CN1160282A - 彩色阴极射线管用的电子枪 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及彩色阴极射线管用的电子枪，其目的在于构成在整个画面上使电子束点为正圆，可以得到良好析像度的彩色阴极射线管。为此，在该电子枪中，在三极部的屏栅极G2和构成主透镜部的阴极K一侧的第3栅极G3之间配置与被加上聚焦电压和根据电子束的偏转量变化的电压的叠加的动态电压的第5栅极的分电极G51连接的辅助栅极Gs，该辅助栅极和第1栅极相对的面的至少一个面上设置形成根据电子束的偏转量变化的4极子透镜。

Description

彩色阴极射线管用的电子枪
本发明涉及彩色阴极射线管用的电子枪，特别是涉及一列式(in-line type)彩色阴极射线管的改良析像度的电子枪。
通常，彩色阴极射线管装置具有由面板和漏斗状玻锥构成的外壳，在该面板的内表面有由三种颜色的荧光粉层构成的荧光屏，与该荧光屏相对，在其内侧配置有荫罩。另一方面，在漏斗状玻锥的管颈内配置有发射三束电子束的电子枪，该电子枪发射的三束电子束受到装在漏斗型玻锥外侧的偏转装置产生的水平、垂直偏转磁场的作用而发射偏转，对荧光屏进行水平、垂直扫描，从而显示彩色图像。
在这样的彩色阴极射线管中，特别是采用发射通过同一水平面的中心电子束和一对边束(side beam)构成的成一列配置的三束电子束的一列式电子枪，偏转装置产生的水平偏转磁场为枕形(pin cushion)，垂直偏转磁场为桶形，使上述成一列配置的三束电子束自会聚的自会聚一列式彩色显象管是现在显象管的主流。
发射所述一列配置的所述电子束的电子枪有各种结构的电子枪，其中有一种QPF(Quadra Potential Focus)型双焦点式电子枪。这种电子枪，如图1所示，由在水平方向，即H轴方向成一列配置的3个阴极K、在从这些阴极K到荧光屏的方向上依序配置的第1至第4栅极G1～G4、被分割为第1、第2分(segment)电极51、52的第5栅极，以及第6栅极构成。在所述各栅极上分别对应成一列配置的3个阴极K形成三束电子束的通过孔。
在该电子枪，阴极K上加有约100～150V的电压，第1栅G1极接地，第2栅极G2加有约500～800V的电压，第3栅极G3约为6～8kV，第4栅极G4连接于第2栅极G2，约为500～800V，邻接第4栅极G4的第5栅极G5的第1分电极G51连接于第3栅极G3，约为6～8kV，在邻接第6栅极G6的第2分电极G52上加有约6～8kV的电压Vf与随着电子束的偏转而增大的抛物线状的电压Vd重叠的动态电压Vf+Vd，在第6栅极G6上加有约26～27kV的高电压，即阳极电压。
而由于施加所述电压，由阴极和第1、第2栅极G1、G2，形成产生电子束，并且形成相对于下述主透镜的物点，即电子束交迭点(cross-over points)的三极部，由第2、第3栅极G2、G3形成将从三极部来的电子束预备聚焦的预聚焦透镜，由第3、第4栅极G3、G4及第5栅极G5的第1分电极G51形成将在上述预聚焦透镜预聚焦过的电子束再次预聚焦的副透镜(sub lens)，由第5透镜的栅极G5的第2分电极G52与第6栅极形成将电子束最后聚焦于荧光屏上的主透镜。再由第5栅极G5的两个分电极G51、G52形成随着电子束的偏转而动态变化的四极子透镜。
该四极子透镜，在电子束没有被偏转装置所偏转地指向荧光屏中心时，第2分电极G52所加的电压变得最低，与第1分电极G51大致相同电位，约为6～8kV，没有形成透镜，而随着电子束在偏转装置作用下偏转，第2分电极所加的电压变高，形成四极子透镜。同时，包含第2分电极G52的主透镜的强度减弱。因此，从电子枪到荧光屏的距离变大，使透镜的倍率对应于像点变远而变化，同时补偿由偏转装置产生的枕形水平偏转磁场和桶形垂直偏转磁场构成的非均匀磁场产生的偏转像差。
总之，为了得到图像质量良好的彩色显象管装置，在荧光屏上有良好的聚焦特性是必要的。通常，发射成一列配置的三束电子束的一列式彩色阴极射线管装置，如图2所示，由于有上述偏转像差，在图像画面1的周边电子束点(beam spot)2在垂直(V轴)方向产生渗润3。但是，像上述双聚焦式电子枪那样将构成主透镜的低电压侧的电极的第5栅极加以分割形成根据电子束的偏转变化的四极子透镜的结构，如图3所示，就能够消除由于偏转像差而产生的、图像画面1周边的电子束点2在垂直方向的渗润3。
