CN1177197A - 彗形像差减小的彩色阴极射线管 - Google Patents

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Abstract

一种彩色阴极射线管包括:屏盘、颈部、漏斗部分、荧光屏、荫罩、电子枪、偏转磁场和有多个磁件的偏转校正装置。多个磁件设在一字式方向上的三束电子束中每一侧边电子束颈壁边上的第一对磁件和设在上述电子束中的中心电子束相对边上的第二对磁件,他们构成能局部改变偏转磁场,使三束电子束在荧光屏上形成的三个光栅彼此重叠。第一对磁件有其轴长比第二对磁件的轴长长的部分。轴长是在包括一字式方向和彩色阴极射线管的纵长轴的平面上测试的。

Description

彗形像差减小的彩色阴极射线管
本发明涉及彩色阴极射线管。其中，为校正由偏转磁场造成的彗形像差，单独控制多个电子束的水平和垂直偏转量，并控制多个电子束的会聚误差，由此在整个荧光屏上获得好的图像显示。
在至少有一个电子枪的彩色阴极射线管中，包括多个电极、偏转装置和荧光屏(有荧光膜的屏以下叫做荧光膜。或只叫做荧屏)，作为在整个荧光屏上再现良好图像的方法已知有以下方法。
日本特许公开平4-52586公开了一种发射三束一字式电子束的电子枪，其中，在屏蔽杯的底表面上设置一对平行的平极电极，按该方式，即正如三束电子束的上和下路径与一字式方向平行并向主透镜延伸。
美国专利4086513及其同族的日本特许公开昭60-7345披露了一种发射三束一字式电子束的电子枪，其中，在与一字式方向平行的三束电子束的上下路径上设置一对平行的平坦电极，按此方式，即从构成主透镜的一对电极中的一个电极的一个端面朝荧光屏延伸，由此，在电子束进入偏转磁场之前成形电子束。
日本特许公报昭51-61766披露了一种电子枪，其中，在两个电极之间形成静电四极透镜，并使静电四极透镜的强度随电子束的偏转而动态变化。由此，在整个荧屏上获得一致的图像。
日本特许公开昭53-18866披露了一种电子枪，其中，在构成预聚集透镜的第二和第三栅电极之间的区域内设置像散透镜。
美国专利3952224及其同族的日本特许公报昭51-64368中披露了一种发射三束一字式电子束的电子枪，其中，把第一和第二栅电极中每个栅电极的电子束孔构成椭圆形，并使每束路径用的孔的椭圆度不同，或中间电子枪的电子束孔的椭圆度小于侧边电子枪的电子束孔的椭圆度。
日本特许公报昭60-81736披露了一种发射三束一字式电子束的电子枪，其中，在阴极侧的第三栅电极中设置构成非轴向对称的透镜的狭槽。使电子束穿过至少一个非轴向对称的透镜而撞击到荧光屏上，其中，用于中心束的狭槽的深度大于用于侧边束的接收槽的深度。
日本特许公报昭54-139372披露了一种具有发射三束一字式电子束的电子枪的彩色阴极射线管，其中，在偏转磁场的边缘部分设置软磁材料，形成枕形磁场，用于按垂直于每束电子束的一字式方向的方向偏转电子束，由此抑制在垂直于一字式方向的方向上由偏转磁场引起的晕影。
图18是用于彩色阴极射线管的用三束一字式电子束的电子枪的一个实例的局部剖视图。
图18中，参考数字1指示第一栅极(G1)，2是第二栅极(G2)，3是第三栅极(G3)，4是第四栅极(G4)，5是第五栅极(G5)，6是第六栅极(G6)，30是屏蔽杯，38是主透镜，K是阴极。
该电子枪中，第五栅极5是聚焦电极，第六栅极6是阳极，屏蔽杯30连到第六栅极6。阴极射线管中，屏蔽杯30指向荧光屏。
图19A和19B是主构件的剖视示意图，用他比较根据加聚焦电压的方式的电子枪结构，图19A是加固定聚焦电压型，图19B是动态聚焦电压型。
图19A所示固定聚焦电压型电子枪的电极结构与图18所示电极结构相同，其中，与图18中功能相同的部件用相同的数字指示。
图19A所示固定聚焦电压型电子枪中，相同的聚焦电压Vf1加到构成第五栅极5的电极51和52上。
另一方面，图19B所示动态聚焦型电子枪中，构成第五栅电极5的两个电极51和52分别加不同的聚焦电压Vf1和Vf2。特别是，动态聚焦电压dvf叠加到加到电极52上的电压Vf2上。而且，动态聚焦型电子枪中，一个电极的一部分延伸到另一电极内部，用数字43指示，它的缺陷是，与图19A所示电子枪相比，它的结构复杂，价格昂贵、电子枪组装中的加工性差。
图20A和20B展示加于图19A和19B的聚焦电压。图20A展示加于固定聚焦电压型电子枪的聚焦电压波形，图20B展示加于动态聚焦电压型的聚焦电压波形。
图20B中，固定聚焦电压Vf1和有动态聚焦电压波形的电压Vf2叠加到另一固定聚焦电压Vf20上。因此，图19B中所示动态聚焦电压型电子枪中，阴极射线管的管座需有两个高压引入针，用于供给两个聚焦电压，与固定聚焦型电子枪相比，相邻管座针之间要求更良好的绝缘。这就提出了用于电视设备中的阴极射线管必须有特殊结构的插口的问题，除了要有两个固定的聚焦电压电源，还必需动态聚焦电压发生电路，为了在电视设备组装线上调节聚焦电压，要求有附加的建立时间。
而且，在设置有这类一字式电子枪的彩色阴极射管中，中心电子枪在管轴上，但侧边电子枪偏离管轴，所以，侧边电子束在偏转磁场中的移动距离大于中心电子束的移动距离，受到偏转磁场的作用更大，在荧光屏上建立的水平和垂直光栅的尺寸比中心电子束在荧光屏上建立的水平和垂直光栅大。
结果，三束电子束在荧光屏上建立的光栅彼此不重合，导致会聚误差。
