CN1042270A

CN1042270A - 双电极调制电子枪彩色显示装置和管子

Info

Publication number: CN1042270A
Application number: CN89107897A
Authority: CN
Inventors: 罗伦·李·曼尼格; 戴维·亚瑟; 纽卡尔·雷欧纳德·朗德佛尔
Original assignee: RCA Licensing Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1988-10-27
Filing date: 1989-10-10
Publication date: 1990-05-16
Also published as: JPH02127887A; JPH0795429B2; EP0366245B1; RU2030808C1; EP0366245A2; PL162108B1; EP0366245A3; DE68919803T2; KR0121798B1; US4877998A; DD288266A5; DE68919803D1; KR900007037A; CA1317033C; CN1017204B

Abstract

改进的彩色显示装置包括CRT和安装在管子上的磁偏转系统。管壳中的电子枪包括构成三个透镜的多个隔开的电极。第一透镜包括向第二透镜提供基本上对称的电子束的束形成区。第二透镜包括向第三透镜提供非对称形电子束的第一调制电极。至少把一种(最好是两种)动态电压信号加到第二透镜的调制电极上。把另一种动态电压信号加到第三透镜的第二调制电极部分上。这些电压信号与电子束偏转相关并改善了荧光屏周边上电子束光点尺寸。

Description

本发明涉及包括具有一字排列式三束电子枪的阴极射线管（CRT）的彩色显示装置，更体地说，涉及这样一种装置和管子：其中，用加在电子枪两个电极上的至少两种不同的动态电压来控制电子束的光点尺寸。

当最近把大屏幕一字排列式彩色CRT用于计算机辅助设计（CAD）/计算机辅助生产（CAM）和娱乐场合时，需要在整个荧光屏范围内减小电子束光点尺寸，以满足这些应用场合的高分辨率要求。该彩色显示装置包括一字排列式彩色CRT和自会聚偏转系统，后者用于产生使电子束在管子的荧光屏上的矩形光栅中沿水平方向和垂直方向扫描的磁场。由于边缘场的缘故，所述自会聚偏转系统在管子中产生强的象散和偏转散焦，这种象散和偏转散焦主要由电子束偏转时的垂直过聚焦引起，其次，由电子束的水平欠聚焦引起。

为了对此作出补偿，乞今的做法是：在电子枪的电子束形成区产生象散，以引起电子束在垂直方向上的散焦和加强电子束在水平方向上的焦聚。曾经用带有缝形小孔的G1控制电极和G2帘栅极构成这种象散束形成区。这些缝形小孔产生具有四极分量的非轴对称场，该四极分量在垂直平面和水平平面上对电子束起不同的作用。1980年11月18日授予Chen等人的美国专利4，234，814中说明了这种缝形小孔。这些结构是静态的：所述四极场在电子束未被偏转和未经历偏转系统象散的时候产生补偿象散。

为了提供改进的动态校正，1982年3月9日授予Chen的美国专利4，319，163采用附加的上游帘栅极G2a，该帘栅极具有在水平方向上开槽的小孔，并且，在其上加上可变的或已调制的电压。下游帘栅极G2b具有园形小孔，并且，加上固定电压。G2a上的可变电压改变了四极场的强度，以致所产生的象散正比于所扫描的离轴位置。

利用象散束形成区是有效的，但也存在若干缺点。首先，由于束形成区具有小的尺寸，所以，该区对结构公差非常敏感。其次，必须使G2栅极的有效长度或厚度偏离其无开槽小孔时的最佳值。第三，当把可变电压加到束形成区的栅极上时，束电流可能变化。第四，四极场的有效性随着电子束穿过的位置（从而，随着束电流）而变化。

