专利名称：阴极射线管装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及阴极射线管装置，特别是关于改善荧光屏边缘电子束点形状的椭圆失真、稳定提供良好图像质量的彩色阴极射线管装置。
一般彩色阴极射线管具有发射水平方向一字排列的3电子束的一字型电子枪构件及产生使该3电子束在水平方向及垂直方向发生偏转的非均匀偏转磁场的偏转线圈。所述3电子束由通过同一水平面上的中束及一对边束构成。该非均匀偏转磁场由枕型水平偏转磁场和桶型垂直偏转磁场形成。由电子枪构件发射的3电子束在偏转线圈产生的非均匀偏转磁场作用下，面对荧光屏自会聚，同时聚焦在荧光屏上相应的荧光层。通过这样，在荧光屏上显示彩色图像。
QPF(Quadru-Potential Focus单双电位聚焦)型Dynamic AstigmatismCorrection and Focus(动态像散校正聚焦)方式的电子枪构件作为发射3电子束的电子枪构件，如图4所示，具有一字排列的3个阴极K及向着荧光屏方向依次配置的具有一体支持构件的第1至第6栅极G1至G6。各栅极G1至G6具有分别与一字排列的3个阴极K相对应的3相电子束通过孔。
该电子枪构件的阴极K加上约150V电压，第1栅极G1接地。第2栅极G2在管内与第4栅极G4相连，加上约7--V电压。第3栅极G3在管内与第1-1栅极G5-1相连，加上约KV电压。第5-2栅极G5-2加上约6KV电压。第6栅极G6加上约26KV的高压。
将这样的电压加在阴极及各栅极上，就形成电子束产生单元8、预聚透镜9、UPF(Uni-Potenial Focus单电位聚焦)型子透镜10、以及BPF(Bi-PotentialFocus双电位聚焦)型主透镜11。
电子束产生单元8由阴极K、第1栅极G1、以及第2栅极G2构成，产生电子束，而且形成相对主透镜11的物点。预聚焦透镜9由第2栅极G2及第3栅极G3构成，对三极单元8发射的电子束进行预聚焦。子透镜10由第3栅极G3、第4栅极G4、以及第5-1栅极G5-1构成，对经过预焦聚透镜9进行预聚焦的电子束再一次进行预聚焦。主透镜11由第5-2栅极G5-2及第6栅极G6构成，将预聚焦的电子束最后聚焦在荧光屏上。下面，将包括子透镜10及主透镜11的透镜称为主透镜系统13。
另外，在利用偏转线圈产生的非均匀磁场使电子束向荧光屏边缘进行偏转时，将与该偏转距离相应的预先设定的电压加在第5-2栅极G5-2上。即该电压随着电子束的偏转量呈抛物线变化，使得在将电子束聚焦在荧光屏中心时为最低，而在使电子束偏转、聚焦在荧光屏四角时为最高。
因此，在使电子束向荧光屏四角偏转时，第5-2栅极G5-2与第6栅极G6之间的电位差变得最小，主透镜11的透镜强度最弱。同时，在第5-1栅极G5-1与第5-2栅极G5-2之间形成电位差，形成四极透镜12。这时形成的四极透镜12的透镜强度，由于两栅极之间的电位差最大，因此最强。该四极透镜12设定为，在水平方向形成聚焦作用，而在垂直方向形成发散作用。
这样，由于1电子束偏转，使电子枪构件到荧光屏的距离加大，像点远离，与此相应，主透镜或率向减弱方向变化，另外与此同时，产生四极透镜12，以补偿由于偏转线圈的水平偏转磁场及垂直偏转磁场产生的偏转像差，该四极透镜12并随着偏转量增大而向增强方向变化。
但是，为了得到良好的彩色阴极射线管的图像质量，在荧光屏上必须有良好的聚焦特性。特别是在封装有发射一字排列3电子束的电子枪构件的彩色阴极射线管中，荧光屏上的束点如图5所示，会产生由于偏转像差导致的椭圆失真的核心1及光晕2这样的问题。
一般，像Dynamic Astigmatism Correction and Focus方式的电子枪构件，由多个栅极构成主透镜的低压侧电极，如第5-1栅极G5-1及第5-2栅极G5-2，在这些栅极间随着电子束偏转产生四极透镜，通过这样来补偿偏转像差。这种补偿偏转像差的方式，如图5B所示，能够改善光晕2的问题。但是，如图5B所示，在荧光屏水平轴端及对角轴端依然存在向水平方向扩展的束点随圆失真，引起与荫罩的干涉而导致的莫尔条纹等，在由电子束点构成文字等时，产生看不清楚一类的问题。
下面，用光学透镜模型来说明该束点椭圆失真现象。
图6A所示为电子束没有偏转时聚焦在荧光屏中央的无偏转透镜模型，图6B所示为使电子束偏转时聚焦在荧光屏边缘的有偏转透镜模型。
