CN1052109C - 彩色阴极射线管 - Google Patents

Abstract

一种磁性元件设置在颈管的外表面，并位于一字排列式电子枪发射的3束电子束的水平面上，夹住这3束电子束。该一字排列式电子枪被封入在延伸到漏斗玻璃的后端部的薄形圆筒状颈管内。该磁性元件设置在电子枪的轴方向，其至少一部分互相对置。用这种方式提供的磁性元件，能够抑制因3束电子束中的两束外侧电子束与电子枪轴方向的外部磁场之间的相互作用引起的洛伦兹力的发生。从而，能够防止因洛伦兹力而引起的会聚失调。

Description

彩色阴极射线管

本发明涉及具有一字排列式电子枪的彩色阴极射线管。

采用一字排列式电子枪的彩色阴极射线管(以下简称彩色CRT)被应用于电视机和计算机监视器等。在这种彩色CRT上，为了将电子枪发生出的3束电子束会聚到屏幕，通常是象日本专利公报第1-29299号公开的一样，将电子枪中的各外侧电子束的方向加以改变使之接近中央电子束。以下参照图1先对电子束的会聚进行说明。

图1是一般的彩色CRT内部的电子枪12和彩色CRT前面的玻璃面板7的断面图。该电子枪12包括发射电子的阴极1a、1b、1c，和位于该阴极1a、1b、1c前方的由第1至第4栅电极G1-G4组成的电极3。通过向各栅电极G1-G4施加不同的电位，能够控制从阴极1a、1b、1c发出的电子束2a、2b、2c的强度和聚焦。

以下对电子束2a、2b、2c的控制作进一步详细的说明。

阴极1a、1b、1c各自发射相应于红、绿和蓝三色的电子束2a、2b、2c。电子束2a、2b、2c通过第1至第4栅电极G1-G4。电子束2a、2b、2c，在通过形成于具有彩色选择机能的荫罩板4上的小孔5之后，到达玻璃面板7内面的荧光屏6，使荧光体发光。尽管图1没有显示，在电子枪12和玻璃面板7之间还设有偏转线圈(参照图3)。该偏转线圈使电子束2a、2b、2c偏转，以扫描荧光屏6。

进一步，为了获得高质量的图象，有必要使荧光屏6上的电子束2a、2b、2c得到充分的会聚。为此，将第2至第4栅电极G2、G3、G4上的电子束2a、2c经由的通过孔在栅电极G2、G3、G4之间偏心，以形成倾斜电场。据此，两外侧电子束2a、2c的方向因栅电极G2、G3、G4间的倾斜电场而变化，逐渐接近中央电子束2b。

如上所述，电子束2a、2b、2c受控于彩色CRT的内部。但是，当这种彩色CRT在外部磁场存在下操作时，电子束与外部磁场之间必然会发生相互作用。其结果，电子束将得不到正确的会聚，即发生会聚失调。即使不存在人为的外部磁场，也难以避免地球磁场的影响。

为了防止上述外部磁场所致的会聚失调，通常沿着偏转线圈和玻璃板7之间的彩色CRT的内表面或者外表面设置一磁屏蔽元件，以围住电子束2a、2b、2c。

因为该磁屏蔽元件的设置，电子束2a、2b、2c垂直方向的外部磁场的影响得到了控制。但是，严格地说，沿着连接电子枪12中心和荧光屏6中心的直线方向(以下简称“电子枪的轴方向”)的外部磁场的影响将难以控制。然而，外部磁场对电子枪轴方向的影响一般微不足道，通常未视为立即要解决的问题。

但是，最近对高性能的彩色CRT，特别是对改善图象质量的要求越来越高。其结果，有必要对上述在电子枪的轴方向，因外部磁场引起的会聚不调而导致的不显眼的图象劣化加以注意。因此，目前上述问题的解决已变得非常迫切。

