CN1206695C - 彩色阴极射线管的电子枪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种彩色阴极射线管用的电子枪。为了有效地穿透速度调制线圈的速度调制磁场，至少应该有两个接收固定聚焦电压的主电极的聚焦电极在电子枪中排成一行。当所述聚焦电极的长度之和为“L”并且所述电极的间隔之和为“g”时，满足：“(g×100)/L＝5～30”。

Description

彩色阴极射线管的电子枪

技术领域

本发明涉及一种彩色阴极射线管(CRT)的电子枪，特别是一种改善了电极的结构和形状以减小影响电子束聚焦的光点直径的彩色阴极射线管的电子枪。

背景技术

图1是一个相关阴极射线管示意性结构图。

参照图1，在阴极射线管的串列式电子枪上设置着多个电极。这些电极按照预定的间隔、与电子束13的路径呈垂直方向设置，以使在阴极3处产生的电子束13可以按照预定的强度到达荧光屏17上。

详细地说，所述多个电极包括一个第一电极4，它是三个阴极3的一个共同格栅，而另外三个阴极3与所述阴极3相隔开设置；一个第二电极5，它与第一电极4之间有一个预定间隔；一个第三电极6；一个第四电极7；一个第五电极8和一个第六电极9。

此外，在第六电极9上设置有屏蔽罩，它带有BSC11，用于电子枪和阴极射线管之间的电气连接，以及将电子枪固定在阴极射线管的颈部。

现在介绍电子枪的工作方式。在电子枪中，电子通过阴极3的加热器2从阴极射线管的心柱1发射出去。电子束13受第一电极4，即控制电极，的控制；由第二电极5，即加速电极，进行加速；并且由一个在第二电极5、第三电极6、第四电极7和第五电极8之间形成的全空间聚焦透镜进行部分聚焦和加速。

电子束主要是通过第六电极9和第七电极10被聚焦和加速的。第六电极9与偏转信号同步，形成一个四极透镜，用于补偿由偏转线圈产生的象散现象，它接收一个可变化的电压并且它是一个主要的透镜构成电极，被称为聚焦电极。第七电极10是一个阳性电极，电子束通过在荧光面16内侧形成的一个荫罩板15，并且撞击在荧光面16上，造成发光。

偏转线圈12安装在电子枪的外部，用于偏转电子枪发射的电子束13到荧光屏17的整个面上，从而形成荧光屏。

与电路里的图像信号同步的速度调制线圈18位于装有相关电子枪8的阴极射线管的颈部。作为本发明的一个主要方面，速度调制线圈18用于缩小光点直径。

在电子枪的设计特性方面，透镜的放大作用、空间电荷排斥力和主透镜的球面象差都会影响荧光屏上的光点直径。

现在对这些特性作详细说明。

由于透镜的放大作用而引起的光点直径Dx的变化很少用来作为电子枪的设计因素，并且其效果也是不明显的，因为电子枪的基本电压状况、焦距和长度已经预先确定了。

空间电荷排斥力是一种由于电子束中电子的排斥和碰撞而产生的光点直径放大现象。为了限制由于空间电荷排斥力而产生的光点直径Dst的放大，最好将电子束的进展角(在下文中称“扩散角”；α)调定为增大。

在所述主透镜的球面象差特性方面，光点直径Dic被放大的原因是由于穿过透镜的根轴的电子和穿过其原始轴的电子之间的焦距差而造成的。与空间电荷排斥力相反，当入射到主透镜的电子束的扩散角减小时，在荧光屏上形成的光点直径变小。

正如上面介绍的那样，作为三种因素的总结，荧光屏上的光点直径Dt可以用下面的公式表示：

$\underset{\‾}{D_t=\sqrt{{(D_x+D_{\mathrm{st}})}^2+{D_{\mathrm{ic}}}^2}}$

特别应该提到的是，已有人建议一种将主透镜的直径放大的方法来减小空间电荷排斥力和球面象差。

由于主透镜的直径被放大了，如果一个带有大扩散角的电子束入射来，由球面象差而造成的光点的放大就会被限制住，并且空间电荷排斥力在穿过主透镜体后减弱，从而在荧光屏上形成小的光点。

图2中的曲线表示的是光点直径随着主透镜的直径的变化而变化的试验结果。

如图2中的曲线图所示，当主透镜的直径加大时，由于球面象差而造成的光点直径的放大受到限制，从而减小了荧光屏上的光点直径。

通常，接收高电压的第五电极和接收可变电压并与偏差信号同步的第六电极被称作聚焦电极。聚焦电极的长度是确定电子枪电压比(％：聚焦/高电压)的一个主要因素。在这里，第六电极用于补偿偏转线圈产生的象散。当不需要提高外围荧光屏部位的分辨率和清晰度时，第六电极可以不用。

