CN1249772C - 用于彩色布老恩管的槽式荫罩 - Google Patents

Abstract

用于彩色布老恩管的槽式荫罩，在包括其长度比格栅式荫罩的每个电子束通孔的长度短并比点状荫罩的每个电子束通孔的长度长的电子束通孔和与设在垂直方向的电子束通孔间的无孔部分连接的桥的槽式荫罩中，具有通过在每个桥的中心分离和隔离形成的对称的左桥和右桥，每个左桥和右桥覆盖包括黑体的一部分荧光材料。

Description

用于彩色布老恩管的槽式荫罩

本发明申请为1999年7月29日申请的第99111677.1号、发明名称为“用于彩色布老恩管的荫罩”的分案申请。

技术领域

本发明涉及彩色布老恩管，特别涉及用于彩色布老恩管中的电子束选色的荫罩。

背景技术

一般情况下，如图1所示，彩色布老恩管包括在其内表面以某一图形涂敷R、G、B荧光材料1a的屏盘1和在屏盘1的边缘与屏盘1相配合且向后变窄以便确定形状类似于瓶颈的颈部2a的玻锥2。

在屏盘1内部，具有多个孔(以下称为电子束通孔)即狭缝或孔隙的荫罩3固定到框架4上并由其支承。

框架4与用于阻挡外部地磁场的内部屏蔽板5配合。颈部2a围绕着用于发射R、G、B电子束6的电子枪7。偏转线圈8设置在颈部2a的周围以使电子束6在水平和垂直方向偏转。

在这种结构的彩色布老恩管中，一旦视频信号输送给电子枪7，就会从电子枪7的阴极发射电子束6。发射的电子束6由施加于电子枪7的各电极的不同电压来控制、加速和聚焦。然后电子束6被偏转线圈8的静态磁场水平地和垂直地偏转并穿过荫罩3上的电子束通孔3a。穿过孔3a的电子束使屏盘1内表面上的荧光材料1a发光，从而产生图像。根据布老恩管的特性可以适当使用各种类型的荫罩。代表性的荫罩是没有桥的格栅式荫罩、具有桥和垂直细长的圆形电子束通孔的槽式(slot)荫罩、和具有比槽式荫罩的电子束通孔相对小的电子束通孔的点状荫罩。

如图2所示，格栅式荫罩3具有与其它类型荫罩相比最大的电子束通孔3a，由此产生高的亮度。而且，由于格栅式荫罩3不包括桥，所以不会发生莫尔条纹现象。

另一方面，由于电子束通孔3a的占有率高于荫罩中的无孔部分3b，所以格栅式荫罩3在强度方面不好、易损坏。

为补偿这个缺点，公开了图3所示的荫罩，其中每个电子束通孔长度缩短了，其形状类似于槽式荫罩类型，并且在穿过荫罩的每个电子束通孔的两内侧上以交错方式设置称为虚设带(false ties)的开口桥3c(US专利号4926089)。

这种荫罩类型借助于开口桥3c增强了荫罩的强度。但是，开口桥3c的尺寸没有明确定义。这可能引起高度下降的问题。

上述US专利记载了最好如此选择开口桥3c的尺寸，以使观察者在正常可视距离在荧光屏上看不见黑体(BM)或桥阴影。除此之外，没有关于开口桥3c尺寸的具体描述。因此，应该很容易注意到，由于电子束被开口桥3c阻挡的区域而使亮度下降。

而且，形成开口桥3c是为了增强荫罩3的强度，但没有考虑到由开口桥带来的副效应。

此外，很容易预料到开口桥3c需要充分大的尺寸以使荫罩3借助于开口桥3c具有足够的强度。这种情况下，大的开口桥3c覆盖了大面积的荧光材料1a，并且阻挡了更多的电子束，由此降低了亮度。

如果开口桥3c的尺寸很小，当然不会发生上述问题。但是如上所述，US专利号4926089是为了增强荫罩的强度，因此不包括这种情况是合理的。

另外，如图4所示，槽式荫罩3的电子束通孔3a比格栅式荫罩的小。与无孔部分3b连接的桥3d设置在在垂直方向线性排列的电子束通孔之间。

与格栅式荫罩相比，槽式荫罩降低了亮度，因为穿过的电子束的量降低了。而且，在槽式荫罩中桥3d会引起莫尔条纹现象。

莫尔条纹现象在具有桥的荫罩中是不可避免的。莫尔条纹现象意味着借助于电子束发光的部分和被桥3d遮挡的部分交替地和周期地出现在荧光屏上。莫尔条纹现象会在显示在荧光屏上的图像中产生干涉条纹。

