CN1079576C - 彩色阴极射线管的电子枪 - Google Patents

Abstract

本发明所推出的彩色阴极射线管电子枪具有一个阴极(31)、一个控制极( 32)和一个帘栅极(33)，以及一个对这前三极所形成的电子束进行聚焦和加速的主透镜。在控制极上开有水平方向较长的通过电子束的孔( 32H)，而在与控制极相对的帘栅极上形成了包围通过电子束的孔的水平方向较长的槽(33S)，从而保证电子束在整个荧光层表面上都有良好的聚焦特性，补偿了致偏线圈的影响。

Description

彩色阴极射线管的电子枪

本发明与彩色阴极射线管的电子枪有关。具体地说，本发明提出了一种彩色阴极射线管的电子枪，这种电子枪能够减小垂直电子束在被致偏线圈的非均匀磁场过焦时打到荧光屏上而产生的电子束光点模糊。

通常，彩色阴极射线管的电子枪安装在阴极射线管的颈部，用来发射电子。它有一个阴极、一个控制极和一个帘栅极，这三个电极构成了前三极，还有一组对电子束进行聚焦和加速的聚焦极和阴极。各电极上都开了三个可以让电子束通过的圆孔。

由于具有上述结构的常规的彩色阴极射线管电子枪对从阴极所产生的电子束进行聚焦和加速并不改变它的表面形状，因此，当电子束在致偏线圈的作用下偏离到荧光层边缘时，非均匀磁场就会使电子束变形，从而不能得到清晰的图象。

为了解决这个问题，现有技术是：前三极的靠近控制极11的帘栅极12的发射表面上开一个水平方向较长的槽12a，如图1所示，用来校正致偏线圈非均匀磁场的影响。

如上所述，在帘栅极12的发射侧开水平加长槽12a可以减小在主透镜M和致偏磁场之中引起的球面象差以及垂直致偏失真，然而，这需要附加预聚焦透镜P进行加强，从而提高了预聚焦倍数，使预聚焦透镜P中的光束半径减小。结果是，垂直电子束的虚物点增大，导致打到屏面S上的电子束光点的半径增大。因此，虽然在屏面中心致偏失真有所减小，但由于在中心的电子束光点半径的增大，总分辨力还是下降了，而屏面中心附近的中央区域又正是阴极射线管的最重要部分。也就是说，虽然在屏面的边缘部分图象分辨力能够得到改善，但在屏面的中央部分分辨力却是降低了。

为了解决上述问题，诸如在美国专利No.4,629,933中所揭示的现有技术是：控制极20的通过电子束的孔21开成水平方向较长的形状，而在控制极20的发射表面上形成一个垂直加长槽22，如图3所示，从而形成和利用了水平交叉点和垂直交叉点。然而，这会在大电流区域降低聚焦性能。此外，由于必需在很薄的控制极20上形成槽22，因此在制造时，或者将槽22开在一个构件上再将这个构件焊到控制极20上，或者用挤压加工对控制极20进行处理。然而，如果通过将构件焊到控制极20上来形成槽22，影响电子枪质量的一个十分重要的因素—电子束对中情况就会变坏。此外，用挤压加工控制极20对于制造电极来说是非常困难的。

为了解决以上问题，本发明推出了一种能够补偿由于致偏线圈的非均匀磁场引起的电子束失真的彩色阴极射线管的电子枪。

本发明的第二个目的是推出一种聚焦特性在整个荧光面上都得到改善的彩色阴极射线管的电子枪。

为了达到上述目的，本发明所推出的彩色阴极射线管的电子枪具有构成前三极的一个阴极、一个控制极和一个帘栅极，以及一个对这前三极形成的电子束进行聚焦和加速的主透镜。这种电子枪的特征是：在控制极上开了水平方向较长的通过电子束的孔，其长轴配置在通过电子束的孔的排列方向上，以及在帘栅极上与控制极相对的那一侧形成水平方向较长的、围绕通过电子束的孔的槽，槽的长轴配置在通过电子束的孔的排列方向上。

本发明的上述目的和优点通过结合以下附图对优选实施例的详细说明就会更加清楚。在这些附图中：

图1为常规的彩色阴极射线管电子枪的前三极的局部透视图；

图2为常规电子枪的前三极和电子束的水平和垂直投影图；

图3为另一种常规电子枪的前三极局部透视图；

图4为本发明的彩色阴极射线管电子枪的前三极的分解透视图；

图5为本发明的电子枪的帘栅极的另一种实施例的分解透视图；

图6为本发明的电子枪的前三极以中心线为基准所取的水平和垂直剖视图；

图7为从阴极和前三极所形成的电子透镜射出的垂直和水平电子束的轨迹图；

图8为本发明的电子枪的垂直和水平电子束的轨迹图；

图9为示出电子枪垂直电子束光点大小与电流之间关系的曲线图；以及

图10为示出投射到主透镜上的电子束的横栽面水平宽度与比例扩大了的打到荧屏上的电子束的水平宽度之间的关系。

本发明的彩色阴极射线管电子枪包括前三极和一组构成主透镜的电极。前三极为阴极31、控制极32和帘栅极33，如图4所示。由图可见，在控制极32上开了三个排成直线的水平方向较长的通过电子束的孔32H。在与控制极32相对的帘栅极33的入射表面上形成三个分别围住相应通过电子束的孔33H的水平方向较长的槽33S。开在控制极32上的水平加长孔32H可以是长轴处于通过电子束的孔的排列方向上的矩形孔或椭圆形孔，也可以只有一侧是椭圆形的。在帘栅极33上所形成的水平加长槽33S可以通过使各个通过电子束的孔33H的周围凹入来形成，也可以如图5所示那样，通过将一个开有水平方向较长的通过电子束的孔41的电极构件40固定到帘栅极33的入射表面上来形成。

