CN1051870C

CN1051870C - 电子枪和含该电子枪的阴极射线管

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Publication number: CN1051870C
Application number: CN91109196A
Authority: CN
Inventors: 御园正义; 鹤风淳
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Priority date: 1990-09-17
Filing date: 1991-09-17
Publication date: 2000-04-26
Anticipated expiration: 2006-09-17
Also published as: US5461278A; CN1060182A; JP3105528B2; JPH04126342A; FR2666929B1; KR0136852B1; FR2666929A1

Abstract

一种电子枪，其中在构成主透镜的一对电极的轴向相对部分之间建立的电场具有非轴对称分布；在各电极(5，6)中设置有电场校正板，从而使得对电子束的透镜作用实际是轴对称的。允许电子束在阴极射线管的荧光屏上形成较小的光点。

Description

电子枪和含该电子枪的阴极射线管

本发明涉及可在整个荧光屏范围内获得均衡的优良聚焦特性以及归因于荧光屏上电子束光点微小直径的良好分辨率的电子枪。本发明还涉及含有该电子枪的阴极射线管。

在至少具有由多个电极构成的电子枪、偏转装置以及荧光屏的各阴极射线管中，至今已提出了各种技术作为在从中心部分到其边缘部分的荧光屏的范围上获得良好重现图象的手段。

例如，如在日本特许公开公报第103752/1983中所公开的，组成主透镜的电极形成有为非圆形的电子束通孔。

又，美国专利4678964也公开了具有类似的结构的电子枪。

采用这种结构的电子枪，因为合适的象散校正与荧光屏上电子束的合适静态聚集不相容，所以通过仅在阳极内安装电场校正板而达到实际的象散校正。

以上，存在两个要求象散校正的原因。第一个原因是，由于当今所使用的具有三个排列成一字的电子枪的彩色阴极射线管利用偏转磁场的不均匀分布，以便简化会聚电路，从而抑制由于偏转磁场作用造成阴极射线管屏幕边缘的分辨率的降低。

第二个原因是打算校正在电子束穿过如特许公报所指出的非圆形电子束通孔时出现的象散。

尤其在如特许公报所指出的以非圆形形成电子束通孔的情况下，已发生的象散的作用是加速归因于偏转磁场的分辨率降低。

因此，基于电场校正板的象散校正量大，并且当与主透镜的球面象差比较时实际上该象散是不可忽略的。

所以，荧光屏上电子束光点的直径不能降低到对应于由非圆形电子束通孔所造成的电子透镜扩大的程度。

在日本特许公告公报第36225/1989号中所公开的电子枪中，构成主透镜的电极的电子束通孔做成圆形，并仅在构成主透镜的由聚焦电极和阳极组成的电极对阳极上校正象散。

日本专利申请特许公告公报第1344/1990号公开了前述日本特许公告第36225/1989号的结构的改型，其特征在于安装在阳极内的象散校正部分形状为一个槽，其在小于设置于阳极并由金属板构成的电子束通孔直径的范围内以三个电子枪的一字排列阵列方向延伸。

此外，日本实用新型特许公开公报第18164/1975号中公开了一种电子枪，其中电场校正的“U-形”辅助电极安装在构成主透镜的各电极的内侧。

另外，日本特许公告公报第7375/1985号公开了一种电子枪，其中靠近荧光屏一侧上的阳极部分配备有平行于一字排列阵列的方向切开并竖起的电场校正部分，而在阳极的电子束通孔与聚焦电极之间聚焦电极以垂直于一字式阵列方向的方向配备有切开并竖起的部分。

对阴极射线管聚焦特性的要求是电子束整个电流范围内的分辨率在荧光屏的整个区域内有效，以及整个屏幕的分辨率在整个电流范围内是均匀的。

设计同时满足这多个特征的电子枪需要高技术程度。

借助于日本特许公开公报第103752/1983，日本特许公告第36225/1989号和日本特许公告第1344/1990号中所公开的任何现有技术，在配备有同等地具有大孔径的电子透镜的电子枪中，构成主透镜的电极对的电极之间的电场分布是非轴对称的，但其是电光轴对称的，该电子枪应用于其管颈直径在有限值内的阴极射线管，从而减小荧光屏上电子束光点的直径并增强分辨率。为此目的，作为用于校正由非轴对称电场所造成的电子束轨迹畸变的装置，仅对构成主透镜的电极的阳极配备有电场校正部分，用以实现全面校正。

因此，使电子枪光轴附近的校正量和远离光轴的位置的校正量均衡是困难的，而且各电子束轨迹的校正量由于电场的畸变变得过量或不足。结果，现有技术存在荧光屏上电子束光点直径不能令人满意地减小的问题。

因此本发明的第一个目的是提供一种电子枪，其中使电子枪光轴附近的校正量与远离光轴位置的校正量之间的均衡变得更为适当，从而减轻电场的畸变程度并更加减小荧光屏上电子束光点的直径，因此增加了荧光屏上的分辨率；并且还提供含有该电子枪的阴极射线管。

