CN1459818A - 阴极射线管的电子枪 - Google Patents

Abstract

本发明主要涉及一种彩色阴极射线管的电子枪，更具体地说是一种通过在电子枪中形成一个动态的四重透镜，能够在整个荧光屏上获得优良的聚焦特性的阴极射线管的电子枪，可用于换位扫描式阴极射线管。在本发明中，用于换位扫描式阴极射线管的电子枪包括阴极电极；控制电极，用于控制电子束的产生数量；加速电极；一个由多个预先聚焦电极组成的预先聚焦透镜级；和一个主透镜级，由一个主聚焦电极和一个阳电极组成。其中，预先聚焦电极和主聚焦电极被分成至少两个电极，被分成的两个电极中的一个电极加固定电压，而另一个电极加动态电压。并且在加固定电压的电极和加动态电压的电极之间的面对面的部位形成四重透镜级。

Description

阴极射线管的电子枪

技术领域

本发明主要涉及一种阴极射线管的电子枪，更具体地说是一种通过在电子枪中形成一个动态的四重透镜，能够在整个荧光屏上获得优良的聚焦特性的阴极射线管的电子枪，可被用于换位扫描式阴极射线管。

背景技术

图1是一个表示普通的相关阴极射线管和电子枪的结构的视图，图2是一个表示普通的相关电子枪的结构的视图。

如图1和图2所示，普通的阴极射线管(CRT)和阴极射线管用的一字排列式电子枪包括三个彼此相互独立的阴极3；一个与阴极3离开一个特定间隔的第一电极4；一个第二电极5、一个第三电极6、和一个第四电极7，它们从第一电极4起按照有规律的间隔排列；第五电极分为3个电极8-1、8-2和8-3；一个第六电极9；和一个屏蔽罩10，其上部与B.S.C(硅酸硼冕牌玻璃)11连接。

此外，偏转线圈12安装在电子枪的外部，它可以使电子束13偏转从而使电子束打到荧光屏15的整个屏幕上。普通阴极射线管还包括一个荫罩板14，它是一个辨别颜色的电极，和一个涂有荧光材料的荧光屏15。

现将具有上述结构的电子枪的工作情况说明如下。对于组成电子枪的这些电极将分别加不同的电压，以便获得均匀的电流并且使它们的截止电压相同。

详细地讲，第六电极9是一个阳极，加给它的电压是一个大约为26000伏的固定电压Eb；而第五电极中的第一电极8-1和第三电极8-3以及第三电极6所加的电压是动态电压Vdf，它随着偏转线圈12的偏转力的大小而同时发生变化。

此外，第五电极中的第二电极8-2所加的电压是聚焦电压Vsf，而第二电极5和第四电极7所加的电压是一个大约为600伏的固定电压Ec2。第一电极4是一个控制电极，其所加电压为接地电压。

当安装在电子枪的阴极3里的加热器2被加热后，电子从管脚1发射出来，发射出来的电子的数量由第一电极4控制。受控制的电子束13由第二电极5加速，而经过加速的电子束13由第三电极6、第四电极7和第五电极中的第三电极8-3进行部分会聚。经过会聚的电子束13穿过第五电极中的第三电极8-3和第二电极8-2，它们组成一个MQ(乘-商)透镜，用于使在荧光屏上各处的光点成圆形。

此外，电子束13穿过第五电极中的第二电极8-2和第一电极8-1，它们组成一个动态的四重DQ(微-商)透镜，用于消除在荧光屏上各处的光点产生的晕圈现象。

此外，电子束13穿过第六电极9并且在偏转线圈12的作用下被偏转到整个荧光屏15，偏转线圈12安装在电子枪的外部。

被偏转的电子束13穿过荫罩板14，并且与涂有荧光材料的荧光屏碰撞以便形成图像。

图3a和图3b所示为在相关电子枪中用于使电子束穿过的通道孔的形状的示意图。

如图3a所示，在相关的一字排列式电子枪中，在用于组成MQ透镜的第五电极中的第三电极8-3的一个面27上，该面与第二电极8-2相对，和在用于组成动态四重透镜的第五电极中的第二电极8-2的一个面29上，该面与第一电极8-1相对，都开有电子束的通道孔18，其形状像是一个纵向的锁眼，由一个圆形和一个矩形组成，其宽度小于其长度。

