CN1257299A - 阴极射线管 - Google Patents

Abstract

披露了一种改良的阴极射线管,它可提高画面(荧光面)整个区域及电子束全电流域中的聚焦特性,并在画面整个区域上可以获得良好的清晰度。在本发明中,阴极射线管至少包括电子枪、偏转装置、和荧光面,通过在偏转磁场中设置软磁性片,进行偏转象差的校正。上述软磁性片使偏转磁场内的一部分磁场分布改变,使通过该部分的电子束的聚焦或发散作用改变,起到抵消在未设置上述软磁性片情况下在该部分中产生的偏转象差的作用。

Description

阴极射线管

本发明涉及阴极射线管，特别涉及无论在整个荧光面区域还是在电子束的全电流域中都可以提高聚焦特性获得良好清晰度的改良了的阴极射线管。

在至少包括由多个电极构成的电子枪、偏转装置和荧光面(有荧光膜的画面，以下称为荧光膜或简称为画面)的阴极射线管中，作为从荧光面的中心部分至周边部分获得良好再现图象的装置，已知以往的以下技术。例如可举出：

(1)在使用一字形排列的三束电子束的电子枪的屏蔽杯底面上，朝向主透镜方向一字形平行地夹着三束电子束路径地设置上下两片平行平板电极(参照特公平4-52586号公报)；

(2)在使用一字形排列的三束电子束的电子枪中，通过从主透镜对置部分朝向荧光面方向一字形平行地夹着三束电子束路径地设置上下两片平行平板电极，在电子束进入偏转磁场前整形电子束(参照美国专利第4086513号说明书、特公昭60-7345号公报)；

(3)在电子枪的一部分电极之间形成静电四极透镜，使静电四极透镜的强度对应于电子束的偏转随时间改变，从而在整个画面上实现图象的均匀化(参照特开昭51-61766号公报)；

(4)在形成聚焦透镜的电极(第二电极和第三电极)的区域内设置非点象差透镜(参照特公昭53-18866号公报)；

(5)使一字形三束电子束电子枪的第一电极和第二电极的电子束通孔纵长，并且使各电极形状不同，从而中心电子枪的纵横比小于侧边电子枪的纵横比(参照特开昭51-64368号公报)；

(6)可以举出利用形成于一字形排列式电子枪第三电极的阴极侧上的槽口形成非旋转对称透镜，通过其槽口在电子枪轴方向的深度在中心电子束侧比在侧边电子束侧深的至少一处的非旋转对称透镜，朝向荧光面发射电子束(参照特开昭60-81736号公报)等实例。

(7)可以举出在使用一字形排列的三束电子束的彩色阴极射线管中，通过在偏转磁场的泄漏磁场中配置软磁性材料，形成使各电子束沿与一字形排列方向垂直的方向偏转的枕形磁场，抑制由偏转磁场产生的垂直于一字形方向的光晕(参照特开昭54-139372号公报)等实例。

在阴极射线管中，要求无论在整个画面区域上还是在电子束的全电流域清晰度都应良好，并且在低电流区域不产生波纹，此外，要求在全电流域的画面整体清晰度的均匀度等良好的聚焦特性。在同时满足这些要求的电子枪设计中需要高技术。

按照本发明发明人的研究，发现为了使阴极射线管兼备上述诸特性，就必须设置具有非点象差透镜与大口径主透镜的组合的电子枪。

但是，在上述以往技术中，为了在电子枪中使用形成非点象差透镜即非旋转对称透镜的电极来获得在整个画面区域上的良好清晰度，在电子枪的聚焦电极上就必须施加动态聚焦电压等，由于通过改变一部分偏转磁场的分布来校正偏转象差，并未考虑获得在整个画面区域上有良好清晰度的再现图象。

图23是在阴极射线管电子枪的G3电极和G5电极上施加聚焦电压，仅在G6电极6上施加阳极电压形式的电子枪的整体侧面图。该电子枪从阴极K侧开始配有第一电极(G1)1、第二电极(G2)2、第三电极(G3)3、第四电极(G4)4、第五电极(G5)5和第六电极(G6)6。再有，第五电极(G5)由两个电极51、52构成。

其中，因各电极的长度、电子束通孔的口径等使电场对电子束产生的影响完全不同。例如，靠近阴极K的第一电极1的电子束通孔的形状控制为小电流区域的电子束点形状，而第二电极2的电子束通孔的形状则控制为从小电流区域至大电流区域的电子束点形状。

此外，在第六电极6上供给阳极电压，在第五电极5和第六电极6之间形成主透镜的情况下，构成主透镜的第五电极5和第六电极6的电子束通孔的形状对大电流区域中的电子束点形状产生很大的影响，而与上述大电流区域中的影响相比，对小电流区域中的电子束点形状产生的影响小。

而且，上述电子枪的第四电极4的管轴方向长度的变化影响最佳聚焦电压的大小，并且，对大电流下最佳聚焦电压与小电流时最佳聚焦电压之差产生明显的影响，而与第四电极4管轴方向长度的变化相比，由第五电极5管轴方向长度的变化产生的影响就明显较小。

因此，为了把电子束具有的各种特性值最佳化，就必须使在各个特性上最能有效作用的电极结构最佳化。

此外，为了提高阴极射线管电子束扫描方向和垂直方向的清晰度，在一边减小电子束扫描方向和垂直方向的荫罩节距，一边增大电子束扫描线密度的情况下，特别是在电子束的小电流区域中，由于在电子束与荫罩之间产生光学干涉，所以必须使波纹对比度最佳化。但是，在现有技术中，不能克服上述各种问题。

因此，本发明的目的在于消除上述以往技术的问题，特别提供一种阴极射线管，该阴极射线管不进行动态聚焦电压的供给，可提高整个画面区域或电子束全电流域中的聚焦特性，并可获得良好的清晰度，同时可以降低小电流区域上的波纹。

例如，图24A、图24B是利用聚焦电压的供给方式比较电子枪结构的主要部分的剖面模式图，图24A表示聚焦电压固定方式，而图24B表示动态聚焦电压方式。

图24A所示的聚焦电压固定方式的电子枪电极结构与图23所示的结构相同，相同作用部分被附以相同的符号。

在图24A所示的聚焦电压固定方式的电子枪中，在构成第五电极5的两个电极51和52上，施加相同的聚焦电压Vf₁。

另一方面，在图24B所示的动态聚焦电压方式的电子枪中，在构成第五电极5的两个电极51、52上，分别供给不同的聚焦电压。特别在单个电极52上，供给动态聚焦电压dVf₁。而且，在该动态聚焦电压方式的电子枪中，电极52的一部分43有进入另一电极51内的结构，与图24A所示的电子枪相比，结构复杂，部件成本高，并且，有在电子枪组装情况下的操作性劣化的情况。

图25A和图25B是供给图24A和图24B所示电子枪的聚焦电压的说明图，图25A是聚焦电压固定方式的电子枪中聚焦电压的波形图，而图25B是动态聚焦电压方式的电子枪中聚焦电压的波形图。

在图25B中，使用在第一固定聚焦电压Vf₁和第二固定聚焦电压Vf₂上重叠动态聚焦电压dVf后的电压。因此，在图24B所示的动态聚焦电压方式的电子枪中，阴极射线管芯柱的用于供给聚焦电压的管针必须为两根，为了与另一芯柱引线绝缘，在图24A所示的聚焦固定方式电子枪上就必须更加注意。因此，在电视机上安装的插座上也必须为特别的结构，除两系统的固定的聚焦电源外，还必须有动态聚焦电压产生电路，此外，在电视机组装线的聚焦电压调整作业上，存在需要花费时间等的问题。

