CN1040483C - 多级聚焦式电子枪中的电压提供方法 - Google Patents

Abstract

一种多级聚焦式电子枪电压提供方法，其中对构成单电位辅助透镜的各电极加不同电压，在电子束发送方向上单电位辅助透镜的电位差降低。一个实施例中，构成两个单电位辅透镜的五个电极中，第1，3，5电极共同接受高电压，第二电极接受低电压，第四电极接受介于高电压与低电压之间的中间大小的电压。根据这一方法，辅助透镜的聚焦变缓，从而减小了因加工误差产生的电场偏差和由此产生的电子束照点特征的偏差。

Description

多级聚焦式电子枪中的电压提供方法

本发明涉及一种为多级聚焦式电子枪提供电压的方法，更具体地说，是涉及为带有两个以上单电位辅助透镜的多级聚焦式电子枪提供电压的方法。

通常，如果要改进电子枪中电子束的球面象差，就必须增加透镜的直径，尽可能地降低调焦比。但减小球面象差有一个限度，因为阴极射线管和电子枪本身会产生结构上的障碍。

因此，便开发出了能实现球面象差大幅度减小的多级聚焦式电子枪。这样的电子枪中的一种公开在朝鲜专利公报(No.87-281)中，其结构如图1A所示，而另一种这样的电子枪公开在美国专利No.4,253.041中，其结构如图1B所示。

在这两种电子枪中，其主要的聚焦透镜系统包括两个以上的单电位辅助透镜和一个双电位主透镜。电子束通过多个低调焦比透镜构成多级聚焦，从而大大改善了电子束的球面象差。

在上述两种多级聚焦式电子枪中，图1A所示的电子枪包括一个阴极k，控制电极G₁，帘栅极G₂，它们的组合构成一个三极区。电极G₃、G₄、G₅、G₆、G₇、G₈构成一个主要的聚焦透镜装置、电极G₂、G₄、G₆带有低电位，电极G₃、G₅、G₇带有高电位，它们分别连接在一起。聚焦电压V₁、V₂分别加在各组电极上，从而构成两个单电位聚焦透镜。另一个电位最高的阳极电压V₃加在电极G₈上，使电极G₇与电极G₈之间构成一个双电位透镜。

图1B所示的电子枪包括：一个阴极K、一个控制电极G₁、一个帘栅电极G₂，它们的组合构成一个三极区，电极G₃、G₄、G₅、G₆、G₇、G₈、G₉、G₁₀构成主聚焦透镜系统。在电极G₄、G₆和G₈都加一低电位聚焦电压V₁′，在电极G₃、G₅、G₇和G₉上都加一高电位聚焦电压V₂′，而G₁₀上则加一电位最高的阳极电压V₃′，从而形成三个单电位辅助透镜和一个双电位主透镜。

但在这样的多级聚焦式电子枪中，仍有以下所述的问题需要克服，即，由于在不同电极间的高电位差构成的静电场，人们担心产生两个以上单电位辅助透镜的重迭。因而可能产生超出预料的球面象差。还有，即使一个很小的加工误差，对预聚焦透镜系统(即单电位聚焦系统)的调焦能力都可能极其敏感。

为了克服这些现象，也曾提过一种方法。这种方法是把构成单电位辅助透镜的电极，特别是低电位的电极的厚度降低，并扩展电子束通过的孔径。但是，这种方法受到制造上和元件组装上的局限。

因此，本发明的目的是提供一种为多级聚焦式电子枪提供电压的方法，它大大降低了带有两个以上单电位辅助透镜的电子枪中的球面象差，并可以避免由于电极的加工误差而产生的电子束特性的偏差。

为了实现上述目的，根据本发明的对有两个以上单电位辅助透镜的多级聚焦式电子枪的电压提供方法包括对一个构成单电位辅助透镜的辅助透镜装置的低电位电极加不同的聚焦电压，所加的聚焦电压导致单电位辅助透镜在电子束前进方向上的电位差下降。

本发明的上述目的和其它优点将通过对本发明的最佳实施例的描述并参照附图变得更加显著。

图1A和1B所示为根据常规技术的一个多级聚焦式电子枪电压提供的方法。

图2A和2B所示为根据本发明的一个多级聚焦式电子枪电压提供方法；

图3A和3B为根据图2A和2B的电压提供方法形成的静电透镜的符号说明。

例1：

图2A所示为一个多级聚焦式电子枪，其主要的聚焦透镜装置由两个单电位辅助透镜(以下称辅助透镜)和一个双电位主透镜(以下称主透镜)构成。该电子枪的电极分别加有不同的聚焦电压和不同的阳极电压。即，在构成辅助透镜的电极中，电极G₂、G₄接受一个低电压V_A1，电极G₆接受一个中等大小的电压V_A2，电极G₃、G₅、G₇接受一个高聚焦电压V_A3，电极G₈接受最高的阳极电压V_A4。

上述的电极接受电压的电位关系可表示如下：

VA1＜VA2＜VA3＜VA4

根据上述的电压连接方法，形成如图3A所表示的透镜LA1、LA2、LA3，在两个辅助透镜LA1、LA2中，辅助透镜LA2放在靠近主透镜LA3的位置上，其聚焦能力比另一个辅助透镜LA1弱。