荧光屏SCN上束点的大小与放大率M有关，定义电子束水平方向的放大率为Mh，垂直方向的放大率为Mv。M用下式表示，
M＝发散角αo/αI即Mh(水平放大率)＝αoh(水平发散角)/αih(水平入射角)Mv(垂直放大率)＝αov(垂直发散角)/αiv(垂直入射角)在αoh＝αov、即图6A所示无偏转时，由于子透镜10及主透镜11的作用，在水平方向H及垂直方向V都受到相同程度的聚焦作用，因此，αih＝αiv，Mh＝Mv。
而在图6B所示有偏转时，在子透镜10与主透镜11之间形成在垂直方向V有发散作用、而在水平方向H有聚焦作用的四极透镜12，以补偿在垂直方向V有聚焦作用、而在水平方向H有发散作用的四极透镜14的偏转像差影响，因此，αih＜αiv，Mv＜Mh。
结果造成电子束的束点形状在荧光屏中央为圆形，而在荧光屏边缘，束点横向变长。
作为解决这一问题的方法，提了采用所谓双重四极方式构造的电子枪构件的方案。该电子枪构件如图12所示，其大致构成与图4所示的构造相同，但第3栅极G3由第3-1栅极G3-1及第3-2栅极G3-2构成。该第3-2栅极G3-2与第5-2栅极G5-2相连，偏转时加上抛物线电压，利用该所加的电压，偏转时在第3-1栅极G3-1与第3-2栅极G3-2之间，形成与偏转磁场同步动态变化的四极透镜14。
下面，用光学透镜模型来说明该双重四极方式的电子枪构件。
图7A所示为无偏转时的透镜模型，图7B所示为有偏转时的透镜模型。
在αoh＝αov、即图7A所示无转时，由于子透镜10及主透镜11的作用，在水平方向H及垂直方向V都受到相同程度的聚焦作用，因此，αih＝αiv，Mh＝Mv。从而在荧光屏SCN中央得到圆形的束点。
而在图7B所示有偏转时，在子透镜10的阴极一侧形成第1四极透镜12A，在子透镜10与主透镜11之间形成第2四极透镜12B。第1四极透镜12A在垂直方向V有聚焦作用，在水平方向H有发散作用。第2四极透镜12B在垂直方向V有发散作用，在水平方向有聚焦作用。
其结果是，αih＝αiv，Mh＝Mv，按照放大率的理论，即使在荧光屏边缘也得到圆形的电子束。
但是，在该双重四极方式的电子枪构件中存在的问题是，电子束在通过主透镜11时的电子束水平直径增大，容易受主透镜11的球面像差的影响，为了有效地发挥双重四极透镜的作用，必须将第1四极透镜12A的较强的水平方向发散作用及垂直方向聚焦作用及垂直方向发散作用加以组合，但是将透镜强度较强的两个四极透镜加以组合，导致主透镜球面像差的影响更大，在荧光屏SCN边缘的束点形状不是圆形。
作为减少该双重四极方式方式电子枪构件产生的主透镜球面像差影响的有效方法，是设定足够小的发散角αo的角度。但使发射角αo的角度减小时，一般电子束的虚物点直径放大，即使用双重四极方式电子枪构件在整个荧光屏SCN屏面都得到圆形电子束点，但束点却变大，仍不能够得到良好的图像质量。
而作为解决该束点变大的问题的方法，比较有效的是减小子透镜及主透镜构成的主透镜系统的放大率M。在构成主透镜系统的QPF型电子枪构件吕，如图8A所示，将子透镜10作为聚焦力强的透镜，将主透镜11作为聚焦力弱的透镜，通过这样形成放大率M大的主透镜系统。另外，如图8B所示，将子透镜10作为聚焦力弱的透镜，将主透镜11作为聚焦力强的透镜，通过这样形成放大率M小的主透镜系统。
通过这样改变子透镜与主透镜的对比关系，就能比较容易地减小透镜系统的放大率M。
即采用放大率M小的主透镜系统构成前述发散角小的电子束、以及由强四极透镜构成的双重四极透镜，能够在整个荧光屏屏面上得到圆形束点。
但是，放大率小的主透镜系统存在的问题是，当提供给第3-2栅极G3-2及第5-2栅极G5-2的聚焦电压Vf发生变化时，荧光屏上的束点直径即束点大小也相应容易变化，如图8B所示，在主透镜系统的放大率较小时，束点直径相对于聚焦电压Vf的变化很陡。这个现象在第5-2栅极G5-2及第3-2栅极G3-2所加的抛物线电压偏离规定电压时，图像显示很差的聚焦特性。即必须加上正确的外部施加电压，而这导致的问题是，彩色阴极射线管装置的驱动电路设计的难度增加，且使得成本上升。
如上所述，为了使彩色阴极射线管装置有良好的图像质量，必须在整个荧光屏屏面上保持良好的聚焦状态，且必须抑制电子束点的椭圆失真。在以往的QPF型Dunamic Astigmatism Correction and Focus(动态像散校正聚焦)方式电子枪构件中，通过对主透镜低压侧电极加上适当的抛物线电压，就在改变主透镜的透镜强度的同时，形成动态变化的四极透镜。这样就能防止因偏转像差在电子束垂直方向产生的光晕。