1988年3月15日授予Bloom等人的美国专利4，731，563公开了一种无上述缺点的电子枪象散校正方式。该电子枪包括束形成电极，主聚焦透镜电极和用于在每条电子束路径的束形成区和主聚焦透镜之间形成多极透镜的两个交错的电极。使每个多极透镜适当取向，以校正相关的电子束，从而，至少部分地补偿象散偏转磁场对该电子束的影响。第一多极透镜电极位于束形成区电极和主聚焦透镜电极之间。第二多极透镜电极连接到主聚焦透镜电极，并且，位于第一多极透镜电极和主聚焦透镜之间、靠近第一多极透镜电极。提供一种用于把固定聚焦电压加到第二多极透镜电极上，并且、把与和G43）。抛物线波形的动态电压加到G2电极上以及G4电极的元件G41和G43上。G42元件具有垂直取向的椭园形小孔，该小孔与位于G41和G43元件的园形小孔上下并面向G42元件的水平叶片共同构成四极透镜，该透镜为象散和偏转散焦提供适当的补偿。所述电子枪的缺点是：元件的数目增加了，因而，提高了电子枪的成本，并且，G42元件上的椭园小孔在对中方面遇到和美国专利4，764，704的矩形小孔遇到的相同的困难。

Shirai等人在题为“用于椭园小孔透镜电子枪中动态聚焦和象散控制的四极透镜”〔SID DIGEST，162（1987）〕一文中描述了Katsuma等人的电子枪的一种变型。该电子枪的四极透镜（也包括三元件的G4电极）由G42元件中的非旋转对称通孔和G4电极的G41和G43的园形小孔周围的水平槽缝构成。在G41和G43元件上加上动态电压。该电子枪的缺点在于：四极透镜的象散校正能力受限于主透镜的象差。

本发明的改进的彩色显示装置包括阴极射线管和安装在该管上的磁偏转系统。该管包括装有电子枪的管壳，该电子枪用于产生三束一字排列式电子束、并使它们沿着初始的共平面路径射向该管壳的一部分内表面上的荧光屏。该电子枪包括组成三个透镜的多个隔开的电极。第一透镜具有用于为第二透镜提供基本上对称的电子束的束形成区。第二透镜包括用于为第三透镜提供非对称形电子束的非对称的束聚焦装置。提供用于把至少一种动态电压信号加到第二透镜的第一调制电极上的装置。还提供用于同时把另一种动态电压加到第三透镜的第二调制电极上的装置。该第一和第二信号与电子束的偏转相关，从而，改善了荧光屏周围的电子束光点尺寸。还可以电子束偏转相关的动态电压信号加到第一多极透镜电极上的装置。每个多极透镜的位置紧靠主聚焦透镜，足以使主聚焦透镜的强度作为动态电压信号的电压变量的函数而变化。该动态电压信号以水平扫描频率控制第一多极透镜电极，以便以单一波形校正在3：00和9：00点（下文称为3D和9D）荧光屏位置上电子束的畸变。但是，由于边缘场渗入电子枪，使电子束在离轴的位置上穿过主聚焦透镜的较强部分。电子束的离轴路径和自会聚偏转系统的垂直偏转线圈产生的垂直过聚焦作用要求在荧光屏顶部的垂直聚焦电压高于在荧光屏中心处的垂直聚焦电压、并且、必须以垂直扫描频率实现该聚焦电压差的动态校正。可以通过在主聚焦透镜中使用所述交错结构来实现这一点，但是，由于垂直频率低，所以，要经济地以电容方式把所需要波形耦合到聚焦电源中而不损害聚焦电源相对于阳极电源的跟踪特性是困难的。

1988年8月16日授予New等人的美国专利4，764，704把美国专利4，731，563的动态已调多极透镜与位于电子枪的束形成区与多极透镜之间的附加透镜相结合。该附加透镜为从束形成区透镜射出的离轴电子束提供静态校正并使其折射，此外，使电子束非对称地聚焦，以便向主透镜提供非对称形电子束。该附加透镜的缺点是：用于为电子束提供静态校正的矩形小孔在电子枪制造过程中难于在园柱形装配销上精确对中。

Katsume等人在题为“21英寸平面方角彩色显象管的动态象散控制四电位聚焦电子枪”〔SID DIGEST，136 （1988）〕的文章中描述了一种设有六电极的四电位聚焦电子枪，其中，第四电极（G4）包括三个分立元件（G41，G42在第二透镜的第一调制电极上加上与电子束偏转有关的不同的附加动态电压信号，以进一步改善管子的性能。

