CN1111812A - 彩色阴极射线管 - Google Patents
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Abstract
用只供动态聚焦电压的回扫变压器简化供电电
路。三个阴极K、控制电极1、加速电极2、聚焦电极
和阳极5沿阴极射线管轴配置,聚焦电极分成第一和
第二电极构件3和4,其间形成四极透镜,使电子束
在一方向会聚,在其垂直方向发散。第二电极构件接收动态聚焦电压Vf2。第一电极构件经阳极与地间的调压电路接收恒值聚焦电压,以按电子束偏转量改变四极透镜强度。该电路由固定电阻6和串在该电阻与地间的可变电阻8或直流电源9组成。
Description
本发明涉及一种彩色阴极射线管,更具体地说,涉及一种整个荧光屏的解像能力有所提高的彩色阴极射线管的电子枪。
图10是荫罩式彩色阴极射线管的剖视图,示出了这种彩色阴极射线管的结构。编号为:31,面板部分;32,管颈部分;33,玻锥部分;34,荧光屏;35,荫罩;36,罩架;37,磁屏蔽;38,悬簧;39,电子枪;40,偏转线圈;41,磁校正器;42,内导电薄膜;43,高压端子。
在图10所示的彩色阴极射线管中,面板部分31和管颈部分32构成真空玻壳。面板部分31的内侧有荧光屏34,管颈部分32则通过玻锥部分33与面板部分31的侧壁边缘部分相连。管颈部分32中装有电子枪39。
荫罩35固定支撑在罩架36上,由悬簧38吊在面板31内侧,从而使荫罩35靠近荧光屏34。罩架36配有磁屏蔽37,供外磁干扰保护用。
玻锥部分33与管颈部分32之间的过渡区装有偏转线圈40,将电子枪39发射出的三束电子束Bc(中间的电子束)和Bs(两边的电子束)偏转到两个方向:水平和垂直方向。经偏转的电子束Bc、Bs接着通过荫罩35,到达荧光屏34上。
荧光屏34的彩色条纹由红、绿、蓝荧光粉群组成,各荧光粉呈条纹或点的形式。
荫罩35是个多孔电极,各孔眼排列得使三束电子束Bc、Bs通过其中,精确打到组成荧光屏34的各三色荧光粉群上,从而进行所谓选色。
玻锥部分33的内壁均匀被覆有内导电薄膜42,该导电薄膜延伸到管颈部分32的部分内壁处,高电压则从穿入玻锥部分的高压端子43处施加。玻锥部分33的外壁也被覆有导电薄膜。
电子枪39包括:阴极,为电子束产生部分,用以产生、加速和控制三束呈一字形排列的平行电子束;预聚焦部分,用以控制三束电子束;和主透镜部分,用以将电子束会聚到荧光屏34上。
图11示出了偏转线圈产生的偏转磁场的分布图。从图中可以看到,水平偏转场60的畸变呈枕形,垂直偏转场61的畸变呈桶形。
图12示出了偏转场作用到电子束上的情况。荧光屏34周边偏转的扫描电子束62不仅受到偏转力63的作用,如图12a中所示,还受到水平分散力64和垂直会聚力65的作用,如图12b中所示,从而使荧光屏34上的光斑变形。
图13示出了电子束到达荧光屏上时光斑的形状。荧光屏34上的中间电子束62′是圆的,荧光屏34周边上形成的电子束光斑62″则畸变成非圆形,该非圆形由两部分组成:高亮度核心部分62″H和低亮度光环部分62″L。光环62″L大的垂直延伸部分对聚焦特性尤其有不利的影响。为减小聚焦特性的这种质变,传统的电子枪采用例如日本专利公开58549/1987号中公开的那种结构,向四级静电透镜上加动态聚焦电压。
但上述传统技术需要给回扫变压器配置两个电源系统:一个是恒定聚焦电压的电源系统,一个是随偏转角大小而变化的动态聚焦电压的电源系统,这不仅使供电电路的结构复杂化,而且也使成本提高。
