CN1207751C - 用于阴极射线管的电子枪 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种用于阴极射线管的电子枪，该电子枪结构简单，并且可以防止屏幕上的光点衰减。该用于阴极射线管的电子枪包括一个发射电子束的阴极，一个控制阴极发射出的电子束的第一电极，一个加速第一电极发射出的电子束的第二电极，以及在屏幕方向上按顺序排列的作为预聚焦透镜的第三至第五电极。该电子枪的特征在于第三至第五电极具有不同尺寸的电子束通过孔。

Description

用于阴极射线管的电子枪

本申请要求于2001年7月25日提交的韩国专利申请第P2001-44873号的优先权及2002年4月29日提交的韩国专利申请第P2002-23428号的优先权，该申请一并结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种阴极射线管，特别涉及一种用于阴极射线管的电子枪，该电子枪可以减少因聚焦电压变化和电流变化而导致的光点尺寸的变化。

背景技术

通常，一个阴极射线管包括一个发射三束电子束的内嵌电子枪，一个偏转屏幕预定位置上电子束的偏转线圈，一个选择电子束的荫罩和一个与电子束碰撞后再现图像的屏幕。

根据日本公开专利第60-51775号，如果电子束电流增加，则通常的电子束光点变大。因此，为了获得精细的图像，如可能的话，电子束电流应该在较小的范围内。然而因为要求高电流的阴极射线管其电流变化较大，因此采用了一种在双(bi)电位主透镜结构上预聚焦区域有所改进的单-双(uni-bi)式电位透镜结构，从而减小了屏幕上光点的尺寸。

图1将说明相关技术中用于阴极射线管的电子枪。

参见图1，相关技术的电子枪包括一个发射三束电子束R，G及B的阴极K，一个用于控制阴极K发射出的电子束的第一电极1，一个加速第一电极1发射的热电子的第二电极2，聚焦电子束的第三电极3、第四电极4和第五电极5，以及一个作为阳极电极的第六电极6。

现在来说明一下以上提到的相关技术的电子枪的操作。

如果阴极K内部配置的加热器对阴极K加热，则发射出电子束。发射出的电子束被作为控制电极的第一电极控制。同时，发射出的电子束被第二电极2加速，并被第三电极3、第四电极4、第五电极5及第六电极6聚焦。

同时，如果电子枪产生高电流，由于空间电荷排斥，交迭区的电流密度不随电子束电流值的增加而增加。电流密度均匀分布而不形成高斯分布，因而衰减了交迭。如果交迭减少，屏幕上的光点也相应衰减。

为了防止交迭衰减，有必要减小交迭的电位，因而减小了空间电荷的排斥。为了增加交迭电压，将第三电极3移至第二电极2。因此交迭电位增加，而空间电荷排斥减小。

然而，在这种情况下，发射角度增加，因此主透镜上的电子束尺寸Db增加。如图7图8所示，如果主透镜上的电子束尺寸Db增加，则球面象差也增加。这样就会产生屏幕上光点尺寸增加的问题。

为了解决这个问题，有必要在交迭经过后减小发射角度。因为交迭在高电流下经过第二电极2，因此难以用第三电极3、第四电极4、第五电极5来减小发射角度。

为了减小交迭经过后的发射角度，可以通过第二电极2和第三电极3在预聚焦透镜和主透镜之间提供另一个预聚焦透镜。

如图1所示，通过把聚焦电极分成第三电极3、第四电极4与第五电极5，以及给第三电极3与第五电极5施加相同的电压，使预聚焦透镜以单电位透镜的结构形成。这时，第四电极4上的电子束通过孔41的尺寸与第五电极5上的电子束通过孔51的尺寸相同。第五电极5上的电子束通过孔51在第四电极的方向上形成。第四电极4上的电子束通过孔41比第三电极3上的电子束通过孔31大。

在这种情况下，进入主透镜的电子束发射角度减小，从而减小主透镜电子束的尺寸Db。如果主透镜电子束尺寸Db减小，则球面象差也减小。结果导致屏幕上光点的尺寸也减小。

然而，以上提到的相关技术的电子枪存在几个问题。

如上所述，在相关技术的电子枪中，第四电极以板的形状形成于主透镜前面的预聚焦透镜上以便调节电子束的发射角度。这时，第四电极紧邻第三电极，而第五电极紧邻第四电极。为形成预聚焦透镜，第四电极的电子束通过孔的尺寸与第五电极的电子束通过孔的尺寸相同。在这种情况下，调节发射角度的设计因素受第三、第四及第五电极的各自厚度、第三电极与第四电极之间的距离d1、第四电极与第五电极之间的距离d2、第三电极的电子束通过孔尺寸、第四电极的电子束通过孔尺寸以及第五电极的电子束通过孔尺寸的限制。因此，为了额外调节发射角度，就要求在第二电极、第三电极与第四电极之间增加附加电极。这会产生一个复杂的结构。