附图中：

图1（第1页）是普通彩色阴极射线管的部分轴向剖面的平面图。

图2（第2页）是说明普通双电位四栅极电子枪的总体结构的示意的剖面图。

图3（第1页）是说明普通彩色阴极射线管荧光屏上电子束光点形状的图象。

图4a（第2页）示出对于图2电子枪而言，荧光屏中心处的电子束电流密度等值线;图4b（第2页）示出在图2的电子枪的主主透镜中电子束电流密度的等值线;以及图4C（第2页）示出图2的电子枪的电子束偏转到图3中荧光屏的右上角时的电流密度等值线。

图5和图6分别是本发明的电子枪的轴向正视图和侧视图。

图7（第4页），8（第5页），9（第5页）和10（第6页）分别是图5中所示电子枪沿7-7、8-8、9-9和10-10视向的剖面图。

图11（第6页）示出本发明电子枪的电子束离开束形成区（第一透镜）时的束电流密度等值线。

图12（第6页）示出由本发明电子枪的第二透镜产生的电子束在主透镜中的电流密度等值线。

图13（第7页）示出两条曲线，它们分别表示为了使沿管子长轴和沿荧光屏顶部的电子束的垂直分量聚焦而必须在G5′电极的7KV聚焦电压上叠加的行频调制电压。

图14（第8页）示出一条曲线，它表示为了使沿管子短轴的电子束聚焦而必须在G4电极的最佳低聚焦电压上叠加的帧频调制电压。

图15（第9页）示出一条曲线，它表示为了把附加的聚焦校正因子应用于偏转电子束而必须在G4电极的最佳低聚焦电压上叠加的行频调制电压。

图16（第10页）示出一对曲线，它们说明荧光屏上沿长轴的3D和9D位置上电子束光点尺寸与加在G4电极上的行频调制电压的函数关系。

图17（第11页）示出一对曲线，它们说明荧光屏上沿管子短轴的6D和12D位置上的电子束光点尺寸与加在G4电极上的帧频调制电压的函数关系。

图1示出普通的矩形彩色显象管10，其玻壳11包括矩形面板12和与矩形玻锥16连接的管状管颈14。面板12包括观看面板18和周围凸缘或侧壁20，用熔接密封方法把凸缘20密封到玻锥16上。在面板18的内表面上设置镶嵌式三色荧光屏。该荧光屏最好是条形屏，同时，荧光条沿着基本上垂直于管子的高频光栅行扫描方向（行扫描方向垂直于图1的平面）延伸。此外，该荧光屏可以是点屏。用普通方法，把多孔选色电极或荫罩板24可拆卸地安装在离开荧光屏22预定距离处。用虚线示意地示于图1中的一字排列式电子枪26安装在管颈14内中央处，用于产生三束电子束28，并使它们沿着初始的共平面束路径穿过荫罩板24射向荧光屏22。普通电子枪之一是四栅极双电位电子枪，例如，1986年10月28日授予Morrell等人的美国专利4，620，133中所描述、示于本文图2中的电子枪。

图1中的管子预定与外部磁偏转系统配合使用，例如，位于玻锥和管颈连接区的偏转系统30。当激励偏转系统30时，该系统使三束电子束28受到磁场的作用，该磁场使电子束在荧光屏22上的矩形光栅中水平和垂直扫描。图1中用靠近偏转系统30中央的线P-P表示起始偏转（零偏转状态）平面。由于边缘场的缘故，管子的偏转区从偏转系统30沿轴向伸入电子枪26的区域。为了简化，图1中未示出偏转区中偏转电子束路径的实际弯曲情况。偏转系统30产生非均匀磁场，该磁场具有强枕形垂直偏转磁场和强桶形水平偏转磁场，以便在荧光屏22的周围部分使电子束会聚。电子束在穿过这种非均匀磁场时发生畸变和散焦。结果，在荧光屏22的周围部分，电子束光点的形状严重畸变。图3表示单电子束的束光点，该光点在荧光屏的中心处是园的，而在荧光屏的周围产生各种形式的畸变。如图3中所示，当沿着水平轴偏转时，电子束光点在水平方向上拉长了。在荧光屏的四个角落，电子束光点由水平拉长部分和垂直拉长部分组合而成，结果，形成带周围晕圈状拉长部分的椭园形光点。分辨率随着电子束偏转而降低，因而，不可忽略的非均匀聚焦产生了必须予以解决的问题。