本发明的目的是提供一种具有一字排列式电子枪的彩色阴极射线管，这种彩色阴极射线管消除了因外部磁场所引起的会聚不调而导致的图象劣化的问题。

本发明的一种彩色阴极射线管，包括：用于产生3束电子束的一字排列式电子枪；和具有封入该一字排列式电子枪的颈管的玻壳，其特征在于，该彩色阴极射线管还包括用来缓和沿该一字排列式电子枪轴方向的外部磁场对该电子束产生影响的磁性装置，

该磁性装置设置成使其两部分在包括3束电子束在内的水平面内沿该一字排列式电子枪的轴向方向夹住该3束电子束。

该磁性装置各自优先地设置在3束电子束中最外侧的两束电子束和上述颈管的外表面之间。或者，该磁性装置也可以设置在颈管的外表面。

在本发明另一种最佳实施例中，该彩色阴极射线管进一步包括：会聚磁体；和固定在颈管的外表面用以支承该会聚磁体的支承器，该磁性装置设置在该支承器的内面。

在本发明另一种最佳实施例中，该磁性装置设置在一字排列式电子枪的侧壁上。

在本发明另一种最佳实施例中，该磁性装置为一对磁性元件，其至少一部分被配置成互相对置，并在含有3束电子束的水平面上夹住3束电子束。

优先的是，这一对磁性元件的一个设置在3束电子束中左侧的电子束和颈管的左外侧面之间，这一对磁性元件的另一个设置在3束电子束中右侧的电子束和颈管的右外侧面之间。或者，这一对磁性元件的一个设置在颈管的左外侧面上，这一对磁性元件的另一个设置在颈管的右外侧面上。这一对磁性元件各自可进一步分割成多个部分。

在本发明另一种最佳实施中，该彩色阴极射线管进一步包括：会聚磁体；和固定在颈管的外表面周支承该会聚磁体的支承器，该磁性元件设置在该支承器的内面。

在本发明另一种最佳实施例中，该磁性元件设置在一字排列式电子枪的侧壁上。

在本发明另一种最佳实施例中，该一字排列式电子枪的侧壁上含有磁性装置。

在本发明另一种最佳实施例中，该磁性装置由铁和镍的磁性合金制成。

在本发明另一种最佳实施例中，该磁性装置被加工成板状。该磁性装置的厚度以0.05mm至0.1mm为佳。

因此，本说明书记述的发明使得以下优点成为可能：在一字排列式电子枪中通过减少外部磁场对电子束的影响，提供一种能够有效地防止因电子枪轴向的外部磁场所引起的电子束会聚失调的彩色CRT。

当熟悉本领域的技术人员阅读和理解以下详细的说明和参考附图后，本发明的上述优点和其它优点将显而易见。

图1为一字排列式电子枪中的电子束会聚示意图。

图2为电子束的电流矢量示意图，用来说明在一字排列式电子枪中电子枪的轴方向上因外部磁场引起的电子束的会聚失调。

图3为本发明实施例1的彩色CRT的斜视图。

图4为表示本发明实施例2的会聚磁体以及支承器的斜视图。

图5为表示本发明实施例3的电子枪的斜视图。

在电子枪的轴方向上，因外部磁场引起的电子束的会聚失调的发生原理(以下简称会聚失调发生原理)至今没有得到详细研究。因此，首先参照图2，对本发明人研究的会聚失调的原理进行说明。图2为表示会聚电子束的电流矢量的示意图。

电子束2a、2b、2c的电流矢量20a、20b、20c与电子流的流向相反。如果以电子枪的轴方向为z轴方向，以图2的纸面为x-z平面，电流矢量20a、20b、20c可以表示于一直角坐标系。在与z轴方向具有一定角度的两外侧电子束2a和2c的通过方向上，电流矢量20a、20c各自可分解成分量20ax和20az，以及20cx和20cz。但是，在沿z轴方向通过的中央电子束2b的方向上，电流矢量20b不能分解(严格地说，电流矢量20b只能由z轴方向的分量来表示，但是在图2中省略了这一表现)。

