CN1195182A - 彩色布老恩管 - Google Patents

Abstract

电子枪17配有在第二栅极G2和第三栅极G3之间外加与偏转系统产生的偏转磁场同步的动态变化电压的辅助栅极SG。而且,由第二栅极G2、辅助栅极SG和第三栅极G3,形成具有垂直方向的聚焦力比水平方向的聚焦力强的象散性那样的电子透镜。再有,通过在辅助栅极SG上外加的电压,可动态地变化该电子透镜的象散性强度。

Description

彩色布老恩管

本发明涉及彩色布老恩管，特别涉及减轻荧光屏周边部分束点形状的椭圆失真、显示高质量图象的彩色布老恩管。

一般来说，一字形彩色布老恩管配有沿由通过同一平面上的中心束和一对边束构成的水平方向排成一列的发射三束电子束的一字型电子枪。由该一字型电子枪发射的三束电子束通过偏转系统产生的非均匀磁场，即在水平方向上形成的枕形偏转磁场和在垂直方向上形成的桶形偏转磁场在荧光屏上自会聚。

作为这种一字型电子枪，有各种形式，其中的一种称为动态象散校正和聚焦方式电子枪。如图1所示，这种动态象散校正和聚焦方式电子枪配有从在水平方向排成一列的三个阴极K朝向荧光屏的方向依次排列的第一栅极G1、第二栅极G2、有G3-1和G3-2两段的第三栅极组件G3和第四栅极G4。各栅极G1至G4有与在水平方向上排成一列的三个阴极K对应的在水平方向上排成一列的三个电子束通孔。

在该电子枪中，对各阴极K施加约150V的电压，并把第一栅极G1接地。此外，对第二栅极G2施加约700V的电压，对第三栅极G3的第一段G3-1施加约6kV的电压，对第三栅极G3的第二段G3-2施加约6kV的电压。对第四栅极G4施加约26kV的高电压。

通过外加这样的电压，在阴极K、第一栅极G1和第二栅极G2中，构成发射电子束的电子束发射部分，形成对应后述的主透镜的虚物点。在第二栅极G2和第一段G3-1上，形成使由电子束发射部分发射的电子束预聚焦的预聚焦透镜。在第二段G3-2和第四栅极G4上，形成把预聚焦的电子束最终聚焦在荧光屏上的主透镜。

在该电子枪中，当电子束不偏转，朝向荧光屏的中心时，在第一段和第二段上外加相同电位的电压，通过预聚焦透镜和主透镜，把从电子束发射部分发射的电子束在荧光屏的中心聚焦。

此外，在利用偏转系统向荧光屏周边部分偏转电子束的情况下，按照电子束的偏转量，在第二段G3-2上，施加预先设定的电压。该电压以顺序上升的抛物线状变化，在电子束向荧光屏中心聚焦时变得最低，在电子束向荧光屏角部偏转时变得最高。在上述电子束向荧光屏角部偏转的情况下，第二段G3-2与第四栅极G4的电位变得最低，上述主透镜的强度变得最弱。同时，利用第一段G3-1与第二段G3-2之间产生的电位差，形成四极透镜，使该透镜强度变得最强。设定该四极透镜，使其形成水平方向聚焦、垂直方向发散。该四极透镜校正电子光学上因电子束到达荧光屏的距离增大而产生的散焦，此外，它还校正因偏转系统的枕形偏转磁场和桶形偏转磁场产生的偏转象差。

但是，如图2A所示，在装有通常的一字型电子枪的一字形彩色布老恩管中，由于不能充分校正偏转象差，所以存在下列问题：到达荧光屏中心部分的电子束束点B1实际上为圆形，而被偏转在荧光屏周边部分的电子束束点B2在水平方向上呈长椭圆的失真。也就是说，束点B2形成有水平方向变宽的椭圆形高亮度的核部分1和在核部分1的周边垂直方向上变宽的低亮度的晕圈(halo)部分2。

对于此问题，上述动态象散校正和聚焦方式电子枪，通过校正上述偏转象差象图2B所示那样消除被偏转到荧光屏周边部分的电子束B2的晕圈部分2，使整个荧光屏上的电子束聚焦。但是，即使是这种电子枪，在荧光屏水平轴H的端部、对角轴的端部，残留有束点B2纵向压扁的椭圆失真。为此，会产生因与荫罩的电子束通孔干扰引起的摩尔条纹，致使以束点构成的图象画质降低的问题。

作为对策，如图1所示，在第二栅极G2与第一段G3-1相对的一侧形成纵向槽，减弱在第二栅极G2和第一段G3-1中形成的预聚焦透镜水平方向H的聚焦作用，并增强垂直方向V的聚焦作用，使对应主透镜的水平方向H的虚物点直径缩小，并使垂直方向V的虚物点直径扩大。由此，扩大到达荧光屏的电子束束点的垂直直径，从而缓和荧光屏周边上电子束的椭圆失真，减轻摩尔条纹。

