CN1361544A - 彩色crt中的电子枪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种彩色CRT中的电子枪,包括三个阴极,用于发射电子束;多个电极,用于加速;以及聚焦电极和阳极,各自包括对置的边缘,其具有单独的电子束通过孔,该孔具有垂直直径V和水平直径H;以及静电场控制体,在距离边缘深度D处,带有跨接宽度‘t’以及中心电子束通过孔的垂直直径v和水平直径h,其中静电场控制体和聚焦电极以及阳极具有以下关系:(V×v×D)/29≥H－(2×S),其中,S表示静电场控制体的水平直径h与跨接宽度t之和。从而防止电子枪受球面象差影响而提高图像的垂直分辨力。

Description

彩色CRT中的电子枪

                        技术领域

本发明涉及一种彩色阴极射线管中的电子枪，而更为具体地说，涉及彩色阴极射线管(CRT)电子枪中的一种聚焦电极和一种阳极，其中主聚焦静电透镜的垂直直径予以增大用于提高CRT屏幕的垂直方向分辨力。

                        背景技术

图1示意性地图示一种相关技术CRT的水平纵向剖面。

参照图1，相关技术CRT配有一面板1和一玻锥2，构成CRT的前部和后部；一颈部2a，在玻锥2的一端处；一电子枪3，在颈部2a中用于发射电子束3a；一偏移线圈4，围绕玻锥2的外部表面用于使电子束3a偏移；一荫罩5，在电子枪3和面板1之间用于使偏移的电子束3a通过；以及一荧光表面7，涂敷在面板1的内侧表面上。

图2图示装在彩色CRT颈部之内的电子枪的侧视图。

参照图2，一彩色CRT之中的电子枪3配有各阴极8、一控制电极9、一加速电极10、第一和第二预聚焦电极11a和11b、一聚焦电极12，以及一阳极13，各自具有一施加于其上的预定电压。控制电极9和加速电极10是平面式的，而预聚焦电极11a和11b、聚焦电极12和阳极13都是非圆的柱面的，各自具有电子束通过孔用于使电子束通过。

当前述CRT投入使用时，电子束3a从各阴极8发出，并由一电位差使之朝向阳极13加速。由于各预定电压施加到各个电极上，所以电子束由控制电极9、加速电极10、聚焦电极11a和11b予以控制、加速、预聚焦、并主要由一主聚焦静电透镜予以聚焦，后者是电聚焦电极12与阳极13之间电位差形成的。然后，电子束3a由偏移线圈4使之在上、下、左或右方向上偏移，有选择地通过荫罩5，并着屏在荧光表面7上而在面板1上构成图像。

已知，构成在荧光表面7的图像质量随着着屏在荧光表面7上的电子束3a的斑点尺寸较小而变得较好。电子束3a的斑点尺寸正比于主聚焦静电透镜直径，而主聚焦静电透镜的尺寸正比于聚焦电极12和阳极13的对置的各电子束通过孔的尺寸，电极12和阳极13构成了主聚焦静电透镜。

图3图示图2中电子枪的对置的聚焦电极和阳极的一水平纵向剖面。

参照图3，为了构成大尺寸主聚焦静电透镜，对置的聚焦电极和阳极都配有对置的水平方向上拉长的轨道形的边缘12b和13b，以便形成单独的电子束通过孔12a和13a用于使三股电子束通过；以及一内壁12c或13c，向内延伸而距每一聚焦电极和阳极上的边缘内沿固定的距离，用于加强边缘。一静电场控制体14或15设置在距离聚焦电极或阳极的边缘12b或13b的间隔距离为‘D’的位置处。

参照图4，电子束通过孔12a或13a的尺寸表达为一水平直径‘H’和垂直直径‘V’，而‘V’小‘H’大，以致电场在垂直方向上透入较浅，而在水平方向上透入较深，使垂直等势面的曲率大，而水平等势面的曲率小。据此，聚焦电极12与阳极13之间的单独的在水平方向上拉长的主聚焦静电透镜使电子束3a在垂直方向上聚焦强，而在水平方向上聚焦弱。

不过，静电场控制体14或15扼制了电场在水平方向上的透入而更大地扩大了水平等势透镜。据此，主聚焦静电透镜具有增强的水平方向聚焦能量而平衡了水平和垂直聚焦能量。

图5A-5D图示配装在聚焦电极和阳极内侧的各种相关技术静电场控制体的不同实例。

图5A图示由RCA研制的一种XL(延伸的大孔)型静电场控制体的前视图。XL型静电场控制体14或15是一平面件，带有在一条直线上型式的三个圆形的电子束通过孔14c和14s。已知，在XL型静电场控制体14或15的情况下，难以形成中心电子束和外部电子束的一致斑点尺寸。