发明概述

因此，本发明涉及一种用于阴极射线管的电子枪，该电子枪主要避免了由于相关技术的限制和缺点引起的一个或多个问题。

本发明的一个目的是提供一种用于阴极射线管的电子枪，该电子枪结构简单，并且可以防止屏幕上光点的衰减。

本发明的其他优点，目的和特征将在说明书中进行说明，本领域技术人员在阅读下列内容后或者从本发明的实践中会部分了解本发明。本发明的目的和其他优点通过说明书的文字和权利要求及附图所阐明的特定结构可以实现或达到。

为了达到本发明上述目的和其他优点，正如这里所说明的和表现的，一种用于阴极射线管的电子枪包括一个发射电子束的阴极，一个控制阴极发射出的电子束的第一电极，一个加速第一电极发射出的电子束的第二电极，以及在屏幕方向上顺序排列的作为预聚焦透镜的第三至第五电极，该电子枪的特征在于第三至第五电极上具有不同尺寸的电子束通过孔。

优选的是，第三和第四电极上各自的电子束通过孔比第五电极上的电子束通过孔小。

优选的是，第三电极上的电子束通过孔比第四电极上的电子束通过孔小。

本发明的另一方面是，第四电极上的电子束通过孔的形状为长方形，其竖直长度与水平长度不相等。

本发明的另一方面是，第三电极具有一个与第二电极相对的第一通过孔，一个与第四电极相对的第二通过孔。

优选的是，第一通过孔的尺寸与第二通过孔的尺寸不相同。更优选的是，第一通过孔的尺寸比第二通过孔的尺寸小。

因此，在本发明中，即使不提供单独的附加电极也可以有效的防止光点的衰减。

应当理解，本发明的上述一般性说明和下面的详细说明是典型的和说明性的，其目的在于对所要求的发明内容进行清楚地说明。

附图简要说明

所提供的附图是为了更好的理解本发明，结合在本申请中作为其中的一部分，与文字一起对实施例进行说明并解释本发明的原理。其中：

图1是相关技术中用于阴极射线管电子枪的示意图；

图2是根据本发明的第一个实施例说明用于阴极射线管的电子枪的示意图；

图3是根据本发明说明用于阴极射线管的电子枪电位分布的概念图；

图4是根据本发明说明用于阴极射线管的电子枪的电子透镜的光学模型；

图5是根据本发明的第二个实施例说明用于阴极射线管的电子枪的示意图；

图6是根据本发明的第三个实施例说明用于阴极射线管的电子枪的示意图；

图7a说明在没有球面象差时，屏幕上电流密度的分布；

图7b说明在有球面象差时，屏幕上电流密度的分布；

图8a说明在没有球面象差时，屏幕上光点的形状；以及

图8b说明在有球面象差时，屏幕上光点的形状。

具体实施方式

下面参见本发明优选实施例的详细内容，实施例结合附图进行说明。在可能的情况下，同一标号用于所有附图指相同或者相似的部分。

根据本发明的第一个实施例用于阴极射线管的电子枪将参见图2进行说明。

与相关技术的电子枪相似，根据本发明的第一个实施例用于阴极射线管的电子枪包括一个发射电子束的阴极K，一个用于控制阴极K发射出的电子束的第一电极11，一个加速电子束的第二电极12，一个控制电子束发射角度的第三电极13、第四电极14和第五电极15的预聚焦透镜，以及构成主透镜部分的第五电极15和第六电极16。

根据本发明的第一个实施例，第三电极13与第四电极14相对并相邻。第四电极14与第五电极15相对并相邻。第三电极13、第四电极14以及第五电极上15分别具有各不相同的电子束通过孔。

例如，第四电极14上的电子束通过孔411可能比第三电极13上的电子束通过孔311大。第五电极15上的电子束通过孔511可能比第四电极14上的电子束通过孔411大。

可选择地，第三电极13上的电子束通过孔311以及第四电极14上的电子束通过孔411可能比第五电极15上的电子束通过孔511小。

在这种情况下，电子束的发射角度和主透镜部分的电子束尺寸可以容易地改变。

本发明的原理将参见图3和图4进行详细说明。

参见图3和图4，透镜L1表示由第三和第四电极构成的一个发散透镜，透镜L2表示由第三、第四和第五电极构成的一个聚焦透镜，透镜L3表示由第四和第五电极构成的一个发散透镜。

在图3中，第四电极14上的电子束通过孔411比第三电极13上的电子束通过孔311大。第五电极15上的电子束通过孔511比第四电极14上的电子束通过孔411大。这样，透镜L2的强度比相关技术中电子枪的透镜强度大(电子束通过孔311＜电子束通过孔411＝电子束通过孔511)。这样，就可以减小发射至主透镜的电子束的发射角度以及主透镜上电子束的尺寸Db。电子束发射角度的减小和电子束尺寸Db的减小使得球面象差减少，从而减小了屏幕上光点的尺寸。