可是，在这种方法中，如图2C所示，在第二栅极G2上形成的纵向槽越深，就越能缓和荧光屏周边部分束点B2的椭圆失真，但在荧光屏中心部分的束点B1的垂直直径经扩大成为纵向形，于是荧光屏中心部分的清晰度劣化。

也就是说，如果重视荧光屏中心部分显示图象的易见性，那么荧光屏周边部分上的图象会劣化，而如果重视荧光屏周边部分显示图象的易见性，那么荧光屏中心部分的图象就会劣化。也就是说，在现有技术中，存在不得不对整个荧光屏进行妥协设计的问题。

因此，为了使彩色布老恩管的画质良好，就必须使在荧光屏整个面上良好地保持电子束的聚焦特性，并且抑制电子束束点的椭圆失真。在以往的动态象散校正和聚焦方式电子枪中，使主透镜强度与偏转电流同步地变化，同时，形成四极透镜，从而能够消除因偏转象差引起的电子束垂直方向的晕圈部分，使在荧光屏整个面上的聚焦成为可能。

但是，荧光屏周边部分上束点的横向长度压扁的椭圆失真较显著。为了缓和荧光屏周边部分束点的椭圆失真，如果在第二栅极G2上形成纵向的深槽，那么因荧光屏中心部分上束点的垂直直径的扩大而使清晰度劣化。

本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供在荧光屏整个面上良好地保持电子束的聚焦特性，并在荧光屏整个面上抑制电子束束点的椭圆失真的彩色布老恩管。

按照本发明(权利要求1)，提供一种彩色布老恩管，有电子枪和偏转系统，该电子枪包括：电子束发射部分，由阴极、与该阴极依次邻接的以预定间隔分开排列的第一栅极和第二栅极形成，同时还从所述阴极侧发射沿水平方向排成一列的三束电子束；预聚焦透镜，由所述第二栅极和与所述第二栅极邻接的以预定间隔分开排列的第三栅极形成，同时预聚焦从所述电子束发射部分发射的电子束；和主透镜，由所述第三栅极和与所述第三栅极邻接的以预定间隔分开排列的至少一个栅极形成，同时把通过所述预聚焦透镜预聚焦的电子束最终聚焦在荧光屏上；该偏转系统产生在水平方向上偏转由电子枪发射的电子束的枕形水平偏转磁场和在垂直方向上偏转所述电子束的桶形垂直偏转磁场；

其特征在于，所述电子枪配有辅助栅极，排列在所述第二栅极与第三栅极之间，伴随所述第二栅极和第三栅极形成具有垂直方向的聚焦力比水平方向聚焦力强的象散性的电子透镜，

通过外加与所述偏转系统产生的磁场同步的动态变化的电压，所述辅助栅极可动态地改变所述电子透镜的象散性。

此外，按照本发明(权利要求6)，提供一种彩色布老恩管，有电子枪和偏转系统，电子枪包括：电子束发射部分，由阴极、与该阴极依次邻接的以预定间隔分开排列的第一栅极和第二栅极形成，同时还从所述阴极侧发射沿水平方向排成一列的三束电子束；预聚焦透镜，由第二栅极和与所述第二栅极邻接的以预定间隔分开排列的第三栅极形成，同时预聚焦从所述电子束发射部分发射的电子束；和主透镜，由所述第三栅极和与第三栅极邻接的以预定间隔分开排列的至少一个栅极形成，同时把通过所述预聚焦透镜预聚焦的电子束最终聚焦在荧光屏上；该偏转系统产生在水平方向上偏转由电子枪发射的电子束的枕形水平偏转磁场和在垂直方向上偏转所述电子束的桶形垂直偏转磁场；

其特征在于，所述电子枪有沿在第二栅极和第三栅极之间形成的电位分布的等电位面设置的辅助栅极，在该辅助栅极上，形成非圆形的电子束通孔，在所述辅助栅极上外加的电压是与供给偏转系统的偏转电流同步的动态变化的电压，在电子束到达所述荧光屏中心部分无偏转时，为与配置所述辅助栅极的等电位面电位相当的预定电平的电压，在电子束向所述荧光屏的周边部分偏转时，为随着电子束偏转量的增大，增加与所述预定电平电压之差的电压。

