CN1027941C - 阴极射线管 - Google Patents

Abstract

一种具有在聚焦电极内的第一类型电子透镜和在聚焦电极内的第二类型轴对称电子透镜的电子枪。通过加有随电子束偏转程度增大而同步改变的第一电压，第一类型透镜使电子束横截面形状随电子束偏转程度的增加而变为非轴对称的；而通过加有随电子束偏转程度而增大的第二电压，第二类型透镜的放大率随电子束偏转程度增大而减小。

Description

本发明涉及一种阴极射线管的电子枪，它通过独立地控制伴随电子束偏转的象散校正和场曲度（field    curvature）校正，使在整个荧光屏上都能获得极好的电子束点形状。

对于用于阴极射线管（比如电视显象管和显示管）的电子枪，必须根据电子束偏转角度来适当地控制束点的形状，以在荧光屏的整个区域上、在所有时间内都能以优良聚焦特性实现高分辨率。

例如，由本申请人在日本公开专利No.72546/1990中公开了这种类型的普通电子枪。

在上述申请中公开的电子枪中提供了产生多个电子束、并引导它们沿着在一个水平面上彼此平行的初始路径射向荧光屏的第一电极装置（三电极单元），以及构成使上述电子束分别聚焦于荧光屏的主透镜的第二电极装置。第二电极装置具有这样的结构：与加有最高电压的、形成主透镜各电极中的加速电极相邻的聚焦电极包括两个电极元件，即第一电极元件和第二电极元件，该第一电极元件与加速电极相邻，而设在与第二电极元件相对的第一电极元件端面上的电子束通道孔按垂直方向而被夹在与该第一电极元件有电连接的各平板电极之中，这些平板电极通过与第一电极元件相对的第二电极元件端面上的单个开口而伸入第二电极元件之中，并且这些平板电极彼此以固定间距相对。

进而，如此构成电子枪，即一个电极平板在平行和垂直于上述水平平面的方向上有着相同的直径的电子束通道，该电极平板并与第二电极元件有电连接，施加到第一电极元件的电压根据使多个电子束在 荧光屏上扫描所需要的偏转量而同步改变。

在前述的普通技术中，相邻于加速电极的聚焦电极包括一个第一电极元件和一个第二电极元件，而在第一和第二电极元件之间形成一个非轴对称电子透镜（即它的截面不是圆形的）。随后，借助加到第一电极元件的电压随电子束偏转同步改变，使电子束的截面形状改变，以校正随偏转而产生的象散;同时，使第一电极元件相邻于加速部件，主透镜的透镜放大率随电子束的偏转而同步变化，以校正相应于荧光屏上图象周边部分处的场曲度。

然而，在上述结构中，场曲度的校正仅由一个主透镜完成。因此，为了平衡由第一电极元件和第二电极元件所形成的电子透镜所实现的象散校正效果及主透镜所实现的上述场曲度校正效果，应当使象散校正灵敏度减弱到使象散校正效果与场曲度校正效果相适应的水平，这是因为上述的场曲度校正效果取决于主透镜。结果，对荧光屏的周边部分要求使用高动态电压。

然而，由于电视机电路的限制，实际上可应用的电压要低于为在荧光屏周边部分获得优良图象质量所需要的电压。于是，遇到的一个问题是，对于荧光屏周边部分来说，不能足够地实现象散校正和场曲度校正，这使得难以在荧光屏的周边部分得到优良的图象质量。

本发明的目的是提供一种阴极射线管的电子枪，它通过足够地增强象散校正灵敏度（这一作用过程与利用主透镜所产生的场曲度校正效果完全无关）的方式使得在荧光屏的周边部分得到优良的图象质量。

上述目的是通过使阴极射线管的电子枪具有这样的结构来实现的，即相邻于加速电极的聚焦电极分为多个电极元件，并且除了提供一个第一类型电子透镜外，还提供至少一个轴对称第二类型电子透镜，此第一类型电子透镜根据上述偏转程度的增加（这里，所述偏转程度的增加是通过在分为多个电极元件的聚焦电极上加上与至少一个电子 束偏转同步的电压而实现的）而把电子束的截面形状变为非轴对称的，此第二类型电子透镜通过使所加电压随电子束偏转同步改变而使透镜放大率随电子束偏转而同步减小。

通过在聚焦电极提供一个其透镜放大率随电子束偏转而同步减小的轴对称第二类型电子透镜，就有可能在形成主透镜的电极之外的区域校正场曲度，从而在荧光屏的周边部分充分校正场曲度，实现获得优良成象质量所需的分辨率。

