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，特别涉及减少荧光屏周边部分的束斑椭圆失真、显示高质量图像的彩色阴极射线管装置。
在该电子枪构件中，对阴极加上约150V的电压，第1栅极G1接地。第2栅极G2在管内与第4栅极G4连接，加上约600V的电压。第3栅极G3在管内与第5栅极的第1段G5-1连接，加上约6KV的聚焦电压。对第5栅极的第2段G5-2加上在约6KV的基准电压上叠加随电子束偏转量的增大而上升的交流分量的动态聚焦电压。对第6栅极G6加上约26KV的阳极电压。
电子束发生部分由阴极K、第1栅极G1及第2栅极G2构成，产生电子束。预聚焦透镜由第2栅极G2及第3栅极G3构成，将电子束发生部分发射的电子束进行预聚焦。副透镜由第3栅极G3、第4栅极G4及第1段G5-1构成，将电子束再进行预聚焦。主透镜由第2段G5-2及第6栅极G6构成，将电子束最终聚焦在荧光屏上。
在将电子束聚焦在荧光屏中心部分即无偏转时，从电子束发生部分产生的电子束，利用预聚焦透镜、副透镜及主透镜，聚焦在荧光屏上。这时，在第1段G5-1与第2段G5-2之间，由于没有产生电位差，因此不形成四极透镜。
另外，在使电子束向荧光屏周边部分偏转即有偏转时，第2段G5-2所加电压升高，在第1段G5-1与第2段G5-2之间形成电位差，形成四极(四极子)透镜。这时形成的四极透镜，在水平方向有聚焦作用，同时在垂直方向有发散作用，具有这样的像散现象。这时，同时第2段G5-2与第6栅极G6的电位差减小，主透镜的透镜强度下降。因而，要校正电子束到达荧光屏距离的增大而引起聚焦偏移，补偿由于非均匀磁场产生的偏转像差。
然而，为了改善彩色阴极射线管装置的图像质量，必须改善荧光屏上的聚焦特性。特别是发射一字排列配置的三束电子束的彩色阴极射线管中，荧光屏上的束斑如图9A所示，存在由于偏转像差而具有椭圆失真从而产生核心及光晕的问题。
一般的双聚焦方式的电子枪构件，用称为第1段G5-1及第2段G5-2的多个栅极构成形成主透镜的低压侧电极。利用这些段之间随着电子束偏转而形成四极透镜，对偏转像差进行补偿，如图9B所示，改善光晕的问题。
然而，如图9B所示，在荧光屏的水平轴H的端部及对角轴D的端部依然存在束斑的椭圆失真。在将副透镜、四极透镜、主透镜及偏转磁场所包含的偏转像差分量综合起来看成一个透镜时，这种失真是由于水平方向的透镜倍率大、垂直方向的透镜倍率小而产生的。因此，束斑的垂直方向直径过小，成为因与荫罩的干涉而引起莫尔条纹的原因。在用这样的束斑构成文字等情况下，产生看不清楚的问题。
作为解决的措拖，提出了双重四极透镜构造的电子枪构件的方案。该电子枪构件如
图10所示，其大致构成与图8所示的构造相同。第3栅极G3由第1段G3-1及第2段G3-2构成。该第2段G3-2与第2段G5-2连接，偏转时加上动态聚焦电压。
偏转时，在第1段G3-1与第2段G3-2之间形成与偏转磁场同步动态化的第1四极透镜。该第1四极透镜在水平方向具有发散作用，同时在垂直方向具有聚焦作用。即该第1四极透镜相对于第1段G5-1与第2段G5-2之间形成的第2四极透镜具有极性相反的像散。
因此，在将第1四极透镜、副透镜、第2四极透镜、主透镜及偏转磁场所包含的偏转像差分量综合起来看成一个透镜时，能够减少水平方向与垂直方向的透镜倍率之差，能够改善束斑的椭圆失真。
然而，该双重四极透镜构造的电子枪构件，与以往的双聚焦方式电子枪构件相比，必须要透镜强度更高的四极透镜。特别是第1四极透镜，由于通过的电子束直径小，因此为了得到足够的椭圆失真改善效果，要求有极高的透镜强度。