本发明的另一目的在于消除上述以往技术的问题，提供一种阴极射线管，特别是即使动态聚焦电压的电压值低，该阴极射线管仍可提高整个画面区域或电子束全电流域中的聚焦特性，获得良好的清晰度。

此外，本发明的另一目的在于提供一种阴极射线管，该阴极射线管可以减轻因阴极射线管荧光面与电子枪主聚焦透镜之间的电子束空间电荷排斥作用所引起的聚焦特性的下降。

在阴极射线管中，由于大致规定了电子束的最大偏转角度(以下简称为偏转角或偏转量)，所以在荧光面尺寸大形化的情况下，荧光面与电子枪主聚焦透镜之间的距离变大，因在该区域内的电子束的空间电荷排斥作用，促进了聚焦特性下降。

因此，如果有减轻因空间电荷排斥作用产生的聚焦下降的装置，那么由于可获得缩小荧光面尺寸情况那样的细电子束，所以阴极射线管的清晰度提高。

本发明的另一目的在于提供一种可提高上述聚焦特性，同时可以缩短总长度的阴极射线管。

本发明的另一目的在于提供在阴极射线管的偏转角度宽的情况下不降低画面整体图象的均匀性的阴极射线管。

在偏转角度宽的情况下，也可以缩短阴极射线管的总长度。目前，电视机的进深尺寸取决于阴极射线管的总长度，但如果把电视机作为家具来考虑，那么其进深最好短些。而且，在电视机厂家等运输很多电视机的情况下，电视机进深短的运输效率高。

在本申请公开的发明中，如果简单地说明有代表性的概要，那么有以下内容。

就是说，本发明的一个特征在于，在至少包括由多个电极构成的电子枪、使用与在水平方向和垂直方向产生偏转磁场相同形式的线圈的偏转装置、和荧光面的阴极射线管中，在偏转磁场中设置磁性片，校正偏转象差。

其中，相同形式的线圈指例如产生水平偏转磁场和垂直偏转磁场的线圈的绕线形状为属于鞍型形式的线圈或属于喇叭型形式的线圈。一般来说，在水平偏转磁场和垂直偏转磁场中，由于偏转频率和偏转角不同，所以这两个线圈的绕线形状和绕线规格不必严格一致。

此外，本发明的另一个特征在于，在至少包括由多个电极构成的电子枪、使用鞍型线圈产生水平和垂直方向偏转磁场的偏转装置、和荧光面的阴极射线管中，在偏转磁场中设置磁性片，校正偏转象差。

此外，本发明的另一个特征在于，在至少包括由多个电极构成的电子枪、使用喇叭型线圈产生水平和垂直方向的偏转磁场的偏转装置、和荧光面的阴极射线管中，在偏转磁场中设置磁性片，校正偏转象差。

在上述偏转磁场中，通过形成具有非点象差和/或慧形象差的磁场，按照偏转量校正偏转象差来进行上述偏转象差的校正。

此外，具有上述非点象差和/或慧形象差的磁场具有发散或聚焦电子束的作用，按照电子束的扫描方向或与扫描线成直角的方向的偏转量校正偏转象差。

按照上述本发明的特征结构，可获得以下作用效果。

(1)一般来说，在阴极射线管中，随着偏转量增加，偏转象差量急剧地增加。在本发明中，通过形成在处于偏转磁场中的电子束被偏转其轨道变化时，可改变电子束聚焦或发散作用的磁场，可以进行偏转象差的校正。

(2)图16是偏转量(偏转角度)与偏转象差量之间关系的说明图，图17是偏转量与偏转象差校正量之间关系的说明图。

如图16所示，随着偏转角度的增加，偏转象差量增大。在本发明中，在处于偏转磁场中的电子束被偏转，其轨道变化时，如图17所示，通过按照偏转量形成增加偏转象差校正量的磁场，可以按照偏转量急剧地增大偏转象差的校正。

一般来说，在阴极射线管中，由于从电子枪的主透镜至荧光面周边一方的距离比从电子枪的主透镜至荧光面中央的距离要长，所以在偏转磁场中没有聚焦或发散作用的情况下，如果在荧光面中央部分电子束达到最佳聚焦，那么在荧光面周边部分上就变为过聚焦状态。

在本发明中，把软磁性材料片设置在偏转磁场内，如果偏转量增加，那么由该软磁性材料片附近的磁场产生的发散作用增加，可以减轻电子束在荧光面周边部分上的过聚焦，可以进行如图17所示那样的与偏转量对应的偏转象差校正。

此外，在本发明中，在偏转磁场还具有电子束聚焦作用的情况下，通过把软磁性材料片设置在偏转磁场内，并且通过把有增加磁场强度倾向的磁场分布形成在偏转磁场内，偏转量增加时的上述软磁性材料片附近磁场产生的发散作用的增加可以提高上述偏转磁场产生的聚焦作用的增加，因此，可以进行因阴极射线管的结构造成的包括荧光面周边部分上的电子束过聚焦现象的偏转象差的校正。

(3)图18是在电子束的荧光膜上聚焦状态的说明图，在该图中，3表示第三电极，4表示第四电极，13表示荧光膜，38表示主透镜。

此外，图19是在构成阴极射线管的荧光面(屏幕)的屏盘部分中形成的扫描线的说明图，在该图中，14表示屏盘部分，60表示扫描轨迹。

如图19所示，阴极射线管的偏转大多为使电子束直线状地扫描方式。把该直线状的扫描轨迹60称为扫描线。

目前，在使用较多的阴极射线管偏转磁场中，沿扫描线方向偏转的磁场具有使电子束在扫描线方向上发散的作用，而与扫描线成直角方向偏转的磁场具有使电子束在与扫描线成直角的方向上聚焦的作用。本发明可以进行与因这两个偏转磁场造成的偏转象差的两方面对应的偏转象差矫正。

而且，在所述因两个偏转磁场造成的偏转象差的作用相反的情况下，和偏转磁场的至少一部分不具有一致聚焦和发散作用的情况下，也可以进行各自的偏转方向的偏转象差校正。

(4)为了通过改变一部分偏转磁场分布实现在荧光面整个区域上的清晰度均匀性提高，即使在偏转磁场中也必须进行偏转，以便电子束轨道通过磁场强度不同的区域。因此，改变上述一部分偏转磁场分布的位置受与偏转磁场整体分布位置关系的制约。

同时，校正偏转象差的效果还取决于改变上述偏转磁场分布部分的磁通密度。上述偏转磁场分布的变化取决于上述软磁性材料片的形状和其配置位置。上述磁通密度值不是独立的，受电子束通过偏转磁场中时的实际电子束宽度和实际磁通密度分布等的制约。

而且，根据阴极射线管的用途，重视扫描方向的偏转象差校正，或重视与扫描线垂直方向的偏转象差校正，加权不同的图象显示装置的显示内容近年来有变得细致的倾向。显示画面上的清晰度可以尽量高，水平和垂直方向的偏转象差校正必须都充分。

