阴极射线管及其偏转畸变校正方法

专利名称：阴极射线管及其偏转畸变校正方法
技术领域：
本发明涉及阴极射线管，更具体地说，涉及一种装备有电子枪的阴极射线管，该电子枪能在荧光面的整个区域和电子束的整个电流范围内改善聚焦特性，从而达到满意的分辨率，并且涉及该阴极射线管的偏转畸变校正方法。
在包括带有多个电极的电子枪、偏转器和荧光面(即，具有荧光膜的屏，正如称为“荧光膜”或简称为“屏”)的阴极射线管中，下列技术已公知于已有技术，即不仅要在荧光面的中央而且还要在荧光面的边缘形成满意的重现图象。
根据一种技术，在采用三个一字排列的电子束的电子枪的屏蔽罩的底部，设置了两个上下平行的平板电极，该平板电极的设置平行于横跨三个电子束路径的一字型，并指向一个主透镜(如公开于日本专利公布No.52586/1992)。
在采用一字排列的三电子束的电子枪中，电子束在进入偏转磁场之前被成型，这是通过以下措施实现的，设置两个上下平行的平板电极，使其平行于横跨三电子束路径的一字型，并把电子束从主透镜的反相区导向荧光面(如公开于美国专利4086513和日本专利公布No.7345/1985)。
在电子枪的某些电极之间形成静电四极透镜，以使其亮度可随电子束的偏转动态地改变，在整个屏上使图象均匀(如公开于日本专利申请No.61766/1976)。
在构成会聚透镜的电极区域(如第二和第三电极)设置象散透镜(如公开于日本专利公布No.18866/1978)。
一字型三束电子枪的第一和第二电极具有垂直拉长的电子束孔径，从而使它们的各自形状不同，并使中央电子枪的纵横尺寸比小于两侧电子枪的纵横尺寸比(如日本专利申请No.64368/1976)。
旋转非对称透镜由狭缝构成，它设置在一字型电子枪的第三电极的阴极侧，以使电子束能通过至少一个旋转非对称透镜射到荧光面上，在旋转非对称透镜中，在电子枪的轴向上，对于中央束狭缝比侧边束的要深(如公开于日本专利申请No.81736/1985)。
阴极射线管所要求的聚焦特性是对屏的所有区域和电子束的所有电流范围的满意的分辨率，在低电流区无莫尔条纹，以及对所有电流范围的整个屏的均匀分辨率。设计能同时满足这些特性的电子枪需要高级技术。
为了使阴极射线管具有上述的几种特性，根据我们的调研，必须设置具有象散透镜与大孔径主透镜组合的电子枪。
在上述的已有技术中，为了通过采用在电子枪中建立象散透镜和旋转非对称透镜的电极，来达到在整个屏范围内的满意的分辨率，需要在电子枪的会聚电极施加动态聚焦电压。但没考虑到通过固定在偏转磁场中的非均匀电场，来校正偏转畸变，从而实现重现图象在整个屏范围内的满意分辨度。
图83是显示一种电子枪整体的侧视图，其中根据用于阴极射线管的电子枪，向电极G3和G5枪施加聚焦电压，阳极电压仅加在电极G6，图84是该电子枪的基本部分的部分剖视图。从阴极K一侧来看，该电子枪装备有第一电极1(G1)、第二电极2(G2)、第三电极3(G3)、第四电极4(G4)、第五电极5(G5)和第六电极6(G6)。附带提及，第五电极5(G5)由两个电极51和52组成。
在这些图中，根据各电极的长度和电子束传输孔的孔径，由电场施加给电子束的影响是不同的。例如，靠近阴极K的第一电极1的电子束传输孔被定形为在小电流范围对电子束的点状施加影响，第二电极2的电子束传输孔被定形为在从小电流范围向大电流范围对电子束的点状施加影响。
此外，在该电子枪中，阳极电压加在第六电极6，来在第五电极5与第六电极6之间建立起主透镜，构成主透镜的第五电极5和第六电极的电子束传输孔被定形为在大电流范围对电子束点状施加大影响，但在比上述的大电流范围小的电流范围内，对电子束点状的影响要小。
此外，上述电子枪的第四电极4在轴向的长度，以小电流和大电流的倍数，对最佳聚焦电压的幅度施加影响，并在低和高电流时刻对各个最佳聚焦电压之间的差施加重要影响，但是，第五电极5的轴向长度所施加的影响远小于第四电极4的影响。
因此，为了对电子束的各特性值进行优化，必须对最能影响各特性的电极结构进行优化。
另一方面，在这种情况下，减小与阴极射线管的电子束扫描方向正交的荫罩间距，或者提高电子束扫描线的密度，从而提高正交于电子束扫描方向的分辨率，在电子束的小电流范围内，电子束与荫罩之间特别容易产生光学干涉。所以，必须对莫尔(Moire)反差进行合理的处理。然而，已有技术未能解决上述各种问题。
本发明的目的是解决上述的已有技术的问题，并提供装备有电子枪的阴极射线管及其偏转畸变校正方法，该电子枪的结构能在屏的整个区域内和电子束的整个电流范围内，改善聚焦特性，而无需施加动态聚焦电压，从而达到满意的分辨率和减少小电流范围内的莫尔条纹。
例如，图85的示意图显示了基本部分，用于根据如何施加聚焦电压来对比电子枪的结构，(a)显示了固定聚焦电压系统，(b)显示了动态聚焦电压系统。
图85(a)的固定聚焦电压类型电子枪的电极结构与图83和84所示相同，具有相同功能的部件标以相同的标号。
在图85(a)的固定聚焦电压式电子枪中，构成第五电极5的电极51和52被以共同电位馈给聚焦电压Vf1。
另一方面，在图85(b)的动态聚焦电压式电子枪中，构成第五电极5(G5)的两电极51和52被馈给不同的聚焦电位。之中，一个电极52被馈给动态聚焦电压dVf。此外，这种动态聚焦电压式电子枪具有伸入另一个电极的部分，如43所示，并且其结构比图85(a)的电子枪要复杂得多。因此，动态聚焦电压式电子枪具有部件成本高的缺点，并且组装成电子枪时组装也是低劣的。
图86是标示施加给图85的电子枪的聚焦电位的示意图。图86(a)是固定聚焦电压式电子枪的聚焦电压波形的示意图，图86(b)是动态聚焦电压式电子枪的聚焦电压波形的示意图。
图86(b)中，所用的电压包括固定聚焦电压Vf1和另一电压，在其中动态聚焦电压Vf2叠加在另一固定聚焦电压Vf20之上。因此，图85(b)所示动态聚焦电压式电子枪需要在阴极射线管的心柱上设置两个动态聚焦电压馈入管脚，而且与图86(a)的固定聚焦电压式电子枪相比，需要更加关注与其它心柱管脚的绝缘。这使得它必须为在电视接收机中组装的管座提供空间结构，由此产生如下问题，即需要时间周期，用来不仅调节两条线的固定聚焦电源的聚焦电压，而且还要调节动态聚焦电压发生器和组装线上的电视接收机的聚焦电压。
本发明的另一目的是解决已有技术中的上述问题，并提供一种装备有电子枪的阴极射线管及其偏转畸变校正方法，该电子枪的结构能在屏的所有区域内和电子束的整个电流范围内，即使是动态聚焦电压值较小，改善聚焦特性，从而获得满意的分辨率。
本发明的又一目的是提供一种阴极射线管及其偏转畸变校正方法，用于减少由作用于阴极射线管荧光面与电子枪主透镜之间的电子束的空间电荷斥力所引起的聚焦特性下降。
由于阴极射线管中电子束的最大偏转角(将简称为“偏转角”或“偏转”)实质上是确定了的，所有对荧光面的大尺寸而言，荧光面与电子枪主聚焦透镜之间的距离是大的，由此助长了由作用于该区域的电子束的空间电荷斥图所引起的聚焦特性的下降。
因此，具有用于减少由空间电荷斥力所引起的聚焦特性下降的装置，就可获得有如缩小荧光面尺寸那样细小的电子束，从而改善阴极射线管的分辨率。
本发明的进一步目的是提供一种能改善上述聚焦特性和缩短阴极射线管总长的电子枪、装备有该电子枪的阴极射线管和该阴极射线管的偏转畸变校正方法。
本发明的另一目的是提供一种电子枪，即使阴极射线管的偏转角扩大，在整个屏内图象均匀性也不会降低，装备该电子枪的阴极射线管，和该阴极射线管的偏转畸变校正方法。
即使偏转角扩大，阴极射线管的总长也能缩短。尽管现有的电视接收机的厚度方向的尺寸是由阴极射线管的总长所决定的，但如果把它看成是一种家具，则更希望其纵向更短。此外，当大量电视接收机被从其制造者那里运走时，电视接收机的厚度较短对运输效率更有利。
在上述的已有技术中，对因缩短阴极射线管的轴向长度，而在阴极射线管的颈部这种设有电子束偏转磁场发生结构的部位，产生的温度上升的抑制未加考虑。
为了达到上述目的，本发明具有的结构如在所附的权利要求书中限定。
具体地，根据本发明，提供了一种阴极射线管，包括具有多个电极的电子枪、偏转器和荧光面，其中改进在于，通过在偏转磁场中形成固定的非均匀电场，来校正偏转畸变。
偏转畸变校正的特征在于，通过在偏转磁场中建立具有象散性的固定非均匀电场，来根据偏转对偏转畸变进行校正。
此外，上述的固定非均匀电场的特征在于，建立象散的非均匀电场，其中电子束被发散或会聚，从而在电子束的扫描线方向或者垂直于扫描线的方向上，根据偏转来校正偏转畸变。
而且，本发明的特征在于，通过在偏转磁场中建立具有彗形象差的固定非均匀电场，来根据偏转对偏转畸变进行校正。
上述的固定非均匀电场的特征在于，建立具有彗形象差的非均匀电场，对电子束进行发散或会聚，并在电子束的扫描线方向上或者垂直于扫描线的方向上，根据偏转对偏转畸变进行校正。
具有由权利要求书所限定的结构的本发明阴极射线管达到了下列功效(1)一般而言，在阴极射线管中，偏转畸变随偏转的增大而急剧地变大。根据本发明，通过在偏转磁场中建立一种非均匀电场，可以校正偏转畸变，当电子束被偏转至其轨道改变时，可以改变电子束的发散或会聚作用。
(2)图66是显示偏转量(或偏转角)与偏转畸变量之间关系的示意图，图67是显示偏转量与偏转畸变量之间关系的示意图。
如图66所示，随着偏转角的增大，偏转畸变加大。根据本发明，通过在偏转磁场中建立非均匀电场，当电子束被偏转至其轨道改变时，如图67所示，偏转畸变的校正根据偏转而增大，从而使随偏转而急剧增大的偏转畸变得以校正。
(3)作为这类在偏转磁场中的非均匀电场，具有象散性的电场是有效的一种，当电子束被偏转至其轨道改变时，电子束的会聚或发散作用被根据偏转而适当地增强。该象散电场是通过具有两个正交对称面的电场建立起来的。
从中心起，越靠近对称平面末端的位置，电子束的会聚或发散作用就越强。
如果对穿过由等电位线建立的电场中央的电子束状态与穿过远离电场中央的电子束状态进行比较，就可发现，穿过远离电场中央的电子束的离散比穿过电场中央的电子束要大，并且整个轨道更靠近电场端。
此外，在电场端轨道的变化较大。这是因为随着距电场中央越远，等电位线的间隔越窄。
一般而言，在阴极射线管中，从电子枪主透镜到荧光面的距离，在荧光面边缘比在荧光面中央要长，如果在荧光面中央处电子束被适当地聚会，则在既无会聚作用也无发散作用的荧光面边缘就会出现过会聚。
根据本发明，通过在偏转磁场中建立固定电场，对较大偏转，电场的发散作用也越强，从而可减轻荧光面边缘的电子束过会聚根据偏转来校正偏转畸变，如图67所示。
在偏转磁场也具有电子束会聚作用的情形中，根据本发明，在偏转磁场中建立具有较高强度趋向的固定电场。因此，针对增大的偏转，由电场施加的发散作用的增加可以大于由偏转磁场施加的会聚作用的增加，从而对偏转畸变进行校正，包括由于阴极射线管的结构而在荧光面边缘引起的电子束过会聚现象。
(4)图68是显示电子束在荧光膜13上聚焦状态的示意图。参考标号3表示第三电极，标号4表示第四电极，标号13是荧光膜，标号38是主透镜。
图69是显示形成在构成阴极射线管荧光面(或屏)的面板部分上的扫描线的示意图。参考标号14表示面板部分，标号60表示扫描轨迹。
阴极射线管的偏转常常由线性扫描电子束的方法来完成，如图69所示。该线性扫描轨迹称为“扫描线”。
在扫描线的方向(X-X)与垂直于扫描线的方向(Y-Y)之间，偏转磁场常常是不同的。而且，在偏转磁场中准备建立的固定非均匀电场的作用的强烈影响之前，利用上述多个电子枪电极之中至少一个的作用，使在扫描方向和其垂直方向上电子束的会聚作用不同。
此外，该加权是不同的，这取决于，根据阴极射线管的应用，对扫描线方向的偏转畸变校正或者垂直方向的偏转畸变校正中的哪一个予以强调。为了克服针对扫描线方向和校正的量和范围的技术措施并不总是相同的，而且成本相异。本发明可以采用这些不同的措施来克服这些问题。
(5)电子束行经在具有会聚作用的象散电场的一个对称平面上由等电位线建立的电场中央，和电子束行经穿过远离电场中央的部位，当它们在该电场中穿过时较后的电子束所受到的会聚作用比较前的电子束要大，并且电子束的整个轨道更靠近电场中央。此外，靠近电场一侧的轨道改变更大。这是因为等电位线离电场中央越远，其间隔越窄。
在偏转畸变对电子束有发散作用时，通过在偏转磁场中建立固定电场，可以根据偏转对偏转畸变进行校正，如图67所示，由该电场施加的会聚作用可以随偏转而增强，从而使荧光面边缘处电子束的过会聚得以减弱。
为了克服对扫描线方向的偏转畸变和校整的量及范围的技术措施并不总是相同的，但成本各异。本发明可以采用这些不同的措施来解决问题。
(6)在具有在水平方向一字排列的三电子束的彩色阴极射线管中，垂直偏转磁场表现为桶状磁场分布，而水平偏转磁场表现为枕形磁场分布，如图74所示，从而简化了三电子束在荧光屏上聚集的控制电路。
一字型的三电子束中，两侧电子束从垂直偏转磁场受到不同量的偏转畸变，这取决于垂直偏转磁场的幅度和水平偏转的方向。例如，偏转磁场通过的磁场分布在各种情形中是不同的，其中，从荧光面观察阴极射线管，一字型中右侧的电子束被向荧光面左侧和右侧偏转，因而偏转畸变量是不同的。在荧光面的右角和左角处的图象品质是不同的。
为了对此抑制，对穿过电子枪中央的右侧和左侧电子轨道的那些侧边电子束，会聚或发散作用应是不同的。
在本发明中，有效的是在偏转磁场中形成仅具有一个对称平面的电场，即具有彗形象差的固定电场。
在具有发散作用的彗形象差畸变电场的对称面上，具有穿过由等电位线建立的电场中央的电子束和穿过远离电场中央的部位的电子束，当穿过远离电场中央的部位的电子束在电场中行进时，其所受到发散大于穿过电场中央的电子束，而且其整个轨道更靠近电场端。此外，在靠近电场端的侧边，轨道的变化较大。这是因为距电场中央距离越远，等电位线的间距越窄。
当穿过远离电场中央的部位的电子束在电场中行进时，其具有的发散比穿过电场中央的电子束要大，而且其整个轨道靠近电场端。而且，在靠近电场端一侧的轨道变化也较大。但穿过电场中央的电子束的变化率低于穿过远离电场中央的部位的电子束。这是因为距电场中央较远，等电位线间距变窄的程度比穿过电场中央的电子束要低。
结果，如图67所示，通过在偏转磁场中建立这样一种固定电场，可以校正偏转畸变，由该电场施加的发散作用随偏转的增大在偏转方向上不同地增强。
在偏转磁场具有电子束发散的情形和偏转畸变随偏转方向而不同的情形中，对位于对称平面上的电子束，在偏转磁场中建立具有如图66所示的趋势的固定电场，由此对随偏转方向不同的偏转增大能增强电场的会聚作用，从而校正偏转畸变，如图67所示。
(7)为了通过在偏转磁场中形成固定非均匀电场，来改善整个荧光面上的分辨率的均匀性，电子束的轨道必须如此地偏转，以使即便是在电场中也要穿过不同电场强度的区域。因而，上述非均匀电场被与偏转磁场的位置关系所限制。
同时，偏转畸变校正的效果取决于偏转磁场中待建立的固定非均匀电场的强度。该电场是利用至少两个具有不同电位的电极之间的电位差建立的。该电场强度不是单值的，因为它是由结构、位置和上述至少两个电位不同的电极之间的电位差的组合所决定的，并受到各种限制，例如穿过上述电场的电子束的实际厚度，以及上述实际电位差。
该电场的建立是利用至少两个电位之间的差，以及根据上述偏转来校正偏转畸变的电极，亦即，用于建立上述非均匀电场的电极应称为“偏转畸变校正电极”。这种偏转畸变校正电极可以设置多个而且其数量无限制，或者其功能可由另一电极的部分来承担。
正如已有技术中所周知的，偏转所需的磁通密度取决于荧光面的电压，并能通过除以荧光面电压的方根来归一化。如果采用该值，上述非均匀电场中的电子束的轨道可以被理解，从而改善电场的设定精度，由此使得适当的偏转畸变校正成为可能。