由于这样的辅助透镜，电子束就以这样的方式前进：它的入射角随着它向主透镜LA3接近而逐步减小，主透镜则是最终的聚焦与加速透镜。因而，主透镜LA3的球面象差减小了。还有，最后的一个单电位辅助透镜LA2的强度削弱了，而它决定着电子束进入主透镜LA3之前的特征，因此，由于第二辅助透镜(即，电极G₆)的低电位电极的加工误差而产生电子束特征上的偏差就会减小。例2：

图2B所示为一多级聚焦式电子枪，它带有三个辅助透镜LB1、LB2、LB3和一个主透镜LB4，正如例1那样，电子枪的电极分别加不同的聚焦电压和阳极电压。在形成单电位辅助透镜的电极中，电极G₂、G₄接受最低的电压VB1，电极G₆接受一个低电压VB2，电极G₈接受一个中等大小的电压VB3，电极G₃、G₅、G₇、G₉接受一个高聚焦电压VB4，电极G₁₀接受最高的阳极电压VB5。

加到各电极上的电压之间的关系可表示如下：

VB1＜VB2＜VB3＜VB4＜VB5

根据这种加压方法，可形成如图3B符号所示的透镜LB1、LB2、LB3、LB4。即，具有不同强度的三个辅助透镜LB1、LB2、LB3，按强度排列，辅助透镜LB3放置的离主透镜LB4最近，其强度最低，其位置离主透镜LB4越远的，强度越大。

当电子束通过这样的辅助透镜多级聚焦时，电子束的聚焦角逐渐下降到一定程度，使它在进入主透镜LB4时只有一个很小的角。因此，最终进行聚焦和加速的主透镜LB4的球面象差显著地减小了。

同时，也可以按下述关系式对各电极加电压：

VB1≤VB2＜VB3＜VB4＜VB5，或

VB1＜VB2≤VB3＜VB4＜VB5

按照这些方法，三个辅助透镜中的两个相邻辅助透镜有相同的强度。

这样，两个相邻辅助透镜的强度变得相同，因而，在电子束进入由电极G₉、G₁₀构成的主透镜之前，会产生一种相当于穿过两个不同强度的透镜的效果。按这样的电压提供方法，在最靠近主透镜处放置的最后一个辅助透镜的强度低于放置在前面的其它辅助透镜的强度，这样电子束进入主透镜的入射角被减小，从而减少了球面象差。

根据本发明的电压提供方法，通常在多级聚焦式电子枪中表现出的低度球面象差被进一步减小。因此，根据本发明的电压提供方法，非常适用于电视机的电子枪，产生高质量的图象；和要求高分辨率的CAD/CAM系统的监视器中的电子枪。

本发明的方法其应用范围广泛，因为它可用于所有其中有两个以上单电位辅助透镜的多级聚焦式电子枪。还有，辅助透镜的聚焦被衰减，从而由于构成辅助透镜的电极加工误差而产生的电场偏差和电子束位置的偏差都有所减少。

Claims (6)

1.一种用于包括两个或两个以上单电位辅助透镜的多级聚焦式电子枪的电压提供方法，其特征在于，以这样一种方式将聚焦电压提供到构成所述单电位辅助透镜的对应电极上，使得提供给这些构成对应的单电位辅助透镜的聚焦电极的电压之间的差值被逐渐地降低，以致使所述单电位辅助透镜的聚焦功率在电子束前进方向上被逐渐地衰减。

2.如权利要求1中的多级聚焦式电子枪的电压提供方法，其中的依次构成两个单电位辅助透镜的五个电极中，第一、第三和第五电极共同接受一个相对高的聚焦电压，第二电极接受一个相对低的聚焦电压，第四电极接受一个介于相对高电压与低电压之间的中等聚焦电压。

3.如权利要求1中的多级聚焦式电子枪的电压提供方法，其中，依次构成三个单电位辅助透镜的七个电极中，第一、第三、第五、第七电极共同接受一个相对高的聚焦电压，而第二、第四、第六电极接受一个低于高聚焦电压的相对低的聚焦电压，从而至少形成两个或更多的有不同强度的单电位辅助透镜。

4.如权利要求3中的一种多级聚焦式电子枪的电压提供方法，其中的第二、第四和第六电极分别接受最低的聚焦电压、高于最低聚焦电压的第二聚焦电压，和介于最低与第二聚焦电压之间的中等聚焦电压。

5.如权利要求3中的一种多级聚焦式电子枪的电压提供方法，其中第六电极接受一个比加在第七电极上的相对高聚焦电压低的中等聚焦电压，第二和第四电极共同接受一个低于加在第六电极上的中等电压的第二聚焦电压。

6.如权利要求3中的一种多级聚焦电子枪的电压提供方法，其中第四和第六电极共同接受一个低于加在第七电极上的相对高的聚焦电压的中等聚焦电压，第二电极接受一个低于加在第四和第六电极上的中等电压的第二聚焦电压。

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