这种莫尔条纹主要是受到槽式荫罩3中的电子束通孔3a的垂直间距(vp)的影响。

此时，应该考虑到电子束通孔3a的垂直间距(vp)必须设计成保持在适当的水平。从而保持荫罩3的所需要的强度。除此之外，每个桥3d应该具有适当的尺寸以便应付机械特性，诸如外部撞击和嗥鸣。

上述事实限制了垂直间距(vp)的延伸。垂直间距(vp)延伸的限制引起相当量的电子束6被阻挡，从而使发射光的荧光材料1a的面积减少。这就降低亮度并使莫尔条纹现象更严重。

图5是表示荫罩的垂直距离和在垂直方向扫描的电子束的强度之间的函数关系曲线。图5中所示的数据值是通过模拟获得的。

根据该曲线，点不规则地位于弯曲的线上，表示长波长的亮度分布。这表示莫尔条纹是用肉眼可看得见的。

换言之，描绘在曲线中的每个点代表出现荧光屏上的莫尔条纹。沿着曲线的点但不是对应从下降到上升的转折点的点代表由其它原因而不是桥3d的阴影产生的莫尔条纹。这种莫尔条纹是在电子束通孔3a的间距值很小时发生的。因此，电子束通孔3a的间距应该加长以便减少莫尔条纹。

发明内容

因此本发明涉及用于彩色布老恩管的荫罩，基本上消除了相关技术的几个限制和缺点。

本发明的目的是提供通过改进彩色布老恩管的荫罩的结构用于减少或防止莫尔条纹的荫罩。

本发明的其它特点和优点通过下面的描述体现出来，并且其细节通过描述很明显或者通过本发明的实践可以学到。本发明的目的和优点将通过撰写的说明书、权利要求书及附图中所述的结构体现和实现。

为实现这些和其它优点，根据本发明的目的，作为概要和概括描述，提供第一实施例。根据第一实施例，在包括具有在电子束的发射路径上的多个电子束通孔的荫罩的彩色布老恩管中，用于彩色布老恩管的荫罩的电子束通孔的垂直间距是扫描在荧光屏上的水平电子束的垂直间距的2.7倍和更多倍。

根据第二实施例，在包括具有在电子束的发射路径上的多个电子束通孔的荫罩的彩色布老恩管中，用于彩色布老恩管的荫罩的电子束通孔的垂直间距是扫描在荧光屏上的水平电子束行的垂直间距的3.4倍和更多倍。

根据本发明的第三实施例，在包括长度比格栅式荫罩的每个电子束通孔的长度短但比点状荫罩中的每个电子束通孔的长度长的电子束通孔和与在垂直方向排列的电子束通孔之间的无孔部分连接的桥的槽式荫罩中，用于彩色布老恩管的荫罩具有通过在每个桥的中心分离和隔离形成的对称的左和右桥，每个左桥和右桥覆盖包括黑体的一部分荧光材料。

应该理解前述一般的描述和下面的详细描述都是示例性的，并趋于提供作为要求保护的本发明的进一步解释。

附图说明

用于进一步理解本发明并构成本说明书的一部分的附图表示本发明的实施例，并和文字描述一起用于解释本发明的原理。

附图中：

图1是常规彩色布老恩管的剖面正视图；

图2是格栅式荫罩的正视图；

图3是具有虚设带的常规槽式荫罩的正视图；

图4是常规槽式荫罩的正视图；

图5是表示荫罩的垂直距离和在垂直方向扫描的电子束的强度之间的函数关系曲线；

图6表示根据本发明的荫罩的实施例；

图7表示在荧光屏上扫描的水平电子束行；

图8是表示通过将电子束通孔的垂直间距增加到水平电子束行的垂直间距的2.7倍来减少莫尔条纹的例子的曲线；

图9是表示通过将电子束通孔的垂直间距增加到水平电子束行的垂直间距的3.4倍而使莫尔条纹减少或除去情况的例子的曲线；

图10表示根据本发明的荫罩的另一实施例；和

图11是将根据本发明的槽式荫罩与常规槽式荫罩相比较的示意图。

具体实施方式

下面参照最佳实施例详细介绍本发明，其实例示于附图中。

现在参照图6-11介绍本发明。

图6表示本发明的第一实施例。在通过兼顾格栅式荫罩和点状荫罩的各电子束通孔的尺寸之间的关系而获得的电子束通孔尺寸的槽式荫罩中，电子束通孔30的垂直间距vp₁在垂直方向根据vp₁和在屏盘1内表面的荧光屏上扫描的水平电子束行的垂直间距vp₂之间的正比例函数以预定的长度伸长。