曾经有人提出过一些将主透镜体放大的方法，例如用机械方法将主透镜形成电极的孔的直径开大，以及用增大静电场控制电极的深度的方法对透镜进行修正。

由于颈部的直径只有φ29.1毫米，用机械方法将电极的孔的直径扩大几乎是不可能的，因而难于改善聚焦的质量。

因此，为了缩小荧光屏上的光点直径和提高分辨率，可以适当地控制驱动阴极射线管的底盘的一个电路，使得在荧光屏上进行电子束扫描的图像信号的差动信号与带有电子枪的阴极射线管的颈部组件的线圈同步，并且电子束在一偏转速度上由偏转线圈的偏转磁场所均衡调制。结果，荧光屏的分辨率和清晰度得到改善。

图3是表示速度调制线圈的工作原理的示意图。

为了在电路上优化提高分辨率的方法，必须使接收固定聚焦电压的电极的总长度足够短，并且要准备充分的间隔，以便使与线圈的图像信号同步的电流所产生的速度调制磁场可以被有效地穿入。

相关电子枪的结构不适合最大限度地提高线圈的效能。

总的来说，要把由线圈产生的磁场的中心置于接收相对较高电压的第五电极的附近。该电极的长度按照设计中所需的电压比而增大。

与调整小的元件相比，增大电极的长度可以降低生产费用，并且可以简化生产程序。

但是，简单地采用长电极的电子枪结构会减低由线圈的磁场产生的速度调制的效能，从而限制了分辨率的提高。

发明内容

因此，本发明的目标是提供一个电子枪，它可以最大限度地提高与图像信号的差动信号同步的速度调制线圈的操作，其方法是，在包括一个阳极和多个阴极的主要电极中至少一连串放置两个接收固定聚焦电压的聚焦电极；以及在接收固定聚焦电压的聚焦电极之间保持适当的间隔。

为达到上述目标，在一个含有一个向荧光屏发射电子束的阴极的阴极射线管中，一个电子枪在荧光屏一侧有一个阳电极并且在阴极一侧有多个聚焦电极，一个速度调制线圈将聚焦电极的一个位置用作磁场中心，该线圈被安置在阴极射线管的颈部并与电路的图像信号同步，该电子枪包括至少两个接收固定聚焦电压的主要电极的聚焦电极，其中，当聚焦电极的长度的总和为“L”并且该电极的间隔的总和为“g”时，满足关系式“(g×100)/L＝5～30”。

在本发明的一个方面，通过最大程度使荧光屏光点直径在水平方向上缩小15-30％，提高了荧光屏的分辨率。

附图说明

从下文中结合附图所作的详细说明，本发明的上述目标、特点和优点将会更加明晰。这些附图是：

图1是一个普通阴极射线管的示意图；

图2是一个光点直径随着主透镜直径的变化而变化的曲线图；

图3是速度调制线圈的工作原理图；

图4a-图4d是一个相关电子枪和一个按照本发明的电子枪的结构图；

图5a-图5c表示的是在接收固定聚焦电压的聚焦电极和与图像信号的差动信号同步的线圈作用下光点直径变化的曲线图；

图6a是按照本发明的电子枪的结构图；和

图6b是按照本发明的包括一个用于施加可变聚焦电压的电极的电子枪结构图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明的一个优选实施方案作详细说明。在下面的说明中，即使在不同的图中，也使用相同的参考编号表示同样的部分。在本说明中定义的一些事物，如一个电路的详细结构和元件，仅仅是为了有助于对本发明全面的理解，而没有其它的意思。因此，很显然，没有那些定义事物，同样可以实施本发明。而且，对于人们已经熟知的功能和结构在此不做详细说明，因为它们会在毫无必要的细节上使本发明很不明确。

为了优化速度调制线圈提高分辨率的方法，在其中设置有速度调制线圈产生的磁场中心并且接收一个固定聚焦电压的聚焦电极的长度必须增加一个高电压的比例。此外，电极的间隔必须被充分地考虑，以便与速度调制线圈的图像信号相同步的电流所产生的速度调制磁场可以被有效地穿入。

与图1中的相关电子枪相类似，本发明的电子枪主透镜结构包括多个有三个电子束共用的开放式组件的电极，一个具有三个电子束通过孔的板状静电场控制电极，和一组帽形层叠电极。所述一组电极通过焊接处理电力地连接在一起的，用于接收一个高电压和一个与偏转信号同步的可变电压。