同时，在利用具有非轴对称分布的电场的主透镜的电子枪中，安装用于使荧光屏上电子束光点的形状均匀化的电场校正机构是必不可少的。

电场校正机构的安装位置和结构需要在以阴极射线管的优质和合理价格的产品供应市场的实际应用场合中保证高生产率。但是，由于涉及上述内容的现有技术仅在阳极中进行电场校正，校正机构必需安装在有最大校正效果的位置并构造为有最大校正效果的结构。

这种提供最大校正效果的位置和结构不可避免地对电场变化敏感。因此，所用部件要求有高的最后加工精度以及高安装精度，结果妨碍校正机构的生产率。

因此本发明的第二个目的是提供一种即使降低电极精度容限其特性也几乎不分散的电子枪。

而且，有排成一字形的三个电子枪的彩色阴极射线管需要用于将从三个电子枪发射的电子束聚集到荧光屏上的一点上的装置。

通常，由电子枪电极结构预先聚焦的三个电子束光点被装配在阴极射线管管颈部分的磁性装置以更高精度聚焦。

对于上述预聚焦的机构来讲，采用一种对构成主透镜的电极的相对部分的光轴进行偏移的方法，和一种分布电极内的电场以弯曲电子束轨迹等的方法。

当用这样的方法聚集电子束时，电子透镜内的电场不可避免地变为非轴对称，以致产生象散。

在电子枪的设计中，最好建立能够大为改变象散的功能，该功能包含与电子束集聚同时出现的象散，而几乎不影响电子束的集聚。

在这种情况下，实际应用中可将电子束的集聚和象散作为独立变量处理。因此，该设计的通用性增加，以利于设计所要求特性的电子枪。

因此本发明的第三个目的是提供一种具有以下结构的电子枪，即可独立地校正电子束的集聚和象散，以在屏幕的整个区域内获得适当均衡的聚焦特性和良好的分辨率，以及提供含有该电子枪的阴极射线管。

实现其第一目的的本发明的特征在于：将多个电场校正机构设置在构成主透镜的电极之内。

实现其第二和第三目的的本发明的特征在于：相对于分隔三个电子束通孔的以及形成在相对部分上的部分将多个电场校正机构设置在以光轴方向与构成主透镜的电极的相对部分相隔开的位置。

实现其第一、第二和第三个目的的本发明特征在于：电场校正机构形成有非轴对称的电子束通孔，其特征还在于：电子束通孔包含分别对应于三个电子束的通孔和为三个电子束所公用的一个通孔。

由于在构成主透镜的电极之内的多个位置配置象散校正机构，因此有可能抑制现有技术中突然进行象散校正所产生的荧光屏上电子束光点直径的那些扩散。

更具体说来，沿该电子束的光轴逐渐地校正电子束轨迹，由此可适当地均衡光轴附近和在远离那里的某一位置的电场校正。

结果，可减小荧光屏上电子束光点的直径并能增强荧光屏整个区域内的分辨率。

此外，由于在以光轴方向与电极对的相对部分相隔开的位置在构成主透镜的电极对的各电极上配备有电场校正机构，有可能降低用在象散校正中的每个电场校正机构的校正精度。

这样，与相对部分的附近相比较，在与构成主透镜的电极对的相对部分隔开的各侧上电场减弱，因此即使降低电场校正机构的精度，需建立的电场也不受什么影响。

电场校正机构安装在构成主透镜的各电极中，并使各个电场校正机构的校正量少，从而允许双侧电场校正机构的安装位置以光轴方向与相对部分隔开，并允许降低制备精度标准。

再者，由于在与构成主透镜的电极的相对部分隔开的位置配备有电场校正机构，荧光屏上三个电子束的集聚和用于校正象散的电场校正在实际应用中是彼此独立的，从而增加了电子枪设计的通用性。

