CN1168115C - 阴极射线管中的直列式电子枪 - Google Patents

Abstract

彩色阴极射线管中的直列式电子枪包括具有至少两个用于聚焦电子束的电极的预聚焦透镜部分，具有两个或两个以上的用于把电子束聚焦在屏幕上的电极的主透镜部分，和主透镜部分的电极中的至少一个具有一个中心电子束通孔和两个外侧电子束通孔的静电场控制电极，每个外侧电子束通孔具有一种圆形孔和矩形孔组合的形状，矩形孔具有大于静电场控制电极的中心电子束通孔的垂直直径“V1”的高度“V2”，因此能够具有优良的聚焦和改进的组装工作。

Description

阴极射线管中的直列式电子枪

技术领域

本发明涉及阴极射线管，更具体地讲，涉及能够改进聚焦特性的彩色阴极射线管直列式电子枪。

背景技术

直列式电子枪中的电极一般是彼此间隔一定的距离垂直于电子束路径排列，用于控制电子束以需要的形状到达屏幕，下面参考图1对其进行详细的说明，图1示出了现有技术阴极射线管的剖面图。

参考图1，直列式电子枪具有三个相互独立的阴极10，一个三个阴极共用的第一电极11，一个第二电极12，一个第三电极13，一个第四电极14，一个第五电极15，和一个第六电极16，每个电极彼此间隔一定的距离。此外，在第六电极16上有一个屏蔽帽17，并且具有一个连接到屏蔽帽、用于将电子枪电连接于射线管和把电子枪固定在射线管的颈部3的B.S.C(Bulb Space Connector)18。因此，电子束4从内置在各阴极10中的加热器(未示出)发射，由作为控制电极的第一电极11控制，由作为加速电极的第二电极12加速，由第二电极12、第三电极13，第四电极14和第五电极15形成的一个预聚焦透镜预聚焦/加速，并且由称为聚焦电极的第五电极15和称为阳极的第六电极16形成的一个主透镜主要地聚焦/加速。然后，电子束4穿过一个选择色彩的荫罩1，并撞击在荧光表面2上，使荧光表面发光。最后，通过一个把电子束偏转到整个屏幕的偏转线圈使来自电子枪的电子束4可以形成一个图像。

图2示出了现有技术的主透镜形成电极的一个示例的透视图，图3示出了现有技术主透镜形成电极中静电场控制电极的前视图。

参考图2，主透镜形成电极具有聚焦电极15和阳极16，聚焦电极15和阳极16在它们彼此面对的位置上具有三个电子束共用的跑道(running track)形状的边缘部分15a和16a，和在聚焦电极15或阳极16的内部位置上的图3中所示的静电场控制电极25和26。静电场控制电极25或26是一个具有三个圆形通孔25a和26a的平板，用于放大主透镜直径。

上述主透镜形成电极具有以下问题。

在解释问题之前，先说明给图像上光斑直径造成影响的因素。影响图像上光斑直径的电子枪设计标准通常有透镜尺寸，空间电荷斥力，和主透镜球面象差。由于基本电压条件，焦距，电子枪长度等等是固定的，因而可以用作电子枪设计标准的透镜尺寸对光斑直径Dx的影响是很小的，并且也只有轻微的效果。由于电子之间的排斥和碰撞，而使空间电荷斥力放大光斑直径Dst，因而倾向于设计一个大的电子束发散角度(称为发散角)，以减小空间电荷斥力造成的光斑直径Dst的放大。与此相反，代表穿过一个根轴线(radical axis)和穿过一个原始轴线(protaxis)的电子的焦距差造成光斑直径Dic的放大的特征的主透镜球面象差在发散角较小时在屏幕上形成较小的光斑直径。一般可以用下面三个参数来表达屏幕上的光斑直径Dt。