而且，这类彩色阴极射线管中，固定电子束的最大偏转角时，荧光屏尺寸越大，荧光屏与电子枪主透镜之间的距离越长，因此，在该区域中电子的空间电荷相互碰撞使聚焦特性变得愈差。
而且，如果用某些措施使电子枪主透镜与荧光屏之间的距离更短，像在有小尺寸荧光屏的阴极射线管中一样，能获得好的电子束，以提高彩色阴极射线管的清晰度。
缩短电子枪主透镜和荧光屏之间的距离，会增大偏转散焦，降低荧屏周围的清晰度。因此，上述现有技术中，为了进一步升高动态聚焦电压需要测试，因此，加到采用阴极射线管的图像显示装置方面的技术和价格负担会增大，如驱动电路的价格增大，并需提高阴极射线管用插口的高压击穿能力。
而且，当今的电视设备的深度与阴极射线管的总长度有关，这类设备认为最好是短电视设备。而且，对电视设备制造商而言，为了运输大量电视设备，考虑到运输效率，最好是深度短的电视设备。
为克服上述现有技术的有关的各种缺陷，本发明的目的是提供一种彩色阴极射线管，控制由偏转磁场引起的水平和垂直彗形像差，以改善电子束在整个荧光屏上的会聚特性。
作为克服所述缺陷的方法，本发明提供包括至少一个用三束一字式电子束的有多个电极的电子枪、荧光屏和偏转装置的彩色阴极射线管，其中，在偏转磁场上设置并构形磁件，以局部改变磁场分布，由此，调节三束电子束各自的偏转量，校正磁场偏转引起的慧形像差，使整个荧屏上保持优良的会聚。
按本发明实例，提供彩色阴极射线管，它包括有屏盘部分，颈部，和连接所述屏盘和颈部的漏斗部分的真空外壳；在所述屏盘内表面上的荧光屏；悬挂的离所述屏盘中的所述荧光屏很近的荫罩；电子枪，它有多个电极，用于产生并聚焦三束电子束，并密封在所述真空外壳的颈部内；偏转装置，安装在所述漏斗部分与所述颈部之间的过渡区周围，用于按水平和垂直方向偏转三束电子束；和会聚校正装置，它包括多个磁件，这些磁件设置在电偏转装置产生的偏转磁场中按一字式方向的三束电子束中的每一束电子束的相对边上；所述多个磁件包括设置在按一字式方向的三束电子束中每一侧边电子束的颈壁边上的第一对磁件，和设置在按一字式方向的三束电子束中的中心电子束的相对边上的第二对磁件；构成所述的多个磁件，以局部改变所述偏转磁场，使其用所述三束电子束在所述荧光屏上形成的三个光栅相互重叠；所述第一对磁件其轴长大于所述第二对磁场的轴长的部分，屏盘中测得的所述轴长包括所述彩色阴极射线管的所述一字式方向和纵轴的长度。
按本发明另一实施例，提供彩色阴极射线管，它包括真空外壳，真空外壳有屏盘，颈部和连接所述屏盘和颈部的漏斗部分；所述屏盘内表面上的荧光屏，悬挂的离所述屏盘中的所述荧光屏很近的荫罩；电子枪，它包括用于产生和聚焦三束一字式电子束的多个电极，并密封在所述颈部内；偏转装置，安装在颈部与漏斗部分之间过渡区周围，用于按水平和垂直方向偏转所述三束三电束；和会聚校正装置，它包括多个磁件，这些磁件设置在由所述偏转装置产生的偏转磁场中所述按一字式方向的三束电子束中每一束的相对边上；所述多个磁件包括设置在按一字式方向的所述三束电子束的每束侧边电子束的颈壁边上的第一对磁件，和设置在按所述一字式方向的三束电子束中心电子束的相对边上的第二对磁件；构成的所述多个磁件局部改变所述偏转磁场，使由所述三束电子束在荧光屏上构成的光栅相互重叠；所述第一对磁件中的一个磁件与所述第二对磁件中的一个磁件相对，第一对和第二对的另一磁件也彼此相对，所述第一对磁件中的一个磁件的顶从所述第二对磁件中的一个磁件的顶按垂直于所述一字式方向的方向向外位移，所述第一和第二对磁件中的一个磁件的顶分别彼此相对。所述第一对磁件中的另一个磁件的顶从第二对磁件中的另一个磁件的顶按垂直于一字式方向的方向向外位移，所述第一和第二对磁件中的另一个磁件分别彼此相对。
按本发明的又一实施例，提供彩色阴极射线管，包括真空外壳，它包括屏盘、颈部、和连接所述屏盘和颈部的漏斗部分；在所述屏盘内表面上的荧光屏；悬挂的离所述屏盘近的荫罩；电子枪，它包括用于产生和会聚三束一字式电子束的多个电极，密封在所述颈部内；偏转装置，安装在所述漏斗与所述颈部之间过渡区周围，用于按水平和垂直方向偏转所述三束电子束；会聚校正装置，包括多个磁件，这些磁件设置在由所述偏转装置产生的偏转磁场中按所述一字式方向的三束电子束中每束电子束的相对边上；所述多个磁件包括设置在按一字式方向的三束电子束的每束侧边电子束的颈壁边上的第一对磁件，和设置在按一字式方向的三束电子束中的中心电子束的相对边上的第二对磁件；构成的所述多个磁件局部改变所述偏转磁场，并使用所述三束电子束在所述荧光屏上构成的光栅彼此重叠；其中，所述第一对磁件有其轴长大于所述第二对磁件的厚度的部分，在所述屏盘中测得的轴长包括所述彩色阴极射线管的所述一字式方向和纵轴的长度。
如上所述，按本发明，提供一种彩色阴极射线管，包括至少一个用三束一字式电子束并包括多个电极的电子枪；偏转装置；选色电极，和荧光屏，其中，为了校正相当于偏转量并主要包括彗影的由偏转畸变造成的会聚误差，在偏转装置产生的偏转磁场中设置并构成多个磁件，这些磁件有调节中心电子束和侧边电子束各自的偏转量的功能，按本发明的彩色阴极射线管，即使在它与没有彗影校正功能的偏转线圈组合工作时，也能在整个荧光屏上获得优异的束会聚。
