CN1185018A - 用于彩色阴极射线管电子枪中的聚焦电极系统 - Google Patents

Abstract

一种彩色阴极射线管电子枪中的聚焦电极系统,包括第一聚焦电极,加静态电压;第二聚焦电极,加与电子束偏转同步的动态电压;第二聚焦电极有在三个电子束通孔每个周边上下部分的内缘翻边部分的一端;有与在阳极一端单个电子束通孔相同的单个电子束通孔的另一端,第二聚焦电极内有与阳极内的静电场控制电极一样的静电场控制电极;中心电子束通孔上内缘翻边部分的尺寸与外侧各电子束通孔上内缘翻边部分的尺寸不同,从而调整第二聚焦电极和阳极间形成的主聚焦透镜的直径。

Description

用于彩色阴极射线管电子枪 中的聚焦电极系统

本发明涉及用于彩色电视机或高清晰度工业图像管中的电子枪，具体地说，涉及电子枪中的聚焦电极系统，通过调整动态四极透镜的功率，可校正在电子枪中主聚焦透镜的水平和垂直直径不同时产生的电子束畸变。

作为彩色阴极射线管中的一个部件，电子枪使在其内由阴极发射的三束电子束聚焦在阴极射线管内的涂敷有红、绿和蓝荧光材料的荧光屏上，产生荧光而形成像素。

图1表示一般的一字型电子枪的轴向剖视图，图2表示图1所示的主聚焦透镜的透视图。

参照图1和图2，电子枪1设有：用于形成电子束的三极管部分2，和用于聚焦电子束的主聚焦透镜部分3。三极管部分2设有：用于发射热电子的阴极4；用于控制热电子的控制电极5；和用于加速热电子的加速电极6。靠近三极管部分2安装的主聚焦透镜部分3设有聚焦电极系统7，该系统有：第一聚焦电极71，适合施加较低的静态电压；第二聚焦电极72，适合施加较高的动态电压；内缘翻边部分723，它位于三个电子束通孔722的每个圆周上面并相对于第一聚焦电极71的一端721的上下部分；和阳极8，它靠近第二聚焦电极72安装，适合施加正电压。

对上述电极施加相关电压，利用控制电极5和加速电极6对电子束进行控制和加速，达到预先拉伸。接着，利用在第一和第二聚焦电极71和72及内缘翻边部分723之间的电压差以及在第一和第二聚焦电极71和72之间形成的动态四极透镜的上下方向的发散力，在垂直方向上拉长电子束。然后，电子束由在第二聚焦透镜72和阳极8之间的电压差形成的主聚焦透镜会聚，利用正电压朝向荧光屏进行最后加速，并利用使电子束自会聚的偏转线圈产生的非均匀磁场偏转到荧光屏上的一定点。该非均匀磁场适合在水平方向上拉长电子束，在荧光屏上形成电子束光点在上下方向上有微小分散的图像的光晕。可是，如上所述，由于在入射主聚焦透镜前电子束已被动态四极透镜在垂直方向上拉长，所以要防止在射入主聚焦透镜后由非均匀磁场造成的电子束的水平拉长，以便在屏上形成完全为圆形的电子束光点。再有，由于主聚焦透镜的尺寸较大，所以在第二聚焦电极72和阳极8之间的主聚焦透镜能进一步减小球面像差，形成更清楚的电子束光点。一般来说，主聚焦透镜的尺寸与第二聚焦电极和阳极的对置端上的电子束通孔的尺寸成正比。