$D_t=\sqrt{{(D_x+D_{\mathrm{st}})}^2+D_{\mathrm{ic}}^2}$

具体地讲，减小球面象差同时减小空间电荷斥力的最好方法是提供具有较大直径的主透镜。但是，为了提供较大直径的主透镜所需的较大的边缘部分15a和16a，以及从边缘部分15a和16a到静电场控制电极25和26的较大深度的静电场控制电极25和26，会造成电子束光斑的如下蜕变。如图3中所示，静电场控制电极25或26具有使R，G，B三个电子束穿过的通孔25a和25b，其中中心电子束，G电子束，穿过中心电子束通孔25b，外侧电子束，R和B电子束，穿过外侧电子束通孔25a，每个外侧电子束通孔25a在相反的方向上离开中心电子束通孔25b一定的距离。图4示出了根据一个示例现有技术的主透镜形成电极的光斑形状。

参考图4，外侧电子束形成的每个光斑具有类似于等腰三角形的形状，具有位于外侧(与中心电子束侧相反的一侧)的两个相等的侧边“B”相遇的顶点“A”和沿两个相等侧边的光晕，这使外侧电子束光斑蜕变，因为聚焦电极15的边缘部分15a减弱了外侧电子束的内侧部分(中心电子束侧)的上部和下部的聚焦力，和增强了外侧电子束的外侧(中心电子束的相反两侧)的上部和下部的聚焦力。这种现象可以如下一般地解释。像一个从一侧加压在另一侧凸起的充满空气的橡胶球，如果增强电子束外侧的聚焦力，那么电子束内侧的聚焦力将减弱，在屏幕上显示出类似于等腰三角形的光斑形状。此外，沿两个相等的侧边“B”形成有细密的光晕。虽然阳极16施加与聚焦电极15的作用相反的作用力，可以稍微纠正外侧电子束光斑，但是，由于主透镜中聚焦电极增强聚焦力的作用远大于阳极的加速作用，因而最终仅展示出聚焦力造成的光斑形状。

图5示出了现有技术的主透镜形成电极的另一个示例的透视图，图6A示出了一个现有技术的主透镜形成电极的聚焦电极中的静电场控制电极的前视图，图6B示出了一个现有技术的主透镜形成电极的阳极中的静电场控制电极的前视图。

参考图5，现有技术的主透镜形成电极15的另一个示例具有一个聚焦电极15，一个阳极16，分别在聚焦电极15和阳极16的相反侧面的三个电子束共用的跑道形状的边缘部分15a和16a，和分别在聚焦电极15和阳极16内部与边缘部分相距一定距离的如图6A和6B中所示的静电场控制电极35和36。如图6A中所示，聚焦电极15中的静电场控制电极35具有一种平板形状，带有三个用于放大主透镜直径的垂直延长的通孔35a和35b。如图6B中所示，阳极16中的静电场控制电极36具有一种平板形状，带有一个用于加速电子束的圆形通孔36a。上述现有技术主透镜形成电极的另一个示例具有如下问题。尽管现有技术主透镜形成电极15的另一个示例中的聚焦电极15的聚焦与前一个示例的相同，但是由于设置在远离边缘部分16a的静电场控制电极的位置的阳极16的减弱的加速使发散作用相对于前一个示例弱很多，所以屏幕上外侧电子束的光斑形状显示为如图7中所示，与图4中的相反。

总之，现有技术的主透镜形成电极的示例和另一个示例具有以下问题。

主透镜对外侧电子束的作用造成的中心电子束和外侧电子束之间的差异在屏幕的中央部分形成了垂直的细密光晕，并且在屏幕的周边区域形成了不能聚焦成清晰光斑的失真光斑，因而不能使聚焦满足高清晰度大尺寸屏幕，平面屏幕，和提供大视角的要求。

为了形成圆形外侧电子束光斑，现有技术电子枪需要十分小心地组装，导致了电子枪生产率的下降，因为一侧光晕的形成对于电子枪的有关孔的对准和电极的平面度的组装精度是十分敏感的。