这里，即使将电场校正机构配置在与构成主透镜的电极对的相对部分隔开的位置，在相对部分的屏蔽作用下象散校正是可能的，并且该配置对电子束集聚的影响是可忽略的。

另外，用在本发明中的词语“非轴对称”表示除了以与圆心等距离的焦点表示的诸如圆形的形状之外的任何形状。例如，“非轴对称的射束点”意思是非圆形射束点。

图1A和1B是说明按照本发明的电子枪实施例的视图；

图2A和2B是用于阐明与现有技术相比较主透镜系统中电子束的聚焦和发散功能的模型图；

图3A和3B是用于说明图1B中G₅电极电场校正板的实例的视图；

图4A和4B是用于说明图1B中G₅电极实例的视图；

图5是用于说明电子束聚焦作用和图1B中各电场校正板与相应内部电极之间距离关系的曲线图；

图6A到6D是用于说明图1B中G₆电极实例的视图，

图7A到7D是用于说明图1B中主电极的图示；

图8A到8D、图9A到9D、图10A到10D、图11A到11D、图12A到12D以及图13A到13D是用于说明G₅电极各种可实行的实例的视图；

图14A到14D、图15A到15D、图16A到16D以及图17A到17D是用于说明G₆电极各种可实行的实例的视图；

图18A和18B以及图19A和19B是表示将本发明与现有技术比较时阴级射线管的荧光屏上电子束光点形状的说明图；

图20是用于说明配备有一字排列式电子枪的荫罩型彩色阴极射线管的视图；

图21是用于说明在荧光屏中央部分上形成圆形光点的电子束使荧光屏的边缘发荧光的情况下电子束光点的图形；

图22是用于说明电子束光点的变形的电子枪电光系统的模型图；

图23是结合图22说明的用于抑制在荧光屏边缘部分图象质量下降的装置的说明图；

图24是用于说明利用图23所示透镜系统的情况下荧光屏上电子束光点形状的图形。

首先，说明利用按照本发明的电子枪增强阴极射线管的聚焦特性和分辨率的机构。

图20是配备有一字排列式电子枪的荫罩型彩色阴极射线管的说明视图。彩色阴极射线管具有管颈107、玻锥108、容纳于管颈107用于发射电子束100的电子枪组件109、偏转线圈111、荫罩板112、荧光膜113以及面板(屏幕)114(在随后的描述中，其上淀积有荧光膜113的面板114将称之为“荧光屏14”)。

如该图中所示，对于指定类型的阴极射线管，电子枪109发射的电子束100通过荫罩板112，同时由偏转线圈111以水平和垂直方向偏转，由此使荧光膜113发荧光。基于荧光的图案在面板114的一侧观测为图象。

图21是用于说明在荧光屏的中央部分上形成圆形光点的电子束使得荧光屏的边缘发荧光的情况下电子束光点的图形。参见该图，标号14表示荧光屏，在其上形成屏中心部分的射束点15。以水平方向(X-X方向)在该屏的边缘形成射束点16，以垂直方向(Y-Y)方向在该屏的边缘形成射束点18，以及以对角线方向(拐角部分)在该屏的边缘形成射束点19。标号17指出光晕。

在最新的彩色阴极射线管中，为了简化会聚控制，利用均匀磁场分布，其中水平偏转场为枕形，而垂直场是桶形。

基于电子束的荧光点的形状在荧光屏的边缘部分未能成为圆形，其原因在于：建立了如上所指出的磁场分布，电子束的轨迹在荧光屏的中心部分与边缘部分不同，以及电子束在荧光屏的边缘部分斜向地碰撞到荧光膜上。

如图21所示，在屏幕水平边缘的光点16横向变长，并与中心部分的圆形光点15相比出现光晕17。

结果，水平方向的光点尺寸放大，由于光晕的出现该光点的轮廓变得不清晰，因此分辨率降低，使图象质量急剧下降。

再者，在电子束电流量小的情况下，垂直方向的电子束直径过度减小以致光干扰荫罩板112的色调。因此出现网纹现象，并导致图象质量下降。

同时，由于偏转磁场以垂直方向垂直地会聚电子束的原因，在屏幕14垂直末端的光点18成为横向凸起的形状。而且，该光点18出现光晕17并引起图象质量下降。

在荧光屏14的拐角部分的电子束光点19除了在其如光点16般横向延长与其象光点18一样横向凸起之间的最佳协合作用外包含电子束的旋转。因此，该荧光点19不仅出现光晕17而且其自身的直径放大，故图象质量急剧下降。

图22是用于说明上述电子束光点畸变的电子枪的电光系统的模型图。在该图中，用光系统代替了前述系统，以便于理解。

在图22中，图的上半部分表示荧光屏的垂直(Y-Y)区域，而下半部分表示荧光屏的水平(X-X)区域。

此处，标号20和21指出预聚焦透镜，标号22表明前级主透镜，以及标号23表明主透镜。预聚焦透镜20、21，前级主透镜22以及主透镜23构成对应于图20中电子枪109的电光系统。

此外，标号24指出由垂直偏转磁场形成的等效透镜。标号25所的表示的是代表水平偏转磁场所形成透镜和等效透镜，同时由于它在4荧光屏14上的斜向碰撞而明显在水平方向增加了所偏转的电子束。

首先，由阴极K发射并且其区域在荧光屏14的垂直方向上的电子束27在预聚焦透镜20和21之间距离阴极K达Lc之处形成一交叉点P。此后，由前级主透镜22以及透镜23将电子束27会聚到荧光屏14。

电子束通过该荧光屏不含偏转的中心部分的轨迹28撞击在荧光屏14上。然而，在荧光屏14的边缘部分，电子束在垂直偏转磁场形成的透镜24的作用下通过轨迹29形成横向凸起的光束点。

而且，由于主透镜23具有球面象差，如轨迹30所指出的，电子束部分在到达荧光屏14之前就聚焦。这正是光点18在荧光屏的垂直边缘部分或光点19在其拐角部分出现光晕17的原因如图21所示。