所需磁通密度还取决于上述非均匀电场的强度，因而对于高强度电场，磁通密度可以较小。非均匀电场的强度还取决于与电位不同的邻近电极的位置关系和电位差，并且取决于建立非均匀电场的偏转畸变校正电极的自身结构。随着与电位不同的邻近电极的位置关系越近，电场就越被增强，但其间距离不能缩至为零。
通过提高与电位不同的邻近电极之间的电位差，可以增强电场。然而，电场的急剧增强会导致电子束在非均匀电场的影响下被如此严重地变形，即使在无偏转的轨道行进，即射向阴极射线管的荧光面中央，致使荧光面中央的分辨率下降也是不可忽略的。因此，如果考虑具有电位不同的电极的击穿特性，则与电位不同的邻近电极的电位差被限制在实际上的最大值，约为荧光面电位与会聚电位之间的差。
可以期望，如果用于建立上述非均匀电场的偏转畸变校正电极的间隙缩窄，电子束会产生会聚或发散，即使带有微小轨道变化。然而，如果考虑电子束的厚度，非均匀电场建立电极的间隙实际上限制约为0.5mm。根据本发明，并对此加以考虑，在阴极射线管的最大偏转角为100度或更大的情形中，如果上述归一化的磁通密度设定为每1V的荧光面电压的方根0.007毫特斯拉，则可呈现效果。
在位于荧光面一侧的电极贯穿阴极射线管轴向的情形中，上述距离是最长的。
(8)如果确定了阴极射线管的最大偏转角，实质上就确定了由荧光面电压的方根归一化的最大磁通密度。存在一种在具有予定水平或更高最大磁通密度的区域中设定位置的方法，其中在偏转磁场中建立上述固定非均匀电场。在简化磁通密度的测量上，该方法远比用磁通密度绝对值定位要好。总之，用最大磁通密度进行对比是足够的和实用的。这里，最大磁通密度随上述磁性材料的形状而变化，直至产生误差，但不会产生实际问题。
在阴极射线管的最大偏转角为100度或更大的情形中，根据本发明，如果在荧光面一侧的上述非均匀电场建立电极的端部，把磁通密度的水平设定为最大磁通密度的25%或更高，同时考虑对电极和电场关系的限制，如在前述工作状态(7)中所说明的，即可在无实际问题的范围内呈现效应。
(9)磁通密度紧密对应于距磁性材料的位置，该磁性材料制成用于建立偏转磁场的线圈铁芯，这是因为它取决于磁路的导磁率。表征所需磁通密度区域的方法之一是上述非均匀电场建立电极与上述磁性材料之间的距离。这种方法是实用的，因为在设置了用于建立偏转磁场的线圈铁芯的情况下，可以略去磁通密度的测量。这里，磁通密度的分布产生了误差，但无实际问题，因这它随磁性材料的形状而变。
在阴极射线管的最大偏转角为100度以上的情形中，根据本发明，如果从远离荧光面一侧的磁性材料端部至荧光面一侧的非均匀电场建立电极的端部的距离在40mm之内，同时考虑对电极和电场关系的限制，如前述工作状态(7)所说明的，即可在无实际问题的范围内呈现效果。
在上述位于荧光面一侧的偏转畸变校正电极贯穿于阴极射线管的轴向的情形中，上述距离是最长的。
(10)同样，根据本发明，在阴极射线管最大偏转角为100度或更小的情形，如果把对应于前述工作状态(7)的归一化磁通密度设定为每1伏荧光面电压的方根0.004毫特斯拉，则即可呈现效果。在实际无故障范围内，对应于工作状态(8)的20%或更高的磁通密度是有效的。在实际无故障范围内，对应于工作状态(9)的35mm或更小的距离是有效的。
(11)在阴极射线管中，如果考虑到阴极射线管的整体结构以及所采用的电子枪的结构、制做和使用的可行性，则上述非均匀电场的强度不能自由地增大。
如果考虑到使用的可行性，根据本发明，在该区域的电子束必须适当地厚，以使即便在强度相当低的电场中也能有效。在阴极射线管中，一般而言，在主透镜附近电子束均取最大直径。因此，用于建立上述非均匀电场偏转畸变校正电极的位置被距主透镜的距离所限制。
而且，如果把偏转畸变校正电极设置得与远离主透镜部位的阴极一侧非常靠近，则主透镜的会聚作用将使象散性失调，从而导致一种困难，即电子束部分地撞击在电子枪的某些电极上。
这里将考虑使用具有最大偏转角为85度或更小的阴极射线管的条件，单一电子束或者由磁场会聚的电子束。在本发明中，靠近荧光面一侧的上述非均匀电场建立电极的端部与面对主透镜的阴极射线管电子枪的阳极之间的距离，在满足下列条件时是有效的，取自与扫描线垂直方向，从面对主透镜的电子枪阳极朝向荧光面，上述距离为面对会聚电极的电子枪阳极的孔径直径的五倍或与该直径一样小或者180mm或更小，或者该距离为朝向阴极的同一孔径直径的三倍或与该直径一样小或108mm或更小。在位于荧光面一侧的电极贯穿于阴极射线管轴向的情形，上述距离是最短的。
(12)为了使本发明在上述非均匀电场区域有效，偏转磁场的磁通密度必须处于一个必要值。上述偏转畸变校正电极可以用非磁性材料制做。但是，如果偏转畸变校正电极至少一部分是用磁性材料制做的，则其起到了提高电场区域的磁通密度的作用，而不是建立偏转磁场的机构，从而进一步改善了偏转畸变的校正。
(13)在本发明中，偏转畸变校正电极在结构上需要设置得靠近电子束路径。满足此要求的一种方案表征为，设置一个包围一部分电子束路径的孔径结构。如工作状态(3)所述，象散电场有两个对称平面，而彗形象差电场有一个对称面。
上述两类畸变电场可由上述孔径的结构来建立。一般而言，阴极射线管电子枪的电极部件是通过压制金属片来制做的。近来，阴极射线管的聚焦特性已得到显著改进，从而对电极部件有提高精度的要求，上述偏转畸变校正电极同样需要有高精度。在大批量生产中，通过压制具有孔径的整体部件，可以以高加工精度和合理的成本来制造偏转畸变校正电极。
在阴极射线管的偏转中，常常要形成扫描线，如上所述。在扫描式偏转的阴极射线管中，荧光面的形状通常为矩形轮廓，而且通常是平行于矩形边进行扫描。为了把阴极射线管组装成图象显示装置，与荧光面一起形成的真空外壳，其轮廓通常也为与荧光面匹配的矩形。
因此，在本发明中，上述两类畸变校正电场的结构如果与扫描线和荧光面形状相对应，则有利于构成图象。畸变电场可以在两个方向上，即在与扫描线相同的方向和垂直于扫描线的方向，但这与阴极射线管的使用方式有关，因而不能单一地确定。
(14)在本发明中，上述孔径的直径与待建立的电场强度和在相应部位的电子束轨道密切相关，并且如果它太大会降低效果。如果图象显示装置使用阴极射线管，则其深度受到阴极射线管的轴向长度的限制，因而不能自由缩短。
针对这种限制，一种措施是增大阴极射线管的最大偏转角。在此等级实施的最大偏转角，对于单电子束的阴极射线管是114度，对于一字型三电子束的阴极射线管同是此值。将来，最大偏转角有变大的趋势，但它的变大提高了偏转磁场的最大磁通密度，以致于最大偏转角实际上受到了阴极射线管颈部直径的限制。如果颈部最大处的外径约为40mm，则是适用的，因为这节省了建立偏转磁场电能和建立偏转磁场所用机械部位的材料。
一般来说，电子枪的电极最大值径必须小于阴极射线管颈部的内径，而对于机械强度，绝缘和X射线泄漏的预防，颈部必须至少有几个毫米。在本发明中，如前述工作状态(7)所说明的，考虑到对电极和电极的限制，从扫描线方向或从扫描线垂直方向看，通过在偏转磁场中建立非均匀电场来校正偏转畸变的电极孔径的喉部最佳直径可以是面对电子枪阳极的会聚电极的部位的1.5倍或与其一样大小，当从扫描线垂直方向来看，即是0.5至30mm。这样，在优异的成本指标内，可以呈现特性效果。
(15)在本发明中，非均匀电场也可以由这样的电极结构来建立，其中这些电极横跨电子束路径相对而置。
图70显示偏转畸变校正电极的结构实例的示意图。图70中(a)是圆筒电极的部位剖视图;(b)是圆筒电极的前视图;(c)是平行平板电极的侧视图;(d)是平行平板电极的前视图;(e)是平行平板电极的顶视图。
图71显示了建立非均匀电场的圆筒电极和平行平板电极(即偏转畸变校正电极)的设置。
为了建立非均匀电场，例如，一个圆筒电极67，如图70的(a)和(b)所示，和两个平行平板电极68，如图70的(c)、(d)和(e)所示，被设置并馈以电位，如图71所示。这样，在平行平板电极68之间建立起非均匀电场。
这些平行平板电极68构成偏转畸变校正电极。通过在电子枪的其余电极与平行平板电极68相对的部位上形成部分的非平行或带槽口的部分，把阴极射线管的应用与其余电极的特性组合起来，可以实现更佳的偏转畸变校正。
特别地，在阴极射线管的制造为多种类小批量的情形，提高了制备昂贵压制模具的生产成本。采用精度低于对整体孔径部件进行压制的成型方法的平板材料的压制及折叠，可以容易地制造平行的平板电极。因此，即使是多种类小批量的生产，也无需昂贵的压制模具，可以合理的成本来生产部件。
在本发明中，上述的电极相对部位的最佳尺寸范围实质上等于孔径直径，如工作状态(14)所述，但是不包括两电极之间的零距离，因为要求相对的结构。此外，在扫描线型偏转的阴极射线管中，相对的方向可以方便地对应于扫描线方向或垂直方向，如工作状态(14)一样。
(16)在上述的偏转畸变校正电极中，建立的固定非均匀电场根据偏转的增大，增强其发散作用来校正偏转畸变，其电位必须保持在比那些相邻电极较高的水平。
在本发明中，将上述电极的电位调到阴极射线管的荧光面电位，来满足上述需要。此时，荧光面和电子枪的阳极无需处于同一电位。
把电极的电位设定得高于电子枪阳极的电位，可以建立比上述电极与电子枪阳极之间的电位差更强的固定非均匀电场。
在荧光面与电子枪阳极之间建立电位差的方法，在本发明中例示之一为，用分压电阻使阴极射线管的荧光面电位分压。
如果能在阴极射线管外部调节不同于荧光面电位的电子枪电位，则可更好地改善偏转畸变的校正精度。
(17)在上述的偏转畸变校正电极中，建立的固定非均匀电场根据偏转的增大，增强其发散作用来校正偏转畸变，其电位必须保持在比那些邻近电极较高的水平。
在本发明中，使上述电极的电位与电子枪的阳极的电位相同，来满足上述需要。
适当地设定偏转畸变校正电极的位置和结构，如此建立的电场能到达电极附近，如果与适当的偏转磁场的作用组合，则可根据偏转来校正偏转畸变。
本发明中上述的不同电位的相邻电极是装配件，用于建立通过孔径的电场，而不是通过电子束传输孔。电场通过孔径而不是电子束传输孔泄出，也可增强效果，即偏转畸变校正电极根据偏转的增大，增强其发散作来校正偏转畸变。
(18)在本发明中，即使偏转畸变校正元件的固定电位不同于阴极射线管的荧光面和电子枪阳极各自的电位，也可根据偏转的增大来校正偏转畸变。
用于提高电子束发散作用的偏转畸变的校正是必须的，例如，在荧光面电位与阳极电位之间施加电位，可根据偏转的变大来完成偏转畸变校正。
用于提高电子束会聚作用的偏转畸变的校正是必须的，在电子枪的阳极之内或其附近，设置电位低于电子枪阳极电位的电极，根据偏转的增大来提高会聚作用，从而完成偏转畸变校正。本发明中，低于阳极电位的电位无需专用电源，因为可以用一个电阻从阴极射线管中的另一电位上分出，如工作状态(17)所述。
本发明中，通过制造这样的结构，即其中低于阳极电位的电位是从阴极射线管外部施加的，可以使制造阴极射线管的工艺条件如定点敲击(spot knocking)得以简化。
本发明中，无需任何专用电源，因为比阳极电位低的电位是电子枪会聚电极的。
(19)本发明中，当阴极射线管用于图象显示装置，并用一个电阻从阴极射线管另一电位分压，从而产生电子枪的会聚电极电位，如工作状态(17)所述，则该装置可以省去用于会聚电压的电源，以使成本降低。
(20)当固定非均匀电场在偏转磁场中建立起，对偏转畸变进行校正，如在工作状态(11)所述，从实际目的来看，期望即使该电场强度相当低，也要呈现效果。为此，要求电子束在该区域有适当的厚度。
一般来说，阴极射线管中，在主透镜附近电子束的直径较大。偏转畸变校正电极的位置受限于距主透镜的距离。偏转畸变校正电极的位置受限于距偏转磁场的距离，如工作状态(7)至(10)所述。因此，主透镜的位置受限于距偏转磁场的距离。
在阴极射线管，如一字型彩色图象管或彩色显象管中，电子束的偏转磁场通常为非均匀，为了简化会聚调节。因而，在这种情形中，主透镜的定位尽可能地远离偏转磁场建立部位，以便抑制由偏转磁场引起的电子束变形，偏转磁场建立部位通常设置得比电子枪主透镜更靠近荧光面。
(21)本发明中，当固定非均匀电场建立在偏转磁场中，来校正偏转畸变，通过建立非均匀电场，同时计算由上述非均匀偏转磁场引起的电子束变形，有可能获取偏转磁场建立部位与主透镜之间的解决方法。
本发明中，当阴极射线管的最大偏转角为100度或更大时，磁性材料的端部与电子枪阳极面对会聚电极一面之间的最佳距离为60mm之内，该磁性材料是在远离荧光面一侧建立偏转磁场的线圈铁芯所使用的。
(22)另一方面，期望电子枪阴极与主透镜之间的距离较长，以便通过降低电子枪图象的放大率，来降低荧光面上的束点直径。
因此，具有与这两个作用对应的优异分辨率的阴极射线率，其轴向长度必须增长。
但是，根据本发明，把主会聚透镜的位置靠近荧光面，同时不改变从电子枪阴极至主透镜的距离，电子枪的图象放大率可以进一步降低，从而缩小荧光面上电子束了点直径，以及缩短轴向长度。
(23)由于随着主透镜的位置靠近荧光面，电子束中空间电荷斥力持续的时间周期缩短，在荧光面上束点直径可进一步缩小。
(24)为了完成与工作状态(21)至(23)相同的内容，根据本发明，当阴极射线管的最大偏转角为100度或更大时，偏转磁场与主透镜之间的最佳距离是这样状态，电子枪阳极面对主透镜的部位被包含于磁场之中，该磁场的磁通密度为在扫描线方向或垂直方向进行偏转的最大磁通密度的25%或更大。
(25)为了更精确地完成与工作状态(21)至(24)相同的内容，根据本发明，当阴极射线管的最大偏转角为100度或更大时，偏转磁场与主透镜之间的最佳距离是这样的，用值E的方根除值B，所得的商包含了每1V阳极电压0.004毫特斯拉或更高的部分，假如这里设阴极射线管荧光面的电压为E伏，并且在电子枪阳极面对主透镜的部分，在扫描线方向或垂直方向上，进行偏转的上述偏转磁场的磁通密度为B特斯拉。
(26)在本发明中，当内容与工作状态(21)至(25)相同，阴极射线管的最大偏转角为85度或更大、并且小于100度时，偏转磁场与主透镜之间的最佳距离是这样的，对应于工作状态(21)至(23)的部分是40mm或更小，对应于工作状态(24)的部分是15%或更大，对应于工作状态(25)的部分是0.003毫特斯拉或更大。
(27)在本发明中，当内容与工作状态(21)至(25)相同，阴极射线管的最大偏转角为85度以下时，偏转磁场与主透镜之间的最佳距离是这样的，对应于工作状态(21)至(23)的部分是170mm或更小，对应于工作状态(24)的部分是5%或更高，对应于工作状态(25)的部分是0.0005毫特斯拉或更大。
(28)从工作状态(21)至(27)来看，根据本发明，与已有技术不同，偏转磁场与电子枪主透镜之间的最佳距离可以缩短。本发明中，阴极射线管颈部与电子枪主透镜之间的最佳位置是这样设置的，与荧光面一侧的颈部的端部相比，电子枪阳极面对主透镜的面更靠近荧光面15mm。
已有技术中，电子枪主透镜的位置远离偏转磁场，以至向电子枪阳极馈给电位是从阴极射线管颈部内壁完成的。
本发明中，电子枪主透镜的位置无需远离偏转磁场，但可以靠近荧光面，以至向电子枪阳极馈给电位可以不从阴极射线管颈部内壁进行。
由于强电场是建立在阴极射线管的狭窄空间，耐压特性的稳定是稳定质量的重要技术之一。最大电场强度设置在电子枪主透镜附近。邻近的电场还取决于施加在阴极射线管的颈部内壁上用于向电子枪馈给电位的石墨膜，或存在于阴极射线管并被颈部内壁捕获的外来物质。
本发明中，可以把电子枪主透镜设定在比颈部更为靠近荧光面的位置，从而强有力地稳定耐压特性。
