CN87101668A - 彩色显像管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及彩色显像管。在具有以共同的电子透镜，对多束电子束进行加速、聚焦的电子枪的彩色显像管中，这些电子束互相不交叉地射入共用电子透镜并被聚焦。电子束在通过透镜时，电子束相互间的间隔被缩小，通过透镜后，再通过修正装置被纠正。

Description

本发明涉及彩色显像管，尤其涉及使多束电子束会聚聚焦用的电子枪的主透镜部。

彩色显像管内装有电子枪，通过该电子枪，使规定的靶面上形成电子束光点。而决定彩色显像管的性能的极重要因素之一是靶面上的光点点径。该点径当然是越小越好，但该点径是由电子枪的性能所决定的。

一般，电子枪由发生并控制电子束用的电子束发生部，及使电子束加速并聚焦用的主透镜部构成，作为使该电子枪的性能改善的有效方法之一，是提高主透镜部的性能。

该主透镜部大多为静电透镜，通过在同一轴上配置有孔的多个电极，并分别施加规定的电位而形成。这样的静电透镜因电极构成的不同而有几种，但基本上，通过加大电极开孔的孔径以形成大口径透镜，或加长电极间距离，使电位变化变缓，以形成长焦点透镜，都能提高透镜的性能。

但是，因为彩色显像管的电子枪一般均封装在细玻璃圆筒即管颈内，所以首先，电极的开孔即透镜口径受到物理性限制，其次，为了使电极间形成的聚焦电场不受到管颈内其他不希望有的电场的影响，电极间的距离也受到限制。

特别是，在如彩色显像管那样，把3根电子枪△排列或直线排列而成为一个整体的场合，电子束间隔（S_△）越小的装置，越容易使3束电子束在整个屏幕上都会聚于一点，这对偏转电力方面也有利。因此，为了减小电子枪间隔，电极的开孔变得更小。

作为相应的措施，日本专利公告昭49-5591号，及美国专利4，528，476号说明书提出了一种结构，它使并列在同一平面上的3个电子透镜完全重合，成为1个大的电子透镜，使3束电子束交叉通过该大口径的电子透镜的中央部，从而最大限度地提高透镜的性能。对日本专利公告昭49-5591号及美国专利3，448，316号说明书所示电子枪的光学等值图，利用图6进行说明。

即，使从阴极（9a）、（9b）、（9c）发出的电子束（3a）、（3b）、（3c）通过预聚焦透镜（20a）、（20b）、（20c）接受预聚焦后，均朝向着1个大口径电子透镜（51）的中心。从该大口径电子透镜（51）出来的电子束（3a）与（3c）通过偏转装置（52a）和（52c）接受强烈偏转+φ°之后，会聚在屏幕（30）上。

因此，两侧的电子束（3a）、（3c）会发生大的偏转象差或慧形象差，在屏幕（30）上，3束电子束（3a）、（3b）、（3c）的光点形状会变得不一样。为了减少该电子束的畸变，必须把大口径电子透镜（51）的性能向稍弱的方向调整，这又存在不能使大口径聚焦透镜（51）的性能充分发挥的问题。

以下通过图7说明美国专利4，528，476号说明书提出的电子枪的光学等值图。从阴极（9a）、（9b）、（9c）发生的电子束（3a）、（3b）、（3c），被设计成通过预聚焦透镜（20a）、（20b）、（20c）接受预聚焦后，又通过偏转透镜（53a）、（53c）接受偏转，而朝向1个大口径电子透镜（51）的中心。从该大口径电子透镜（51）出来的电子束（3a）和（3c）经过又一个大口径透镜（52），接受强烈偏转φ°之后，会聚在屏幕（30）上。因此，两侧电子束（3a）、（3c）发生大的偏转象差或慧形象差，屏幕（30）上，3束电子束（3a）、（3b）、（3c）的光点形状变得不相同。如上所述，日本专利告昭49-5591、美国专利3，448，316号及4，528，476号说明书，都完全相同地存在大口径聚焦透镜（51）的性能不能充分发挥的问题。