四极透镜是利用将图12A及图12B所示的一对栅极使其电子束通过孔相对配置而形成。这时，一个栅极形成的电子束通过孔是在水平方向具有长轴的横长孔，而另一个栅极形成的电子束通过孔是在垂直方向具有长轴的纵长孔。但是，采用该方法有时不能得到为获得充分的束斑椭圆失真改善效果而需要的透镜效果。
即如图13A及图13B所示，以电子束从图中左侧入射而向右侧出射的情况为例加以说明。这时，设入射侧栅极Gin所加的电压为V1，出射侧栅极Gout所加的电压为V2，并设V1＜V2。
对于垂直方向，如图13A所示，入射至四极透镜的电子束，由于入射侧栅极Gin的垂直方向孔径小，因此受到强的聚焦作用。另外，从四极透镜出射的电子束，由于出射侧栅极Gout的垂直方向孔径大，受到弱的发散作用。结果，四极透镜在垂直方向对电子束相对来说是聚焦作用。
另一方面，对于水平方向，如图13B所示，入射至四极透镜的电子束，由于入射侧栅极Gin的水平方向孔径大，因此受到弱的聚焦作用。另外，从四极透镜出射的电子束，由于出射侧栅极Gout的水平方向孔径小，受到强的发散作用。结果，四极透镜在水平方向对电子束相对来说是发散作用。
这样构成的四极透镜，由于入射侧的透镜作用与出射侧的透镜作用相反，因此透镜作用的一部分抵消，不能得到强的透镜强度。
作为解决的方法，有将图11A及图11B所示的一对栅极使其电子束通过孔相对配置的方法。这时，一个栅极在电子束通过孔的水平端具有隔板状突出部分，而另一个栅极在电子束通过孔的垂直端具有隔板状突出部分。
根据该方法，由于能够在电子束前进方向扩展透镜空间，因而可以延长电子束受四极透镜的透镜作用的时间，能够增强透镜强度。
但是，在形成该隔板状突出部分时，考虑到生产率的情况下，必须采用通过冲压加工进行的剪切及弯折加工。这些加工与开孔加工相比，尺寸精度差。因此，很难提高形成隔板状突出部分时的尺寸精度，结果产生四极透镜强度的差异或不希望的电子束偏转作用等，造成聚焦性能差异及恶化的原因。另外，由于是在电子束前进方向突出的结构，因此还存在的缺点是，不能缩短栅极在电子束前进方向的长度，电子枪构件在设计上的自由度受到限制。另外的缺点是，由于零件数增加，因此成本增加。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述这些问题，提供能够在整个荧光屏得到稳定良好聚焦特性的阴极射线管装置。
所述阴极射线管装置具有电子枪构件及偏转线圈，所述电子枪构件包含产生电子束的电子束发生部分、以及将电子束发生部分产生的电子束聚焦在荧光屏上的主透镜，所述偏转线圈产生使所述电子枪构件发射的电子束在水平方向及垂直方向偏转的偏转磁场；在所述阴极射线管装置中，所述电子枪构件包含随着电子束偏转而形成的一个以上多极透镜，至少一个所述多极透镜由相对的两个栅极形成，这两个栅极在相对的面上分别具有非圆形的电子束通过孔；各电子束通过孔在电子束通过区域具有水平方向孔径或垂直方向孔径为最小的细颈部分。
本发明的其它目的和优点在下文叙述，通过下文具体指出的手段及其组合可实现和获得本发明的目的和优点。
图1所示为本发明一实施形态的阴极射线管装置采用的一字型电子枪构件简要构成水平剖面图。
图2A所示为图1所示的电子枪构件中第3栅极第1段的简要构成立体图，图2B所示为图1所示的电子枪构件中第3栅极第2段的简要构成立体图。