图2表示在第二聚焦电极72和阳极8的对置端上，形成电子束通孔725和825所构成的轨迹，适于通过三束电子束的公用的较大尺寸的电子束通孔725。为防止主聚焦透镜有大于垂直直径的水平直径，利用类似电子束通孔725和825的形状，把带有叶片(L-B透镜，下面称为静电场控制电极)91和92的较大孔透镜设置在第二聚焦电极72和阳极8的内部。各静电场控制电极在其中心设有电子束通孔911和921，并在其两端各自带有一定宽度的以垂直角度弯曲的叶片912和922。排布在三束电子束之间的各叶片912和922形成附加透镜，使主聚焦透镜的水平方向会聚强度增强，以防止主聚焦透镜有大于垂直直径的水平直径，从而能够形成三个较大尺寸的主聚焦透镜，各主聚焦透镜有小于用公知三个电子束通孔形成主聚焦透镜的球面像差。可是，当位于中心的主聚焦透镜的直径与位于外侧的主聚焦透镜的直径比较时，可以看出，位于中心的主聚焦透镜的实际有效直径与外侧的主聚焦透镜的直径是互不相同。

图3表示电子束发散角与主聚焦透镜外出口上的电子束半径的关系曲线，按照公知的方法，从中能够计算出主聚焦透镜的实际有效直径，其中，越靠近非畸变线(图3中的直线)，透镜的直径越大。按照曲线，计算的主聚焦透镜的直径的结果表明，位于中心CV与位于外侧SV的主聚焦透镜的直径在垂直方向上同为8mm，位于中心CH与位于外侧SH的主聚焦透镜的直径在水平方向上分别为7.5mm和7mm，位于外侧的水平直径SH小于位于中心的水平直径CH。这意味着位于外侧的水平直径SH比位于中心的水平直径CH受球面像差的影响大。在此情况下，当位于中心和位于外侧的主聚焦透镜的水平直径CH与SH及位于中心和位于外侧的主聚焦透镜的垂直直径CV与SV之间没有尺寸差时，如图4A所示，当把电子束偏转至荧光屏的3点钟或9点钟位置(后面称为“水平方向”)时，在荧光屏上测量水平方向和垂直方向上的电子束光点的电压，在水平方向没有变化，在垂直方向指数上升。如上所述，这是因为水平方向电压来自加有没有电压变化的静态电压的第一聚焦电极71，垂直方向电压来自加有依据电子束偏转量变化的动态电压的第二聚焦电极72的缘故。可是，如图4B所示，在位于外侧的主聚焦透镜的水平直径SH和垂直直径SV之间存在较大尺寸差的情况下，由于静电场控制电极91和92，当把电子束在荧光屏的水平方向上偏转时，即使第一聚焦电极71加有静态电压，同时垂直方向电压指数地上升，但在荧光屏上测量电子束的水平方向电压是逐渐上升的。图4C表示在水平方向上因外电子束水平过会聚造成的光晕。光晕对荧光屏周边上的分辨率有不利的影响。

因此，本发明致力于提供能够基本消除现有技术中存在的几个问题的阴极射线管电子枪中的聚焦电极系统。

本发明的目的在于提供用于阴极射线管电子枪中的聚焦电极系统，当主聚焦透镜的水平和垂直直径不同时，该系统能够防止产生电子束畸变。

在下面的说明中将提出本发明的特征和优点，根据下面的说明，还将进一步明白和了解本发明。利用说明中特别指出的结构和权利要求及附图，可实现本发明的目的和获得其他优点。

为实现本发明的这些和其他优点和目的，概要和概括的说明如下，聚焦电极系统包括：第一聚焦电极，适合施加静态电压；第二聚焦电极，适合施加与电子束偏转同步的动态电压；第二聚焦电极包括，带有内缘翻边部分的一端，内缘翻边部分位于三个电子束通孔的每个周边的上下部分；和带有单个电子束通孔的另一端，该电子束通孔与在阳极一端上的单个电子束通孔相同，并且在第二聚焦电极内设有与设置在阳极内部的静电场控制电极一样的静电场控制电极；其特征在于，位于该一端中心的电子束通孔上的内缘翻边部分的尺寸与位于该一端外侧的各电子束通孔上的内缘翻边部分的尺寸不同，从而能够调整在第二聚焦电极和阳极之间形成的主聚焦透镜的直径。