但是，该双聚焦式电子枪不能消除如图3所示的，图像画面1的水平轴(H轴)端部和对角轴(D轴)端部的电子束点2变形、横向变长的现象，这种横向变长的电子束点2与荫罩的电子束通过孔发生干涉，在画面上产生莫尔(moire)条纹，画面上映出的文字等因此而变得难以看清楚。
为了解决上述画面1的周边电子束点2横向变长的现象而提出的方法有，使用在第2栅极的与第3栅极相对的面上形成横向延伸的沟的电子枪的方法。
这样在第2栅极形成横向延伸的沟，可以缩小水平方向的物点直径，减小画面水平轴端部和对角轴端部电子束点的横向变形，因而可减轻在画面水平轴端部和对角轴端部与荫罩的电子束通过孔的干涉引起的莫尔(moire)条纹。但是，如上所述在第2栅极形成横向延伸的沟的手段，由于对物点直径进行静态修正，指向荧光屏中心的电子束的横截面形状成了纵向偏长的形状。又由于扩大电子束水平方向的发散角，在水平方向上容易发生渗润，画面中央的析像度变差。而且缓和横向变长的效果也不够。并且，这样的电子枪，第2栅极的设计自由度小，有必要对控制画面上的电子束点的形状的沟的深度进行微妙的调整。又由于在电子束通过孔设横向延伸的沟，电极的结构变得复杂，形成该电子束通过孔和沟需要高加工精度，难于抑制电子束点形状的偏差。
又，在日本专利特开昭60-81736号公报公开了在第3栅极的朝着第2栅极的面上形成纵向延伸的沟，对物点直径和发散角作静态修正，减缓画面周边的电子束点的横向变长情况的电子枪。
但是，这样的电子枪，与上述在第2栅极形成横向延伸的沟的情况相同，容易产生水平方向的渗润，横向变长减小的效果不充分。而且第3栅极的设计自由度变小，有必要对控制画面上的电子束点的形状的沟的深度进行微妙的调整。又由于在电子束通过孔设纵向延伸的沟，电极的结构变得复杂，形成该电子束通过孔和沟需要高加工精度，难于抑制电子束点形状的偏差。
作为解决这样的问题的电子枪，在日本专利特开平3-95835号公报公开的BPF(Bi Potential Focus)型电子枪，聚焦电极分成4个部分，形成正负相反的第1、第2四极子透镜，使其第1四极子透镜具有使电子束在水平方向发散，在垂直方向会聚的作用，而使第2四极子透镜具有在水平方向会聚，在垂直方向发散的作用，荧光屏周边的电子束点横向变长的情况减轻。
但是，这样的电子枪，由于两个四极子透镜的作用，射入主透镜的电子束在水平方向的直径变大，容易受主透镜球面像差的影响，在荧光屏周边部分析像度变差。特别是在大电流区域中，球面像差影响变大，析像度明显变坏。
在日本专利特开平6-162958号公报公开的减轻所述主透镜球面像差的电子枪是将主透镜做成非对称，使水平方向的会聚作用比垂直方向弱的电子枪。
但是，这样的电子枪，为了使荧光屏周边部分的电子束点成为正圆，通过主透镜时的电子束直径必须为为横向相当长。因此，在大电流区域，主透镜的球面像差减小得不够。
如上所述，为了使彩色阴极射线管装置的析像度良好，必须尽量减小偏转像差的影响，使画面上的电子束点成为正圆，并且要小。
对于这样的要求，已有的QPF型双聚焦式的电子枪，由于形成四极子透镜，可以补偿偏转像差，但是不能改善在画面周边部分的电子束点的横向变长。
作为缓和这种电子束点横向变长的电子枪，提出了在第2栅极的与第3栅极相对的面上形成横向延伸的沟的电子枪。但是这种电子枪是对物点直径进行静态修正的，因此，射向荧光屏中心的电子束的断面形状变成纵向变长的形状。又因为将电子束在水平方向的发散角扩大，水平方向上容易发生渗润，画面中央的解像度变差。而且减小横向变长的效果不充分。并且第二栅极的设计自度变小，电极的结构变复杂，画面上的电子束点的形状容易发生偏差。
又提出了在第3栅极朝着第2栅极的面上形成纵向延伸的沟，对物点直径及发散角作静态修正，以减小画面周边的电子束点的横向变长的电子枪。但是这种电子枪也由于电子束水平方向的发散角扩大，水平方向易于发生渗润，横向变形的减小效果不充分。而且第3栅极的设计自由度小，电极的结构变复杂，画面上的电子束点的形状容易发生偏差。
日本专利特开平3-95835号公报为解决这一问题提出的电子枪的方案，将BPF型电子枪的聚焦电极分为4部分，形成正负相反的第1、第2个四极子透镜，使该第1四极子具有使电子束在水平方向发散，在垂直方向会聚的作用；使第2个四极子透镜具有在水平方向上会聚，在垂直方向上发散的作用，在荧光屏的周边减小电子束点的横向变长。但是，这样的电子枪，由于两个四极子透镜的作用，射入主透镜的电子束水平方向的直径变大，容易受主透镜球面像差的影响，荧光屏周边部分的析像度变坏。特别是在大电流区域球面像差的影响变大，析像度明显变坏。