(29)阴极射线管中，对于各种工作状态，起发射电子束的源的作用的阴极常常被电加热器来加热。这种加热器的热量通过阴极射线管颈部传送，从而提高偏转磁场建立机构的温度。如果过热，该机构则会由不足够的绝缘而导致麻烦，因为它有一部分是有机材料制成的。
由于电子枪的主透镜无需远离偏转磁场定位，但可以靠近荧光面设置，根据本发明，加热器与该机构之间的距离将会缩短，从而使机构过热。
通常，这种机构的最大适用温度被所用材料的性能限制在110℃左右。对于从颈部传来的热量，该机构必须抑制，因为它通常是按40℃的室温和其自身热分布来设计的。
为了避免上述过热，必须节省加热器的功率。为了把温度保持在该范围，本发明中重要的是把加热器的最佳功耗设定对一个阴极为3瓦或更低。
(30)由于当电子束点定位在荧光面中央时，它不受偏转磁场的影响，所以无需抵抗来自偏转磁场的变形。结果，电子枪的透镜作用是旋转对称的会聚线，以致荧光面上的电子束点直径可进一步缩小。
(31)根据本发明，通过在偏转磁场中建立固定非均匀电场，来校正偏转畸变，而且通过根据偏转向电子枪的某些电极馈给动态电压，可以在整个荧光面区域实现更适当的电子束会聚作用，从而在整个荧光面区域建立高分辨率特性。这还可以降低必要的动态电压。
(32)本发明中，在偏转磁场中建立固定非均匀电场，来校正偏转畸变。此外，由构成电子枪的多个电极组成的多个静电透镜建立的至少一个电场，是旋转非对称电场，以此形成一个静电透镜，在荧光面的屏中央，大电流区域内，把电子束点成形为通常的圆形或矩形，并且具有这样的聚焦特性，即作用于扫描方向的电子束的适当聚焦电压高于作用于扫描方向的垂直方向的适当聚焦电压;另一静电透镜，在荧光面中央部位，在小电流区域，使电子束点的扫描方向直径和垂直直径与荫罩间距和扫描方向及垂直方向的扫描线密度配合，并且具有这样的聚焦特性，即作用于扫描方向的适当聚焦电压高于作用于垂直方向的适当聚焦电压。由这些旋转非对称电场构成的透镜，提供在荧光面的整个屏区域及整个电流范围内，电子束中无莫尔条纹的满意聚焦特性。
(33)顺便提及，本发明中所用的“旋转非对称”一词的含意不包括由位于旋转中心等距离处的点轨迹所表示的内容，如园周。例如，“旋转非对称”束点是非园束点。
(34)本发明中，如工作状态(28)所述，在偏转磁场中建立固定非均匀电场，来校正偏转畸变，以致电子枪的主透镜可以比已有技术更靠近阴极射线管中的偏转磁场。
由于偏转磁场也贯穿入电子枪的主透镜，比主透镜更靠近荧光面的电极必须具有这样的结构，其中不会受到电子束的碰撞。当电子枪具有多个电极并采用一字型三电子束时，本发明的最佳设计是这样的，三电子束共用一个单孔通过，用于三电子束的屏蔽罩未存在分割。同时，用于在偏转磁场中建立固定非均匀电场来校正偏转畸变的电极，其设置比形成在屏蔽罩底部的孔更靠近荧光面，形成在屏蔽罩底部的孔是用于使电子束传过，从而均衡屏蔽罩和电子枪阳极的电位到为了在偏转磁场中建立固定非均匀电场电极的电位从而校正偏转畸变，在会聚电极或用于建立电场的不同电位的邻近电极之间的电场贯穿，可以有助于改善整个荧光面区域的分辨率均匀性。
(35)当一字型三电子束被用作具有多个电极的电子枪时，由于与工作状态(34)相同的原因，扩大电子枪主透镜的孔径直径是重要的。
为了在偏转磁场中建立固定非均匀电场，从而校正偏转畸变，根据本发明，从垂直于一字型的方向来看，电子枪阳极面对主透镜的部位的孔径直径，可以设定为多个孔径中最窄一个大小的0.5倍或与其一样大，一字型三电子束中的相邻束之一将通过该孔，从而有助于电场在会聚电极之间贯穿、即具有电位不同的相邻电极之间贯穿，用于建立电场，从而改善了荧光面整个区域的分辨率均匀性。
(36)当一字型三电子束用作具有多个电极的电子枪时，为了与工作状态(34)相同的原因，本发明进一步有助于电场贯穿的最佳设计是这样的，电子枪主透镜的孔径结构包含三电子束共用的电场。
(37)本发明中，为了使一字型三电子束可用作具有多个电极的电子枪，在偏转磁场中建立固定非均匀电场，校正偏转畸变，建立与三电子束中中央一个对应电极的固定非均匀电场部位，以及与侧边电子束同样对应的两个部位，可以给出不同的结构，来调节荧光面上三电子束之间分辨率的平衡。
此外，固定非均匀电场建立电极与三电子束的两侧对应的部位，在一字型方向的中央电子束一侧与相反侧之间，可以具有不同的结构，以此降低由偏转磁场引起的慧形象差。
尽管以上对本发明的各个技术的效果做了说明，但其中的两个或更多个可以组合用于阴极射线管，以此改善荧光面整个区域内分辨率均匀性，和在阴极电流范围内、荧光面中央的分辨率，并且缩短阴极射线管的轴向长度。
此外，采用上述的阴极射线管，还可以提供一种图象显示装置，能在荧光面整个区域改善分辨率，在阴极电流范围内，改善荧光面中央的分辨率，以及具有较短的深度。
接着，将对采用本发明的电子枪，改善阴极射线管的聚焦特性和分辨率的机构进行说明。
图72是装备有一字型电子枪的荫罩式彩色阴极射线管的剖面示意图。图72中参考标号7代表颈部，标号8是漏斗，标号9是安装在颈部7的电子枪，标号10是电子束，标号11是偏转线圈，标号12是荫罩，标号13是形成荧光面的荧光膜，标号14是面板(或屏)。
在这种阴极射线管中，如图72所示，由电子枪9发射的电子束被导向并穿过荫罩12，同时被偏转线圈11水平和垂直地偏转，使荧光膜13发出荧光。在面板14一边这种荧光图形被作为图象来观察。
图73是电子束点的示意图，其中屏的边缘被电子束点导致发光，而该电子束点在屏的中央部位时呈圆状。图73中参考标号14代表屏，标号15是屏中央部位的束点，标号16是屏水平方向(即X-X方向)端部的束点，标号17是光晕，标号18是屏垂直方向(即Y-Y方向)端部的束点，标号19是屏对角方向(即角部位)端部的束点。
此外，图74是阴极射线管的偏转磁场的分布示意图。字母H代表水平偏转磁场的分布，字母V代表垂直偏转磁场的分布。
为了简化会聚调节，近年来的彩色阴极射线管，使用枕形式非均匀磁场分布作为水平偏转磁场H，使用桶形式非均匀磁场分布作为垂直偏转磁场V，如图74所示。
由电子束10产生的光发射点的形状在屏的边缘部位不是圆的，部分原因是磁场分布，部分原因是电子束10在荧光面(或屏)的中央和边缘具有不同的轨迹，部分原因是电子束10倾斜于荧光膜13撞击到屏的边缘部位。
如图73所示，在水平端的束点16被水平拉长并具有光晕17，尽管中央点15是圆的。结果，水平端的束点16被扩大，并被光晕17导致轮廓模糊，以致分辨率下降，图解质量明显恶化。
此外，假若电子束10是低电流，其垂直直径极度减小，引起由阴罩12垂直间距的光干扰，由此出现的莫尔波纹现象损坏图形质量。
另一方面，当电子束10朝上和朝下会聚(即，在垂直方向)时，垂直偏转磁场引起垂直收缩形，荧光屏垂直端的点18受到光晕17的冲击，损坏图形质量。
荧光屏角部处的电子束点19像所述的点16一样水平伸长，并像所述的点18一样垂直收缩。此外，电子束10旋转，引起光晕17，并使光发射点本身的直径增大，致使图形质量严重损坏。
图75是用于说明电子束点畸变的电子枪的电子光学系统示意图。为便于理解，用光学系统代替所述的系统。
图75中，上半部出现的荧光屏部分包含在垂直(Y-Y)方向中，下半部出现的荧光屏部分包含在水平(X-X)方向中。
参考数字20和21表示预聚焦透镜;数字22表示前置级主透镜;数字23表示主透镜。这些透镜构成按图72所示电子枪的电子光学系统。此外，数字24表示由垂直偏转磁场确立的透镜，数字25表示等值透镜，它包括由水平偏转磁场确立的透镜和用偏转使电子束在水平方向明显延伸的透镜，其结果是使电子束斜射到荧光薄膜13上。
首先，电子束27由阴极K发射，并在距离阴极l1处，在预聚焦透镜20和21之间在荧光屏的垂直部分建立一个交叉点P，然后由前置级主透镜22和主透镜23朝荧光薄膜13会聚。
电子束在偏转为0的荧光屏中心部分通过轨迹28射到荧光薄膜13上。相反地，在荧光屏的边缘部分，由垂直偏转磁场引起的透镜24的作用，使垂直收缩的电子束穿过轨迹29，形成一个垂直的收缩束点。此外，由于主透镜23的球面畸变，在电子束到达荧光薄膜13之前，电子束部分聚焦，如轨道30所示的。这种过早聚焦使其在荧光屏的垂直端形成了束点18的光晕17和在荧光屏的角部形成束点19的光晕17，如图73中所示。
另一方面，电子束31由阴极K发射出，出现在荧光屏水平部分中的电子束像上所述的垂直部分中的电子束27一样，在垂直部分由预聚焦透镜20和21，前置级主透镜22和主透镜23会聚，使其在偏转磁场作用为0的荧光屏中心部分通过轨道32，并射到荧光薄膜13上。
即使在有偏转磁场的范围内，电子束由水平偏转磁场建立的透镜25的发散作用而发散成沿轨道33的水平伸长的点形，但在水平方向有一些光晕。
但是，由于主透镜23与荧光薄膜13之间的距离大于荧光屏中心部分处的距离，即使在没建立垂直偏转作用的图73中的水平端部分16处，电子束在到达荧光薄膜13之前已在垂直部分部分聚焦。从而产生了光晕17。
假若，电子束点在旋转对称透镜系统中的荧光屏中心部分形成环形，所构成的旋转对称透镜系统使电子枪的透镜系统成为水平方向和垂直方向之间公用系统，荧光屏边缘部分中的电子束点形状被畸变，引起图形质量严重损坏。
图76是抑制图75所示的荧光屏边缘部分中图形质量损坏的装置示意图。与图75中相同的部分用相同的数字标注。
如图76所示，荧光屏垂直部份(Y-Y)中的主透镜23-1的会聚作用弱于水平部份(X-X)中的主透镜23的会聚作用。其结果是、电子束即使在穿过由垂直偏转磁场建立的透镜24之后的电子束轨道表示为29，这就不会引起参考图73所述的那种终端垂直收缩误差，不会造成光晕。然而，荧光屏中心部分处的轨道28在该方向上漂移，从而加大电子束的点直径。
图77是当采用图76所示的透镜系统时，说明电子束点在荧光面14上的形状的示意图。在水平端的束点16处，垂直端的束点18处和角部的束点19处，即在荧光屏边缘部分的束点处的光晕被抑制，使这些部分处的分辨率得到改进。
但是，由于荧光屏中心部分的束点15，其垂直点径dy大于水平点径dx，因此，垂直分辨率下降。
由于在旋转的不对称电场系统中，在荧光屏垂直方向和水平方向之间主透镜23的会聚作用不同，因此，用旋转不对称电场系统基本上不能同时改善整个荧光屏的分辨率。
图78是电子枪的电子光学系统示意图，该系统没有构成旋转不对称的主透镜23的透镜强度，但它有预聚焦透镜21在水平方向(X-X)增加的透镜强度。使分散交叉点P的图象用的水平预聚焦透镜21-1的强度高于垂直预聚焦透镜的强度，增大电子束31射到前置级主透镜22的入射角，从而增大穿过主透镜23的电子束直径的方法，可以使包括在水平方面中的荧光薄膜13的电子束点直径减小。但是，荧光屏垂直方向中的电子束轨道与图75所示相同，因此，它不影响对光晕28的抑制作用。
图79是电子枪光学系统示意图，该系统中是给图77所示结构增加了光晕抑制作用。所设置的前置级主透镜增大了垂直方向(Y-Y)的透镜强度，如22-1所示的，主透镜23的垂直电子束轨道靠近光轴，形成具有焦深的聚焦系统，使光晕变的难以察觉，从而改善了分辨率。
图80是采用图79所示结构的透镜系统时说明荧光屏14上的电子束点形状的示意图。可以发现，在整个荧光屏上获得了无光晕的极好的分辨率，如束点15，16，18和19所示的。
迄今所作的说明是针对当电子束具有较高的电流(即，在大电流范围内)的电子束构形的，然而，当电子束具有低电流时(即在低电流范围内)，电子束通过的轨道仅仅靠近聚焦系统的轴，使具有大光圈的透镜21，22和23的水平和垂直透镜强度之间的差别受影响很小。如图80中在34、35、36和37处所表明的，荧光屏中心部分(在34处)的束点是环形的，在荧光屏边缘部分中(在35，36处)束点水平延长，或(在37处)束点斜着延长，造成莫尔波纹现象。因此，随束点横向直径(或水平直径)的增加分辨率下降。
为了解决这种问题，必须用具有小光圈的透镜处理，并将透镜定位成使透镜强度的旋转不对称影响聚焦系统的轴附近。
图81是说明低电流电子束轨道的电子枪光学系统示意图。在这种情况下，从阴极K到交叉点P的距离l2比图75中同一距离l1更接近阴极K。
图82是电子枪的光学系统示意图，在该情况下，预聚焦透镜中发散透镜侧边处的透镜强度在垂直于荧光屏的方向(Y-Y)中是增大的。增大包括预聚焦透镜20的发散透镜的垂直强度，使从阴极K到交叉点P的距离l3长于所述的距离l2。
其结果是，电子束27进入预聚焦透镜21的位置，像包括在垂直部分中的，较靠近图81所示的情况，因而，透镜21，22-1和23的透镜作用被弱化，在垂直于荧光屏的方向中提供一个具有较大焦深的聚焦系统。
然而，对高电流范围和低电流范围在各个透镜上的影响不是完全无关的，因此，预聚焦透镜20-1的透镜作用，像包括在图82的垂直方向中的，影响到高电流范围的电子束点形状。因此，必须用单个透镜的特性来平衡整个系统。特别是，对阴极射线管的应用，如何构成主透镜的结构是不同的，或者说，对图象质量的什么指标得到较好的改进是不同的。因而，旋转不对称透镜和一些单个透镜的强度不是唯一的。
就普通的阴极射线管的应用而言，如上所述，为改善整个电流范围内的分辨率，提供了一个透镜，用于建立高电流范围内和低电流范围内不同部分中的旋转不对称电场。而且，每个透镜的旋转不对称被限制在电场强度的变化中。而且，在依赖透镜部分方面，假若旋转不对称电场强度增大，电子束形状被极度畸变，引起分辨率下降。
迄今所述的方法是抑制由于电子束点变形引起的聚焦特性下降用的总的方法。为此目的，以实际的电子枪为例，一个作为固定态中所用的聚焦电压的例子，如上所述，另一个作为按在阴极射线管的荧光屏上的偏转角的位置用的动态馈入光学聚焦电压的例子。
这两种电子枪分别具有优点和缺点。固定态中聚焦电压用的电子枪具有造价低和一个馈送聚焦电压用的简单电源电路，因此它的电路造价适当。虽然具有这些优点，但是，由于象散校正，使在阴极射线管荧光屏上的各个位置上不能获得最佳的聚焦状态。其结果是，束点直径大于最佳聚焦状态的束点直径。
另一方面，按阴极射线管荧光屏上的偏转角的位置动态馈入光学聚焦电压用的电子枪在荧光屏的各个位置上能获得极好的聚焦特性。虽然具有这种优点，然而，电子枪结构和馈入聚焦电压用的电源电路复杂，而且在电视机或显示终端的装配线上设定聚焦电压需费很长时间，使造价提高。
本发明打算提供一种阴极射线管，它所用的电子枪具有上述两种结构电子枪各自的优点，而克服了缺点，并具有上述两种结构都不具备的小的轴向长度的第三个优点。


图1是按本发明的阴极射线管的偏转畸变校正方法的第一实施例的示意图;
图2是按本发明的阴极射线管的偏转畸变校正方法的第二实施例的示意图;
图3是按本发明的阴极射线管的偏转畸变校正方法的第四实施例的示意4是按本发明的阴极射线管的偏转畸变校正方法的第五实施例的示意5是说明按本发明的阴极射线管的第一实施例截面图;
图6是说明按本发明的阴极射线管的工作状态的主要部分截面图;
图7是类似于图6的主要部分的截面图，但它省去了偏转畸变校正电极，以便同现有技术比较，说明按本发明实施例的阴极射线管中偏转畸变校正电极或非均匀电场建立电极的工作状况;
图8是偏转角为100度或更大的阴极射线管的偏转磁场在轴上的分布例的说明曲线图;
图9相应于图8的，表示偏转磁场建立机理的位置关系的说明图;
图10是偏转角为100度或小于100度的阴极射线管的偏转磁场在轴上的分布例子的说明曲线图;
图11是相应于图10的，表示偏转磁场建立机理的位置关系的说明图;
图12是偏转畸变校正电极结构的一个例子的透视图，用于建立一个固定在本发明的偏转磁场中不均匀电场;