如果电子束的发射角度和主透镜上电子束的尺寸Db偏离最佳值，则适当调节第四电极14上的电子束通过孔411尺寸。也就是说，如果第四电极14上的电子束通过孔411变大，则透镜L2的强度就比透镜L1和透镜L3的强度弱。这样，电子束的发射角度和主透镜上电子束的尺寸Db就变大。另一方面，如果第四电极14上的电子束通过孔411变小，则透镜L2的强度就比透镜L1和透镜L3的强度强。这样，电子束的发射角度和主透镜上电子束的尺寸Db就变小。

同时，电子束通过孔311、411和511不受本发明所建议的形状的限制。也就是说，电子束通过孔的电子束可以是圆形、长方形或其他形状。如图6所示，如果第四电极上的电子束通过孔411为长方形，优选是其垂直长度411h与水平长度411w不相等。这是因为垂直与水平方向上电子束的发射角度和主透镜上电子束的尺寸Db均可被调节。

根据本发明的第二个实施例的用于阴极射线管的电子枪将参见图5进行说明。

在上述实施例中，尽管第三与第四电极13与14的形状为板形，但并不局限于板形。也就是说，第三电极13和/或第四电极14也可以是圆柱形的。第三电极13可以有一个与第二电极12相对的第一通过孔311a，一个与第四电极14相对的第二通过孔311b。在这种情况下，优选的是，第一通过孔311a的尺寸不同与第二通过孔311b的尺寸。更优选的是，使第一通过孔311a的尺寸小于第二通过孔311b的尺寸。

第四电极14也可有一个与第三电极13相对的第一通过孔411a和一个与第五电极15相对的第二通过孔411b。

同时，优选满足关系式{第五电极上的电子束通过孔511的尺寸×0.1}≤第三电极13上的电子束通过孔311的尺寸≤{第五电极上的电子束通过孔511的尺寸×0.5}。这是因为如果第三电极上的电子束通过孔311的尺寸小于{第五电极上的电子束通过孔511的尺寸×0.1}，就不容易安装电子枪，而当第三电极上的电子束通过孔311的尺寸大于{第五电极上的电子束通过孔511的尺寸×0.5}，那么三角架偏差的增大会增加屏幕上光点的尺寸。

此外，优选满足关系式{第五电极上的电子束通过孔511的尺寸×0.5}≤第四电极14上的电子束通过孔411的尺寸≤{第五电极上的电子束通过孔511的尺寸}。这是因为如果第四电极上的电子束通过孔411的尺寸小于{第五电极上的电子束通过孔511的尺寸×0.5}，那么发射角度显著的减小使之偏离了最佳发射角度，从而增加了屏幕上光点的尺寸，而如果第四电极上的电子束通过孔411的尺寸大于{第五电极上的电子束通过孔511的尺寸}，就不容易安装电子枪。

如前所述，根据本发明的用于阴极射线管的电子枪有如下优点。

易于设计发射至主透镜的电子束的发射角度和主透镜的电子束尺寸。也就是说，可以通过调节第三至第五电极上的电子束通过孔的各自尺寸来减小电子束的发射角度和尺寸。这样就可以减小球面象差并且可以防止屏幕上光点的衰减。

对本领域技术人员来说，显然本发明可以进行各种修改或变化。因此，本发明的附加权利要求书和其等同物的所有修改和变化都属于本发明涵盖的内容。

Claims (8)

1.一种用于阴极射线管的电子枪，包括：

一个发射电子束的阴极，一个控制所述的阴极发射出的电子束的第一电极，一个加速所述的第一电极发射出的电子束的第二电极，以及在屏幕方向上按顺序排列的作为预聚焦透镜的第三至第五电极，所述电子枪的特征在于所述的第三至第五电极上具有电子束通过孔，所述电子束通过孔的尺寸彼此不同，第三电极上的电子束通过孔的尺寸大于第五电极上的电子束通过孔的尺寸×0.1并且小于第五电极上的电子束通过孔的尺寸×0.5。

2.根据权利要求1所述的用于阴极射线管的电子枪，其中，所述的第三与第四电极上的各自的电子束通过孔比第五电极上的电子束通过孔小。

3.根据权利要求2所述的用于阴极射线管的电子枪，其中，所述的第三电极上的电子束通过孔比第四电极上的电子束通过孔小。

4.根据权利要求1所述的用于阴极射线管的电子枪，其中，所述的第四电极上的电子束通过孔的形状为长方形，其垂直长度与水平长度不相等。

5.根据权利要求1所述的用于阴极射线管的电子枪，其中，第三电极具有一个与第二电极相对的第一通过孔，一个与第四电极相对的第二通过孔。

6.根据权利要求5所述的用于阴极射线管的电子枪，其中，第一通过孔的尺寸与第二通过孔的尺寸不同。

7.根据权利要求6所述的用于阴极射线管的电子枪，其中，第一通过孔的尺寸小于第二通过孔的尺寸。

8.根据权利要求1所述的用于阴极射线管的电子枪，其中，第四电极上的电子束通过孔的尺寸大于第五电极上的电子束通过孔的尺寸×0.5并且小于第五电极上的电子束通过孔的尺寸。

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