CN1083262A - 阴极射线管 - Google Patents

Abstract

一种阴极射线管，具有其内形成屏幕的面板、连 接到面板的漏斗状锥体、以及安装在漏斗状锥体颈部 的电子枪，面板外表面的曲率方程可表示为 Z＝A₁X²+A₂X⁴+A₃Y²+A₄Y⁴+A₅X²Y²+A₆X⁴Y²+A₇ X²Y⁴+A₈X⁴Y⁴，其中X是面板的长轴，Y是面板的短 轴，Z是阴极射线管的轴，A₁—A₈是常数，当按下式 设定屏幕的设计基准时：

可取P值在确定有效屏幕的分割点(X1，X2)满足不 等式-0.1≤P＜0。

Description

本发明涉及一种阴极射线管，特别是涉及其面板外表面的曲率被改良的阴极射线管，以便防止在屏幕上形成的图象的失真。

通常，如图1所示，阴极射线管（CRT）由其内表面形成荧光屏11a的面板11和连接到面板上的漏斗状锥体12构成。漏斗状锥体12包括内装有电子枪13的管颈12a和安装在管颈外部的偏转线圈14。荫罩15安装在面板11的内侧，它与荧光屏11a隔开预定距离。

在上述的CRT10中，由安装在漏斗状锥体12的管颈12a中的电子枪13发射的电子束被偏转线圈14偏转，并且如图2所示，该电子束被投射在荧光屏11a的水平方向（它是长轴X-X）和荧光屏的垂直方向（它是短轴Y-Y）。这种二维投射在荧光屏上形成光栅。

但是，CRT面板的外表面具有预定的曲率半径，当从侧面观视面板的荧光屏11a上形成的图象时，可看到荧光屏11a周边形成的图象是失真的。因此，观视者不能得到均匀的感觉。

为解决该问题，人们试图把面板做成平面。但是，这包括下列问题：首先，由于作用到其内部的真空压力，CRT的结构强度难以维持;第二，当从侧面观视荧光屏上形成的图象时，图象的中心部分好象是内凹的;第三，由于从电子枪发射的电子束使荫罩被局部加热而产生热膨胀，电子束不能准确地落在荧光屏上，因此会产生色彩模糊现象。

通常，为了克服上述问题，把面板外表面的对角线曲率表示为二次函数。根据此二次函数，该曲率具有二次函数是负值的一部分，以便在面板的角上实现均匀性。然而，这样的面板表面出一些问题。

首先，面板外表面的曲面轮廓的设计产生了外部光在面板外表面上的反射问题。特别是，由于反射点位于面板角部，照射到面板外表面的周边光线被散射。

第二，因为在面板的对角线方向二次函数变成负的，荫罩的机械强度降低，因此该荫罩比常规的荫罩更容易热变形。

如上所述，为研究面板的外表面与图象之间的关系，以及面板的外表面与由其反射的光之间的关系，当CRT的面板具有不均匀的曲率时，发明者采用下述实验确定面板的曲率和所显示的图象的状态。

如图3所示，格栅100与荧光屏11a背侧的面板外表面相隔预定距离（约2m）设置。使用位于格栅100上方的光源110，把格栅的图形投射到面板的外表面上，以便根据格栅100的投射阴影的变形程度，模拟地解释图象变形程度。

但是，如图4所示，在日本日立（Hltachi）公司研制并且利用上述方法测量的CRT中发现，在周边的任何一侧，格栅100的阴影都严重地失真，而屏幕的中心部分稍微保持水平和垂直的均衡。另外，如图5所示，在日本东芝（Toshiba）公司研制的CRT中，投射在屏幕上的格栅100的阴影，在屏幕的中心和周边均失真了。

在这些CRT中，虽然直接从CRT的前面观视时，在CRT屏幕上形成的图象未严重地失真，但是，从侧面观视，在屏幕周边图象是失真的。此外，外部光的反射变得如此严重，以致于不能观看到清晰的图象。

因此，本发明的目的是提供一种CRT，它能防止荧光屏上形成的图象由于观视者的观视角度不同而产生失真。

本发明的另一目的是提供一种CRT，它能防止由于从屏幕周围照射的外部光而引起的图象失真，从而使观视者从任何方向观视图象时都不会感到不舒适。

为实现这些目的，本发明提供了一种阴极射线管，该阴极射线管具有在其中形成屏幕的面板和连接到面板上的漏斗状锥体，还有装在漏斗状锥体管颈中的电子枪，其中，面板外表面的曲率方程可表示为：