图1是示意性表示现有电子枪结构的水平剖视图。

图2A至2C是说明由现有电子枪产生的在荧光屏上电子束的椭圆失真和晕圈的图。

图3是示意性表示本发明彩色布老恩管结构的水平剖视图。

图4是示意性表示适用于图3所示的彩色布老恩管中的动态象散校正和聚焦方式电子枪结构的水平剖视图。

图5是表示在图4所示的电子枪中采用的辅助栅极结构的透视图。

图6A是表示与供给偏转系统的水平偏转电流同步有施加于图5所示的辅助栅极上的外加电压图。

图6B是表示与供给偏转系统的垂直偏转电流同步且施加于辅助栅极上的外加电压图。

图7A是表示经由图4所示电子枪的第二栅极至第三栅极形成的无偏转时的电位分布图。

图7B是表示在从图4所示的电子枪中除去辅助栅极的情况下，经由电子枪第二栅极至第三栅极形成的电位分布图。

图8是表示经由图4所示电子枪的第二栅极至第三栅极形成的偏转时的电位分布图。

图9是表示在本发明彩色布老恩管的荧光屏上电子束束点形状的图。

图10是表示在图4所示的电子枪中采用的辅助栅极的另一结构的透视图。

图11A是表示与供给偏转系统的水平偏转电流同步且施加于图10所示的辅助栅极上的外加电压图。

图11B是表示与供给偏转系统的垂直偏转电流同步且施加于图10所示的辅助栅极上的外加电压图。

图12是表示把图11A和图11B所示的电压加在辅助栅极上时，经由第二栅极至第三栅极形成的无偏转时和偏转时的电位分布图。

图13是示意性表示在图3所示的彩色布老恩管中采用的四重电位聚焦型双聚焦方式电子枪结构的水平剖视图。

下面，参照附图，说明本发明的彩色布老恩管的实施例。

图3示意性表示作为本发明彩色布老恩管一例的一字形彩色布老恩管结构的剖视图。

该彩色布老恩管有由实际为矩形形状的屏盘10和漏斗状的锥体11构成的外壳。在该屏盘10的内面，设有分别发红、绿、蓝光的点状的三色荧光层构成的荧光屏12。此外，在屏盘10的内侧，与荧光屏12相对，设有荫罩13。另一方面，在锥体11的管颈15内，装有发射排成一列的三束电子束的电子枪17，该三束电子束由通过同一水平面的中心束16G和一对边束16B、16R构成。再有，在锥体11的大直径部分18与管颈15的交界部分附近的外侧，装有产生枕形水平偏转磁场和桶形垂直偏转磁场的偏转系统20。而且，由电子枪17发射的三束电子束16B、16G、16R由在锥体11的外侧安装的偏转系统20产生的水平和垂直偏转磁场偏转，对荧光屏12水平和垂直扫描，从而显示彩色图象。

图4表示在图3所示的彩色布老恩管中采用的发射三束电子束的动态象散校正和聚焦方式电子枪结构的示意图。

如图4所示，该电子枪有：水平方向即H轴方向上排成一列的三个阴极K；分别加热这些阴极K的三个灯丝(图中未示)；从阴极K沿管轴方向即Z轴方向朝向荧光屏方向以预定间隔依次分开排列的第一栅极G1至第四栅极G4。第三栅极G3有沿Z轴方向依次排列的第一段G3-1和第二段G3-2。此外，在第二栅极G2与第一段G3-1之间装有辅助栅极SG。

第一栅极G1和第二栅极G2为板状电极，在其板面内，在分别对应三个阴极K的水平方向上，形成排成一列的三个略呈圆形的电子束通孔。第三栅极G3的第一段G3-1和第二段G3-2为柱状电极，在相对于邻接栅极的面上分别与三个阴极K对应，沿水平方向形成排成一列的三个略呈圆形的电子束通孔。第四栅极G4为帽状电极，在相对于邻接栅极的面上分别与三个阴极K对应，沿水平方向形成排成一列的三个略呈圆形的电子束通孔。

如图5所示，辅助栅极SG为板状电极，在其板面上，沿水平方向形成排成一列的分别对应三个阴极K的三个非圆形的电子束通孔SGr、 SGg、SGb。形成这三个电子束通孔SGr、SGg、SGb，使其沿水平方向即H轴方向的直径大于沿垂直方向即V轴方向的直径。在图5所示的例中，这三个电子束通孔SGr、SGg、SGb为横向长孔，以H轴方向为长边、V轴方向为短边长方形地形成。

在该电子枪17中，在各阴极K上外加约150V的电压，并把第一栅极G1接地，在第二栅极G2上外加约700V的电压。在第三栅极G3的第一段G3-1上外加约6kV的电压。在第三栅极G3的第二段G3-2上，按照电子束的偏转量外加电压。也就是说，在第二段G3-2上，外加随着偏转量增大依次增大的抛物线状电压，当电子束不被偏转而朝向荧光屏的中心部分时，外加最低的基准电压，即外加与在第一段G3-1上外加电压相同的约6kV的电压；而当电子束向荧光屏的角部偏转时外加变为最高的电压。在第四栅极G4上，外加约26kV的电压。