图3A及图3B分别为图1所示的电子枪构件中第1四极透镜的垂直方向及水平方向透镜作用的说明图，图中所示为第1四极透镜形成的电场的等电位面。
图4所示为本发明一实施形态的阴极射线管装置的简要构成水平剖面图。
图5所示为本发明其它实施形态的一字型电子枪构件的简要构成水平剖面图。
图6A所示为图5所示的电子枪构件中第5栅极第1段的简要构成立体图，图6B所示为图5所示的电子枪构件中第5栅极第2段的简要构成立体图。
图7A及图7B分别为图5所示的电子枪构件中第2四极透镜的垂直方向及水平方向透镜作用的说明图，图中所示为第2四极透镜形成的电场的等电位面。
图8所示为以往的QPF型双聚焦方式电子枪构件的简要构成水平剖面图。
图9A为以往的电子枪构件中荧光屏上的束斑产生的光晕的说明图，图9B为以往的电子枪构件中荧光屏上的束斑产生的椭圆失真的说明图，图9C所示为本实施形态的阴极射线管装置产生的荧光屏上束斑形状。
图10所示为以往的双重四极方式电子枪构件的简要构成水平剖面图。
图11A及图11B分别所示为图10所示的电子枪构件中构成第1四极透镜的栅极简要构成立体图。
图12A及图12B分别所示为以往的电子枪构件中形成四极透镜的栅极简要构成立体图。
图13A及图13B分别为利用图12A及图12B所示的栅极形成的四极透镜的垂直方向及水平方向透镜作用的说明图。
如图4所示，本实施形态的阴极射线管装置即彩色阴极射线管装置，是具有发射在水平方向H一字排列配置的三束电子束的一字型电子枪构件的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具有由玻屏101、管颈105、以及与玻屏101和管颈105连接的玻锥102构成的管壳110。
玻屏101形成近似矩形形状，在其内表面具有由分别发出红(R)、绿(G)及蓝(B)色光的条状或点状三色荧光层及金属背层构成的荧光屏103(靶)。荫罩104安装在与荧光屏103相对的位置，隔有规定的间隔。该荫罩104在其内侧具有使电子束通过的大量小孔。
管颈105形成具有与管轴Z近似一致的中心轴的近似圆筒形，其内径的剖面形状也为近似圆形。一字型电子枪构件107设置在管颈105内部。该电子枪构件107沿管轴方向Z向着荧光屏103发射在水平方向H一字排列配置的三束电子束106B、106G及106R。
三束电子束中，作为中束的电子束106G沿最接近管颈105的中心轴的轨迹前进。另外，作为一对边束的电子束106B及106R，沿中束106G的两侧的轨迹前进。
该电子枪构件107分别将这三束电子束106(R、G、B)向着荧光屏103会聚，同时将三束电子束聚焦在荧光屏103上。
偏转线圈108安装在从管颈105直到玻锥102的大口径部分的管壳110外侧。外部导电膜113形成在玻锥102的外侧。内部导电膜117覆盖形成在从玻锥102直到一部分管颈105的管壳110的内表面。内部导电膜117与供给阳极电压的阳极端导通。
偏转线圈108形成使电子枪构件107发射的三束电子束106(R、G、B)在水平方向H及垂直方向V进行偏转用的非均匀磁场。该非均匀磁场由水平偏转线圈形成的枕型水平偏转磁场及由垂直偏转线圈形成的桶型垂直偏转磁场形成。
在这样构造的彩色阳极射线管装置中，从电子枪构件107发射的三束电子束106(R、G、B)，利用偏转装置108产生的非均匀磁场，一面进行自会聚，一面偏转，通过荫罩104在水平方向H及垂直方向V对荧光屏103进行扫描。通过这样，显示彩色图像。