另一方面，从阴极K发射且其区域在荧光屏14的水平方向的电子束31类似于垂直区域的电子束27由预聚焦透镜20、21，前极主透镜22和主透镜23会聚。它通过该屏幕偏转磁场无作用的中心部分的轨迹撞击在荧光屏14上。

即使在偏转磁场起作用的荧光屏14区域内，尽管在归因于水平偏转磁场的透镜25的发散作用下电子束31通过轨迹33形成横向长的光点形状，在水平方向无光晕出现。

但是，就是在图21中水平末端部分的电子束光点16(其上不含垂直偏转作用)也发生光晕17，这是因为主透镜23与荧光屏14之间的距离在该屏幕的水平末端部分比在其中心部分要长，因而电子束部分在达到荧光屏14之前在垂直区域聚焦。

以这种方式，在屏中心部分电子束光点形状做成圆形的情况下，在其中电子枪的透镜系统在水平和垂直方向由相同系统构成的结构的轴对称透镜系统中，屏边缘部分的电子束形状发生畸变而急剧降低图象质量。

图23是用于抑制如结合图22所说明的荧光屏边缘图象质量的下降的装置的说明性图形表示。

如图23所表示，屏14垂直区域中主透镜23-1的会聚作用与水平区域的主透镜23相比较被削弱。

这样，即使电子束已通过垂直偏转磁场所形成的透镜24之后，它沿所示出的轨迹29前进，而不发生图22所示的末端横向凸起。此外，光晕也变得难以出现。

然而，在荧光屏14中心部分的轨迹28以增加电子束光点直径的方向移动。

图24是用于说明在利用图23所示透镜系统的情况下荧光屏14上形成的电子束光点形状的模型图。在水平边缘部分的光点16、垂直边缘部分的光点18以及拐角部分的光点19中，亦即，在荧光屏14的外围部分的光点中抑制了光晕，因此在这些位置的分辨率得到增强。

但是，在荧光屏14的中心部分的光点15中，其在垂直方向的直径dY变得大于其在水平方向的直径dX，垂直方向的分辨率下降。

因此，从同时增强整个屏幕上的分辨率的观点来看，建立其中主透镜23的聚焦效果在屏幕的垂直和水平方向不同的这种结构的非轴对称电场系统并未形成基本解决方法。

基于如上考虑，本发明通过采取前面所指出的措施同时增强了电子束的会聚和屏幕上的分辨率。现在参照附图具体描述实施例。

图1A和1B示出按照本发明的电子枪的实施例，其中图1A是从电子枪阳极侧所见的电子枪正视图，而图1B是沿Z-Z轴(阴极射线管的轴)截取的电子枪的X-X剖面图。

参见该图，电子枪组件含有G1电极1、G2电极2、G3电极3、G4电极4、G5电极5、G6电极6以及阴极K。此外，G3电极3和G5电极5为聚焦电极，G6电极6是阳极。用G5电极(聚焦电极)5和G6电极(阳级)6组成的电极对的相对部分形成主透镜。

这些电极中的相互邻接的电极以适当的距离彼此隔开，并由未示出的玻璃绝缘杆夹持。

在电子枪的操作期间，抑制电源连接到G2电级2和G4电极4，聚焦电源连接到G3电极3和G5电极5，阳极电源连接到G6电极6。此外，G1电极1接地。

另外，标号51表明与G6电极6相对的G5电极5的部分，标号52表示G5电极5的内部电极，标号53表示G5内部电极52的开口，标号54表示G5电极的校正板，标号55和56表示G5电场校正板54的开口，标号57和58表示G5电极5的侧壁部分，以及标号59表示靠G4电极4一侧的G5电极5的电子束通孔。

而且，标号61表明与G5电极5相对的G6电极6的部分，标号62指出G6电极6的内部电极，标号63表示G6的内部电极62的开口，标号64表示一屏蔽盖，标号65表示G6电场校正板，而标号66和67表示G6电场校正板65的开口。

在所示组件中，以这样的方法来形成主透镜，即主要由相对着G6电极6的G5电极5的部分51以及G5的内部电极52，加上相对着G5电极5的G6电极6的部分61以及G6的内部电极62确定G5内部电极52与G6内部电极62之间的电场，在管轴Z-Z方向比G5内部电极52离对着G6电极6的部分51更远的内侧的电场由G5电场校正板54确定，而在轴方向比G6内部电极62离相对G5电极5的部分61更远的内侧的电场由G6电场校正板65确定。

如图1A和1B所示的结构中，用屏蔽罩64部分替代G6电场校正板65。

在所示出的实施例中，G5内部电极52的开口53和G6内部电极62的开口63不是圆形的，G5电极5相对G6电极6的部分51和G6电极6相对G5电极5的部分61也不是圆形的。因此，阴极射线管工作期间在G5内部电极52与G6内部电极62之间发生的电子束会聚和发散作用在电子枪组件的一字排列方向上与垂直于一字排列方向的方向之间是不同的。然而，在G6电极一侧，由于电子束通过主透镜的聚焦作用可使在一字排列方向上的会聚作用与垂直方向的会聚作用一致，这是通过使G6电场校正板65的开口66、67的形状及G6电极62与G6电场校正板65之间的距离l2适当而达到的。

