CN1361545A - 彩色阴极射线管和驱动电路,使用它们的再现装置及该系统 - Google Patents

Abstract

一种具有电子枪的彩色阴极射线管,其电子枪包括:3个直线排列的阴极,第一栅极和第二栅极,它们以此顺序排列,以及用于使从所述阴极发射的3个电子束在荧光屏上聚焦的多个电极。满足下面的不等式:E≤1.4A－0.2B－2.7C－2D,A≤0.35mm,其中A是第一栅极中电子束透射孔的直径,B是第二栅极中电子束透射孔的直径,C是第一栅极中直接包围着电子束透射孔的第一栅极部分的厚度,D是阴极与第一栅极中电子束透射孔之间的间距,E是第一栅极和第二栅极之间的间距。

Description

彩色阴极射线管和驱动电路， 使用它们的再现装置及该系统

发明背景

本发明涉及一种彩色阴极射线管，用于驱动阴极射线管的电路，使用所述驱动电路的彩色图像再现装置，和包括所述彩色图像再现装置的彩色图像再现系统，它们能够在显示高亮度图像和显示高清晰度图像之间转换。

作为使用彩色阴极射线管的电子装置，电视接收机和作为以个人计算机为代表的信息设备终端的显示监视器已经作为单独的产品投放市场。

要求用于信息设备的显示监视器提供高清晰度图像，并且重要的是，要求它们具有高的分辨能力。因此，显示监视器需要在高的频率(高的偏转频率)下被驱动，并产生足够小的电子束斑点。优先减少电子束斑点的结果，使得显示的亮度和对比度低于电视接收机设置的亮度和对比度。

在另一方面，首先，彩色电视接收机要求高的亮度和高的对比度，从而呈现其场景的真实性，并且因为频率由彩色电视系统例如NTSC，PAL和SECAM预先规定，图像清晰度不像用于信息终端的显示监视器那样高。结果，场景的亮度和显示对比度比电子束斑点直径优先，因此，重要的是获得大的电流。

在包括用作信息终端的显示监视器同时又被配置能够利用显示监视器接收电视广播的目前的系统中，当它们接收电视广播时，和用作信息终端的显示监视器相比，这种显示监视器必须增加电子束斑点直径，或者和彩色电视接收机的显示器相比，具有较小的场景亮度和显示对比度。

图15表示在彩色阴极射线管中在固定的40V的驱动电压下阴极截止电压和阴极电流的关系的例子，横轴表示阴极截止电压EKco(V)，纵轴表示阴极电流Ik(A)。驱动电压Ed被定义为用于产生相应于视频信号的电子束电流的阴极电压Ed和截止电压(EKco)之间的差(Ekco-Ek)，如后面参照图5进行的说明。在一种彩色阴极射线管中，当施加于第一栅极上的电压Ec1固定时，截止电压Ekco随着第二栅极上的电压的增加而增加。为了在固定的驱动电压下增加阴极电流，需要减少截止电压Ekco，换句话说，需要减少电压Ec2。

图16表示彩色阴极射线管的截止电压和电子束斑点直径的之间的关系的例子，横轴表示阴极截止电压Ekco(V)，纵轴表示电子束斑点直径(mm)，强度分布为10％。

由图16可见，为了产生相应于高清晰度显示的电子束斑点直径，需要使截止电压Ekco足够高，因而需要使第二栅极电压Ec2足够高。

图17表示常规的彩色阴极射线管和用于驱动在普通彩色电视接收机中使用的彩色阴极射线管或信息终端的常规的显示监视器的常规的驱动电路的例子。标号20表示彩色阴极射线管，21，21’和21”分别是用于用于红绿蓝电子束的阴极，22是第一栅极，23是第二栅极，24是第三栅极，并且25，26和27分别是用于红绿蓝信号的输出晶体管。在图17中第四栅极以及在电子枪中的第四栅极之后的栅极被省略了。

标号1表示用于通过调节施加于第二栅极23上的电压设置3个电子枪的截止电压的可变电阻，并且2，3，4分别是用于调节施加于红绿蓝信号的输出晶体管25，26和27的发射极上的电压的可变电阻，使得在阴极21，21’，和21”上的电压被相互独立地调节，借以吸收在3个电子枪当中的截止电压的差异。标号5和6分别是用于调节施加于阴极21和21”上的驱动电压的幅值的可变电阻，标号8是用于调节施加于第三栅极24上的电压的可变电阻。

彩色阴极射线管20使用3个电子枪，并且3个电子枪的特性互不相同，这是因为在3个装配的电子枪当中其结构具有微小的差异，此外，彩色阴极射线管20的红绿蓝彩色荧光体的发光效率不同，因此，施加于3个阴极上的电压被调节，以便补偿特性上的差异，从而调节3个电子束的数量，借以使得不管场景亮度如何，由3个电子束产生的3个颜色相互平衡。