Z＝A₁X²+A₂X⁴+A₃Y²+A₄Y⁴+A₅X²Y²+A₆X⁴Y²+A₇X²Y⁴+A₈X⁴Y⁴

这里X是面板的长轴，Y是面板的短轴，Z是阴极射线管的轴，A₁-A₈是系数，并且当按下式设定屏幕的设计基准时：

P= ((A₅X²Y²+A₈X⁴Y⁴))/((A₁X²+A₂X⁴+A₃Y²+A₄Y⁴+A₆Y⁴Y²+A₇X²Y⁴))

取P值在确定有效屏幕的分割点（X1，Y1）满足不等式

-0.1≤p＜0。

此外，本发明还提供了一种具有面板的阴极射线管，其中，与面板隔开预定距离装有一个格栅，并且在格栅前面装有一个光源，用X表示面板的长轴，用Y表示面板的短轴，X和Y轴的曲率半径均比面板的曲率半径的7倍小，面板的曲率半径等于有效对角线的1.167倍，同时满足不等式：

-0.01＜△Y/Lx＜0.01

和

-0.01＜△X/Ly＜0.01

这里△X是投影到面板外表面的光源阴影相对于水平轴的失真度，△Y是投影到面板外表面的光源投影相对于垂直轴的失真度，Lx是面板的水平长度，Ly是面板的垂直长度。

图1是通常的CRT的剖视图。

图2是图1所示CRT的面板的正视图。

图3是用于把格栅阴影投射到CRT面板外表面的装置的透视图。

图4和图5是表示在通常的CRT屏幕上形成的图象的失真状态的平面图。

图6-23是显示阴影图形的平面图，该图形是根据各种面板曲率，把格栅投影到面板外表面形成的。

图24是显示面板的长轴长度和短轴长度及阴影图形的失真度的平面图，该阴影图形是通过把格栅投影到本发明的CRT面板外表面上形成的。

如图1所示，通常的阴极射线管具有一个面板，在面板内表面上形成有荧光屏，还具有连接到面板上的漏斗状锥体。漏斗状锥体包括装有电子枪的管颈和装在管颈外部的偏转线圈。为研制图象不失真并免除外部光的反射对图象的干扰的面板，设面板的长轴为X，短轴为Y，管轴为Z，考虑到轴对称性，可通过组合二次和四次方程的成分把面板外表面的曲率方程表示为下面的近似方程：

Z＝A₁X²+A₂X⁴+A₃Y²+A₄Y⁴+A₅X²Y²+A₆X⁴Y²+A₇X²Y⁴+A₈X⁴Y⁴……（1）

采用近似方程的系数A₁-A₈可任选的这种面板外表面的曲率，并将所选系数代入方程，以获得这样的外表面曲率，即在该表面内，通过象图3所示的那样把格栅投影形成的阴影图形不失真（换句话说，面板外表面的曲率使观视者感到均匀），设定这些系数的基准如下：

P= ((A₅X²Y²+A₈X⁴Y⁴))/((A₁X²+A₂X⁴+A₃Y²+A₄Y⁴+A₆Y⁴Y²+A₇X²Y⁴)) ……（2）

在改变方程（2）的系数A₁-A₈的实验中，若在一分割点处p具有一个满足不等式-0.1≤p＜0的系数，所述分割点确定有效屏幕｛（X＝X1），（Y＝Y1）：X和Y分别表示在X轴和Y轴方向离开面板中心的距离，X1是X轴方向有效屏幕长度的一半，Y1是Y轴方向有效屏幕长度的一半｝，那么投射于位于荧光屏背侧的面板外表面的阴影图形的失真会最小。这样，可防止在荧光屏上形成的图象的失真。

