具有不同管颈直径的投影管的制作方法

专利名称：具有不同管颈直径的投影管的制作方法
发明
背景技术：
领域本发明涉及使用在投影式的电视接收机、图像投影机等中的投影管。
背景技术：
利用偏转线圈扫描从电子枪发射的电子束，能够获得一个阴极射线管的图像。该偏转线圈安装在管颈和漏斗状管壳部分结合处附近。随着管颈外侧直径变小，偏转灵敏度增强。但是当管颈外侧直径缩小以增强偏转灵敏度时，容纳在管颈部分中的电子枪必须相应地缩小。当缩小电子枪时，电子透镜的直径变小并因此劣变聚焦。即，偏转灵敏度和聚焦性能是反比关系。
在美国专利3,163,794中建议了能够解决此问题的方法。在此专利中公开了一种增强偏转灵敏度的技术，使得其上安装着阴极射线管的管颈部分的外侧直径小于其中容纳电子枪的管颈部分的直径。此专利中描述的阴极射线管的最大工作电压设置为16kV。
然而这种阴极射线管还没有商业化。因为该最大电压值的降低使得通过降低偏转电源而获的优势减小。而且，由于必需保证一个固定尺度作为该偏转线圈在管轴方向中的距离，所以当在一个实际的阴极射线管中把管颈的外侧直径设置成两段时，由于机械的限制，通常使得电子枪的位置远距荧光屏。因此，加长了阴极射线管的总长度，从而引起例如劣变聚焦性能的不良副作用。
另一方面，日本专利185660/1999涉及一个彩色阴极射线管，公开一种增强偏转灵敏度的技术，使得其上安装着偏转线圈的阴极射线管的管颈部分的外侧直径小于其中容纳电子枪的管颈部分的直径。
然而这种阴极射线管也还没有商业化。其原因是由于如下的情况。即，虽然在该彩色阴极射线管中产生以同轴阵列排列的三个电子束，但是由于在两侧的电子束逼近细颈部分的颈管内壁，所以该电子束可能撞击该颈管的内壁。因此，难于大比率地缩小管颈直径，因此这偏转灵敏度增强效果变得极小。

发明内容
根据本发明，在以单一电子束和大电流操作在等于或大于25kV高压的一种投影式电视接收机(PRT)的阴极射线管中，其上安装着偏转线圈的管颈部分的外侧直径被构成小于容纳电子枪管颈部分的外侧直径。由于这种结构，能够实现偏转电源的降低和聚焦性能的增强。
在本PRT中，因为(1)阴极射线管操作在高压、(2)与普通电视机多数使用情况相比其扫描线数目是二到三倍、(3)在投影式电视接收机中使用三个PRT，使得其与通常阴极射线管相比，偏转电源降低的优点非常显著。
而且，在该PRT中，当电子透镜的直径扩大时对于出现的球面象差的改善要比对于从电子束的排斥获得的电子束扩展引发的聚焦劣变的改善重要的多。即在该PRT中，通过扩大电子枪的透镜直径产生的影响要比当由于改变管颈直径而使电子枪远距荧光屏产生的影响重要得多。
因此，采用PRT结构作为构造特征的本发明的优点是很显著的。
在本发明的电子枪中，为了防止荧光屏和电子枪的主透镜之间的距离变大，该电子枪的最终电极是由一大直径圆柱部分、一小直径部分和一个逐渐减小直径的部分构成，该最终电极的大直径部分安装在管颈的大直径部分中，而该最终电极的小直径部分设置于管颈的小直径部分。


图1是本发明PRT的一个截面图。
图2是主透镜部分的第一实施例。
图3是主透镜部分的第二实施例。
图4是主透镜部分的第三实施例。
图5是主透镜部分的第四实施例。
图6是主透镜部分的第五实施例。
图7是主透镜部分的第六实施例。
图8是主透镜部分的第七实施例。
图9是主透镜部分的第八实施例。
图10是本发明PRT的管座部分的平面图。
图11是通常36.5mm管颈情况下的管座部分的平面图。
图12是一个结构示意图，其中把偏转线圈、会聚偏转线圈和速度调制线圈安装在本发明的PRT上。
图13是平面结构的投影式电视接收机的一个概念视图。
图14是投影式电视接收机的纵截面示意图。
具体实施例方式
结合

根据本发明的一个具有不同管颈直径的投影管的