应该指出，上述的一般论述和下面的详细说明都是举例和解释性的，本发明的进一步解释如权利要求所述。

本说明书中有包括进一步说明本发明的附图，它们作为本说明书的一部分，与本发明的实施例一起解释和说明本发明，其中：

图1是表示一字型电子枪的轴向剖视图；

图2是表示图1所示的主聚焦透镜部分的透视图；

图3是表示在主聚焦透镜外侧电子束发散角与电子束半径的关系曲线图，其中，主聚焦透镜的有效直径能够依据公知的方法计算；

图4A是表示在主聚焦透镜中没有畸变的情况下在荧光屏上测量水平方向电子束的电压变化曲线；

图4B是表示在主聚焦透镜外侧有畸变的情况下在荧光屏上测量水平方向电子束的电压变化曲线；

图4C是表示因外侧电子束的水平过会聚引起的水平光晕的示例；

图5A是表示依据本发明第二实施例的用于阴极射线管电子枪中的聚焦电极系统的轴向剖视图；

图5B是表示沿图5A中的I-I线剖视本发明第一实施例的聚焦电极系统的剖视图；

图6是表示在固定中心内缘翻边部分宽度和中心及外侧内缘翻边部分长度时、在荧光屏上测量的随外侧内缘翻边部分宽度的改变在水平方向上电子束电压的变化的曲线。

下面，参照示意性附图，详细说明本发明的优选实施例，图5A是表示依据本发明第二实施例的用于阴极射线管电子枪聚焦电极系统的轴向剖视图，图5B是表示沿图5A中的I-I线剖视本发明第一实施例的聚焦电极系统的剖视图。由于本发明除常规第二聚焦电极上的内缘翻边部分外，没有结构上的变化，所以对相同的部分标以相同的标号，并省略对相同部分的说明。

在依据本发明的用于彩色阴极射线管电子枪中的聚焦电极系统7中，使内缘翻边部分723的尺寸在中心内缘翻边部分723C和外侧内缘翻边部分723S有所不同，以使在的第一和第二聚焦电极71和72之间形成相互不同的动态四极透镜强度，形成相同尺寸的外侧主聚焦透镜的水平直径SH和垂直直径SV。也就是说，当适当限定外侧内缘翻边部分723S尺寸的情况下，利用外侧内缘翻边部分723S尺寸与中心内缘翻边部分723尺寸不同，调整垂直方向中外侧电子束发散作用的衰减，能够使由静电场控制电极91和92形成的外侧主聚焦透镜的水平直径SH和垂直直径SV相同。依据下面的方法，能够求出内缘翻边部分723C和723S的适当尺寸，和各内缘翻边部分723C或723S的宽度及长度。其中，内缘翻边部分723C或723S的宽度是由内缘翻边部分723C或723S的弧度形成的在电子束通孔722中心上的角度α或β，位于外侧的各内缘翻边部分的角度等于位于中心的内缘翻边部分角度的86～92％，内缘翻边部分723C或723S的长度le或ls是从第二聚焦电极72的端面721至向第一聚焦电极71突出的内缘翻边部分723C或723S的自由端的距离。图5B中所示的本发明第一实施例的聚焦电极系统，在第二聚焦电极72中电子束通孔722的上部和下部上的内缘翻边部分723S的宽度窄于中心内缘翻边部分723C的相同部分。能够用下面的方法求出本实施例中内缘翻边部分723C或723S的最佳宽度。由于利用由常规静电场控制电极形成的中心主聚焦透镜使电子束几乎不畸变，所以通常要减小外侧内缘翻边部分723S的宽度，同时固定中心内缘翻边部分723C的宽度和中心及外侧内缘翻边部分723C和723S的长度le和ls，直至求出使电子束光点不畸变的宽度。例如，当中心内缘翻边部分723C的角度α固定在70°，中心和外侧内缘翻边部分723C和723S两者的长度lc和ls固定为0.7mm时，最佳宽度，即内缘翻边部分723S的最佳角度β为60°-65°。图6是表示随外侧内缘翻边部分723S宽度的改变，同时固定中心内缘翻边部分723C的宽度和中心及外侧内缘翻边部分723C和723S的长度lc和ls时，在荧光屏上测量的在水平方向电子束的电压变化曲线。从经验得知，当考虑组装误差时，±50V数量级的变化对荧光屏周边上的分辨率没有明显影响。