图1表明了根据本发明的阴极射线管电子枪的第一实施例的结构。

图2表明了根据本发明的阴极射线管电子枪的第二实施例的结构。

图3表明了根据本发明的阴极射线管电子枪的第三实施例的结构。

图4表明了根据本发明的阴极射线管电子枪第四实施例的结构。

图5表明了根据本发明的阴极射线管电子枪第五实施例的结构。

图6表明了根据本发明的阴极射线管电子枪第六实施例的结构。

图7表明了根据本发明的阴极射线管电子枪第七实施例的结构。

下面将结合附图描述本发明的各实施例。

图1表明了根据本发明的阴极射线管电子枪的第一实施例的结构，其中，标号1表示加速电极;2为第二电极;3为第一电极;4为阴极;5为屏蔽杯;11为聚焦电极;111为第一电极元件;112为第二电极元件;113为第三电极元件;114为第四电极元件;115为电极平板;116为平板校正电极。

第一电极装置（三电极单元）包括阴极4、第一电极3和第二电极2，而第二电极装置包括加速电极1和聚焦电极11。

在图1中，与加速电极1相邻的聚焦电极11分为多个电极元件，即第一电极元件111、第二电极元件112、第三电极元件113、和第四电极元件114。在第二电极元件112中，提供了一个其主轴线沿水平方向的椭圆开口，与此同时，在第二电极元件112，中安置了有着三 个电子束通道的电极平板115。

在第一电极元件111中，在对着第二电极元件112的端面上提供了电子束的三个圆形通孔。向着第二电极112延伸的平板校正电极116沿前述电子束通孔的垂直方向设置。

在第三电极元件113中，在对着第二电极元件112和第四电极元件114的两个端面上提供了电子束的三个圆形通孔。在第四电极元件114中，对着第三电极元件113的端面上提供了电子束的三个圆形通孔。

与电子束偏转同步改变的第一电压（Vd1）加到第一电极元件111上。与电子束偏转同步改变的第二电压（Vd2）也加到第三电极113上。

第二电极元件112与第四电极元件114具有电联接，并加有一个固定电压（Vo）。

当电子束被偏转时，如果电压（Vd1）随电子束偏转程度在Vd1≥Vo的范围内增大，则在第一电极元件111和第二电极元件112的相对端面处形成的四极透镜的放大系数增大，从而校正了因电子束偏转造成的象散。

同时，加速电极1上的加速电压Eb和加到第一电极元件111的电压Vd1的电压差值范围变窄，而主透镜的透镜放大率降低。因此，在主透镜和电子束焦点之间的距离增大，使得有可能在即使是荧光屏的周边部分电子束也会聚。

此外，当电子束被偏转时，借助于对电压Vd2的增大或减小（这里，是根据电子束偏转所增大的程度来增大或减小电压Vd2的），由第二电极元件112、第三电极元件113、和第四电极元件114形成的电子透镜的放大率就由于数值｜Vo-Vd2｜的减小而变小。因此，在荧光屏周边部分的场曲度得到校正。

因而，上述的四电极透镜设计能够与主透镜的场曲度校正效果无 关，而当象散校正的效果满意时场曲度校正效果不足，则可由第二电极元件112、第三电极元件113和第四电极元件114构成的与主透镜无关的电子透镜所补偿。

图2表明了根据本发明的阴极射线管电子枪的第二实施的结构，其中，与图1中出现的相同参考标号相应于相同的元件。

在图2所示的结构中，第一电极元件111和第三电极元件113是具有电联接的。对此结构，仅使用了一个随电子束偏转的增加程度而改变的电压Vd1。

在此结构中，通过使用由加速电极1和第一电极元件111构成的主透镜，以及使该主透镜具有能使电子束在Vd1＝Vo时在水平方向上比在垂直方向上有更强的聚焦的形状，有可能随着电子束偏转程度在Vd1≤Vo的范围内增大Vd1。

换句话说，通过调整电压使Vd1＜Vo，电子束能由四极透镜在垂直方向上强烈地聚焦而同时不被偏转。于是，在水平方向上强烈地聚焦电子束的主透镜单元的透镜效应被该四极透镜的透镜效果抵销，以致在荧光屏的中央部分形成圆形电子束光点。

另一方面，当电子束偏转时，四电极透镜的效应会随Vd1增大并接近Vo的程度而减弱，而场曲度被主透镜的透镜效应补偿，从而减小荧光屏周边部分的光点直径。在这时，主透镜的透镜放大率也变小。通常，场曲度得到同时校正。