然而，在这方面，为使在一字排列方向上和在垂直方向上主透镜的聚焦作用一致，G5电场校正板54的开口和G6电场校正板65的开口的形状和位置并不是唯一地确定的。

举例来说，即使G5电场校正板54的电场校正作用无效时，在一字排列方向和垂直方向的主透镜聚焦作用可通过在适当的状态设置G6电场校正板65的电场校正功能使其一致。

然而，由于主透镜的作用是在阴极射线管的荧光屏上聚焦更小的电子束光点，所以仅仅使主透镜在一字排列方向上与垂直方向上的聚焦作用一致是不能令人满意的。

一般，由主透镜对电子束的聚焦最好应尽可能地平缓，以便在荧光屏上聚焦更小直径的电子束。

通过以阴极射线管的轴向和主透镜的径向平滑和逐渐地改变主透镜内的电场可实现这种状态。

按照本发明，这种电场变化是能够实现的。

在图1A和1B的实施例中，为了如上所述平滑和逐步地改变主透镜内的电场分布，在G5电极5中设置电场校正板54，并在G6电极6中设置电场校正板65。

在G5电极5的内部，由电场校正板54的作用使一字排列方向和垂直方向上的电子束会聚作用基本上一致。此外在G6电极6的内部，由电场校正板65的作用使一字排列方向和垂直方向上的电子束会聚作用基本上一致。

图2A和2B是用于说明主透镜系统与现有技术相比较的会聚和发散电子束的作用的模型图。图2A示出现有技术，而图2B示出本发明。在各图中，为便于说明用光学透镜系统来表示电子束透镜系统。

在每一图形中，光学系统的中心轴(Z-Z)以上的部分表示在垂直于电子枪组件的一字排列方向的方向(Y方向)上的区域，而该轴以下的部分示出一字排列方向上(X方向)的区域。在X方向和Y方向具有相同作用的部分以字母X和Y附着在该部分的标号之后。

标号75表示与靠近图1B中G5内部电极52的会聚作用等效的凸透镜。在该实施例的情况下，在Y区域的会聚作用比X区域的会聚作用要弱。标号76表示与图1B中G6内部电极62附近的发散作用等效的凹透镜。

而且，凸透镜85与基于G5电极5中所安装电场校正板54的G5内部电极52附近会聚作用的增长等效。凹透镜86等效于基于G6电极6中所安装电场校正板65的G6内部电极62附近发散作用的增长。

图2A对应于仅G6电极6配备有电场校正板65的现有技术。对于该结构来讲，由于用仅具有Y区域发散功能的电场校正板65来实现整个校正，则在电场校正板65附近的电场中发生混乱，而且减小荧光屏14上电子束光点的直径是困难的。

另一方面，按照本发明的图2B结构利用了仅在G5电极5内的X区域具有会聚作用的G5电场校正板54，以及仅在Y区域具有发散作用的G6电场校正板65。

X和Y区域的整个系统的会聚作用根据G5电场校正板54与G6电场校正板65的组合被设定为与图2A结构的会聚作用相等效。

在图2B的结构中，在两个地方实现电场校正，从而基于电场校正板的电场变化更为缓慢。并且电子束轨迹的畸变与图2A的结构中相比更小。因此，可使荧光屏14上电子束光点的直径比图2A结构中的更小。

在前述图1B的实施例中，电场校正板54由形成有三个独立开口55、56的平面导体构件制成，类似地电场校正板65由形成有三个独立开口66、67的平面导体构件制成。

偶而也可由屏蔽罩64的部分或独立于屏蔽罩64的元件形成电场校正板65。

图3A和3B分别是表示图1B中G5电场校正板54的实例的正视图和沿图3A中线X-X截取的剖视图。在该电场校正板54中，电子枪组件的中央电子枪(中心电子束)的开口55和侧面电子枪(侧面电子束)的开口56在电子枪组件的一字排列方向上分别具有开口宽度W₁和W₂。

按照整个主透镜系统的所要求特征确定宽度W₁和W₂的具体数值。

具体地说，在中心电子枪和边侧电子枪的结构与图1A和1B中实施例不相等的情况下，宽度W₁和W₂变为不同的数值。

作为整个主透镜系统所要求的特性还确定如图3A所指出的在垂直于一字排列方向的方向上的开口宽度h1。

另外在这时里，中心电子枪和各个侧面电子枪之间的开口宽度h1值可以不同。

图4A和4B分别是表示图1B中G5电极5的实例的正视图和沿图4A中线X-X截取的剖视图。

参照图4A和4B，电场校正板54设置在与G6电极相对的部分51相隔大过内部电极52的位置上。

这样来构造内部电极52，与排成一字的三个电子枪中央的那一个相配的开口53为在一字排列方向上具有较小直径的椭圆形，与两个侧面电子枪相配的各部分的靠近中心电子枪的内侧也为在一字排列方向上具有较小直径的椭圆形，而其远离中心电子枪的外侧不配备任何板状部分。此外，该板状部分由G5电极5的侧壁部分57的部分代替。