但是，在荧光屏边缘的束点椭圆失真仍较明显。为了减少该束点的椭圆失真，如果采用双生四极方式，则虽然在整个屏面能得到圆形的束点，但为了有效地发挥双重四极透镜的作用，必须将发散角小的电子束入射至荧光屏，还必须构成放大率M小的主透镜系统。
放大率M小的主透镜系统的电子枪构件具有下列的问题，即随着聚焦电压Vf变化，荧光屏上束点直径的变化相应较大，在从阴极射线管外部所加的抛物线电压偏离规定值时，图像质量明显变差，驱动阴极射线管的电路设计难度增加，且成本提高。
本发明目的在于，为解决上述诸问题，提供一种阴极射线管装置，所述阴极射线管装置能够在整个荧光屏屏面上抑制束点椭圆失真，得到在整个荧光屏屏面上良好的聚焦特性，具有所述这样的稳定性能。
本发明提供的一种阴极射线管，包括发射电子束的电子枪构件、以及形成使电子构件发射的电子束在水平方向及垂直方向进行偏转的偏转磁场的偏转装置，所述电子枪构件具有阴极及从该阴极向荧光屏一侧依次排列的多个栅极电极，其特征在于，所述电子枪构件具有产生电子束的电子束产生单元，对来自该电子束产生单元的电子束进行预聚焦的预聚焦透镜，具有水平方向聚焦力小于垂直方向聚焦力的透镜作用、经过预聚焦透镜进行预聚焦的电子束再一次进行预聚焦的子透镜，具有水平方向聚焦力大于垂直方向聚焦力的透镜作用、将经过子透镜进行预聚焦的电子束聚焦在荧光屏上的主透镜，以及将电压供给前述电子枪构件各栅极电极的电压供给手段，前述电压在将前述电子枪构件发射的电子束聚焦在荧光屏中央即无偏转时，在预聚焦透镜与前述主透镜之间形成第1多极透镜及第2多极透镜，而在使电子束偏转、聚焦在荧光屏边缘即有偏转时，随着前述电子束偏转量的增大，减少前述第1及第2多极透镜的透镜作用。
图1为概略表示本发明阴极射线管采用的一字型电子枪构件结构的水平剖视图。
图2A至2C为概略表示图1所示电子枪构件第4栅极的结构图，图2A为从荧光屏一侧看的主视图，图2B为从侧面看的侧视图，图2C为从上面看的顶视图。
图3为概略表示本发明阴极射线管结构的一实施形态的水平剖视图。
图4为概略表示以往的电子枪构件结构的水平剖视图。
图5A为在以往的电子枪构件中荧光屏上束点产生光晕的说明图，图5B为在以往的电子枪构件中荧光屏上束点产生椭圆失真的说明图。
图6A及图6B分别表示偏转时及有偏转时以往的电子枪构件光学透镜模型。
图7A及图7B分别表示无偏转时及有偏转时以往的采用双重四极透镜方式的电子枪构件光学透镜模型。
图8A及图8B所示为一般的QPF型电子构件情况下改变子透镜与主透镜的对比关系时束点大小相对于聚焦电压Vf的变化。
图9A及图9B分别表示无偏转时及有偏转时本发明阴极射线管所用的电子枪构件的光学透镜模型。
图10为概略表示本发明阴极射线管能够采用的其他电子枪构件结构的水平剖视图。
图11为概略表示本发明阴极射线管能够采用的另一其他电子枪构件结构的水平剖视图。
图12为概略表示以往的电子枪构件结构的水平剖视图。
附图标号说明1心2光晕8电子束产生单元(三极单元)9预聚焦透镜10子透镜11主透镜12四极透镜12A第1四极透镜12B第2四极透镜13主透镜系统
14四极透镜21电子束产生单元(三极单元)22预聚焦透镜23子透镜24主透镜25第1四极透镜26第2四极透镜30偏转像差分量101玻屏102玻锥103荧光屏104荫罩105管颈106B电子束(边束)106G电子束(心束)106R电子束(边束)107电子枪构件108偏转装置113外部导电膜117内部导电膜H水平方向V垂直方向Z管轴方向SON屏K阴极(KB、KG、KR)G1第1栅极G2第2栅极G3第3栅极G3-1第1段G3-2第2段G4第4栅极
G5第5栅极G5-1第1段G5-2第2段G5-3第3段G6第6栅极(杯状)Vf聚焦电压Vfs聚焦电压Vfd动态聚焦电压αoh水平方向H的发散角αov垂直方向V的发散角αih水平方向H的靶入射角αiv垂直方向V的靶入射角Mh水平方向H的放大率(αoh/αih)Mv垂直方向H的放大率(αov/αiv)下面参照
本发明彩色阴极射线管装置的一实施形态。
如图3所示，该彩色阴极射线管装置具有发射水平方向H一字排列的3电子束的一字型电子枪构件，即所谓一字型彩色阴极射线管装置。
该一字型彩色阴极射线管装置具有由玻屏101、管颈105、及与玻屏101和管颈105连接的玻锥102而构成的管壳。
