CN1087486C - 彩色显像管用电子枪 - Google Patents

Abstract

一种改进的彩色显像管用电子枪，有三个一组的电极部件，一个预聚焦透镜部件，用于预聚焦并加速由所述三个一组的电极部件发射的电子束，和一个主透镜部件，用于最后聚焦并加速来自预聚焦透镜部件的电子束，其特征是，预聚焦透镜部件包括形成至少一个四极透镜用的多个聚焦透镜，两个不同聚焦电压其中每个都与偏转信号同步动态变化，该聚焦电压有选择地加到每个聚焦电极上。因此，在整个荧光屏上能获得均匀的电子束截面。

Description

彩色显像管用电子枪

本发明涉及一种彩色显像管用电子枪，特别涉及一种用将电压加到部分电极上的方法来提高性能的电子枪。

常规显像管中，由制造在管颈内的电子枪发射出的电子束在按它们的扫描位置由偏转线圈偏转之后，有选择地落在荧光屏上，形成图像。

因此，最重要的是，使由电子枪发射的电子束准确地落在荧光屏的预定位置，形成良好的图像。

当电子束被偏转到荧光屏的四周部分时，偏转线圈的不均匀磁场对电子束起作用，使落在荧光屏上的电子束点扩大变形。从而显示出差的聚焦。该现象严重地损坏了高清晰度电视如HDTV或WIDEVISION的清晰度。

为解决上述问题，通常采用动态聚焦，用四极透镜将电子束截面变到偏转线圈不均匀磁场作用的相反方向，并根据电子束扫描荧光屏中心部分和周围部分的要求改变电子束的聚焦电压。

就动态聚焦法而言，建议使用一个动态电压和两个聚焦电压的结构，和使用两个动态电压和两个聚焦电压的结构。

参见图1，它示出了采用动态聚焦的彩色显像管用电子枪的一个实例。

电子枪包括阴极11，控制电极12，和屏蔽电极13，它们每一个均是三个一组的电极部件，第一至第五聚焦电极14-18形成辅助和主聚焦系统用的电磁透镜，最后的加速电极19与高压电极18邻近，并一起构成主透镜。

给上述每个电极分别加预定电压：给屏蔽电极13和第二聚焦电极15加固定电压VS，给第一和第四聚焦电极14，17加聚焦电压VF1，给第三和第五电极16，18在聚焦电压基础上加动态电压VF2，高于其它任何电压的阳极电压VA加给最后的加速电极19。

图2中示出了电子束在荧光屏上扫描的过程中聚焦电压VF1和动态聚焦电压VF2的变化。图2中还示出了一场扫描中的电压变化。

假若我们研究动态聚焦电子枪的透镜强度，即，参考图2和3研究电子束的水平和垂直像差分量的透镜强度，我们会发现，当从电子枪的阴极11发射出的电子束如图4所示扫描荧光屏的中心部分时，第一，第三，第四和第五聚焦电极14，16，17，18加有相同电压，如图2和3所示。

结果，聚焦电极之间不形成四极透镜，电子枪的透镜强度T可以用三个一组的电极与聚焦电极之间形成的初始预聚焦透镜强度P和主透镜强度M之和表示(T＝P+M)。

这种情况下，垂直和水平像差分量没有差别，因此，落在中心部分的电子束点形成无任何变形的圆形。

当加上动态聚焦电压VF2时，主透镜强度减弱△M，每个聚焦电极14-18之间形成的四极透镜的强度变化△Q。因此，所获得的动态透镜的总强度T′变成为P+△M+△Q。当电子束被偏转线圈的不均匀磁场偏转时，它被垂直过聚焦△Y。结果，总动态透镜强度T′和不均匀场产生的聚焦强度△Y组合，在荧光屏的周围部分形成圆形电子束点。

但上述电子束截面畸变的补偿由于随四极透镜用于主透镜使电子束截面改变需要非均匀磁场，而四极透镜的作用又太弱，所以不能达到满意的补偿。

本发明的目的是，提供一种电子枪，它能在整个荧光屏上形成均匀的电子束截面，提高聚焦特性，最终改善阴极射线管的清晰度。

为达到上述目的，一种彩色显像管用电子枪，具有三个一组的电极部件，一个预聚焦透镜部件，用于对由三个一组的电极部件发射的电子束预聚焦和加速，和一个主透镜部件，用于对通过预聚焦透镜部件的电子束最后聚焦和加速，其特征是：

预聚焦透镜部件包括用于构成至少一个圆形透镜和一个四极透镜的多个聚焦电极；

两个不同的聚焦电压有选择地加到每个聚焦电极上；和

两个聚焦电压中每一个都分别与偏转信号同步动态变化。

根据本发明的一个方案，预聚焦透镜部件包括从三个一组的电极起顺序排列的第一至第五聚焦电极，和两个不同的聚焦电压，每个聚焦电压均与偏转信号同步动态地变化，两个聚焦电压中一个通常加到第一，第三和第五电极，另一个通常加到第二和第四电极。