在辅助栅极SG上，外加与偏转系统产生的偏转磁场同步的动态变化的电压。也就是说，如图6A和图6B所示，在辅助栅极SG上，外加以使第二栅极G2至第三栅极G3的电子束通孔的中心轴上的电位分布与双电位型电子透镜相等的电压3为基准电压，与水平偏转电流4H和垂直偏转电流4V同步的抛物线状下降的电压5H、5V。在电子束朝向荧光屏中心部分无偏转时，该电压变为与基准电压3相同的最高电压，当电子束向荧光屏的周边部分偏转时，该电压随着偏转量的增大由最高电压变为抛物线状下降的电压。

通过外加上述电压，利用阴极、第一栅极G1和第二栅极G2发射电子束，并且构成形成相对主透镜物点的电子束发射部分。通过第二栅极G2、辅助栅极SG和第三栅极G3，形成使从电子束发射部分发射的电子束预聚焦的预聚焦透镜。通过第三栅极G3和第四栅极G4，形成使预聚焦的电子束最终聚焦在荧光屏上的主透镜。

此外，在第三栅极G3中，当电子束朝向荧光屏中心部分无偏转时，第一段G3-1和第二段G3-2上分别外加6kV的电压，在两段之间未产生电位差。此外，在第三栅极G3中，当电子束向荧光屏的周边部分偏转时，由于在第一段G3-1上外加6kV的电压，另一方面在第二段G3-2上外加按照电子束偏转量抛物线状变化的电压，因而两段之间产生电位差，形成校正因偏转系统引起的偏转象差的四极透镜。该四极透镜设定为沿H轴方向有聚焦性、沿V轴方向有发散性。

下面，对在辅助栅极SG上的外加电压进行更详细的说明。

首先，当电子束朝向荧光屏中心部分无偏转时，设定在辅助栅极SG上的外加电压，使得第二栅极G2至第三栅极G3的电子束通孔中心轴O上电位分布与双电位型电子透镜相同。

图7A表示无偏转时在第二栅极G2至第三栅极G3的电子束通孔中心轴O上的电位分布图，图7B表示从图7A中除去辅助栅极SG时的电位分布图。

在图7B中，用虚线表示图7A中辅助栅极SG的位置。如图7B所示，在未设置辅助栅极SG的情况下，由第二栅极G2和第三栅极G3形成的预聚焦透镜为旋转对称的双电位型电子透镜，不具有象散性。此时，如果在辅助栅极SG排列于用虚线表示的位置上而产生的等电位面的电位比如为1500V，在图7A中辅助栅极SG上外加电压为1500V，那么就能够使在第二栅极G2和第三栅极G3之间产生的电子束通孔中心轴O上的电位分布与图7B所示的双电位型电子透镜相同。

也就是说，设置辅助栅极SG，以便在第二栅极G2和第三栅极G3之间，按未配置辅助栅极SG状态形成的电子束通孔的中心轴O上的电位分布不被弄乱。换句话说，沿在第二栅极G2和第三栅极G3之间形成的电位分布中的预定等电位面配置辅助栅极SG，在辅助栅极SG上，外加与配置位置的等电位面的电位相等的电压。

因此，如图7A和图7B所示，电子束通孔中心轴O上的电位分布在配置辅助栅极SG的情况下和未配置辅助栅极SG的情况下等价。而且，利用第二栅极G2、辅助栅极SG和第三栅极G3形成的预聚焦透镜与不具有象散性的旋转对称的双电位型电子透镜等价。

因此，在无偏转时，电子枪主透镜对应的虚物点直径在水平方向和垂直方向上同时变大，最终，由主透镜聚焦的到达荧光屏中心部分的电子束束点形状变为圆形。

另一方面，当电子束向荧光屏的周边部分偏转时，在辅助栅极SG上的外加电压按比无偏转时低的电压设定。换句话说，在辅助栅极SG上，外加比辅助栅极SG配置位置上的等电位面电位低的电压。因此，如图8的实线所示，在第二栅极G2和第三栅极G3的电子束通孔中心轴O上的电位分布中，辅助栅极SG附近的电位变得比用虚线表示的无偏转时的电位低。