图13按本发明的阴极射线管中使用的电子枪的一实例的主要部分的截面图;
图14是按本发明的阴极射线管中使用的电子枪结构的一个实例的说明示意图;
图15按本发明的阴极射线管中使用的电子枪结构的一个实例的说明示意图;
图16是说明偏转畸变校正电极结构的主要部分示意图，其中，本发明用于采用三个电子束按一字形排列的彩色阴极射线管;
图17是说明按本发明的阴极射线管的另一实例的主要部分示意图，其中偏转畸变校正电极用于采用三个电子束按一字形排列的彩色阴极射线管;
图18是说明偏转畸变校正电极结构另一实例的主要部分示意图，其中本发明应用于采用三个电子束按一字型排列的彩色阴极射线管;
图19是类似于图18的示意图，但所示的主要部分是用以说明偏转畸变校正电极结构的另一实例，其中本发明用于采用三个电子束按一字形排列的彩色阴极射线管;
图20是装有偏转畸变校正电极的电子枪结构的一个实例的说明图;
图21是本发明的阴极射线管中使用的电子枪中的偏转畸变校正电极结构的另一实例的说明图;
图22是本发明的阴极射线管中使用的电子枪中的偏转畸变校正电极结构的另一实例的说明图;
图23是本发明的阴极射线管中使用的电子枪中的偏转畸变校正电极结构又一个另外的实例的说明图;
图24是本发明的阴极射线管中使用的电子枪中的偏转畸变校正电极结构的又一实例的说明图;
图25是本发明的阴极射线管中使用的电子枪中的偏转畸变校正电极结构的另一实例的说明图;
图26是本发明的阴极射线管中使用的电子枪中的偏转畸变校正电极结构的另一实例的说明图;
图27是本发明的阴极射线管中使用的电子枪中的偏转畸变校正电极结构的另一实例的说明图;
图28是本发明的阴极射线管中使用的电子枪中的偏转畸变校正电极结构的另一实例的说明图;
图29是空间电荷对主透镜与荧光薄膜之间的电子束的排斥作用的说明图;
图30是荧光薄膜上的电子束点尺寸与主透镜与荧光透镜之间的距离之间的关系曲线图;
图31是说明按本发明的阴极射线管的一个实施例的尺寸实例的截面图;
图32是与按本发明的阴极射线管的实施例尺寸实例比较的现有技术阴极射线管的截面图;
图33是按本发明的阴极射线管的一个实施例的主要部分的示意图;
图34是按本发明的阴极射线管的又一个实施例的主要部分的示意图;
图35是偏转线圈部位中颈部的长度L与颈部温度T之间的关系曲线图;
图36是说明按本发明的阴极射线管中使用的电子枪的详细结构的实例侧视图;
图37是表示按本发明的阴极射线管中使用的电子枪的详细结构的主要部分的局部断开的侧视图;
图38是位于偏转线圈的磁场中的偏转畸变校正电极的特殊结构的各种实例的说明示意图，当电子束在偏转线圈的磁场中被偏转时，该偏转畸变校正电极控制电子束按偏转角的会聚状况;
图39是位于偏转线圈的磁场中的偏转畸变校正电极的特殊结构的各种实施例的说明示意图，当电子束在偏转线圈的磁场中被偏转时，该偏转畸变校正电极控制电子束按偏转角的会聚状况;
图40是位于偏转线圈的磁场中的偏转畸变校正电极的特殊结构的各种实例的说明示意图，当电子束在偏转线圈的磁场中被偏转时，该偏转畸变校正电极控制电子束按偏转角的会聚状况;
图41是位于偏转线圈的磁场中的偏转畸变校正电极的特殊结构的各种实例的说明示意图，当电子束在偏转线圈的磁场中被偏转时，该偏转畸变校正电极用于控制电子束按偏转角的会聚状况;
图42是位于偏转线圈的磁场中的偏转畸变校正电极的特殊结构的各种实例的说明示意图，当电子束在偏转线圈的磁场中被偏转时，该偏转畸变校正电极控制电子束按偏转角的会聚状况;
图43是偏转畸变校正电极结构的各种实例的说明示意图，在该情况中，偏转畸变校正电极为了建立在偏转线圈的磁场中的固定不均匀电场，以及由线圈磁场产生偏转时，为了根据偏转角校正电子束的偏转畸变，它不与阳极连接但供给一个比阳极电动势低的电动势;
图44是偏转畸变校正电极的结构的各种实例的说明示意图，在该情况中，偏转畸变校正电极为了在偏转线圈的磁场中建立固定的不均匀电场，以及为了当电子束由偏转线圈的磁场偏转时，按偏转角校正电子束的偏转畸变，不与阳极连接但供给比阳极电动势低的电动势;
图45是偏转畸变校正电极结构的各种实例的说明示意图，在该情况下，偏转畸变校正电极为了建立固定不偏转线圈的磁场中的不均匀电场，以及为了当电子束由偏转线圈的磁场偏转时，按偏转角校正电子束的偏转畸变，不与阳极连接但供给比阳极电动势低的电动势;
图46是偏转畸变校正电极结构的各种实例的说明示意图，在该情况下，偏转畸变校正电极为了建立固定在偏转线圈的磁场中的不均匀电场，以及为了当电子束由偏转线圈的磁场偏转时，按偏转角校正电子束的偏转畸变，不与阳极连接但供给比阳极电动势低的电动势;
图47是偏转畸变校正电极结构的各种实例的说明示意图，在该情况下，偏转畸变校正电极为了建立固定在偏转线圈的磁场中的不均匀电场，以及为了当电子束由偏转线圈的磁场偏转时，按偏转角校正电子束的偏转畸变，不与阳极连接但供给比阳极电动势低的电动势;
图48是偏转畸变校正电极结构的各种实例的说明示意图，在该情况下，偏转畸变校正电极为了建立固定在偏转线圈的磁场中的不均匀电场，以及为了当电子束由偏转线圈的磁场偏转时，按偏转角校正电子束的偏转畸变，不与阳极连接但供给比阳极电动势低的电动势;
图49是偏转畸变校正电极结构的各种实例的说明示意图，在该情况下，偏转畸变校正电极为了建立固定在偏转线圈的磁场中的不均匀电场，以及为了当电子束由偏转线圈的磁场偏转时，按偏转角校正电子束的偏转畸变，不与阳极连接但供给比阳极电动势低的电动势;
图50是偏转畸变校正电极结构的各种实例的说明示意图，在该情况下，偏转畸变校正电极为了建立固定在偏转线圈的磁场中的不均匀电场，以及为了当电子束由偏转线圈的磁场偏转时，按偏转角校正电子束的偏转畸变，不与阳极连接但供给比阳极电动势低的电动势;
图51是说明按本发明的电极结构的电子枪的基本结构的一个实例的截面图;
图52是说明按本发明的电极结构的电子枪的基本结构的一个实例的截面图;
图53是说明按本发明的电极结构的电子枪的基本结构的一个实例的截面图;
图54是说明按本发明的电极结构的电子枪的基本结构的一个实例的截面图;
图55是说明按本发明的电极结构的电子枪的基本结构的一个实例的截面图;
图56是说明按本发明的电极结构的电子枪的基本结构的一个实例的截面图;
图57是说明按本发明的另一电子枪结构的示意图;
图58是图57所示第二电极的详细结构说明示意图;
图59是图57所示第三电极的详细结构说明示意图;
图60是图57所示第四电极的详细结构说明示意图;
图61是说明采用三个电子束成一字形排列的彩色阴极射线管所用的电子枪结构的主要部分的截面图;
图62是包括电子枪的主透镜的一个电极结构的示意图;
图63是包括电子枪的主透镜的另一个电极结构的示意图;
图64是在本发明的阴极射线管中的偏转畸变校正电极的另一实例的说明示意图;
图65是采用本发明的阴极射线管的图象显示装置的实例尺寸与采用现有技术的阴极射线管的图象装置的实例尺寸比较的说明图;
图66是说明偏转量与偏转畸变量之间关系的曲线图;
图67是说明偏转量与偏转畸变量之间关系的曲线图;
图68是说明电子束在荧光薄膜上的聚焦状况的示意图;
图69是形成阴极射线管荧光面的平面部分中构成的扫描线的说明图;
图70是形成固定的不均匀电场用的偏转畸变校正电极结构的实例说明图;
图71是建立固定不均匀电场用的园柱形电极与平行的平板电极的配置图;
图72是安装有一字形电子枪的阴罩型彩色阴极射线管的截面图;
图73是在荧光屏中心部分有园环形电子束点的荧光引起的荧光屏边缘部分中的电子束点的说明示意图;
图74是阴极射线管的偏转磁场的结构示图;
图75是说明电子束点变形用的电子枪的电子光学系统示图;
图76是抑制如图75所示的荧光屏边缘部分的图象质量的损坏用的装置示图;
图77是说明采用图76所示的透镜系统的荧光面上的电子束点形状的示图;
图78是电子枪的电子光学系统示图，它设有由它的主透镜强度形成的旋转不对称，但它的预聚焦透镜强度在水平方向中(X-X)被增大;
图79是电子枪的电子光学系统示意图，该图中是将图77所示的结构上加电晕抑制作用;
图80是透镜系统采用了图79所示结构时的荧光屏上的电子束点形说明图;
图81是说明为低电流的电子束轨道用的电子枪光学系统的示意图;
图82是显示预聚焦透镜中发散透镜一边的透镜强度在荧光屏垂直(Y-Y)方向被增加状况的电子枪光学系统示图;
图83是说明阴极射线管用的电子枪的总体结构的侧视图;
图84是图83所示电子束的主要部分的局部剖面图;
图85是用以与如何供给聚焦电压相关的电子枪结构进行比较的主要部分的截面图;和图86是供给图85所示的电子枪的聚焦电动势的曲线图。
下面将结合发明的实施例并参看相关的附图详细说明发明。
随着偏转增加阴极射线管的偏差畸变猛增，正如参看图66所述的。
本发明打算制造一个适当的电子束会聚作用来改善荧光面上的分辨率均匀度，其方法是，当电子束被偏转时，它的轨道会改变，使电子束的会聚和发射作用改变，因而建立一个位于偏转磁场中的不均匀电场。
本发明还企图校正随偏转而猛增的偏转畸变，如图66所示，采用的方法是，当电子束被偏转时，它的轨道改变，使它随偏转的偏转畸变校正加速，形成一个位于偏转磁场内的不均匀电场，使在整个荧光面上有可能造成适当的电子束会聚作用，如参看图67所述的。这就有可能在整个荧光面上的分辨率均匀性得到改善。
具有像散的电场与位于偏转磁场中的，当偏转的电子束轨道改变时使电子束的会聚或发散作用随偏转适当地加速的不均匀电场同样有效。
具有像散的电场是由具有两个正交对称平面的电场构成的。以中心到对称平面端部具有较大距离处会聚或发散作用增大较多。
图1是示出按本发明的阴极射线管的偏转畸变校正方法的第一个实施例的图，并显示出了像散电场分布的一个实例，其中的电子束在一个对称面上具有发散作用。
图1中参考数字61表示等电位线，数字62表示穿过电场中心的电子束，数字63表示穿过远离电场中心部分的电子束。因此，图1绘出了穿过由等电位线61建立的电场的中心的电子束62与穿过远离电场中心的部分的电子束63的对比情况。
从整体上说，穿过远离电场中心部分的电子束63的发散性大于穿过电场中心部分飞越电场中的大部分的电子束62具有的发散性达到电场端。此外靠电场端部较近处的轨道变化较大。
这是因为离电场对称轴Z-Z较长的距离，等电位线61之间的间隔变窄。当这样的不均匀电场建立在偏转磁场中，被偏转的电子束的轨道改变时，电子束可以按照该偏转使其发散作用加速，以校正偏转畸变，在这种情况下增强电子束的会聚。
在阴极射线管中，例如，从电子束主透镜到荧光面的距离在荧光面边缘处总是比荧光面中心处长，如图68所示。假若在荧光面中心电子束被最佳会聚，即使没有偏转磁场的会聚作用，在荧光面的边缘也会出现过会聚。
在本实施例中，发散作用随固定电场建立的偏转的增加而增加。如图1所示，在偏转磁场中可以完成偏转畸变校正，如图67所示。
图2画出了按本发明的阴极射线管偏转畸变校正方法的第二实施例，显示出了像散电场的一个实例，其中的电子束在一对称平面上具有会聚作用。
图2中比较了穿过由等电位线61建立的电场中心的电子束62的状况与穿过远离电场中心的电子束63的状况。
穿过距离电场中心一定距离部分的电子束63比穿过电场中心的电子束62需具有较大的会聚度，当它在电场中前进时，以及它的整个轨道趋向电场中心。而且，比较靠近电场端部的一边处的轨道变化势力较大。这是因为当离电场的对称轴Z-Z处越大等电位线61之间的间距越窄。
考虑到在偏转磁场中形成这样的不均匀电场，偏转电子束到其轨道改变。然后，根据偏转，可加速电子束会聚作用，以校正偏转畸变，在这种情况中，偏转畸变增强了电子束的发散。
用电子束线性扫描方法可以使阴极射线管的偏转经常有效，如图69所示。该线性扫描轨迹60称为“扫描线”。在扫描线方向中的偏转磁场和在垂直方向中的偏转磁场常常是不同的。
偏转磁场中形成的固定不均匀电场对电子束起到重大作用之前，由所述的多个电子枪电极中的至少一个引起的电子束会聚作用在扫描线方向中和在垂直方向中常常是不同的。
而且，根据阴极射线管的应用，在扫描线方向所强调的偏转畸变与在垂直于扫描线的方向中所强调的偏转畸变之间的加权是不同的。为了校正偏转畸变以改进整个荧光面上的分辨率的均匀性，因此，偏转磁场中形成的固定像差电场的量是不均匀的。弄清和对付各个相应技术内容的情况需要校正的内容，对改善图像显示装置的特性和实现低成本是很重要的，根据相应于扫描线方向的校正方向和校正内容及校正数量，所需的造价并不总是相同的。
根据本发明的阴极射线管的偏转畸变校正方法的第三实施例是建立不均匀电场，如图1和图2所示，在偏转磁场中影响扫描线方向和与扫描线垂直的方向中的偏转畸变。
彩色阴极射线管中，在水平方向有一字形排列的三个电子束，以垂直偏转磁场为例，采用桶形磁场分布，反之，以水平偏转磁场为例，采用枕形形成的磁场分布，如图74所示，以便简化控制三个电子束在荧光面上的密度的电路。
成一字形排列的三个电子束，两边的电子束以与垂直偏转磁场的大小和与水平偏转方向相关的垂直偏转磁场收到不同量的偏转畸变。例如，在两种情况之间所穿过的两个偏转磁场的磁场分布是不同的，从荧光面看阴极射线管，一字形排的电子束的右边电子束是朝荧光面的左和右偏转，因此偏转畸变的大小也不同。荧光面左右角上的图象质量不同。就这种情况的两边电子束的偏转畸变校正而言，形成固定在偏转磁场中的慧形像差电场是有效的。有慧形像差的电场只有一个对称平面。
图3示出了按照本发明的阴极射线管的偏转畸变校正方法的第四实施例，并示出了在对称平面上有电子束发散作用的慧形像差电场的一个实例。
图3中，对穿过由等电位线61建立的电场中心的电子束62与穿过距离电场中心有一定距离的部分的电子束63-2进行了比较。该比较表明，穿过距离电场中心有一定距离部分的电子束63-2，当电子束63-2在电场中前进时，电子束63-2的发射度大于穿过电场中心并且其全部轨道靠近电场端部的电子束62的发散度。而且，在靠近电场端部处的轨道变化较高。这是因为离对称轴Z-Z较长距离处的等电位线61的间距变的较窄。
穿过距离电场中心一定距离部分的电子束63-3，当其在电场中前进时，电子束63-3具有的发散度也像电子束63-2一样，大于电子束62的发散度，而且它的全部轨道靠近电场的端部。而且，靠近电场端部的侧边上的轨道变化也较高，但变化率低于电子束63-2的轨道变化率。
这是因为，即使在距离对称轴Z-Z较长的距离处，等电位线61之间的间距也没变的如此之窄。当这种不均匀电场被建立在偏转磁场中对电子束产生偏转时，同时改变同样的轨道，对电子束的发射作用的加速随偏转方向而不同。因此，所作的偏转畸变校正是对会聚作用情况下偏转畸变随偏转方向而改变所作的校正。实际上，由于偏转畸变校正与包含最大偏转角的阴极射线管结构、所组合的偏转磁场发生器的结构、建立不均匀电场用的电极、除不均匀电场建立电极以外的电子枪结构、阴极射线管的驱动条件、阴极射线管的应用等等因素有关，因此，偏转畸变校正是不一致的。
图4示出了按本发明的阴极射线管的偏转畸变校正方法的第五实施例，并示出了在对称平面上有电子束会聚作用的慧形像差电场的一个实例。图中对穿过由等电位线61建立的电场中心的电子束62的状态与穿过距离电场中心一定距离部分的电子束63-4和63-5的状态进行了比较。
