示出图11所示偏转电流源130的改型。输入到输入端26和27的偏转电流因二极管D₁至D₄的非线性电流-电压特性而被转换成波形如图12所示的电流I_D、I_E。偏转电流I_E和I_D分别被输给第一垂直线圈120和第二垂直线圈121。电流I_E和I_D能通过改变可变电阻器R₁至R₄的电阻而得到调节。

在上面所述的实施例中，使偏转磁场的偏转中心移动，并改变这些磁场强度的分布。偏转中心和强度的分布是由所需要的电子束位置所决定的。在大部分彩色阴极射线管中，偏转中心与线圈的重心等同，或与磁场最强的位置相同。

上面所述的实施例使用了在磁场强度分布和偏转中心方面均不相同的一些线圈的组合。根据本发明，也可以使用只是强度分布不同或仅仅是磁场形状不同的线圈（如桶形和枕形）进行组合，尽管这些线圈校正交叉会聚误差不如上述情况下的有效。

正如已经描述过的那样，由于第一和第二水平偏转线圈产生一个枕形磁场和一个桶形磁场，所以在垂直偏转间期，在这些线圈中流过的水平偏转电流的变化被减到最小。因此，这些电流很容易被调制。此外，由于水平偏转线圈的偏转中心间的距离短，制造该偏转单元（即偏转线圈）就容易。

本发明所用的任意线圈的“偏转中心”既可看作线圈的重心，又可看作由该线圈产生的磁场中强度最大的点。

本发明的彩色阴极射线装置在整个荧光屏上都具有良好的会聚特性，从工业的角度来说，这是非常有用的。

Claims

1、一种彩色阴极射线装置，包括：

一个具有一根管轴以及与该管轴垂直相交，且互相垂直相交的水平轴和垂直轴的抽成真空的外壳；

一个设置在所述抽成真空的外壳内的荧光屏；

向所述荧光屏发射三条电子束的一字型电子枪部件；

产生水平偏转磁场，从而使电子束沿所述水平轴偏转的水平偏转装置；

产生垂直偏转磁场、从而使电子束沿所述垂直轴偏转的垂直偏转装置；以及

向所述水平和垂直偏转装置提供水平和垂直偏转电流、从而驱动所述水平和垂直偏转装置的电流供应装置；

其特征在于：

所述垂直偏转装置包括具有第一偏转中心、用以产生第一磁场的第一垂直偏转线圈，和具有第二偏转中心，用以产生第二偏转磁场的第二垂直偏转线圈，所述第一和第二偏转中心位于管轴上的不同点，所述第二偏转中心限定在所述第一偏转中心和所述电子枪部件之间；所述电流供应装置分别向所述第一垂直偏转线圈和所述第二垂直偏转线圈提供第一垂直偏转电流和第二垂直偏转电流，所述第一和第二垂直偏转电流对应于电子束的垂直偏转位置发生变化，且变化率各不相同。

2、如权利要求1所述的彩色阴极射线装置，其特征在于：

所述荧光屏具有各有一个外缘的角部区域和在所述水平轴与所述角部区域之间的中间区域，为了使电子束打在任一角部区域的指定点，取所述第一和第二垂直偏转电流相等。

3、如权利要求2所述的彩色阴极射线装置，其特征在于：

为使电子束打在任何中间区域的指定点，取所述第一垂直偏转电流的绝对值小于所述第二垂直偏转电流的绝对值。

4、如权利要求3所述的彩色阴极射线装置，其特征在于：

为使电子束打在任何角部区域的外缘，取所述第一垂直偏转电流的绝对值大于所述第二垂直偏转电流的绝对值。

5、如权利要求3所述的彩色阴极射线装置，其特征在于：

所述水平偏转装置产生的磁场或者是均匀的，或者是略呈枕形的。

6、如权利要求1所述的彩色阴极射线装置，其特征在于：

所述第一磁场是枕形的，所述第二磁场是桶形的。

7、一种彩色阴极射线装置，包括：

一个具有一根管轴以及与该管轴垂直相交、且互相垂直相交的水平轴和垂直轴的抽成真空的外壳;

一个设置在所述抽成真空的外壳内的荧光屏;

向所述荧光屏发射三条电子束的一字型电子枪部件;

产生水平偏转磁场，从而使电子束沿所述垂直轴偏转的垂直偏转装置;

产生水平偏转磁场、从而使电子束沿所述水平偏转的水平偏转装置;以及

向所述垂直和水平偏转装置提供垂直和水平偏转电流、以驱动所述垂直和水平偏转装置的电流供应装置;

其特征在于：

所述水平偏转装置包括具有第一偏转中心、用以产生第一磁场的第一水平偏转线圈，和具有第二偏转中心，用以产生第二磁场的第二水平偏转线圈，所述第一和第二偏转中心位于管轴上的不同点，所述第二偏转中心限定在第一偏转中心和所述电子枪部件之间;所述电流供应装置分别向所述第一水平偏转线圈和所述第二水平偏转线圈提供第一水平偏转电流和第二水平偏转电流，所述第一和第二水平偏转电流对应于电子束的水平偏转位置发生变化，且变化率各不相同。

8、如权利要求7所述的彩色阴极射线装置，其特征在于：

所述荧光屏具有各有一个外缘的角部区域和在所述水平轴与所述角部区域之间的中间区域，为了使电子束打在任一角部区域的指定点，取所述第一和第二水平偏转电流相等。

9、如权利要求8所述的彩色阴极射线装置，其特征在于：

为使电子束打在任何中间区域的指定点，取所述第一水平偏转电流的绝对值大于所述第二水平偏转电流的绝对值。

10、如权利要求9所述的彩色阴极射线装置，其特征在于：

为使电子束打在任何角部区域的外缘，取所述第一水平偏转电流的绝对值小于所述第二水平偏转电流的绝对值。

11、如权利要求7所述的彩色阴极射线装置，其特征在于：

所述垂直偏转装置产生的磁场或者是均匀的，或者是略呈枕形的。

12、如权利要求7所述的彩色阴极射线装置，其特征在于：

所述第一磁场是枕形的，所述第二磁场是桶形的。