更具体地说，如果辅助栅极SG于配置位置产生的等电位面的电位比如为1500V，那么向辅助栅极SG外加电压按低于无偏转时电压来设定，例如设定为1000V。

如上所述，在该辅助栅极SG上，外加与偏转系统产生的偏转磁场同步的动态变化的电压。也就是说，在辅助栅极SG上，如图6A和图6B所示，以在辅助栅极SG的配置位置上产生的等电位面相当的电位的电压3为基准电压，外加与水平偏转电流4H和垂直偏转电流4V同步、随电子束的偏转量增大抛物线状地下降的电压5H、5V。换句话说，在辅助栅极SG上，无偏转时，外加作为最高电压的与基准电压相当的电压3，在偏转时，外加在电子束的偏转量增大的同时下降的电压，在荧光屏周边部分偏转电子束时外加最小的电压。

在偏转时，如果把抛物线状下降的电压外加在辅助栅极SG上，那么由于在使第二栅极G2与辅助栅极SG的电位差变小的同时，还使辅助栅极SG与第三栅极G3的电位差变大，所以用辅助栅极SG与第三栅极G3形成的电子透镜的作用变得更易支配。结果，利用第二栅极G2、辅助栅极SG和第三栅极G3形成的预聚焦透镜的水平方向的聚焦力变得比垂直方向的聚焦力强，变为保持负象散性非旋转对称透镜。即垂直方向的电位分布与水平方向的电位分布变得非对称。因此，对于电子束主透镜的虚物点直径变得比无偏转时的水平方向直径小，而垂直方向直径变大。此外，与无偏转时比较，电子束的发散角水平方向上扩大，垂直方向上缩小。

用第三栅极G3的第一段G3-1、第二段G3-2和第四栅极G4形成的主透镜最终聚焦穿过这样的预聚焦透镜的电子束，达到荧光屏。

此时，在第二段G3-2上，由于外加与提供给偏转系统的偏转电流同步、随电子束的偏转量变大而抛物线状上升的电压，所以与无偏转时比较，由第二段G3-2和第四栅极G4形成的主透镜强度变弱，校正了到达荧光屏的到达距离的增大部分。同时，利用第一段G3-1和第二段G3-2，形成具有正象散性即水平方向的聚焦力比垂直方向的聚焦力强的象散性的四极透镜，校正偏转象散性与预聚焦透镜产生的负象散性产生的电子束的发散角的变化。

结果，用主透镜最终聚焦的到达荧光屏的电子束变为沿水平方向、垂直方向同时在荧光屏上成象，通过用预聚焦透镜接收的负象散性，虚物点的水平方向缩小，荧光屏上的电子束束点的水平直径被缩小，此外，虚物点的垂直方向扩大，荧光屏上的电子束点的垂直直径被扩大。

结果，如图9所示，缓和了到达荧光屏周边部分电子束束点的椭圆失真，使获得略圆形的束点成为可能。此外，使整个画面电子束的聚焦状态均匀变得可能，使显示良好质量的图象成为可能。

在上述实施例中，虽说明了在辅助栅极SG上形成的电子束通孔为横向长的非圆形的情况，但并不仅限于此。

也就是说，如图10所示，作为板状电极的辅助栅极SG在其板面上对应三个阴极K形成在H轴方向上排成一列的三个纵长的非圆形的电子束通孔SGr、SGg、SGb。这三个电子束通孔SGr、SGg、SGb形成为H轴方向的尺寸小于V轴方向的尺寸那样的纵长的长方形。

如图11A和图11B所示，在该辅助栅极SG中，以与辅助栅极SG配置位置上产生的等电位面的电位相当的电压3作为基准电压，外加与水平偏转电流4H和垂直偏转电流4V同步、随电子束偏转量增大而抛物线状地增大的电压6H、6V。换句话说，在辅助栅极SG上，无偏转时，外加与基准电压3相等的最低电压，在偏转时，外加随电子束的偏转量增大同时上升的电压，在荧光屏周边部分偏转电子束时外加最大的电压。

因此，第二栅极G2至第三栅极G3的电子束通孔中心轴O上的电位分布就变得如图12所示那样。也就是说，无偏转时，变成用虚线表示的电位分布，偏转时，变成用实线表示的电位分布，在辅助栅极SG附近，变成比无偏转时高的电位。

结果，在偏转时，与无偏转时比较，第二栅极G2与辅助栅极SG的电位差变大，同时辅助栅极SG与第三栅极G3的电位差变小。因此，由第二栅极G2和辅助栅极SG形成的电子透镜的作用变得更易支配。因此，用第二栅极G2、辅助栅极SG和第三栅极G3形成的预聚焦透镜的水平方向的聚焦力变得比垂直方向的聚焦力强，变为具有负象散性的非旋转对称透镜，从而能够获得同样的效果。