下面将对本发明的具有如上结构的彩色阴极射线管电子枪的工作情况加以说明。

当各电极上加上相应电位时，电子就从阴极31热辐射出来。由于开在控制极32上的水平孔32H在水平方向较长，因此从阴极31发射出来的电子束所通过的复载区的垂直段就较小。这样，从阴极31发射的电子束在打到荧光屏上显示图象时产生的象差较小，从而垂直物点的半径也较小。

此外，从图6和7可见，垂直交叉点P1的位置比水平交叉点P2接近阴极31，这是因为垂直阴极透镜L1比水平阴极透镜更强一些。因此，电子束的垂直分量受到由帘栅极33和安装在邻近的聚焦极(未示出)形成的预聚焦透镜L3的作用较强，从而具有较强的减小象差的前三极效果。

相反，由于形成的水平交叉点P2接近预聚焦透镜23，因此电子束的水平分量要求较弱的预聚焦透镜L3的聚焦作用，从而以较大的入射角入射到主透镜上。同时，如图6所示，由于在帘栅根33的入射表面上形成的水平方向较长的槽33S的作用，电子束垂直分量交叉点的入射角要比没有槽33S时的小，从而减小了在预聚焦透镜L3内的电子束在垂直方向的宽度，通过高倍预聚焦透镜的作用排除了使垂直物点半径增大的因素，改善了大电流区的聚焦特性。

通过上述作用，使入射到主透镜上的电子束的截面形状成为一个在水平方向较长的椭圆，如图8所示。因此，由于在这透镜M中电子束在垂直方向上的宽度较小，从而穿过主透镜M的中央部分，所以球面象差也较小。此外，由于减小了穿过致偏线圈非均匀磁场的电子束在垂直方向上的宽度，因此电子束在垂直方向所受到的由于聚焦场形成的垂直致偏磁场的影响而产生的致偏象差较小。结果，就能避免了焦点超过荧光屏面导致的聚焦性能下降。

图9示出了电流与打在荧光屏面中心部分的电子束光点的垂直宽度之间的关系。由图可见，点划线100所示的本发明电子枪的电子束光点的垂直宽度小于实线200所示的常规的电子枪的电子束光点的垂直宽度。这就意味着，与常规电子枪相比，本发明的电子枪的电子束在垂直方向上的聚焦特性得到了改善。

同时，就阴极31发射的电子束在水平方向的聚焦特性来说，与主透镜M是一个聚焦透镜相比，致偏线圈形成的水平致偏磁场是一个发散磁场，因此电子束自动自聚焦。这样，虽然电子束在主透镜M内的水平宽度较大，但也可获得非常好的聚焦特性。

图10示出了电子束在主透镜内的水平宽度与打到荧光屏上的电子束光点的尺寸之间的关系。如图所示，电子束在主透镜内的水平宽度越大，则比例扩大的打到荧光屏上的电子束光点的宽度就越小。

如上所述，按照本发明所推出的彩色阴极射线管的电子枪，通过将控制极的通过电子束的孔开成水平方向较长的形状和在帘栅极的与控制极相对的入射表面上形成水平方向较长的槽，使得电子束的垂直分量的交叉点和水平分量的交叉点分离，从而入射到主透镜上的电子束的截面形状呈椭圆形，因此在垂直方向形成了较小的物点宽度，防止了聚焦特性在荧光屏中心处有所下降。此外，由于能减小受致偏线圈影响而引起的致偏象差，因此也保证了在荧光屏边缘处的聚焦特性。

本发明并不局限于以上所举的电子枪实施例，而是可用于各种排成直线型的电子枪的前三极，尽管构成这些电子枪的各极的接法有所不同。

Claims (4)

1.一种彩色阴极射线管电子枪，这种电子枪具有一个阴极(31)、一个控制极(32)和一个帘栅极(33)，这三个极一起构成了前三极，还有一个对前三级所形成的电子束进行聚焦和加速的主透镜，所述电子枪的特征是：在所述控制极(32)上开了一个水平方向较长的通过电子束的孔(32H)，其长轴配置在通过电子束的孔的排列方法上，而在与所述控制极(32)相对的帘栅极(33)上形成有通过电子束的孔，在帘栅极(33)的入射表面上形成的水平方向较长的槽(33S)包围通过电子束的孔，其长轴配置在通过电子束的孔的排列方向上。

2.一种如在权利要求1中所提出的彩色阴极射线管电子枪，其特征是：其中所述在帘栅极(33)的入射表面上形成的水平方向较长的槽(33S)是通过将一个开有水平方向较长的通过电子束的孔(33H)的电极构件附着到帘栅极(33)的入射表面上而形成的。

3.一种如在权利要求1中所提出的彩色阴极射线管电子枪，其特征是：其中所述开在控制极(32)上的通过电子束的孔(32H)是矩形孔。

4.一种如在权利要求1中所提出的彩色阴极射线管，其特征是：其中所述在帘栅极(33)的入射表面上形成的水平方向较长的槽(33S)是矩形槽。

Images