而且，能提供一种彩色阴极射线管，它通过校正相当于偏转量的偏转散焦改善整个荧光屏上的清晰度均匀性，它通过缩短荧光屏与主透镜之间的距离来抑制空间电荷碰撞造成的干扰，提高荧光屏中心的清晰度，能缩短阴极射线管的总长度，能抑制出现波纹莫尔图形。
本发明的阴极射线管使其有可能制出显示更大量信息的，能重现显示闪烁较小的高质量的图像显示装置，能使外壳变薄。
附图与说明书构成一个整体，并参照附图阅读说明书，全部附图中相同的数字指示相同的元件，其中：
图1是按本发明的用三束一字式电子束的彩色阴极射线管的一个实施的剖视示意图，用于说明校正彩色阴极射线管偏转畸变的方法；
图2是图1所示彩色阴极射线管的荧光屏上电子束光点形状的说明图；
图3是图1所示彩色阴极射线管中偏转装置产生的偏转磁场的分布说明图；
图4是偏转量与偏转畸变量之间的关系曲线图；
图5是偏转量与会聚校正量之间的关系曲线图；
图6A、6B和6C分别是按本发明的彩色阴极射线管的会聚校正装置的磁件实例的说明图；
图6A是从荧光屏一侧看的正视图；
图6B是图6A所示会聚校正装置的垂直于三束电子束一字式方向的方向的侧视图；
图6C是图6A所示会聚校正装置从底部看的底视图；
图7A，7B和7C是按本发明的彩色阴极射线管的会聚校正装置的磁件另一实例的说明图；
图7A是从荧光屏一侧看的正视图；
图7B是图7A所示会聚校正装置的垂直于三束电子束一字式方向的方向的侧视图；
图7C是图7A所示会聚校正装置的从底部看的底视图；
图8A、8B和8C是按本发明的彩色阴极射线管的会聚校正装置的磁件的又一实施的说明图；
图8A是从荧光屏一侧看的正视图；
图8B是8A所示会聚校正装置按垂直于三束电子束一字式方向的方向的侧视图；
图8C是图8A所示会聚校正装置的底边看的底视视图；
图9A、9B和9C是按本发明的阴极射线管的会聚校正装置的磁件的又一实例的说明图；
图9A是从荧光屏一侧看的正视图；
图9B是图9A所示会聚校正装置按垂直于三束电子束一字式方向的方向的侧视图；
图9C是图9A所示会聚校正装置从底部看的底视视图；
图10A、10B和10C是按本发明的彩色阴极射线管的会聚校正装置的磁件的又一实例说明图；
图10A是从荧光屏一侧看的正视图；
图10B是图10A所示会聚校正装置按垂直于三束电子束一字式方向的方向的侧视图；
图10C是图10A所示会聚校正装置从底部看的底视视图；
图11是随着用中心电子束建立的光栅尺寸变化用按本发明的会聚校正装置对荧光屏的顶部、底部和侧边的彗形像差校正的说明图；
图12是荧光屏上建立的光栅说明图；
图13是展示电子枪主透镜与荧光屏之间电子束状态的示意图；
图14是电子束光点直径与主透镜和荧光屏之间距离之间的关系说明图；
图15是用偏转装置产生的实际磁场分布示意图；
图16是产生图15所示磁场分布的偏转装置的侧视图；
图17A和17B是包括按本发明的彩色阴极射线管的图像显示设备的实例的说明图；
图17C和17D是常规图像显示设备说明图；
图18是用于彩色阴极射线管的用三束一字式电子束的电子枪的一个实例的局部剖视图；
图19A和19B是根据加聚焦电压的方式比较电子枪结构的主构件的剖视示意图；
图19A展示固定聚焦电压型；
图19B展示动态聚焦电压型；
图20A和20B是图19A、19B中所示电子枪所加聚焦电压的说明图；
图20A展示加于固定聚焦电压型电子枪的聚焦电压波形；
图20B展示加于动态聚焦电压型电子枪的聚焦电压波形；
图21A至21C是用于说明本发明的数字例的磁件的实际尺寸图；
图21A是从荧光屏侧边看的正视图；
图21B是垂直于三束一字式电子束的一字式方向的方向的侧视图；
图21C是从图21A的底边看的磁件底视图。
以下将参见附图说明本发明实施例。
图1是用于说明本发明彩色阴极射线管的用三束一字式电子束的阴极射线管的实例的剖视示意图，数字7是颈部，8是漏斗部分，9是电子枪，10是电子束，11是偏转装置(偏转线圈)、12是选色电极(荫罩)，13是荧光膜(以下也叫做荧光屏)，14是屏盘，39是会聚校正装置。以下与图1中有相同功能的零部件用相同的数字指示。
图1中，颈部7，漏斗部分8和屏盘14构成真空外壳。电子束10由电子枪9发射并成形，之后，由偏转装置偏转。偏转后的电子束10穿过选色电极12，然后，碰撞并激励荧光膜10发光并形成图像。
会聚校正装置39包括设置在偏转装置11产生的偏转磁场中的磁件，构成为夹置三束电子束的一字式方向中的三束电子束的每束电子束。磁件还构成为局部改变作用于中心电子束或侧边电子束上的偏转磁场，以抑制彗形误差，在整个屏面积上获得好的电子束会聚。在屏盘上能看到由三束电子束形成的无彗影图像。
图2是图1所示彩色阴极射线管的荧光屏上电子束亮点形状的说明图。屏盘14通常有基本上是矩形的外形，荧光膜13也有与屏盘14的形状一致的基本上是矩形的形状，并形成在屏盘14的内表面上。如图2所示，经屏盘14看到的荧光膜13以下叫做荧光屏。
图3是用于图1所示彩色阴极射线管的由偏转装置产生的偏转磁场的分布说明图。偏转装置11产生有图3所示磁通量分布的交替磁场，电子束按图2所示X-X轴方向扫描，还按比X-X方向扫描速度低的Y-Y轴方向扫描，在整个荧光屏13上形成光栅，控制每束偏转的电子束10的量，在荧光屏13上形成亮度变化的图像。按X-X轴方向的扫描轨迹叫做扫描线。
图3中，H表示按图2中X-X方向偏转电子束的磁通量，它有枕形分布，叫做水平偏转磁场。图3中，V表示按图2中Y-Y方向偏转电子束的磁通量，它呈桶形分布，称作垂直偏转磁场。这些偏转磁场分布用于简化或取消三束电子束用的聚焦控制电路。