此外，在用于组成MQ透镜的第五电极中的第二电极8-2的一个面28上，该面与第三电极8-3相对，和在用于组成动态四重透镜的第五电极中的第一电极8-1的一个面30上，该面与第二电极8-2相对，都开有电子束的通道孔19，其形状像是一个横向的锁眼，由一个圆形和一个矩形组成，其宽度大于其长度。

图4所表示的是在相关阴极射线管的荧光屏上的扫描图形16和电子枪的3个彩色电子束的位置17。

如此图所示，在相关阴极射线管中，电子束被发射到荧光屏上是从上到下、从左到右依次进行，电子枪的3个彩色电子束水平排列成一字形。

图5a和图5b所表示的是电子枪的透镜图。

在相关阴极射线管中，非对称透镜被安排在第五电极的3个分离的电极之间。所述非对称透镜的强度是随着动态电压的变化而变化的，而所述动态电压与偏转电流同步。

现将非对称透镜的工作原理详细说明如下。

第五电极中的第一电极8-1和第二电极8-2之间形成的动态四重透镜DQ在荧光屏的角落部位产生最大的非对称效能，在这些部位偏转电流最强，也就是说，偏转线圈12的偏转力最大。

而在另一方面，在荧光屏的中心部位产生最小的非对称效能，在这些部位几乎没有偏转电流，也就是说，几乎没有偏转力。

在没有动态四重透镜的相关一字排列式电子枪中，由于受自动会聚式偏转线圈的不均匀磁场DL的影响，在荧光屏的周围部位会出现水平光点放大和垂直光点过度会聚，从而在荧光屏的周围部位会出现聚焦不好和晕圈现象。

出现这种现象意味着电子束的水平会聚力被起偏转作用的非对称磁场减弱了，而电子束的垂直会聚力被加强了。为了克服这个问题，采用上述的动态透镜，它可以减弱荧光屏周边部位的垂直会聚力，从而在整个荧光屏上获得优良的聚焦性能，如图5a所示。

此外，在第五电极中的第一电极8-1上加一个动态电压，按照偏转的程度改变对电子束的会聚产生最大影响的主透镜ML的强度，从而用减小主透镜强度的方法补偿电子束围绕着荧光屏偏转时焦距的增大。

如图5b所示，在第五电极中的第二电极8-2和第三电极8-3之间形成的MQ透镜可以根据偏转力的增大而使水平会聚力减小，这一点不同于动态四重透镜。

但从另一方面来说，MQ透镜有一个作用，就是可以增强会聚力，如图6b中的23所示，以便补偿当只有动态四重透镜时，荧光屏的光点产生的纵向扩大现象20，如图6a中的20所示。

同时，可以通过将物体空间尺寸和透镜放大系数相乘来计算光点直径，它由一个电子束的发射角(θo)和该电子束入射角(θi)确定，如下列公式所示。

如果荧光屏上电子束的发射角(θo)是相同的，光点直径与荧光屏上电子束的入射角(θi)成反比。

M＝(θo/θi)X(Vo/Vi)1/2

动态四重透镜DQ增加穿过所有静电透镜的电子束的水平入射角和垂直入射角的角度差(θix/θiy)，从而使在荧光屏边缘部位的光点产生横向伸长20。

相应地，水平会聚角和垂直会聚角可以得到相似地补偿，方法是在动态四重透镜DQ的前方形成一个具有反作用的MD透镜，如图5b(θix/θiy)所示，从而在荧光屏的边缘获得一个近似圆形的光点23。

在这种情况下，在荧光屏的上部和下部形成纵向光点22，其光点伸长是由MQ透镜产生的，以及光点21，其光点伸长是由没有MQ透镜的垂直偏转磁场产生的。并且纵向光点不会对聚焦性能产生影响，因为与水平光点比较，垂直光点是很小的。

但是，在相关阴极射线管中，电子束是在水平方向入射的，如图4所示，并且荧光屏的水平长度大于其垂直长度，因此，由于在偏转线圈的水平方向上偏转磁场(特别是枕形偏转磁场)的作用，会增加光点的晕圈现象。为了补偿上述晕圈现象的产生，所述电子枪增加了动态四重透镜的强度，以便同时增加动态电压。因此对于监视器用的阴极射线管来说，增加偏转线圈的偏转角度超过100°是比较困难的。

