CN1111811A - 用于阴极射线管的一字排列式电子枪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于阴极射线管的一字排列式电子 枪；特别是涉及这样的阴极射线管电子枪，使电子枪 的3电极部分的加速电极分离地形成，防止由于大电 流区域电子束发散角急剧上升而使聚焦特性变坏。

包括阴极；控制电极；加速电极部分，由有一定间 隔的三个以上分离的板状电极构成；第1加速及聚焦 电极；上述阴极、控制电极、加速电极部分、第1加速 及聚焦电极依次排列。

在上述分离的加速电极部分的第1电极和第3 电极上，施加加速电极电位，在第2电极上施加比加 速电极电位低的电位。

Description

本发明涉及用于阴极射线管的一字排列式电子枪;特别是涉及这样的阴极射线管电子枪，使电子枪的3电极部分的加速电极分离地形成，防止由于大电流区域电子束发散角急剧上升而使聚焦特性变坏。

传统的一字排列式电子枪的各电极（控制电极、加速电极、聚焦电极）相对于电子束通过的路径垂直并相互有一定间隔地放置，以使阴极（Cathode）发出的电子束到达荧光屏幕。

具有这样的电子枪的阴极射线管如图1所示，其构成包括：控制从发出电子束（13）的阴极（3）发出的电子束（13）的控制电极（4）;使阴极面热电子加速的加速电极（5）;使通过上述加速电极（5）的电子束（13）在荧光屏（11）上聚焦的第1、2加速/聚焦电极（6、7）;置于上述第1、2加速/聚焦电极（6、7）上部的屏蔽罩（Shield  Cup：9）;通过由管脚（1）供电而发热的灯丝（2）;还有荫罩（10）、偏转线圈（12）及管颈（14）。

下面简述上述构成的阴极射线管的工作。

阴极（3）内的灯丝（2）发热，从阴极（3）发出电子，发出的电子聚集成电子束（13），由控制电极（4）控制其路径，受控电子束（13）由加速电极（5）来加速，通过主透镜形成电极的第1、2加速/聚焦电极（6、7）聚焦之后，穿过设置在荧光面（11）内面的荫罩（10）打在荧光面（11）上，由于电子束碰撞发光使阴极射线管显示图象。

在这样的传统阴极射线管中，已有的一字排列式电子枪的3电极部分的构造如图2所示。

在加速电极（5）上，相对各孔（holes）在电极面上后退地设置一直线方向（水平方向）的幅度大于垂直方向幅度的槽（slot）。

如图3所示，由阴极（3）射出的电子束（13），受在加速电极（5）和聚焦电极（4）之间形成的静电透镜的影响，呈现聚集成一点再发射的交迭现象。

这样，电子束形成交迭（41）之后，通过加速电极部（5）透镜的聚焦及发散作用，朝着主透镜发射。

然而，由于加速电极（5）上后退部位（槽15）的构造，使得水平侧加速电极比垂直侧加速电极厚，电子束（13）的水平发散角比垂直发散角大，所以形成横向长形电子束。

横向长形电子束通过偏转线圈（13）的磁场，可减小垂直电子束聚焦现象，起到防止电子束电子碰撞及斥力上升的作用。

但是，电子束发射之后，由于高速形成交迭，所以在大电流区域，电子束所引起的发散力上升比起小电流区域要剧烈得多，电子束在主透镜部位的球面象差（Spherieal  aberration：由于透镜中心部分和周边部分折射率的不同所引起的象差）上升，产生聚焦特性方面的问题。并且，还有以下弱点形成横向长形电子束的槽，在制造时可能出现偏斜和变形，在工业上难以处理。

进而还存在以下问题，随第1加速/聚焦电极电压的变化，外围射束向中央射束的聚焦力发生变化，使制造操作不良和品质特性下降。

本发明目的在于提供一种用于阴极射线管的一字排列式电子枪，分离地形成电子枪的3电极部分的加速电极，可防止在大电流区域，电子束发散角剧烈增大而发生的聚焦特性变坏现象。

本发明的另一个目的是提供一种用于阴极射线管的一字排列式电子枪，可防止由于偏转线圈磁场影响而使垂直电子束变差。

为达到上述目的，本发明的构成是设置：阴极;控制电极;加速电极部分，由有一定间隔的三个以上分离的板状电极形成;第1加速及聚焦电极;所述阴极、控制电极、加速电极部分、第1加速及聚焦电极依次排列;在所述分离的加速电极部分的第1电极和第3电极上施加加速电极的电位，在第2电极上施加比加速电极电位低的电位。

图1是普通阴极射线管的结构图;

图2是已有的一字排列式电子枪的3电极部分主视图;

图3是说明图2的3电极部分电场分布及电子束的发射的图;

图4是本发明一字排列式电子枪的3电极部分主视图;

图5是图4中A部分的详图;

图6是本发明一字排列式电子枪的3电极部分的第2实施例图;

图7是图6中B部分的祥图;

图8是本发明一字排列式电子枪的3电极部分的第3实施例图;

图9是在图8的第2电极上施加的电压的波形图;