该彩色阴极射线管采用的电子枪构件107，如图1所示，具有在水平方向H一字排列配置的三个阴极K(R、G、B)、分别加热这些阴极K的三个热丝、以及从这些阴极K向着荧光屏103在管轴方向Z依次配置的第1栅极G1至第6栅极G6。这些阴极K(R、G、B)及各栅极利用一对绝缘支承体支承，构成一体。
第3栅极G3至少由两段构成，即如图1所示，第3栅极G3具有与第2栅极G2接近的第1段G3-1及与第4栅极G4接近的第2段G3-2。另外，第5栅极至少由两段构成。即如图1所示，第5栅极G5具有与第4栅极G4接近的第1段G5-1及与第6栅极G6接近的第2段G5-2。
第1栅极G1、第2栅极G2及第4栅极G4由极状电极构成。这些板状电极在其板面上，对应于在水平方向H一字排列配置的三个阴极K(R、B、B)具有三个近似圆形的电子束通过孔。
第3栅极G3的第1段G3-1及第2段G3-2由筒状电极构成。这些筒状电极分别在其阴极K一侧及荧光屏一侧的两个端面，对应于三个阴极K(R、G、B)具有三个近似圆形的电子束通过孔。
第1段G3-1如图2A所示，在与第2段G3-2的相对面上具有水平方向H为长轴的非圆形电子束通过孔G3-11。该电子束通过孔G3-11具有电子束通过区域中垂直方向孔径最小的细颈部分G3-12。即形成的细颈部分G3-12向通过电子束通过孔G3-11的电子束截面的近似中心突出。
第3栅极G3的第2段G3-2如图2B所示，在与第1段G3-1的相对面上具有垂直方向V为长轴的非圆形电子束通过孔G3-21。该电子束通过孔G3-12具有电子束通过区域中水平方向孔径最小的细颈部分G3-22。即细颈部分G3-22向通过电子束通过孔G3-21的电子束截面近似中心突出。
第5栅极G5的第1段G5-1及第2段G5-2由筒状电极构成。这些筒状电极分别在其阴极K一侧及荧光屏一侧的两个端面，对应于三个阴极K(R、G、B)具有三个近似圆形的电子束通过孔。第1段G5-1在与第2段G5-2的相对面上具有垂直方向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的相对面上具有水平方向H为长轴的非圆形电子束通过孔。
第6栅极G6由筒状电极构成。该筒状电极在其阴极K一侧及荧光屏一侧的两个端面，对应于三个阴极K(R、G、B)具有三个近似圆形的电子束通过孔。
在该电子枪构件中，如下所述对阴极及各栅极加上电压。
即对阴极K(R、G、B)加上约100V至150V的电压。第1栅极G1接地，第2栅极G2在管内与第4栅极G4连接，对它们加上约500~800V的电压。
第3栅极G3的第1段G3-1在管内与第5栅极G5的第1段G5-1连接，对这些栅极加上约6kV的固定电压即聚焦电压Vf1。第3栅极G3的第2段G3-2在管内与第5栅极G5的第2段G5-2连接，对这些栅极加上在与聚焦电压Vf1近似相等的约6kV的基准电压Vf2上叠加随电子束偏转量增加而呈抛物线变化的交流分量电压Vd的动态聚焦电压(Vf2+Vd)。
该动态聚焦电压这样设定，即在将阴极发射的电子束聚焦在荧光屏中心即无偏转时，与聚焦电压Vf1近似相等，而在使阴极发射的电子束偏转而聚焦在荧光屏周边即有偏转时，大于聚焦电压Vf1。
第6栅极G6加上约26kV的高压即阳极电压E6。
通过加上上述电压，电子构件107构成下述那样的电子透镜。即阴极K、第1栅极G1及第2栅极G2构成电子束发生部分，产生三束电子束而且形成相对于后述主透镜的物点。第2栅极G2及第3栅极G3构成将电子束发生部分产生的三束电子束进行预聚焦的预聚焦透镜。