一般地说，分别用于3个电子束的3个电子枪作为一个整体结构被制造，并且除去阴极21，21’和21”之外的用于3个电子束的电极被共同制造。因此，对于3种颜色的白平衡调节主要通过调节阴极电压来实现。

在图17所示的电路结构中，需要确定第二栅极23上的电压、3个截止电压的最大幅值和3个驱动电压的幅值的组合，因而不能自由地改变。

因而，信息终端的显示监视器需要的高清晰度显示和彩色电视接收机要求的高亮度和高对比度显示便不能利用一个装置来实现。

这种常规的技术在委托给本发明的受让人的日本专利申请公开Hei9-191462中披露了。

发明内容

如上所述，利用常规技术，对于一个彩色阴极射线管利用一个驱动电路不能在高亮度显示和高清晰度显示之间转换，因此，利用一个装置使得能够分别实行信息终端的显示监视器和彩色电视接收机要求的两个功能一直是个问题。

本发明的目的在于提供一种彩色阴极射线管，用于驱动彩色阴极射线管的电路，使用所述电路的彩色图像再现装置和包括所述彩色图像再现装置的彩色图像再现系统，它们使得能够在多个驱动方式之间转换，因而，通过利用常规技术解决上述问题，一个装置可以实行各种信息终端的显示监视器和各种彩色电视系统的彩色电视接收机需要的两个功能。

下面是按照本发明的彩色阴极射线管，用于驱动彩色阴极射线管的电路，使用所述电路的彩色图像再现装置和包括所述彩色图像再现装置的彩色图像再现系统的一些代表性的例子。

按照本发明的一个实施例，提供一种具有荧光屏和电子枪的彩色阴极射线管，所述电子枪包括：三极管部分，其包括横向隔开的直线排列的适用于被供给视频信号的阴极，第一栅极和第二栅极，其按照所提及的顺序排列；以及用于使从三极管部分发射的3个电子束在荧光屏上聚焦的多个电极，其中满足下面的不等式：E≤1.4A-0.2B-2.7C-2D，A≤0.35mm，其中A(mm)是在第一栅极中电子束透射孔的直径，B(mm)是在第二栅极中电子束透射孔的直径，C(mm)是在第一栅极中直接包围着电子束透射孔的第一栅极部分的厚度，D(mm)是在3个横向隔开的直线排列的阴极和在第一栅极中电子束透射孔之间的间距，并且E(mm)是第一栅极和第二栅极之间的间距。

按照本发明的另一个实施例，提供一种用于驱动彩色阴极射线管的驱动电路，包括电压设置电路，用于设置要施加于彩色阴极射线管的阴极和其它电极上的电压，所述彩色阴极射线管具有3个阴极，用于发射3个电子束，并适用于被供给视频信号，为3个电子束共用的第一栅极，为3个电子束共用的第二栅极，它们按照所提及的顺序被设置，所述电压设置电路包括：被构成用于提供被分别施加于3个阴极上的3个阴极偏压、被施加于第一栅极上的第一栅极电压和施加于第二栅极上的第二栅极电压的多种组合的电路；以及用于选择所述多种组合之一使得当3个电子束的水平偏转频率增加时，第二栅极电压和第一栅极电压的差增加的转换电路。

按照本发明的另一个实施例，提供一种用于驱动彩色阴极射线管的驱动电路，包括电压设置电路，用于设置被施加于三电子束彩色阴极射线管的阴极和其它电极上的电压，所述彩色阴极射线管具有3个阴极，用于发射3个电子束，并适用于被供给视频信号，为3个电子束共用的第一栅极，为3个电子束共用的第二栅极，它们按照所提及的顺序被设置，所述电压设置电路包括：被构成用于在被施加于第一栅极上的第一栅极电压是固定的条件下提供被分别施加于3个阴极上的3个阴极偏压和施加于第二栅极上的第二栅极电压的多种组合的电路；以及用于选择所述多种组合之一使得当3个电子束的水平偏转频率增加时，第二栅极电压增加的转换电路。

按照本发明的另一个实施例，提供一种用于驱动彩色阴极射线管的驱动电路，包括电压设置电路，用于设置被施加于彩色阴极射线管的阴极和其它电极上的电压，所述彩色阴极射线管具有3个阴极，用于发射3个电子束，并适用于被供给视频信号，为3个电子束共用的第一栅极，为3个电子束共用的第二栅极，它们按照所提及的顺序被设置，所述电压设置电路包括：被构成用于向3个阴极的至少一个以及第一栅极和第二栅极的至少一个提供连续可调的电压的电路；以及控制电路，用于控制所述连续可调的电压，使得当3个电子束的水平偏转频率增加时在第二栅极和第一栅极之间的电压差增加。