图5A是表示依据本发明第二实施例的用于阴极射线管电子枪中的聚焦电极系统的轴向剖视图，其中外侧内缘翻边部分723S的长度ls比中心内缘翻边部分723C的长度短，外侧各内缘翻边部分的长度等于中心内缘翻边部分长度的86～92％。利用与第一实施例相同的方法，可求出内缘翻边部分的最佳长度。在本实施例的情况下，通过改变外侧内缘翻边部分723S的长度ls，能够求出在该长度上外侧电子束光点不呈现畸变的长度ls，同时把中心内缘翻边部分的角度α和外侧内缘翻边部分的角度β均相互固定在70°，中心内缘翻边部分723C的长度lc固定在0.7mm。得到的长度ls在0.6～0.65mm的范围内。当改变外侧内缘翻边部分723S的长度ls并保持中心内缘翻边部分723C的宽度和长度lc是恒定的同时，在荧光屏上测量电子束光点的水平电压变化趋势几乎与在第一实施例中改变内缘翻边部分角度α和β时在荧光屏上测量电子束光点的水平电压变化趋势相同。

可以看出，虽然在本发明的第一和第二实施例中仅调整了外侧内缘翻边部分的宽度和长度，但显然依据本发明的第一和第二实施例的设计条件，还能够同时调整外侧内缘翻边部分的宽度和长度。

显然，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明精神或范围的情况下，能够对本发明的用于彩色阴极射线管电子枪中的聚焦电极系统进行各种改进和变更。因此，应该指出，对本发明的改进和变更均包括在本发明的权利要求及其等同物中。

Claims (8)

1.一种用于彩色阴极射线管电子枪中的聚焦电极系统，它包括：

第一聚焦电极，适合施加静态电压；

第二聚焦电极，适合施加与电子束的偏转同步的动态电压，

该第二聚焦电极包括，

带有内缘翻边部分的一端，该内缘翻边部分位于三个电子束通孔的每个周边的上和下部分，和

带有单个电子束通孔的另一端，该电子束通孔与在阳极一端上的单个电子束通孔相同，并且在第二聚焦电极内设有与设置在阳极内部的静电场控制电极一样的静电场控制电极；

该聚焦电极系统的特征在于，

位于该一端中心的电子束通孔上的内缘翻边部分的尺寸与位于该一端外侧的各电子束通孔上的内缘翻边部分的尺寸不同，从而能够调整在第二聚焦电极和阳极之间形成的主聚焦透镜的直径。

2.如权利要求1所述的聚焦电极系统，其中，位于外侧的各内缘翻边部分的尺寸小于位于中心的内缘翻边部分的尺寸。

3.如权利要求2所述的聚焦电极系统，其中，由在外侧的所述内缘翻边部分的弧度构成的在外侧各电子束通孔中心上的角度小于该一端中心的所述内缘翻边部分的弧度构成的在中心的电子束通孔中心上的角度。

4.如权利要求3所述的聚焦电极系统，其中，位于外侧的各内缘翻边部分的角度等于位于中心的内缘翻边部分角度的86～92％。

5.如权利要求4所述的聚焦电极系统，其中，位于外侧的各内缘翻边部分的角度为60°～65°，位于中心的内缘翻边部分的角度为70°。

6.如权利要求2所述的聚焦电极系统，其中，位于外侧的各内缘翻边部分自由端的长度短于位于中心的内缘翻边部分自由端的长度。

7.如权利要求6所述的聚焦电极系统，其中，位于外侧的各内缘翻边部分的长度等于位于中心的内缘翻边部分长度的86～92％。

8.如权利要求7所述的聚焦电极系统，其中，位于外侧的各内缘翻边部分的长度为0.6～0.65mm，位于中心的内缘翻边部分的长度为0.7mm。

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