第3栅极G3、第4栅极G4及第5栅极G5构成将利用预聚焦透镜进行预聚焦的三束电子束再进行预聚焦的副透镜。第5栅极G5及第6栅极G6构成将利用副透镜进行预聚焦的三束电子束最终聚焦在荧光屏上的主透镜。
另外，有偏转时，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。构成的该第1四极透镜，利用第1段G3-1及第2段G3-2的互相相对的面上形成的非圆形电子束通过孔，在水平方向H具有发散作用，同时在垂直方向V具有聚焦作用。
另外，在该偏转时，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。构成的该第2四极透镜，利用第1段G5-1及第2段G5-2的互相相对的面上形成的非圆形电子束通过孔，在水平方向H具有聚焦作用，同时在垂直方向V具有发散作用。
下面说明该电子枪构件的透镜作用。
首先说明无偏转时的电子枪构件的透镜作用。即由于第3栅极G3的第1段G3-1及第5栅极G5的第1段G5-1所加的固定聚焦电压Vf1与第3栅极G3的第2段G3-2及第5栅极G5的第2段G5-2所加的动态聚焦电压(Vf2+Vd)近似一致，因此不形成第1四极透镜及第2四极透镜，因此，从电子束发生部分的阴极K发射的电子束，利用预聚焦透镜进行预聚焦，再利用副透镜进行预聚焦。通过副透镜的电子束，利用主透镜最终聚焦在荧光屏103上。这种情况下，可以使入射至荧光屏103的电子束在水平方向H的入射角与在垂直方向V的入射角近似一致，结果如图9C所示，在荧光屏的中心部分能够得到圆形的束斑。
然后说明有偏转时的电子束构件的透镜作用。即在使电子束向着荧光屏的周边部分偏转时，第3栅极G3的第2段G3-2及第5栅极G5的第2段G5-2所加的动态聚焦电压(Vf2+Vd)，大于第3栅极G3的第1段G3-1及第5栅极G5的第1段G5-1所加的固定聚焦电压Vf1，即随着电子束的偏转量增加，动态聚焦电压(Vf2+Vd)也变化，使得其相对于固定聚焦电压Vf1的电位差增加。
这样，在第3栅极G3的第1段G3-1与第2段G3-2之间形成第1四极透镜。另外，同时在第5栅极G5的第1段G5-1与第2段G5-2之间形成第2四极透镜。
该第1四极透镜利用第1段G3-1的与第2段G3-2相对面上的具有细颈部分G3-12且在水平方向H具有长轴的横长形电子束通过孔G3-11、以及第2段G3-2的与第1段G3-1相对面上的具有细颈部分G3-22且在垂直方向V具有长轴的纵长形电子束通过孔G3-21形成。这样，第1四极透镜在垂直方向具有相对较强的聚焦作用，同时在水平方向具有相对较强的发散作用。
如图3A及图3B所示，说明电子束从图中左侧入射而向右侧出射的情况。这时，设入射侧栅极(例如第1段G3-1)Gin所加的电压为V1，出射侧栅极(例如第2段G3-2)Gout所加的电压V2，并设V1＜V2。
对于垂直方向V，如图3A所示，入射至第1四极透镜的电子束，由于入射侧栅极Gin的电子束通过孔垂直方向孔径小，因此受到强的聚焦作用。另外，从四极透镜出射的电子束受到强的聚焦作用。这是由于以下的理由，即出射侧栅极Gout的电子束通过孔，其垂直方向孔径大，而在电子束通过区域即作用于电子束的透镜区域具有限制水平方向孔径的细颈部分。这样，两栅极间的电场向出射侧栅极Gout一侧的渗透减少，特别是在透镜中心轴Z附近的电场渗透减少。这样，在四极透镜中心轴Z附近的等电位面形成凹陷形状。电子束在等电位面受到垂直方向的力。因而，通过出射侧栅极Gout的透镜中心轴Z附近的电子束受到强的聚焦作用。结果，该第1四极透镜对于垂直方向，在入射侧及出射侧对电子束给予相对较强的聚焦作用。