图10是说明本发明电子枪3电极部分的电场分布及电子束发射的图;

图11是表示已有的和本发明的3电极部分电流变化引起电子束发散角变化的图。

图4作为本发明一字排列式电子枪的3电极部分主视图，其构成包括：发出电子的阴极（3）;控制由上述阴极（3）产生的电子束的控制电极（4）;使通过上述控制电极（4）的电子束加速的加速电极部分（16），使被加速的电子束加速和聚焦的第1加速/聚焦电极（6）。

参照图5、10及11，说明上述构成的本发明电子枪的工作及效果。

在阴极（3）内形成的灯丝（2）一旦发热，阴极（3）就发出电子。

从上述阴极（3）发出的电子束由控制电极（4）来使其路径受到控制，由加速电极部分（16）来加速。

加速电极部分（16）如图4所示，由3个分离的板状电极（16a-16c）构成。在分离的加速电极的第1电极（16a）上，施加与加到已有的加速电极（5）上的电压（Ec₂）一样的电压，把加在上述控制电极（4）上的地电压施加在加速电极部分（16）内的第2电极（16b）上。

在分离的第3电极（16c）上，施加与加到第1电极的电压同样的电压（Ec₂）。

在上述加速电极部分（16）内的第2电极（16b）上形成如图5所示的水平幅度（H₁）和垂直幅度（V₁）不同的孔（17a-17c），以便形成二个从阴极（3）发射出电子束的交迭（图3的41）、即，形成象散透镜（astingmatism lens）。

使中央孔（17b）之中心与外围孔（17a）之中心间距离与控制电极（4）和第1加速/聚焦电极（6）间距离不一样，以补偿由主透镜形成电极的第1加速/聚焦电极（6）和第2加速/聚焦电极（未图示）之间折射透镜发生的外围射束自身向中央射束的聚焦力（下称STC）之变化。

图10是具有上述构成的电子枪中电子束的发射和电场分布的模拟图。从阴极（3）发射的电子束（13）的状况是，加速电极部分（16）内第1电极（16a）的等电位线使通过控制电极（4）放射的电子束（13）聚焦，形成交迭（41）。

这时，借助加速电极部分（16）内第1电极（16a）的发散透镜（42），使交迭（41）向荧光屏方向移动成形。以后，利用第2电极（16b）、第3电极（16c）的聚焦透镜（43）的作用，使电子束（13）发散角减小。

上述加速电极部分（16）内第1电极（16a）的发散透镜（42），其作用是减小对聚焦特性有很大影响所涉及的象散性，通过形成与第2、3电极（16b、16c）同时聚焦/发散透镜，如图11所示，可使大电流电子束因阴极射线管（CRT）中电子束电流（Ik）的必需的变化而产生的电子束发散角（Diverging  Angle）的变化减小，使之在全电流范围具有优秀的聚焦特性。

如图11所示，作为一个例子了解到，当电子束电流（Ik）从2mA增至4mA时，与已有的曲线斜率（18）的变化率相比较，本发明的曲线斜率（19）的变化率明显减小。

为了在垂直小于水平的状态下形成通过主透镜的电子束、以防止由偏转线圈（图1的12）磁场影响产生垂直方向电子束聚焦力强化现象而发生的电子束的劣化，所以如图5所示，使加速电极部分（16）内的第2电极（16b）的孔（17a、17b）形状的水平直径（H₁）比垂直直径（V₁）大，由此使电子束（13）成为水平和垂直发散角不同的横向长形射束。

并且，为补偿由于第1加速/聚焦电极（6）电压变化而产生聚焦力的变化，使加速电极部分第2电极（16b）的中央孔中心和外围孔中心间距离小于控制电极（4）及第1加速/聚焦电极（6）中央孔中心和外围孔中心间距离（a），可形成影响外围电子束所涉及的折射透镜。

这样，若提高第1加速/聚焦电极（6）的电压，则主透镜的折射透镜强度减弱，外围电子束向中央电子束的聚焦力虽然不足，但通过第2电极（16b）和第1加速/聚焦电极（6）的折射透镜影响，使外围电子束聚焦在中央电子束上，以补偿聚焦力的弱化。

而且，若第1加速/聚焦电极（6）的电压降低，则主透镜的折射透镜强度相对增强，虽然外围电子束向中央电子束的聚焦力增强，但通过第2电极（16b）和第1加速/聚焦电极（6）的折射透镜的影响，补偿外围电子束向中央电子束过分强化的聚焦力。

图6为本发明的另一个实施例。由分离的二个板状电极（20a、20b）构成加速电极（20）。当在分离的第1电极（20a）上施加与加速电极（图1的5）的附加电压（Ec₂）相同的电压时，则在第2电极（20b）上施加地电压。

如图7所示，加速电极部分（20）的第2电极（20b）的孔（21a、21b）之形状为，水平幅度（H₂）大于垂直幅度（V₂），外围孔（21a）中心和中央孔（21b）中心的距离（a′）与控制电极（4）和第1加速/聚焦电极（6）的距离不相同。