日本专利特开平6-162958号公报为减小这种主透镜球面像差而提出的电子枪，以非对称透镜为主透镜，使水平方向上的会聚作用比垂直方向弱。但是，这样的电子枪，为了使荧光屏周边部分的电子束点成为正圆形，必须使通过主透镜时的电子束直径在横方向有相当变长。因此，存在着在大电流区域主透镜的球面像差减小不够充分的问题。
本发明的目的在于解决上述问题，做成在整个画面的全部区域使电子束点成为正圆，获得有良好析像度的彩色阴极射线管用的电子枪。
本发明提供的彩色阴极射线管用电子枪，具有由阴极和在从该阴极到荧光屏的方向上依序配置的控制栅极及屏栅极构成的3极部，以及由对使阴极发射的电子束会聚的多个栅极构成的主透镜部，形成该主透镜部的栅极由从阴极朝荧光屏方向依序配置的至少有第1、第2、第3、第4栅极及最后加速栅极构成，在第该第1、第3栅极上加上一定的聚焦电压，在第4栅极上加上在上述聚焦电压上迭加相应于电子束偏转量而变化的电压的动态电压，在第2栅极上加上与形成3极部的任一栅极的电压大致相同的电压，并且在第3栅极与第4栅极的相对的面的至少一侧设置形成根据电子束的偏转量变化的四极子透镜的手段，其特征在于，在屏栅极与第1栅极之间配置与第4栅极连接的辅助栅极，在该辅助栅极与第1栅极相对的面的至少一方设置形成随电子束的偏转量而变化的四极子透镜的手段。
又，本发明提供的彩色阴极射线管用电子枪，具有由阴极和在从该阴极到荧光屏的方向上依序配置的控制栅极及屏栅极构成的3极部以及由对使阴极发射的电子束会聚的多个栅极构成的主透镜部，形成该主透镜部的栅极由从阴极朝荧光屏方向依序配置的至少有第1、第2、第3、第4栅极及最后加速栅极构成，在该第3栅极上加上一定的聚焦电压，在第1、第4栅极上加上该聚焦电压与随电子束偏转量变化的电压迭加的动态电压，在第2栅极上加上与形成3极部的任一栅极的电压大致相同的电压，并且在第3栅极与第4栅极的相向的表面的至少一个面上设置形成随电子束的偏转量而变化的四极子透镜的手段，其特征在于，在屏栅极与第1栅极之间配置与第3栅极连接的辅助栅极，在该辅助栅极与第1栅极的相对的表面的至少一个面上设置形成随电子束偏转量而变化的四极子透镜的手段。
又，本发明提供的彩色阴极射线管，具备发射通过同一平面的成一列配置的3束电子束，该电子枪具有：成一列配置的三个阴极、从这些阴极朝荧光屏方向依序配置的控制栅极、及屏栅极构成的3极部，以及由将阴极射出的电子束会聚的多个栅极构成的主透镜部，形成该主透镜部的栅极在从阴极朝荧光屏方向上依序配置，至少由第1、第2、第3、第4栅极及最后加速栅极构成，在该第2、第4栅极上加上与电子束的偏转量同步变化的电压，由该第1、第2栅极形成使电子束在水平方向上发散、在垂直方向上会聚的第1四极子透镜，由第3、第4栅极形成使电子束在水平方向上会聚、在垂直方向上发散的第2四极子透镜，这种彩色阴极射线管的特征在于，在第2、第3栅极之间配置辅助栅极，在这第2、第3栅极间形成在水平方向上对电子束的聚焦作用比在垂直方向上的聚焦作用强的透镜。
还有，本发明提供的上述阴极射线管，其特征在于，具有电子束偏转时，能使第1、第2栅极形成的第1四极子透镜在水平方向上的发散作用和第2、第3栅极间形成的透镜在水平方向上的会聚作用互相抵消的结构关系。
图1是表示已有的一列式彩色阴极射线管的QPF型双聚焦式电子枪的结构的概略图。
图2表示已有的一列式彩色阴极射线管画面周边部的电子束点的形状。
图3表示电子枪为QPF型双聚焦式电子枪的已有的一列式彩色阴极管射线管的画面上的电子束点的形状。
图4是表示本发明一实施例的彩色阴极射线管的概略情况的剖面图。
图5是图4所示的电子枪的结构的概略情况的剖面图。
图6表示图5所示的电子枪的辅助栅极的电子束通过孔的形状。
图7及图8是在图5所示的电子枪上由电压源给出的动态电压的变化曲线图。
图9用来说明图5所示的电子枪形成的电子透镜的作用。
图10是表示本发明的其他实施例的彩色阴极射线管的电子枪的结构的概略图。
图11表示图10所示的电子枪的辅助栅极的电子束通过孔的形状。
图12是表示本发明的又一些实施例的一列式彩色阴极射线管的电子枪的结构的概略图。