下面，以采用QPF(四重电位聚焦，Quadruple Potential Focus)型双聚焦方式的电子枪为例说明上述发明的特征。

图13表示在图3所示的彩色布老恩管中发射三束电子束的QPF型双聚焦方式的电子枪结构的示意图。

如图13所示，该电子枪17有在H轴方向上排列的三个阴极K、分别加热这些阴极的三个灯丝(图中未示出)、和从阴极K沿Z轴方向向荧光屏方向依次以预定间隔分开的第一栅极G1至第六栅极G6。第五栅极G5有从第四栅极G4沿Z轴方向依次排列的第一段G51、第二段G52和第三段G53。此外，在第二栅极G2与第三栅极G3之间，配置辅助栅极SG。

第一栅极G1、第二栅极G2、第三栅极G3、第四栅极G4和第五栅极G5的第二段G52为板状电极，在其板面上，形成分别与三个阴极K对应的沿水平方向排成一列的三个略呈圆形的电子束通孔。第五栅极G5的第一段G51和第三段G53为柱状电极，在与相邻栅极相对的面上，形成分别与三个阴极K对应的沿水平方向排成一列的三个略呈圆形的电子束通孔。第六栅极G6为帽状电极，在与相邻栅极相对的面上，形成分别与三个阴极K对应的沿水平方向排成一列的三个略圆形的电子束通孔。

如图5所示，辅助栅极G2S为板状电极，在其板面上，形成分别与三个阴极K对应的沿水平方向排成一列的三个非圆形的电子束通孔SGr、SGg、SGb。这三个电子束通孔SGr、SGg、SGb形成为H轴方向的直径大于V轴方向的直径。在图5所示的例中，这三个电子束通孔SGr、SGg、SGb为横向长孔，形成为H轴方向为长边、V轴方向为短边的长方形。

在该电子枪17中，在各阴极K上外加约150V的电压，把第一栅极G1接地，在第二栅极G2上外加约800V的电压。在第三栅极G3上外加约6kV的电压。把第四栅极G4在管内与第二栅极G2连接，外加约800V的电压。把第五栅极G5的第二段G52在管内与第三栅极G3连接，外加约6kV的电压。把第五栅极G5的第一段G51与第三段G53在管内连接。在第一段G51和第三段G53上，外加以在第二段G52上外加的约6kV的电压为基准电压、与偏转系统产生的偏转磁场同步的动态变化的电压，即外加与水平偏转电流和垂直偏转电流同步的抛物线状地增大的电压。在第六栅极G6上，外加约26kV的电压。

在辅助栅极G2S上，外加与偏转系统产生的偏转磁场同步的动态变化的电压。也就是说，在辅助栅极G2S上，如图6A和图6B所示，以在第二栅极G2上外加的电压3为基准电压，外加与水平偏转电流4H和垂直偏转电流4V同步的抛物线状地下降的电压5H、5V。

通过外加上述电压，利用阴极、第一栅极G1和第二栅极G2发射电子束，并且构成形成相对主透镜物点的电子束发射部分。通过第二栅极G2、辅助栅极G2S和第三栅极G3，形成使从电子束发射部分发射的电子束预聚焦的预聚焦透镜。通过第三栅极G3、第四栅极G4和第五栅极G5的第一段G51，形成进一步预聚焦的预聚焦电子束的子透镜。通过第五栅极G5的第一至第三段G51、G52、G53，形成校正偏转象差的四极透镜。通过第五栅极G5的第三段G53和第六栅极G6，形成把电子束最终聚焦在荧光屏上的主透镜。

在该电子枪中，无偏转时，电子束通过预聚焦透镜进行预聚焦。这种情况下，在辅助栅极G2S上，由于形成水平方向直径比垂直方向直径大的非圆形的电子束通孔，所以电子束承受较弱的负象散性，即承受垂直方向聚焦力比水平方向聚焦力强的象散性。因此，对应主透镜的水平方向的虚物点直径缩小，水平方向的发散角扩大。

而且，通过该预聚焦透镜预聚焦的电子束由子透镜进一步预聚焦。在这种情况下，在第五栅极G5的三段G51、G52、G53之间，由于形成电子透镜，由子透镜预聚焦的电子束通过三段G51、G52、G53，然后由主透镜最终聚焦，向荧光屏的中心发射。

结果，如图9所示，向荧光屏的中心发射的电子束束点因较弱的负象散性在垂直方向变为稍稍纵长的略圆形。

由此，在偏转时，电子束用预聚焦透镜进行预聚焦。这种情况下，由于在辅助栅极G2S上外加的电压随偏转量增大比无偏转时的电压还小，所以电子束承受较强的负象散性。因此，与无偏转时相比，对应主透镜的水平方向的虚物点直径更小，垂直方向的虚物点直径则更扩大。此外，与无偏转时相比，水平方向的发散角扩大，垂直方向的发散角缩小。