本发明不限于上述的结构或随后所述的实施例的结构，不脱离本发明的范围和构思，可以作出各种改变和改型。

附图说明

在所有附图中，相同的标号表示相似的元件，其中：

图1A是用于说明按照本发明的用于驱动彩色阴极射线管的电路的第一实施例的电路图；

图1B是用于说明按照本发明的实施例的在被施加的电压的多种组合之间的自动转换的方块图；

图2是用于说明按照本发明的用于驱动彩色阴极射线管的电路的第二实施例的电路图；

图3是用于说明按照本发明的用于驱动彩色阴极射线管的电路的第三实施例的电路图；

图4是用于说明按照本发明的用于驱动彩色阴极射线管的电路的第四实施例的电路图；

图5示意地表示在按照本发明的彩色阴极射线管中使用的电子枪的结构的例子；

图6是表示在10％的强度分布在0.3mA的阴极电流下在阴极截止电压Ekco和电子束斑点直径(mm)之间的关系的曲线；

图7是表示在阴极k和第一栅极G1之间的间距D(mm)和以对数曲线绘制的阴极电流对驱动电压的曲线的斜率γ的关系的曲线；

图8是表示在阴极截止电压被固定在100V时，在第一栅极G1和第二栅极G2之间的间距E(mm)与直接包围着第一栅极G1的电子束透射孔的第一栅极G1的部分的厚度(mm)的关系的曲线；

图9表示在阴极截止电压被固定在100V时，在间距E和在第一栅极G1中的电子束透射孔的直径(mm)之间的关系的曲线；

图10是表示在阴极截止电压被固定在100V时，第一栅极G1和第二栅极G2之间的间距E(mm)与在第二栅极G2中的电子束透射孔的直径(mm)之间的关系的曲线；

图11是用于按照本发明的彩色阴极射线管中的电子枪的一个例子的侧视图；

图12是按照本发明的荫罩型彩色阴极射线管的结构的一个例子的示意的截面图；

图13示意地表示按照本发明的彩色图像再现装置的一个例子；

图14示意地表示按照本发明的彩色图像再现系统的一个例子；

图15表示在彩色阴极射线管中的固定的驱动电压为40V时在阴极截止电压和阴极电流之间的关系的一个例子；

图16表示在彩色阴极射线管的截止电压和电子束斑点直径之间的关系的一个例子；

图17表示常规的彩色阴极射线管和用于驱动在常规的彩色TV接收机中使用的彩色阴极射线管或信息终端的常规的显示监视器的常规的驱动电路的例子；以及

图18是用于驱动按照本发明的彩色阴极射线管的电路的另一个例子的电路图。

优选实施例的详细说明

下面参照附图详细说明按照本发明的实施例。

图1A是说明用于驱动按照本发明的彩色阴极射线管的电路的第一实施例的电路图。在图1A中和图17中使用的相同的标号表示相应的或功能相似的部分，并且在图1A中和随后的附图中在功能上相同的部分用相同的标号表示，在所述标号上加有或不加有(’)或(”)。

在图1A所示的电路结构中，使用在阴极和其它电极上施加的电压的3种组合，但是也可以使用施加电压的多于三种的组合。下面只说明三电子束直线型电子枪中的一种电子枪，并且这些说明也适用于其它两种电子枪。

在图1A中，要被施加于第二栅极23上的3个电压通过使用用于调节第二栅极电压的3个可变电阻1，1’，1”被预先选择为3个所需的值，要被施加于第一栅极22上的3个电压通过使用用于调节第一栅极电压的2个可变电阻7，7’被预先选择为3个所需的值。输出晶体管25具有用于调节其发射极电压的可变电阻2，2’，2”。按照所需的彩色阴极射线管的性能特性，通过互锁开关9，9’，9”实行在可变电阻1，1’，1”之间、可变电阻7，7’之间、可变电阻2，2’，2”之间的转换。

利用这种结构，可以对阴极21提供对于所需的性能特性最合适的偏压，借以获得最适合输入信号的特性的图像显示。

图2是用于说明用于驱动按照本发明的彩色阴极射线管的电路的第二实施例的电路图。在图2所示的电路结构中，使用施加于阴极和其它电极上的电压的两种组合，但是也可以使用施加电压的两种以上的组合。在图2中和图1A中相同的标号表示相应的或功能相似的部分。下面只说明三电子束直线型电子枪中的一种电子枪，并且下面的说明也适用于其它两种电子枪。

在图2中，要被施加于第二栅极23上的2个电压通过使用用于调节第二栅极电压的2个可变电阻1，1’被预先选择为2个所需的值，要被施加于第一栅极22上的2个电压通过使用用于调节第一栅极电压的可变电阻7被预先选择为2个所需的值。输出晶体管25具有用于调节其发射极电压的可变电阻2，2’。按照所需的彩色阴极射线管的性能特性，通过互锁开关9，9’，9”实行在可变电阻1，1’之间、在使用和不使用可变电阻7之间以及可变电阻2，2’之间的转换。