在这里，对因电子枪的轴方向的外部磁场8和电子束2a、2b、2c之间的相互作用引起的洛伦兹力(Lorentz force)影响进行考查。在图2中，假定外部磁场8的方向与电子枪的轴方向一致，也就是说，假定外部磁场8位于沿z轴的方向。

在电子束2a和2c，因为电流矢量20a和20c的x轴方向的分量20ax和20cx与外部磁场8的方向垂直，按弗来明定则(Fleming′srule)产生洛伦兹力。对电子束20a而言，该洛伦兹力垂直于图2的纸面向下。在另一方面，对电子束20c而言，该洛伦兹力垂直于图2的纸面向上。因此，电子束2a和2c互相向相反的方向偏移。

当外部磁场8的方向与电子枪的轴方向一致时，因外部磁场8和电子束2a、2c的电流分量20ax、20cx之间的相互作用而产生的洛伦兹力达到最大。因此，在这种场合下，洛伦兹力的影响最为显着。其结果，因为此时会聚失调的发生最为显著，彩色CRT的图象质量也随之显著恶化。

由此，只要将引起洛伦兹力发生的电子枪轴方向的外部磁场8、或者电子束2a和2c的电流矢量20a和20c的x轴方向分量20ax和20cx的任何一方减少，就能足以防止彩色CRT的会聚失调。对于彩色CRT而言，电子束2a和2c的偏移(换句话说，电流矢量20a和20c的x轴方向的分量20ax和20cx的发生)在理论上无法避免。因此，为了防止以上原因引起的会聚失调，必须尽可能减少电子枪轴方向的外部磁场8。

以下，参考附图用实施例，对根据上述对会聚失调原理的考察而得到的本发明进行说明。实施例1

参考图3，对本发明实施例1中的彩色CRT30进行说明。在彩色CRT30中，用相同的参照符号表示与图1相同的部分。

实施例1的彩色CRT30具有玻壳19，该玻壳19含有玻璃面板7和与该玻璃面板7融合并固定在一起的漏斗形的漏斗玻璃9。从该漏斗玻璃9后方延伸的细长圆筒形部分构成颈管11。在该颈管11的内部，封入有一字排列式电子枪12。该一字排列式电子枪向形成在玻璃面板7内面的荧光屏(图3没有表示，参照图1)发射3束电子束2a、2b、2c。发出的电子束2a、2b、2c到达荧光屏，使荧光体发光。电子枪12设置在含有电子束2a、2b、2c轨迹的平面以及进一步含有荧光屏的水平方向的位置。

从颈管11延伸到漏斗玻璃9的开口部分的外侧，设置有偏转线图10，以使电子枪12发出的电子束2a、2b、2c上下左右偏转。

并且，在玻壳19的内部，设置有图3中没有表示的磁屏蔽元件。该磁屏蔽元件设置在玻壳19的内部并围住电子枪12发出的电子束2a、2b、2c，由此将与电子束2a、2b、2c垂直的外部磁场部分加以遮断。

上述实施例1的彩色CRT30的构造与常规的彩色CRT实质上相同。但是，在实施例1的彩色CRT30中，还进一步包括一对装设在颈管11外表面的磁性元件13。该磁性元件13能缓和电子枪12轴方向的外部磁场对电子束2a、2b、2c的影响。其结果，能够显著减少因电子枪轴方向的外部磁场引起的会聚失调。以下，将对该磁性元件13作进一步详细的说明。

用于实施例1的磁性元件13包括两部分(左侧部分和右侧部分)。该磁性元件的各部分设置在含有电子束2a、2b、2c的水平面上，其至少一部分互相对置并且夹住电子束2a、2b、2c。磁性元件13的两部分各自沿着电子枪的轴方向延伸。