上述美国专利4，620，133致力于所述束聚焦问题，其方法是：提供一种包括偏转系统和电子枪的彩色图象显示装置，该电子枪具有束形成区（该区包括第一栅极G1，第二栅极G2和第三栅极G3）和主聚焦透镜G3-G4，该主聚焦透镜和偏转系统、束形成区协同工作，以在荧光屏22上形成束光点。本文中的图4a示出对于由图2中所示电子枪的束形成区和主透镜产生的电子束而言，荧光屏22中心处的电子束电流密度等值线。所述电子枪电流是4毫安。图4a的电子束电流密度等值线包括比较大的中心区和一些周边区，所述中心区具有基本上不变的束电流，其值大约是平均束电流的50%，而在周边区，束电流降到平均束电流的大约5%、最后降到平均束电流的1%。该电子束沿垂直轴拉长成椭园形，以减小电子束偏转系统的过聚焦作用，图4b示出在图2的电极G3和G4之间的主透镜L2中的束电流密度等值线。在该位置，电子束在水平方向上被拉长;但是，50%束电流密度区仍然容纳在电子束的小的椭园形中心部分中，该中心部分的周围是代表电子束的5%和1%电流密度等值线的比较大的椭园区，所述电子束是偏转到荧光屏右上角的电子束。在该电子束中心部分的上、下出现相同的晕圈。在大屏幕电视机和CAD/CAM应用场合，所述普通双电位电子枪在荧光屏上产生的束光点是不能令人满意的。

图4和6中示出本发明电子枪40的细节。电子枪40包括：三个等间距的共平面的阴极42（每束电子束一个阴极），控制栅极44（G1），帘栅极46（G2），第三电极48（G3），第四电极50（G4），第五电极52（G5）（该G5电极包括G5′部分54和G5″部分55）以及第六电极56（G6）。这些电极按名称顺序以阴极为起点隔开排列，并固定在一对玻璃支撑杆（未示出）上。

阴极42，G1电极44，G2电极46和G3电极48面向G2电极46的那部分，构成电子枪40的束形成区。G3电极48的另一部分，G4电极50和G5电极52的G5″部分55，构成第一非对称透镜。G5电极52的G5′部分54和G6电极56构成主聚焦透镜（或第二非对称透镜）。

如本领域中众所周知的，每个阴极42包括其前端由阴极帽60封闭的阴极筒58，阴极帽60具有包含电子发射材料的端部涂层62。每个阴极42由位于阴极筒58内适当位置上的热子线圈（未示出）间接加热。

G1和G2电极44、46是两个彼此靠近的、基本上平的平板电极，它们各自具有三个穿过其中的一字排列的小孔64和66。小孔64和66与阴极涂层62对中，以激励射向荧光屏22的三束等间隔的共平面电子束28（如图1中所示）。起始的电子束路径最好是基本上平行的，同时，中间路径与电子枪的中心轴A-A重合。

G3电极48包括基本上平的外平板68，该平板具有穿过其中的三个一字排列的小孔70，这些小孔分别与G2和G1电极中的小孔66和64对中。G3电极48还包括一对杯形的第一和第二部分72和74，这两部分的开口端彼此连接在一起。第一部分72的三个一字排列的小孔76穿过该杯形部分的底部，这三个小孔与平板68中的小孔70对中。G3电极的第二部分74的三个小孔78穿过其底部，这三个小孔与第一部分72中的小孔76对中。小孔78的周围有突起部分79。另一种方法是，平板68及其一字排列的小孔70可以与第一部分72构成整体部件。