图1是用于本发明投影式电视接收机(PRT)的阴极射线管的截面示意图。在PRT中形成一个单色图像。仅使用一个电子束。在显示板1的内侧上形成一个荧光屏。屏板1具有平坦的外表面和朝着电子枪一侧的方向凸出的内表面。利用如此的条件形成一个凸透镜。在本实施例中，屏板1的内表面以具有350mm曲率的半径R形成球状表面。为了降低失真，该内表面可以由非球状面形成。屏板1的厚度T0在其中心是14.1mm。屏板1的对角方向的剖面尺寸设置为7英寸，而实现图像构造的有效对角直径设置为5.5英寸。PRT的总长度L1设置为276mm。漏斗状管壳部分2连接管颈部分3和屏板1。
管颈部分3外侧直径设置为29.1mm。容纳电子枪的管颈部分4的外侧直径的设置大于管颈部分3的外侧直径，并且设置为36.5mm。其中，指示管颈外侧直径的29.1mm和36.5mm意味着实质数值，其设置是考虑到制造管颈中的误差。偏转电子束的偏转线圈安装在具有小直径的管颈部分3上。利用这种结构，偏转电源能够被抑制为尽可能小。在此情况中，与管颈外侧直径设置为36.5mm的情况相比较，偏转电源能够减少大约25％。
由于电子枪6被容纳在具有大直径的管颈部分4中，电子透镜的直径能够被做大。电子枪6的第一栅极61具有杯罩形状，发射电子束的阴极容纳在该第一栅极61中。加速电极62连同该第一阳极63形成预聚焦透镜。加到构成最终电极的第二阳极65的30kV的电压是阳极电压，也加到第一阳极63。通常，加到PRT的阳极电压等于或大于25kV。
通过使得管颈外侧直径不同，由于机械限制，电子枪6被远距荧光表面定位。当电子枪6远距该荧光屏定位时，聚焦被劣变。但是，在本PRT中，通过把该电压提升到一个高压，该PRT能够容易地解决有关聚焦劣变的问题。该PRT能够工作在等于或大于30kV的最大电压。
聚焦电极64被分成一个聚焦电极641和一个聚焦电极642，其中大致是8kV的一个聚焦电压被加到聚焦电极641、642。聚焦电极642的末端和屏板1内表面之间的距离L2设置为139.7mm。聚焦电极642扩大了其荧光屏一侧的直径，并且和该第二阳极65一起形成一个大直径的主透镜。此主透镜能够对应于管颈外侧直径的增加而被做得更大。
因为PRT需要高亮度，所以射束电流(阴极电流)被变为等于或大于4mA。为了即使在这种大电流的的情况下也保持高聚焦性能，最重要的是能够增加主透镜的直径。在本PRT中，因为荧光屏上的电压是高电压，所以从在特定时间提供大电流的空间电荷的排斥获得的光束扩展变得相对小，并且由于该电子枪的球面象差的原因，在提供大电流之时，在荧光屏上的电子束点的尺寸实质上由该光束的扩展确定。
屏蔽罩66与第二阳极65一起整合地形成一个最终透镜。屏蔽罩66的荧光屏侧的直径逐渐地变小。对应于在电子枪末端附近管颈外侧直径变小的结构，在该末端的附近的电子枪的直径也因此变小，以此防止该电子枪被远距该荧光屏定位。
利用焊珠玻璃67牢固地固定相应的电极。屏蔽罩66的荧光屏侧使其外侧直径做成远小于第二阳极65的直径。此设计被提供用于防止耐电压的劣变，其是由把用于提高PRT内部真空度的吸气剂附着到电极引起的。利用吸气剂支架681把环形吸气剂68连接到屏蔽罩66。
图2是在主透镜附近的电子枪的第一实施例的详细视图。第二阳极65和屏蔽罩66在部分W彼此重叠，从而形成最终电极。第二阳极65的内径DA设置为27.8mm，实质上等于屏蔽罩66的大直径部分661的内径。聚焦电极642进入到第二阳极65的内部，因此形成大直径电子透镜。聚焦电极642的末端部分的内径DF设置为20.5mm。
在本实施例中，主透镜实质上由屏蔽罩66的大直径部分661和聚焦电极642组成。屏蔽罩66的小直径部分663的内径DS设置为9mm。此设计被提供是防止由于把吸气剂68附着到聚焦电极642产生的耐电压的劣变，或当吸气剂68被散布用于提高该真空度时的一个偏移发生的耐电压的劣变。屏蔽罩66的末端内径设置为9mm。从聚焦电极642的末端到屏蔽罩66的小直径部分663的后端的轴向距离A被设置为10mm，屏蔽罩66的小直径部分663的轴向长度B被设置为10mm。