玻屏101形成大致矩形形状，在其内表面具有由分别发出红(R)、绿(G)、蓝(B)光的条状或点状的三色荧光屏及金属底层构成的荧光屏103(靶)。另外，该彩色阴极射线管装置还具有在与荧光屏103相对的位置隔开规定间隔安装的荫罩104。该荫罩104在其内侧具有使电子束通过的大量的孔(槽)。
管颈105形成大致圆筒状，具有与管轴一致的中心轴，其内径的剖面形状也大致为圆形。该管颈105，在其内部具有发射通过同一水平面上一字排列的3电子束106B、106G、106R的电子枪构件107，即所谓一字型电子枪构件。
该3电子束中06G、106B、10R在水平方向H一字排列，沿与管轴方向Z的平行方向发射。3电子束中，作为心束的电子束106G沿最接近管颈105中心轴的轨迹前进。另外，作为一对边束的电子束106B及106R，沿心束106G两边的轨迹前进。
该电子枪构件107将这些3电子束106R、106G、106B分别聚焦在荧光屏1034屏面上，同时将3电子束会聚在荧光屏103屏面上。
另外，该彩色阴极射线管装置还有装有玻锥102外侧的偏转装置108、在玻锥102外侧形成的外部导电膜113、以及在从玻锥102到管颈105一部分的内表面被覆形成的内部导电膜117。内部导电膜117与供给阳级电压的阳极端子连通。
在这样结构的彩色阳极射线管装置中，从电子枪构件107发射的3电子束106B、106G、106R利用偏转装置108产生的枕型水平偏转磁场及桶型垂直偏转磁场构成的非均匀磁场，一面进行自会聚，一面进行偏转，通过荫罩104对荧光屏103进行水平方向H及垂直方向V的扫描。这样显示出彩色图像。
该彩色阴极射线管装置采用的电子枪构件107，如图1所示，具有在水平方向H-字排列的3个阴极K(B、G、R)、分别对这些阴极K地未图示的3个热丝、以及沿着从这些阴极K向着荧光屏103的管轴方向Z依次配置的第1栅极G1至第6栅极G6，然后用一对绝缘支承体将上述这些部件作整体支承。
第3栅极G3至少由2段构成，如图1所示，具有接近第2栅极G2的第1段G3-1及接近第4栅极G4的第2段G3-2。另外，第5栅极G5至少由2段构成，如图1所示，具有接近第4栅极G4的第一段G5-1及接近第6栅极G6的第2段G5-2。
第1栅极G1及第2栅极G2为板状电极，其板面有3个大致圆形的电子束通过孔，与在水平方向H一字排列的3个阴极K相对应。
第3栅极G3的第1段G3-1及第2段G3-2为筒状电极，分别在电极的阴极K一侧及荧光屏一侧的两个端面有与3个阴极K对应的3个电子束通过孔。第1段G3-1在与第2段G3-2相对的面上有在水平方向H为长轴的非圆形电子束通过孔。另外，第2段G3-2在与第1段G3-1相对的面上有在垂直方向V为长轴的非圆形电子束通过孔。
第4栅极G4为板状电极，其板面有3个大致圆形的电子束通过孔。形成的该第4栅极G4，如图2所示，其电子束通过孔的垂直方向V边缘的板厚比水平方向H边缘的板厚要厚。即第4栅极G4具有栅极的一部分突出的结构，使突出部分夹住水平方向H-字排列的3个电子束通过孔。
第5栅极G5的第1段G5-1及第2段G5-2为筒状电极，分别在电极的阴极K一侧及荧光屏一侧的两个端面有与3个阴极K对应的3个电子束通过孔。第1段G5-1在与第2段G5-2相对的面上有在垂直方向V为长轴的非圆形电子束通过孔。另外，第2段G5-2在与第1段G5-1相对的面上有在水平方向H为长轴的非圆形电子束通过孔。另外，第2段G5-2与在第6栅极G6相对的面上有在垂直方向为长轴的非圆形电子束通过孔。
第6栅极G6为杯状电极，其阴一侧底面有与3个阴极对应的3个电子束通过孔，在荧光屏一侧有3电子束公共的开口。
在该电子枪构件中，阴极及各栅极加上下述的电压。
即阴极K加上100～150V电压。第1栅极G1接地。第2栅极G2与第4栅极G4相连，它们加上400～800V电压。
第3栅极G3的第1段G3-1与第5栅极G5的第1段G5-1相连，它们加上6-8KV的固定电压即聚焦电压Vfs。
第3栅极G3的第2段G3-2与第5栅极G5的第2段G5-2相连，它们加上的是在6～8KV的固定电压上叠加随着电子束偏转量的变化作抛物线变化的电压而构成的动态聚焦电压Vfd。该动态聚焦电压Vfd这样设定，在将阴极发射的电子束聚焦在荧光屏中央即无偏转时，小于固定聚焦电压Vfs(Vfs＞Vfd)，在使阴极发射的电子束进行偏转而聚焦在荧光屏边缘即有偏转时，等于固定聚焦电压Vfs(Vfs＝Vfd).