因此，为了解决电子束在水平方向上的入射角所带来的这个问题，人们研究出了换位扫描技术，即将相关阴极射线管的电子枪和偏转线圈旋转90°。

但是，在采用换位扫描技术的阴极射线管中，如果以电子枪的一字形排列方向为基准方向，其垂直长度大于其水平长度，并且，如果采用所述相关电子枪，其荧光屏的上部和下部尺寸要比其边缘部位的尺寸大。因此，光点的纵向尺寸明显增大会大幅度地增大荧光屏边缘部位的水平光点24，，如图7b所示，从而使聚焦性能变差。

发明内容

因此，考虑到采用先前技术所出现的上述问题，本发明的目的是提供一个彩色阴极射线管的电子枪，它可以在整个荧光屏上获得优良的聚焦性能，方法是在电子枪中形成一个动态的四重透镜，该电子枪适用于换位扫描式阴极射线管。

为达到上述目的，特为阴极射线管提供一种电子枪。所述阴极射线管是一个换位扫描式阴极射线管，包括一个电子枪，该电子枪有3个垂直一字排列的阴极，产生三色(红、绿、兰)电子束。该阴极射线管还包括一个偏转线圈，该偏转线圈中的一个线圈用来产生一个基本上是枕形的偏转磁场，用于将从电子枪产生的电子束偏转到荧光屏的短轴方向；而该偏转线圈中的另一个线圈用来产生基本上是桶形的偏转磁场，用于将从电子枪产生的电子束偏转到荧光屏的长轴方向。所述电子枪包括：阴极电极；控制电极，用于控制电子束的产生数量；加速电极；由预先聚焦电极组成的预先聚焦透镜级；和主透镜级，由主聚焦电极和阳极电极组成。在所述电子枪中，预先聚焦电极和主聚焦电极至少被分成两个电极，被分成的两个电极中的一个电极加固定电压，而另一个电极加动态电压，并且在加固定电压的电极和加动态电压的电极之间的面对面的部位形成四重透镜级。

本发明可以把在荧光屏的边缘部位横向伸长的光点变成几乎是圆形，从而在整个荧光屏上获得优良的聚焦性能。

附图说明

通过阅读下文中结合附图所作的详细说明，对本发明的上述目的和其它目的、特点以及其它优点将会有更加清楚的理解。这些附图是：

图1是一个普通阴极射线管和电子枪的结构图；

图2是一个普通电子枪的结构图；

图3a是相关电子枪的电子束的通道孔的外形图；

图3b是相关电子枪的电子束的通道孔的外形图；

图4所示为在相关阴极射线管中的电子枪的扫描方向和安排图；

图5a和图5b表示的是相关电子枪的透镜分布图；

图6a和图6b表示的是在相关阴极射线管的荧光屏上的光点的形状的视图；

图7a表示的是在换位扫描式阴极射线管中电子枪的扫描方向和安排图；

图7b是表示在相关换位扫描式阴极射线管中荧光屏上的光点形状视图；

图8是本发明的第一实施方案图；

图9a和图9b所表示的是在本发明的第一实施方案中电子束的通道孔的外形图；

图10是本发明的第二实施方案图；

图11a和图11b所表示的是在本发明的第二实施方案中电子束的通道孔的外形图；

图12是本发明的第三实施方案图；

图13a和图13b所表示的是在本发明的第三实施方案中电子束的通道孔的外形图；

图14表示的是本发明中的电子枪的透镜分布图；和

图15表示的是采用本发明中的电子枪的阴极射线管的荧光屏上的光点的形状。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方案作详细说明。

本发明是一个阴极射线管用的电子枪。所述阴极射线管是一个换位扫描式阴极射线管，包括：一个电子枪，该电子枪有3个垂直一字排列的阴极，产生三色(红、绿、兰)电子束；和一个偏转线圈，该偏转线圈中的一个线圈用来产生一个基本上是枕形的偏转磁场，用于将从电子枪产生的电子束偏转到荧光屏的短轴方向，该偏转线圈中的另一个线圈用来产生基本上是桶形的偏转磁场，用于将从电子枪产生的电子束偏转到荧光屏的长轴方向。这里，形成电子枪的MQ透镜的电极的电子束的通道孔的形状改变了，因此减小了影响偏转线圈的水平偏转磁场的荧光屏的尺寸，并且增大了偏转力，从而获得偏转角大于100°的监视器用的阴极射线管。