该磁性元件13可以用相对磁导率大于1的磁性材料制成。例如，可以将列于JIS(日本工业标准)-C-2531的铁-镍合金加工成板状，制成磁性元件13。

在具有上述磁性元件13的彩色CRT30中，因为磁性元件13具有较高的磁导率，电子枪轴方向的外部磁场倾向于通过磁性元件13内部。

在上述图2的图面上，磁性元件13设置在能够从左右两侧夹住电子束2a、2b、2c的位置。在图2，当没有磁性元件13时，外部磁场8只有电子枪轴方向的分量(z轴方向的分量)，因为在该图中，外部磁场8被假定在沿着z轴方向。但是，如果象本实施例一样设置磁性元件13，外部磁场8将弯向左右侧的磁性元件13。因此，其z轴方向的分量变小，而x轴方向的分量变大。因为外部磁场8的x轴方向的分量不垂直于电子束2a、2c的电流分量20ax、20cx，引起电子束会聚失调的洛伦兹力将不会产生。

此外，外部磁场x轴方向的分量和电子束2a、2c的电流分量20ax、20cx之间的相互作用将产生洛伦兹力。这种特殊的洛伦兹力将作用在调节前面提到的会聚失调的方向上。

其结果，能够防止电子束的会聚失调。

磁性元件13的固定方法并不局限于某种特定的方法。例如，可以采用固定元件，例如支承环或带(tape)将磁性元件13固定在颈管11的外表面。也可以用粘结剂将磁性元件13固定。还可以从偏转线圈10或设置在颈管11后端部的插座(图中未表示)将磁性元件13延长。

在上述说明中，磁性元件13设置在颈管11外表面；但是，磁性元件13也可以设置在颈管11的内表面。或者，将磁性元件13各自设置在电子束2a、2c和颈管11的内表面之间，也可以获得同样的效果。在这种场合，可以用任意的支承元件将磁性元件13支承和固定在构成电子枪12的元件上。

当磁性元件13支承和固定在构成电子枪12的元件的场合，并不一定要将磁性元件13的左侧部分和右侧部分之间的间隔固定。并且，其左侧部分和右侧部分也并不一定要与电子枪的轴方向平行。例如，可以将磁性元件13固定，使得其左侧部分和右侧部分之间的间隔，从接近荧光屏6的前端开始向其后端逐渐扩大。磁性元件13的左右侧部分，各自可进一步分割成前后两部分，被分割的磁性元件13可设置成使得其后端部分之间的间隔大于前端部分之间的间隔。或者，磁性元件13的左右侧部分还可以分割成3部分或更多。但是在上述任何场合，为了把外部磁场有效地集中到磁性元件13，磁性元件13的左右侧部分之间的间隔在接近荧光屏6(前侧)时，均需要逐渐变窄。

在上面，作为磁性元件13、对由磁性材料制成的板状元件进行了说明。但是进一步，也可以使用由其他方法加工以及具有其他形状的其他磁性元件。例如，可以使用由磁性材料加工而成的网状元件。也可以将添加有磁性材料胶带固定在颈管11的外表面。还可以将添加有磁性材料的涂料或粘合剂用涂布或喷镀的方法形成在颈管11的外表面。

如上所述，磁性元件13优先地存在于在含有电子束2a、2b、2c的水平面上以及外侧电子束2a、2c与颈管11的外表面之间。如果该磁性元件13存在于离颈管11外表面较远的外侧，它将不能充分发挥本发明的防止会聚失调的作用，因为外侧磁场不能充分地集中于磁性元件13并通过该元件。

在上述说明中，磁性元件13含有两个互相分离的左右侧部分。但是，磁性元件13的这两部分可以通过一部分，例如框相互物理地连接在一起。但是在另一方面，发明者发现如果用圆筒型磁性元件包围颈管11的整个外周，将不能充分防止电子束的会聚失调。因此，最好是避免采用这样的圆筒型磁性元件。实施例2