图2表示用三束一字式电子束的彩色阴极射线管的荧光屏上生成的光点。图2中X-X线是荧光屏的水平中心线，Y-Y线是荧光屏的垂直中心线。数字15是在荧光屏中心的电子束点，电子束点的轮廓清晰，直径小。荧光屏的X-X线的右边缘处的点包括叫做核的高亮度部分16，和处于核上下的叫做光晕的低亮度部分17，而总的形状是水平细长形。荧光屏的Y-Y线顶处的点包括垂直压缩的核18和光晕17。
荧光屏角上的点是把垂直压缩的和水平扩大的核部分16叠加到光晕18上之后，把它们旋转而构成的形状。
在实际的彩色阴极射线管的荧光屏上，如图2所示，在荧光屏的中心和周边的电子束点的形状不同，与荧光屏中心的清晰度相比，荧光屏周围的清晰度较小。这种现象叫做偏转散焦。
图3中，垂直偏转磁场V有桶形磁通量分布，水平偏转磁场H有枕形磁通量分布。这正趋于简化会聚控制电路。
垂直偏转磁场V除了垂直偏转电子束之外，还有用电子束偏转角垂直聚焦电子束的功能。事实上，如图2所示，由于垂直偏转磁场V作用于荧光屏位置上，当电子束达到荧光屏之前垂直聚焦，使核18主要是垂直压缩的并出现了光晕17。同样，由于水平偏转磁场H的作用，使核16主要为细长形。一般地说，荧光屏外围处清晰度的劣化主要是由垂直偏转磁场引起的。
图4是偏转量与会聚误差之间关系说明图。随着偏转量增大，会聚误差量迅速增大。
图5是偏转量与所需会聚校正量之间的关系说明图。本发明中，会聚校正装置包括设置在阴极射线管的偏转磁场中的磁件，以局部改变分别作用于三束电子束的偏转磁场，因此，如图5所示，抑制彗形像差并相对于偏转量校正会聚误差。
图6A，6B和6C是按本发明的彩色阴极射线管的会聚校正装置的磁件实例说明图。图6A是从荧光屏一侧看的正视图，图6B是垂直于三束电子束一字式方向的侧视图，图6C是图6A所示磁件的底部看的底视图。
数字10S指示一字式电子束的侧边束，10C是中心电子束，39指会聚焦校正装置，39-1，39-2，39-3和39-4是磁件，39-1a是与侧边电子束有关的外部磁件39-1的基体(在颈部边上)，39-1b和39-4b分别是外部磁件39-1和39-4的侧边件，ds是侧边件39-1b和39-4b的轴长，dc是磁件39-1、39-2和39-3的基体29-1a和磁件39-4的基体39-4a的轴长，hs是分别与垂直于一字式方向测试的侧边电子束10s相关的外部磁件39-1和39-4的顶部和底部的磁极顶之间的距离，hc是与中心电子束10c相关的磁件39-2，39-3和与垂直于一字式方向测试的侧边电子束10s相关的外部磁件39-1，39-4在顶部和底部的磁极顶之间的距离。
会聚校正装置39中，使分别位于一字式电子束的侧边电子束10s外边的外部磁件39-1，39-4颈壁最近的侧边件39-1b，39-4b(在颈壁边上)的轴长ds大于分别与中心电子束有关的磁件39-1，39-4和磁件39-2，39-3的基体39-1a，39-4a的轴长。
用这种结构，侧边电子束的水平偏转灵敏度减小，侧边电子束偏转量减小，因此，水平彗形像差小。
而且，使与中心电子束相关的磁件39-2，39-3的顶和底部的磁极顶之间的距离窄于与侧边电子束相关的磁件39-1，39-4的顶和底部的磁极顶之间的距离，由此增大中心束的垂直偏转灵敏度，提高偏转作用。
因此，使侧边电子束的光栅尺寸与中心电子束的光栅尺寸在荧光屏上重合。因此，在整个荧光屏上产生良好的电子束会聚。
图7A、7B和7C是按本发明的彩色阴极射线管的会聚校正装置的磁件的另一实例的说明图。与图6A至6C中相同的数字指示相同的零件。图7A是从荧光屏一侧看的正视图，图7B是垂直于三束电子束的一字式方向的侧视图，图7C是从图7A所示磁件底部看的底视图。
会聚校正装置39中，使分别位一字式方向的侧边电子束10s外边的外部磁件39-1，39-4的颈部最近处(在颈部边上)的侧边磁件39-1b，39-4b的轴长ds大于分别与中心电子束相关的磁件39-1，39-4和磁件39-2，39-3的基体39-1a，39-4a的轴长dc。
这些磁件的形状是图6A至6C所示聚焦校正装置的改型，这种改型起到使侧边电子束的光栅尺寸与中心电子束的是栅尺寸重叠的作用。侧边电子束的水平偏灵敏度减小，偏转量减小，相应地，水平彗形像差变小。
而且，使与中心电子束相关的磁件39-2，39-3的顶部和底部的磁极顶之间的距离hcc和与侧边电子束相关的磁件39-1，39-4的顶部和底部的磁极顶之间的距离相同，并使分别在磁件39-2和39-3的侧边电子束边上的顶部和底部的磁极顶之间的距离hcs比hc和hs窄，因此，侧边电子束的垂直偏转灵敏度下降。
由此，使侧边电子束和中心电子束的光栅尺寸在荧光屏上重合，在整个荧光屏上形成良好的电子束会聚。
图8A，8B和8C是按本发明的彩色阴极射线管的会聚校正装置的磁件的又一实例的说明图。与图6A至6C中相同数字表示相同的元件。图8A是从荧光屏一边看的正视图；图8B是垂直于三束电子束的一字式方向的侧视图，图8C是从图8A所示磁件底部看的底视图。会聚校正装置39的磁件的平板形基本上与图6A至6C所示磁件形状相同。使分别位于侧电子束10s的颈壁边上的磁件39-1，39-4的轴厚ds大于位于中心电子束的相对边上的磁件39-2，39-3的轴厚dc。