新型的G4调制电极50包括基本上平的平板，后者具有穿过其中的三个非旋转对称的一字排列的小孔80，这些小孔与G3电极中的小孔78对中。图7中示出小孔80的形状。

如图7中所示，非旋转对称的小孔80在水平方向（即，各小孔的排列方向）上伸长。小孔80中的每一个包括基本上园的中心部分，后者包括半径r₁＝0.079英寸（2.007mm）的主孔120和一对反向设置的弧形部分122，后者由位于主孔的每一侧的副孔构成。该副孔与主孔120局部重叠，而每个副孔的半径r₂＝0.020英寸（0.511mm），并且，每个副孔位于水平轴B-B上、离开主孔120的中心0.067英寸（2.302mm）的距离，因此，小孔80的总的水平尺寸H是0.174英寸（4.420mm）。副孔122平滑地融合在主孔120中。小孔80的最大垂直尺寸是0.158英寸（4.013mm），即，等于主孔120的直径。该园形主孔便于用园柱形装配销钉组装电子枪元件。非旋转对称小孔80提供对穿过其间的电子束的四极聚焦作用，并且，通过在其上加上随电子束偏转而变化的动态电压来加强这种作用。上述美国专利4，319，163公开了在较低电压的电子枪元件上加动态电压的方法。

G5″电极部分55包括第一深拉的杯形构件，在该构件的底部加工三个由突起部分83围绕的小孔82。基本上平的平板构件84（该构件的三个小孔86与小孔82对中）固定在第一杯形构件的开口端，并且，将该开口端封闭。有多个小孔90的第一平板部分88固定在平板构件84的反面。

G5′电极部分54包括第二深拉杯形构件，在该构件的底部形成凹槽92，同时，在凹槽92的底面加工三个一字排列的小孔94。突起部分95围绕小孔94。G5′电极部分54的反向开口端由第二平板部分96封闭，穿过该第二平板部分的三个小孔与第一平板部分88中的小孔90对中，并且，按下述方式与小孔90相配合。

G6电极56是杯形的深拉构件，该构件具有在其一端的大孔100（三束电子束都穿过该大孔）和一个开口端，平板构件102固定在该开口端，并且，将该开口端封闭，穿过该平板构件的三个小孔104与G5′电极部分54中的小孔94对中。突起部分105围绕小孔104。

图8中示出G5′电极部分54中的凹槽92的形状。对于每个电子束路径来说，凹槽92具有一致的垂直高度，该凹槽具有园形的端部。该形状称为“跑道”形。

图9中示出G6电极56中大孔100的形状。大孔100的垂直高度在边侧电子束路径处较大，而在中心电子束路径处较小。该形状称为“狗骨”或杆铃”形。

G5″电极部分55的第一平板部分88面对G5′电极部分54的第二平板部分96。第一平板部分88中的小孔90具有从该平板部分伸出的突起部分，对于每个小孔，该突起部分分成两个分段106和108。第二平板部分中的小孔98也具有从该平板部分伸出的突出部分，对于每个小孔，该突起部分分成两个分段110和112。如图10中所示，分段106和108与分段110和112相交错。这些分段用于当把不同电压分别加到G5″电极部分55和G5′电极部分54时，在每个电子束路径中建立多极（例如，四极）透镜。通过在G5′电极上加上适当的动态电压信号，有可能利用由分段106、108、110和112建立的四极透镜，提供对电子束的象散校正，以校正或者在电子枪中、或者在偏转系统中出现的象散。上述美国专利4，731，563描述了这种四极透镜。