本发明的目的克服传统技术遇到的上述缺点,提供一种所使用的回扫变压器只须提供动态聚焦电压的彩色阴极射线管,从而简化了供电电路,同时改善了聚焦特性。
为达到上述目的,本发明的电子枪包括:发射电子束的三个呈一字排列的阴极;和一个控制电极、一个加速电极、一个聚焦电极和一个阳极,这四个电极都有至少三个面对阴极的一字形排列的孔眼,所有这些电极和三个呈一字排列的阴极都沿管子轴线排列。本电子枪制成下列形式。聚焦电极沿管子轴线分成第一聚焦电极构件和第二聚焦电极构件。对置着的第一和第二聚焦电极构件之间设有四极透镜,这使电子束在一个方向会聚,在垂直于第一个方向的另一方向发散。第二聚焦电极构件位于阳极侧,接收随电子束偏转量而变化的动态聚焦电压。第一聚焦电极构件位于阴极侧,通过连接在阳极与地之间的调压电路接收恒值的聚焦电压,以便根据电子束的偏转情况改变四极透镜的强度。调压电路由一个串联电路构成,该串联电路则由一个固定电阻器和一个可变电阻器或一个直流电源组成。固定电阻器有一个接第一个聚焦电极构件的供电端,可变电阻器或直流电源则插接在固定电阻器与地之间。制成这种形式可以使电子枪只有一个聚焦供电系统。
本发明应用到所谓多级聚焦电子枪,即具有一个控制电极、一个第一加速电极、一个前级聚焦电极、一个第二加速电极、一个后级聚焦电极和一个阳极的电子枪时,可能会有所谓“轰击”不能可靠对准控制电极和第一加速电极的情况,从而使耐压特性变差。本发明电子枪的第一和第二加速电极加有特定的恒定电压,其前级聚焦电极和位于阳极侧的一个分开的后级聚焦电极加有动态电压。这种结构形式还能使“轰击”可靠地对准靠近阴极的各电极(例如控制电极和第一加速电极)。
图1是本发明彩色阴极射线管中使用的电子枪的一个实施例从一字排列方向看去的侧向剖面示意图。
图2是第一聚集焦电极构件从图1的箭头A看去的正视图。
图3是第二聚集焦电极构件从图1的箭头B看去的正视图。
图4是图1的电子枪从垂直于一字排列的方向看去的剖视图。
图5是示出四极透镜作用的从图4箭头A看去的示意图。
图6是示出四极透镜作用的从图4箭头B看去的示意图。
图7是本发明彩色阴极射线管中使用的电子枪另一个实施例的剖面示意图。
图8a是聚焦电极构件从图7的A′-A′线阴极侧看去的正视图。
图8b是第二聚焦电极构件从图7的B′-B′线阳极侧看去的正视图。
图8c是第一聚焦电极构件从图7的C′-C′线阳极侧看的正视图。
图9是用于本发明彩色阴极射线管电子枪的“轰击”过程的电路结构图。
图10是荫罩式彩色阴极射线管的剖面图,示出了彩色阴极射线管的结构。
图11是偏转线圈产生的偏转场的分布图。
图12示出了偏转场作用于电子束的情况,其中图12a示出了偏转场对电子束的作用,图12b说明了偏转场对电子束的发散作用和会聚作用。
图13是表示到达荧光屏的电子束的光斑示意图。
第一实施例
恒定的聚焦电压(静态聚焦电压)经过电阻器分压后可从阳极加到第一聚焦电极上。这样,唯有从回扫变压器供应的动态聚焦电压,因而只需要一个供电系统。
动态聚焦电压是从回扫变压器通过电容器作为数百伏的电压加上的,因此具有和双回扫变压器系统完全一样的功能。
现在参看附图详细说明本发明的一个实施例。
图1示出了本发明的彩色阴极射线管中使用的电子枪的一个实施例。图1是从一字排列方向看去的侧向剖面示意图。符号表示为:K,热阴极(以下简称阴极);1,控制电极;2,加速电极;3,第一聚焦电极构件;4,第二聚焦电极构件;5,阳极“6,固定电阻器;6-1阳极供电端;6-2,聚焦供电端;7,高压电源(Eb);8,可变电阻器;9,直流电源;10,动态聚焦电源;11,偏压电源;Vf1,恒定聚焦电压;Vf2,动态聚焦电压。