第6栅极G6加上26～27KV的高压即阴极电压。
通过加上上述那样的电压，利用阴极K、第1栅极G1及第2栅极G2形成电子束产生单元即三极单元21，在该电子束产生单元产生3电子束，并且形成相对于后述的主透镜的物点。另外，由第2栅极G2及第3栅极G3形成对三极单元21产生的3电子束进行预聚焦的预聚透镜22。再由第3栅极G3、第4栅极G4及第5栅极G5形成对经过预聚焦透镜22进行预聚焦的3电子束再一次进行预聚焦的子透镜23。另外，由第5栅极G5及第6栅极G6形成将经过子透镜23进行预聚焦的3电子束聚焦在荧光屏上的主透镜24。
另外，无偏转时，在第3栅极G3的第1段G3-1与第2段G3-2之间形成电位差，形成第1四极透镜25。由于将第3栅极G3的第1段G3-1与第2段G3-2互相相对的面上形成的电子束通过孔的形状做成上述那样非圆形状，因此构成的该第1四极透镜25在水平方向H具有聚焦作用，而在垂直方向上具有发散作用。
另外，在该无偏转时，同时在第5栅极G5的第1段G5-1与第2段G5-2之间形成电位差，形成第2四极透镜26。由于将第5栅极G5的第1段G5-1与第2段G5-2互相相对的面上形成的电子束通过形状做成上述那样非圆形状，因此构成的该第2四极透镜26在水平方向H具有发散作用，而在垂直方向V具有聚焦作用。
在上述那样构造的电子枪构件中，在无偏转时，如图9A所示，水平方向H的发散角αoh等于垂直方向V的发散角αov(αoh＝αov)。这时，第3栅极G3的第1段G3-1与第2段G3-2之间的电位差最大，第1四极透镜25的透镜作用最强。这时的第1四极透镜25在水平方向H具有聚焦作用，而在垂直方向V具有发散作用。子透镜23在垂直方向V的聚焦作用比水平方向H的聚焦作用强。另外，第5栅极G5的第1段G5-1与第2段G5-2之间的电位差最大，第2四极透镜26的透镜作用最强。这时的第2四极透镜26在水平方向H具有发散作用，而在垂直方向V具有聚焦作用。主透镜24在水平方向H的聚焦作用比垂直方向V的聚焦作用强。
即在该偏转时，从三极单元21的阴极K发射的电子束，在经过预聚焦透镜22进行预聚焦后，由于第1四极透镜25，在水平方向H受到聚焦作用，而在垂直方向V受到发散作用。
接着，该电子束由于子透镜23，在水平方向H受到相对较弱的聚焦作用，而在垂直方向V受到相对较强的聚焦作用。接着，该电子束由于第2四极透镜26，在水平方向H受到发散作用，而在垂直方向V受到聚焦作用。最后，该电子束由于主透镜24，在水平方向H受到相对较强的聚焦作用，而在垂直方向V受到相对较弱的聚焦作用，聚焦在荧光屏103的中央。
这种情况下，入射至荧光屏103的电子束在水平方向H的入射角αih与垂直方向V的入射角αiv一致(αih＝αiv)。因此，水平方向H的放大率Mh(＝αoh/αih)等于垂直方向V的放大率Mv(＝αov/αiv)(Mh＝Mv)。即在荧光屏103中央是到圆形束点。
下面在偏转时，如图9B所示，水平方向H的发散角αoh等于垂直方向V的发散角αov(αoh＝αov)。随着电子束偏转量增大，第3栅极G3的第1段G3-1与第2段G3-2之间的电位差变小，偏转量最大时，电位差变为0。这时，第1四极透镜25在水平方向H的聚焦作用及垂直方向V的发散作用都消失。子透镜23在垂直方向V的聚焦作用比水平方向H的聚焦作用强。另外，随着电子束偏转量增大，第5栅极G5的第1段G5-1与第2段G5-2之间的电位差变小，偏转量最大时，电位差变为0。这时，第2四极透镜26与第四极透镜25相同，在水平方向H的发散作用及垂直方向V的聚焦作用都消失。即由于固定聚焦电压Vfs与动态聚焦电压Ffd一致(Vfs＝Vfd)，因此未形成第1四极透镜25及第四极透镜26。主透镜24在水平方向H的聚焦作用比垂直方向V的聚焦作用强。