电子束通孔30的伸长的垂直间距vp₁不仅允许荫罩3具有适当的强度而且还增加了穿过荫罩3的电子束6的量，由此提高了亮度同时减少了莫尔条纹。

但是，虽然亮度提高了，但不减少莫尔条纹，因此需要限制条件。

换言之，如图7所示，在荧光屏上扫描的电子束6和荫罩3上的桥31的排列具有周期性，所以电子束行和桥互相叠加在一起，产生干涉。这种现象会引起莫尔条纹。因此，为防止这种干涉，应满足这样的条件，即荫罩的垂直间距≥(荧光屏的高度/扫描电子束的数量)×常数(A)。

在这种情况下，该常数是用于防止在荧光屏上扫描的电子束的周期和排列在荫罩上的桥的周期之间的干涉的关系常数。在该常数的值为2.7时两周期之间的干涉可以大大减少。

当荫罩上的电子束通孔30的垂直间距vp₁约是在荧光屏上扫描的水平电子束行的垂直间距vp₂的2.7倍或更多倍时，莫尔条纹大大减少了，如图8所示。当电子束通孔30的垂直间距vp₁约是在荧光屏上扫描的水平电子束行的垂直间距vp₂的3.4倍或更多倍时，莫尔条纹完全消除了，如图9所示。如果垂直间距vp₁小于每种情况的限制值，则莫尔条纹增加。

在上述曲线中，代表莫尔条纹减少的重要的因素是每个周期波的面积(三角形的面积)。实际上，图8与图5相比，应该注意到，图8中的每个周期波的面积比图5的小。

电子束通孔30的这个垂直间距可以共同应用到阴极显示管(CDT)和阴极图像管(CPT)。

如上所述，本发明将荫罩3上的电子束通孔30的垂直间距vp₁延长到适当尺寸以增加穿过荫罩3的电子束6的数量，由此不仅增强了亮度，而且大大减少了干涉布老恩管的图像质量提高的莫尔条纹。

此时，电子束通孔30的垂直间距vp₁的尺寸根据下面的条件来确定。

使平行的水平行处于规则间隔的、在屏盘1的荧光屏上扫描的电子束行之间距离(以下称为垂直扫描间距vp₂)取决于施加给布老恩管的垂直扫描模式。

施加于通常作为监视器的CDT的垂直扫描模式有各种类型，诸如640×480、800×600、1024×768、1280×1024、1600×1200等。各个模式中每个后面的数字表示在垂直方向扫描的电子束行的数量。这些电子束行的间距称为垂直扫描间距vp₂(见图7)。

垂直扫描间距vp₂和电子束通孔的垂直间距vp₁之间的干涉周期λ表示为：λ＝|(n/S)-(2m/Pv)|^-1。

在上面的公式中，“S”表示电子束的垂直扫描间距vp₂，“Pv”表示电子束通孔30的垂直间距vp₁，“n”和“m”是整数，表示通过在荧光屏上扫描的电子束和荫罩的透射比函数的傅立叶级数获得的正弦和余弦的各周期。

在这种情况下，在荧光屏上扫描的电子束的强度有点象正弦图形。另一方面，荫罩3的透射比的开/关图形类似于数字信号。因而，如果电子束通孔30的垂直间距vp₁不受限制地增大，则只有桥的阴影作为电子扫描束和桥31之间的干涉出现。在此情况下，如果减小每个桥的尺寸，甚至桥的阴影也不会出现，由此提高了亮度和减少了莫尔条纹。

当荫罩的垂直间距扩展到常用荫罩的垂直间距的2到5倍时，则亮度相应地正比例提高。如果构成没有桥的电子束通孔(一般为条形)作为最理想的形式，则亮度达到100％，并且莫尔条纹根本不会出现。

本发明涉及具有桥31的荫罩3。为在桥存在的条件下理想地减少莫尔条纹，在荧光屏上扫描的水平电子束行的垂直间距vp₂或电子束通孔的垂直间距vp₁都应该显著地比其它的长。

就是说应该满足这样的条件，即荫罩的垂直间距≥(荧光屏的亮度/扫描的电子束的数量)×A。

应该注意到，在用于防止两周期波之间的干涉的关系常数A为2.7和更高时莫尔条纹大大减少了。当A的值为3.4和更高时，可以获得没有莫尔条纹的最理想的图像。

如果电子束通孔3的垂直间距vp₁扩展到上述适当的长度，则可以获得象图8和图9的曲线。特别是，根据图9，点只出现在序列线的倒置部分上。这意味着只有桥的阴影示于荧光屏上，而完全没有产生莫尔条纹。