用该结构，能获得与图6A至6C所示磁件同样的效果。
图9A，9B和9C是按本发明的彩色阴极射线管的会聚校正装置的磁件的另一实例的说明图。与图7A至7C中相同的数字表示相同的元件，图9A是从荧光屏边看的正视图；图9B是垂直于三束电子束的一字式方向的侧视图，图9C是从图9A的底部看的底视图。
会聚校正装置39的磁件的平板形与图7A至7C所示磁件形状基本相同。使位于侧边电子束10s的颈壁边上的磁件39-1，39-4的轴厚ds大于位于中心电子束对边上的磁件39-2，39-3的轴厚dc。
用这种结构能获得与图7A至7C所示结构相同的效果。
图10A至10C是按本发明的彩色阴极射线管的会聚校正装置的磁件的又一实例的说明图。与上述实施例中相同的数字表示相同的元件。图10A是从荧光屏一侧看的正视图；图10B是垂直于三束电子束的一字式方向的侧视图；图10C是从图10A所示磁件的底部看的底视图。
会聚校正装置39的磁件的平面形状与图8A至8C所示磁件形状基本相同。使位于侧边电子束颈壁边上的磁件39-1，39-4的轴厚ds、和位于中心电子束上的轴厚dc大于位于中心电子束相对边上的磁件39-2，39-3的侧边电子束边上的轴厚dc’。
用这种结构能提高中心电子束的水平偏转灵敏性，减小侧边电子束的水平偏转灵敏性。使侧边电子束和中心电子束的光栅尺寸重合，在荧光屏上提供良好的电子束会聚。
图11是用于发明的会聚校正装置校正顶部、底部和侧边的彗形像差的校正方法说明图；用中心电子束的光栅(在顶、底和侧边上)尺寸变化(ds-dc)作横坐标，以中心电子束的顶、底和侧边的光栅尺寸作纵坐标。
图12是荧光屏上形成的光栅说明图。14指示其上形成有荧光屏的屏盘，42是中心电子束(绿色电子束)的光栅，43是侧边电子束(红和蓝电子束)的光栅。
将参见图12说明用图11所示偏转磁场引起的彗形像差校正方法。
如图11所示。当图6A至10C所示会聚校正装置的各个磁件39-1，39-4的侧边件39-1b，39-4b的轴长ds与磁件39-1，39-4和磁件39-2，39-3的基体39-1a，39-4a的轴长dc之差(ds-dc)大时，中心电子束的水平彗形像差(按X-X方向或HD方向)和垂直彗形像差(按Y-Y方向或VD方向)趋于减小。
而且，当与侧边电子束10s相关的外部磁件39-1，39-4的一字式方向的相对边上在顶和底部的磁极顶之间的距离hs与和中心和侧边电子束10c和10s均有关的内部磁件39-2，39-3的一字式方向的相对边上的顶和底部的磁极顶之间的距离hc之差(hs-hc)大时，如图1 1所示，中心电子束的光栅尺寸区内的垂直彗形像差变化大。
如上所述，通过选择(ds-dc)和(hs-hc)能校正水平和垂直彗形像差，以能获得在荧光屏上形成的三束电子束的会聚。
与图6A至6C和7A至7C相同的与会聚校正装置相关的本发明的数字例的形状展示于图21A至21C中，它们的尺寸列于表1中，其中，侧边电子束与中心电子束之间的间隔是归一化的，称作“S”值，在颈部直径为29mm的彩色阴极射线管中，S值范围是5.5mm到7.0mm。在颈部直径不是29mm的阴极射线管中其“S”值也应是其它值。
表1
W1c＝0.07-0.55    Rc＝0.07-0.45
W1s＝0.07-0.55    Rs＝0.07-0.45
W2c＝0.21-0.73    dc＝0.01-0.55
W2s＝0.21-073     ds＝0.04-1.8
W3＝0.64-1.20     hcs＝0.11-1.0
W4＝0.24-4.4      hcso＝0.29-2.7
W5c＝0.07-0.73    hs＝0.14-1.1
W5s＝0.07-1.1     hso＝0.29-2.7
W6＝2.4-4.2       H4＝0.29-3.1
hcc＝0.14-1.1      H5＝0.43-3.1
hcco＝0.29-1.8
这综述如下。为使垂直偏转部朝枕形磁场分布，而修改畸形磁偏转场分布，能校正由垂直偏转引起的偏转畸变。切去图21A中的部分A，能调节磁力线曲率。用增大dc的尺寸能补偿事先切去部分A所造成的磁通量密度下降。用减小hcc和ycco的尺寸能增大中心电子束的垂直偏转灵敏度。即，能对会聚进行垂直彗形像差校正。由调节W5C和H5能进行同样的控制。上述校正也能用于侧边电子束，但是，与中心电子束时的作用相反。而且，在垂直偏转磁场有桶形磁场分布时，侧边电子束调节至左右不对称的偏转畸变，并对此校正，使hs的尺寸大于hcs的尺寸。
为使水平偏转的枕形磁场局部朝桶形磁场分布改变，由此能校正由水平偏转造成的偏转畸变。经减小hcc尺寸和增大hcco和H5的尺寸能减小中心电子束的水平偏转灵敏度。并能控制会聚的水平彗形像差。对侧边电子束也能进行同样的控制，只是对中心电子束情况的作用相反。增大W4、W6、dc和ds的尺寸能使电子束的偏转灵敏度从左边的电子枪一侧向荧光屏的右边减小，并使电子束的偏转灵敏度从右边上的电子枪一侧朝荧光屏左侧减小。
按上述方式能充分校正侧边电子束的垂直彗形像差，水平彗形像差和左右不对称偏转彗形像差。
图13是在电子枪的主透镜与荧光屏之间的路径上电子束的状态示意图。参考数字5指聚焦电极，6是阳极，10是电子束，13是荧光屏，14是屏盘，38是主透镜。阳极6与荧光屏13之间的空间无电场，叫做漂移空间。