对使用一字形排列的三束电子束的彩色阴极射线管清晰度的影响除了聚焦特性外，会聚特性也很重要。在会聚特性中，有非偏转状态的静态特性和偏转时的动态特性。静态特性主要取决于电子枪和阴极射线管的结构，而动态特性主要取决于偏转装置的特性。而且，静态特性仅对阴极射线管荧光面的中央部分产生影响，而动态特性对画面的大致所有区域产生影响。

根据本发明的发明人的研究结果，在垂直偏转和水平偏转上充分实施各自对应的偏转象差校正时，上述软磁性材料片的设置位置中的水平偏转磁场和垂直偏转磁场的磁通密度值必须达到同一程度。

为了使上述软磁性材料片设置位置中的水平偏转磁场和垂直偏转磁场的磁通密度值相同，例如如果通过改变产生偏转磁场线圈的相对位置等使磁通密度值一致，那么就难以固定维持上述动态会聚特性。因此，为了实现偏转象差校正和动态会聚特性维持的兼容性，使垂直偏转线圈和水平偏转线圈的线圈形式组合较好，本发明的阴极射线管结构也适合这些条件。

在偏转象差有电子束发散作用的情况下，通过上述软磁性材料片的设置，随着偏转量增加，聚焦作用增加，改变偏转磁场分布，以便可以降低电子束在荧光面周边部分的发散作用，可以进行如图17所示那样的对应于偏转量的偏转象差的校正。与偏转象差校正的扫描线的方向对应，与象差校正内容、象差校正量有关，同样，如上所述，在偏转磁场中的软磁性材料片的设置位置中垂直偏转磁场和水平偏转磁场的磁通密度有接近值较好，本发明的阴极射线管结构也适合这些条件。

产生阴极射线管的偏转磁场的偏转线圈以往大致分为鞍形和喇叭形，但在本发明中，并不局限于这些以往型的偏转线圈。而且，可以把鞍形和喇叭形组合的结构的偏转线圈用于各垂直偏转线圈和水平偏转线圈。此外，也可以附加偏转磁场慧形象差校正用的线圈和/或磁性材料片。

所述偏转磁场分布的变化产生在至少两个软磁性材料片之间，但对应于所述偏转量校正偏转象差的软磁性材料片的组合部分也可以为多个，在数量上没有特别限制。此外，在其它电极的一部分上也可以有其作用。

众所周知，偏转所必需的磁通密度取决于荧光面的电压，通过除以荧光面电压的平方根可以归一化。如果使用该值，那么在改变一部分偏转磁场分布的附近的电子束轨道变得明确，设定的精度提高，可以进行适当的偏转象差校正。

必要的磁通密度分布的变更也取决于改变一部分磁场分布的部分的偏转磁场强度，磁场强度越大，分布的变更越容易。改变一部分磁场分布的部分的偏转磁场强度还取决于与相邻软磁性材料片的位置关系、软磁性材料片的形状。与相邻的软磁性材料片的位置关系越接近，该偏转磁场强度就变得越强，但两者之间的距离不能为零。

如果堵住改变一部分偏转磁场分布的偏转象差校正部分的间隔，那么即使稍微改变轨道，就可以期待产生电子束的聚焦或发散，但如果考虑到电子束的粗细，那么实用上所述软磁性材料片的间隔以0.5毫米左右为界限。考虑到这些情况，在本发明中，在阴极射线管的最大偏转角在100度以上的情况下，如果所述归一化的磁通密度达到平均荧光面电压的一千伏特的平方根在0.15毫特斯拉(milli tesla)，那么可以发挥充分的效果。

(5)在阴极射线管中，如果考虑阴极射线管整体、使用的电子枪的结构、制作容易度以及使用方便等实用情况，不能无限制地增加改变所述一部分偏转磁场分布的强度。

在本发明中，考虑到使用容易，即使强度比较低的磁场下，为了发挥效果，电子束在所述区域内也必须有适度的粗细。一般来说，在阴极射线管内，电子束直径大的情况发生在主透镜附近。因此，改变所述一部分偏转磁场分布的软磁性材料片的位置在距主透镜的距离上受制约。

而且，如果把软磁性材料片设置在主透镜顶端的阴极侧，那么在主透镜的聚焦作用上容易抵消非点象差。

(6)在本发明中，所述软磁性材料片必须靠近电子束路径配置。其中的一个方法是使所述软磁性材料片构成包围所述电子束路径的一部分的开口结构。非点象差具有垂直的两个对称面，而慧形象差有一个对称面。

所述两种象差的形成可以利用所述软磁性材料片的结构。一般来说，阴极射线管电子枪的电极零件通过冲压金属板来制作。近年来，阴极射线管的聚焦特性显著提高，对所述电极零件要求的精度高，所述软磁性材料片也不例外。在大量生产的情况下，通过使所述软磁性材料片成为带有开口部分的一体化的冲压零件，可以制作加工精度高成本低的零件。

(7)在本发明中，所述软磁性材料片之间的距离与形成的磁场强度和该处的电子束轨道密切相关，如果距离很大，那么效果降低。在把阴极射线管用于图象显示装置的情况下，该装置的进深尺寸被使用的阴极射线管的管轴长度制约，不能自由地缩短。

其一个对策是增大使用的阴极射线管的最大偏转角。目前实用化的最大偏转角在单电子束的阴极射线管情况下为114度，在一字形三束电子束的阴极射线管中也达到相同的程度。今后，存在更大偏转角化的倾向，但最大偏转角的增大使偏转磁场的最大磁通密度增加，在实用上受阴极射线管的管颈部分直径的制约。该管颈部分直径从节约产生偏转磁场的电力观点看，从节约产生偏转磁场机构部分的结构材料的观点看，使用最大40毫米左右的管颈更容易。

由于所述管颈直径的制约，所以在内部设置的软磁性材料片的大小也受制约。而且，由于相邻的软磁性材料片之间的间隔也受制约，所以为了改变仅进行必要量偏转象差校正的一部分偏转磁场分布，必要条件是该区域内的磁通密度在某个程度以上。该条件对垂直偏转磁场和水平偏转磁场双方当然都正合适。

在产生偏转磁场的线圈中，大致分为鞍形和喇叭形两种。这两种线圈的不同处之一在于管颈附近的磁场分布不同。具体地说，在鞍形中管颈附近的磁场分布小，而喇叭形中管颈附近的磁场分布大。因此，例如在用于产生垂直偏转磁场的线圈上使用喇叭形，在与其组合的用于产生水平偏转磁场的线圈上使用鞍形的情况下，在把改变所述一部分偏转磁场分布用于进偏转象差校正的软磁性材料片设置在偏转磁场的管颈附近位置时，与垂直偏转磁场相比，该部分的水平偏转磁场处在不足的方向。在原理上，如果把所述软磁性材料片对水平偏转象差校正和垂直偏转象差校正分开地设置当然最好，但从零件成本的观点看，最好用同一零件兼备这两个偏转象差校正。

根据这点组合的两个偏转磁场发生线圈为鞍形和鞍形的组合，或喇叭形和喇叭形组合那样的相同型式之间的组合也可以。当然，在垂直偏转和水平偏转中，无论鞍形还是喇叭形，在线圈的绕线规格和绕线分布上，必须有各自适合的内容。