进而，随着电子束偏转程度增大，由第二电极元件112、第三电极元件113、和第四电极元件114所构成的电子透镜的透镜放大率减弱。因此，校正了场曲度，从而补偿主透镜的场曲度，使束光点直径为减小。

上述第二实施例使得仅使用随电子束偏转同步改变的一种电压。因此，本实施例是实用的，因为它的工作电路比前述的第一实施例更 为简单。

在这方面，当由加速电极1和第一电极元件111构成的主透镜的第一电压为Vd1＝Vo时，在水平方向比在垂直方向对电子束有更强聚焦功能的主透镜能由在日本公开专利No.103752/1983中公开的电子枪所实现。

图3表明了根据本发明的阴极射管电子枪的第三实施例，其中图3a是一个截面图，它表明了构成一个双电位型主透镜的加速电极和第一电极元件的主要部分，此透镜在Vd1＝Vo时在水平方向上比在垂直方向上对电子束有更强聚焦功能;图3b是沿图3a的线A-A所取的横截面图;而图3c是沿图3a的线B-B所取的横截面图。

在图3中，参考标号211表示第一电极元件的外周边;221表示加速电极的外周边;212表示电极平板，用来在第一电极元件的外周边211内校正象散;222表示电极平板，用来在加速电极的外周边221之内校正象散。

在电极平板212中，提供了成一字排列的开口214、213和213′，中央电子束通过开口214，而两外侧电子束通过开口213和213′。在电极平板222上也提供了中央电子束通过的开口224和外侧电子束通过的开口223和223′。

这些开口213、213′、214、223、223′和224是椭圆形的，在第一电极元件上的开口的形状和尺寸与加速电极的相应开口相同。

对于这种结构，通过适当地确定电极平板212自外周边211的开口端缩入的尺寸d1、电极平板222自外周边221的开口端缩入的尺寸d2、开口213和213′的水平直径b13和垂直直径a13，以及开口224的水平直径b24和垂直直径a24，有可能使在水平方向上的聚焦作用比垂直方向上更强。

图4表明了根据本发明的阴极射线管电子枪的第四实施例的结构， 其中，参考标号6表示第四电极;117表示第三电极元件;118表示第四电极元件;而119表示第五电极元件;与图1中出现的相同参考标号相应于相同元件。

在图4中，与加速电极1相邻的聚焦电极11分为多个电极元件，第一电极元件111、第二电极元件112、第三电极元件117、第四电极元件118和第五电极元件119。在第二电极元件112中，提供了单个椭圆开口，有着电子束的三个圆形通孔的电极平板115置于第二电极元件112之内。

在第一电极元件111中，与第二电极元件112相对的端面上有电子束的三个圆形通孔，在这些电子束通孔之上和之下安置了向第二电极元件112延伸的平板校正电极116。

在第三电极元件117中，分别在对着第二电极元件112及第四电极元件118的端面上提供电子束的三个圆形通孔。

此外，在第四电极元件118和第五电极元件119之间的第四电极6与第二电极2具有电联接。

在第四电极元件118中，在对着第三电极元件117和第四电极6的端面上分别提供电子束的三个圆形通孔。在第五电极元件119中，在对着第四电极6的端面上提供电束的三个圆形通孔。

第一电极元件111和第三电极元件117具有电联接，其上加有随电子束偏转同步改变的电压Vd1。

此外，第二电极元件112、第四电极元件118和第五电极元件119电气相联，并加有一固定电压Vo。

对于这种结构，如图4所表明的第一电极元件111、第二电极元件112、第三电极元件117和第四电极元件118有可能产生一种效果，此效果等值于图2所表明的实施例中第一电极元件111、第二电极元件112、第三电极元件113和第四电极元件114所产生的效果。此外， 由第四电极6、第四电极元件118和第五电极元件119形成一个单电位透镜，就能构成一个多级聚焦型电子枪，以实现聚焦性能的进一步改进。

图5表明了根据本发明的阴极射线管电子枪的第五实施例的结构，其中，参考标号120表示第六电极元件;121为第七电极元件;123是一个电极平板;与图4中出现的相同参考标号相应于相同的元件。