利用这种结构，可以对阴极21提供对于所需的性能特性最合适的偏压，借以获得最适合输入信号的特性的图像显示。

图3是用于说明用于驱动按照本发明的彩色阴极射线管的电路的第三实施例的电路图。在图3中和图1A中相同的标号表示相应的或功能相似的部分。

在图3所示的电路结构中，使用施加于阴极和其它电极上的电压的3种组合，但是也可以使用施加电压的3种以上的组合。

下面只说明三电子束直线型电子枪中的一种电子枪，并且下面的说明也适用于其它两种电子枪。

在图3中，被施加于第一栅极22上的电压一直是固定的，但是要被施加于第二栅极23上的3个电压通过使用用于调节第二栅极电压的3个可变电阻1，1’，1”被预先选择为3个所需的值，要被施加于第三栅极24上的电压通过用于调节第三栅极电压的可变电阻8被预先选择为所需的值。输出晶体管25具有用于调节其发射极电压的可变电阻2，2’和2”。按照所需的彩色阴极射线管的性能特性，通过互锁开关9，9’实行在可变电阻1，1’，1”之间、在可变电阻2，2’，2”之间的转换。

利用这种结构，可以对阴极21提供对于所需的性能特性最合适的偏压，借以获得最适合输入信号的特性的图像显示。

图4是用于说明用于驱动按照本发明的彩色阴极射线管的电路的第4实施例的电路图。在图4所示的电路结构中，使用施加于阴极和其它电极上的电压的两种组合，但是也可以使用施加电压的两种以上的组合。

在图4中和图1A中相同的标号表示相应的或功能相似的部分。下面只说明三电子束直线型电子枪中的一种电子枪，并且下面的说明也适用于其它两种电子枪。

在图4中，要被施加于第二栅极23上的2个电压通过使用用于调节第二栅极电压的2个可变电阻1，1’被预先选择为2个所需的值，并且被施加于第一栅极22上的电压一直是固定的。被施加于第三栅极24上的电压通过用于调节第三栅极电压的可变电阻8被预先选择为所需的值。输出晶体管25具有用于调节其发射极电压的可变电阻2，2’。按照所需的彩色阴极射线管的性能特性，通过互锁开关9，9’实行在可变电阻1，1’之间以及在可变电阻2，2’，之间的转换。

利用这种结构，可以对阴极21提供对于所需的性能特性最合适的偏压，借以获得最适合输入信号的特性的图像显示。

        表1

	高频方式操作	低频方式操作
			水平偏转频率	≥48kHz	≤31.5kHz
Ec2-Ec1	600V	390V
			阴极偏压-Ec1	110V	75V

表1表示适用于结合图4所述的实施例中的分别相应于高频和低频方式操作的施加电压的两种组合的例子。对于其中水平偏转频率大于等于48kHz的高频方式操作，开关9和9’的位置被这样设置，使得在第二栅极电压Ec2和第一栅极电压Ec1之间的电压差是600V，并且在阴极偏压和第一栅极电压Ec2之间的电压差是110V。对于水平偏转频率小于等于31.5kHz的低频方式操作，开关9，9’的位置被这样设置，使得在第二栅极电压Ec2和第一栅极电压Ec1之间的电压差是390V，在阴极偏压和第一栅极电压Ec2之间的电压差是75V。

在图1到图4的实施例中，开关9，9’，9”可以是借助于识别输入的视频信号自动操作的开关，或者是手动开关。可以实现具有常规的用于识别输入的视频信号的种类的自动开关，并且所述开关被构成利用来自识别电路的信号进行电子转换。

例如，如图1B所示，水平同步脉冲利用水平同步脉冲分离器50从输入的视频信号被分离，并被提供给电压组合选择器52。电压组合选择器52，根据分离出的水平同步信号的频率，电压组合选择器52选择要被施加于阴极和其它电极上的多个电压组合中的一个，并对开关9，9’，9”提高开关操作信号，使得每个开关9，9’，9”选择图1A所示的开关位置a，b，c中的一个相应位置。

上述的实施例被这样构成，使得施加于电子枪的阴极和其它电极上的电压以离散的阶跃形式改变，但是也可以使这些电压连续地改变。例如，如图18所示，使用连续可调的电阻90A，90B，90C，并由电压控制电路54根据由水平同步脉冲分离器50提供的分离出的水平同步信号的频率控制，如同结合图1B所述的实施例的情况那样。此外，在本实施例中，在第二栅极电压和第一栅极电压之间的电压差在3个电子束的水平偏转频率增加时增加。