为了防止该强烈的偏转，也考虑过一种结构，它使射入大口径聚焦透镜的电子束平行，让中央的电子束通过透镜的中心，而让两侧的电子束通过透镜边缘。但这时又存在着如下问题，即如果使中央电子束的光点在屏幕上适当聚焦，则两侧电子束便会出现过度会聚状态，因而在屏幕上3束电子束会分离。

也就是，利用现有技术使3束电子束通过同一个大口径电子透镜时，总存在某些问题，难以实际应用。

本发明的目的在于，对于具有使多束电子束聚焦的同时会聚用的电子枪的彩色显像管，提供一种能使主透镜部的透镜性能提高的优质电子枪，及提供一种图像品位优秀的彩色显像管。

本发明对于至少具备由发生并控制多束电子束用的电子束发生部，及使该多束电子束加速并聚焦在规定的靶面上用的主透镜部构成的电子枪的彩色显像管，其实施状态如下，即，该彩色显像管的电子枪具有如下的主透镜部，该主透镜部包括至少1个使多束电子束互相不交叉地共同通过的共用电子透镜，以及至少1个对该共用电子透镜所产生的多束电子束间隔的缩小进行修正用的修正装置，该修正装置包括使多束电子束互相不交叉地共同通过的发散电子透镜。

以下，参照附图说明本发明的实施例。附图中，图1是显示本发明一实施例的彩色显像管的简化剖面图，图2及图3是显示其电子枪部的说明图，图2为剖面图，图3为光学等值图，图4及图5是图示其它实施例的附图，图4为剖面图，图5为光学等值图，图6及图7是现有例子的光学等值图。

实施例1

图1是实施了本发明的彩色显像管的一个实施例。图1中，彩色显像管（100）大致由如下部分构成：具有屏幕面（106）的面板（102），该屏幕面上有沿Y轴向为细长的三重线状荧光体;与该面板接合的漏斗状的漏斗形部（103）;与该漏斗形部连接的直径较小的管颈部（104）;与前述屏幕面（106）相对配置的阴罩（107）;在前述管颈部的X-Z平面上，以规定间隔配置的电子枪（1）;被配置在从前述面板部到管颈部的偏转线图（108）。

电子枪（1）如图2所示，由如下部分构成：发生撞击红、绿、篮各色荧光体层的3束电子束（3a）、（3b）、（3c）用的、内装有3个加热器（6a）、（6b）、（6c）的、成直线排列的阴极（9a）、（9b）、（9c）;在相对该3个阴极（9a）、（9b）、（9c）的位置上，分别设有规定的电子束通孔，并具有整体结构的第1栅极（11）、第2栅极（12）、第3栅极（13）、第4栅极（14）、第5栅极（15），及会聚电极（16）;支承这些电极的绝缘支承体（2）。

第1栅极（11）与第2栅极（12）是靠近配置的平板形电极;第3栅极（13）是在第2栅极（12）侧具有底部的杯形电极，该底部上设有与第2栅极的电子束通孔对应的3个电子束通孔（33a）、（33b）、（33c）;第4栅极（14）是在第5栅极（15）侧具有底部的杯形电极，该底部上设有3个电子束通孔（34a）、（34b）、（34c）;第5栅极（15）是在会聚电极（16）侧具有底部的杯形电极，该底部上设有3个电子束通孔（35a）、（35b）、（35c）;会聚电极（16）是在第5栅极（15）侧具有底部的杯形电极，底部上设有3个电子束通孔（36a）、（36b）、（36c），其附近设有磁场修正元件（17），3束电子束能高精度地会聚在未图示的屏幕上。该会聚电极（16）上安装着导入未图示的阳极端子上所施加的约25～30KV高电压用的管村。

对于如上的电极构成，例如，在阴极（9a）、（9b）、（9c）上施加约150V的截止电压和调制信号，让第1栅极（11）为接地电位，在第2栅极（12）上施加的300～7000V，在第3栅极（13）上施加约4～6KV，第4栅极（14）上施加约15～20KV，第5栅极（15）上施加约25～30KV的电压。

通过如此的电位构成，主透镜部的等电位曲线如图2所示，在第3栅极（13）与第4栅极（14）之间，如图3所示，产生1个大口径电子透镜（21），又在第4栅极（14）与第5栅极（15）之间，形成各个小的聚焦电子透镜（22a）、（22b）、（22c），和1个大口径发散电子透镜（23）。一般，就在大口径电子透镜（21）之后，会形成弱的发散电子透镜，这儿令它被包含在大口径电子透镜（21）内。