在图5所表明的实施例中，是根据图4表明的实施例结构而在第二电极元件112和第三电极元件117之间进而加入第六电极元件120和第七电极元件121。

在第七电极元件121中有单个椭圆开口，并在元件121中安置了有着电子束的三个圆形通孔的电极平板123。

在第六电极元件120对着第七电极元件121的端面有着电子束的三个圆形通孔，而在上述电子束通孔之上和之下设置了向着第七电极元件121延伸的平板校正电极122。

在第六电极元件120的对着第二电极元件112的端面上有电子束的三个圆形通孔，而在第七电极元件121的朝向第三电极元件117的端面上有电子束的三个圆形通孔。

第六电极元件120与第一电极元件111和第三电极元件117具有电联接，并加有随电子束偏转而同步改变的电压Vd1。

另外，第七电极元件121与第二电极元件112、第四电极元件118及第五电极元件119具有电联接，在其上并加有一固定电压Vo。

对于这种结构，有可能在第六电极元件120和第七电极元件121之间获得一种作用效果，这种效果等值于在第一电极元件111和第二电极元件112之间产生的效果，从而改进了对于电压Vd1（它随电子束偏转而同步改变）的象散校正灵敏度，即得到在聚焦电极内改变电子束横截面形状的效果。结果进一步改进了聚焦特性。

特别是，如果在Vd≤V0的条件下通过使加速电极1和第一电极元件111所形成的主透镜对电子束的聚焦作用在垂直方向上比在水平方向上强，并且如果在Vd1≤Vo的范围内电压Vd1在所有时间内随电子束偏转而增大，那么，分别由加速电极1和第一电极元件111、第二电极元件112和第六电极元件120、第七电极元件121和第三电极元件117、以及第三电极元件117和第四电极元件118所形成的各电子透镜的透镜放大率被减弱。因此，在主透镜和电子束焦点之间的距离被加大，而随着电子束偏转出现的场曲度能由多个透镜有效地校正。结果，有可能进一步地改进荧光屏周边部分的聚焦特性。

在这方面，如果图5所示的结构中聚焦电极被划成的部分的数目增加，就有可能更有效地实现对偏转象散和场曲度的校正。

图6表明了本发明的第六实施例，其中，参考标号131表示第一电极元件、132是第二电极元件、133是第三电极元件、134是第四电极元件、135是第五电极元件、136是第六电极元件、137是第七电极元件、138和139是平板校正电极，而140为一个电极平板。

在图6中，与加速电极1相邻的聚焦电极11分为多个电极元件，第一电极元件131、第二电极元件132、第三电极元件133、第四电极元件134、第五电极元件135、第六电极元件136和第七电极元件137。在第一电极元件131中，在对着第二电极元件的端面上提供了电子束的三个圆形通孔，而在上述电子束通孔之上和之下，提供了向第二电极元件132延伸的平板校正电极138。

在第二电极元件132中，在对着第一电极元件131和第三电极元件133的每一个边都有单椭圆开口，并在第二电极元件132之内安置有着电子束的三个圆形通孔的电极平板140。

在第三电极元件133中，在对着第二电极元件132的端面上提供电子束的三个圆形通孔，而在上述电子束通孔之上和之下安置了向第 二电极元件132延伸的平板校正电极139。

另外，在第三电极元件133对着第四电极元件134的端面上有电子束的三个圆形通孔。

在第四电极元件134中，在分别对着第三电极元件133和第五电极元件135的端面上有着电子束的三个圆形通孔。在第五电极元件135中，在分别对着第四电极元件134和第六电极元件136的端面上有电子束的三个圆形通孔。

此外，在第六电极元件136和第七电极元件137之间的第六电极6与第二电极2具有电联接。

第六电极元件136的分别对着第五电极元件135和第六电极6的端面上有着电子束的三个圆形通孔。

第一电极元件131与第三电极元件133和第五电极元件135具有电联接，并加有与电子束偏转同步改变的电压Vd1。

另外，第二电极元件132与第四电极元件134、第六电极元件136和第七电极元件137具有电联接，在其上并加有固定电压Vo。

对于这种结构，有可能借助第一电极元件131和第二电极元件132、以及第三电极元件133和第二电极元件132得到这样的效果，此效果与前述的图1的实施例的第一电极元件111和第二电极元件112所取得的效果相同。

对于这种结构，有可能提供一个比前述的图5的实施例更为靠近加速电极1的电子透镜，此透镜随电子束偏转而同步改变电子束的截面形状，而改变电子横截面形状的上述透镜和交叉点之间的距离被加长。于是，前述电子透镜的象散校正灵敏度得到提高。

同时，借助相应的电极元件之间（即第三电极元件133和第四电极元件134、第四电极元件134和第五电极元件135、以及第五电极元件135和第六电极元件136之间）产生的透镜效果，有可能补充由加 速电极1和第一电极元件131构成的主透镜的场曲度校正。