编号3a是装在第一聚焦电极构件3上第二聚焦电极构件4侧的垂直扁平电极。编号4a和4b是装在第二聚焦电极构件4上第一聚焦电极构件3侧的水平扁平电极。
图1中,阴极K、控制电极1和加速电极2构成三极部分;第一聚焦电极构件3和第二聚焦电极构件4构成四极透镜;第二聚焦电极构件4和阳极5之间则形成主透镜。
图2中第一聚焦电极构件3从图1的箭头A看去的正视图。图3是第二聚焦电极构件4从图1的箭头B看去的正视图。编号3-1、3-2和3-3是第一聚焦电极构件3上的孔眼;3a、3b、3c和3d是垂直扁平电极;4-1、4-2、和4-3是第二聚焦电极构件4上的孔眼;4a和4b是水平扁平电极。
图2和图3中所示的第一聚焦电极构件3和第二聚焦电极构件4各自的前边彼此对置着,如图1中所示,从而在第一与第二聚焦电极构件3、4之间形成了使电子束在垂直方向伸长的四极透镜。
图4是图1的电子枪从垂直于一字排列方向的方向看去的剖面示意图。符号K1、K2和K3表示阴极,1为控制电极,2为加速电极,3为第一聚焦电极构件,4为第二聚焦电极构件,5为阳极,1-1至1-3孔眼开设在控制电极1上;2-1至2-3孔眼在加速电极2上;3-1a至3-3a孔眼则开设在第一聚焦电极构件3上加速电极2侧。编号3-1b至3-3b是开设在第一聚焦电极构件3上第二聚焦电极构件4侧的孔眼。编号4-1a至4-3a是开设在第二聚焦电极构件4上第一聚焦电极构件3侧的孔眼;4-1b至4-3b是开设在第二聚焦电极构件4上阳极5侧的孔眼;5-1至5-3是阳极5上的孔眼。垂直扁平电极3a、3b、3c和3d装在第一聚焦电极构件3上第二聚焦电极构件4侧,装设得使各孔眼3-16-3-3b以一字形方向排列并夹在中间。水平扁平电极4a和4b装在第二聚焦电极构件4上第一聚焦电极构件3侧,装设得使孔眼4-1a-4-3a以垂直于一字排列方向的方向排列并夹在中间。
符号S1表示中间电子束Bc的轴线与两边电子束Bs的轴线之间的间距;S2表示两边孔眼5-1、5-3的轴线与中间孔眼5-2的轴线之间的间距。
工作时,阳极5处于高压(Eb)下;加速电极2处于低压下;第一聚焦电极构件3处于恒定的聚焦电压Vf1(静态聚焦电压)下,第二聚焦电极构件4则处于动态聚焦电压Vf2下,电压Vf2可以高于第一聚焦电极构件3的电压,这取决于电子束偏转角的大小。
在彩色阴极射线管如此构制的情况下,当水平偏转角为零,即第一聚焦电极构件3与第二聚焦电极构件4处在同电位时,垂直扁平电极3a、3b、3c、3d与水平扁平电极4a、4b之间没有电子透镜形成,其中垂直和水平扁平电极都装在第一与第二聚焦电极3和4之间。于是,第二聚焦电极构件4与阳极5之间形成的主透镜就使三束电子束Bc、Bs聚焦到荧光屏的中心部分。
随着水平偏转角的增加,第二聚焦电极构件4的电位变得高于第一聚焦电极构件3的电位,从而在第一聚焦电极构件3的垂直扁平电极3a、3b、3c、3d与第二聚焦电极构件4的水平扁平电极4a、4b之间形成使电子束在垂直方向伸长的四极透镜。与此同时,第二聚焦电极构件4与阳极5之间的电位差变小,缓和了主透镜的作用。
图5示出了静电透镜从图4箭头A看去的作用。图6示出了静电透镜从图4的箭头B看去的作用。
参看图5和图6可以了解使电子束在垂直方向伸长的静电透镜是如何在第一聚焦电极构件3与第二聚焦电极构件4之间形成的。
图5中,若加到位于中间孔眼3-2b两侧的垂直扁平电极3b、3c上的电位V1和加到位于中间孔眼4-2a顶侧和底侧的水平扁平电极4a、4b上的电位V2设为使V1<V2,则四极透镜的等电位线和该透镜作用到通过孔眼3-2b的电子束上的力线就变得在水平方向密集,在垂直方向上稀疏。若在垂直方向作用到电子束上的力用Fv表示,在水平方向上的作用力用Fh表示,则静电透镜的作用可用Fv<Fh表示,这使电子束在垂直方向上伸长。