图13是表示图12所示的电子枪的辅助栅极的平面图。
图14是用来说明图12所示的电子枪形成的电子透镜的作用的图。
下面参照附图对本发明彩色阴极射线管装置的实施例加以说明。
图4表示本发明一实施例的彩色阴极射线管装置。该阴极射线管装置具有由面板10以及与该面板10接合成为一体的漏斗状玻锥11构成的玻壳，在该面板10的内表面上设有发兰、绿、红光的点(dot)状的3色荧光体层构成的荧光屏12，在荧光屏12内侧，与其相对设置有荫罩13。另一方面在漏斗状玻锥11的颈部14内，设置有发射通过同一水平面上的中心电子束及一对侧面电子束组成的、成一列配置的3束电子束15的电子枪16。而由电子枪16发出的3束电子束15受到装在玻锥11外侧的偏转装置17产生的水平、垂直磁场的作用而偏转，对上述荧光屏12进行水平、垂直扫描，从而显示出彩色图像。偏转装置17由偏转电流发生器18产生的水平偏转电流及垂直偏转电流在其内部形成水平及垂直偏转磁场。
上述电子枪16是QPF型双聚焦式电子枪，如图5所示，具有：在水平方向(H轴方向)上成一列配置的3个阴极K、对这些阴极K分别加热的3条热丝(未图示)、从阴极K朝荧光屏方向依序配置的第1栅极G1、第2栅极G2、第3栅极G3、第4栅极G4、第1分电极G51和第2分电极G52构成的第5栅极G5，以及第6栅极；这些阴极K、热丝、第1至第4栅极G1～G4、第5栅极G5的第1、第2分电极G51、G52以及第6栅极通过支持部由一对绝缘支持体(未图示)成一整体加以固定。
还有，在这种电子枪16中，配置辅助栅极Gs于第2栅极G2与第3栅极G3之间，由上述绝缘支持体与其他电极一起成一整体固定。
其第1、第2栅极G1、G2、辅助栅极Gs分别由以水平方向为其长径方向的整体结构的板状电极构成。第3栅极G3、第4栅极G4、位于第5栅极G5的第4栅极G4一侧的第1分电极G51、第6栅极G6一侧的第2分电极G52以及第6栅极G6分别由以水平方向为长径的整体结构的筒状电极构成。
在其第1、第2栅极G1、G2上，分别对应3个阴极K在水平方向上成一列配置形成较小的3个电子束通过孔。第3、第4栅极G3、G4、第5栅极G5的被分割开的第1、第2分电极G51、G52及第6栅极G6的与相邻栅极相对的表面上，对应3个阴极，在水平方向上成一列配置形成3个电子束通过孔。特别是在第5栅极G5的第1分电极G51的与第2分电极G52相对的面上，成一列在水平方向上配置着以垂直方向为长轴的纵长的3个电子束通过孔，在第2分电极G52的与第1分电极G51相对的面上，在水平方向上成一列配置地形成以水平方向为长轴的横长的3个电子束通过孔。又在辅助栅极Gs上，对应于3个阴极K，如图6所示，在水平方向上成一列配置形成以垂直方向即V轴方向为长轴的纵长的3个电子束通过孔19。
在该电子枪上，阴极K上被加上约100～150伏特的直流电压与对应于图像的视频信号重迭的电压，第1栅极G1接地，第2栅极G2与第4栅极G4在管内连接，电压源(未图示)在第2栅极、第4栅极G2、G4上加上约500～800伏特的电压VC2，辅助栅极Gs与第5栅极G5的第2分电极G52在管内连接，在该辅助电极Gs与第5栅极G5的第2分电极G52上由电压源(未图示)加上像图7和图8所示的约6～8kV的直流电压Vf上迭加随电子束的偏转量而增大的抛物线状电压Vd的动态电压(Vf+Vd)，第3栅极G3与第5栅极G5的第1分电极G51在管内连接，电压源(未图示)在第3栅极G3与第5栅极G5的第1分电极G51上加上上述约6～8kV的直流电压Vf，电压源(未图示)在第6栅极G6上加上约26～27kV的高压(阳极电压)。
这里，图7表示动态电压(Vf+Vd)随时间变化的情况，在图7中，PM表示垂直偏转的一个周期，而PH表示水平偏转的一个周期。由图7可知，动态电压(Vf+Vd)的直流电压Vf在垂直偏转的一周期PV中依偏转电流发生器18发生的垂直偏转电流而变动，而抛物线状电压Vd在水平偏转的一周期PH中依偏转电流发生器18发生的水平偏转电流而变动。又，图8将图7所示的水平偏转的一周期的动态电压(Vf+Vd)变化加以放大表示，横轴表示电子束射到荧光屏12上的位置，符号SPa和SPb分别表示画面的周边部，而符号SCo表示画面中央部。图8的曲线I表示电子束沿着水平方向在荧光屏上扫描时的动态电压(Vf+Vd)变化；曲线II表示电子束沿着垂直方向在荧光屏上扫描时动态电压(Vf+Vd)的变化。由图8可知，动态电压(Vf+Vd)在电子束沿着水平方向在荧光屏上偏转的同时变化着，在其周边SPa、SPb达到最大，在中央SCo达到最小。同样，动态电压(Vf+Vd)在电子束沿着垂直方向在荧光屏上偏转的同时变化着，在其周边SPa、Spb达到最大，而在其中央部SCo达到最小。从而，在整个画面上，荧光屏的角落上动态电压(Vf+Vd)为最大，在中央SCo则变得最小。