以下，参照图4对本发明实施例2进行说明。

图4为表示设置在彩色CRT上的会聚磁体14以及支承器15的斜视图。实施例2的彩色CRT具有位于图3所示的颈管11的连接部分(偏转线圈的后部)的会聚磁体14。该会聚磁体14用支承器15固定在颈管11的外周，由此将电子枪12发出的3束电子束的轨迹轻微地变化。因此，这3束电子束被集中在荧光屏6的中央部，纠正图象的色纯度。

在实施例2，用会聚磁体14的支承器15作为磁性元件16的固定装置。也就是说，一对磁性元件16被固定在会聚磁体14的支承器15内面，其至少一部分被配置成互相对置。于是，当将固定在支承器15的会聚磁体14设置在上述颈管11的预定部分时，这一对磁性元件16坐落在屏幕的水平方向。其结果，能够象实施例1描述的一样，防止电子束的会聚失调。

一般，当会聚磁体14固定在颈管11时，为了防止颈管11的损伤和滑动，先将该颈管11的与支承器15接触的部分用玻璃带缠绕，然后再将支承器15固定在其上面。因为玻璃带与颈管11的外表面可以视为一个整体。因此在实施例2，很显然这种玻璃带不会对来自磁性元件13的效果产生影响。尽管为了简单起见，图4没有对玻璃带进行说明，但是在实施例2中，为了将会聚磁体14的支承器15固定在颈管11的外表面，使用了同样的玻璃带。

在上述对实施例2的说明中，磁性元件16的长度与支承器15轴方向的长度相同。但是，磁性元件16的长度没有必要一定要与支承器15轴方向的长度相同。并且，实施例1描述的磁性元件13的特征，例如形状、加工方法和固定方法也同样适应于实施例2的磁性元件16。实施例3

参照图5，对本发明实施例3进行说明。

图5为栅电极17的一部分的斜视图，该栅电极17是构成本发明实施例3的电子枪12的多个的栅电极(图1的G1-G4)中的一个。在实施例3，一对磁性元件18固定在栅电极17的侧壁(即电子枪12的侧壁)上，其至少一部分被配置成互相对置。因此，能够获得与实施例1和2同样的防止电子束的会聚失调的效果。

在图5，磁性元件18仅固定在一个栅电极17上，但是，根据会聚失调的程度，磁性元件18也可以固定在两个或更多的栅电极上。尽管5的磁性元件18固定在栅电极17的外侧壁面，该磁性元件18也可以固定在栅电极17的内壁面。或者，栅电极17的侧壁可以由该磁性元件18组成。进一步，实施例1描述的磁性元件13的特征，例如形状、加工方法和固定方法也同样适应于实施例3的磁性元件18。

以下，对一例为证实本发明的磁性元件防止会聚失调的效果而进行的实验结果进行说明。

在以下实验中，使用了一种17英寸计算机显示器用彩色CRT(屏幕尺寸为302mm×224mm)，该彩色CRT包括外径为29.5mm的颈管。电子枪发出的3束电子束的平均电流为3μA。在阳极上施加有25kV的电压。使用了64kHz用的偏转线圈，水平偏转频率设定在64kHz，垂直偏转频率设定在60Hz。

在具有上述构造的彩色CRT上，对没有磁性元件的常规彩色CRT和具有本发明的磁性元件的彩色CRT进行了比较。如实施例2所述，磁性元件被固定在会聚磁体支承器的内表面上。用作该磁性元件是被加工成宽为7mm、长度40mm和厚为0.05mm的板状铁镍合金(Fe50％-Ni50％)。该磁性元件呈弯曲状态，沿支承器内侧的曲面固定在该支承器上。

在上述条件下，向电子束垂直的方向施加0.04mT的磁场，与此同时，将电子枪轴方向的磁场从0mT增加到0.035mT，用交叉阴影线图形(cross-hatch pattern)对屏幕中央的会聚的变化量进行测定。