设定内部电极52与电场校正板54之间的距离l₁，以获得诸如电子枪的聚焦特性及从三个电子枪射出的电子束在荧光屏上的静态集中一类特性的平衡状态，这是考虑到内部电极52的形状以及内部电极52与G6电极相对的部分51之间的距离。

实际上，在本发明中主透镜的组成电极G5电极5和G6电极6二者分别配备有电场校正板54和65，因此各电场校正板的要求校正量比在单独使用任何一个校正板的情况下要小，因此内部电极52与电场校正板54之间的距离l1可假设为大数值。

因此，在形成主透镜的电场中，电场校正板对一字排列方向上和垂直于一字排列方向的方向上的电子束会聚作用施加大的影响，但是它们对归因于内部电极52的屏蔽作用的荧光屏上的电静态集聚产生小的影响。

此外，由于该原因，当电场校正板54将在设计电子枪组件过程中设定它的开口形状和它的位置时，电子束的会聚作用和在荧光屏上静态地集聚三个电子束的作用可处理为基本上独立的变量，这给设计带来显著增加通用性的优点。

图5是用于说明电子束会聚作用与图1B中电场校正板与内部电极之间距离(l₁或l₂)的关系的曲线图。在该图中，横坐标轴表示上述距离(l₁或l₂)，纵轴表示(一字排列方向上最佳聚焦电压)-(垂直于一字排列阵列的方向上最佳聚焦电压)的差值。

首先，考虑安装在G5电极5中的电场校正板54，其对会聚作用的影响随电场校正板54与内部电极52之间的距离(l₁)的增加而减小，如图5所示。

这表明当将电场校正板54放置在与内部电极52隔开的位置时，即使在电场校正板的精度上出现某些误差其对色散特性的影响是很小的。

此外，由内部电极52的形状、G5电级5与G6电极6之间的距离、与G6电极6相对的G5电极5的部分51的形状、所要求电子枪组件的特性等来确定电场校正板54的开口的形状和该板54与内部电极52的位置关系。

基本上类似于安装在G5电极5中的电场校正板54来确定安装在G6电极6中的电场校正板65的规格说明。

图6A到6D示出了G6电极6的实例，其中图6A是在屏蔽罩64侧的正视图，图6B是沿图6A中线X-X截取的剖视图，图6C是在G5电极5侧面的正视图，以及图6D是沿图6c中线Y-Y截取的剖视图。

如图6A到图6D所示，作为安装在G6电极6中的电场校正板65的电子束通孔的三个开口采取矩形形状。

现在，对按照本发明的电子枪组件的组成电极按顺序进行描述。

图7A到7D是用于说明图1A和1B中各电极的结构视图。亦即，图7A示出G2电极2，图7B和7c示出G3电极3，以及图7D示出G4电极4。

参见图7A，沿每个电子束通孔2C并在G2电极2的电子束输出侧2b上形成狭槽2d，该狭槽的纵向轴的方向平行于一字排列式电子枪的阵列的方向X-X。

狭槽2d的深度D，即其在阴极射线管轴方向的尺寸，以及该狭槽在垂直于管轴的方向上的尺寸W5和W6被指定，以便满足包含其它电极的特性的阴极射线管整个聚焦特性的要求。

满足整个聚焦特性要求的这种规定并非总是唯一的。

如从图7B所见，G3电极3的电子束入口3a形成有围绕电子束通孔3c的槽3d。

狭槽3d在垂直于一字排列阵列方向的方向上沿电子束通孔3c具有纵轴，在该实例中，在G2电极2侧的G3电极3的帽形电极的侧壁上形成作为槽3d的凹口。

此外，槽3d未限制为所示出的形状，但是它很可能为沿其纵轴的槽末端被封闭的这样一种形状。

以象G2电极2一样的方式，确定槽3d的深度和宽度尺寸，以满足包含其它电极的聚焦特性的阴极射线管整个聚焦特性的要求，从而它们也不是唯一的。

顺便提一下，图7C是沿图7B中线X-X截取的剖视图。

图7D示出了G4电极4的详细结构。沿每电子束通孔4C和在电极4的电子束出口4b中形成一狭槽4d，该槽4d在垂直于一字排列阵列的方向X-X的方向Y-Y上具有一纵向轴。

在该情况下，象G2电极或G3电极一样，确定槽4d的深度和宽度大小，以便满足包含其它电极的聚焦特性的阴极射线管的整个聚焦特性的要求，因此它们也不是唯一的。

图8A到8D、图9A到9D、图10A到10D、图11A到11D、图12A到12D以及图13A到13D是用于说明G5电极(聚焦电极)5的各种可实施实例的结构图。标以A的各图是从G6电极(阳级)6一侧所见的G5电极5的正视图，标有B的各图是沿标A的图中线X-X截取的剖视图，标有C的各图是电场校正板54的正视图，标有D的各图是沿标C的图中线X-X截取的剖视图。