即在有偏转时，从三极单元21的阴极K发射的电子束，在经过预聚焦透镜22进行预聚焦后，由于子透镜23，在水平方向H受到弱聚焦作用，而在垂直方向V受到强聚焦作用。接着，该电子束由于主透镜24，在水平方向H受到强聚焦作用，而在垂直方向V受到弱聚焦作用。最后，该电子束受到含有非均匀偏转磁场的偏转像差分量30的影响，在水平方向H受到发散作用，而在行方向V受到聚焦作用，聚焦在荧光屏103上。该偏转像差分量30对电子束产生的影响，利用子透镜23及主透镜24在水平方向H与垂直方向V的聚焦力有相差从而得到补偿。
这种情况下，入射至荧光屏103的电子束在水平方向H的入射角αih与垂直方向V的入射角αiv一致(αih＝αiv)，能够得到圆形束点。
这时，水平方向H的发射角αoh及垂直方向V的发散角αov是非常小的角度，电子束不受主透镜24的球面偏差的影响。
如上所述，根据本实施形态的彩色阴极射线管，由于按照电子束的偏转量来改变主透镜的透镜强度，同时形成动态变化的四极透镜，因此可以消除由于偏转像差导致电子束产生的垂直方向的光晕。
另外，根据该彩色阴极射线管装置，由于采用双重四极方式，因此在整个荧光屏面上，能够减小束点的椭圆失真，得到大致圆形的束点。
再有，根据该彩色阴极射线管装置，电子束在水平方向H的发射角αoh及垂直方向V的发散角αov是非常小的角度，电子束不受主透镜24的球面像差的影响。
再有，根据该彩色阴极射线管装置，由于子透镜的透镜构成是垂直方向具有比水平方向强的聚焦力，因此如图8A所示具有这样的特性，即相对于聚焦电压Vf的变化，荧光屏上电子束点的变化较少。即，从彩色阴极射线管外部施加的抛物线聚焦电压Vfd即使偏离规定电压若干，在发生这样现象时，电子束的束点直径变化也较小，能够将图像质量的劣化抑制到量低限度。
因而能够提供一种在整个荧光屏屏面上抑制束点椭圆失真、在整个荧光屏面上得到良好焦特性的具有这样稳定性能的彩色阴极射线管装置。
另外，本发明彩色阴极射线管装置不限于上述实施形态的构成。
例如图10所述的电子枪构件是如下所述构成的。即基于构成与上述实施形态相同，而第3栅极G3的第1段G3-1与第5栅极G5的第2段G5-2相连，第3栅极G3的第2段G3-2与第5栅极G5的第1段G5-1相连。这种情况下，第3栅极G3的第1段G3-1在与其第2段G3-2相对的面上有在垂直方向V为长轴的非圆形电子束通过孔，同时第2段G3-2在与其第1段G3-1相对的面上有在水平方向H为长轴的非圆形电子束通过孔。
通过对这样构造的各栅极加上规定的电压，在第3栅极G3的第1段G3-1与第2段G3-2之间形成在水平方向H有发散作用、在垂直方向V有聚焦作用的第1四极透镜，在第5栅极G5的第1段G5-1与第2段G5-2之间形成在水平方向H有聚焦作用、在垂直方向V有散作用的第2四极透镜。
利用上述构成，能得到与上述实施形态相同的效果。
另外，图11的电子枪构件是如下所述构成的。即第3栅极G3由1段构成。第5栅极G5由第1段G5-1、第2段G5-2、以及第3段G5-3构成。
第5栅极G5的第1段G5-1在与第2段G5-2相对的面上有在垂直方向V为长轴的非圆形电子束通过孔，第2段G5-2在与第1段G5-1相对的面上有在水平方向H为长轴的非圆形电子束通过孔。
第3栅极G3与第5栅极G5的第2段G5-2相连，对它们加上固定的聚焦电压Vfs。另外，第5栅极G5的第1段G5-1与第3段G5-3相连，对它们加上随电子束偏转量而按抛物线变化的动态聚焦电压Vfd。
通过加上上述那样的电压，在第5栅极G5内的第1段G5-1与第2段G5-2之间形成在水平方向H有发散作用、在垂直方向V有聚焦作用的第1四极透镜。另外，在第5栅极G5内的第二段G5-2与第3段G5-3之间形成在水平方向H有聚焦作用、在垂直方向V有发散作用的第2四极透镜。