另外，对于水平方向H，如图3B所示，入射至第1四极透镜的电子束受到强的发散作用。这是由于以下的理由。即入射侧栅极Gin的电子束通过孔，其水平方向孔径大，而在电子束通过区域具有限制垂直方向孔径的细颈部分。这样，两栅极间的电场向入射侧栅极Gin一侧的渗透减少，特别是在透镜中心轴Z附近的电场渗透减少。这样，在四极透镜中心轴Z附近的等电位面形成凹陷形状。电子束由于在等电位面受到垂直方向的力，因此，通过入射侧栅极Gin的透镜中心轴Z附近的电子束受到强的发散作用。另外，从四极透镜出射的电子束，由于出射侧栅极Gout的电子束通过孔水平方向孔径小，受到强的发散作用。结果，该第1四极透镜对于水平方向，在入射侧及出射侧对电子束给予相对较强的发散作用。
在这样偏转时，从电子束发生部分的阴极K发射的电子束，在利用预聚焦透镜进行预聚焦后，利用第1四极透镜，在垂直方向受到强的聚焦作用，同时在水平方向受到强的发散作用。然后，该电子束利用副透镜进行预聚焦后，利用第2四极透镜，在水平方向受到聚焦作用，同时在垂直方向受到发散作用。最后，该电子束利用主透镜最终聚焦在荧光屏103上。这时，由于形成主透镜的第5栅极G5的第2段G5-2与第6栅极G6之间的电位差随电子束偏转量的增大而缩小，因此主透镜的透镜强度比无偏转时要弱。
利用这些透镜作用，能够补偿非均匀偏转磁场所含的偏转像差分量、因第1四极透镜产生的电子束发散角的变化、以及电子束到达荧光屏的距离增大部分。结果，在将第1四极透镜、副透镜、第2四极透镜、主透镜及偏转像差分量综合看成一个透镜时，能够缩小水平方向与垂直方向的透镜倍率之差。
结果如图9C所示，能够改善在荧光屏周边部分的束斑椭圆失真，能够形成近似圆形的束斑。
如上所述，根据本实施形态的彩色阴极射线管装置，通过使主透镜的透镜强度随电子束偏转量而变，同时，形成动态变化的四极透镜，能够消除因偏转像差而产生的电子束在垂直方向的光晕。另外，根据该彩色阴极射线管装置，通过采用双重四极方式，而且增强前段配置的第1四极透镜的透镜强度，能够在整个荧光屏上缓和束斑的椭圆失真，得到近似圆形的束斑。
再有，根据该彩色阴极射线管装置，由于形成第1四极透镜的栅极设置的非圆形电子束通过孔的细颈部分，可以利用冲压等开孔加工形成，因此容易提高尺寸精度，能够得到稳定的聚焦性能。另外，这些栅极由于不具有向电子束前进方向突出的构造，因此栅极间隔几乎没有限制，能够提高透镜倍率及聚焦电压等电子枪设计的自由度。
另外，本发明的彩色阴极射线管理装置不限于上述实施形态的构成。
例如，图5所示的电子枪构件具有如下所示的构成。即基本构成与上述实施形态相同，在第3栅极G3的第1段G3-1与第2段G3-2之间形成在垂直方向具有相对较强的聚焦作用同时在水平方向具有相对较强的发散作用的第1四极透镜，而且其构成使得第2四极透镜也具有强的透镜强度。
即第5栅极G5的第1段G5-1如图6A所示，在与第2段G5-2的相对面上具有垂直方向V为长轴的非圆形电子束通过孔G5-11。该电子束通过孔G5-11具有电子束通过区域中水平方向孔径为最小的细颈部分G5-12。即形成的细颈部分G5-12向通过电子束通过孔G5-11的电子束截面的近似中心突出。
另外，第5栅极G5的第2段G5-2如图6B所示，在与第1段G5-1的相对面上具有水平方向H为长轴的非圆形电子束通过孔G5-21。该电子束通过孔G5-21具有电子束通过区域中垂直方向孔径为最小的细颈部分G5-22。即形成的细颈部分G5-22向通过电子束通过孔G5-21的电子束截面的近似中心突出。