在图8A-8D的实施例中，电场校正板54形成有矩形的电子束通孔，每个侧面电子束通孔56配备有由一字排列方向切开并竖立到光轴的Z方向的突起部分541、542，以夹入相应电子束。

此处，在远离中心电子束通孔55的侧面电子束通孔56一侧上的突起部分541的高度Hs朝着内部内极52设定得大于靠近中心孔55一侧的升起部分542的高度Hc。

由中心电子束通孔55和边侧电子束通孔56的X方向开口宽度、校正板54相对于内部电极52的距离以及该电极52的开口形状及尺寸，外加电子枪组件的整个特性来确定高度Hs和Hc的数值。

在图9A-9D的实例中，如图8A-8D所示的电场校正板54设置有弯曲板形状的突起部分，该部分包围相应的一个边侧电子束通孔56。

弯曲板形状的突起部分也可如图8A-8D以相同方式使得在远离中心孔55的边侧电子束通孔56的一侧上较高。

在图10A-10D的实例中，电场校正板54形成有突起部分544，其每对与一字排列方向垂直，以夹入相应的一个边侧电子束通孔56，三电子束的内部电极52的电子束通孔53分别形成为圆形。

在图11A-11D的实例中，将图10A-10D所示的内部电极52的电子束通孔53做成矩形(中央电子束的为矩形，边侧电子束的为U形)。

图12A-12D的实例是这样的，即各电子束的电场校正板54的突起部分由彼此独立的构件构成。更具体地说，为中央电子束通孔55提供突起部分548，而为各个边侧电子束通孔56设置突起部分546和547。

图13A-13B的实例是这样的，即设置在电场校正板中的突起部分544对中央电子束以及对各个旁边的电子束来说具有不相等的间隔(X-方向的宽度)。在该示图中，中央电子束的突起部分的间隔Wc大于旁边的电子束的突起部分的宽度Ws。

图14A到14D、图15A到15D、图16A到16D以及图17A到17D是用于说明不同于G5电极(聚焦电极)5的实施例的G6电极(阳极)6的各种可实施实例的结构性视图。标有A的各图是从阴极射线管的屏一侧所见的G6电极6的正视图，标有B的各图是沿标A的图中线X-X截取的剖视图，标有C的各图是从G5电极5一侧所见的正视图，以及标有D的各图是沿标C的图中线Y-Y截取的剖视图。

在图14A-14D的实例中，由中央电子束的圆形孔和各旁边电子束的在X方向具有长轴的椭圆孔形成电场校正板65的开口。

在图15A-15D的实例则将图14A-14D所示电场校正板65的开口做成矩形。

在图16A-16D的实例是以各具有X方向的长袖的矩形形成图15A-15D所示的电场校正板65的开口。

在图17A-17D的实例是对应三个电子束将图15A-15D所示电场校正板65的开口分别做成圆形。

可以与G5电极5相同的方式按照电子枪组件的所要求特性来适当地确定上述电场校正板65和组成G6电极6的内部电极62的形状、大小及安装位置。

图18A和18B以及图19A和19B是用于说明阴极射线管的荧光屏上电子束光点形状的图形。标有A的各图表示荧光屏上的光点，标有B的各图表示荧光屏上的测量点。

图18A和18B对应于为比较起见而示出的利用现有技术电子枪组件的情况，图19A和19B是利用按照本发明的电子枪组件的情况。

通过比较图18A和19A可以看出，在荧光屏14的中心部分的电子束光点Sc的直径在按照本发明的图19A情况下比图18A的现有技术情况下要小。

而且，当将在按照本发明的图19A情况下荧光屏14的拐角部分的电子束光点Ss与图18A的现有技术情况比较时，该电子束光点的核心部分C₀较小，而且其对图象质量有极大影响光晕部分H₀更为小。

精确的测量已揭示出，按照本发明的荧光屏上电子束光点的直径相对于现有技术整个减小大约10％。

如上所述，构成主透镜的聚焦电极和阳极的内部引入了电场较正板，由此可在阴极射线管的整个荧光屏表面获得平衡的聚焦特性。

虽然上面描述了本发明的各种可实行的实例，本发明未限制于前面提到的所谓EA-UB型电子枪。按照本发明，电场校正结构分别构造在组成各种类型的任何电子枪的主透镜的电极对内部，所述各种类型电子枪包含：(a)BPF型，(b)UPF型，(c)HI-FO型(高聚焦电压BPF)，(d)HI-UPF型(高聚焦电压UPF)，(e)B-U型(BPF-UPF混合型)，以及(f)TPE型，和以其它包括多级聚焦型电子枪的各种形式，由此可以平衡方式增强阴极射线管荧光屏整个范围内的聚焦特性，并可形成高分辨率的阴极射线管。