图5B图示授权给日本日立公司(Hitachi in Japan)的一种静电场控制体的前视图，此件也在图3中图示作为一水平纵向剖面，并分别地配装在从图2中I-I或II-II方向可见的聚焦电极12或阳极13之中。此类静电场控制体14或15是一平面件，具有在一条直线上型式的、在垂直方向上拉长的、椭圆形电子束通过孔14c和14s，而一中心电子束通过孔14c拉长得甚于外部电子束通过孔14s。已知，前述静电场控制体可以校正CRT屏幕上的象差，并满足正聚焦。

图5c图示授权给本申请人的一种LB(带叶片大孔)型静电场控制体。LB型静电场控制体14或15具有一中心矩形电子束通过孔14c，以及在平行于电子束3a行进方向的方向上，其两侧上的各垂直叶片14a。此实例的好处在于，各叶片14a增大了截面模量以加强静电场控制体14或15对变形的抗力。不过，由于各叶片14a妨碍电场的水平透入，使主聚焦静电透镜的水平曲率更大，所以电子束3a被过度聚焦。

图5D图示由日立公司研制的一种EA(椭圆孔)型静电场控制体的前视图。EA型静电场控制体14或15是一平面件，具有一中心的、在垂直方向上拉长的、椭圆形电子束通过孔14c，以及各外部的、在垂直方向上拉长的、椭圆形电子束通过孔14s。由于静电场控制体14或15没有如图5C之中所示的叶片14a和15a，电场的水平透入不受妨碍，而减少了主聚焦静电透镜的水平曲率，所以可以形成具有平衡的垂直和水平聚焦能量的一种大尺寸主聚焦静电透镜。不过，由于除去各叶片14a所造成的较小截面模量会使EA型静电场控制体14或15易于变形。

尽管在图5A-5D中提出的各种静电场控制体具有彼此不同的形状，但几何关系是按照以下相同表达式规定下来的。

中心电子束通过孔的水平直径：h，

中心电子束通过孔的垂直直径：v，

桥接宽度：t，

中心电子束通过孔的垂直直径v+桥接宽度t＝S，

其中，一般已知‘S’等于一电子束间隔，即中心电子束与外部电子束之间的距离。

前述的各静电场控制体，设计尺寸S、h和v，配置深度，以及边缘的水平直径‘ H’和垂直直径‘V’用作各个参数以便规定主聚焦静电透镜的尺寸，而具体地说，主聚焦静电透镜直径的最大尺寸是由在电子枪不同设计参数之中可以设定在可能最少一侧的各个参数予以规定的。因此，一些电子枪设计者参照各种参数之中可能最少的一些参数把主聚焦静电透镜的垂直直径dv和水平直径dh设计成一致的，用于准确地聚焦电子束在屏幕的中心部分上。

在大电流为至关重要的当前大尺寸彩色CRT之中的电子枪情况下，大电流使得电子束通量更大，并导致穿过主聚焦静电透镜的一原轴线。通过原轴线的电子束比通过一旁轴线的电子束具有更大的球面象差。球面象差可造成光晕现象，此时电子束在屏幕的中心部分处形成较大的斑点尺寸。已知，由于光晕现象造成的水平斑点尺寸可以由一种配装于颈部外部周边的VM(速度调制)线圈予以减小。不过，由于一直没有CRT外面的适当装置来减小由于球面象差所造成的在垂直方向上的加大的束斑，所以垂直光晕现象仍然留在屏幕上而劣化了屏幕的垂直聚焦特性。

                        发明内容

因此，本发明致力于彩色CRT之中的一种电子枪，基本上消除了由于相关技术的各种局限和缺点所造成的一或多项问题。

本发明的目的是提供彩色CRT之中的一种电子枪，其中主聚焦静电透镜的垂直直径dv正比于形成较大的电子束通量而做得更大，由于大电流用于电子枪以便防止出现球面像差，如此提高图像的垂直分辨力。

本发明的其他一些特点和优点将在以下说明中予以叙述，而其一部分将从说明显然可见，或者可以通过本发明的实践而获知。本发明的各项目的和其他优点将通过在说明书和本发明权利要求书以及所附各图中特别指出的结构予以实现和取得。

为了实现这些和其他一些优点并符合本发明的目的，如所实施和简述的那样，彩色CRT之中的此种电子枪包括三个阴极用于发射电子束；多个电极用于加速；以及一聚焦电极和一阳极，各自包括一对置的边缘，后都具有一单独的电子束通过孔，其带有垂直直径V和水平直径H，还包括一静电场控制体，其在距离边缘深度D处，带有跨接宽度t以及一中心电子束通过孔的垂直直径v和水平直径h，此时静电场控制体和聚焦电极以及阳极具有以下关系。