通过以下参考附图所作的详细说明，本发明的这些和其它目的及其优点将会更清楚：

图1是常规的彩色显像管用电子枪的剖示图，显示了加在每个电极上的电压；

图2是显示电子束扫描荧光屏的过程中聚焦电压和动态聚焦电压的变化曲线图；

图3是显示一场扫描中聚焦电压的变化曲线图；

图4是描绘彩色显像管用的常规电子枪的透镜强度的曲线图；

图5是按照本发明的电子枪的剖视图，示出了加到每个电极上的电压；

图6是加在图5所示电子枪的电极上的电压的一个表；

图7是描绘电子束在荧光屏上扫描中聚焦电压和动态聚焦电压的曲线图；

图8是表示一场电子束扫描中聚焦电压变化的曲线图；

图9是按照本发明的彩色显像管用电子枪的透镜强度的曲线图；和

图10(A)(B)是分别表示按照本发明的电子枪电极上加电压形成预聚焦透镜和主透镜的示意图；特别是：

(A)是没加动态电压的状态，

(B)是加有动态电压的状态。

参见图6，按本发明的彩色显像管用电子枪包括：

由作为电子束源的阴极21，控制极22和屏蔽极23构成的三个一组的电极部件20；

预聚焦透镜部件30，它有从屏蔽极23开始的顺序排列的第一至第五聚焦电极31，32，33，34，35，用于形成至少一个圆形透镜和一个四极透镜，对由三个一组的电极部件20发射的电子束预聚焦并加速；和

一个主透镜部件40，它有邻近第五聚焦电极35而制造的最后加速电极41。

给构成电子枪的各个电极分别加预定电压，如下所述。

两个不同的聚焦电压F1，F2通常分别加到第一，第三和第五聚焦电极31，33，35，和通常加到第二和第四电极32，34。每个聚焦电压F1，F2上分别叠加与偏转信号同步的两个动态电压DF1，DF2。一个高电平阳极电压VA加到最后的加速电极41上。两个动态电压DF1，DF2中较高电平最好是较低电平电压的两倍。

参见图6，其中列出的例如是加到电子枪电极的聚焦电压F1，F2和动态电压DF1，DF2的电平。如表所示，所加的6200和7000V分别作为两个聚焦电压F1，F2；所加的400和800V或200和400V分别作为两个动态电压DF1，DF2。两个动态电压与偏转信号同步。数VF1，VF2分别相当于每个聚焦电压F1，F2与动态电压DF1，DF2之和。

现在将结合图7和其他附图说明按本发明的电子枪的工作。

在荧光屏扫描期间，动态聚焦电压VF1，VF2的变化示于图7中。在一场扫描期间聚焦电压的变化示于图8中。

当上述电压加到电极上时，在每个电极之间形成电磁透镜。透镜强度，即，水平像差分量和垂直像差分量的强度如下所述。当由电子枪的阴极11发射的电子束扫描荧光屏中心部分时，如图9所示，给第一，第三和第五个聚焦电压31，33，35加7000V的聚焦电压F2，并给第二，第四聚焦电极32，34加6200V的聚焦电压F1。因此，在每个聚焦电极之间产生约800V的电位差，在预聚焦透镜部件中形成圆形或四极透镜。在不加动态电压DF1，DF2的情况下，电磁透镜强度T相当于Q+M，并形成一个等效圆形透镜，由于主透镜强度M位于交叉的圆形光线上面，预聚焦透镜部件的四极透镜强度Q位于交叉圆形光线的下面。换句话说，预聚焦透镜部件中形成的四极透镜有负像差，其中水平电子束比垂直电子束聚焦强；主透镜部件40处形成的主透镜有正像差，其中垂直电子束比水平电子束聚焦强，因此，两个透镜相互补偿，使落在荧光屏中心部分的电子束形成圆形。

当与偏转信号同步的动态电压DF2、DF1加到第一，第三和第五电极31、33、35的聚焦电压F2上，并加到第二和第四电极32、34的聚焦电压F1上时，每个聚焦电极之间产生1000V或1200V的电位差。因此，预聚焦透镜部件30的圆形或四极透镜相对地增强，主透镜部40的主透镜相对地减弱。结果，主透镜强度M漂离原来位置△M，而减弱了，如图9所示，四极透镜强度Q从原位后缩△Q，被增强了，因此，当加上动态电压DF1、DF2时，总透镜强度T变成了T+△Q+△M，形成一个不对称的透镜。换句话说，预聚焦透镜部件的四极透镜强度被增强了，而主透镜强度被减弱了，所以在荧光屏中心部分，水平电子束以最佳状态正确聚焦，垂直电子束是聚焦不足。

当电子束受偏转线圈的不均匀磁场作用扫描荧光屏的四周部分时，垂直的电子束过聚焦，水平电子束正好聚焦，也在荧光屏四周部分形成圆形电子束点。

如上所述，按本发明的彩色显像管用电子枪中，主透镜有正像差，预聚焦透镜有负像差，电子束以多级式聚焦和加速。

因此，由于聚焦特性得到改善，使在整个荧光屏上能提供均匀的电子束截面，从而获得高清晰度。

Claims (2)

1.一种彩色显像管用的电子枪，具有：三个一组的电极；一个预聚焦透镜，由至少一个圆形透镜和至少一个四极透镜的透镜组形成，用于对所述三个一组的电极发射的电子束进行预聚焦和加速；以及一个主透镜，用于对通过所述预聚焦透镜的电子束进行最后聚焦和加速，其特征在于：

所述预聚焦透镜包括从所述三个一组的电极开始顺序排列的第一至第五聚焦电极，至少两个不同的动态变化的聚焦电压分别加到第一、第三和第五聚焦电极的共同端及第二和第四聚焦电极的共同端，该聚焦透镜总是有负的像散性；以及

所述主透镜具有正的像散性。

2.如权利要求1所述的电子枪，其特征在于，在与偏转信号同步的所述两个不同的动态变化的聚焦电压中，较高的一个动态电压相当于较低的一个动态电压的两倍。

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