装设在第二聚焦电级构件4上的水平扁平电极4a、4b,其所产生的电子束的形状在垂直方向上伸长,这是因为电子束受到静电透镜在垂直方向上密集的力线(即发散力FV1)在垂直方向上的作用所致。
这两个板电极之间产生的力使电子束在垂直方向上发散,在水平方向上会聚,从而抵消了上述偏转场使电子束在水平方向上变得扁平的倾向。
此外,由于随着偏转角的增大缓和了第二聚焦电极构件4与阳极5之间形成的主透镜的聚焦作用,因而还可以解决电子束偏转引起的过聚焦问题。
图1中,阴极K接收例如大约100伏的电压和对应于图像的调制信号。控制构件1接地,加速电极2接收400-600伏左右的低电压。
第二聚焦呈栅极的电极构件4接收来自直流电源11的4-7千伏的中间电压(静态聚焦电压)Vc,同时,与偏转同步还叠加有0伏至200-500伏的动态聚焦电压Vf2。
阳极5通过阳极供电端子6-1接收来自高压电源7的大约25-30千伏的最终加速电压。
第一聚焦呈栅极的电极构件3接收恒定的聚焦电压Vf1,这是一规定的中间电压,它取自一端接阳极5、另一端接由可变电阻器8和直流电源9组成的串联电路的固定电阻器6的中间位置的聚焦供电端6-2。恒值聚焦电压Vf1可用可变电阻器8加到调节。
在此实施例的情况下,由于应加到电子枪的恒定聚焦电压可以从给阳极5供电的电源系统获得,因而回扫变压器只需要一个供应动态聚焦电压的电源系统。这样就简化了回扫变压器的电源系统,降低了成本。
第二实施例
在本发明的另一个实施例中,前级聚焦电极与第二后级聚焦电极相连接,使“轰击”过程可有效地进行,提高了耐压特性和聚焦特性。
图7示出了本发明彩色阴极射线管电子枪的另一个实施例从一字排列方向看去的侧向剖面示意图。与图1相同的元件都编以同样的编号。符号K表示阴极,1为控制电极(G1电极),2′为第一加速电极(G2电极),12为前级聚焦电极(G3电极),13为第二加速电极(G4电极),3′为第一后级聚焦电极构件(G5-1电极),4′为第二后级聚焦电极构件(G5-2电极),5′为阳极(G6电极),6为固定电阻器,6-1为阳极供电端,6-2为聚焦供电端,7为高压电源(Eb),8为可变电阻器,9为直流电源,10为动态聚焦电源,11为偏压电源,Vf1为恒定聚焦电压,Vf2为动态聚焦电压。
图8a是后级聚焦电极构件从图7A-A线的阴极侧看去的正视图。图8b是第二后级聚焦电极构件4′从图7B′-B′线的阳极侧看去的正视图。图8C是第一后级聚焦电极构件3′从图7C′-C′线的阴极侧看去的正视图。编号3e是设在G5-1电极3′内的电极板。编号4a和4b是装设在G5-2电极4′上G5-1电极3′侧的水平扁平电极。G6电极5′上通过屏蔽杯加有来自高压电源7的阳极电压Eb。阳极电压Eb也接到固定电阻器6的一端。固定电阻器6的另一端通过玻壳外的可变电阻器8接地。
来自与固定电阻器6的中间位置相连接的聚焦供电端子6-2的特定聚焦电压Vf1加到G5-1电极3′上。
G5-2电极4′和G3电极12接收叠加有动态电压Vf2的恒定聚焦电压Vc。根据电子束偏转量的增加是高Vf2可以同时进行动态像散校正和动态聚焦,从而使回扫变压器只须提供动态聚焦电压。这样,回扫变压器只需要一个电源系统。
此外,在阴极射线管的制造过程中,在装配好之后要进行电子束的“轰击”,以提高耐压特性。电子束轰击程序的目的之一是使位于G2和G1电极上方的电极放电,从而除去外来物质和G1和G2电极上的突起,提高耐压特性。