发明内容

因此，本发明致力于实际上消除了由于现有技术的局限和缺陷造成的一种或多种问题的彩色阴极射线管直列式电子枪。

本发明的目的是要提供一种彩色阴极射线管中的直列式电子枪，其中为了优良的聚焦和改善组装工作，改进了主透镜形成电极的结构。

在下面的说明中将提出本发明的附加特征和优点，并且从说明中将部分地了解这些附加特征和优点，或可以通过实践本发明了解。通过在写出的说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构可以实现和得到本发明的目的和其它优点。

为了取得这些和其它优点并且根据本发明的目的，作为具体和广义的说明，彩色阴极射线管中的直列式电子枪包括：具有至少两个用于聚焦电子束的电极的预聚焦透镜部分，具有两个或两个以上的把电子束聚焦在屏幕上的电极的主透镜部分，和主透镜部分的电极中的至少一个具有一个中心电子束通孔和两个外侧电子束通孔的静电场控制电极，其中每个外侧电子束通孔具有一种圆形孔和矩形孔组合的形状，矩形孔具有比静电场控制电极的中心电子束通孔的垂直直径“V1”大的高度“V2”。

为了取得这些和其它优点并且根据本发明的目的，作为具体和广义的说明，又一种彩色阴极射线管中的直列式电子枪包括：具有至少两个用于聚焦电子束的电极的预聚焦透镜部分，具有两个或两个以上的把电子束聚焦在屏幕上的电极的主透镜部分，和主透镜部分的电极中的至少一个具有一个中心电子束通孔和两个外侧电子束通孔的静电场控制电极，其中每个外侧电子束通孔具有一种椭圆形孔和矩形孔组合的形状，矩形孔具有比静电场控制电极的中心电子束通孔的垂直直径“V1”大的高度“V2”。

应当知道，上述的一般性说明和以下的详细说明只是说明和解释性的，是要对权利要求中定义的本发明提供进一步的解释。

附图说明

说明书中包括了附图，以提供对本发明的进一步的理解，并且与说明书结合构成说明书的一部分，附图示出了本发明的实施例，并且与说明书一同用于解释本发明的原理。

在附图中：

图1示出了现有技术阴极射线管的剖面图；

图2示出了现有技术主透镜形成电极的一个示例的透视图；

图3示出了现有技术主透镜形成电极中一个静电场控制电极的前视图；

图4示出了根据一个示例现有技术主透镜形成电极的光斑的形状；

图5示出了现有技术主透镜形成电极的另一个示例的透视图；

图6A示出了在一个现有技术主透镜形成电极的聚焦电极中的静电场控制电极的前视图；

图6B示出了一个现有技术主透镜形成电极的阳极中的静电场控制电极的前视图；

图7示意性示出了另一个示例现有技术主透镜形成电极的光斑的形状；

图8示出了根据本发明的一个优选实施例的主透镜形成电极的静电场控制电极中一个位于预聚焦透镜一侧的静电场控制电极的前视图；

图9示出了根据本发明的一个优选实施例的主透镜形成电极的静电场控制电极中一个位于屏幕一侧的静电场控制电极的前视图；

图10示出了根据本发明的另一个优选实施例的主电极形成电极的一个静电场控制电极的前视图；

图11示出了本发明的一个静电场控制电极造成的电子束的光斑形状；

图12示出了显示形成在本发明的静电场控制电极中的矩形孔的宽度与各方向上的恰当聚焦电压(just focus voltage)之间的相关性的曲线图；

图13A～13C示出了随中心孔和外侧孔的垂直直径的相对尺寸改变的光斑形状。

具体实施方式

现在将详细地参考本发明的优选实施例，在附图中示出了它们的示例。图8示出了根据本发明的一个优选实施例的主透镜形成电极的静电场控制电极中一个位于预聚焦透镜一侧的静电场控制电极的前视图。