这里，每个桥的阴影表示为λ，它是曲线上的周期波的最低点之间的间隔。

同时，如图10和图11所示，在为减少莫尔条纹的本发明槽式荫罩的第二实施例中，在垂直方向排列的每个电子束通孔30的中心部分形成与无孔部分3b连接的桥，隔离器33形成在桥的中心部分。

因此桥被分成围绕隔离器33的对称的左桥和右桥32a和32b。

此时，左桥和右桥32a和32b布置成覆盖包括分布于屏盘1内表面上的黑体的一部分荧光材料1a。

特别是，左桥32a和右桥32b的面积设计为构成两个左桥和右桥32a和32b和其间的隔离器33的面积的20-80％。

限制每个桥32a、32b的面积的原因是，当每个桥的面积小于最小限制时，虽然穿过的电子束的量增加，提高了亮度，但莫尔条纹也增加了，而当每个桥的面积超过最大限制时亮度随着莫尔条纹的增加而降低。

换言之，在本发明的第二实施例中，荫罩3如此构形，即形成在槽式荫罩的电子束通孔30中心的桥的中心被开口成足以容许分割的左桥和右桥32a和32b覆盖包括分布在屏盘1内表面上的黑体1b的一部分荧光材料1a。

如果每个左桥和右桥32a和32b只覆盖黑体1b区域，这个荫罩图形与没有左桥和右桥32a和32b的图形没有明显区别。通过使左桥和右桥32a和32b覆盖一小部分荧光材料1a，穿过的电子束的量受荧光材料1a的覆盖部分的限制，由此正比例地降低了亮度。

在这种情况下应该适当限制左桥或右桥32a、32b的面积。如上所述，这种限制应该在构成左桥和右桥32a和32b和其间的隔离器33的面积的约20-80％范围内。

如果面积小于该限制，则即使亮度随着穿过的电子束的量增加而提高，但会产生莫尔条纹。如果面积超过该限制，亮度降低得超过了所需要的，并且也增加了莫尔条纹。

如果每个桥32a和32b的面积被确定在所述限制范围内，则每个桥32a和32b遮挡部分荧光材料1a。结果，亮度随着遮挡的面积成正比例地降低。亮度的适当降低会产生光幻视，因此诸如莫尔条纹现象用视觉看不见。

除此之外，左桥和右桥32a和32b补偿了荫罩的强度，因此在荫罩与轨道配合时防止荫罩撕裂，并且防止在配合之后由热变形引起的颜色纯度下降。

图11对比地表示常规槽式荫罩和本发明的槽式荫罩的各电子束通孔相对于荧光材料1a和黑体1b放置的状态。图11中的标号(a)表示其中桥3c形成在电子束通孔3a的一边的US专利。在这种情况下，荧光材料1a被桥3c遮蔽的面积相对较大，因此降低了亮度并产生莫尔条纹。

标号(b)表示使亮度比产生莫尔条纹的情况(a)还坏的连接桥3d。

另一方面，标号(c)所示的图形具有适当地遮挡荧光材料1a的左桥和右桥32a和32b，由此适当地降低了亮度，从而产生莫尔条纹减少的光幻视。

如上所述，本发明合适地延伸了电子束通孔或在每个电子束通孔的中心形成开口桥的垂直间距，由此使莫尔条纹减少并提高了图像质量。

对于本领域技术人员来说，很显然在不脱离本发明的精神和范围的情况下可以对本发明用于彩色布老恩管的荫罩做出各种修改和改变。这样，本发明应该趋于覆盖落入权利要求书的范围内以及它们的等同方案的本发明的各种修改和改变。

Claims (3)

1.一种用于彩色布老恩管的槽式荫罩，包括其长度比格栅式荫罩的每个电子束通孔的长度短并且比点状荫罩的每个电子束通孔的长度长的电子束通孔，和与设置在垂直方向的所述电子束通孔之间的无孔部分连接的桥，

该槽式荫罩，具有通过在每个桥的中心分离形成的对称的左桥和右桥，每个所述左桥和右桥覆盖包括黑体的一部分荧光材料。

2.根据权利要求1的槽式荫罩，其中所述每个桥的面积是通过将所述对称的左桥和右桥的面积和所述左桥和右桥之间的面积加起来获得的总面积的20-80％。

3.根据权利要求1的槽式荫罩，其中荫罩是平坦张力荫罩。

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