下面说明按照本发明另一个实施例的彩色阴极射线管，本实施例具有优化其电子枪的电极结构，从而能够用于两种显示，例如计算机的监视器显示和电视接收机的显示。

图5示意地表示按照本发明的彩色阴极射线管中使用的电子枪的结构的一个例子。标号k表示阴极(在前面的图中其标号是21)，G1是第一栅极(前面图中是22)，G2是第二栅极(前面图中是23)，G3是第三栅极(前面图中是24)，G4是第四栅极，以及G5是第五栅极。阴极k和电极G1-G5按照规定的顺序以特定的间隔被设置在管轴线z-z上。

附带说明，图5所示的电极配置只是一个例子，第四栅极以及和其接续的电极的各种配置是公知的，本发明也适用于使用和图5所示的配置不同的电极配置的电子枪。

在图5中，利用被称为压印处理(一种冷加工处理)通过把第一栅极G1的厚度弄薄在第一栅极的阴极k侧的断面上围绕电子束透射孔22a的周边形成槽22b。槽22b在下文可以被称为压印部分。

符号D表示阴极k和第一栅极G1中的电子束透射孔22a之间的间距，C是电极G1的直接包围着电子束透射孔22a的部分的厚度，A是电子束透射孔22a的直径，E是在第二栅极G2中的电子束透射孔23a和第一栅极G1之间的距离，B是电子束透射孔23a的直径。阴极k，第一栅极G1和第二栅极G2形成被称为三极管的部分。

在本实施例中，一种彩色图像再现装置能够在施加于第一栅极G1的电压Ec1、施加于第二栅极的电压Ec2以及施加于阴极k上的偏压Ekbias的多种组合之间转换，也能够在施加于第一栅极G1上的电压Ec1被固定的情况下在施加于第二栅极G2上的多个电压Ec2之间以及在施加于阴极k上的多个偏压Ekbias之间以电子方式进行转换。

在图5中，满足以下的不等式：

E≤1.4A-0.2B-2.7C-2D，

A≤0.35mm，

其中，

A(mm)是第一栅极G1中的电子束透射孔22a的直径，

B(mm)是第二栅极G2中的电子束透射孔23a的直径，

C(mm)是在第一栅极G1中的直接包围着电子束透射孔22a的第一栅极部分的厚度，

D(mm)表示阴极k和第一栅极G1中的电子束透射孔22a之间的间距，

E(mm)是第一栅极G1和第二栅极G2之间的距离。

在电子束透射孔22a，23a不是圆形而是非轴对称例如矩形、方形或椭圆形的情况下，直径A，B被定义为具有等于非轴对称的孔22a，23a的面积的圆的直径。

在本实施例中，借助于使用功率晶体管的电子控制容易设置借助于使用施加于阴极的电压和施加于栅极的电压的电压的最佳组合而实现的显示方式。在结合图1-4所述的实施例中，按照输入的视频信号选择施加的电压的多种组合之一，并且通过使用图5所示的具有三极管部分的结构的电子枪帮助实现在施加电压的多种组合之间的电子转换。因而，可以提供能够用于两种显示例如计算机的监视器显示和电视接收机的显示的彩色图像再现装置。

为了以电子方式控制施加于第二栅极G2上的电压Ec2，需要使电压Ec2的最大值不大于上述的功率晶体管的最大偏压的额定值。按照当前半导体制造者的分类，功率晶体管的最大门限电压大约是400V。

图6是通过计算机模拟获得的表示在阴极电流为0.3mA，强度分布为10％时阴极截止电压Ekco和电子束斑点直径(mm)之间的关系的曲线，其中在具有扩大的直径主透镜的并被用于有用对角线屏幕尺寸为51cm的显示使用的阴极射线管(CDT)的多级动态聚焦型的电子枪中第二和第四栅极的长度对于每个阴极截止电压Ekco被优化了。

模拟条件如下：

第一栅极中的电子束透射孔的直径A＝0.35mm，

第二栅极中的电子束透射孔的直径B＝0.35mm，

在第一栅极中的直接包围着电子束透射孔的第一栅极部分的厚度C＝0.1mm，

阴极和第一栅极中的电子束透射孔之间的间距D＝0.05mm，

第一栅极和第二栅极之间的距离E＝0.05mm。

在有用对角线尺寸为51cm的显示用阴极射线管(CDT)中，在标准操作条件下，白色光栅的亮度被设置为100cd/mm²，相应于所述亮度的平均阴极电流大约是0.3mA，因此，采用这个电流值进行模拟。

在图6中，最小的电子束斑点直径由阴极负载(阴极的电流密度)和主透镜的像差确定。如果假定当电极的长度最佳时主透镜的像差被固定，则只由阴极负载确定电子束斑点直径。

在第一栅极G1中的电子束透射孔的直径越小，并且阴极截止电压Ekco越高，则阴极负载越高。

在用于上述的当前对角线尺寸为51cm的显示用阴极射线管(CDT)中的电子枪的标准规范中，在第一栅极G1中的电子束透射孔的直径A和阴极截止电压Ekco分别是0.35mm和110V。因而，要维持当前对角线尺寸为51cm的显示用阴极射线管(CDT)的聚焦特性并以电子方式控制阴极偏压和第一、第二栅极的电压，需要使在第一栅极G1中的电子束透射孔的直径A等于或小于0.35mm，施加于第二栅极G2上的电压Ec2小于等于400V，并且阴极截止电压Ekco大于等于110V。