参考图8，静电场控制电极150包括一个位于一个聚焦电极(见图2)内部离开聚焦电极的边缘部分(见图2中的15a)一定距离的平板电极，平板电极具有一个圆形中心电子束(G电子束)通孔152，和两个外侧电子束(R和B电子束)通孔151，每个外侧电子束通孔151都具有一种与一个矩形孔组合的圆形孔的形状。更具体地讲，每个外侧电子束通孔151具有一种带有一个矩形孔的圆形孔形状，矩形孔在相对于圆形孔中心的中心电子束通孔的相反一侧组合到圆形孔的半圆部分，其中矩形孔具有与圆形孔直径相同的高度“V2”，和小于圆形孔半径的宽度“H”。通过改变静电场控制电极150的形状，可以纠正边缘部分(见图2中的15a)造成的，在每个外侧电子束的上和下内侧部分(即，中心电子束两侧的外侧电子束的上和下部)的聚焦力减弱。也就是说，通过在形成静电场控制电极的外侧电子束通孔151时组合圆形孔和矩形孔，矩形部分减弱了外侧电子束的上和下外侧(即，与中心电子束相反的两侧的外侧电子束的上部和下部)的聚焦力，以纠正边缘部分造成的聚焦力差别。此外，需要外侧电子束通孔151的垂直直径“V2”大于中心电子束通孔152的垂直直径“V1”，以形成接近如图11和13C中所示的圆形的外侧电子束光斑，否则不良聚焦将导致如图13A和13B中所示的细密光晕。

图12示出了显示形成在本发明的静电场控制电极中的矩形孔的宽度与各周边光斑方向上的恰当聚焦电压之间的相关性的曲线图，从中可以知道，当矩形孔的宽度“H”是1.5mm时，外侧电子束的内侧部分(中心电子束两侧)和外侧部分(中心电子束的相反的两侧)的上部和下部的恰当聚焦电压是相同的，对于垂直和水平方向聚焦电压也有相同的结果。也就是说，如图13C中所示，可以知道，可以在屏幕上获得接近圆形的光斑形状。与此结合，由于本发明的上述静电场控制电极150允许使用芯轴，而在现有技术中在用珠焊以要求的间隔固定电极的珠焊(beading)工艺过程中使用芯轴作为用于支撑电极的夹具，所以可以不加改造地使用现有技术。

图9示出了根据本发明的一个优选实施例的主透镜形成电极的静电场控制电极中一个位于屏幕一侧的静电场控制电极的前视图。

参考图9，当希望修改阳极造成的外侧电子束光斑的矩形形状时，把阳极中的静电场控制电极160制造成聚焦电极中静电场控制电极形状(见图8)的相反形状。即，阳极(见图2中的参考号16)中每个外侧电子束通孔161具有一种带有矩形孔的圆形孔形状，矩形孔在相对圆形孔的中心电子束通孔一侧组合到圆形孔的半圆部分上，其中矩形孔具有与圆形孔直径相同的高度“V2”，和小于圆形孔的半径的宽度“H”。根据这种形状，可以纠正外侧电子束内侧部分(中心电子束两侧的外侧电子束部分)的上部和下部的外侧电子束的发散力减弱。

图10示出了根据本发明的另一个优选实施例的主电极形成电极的静电场控制电极的前视图。

参考图10，静电场控制电极250包括一个位于聚焦电极内、离开聚焦电极的边缘部分一定距离的平板形电极，平板形电极具有一个椭圆形中心电子束通孔252，和两个外侧电子束通孔251，每个外侧电子束通孔251具有一种椭圆形孔与矩形孔组合的形状。更具体地讲，每个外侧电子束通孔251具有一种带有矩形孔的椭圆形孔的形状，矩形孔在相对于椭圆形孔中心的中心电子束通孔一侧组合到椭圆形孔的半椭圆形孔部分，其中矩形孔具有与椭圆形孔的垂直直径相同的高度“V2”，和小于椭圆形孔的短直径一半的宽度“H”。由于可以通过过纠正静电场控制电极和阳极的边缘部分过纠正造成的外侧电子束的上下内侧部分(即，中心电子束两侧的外侧电子束的上部和下部)，与外侧电子束的上下外侧部分(即，中心电子束的相反的两侧的外侧电子束的上部和下部)之间的聚焦力的差别，可以形成与图4相反的图7中所示的光斑形状，所以改变了静电场控制电极250的形状。因此，组合椭圆形孔和矩形孔，形成静电场控制电极的外侧电子束通孔251，以利用矩形孔部分纠正边缘部分造成的聚焦力差而减弱外侧电子束内侧部分(中心电子束侧)的聚焦力。如图11和13C中所示，外侧电子束的矩形孔251的高度“V2”需要大于中心电子束通孔252的垂直直径“V1”，以形成接近圆形的外侧电子束的光斑形状，否则光斑形状将具有不良聚焦造成的图13A和13B所示的细密光晕。从图12可以知道，当矩形孔的宽度“H”是1.5mm时，外侧电子束的内侧部分(中心电子束的两侧)和外侧部分(中心电子束的相反的两侧)的上部和下部的恰当聚焦电压是相同的，对于垂直和水平方向聚焦电压也可以取得相同的结果。也就是说，如图13中所示，可以知道，在屏幕上可以获得接近于圆形的光斑形状。