主透镜38朝荧光屏10移动，使电子束10聚焦，并进一步连续聚焦。在电子束该移动过程中，电子束中电子本身的电荷使发散力也作用于电子上，即，空间电荷相斥。在到达荧光屏的路途中，空间电荷相斥产生的发散力超过主透镜的聚焦作用，已聚焦成有最小直径D4的电子束再次散开，并在荧光屏上形成其直径D1大于D4的电子束光点。
图14是电子束光点直径与主透镜与荧光屏之间距离之间的关系说明图。如图14所示，当主透镜与荧光屏之间的距离L2增大时，结合图13说明的现象变得很显著，清晰度变坏。
而且，随着距离L2增大用于把电子枪的阴极附近中的虚拟物投射到荧光屏上的成像放大率增大，荧光屏13上形成的光点直径增大，清晰度变差，电子枪其余部分结构相同。就所述的两个原因而言，可用缩短主透镜与荧光屏之间的距离来提高荧光屏中心的清晰度。
通常，阴极射线管中，在电子枪的主透镜周围的电子束直径最大。电子束直径越大，灵敏度越高，对偏转磁场的干扰越大，偏转散焦越大。
图15展示出偏转装置产生的实际磁场分布，图16是偏转装置的侧视图，其中A是用作测试磁场的基准点，BH是用于按扫描线方向偏转的最大磁通量密度64的位置，BV是按垂直于扫描线方向偏转用的有最大磁通量密度65的位置，C是远离阴极射线管的荧光屏的一侧上的磁场材料芯的端部，它位于产生偏转磁场的线圈中。
即使在常规的阴极射线管中，缩短主透镜与荧光屏之间的距离也能提高荧光屏中心的清晰度。但是，当图15所示偏转磁场移到更接近主透镜时，由于偏转散焦加大，使荧光屏周边的清晰度严重变坏。因此，在实际的阴极射线管中主透镜与荧光屏之间的距离不能缩短。
另一方面，按本发明，由于用设置在偏转磁场中的会聚校正装置能校正偏转磁场的干扰，因此，能缩短主透镜与荧光屏之间的距离，以提高荧光屏中心的清晰度。
如上所述，为了按照偏转量校正偏转畸变，当会聚校正装置用设置在偏转装置产生的偏转磁场中的磁件构成时，用构成的磁件局部改变偏转磁场，可单独调节中心和侧边电子束的偏转量，即使用无彗形像差校正功能的偏转线圈，也能控制整个荧光屏上的会聚。
而且，能提供一种阴极射线管，它能够按偏转量校正彗形像差，在整个荧光屏上改善清晰度的均匀性，能缩短荧光屏与主透镜之间的距离，抑制用空间电荷相斥造成的干扰，能提高荧光屏中心的清晰度，不仅能缩短彩色阴极射线管的总长度，还能减少莫尔条纹图形的出现。
图17A至17D是采用本发明阴极射线管的图像显示装置的说明图。
图17A和17B分别是采用本发明阴极射线管的图像显示装置的正视图和侧视图，图17C和17D分别是采用常规阴极射线管的图像显示装置的正视图和侧视图。
图17B和17D中，用本发明的阴极射线管的图像显示装置的外壳83的深度L7短于用常规阴极射线管的图像显示装置的外壳深度，因而节省了装置所占空间。
由于阴极射线管的电子枪主透镜能移到更靠近偏转线圈处。因此，深度L7缩短，用偏转磁场中的磁件构成的聚焦校正装置局部改变偏转磁场，校正偏转磁场引起的彗形像差，因此，能缩短阴极射管的总长度L4。
如上所述，按本发明，能提供一种能显示更大量信息的图像显示装置，显示颤动更小的高质量图像，外壳的深度变短。
如上所述，按本发明，提供一种彩色阴极射线管，它至少有一个用三束一字式电子束的包括多个电极的电子枪、偏转装置、选色电极，和荧光屏，其中，由多个位于偏转装置产生的偏转磁场中的磁件构成的会聚校正装置校正偏转畸变，磁件局部改变偏转磁场，校正由偏转磁场引起的彗形像差，因此，能单独调节中心和侧边电子束各自的偏转量。即使本发明的彩色阴极射线管与无彗形像差校正功能的偏转线圈组合使用，按本发明的彩色阴极射线管也能在整个荧光屏上获得良好的电子束会聚。
而且，还能提供一种阴极射线管，它能按偏转量校正彗形像差，改善整个荧光屏上的清晰度均匀性，用缩短荧光屏与主透镜之间的距离提高荧光屏中心的清晰度，抑制空间电荷相斥产生的干扰，不仅能缩短彩色阴极射线管的总长度，还能减少莫尔条纹图形出现。
而且，能提供一种图像显示装置，它能显示更大量的信息，显示颤动更小的高质量图像，使外壳深度缩短。

Claims (14)

1、一种彩色阴极射线管，包括：
真空外壳，包括屏盘、颈部、连接所述屏盘和颈部的漏斗形部分；
在所述屏盘内表面上的荧光屏；
悬挂的在所述屏盘中的荧光屏附近的荫罩；
电子枪，包括用于产生和聚焦三束一字式电子束的多个电极，装在所述颈部内；
偏转装置，它安装在所述颈部与所述漏斗形部分之间的过渡区周围，用于按水平和垂直方向偏转所述三束电子束；和
会聚校正装置，它包括设置在由所述偏转装置产生的偏转磁场中的三束一字式方向电子束中每一束电子束的相对边上的多个磁件；
所述多个磁件包括位于所述一字式方向的三束电子束中每束侧边电子束的颈壁边上的第一对磁件，和位于所述一字式方向的三束电子束中的中心电子束的相对边上的第二对磁件；
所述多个磁件构成为能局部改变所述偏转磁场，使由三束电子束在所述荧光屏上形成的三个光栅彼此重合，
所述第一对磁件有其轴长大于所述第二对磁件轴长的部分，
在包含所述一字式方向和所述彩色阴极射线管的纵长轴的平面中测得所述轴长。
2、按权利要求1的彩色阴极射线管，其中，所述第一对磁件中的一个磁件与第二对磁件中的一个磁件相对，第一对和第二对磁件中的另一个磁件也相对，
所述第一对磁件的一个磁件的顶从所述第二对磁件中的一个磁件的顶沿垂直于所述一字式方向的方向朝外位移，所述第一对和第二对中的各自的所述一个磁件的所述顶彼此相对，和
