CN1023044C - 彩色阴极射线管的电子枪 - Google Patents

Abstract

公开的彩色阴极射线管的电子枪包含：用于形成从阴级到电子束的热电子的电子束形成部分；用于对来自该部分的电子束进行聚焦的多级聚焦型静电透镜装置。本发明的特征在于：通过UPF型静电透镜和BPF型静电透镜的组合来形成静电透镜，在UPF型或BPF型静电透镜形成电极中靠近电子束形成部分安置的电极间形成另一UPF型电极透镜，以便形成多路多级聚焦型静电透镜。按照本发明，可大大消除作用在静电聚焦透镜电子束上的球差，从而得到高质量图象。

Description

本发明涉及彩色阴极射线管的电子枪，更准确地说，涉及这样一种电子枪，该电子枪内装有与外部电极电绝缘的内部栅极，为了形成用于构成UPF型静电透镜的电极部件，将内部栅极置于聚焦静电透镜形成电极中的接收较低电压的电极内，而将形成聚焦静电透镜的其余电极以多级聚焦透镜形式加以排列，从而形成多路多级聚焦透镜。

一般地，彩色阴极射线管的电子枪包括有：将热电子变为电子束的阴极;由第一栅极和第二栅极组成的电子束形成部分;以及用于在对来自三极管部分的电子聚焦之后在图象屏幕上形成束点的聚焦静电透镜部分。

以上所述的电子枪可根据聚焦静电透镜的构造划分为不同种类。

具有最简单结构的彩色阴极射线管的电子枪可用BPF（双电压聚焦型）和UPF（单电压聚焦型）来表示。BPF型的彩色阴极射线管的电子枪包括：由阴极、第一栅极和第二栅极组成的电子束形成部分;由第一加速和聚焦电极和第二加速和聚焦电极组成的主静电聚焦透镜装置。

UPF型的彩色阴极射线管的电子枪包括：如上所述那样构造的电子束形成部分;由第一加速和聚焦电极、中间聚焦电极和第二加速和聚焦电极组成的主静电聚焦透镜装置。

在构成BPF型彩色阴极射线管的电子枪的一部分的主静电聚焦透镜部分的电极中，将20-30KV范围的高压阳极电压提供给第二加速和聚焦电极，而将和上述高压阳极电压的20-30%相当的聚焦电压提供给第一加速和聚焦电极。

在构成UPF型彩色阴极射线管电子枪一部分的主静电聚焦透镜部 分的电极中，第一加速和聚焦电极以及第二加速和聚焦电极通常接收高压阳极电压，而中间聚焦电极接收接近地的电压。

BPF型和UPF型的彩色阴极射线管的电子枪的优点在于结构简单，从而有可能达到较高的安装精度。然而，从电子束形成部分发射的电子束通过不改变方向的直接通道进入主静电聚焦透镜，所以电子束占据了主静电聚焦透镜的许多边缘区域。因此，主静电聚焦透镜的近轴聚焦作用力和主静电聚焦透镜边缘区域上的聚焦作用力之间的差异，即主静电聚焦透镜的球差增加了，因此，便不可能在彩色阴极射线管的图象屏幕上获得小的、高密度电子束点。

为克服上述问题，开发了一种彩色阴极射线管的多级聚集型电子枪。构造该多级聚焦型电子枪使得将逆向位移辅助透镜装置在三极管部分和主静电聚焦透镜装置之间，以便对从电子束形成部分释放出的电子束的路径作些微改变，然后让电子束沿朝向主静电聚焦透镜的直通路径前进，从而减小主静电聚焦透镜的球差。

彩色阴极射线管的多级聚焦型电子枪包括BUF电子枪和UBF电子枪，这些电子枪也使用BPF或UPF型静电透镜作为辅助聚焦透镜，同时也采用BPF或UPF型的主静电聚焦透镜。

以这种方式构造彩色阴极射线管的这种多级聚焦型电子枪，会改进束点的特性。

电子枪可包括多级形式的逆向位移辅助聚焦透镜而不是上述BUF或UBF型简单多级型电子枪，从而在彩色阴极射线管中形成多路多级型的聚焦型静电透镜。如在彩色阴极射线管中使用这种多路多级聚焦型的电子枪，那么，不但可改进束点特性，而且即使在屏幕边缘区域也可以获得满意的束点。

然而，如要形成上述多路多级聚焦型电子枪，就需大量电极，并且电极的叠层长度，即电子枪长度被延长了，结果电子枪组装效率大 大降低并且削弱了组装精度。

上述电子枪组装精度主要是指所组装电极的同心度，而如果装在电极轴线周围的电子枪的电极不对称，那么在轴线周围形成不对称的静电透镜。再由于象散，到来的电子束会形成失真的束点，从而降低了彩色阴极射线管的分辨率。