而且，由该预聚焦透镜聚焦的电子束通过子透镜进一步预聚焦。此时，在第五栅极G5的第一段G51和第三段G53上，由于外加以在第二段G52上外加的电压为基准电压的随偏转量增大的电压，所以通过第一至第三段G51、G52、G53，电子束承受正象散性，即承受水平方向聚焦力强于垂直方向聚焦力的象散性。由此，电子束通过预聚焦透镜来校正发散角，并且接受校正偏转象差的作用。其后，电子束由主透镜最终聚焦，向荧光屏周边部分入射。

向荧光屏周边部分入射的电子束的束点，由于通过辅助栅极G2S造成的较强的负象散性，水平方向的虚物点缩小，所以水平方向直径缩小。另一方面，通过垂直方向虚物点直径的扩大，垂直方向直径扩大。其结果，如图9所示，使水平方向压扁的椭圆失真得以缓和，向荧光屏周边部分发射的电子束的束点变为略圆形。

因此，通过构成上述那样的电子枪，使缓和整个画面束点的椭圆失真而呈现略圆形成为可能，并且使整个画面的聚焦状态均匀，能够构成显示良好图象的彩色布老恩管。

如上所述，按照本发明的彩色布老恩管中，装有包括下列部分的电子枪：电子束发射部分，由阴极、第一栅极G1和第二栅极G2形成，同时还发射电子束；预聚焦透镜，由第二栅极G2和第三栅极G3形成，同时还预聚焦从电子束发射部分发射的电子束；和主透镜，由第三栅极G3和至少一个栅极形成，同时还把用预聚焦透镜预聚焦的电子束最终聚焦在荧光屏上，在第二栅极G2与第三栅极G3之间，设置具有水平方向长轴的横向长的电子束通孔的辅助栅极，在该辅助栅极上，外加与供给偏转电子束的偏转系统的偏转电流同步的动态变化电压。

在如上所述的动态象散校正和聚焦方式电子枪中，当使电子束到达荧光屏中心部分无偏转时，设定在辅助栅极上外加的电压，使其为第二栅极G2至第三栅极G3的电子束通孔中心轴上的电位分布为双电位型电子透镜那样的电压。

其结果，由第二栅极G2和辅助栅极及第三栅极G3形成的预聚焦透镜与不具有象散性的旋转对称的双电位型电子透镜等价。因此，电子枪的主透镜所对应的虚物点在水平方向和垂直方向的直径大小变得一样，到达荧光屏的电子束的束点形状变为圆形。

另一方面，当把电子束向荧光屏的周边部分偏转时，在辅助栅极上外加的电压设定得低于无偏转时的电压。也就是说，通过使第二栅极G2至第三栅极G3的电子束通孔中心轴上的电位分布在辅助栅极附近的电位比无偏转状态时的电位低，由于在第二栅极G2与辅助栅极的电位差变小的同时，辅助栅极与第三栅极G3的电位差变大，所以由辅助栅极与第三栅极形成的电子透镜的作用更易支配。

结果，预聚焦透镜变为水平方向聚焦力变得强于垂直方向的聚焦力的具有负的非象散性的非旋转对称透镜。因此，对应电子束主透镜的虚物点直径的水平方向直径比无偏转时变小，垂直方向直径变大。此外，与无偏转时比较，电子束发散角在水平方向扩大，垂直方向缩小。因此，使达到荧光屏上的电子束束点的水平方向直径缩小，垂直方向直径变大，就能够缓和荧光屏周边上的电子束束点的椭圆失真。

因此，使在整个荧光屏上显示良好画质的图象变为可能。

再有，在动态象散校正和聚焦方式的电子枪中，利用第二栅极G2、辅助栅极和第三栅极G3，构成垂直方向的聚焦力，使其具有比水平方向的聚焦力强的象散性，并且，利用辅助栅极上外加的动态变化的电压，形成动态改变其象散性强度的电子透镜。

通过这样的结构，能够动态地改变电子束的虚物点，缓和画面周边部分上束点的水平方向的横向压扁，使整个画面的聚焦状态均匀，能够显示良好的图象。

如上所述，按照本发明，可提供在整个荧光屏上良好地保持电子束的聚焦特性，并且在整个荧光屏面上能够抑制电子束束点的椭圆失真的彩色布老恩管。

Claims (10)

1.一种彩色布老恩管，装有电子枪和偏转系统，所述电子枪包括：电子束发射部分，由阴极、与该阴极依次邻接的以预定间隔分开排列的第一栅极和第二栅极构成，同时还从所述阴极侧发射沿水平方向排成一列的三束电子束；预聚焦透镜，由所述第二栅极和与所述第二栅极邻接的以预定间隔分开排列的第三栅极形成，同时预聚焦从所述电子束发射部分发射的电子束；和主透镜，由所述第三栅极和与所述第三栅极邻接的以预定间隔分开排列的至少一个栅极形成，同时把通过所述预聚焦透镜预聚焦的电子束最终聚焦在荧光屏上；所述偏转系统产生在水平方向上偏转由电子枪发射的电子束的枕形水平偏转磁场和在垂直方向上偏转所述电子束的桶形垂直偏转磁场；