所述第一对磁件的另一个磁件的顶从所述第二对磁件的另一个磁件的顶按垂直于所述一字式方向的方向朝外位移，所述第一对和第二对磁件中各自的所述另一个磁件的所述顶彼此相对。
3、一种彩色阴极射线管，包括：
真空外壳，它包括屏盘、颈部、和连接所述屏盘和颈部的漏斗形部分；
在所述屏盘的表面上的荧光屏；
悬挂的在所述屏盘中的荧光屏附近的荫罩；
电子枪，它包括用于产生和聚焦三束一字式电子束的多个电极，装在所述颈部内；
偏转装置，它安装在所述漏斗部分与所述颈部之间的过渡区周围，用于按水平和垂直方向偏转所述三束电子束；
会聚校正装置，它包括设置于由所述偏转装置产生的偏转磁场中的所述三束电子束一字式方向的每束电子束的相对边上的多个磁件；
所述多个磁件包括位于所述一字式方向的三束电子束中每一侧边电子束的颈壁边上的第一对磁件和位于一字式方向的三束电子束中的中心电子束的相对边上的第二对磁件；
所述多个磁件构成为能局部改变所述偏转磁场，并使由三束电子束在所述荧光屏上形成的三个光栅相互重合；
所述第一对和第二对磁件中的一个磁件相对，第一对和第二对磁件中的另一个磁件也相对；
第一对磁件中的一个磁件的顶从第二对磁件中的一个磁件的顶沿垂直于一字式方向的方向朝外位移，所述第一对和第二对磁件中各自的所述一个磁件的所述顶彼此相对；
所述第一对磁件中的另一个磁件的顶从第二对磁件的另一磁件的顶沿垂直于所述一字式方向的方向朝外位移，所述第一对和第二对磁件各自的所述另一磁件的所述顶彼此相对。
4、一种彩色阴极射线管，包括：
真空外壳，它包括屏盘、颈部、连接所述屏盘和颈部的漏斗形部分；
在所述屏盘内表面上的荧光屏；
悬挂的在所述屏盘内的荧光屏附近的荫罩；
电子枪，包括用于产生和聚焦三束一字式电子束的多个电极，它装在所述颈部内；
偏转装置，它安装在所述漏斗部分与颈部之间的过渡周围，按水平和垂直方向偏转所述三束电子束；
会聚校正装置，包括设置在由所述偏转装置产生的偏转磁场中的所述三束电子束的一字式方向的每束电子束的相对边上的多个磁件，
所述多个磁件包括，设置于按所述一字式方向的三束电子束的每束侧边电子束的颈壁边上的第一对磁件，和位于所述一字式方向的所述三束电子束中中心电子束的相对边上的第二对磁件；
所述多个磁件构成为能局部改变所述偏转磁场，使由所述三束电子束在所述荧光屏上形成的三个光栅彼此重合；
所述第一对磁件有其轴长大于所述第二对磁件的厚度的部分；
所述轴长是在包括所述一字式方向和彩色阴极射线管纵长轴的平面中测得的。
5、按权利要4的彩色阴极射线管，其中，
所述第一对和第二对磁件中的一个磁件相对，第一和第二对磁件中的另一个磁件也相对；
所述第一对磁件中的一个磁件的顶从所述第二对磁件中的一个磁件的顶沿垂直于所述一字式方向的方向朝外位移，第一和第二对磁件中各自的所述一个磁件的所述顶彼此相对；
所述第一对磁件中的另一个磁件的顶从所述第二对磁件中的另一个磁件的顶沿垂直于所述一字式方向的方向朝外位移，第一和第二对磁件中各自的所述另一磁件的所述顶彼此相对。
6、一种彩色阴极射线管，包括
真空外壳，包括屏盘，颈部、和连接所述屏盘和颈部的漏斗部分；
在所述屏盘内表面上的荧光屏；
悬挂的在所述屏盘中的荧光屏附近的荫罩；
电子枪，包括用于产生和聚焦三束一字式电子束的多个电极，它装在颈部内；
偏转装置，它安装在所述漏斗部分与颈部之间过渡区周围，用于按水平和垂直方向偏转所述三束电子束；
会聚校正装置，包括设置在由所述偏转装置产生的偏转磁场中的所述三束电子束的一字式方向的三束电子束每束电子束相对边上的多个磁件；
所述多个磁件包括位于所述一字式方向的三束电子束中每束侧边电子束的颈壁边上的第一对磁件、和位于所述一字式方向的三束电子束的中心电子束的相对边上的第二对磁件；
所述多个磁件构成为能局部改变所述偏转磁场，使由所述三束电子束在荧光屏上形成的三个光栅彼此重合；
在侧边电子束一侧的第一对磁件比中心电子束相对边上的磁件要薄。
7、按权利要求6的彩色阴极射线管，其中，
第一对磁件中的一个磁件与第二对磁件中的一个磁件相对，第一对和第二对磁件中的另一个磁件彼此相对；
所述第一对磁件中的一个磁件的顶从第二对磁件的一个磁件的顶沿垂直于所述一字式方向的方向朝外位移，所述第一对和第二对磁件的各自的所述一个磁件的所述顶彼此相对；
所述第一对磁件中的另一个磁件的顶从第二对磁件的另一个磁件的顶沿垂直于所述一字式方向的方向朝外位移，所述第一对和第二对磁件的各自的所述另一磁件的所述顶彼此相对。
8、一种彩色阴极射线管，包括
真空外壳，它包括屏盘，颈部，和连接所述屏盘和颈部的漏斗形部分；
在所述屏盘内表面上的荧光屏；
悬挂的在所述屏盘中荧光屏附近的荫罩。
电子枪，它包括用于产生和聚焦三束一字式电子束的多个电极，装在所述颈部内；
偏转装置，安装在所述漏斗形部分与颈部之间的过渡区周围，用于按水平和垂直方向偏转所述三束电子束；
会聚校正装置，包括设置于由所述偏转装置产生的偏转磁场中一字式方向的三束电子束之每一束电子束的相对边上的多个磁件；
所述多个磁件包括位于所述一字式方向的三束电子束的每个侧边电子束的颈壁边上的第一对磁件，和位于在所述一字式方向的三束电子束的中心电子束的相对边上的第二对磁件；和
所述多个磁件构成为局部改变用于使所述偏转装置产生水平偏转的枕形偏转磁场朝桶形磁场转变，和局部改变用于使所述偏转装置产生垂直偏转的桶形磁件朝枕形磁场转变；