图7表示在阴极k与第一栅极G1之间的距离D(mm)和γ的关系曲线，其中γ是以对数曲线绘制的阴极电流对驱动电压的曲线的斜率，所示的曲线是利用计算机模拟获得的，其中在第一栅极G1中的电子束透射孔的直径A是0.35mm，阴极截止电压Ekco被固定在110V。

由图7可见，在阴极k和第一栅极G1之间的间距D处于大约0.05mm-0.07mm时γ最大。

图8是表示在第一栅极G1和第二栅极G2之间的间距E(mm)和直接包围着其电子束透射孔的第一栅极G1的部分的厚度之间的关系的曲线，所述关系是通过计算机模拟获得的，其中在第一和第二栅极G1，G2中的电子束透射孔的直径A，B是0.35mm，在阴极k和第一栅极G1之间的间距是0.5mm，施加于第二栅极G2上的电压是400V，并且阴极截止电压固定为110V。

图9是表示在第一栅极G1和第二栅极G2之间的间距E(mm)和第一栅极G1中的电子束透射孔的直径的关系的曲线，所述曲线是由计算机模拟获得的，其中在第二栅极G2中的电子束透射孔的直径B是0.35mm，在阴极k和第一栅极G1之间的间距是0.05mm，在第一栅极中直接包围着电子束透射孔的第一栅极部分的厚度是0.1mm，施加于第二栅极G2上的电压是400V，并且阴极截止电压被固定在110V。

图10是表示在第一栅极G1和第二栅极G2之间的间距E与在第二栅极G2中的电子束透射孔的直径的关系曲线，所述曲线是由计算机模拟获得的，其中在第一栅极G1中的电子束透射孔的直径A是0.35mm，在阴极k和第一栅极G1之间的间距是0.05mm，在第一栅极中直接包围着电子束透射孔的第一栅极部分的厚度是0.1mm，施加于第二栅极G2上的电压是400V，并且阴极截止电压被固定在110V。阴极负载由在第一栅极G1中的电子束透射孔的面积确定，因此，如果电子束透射孔不是圆的，而是非轴对称的，例如矩形，方形或椭圆形，则使用电子束透射孔的等效直径，所述等效直径通过计算其面积等于非轴对称的孔的面积的圆获得。

在图8中，在第一和第二栅极G1，G2之间的间距E对第一栅极G1(22)中直接包围着电子束透射孔的第一栅极部分的厚度C的曲线的斜率是-2.7，在图9中，在第一和第二栅极G1，G2之间的间距E对第一栅极G1中的电子束透射孔的直径A的曲线的斜率是1.4，在图10中，在第一和第二栅极G1，G2之间的间距E对第二栅极G2中的电子束透射孔的直径B的曲线的斜率是-0.2。

在阴极k和第一栅极G1中直接包围着其电子束透射孔的第一栅极部分之间的间距D(mm)对阴极截止电压Ekco的影响是第一和第二栅极G1，G2之间的间距E(mm)的影响的两倍。为了利用被加于第二栅极G2上的较低幅值的电压Ec2获得相同幅值的截止电压，必须减少在阴极k和第一栅极G1中直接包围着其电子束透射孔的第一栅极部分之间的间距D和在第一、第二栅极G1，G2之间的间距E(mm)。

因而，如果满足下面的不等式，则施加于第二栅极上的电压Ec2能够以电子方式被控制，并保持当前显示使用的阴极射线管(CDT)：

E(mm)≤1.4A(mm)-0.2B(mm)-2.7C(mm)-2.0D(mm)，

A(mm)≤0.35(mm)。

表2表示应用于结合图5所述的实施例的分别相应于高频和低频操作方式的施加电压的两种组合的例子。对于水平偏转频率大于等于48kHz的高频操作方式，在第二栅极电压Ec2和第一栅极电压Ec1之间的电压差被选择为400V，在阴极偏压和第一栅极电压Ec2之间的电压差是110V。对于水平偏转频率小于等于31.3kHz的低频操作方式，在第二栅极电压Ec2和第一栅极电压Ec1之间的电压差选择为260V，在阴极偏压和第一栅极电压Ec2之间的电压差是75V。