其特征在于，所述电子枪配有辅助栅极，排列在所述第二栅极与第三栅极之间，伴随所述第二栅极和第三栅极形成具有垂直方向的聚焦力比水平方向聚焦力强的象散性的电子透镜，

通过外加与所述偏转系统产生的偏转磁场同步地动态变化的电压，所述辅助栅极可动态地变化所述电子透镜的象散性。

2.如权利要求1所述的彩色布老恩管，其特征在于，在所述辅助栅极上外加以在所述第二栅极上外加的电压为基准电压，与提供给所述偏转系统的偏转电流同步且从基准电压减小的电压。

3.如权利要求1所述的彩色布老恩管，其特征在于，除所述第一至第三栅极外，所述电子枪有形成四极透镜的至少三个邻接的栅极，所述四极透镜具有水平方向的聚焦力比垂直方向的聚焦力强的象散性，并且，通过在位于这三个栅极中间位置的栅极上外加动态变化的电压，动态地变化所述四极透镜的象散性强度。

4.如权利要求3所述的彩色布老恩管，其特征在于，在所述辅助栅极上外加以在所述第二栅极上外加的电压为基准电压，与提供给所述偏转系统的偏转电流同步且从所述基准电压减小的电压，在所述三个邻接的栅极内，在位于两侧位置的栅极上外加以位于中间位置的栅极上所外加的电压为基准电压，与提供给所述偏转系统的偏转电流同步且从基准电压增大的电压。

5.如权利要求1所述的彩色布老恩管，其特征在于，所述辅助栅极有在垂直方向上具有长轴的纵长电子束通孔。

6.一种彩色布老恩管，有电子枪和偏转系统，所述电子枪包括：电子束发射部分，由阴极、与该阴极依次邻接的以预定间隔分开排列的第一栅极和第二栅极形成，同时还从所述阴极侧发射沿水平方向排成一列的三束电子束；预聚焦透镜，由所述第二栅极和与所述第二栅极邻接的以预定间隔分开排列的第三栅极形成，同时预聚焦从所述电子束发射部分发射的电子束；和主透镜，由所述第三栅极和与所述第三栅极邻接的以预定间隔分开排列的至少一个栅极形成，同时把通过所述预聚焦透镜预聚焦的电子束最终聚焦在荧光屏上；所述偏转系统产生在水平方向上偏转由电子枪发射的电子束的枕形水平偏转磁场和在垂直方向上偏转所述电子束的桶形垂直偏转磁场；

其特征在于，所述电子枪有沿在第二栅极和第三栅极之间形成的电位分布的等电位面设置的辅助栅极，在该辅助栅极上，形成非圆形的电子束通孔，在所述辅助栅极上外加的电压是与供给偏转系统的偏转电流同步的动态变化的电压，在电子束到达所述荧光屏中心部分无偏转时，为与配置所述辅助栅极的等电位面电位相当的预定电平的电压，在电子束向所述荧光屏的周边部分偏转时，为随着电子束偏转量的增大，而增加与所述预定电平电压之差的电压。

7.如权利要求6所述的彩色布老恩管，其特征在于，在所述辅助栅极上外加的电压为与供给偏转系统的偏转电流同步的动态变化的电压，在所述无偏转时，使在所述第二栅极和第三栅极之间形成的所述电子束通孔的中心轴上的电位分布变为与双电位型电子透镜相同的电压，在所述偏转时，使配置屏述辅助栅极的位置附近的电位分布变为与所述无偏转时不同的电压。

8.如权利要求6所述的彩色布老恩管，其特征在于，所述辅助栅极有在垂直方向上具有长轴的纵长电子束通孔，在所述偏转时，在所述辅助栅极上外加的电压是随着电子束的偏转量增大而比在无偏转时外加的所述预定电平电压更低的电压。

9.如权利要求6所述的彩色布老恩管，其特征在于，所述辅助栅极有在垂直方向上具有长轴的纵长电子束通孔，在所述偏转时，在所述辅助栅极上外加的电压是随着电子束的偏转量增大而比在无偏转时外加的所述预定电平电压更高的电压。

10.如权利要求6所述的彩色布老恩管，其特征在于，所述第三栅极有形成四极透镜的至少两段，所述四极透镜具有水平方向的聚焦力比垂直方向的聚焦力强的象散性，并且，通过在另一段上外加的动态变化的电压，所述四极透镜的象散性强度动态地变化。

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