如上所述，按照本发明，以构成主透镜的电极对的各电极实现象散校正，因此电子束在象散校正的电场中不会发生突然的变化。

因此，电子束的轨迹变得不易发生混乱，并可形成在荧光屏上具有较小的电子束光点的高分辨率阴极射线管。

更具体地说，与仅在一个构成主透镜的电极中提供电场校正板组成的电场校正结构的现有技术情况相比较本发明可将荧光屏上电子束光点的平均直径减小约10％的量值。

此外，按照本发明，通过采用电场校正板组成的电场校正结构实现象散校正，该电场校正结构设置在以光轴方向与构成主透镜的电极对的相对部分隔开的位置上的电极对的各电极之内。这样，相对于现有技术中的精确度来讲每个电场校正结构的精度要求可降低约三分之一。

而且，按照本发明，象散校正结构安装在光轴方向上与电极对的相对部分隔开的位置上的构成主透镜的电极对的各电极中，因此，由于电极对的相对部分的屏蔽作用，相对于对荧光屏上三电子束聚焦的作用来讲电场校正板的结构显然是粗略的。

因此，本发明获得电子枪设计的通用性增加以方便设计的显著效果。

Claims

1.一种电子枪，用于产生至少一束电子束以扫描一发射荧光的靶，其特征在于，它包括：

轴向对置的多个内部电极部分，设置于构成一主透镜的一聚焦电极和一阳极中，该内部电极部分用于至少一束产生旋转非对称电场分布的电子束；和

一个电场校正部分，至少设置于所述聚焦电极的一位置上，该位置在轴向方向上与一区域相隔并处于该区域的外侧，该区域被界定于所述轴向对置的设置于构成所述主透镜的所述聚焦电极和阳极中的多个内部电极部分之间，所述内部电极部分用以对所述至少一束电子束产生附加的透镜作用。

2.如权利要求1所述的电子枪，其特征在于，所述至少设置于所述聚焦电极中的电场校正部分具有在垂直于轴向的两个直交方向上的不同的聚焦透镜的作用。

3.如权利要求1所述的电子枪，其特征在于，所述配置于构成主透镜的聚焦电极和阳极中的多个轴向对置的内部电极部分具有非圆形的电子束通孔。

4.如权利要求2所述的电子枪，其特征在于，所述至少设置于所述聚焦电极中的所述电场校正部分具有非圆形的电子束通孔。

5.如权利要求1所述的电子枪，其特征在于，还包括另一个电场校正部分，设置于所述阳极的一个位置，该位置在轴向方向上与一区域相分隔并处于该区域的外侧，该区域被界定于所述轴向对置的内部电极部分之间，这些内部电极用以产生至少作用于一束电子束上的附加的发散或会聚透镜作用，所述电子束在空间中从主透镜的大致上的中点位置延伸到所述阳极。

6.如权利要求5所述的电子枪，其特征在于，还包括形成于设置在聚焦电极上的电场校正部分中的非圆形电子束通孔，和形成于设置在所述阳极上的另一个电场校正部分中的非圆形电子束通孔。

7.一种彩色阴极射线管，具有：三个排列成行的电子枪，各个电子枪具有多个电极；一个偏转装置；和一个荧光屏，所述各个电子枪产生用以扫描一发生荧光的靶；

其特征在于，该阴极射线管包括：

多个轴向地对置的内部电极部分，设置于构成一主透镜的一聚焦电极和一阳极中，用以使电子束产生一旋转非对称的电场分布；和

一电场校正部分，设置于至少一个所述聚焦电极的一部位，所述部位在轴向上与一区域相隔并处于该区域的外侧，该区域被界定于设置在构成所述主透镜所述聚焦电极和阳极中的轴向对置的内部电极部分之间，所述内部电极部分用以对所述电子束提供附加的镜透作用。

8.如权利要求7所述的彩色阴极射线管，其特征在于，所述至少设置在所述聚焦电极中的电场校正部分具有在垂直于轴向方向的两个正交的方向上的两个不同聚焦透镜的作用。

9.如权利要求7所述的彩色阴极射线管，其特征在于，还包括形成于构成所述主透镜的所述聚焦电极和阳极中的轴向对置的内部电极部分中的非圆形电子束通孔。

10.如权利要求8所述的彩色阴极射线管，其特征在于，还包括形成于至少设置在所述聚焦电极中的电场校正部分上的非圆形电子束通孔。

11.如权利要求7所述的彩色阴极射线管，其特征在于，还包括另一个电场校正部分，设置于所述阳极的一个位置，该位置在轴向方向上与一区域相分隔并处于该区域的外侧，该区域被界定于所述轴向对置的内部电极部分之间，这些内部电极用以产生至少作用于一束电子束上的附加的发散或会聚透镜作用，所述电子束在空间中从主透镜的大致上的中点位置延伸到所述阳极。

12.如权利要求11所述的彩色阴极射线管，其特征在于，还包括形成于设置在聚焦电极上的电场校正部分中的非圆形电子束通孔，和形成于设置在所述阳极上的另一个电场校正部分中的非圆形电子束通孔。