表2

	高频方式操作	低频方式操作
			水平偏转频率	≥48kHz	≤31.5kHz
Ec2-Ec1	400V	260V
			阴极偏压-Ec1	110V	75V

本发明提供一种能够产生信息终端的显示监视器所需的高清晰度显示和彩色电视接收机所需的高亮度和高对比度显示的彩色阴极射线管。

图11是在按照本发明的彩色阴极射线管中使用的电子枪的一个例子的侧视图。所述电子枪包括3个阴极k，用于发射3个直线电子束，第一栅极G1，第二栅极G2，第三栅极G3，第四栅极G4，第五栅极G5，和被固定在一对罩状玻璃镜上的其间具有上面规定的间隙的第六栅极G6。标号SC表示被焊接到第六栅极G6的前端(荧屏的侧端)的屏蔽杯，标号SP是用于提供视频信号和电极电压的管角。

本发明不限于具有图1所示的电极结构的电子枪，而是也适用于具有其它常规电极结构的电子枪。

图12是按照本发明的实施例的荫罩型彩色阴极射线管的结构的例子的示意的截面图。在彩色阴极射线管20中，真空罩由屏幕31，颈部32和漏斗部分33构成。借助于涂敷三色荧光体构成的荧屏34被设置在屏幕31的内表面上。荫罩结构35被焊接到荫罩框37上，荫罩36具有大量的电子束透射孔，并通过悬挂弹簧38被悬挂在被嵌入屏幕31的裙部的内壁中的销子39上，使得荫罩36和荧屏34以保持一定距离的方式靠近。磁屏蔽40被焊接在荫罩框37的电子枪侧端。

具有上述结构的电子枪41被容纳在颈部32中，偏转轭43被固定在漏斗部分33和颈部31之间的过渡区域外侧的周围，用于使从电子枪41发射的3个电子束B(只示出了一个)在荧屏34上沿水平方向和垂直方向扫描。

图12所示的彩色阴极射线管能够产生信息终端的显示监视器所需的高清晰度显示和彩色电视接收机所需的高亮度和高对比度显示。

图13是按照本发明的彩色图像再现装置的一个例子的示意图。在图13中，标号10表示彩色图像再现装置，20是彩色阴极射线管(只示出了其屏幕的外表面)，12是在上述的实施例中所述的驱动电路，12a是电视信号输入端子，12b是电视电话信号的输入端子，12c是来自视频磁带录像机的信号的输入端子，12d是来自个人计算机的信号的输入端子，13是水平和垂直偏转电路。彩色图像再现装置10具有能够在多种驱动方式之间转换的驱动电路12和用于产生相应于由驱动电路12选择的多种驱动方式之一的偏转信号的水平和垂直偏转电路13。

因而，通过利用结合图1到图10所述的至少一个实施例，通过按照经过输入端子12a-12d提供给彩色阴极射线管的驱动电路12的视频信号的种类在驱动方式之间以电子方式或手动方式进行转换，可以获得所需的图像质量的显示。

图14是按照本发明的彩色图像再现系统的一个例子的示意图。在图14中和图13相同的标号表示相应的或功能相似的部分。在图14中，标号14表示电视天线，15是个人计算机，16是视频磁带录像机，17是电视电话端子，18是电话转换板。

当在图14中的多个视频信号之一被提供给所述的彩色图像再现系统时，通过转换选择多种驱动方式中合适的一种方式，所述彩色图像再现系统能够再现最适合于输入的视频信号的特性的图像显示。

附带说明，来自电视天线14或视频磁带录像机的视频信号不限于一种，要被提供给彩色阴极射线管的驱动电路12的输入端12a-12d的视频信号不限于图14所示的那些，因而所述转换电路可以相应于其它种类的视频信号进行修改。

上述的实施例结合接收彩色视频信号进行了说明，但是，显然，本发明可以应用于单色图像的显示。

如上所述，按照本发明，一种彩色图像再现装置具有阴极偏压和被提供在阴极射线管的电子枪的电极上的电压的多种组合，能够按照输入的视频信号的种类从多种驱动方式中选择最合适的一种方式，因而能够产生高质量的高清晰度显示和高质量的高亮度、高对比度显示，因此，只要一个彩色图像再现装置便能够提供适合于信息终端、彩色电视接收机和其它各种视频信号系统的的显示。

Claims (15)

1.一种具有荧光屏和电子枪的彩色阴极射线管，

所述电子枪包括：

三极管部分，其包括3个横向隔开的直线排列的适用于被供给视频信号的阴极，第一栅极和第二栅极，它们按照所提及的顺序排列；以及

用于使从所述三极管部分发射的3个电子束在所述荧光屏上聚焦的多个电极，

其中满足下面的不等式：

E≤1.4A-0.2B-2.7C-2D，

A≤0.35mm，

其中

A(mm)是在所述第一栅极中电子束透射孔的直径，

B(mm)是在所述第二栅极中电子束透射孔的直径，

C(mm)是在所述第一栅极中直接包围着电子束透射孔的第一栅极部分的厚度，

D(mm)是在3个横向隔开的直线排列的阴极和在第一栅极中电子束透射孔之间的间距，并且

E(mm)是第一栅极和第二栅极之间的间距。

2.一种用于驱动彩色阴极射线管的驱动电路，包括电压设置电路，用于设置要施加于彩色阴极射线管的阴极和其它电极上的电压，所述彩色阴极射线管具有3个阴极，用于发射3个电子束，并适用于被供给视频信号，为所述3个电子束共用的第一栅极，和为所述3个电子束共用的第二栅极，它们按照所提及的顺序被设置，