如同前述的图2、图4和图5的实施例，当Vd1＝Vo时，根据本实施例的电子枪的主透镜可以用作为对电子束在水平方向上比在垂直方向上有更强聚焦作用的主透镜。聚焦电极被划分成的部分的数量也可增加。

在每一个前述实施例中，随电子束偏转同步改变的第一电压Vd1和第二电压Vd2能够具有相同数值。如果这两个电压不同，通过使用电阻分压装置或类似装置，也可能由一个单一电源得到各自的电压。

图7表明了根据本发明的阴极射线管电子枪的第七实施例的结构，其中，参考标号150表示在阴极射线管中的第一电阻器（R）、151表示在阴极射线管中的第二电阻器，而与图2中出现的相同参考标号相应于相同元件。

在图7的实施例中，图2所示结构的第一电极元件111和第三电极元件113通过第一电阻器150在阴极射线管中电联接，而第三电极元件113通过阴极射线管中的第二电阻器151接地。

以这种结构，有可能分别对第一电极元件111和第三电极元件113供给不同的电压。

如上所述，有可能独立地校正因在电子束偏转产生的象散和场曲度，并增强象散和场曲度校正的效果，以在荧光屏的整个区域上获得优良的束光点。因此，根据本发明能提供一种有着高分辨率的优质图象的阴极射线管电子枪。

Claims (10)

1、一种具有电子枪的阴极射线管，该电子枪设有一个第一电极装置，用来产生多个电子束并引导这些电子束沿着在一个水平平面上彼此平行的初始路径射向荧光屏，还设有包括了形成一个主透镜的电极在内的第二电极装置，以使上述电子束在荧光屏上会聚，其特征在于，

所述第二电极装置包括相邻于一个加速电极设置的一个聚焦透镜单元，在该加速电极上加有最高电压，以便在所述聚焦透镜单元与所述电极之间形成所述主透镜；

所述聚焦透镜单元具有多个电极元件，该多个电极元件形成处在第一对电极之间的至少一个非轴对称电子透镜，该第一对电极属于所述第二电极装置的一部分，随着电子束偏转程度的增加，该非轴对称电子透镜使所述电子束的横截面形状改变为非对称形状，这种改变是根据加到所述第一对电极之一上并与所述电子束偏转同步变化的第一电压实现的；和

至少一个轴对称电子透镜，该轴对称电子透镜是与所述主透镜分开的，并且处在属于所述第二电极装置的一部分的第二对电极之间，随着所述电子束偏转程度的增加，该轴对称电子透镜的透镜放大率减小，这种放大率的减小是根据加到所述第二对电极之一上并随所述电子束偏转程度增大的第二电压实现的。

2、如权利要求1的电子枪的阴极射线管，其特征在于，在所述聚焦透镜单元内设有邻近于所述第一电极装置的由三个电极元件组成的电极元件组，在该电极元件组的中央电极元件上加有不同于所述第一和第二电压的恒定电压以便形成等电位透镜。

3、根据权利要求1的具有电子枪的阴极射线管，其特征在于，形成所述至少一个非轴对称的电子透镜的电极元件中至少一个元件与形成所述至少一个轴对称电子透镜的电极元件中至少一个元件具有电联接。

4、根据权利要求1或2的具有电子枪的阴极射线管，其特征在于，所述第一电压Vd1加到构成所述至少一个非轴对称电子透镜的各电极元件中的至少一个电极元件上，并且恒定电压V0加到构成所述至少一个非轴对称电子透镜的其余的电极元件之一上，并且该电压Vd1和V0被设置成Vd1≤V0。

5、根据权利要求1或2的具有电子枪的阴极射线管，其特征在于，当所述聚焦透镜单元的所有电极元件上加有相同电位时，在所述第二电极装置的加速电极和聚焦透镜单元之间所构成的主透镜在水平方向上有比垂直方向上更强的聚焦作用。

6、根据权利要求1或2的具有电子枪的阴极射线管，其特征在于，所述第一电压与第二电压相等。

7、如权利要求4所述的具有电子枪的阴极射线管，其特征在于，当所述聚焦透镜单元的所有电极元件具有相等的电位时，在所述第二电极装置的加速电极与聚焦透镜单元之间所形成的所述主透镜在水平方向比在垂直方向具有更强的聚焦作用。

8、如权利要求4所述的具有电子枪的阴极射线管，其特征在于，所述第一电压和第二电压相等。

9、如权利要求7所述的具有电子枪的阴极射线管，其特征在于，所述第一电压和第二电压相等。

10、如权利要求5所述的具有电子枪阴极射线管，其特征在于，所述第一电压和第二电压相等。

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