(8)在本发明中，还利用夹着电子束路径的相互对置配置的软磁性材料片的结构，可以使一部分偏转磁场分布改变。

在阴极射线管中，特别在一字形彩色显象管和彩色显示管中，一般来说，为了会聚调整的简便化，电子束的偏转磁场是非一致的。在这种情况下，由于为了抑制因偏转磁场产生的电子束畸变使主透镜尽量离开偏转磁场发生部分的方法较好，所以通常把偏转磁场发生部分设置在比电子枪的主透镜更离开荧光面侧的位置上。

(9)在本发明中，在改变一部分偏转磁场分布进行偏转象差校正时，可预见到因上述非一致的偏转磁场造成的电子束变形，通过改变上述一部分偏转磁场的分布，可以使偏转磁场与主透镜靠近。

(10)另一方面，为了缩小电子枪的图象倍率，减小荧光面上电子束点直径，所以电子枪的阴极与主透镜之间的长度较长的情况为好。

因此，在与这两个作用对应的清晰度良好的阴极射线管中，管轴长度必然加长。

但是，按照本发明，在不改变电子枪的阴极与主透镜之间的长度状态下，通过使主聚焦透镜的设置位置靠近荧光面，进一步缩小电子枪的图象倍率，可以进一步减小荧光面上的电子束点直径，同时还可以缩短管轴长度。

(11)由于使主透镜的位置靠近荧光面，电子束中的空间电荷排斥作用的持续时间被缩短，所以可以进一步减小荧光面上的电子束点直径。

(12)由上述(9)～(11)可知，与以往技术不同，在本发明中，可以缩短偏转磁场与电子枪主透镜之间的最适合距离。

(13)在本发明中，除了改变所述一部分偏转磁场分布外，还通过在电子枪的一部分电极上施加与偏转对应的动态电压，在荧光面的整个区域上可进一步获得适当的电子束的聚焦作用，获得荧光面整个区域上清晰度良好的阴极射线管特性。而且，可以降低必要的动态电压。

(14)再有，本发明中使用的‘非旋转对称’指除由距如圆那样的旋转中心等距离的点的轨迹表示的情况以外的情况。例如，‘非旋转对称’的电子束点为非圆形的电子束点。

(15)如上述(12)所述那样，在本发明中，由于通过改变一部分偏转磁场分布来校正偏转象差，所以与以往技术相比，可以使电子枪的主透镜靠近偏转磁场使用。

而且，通过使用上述阴极射线管，可以实现在荧光面整个区域上的清晰度均匀性提高，荧光面中央部分的全阴极电流区域中的清晰度提高以及进深尺寸短的图象显示装置。

下面，说明使用本发明的电子枪使阴极射线管的聚焦特性和清晰度提高的机构。

图20是配有一字形电子枪的荫罩方式彩色阴极射线管的剖面模式图。在该图中，7是管颈，8是锥体，9是安装在管颈7中的电子枪，10是电子束，11是偏转系统，12是荫罩，13是构成荧光面的荧光膜，14是屏盘(画面)。

图20所示的这种阴极射线管一边用偏转系统11使从电子枪9发射的电子束10在水平方向和垂直方向上偏转，一边使其穿过荫罩12使荧光膜13发光，把该发光图形作为从屏盘14侧观察的图象。

此外，图21是在画面中央部分为圆形的电子束点下使画面周围发光情况下的电子束点的说明图，14表示画面，15表示画面中央部分的电子束点，16表示画面水平方向(X-X方向)端部的电子束点，17表示光晕，18表示画面垂直方向(Y-Y方向)端部的电子束点，19表示画面对角线方向端部(角部)的电子束点。

此外，图22是阴极射线管的偏转磁场分布的说明图，在该图中，H是表示水平偏转磁场分布的曲线，而V是表示垂直偏转磁场分布的曲线。

在目前的彩色阴极射线管中，为了简化会聚调整，如图22所示，使水平偏转磁场分布H为枕形分布，在垂直偏转磁场分布V上采用桶形的非一致磁场分布。

由于使用上述磁场分布，在荧光面(画面)中央部及其周围，从电子束10的电子枪主透镜至荧光面的轨道长度不同，以及在画面周边部分由于电子束10相对于荧光膜13倾斜地轰击，所以在画面周边部分，电子束10的电子束点(发光点)的形状不是圆形。

如图21所示，与在画面中央部分的电子束点15为圆形形状不同，画面水平方向端部的电子束点16变为横长形状，并且产生光晕17。因此，水平方向端部的电子束点16的尺寸变大，并且在光晕17发生时电子束点16的轮廓变得不清晰，清晰度劣化，会使显示图象的画质明显下降。

而且，在电子束10的电流很小的情况下，电子束10垂直方向的直径过多地缩小，产生与荫罩12垂直方向的节距的光学干涉，呈现波纹现象，同时造成画质降低。

此外，画面垂直方向端部的电子束点18因垂直方向的偏转磁场使电子束10在上下方向(垂直方向)上被聚焦，变为横向振动的形状，同时发生光晕17，造成画质降低。

此外，画面角部的电子束点19除了与上述电子束点16的情况相同地变成横长形状和与上述电子束点18情况相同地变为横向摆动形状的相乘作用外，还产生电子束10的旋转，当然会发生光晕17，发光点直径自身也变大，明显造成画质下降。

作为防止因上述诸现象造成的画质下降的对策，以往可以采用的方法有使用使主透镜38在画面垂直方向和水平方向上的聚焦作用不同的非旋转对称系统的透镜结构的方法，特别有使画面垂直方向的聚焦作用比水平方向的聚焦作用弱的方法。

但是，如果观察画面中央部分的电子束点15，那么垂直方向的点直径(dY)变得比水平方向的点直径(dX)大，垂直方向的清晰度下降。

因此，在采用主透镜38的画面垂直方向和水平方向上聚焦效果不同的非旋转对称系统的透镜结构时，相对于同时提高画面整体的清晰度这样的目的来说，不是根本的解决对策。

以上是电子束的电流量比较大的情况(大电流区域)下的电子束点形状的说明。但是，在电子束的电流量很小的情况下(小电流区域)，由于电子束的轨道仅通过成象系统的近轴，所以口径大的透镜的水平方向与垂直方向的透镜强度差的影响变小，如图26所示，电子束点形状在画面中央部分为圆形形状(34)，在画面周边部分变为横长形状(35、36)或斜长形状(37)，成为波纹发生的原因，因电子束点的横方向直径(水平方向直径)的增加使清晰度下降。

在通常的阴极射线管的使用中，为了提高全电流域中的清晰度，在大电流区域和小电流区域中各自不同的部位上，必须设置有形成非旋转对称电场分布的透镜，此外，在各透镜的非旋转对称性上，在电场强度的变化部分上有界限，并且，因透镜内部位置使非旋转对称电场的强度增加和电子束形状极端地变形，成为产生清晰度下降的原因。

以上是抑制因电子束的点形状变形造成的聚焦特性下降的一般方法。在实际的电子枪中，为了这样的目的，如上所述，有在固定状态下使用聚焦电压的方式，和在阴极射线管的画面上按照电子束的偏转角动态地改变该位置上的最佳聚焦电压的方式。

在上述两个方式中，分别存在长处和短处。在固定状态下使用聚焦电压的方式，电子枪的成本低，并且供给聚焦电压的电源电路也简单，电路成本低，但另一方面，由于为了进行非点象差校正，在阴极射线管画面上的各位置上未必分别达到最佳聚焦状态，所以与达到最佳聚焦状态的情况相比，电子束点直径变大。