图8表示的是本发明的一个实施方案，图9a和图9b所表示的是电子束的通道孔。

参见图8、图9a和图9b，图中的第三电极被分成两个电极6-1和6-2。在第三电极中的第一电极6-1的一个面36上，即与第二电极6-2相对的一个面，开有电子束的纵向通道孔18，见图9a。此外，在第三电极中的第二电极6-2的一个面35上，即与第一电极6-1相对的一个面，开有电子束的横向锁眼式通道孔19，见图9b。

在第三电极中的第一电极6-1上加的是常规的聚焦电压Vsf，而在第三电极中的第二电极6-2上加的是动态电压Vdf。

此外，第五电极被分成两个电极8-1和8-2，并且这两个电极在相关电子枪中形成的方式是一样的。即在第五电极中的第二电极8-2的一个面37上，即与第一电极8-1相对的一个面，开有电子束的纵向锁眼式通道孔18，见图9a。而在第五电极中的第一电极8-1的一个面38上，即与第二电极8-2相对的一个面，开有电子束的横向锁眼式通道孔19，见图9b。

图10表示的是本发明的第二个实施方案，图11a和图11b所表示的是电子束的通道孔。

参见图10，为了降低制造费用将电子束的电极的数量减少了。

也就是，去掉了第三电极和第四电极之间的预先聚焦透镜和第五电极的第三电极，并且将第三电极分成3个电极(33-1、33-2、33-3)。

在第三电极中的第二电极33-2的一个面40上，即与第三电极33-3相对的一个面，和在第二电极33-2的一个面41上，即与第一极33-1相对的一个面，开有电子束的纵向锁眼式通道孔18，见图11a。

此外，在第三电极中的第三电极33-3的一个面39上，即与第二电极33-2相对的一个面，和在第一电极33-1的一个面42上，即与第二电极33-2相对的一个面，开有电子束的横向锁眼式通道孔19，见图11b。

此外，第三电极中的第一电极33-1和第三电极33-3加动态电压Vdf，而第二电极33-2加常规聚焦电压Vsf。

图12表示的是本发明的第三个实施方案，图13a和图13b所表示的是电子束的通道孔。

就图12、图13a和图13b而论，本发明的这一实施方案与相关电子枪有相似的结构，但是，第五电极里的第三电极8-3和第二电极8-2之间的电子束的通道孔的形状改变了。

也就是说，第五电极的第二电极的一个面44上，即与第三电极相对的一个面，开有纵向通道孔18，见图13a。

此外，第五电极的第三电极的一个面43上，即与第二电极相对的一个面，开有横向锁眼式通道孔19，见图13b。

除上述孔外，其它电极的通道孔和电压线与相关电子枪中的一样。

在采用了按上述方案制造的电子枪的阴极射线管中，按照荧光屏的水平/垂直方向为基准观察电子枪，当电子束被偏转到荧光屏的边缘时，电子束被MQ透镜在垂直方向(电子枪的轴线方向)上会聚。所述MQ透镜是在图8中的第三电极的第一电极6-1和第二电极6-2、图10中的第三电极的第二电极33-2和第三电极33-3以及图12中的第五电极的第二电极8-2和第三电极8-3中形成的。因此，荧光屏上的电子束的水平入射角大于垂直入射角(θix＞θiy)，从而在荧光屏上获得纵向光点。这一光点纵向扩展现象由于相关电子枪的垂直偏转磁场使光点产生的横向扩展现象而得到补偿，从而在荧光屏的边缘获得近似圆形的光点34。

因此，可以在整个荧光屏上获得优良的聚焦性能，见图15。在依靠增加偏转力而缩小阴极射线管体积的换位扫描式阴极射线管中，本发明对横向扩展的光点进行补偿，以便在荧光屏的边缘获得近似圆形的光点，从而在整个荧光屏上获得优良的聚焦性能。

虽然结合本发明的一些优选实施方案对本发明作了展示和说明，但是熟悉该项技术的专家们应该理解，在不违反本文件所附的权利要求中所定义的本发明的范围和精神的前提下，可能会作出各种形式上和细节方面的改变。