又，从阴极（9a）、（9b）、（9c）出来的电子束（3a）、（3b）、（3c）通过第1栅极（11）及第2栅极（12）分别受到控制，通过在第2栅极（12）与第3栅极（13）之间形成的各个预聚焦透镜（20a）、（20b）、（20c），分别接受预聚焦，通过在第3栅极（13）与第4栅极（14）间形成的1个大口径电子透镜（21），接受主聚焦。

这时，直线排列的3束电子束中，两侧的电子束（3a）（3c）比中央的电子束（3b）稍强地被聚焦的同时，受到向该电子束（3b）侧+α度的会聚作用。

但是，由于在第4栅极（14）与第5栅极（15）间形成的各个小的聚焦电子透镜（22a）、（22b）、（22c），及由于1个大口径电子透镜（23）而受到辅助聚焦，而且，两侧电子束（3a）、（3c）与中央电子束（3b）相比，其聚焦状态被削弱，与此同时，受到向着背离中央电子束（3b）的方向发散-β度的作用。因此，3束电子束（3a）、（3b）、（3c）在屏幕（30）上会聚为一点的同时，各电子束（3a）、（3b）、（3c）形成适当的聚焦状态。又，因大口径聚焦电子透镜（21）而产生的两侧电子束（3a）、（3c）的正的象差，被大口径发散电子透镜（23）发生的负的象差相抵消，所以，屏幕（30）上3个电子束光点的形状也变为一致。

因此，在第3栅极（13）与第4栅极（14）之间形成的大口径电子透镜的性能能充分发挥出来。

在上述实施例中，各栅极的电子束通孔为圆形，但并不一定要如此，在为了减少广角偏转管的屏幕四周部的光晕，令屏幕中央部的电子束光点在垂直方向为椭圆形的场合，可以让电子束通孔孔径为椭圆，此外，也可在不影响确保绝缘支承体设置场所的情况下，改变杯形电极的形状。

又，在实施例中，入射到在第3栅极（13）与第4栅极（14）之间形成的大口径透镜上的3束电子束是平行的，但并不一定要如此，为了消除与聚焦电压即第3栅极（13）的电位变化相对应的3束电子束会聚点的变化，例如也可以如日本专利公告昭60-51232号所示，通过在第2栅极（12）与第3栅极（13）形成的非对称透镜，使两侧电子束预先向中央电子束侧偏转，以抵消会聚作用的变化。

还有，在实施例中，让第4栅极（14）与第5栅极（15）之间形成有大口径发散透镜，这时，为了进行发散的微小调节或电子束畸变的微小调节，也可以调节第4栅极（14）侧或第5栅极（15）侧的结构，或设置简单的修正板。

实施例2

接着通过图4及图5说明本发明其他的实施例。其中，与前一实施例相同的符号表示相同的部分，不再另作说明。

即，到第3栅极（13）为止，与前一实施例是相同的，但第4栅极（14′）是1个圆筒电极，在该第4栅极（14′）之后，设有静电偏转板（40）。该静电偏转板（40）由与管轴（Z轴）实质上平行的4个板状电极（41）、（42）、（43）、（44）构成，中央2个板状电极（42）和（43）是互相平行的板状电极，而两侧的2个板状电极（41）、（44）是随着靠近屏幕而逐渐扩大的电极。为了使两侧电子束（3a）、（3c）向远离中央电子束（3b）的方向偏转，在两侧的2个板状电极（41）、（44）上施加比中央的2个板状电极（42）、（43）稍高的电位。又，因为这时两侧的电极（41）、（44）逐渐扩大，所以，相对两侧电子束而言，形成发散透镜。

例如，在第3栅极（13）上施加约5KV～10KV的电压，在第4栅极（14′）及静电偏转板的中央2个板状电极（42）、（43）上施加约25～30KV的电压，在两侧的板状电极（41）、（44）上施加比中央板状电极（42）、（43）高数百V～1KV的电压。这时的等值光学模型如图5所示。