所述电压设置电路包括：

被构成用于提供分别被施加于3个阴极上的3个阴极偏压、被施加于所述第一栅极上的第一栅极电压和施加于所述第二栅极上的第二栅极电压的多种组合的电路；以及

用于选择所述多种组合之一使得当所述3个电子束的水平偏转频率增加时，第二栅极电压和第一栅极电压的差增加的转换电路。

3.如权利要求2所述的用于驱动彩色阴极射线管的驱动电路，其中所述转换电路通过识别所述视频信号的种类自动地选择所述多个组合中的所述一种。

4.如权利要求2所述的用于驱动彩色阴极射线管的驱动电路，其中所述多个组合包括所述用于所述3个电子束的高的水平偏转频率的其间具有第一电压差的第一栅极电压和所述第二栅极电压的第一组合，以及用于小于所述高的水平偏转频率的所述3个电子束的偏转频率的其间具有第二电压差的所述第一栅极电压和所述第二栅极电压的第二组合，所述第二电压差小于所述第一电压差。

5.如权利要求4所述的用于驱动彩色阴极射线管的驱动电路，其中所述高的水平频率等于或大于48 kHz。

6.一种用于驱动彩色阴极射线管的驱动电路，包括电压设置电路，用于设置被施加于三电子束彩色阴极射线管的阴极和其它电极上的电压，所述彩色阴极射线管具有3个阴极，用于发射3个电子束，并适用于被供给视频信号，为所述3个电子束共用的第一栅极，为所述3个电子束共用的第二栅极，它们按照所提及的顺序被设置，所述电压设置电路包括：

被构成用于在被施加于第一栅极上的第一栅极电压是固定的条件下提供被分别施加于3个阴极上的3个阴极偏压和施加于所述第二栅极上的第二栅极电压的多种组合的电路；以及

用于选择所述多种组合之一，使得当所述3个电子束的水平偏转频率增加时，所述第二栅极电压增加的转换电路。

7.如权利要求6所述的用于驱动彩色阴极射线管的驱动电路，其中所述转换电路通过识别所述视频信号的种类自动地选择所述多个组合中的所述一种。

8.如权利要求6所述的用于驱动彩色阴极射线管的驱动电路，其中所述多个组合包括第一组合，其包括用于所述3个电子束的高的水平偏转频率的第一值的所述第二栅极电压，和第二组合，其包括用于所述3个电子束的小于所述高的偏转频率的偏转频率的第二值的所述第二栅极电压，并且所述第二值小于所述第一值。

9.如权利要求8所述的用于驱动彩色阴极射线管的驱动电路，其中所述高的水平偏转频率等于或大于48 kHz。

10.一种使用如权利要求2所述的用于驱动彩色阴极射线管的驱动电路的彩色图像再现装置，其中所述彩色图像再现装置具有多个用于接收多个不同偏转频率的信号的输入端子。

11.一种使用如权利要求6所述的用于驱动彩色阴极射线管的驱动电路的彩色图像再现装置，其中所述彩色图像再现装置具有多个用于接收多个不同偏转频率的信号的输入端子。

12.一种使用如权利要求10所述的用于驱动彩色阴极射线管的驱动电路的彩色图像再现系统，其中所述彩色图像再现系统被这样构成，使得所述多个输入端子适用于被供给来自多个不同信号源的视频信号。

13.一种使用如权利要求11所述的用于驱动彩色阴极射线管的驱动电路的彩色图像再现系统，其中所述彩色图像再现系统被这样构成，使得所述多个输入端子适用于被供给来自多个不同信号源的视频信号。

14.一种用于驱动彩色阴极射线管的驱动电路，包括电压设置电路，用于设置被施加于彩色阴极射线管的阴极和其它电极上的电压，所述彩色阴极射线管具有3个阴极，用于发射3个电子束，并适用于被供给视频信号，为所述3个电子束共用的第一栅极，为所述3个电子束共用的第二栅极，它们按照所提及的顺序被设置，所述电压设置电路包括：

被构成用于向3个阴极的至少一个以及第一栅极和第二栅极的至少一个提供连续可调的电压的电路；以及

电压控制电路，用于控制所述连续可调的电压，使得当所述3个电子束的水平偏转频率增加时在所述第二栅极和所述第一栅极之间的电压差增加。

15.如权利要求14所述的用于驱动彩色阴极射线管的驱动电路，其中所述电压控制电路借助于识别所述视频信号的种类自动控制所述连续可调的电压。

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