另一方面，在按照阴极射线管画面上的位置(即电子束的偏转角)动态地供给在该位置上的最佳聚焦电压的方式中，在画面上的各点上可获得良好的聚焦特性，但另一方面，电子枪的结构和供给聚焦电压的电源电路变得复杂，而且，由于在电视机和显示器终端的组装线上的聚焦电压设定上需要时间，所以成本也上升。

对于本发明的上述以外的目的、结构和由此获得的作用及效果来说，在例举以下实施例的详细说明中会逐渐明白。

图1A和图1B是说明本发明一实施例的阴极射线管中偏转象差校正作用的图。

图2是表示本发明一实施例的阴极射线管的示意性结构剖面图。

图3是说明本发明一实施例的阴极射线管功能的图。

图4是表示没有软磁性材料片的情况下电子束的垂直方向轨道的说明图。

图5A和图5B是表示有软磁性材料片的情况下电子束的水平方向轨道的说明图。

图6是表示没有软磁性材料片的情况下电子束的水平方向轨道的说明图。

图7是表示有软磁性材料片情况下在水平方向上偏转的电子束的垂直方向轨道的说明图。

图8是表示没有软磁性材料片情况下在水平方向上偏转的电子束的垂直方向轨道的说明图。

图9A和图9B是把本发明一实施例的阴极射线管中管轴上的偏转磁场分布与以往阴极射线管中管轴上的偏转磁场分布进行比较的曲线图。

图10是表示本发明一实施例的阴极射线管中相对于阴极射线管的偏转磁场产生机构的位置关系的图。

图11A和图11B是表示本发明一实施例的阴极射线管中电子束的束电流值大的情况下的荧光面发光点亮度分布的曲线图。

图12A和图12B是表示本发明一实施例的阴极射线管中电子束的束电流值为中等程度情况下的荧光面发光点亮度分布的曲线图。

图13A和图13B是表示本发明一实施例的阴极射线管中电子束的束电流值小的情况下的荧光面发光点亮度分布的曲线图。

图14是表示本发明一实施例的阴极射线管中软磁性材料片一个具体结构例的图。

图15A、图15B、图15C和图15D是表示把使用本发明一实施例的阴极射线管的图象显示装置的一实施例与以往例的装置进行比较的模式图。

图16是表示阴极射线管中电子束的偏转量与偏转象差量关系的曲线图。

图17是表示本发明一实施例的阴极射线管中电子束偏转量与偏转象差校正量关系的曲线图。

图18是表示阴极射线管中电子束在荧光膜上的聚焦状态的说明图。

图19是表示阴极射线管中电子束在荧光膜上的扫描状态的说明图。

图20是表示配有一字形电子枪的彩色阴极射线管的一结构例的剖面模式图。

图21是表示在阴极射线管的画面上电子束点形状的说明图。

图22是表示阴极射线管中偏转磁场分布的说明图。

图23是表示内装在阴极射线管中的电子枪一结构例的侧面图。

图24A和图24B是表示对阴极射线管电子枪施加聚焦电压方式的说明图。

图25A和图25B是表示施加于阴极射线管电子枪上的聚焦电压波形的说明图。

图26是表示在阴极射线管的画面上电子束点形状的说明图。

图27是表示阴极射线管中电子束轨道变化状况的说明图。

图28是表示本发明一实施例的阴极射线管中主透镜和荧光面之间的距离与荧光面上电子束点直径关系的曲线图。

图29是表示本发明另一实施例的阴极射线管的示意性结构的剖面图。

图30是表示以往的阴极射线管的一结构例的剖面图。

图31是表示本发明一实施例的阴极射线管中软磁性材料片作用效果的说明图。

以下，参照附图详细地说明本发明的实施例。

如图16所示，在阴极射线管中，随着电子束偏转量增大，偏转象差量急剧地增大。

本发明通过改变一部分偏转磁场分布，在电子束被偏转且其轨道改变时可改变电子束的聚焦或发散作用，可以产生电子束的最佳会聚作用，提高荧光面上清晰度的均匀性。

此外，在本发明中，如图17所示，在电子束被偏转且其轨道改变时，改变一部分偏转磁场的分布，以便按照电子束的偏转量改变偏转象差校正量，如图16所示，按照偏转量的增大进行急剧增大的偏转象差量的校正，在荧光面的整个区域上可获得适当的电子束聚焦作用。其结果，可以使荧光面整个区域上的清晰度均匀性提高。

通过改变一部分偏转磁场的分布，在被偏转的电子束改变其轨道时，为了按照电子束偏转量获得适当的电子束的聚焦或发散作用，产生使电子束具有适度非点象差那样的磁场是有效的。

在电子束上具有非点象差时，为了使偏转磁场具有垂直的两个对称面，形成偏转磁场。随着该对称面从中央部分移动至端部，电子束的聚焦或发散作用增大。

图1A和图1B是说明本发明一实施例的阴极射线管中偏转象差校正方法的图，表示电子束在具有发散作用那样的非点象差量的上述一个对称面上的分布例。

例如，如图18所示，在阴极射线管中，一般来说，由于与从电子枪主透镜至荧光面的距离与荧光面中央部相比，荧光面周边部分一方的距离更长，所以即使在偏转磁场中没有聚焦作用的情况下，如果在荧光面中央部分电子束被最佳聚焦，那么在荧光面周边部分就会变为过聚焦状态。

在本实施例中，如图1A和图1B所示，通过改变一部分偏转磁场的分布，按照偏转量的增加，增加发散作用，如图17所示，可以进行随着偏转量的增大使偏转象差校正量随之增大的偏转象差校正。

在把三束电子束一字形排列在水平方向的彩色阴极射线管中，为了使控制荧光面上三束电子束会集的电路简化，如图22所示，在垂直偏转磁场上采用桶形磁场分布，而在水平偏转磁场上采用枕形磁场分布。

图2是表示本发明一实施例的阴极射线管的示意性结构图，是从水平方向侧观察该阴极射线管的剖面模式图。图中，1是电子枪的第一电极(G1)，2是第二电极(G2)，3的第三电极(G3)，4是第四电极(G4)，在本实施例中，第三电极(G3)3是聚焦电极，第四电极(G4)4是阳极。此外，7是安装电子枪的阴极射线管管颈部分，8是锥体部分，14是屏盘部分，通过这三个部分的组合构成阴极射线管的真空外壳。

此外，10是从电子枪发射的电子束，电子束穿过荫罩12的开口部分，轰击在形成于屏盘14部分内表面的荧光膜13上，使荧光膜13发光，在阴极射线管的画面上进行图象显示。11是使电子束10偏转的偏转系统，与控制电子束的图象信号同步地产生偏转磁场，控制电子束10到达荧光膜13上的轰击位置。

再有，38是电子枪的主透镜，在使从阴极K发射的电子束10通过第一电极(G1)1、第二电极(G2)2和第三电极(G3)3后，利用形成于该第三电极(G3)3和阳极4之间的主透镜电场，使焦点发生在荧光膜13上。

而且，在本实施例中，利用配置于偏转系统11的偏转磁场内的软磁性材料片39，改变一部分偏转磁场的磁通密度分布，从而按照电子束10的偏转角，校正电子束10的偏转象差。