该交叉阴影线图形系一种格子图形，是用来测定彩色CRT性能的标准图形之一。当能够精确地得到会聚时，红、绿和蓝3条细线能够在屏幕上互相重迭，形成1条白线。但是，当会聚失调存在时，这些细线则互相上下偏离。以细线之间因磁场变化引起的偏离量作为会聚的变化量，对其进行测定。

结果显示，在没有磁性元件的常规彩色CRT上，当向电子枪轴方向加0.035mT的磁场时，会聚的变化量为0.29mm；而在具有磁性元件的本发明的彩色CRT上，在相同条件下，会聚的变化量为0.04mm。由此证实，通过采用本发明的磁性元件，可以获得显著的防止会聚失调的效果。

考虑到成本、加工效率和固定效率，本发明的磁性元件的厚度以薄为佳，但是，将磁性元件的厚度在0.05mm至1mm的范围之间变化，进行同样的实验，在磁性元件的厚度与会聚的变化量之间未发现有显著的相关。磁性元件在上述厚度范围内均能同样地防止会聚失调。

对熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明的范围和精神的前提下，对本发明进行各种修改是显而易见的并且也容易做到。因此申请人的意图是，本说明书所附权利要求书的范围不应局限在这里所介绍的内容，而应该有更广泛的解释。

Claims (15)

1.一种彩色阴极射线管，包括：用于产生3束电子束的一字排列式电子枪；和具有封入该一字排列式电子枪的颈管的玻壳，其特征在于，该彩色阴极射线管还包括用来缓和沿该一字排列式电子枪轴向方向的外部磁场对该电子束产生影响的磁性装置，

该磁性装置设置成使其两部分在包括3束电子束在内的水平面内沿该一字排列式电子枪的轴向方向夹住该3束电子束。

2.根据权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，该磁性装置各自设置在3束电子束中最外侧的两束电子束和颈管的外表面之间。

3.根据权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，该磁性装置设置在颈管的外表面。

4.根据权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，该彩色阴极射线管进一步包括：会聚磁体；和固定在颈管的外表面用以支承该会聚磁体的支承器，该磁性装置设置在该支承器的内面。

5.根据权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，该磁性装置设置在一字排列式电子枪的侧壁上。

6.根据权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，该磁性装置为一对磁性元件，其至少一部分被配置成互相对置，并在包含3束电子束的水平面上夹住3束电子束。

7.根据权利要求6所述的彩色阴极射线管，其特征在于，该一对磁性元件的一个设置在3束电子束中左侧的电子束和颈管的左外侧面之间，和这一对磁性元件的另一个设置在3束电子束中右侧的电子束和颈管的右外侧面之间。

8.根据权利要求6所述的彩色阴极射线管，其特征在于，该一对磁性元件的一个设置在颈管的左外侧面上，和该一对磁性元件的另一个设置在颈管的右外侧面上。

9.根据权利要求6所述的彩色阴极射线管，其特征在于，该一对磁性元件各自被进一步分割成多个部分。

10.根据权利要求6所述的彩色阴极射线管，其特征在于，该彩色阴极射线管进一步包括：会聚磁体；和固定在颈管的外表面用以支承该会聚磁体的支承器，该磁性装置设置在该支承器的内面。

11.根据权利要求6所述的彩色阴极射线管，其特征在于，该磁性装置设置在一字排列式电子枪的侧壁上。

12.根据权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，该一字排列式电子枪的侧壁上含有该磁性装置。

13.根据权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，该磁性装置由铁和镍的磁性合金制成。

14.根据权利要求1所述的彩色阴极射线管，其特征在于，该磁性装置被加工成板状。

15.根据权利要求14所述的彩色阴极射线管，其特征在于，该磁性装置的厚度为0.05mm至0.1mm。

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