球形分离接触物69具有在管颈部分4的内壁和电子枪6之间保持一个适当距离的作用，并且具有把高压提供到最终电极的作用。在本实施例中，球形分离接触物69安装在对应于36.5mm的管颈直径的位置。在此情况中，形成管颈黑铅31使得该管颈黑铅31延伸到允许管颈黑铅31和该球形分离接触物69之间的充分电接触的位置。
图3示出在主透镜附近的电子枪的第二实施例。图3所示结构与图2所示结构不同在于，从屏蔽罩66的大直径部分661到小直径部分663的过渡部分662不是阶跃的，而是形成一个直线。本实施例特征在于，电子枪能够被靠近荧光屏侧定位，其靠近量是通过形成直线过渡部分662获得的一个量。
图4示出在主透镜附近的电子枪的第三实施例。在该第三实施例中，球形分离接触物69安装在屏蔽罩66的小直径部分663，并且接触到该管颈的小直径部分3的内壁。在此情况中，只在该管颈的小直径部分3的内壁涂覆该管颈黑铅31就足够了。由于不必要把管颈黑铅扩展到管颈部分4，则生产率和可靠性能够被增强。从聚焦电极642的末端到屏蔽罩66的小直径部分663的后端的轴向距离A被设置为6mm，屏蔽罩66的小直径部分663的轴向长度B被设置为14mm。屏蔽罩66的末端直径DS被设置为21mm。
图5示出在主透镜附近的电子枪的第四实施例。第四实施例的结构实质上与第三实施例的结构相等，但是从聚焦电极642的末端到屏蔽罩66的小直径部分663的后端的轴向距离A被设置为3mm，屏蔽罩66的小直径部分663的轴向长度B被设置为17mm。在本实施例中，主透镜的位置能够被做得更接近荧光屏，其更接近的量使得聚焦电极641能够逼近屏蔽罩66的小直径部分663。除上面提及的尺度以外的尺寸与第三实施例的相应尺寸相同。第四实施例具有的从聚焦电极642末端到屏蔽罩66的小直径部分663末端的轴向距离与第三实施例相同。参考第三实施例和第四实施例的结构，为了避免主透镜电场的干扰，最好把从聚焦电极641的末端到屏蔽罩66的小直径部分663的末端的距离设置为等于或大于20mm。
图6示出在主透镜附近的电子枪的第五实施例。除了构造特征，即在屏蔽罩66的末端上形成一个凸缘664以及该末端的孔直径设置为9mm之外，第五实施例具有与第三实施例相同的结构。在本实施例中，由于与第三实施例比该屏蔽罩66的末端的孔直径小，所以能够减少吸气剂反闪引起的影响。
图7示出在主透镜附近的电子枪的第六实施例。除了构造特征，即在屏蔽罩66的末端上形成一个凸缘664以及该末端的孔直径设置为9mm之外，第六实施例具有与第四实施例相同的结构。在本实施例中，由于与第四实施例比较该屏蔽罩66的末端的孔直径小，所以能够减少吸气剂反闪引起的影响。
图8示出在主透镜附近的电子枪的第七实施例。在屏蔽罩66的末端上形成圆柱衬片665，使得该衬片665朝着聚焦电极632的方向延伸。衬片665的内径DB设置为9mm，衬片665的深度DD设置为10mm。利用此衬片665的设计，能够减小该吸气剂的反闪引起的影响。除上面提及的尺度以外的尺寸与第五实施例的相应尺寸相同。
图9示出在主透镜附近的电子枪的一个第八地实施例。在屏蔽罩66的末端上形成圆柱衬片665，使得该衬片665朝着聚焦电极632的方向延伸。衬片665的内径DB设置为9mm，衬片665的深度DD设置为10mm。利用此衬片665的设计，能够减小该吸气剂的反闪引起的影响。除上面提及的尺度以外的尺寸与第六实施例的相应尺寸相同。