由于加上了这样的电压，如图9所示，借助于阴极K及第1、第2栅极G1、G2，形成产生电子束并且形成对于主透镜的物点的三极部，用第3栅极G3与辅助栅极Gs形成具有随电子束偏转而变化的四极子成份的透镜QPL1；由第3、第4栅极G3、G4及第5栅极G5的分电极G51形成对阴极K发射出的电子束进行预聚焦的副透镜(sub lens)SL；由第5栅极G5的第2分电极G52与第6栅极G6形成最终将子电束聚焦于荧光屏上的主透镜ML。又由第5册极G5的第1、第2分电极G51、G52在上述副透镜与主透镜之间形成随电子束的偏转而变化的四极子透镜QPL2。在图9中，DY是偏转装置17形成的偏转磁场构成的磁透镜，该磁透镜DY给电子束带来像差。
借助于形成上述电子透镜，上述电子枪16，在电子束没有受到偏转装置产生的偏转磁场的偏转的情况下，如图9实线所示，从物点、交迭点21到荧光屏12之间，来自三极部的电子束15，首先在由第2、第3栅极G2、G3形成的预聚焦透镜在水平、垂直方向上会聚，然后由第3、第4栅极G3、G4和第5栅极的第1分电极G51形成的副透镜SL在水平、垂直方向上同时预聚焦，由第5栅极G5的第2分电极G52和第6栅极G6形成的主透镜ML最后在荧光屏12的中心，即画面的中央，得到水平、垂直方向上同时正确聚焦，在荧光屏12上的电子束点22a大致为正圆。
与此相对，在电子束由于偏转装置产生的偏转磁场作用而在水平方向偏转时，如图9的虚线所示，由于辅助电极Gs上所加的动态电压(Vf+Vd)上升，由于由第3栅极G3和辅助电极Gs形成的具有四极子成份的透镜QPL1的作用，由三极部来的电子束15在水平方向，即在水平面内受到发散作用，在垂直方向，即在垂直面内受到聚焦作用。其结果是，水平方向的物点，即交迭点21H朝荧光屏12的一侧移动，垂直方向的物点，即交迭点21V朝其相反方向移动，物点的直径，即交迭点的直径纵向变长，电子束15的发散角在水平方向变大，在垂直方向变小。而由第3、第4栅极G3、G4和第5栅极G5的第1分电极G51形成的副透镜SL对电子束的发散角加以抑制。而在电子束15受到偏转装置产生的磁场的偏转作用时，由第5栅极G5的第1、第2分电极G51、G52形成四极子透镜QPL2，在水平方向产生聚焦作用，在垂直方向产生发散作用。而且由第5栅极G5的第2分电极G52和第6栅极G6形成的主透镜ML的聚焦作用弱。其结果是，作用于通过偏转磁场DY的电子束15的偏转磁场，即磁透镜DY的水平方向上发散，垂直方向上会聚的透镜作用可以相互抵消，从而可以使荧光屏12上的电子束点22b形成接近正圆的形状。
在上述实施例中，对使电子束在水平方向上偏转的情况作了说明，而在垂直方向和对角方向也能够得到相同的结果。
从而，按照上面所述构成电子枪，可以使画面的中央部和周边部电子束点大致为正圆，整个画面的析像度大幅度提高。
而且，上述电子枪16，可以通过改变第2栅极G2和辅助栅极Gs或第3栅极G3和辅助栅极Gs之间的距离自由地改变电子束的物点直径，即交迭点的直径，因此，设计的余地大。而且辅助栅极Gs的结构简单，精度可以做得高，因此，可以使电子束点的偏差缩小。
下面参照图10和图11对本发明图5所示的电子枪的变形实施例的电子枪加以说明。
图10所示的电子枪与图5所示的电子枪一样，由在水平方向成一列配置的3个阴极K、分别对这三个阴极加热的三条热丝(未图示)、在从上述阴极到荧光屏的方向上依序配置的第1至第4栅极G1～G4、构成第5栅极G5的第1、第2分电极G51、G52、第6栅极以及配置于第2栅极G2和第3栅极G3之间的辅助栅极Gs构成，特别是，在该电子枪中，如图11所示，辅助电极的电子束通过孔对应于3个阴极，以水平方向为长轴的横长的3个电子束通过孔19在水平方向上成一列配置形成。