电子束63-4所具有的会聚度高于电子束62的会聚度，当它在电场中前进时，并且它的整个轨道靠近电场中心。而且，在靠近电场端部的一边处的轨道变化较高。这是因为距离电场的对称轴Z-Z较大距离处的等电位线之间的间距变的较窄。穿过距离电场中心一定距离部分的电子束63-5也像电子束63-4一样，具有的会聚度大于电子束62的会聚度，当它在电场中前进时，并且它的整个轨道靠近电场端部的中心。而且，在靠近电场端部的一边处的轨道变化较高;但变化率低于电子束63-4的轨道变化率。这是因为，即使在距离电场对称轴Z-Z一定距离处的等电位线61之间的间距也不会变的如此小。
当这样的不均匀电场建立在偏转磁场中偏转电子束时，而改变同样的轨道时，电子束会聚作用的加速会因偏转方向而不同。因此，所形成的偏转畸变校正是对发散作用情况下偏转畸变随偏转方向而不同所做的偏转畸变校正。实际上，由于偏转畸变与包含有最大偏转角的阴极射线管的结构、与所组合的偏转磁场发生装置的结构，建立不均匀电场用的电极，除建立不均匀电场用电极以外的电子枪结构，阴极射线管的驱动条件，阴极射线管的应用等等因素有关，因此，偏转畸变校正是不一致的。
彩色阴极射线管中，在水平方向有一字形排列的三个电子束，以垂直偏转磁场为例，采用桶形磁场分布，相反，以水平偏转磁场为例，采用枕形形成的磁场分布，如图74所示，以便简化控制三个电子束在荧光面上的密度的电路。
在该彩色阴极射线管中，一字形排列方向，即所述的水平方向是扫描线方向。一字形排列的三个电子束中，两个侧边的电子束以与垂直偏转磁场的大小和与水平偏转的方向有关的垂直偏转磁场接受不同量的偏转畸变。例如，两种情况之间的通过偏转磁场的磁场分布不同，当从荧光面看阴极射线管时，一字形右边的电子束朝荧光面的左和右边偏转，因而，偏转畸变的大小不同。在本发明的另一实施例中，形成了慧形畸变电场，如图3或4所示，作为相应于一字形排列的三个电子束的两个侧边的电子束的，固定在偏转磁场中的非均匀电场，在所述的扫描线方向内校正偏转畸变。实际上，由于偏转畸变校正与包含有最大偏转角的阴极射线管的结构，与所结合的偏转磁场发生装置的结构，与建立不均匀电场用的电极，与除不均匀电场建立电极之外的电子枪结构，阴极射线管的驱动条件，阴极射线管的应用等等因素有关，因此，偏转畸变校正是不一致的。
图5是说明按本发明的阴极射线管的第一实施例的截面图。参考数字1是指电子束的第一电极(G1);数字2是指第二电极(G2);数字3是指第三电极(G3)或本实施例中的聚焦电极。数字4是指第四电极(G4)或本实施例中的一个阳极。数字7是指容纳电子枪的阴极射线管的颈部;数字8是指漏斗部分;数字14是指屏板部分。这三个部件组合构成阴极射线管的真空泡。
而且，参考数字10是指电子枪发射的一个电子束。该电子束10穿过阴罩12的小孔并入射到形成在屏板14的内表面上的荧光薄膜13上，使荧光薄膜13发荧光，以实现阴极射线管荧光屏上的显示，数字11是指偏转电子束10用的偏转线圈。该偏转线圈11与视频信号同步建立一个磁场，用以控制电子束，并控制电子束10入射到荧光薄膜13上的位置。
附带说一下，参考数字38是指电子枪的主透镜，从阴极K发射的电子束10，穿过第一电极(G1)1，第二电极(G2)2，和第三电极(G3)3后由主透镜38的电场使之在荧光面13上聚焦。
而且，参考数字39是指一个位于偏转线圈11的磁场中的电极，该电极用于建立一个不均匀电场，当该电子束10被偏转线圈11的磁场按偏转角使其偏转时，用不均匀电场校正电子束10的偏转畸变。
在本实施例中，偏转畸变校正电极39电气地和机械地固定在阳极4上，电极39包括两部分，即上部和下部，当其包括在电子束10的垂直方向上时，以建立一个对电子束10的发散起作用的不均匀电场。附带说一句，数字40是指电子枪电极与管脚(未画出)连接用的引线。
图5中，在荧光薄膜13的一边处的偏转畸变校正电极39的两个元件之间的间隙稍大于它在阳极4一边处的间隙。实际上，发散的角度由于两个元件的安装位置的组合，朝荧光薄膜13的延伸长度、偏转磁场的分布，穿过两个元件之间的电子束的直径，阴极射线管的最大偏转角度等等因素决定，因此，发散的角度是不一致的。
在本实施例中，正如所示的，给出了电子枪的主透镜38，当所处的位置比偏转线圈11的偏转磁场中的偏转线圈11的安装位置更靠近荧光薄膜13，但是，假若主透镜38处于偏转线圈的磁场范围内时，主透镜38的位置将不受所示位置的限制。
图6是按本发明的阴极射线管的主要部分的截面图，用以说明按本发明的阴极射线管的工作。图6详细说明了位于图5所示的偏转线圈11的磁场中的偏转畸变校正电极39的作用的一个实例，电极39用于建立一个不均匀电场，当该电子束10由偏转线圈11的磁场按偏转角度被偏转时，不均匀电场校正电子束10的偏转畸变。
在该实例中，不均匀电场也对电子束10发散起作用。与图1中具有相同功能的部分用相同的参考数字指示。另外，数字38是指主透镜;数字41指构成第四电场(G4)4的一部分的部分电极;字符L2指主透镜与偏转中心之间的距离。
另一方面，图7是类似于图6所示的主要部分的截面图，但是，图7省去了偏转畸变校正电极39，用于说明按本发明的实施例的阴极射线管中的偏转畸变校正电极39或不均匀电场建立电极，与现有技术比较。
图6和图7中，穿过了第三电极(G3)3的电子束10由主透镜38会聚，透镜38构成在第三电极(G3)3与第四电极(G4)4之间，假若电子束10未被偏转线圈11所建立的偏转磁场偏转(在荧光屏的中心部分)，电子束10将被允许直线穿过主透镜，直到电子束聚焦成荧光薄膜13上的直径为D2的电子束点。
这儿，将定性的说明在电子束10向荧光薄膜13上部偏转的情况下，电子束10的轨迹如何随偏转畸变校正电极30变化(如图6所示)，和电子束10如何不随偏转畸变校正电极30变化(如图7所示)。
图7中，偏转畸变校正电极39的存在与否对电子束10的下部的外周围轨道没有影响，但电子束10的下部外圆形轨道继续前进，如10D所示。然而，由于偏转畸变校正电极39不起作用，上部的外周围轨道继续行进，如10U所示，并在达到荧光薄膜13之前与下部的外园环形轨道10D相交。其结果是，在荧光薄膜13上形成直径为D2的点，如图7所示。
反之，假若偏转畸变校正电极39起作用，如图6所示，在偏转畸变校正电极39的吸引力作用下，电子束的轨道部分位于上边，继续前进，如10U′所指示的。另一方面，由于偏转畸变校正电极39的小影响，当电子束的轨道部分位于下边时，继续，如图6中10D所指示的，并在到达荧光膜之前，轨道10D不与轨道10U′相交而达到荧光薄膜13。结果，在荧光薄膜13上形成直径小于所述直径D2的直径为D3的点。这是因为形成了所述的不均匀电场，如图71所示。
荧光薄膜13的各个位置上的直径为D3的电子束点的分布可以得到优化，其方法是，组合偏转畸变校正电极39的两个元件的安装位置，朝荧光薄膜13延长，偏转磁场的分布，穿过两个元件之间的电子束直径，阴极射线管的最大偏转角等等，因而，减小荧光屏中心部分的电子束点直径D1的差可以在整个荧光屏上获得均匀的分辨率。
结果，按本实施例，可以与偏转角同步下，在荧光薄膜上(或荧光屏)控制聚焦状态，在与电子束偏转角同步中无需给电子枪的任何电极供给任何动态电动位。因此，可能提供在整个荧光屏上具有均匀性，在价格上合适的阴极射线管。实际上，由于这些条件取决于包含最大偏转角，所组合的偏转磁场发生装置的结构，建立不均匀电场用的电极，除不均匀电场建立电极之外的电子枪结构，阴极射线管的驱动条件，阴极射线管的应用等等因素的阴极射线管结构，因此，这些条件是不一致的。
为了提高荧光薄膜的整体均匀性，通过在偏转磁场中形成一个固定的不均匀电场，使电子束在电子束轨道穿过有不同电场强度的电场中也能偏转。因此，所述的不均匀电场受偏转磁场的位置关系限制。
图8是具有偏转角为100度或更大的阴极射线管的偏转磁场在轴上的分布实例的说明曲线图;
图8中，右边是处于靠近荧光面的一边处，左边是处于远离荧光面的一边处。另一方面，图9是相应于图8的说明图，它示出了偏转磁场建立机理的位置关系。字母A表示相对于磁场的测量时间所取的位置;字母BH是表示在扫描线方向偏转用的磁场64的具有最大磁场密度的位置;字母BV表示在垂直于扫描线的方向偏转用的磁场65的具有最大磁通密度的位置;字母C表示构成线圈磁芯用的磁性材料的端部，所述的线圈用于建立偏转磁场，位于远离阴极射线管荧光面的一边处;
当所述的距离为最大时，荧光面一边处的电极在阴极射线管的轴向变复杂了。
图10是具有偏转角为100度或更小的阴极射线管，偏转磁场在轴上的分布的一个实例曲线图。
图10中，右边是处于紧靠荧光面的一边处，左边位于离开荧光面的一边处。另一方面，图11是相应于图10的说明图并示出了偏转磁场建立机理的位置关系。字母A表示相对于磁场测量时间所取的位置，字母BH表示扫描线方向中偏转用磁场64的具有最大磁通密度的位置，字母BV表示垂直于扫描线方向中偏转用磁场65具有最大磁通密度的位置;字母C表示构成线圈磁芯用磁性材料的端部，所述的线圈用于建立偏转磁场，位于离开阴极射线管的荧光面一定距离的一边。
图12是按本发明的建立固定在偏转磁场中的不均匀电场用的偏转畸变校正电极结构的透视图。图12中的偏转畸变校正电极39，由相对平行的彼此相距F的两个折迭的金属板构成。图12中，D部分位于靠近阴极射线管的荧光面的一边，而E部处于靠近荧光面的一边，因而，假若此处没有建立偏转磁场，相对的两个部件的中心可以让电子束传导通过此处。
偏转畸变校正电极39是那样斜着设置的，使相对部件G可以平行于扫描线，并与彩色阴极射线管内电子枪的阳极实际上焊在一起，彩色阴极射线管的颈外颈为29mm，最大偏转角为108度，荧光面尺寸为59cm。
将图8所示偏转磁场与阴极射线管组合，在图8所示Z轴中108mm的位置设置图12的D一侧线线端，阳极电压用30KV，可以获得令人满意的结果。设定图12所示的D一边引线端的位置的磁通密度是0.0086毫泰斯拉/1]]>伏阳极电压。该值约为最大磁通密度的33%。建立偏转磁场用的线圈距离从磁芯端部远离荧光面约为30mm。由于这些条件取决于阴极射线管的结构，它包括最大偏转角，所组合的偏转磁场发生装置的结构，建立不均匀电场用电极，除不均匀电砀建立电极之外的电子枪结构，阴极射线管的驱动条件，阴极射线管的应用等等因素，因此，这些条件是不一致的。
另一方面，图12所示的建立固定在偏转磁场中的不均匀电场用的偏转畸变校正电极在阴极射线管中的使用与前述情况相同，它与彩色阴极射线管中的电子枪的阳极焊在一起，彩色阴极射线管的颈部外径为29mm，最大偏转角为90度，荧光面尺寸为48cm。
将图10所示偏转磁场与阴极射线管组合，在图10所示的Z轴中70mm的位置设定图12所示D一侧引线端，采用30KV的阳极电压，可以获得令人满意的结果。图12中D一侧引线端的位置处的磁通密度规定为0.01毫泰斯拉/ 伏阳极电压。该值是最大磁通密度的约50%，建立偏转磁场的线圈距离从线圈端部，离荧光面约为13mm。由于这些条件取决于包括最大偏转角，所组合的偏转磁场发生装置的结构，用于建立不均匀电场的电极，除不均匀电场建立电极之外的电子枪结构，阴极射线管的驱动条件、阴极射线管的应用等等因素的阴极射线管结构，因此，这些条件是不一致的。
图13是按本发明的阴极射线管中使用的电子枪的一个实例的主要部分的截面图。横过主透镜38在阴极射线管内安排了一个阳极6，阳极6位于紧靠荧光面的位置，和一个聚焦电极5，电极5位于离开荧光面的位置。
图13中，建立固定在偏转磁场中的不均匀电场用的偏转畸变校正电极39的位置，比与主透镜38相对的电子枪的阳极6的表面6a更靠近荧光面。
图14是按本发明的阴极射线管中用的电子枪的一个实例的主要部分的截面图。横过主透镜38，在电子枪中安排了一个阳极6，阳极6位于靠近荧光面的位置，和一个聚焦电极5，电极5位于比阳极6更靠近阴极K的位置。
图14中，建立固定在偏转磁场中的不均匀电场用的偏转畸变校正电极位于39和39-2两个位置。其中，偏转畸变校正电极的位置39-2比电子枪的阳极6对着主透镜38的表面6a更靠近阴极。
图15是按本发明的阴极射线管中使用的电子枪的一个实例的主要部分的截面示图，阴极射线管以一种投射型阴极射线管为例，它具有的最大偏转角为85度或更小。
图15中，电磁会聚线圈74位于颈部的外边，比阳极4更靠近荧光面13。而且，在距离阳极4面对主透镜和偏转畸变校正电极39的端部的表面4a为L处，位于于荧光面13附近约180mm处，用于建立固定在偏转磁场中的不均匀电场。面对主透镜38的阳极4的表面4a是孔直径为30mm的园柱体。
图15的结构中，荧光薄膜的电位被形成在颈部内表面上的电阻薄膜75和电阻器76分压，以产生一个馈入阳极4的电压。由于条件取决于包括最大偏转角，所组合的偏转磁场发生装置的结构，建立不均匀电场用的电极，除不均匀电场建立电极之外的电子枪结构，阴极射线管的驱动条件、阴极射线管的应用等等因素的阴极射线管结构，因此准确的条件是不一致的。
图14中所示的偏转畸变校正电极中，面对主透镜38的电子枪阳极6的表面6a到阴极的距离为100mm。面对主透镜38的阳极6的表面6a是园的直径为20mm的园柱体。因为这些尺寸取决于包括最大偏转角，所结合的偏转磁场发生装置的结构，建立不均匀电场用的电极，除不均匀电场建立用电极之外的电子枪结构，阴极射线管的驱动条件、阴极射线管的应用等等因素的阴极射线管结构，因此，这些尺寸是不一致的。
图16是说明偏转畸变校正电极结构的一个实例用的主要部分示意图，图中，本发明用于采用一字形排列三个电子束的彩色阴极射线管。图16中，(a)表示横截面(b)表示前视图。
图16中，参考数字77表示一字形排列方向中电子束10偏转用磁力线。用磁性材料39-1作为偏转畸变校正电极39的一部分，用于建立固定在偏转磁场中的不均匀电场。磁力线77聚集在电子束10附近，促进相应部分的偏转作用。
图17是说明按本发明的阴极射线管的结构的另一实例用的主要部分示图，图中，偏转畸变校正电极用于采用一字形排列三个电子束的彩色阴极射线管中。图17(a)表示横截面图，和图7(b)表示前视图。
图17中，由于所述磁性材料39-1在位于偏转畸变校正电极39中，所以没有出现磁力线聚集。由于促进偏转的方向取决于包括最大偏转角，所组合的偏转磁场发生装置的结构，建立不均匀电场用的电极，除不均匀电场建立电极之外的电子枪结构、阴极射线管的驱动条件、阴极射线管的应用等等因素的阴极射线管结构，因此，促进偏转的方向是不一致的。
图18是说明偏转畸变校正电极结构的另一实例用的主要部分示图，图中，本发明应用于采用一字形排列的三个电子束的彩色阴极射线管。图18(a)表示横截面图，和图18(b)表示前视图。
图18中，偏转畸变校正电极39有孔78，其形状应能包围电子束10。一般说来，彩色阴极射线管用一字形排列三个电子束，如所示，它所具有的扫描线方向与电子束的一字形排列方向平行，因此，用于建立固定在偏转磁场中的不均匀电极的偏转畸变校正电极39的孔78，如所示，相应于扫描线方向。准确的条件取决于包含最大偏转角，所组合的偏转磁场发生装置的结构，建立不均匀电场用的电极，除不均匀电场建立电极之外的电子枪结构，阴极射线管的驱动条件，阴极射线管的应用等等因素的阴极射线管结构，因此，准确条件不是一致的。
图19与图18类似，所示出的是说明偏转畸变校正电极结构另一实例用的主要部分，图中，本发明应用于采用一字形排列三个电子束的彩色阴极射线管中。图19(a)表示横截面图，和图19(b)表示前视图。