因此，根据从改变方程（2）的系数的实验中获得的p值，本发明下面将会得到更详细地描述。

图6-24描绘出通过把格栅投影到面板上形成阴影图形的模拟结果，其中面板的曲率是通过改变方程（1）的系数而获得的。

实验1

在设计29″（吋）CRT的面板时，所给定的在X轴方向和Y轴方向距面板中心的距离分别为270.4和202.8，通过将各系数代入方程（2），获得了如下表1所示的p值

表1

在表1中，当p值是0.0时，投射在面板外表面的阴影变成桶形，如图6所示。

当p值是-0.025时，投射在面板外表面的阴影的失真完全消除，如图7所示，结果，从任何方向观视电视屏幕，此面板的荧光屏上形成的图象均不失真。

当p值是-0.1时，投射在面板外表面上的格栅图形，在面板的周边轻微地失真变成枕形，如图8所示，结果，在荧光屏上形成的图象在面板周围是失真的。

正如在实验1中所注意到的，当p值大于-0.1时，投射在面板上的格栅图形不失真。

实验2

在设计29″CRT的面板时，分别设定X1和Y1为270.4和202.8（用于确定有效屏幕的分割点），通过将各系数代入方程（2），获得了如表2所示的P值。

表2

在表2中，当p值为-3.80303E-02时，投射在面板外表面上的阴影图形具有无失真的网格形状，如图9所示。在此面板上，荧光屏上形成的图象未产生失真，也未产生由于外部光的反射造成的对图象的干扰。

当P值是-0.110355时，投射到面板外表面上的格栅图形失真变成枕形，如图10所示。在此面板上，荧光屏上形成的图象在面板周边是失真的，由于外部光引起的对图象的干扰在面板周边稍有呈现。

当P值为-0.182854时，投射在面板外表面上的阴影图形，在除去面板中心部分以外的全部外表面上变成枕形，如图11所示。因此，在荧光屏上形成的图象，在除去中心部分外的全部外表面上是失真的。

当P值为7.41864E-02时，投射在面板外表面上的阴影，在面板外表面的周边严重失真变成桶形，如图12所示。因此，可以看到，荧光屏上形成的图象在周边产生失真。

当P值是0.0时，投射到面板外表面的格栅阴影，在面板外表面的周边失真变成桶形，如图13所示，结果，荧光屏上形成的图象在周边是失真的。

正如在实验2中注意到的，当将P值设定为大于-0.1的-3.80303E-02时，可能获得使投射到面板外表面上的阴影图形不失真的面板曲率。此外，在面板的荧光屏上形成的图象是不失真的，并且图象不受从面板外面照射的外部光的干扰。

实验3

在设计29″CRT的面板时，分别给定X1和Y1（确定有效屏幕的分割点）为270.4和202.8，通过将各系数代入方程（2），获得了如下表3所示的p值。

表3

在表3中，当P值为-2.23943E-02时，投射在面板外表面的阴影图形具有一个不失真的网格形状，如图14所示。

当P值是-6.28764E-02时，投射在面板外表面上的格栅图形失真变成枕形，如图15所示。

当P值是-0.122161时，投射到面板外表面的阴影图形，在除面板中心部分以外的整个表面上都变成枕形，如图16所示。

当P值为0.0时，投射到面板外表面的阴影图形，在面板外表面的周边失真变成桶形，如图17所示。

当P值为0.1221609时，投射到面板外表面上的格栅阴影严重失真，在除去面板中心部分以外的面板外表面的周边变成桶形，如图18所示。

正如在实验3中所注意到的，当将各系数按P值为大于-0.1的-2.23943E-02设定时，可以获得具有下述性能的面板曲率，即，投射到面板外表面的阴影图形不失真。因此，在面板的荧光屏上形成的图象不会失真，当相对于面板的外表面观视面板的屏幕上形成的图象时，观视者可获得均匀的感受。当P值大于零时，投射到面板外表面的阴影图形严重地失真，以致于观视者不能得到均匀的感受。