(V×v×D)/29≥H-(2×S)，

其中，S表示静电场控制体的水平直径h与跨接宽度‘t’之和。

应当理解，前面的一般说明和随后的详细说明二者都是示范性和解释性和，并意图提供被要求保护的本发明的进一步说明。

                        附图说明

各附图，包括在内以提供对本发明的进一步了解并纳入此说明书而构成其一部分，图示了本发明的各实施例并连同文字叙述一起用来解释本发明的一些原理；

在附图中：

图1示意性示出一种相关技术CRT的水平纵向剖面；

图2示出装在图1中彩色CRT颈部之中的电子枪的侧视图；

图3示出图2中电子枪的对置的聚焦电极和阳极的水平纵向剖面；

图4示出图2中在I-I或II-II方向上看到的聚焦电极或阳极的前视图，表明其中配装的静电场控制体；

图5A-5D示出相关技术静电场控制体的不同实例，各自配装在一聚焦电极和一阳极的内侧；

图6示出一图线，表明静电场控制体的边缘的深度‘D’×垂直直径‘V’×水平直径H线性地正比于主聚焦静电透镜的直径；

图7示出一图线，表明主聚焦静电透镜的垂直直径正比于边缘的水平直径，而反比于‘ S’，即，中心电子束通过孔的水平直径‘h’与跨接宽度‘t’之和；以及

图8示出一图线，将由本发明的聚焦电极、阳极和静电场控制体所构成的主聚焦静电透镜的垂直直径与相关技术主聚焦静电透镜的垂直直径相对比。

现在详细参照本发明的各优选实施例，其各范例图示在各附图之中。本发明的彩色CRT中的电子枪具有等同于相关技术电子枪的结构，除了是，本发明的电子枪在细节尺寸上不同于相关技术电子枪之外。因此，在说明本发明时，将不加改变地采用用于相关技术电子枪之中的各个附图标记。

鉴于静电场控制体14和15，设计尺寸S和v、配置深度‘D’由边缘12b和13b形成的每一电子束通过孔的水平直径‘H’和垂直高度‘V’用作各个参数来规定主聚焦静电透镜直径dh和dv的大小，所以本申请人研究了哪些参数影响到主聚焦静电透镜的水平直径dh和垂直直径dv。

按照研究结果，已知主聚焦静电透镜的垂直直径dv分别相关于由边缘形成的电子束通过孔的垂直直径V、静电场控制体中心电子束通过孔的垂直直径V，以及静电控制件14和15距离边缘12b和13b的深度D。更为详细地说，如图6所示，得到证实的是，三个参数的乘积V×v×D线性地正比于主聚焦静电透镜的垂直直径dv，它可以表述如下：

dv＝(V×v×D)/29

此外，如图7所示，得到证实的是，主聚焦静电透镜的水平直径dh正比于边缘12b和13b的水平直径‘H’，而反比于‘S’，即，中心电子束通过孔14或15的水平直径h与跨接宽度‘t’之和，它可以表述如下。

dh＝H-2×S

因此，正像本发明的目的那样，如果意图构成一具有较大垂直直径dv的主聚焦静电透镜，就需要调整静电场控制体14和15的不同参数以保持边缘12和13b以及静电场控制体14和15的设计尺寸符合条件(V×v×D)/29≥(H-2×S)。

图8示出一图线，将由本发明的聚焦电极、阳极和静电场控制体所构成的主聚焦静电透镜的垂直直径与相关技术主聚焦静电透镜的垂直直径相比较。

参照图8，如果电子枪是按照这些条件设计的，本发明的主聚焦静电透镜的垂直直径则大于相关技术2mm。因此，即使电子束由于电子枪按照近来趋势采用大电流以形成电子束的较大通量，但因为主聚焦静电透镜的垂直直径已经加大了，所以电子束不会因球面象差而畸变，而却准确地聚焦在屏幕上，从而提高了图像的垂直分辨力。

因而，本发明证实了所有影响主聚焦静电透镜的参数。亦即，与相关技术不同，本发明证实了主聚焦静电透镜的尺寸不仅由聚焦电极、阳极和静电场控制体的可以设定的不同设计参数之中的、可能最少的一些参数予以限制，而且可以通过许多参数予以调整。据此，垂直直径可以做得大于相关技术。

本发明中所述的各种条件，不仅满足加大主聚焦静电透镜垂直直径的目的，而且，必要时，可用于其他目的，亦即，加大主聚焦静电透镜的水平直径。

对于本领域技术人员来说，显然在本发明的彩色CRT中的电子枪方面可以作出多种修改和变动而不偏离本发明的精神或范畴。因而，企望的是，本发明包含此发明的各种修改和变动，只要后者处于所附权利要求书及其等价物的范围之内。

Claims (1)

1.一种彩色CRT中的电子枪，包括：

三个阴极，用于发射电子束；

多个电极，用于加速；以及

聚焦电极和阳极，各自包括：

对置的边缘，其具有单独的电子束通过孔，该孔具有垂直直径V和水平直径H，以及

静电场控制体，在距离边缘深度D处，带有跨接宽度‘t’以及中心电子束通过孔的垂直直径v和水平直径h，其中静电场控制体和聚焦电极以及阳极具有以下关系：

(V×v×D)/29≥H-(2×S)，

其中，S表示静电场控制体的水平直径h与跨接宽度t之和。

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