下表中给出用于27V110管子中的用计算机模拟的电子枪的具体尺寸。

表

英寸毫米

K-G1间隔 0.003 0.08

G1电极44的厚度 0.0025 0.06

G2电极46的厚度 0.024 0.61

G1和G2小孔直径 0.025 0.64

G1与G2间隔 0.010 0.25

G2与G3间隔 0.03 0.76

G3平板部分68的厚度 0.010 0.25

G3小孔直径 0.040 1.02

G3电极长度 0.200 5.08

G4电极50的厚度 0.035 0.89

G4电极小孔尺寸 0.158V X 4.01V X

0.174H 4.42H

G3与G4间隔 0.050 1.27

G5″和G5′电极部分

55和54的总长度 0.890 22.61

G4和G5间隔 0.050 1.27

平板部份88与96之间间隔 0.040 1.02

（续表）

凹槽92长度 0.715 18.16

凹槽92垂直高度 0.315 8.00

凹槽92深度 0.115 2.92

G6电极的长度 0.130 3.30

G5与G6间隔 0.050 1.27

小孔78，82，90，94，98 0.160 4.06

和104的直径

中心至中心的小孔间隔 0.200 5.08

大孔100长度 0.698 17.73

大孔100在中央电子束处的垂直高度 0.267 6.78

大孔100在边侧电子束处的垂直高度 0.280 7.11

大孔100深度 0.115 2.92

G3突起部份79的长度 0.035 0.89

G5突起部份83的长度 0.029 0.74

G5′突起部份95的长度 0.034 0.86

G6突起部份105的长度 0.045 1.14

在表中给出的实施例中，电子枪40象图6中所示那样电连接。一般说来，阴极工作在大约150V，G1电极处在地电位，G2电极工作在大约300V至1000V的范围内，G3电极和G5″电极部分互相连接并工作在大约7KV，而G6电极工作在大约25KV的阳极电压。至少在G4电极和G5′电极上加上不同的动态电压。

在本发明的电子枪40中，第一透镜L1（图6）包括G1电极44，G2电极46和G3电极48的相邻部分，透镜L1形成对称形的高质量电子束，而不是第二透镜L2中的非对称形电子束。图11中示出L1的各电子束之一的束电流密度等值线。可以看出，本发明的束形成区不在电子束中产生任何明显的不对称性。

第二透镜L2包括G4调制电极50和G3电极48及G5电极52的相邻部分（即，G5″电极部分55），透镜L2构成非对称透镜，后者形成水平方向拉长的电子束，图12中示出该电子束在第三透镜（即，主透镜）L3中的束光点等值线。穿过G4电极50的非旋转对称小孔80和加到其上的动态电压相结合，产生基本上椭园形的电子束。

在G5′电极部分54和G6电极56之间形成的主聚焦透镜（即，第三透镜）L3还是低象差透镜;当主透镜调制电极部分54与聚焦电极52处于相同电位（大约7KV）、并且、G4电极50与G2电极46处于相同电位（大约350V）时，该透镜处于最佳状态（如下所述，在荧光屏中央获得零象散）。

在本发明的电子枪40中，G4调制电极50对于沿管子长轴（一字排列式电子枪的排列方向）从3D至9D的荧光屏位置的行频调制（15.75KHZ）和沿管子短轴（垂直于所述排列方向）从6D至12D的荧光屏位置的帧频调制（60H）都有影响。。但是，由于在大电流情况下G4电极太靠近电子束交叉位置，所以，该电极不能完全补偿在管子角落2D、10D（由于对称性，也不能完全补偿在管子角落4D、8D）中的偏转散焦。由于在帧扫描频率下在高电压聚焦电源（7KV）中电容耦合的困难，以及，由于仅仅利用低电压的G4电极50、在管子的角落（2D、10D和4D、8D）行频调制无效，所以，本发明采用双调制电极。行频调制是通过把基本上抛物线形的电压信号（该电压随偏转角的增大而增加）叠加到聚焦电源电压（该电压加到G5′电极部分54）上来完成的。帧频调制是通过把不同的抛物线形电压信号（该信号也随偏转角的增大而增加）加到低聚焦电压（该电压加到G4电极50）上来实现的。

图13示出第一曲线124，该曲线描述为了聚焦沿管子长轴从位置3D至位置9D的电子束、在G5′电极部分54上所需要的行频调制电压信号〔相对于（荧光屏中心）聚焦电压（7KV）而言〕。曲线126表示：当把适当的帧频调制电压信号加到G4电极50、以便沿管子的短轴从位置6D至位置12D校正电子束聚焦时，在G5′电极部分54上需要较高的行频调制电压、以便从荧光屏顶部（或底部）的这头到那头（从2D至10D，或者，4D至8D）聚焦电子束。图14中示出帧频调制电压信号曲线128。