利用上述构成，能得到与上述实施形态相同的效果。
另外图中未表示，在第4栅极G4形成在垂直方向V为长轴的非圆形电子束通过孔的情况下，也能得到相同的效果。
在第3栅极G3的与第4栅极G4相对的面上以及在第5栅极G5的与第4栅极G4相对的面上形成在水平方向H为长轴的非圆形电子束通过孔的情况下，也能得到相同的效果。
在第3栅极G3的与第4栅极G4相对的面上以及在第5栅极G5的与第4栅极G4相对的面上形成在垂直方向V呈沟状的电子束通过孔，也能得到相同的效果。
如上述说明的那样，本发明彩色阴极射线管装置具有包含阴极及从该阴极至荧光屏方向排列的多个栅极电极的电子枪构件。该电子枪构件形成有电子束产生单元、预聚焦透镜、子透镜及主透镜，所述电子束产生单元利用这些阴极、第1栅极及第2栅极产生电子束，所述预聚焦透镜利用第2栅极及第3栅极对来自电子束产生单元的电子束进行预聚焦，所述子透镜为利用第3栅极至第5栅极对经过预聚焦透镜进行预聚焦的电子束再一次进行预聚焦的UPF型透镜，所述主透镜是利用第5栅极及第6栅极对经过子透镜进行预聚噍的电子束最后聚焦在荧光屏上的BPF型透镜。
子透镜在水平方向的聚焦力比垂直方向的相对较弱，而主透镜在水平方向的聚焦力比垂直方向的相对较强。
第3栅极由沿电子束前进方向配置的第1段及第2段构成。无偏转时，在预聚焦透镜与子透镜之间，即在第3栅极的第1段与第2段之间形成第1四极透镜。
第5栅极由沿电子束前进方向配置的第1段的第2段构成。无偏转时，在子透镜与主透镜之间，即在第5栅极的第1段与第2段之间形成第2四极透镜。
在形成第1四极透镜的至少1段及形成第2四极透镜的至少1段上加上一定的聚焦电压。另外，在形成第1四极透镜的至少1段及形成第2四极透镜的至少1段上加上与偏转磁场同步按抛物线动态变化的动态聚焦电压。该动态聚焦电压按抛物线变化，在无偏转时为最低，在电子束偏转量最大时为最高。随着该动态聚焦电压逐渐增加，第1四极透镜在水平方向的聚焦作用及垂直方向的发散作用减弱，第2四极透镜在水平方向的发散作用及垂直方向的聚焦作用减弱。
利用这样的构成，入射至荧光屏的电子束水平方向及垂直方向的入射角总是一致，能够在整个荧光屏屏面上得到圆形束点。
另外，即使在动态聚焦电压偏离规定电压的情况下，束点直径变化也不大，能够提供稳定的聚焦特性。
如上述说明的那样，根据本发明，能够提供一种阴极射线管装置，所述阳极射线管装置能够在整个荧光屏屏面上抑制束点椭圆失真，在整个荧光屏屏面上得到良好的聚焦特性，具有这样的稳定性能。
权利要求
1.一种阴极射线管装置，包括发射电子束的电子枪构件、以及形成使电子枪构件发射的电子束在水平方向及垂直方向进行偏转的偏转磁场的偏转装置，所述电子枪构件具有阴极及从该阴极向荧光屏一侧依次排列的多个栅极电极，其特征在于，所述电子枪构件包括产生电子束的电子束产生单元，对来自该电子束产生单元的电子束进行预聚焦的预聚焦透镜，具有水平方向聚焦力小于垂直方向聚焦力的透镜作用、将经过预聚焦透镜进行预聚焦的电子束再一次进行预聚焦的子透镜，具有水平方向聚焦力大于垂直方向聚焦力的透镜作用、将经过子透镜进行预聚焦的电子束聚焦在荧光屏上的主透镜，以及将电压供给所述电子枪构件各栅极电极的电压供给手段，所述电压在将所述电子枪构件发射的电子束聚焦在荧光屏中央即无偏转时，在预聚焦透镜与所述主透镜之间形成第1多极透镜及第2多极透镜，而在使电子束偏转、聚焦在荧光屏边缘即有偏转时，随着所述电子束偏转量的增大，减少所述第1及第2多极透镜的透镜作用。
2.如权利要求1所述的阴极射线管装置，其特征在于，所述第1多极透镜作用在水平方向具有聚焦作用，而在垂直方向具有发射作用，同时所述第2多极透镜的透镜作用在水平方向具有发散作用，而在垂直方向具有聚焦作用。