在本实施例中，把软磁性材料片39固定设置于阳极4上，由在相对于一束电子束10的水平方向左右上各一个的合计为两个的部分构成。利用这两个软磁性材料片，形成对穿过两者之间的电子束10在垂直方向上提供发散作用的磁场分布。再有，40是把电子枪电极连接在芯柱管针(图中未示出)上的引线部分。

再有，在图2中，在偏转系统11的偏转磁场内把电子枪主透镜38形成比偏转系统设置位置还靠近荧光膜13侧的位置上，但该主透镜38的形成位置不限于图示位置。

图3是说明本实施例的阴极射线管功能的图，是从水平方向侧面观察图2所示的主要部分(软磁性材料片39周边)的剖面模式图。该图是说明在设置于偏转系统11产生的偏转磁场内的两个软磁性材料片39的偏转象差校正作用的图。

用软磁性材料片39改变一部分磁通密度分布的偏转磁场对电子束10产生发散作用。再有，与图2相同功能的部分被附以同一符号。再有，L₁是主透镜38的形成位置与偏转中心之间的距离。

此外，图4是表示在未设置软磁性材料片39情况下偏转状况的说明图，用以相对以往技术说明本实施例阴极射线管中可改变一部分偏转磁场分布的软磁性材料片39的作用，该图是从与图3相同方向观察的剖面模式图。

在图3和图4中，穿过电子枪的第三电极(G3)3的电子束10被形成在第三电极(G3)3和第四电极(G4：阳极)4之间的主透镜38聚焦，在未接受因偏转系统11形成的偏转磁场产生的偏转情况下(画面中央部分)原样照直前进，使直径为D₁的电子束点发生在荧光膜13上。

其中，以电子束10被偏转至荧光膜13的图中上方的情况为例，在有软磁性材料片39的作用(图3)的情况和没有软磁性材料片39的作用(图4)的情况下，定性说明电子束10的轨道将如何改变。

在图4中，在电子束10的外周轨道内，下侧外周轨道象10_D那样行进。但是，由于轨道上的偏转磁场比下侧外周轨道的磁通密度低，偏转量小，所以上侧外周轨道象10_U那样行进，在到达荧光膜13之前与下侧外周轨道10_D交叉。其结果，如图4所示那样在荧光膜13上，产生直径D₂的点。

与此不同，如图3所示，如果软磁性材料片39起作用，那么位于电子束上侧的轨道部分接受利用软磁性材料片39改变分布的偏转磁场的作用，象10_U’那样行进，此外，位于电子束下侧的轨道部分由于基本上不受利用软磁性材料片39改变分布的磁场的影响，所以象图3所示的10_D那样行进，在到达荧光膜13之前不与上侧外周轨道10_U’交叉，然后到达荧光膜13。其结果，在荧光膜13上，产生比上述D₂小的直径为D₃的点。由图31可知，这是由于因软磁性材料片39的存在而改变原来的偏转磁场分布的缘故。

通过组合软磁性材料片39的安装位置、结构、偏转磁场的分布、通过两个软磁性材料片之间时的电子束直径、阴极射线管的最大偏转角等，可以使直径D₃的电子束点的荧光膜13上各位置的分布最佳化，由此减小与画面中央部分的点直径D₁的差，可以在画面整个区域上获得一样的清晰度。

而且，以电子束在荧光膜13上被偏转至图5A中右方向的情况为例，在有软磁性材料片39作用(图5A和图5B)的情况和没有软磁性材料片39作用(图6)的情况下，对沿水平方向偏转的电子束的水平方向的轨道如何变化进行定性说明。再有，图5A是从垂直方向上方观察阴极射线管的剖面模式图，图5B是从水平方向侧面观察的剖面模式图，此外，图6是从垂直方向观察阴极射线管的剖面模式图。

在图6中，电子束10的左侧外周轨道象10_L那样行进。与此相对，由于轨道上的偏转磁场比左侧外周轨道的磁通密度高，偏转量大，所以右侧外周轨道象10_R那样行进，在到达荧光膜13上时，进一步偏离左侧外周轨道。其结果，在荧光膜13上产生图6所示的直径为D₂的点。

与此不同，如图5A所示，如果软磁性材料片39起作用，那么电子束的左侧外周轨道由于在通过软磁性材料片39改变分布的磁场中轨道上的偏转磁场的磁通密度升高，偏转量增加，因而象10_L’那样行进，此外，由于基本上不受利用上述软磁性材料片39改变分布的磁场影响，所以电子束右侧外周轨道象图6中的10_R那样行进，其结果，左右两侧的外周轨道不断相接近地靠近荧光膜13。

结果，在荧光膜上，产生比前面直径D₂小的直径为D₃的点。于是，利用软磁性材料片39改变分布的磁场作用，进行水平偏转时水平方向偏转象差的校正，从而提高了荧光膜水平方向上的水平方向清晰度。

而且，以电子束在荧光膜13上向图中右侧方向偏转的情况为例，对有软磁性材料片39作用(图7)的情况和没有(图8)的情况下向水平方向偏转的电子束的垂直方向上的轨道如何改变进行定性说明。

在没有软磁性材料片39(图8)的情况下，与荧光膜的中央部分相比，在荧光膜的右侧部分上，由于距电子枪的距离远，所以通过电子枪的聚焦作用，上下外周轨道在达到荧光膜13前上下交叉，在荧光膜13上产生光晕。与此不同，在有软磁性材料片(图7)的情况下，利用被软磁性材料片39改变分布的水平偏转磁场的垂直方向偏转成分，与没有软磁性材料片39的情况相比，电子束上侧的外周轨道向上侧偏转，与没有软磁性材料片39的情况相比，电子束下侧的外周轨道向下侧偏转，与没有软磁性材料片39的情况相比，上下的外周轨道间的距离拉开，从而使荧光膜13上产生光晕的情况减少，使水平偏转时的垂直方向清晰度提高。

由以上结果可知，按照本实施例，即使对电子枪的一部分电极不动态地与电子束的偏转角变化同步地进行电压供给，在荧光膜(画面)上也可以进行与偏转角同步的聚焦状态控制，可以提供价格便宜并且画面整体的显示均匀性良好的阴极射线管。实际上，由于取决于包括适用的最大偏转角的阴极射线管的结构、组合的偏转磁场发生部分的结构、偏转象差校正电极、除改变一部分偏转磁场分布的软磁性材料片以外的电子枪结构、阴极射线管的驱动条件、阴极射线管的用途等，所以这些条件不是单独的。

为了利用改变一部分分布的偏转磁场实现荧光面整体的清晰度均匀性提高，必须偏转电子束，以便偏转磁场中的电子束轨道可通过磁场强度不同的区域。因此，在改变一部分偏转磁场磁场分布的部分在偏转磁场内的位置关系很重要。

图9A和图9B是表示比较采用本发明的情况和采用以往技术的情况下的偏转磁场在阴极射线管管轴上的分布例的曲线图。图9A表示水平偏转线圈和垂直偏转线圈双方都使用鞍形偏转线圈的本发明阴极射线管磁场分布一例，图9B表示水平偏转线圈使用鞍形偏转线圈而垂直偏转线圈使用喇叭形偏转线圈的以往阴极射线管磁场分布一例。再有，在两图中，右侧为靠近荧光面侧，而左侧为远离荧光面侧。