于是第2电极（20b）和第1加速/聚焦电极（6）之间电位差最大，使电子束（13）的发散角最小。

并且，第2电极（20b）和孔（21）形状为，水平幅度（H₂）大于垂直幅度（V₂），使上述外围孔（21a）中心和中央孔（21b）中心之距离（a′）与控制电极（4）和第1加速/聚焦电极（6）之间距离不同，如图11所示，补偿偏转线圈（12）的磁场影响及第1加速/聚焦电极（6）电压变化引起聚焦力（STC）的变化。

这样把加速电极部分（20）分离为二个板状电极（20a、20b），当电位差大时，宜应用在荧光屏在25寸以上的大型图象的阴极射线管（CRT）上。

图8为又一个本发明实施例。使加速电极（16）由三个分离的板状电极（22a-22c）构成，在上述分离形成的第2电极（22b）上施加如图9所示的动态电压。

这里，动态电压随偏转线圈（图1的12）的偏转电流变化而改变，把三个加速电极（22a-22c）孔形中的一个以上做成旋转非对称状，使电子束的水平、垂直发散力产生差别，以改善图象四周部分的聚焦特性。

即，电子速（13）被偏转到图象四周部分时，第2电极（22b）的外加电压成为图9中动态电压中的最小值（B），第1电极（22a）及第3电极（22c）和第2电极（22b）的电位差为最大，电子束水平与垂直发散力之间的差变大。

上述水平与垂直发散力之间差一旦变大，则影响到偏转线圈（12）的磁场。因此，由于防止了对偏转线圈磁场的最大影响，所以图象周围部分的聚焦特性得以改善。

还有，电子束（13）位于图象中央部分时，外加到第2电极（22a）上的动态电压成为图9所示的最大值（c）。

这样，当施加到第2电极（22b）的动态电压为最大值（C）时，则第1、3电极（22a、22c）和第2电极（22b）的电位差最小，电子束水平与垂直发散力的差最小，在偏转磁场不影响的中央部分，得到大致圆形的电子束，因此，图象中央部分的聚焦特性得以改善。

如上所述的详细说明，根据本发明，使电子枪三电极部分中的加速电极分离地形成多个，分离的加速电极的外加电压不同，减小电子束发散角，通过减小大电流区域发散角变化，防止了因大电流区域电子束发散角急剧上升而导致聚焦特性的变坏，可提高析象度。

而且，加速电极上形成的槽（slot）无需在电极上施加什么特别的外力，而仅仅改变孔形，使制造工艺简化;使电极间的距离不同，也可补偿因第1加速/聚焦电极电压变化而引起聚焦力（STC）的变化。

Claims (11)

1、一种用于阴极射线管的一字排列式电子枪，其特征是，包括阴极；控制电极；加速电极部分，由有一定间隔的三个以上分离的板状电极构成；所述阴极、控制电极、加速电极部分、第1加速及聚焦电极依次排列；

在所述分离的加速电极部分的第1电极和第3电极上，施加加速电极的电位，在第2电极上施加比加速电极电位低的电位。

2、按权利要求1的电子枪，其特征是，在所述加速电极部分第2电极上形成的三个孔，其水平直径大于垂直直径。

3、按权利要求1的电子枪，其特征是，所述加速电极部分第2电极中央孔的中心和外围孔中心之间的距离与所述控制电极及第1加速/聚焦电极中央孔的中心和外围孔的中心之间的距离不同。

4、一种用于阴极射线管的一字排列式电子枪，其特征是，包括阴极;控制电极;第1加速及聚焦电极;加速电极部分，由有一定间隔的二个以上分离的板状电极形成;

在所述分离的加速电极部分的第1电极上，施加加速电极的电位，在第2电极上，施加比加速电极电位低的电位;所述第2电极具有用于形成非对称透镜的槽部分。

5、按权利要求4的电子枪，其特征是，在所述加速电极部分第2电极上形成的三个孔的水平直径大于垂直直径。

6、按权利要求4的电子枪，其特征是，所述加速电极部分第2电极中央孔的中心与外围孔的中心之间距离成为所述控制电极及第1加速/聚焦电极中央孔的中心和外围孔的中心之间距离。

7、一种用于阴极射线管的一字排列式电子枪。其特征是，包括阴极;控制电极;加速电极部分，由有一定间隔的三个以上分离的板状电极形成;第1加速及聚焦电极;

在所述分离的加速电极部分的第1电极和第3电极上施加加速电极的电位;在第2电极上按加速电极电位的一定比例施加动态电位;在所述分离的三个电极中，有一个以上的电极孔径具有旋转非对称性。

8、按权利要求7的电子枪，其特征是，所述加速电极部分的第2电极的水平孔径大于垂直孔径，第1、3电极具有圆形孔。

9、按权利要求7的电子枪，其特征是，所述加速电极部分的第1、3电极的水平孔径大于垂直孔径，第2电极具有圆形孔。

10、按权利要求7的电子枪，其特征是，所述加速电极部分的第1、3电极的水平孔径小于垂直孔径，第2电极的水平孔径大于垂直孔径。

11、按权利要求7的电子枪，其特征是，在所述加速电极部分的第2电极上按加速电极电位的0-90%施加动态电压。

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