3.如权利要求1所述的阴极射线管装置，其特征在于，所述第1多极透镜的透镜作用在水平方向具有发散作用，而在垂直方向具有聚焦作用，同时所述第2多极透镜的透镜作用在水平方向具有聚焦作用，而在垂直方向具有发散作用。
4.如权利要求1所述的阴极射线管装置，其特征在于，所述电压供给手段将与所述偏转磁场同步动态变化的电压供给形成所述电极、以及形成所述主透镜的至少1个栅极电极。
5.如权利要求4所述的阴极射线管装置，其特征在于，所述电压供给手段给的电压，在无偏转时最小，与相邻栅极电极所加电压之间形成最大的电位差，在有偏转时，随着电子束偏转量的增加而增加，在电子束的偏转量最大时，与相邻栅极电极所加的电压之间形成最小的电位差。
6.如权利要求5所述的阴极射线管装置，其特征在于，所述电压供给手段，在电子束的偏转量最大时，供给电压使第1及第2多极透镜的透镜作用消失。
7.如权利要求1所述的阴极射线管装置，其特征在于，所述第1多极透镜在所述预聚焦透镜与所述子透镜之间形成，所述第2多极透镜在所述子透镜与所述主透镜之间形成。
8.如权利要求1所述的阴极射线管装置，其特征在于，第1多极透镜及第2多极透镜在所述子透镜与所述主透镜之间形成。
9.如权利要求1所述的阴极射线管装置，其特征在于，所述电子枪构件具有从阴极向荧光屏依次排列的第1栅极、第2栅极、第3栅极的第1段、第3段的第2段、与第2栅极电气相连的第4栅极、与第3栅极的第1段电气相连的第5栅极的第1段、与第3栅极的第2段电气相连的第5栅极的第2段、以及第6栅极，所述电压供给手段供给的电压，在无偏转时，在第3栅极的第1段与第2段之间形成第1多极透镜，在第3栅极的第2段和第5栅极的第1段之间形成子透镜，在第5栅极的第1段与第2段之间形成第2多极透镜，在第5栅极的第2段与第6栅极之间形成主透镜。
10.如权利要求1所述的阴极射线管装置，其特征在于，所述电子枪构件具有从阴极向荧光屏依次排列的第1栅极、第2栅极、第3栅极的第1段、第3栅极的第2段、与第2栅极电气相连的第4栅极、与第3栅极的第2段电气相连的第5栅极的第1段、与第3栅极的第1段电气相连的第5栅极的第2段、以及第6栅极，所述电压供给手段供给的电压，在无偏转时，在第3栅极的第1段与第2段之间形成第1多极透镜，在第3栅极的第2段至第5栅极的第1段之间形成子透镜，在第5栅极的第1段与第2段之间形成第2多极透镜，在第5栅极的第2段与第6栅极之间形成主透镜。
11.如权利要求1所述的阴极射线管装置，其特征在于，所述电子枪构件具有从阴极向荧光屏依次排列的第1栅极、第2栅极、第3栅极、与第2栅极电气相连的第4栅极、第5栅极的第1段、与第3栅极电气相连的第5栅极的第2段、与第5栅极的第1段电气相连的第3段、以及第6栅极。所述电压供给手段供给的电压，在无偏转时，在第3栅极至第5栅极的第1段之间形成子透镜，在第5栅极的第1段与第5栅极的第2段之间形成第1多极透镜，在第5栅极的第2段与第3段之间形成第2多极透镜，在第5栅极的第3段与第6栅极之间形成主透镜。
全文摘要
本发明揭示一种阴极射线管装置,电子枪构件形成电子束产生单元(21)、预聚焦透镜(22)、子透镜(23)、以及主透镜(24)。子透镜(23)的水平方向聚焦力比垂直方向的弱,主透镜(24)的水平方向聚焦力比垂直方向的强。无偏转时,在预聚焦透镜(22)与子透镜(23)之间形成第1四极透镜(25),在子透镜(23)与主透镜(24)之间形成第2四极透镜(26)。在形成第1及第2四极透镜的至少1个栅极上加上与偏转磁场同步按抛物线变化的、有偏转时比无偏转时要高的动态聚焦电压。
文档编号H01J29/48GK1266274SQ00103689
公开日2000年9月13日 申请日期2000年2月28日 优先权日1999年2月26日
发明者上野博文, 武川勉 申请人:东芝株式会社