实验4

在设计20″CRT的面板时，设定X1和Y1（用于确定有效屏幕的分割点）分别为200和150，通过将各系数代入方程（2）获得了如表4所示的P值。

表4

在表4中，当P值为-3.09353E-02时，投射到面板外表面的阴影图形具有一个不失真的网格形状，如图19所示。

当P值是-0.104158时，投射到面板外表面的格栅图形，在面板的周边失真变成枕形，如图20所示。

当P值为-0.155457时，投射到面板外表面的阴影图形，在除了面板中心部分以外的全部外表面上变成枕形，如图21所示。

当P值为0.0时，投射到面板外表面的阴影，在面板外表面的周边失真变成桶形，如图22所示。

当P值为0.1041579时，投射到面板外表面的格栅阴影严重地失真，除了面板的中心部分外在面板外表面的周边变成桶形，如图23所示。

正如在实验4中所注意到的，当按P值为大于-0.1的-3.09353E-2设定各系数时，投射到面板外表面的阴影图形无失真。于是，在面板的荧光屏上形成的图象没有失真，而且外部光未对图象产生干扰。

正如实验中所显示的，当设定的系数满足P大于或等于-0.1并小于零时，投影到面板外表面的格栅阴影是不失真的，结果，在面板的屏幕上形成的图象避免了失真。即使面板的外表面是弯曲的，观视者也能获得均匀的感受。

通过这些实验发明人发现，当面板的长轴与短轴的长度比和通过把格栅100（如图3所示）投射到面板外表面形成的阴影图形的失真量是在预定范围内时（其中，面板的曲率半径R是有效对角线的1.167倍，X和Y轴的曲率半径小于7R），即使形成的面板外表面是曲面的，在荧光屏上形成的图象也不失真，外部光也不会对图象产生干扰。特别是，如图24所示，假定面板的长轴（它在X轴方向的长度）为Lx，面板的短轴（它在Y轴方向的长度）为Ly，面板外表面上形成的阴影在垂直方向和水平方向的最大失真度相对于Y轴和X轴分别为△X和△Y，当△X被Ly除的商和△Y被Lx除的商均在-0.01至0.01的范围内时，从任何方向都未看到荧光屏上形成的图象失真。

上述关系可表示为下列不等式：

-0.01＜△Y/Lx＜0.01

和    -0.01＜△X/Ly＜0.01

下面详细地描述面板的外表面和上述不等式之间的关系。

当△Y/Lx和△X/Ly各小于-0.01时，在面板外表面X轴和Y轴方向形成的格栅阴影，在外表面的中心向外严重地失真。这表示面板的表面是外凸的，结果，在周边图象严重失真，入射到面板表面的外部光被散射。

当△Y/Lx和△x/Ly各大于0.01时，格栅的阴影从外表面的周边到其中心严重地失真。这表示面板的表面是内凹的，结果，在周边图象严重地失真，入射到面板表面的外部光被散射。

如上所述，在本发明的CRT中，面板的外表面具有这样的曲率，即，其中通过投影网状格栅形成的阴影图形不失真。结果，当从任何方向观视在荧光屏上形成的图象时，所形成的图象均不失真，并且，外部光对图象不产生干扰。

Claims (2)

1、一种阴极射线管，具有在内侧形成有屏幕的面板和连接至该面板的漏斗状锥体，还具有安装在漏斗状锥体颈部内的电子枪，其中，面板外表面的曲率方程可表示为：

Z=A₁X²+A₂X⁴+A₃Y²+A₄Y⁴+A₅X²Y²+A₆X⁴Y²+A₇X²Y⁴+A₈X⁴Y⁴，

这里X是面板的长轴，Y是面板的短轴，Z是此阴极射线管的轴，A₁-A₈是系数，当按下式设定屏幕的设计基准时：

P= ((A₅X²Y²+A₈X⁴Y⁴))/((A₁X²+A₂X⁴+A₃Y²+A₄Y⁴+A₆Y⁴Y²+A₇X²Y⁴))

可取P值在确定有效屏幕的分割点(X1，Y1)满足不等式-0.1≤p＜0。

2、一种阴极射线管，具有一个面板，其中与面板隔开预定距离装有一个格栅，并在格栅前方装有一个光源，其中，用X表示面板的长轴，用Y表示面板的短轴，X和Y轴的曲率半径均小于面板的曲率半径的7倍，面板的曲率半径等于有效对角线的1.167倍，且满足不等式：

-0.01＜△Y/Lx＜0.01和

-0.01＜△X/Ly＜0.01

这里△X是投射到面板外表面的光源阴影相对于水平轴的失真度，△Y是投射到面板外表面的光源阴影相对于垂直轴的失真度，Lx是面板的水平长度，Ly是面板的垂直长度。

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