再者，该电子枪中，辅助栅极Gs和第5栅极G5的第1分电极G51的管内连接，电压源(未图示)在辅助电极Gs和第5栅极G5的第1分电极G51上加以约6～8kV的直流电压Vf，第3栅极G3和第5栅极G5的第2分电极G52在管内连接，在第3栅极和G3和第5栅极G5的第2分电极G52上加有由上述约6～8kV的直流电压Vf和随电子束的偏转量而增加的抛物线状电压Vd叠加而成的动态电压(Vf+Vd)。
这样的结构也能够构成具有与图5所示的电子枪效果相同的电子枪。
如上所述，该电子枪具有由阴极和在从阴极到荧光屏方向上依序配置的控制栅极及屏栅极构成的3极部，和使阴极发射出的电子束会聚的多个栅极构成的主透镜部；形成该主透镜部的栅极由在从阴极到荧光屏的方向上依序配置的至少是第1、第2、第3、第4栅极和最后加速栅极构成，在该第1、第3栅极上加以一定的聚焦电压，在第4栅极上加以由上述聚焦电压与根据电子束的偏转而变化的电压叠加的动态电压，在第2栅极上加以与形成3极部的任一栅极的电压大致相同的电压，并且在第3栅极与第4栅极的相对的表面的至少一侧设置形成随电子束的偏转量而变化的四极子透镜的手段，该电子枪的特征在于，在屏栅极和第1栅极之间配置连接于第4栅极的辅助栅极，在该辅助栅极和第1栅极的相对的表面的至少一侧设置随电子束的偏转量而变化的四极子透镜的形成手段，就能够在电子束没有被偏转装置产生的配置磁场所偏转时，在画面的中央部形成大致为正圆的电子束点；在受偏转磁场偏转时画面的周边部的电子束点能够成为没有渗润的大致为正圆的点，使整个画面的析像度大幅度提高。
该电子枪具有由阴极和在从阴极到荧光屏方向上依序配置的控制栅极及屏栅极构成的3极部，和使阴极发射出的电子束会聚的多个栅极构成的主透镜部；形成该主透镜部的栅极由在从阴极到荧光屏的方向上依序配置的至少是第1、第2、第3、第4栅极和最后加速栅极构成，在该第3栅极上加以一定的聚焦电压，在第1、第4栅极上加以由该聚焦电压与根据电子束的偏转量而变化的电压叠加的动态电压，在第2栅极上加以与形成3极部的任一栅极的电压大致相同的电压，并且在第3栅极与第4栅极的相对的表面的至少一侧设置形成随电子束的偏转量而变化的四极子透镜的手段，该电子枪的特征在于，在屏栅极和第1栅极之间配置连接于第3栅极的辅助栅极，在该辅助栅极和第1栅极的相对的表面的至少一侧设置随电子束的偏转量而变化的四极子透镜的形成手段，也能具有同样的效果。
下面参照图12～图14对本发明的其他实施例的彩色阴极射线管实施例加以说明。
图12所示的电子枪16同样是BPF型双聚焦式的，如图12所示，该电子枪具有由在水平方向上配置成一列式的3个阴极、分别对上述阴极加热的3条热丝(未图示)和在从阴极到荧光屏方向上依序配置的控制栅极即第1栅极G1、屏栅极即第2栅极G2、聚焦栅极即第3栅极G3、第4及第5栅极G4、G5栅极、以及最后加速栅极G6。在本实施例，该聚焦栅极即第3栅极由两个分电极G31、G32构成，而第5栅极G5由两个分电极G51、G52构成，在从屏栅极即第2栅极到最后加速栅极G6的方向上依序配置着第3、第4栅极、第5栅极G31、G32、G4、G5。
在第3与第5栅极的分电极G31、G32、G51、G52分别由以阴极的排列方向为长直径的方向的整体结构的筒状电极构成。在该第3分电极G31的朝屏栅极G2一侧对应3个阴极K在水平方向成一列配置形成3个电子束通过孔，在第3分电极G32一侧成一列配置形成以水平方向为长轴的长方形、椭圆形等非圆形电子束通过孔。在第3分电极G32的朝第3分电极G31的一侧，在水平方向成一列配置地对应3个阴极K形成以垂直方向为长轴的长方形、椭圆形等非圆形电子束通过孔。与上述实施例相同，在第5栅极的分电极G51一侧，在水平方向成一列配置地形成3个电子束通过孔。在第5栅极的分电极G51的朝第5栅极的分电极G52一侧，对应于3个阴极K在水平方向上成一列配置地形成3个电子束通过孔，在第5栅极的分电极G52一侧在水平方向上成一列配置地形成以垂直方向为长轴的长方形、椭圆形等非圆形的电子束通过孔。在第5栅极的分电极G52的朝第5栅极的分电极G51的一侧，对应于3个阴极K在水平方向上成一列配置地形成以水平方向为长轴的长方形、椭圆形等非圆形电子束通过孔，在最后加速电极G6一侧，在水平方向上成一列配置形成3个电子束通过孔。
最后加速栅极G6由以阴极K的排列方向为长径方向的整体结构的杯状电极构成，其朝第5栅极的分电极G52一侧的的底部，对应于3个阴极K，在水平方向上成一列配置形成3个电子束通过孔。