本发明旨在克服常规器件的上述缺点。

因此，本发明的目的是提供彩色阴极射线管的有效的多路多级聚焦型电子枪，从而得到满意的束点而不产生其它负作用。

通过参考附图对本发明最佳实施例的详尽描述，本发明上述目的和其它优点是显而易见的。附图中：

图1A和1B是按照本发明的彩色阴极射线管的电子枪的断面视图;

图2a和2B是按照本发明的电子枪的内部栅极的平面图;

图3a和3B是按照本发明的电子枪的内部栅极另一实施例的平面图和纵向截面图;

图3C是矩形绝缘件的透视图;

图3D是金属柱形楔的透视图;

图3E是取作金属杆形的金属连接部分的透视图;

图4示出按照本发明的电子枪的静电聚焦透镜装置的构成;

图5示出按照本发明的静电聚焦透镜的电极的构成。

图1A和1B分别为展示按照本发明的彩色阴极射线管的电子枪的重要部件的截面图。在这些图中，以所述次序层叠有：阴极1，第一栅极2，第二栅极3，第三栅极组件4、4′，第四栅极5，第一加速和聚焦电极6和第二加速和聚焦电极7。在上述电极中，这样构造第三栅极组件4或4′，使下部电极8和上部电极9通过焊接与内部栅极10或10′的金属连接部分11相连接，在此状态下，将同样电平的电压共同供给所述上部电极和下部电极。

通过绝缘件13或13′将内部栅极12或12′连接到金属连接部分11，而具有多个射束通行孔的内部栅极12接收与公共电压无关的电压，该公共电压供给下部电极8、金属连接部分11和上部电极9。

而且，在下部电极8和上部电极9的内部对面上装有内楔14，在背对内部栅极12或12′的对面部分的状态下，和内部栅极对面部分保持一定距离。

图2和图3分别为按照本发明的彩色阴极射线管电子枪中使用的内部栅电极部件10或10′的平面图和透视图，所述电子枪如图1A和1B所示。

这样来构造图1A、2A和2B中所述内部栅极部件10，在具有多个射束通过孔15的板状内部栅极12与金属的杆状连接部分11之间，以环的形式装有绝缘件13，从而通过使用所谓钎焊法形成单个组合元件。

同时，这样来构造按照图1B及3A到3E的实施例的内部栅极部件10′，使得金属连接部分11和矩形绝缘件13′和各个纵向边缘相接，在该矩形绝缘件13′上构造有多个射束通过孔15，而将金属柱形楔12′插入矩形绝缘件13′的各个射束通过孔15，因此，使用所谓钎焊法形成组合元件。

现在对如上构造的本发明的电子枪的操作加以描述。如图1A和1B所示的彩色阴极射线管电子枪的静电聚焦透镜装置的构造如图4和图5所示。

现参考附图，描述按照本发明的多路多级聚焦型电子枪的操作。

图4说明了按照本发明的彩色阴极射线管的多路多级聚焦型电子枪的实施例。在该图中，第一加速和聚焦电极6以及下部和上部电极8、9作为第三栅极组件4或4′的外部电极，接收聚焦电压的公共电压V_f。第四栅极5和内部栅极10或10′作为第三栅极组件4或4′的内部电极接收独立的低压V_l，该电压等于第二栅极的电压，而第二 加速和聚焦电极7接收高压阳极电压E_b。

图4所示静电聚焦透镜装置在第三栅电极组件4或4′内形成UPF型静电透镜（所述第三栅极组件包括内部栅极部件10或10′），还在第三栅极组件4或4′和第四栅极5之间以及第四栅极5和第一加速和聚焦电极6之间形成UPF型静电聚焦透镜，并在第一加速和聚焦电极6和第二加速和聚焦电极7之间形成BPF型静电透镜。

在第三栅极组件4或4′内形成的UPF型静电透镜用作为第一逆向位移辅助聚焦透镜，中间UPF静电透镜用作第二逆向位移辅助聚焦透镜，并在第一加速和聚焦电极和第二加速和聚焦电极之间形成BPF型静电透镜。

图5说明按照本发明的彩色阴极射线管的多路多级聚焦型电子枪的另一实施例。在该图中，将公共电压V_f提供给第一加速和聚焦电极6、下部电极8和上部电极9，后两个电极为第三栅极组件4或4′的外部电极。

将高压阳极电压E_b供给第四栅电极5和第二加速和聚焦电极7，而将第二栅极电压或相当的低电压V_l供给第三栅极组件4或4′的内部电极的内部栅极10或10′。

因此，在包括内部栅极10或10′的第三栅极组件4或4′内形成用作第一逆向位移辅助聚焦透镜的UPF型静电透镜;而在第三栅极组件4或4′与第四栅极5之间形成用作第二逆向位移辅助聚焦透镜的BPF型静电透镜;以及在第四栅极5和第一加速和聚焦电极6之间，在第一加速和聚焦电极6和第二加速和聚焦电极7之间形成用作主静电聚焦透镜的UPF型静电透镜，这些透镜便是具有图5所示结构的静电聚焦透镜装置中所形成的透镜。