管座5设置有用于把电压提供到电子枪的相应电极的管脚51。基座52保护此管座5和管脚51。图10是根据本实施例的管座部分的平面图。管座外侧直径SD设置为28.3mm，对应于管颈外侧直径36.5mm。本实施例的特征在于，虽然该管座外侧直径对应于该管颈外侧直径36.5，但是管脚圆周直径PDI设置为15.12mm，该直径对应于29.1mm的管颈外侧直径。其中，15.12mm是考虑了制造误差设置的实际值。
为了比较的目的，图11示出当管颈外侧直径设置为36.5mm时的一个普通管座部分的平面图。管座外侧直径SD设置为28.3mm，而管脚圆周直径PD2设置为20.32mm。通常的设计是，对应于管颈外侧直径的增加而增加该管脚圆周直径。因为该管脚圆周直径变得越大，相应管脚之间的距离变得越大，因此有益于耐电压。
然而在本实施例中，在管颈外侧直径设置为36.5mm时，把该管脚圆周的直径设置为等于当管颈外侧直径设置为29.1mm时的该管脚圆周直径的原因如下。即，偏转电路的一部分连接到该管脚51。由于使用对应于管颈外侧直径29.1mm的偏转线圈，通过把管脚圆周的直径设置到等于当管颈直径设置为29.1mm时该管脚圆周的直径值，则能够使用当该管颈外侧直径是29.1mm时的一个电路板。而且，用于具有高通用性的29.1mm管颈外侧直径的一个连接器能够被用作为该连接器。
图12是一个结构示意图，其中把偏转线圈7、会聚偏转线圈8、和速度调制线圈9安装在本发明的PRT上。偏转线圈7安装在具有小直径的管颈部分3上。会聚偏转线圈8安装在具有大直径的管颈部分4上。把会聚偏转线圈8安装在具有大直径的管颈部分上的原因是防止该PRT的总长度过长。
通过允许PRT总长度的延长和把会聚偏转线圈8安装在具有小直径的管颈部分3上，该会聚偏转线圈8的灵敏度能够被增强。而且，能够改进偏转线圈7和会聚偏转线圈8的集成化。
如图13所示，在一个投影式电视接收机中，从包括红PRT 10、绿PRT 11和蓝PRT 12的三个PRT投影的图像在经过透镜13以后被聚合在屏幕14上，以便形成一个投影图像。虽然通过把相应的PRT彼此相对倾斜完成该会聚，但是通过安装在相应PRT上的会聚偏转线圈8执行细调。
速度调制线圈9用于增强图像的对比度。由于该速度调制线圈9安装在具有36.5mm管颈外侧直径部分上，所以该灵敏度则成为一个问题。为了增强速度调制线圈9的灵敏度，聚焦电极64被分成电极641和电极642，并且在电极641和电极642之间形成一个间隙，以便有助于把速度调制线圈的磁场加到电子束。
图14是投影式电视接收机的横截面示意图。投影图像从PRT 11出发经过透镜13，在镜面15反射，然后投射在屏幕14上。如图6所示，PRT的总长度不直接影响该投影式电视接收机的深度。
而且，由于该投影式电视接收机使用三个PRT，所以该投影式电视接收机显示出偏转功率节省效果，其效果比一个普通电视机高三倍。而且，投影式电视接收机普通的具有等于或大于40英寸屏幕对角尺寸的一个大屏幕。在这种大屏幕中，当使用NTSC信号时，扫描线变得显见而因此劣变该图像质量。为了防止此现象，在投影式电视接收机中，在许多情况下采用具有大量扫描线数目的ADVANCED TV。在此情况中，扫描线的数量变成比普通NTSC方法大二到三倍，使得偏转功率增加。因此，由于使用根据本发明的PRT，能够获得在投影式电视接收机中大量省却偏转功率。
本发明不仅可适用到投影式电视接收机，而且可适用到使用三个PRTS的一个通用投影仪。
权利要求
1.一种投影管，包括一在其一个内表面上形成一个荧光屏的屏板、一漏斗状管壳部分、一管颈部分和一密封该管颈部分的管座部分，其中该管颈部分包括一第一管颈部分，其构成连接到上述漏斗状管壳部分并具有一第一管颈外侧直径的一个部分以及一第二管颈部分，其容纳向荧光屏发射单一电子束的一个电子枪并具有第二管颈外侧直径；上述第一管颈外侧直径被设置为小于上述第二管颈外侧直径；该电子枪包括构成一最终电极的一个主透镜以及一个具有插入到该最终电极之内的一个部分聚焦电极；该最终电极具有一个大直径部分和其直径在朝着荧光屏的方向逐渐减小的部分，并且被加到该最终电极的一个高压被设置为等于或大于25KV。