如图9A所示，在水平偏转和垂直偏转双方都使用鞍形偏转线圈的本发明阴极射线管中，与最大磁通密度位置相比，管颈侧区域中的水平偏转磁场的分布与垂直偏转磁场的分布相似。因此，在偏转磁场内设置软磁性材料片，改变一部分偏转磁场分布进行偏转象差校正时，也可按管轴上大致相同的位置来改变垂直和水平偏转磁场分布，容易使垂直和水平方向的偏转象差的校正最佳化。

与此不同，如图9B所示，在水平偏转上使用鞍形偏转线圈而在垂直偏转上使用喇叭形偏转线圈的以往阴极射线管中，与最大磁通密度位置相比，由于管颈侧区域中的垂直偏转磁场离开最大磁通密度位置，磁通密度缓慢地下降，在改变磁通分布的一部分时容易获得足够的磁通密度值，所以不容易进行垂直偏转象差校正。另一方面，与最大磁通密度位置相比，如果管颈侧区域中的水平偏转磁场偏离最大磁通密度位置，那么由于磁通密度急剧地下降，所以按垂直偏转象差校正的最佳位置改变一部分水平偏转磁场分布时，难以获得必要的磁通密度值，所以难以进行水平偏转象差校正。

图10是与图9A和图9B对应的在偏转磁场发生机构66上的位置关系的说明图，在图10中，A表示图9A和图9B所示的磁场分布测定时作为基准的位置，BH表示水平方向偏转磁场显示最大磁通密度值的位置，BV表示垂直方向偏转磁场显示最大磁通密度值的位置，而C表示形成产生偏转磁场的偏转线圈磁芯的磁性材料离开阴极射线管的荧光面侧的端部位置。再有，在图10中，右侧为靠近荧光面侧，而面向左侧为远离荧光面侧。

图11A和图11B是比较在有图9所示偏转磁场分布的本发明阴极射线管和有图9B所示偏转磁场分布的以往阴极射线管的荧光面上发光点亮度分布的说明图，图11A是表示在水平偏转和垂直偏转两方都使用鞍形偏转线圈的本发明阴极射线管荧光面上发光点亮度分布的等亮度线图，图11B是表示分别在水平偏转上使用鞍形偏转线圈而在垂直偏转上使用喇叭形偏转线圈的以往阴极射线管荧光面上发光点亮度分布的等亮度线图。再有，两图同时表示荧光面中央部分和荧光面上端部分的水平方向三位置的发光点。在荧光面下端部分中，由于与荧光面上端部分有同样的亮度分布，所以省略图示。此外，两图同时特别表示电子束的束电流值大的情况。一般来说，由于荧光体的发光亮度与电子束的束电流密度成正比，所以图示的发光点的亮度分布也可以认为是电子束的束电流密度分布。

在画面(荧光面)的中央部分的正中位置上，由于没有偏转磁场的影响，所以本发明阴极射线管和以往阴极射线管双方的亮度分布在电子枪制作精度的偏差范围内相等，而在画面中央部分的左右两端部分上，与图11B所示的以往阴极射线管的情况相比，可判明在图11A所示的本发明阴极射线管的情况下，发光点的横向直径小，并且在上下方向上产生的光晕也明显地小，聚焦特性强。在画面角部分上也可以说与此相同。在画面上端部分的正中位置上，在以往的阴极射线管情况下也能进行充分的偏转象差校正。于是，由图11A和图11B可判明，本发明的效果显著。

图12A和图12B是电子束的束电流值在中等程度情况下发光点的亮度分布图，图12A表示本发明阴极射线管的情况，而图12B表示以往阴极射线管的情况。其中，与图11A和图11B所示的情况相同，在画面中央部分的左右两端部分和角部分的发光点直径是在本发明的情况下比以往的情况下小，可判明本发明的阴极射线管的清晰度良好。

图13A和图13B是电子束的束电流值小的情况下发光点的亮度分布图，图13A表示本发明阴极射线管的情况，而图13B表示以往的阴极射线管的情况。其中，与上述同样，在画面中央部分的左右两端部分和角部分的发光点直径是在本发明的情况下比在以往的情况下小，可判明本发明的阴极射线管的清晰度良好。

再有，作为上述实施例的变形例，还在垂直偏转线圈和水平偏转线圈两者上使用以喇叭形绕制结构为主体的绕线，可以获得与图11A及图11B、图12A及图12B和图13A及图13B的情况相同的结果。

根据本发明的发明人最近的研究，为了获得与图11A及图11B、图12A及图12B和图13A及图13B情况相同的结果，在设置于必要的偏转磁场中的磁性材料片附近的磁场强度取决于该阴极射线管的阳极电压和最大偏转角，在最大偏转角为100°以上的情况下，平均单位阳极电压的平方根必须在0.15mT·kV^-0.5以上。

图14是表示本发明中设置于偏转磁场中的软磁性材料片的具体结构例的图。图中斜线部分为由软磁性材料片构成的部分，非斜线部分是由不锈钢等非磁性材料构成的部分。在该软磁性材料片构成的部分中，可以兼备水平偏转象差校正作用和垂直偏转象差校正作用的至少一部分的校正作用。

此外，根据本发明的发明人最近的研究，为了获得与图11A及图11B、图12A及图12B和图13A及图13B情况相同的结果，设置于必要的偏转磁场中的软磁性材料片的管轴方向的厚度除了弯曲部分外必须在3mm以下。在图14中，软磁性材料片的管轴方向的厚度用t表示。此外，软磁性材料片的弯曲部分是用a表示的部分。厚度t过厚的情况的原因在于，不可以忽略因通过该软磁性材料片中的磁通涡流产生的发热和改变偏转频率时的软磁性材料片的实际透磁率的变化所产生的聚焦特性的变化。

图27是描述非偏转时的电子束10通过主透镜38后达到荧光膜13期间的最外周轨道变化的模式图。电子束10的直径因电子枪的聚焦作用在中途一度变为最小直径D₄，但在达到荧光膜13时变为比D₄大的直径D₁。在电子束中，因电子枪产生的聚焦作用和电子间的空间电荷的排斥作用产生的发散作用都起作用，但随着离开主透镜38，空间电荷的排斥作用变得占优势。

图28是表示主透镜38和荧光膜13之间的距离L₂与荧光膜上电子束点的直径D₁关系的曲线图。为了减轻上述空间电荷的排斥作用影响，减小直径D₁，提高清晰度，上述距离L₂较短些较好。

图29表示本发明另一实施例的阴极射线管的示意性结构。一般来说，电子束在主透镜38附近束径最粗，如果在该位置上浸透偏转磁场，那么电子束的轨道容易混乱，荧光膜13上电子束点的形状变形，清晰度下降。在本实施例中，由于预测了因该偏转磁场产生的电子束轨道的混乱，可以确定设置在包括管轴的水平面上下的软磁性材料片39的形状，所以不必避开向偏转磁场的主透镜38附近的浸透也可以。其结果，可以缩短主透镜38与荧光膜13之间的距离L₂，减轻因空间电荷的排斥作用造成的清晰度下降，同时还可以缩短管轴长度L₄。

而且，在图29中，因上述距离L₂的缩短，还可以缩小图象倍率，所以清晰度进一步提高。

图30表示以往的阴极射线管的一结构例。由于为了减轻因偏转系统11产生的磁场向主透镜38附近的浸透，不可能缩短上述距离L₂，还不可能实现空间电荷的排斥作用的减轻和图象倍率的缩小，所以清晰度低。