第一对磁件有其轴长大于所述第二对磁件的轴长的部分；
所述轴长是在包含所述一字式方向和彩色阳极射线管的纵长轴的平面中测试的。
9、按权利要求8的彩色阴极射线管，其中，
所述第一和第二对磁件中的各自的一个磁件彼此相对，第一和第二对磁件中的另一个磁件中彼此相对；
所述第一对磁件中的一个磁件的顶以第二时磁件中的一个磁件的顶沿垂直于所述一字式方向的方向朝外位移，所述第一和第二对磁件的各自的所述一个磁件的所述顶彼此相对。
所述第一对磁件中的另一个磁件的顶从第二对磁件中的另一个磁件的顶沿垂直于所述一字式方向的方向朝外位移，所述第一和第二对磁件中各自的所述另一个磁件的所述顶彼此相对。
10、彩色阴极射线管，包括
真空外壳，它包括屏盘、颈部、和连接所述屏盘和颈部的漏斗形部分；
在所述屏盘内表面上的荧光屏；
悬挂的在所述屏盘中的荧光屏附近的荫罩；
电子枪，包括用于产生和聚焦三束一字式电子束的多个电极，装在所述颈部内；
偏转装置，它安装在所述漏斗形部分与所述颈部之间的过渡区周围，用于按水平和垂直方向偏转三束电子束；
会聚校正装置，包括设置于由所述偏转装置产生的偏转磁场中所述三束电子束的每束一字式方向的电子束的相对边上的多个磁件；
所述多个磁件包括位于所述一字式方向的三束电子束中每一侧边电子束的颈壁边上的第一对磁件，和位于所述一字式方向的三束电子束中的中心电子束的相对边上的第二对磁件；
所述多个磁件构成为局部修改用于使所述偏转装置产生水平偏转的枕形偏转磁场朝桶形磁场变化，并局部改变用于使所述偏转装置产生垂直偏转的桶形磁场朝枕形磁场变化；
所述第一和第二对磁件中各自的一个磁件彼此相对，第一和第二对磁件中各自的另一个磁件彼此相对；
所述第一对磁件中的一个磁件的顶从第二对磁件中的一个磁件的顶沿垂直于所述一字式方向的方向朝外位移，使所述第一对和第二对磁件中各自所述的一个磁件到所述顶彼此相对；
所述第一对磁件中的另一磁件的顶从所述第二对磁件中的另一磁件的顶沿垂直于一字式方向的方向朝外位移，所述第一和第二对磁件中各自的所述另一磁件的所述顶彼此相对。
11、彩色阴极射线管，包括：
真空外壳、它包括屏盘、颈部、和连接所述屏盘和颈部的漏斗形部分；
在所述屏盘内表面上的荧光屏；
悬挂的在所述屏盘中的荧光屏附近的荫罩；
电子枪，包括用于产生和聚焦三束一字式电子束的多个电极，装在所述颈部内；
偏转装置，它安装在所述漏斗部分与所述颈部之间的过渡区周围，用于按水平和垂直方向偏转所述三束电子束；
会聚焦正装置，包括设置于由所述偏转装置产生的偏转磁场中的三束一字式方向的电子束中每束电子束的相对边上的多个磁件；
所述多个磁件包括，设置于所述一字式方向的三束电子束中每个侧边电子束的颈壁边上的第一对磁件，和设置于所述一字式方向的三束电子束中的中心电子束的相对边上的第二对磁件；
所述多个磁件构成为能局部改变用于使所述偏转装置产生水平偏转的枕形偏转磁场朝桶形磁场变化，和局部改变用于使所述偏转装置产生垂直偏转的桶形磁场朝枕形磁场变化；
所述第一对磁件有其轴长大于所述第二对磁件的厚度的部分；
所述轴长是在包括所述一字式方向和彩色阴极射线管的纵长轴的平面中测得的。
12、按权利要求5的彩色阴极射线管，其中，
所述第一对和第二对磁件中各自的一个磁件彼此相对，第一和第二对磁件中各自的另一个磁件也彼此相对；
所述第一对磁件中的一个磁件的顶从第二对磁件中的一个磁件的顶沿垂直于所述一字式方向的方向朝外位移，所述第一和第二对磁件中各自所述的一个磁件的所述顶彼此相对；
所述第一对磁件中的另一个磁件的顶从第二对磁件中的另一个磁件的顶沿垂直于所述一字式方向的方向朝外位移，所述第一和第二对磁件中各自的所述另一磁件的所述顶彼此相对。
13、彩色阴极射线管包括：
真空外壳，它包括屏盘，颈部和连接所述屏盘和颈部的漏斗形部分；
在所述屏盘内表面上的荧光屏；
悬挂的在所述颈部内的荧光屏附近的荫罩，
电子枪，包括用于产生和聚焦三束一字式电子束的多个电极，它装在所述颈部内；
偏转装置，它安装在所述漏斗形部分与颈部之间的过渡区周围，用于按水平和垂直方向偏转所述三束电子束；
会聚校正装置，包括设置于由所述偏转装置产生的偏转磁场中的所述三束一字式方向电子束中每束电子束的相对边上的多个磁件；
所述多个磁件包括：设置于所述三束一字式方向电子束中每束侧边电子束的颈壁边上的第一对磁件，和设置于所述三束一字式方向的电子束中的中心电子束相对边上的第二对磁件；
所述多个磁件构成为局部改变用于使由所述偏转装置产生水平偏转的枕形偏转磁场朝桶形磁场变化，并局部改变用于使由所述偏转装置产生垂直偏转的桶形偏转磁场，朝枕形磁场变化；
在所述侧边电子束一例的第一对磁件比在中心电子束一例的磁件厚度薄。
14、按权利要求13的彩色阴极射线管，其中，
第一和第二对磁件中各自的一个磁件彼此相对，第一和第二对磁件中各自的另一个磁件也彼此相对；
第一对磁件中的一个磁件的顶从第2对磁件中的一个磁件的顶沿垂直于所述一字式方向的方向朝外位移，所述第一和第二对磁件中各自的一个所述磁件的所述顶彼此相对；
第一对磁件中的另一个磁件的顶从第二对磁件中的另一磁件的顶沿垂直于所述一字式方向的方向朝外位移，所述第一和第二对磁件中各自的所述另一磁件的所述顶彼此相对。
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