图19中，偏转畸变校正电极39有孔78，其形状应能包围电子束10。一般说来，采用一字形排列三束电子束的彩色阴极射线管，如图所示，所具有的扫描线方向与电子束一字形排列方向平行，因此，建立固定在偏转磁场中的不均匀电场用的偏转畸变校正电极39的孔78，如所示的，相应于扫描方向。图19中，在垂直于扫描线方向中的孔78的孔直径是不一致的，而且，在面对每个电子束部分处的尺寸L最小。在该例中，即使在电子束在一字形方向中偏转，其偏转畸变校正也随偏转而改变。实际上，L尺寸定为3mm，偏转畸变校正电极39附加在电子枪上，如图20所示。设定扫描线方向中和垂直扫描线方向中的孔直径，面对主透镜的电子枪阳极的阳极面的孔直径为8mm，可以获得令人满意的结果。由于准确的条件取决于包括最大偏转角，所组合的偏转磁场发生装置的结构，建立不均匀电场用的电极，除不均匀电场建立电极之外的电子枪结构，阴极射线管的驱动条件、阴极射线管的应用等等因素的阴极射线管结构、因此，准确条件是不一致的。例如，关于L的大小，位于不是面对电子束10处的L值可以为0。
图16，17和18中，建立固定在偏转磁场中的不均匀电场用的两个偏转畸变校正电极39，其每个电极都安置成横跨电子束10并彼此相对。
在图16中，仅仅是面对电子束10相对部分的前端39-2在方向A突出。相反，在图17中，该相同部分均匀突出。这些突出不仅取决于偏转畸变校正电极39的材料，而且，就非磁性材料来说，也可以存在。
一般来说，正如上述附图所示的那样，三个电子束呈一字形的彩色阴极射线管的扫描线方向平行于一字形方向，从而，偏转畸变校正电极39的相对部分与扫描线方向是一致的，上述电极39用来在如图所示的偏转磁场中建立一个固定的非均匀电场。
图20是示意图，表示电子枪的一种结构的实例，其中安装了偏转畸变校正电极。在图17中，偏转畸变校正电极39附设在电子枪上，如图19所示，在垂直于扫描线的方向上，突出的相对端部39-2之间的距离L设定为3mm。这时，在垂直于扫描线的方向上，面向主透镜的电子枪阳极的孔径设定为8mm，这样可以达到满意的效果。具体的条件是不一样的，因为这些条件取决于包括最大偏转角、组合而成的偏转磁场产生单元的结构、建立非均匀电场的电极、除建立非均匀电场的电极之外的电子枪结构、阴极射线管的驱动条件、阴极射线管的应用等等的阴极射线管结构。
图21是示意图，表示用于本发明的阴极射线管的电子枪中的偏转畸变校正电极的另一种结构实例。在图21中，偏转畸变校正电极39用来在偏转磁场中产生固定的非均匀电场，该电极39与阴极射线管的荧光屏面连接，从而，它与荧光面的电位相同。
电子枪的阳极6通过分压电阻69和70来产生分压的阴极射线管中荧光屏面的电位。与阳极6不连接的电阻70的一端引到阴极射线管的外面，并接地，例如接大地，或者与另一个电源连接。
图22是示意图，仍表示上述用于本发明的阴极射线管的电子枪中的偏转畸变校正电极的另一种结构的实例。
在这种结构中，图22A的馈电通过一个可变电阻接地，从而在阴极射线管的外面就可以调节阳极电压。
然而，上述各图中的电压供给方法是不一样的。
图23是示意图，表示用于本发明的阴极射线管的电子枪中的偏转畸变校正电极的又一种结构实例。
图23中，用来在偏转磁场中产生固定非均匀电场的偏转畸变校正电极39与阴极射线管的荧光面连接，并且其电位与荧光屏面的电位相同。电子枪的阳极6通过分压电阻69和70分压产生阴极射线管中荧光面的电位。电阻70与阴极射线管中的会聚电极5连接，并且当装到图象显示装置中时，可以与会聚电压一起调节。
图24是示意图，表示用于本发明的阴极射线管的电子枪中的偏转畸变校正电极的又一种结构实例。
图24中，偏转畸变校正电极39用来在偏转磁场中产生固定的非均匀电场，所供给的电位与电子枪的阳极6相同。由于这种连接关系，因此，不需要包括偏转畸变校正电极39的专门电压源，而且，对于各个电极耐压特性的考虑可以降低到电低限度，从而简化了电子枪的组件。因此，能够提供一个成本合理的阴极射线管。
图25是示意图，表示用于本发明的阴极射线管的电子枪中的偏转畸变校正电极的又一种结构实例。
图25中，偏转畸变校正电极39用来在偏转磁场中产生固定的非均匀电场，所供给的电位与电子枪的阳极6相同，而阳极6上除了有电子束传输孔之外，还有小孔71，从而，在阳极6与电位不同于阳极6的电极之间产生的电场可以穿过孔71，到偏转畸变校正电极39的附近，以控制上述非均匀电场。
由于这种结构，因此，不需要包括偏转畸变校正电极39在内的专门电压源，而且，对于各个电极耐压特性的考虑可以降低到最低限度，从而简化了电子枪的装配，因此，能够提供一个成本合理的阴极射线管。
图26是示意图，表示用于本发明的阴极射线管的电子枪中的偏转畸变校正电极的又一种结构实例。图26中，(a)是示意图，表示电子枪的结构，(b)是偏转畸变校正电极的正视图。
在图26中，偏转畸变校正电极39用来在偏转磁场中产生固定的非均匀电场，所供给的电位不同于电子枪的阳极6和阴极射线管的荧光屏面的电位。由于这种结构，因而，可以任意设定偏转畸变校正电极39的电位，使电子枪的应用更灵活，对使用这种电子枪的阴极射线管的选择自由度更大。
图27是示意图，表示用于本发明的阴极射线管的电子枪中的偏转畸变校正电极的又一种结构实例。图27中，(a)是示意图，表示电子枪的结构，(b)是偏转畸变校正电极的正视图。
在图27中，偏转畸变校正电极39用来在偏转磁场中产生固定的非均匀电场，该电极39设置在电子枪的阳极6，所供给的电位低于阳极6的电位。
此外，在图27中，所述的较低的电位等于会聚电极5的电位。
进一步地，在图27中，通过电阻79和80使阴极射线管内的阳极6上所供给的电位分压，由此对会聚电极5供给电位。
还有，在图27中，为了在偏转磁场中形成固定非均匀电场的偏转畸变校正电极39的电位，可以通过下述方法在阴极射线管的外面进行调节，即，将电阻80的没有连接到会聚电极5上的那一端与阴极射线管外面的另一个电源连接，或者将所述的那一端经过一个可变电阻器后接地。因此，当阴极射线管用于图象显示装置中时，可以省去提供会聚电压的电源，从而降低了生产成本。
图28是示意图，表示用于本发明的阴极射线管的电子枪中的偏转畸变校正电极的又一种结构实例。图28中，(a)是示意图，表示电子枪的结构，(b)是偏转畸变校正电极的正视图，(c)是偏转畸变校正电极的俯视图。
在图28中，偏转畸变校正电极39用来在偏转磁场中产生固定的非均匀电场，该电极39设置在电子枪的阳极6中，所供给的电位低于阳极6的电位。
而且，通过电阻81和82，使阴极射线管内的阳极上所供给的电位分压，由此产生上述较低的电位。
此外，在图28中，为在偏转磁场中形成固定非均匀电场的偏转畸变校正电极39的电位可以通过下述方法在阴极射线管的外面进行调节，即，将电阻82的没有连接到偏转畸变校正电极39上的那一端与阴极射线管外面的另一个电源连接，或者将所述的那一端经过一个可变电阻器后接地。偏转畸变校正电极39的电位可以很容易地调节到接近阳极6的电位。
图29是示意图，表示空间电荷的排斥力如何影响主透镜38和荧光膜13之间的电子束10。标号L2表示主透镜38和荧光膜13之间的距离。
在图29中，当电子束10远离阳极4(即第四电极)时，电子束的周围取阳极的电位，从而电场基本上消失了。在这种状态下，电子束10在到达荧光膜13之前，由于空间电荷的排斥力所引起的轨道变化作用增大，因此在主透镜38的会聚作用下，其直径D4为最小;当电子束接近荧光膜13时，其直径有所增大;当到达荧光膜13时，其直径为D1。
图30是曲线图，表示主透镜和荧光膜之间的距离与荧光膜上的电子束点大小之间的关系。当驱动阴极射线管的条件一定时，则前面所述的作用取决于主透镜38和荧光膜13之间的距离L2，而且直径D1随着距离L2的增大而增大，如图30所示。
以彩色电视机所用的阴极射线管为例，一旦确定了最大偏转角，则距离L2就随着阴极射线管的荧光屏尺寸增大而增大。当阴极射线管的荧光屏尺寸增大时，荧光膜13上的电子束点的直径也增大，因此，不管荧光屏的尺寸增大多少，分辨率都不会有多大的提高。
图31是示意性断面图，表示本发明的阴极射线管的一实施例的尺寸，图32是现有技术的阴极射线管的示意性断面图，用来与本发明的阴极射线管的一实施例尺寸进行比较。与图5中相同的参考标号表示同样的部分。
图31和32的两个阴极射线管所用的电子枪的类型完全相同。因此，从阴极射线管端或者茎部到主透镜38的距离L3是相同的。
然而，在图32所示的现有技术的阴极射线管中，电子枪的主透镜38必须离开由偏转线圈11所产生的偏转磁场区，以避免穿过主透镜38的电子束受偏转磁场的干扰，从而，将电子枪设置在从偏转线圈11退向颈部7的位置。这样，主透镜38和荧光膜13之间的距离L2就不可能小于偏转线圈11和荧光膜13之间的距离。
为了提高阴极射线管的荧光膜中心的分辨率，在实际生产过程中，一直是采用加大主透镜孔径的办法。增大孔径会使得通过主透镜38的电子束直径相应增大。由于穿过主透镜38的电子束在偏转磁场中被干扰，对较大直径就更大，因此，主透镜的孔径越大，电子枪离偏转磁场的距离就必须越远。
相反，在图31所示的本发明的结构中，由于设有偏转畸变校正电极39，它在偏转磁场中产生固定的非均匀电场，同时希望穿过主透镜38的电子束在偏转磁场中受到干扰，因此，距离L2可以小于偏转线圈11和荧光膜13之间的距离。根据本发明的上述实施例，从而，阴极射线管的主透镜和荧光膜之间的距离可以小于现有技术的阴极射线管的上述距离，而且，即使增大阴极射线管的荧光屏尺寸，空间电荷的排斥力影响也会减小，这是因为与孔径较大的主透镜相容的缘故，这样，就减小了荧光膜13上的电子束点的直径，从而提供一个高分辨率的阴极射线管。
由于过去很难缩短电子枪的同时抑制其聚焦特性的降低，因此，阴极射线管的总长度L4的缩短就受到限制并且相当困难。相反，在本发明的实施例中，通过缩短主透镜38和荧光膜13之间的距离，使得阴极射线管的总长度L4与现有技术相比，大大地缩短了，而从电子枪的阴极到主透镜各部分没有任何变化，如图31所示。
在本发明的一个实施例中，将图12所示的部件作为偏转畸变校正电极固定到电子枪的阳极6上，偏转畸变校正电极用来在偏转磁场中产生固定的非均匀电场，如图13所示，上述构成的电子枪应用到彩色阴极射线管中，该彩色阴极射线管的三个电子束呈一字形，其颈部外径为29mm，最大偏转角为108度，荧光膜的正交对径为59cm。在与扫描线垂直的方向，面向主透镜的电子枪阳极6的面6a的孔径L2为8mm。使用阴极射线管具有图8所示的偏转磁场，在同一图的Z轴上把阳极6的面向主透镜的面6a设置在85mm的位置上，并且用30KV的阳极电压来驱动阴极射线管，这样就可以达到令人满意的效果。那部分的磁力线密度为0.017毫泰斯拉/ 伏阳极电压，这大约为最大磁力线密度的66%。那部分的位置远离荧光膜，并且距离产生偏转磁场的线圈的铁芯端部大约20mm。采用现有技术同样证实，显示在Z轴上大约100mm或小于100mm处的面向主透镜的阳极面所处的位置上，观察到偏转磁场对电子束干扰的影响，而且荧光膜周边的分辨率下降。
在本发明的实施例中，将图12所示的部件作为偏转畸变校正电极固定到电子枪的阳极6上，偏转畸变校正电极用来在偏转磁场中产生固定的非均匀电场，如图13所示。上述构成的电子枪应用到彩色阴极射线管中，该彩色阴极射线管的三个电子束呈一字形，其颈部外径为29mm，最大偏转角为90度，荧光膜的正交对径为48cm。在与扫描线垂直的方向，面向主透镜的电子枪阳极6的面6a的孔径L2为8mm。使阴极射线管具有图10所示的偏转磁场，在同一图的Z轴上把阳极6的面向主透镜的面6a设置在70mm的位置上，并且用30KV的阳极电压来驱动阴极射线管，这样就可以达到令人满意的效果。那部分的磁力线密度为0.01毫泰斯拉/ 伏阳极电压，这大约为最大磁力线密度的55%。那部分的位置远离荧光膜，并且距离产生偏转磁场的线圈的铁芯端部大约13mm。采用现有技术同样证实，显示在Z轴上大约82mm或小于82mm处的面向主透镜的阳极面所处的位置上，观察到偏转磁场对电子束的干扰，而且荧光膜周边的清晰度降低。
在本发明的实施例中，将图12所示的部件作为偏转畸变校正电极，焊接固定到电子枪的阳极上，偏转畸变校正电极用来在偏转磁场中产生固定的非均匀电场，如图15所示。上述构成的阴极射线管具有一个投影管，并且除了电子枪的主透镜之外，还使用了电磁会聚线圈74，上述投影管的最大偏转角为75度。还在该图中，利用颈部7的内壁上涂覆的电阻膜75和阴极射线管中安装的电阻76将荧光屏面的电压进行分压，由此给电子枪的阳极供给电压。从电子枪阳极4的面向主透镜的端面4a到电极39的朝向荧光膜的那一侧的端部之间的距离为180mm。
图33是示意图，表示本发明的一种阴极射线管实例的基本部分。其中设置了偏转畸变校正电极39，用来在偏转磁场中产生固定的非均匀电场，由此，能够抑制偏转磁场的影响，从阳极6的面向主透镜的表面起，当位于荧光膜一边使主透镜38比颈部7的端部7-1更接近于荧光膜13，即更接近于荧光屏膜13。
由于电压加在狭窄的电极间隙上从而使阴极射线管的电子枪产生一个强电场，因此，要求一个高层次的设计工艺，以便具有稳定的耐压特性，而且为了在大规模制造过程中控制质量，同样需要高层次的设计工艺。根据经验，最高电压在主透镜38附近。主透镜38周围的电场颈部内壁的电荷影响，还受阴极射线管中的电子枪电极上所粘附的微小尘粒的影响。在本实施例中，可以避免这些缺点，因为主透镜38不面向颈部7。
将电子枪阳极6的电源从颈部7的内壁传输到漏斗部分8的内壁上，这样可以防止耐压特性变劣，这种变劣也可能是由于石墨膜与颈部7的内壁分离所引起的。
图34是示意图，表示本发明的一种阴极射线管实例的基本部分。其中设置了偏转畸变校正电极39，用来在偏转磁场中产生固定的非均匀电场，因此，能够抑制偏转磁场的影响，从而使阳极6的面向主透镜的面6a起，处于荧光膜一边时主透镜38比颈部7的端部7-1更接近于荧光膜13，即更接近于荧光面。因此，用来加热电子枪的阴极K的热子H所产生的热量会通过颈部7传递到偏转线圈11连同偏转线圈11本身所产生的热量一起，使偏转线圈11过热。
图35是示意性曲线图，表示颈部的长度L和偏转线圈所处的颈部位置上的温度T之间的关系。温度T随着长度L的增大而下降。在现有技术中，对一个阴极用2瓦的加热功率来加热，同时也加热了颈部。在颈部缩短40mm的情况下，偏转线圈处的温度大约升高15℃。要恢复到接近原来温度的状态，则阴极所用的热子功率应该为1.5瓦或更小。
在彩色电视机或计算机终端的显示装置中，一般来说，机壳的深度取决于阴极射线管的总长度L4。尤其是近年来的彩色电视机，其阴极射线管的荧光屏尺寸越来越大，当电视机安放在普通房间中时，就不能不考虑机壳的深度。特别是在电视机与其它家具并排放置的情况下，深度尺寸多几十毫米都会成为一个问题。因此，可以说，在与家具组合时的有用性和效果方面，缩短机壳的深度尺寸具有十分显著的作用。
所以，按照前面所述的本发明的实施例，阴极射线管的总长度可以缩短，使彩色电视机的机壳深度尺寸大大地短于现有的电视机，而聚焦特性不会变劣。从而，这种电视机的销量就会增多。
一般来说，彩色电视机、整个阴极射线管及其部件如漏斗部分，其体积远远大于电子元件例如半导体元件的体积，因而它们的运输费用要大得多。尤其当产品长途运往国外时，这样高的运输费用就不能忽视。根据本发明的上述实施例，彩色电视机的阴极射线管的总长度较短，并且其机壳的深度也较短，以便节省运输费用。
现有更详细地说明本发明的实施例的具体结构。
图36是侧视图，表示本发明的阴极射线管中所用的电子枪的一种具体结构的实例;图37是图36的结构去掉一部分以后的侧视图，表示上述电子枪的基本部分。与图83和84中相同的参考标号表示同样的部分。
在图36和37中，在阴极K和阳极6(即第六电极)之间安置了五个电极，即第一电极1、第二电极2、第三电极3、第四电极4和第五电极5(由电极51和52组成)，其中，第三电极和第五电极5所供给的电位为聚焦电位，而第二电极2和第四电极4所供给的电位为屏面电位。另外，第一电极1所供给的电位为屏蔽电位，并且第一电极1常常与大地电连接。