从图13可以看出，由图13和14的波形所提供的双电极动态调制信号电压的缺点在于：为了沿荧光屏的顶部、在角落2D和10D处正确地聚焦电子束所需的行频调制电压信号（曲线126），大于沿管子的长轴、从3D至9D正确地聚焦电子束所需的行频调制电压信号（曲线124）。换句话说，用G5′主透镜电极部分54的行频调制和G4电极50的帧频调制，不能完全实现沿长/短轴和在所述各角落位置上同时聚焦电子束。虽然，所述“简单”的双电极动态调制是适当的，但是，它未能使该装置的性能最佳化。

采用“复合”双栅极调制能使装置的性能最佳化，所述调制迫使沿长轴（3D至9D）和在各角落（2D至10D）的总的行频调制电压相等。因为，虽然对于荧光位置3D和9D处的行频调制来说G4电极50是有效的、但这对于角落2D和10D无效，所以，通过在G4调制电极50上加上附加的行频调制电压信号，能够实现上述目的。因此，通过把在10至-300V（相对于G2）范围内的第二行频调制电压信号130加到G4电极50上、使3D和9D位置上的电子束过聚焦，能够把加到G5′电极部分54上的第一行频调制电压信号的幅度提高到曲线126中所示的值，从而，在保持沿长轴在3D和9D位置上聚焦的同时，在角落2D和10D处实现聚焦。图15示出第二行频调制电压信号130。

图16和17分别表示加到G4电极50上的行频和帧频调制电压信号对沿长轴在3D至9D处以及沿短轴在6D至12D处的束光点尺寸的影响。图16表示：在比350V的G2电压低大约300V的所需要的工作点的情况下，沿着管子的长轴，荧光屏上的电子束光点尺寸在水平方向上以大约1.6∶1的比例拉长。图17表示：在比G2电压高大约300V的所需要的工作点的情况下，在沿管子短轴的位置6D和12D处，荧光屏上电子束光点尺寸在垂直方向上以大约1.7∶1的比例拉长。上述调制影响垂直方向的光点尺寸、而基本上不影响水平方向的光点尺寸。

总之，改进的电子枪40包括三个透镜，可以分别调制其中的第二和第三透镜，以校正由在管壳的玻锥和管颈连接处围绕管子的自会聚偏转系统在电子枪中引起的象差。第三透镜包括G5′电极部分，可以用具有行扫描频率的第一电压信号调制该电极，以便沿着管子长轴的方向，为荧光屏上的电子束提供聚焦校正可以把具有帧扫描频率的第二电压信号加到第二透镜的G4电极上，以便沿着管子的短轴方向，为荧光屏上的电子束提供聚焦校正。通过采用复合双调制技术（该技术除了上述调制电压之外，还包括加到G4电极上的附加行频调制电压信号）以及提高加到G5′电极部分上的行频调制电压，不但能沿着长轴和短轴使电子束的聚焦最佳化，而且，能在荧光屏的各角落上使电子束聚焦。

Claims

1、一种包括阴极射线管的彩色显示装置，该管的管壳中装有一字排列式电子枪，后者用于产生三束一字排列的电子束、并使它们沿着起始共平面路径射向所述管壳的一部分内表面上的荧光屏，所述电子枪包括多个彼此隔开的电极，这些电极形成用于聚焦所述电子束的第一、第二和第三透镜，所述第一透镜包括用于向所述第二透镜提供基本上对称的电子束的束形成区，所述装置还包括产生用于所述电子束的象散偏转磁场的磁偏转系统，其特征在于还包括：

用于至少把第一动态电压信号(128)加到第二透镜电极(48，50，52)中的第一调制电极(50)上的装置，以及

用于同时把第二动态电压信号(126)加到所述第三透镜(L3)的电隔离的第二调制电极部分(54)上的装置，所述第一和第二信号与电子束(28)的偏转相关。

2、权利要求1的显示装置，其特征在于还包括：用于把第三动态电压信号（130）加到所述第二透镜（L2）的所述第一调制电极（50）上的装置，所述第三电压信号与电子束（28）的偏转相关。