辅助电极G4由以阴极的配置方向为长径方向的整体结构的板状电极构成，如图13所示，在该电极G4的板面，与3个阴极相对应，形成以垂直方向、即V轴方向为长轴的长方形、椭圆形等非圆形电子束通过孔19，例如在水平方向、即H轴方向上成一列配置形成椭圆形的孔。
在该电子枪16中，第3栅极的分电极G31和第3栅极的分电极G32在管内连接，由电压源(未图示)在栅极G31、G32上加以一定的聚焦电压Vf。而且第3栅极的分电极G32和第5栅极的分电极G52也在管内连接，由(未图示的)电压源在栅极G32、G52上加以已说明过的动态聚焦电压(Vf+Vd)。又辅助栅极G4在管内和屏栅极G2连接，由电压源(未图示)在栅极G2、G4上加上一定的电压Vc2。
由于加有上述电压，在电子枪16中，如图14所示，由阴极K、控制栅极G1与屏栅极G2形成产生电子束，并且形成相对于下述主透镜部ML的物点，即交迭点的3极部，由第3、第5栅极的分电极G31、G32、G51、G52、辅助电极G4和最后加速栅极G6形成主透镜部ML。在该主透镜部ML上由第3栅极的分电极G31和G32形成在水平方向使电子束发散，在垂直方向使电子束会聚的第1四极子透镜QPL1；由第5栅极的分电极G51和G52形成在水平方向上使电子束会聚，在垂直方向上使电子束发散的第2四极子透镜QPL2。又由第3栅极的分电极G32、辅助栅极G4和第5栅极的分电极G51形成对电子束在水平方向会聚的能力比垂直方向上的会聚能力强的透镜。还由第5栅极的分电极G52与最后加速电极G6形成将电子束最终聚焦于荧光屏上的主透镜ML。
如表示在电子透镜的作用下电子的行为的图14所示，在电子束没有由于偏转装置的作用而偏转，射向荧光屏12的中央时，在第3分电极之间及第5分电极之间没有分别形成第1、第2四极子透镜OPL1、QPL2，从物点、即交迭点21到荧光屏12之间、第3栅极和第5栅极之间的、由辅助栅极形成的透镜SL使电子束在水平方向受到强的聚焦作用，在垂直方向上受到弱的聚焦作用，其后，由于第5栅极和最后加速栅极形成的主透镜ML的作用最终聚焦于荧光屏12上。其结果是，荧光屏12上的电子束点成了22a所示的形状，在水平、垂直方向都正好聚焦在荧光屏12上。
与此相反，在电子束15由于偏转装置的作用而在水平方向上偏转时，在第3栅极之间形成第1四极子透镜QPL1，该第1四极子透镜QPL1在水平方向、即水平面内的发散作用和垂直方向、即垂直面内的会聚作用与偏转量同步地动态地增强。其结果是，水平方向的物点、即交迭点，如21H所表示的那样，移向荧光屏12一侧，垂直方向的物点、即交迭点，如21V所示，向后退，物点直径、即交迭点的直径纵向变长。又，由第3分电极、辅助栅极、及第5分电极形成的透镜SL在水平方向的会聚作用变强，抵消上述第1四极子透镜在水平方向上的发散作用，抑制电子束在水平方向上的发散角。又在第5分电极形成第2四极子透镜QPL2，该第2四极子透镜QPL2在水平方向上的会聚作用和垂直方向上的发散作用与偏转量同步地动态变强。而由第4栅极和最后加速栅极形成的主透镜ML的会聚作用变弱。从而，通过主透镜ML的电子束15变得不容易受水平方向的球面像差的影响。而且在通过偏转磁场时可以抵消偏转磁场的透镜DY的作用。其结果是，22a表示的荧光屏周边部的电子束点可以大致成为正圆，而且变小。
还有，在使电子束向垂直方向及对角方向偏转时，也能得到同样的作用。从而，如借助于如上所述的方法构成电子枪16，可以在荧光屏12的整个屏幕上使电子束点成为正圆且直径小，能够得到良好的析像度。
如上所述，彩色阴极射线管具备发射通过同一平面的成一列配置的3束电子束的电子枪，该电子枪具有成一列配置的3个阴极，在从这些阴极到荧光屏的方向上依序配置的控制栅极、屏栅极构成的3极部，以及使阴极发射出来的电子束会聚的、多个栅极构成的主透镜部，形成该主透镜部的栅极包括在从阴极到荧光屏方向上依序配置的至少有第1、第2、第3、第4栅极及最后加速栅极，在该第2、第4栅极上加上与电子束的偏转量同步变化的电压，由该第1、第2栅极形成使电子束在水平方向上发散，在垂直方向上会聚的第1四极子透镜，由第3、第四栅极形成使电子束在水平方向上会聚，在垂直方向上发散的第2四极子透镜，该彩色阴极射线管的特征在于，在第2、第3栅极之间配置辅助栅极，在这第2、第3栅极之间采取形成对电子束在水平方向的会聚作用比在垂直方向上的会聚作用强的透镜的结构，还采取在电子束受到偏转时由第1、第2栅极形成的第1四极子透镜在水平方向的发散作用与由第2、第3栅极间形成的透镜在水平方向上的会聚作用互相抵消的结构关系，这样一来，即使电子束被偏转到荧光屏的周边部，也不发生电子束点横向变长的情况下，可以使电子束在荧光屏的几乎整个屏幕上形成正圆，且直径小，即使在大电流区域也不容易受到水平方向的球面像差的影响，可以得到析像度良好的彩色阴极射线管。