按照本发明的彩色阴极射线管的多路多级聚焦型电子枪，从三极管部分（阴极-第一栅电极-第二栅电极）发射的电子束由于第一逆向位移辅助聚焦透镜的作用而减小了它们的发散角，所以有足够空间 来提高射束流的特性。

再，由于第一逆向位移辅助聚焦透镜的作用而减小了电子束的发散角之后，如果进行适当的设计，进入主静电聚焦透镜的电子束的发散角在任何条件下可通过第二逆向位移辅助聚焦透镜减小到最优状态。因此，可大大消除作用在主静电聚焦透镜的电子束上的球差，所以，不仅可在图象中央部分，而且可在图象边缘区域上获得高质图象。

再，如上所述，按照本发明的多路多级聚焦型电子枪，在第三栅极组件4或4′内安装内部栅极10或10′，从而形成单个组合结构，成为具有单个组合元件的UPF型静电透镜。所以，组件所需部件数和普通多级聚焦型电子枪即BUP或UBP型电子枪的部件数相同，所以，可获得具有与普通多级聚焦型电子枪的普通安装精度级别相同的安装精度级别。

Claims (4)

1、一种彩色阴极射线管的电子枪包括：

一电子束形成部分，具有形成电子束的第一和第二栅极；和

一多级聚焦装置，使来自所述电子束形成部分的电子束聚焦，其特征在于：

所述多级聚焦装置是由UPF(单电压聚焦)型的静电透镜和BPF(双电压聚焦)型的静电透镜组成的；

一个第三栅极组件，用以形成另一UPF静电透镜；

聚焦电压的供电装置，该电压作为加到所述第三栅极组件的上下部电极和加到第一加速和聚焦电极的公共电压；

一个第四栅极，位于所述第三栅极组件和所述第一加速和聚焦电极之间；

低电压装置，该电压作为加到所述第四栅极和加到第三栅极组件内部栅极的公共电压；

一个第二加速和聚焦电极，位于所述第一加速和聚焦电极的后方；以及

高电压供电装置，该电压作为加到所述第四栅极和加到所述第二加速和聚焦电极的公共电压。

2、根据权利要求1所述的彩色阴极射线管的电子枪，其特征在于：

用于形成靠近所述电子束形成部分的UPF型静电透镜的第三栅极组件由下部电极，内部栅极部件和上部电极组成，

所述下部电极、所述上部电极和所述内部栅极的金属连接部分通过焊接连接在一起，以便将相同电压加到所述第三栅极组件的外部电极上，

将具有多个射束穿行孔的内部栅极通过绝缘件连接到所述金属连接部分、以使所述内部栅极部件的所述内部栅极在电气上和所述第三栅极组件的外部电极无关，以及

将所述下部和上部电极的相对面的部分与背对所述内部栅极的相对面部分的楔相接，并与所述内部栅极的相对面部分保持一定的距离，从而构成第三栅极组件。

3、根据权利要求1和2中任一项所述的彩色阴极射线管的电子枪，其特征在于：

将聚焦电压V_f作为公共电压加到所述第三栅极组件4或4′的所述外部电极8、9以及所述第一加速和聚焦电极6上，

将第二栅极电压或相当的低电压V₁作为公共电压供给所述第四栅极5和作为所述第三栅极组件4或4′的内部电极的所述内部栅极10或10′上，

将高压阳极电压E_b供给所述第二加速和聚焦电极7，

因此，在所述第三栅极组件和所述第四栅极之间以及所述第四栅极和所述第一加速和聚焦电极之间形成UPF型静电透镜，

在所述第一加速和聚焦电极和所述第二加速和聚焦电极之间形成BPF型静电透镜，以及

在包括所述内部栅极的所述第三栅极组件内形成UPF型静电聚焦透镜。

4、根据权利要求1和2中任一项所述的彩色阴极射线管的电子枪，其特征在于：

将聚焦电压作为公共电压供给所述第一加速和聚焦电极6和所述第三栅极组件4或4′的所述外部电极8、9，

将高压阳极电压作为公共电压供给所述第四栅极5和所述第二加速和聚焦电极7，

将所述第二栅极电压或相当的低电压V₁供给作为所述第三栅极组件4或4′的内部电极的所述内部栅极10或10′，

因此，在所述第三栅极组件和所述第四栅极之间形成BPF型静电聚焦透镜，

在所述第四栅极和所述第一加速和聚焦电极之间，以及所述第一加速和聚焦电极和所述第二加速和聚焦电极之间形成UPF型静电聚焦透镜，以及

在包括所述内部栅极部件的所述第三栅极组件内形成UPF型静电聚焦透镜。

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