3、一种包括阴极射线管的彩色显示装置，该管的管壳中装有一字排列式电子枪，后者用于产生三束一字排列的电子束、并使它们沿着起始共平面路径射向所述管壳的一部分内表面上的荧光屏，所述电子枪包括多个彼此隔开的电极，这些电极形成用于聚焦所述电子束的第一、第二和第三透镜，所述第一透镜包括用于向所述第二透镜提供基本上对称的电子束的束形成区，所述第二透镜包括设置在所述第二透镜的其他两个电极之间的第一调制电极，所述装置还包括产生用于所述电子束的象散磁场的自会聚偏转系统，其特征在于：

所述第二透镜（L2）包括：用于把第一帧频调制电压信号（128）加到该透镜的所述第一调制电极（50）上的装置，以其用于向所述第三透镜（L3）提供非对称形电子束的非对称电子束聚焦装置，

所述第三透镜包括用于把第一行频调制电压信号（126）加到该透镜的所述第二调制电极部分（54）上的装置，所述第一帧频和行频调制信号与电子束（28）的偏转相关。

4、一种包括阴极射线管的彩色显示装置，该管的管壳中装有一字排列式电子枪，后者用于产生三束一字排列的电子束、并使它们沿着起始共平面路径向所述管壳的一部分内表面上的荧光屏，所述电子枪包括多个彼此隔开电极，这些电极形成用于聚焦所述电子束的第一、第二和第三透镜，所述第一透镜包括用于向所述第二透镜提供基本上对称的电子束的束形成区，所述第二透镜包括用于向所述第三透镜提供非对称形电子束的非旋转对称的电子束聚焦装置，所述第三透镜是低象差的主聚焦透镜，所述装置还包括产生用于所述电子束的象散偏转磁场的自会聚偏转系统，其特征在于：

所述第二透镜（L2）的所述非旋转对称的电子束聚焦装置包括：（1）具有三个穿过其间的非旋转对称的一字排列的小孔（80）的第一调制电极（50），所述小孔中的每一个在所述一字排列方向上拉长并包括基本上园形的中心部分（120）和两个反向设置的弧形部分（122），后者与所述园形中心部分的园周相交，（2）用于把第一帧频调制电压信号（128）加到所述第二透镜的所述第一调制电极上的装置，以及

所述第三透镜（L3）包括用于把第一行频调制电压信号（126）加到该透镜的第二调制电极部分（54）上的装置，所述第一帧频和行频调制信号与电子束（28）的偏转相关。

5、权利要求3或4的显示装置，其特征在于还包括：用于把第二行频调制电压信号（130）加到所述第二透镜（L2）的所述第一调制电极（50）上的装置，所述第二行频调制电压信号也与电子束（28）的偏转相关。

6、一种彩色阴极射线管，它包括装有一字排列式电子枪的管壳，所述电子枪用于产生三束一字排列的电子束、并使它们沿着起始共平面路径射向所述管壳的一部分内表面上的荧光屏，所述电子枪包括多个彼此隔开的电极，这些电极形成用于聚焦所述电子束的第一、第二和第三透镜，所述第一透镜包括用于向所述第二透镜提供基本上对称的电子束的束形成区，所述第二透镜包括用于向所述第三透镜提供非对称形电子束的非旋转对称的电子束聚焦装置，所述第三透镜是低象差的主聚焦透镜，其特征在于：

所述第二透镜（L2）的所述非旋转对称的电子束聚焦装置包括具有三个穿过其间的非旋转对称的一字排列的小孔（80）的第一调制电极（50），所述小孔中的每一个在所述一字排列方向上拉长并包括基本上园形的中心部分（120）和两个反向设置的弧形部分（122），后者与所述园形中心部分的园周相交。

7、权利要求6的管子，其特征在于：所述第一调制电极（50）的所述小孔（80）中的每一个包括具有第一半径（r₁）的主孔（120）和两个部分叠加在所述主孔上的副孔（122），所述副孔各自具有小于所述第一半径（r₁）的第二半径（r₂）。

8、权利要求6的管子，其特征在于：在每条电子束路径上，在所述第二透镜（L2）和所述第三透镜（L3）之间设置多极透镜，用于形成该多极透镜的电极包括第一多极透镜电极（88）和第二多极透镜电极（96），所述第一多极透镜电极包括所述第二透镜的一部分（55），而所述第二多极透镜电极包括所述第三透镜的一部分（54）。