电子枪是多级聚焦式时,例如图7中所示本发明的一种彩色阴极射线管,采用图9所示的“轰击”控制电路。即,加到装配好的阴极射线管G6电极5′上的用于电子束轰击的电压高于通常使用的电压。该轰击电压经设在阴极射线管外的高电阻器302、303分压之后加到G5-2电极4′和G3电极12上。G6电极5′与G5-2电极4′之间发生放电时,G5-2电极4′和G3电极12的电压瞬时升高。G3电极12的电压的瞬时升高反过来又使G3电极12、G2电极2′和G1电极1之间产生电气放电。
在图7所示的实施例中,由于G3电极12与G5-2电极4′相连接,所以“轰击”过程能有效进行。
此外,由于叠加有动态电压Vf2的聚焦电压Vc加到G3电极12上,因而G3电极12、G4电极13与G5-1电极3′之间的单电位型透镜的强度发生动态变化。就是说,G3电极的电压在荧光屏周边比在荧光屏中心要高,因而使透镜的强度在荧光屏周边强些,从而增强了对电子束的聚焦作用,且使荧光屏周边的电子束直径较小。这意味着在荧光屏的中心区,电子束的光斑直径比起用传统的方法获得的光斑直径进一步减小了,而在荧光屏周边,像散也减小了,从而易于校正像散现象。
如上所示,在本发明的情况下,具有采用动态电压的四极透镜的彩色阴极射线管只需要回扫变压器供应一个聚焦电压(动态)。此外,本发明应用到多级聚焦电子枪时,可提供其“轰击”处理能有效提高电子枪耐压特性从而提高了聚焦特性的优异彩色阴极射线管。
Claims (2)
1、一种彩色阴极射线管,包括:
三个呈一字形排列的发射电子束的阴极;
一个控制电极、一个加速电极、一个聚焦电极和一个阳极,各自具有至少三个呈一字形排列的面对阴极的孔眼,三个呈一字形排列的阴极、控制电极、加速电极、聚焦电极和阳极都沿管子轴线配置;和
在各电极之间形成的多个电子透镜,用以将电子束聚焦到荧光表面上;
其特征在于:
聚焦电极沿管子轴线分成第一聚焦电极构件和第二聚焦电极构件;
在对置着的第一与第二聚焦电极构件之间形成有四极透镜,用以使电子束在一个方向上会聚,而在垂直于第一个方向的另一个方向上发散;
位于阳极侧的第二聚焦电极构件接收随电子束偏转量变化的动态聚焦电压,而位于阴极侧的第一聚焦电极构件通过连接在阳极与地之间的调压电路接收恒值聚焦电压,以便根据电子束的偏转量改变四极静电透镜的强度;
调压电路由一个串联电路构成,该串联电路由具有为第一聚焦电极构件供电的一个供电端的固定电阻器和一个插接在该固定电阻器与地之间的可变电阻器或直流电源组成。
2、一种彩色阴极射线管,包括:
三个呈一字形排列的发射电子束的阴极;
一个控制电极、第一加速电极、一个前级聚焦电极、第二加速电极、一个后级聚焦电极、和一个阳极,各自具有至少三个呈一字形排列的面对阴极的孔眼,所有这些电极和三个呈一字形排列的阴极都沿管子轴线配置;和
在各电极之间形成的多个电子透镜,用以将电子束聚焦到荧光表面上;
其特征在于:
后级聚焦电极沿管子轴线分成第一后级聚焦电极构件和第二后级聚焦电极构件;
在对置着的第一和第二后级聚焦电极构件之间形成有四极透镜,用以使电子束在一个方向上会聚,而在垂直于第一个方向的另一个方向上发散;
第一和第二加速电极接收恒定的低电压,位于阳极侧的第二后级聚焦电极构件和前级聚焦电极构件接收随电子束偏转量变化的动态聚焦电压,而位于阴极侧的第一后级聚焦电极构件通过连接在阳极与地之间的调压电路接收恒值聚焦电压,以便根据电子束的偏转量改变四极透镜的强度;
调压电路由一个串联电路构成,该串联电路由具有为第一后级聚焦电极构件供电的一个供电端的固定电阻器和一个插接在该固定电阻器与地之间的可变电阻器或直流电源组成。
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