下面说明偏转时的电子枪构件的透镜作用。即在使电子束向着荧光屏的周边部分偏转时，第5栅极G5的第2段G5-2所加的动态聚焦电压(Vf2+Vd)大于第5栅极G5的第1段G5-1所加的聚焦电压Vf1。即随着电子束偏转量的增加，动态聚焦电压(Vf2+Vd)变化，使其相对于聚焦电压Vf1的电位差增大。
这样，在第5栅极G5的第1段G5-1与第2段G5-2之间形成第2四极透镜。
该第2四极透镜利用第1段G5-1的与第2段G5-2相对面上的具有细颈部分G5-12且在垂直方向V具有长轴的纵长形电子束通过孔G5-11、以及第2段G5-2的与第1段G5-1相对面上的具有细颈部分G5-22且在水平方向H具有长轴的横长形电子束通过孔G5-21形成。这样，第2四极透镜在垂直方向具有相对较强的发散作用，同时在水平方向具有相对较强的聚焦作用。
如图7A及图7B所示，说明电子束从图中左侧入射而向右侧出射的情况。这时，设入射侧栅极(例如第1段G5-1)Gin所加的电压为V1，出射侧栅极(例如第2段G5-2)Gout所加的电压V2，并设V1＜V2。
对于垂直方向，如图7A所示，入射至第2四极透镜的电子束受到强的发散作用。这是由于以下的理由。即入射侧栅极Gin的电子束通过孔，其垂直方向孔径大，而在电子束通过区域具有限制水平方向孔径的细颈部。这样，两栅极间的电场向入射侧栅极Gin一侧的渗透减少，特别是在透镜中心轴Z附近的电场渗透减少。这样，在四极透镜中心轴Z附近的等电位面形成凹陷形状。因而，通过入射侧栅极Gin的透镜中心轴Z附近的电子束受到强的发散作用。另外，从四极透镜镜出射的电子束，由于出射侧栅极Gout的电子束通过孔的垂直方向孔径小，因此受到强的发散作用。结果，该第2四极透镜对于垂直方向，在入射侧及出射侧对电子束给予相对较强的发散作用。
另外，对于水平方向，如图7B所示，入射至第2四极透镜的电子束，由于入射侧栅极Gin的电子束通过孔的水平方向孔径小，因此受到强的聚焦作用。另外，从四极透镜出射的电子束受到强的聚焦作用。这是由于以下的理由。即出射侧栅极Gout的电子束通过孔，其水平方向孔径大，而在电子束通过区域具有限制垂直方向孔径的细颈部。这样，两栅极间的电场向出射侧栅极Gout一侧的渗透减少。特别是在透镜中心轴Z附近的电场渗透减少。这样，在四极透镜中心轴Z附近的等电位形成陷形状。因而，通过出射侧栅极Gout的透镜中心轴Z附近的电子束受到强的聚焦作用。结果，该第2四极透镜对于水平方向在入射侧及出射侧对电子束给予相对较强的聚焦作用。
在这样偏转时，从电子束发生部分的阴极K发射的电子束，在利用预聚焦透镜进行预聚焦后，利用第1四极透镜，在垂直方向受到强的聚焦作用，同时在水平方向受到强的发散作用。然后，该电子束利用副透镜进行预聚焦后，利用第2四极透镜，在水平方向受到强的聚焦作用，同时在垂直方向受到强的发散作用。最后，该电子束利用主透镜最终聚焦在荧光屏103上。这时，由于形成主透镜的第5栅极G5的第2段G5-2与第6栅极G6之间的电位差随电子束偏转量的增大而缩小，因此主透镜的透镜强度比无偏转时要弱。
利用这些透镜作用，能够补偿非均匀偏转磁场所含的偏转像差分量、因第1四极透镜产生的电子束发散角的变化、以及电子束到达荧光屏的距离增大部分。结果，在将第1四极透镜、副透镜、第2四极透镜、主透镜及偏转像差分量综合看成一个透镜时，能够进一步缩小水平方向与垂直方向的透镜倍率之差。