2.根据权利要求1的投影管，其中该第二管颈部分的管颈直径被设置为等于或大于36.5mm。
3.根据权利要求1的投影管，其中所述最终电极包括一个第二阳极和一个屏蔽罩。
4.根据权利要求3的投影管，其中该第二管颈部分的管颈直径被设置为等于或大于36.5mm。
5.根据权利要求3的投影管，其中该屏蔽罩的内径朝着荧光屏方向是逐渐减小的。
6.根据权利要求5的投影管，其中该第二管颈部分的管颈直径被设置为等于或大于36.5mm。
7.根据权利要求3的投影管，其中该屏蔽罩包括一个大直径部分和一个小直径部分，并且主透镜包括该屏蔽罩的该大直径部分和该聚焦电极。
8.根据权利要求7的投影管，其中该第二管颈部分的管颈直径被设置为等于或大于36.5mm。
9.根据权利要求1的投影管，其中，用于提供高压的管颈黑铅被形成在该第一管颈部分的内壁上和该第二管颈部分的内壁上，并且在该最终电极的上述大直径上安装有球形分离接触物，其将该管颈黑铅和该最终电极电连接。
10.根据权利要求9的投影管，其中该球形分离接触物被安装在该第二阳极上。
11.根据权利要求1的投影管，其中该第一管颈部分的管颈直径被设置为等于或小于29.1mm。
12.根据权利要求1的投影管，其中该第一管颈部分的管颈直径设置为29.1mm，而第二管颈部分的管颈直径设置为36.5mm。
13.根据权利要求1的投影管，其中该高压被设置为30kV或更高。
14.一种投影管，包括在其一个内表面上形成一个荧光屏的屏板、一漏斗状管壳部分、一管颈部分和一密封该管颈部分的管座部分，其中该管颈部分包括一第一管颈部分，其构成连接到上述漏斗状管壳部分并具有第一管颈外侧直径的一个部分，以及具有第二管颈外侧直径的第二管颈部分；第一管颈外侧直径被设置为小于第二管颈外侧直径；放置在该第二管颈部分中的一个电子枪的主透镜部分，其电子枪产生单一电子束；该主透镜包括一个最终电极和具有插入到该最终电极之内的一个部分的一个聚焦电极；该最终电极包括一个大直径圆柱部分，其构成其中被插入有该聚焦电极的一个部分，一个在上述荧光屏一侧的小直径圆柱部分以及其直径朝着该荧光屏的方向逐渐减小的一个部分；和一个被加到该最终电极的高压被设置为等于或大于25KV。
15.根据权利要求14的投影管，其中该最终电极的上述小直径圆柱部分被放置在该第一管颈部分之内。
16.根据权利要求14的投影管，其中一个提供上述高压的管颈黑铅被形成在该第一管颈部分的内壁，并且在该最终电极的小直径圆柱部分安装有一个球形分离接触物，其将该管颈黑铅和最终电极电连接。
17.根据权利要求14的投影管，其中该管颈黑铅不被提供到该第二管颈部分的内壁。
18.根据权利要求14的投影管，其中在该最终电极的上述小直径部分的荧光屏幕侧端上形成限定一个直径的凸缘，其直径进一步小于该小直径圆柱的部分的内径。
19.根据权利要求14的投影管，其中，在该最终电极的上述小直径圆柱部分的上述内侧上形成一个圆柱衬片，使得该圆柱的衬片从荧光屏幕侧端部分朝着聚焦电极一侧的方向延伸。
全文摘要
本发明目的是在用作投影式电视接收机或投影仪、并以单一电子光束高电流操作在高压条件下的一个投影管中利用一个低偏转电源来维持高聚焦性能。其上安装偏转线圈的一个部分的管颈外侧直径小于其中容纳一个电子枪的一个部分的管颈外侧直径。该电子枪最终电极具有朝着荧光屏的方向逐渐减小的直径。投影管的最大阳极电压设置为等于或大于25KV，并且最大电子束电流设置为等于或大于4mA。
文档编号H01J29/48GK1391253SQ0112575
公开日2003年1月15日 申请日期2001年8月23日 优先权日2001年6月8日
发明者铃木延幸, 青木小太郎, 齐藤公一, 白井正司 申请人:株式会社日立制作所, 日立电子设备株式会社