顺便说一下，图36表示三个电子束呈一字形的整体型电子枪，该图是垂直于一字形方向的侧视图;图37表示图36的主透镜及其周围部分，该图是一字形方向的侧视图。
在具有上述结构的电子枪的阴极射线管中，偏转畸变校正电极39在偏转线圈所产生的磁场中产生固定的非均匀电场，以便当电子束10在偏转线圈11所产生的磁场中发生偏转时，按照偏转角来校正该电子束10的偏转畸变，电极39的尺寸定为长度L5比长度L6短，这里，L5为三个电子束通过时在一字形方向(即扫描线方向)没有偏转的部分的长度，L6为三个电子束通过时在一字形方向有偏转的部分的长度，L5和L6的延伸都朝向荧光屏面。
而且，偏转畸变校正电极39与阳极6连接，并固定在其上。这种结构可以达到下列工作状态当电子枪按图5所示的方式安装在阴极射线管中，使电子束10仅仅在垂直于一字形的方向发生偏转时，其工作状态与参照图6所述的相类似。然而，在一字形方向同时也发生偏转的情况下，电子束10则通过具有较长长度L6的偏转畸变校正电极39的部分，从而，就象参照图6所说明的那样，强化了偏转畸变校正电极39的作用。因此，能够有效地抑制荧光屏边角部分的束点19中的光晕，例如，为图73所示的那样。
图38、39、40、41和42中包括三幅投影视图(图38、39和40)或四幅投影视图(图41和42)，表示各种偏转畸变校正电极的具体结构的实例，所说的偏转畸变校正电极位于偏转线圈所产生的磁场内，当电子束在偏转线圈产生的磁场中发生偏转时，该偏转畸变校正电极根据偏转角来校正电子束的偏转畸变，例如，当阳极被供给电位时，图36和37所示的偏转畸变校正电极39就校正偏转畸变。在图38、39、40、41和42中，(a)是下视图，考虑垂直于一字形的方向;(b)是前视图，从(a)中箭头A所示的方向看;(c)是侧视图，从(a)中箭头B所示的方向看;(d)是后视图，从(a)中箭头C所示的方向看。另外，图中的标号字母E表示没有发生偏转的电子束。
图38所示的偏转畸变校正电极39由第一平板39-1和第二平板39-2组成，这两个平板相互平行，从第六电极6向荧光膜13的方向伸出。这些平板39-1和39-2上都有梯形切口390，使三个电子束通过其中，梯形切口390的位置如此确定，以致于当三个电子束不发生偏转时，它们会通过切口390的中心位置，而且，当沿着向荧光膜13的方向计量长度时，从其上底部到切口390的长度为L5，平板元件的长度为L6。
图39所示的偏转畸变校正电极39由第一平板39-3和第二平板39-4组成，其形状与图38所示的相似，但是，它们沿着荧光膜13的方向逐渐会聚。
图40所示的偏转畸变校正电极39由第一平板39-5和第二平板39-6组成，它们相互平行，从第六电极6向荧光膜13的方向伸出。这些平板39-5和39-6上都有半圆形切口391，使三个电子束通过其中，切口391的位置如此确定，以致于当三个电子束不发生偏转时，它们可以通过切口391的中心位置。而且，当沿着向荧光膜13的方向计量长度时，从中央侧边到切口391的长度为L5，平板元件的长度为L6。
尤其是，当三个电子束传播在一字形方向发生偏转时，朝向荧光膜13的方向，从中央侧边起到切口390和391的长度L5小于平板元件的长度L6。
图41所示的偏转畸变校正电极39由第一平板39-7和第二平板39-8组成，它们是弯曲的，朝着荧光膜13的方向逐渐分离。
图42所示的偏转畸变校正电极39由第一平板39-7和第二平板39-10组成，它们从第六电极6向荧光膜13的方向伸出，并且它们是弯曲的，朝着荧光膜13的方向逐渐分离。这些平板元件39-9和39-10上都有半椭圆形切口392，其位置如此地确定，以致于当三个电子束没有任何偏转时，使它们穿过其中心位置。而且，当朝向荧光膜13的方向计量长度时，从中心侧边到切口392的长度为L5，平板元件的长度为L6，也就是说，当三个电子束传播而在一字形方向发生偏转时，该长度是如此分配伸向荧光屏面的。
顺便提一下，两个平板元件之间的排列不应该限定为上述平行和不平行中的一种，它们当然也可以部分地在一字形方向不平行。
图43、44、45、46、47、48、49和50中各包括三幅投影视图(图43、44、45和50)或者四幅投影视图(图46、47、48和49)，表示偏转畸变校正电极在安置就位时的各种结构实例，该偏转畸变校正电极用来在偏转线圈产生的磁场中建立固定的非均匀磁场，并且当电子束在偏转线圈产生的磁场中发生偏转时，根据偏转角来校正电子束的偏转畸变，偏转畸变校正电极的安置状况如图36和37所示，但没有与阳极连接，所供给的电位低于阳极的电位。
在图43、44、45、46、47、48、49和50中，(a)是下视图，从垂直于一字形的方向投影;(b)是前视图，从(a)中箭头A所示的方向投影;(c)是侧视图，从(a)中箭头B所示的方向投影;(d)是后视图，从(a)中箭头C所示的方向投影。另外，图中的标号字母E表示没有发生偏转的电子束。
图43所示的偏转畸变校正电极39由两个平板即第一平板39′-11和第二平板39-12组成，它们相互平行，从第六电极6向荧光膜13的方向伸出。这些平板元件39-11和39-12上都有凸出部分393，使三个电子束通过，凸出部分向荧光膜13的方向伸出，如所示的，其位置如此地确定，以致于当三个电子束E不发生偏转时能通过凸出部分393的中心部位。而且，在向荧光膜13的方向上，凸出部分的最大凸出长度为L5，在一字形方向其长度递减。
图44所示的偏转畸变校正电极39′由两个平板即第一平板39-13和第二平板39-14组成，它们从第六电极6向荧光膜13的方向伸出，并且逐渐分离。这些平板39-13和39-14都有凸出部分393，使三个电子束通过，该凸出部分393类似于图43所示的凸出部分393，并且向荧光膜13的方向伸出，其位置如此地确定，以致于当三个电子束E不发生偏转时，能通过凸出部分393的中心部位。而且，在向荧光膜13的方向上，凸出部分393的最大凸出长度为L5，且在一字形方向其长度递减。
图45所示的偏转畸变校正电极39′由两个平板即第一平板39-15和第二平板39-16组成，它个相互平行，从第六电极6向荧光膜13的方向伸出。这些平板39-15和39-16上都有半圆形凸出部分394，使三个电子束通过，凸出部分394向荧光膜13的方向伸出，如图所示，其位置如此地确定，以致于当三个电子束E不发生偏转时，能通过凸出部分394的中心部位。而且，在向荧光膜13的方向上，凸出部分394的最大凸出长度为L5。
图46所示的偏转畸变校正电极39′由两个平板即第一平板39-17和第二平板39-18组成，它们相互平行，从第六电极6向荧光膜13的方向伸出。这些平板39-17和39-18上都有凸出部分393和凹部395，使三个电子束通过，凸出部分393向荧光膜13的方向伸出，如图所示，凹部395从第六电极6的侧面向荧光膜13的方向凹进，它们的位置如此地确定，以致于当三个电子束E不发生偏转时，能通过凸出部分394和凹部395的中心部位。而且，在向荧光膜13的方向上，凸出部分393的最大凸出长度为L5，在一字形方向其长度递减。
图47所示的偏转畸变校正电极39′由两个平板即第一平板39-19和第二平板39-20组成，它们从第六电极6向荧光膜13的方向伸出，并且逐渐分离。这些平板39-19和39-20上都有凸出部分393，使三个电子束通过，该凸出部分393类似于图46所示的凸出部分393，并且向荧光膜13的方向伸出，平板39-19和39-20上还有起伏部分，该起伏部分是凹进去的，它将一字形方向的电子束E分别围住，凹部395从第六电极6的侧面向荧光膜13的方向凹进，它们的位置如此地确定，以致于当电子束E不发生偏转时，能通过凹部395和凸出部分393的中心部位。而且，在向荧光膜13的方向上，凸出部分393的最大凸出长度为L5，在一字形方向其长度递减。
图48所示的偏转畸变校正电极39′由两个平板即第一平板39-21和第二平板39-22组成，它们相互平行，从第六电极6向荧光膜13的方向伸出。这些平板元件39-21和39-22上既有凸出部分394又有凹396，凸出部分394与图45所示的一样，向荧光膜13的方向伸出，使三个电子束通过，凹部396从第六阳极6的侧面向荧光膜13的方向凹进，并且比凸出部分394长，它们的位置如此地确定，以致于当电子束E不发生偏转时，能通过凹部396和凸出部分394的中心部位。而且，在向荧光膜13的方向上，凸出部分394的最大凸出长度为L5。
图49所示的偏转畸变校正电极39′由两个平板即第一平板39-23和第二平板片39-24组成，它们是面对面的位置关系，并且从第六电极6向荧光膜13的方向伸出。这些平板39-23和39-24既包括两个平行的平板部分39-23-1和39-24-1，又包括两个翘曲部分39-23-2和39-24-2，平板部分39-23-1和39-24-1所处的位置要使得中间电子束部分能够通过，在向荧光膜13的方向上，两个翘曲部分39-23-2和39-24-2逐渐分离，以便与侧面电子束的传播位置相对应。在第六电极6的侧面，两个平板部分之间的间隙，在对应于中间电子束发射位置的部位和在应于侧面电子束发射位置的部位是相等的。
图50所示的偏转畸变校正电极39′由两个平板即第一平板39-25和第二平板39-26组成，它们相互平行，并且从第六电极6向荧光膜13的方向伸出。这些平板39-25和39-26上既有部分39-25-1和39-26-1，又有部分39-25-2和39-26-2，部分39-25-1和39-26-1所处的位置要使得中间电子束能够通过，在向荧光膜13的方向上，该部分的长度为L5，部分39-25-2和39-26-2以面对面的位置关系向荧光膜13的方向伸出，以便相应具有长度为L5的侧面电子束的传播位置当考虑接近中间电子束时，并且把电弧引向最大凸出长度为L5的外周边当考虑远离中间电子束时。
当使用偏转畸变校正电极在一字形方向使电子束发生偏转时，侧面电子束的偏转畸变可以根据偏转角由慧形象差畸变来校正。
正如在偏转畸变校正电极的各实施例中所说明的那样，在向荧光膜的方向上，当三个电子束E在一字形方向向没有偏转时所传播的部分延伸的长度L5大于当三个电子束E在一字形方向产生偏转时所传播的部分延伸的长度。
由于这种结构，因此，当通过偏转畸变校正电极的电子束E发生偏转时，其轨道比不产生偏转时更加偏转，从而，根据偏转角的变化，在荧光屏面上所产生的束点扩展和光晕就可以被抑制。
组成偏转畸变校正电极的两个平板，如图43到50所示，除了上面指定的间隙之外，可以作各种各样的改进，例如，平行排列，不平行排列和部分不平行排列。
另外，偏转畸变校正电极在偏转线圈所产生的磁场中建立固定的非均匀电场，当电子束在偏转线圈所产生的磁场中发生偏转时，根据偏转角来校正电子束的偏转畸变，该偏转畸变校正电极没有与阳极连接，所供给的电位低于阳极的电位，如图43到50所示，供给电位的方式可以是，例如将所需要的电压供给到芯柱的管脚上。然而，如果在阴极射线管内设置一个电阻，该电阻的一端与阳极连接，而另一端与另一个电位较低的电极或者与大地连接，以致于从其中间部位可以获取合适的电压，那么与现有技术一样，在上述结构之外，给电子枪供电，这样就可以供给所要求的电压。
图51、52、53、54、55和56是剖面图，表示本发明的各种电极结构的电子枪的基本结构。在这些图中，标号字母K表示阴极，标号G1表示第一电极，标号G2表示第二电极，标号G3表示第三电极，标号G4表示第四电极，标号G5表示第五电极，标号G6表示第六电极，标号Vf表示聚焦电压，标号Eb表示阳极电压。
具体地说，图51表示BPF型电子枪，图52表示UPF电子枪，图53表示与BPF型电子枪一样并具有长聚焦电极的电子枪，图54表示与UPF型电子枪一样并具有长聚焦电极的电子枪，图55表示将聚焦电压供给电极G3和G5并且将阳极电压供给电极G4和6的电子枪，图56表示将第一聚焦电压供给电极G3和G5、将第二聚焦电压供给电极G4以及将阳极电压供给电极G6的电子枪。
当上述各种类型的电子枪的主透镜电极部分设置在由阴极射线管的偏转线圈所产生的偏转磁场中，以致于使电子束在偏转线圈所产生的磁场中发生偏转时，设置偏转畸变校正电极，其结构与参照图36到48所描述的结构相同，以便根据偏转角为校正电子束的偏转畸变，这样就可以达到本发明所要求的效果。
另外，本发明当然还能与上述类型之外的其它类型的电子枪结合。
图57是示意图，表示本发明的另一种电子枪的结构。在图57中，与上述说明相同的标号表示同样的部分。标号1a和1b表示在阴极(K)和第二电极(G2)之间的第一电极1(G1)的侧面，标号2a和2b表示在第一电极(G1)和第三电极(G3)之间的第二电极(G2)的侧面，标号3a和3b表示在第二电极(G2)和第四电极(G4)之间的第三电极(G3)和第五电极(G5)之间的第四电极(G4)的侧面，标号5a和5b表示在第四电极(G4)和第六电极(G6)之间的第五电极(G5)的侧面，标号6a表示第六电极(G6)的侧面，作为在第五电极(G5)中每个电子束的入口和出口。
如图所示，这样构成的电子枪的第一电极(G1)接大地，第二电极(G2)和第四电极(G4)上供给一抑制电压Ec2，第三电极(G3)和第五电极(G5)上供给一个聚焦电压Vf。
图58是示意图，表示图57中所示的第二电极的具体结构。在图58中标号2c表示电子束传输孔，标号2d表示一个槽，该槽围绕着电子束传输孔2c的出口2b，以便其较长的轴平行于一字形方向(X-X)，字母W1和W2表示槽2d的长边和短边的尺寸，字母D表示槽2d的深度。
图59是示意图，表示图57中所示的第三电极的具体结构。在图59中，(a)是表示电子束进口边的透视图，(b)是沿(a)中A-A线的剖视图。
在图59中，字母3c表示电子束传输孔，字母3d表示槽，这些槽位于电子束入口边并且分别围绕着第三电极3的各电子束传输孔，以便其较长的轴(Y-Y)垂直于一字形方向。
图60是示意图，表示图57中所示的第四电极的具体结构。图60中，字母4c表示电子束传输孔，标号4d表示槽，这些槽位于电子束出口边，并且分别围绕着第三电极3的各电子束传输孔，以使其较长的轴(Y-Y)垂直于一字形方向。
如上所述，将图58中画阴影线的部分所示的电极面与图58、59和60所示的电子束传输孔附近的非圆结构电极结合，使这种类型的电子束实现象散校正，从而改善了聚焦特性。
在现有技术的颈部位置具有上述电子枪的阴极射线管，其整个荧光屏的聚焦均匀性得到显著改善。如果增加象散校正以增加整个荧光屏的聚焦均匀性，那么在荧光屏的中心，电子束点的直径就增大，从而使分辨率降低。在这种情况下，像本发明那样，在偏转线圈的磁场中设置主透镜，并且设置上述偏转畸变校正电极，以使与偏转线圈的磁场一起使电子束偏转，这种就能改善聚焦特性。
图61是剖面图，表示电子枪的结构的基本部分，该电子枪是三个电子束呈一字形排列的彩色阴极射线管的电子枪。
图62和63是示意图，表示包括电子枪的主透镜的电极结构，其中(a)是正视图，(b)是表示基本部分的局部侧视图。
图61所示的电子枪是以剖面图的方式示出的，其中示出了电子枪结构的基本部分，该电子枪是三个电子束呈一字形排列的彩色阴极射线管的电子枪，其中，通过将图62所示的会聚电极和图63所示形状的阳极以面对面的方式相对设置，构成主电极38。
在上述形状的电极所构成的主透镜中，等电位线61穿过阳极的孔6a和会聚电极的孔5b，从而建立一个由上述三个电子束共用的大电子透镜，如图61所示。如果屏蔽罩81底面的电子束传输孔具有足够的孔径，那么，透过阴极的孔6a的电场将到达孔83的附近，而不是到达屏蔽罩81和82。