如果做成上述结构，从阴极（9a）、（9b）、（9c）出来并经过预聚焦透镜（20a）、（20b）、（20c）的3束电子束（3a）、（3b）、（3c），通过在第3栅极（13）与第4栅极（14′）间形成的1个大口径电子透镜（21）接受聚焦，与此同时，两侧的电子束（3a）、（3c）受到向着中央电子束（3b）侧+α度的、稍强的会聚作用。因此如果就这样下去，3束电子束便会如图中虚线所示，会聚在还不到屏蔽（30）的P点。在本实施例中，通过静电偏转板（40）的棱镜（24）的作用，两侧的电子束（3a）、（3c）受到向远离中央电子束（3b）方向偏转-β度的修正作用，3束电子束便在屏幕（30）上会聚于一点。又，两侧的电子束（3a）、（3c）因大口径电子透镜（21）而比中央电子束聚焦过度，但通过在静电偏转板（40）部分形成的发散透镜（25a）、（25c）而被修正，从而在屏幕（30）上，中央的电子束（3b）与两侧的电子束（3a）、（3c）的聚焦状态变为相同。

把这与日本专利公告昭49-5591号及美国专利4，528，476号说明书中的技术作对比可知，在这些公知的例子中，它们的电子束（3a）、（3c）在通过大口径电子透镜（51）后，向离开中央电子束（3b）的方向发散，所以，必须偏转+φ度这样极大的角度，这时就会有较大的偏转象差。实际上，对于19英寸～20英寸型的彩色显像管，从最后的电子透镜到屏幕（30）为止的距离为300～350mm，从阴极到大口径透镜（51）或（21）为止的距离为20～30mm，各阴极间隔为5～7mm左右，所以，φ是10～15度这样极大的角度。但在本实施例中，两侧的电子束（3a）、（3c）先通过大口径电子透镜而受到+α度的聚焦作用，这实际上是1～4度极小的，与φ相比，显然α很小，因此偏转象差也小，又因为在本实施例中还受到-β度（1～3度）的发散作用，所以象差为相抵消的方向。

在本实施例中使用了静电偏转板，但也可以使用磁场。

在以上的实施例中，作为大口径电子透镜是以由第3栅极与第4栅极形成的双电位型透镜为基本的，但本发明不限于此，也可以是作为电子透镜而公知的单电位型透镜或三电位型透镜，或这些电子透镜的复合型透镜，或者也可以是各个电子透镜与大口径电子透镜的组合。又，在大口径电子透镜部分，如果使用日本专利3，932，786号说明书所示的长焦点透镜，便能使透镜性能显著提高。又，作为大口径透镜，当然不仅静电透镜，也可使用磁场透镜。还有，在上述实施例中，叙述了直线排列型彩色显像管用电子枪的情况，不用说，对△型电子枪等其他型式也适用，在多束电子束的场合，或彩色显像管以外的场合，也能照样应用。

如上所述，根据本发明，对于具有使多束电子束聚焦的电子枪的彩色显像管，通过采用至少包括让这些多束电子束互不交叉地共同通过的大口径电子透镜，及对该电子透镜所产生的多束电子束的会聚状态进行修正的电子透镜的结构，能使大口径电子透镜的性能充分发挥出来，使屏幕上的电子束光点点径变小，且能使多束电子束容易地会聚于屏幕上的一点。

又，具有本发明的电子枪的彩色显像管，其电子枪结构简单，所以制造方便，能提供富有应用价值的高性能彩色显像管。

还有，具有本发明的电子枪的彩色显像管，因为不必扩大多个电子束的电子束间隔，即能获得高性能的彩色显像管，所以，作为彩色显像管，偏转电力少，且能使会聚品位良好。

Claims (2)

1、一种彩色显像管，至少具备由发生并控制多束电子束用的电子束发生部，及使前述多束电子束加速并在规定的靶面上聚焦用的主透镜部构成的电子枪，其特征在于，前述主透镜部具有至少1个让前述多束电子束互相不交叉地共同通过的共用电子透镜，以及至少1个对该共用电子透镜所产生的前述多束电子间隔的缩小进行修正用的修正装置。

2、按权利要求1记载的彩色显像管，其特征在于，上述修正装置包括让多束电子束互相不交叉地共同通过的发散电子透镜。

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