结果如图9C所示，能够改善在荧光屏周边部分的束斑椭圆失真，能够形成近似圆形的束斑。
在这样构成的彩色阴极射线管装置中，也能够得到与前面说明的实施形态同样的效果。
如上所述，根据本实施形态的彩色阴极射线管装置，能够在整个荧光屏以简单的构造缓和束斑的椭圆失真，能够得到近似圆形的束斑。因而，能够在整个荧光屏得到稳定良好的聚焦特性。
本发明的附加优点和修改对本领域技术人员是显而易见的。因而，本发明在广义上不受上述实施例限制，不脱离权项及其等同物的精神和普遍概念，可作出各种修改。
权利要求
1.一种阴极射线管装置，所述阴极射线管装置具有电子枪构件及偏转线圈，所述电子枪构件包含产生电子束的电子束发生部分，以及将电子束发生部分产生的电子束聚焦在荧光屏上的主透镜，所述偏转线圈产生使所述电子枪构件发射的电子束在水平方向及垂直方向偏转的偏转磁场；其特征在于，在所述阴极射线管装置中，所述电子枪构件包含随着电子束偏转而形成的一个以上多极透镜；至少一个所述多极透镜由相对的两个栅极形成；这两个栅极在相对的面上分别具有非圆形的电子束通过孔；各电子束通过孔在电子束通过区域具有水平方向孔径或垂直方向孔径为最小的细颈部分。
2.如权利要求1所述的阴极射线管装置，其特征在于，形成所述多极透镜的一栅极的电子束通过孔具有水平方向孔径为最小的细颈部分，而形成所述多极透镜的另一栅极的电子束通过孔具有垂直方向孔径为最小的细颈部分。
3.如权利要求1所述的阴极射线管装置，其特征在于，所述多极透镜是在水平方向具有聚焦作用同时在垂直方向具有发散作用的四极透镜，这些透镜作用随电子束偏转而变化。
4.如权利要求3所述的阴极射线管装置，其特征在于，形成所述四极透镜的、配置在所述电子束发生部分一侧的一栅极的电子束通过孔，具有水平方向孔径为最小的细颈部分，配置在所述主透镜一侧的另一栅极的电子束通过孔，具有垂直方向孔径为最小的细颈部分。
5.如权利要求4所述的阴极射线管装置，其特征在于，对配置在所述主透镜一侧的另一栅极所加的电压，在使电子束偏转时，比配置在所述电子束发生部分一侧的一栅极所加的电压要高。
6.如权利要求1所述的阴极射线管装置，其特征在于，所述多极透镜是在水平方向具有发散作用同时在垂直方向具有聚焦作用的四极透镜，这些透镜作用随电子束偏转而变化。
7.如权利要求6所述的阴极射线管装置，其特征在于，形成所述四极透镜的配置在所述电子束发生部分一侧的一栅极的电子束通过孔，具有垂直方向孔径为最小的细颈部分，配置在所述主透镜一侧的另一栅极的电子束通过孔，具有水平方向孔径为最小的细颈部分。
8.如权利要求7所述的阴极射线管装置，其特征在于，对配置在所述主透镜一侧的另一栅极所加的电压，在使电子束偏转时，比配置在所述电子束发生部分一侧的一栅极所加的电压要高。
9.如权利要求1所述的阴极射线管装置，其特征在于，所述电子枪构件在所述电子束发生部分与所述主透镜之间，具有在水平方向有发散作用而在垂直方向有聚焦作用的第1四极透镜，同时具有在水平方向有聚焦作用而在垂直方向有发散作用的第2四极透镜。
全文摘要
本发明的阴极射线管装置的电子枪构件包含随电子束偏转量增加而形成的四极透镜,该四极透镜利用相对的两个栅极形成,这两个栅极在相对的面上分别具有非圆形的电子束通过孔。各电子束通过孔在电子束通过区域中具有水平方向孔径或垂直方向孔径为最小的细颈部分。
文档编号H01J29/48GK1366325SQ0114522
公开日2002年8月28日 申请日期2001年12月27日 优先权日2000年12月27日
发明者武川勉, 上野博文 申请人:株式会社东芝