图64是示意图，表示本发明的阴极射线管中的另一种偏转畸变校正电极的实例，其中，(a)是正视图，(b)是表示一部分的横截面图。图64表示三个电子束呈一字形排列的阴极射线管，其中，设有电极39，以便在偏转磁场中形成固定的非均匀电场，从而根据偏转角校正偏转畸变，电极39的位置比屏蔽罩81的底面更接近于荧光屏面。
将屏蔽罩81的底面上的电子束传输孔作三个电子束的单一束传输孔共用，就能提高上述偏转畸变校正电极39附近的电场强度。
在三个电子束呈一字形排列的一种阴极射线管的电子枪电极部分的一个实例中，如图61所示，排列并安装着一组电极，这些电极中都有电子束传输孔，以便使相互间距为L8的各电子束穿过电子枪。电子枪的电极主透镜由上述图62和63所示的电极组成。
为了提高荧光膜上的分辨率，主透镜的直径必须增大，但又受到上述电子束间距L8的限制。另一方面，增大主透镜的孔径，尤其是增大面向主透镜的阳极6的孔径(在扫描线方向)，就能促使电场穿透到图64所示的屏蔽罩81的底面。在本实施例中，上述阳极6的孔径(在扫描线方向)为上述一组电极上形成的电子束传输孔的最短相邻间距的0.5倍或更大，由此促使电场穿透到图64所示的屏蔽罩81的底面。
在本发明的实施例中，采用图64所示的形状的偏转畸变校正电极，其位置比图61所示的单孔屏蔽罩的底面更接近荧光面，图61中构成主透镜的电极组合，以及，在这些部件中，面向主透镜的阳极6的孔径(在扫描线方向)为相邻电子束传输孔的最短间距的1.4倍或更大，这些电子束传输孔形成在上述一组电极中。
正如前面所述的那样，根据本发明的实施例，能够提供一种阴极射线管，其中所安装的电子枪能够在整个荧光屏区域内以及整个电子束电流范围内改善聚焦特性，而不要供给任何动态聚焦电压，从而达到了令人满意的分辨率，并且在低电流范围内减少了莫尔现象。
图65是示意图，用来比较两种图象显示装置的尺寸，其中一种图象显示装置采用了本发明的阴极射线管，而另一种图象显示装置采用了现有技术的阴极射线管。在图65中，(a)和(b)表示使用本发明的阴极射线管的图象显示装置的正视图和侧视图，(c)和(d)，表示使用现有技术的阴极射线管的图象显示装置的正视图和侧视图。
在图65中，根据本发明的图象显示装置(如图(b)所示)，其机壳83的深度L7比现有技术的(如图(d)所示)小，从而可以节省放置空间。
深度L7可以缩小的原因是因为，在偏转磁场中建立了固定的非均匀电场，以使根据电子束的偏转角来校正偏转畸变，从而使阴极射线管的电子枪主透镜更加接近偏转线圈，以致于阴极射线管84的长度L4可以缩短。
正如前面所述的那样，根据本发明的实施例，能够提供一种阴极射线管，其中所安装的电子枪能够在整个荧光屏区域内以及整个电子束电流范围内改善聚焦特性，而不要供给任何动态聚焦电压，从而达到令人满意的分辨率，并且在低电流范围内减少了莫尔现象，并且具有缩短了的壳深度。
正如前面所述的那样，根据本发明的实施例，能够提供一种阴极射线管，其中，在偏转磁场中建立固定的非均匀电场，用来在电子束的偏转轨道发生变化时，根据偏转角校正电子束的偏转畸变，由此，使阴极射线管在整个荧光膜(或屏)的范围内和整个电子束电流的范围内，能够达到合适的电子束会聚效果，并且能够显著地提高分辨率。
尤其是，建立固定的非均匀电场，该电场对电子束偏转畸变的校正作用随着偏转角不同而变化，由此，利用在上述电场中因偏转而使轨道变化的电子束，就能校正偏转畸变，因此，即使在远离荧光屏面中心的位置，也能达到合适的电子束会聚效果。
另一方面，建立非均匀电场的电极具有电子束偏转畸变校正作用，这种校正作用随着偏转角的不同而变化，在所述电极(即偏转畸变校正电极)的一部分上所供给的电压可以与阴极射线管的另一个电极的电位相同，或者也可以与其电压不同。在供给不同电压的情况下，例如，可以在阴极射线管中设置高阻值的电阻，其一端与荧光膜连接，而另一端与地电位连接，例如，从其中间适当的部位获取所要求的电压。
而且，在电子枪中，电子束直径最大的部分位于主会聚透镜的附近，而电子束偏转磁场通常是非均匀的，以便于在一字型彩色图象管或彩色显象管中会聚的调节。这时，主会聚透镜最好尽可能地远离偏转磁场产生单元，以便抑制因偏转磁场对电子束的干扰，并且偏转磁场产生单元的位置通常比电子枪的主会聚透镜更接近于荧光屏面。另一方面，电子枪的阴极和主会聚透镜之间的长度可以较长，以便使荧光屏面上的束点直径较小，这通过减小电子枪的图象放大率来实现。因此，分辨率极高并且兼顾上述两个必需的作用的阴极射线管，其轴向长度增大了。然而，根据本发明，主会聚透镜的位置可以比较接近于荧光屏面，而电子枪的阴极和主会聚透镜之间的长度保持不变，以致于电子枪的图象放大率能够进一步地减小，从而减小了荧光屏面上电子束点的直径，并缩短了阴极射线管的轴向长度。
由于缩短了轴向长度，因此，主透镜的位置比较接近荧光膜，缩短了电子束中的空间电荷排斥的时间周期，从而，荧光屏面上束点的直径能够进一步减小。在这种状态下，在主会聚透镜中的电子束靠近或者进入偏转磁场产生单元，以致于它容易因偏转磁场而发生畸变。然而，尽管这种不利条件，但上述畸变由偏转畸变校正作用，根据前述偏转角而得到抑制。
为了进一步减小荧光屏面中心位置的束点直径，有关的生产部分一直努力扩大主会聚透镜的孔径。孔径增大会引起电子束在通过主会聚透镜时其直径增大。在这种状态下，主会聚透镜中的电子束更容易受到偏转磁场的影响，而且主会聚透镜必须离偏转磁场更远，以致于阴极射线管的轴向长度更长。在这种情况下，还是根据本发明，利用上述偏转畸变校正作用，根据偏转情况，可以缩短轴向长度，以致于孔径扩大了的主会聚透镜能充分地发挥其特性。
而且，当电子束点位于荧光屏的中心时，它将不会受到偏转磁场的影响。这样，就不需要对抗措施来对付因偏转磁场而产生的畸变，以致于利用旋转对称会聚系统，能够使电子枪产生透镜作用，从而进一步地减小了荧光屏上电子束点的直径。
另一方面，如果将动态聚焦电压加到电子枪的会聚电极上，那么，在整个荧光屏上更能达到合适的电子束会聚效果，以致于整个荧光屏上能够达到令人满意的分辨率特性。然而，所需要的动态聚焦电压能够与本发明的固定非均匀电场一起下降，其中，当电子束偏转产生偏转轨道变化时，电子束的偏转畸变校正根据偏转角而变化。
而且，根据本发明，固定的非均匀电场建立在偏转磁场中，用来校正偏转畸变。另外，构成电子枪的一组电极组成了一组静电透镜，至少一个由这组静电透镜所产生的电场是旋转对称电场;形成两个静电透镜，一个静电透镜使得荧光屏面中心部位的电子束点在高电流区为圆形或方形，并且该静电透镜具有这样的聚焦特性，以致于作用在电子束扫描方向的合适聚焦电压高于作用在电子束扫描方向的合适聚焦电压;另一个静电透镜使得在低电流区，荧光屏面中心部位的电子束点在扫描方向的直径和垂直方向的直径，适合于荫罩的栅距以及扫描方向和垂直方向的扫描线密度，并且该静电透镜具有这样的聚焦特性，以致于作用在扫描方向的合适聚焦电压高于作用在垂直方向的合适聚焦电压。由那些旋转对称的电场形成的透镜能够使阴极射线管具有令人满意的聚焦特性，并且在整个荧光屏面范围内以及整个电流范围内，电子束都不会出现莫尔现象。
根据本发明，进一步地，阴极射线管的轴向长度可以缩短，以减小图象显示装置的机壳深度，从而可以节省这样装置的放置空间。缩短了机壳的深度就与现有技术大不一样，并且这一点对提高销售量来说是引人注目的。而且，深度缩短了的机壳具有很高的运输效率，从而可以相应地节省图象显示装置的运输费用。
此外，按照本发明阴极射线管的轴向长度缩短同样可以提高运输效率，节省运输费用。
权利要求
1.一种阴极射线管偏转畸变的校正方法，所述的阴极射线管包括一个具有一组电极的电子枪、偏转装置和一个荧光屏面，其特征在于，在偏转磁场中建立一个固定的非均匀电场来校正电子束的偏转畸变。
2.一种阴极射线管偏转畸变的校正方法，所述的阴极射线管包括一个具有一组电极的电子枪、偏转装置和一个荧光屏面，其特征在于，在偏转磁场中建立一个固定的非均匀电场，以便根据电子束的偏转来校正偏转畸变。
3.一种阴极射线管偏转畸变的校正方法，所述的阴极射线管包括一个具有一组电极的电子枪、偏转装置和一个荧光屏面，其特征在于，在一个具有象散性的偏转磁场中建立一个固定的非均匀电场，以便根据电子束的偏转来校正偏转畸变。
4.根据权利要求3所述的阴极射线管偏转畸变的校正方法，其特征在于，所述的固定非均匀电场具有象散性，它将使所说的电子束发散。
5.根据权利要求3所述的阴极射线管偏转畸变的校正方法，其特征在于，所述的固定非均匀电场具有象散性，它将使所说的电子束发散，根据所述的电子束在垂直于扫描线方向的偏转来校正偏转畸变。
6.根据权利要求3所述的阴极射线管偏转畸变的校正方法，其特征在于，所述的固定非均匀电场具有象散性，它将使所说的电子束发散，根据所述的电子束在扫描线方向的偏转来校正偏转略变。
7.根据权利要求3所述的阴极射线管偏转畸变的校正方法，其特征在于，所述的固定非均匀电场具有象散性，它将使所说的电子束会聚。
8.根据权利要求3所述的阴极射线管偏转畸变的校正方法，其特征在于，所述的固定非均匀电场具有象散性，它将使所说的电子束会聚，根据所述的电子束在垂直于扫描线方向的偏转来校正偏转畸变。
9.根据权利要求3所述的阴极射线管偏转畸变的校正方法，其特征在于，所述的固定非均匀电场具有象散性，它将使所说的电子束会聚，根据所述的电子束在扫描线方向的偏转来校正偏转畸变。
10.一种阴极射线管偏转畸变的校正方法，所述的阴极射线管包括一个具有一组电极的电子枪、偏转装置和一个荧光屏面，其特征在于，在一个具有慧形象差(coma)的偏转磁场中建立一个固定的非均匀电场，以便根据电子束的偏转来校正偏转畸变。
11.根据权利要求10所述的阴极射线管偏转畸变的校正方法，其特征在于，所述的固定非均匀电场具有慧形象差(coma aberration)，它将使所说的电子束发散。
12.根据权利要求10所述的阴极射线管偏转畸变的校正方法，其特征在于，所述的固定非均匀电场具有慧形象差，它将使所说的电子束发散，根据所述的电子束在垂直于扫描线方向的偏转来校正偏转畸变。
13.根据权利要求10所述的阴极射线管偏转畸变的校正方法，其特征在于，所述的固定非均匀电场具有慧形象差，它将使所说的电子束发散，根据所述的电子束在扫描线方向的偏转来校正偏转畸变。
14.根据权利要求10所述的阴极射线管偏转畸变的校正方法，其特征在于，所述的固定非均匀电场具有慧形象差，它将使所说的电子束会聚。
15.根据权利要求10所述的阴极射线管偏转畸变的校正方法，其特征在于，所述的固定非均匀电场具有慧形象差，它将使所说的电子束会聚，根据所述的电子束在垂直于扫描线方向的偏转来校正偏转畸变。
16.根据权利要求10所述的阴极射线管偏转畸变的校正方法，其特征在于，所述的固定非均匀电场具有慧形象差，它将使所说的电子束会聚，根据所述的电子束在扫描线方向的偏转来校正偏转畸变。
17.一种阴极射线管，包括一个具有一组电极的电子枪、用来产生偏转磁场的偏转装置以及一个荧光屏面，其特征在于，设有一个偏转畸变校正电极，用来在所述的偏转磁场中建立一个固定的非均匀电场，以便校正偏转畸变。
18.一种阴极射线管，包括一个具有一组电极的电子枪、用来产生偏转磁场的偏转装置以及一个荧光屏面，其特征在于，设有一个偏转畸变校正电极，用来在所述的偏转磁场中建立一个固定的非均匀电场，以便根据电子束的偏转来校正偏转畸变。
19.根据权利要求18所述的阴极射线管，其特征在于，所述的偏转畸变校正电极具有一个随所述电子束的偏转不同而不同的象散性。
20.根据权利要求18所述的阴极射线管，其特征在于，所述的偏转畸变校正电极具有一个随所述电子束的偏转不同而不同的象散性，它会使所述的电子束发散。
21.根据权利要求18所述的阴极射线管，其特征在于，所述的偏转畸变校正电极具有一个随所述的电子束垂直于扫描线方向的偏转不同而不同的象散性，它会使所述的电子束发散。
22.根据权利要求18所述的阴极射线管，其特征在于，所述的偏转畸变校正电极具有一个随所述的电子束在扫描线方向的偏转不同而不同的象散性，它会使所述的电子束发散。
23.根据权利要求18所述的阴极射线管，其特征在于，所述的偏转畸变校正电极具有一个随所述的电子束的偏转不同而不同的象散性，它会使所述的电子束会聚。
24.根据权利要求18所述的阴极射线管，其特征在于，所述的偏转畸变校正电极具有一个随所述的电子束在垂直于扫描线方向的偏转不同而不同的象散性，它会使所述的电子束会聚。
25.根据权利要求18所述的阴极射线管，其特征在于，所述的偏转畸变校正电极具有一个随所述的电子束在扫描线方向的偏转不同而不同的象散性，它会使所述的电子束会聚。
26.根据权利要求18所述的阴极射线管，其特征在于，所述的偏转畸变校正电极具有一个随所述电子束的偏转不同而不同的慧形象差(coma aberration)。
27.根据权利要求18所述的阴极射线管，其特征在于，所述的偏转畸变校正电极具有一个随所述电子束的偏转不同而不同的慧形象差，它会使所述的电子束发散。
28.根据权利要求18所述的阴极射线管，其特征在于，所述的偏转畸变校正电极具有一个随所述电子束在垂直于扫描线方向的偏转不同而不同的慧形象差，它会使所述的电子束发散。
29.根据权利要求18所述的阴极射线管，其特征在于，所述的偏转畸变校正电极具有一个随所述电子束在扫描线方向的偏转不同而不同的慧形象差，它会使所述的电子束发散。
30.根据权利要求18所述的阴极射线管，其特征在于，所述的偏转畸变校正电极具有一个随所述电子束的偏转不同而不同的慧形象差，它会使所述的电子束会聚。
31.根据权利要求18所述的阴极射线管，其特征在于，所述的偏转畸变校正电极具有一个随所述电子束在垂直于扫描线方向的偏转不同而不同的慧形象差，它会使所述的电子束会聚。
32.根据权利要求18所述的阴极射线管，其特征在于，所述的偏转畸变校正电极具有一个随所述电子束在扫描线方向的偏转不同而不同的慧形象差，它会使所述的电子束会聚。
33.一种图象显示装置，包括一个具有电子枪的阴极射线管、用来建立偏转磁场的偏转装置、以及一个荧光屏面，所述的电子枪具有一组电极;其特征在于，设有一个偏转畸变校正电极，以便在所述的偏转磁场中建立一个固定的非均匀电场来校正偏转畸变。
34.一种图象显示装置，包括一个具有电子枪的阴极射线管、用来建立偏转磁场的偏转装置、以及一个荧光屏面，所述的电子枪具有一组电极其特征在于，设有一个偏转畸变校正电极，用来在所述的偏转磁场中建立一个固定的非均匀电场，以便根据电子束的偏转来校正偏转畸变。
35.根据权利要求34所述的图象显示装置，其特征在于，所述的偏转畸变校正电极具有一个随所述电子束的偏转不同而不同的象散性。
36.根据权利要求34所述的图象显示装置，其特征在于，所述的偏转畸变校正电极具有一个随所述电子束的偏转不同而不同的慧形象差。
全文摘要
一种阴极射线管，其电子枪的结构不仅能够在整个荧光屏上以及电子束电流的全部范围内改善聚焦特性，而不要任何聚焦电压源，就能达到令人满意的分辨率，而且还能在低电流范围内减少莫尔现象。还公开了一种阴极射线管偏转畸变的校正方法。随电子束的偏转不同而不同的偏转畸变，通过建立一个固定的非均匀电场而得到校正，离电场的对称轴越远，则其等电位线之间的间距就越小。
文档编号H01J29/50GK1105477SQ94101800
公开日1995年7月19日 申请日期1994年1月14日 优先权日1994年1月14日
发明者御园正义 申请人:株式会社日立制作所