在含有一个位于荧光屏一侧的阳极和多个位于阴极一侧的聚焦电极的主要电极中，聚焦电极又被分为一施加可变的聚焦电压的电极和其它的施加固定聚焦电压的电极。

至少应该有两个施加固定聚焦电压的聚焦电极。

图4a和图4b是相关电子枪的结构图；图4c是按照本发明将接收固定聚焦电压的聚焦电极28排成一行的电子枪的结构图。

图4d是按照本发明制造的电子枪的结构图。在该电子枪中，接收可变聚焦电压的聚焦电极31和接收固定聚焦电压的聚焦电极28被排成一行。

在图4c所示的电子枪中，设置有接收图像信号的阴极23；收集从阴极23发射的电子并且能够使电子射向荧光屏的第二电极25；以及当与施加电子束给阴极的图像信号相应的电压没有被传输时用于防止电子发射的第一电极24。此外，还设置有用于施加比较高电压的第三电极26；用于施加比较低电压的第四电极27；以及用于施加比较高固定电压的聚焦电极28a、28b和28c。

利用一个接收高电压的第九电极29形成的主透镜对荧光屏扫描电子束。

与图4c中的电子枪相比较，图4d中的电子枪进而还包括一个用于形成与偏转线圈的偏转信号同步的四重透镜的第八电极31，用于施加可变聚焦电压和补偿由偏转线圈磁场产生的象散。

通过第八电极31和接收高电压的第九电极29形成的主透镜对荧光屏扫描电子束，从而形成阴极射线管的荧光屏。

图6是按照本发明的包括一个用于施加固定聚焦电压的聚焦电极的电子枪的结构图。

其中主要电极包括阳极电极29和聚焦电极28。聚焦电极28由用于施加可变聚焦电压的电极31和用于施加固定聚焦电压的电极28组成。

与图4c和图4d中的聚焦电极28a、28b和28c一样，至少有两个用于施加固定聚焦电压的聚焦电极28被排成一行。聚焦电极28的长度之和(L)的范围是从4毫米至30毫米。

在这里，当假定聚焦电极28的间隔g1和g2之和是“g”，则应满足：“(g×100)/L＝5～30”。

用于接收固定聚焦电压并满足上述方程式的聚焦电极28的试验结果见图5a至图5c中的曲线图。

图5a至图5c中显示的是在接收固定聚焦电压的聚焦电极和与图像信号的差动信号同步的线圈的作用下光点直径的变化情况。

图5a中的曲线图表示的是电子枪电极的间隔的数目，特别是被置于线圈工作磁场中心并且接收固定聚焦电压的聚焦电极的间隔的数目，也就是图4中第五电极28a、第六电极28b和第七电极28c的间隔的数目，以及由于线圈的速度调制磁场而使荧光屏光点缩小的数值。间隔的数目增加的越多，所取得的效果就越好。

图5b中的曲线表示的是聚焦电极28的间隔的长度和由于线圈的速度调制磁场而使荧光屏光点缩小的数值。当所述间隔的长度的范围是从0.6至1.2毫米时，线圈的工作效能达到最大值。

图5c中的曲线图表示的是电子枪的总长度和线圈的速度调制磁场的关系。插入到阴极射线管里的电子枪有一个比例周期。

按照图5a至图5c的数据，聚焦电极28的间隔的数目至少是一个，并且间隔的长度最好是在0.6至1.2毫米的范围内。虽然总长度长的电子枪是有利的，但是超过一个特定的水平，它也会没有效果。

当在上述条件下进行制作和测量时，荧光屏上光点的尺寸在水平方向上可以被缩小大约15％到30％。

按照本发明，为了缩小对聚焦有显著影响的光点直径，将接收固定聚焦电压的聚焦电极的整个长度保持不变，将聚焦电极分成至少两个加相同电压的电极，并且使聚焦电极的间隔在0.6至1.2毫米的范围内，从而使荧光屏上光点的直径在水平方向上缩小15％到30％。

而且，提供这种电子枪只需要很少的费用和很短的周期，可以预先改善聚焦质量。

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，可能会出现各种形式和细节方面的改变。

Claims (4)

1.位于具有向荧光屏发射电子束的阴极的阴极射线管中的电子枪，其在荧光屏一侧具有一个阳电极、在阴极一侧具有多个聚焦电极，并具有一个将聚焦电极的一个位置用作磁场中心的速度调制线圈，该线圈被安置在阴极射线管的颈部并与电路的图像信号同步；该电子枪包括至少两个接收固定聚焦电压的主电极的聚焦电极，其中，当聚焦电极的长度的总和为“L”并且该电极的间隔的总和为“g”时，满足

              “(g×100)/L＝5～30”。

2.如权利要求1所述的电子枪，其特征在于，“L”满足下列条件：

              “4毫米＜L＜30毫米”。

3.如权利要求1所述的电子枪，其特征在于，“g”满足下列条件：

              “0.6毫米＜g＜1.2毫米”。

4.如权利要求1所述的电子枪，其特征在于，所述聚焦电极的数目是三个。

Images