如上所述，按照本发明，特别提供一种阴极射线管，该阴极射线管可以不进行动态聚焦电压的供给，在画面整个区域或电子束全电流域中可提高聚焦特性，获得良好清晰度，同时还可以降低小电流区域中产生的波纹。

图15A、图15B、图15C和图15D是使用本发明阴极射线管的图象显示装置例与使用以往阴极射线管的图象显示装置例的尺寸比较说明图，图15A和图15B是使用本发明阴极射线管的图象显示装置的正面图和侧面图，而图15C和图15D是使用以往阴极射线管的图象显示装置的正面图和侧面图。

在图中，图象显示装置的机壳83的进深L₇，在本发明情况下的机壳进深(图15B)比以往情况下的机壳进深(图15D)短，可以节省装置的设置空间。

可以缩短装置进深L₇的原因在于，通过改变一部分偏转磁场分布，进行与电子束偏转角对应的偏转象差的校正，可以使电子枪的主透镜靠近偏转系统，从而可缩短阴极射线管84的长度L₄。

如上所述，按照本发明，可以特别提供一种阴极射线管，该阴极射线管不进行动态聚焦电压的供给，在画面整个区域或电子束全电流域中可提高聚焦特性，获得良好清晰度，同时还可降低小电流区域中产生的波纹，通过使用本发明的阴极射线管，还可以提供机壳进深短的图象显示装置。

如上所述，按照本发明，利用改变一部分偏转磁场分布，在进行电子束偏转且其轨道变化时，通过按偏转角校正电子束的偏转象差，在荧光膜(画面)的整个区域并且在电子束的全电流域中可以获得适当的电子束聚焦作用，可以获得使画面整个区域上清晰度显著提高的阴极射线管。

就是说，通过形成电子束的偏转象差校正作用按照上述偏转角变化的偏转磁场分布，利用该偏转磁场中的偏转作用和轨道改变的电子束校正上述偏转象差，即使在离开荧光膜(画面)的中央部分的位置，也可以获得适当的电子束的聚焦作用。

而且，在电子枪内部电子束束径最大的地方位于主聚焦透镜附近，特别在一字形彩色显象管和彩色显示管等中，一般来说，根据会聚调整的简便化要求，电子束的偏转磁场是非均匀的，在这种情况下，由于为了抑制因偏转磁场产生的电子束畸变，使主聚焦透镜尽量离开偏转磁场发生部分的方法较好，所以通常把偏转磁场发生部分设置在比电子枪的主聚焦透镜还离开荧光面侧的位置上。另一方面，为了缩小电子枪的图象倍率，减小荧光面上的电子束点直径，使电子枪的阴极与主聚焦透镜之间的距离加长的方法较好。因此，与这两个作用对应的清晰度良好的阴极射线管必然加长管轴长度。

但是，根据本发明，在不改变从电子枪的阴极至主聚焦透镜之间长度的状态下，通过使主聚焦透镜的位置靠近荧光面，电子枪的图象倍率进一步缩小，可以进一步减小荧光面上的电子束点直径，同时还可以缩短管轴长度。

由于缩短该管轴长度，主透镜的位置靠近荧光膜，电子束中的空间电荷的排斥作用的持续时间被缩短，所以可以进一步减小荧光面上的电子束点直径。在该状态下，由于主聚焦透镜中的电子束靠近偏转磁场产生部分，可能会进入偏转磁场产生部分的中间，所以因偏转磁场容易产生变形，但利用与上述偏转角对应的偏转象差校正作用，可抑制这种变形发生。

在使荧光面中央部分的电子束点直径更小的相关业界中，不断进行着向主聚焦透镜的大口径化的努力。这种主聚焦透镜的大口径化具有使通过主聚焦透镜时电子束直径扩大的效果。在该状态下，由于主聚焦透镜中的电子束更容易受到偏转磁场的影响，所以必须使主聚焦透镜与偏转磁场隔开，阴极射线管的管轴长度会加长。在本发明中，由于利用按照上述偏转量的偏转象差校正作用，在这种情况下也可以缩短管轴长度，所以可以充分地发挥大口径化的主聚焦透镜的特征。

而且，在电子束点处于画面的中央部分位置时，由于不受偏转磁场的影响，不需要因偏转磁场产生的变形对策，所以电子枪的透镜作用变为旋转对称的聚焦系统，可以使画面上的电子束点直径更小。

而且，如果在电子枪的聚焦电极上还施加动态聚焦电压，那么在画面的整个区域上可以更加发挥适当的电子束的聚焦作用，可获得在画面整个区域上清晰度良好的显示特性，而在位于偏转磁场中间的电子束被偏转，其轨道变化时，在按照该偏转角使电子束的偏转象差校正量改变的本发明的阴极射线管中，可以降低必要的动态聚焦电压。

而且，在本发明中，由于可以缩短阴极射线管的管轴长度，可以缩短使用该阴极射线管的图象显示装置的机壳进深，所以可以节约图象显示装置的设置空间。由于这种机壳进深的缩短在以往技术极其困难，所以这一点也成为本发明的一大优点。而且，由于进深短的机壳使图象显示装置的运输效率提高，所以还可以节约运输费用。

而且，在本发明中，由于可以缩短阴极射线管的管轴长度，所以使阴极射线管的运输效率提高，可以节约运输费用。

Claims (6)

1.一种阴极射线管，包括由多个电极构成的电子枪和使从该电子枪发射的电子束在水平方向和垂直方向上进行偏转的偏转装置，其特征在于，在所述阴极射线管的偏转磁场中设置用于自动偏转象差校正的磁性材料片，使构成所述偏转装置的偏转线圈在用于水平偏转和用于垂直偏转时都按相同形式的绕线结构作为主体。

2.一种阴极射线管，包括由多个电极构成的电子枪和使从该电子枪发射的电子束在水平方向和垂直方向上进行偏转的偏转装置，其特征在于，在所述阴极射线管的偏转磁场中设置用于自动偏转象差校正的磁性材料片，使构成所述偏转装置的偏转线圈以用于水平偏转和用于垂直偏转时都按相同形式的绕线结构作为主体，同时在设置所述磁性材料片位置的水平偏转磁场和/或垂直偏转磁场为最大偏转时，阴极射线管的平均单位阳极电压的平方根在0.15mT·kV^-0.5以上。

3.一种阴极射线管，包括由多个电极构成的电子枪和使从该电子枪发射的电子束在水平方向和垂直方向上进行偏转的偏转装置，其特征在于，在所述阴极射线管的偏转磁场中设置用于自动偏转象差校正的磁性材料片，使构成所述偏转装置的偏转线圈在用于水平偏转和用于垂直偏转时都以相同形式的绕线结构作为主体，同时所述磁性材料片在管轴方向的长度除了向管轴方向的弯曲部分外都在3mm以下。

4.如权利要求1～3中任一项所述的阴极射线管，其特征在于，设置于所述偏转磁场中的磁性材料片兼备对因垂直偏转磁场造成的偏转象差的校正和对因水平偏转磁场造成的偏转象差的校正中的至少一部分作用。

5.如权利要求1～4中任一项所述的阴极射线管，其特征在于，构成所述偏转装置的偏转线圈在用于水平偏转和用于垂直偏转时都以鞍形绕制为主体。

6.如权利要求1～4中任一项所述的阴极射线管，其特征在于，构成所述偏转装置的偏转线圈在用于水平偏转和用于垂直偏转时都以喇叭形绕制为主体。

Images