Claims (7)

1.一种彩色阴极射线管用的电子枪，用于产生受配置在管外的偏转装置作用而在水平方向和垂直方向上偏转的、对荧光屏进行扫描的电子束，该电子枪具有：由阴极和在从该阴极到荧光屏的方向上依序配置的控制栅极及屏栅极构成的3极部，以及使阴极发射出的电子束聚焦的多个栅极构成的主透镜部；形成该主透镜部的栅极由在从阴极到荧光屏的方向上依序配置的至少是第1、第2、第3、第4栅极和最后栅极构成；在该第1、第3栅极上加上一定的聚焦电压，在第4栅极上加上述聚焦电压与随电子束偏转量变化的电压迭加的动态电压，在第2栅极上加上与形成3极部的任一栅极的电压大致相同的电压，并且在第3栅极与第4栅极的相对的面的至少一个面上设置形成随电子束的偏转量而变化的四极子透镜的手段，其特征在于，
所述屏栅极与所述第1栅极之间配置着连接于所述第4栅极的辅助栅极，该辅助栅极与所述第1栅极的相对的面的至少一个面上设置形成根据电子束的偏转量而变化的四极子透镜的手段。
2.根据权利要求1所述的彩色阴极射线管用的电子枪，其特征在于，所述辅助栅极具有3个电子束通过孔，所述电子束通过孔是以垂直方向为长轴的纵向长的三个电子束通过孔在水平方向上成一列配置形成的。
3.一种彩色阴极射线管用的电子枪，用于产生受配置在管外的偏转装置作用而在水平方向和垂直方向上偏转的、对荧光屏进行扫描的电子束，该电子枪具有：由阴极和在从该阴极到荧光屏的方向上依序配置的控制栅极及屏栅极构成的3极部，以及使阴极发射出的电子束聚焦的多个栅极构成的主透镜部；形成该主透镜部的栅极由在从阴极到荧光屏的方向上依序配置的至少是第1、第2、第3、第4栅极和最后栅极构成，在该第3栅极上加上一定的聚焦电压，在第1、第4栅极上加上上述聚焦电压与随电子束的偏转量变化的电压迭压的动态电压，在第2栅极上加上与形成3极部的任一栅极的电压大致相同的电压，并且在第3栅极与第4栅极相对的面中的至少一个面上设置形成随电子束的偏转量而变化的四极子透镜的手段，其特征在于，
在所述屏栅极与所述第1栅极之间配置与所述第3栅极连接的辅助栅极，在该辅助栅极与所述第1栅极的相对的面中的至少一个面上设置形成随电子束的偏转量而变化的四极子的手段。
4.根据权利要求3所述的彩色阴极射线管用的电子枪，其特征在于，所述辅助栅极具有3个电子束通过孔，所述电子束通过孔是以垂直方向为长轴的纵向长的三个电子束通过孔在水平方向上成一列配置形成的。
5.一种彩色阴极射线管用的电子枪，用于产生受配置在管外的偏转装置作用而在水平方向和垂直方向上偏转的、对荧光屏进行扫描的电子束，该电子枪具有：由阴极和在从该阴极管到荧光屏的方向上依序配置的控制栅极及屏栅极构成的3极部，以及使阴极发射的电子束聚焦的多个栅极构成的主透镜部；形成该主透镜部的栅极由在从阴极到荧光屏的方向上依序配置的至少是第1、第2、第3、第4栅极和最后栅极构成；在所述第2、第4栅极加上随电子束的偏转量同步变化的电压，由所述第1、第2栅极形成使电子束在水平方向上发散，在垂直方向上会聚的第1四极子透镜，由所述第3、第4栅极形成使电子束在水平方向上会聚，在垂直方向上发散的第2四极子透镜，其特征在于，
在所述第2、第3栅极之间配置辅助栅极，在这第2、第3栅极之间形成在水平方向上对电子束的会聚作用比在垂直方向上对电子束的会聚作用强的电子透镜。
6.根据权利要求5所述的彩色阴极射线管用的电子枪，其特征在于，在电子束受到偏转时，由所述第1、第2栅极形成的第1四极子透镜在水平方向上的发散作用与由所述第2、第3栅极形成的电子透镜在水平方向上的会聚作用成互相抵消的关系。
7.根据权利要求6所述的彩色阴极射线管用的电子枪，其特征在于，所述辅助栅极有3个电子束通过孔，所述电子束通过孔是以垂直方向为长轴的纵向长的3个电子束通过孔在水平方向上成一列配置形成的。
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