Claims (6)

1.一个阴极射线管的电子枪，所述阴极射线管是一个换位扫描式阴极射线管，包括：一个电子枪，该电子枪有3个垂直一字排列的阴极，产生三色(红、绿、兰)电子束；和一个偏转线圈，偏转线圈中有一个线圈用来产生一个基本上是枕形的偏转磁场，用于将从电子枪产生的电子束偏转到荧光屏的短轴方向，偏转线圈中的另一个线圈用来产生基本上是桶形的偏转磁场，用于将从电子枪产生的电子束偏转到荧光屏的长轴方向，所述电子枪包括：

阴极电极；

控制电极，用于控制电子束的产生数量；

加速电极；

由多个预先聚焦电极组成的预先聚焦透镜级；

和主透镜级，由主聚焦电极和阳电极组成，

其特征在于，预先聚焦电极和主聚焦电极被分成至少两个电极，被分成的两个电极中的一个电极加固定电压，而另一个电极加动态电压，并且在加固定电压的电极和加动态电压的电极之间的面对面的部位形成四重透镜级。

2.如权利要求1所述的电子枪，其特征在于，在形成四重透镜级的电极中被加动态电压的电极上开有电子束的锁眼式通道孔，由一个圆形和一个矩形组成，其宽度大于长度；而在形成四重透镜级的电极中被加固定电压的电极上开有电子束的锁眼式通道孔，由一个圆形和一个矩形组成，其长度大于宽度。

3.一个阴极射线管的电子枪，所述阴极射线管是一个换位扫描式阴极射线管，包括：一个电子枪，该电子枪有3个垂直一字排列的阴极，产生三色(红、绿、兰)电子束；和一个偏转线圈，该偏转线圈中有一个线圈用来产生一个基本上是枕形的偏转磁场，用于将从电子枪产生的电子束偏转到荧光屏的短轴方向，偏转线圈中的另一个线圈用来产生基本上是桶形的偏转磁场，用于将从电子枪产生的电子束偏转到荧光屏的长轴方向，所述电子枪包括：

阴极电极；

控制电极，用于控制电子束的产生数量；

加速电极；和

主透镜级，由一个主聚焦电极和一个阳电极组成，

其特征在于，主聚焦电极被分成至少三个电极，被分成的三个电极中的至少两个电极分别加动态电压，而另一个电极加固定电压，并且在加固定电压的电极和加动态电压的电极之间的面对面的部位形成四重透镜级。

4.如权利要求3所述的电子枪，其特征在于，在组成四重透镜级的电极中被加动态电压的电极上开有电子束的锁眼式通道孔，由一个圆形和一个矩形组成，其宽度大于长度；而在组成四重透镜级的电极中被加固定电压的电极上开有电子束的锁眼式通道孔，由一个圆形和一个矩形组成，其长度大于宽度。

5.一个阴极射线管的电子枪，所述阴极射线管是一个换位扫描式阴极射线管，包括：一个电子枪，该电子枪有3个垂直一字排列的阴极，产生三色(红、绿、兰)电子束；和一个偏转线圈，该偏转线圈中有一个线圈用来产生一个基本上是枕形的偏转磁场，用于将从电子枪产生的电子束偏转到荧光屏的短轴方向，另一个线圈用来产生基本上是桶形的偏转磁场，用于将从电子枪产生的电子束偏转到荧光屏的长轴方向，所述电子枪包括：

阴极电极；

控制电极，用于控制电子束的产生数量；

加速电极；

由多个预先聚焦电极组成的预先聚焦透镜级；和

一个主透镜级，由一个主聚焦电极和一个阳电极组成，

其特征在于，主聚焦电极被分成至少3个电极，被分成的3个电极中的至少两个电极分别加动态电压，而另一个电极加固定电压，并且在加固定电压的电极和加动态电压的电极之间的面对面的部位形成四重透镜级。

6.如权利要求5所述的电子枪，其特征在于，在组成四重透镜级的电极中加动态电压的电极上开有电子束的锁眼式通道孔，由一个圆形和一个矩形组成，其宽度大于长度；而在组成四重透镜级的电极中加固定电压的电极上开有电子束的锁眼式通道孔，由一个圆形和一个矩形组成，其长度大于宽度。

Images