如上所述，本发明的彩色阴极射线管中的直列式电子枪具有以下优点。

可以通过改变静电场控制电极的电子束通孔的形状获得的屏幕上的圆形光斑，使得能够在整个屏幕上具有良好聚焦。由本发明使其变得更为方便的现有技术芯轴的使用，使得能够不加任何改变地使用现有技术的制造方法，和进行容易的电子枪对准。在本发明中可以获得的屏幕上的圆形光斑使得一侧光晕的形成对于电子枪非对准不那么敏感。

熟悉本领域的人员应当知道，可以对本发明的彩色阴极射线管中的直列式电子枪进行各种改造和改变，而不脱离本发明的精神和范围。因此本发明将包括对本发明的改造和改变，只要它们在附属权利要求和它们的等价物的范围内。

Claims (8)

1.一种彩色阴极射线管中的直列式电子枪，包括：

具有至少两个用于聚焦电子束的电极的预聚焦透镜部分；

具有两个或两个以上的用于把电子聚焦在屏幕上的电极的主透镜部分；和

主透镜部分中的至少一个具有一个中心电子束通孔和两个外侧电子束通孔的静电场控制电极，其中每个外侧电子束通孔具有一种圆形孔和矩形孔组合的形状，矩形孔具有大于静电场控制电极的中心电子束通孔的垂直直径“V1”的高度“V2”。

2.根据权利要求1所述的直列式电子枪，其中位于邻近预聚焦透镜的静电场控制电极中每个外侧电子束通孔具有将矩形孔组合到位于相对于圆形孔中心的中心电子束通孔的相反一侧的圆形孔的半圆形孔部分的形状。

3.根据权利要求1所述的直列式电子枪，其中位于邻近屏幕的静电场控制电极中的每个外侧电子束通孔具有将矩形孔组合到位于相对于圆形孔中心的中心电子束通孔一侧的圆形孔的半圆形孔部分的形状。

4.根据权利要求2或3所述的直列式电子枪，其中矩形孔具有与圆形孔的直径相同的高度，和小于圆形孔半径的宽度。

5.根据权利要求1所述的直列式电子枪，其中静电场控制电极中的中心电子束通孔是圆形的。

6.根据权利要求1所述的直列式电子枪，其中静电场控制电极中的中心电子束通孔是椭圆形的。

7.一种彩色阴极射线管中的直列式电子枪，包括：

具有至少两个用于聚焦电子束的电极的预聚焦透镜部分；

具有两个或两个以上的用于把电子聚焦在屏幕上的电极的主透镜部分；和

主透镜部分中的至少一个具有一个中心电子束通孔和两个外侧电子束通孔的静电场控制电极，其中每个外侧电子束通孔具有一种椭圆形孔和矩形孔组合的形状，矩形孔具有大于静电场控制电极的中心电子束通孔的垂直直径“V1”的高度“V2”。

8.根据权利要求7所述的直列式电子枪，其中矩形孔具有与椭圆形孔的垂直直径相等的高度，和小于椭圆形孔的水平直径一半的宽度。

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