專利名稱：電子槍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種一字排列式電子槍，是為例如將三束電子束發(fā)射到一個(gè)平面上而設(shè)計(jì)的。


圖1是配備有傳統(tǒng)的一字排列式電子槍的陰極射線管的三重電極部分的示意圖。圖中只示出了一個(gè)電子束。在圖1的陰極射線管中，依次配備了圓形陰極1、第一柵極12、第二柵極13、聚焦電極(第三柵極)14和高壓電極(第四柵極)15。第一柵極12上開有圓形通孔12a供由陰極1射束的電子束通過之用。同樣，第二柵極13更靠近第一柵極12的一面開有圓形通孔13a，第二柵極13沒有圓形通孔13a的一面則開有水平方向的長(zhǎng)度大于垂直方向的長(zhǎng)度的矩形通孔13b。聚焦電極14與第二柵極13一起，構(gòu)成預(yù)聚焦透鏡，高壓電極5則與聚焦電極14一起，構(gòu)成主聚焦透鏡。陰極射線管前面的屏幕16其熒光表面受到密集電子束的沖擊時(shí)發(fā)射出光。
加到第一柵極12上的電壓比加到陰極1上的低。這樣，電子束發(fā)射出去，其電子量是由陰極1與第一柵極12之間的電位差控制的。由于第二柵極13上加的是正電壓，因此穿過第一柵極12通過12a的電子束為第二柵極所吸引。此外，由于第三和第四柵極14、15上加有正電壓，因而透過第二柵極13的電子束獲得加速度并聚焦，以預(yù)定的速度抵達(dá)屏幕16。
圖2說明了電子束在上述結(jié)構(gòu)的電子槍中的軌道。電子束從陰極表面投射出來，通過主聚焦透鏡之后為例如裝設(shè)在陰極射線管外的偏轉(zhuǎn)線圈(圖中未示出)所偏轉(zhuǎn)，從而掃描著屏幕16上的每一個(gè)點(diǎn)。圖2中，V表示電子束在垂直方向上的最外側(cè)的軌道，H表示電子束在水平方向上的最外側(cè)的軌道。這里所說的水平方向表示電子束在屏幕上的主掃描方向，垂直方向則是電子束的副掃描方向。
通常，傳統(tǒng)陰極射線管中的電子束偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)自動(dòng)將三束電子束集中到屏幕上，不用動(dòng)態(tài)會(huì)聚電路。為達(dá)到此目的，偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)采用自會(huì)聚系統(tǒng)，由自會(huì)聚系統(tǒng)將水平偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)和垂直偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)不均勻地分別偏轉(zhuǎn)成枕形和桶形。自會(huì)聚系統(tǒng)易調(diào)節(jié)，省錢，會(huì)聚效率隨時(shí)間的推移變化不大。還有其它類似的優(yōu)點(diǎn)等，因而這種系統(tǒng)近來廣為應(yīng)用。
圖3示出了主聚焦透鏡與屏幕16之間的電子束軌道。當(dāng)電子束在主聚焦透鏡直徑值DSM的垂直方向直徑DSMv大時(shí)，電子束易受偏轉(zhuǎn)象差(deflectionaberration)的影響。若電子束點(diǎn)在屏幕16上直徑值DS的垂直方向直徑DSv大則屏幕中心的分解力減小。上述會(huì)聚系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)線圈附近的不均勻磁場(chǎng)引起的四極磁場(chǎng)分量是造成現(xiàn)有技術(shù)中電子束偏轉(zhuǎn)后產(chǎn)生象散現(xiàn)象的原因。因此，電子束受到聚焦作用，即在垂直方向上偏轉(zhuǎn)象差(失真)。得出的偏轉(zhuǎn)束點(diǎn)在垂直方向上經(jīng)過過聚焦，在屏幕周邊部分產(chǎn)生在上下方向上變得細(xì)長(zhǎng)的暈圈，最后使垂直方向上的分解力變差。如果通過校正聚焦電壓(加到聚焦電極上的電壓)等將電子束調(diào)節(jié)得使其恰當(dāng)?shù)卦诖怪狈较蛏暇劢?，則電子束盡管業(yè)已在水平方向上使其保持最佳的聚焦?fàn)顟B(tài)還是會(huì)在水平方向上欠焦的，從而降低在水平方向上的分解力。
為克服上述缺點(diǎn)，在傳統(tǒng)的一字排列式電子槍中，調(diào)節(jié)預(yù)聚焦透鏡，使其積極限定電子束，同時(shí)始終使電子束在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中的直徑小，這樣電子束就幾乎不受偏轉(zhuǎn)象差的影響。從圖3中可以看到，電子束的直徑經(jīng)常取得使其在主聚焦透鏡內(nèi)在水平方向的長(zhǎng)度大于垂直方向的長(zhǎng)度，這樣做是為了減小偏轉(zhuǎn)象差，特別是垂直方向上的偏轉(zhuǎn)象差。就是說，第二柵極13的通孔13b開成水平方向的長(zhǎng)度比垂直方向的長(zhǎng)度大的矩形切口，與第三柵極14一起，起四極透鏡的作用。
然而，如果如上述那樣為了縮小電子束而增強(qiáng)預(yù)聚焦透鏡的作用，則預(yù)聚焦透鏡的放大率提高了，至假想物點(diǎn)的距離延長(zhǎng)了，從而引來電子束點(diǎn)直徑不必要的增大。因此即使消除了屏幕周邊的偏轉(zhuǎn)象差現(xiàn)象時(shí)，屏幕中心電子束點(diǎn)的垂直方向直徑DSv也如圖3所示的那樣增大，從而使屏幕中心部分的分解力變差。
在電子束在圖1所示的矩形通孔13b之后借助于預(yù)聚焦透鏡等組成的四極透鏡的作用只在水平方向上的長(zhǎng)度增大的情況下，由于從陰極1投射出來的電子束是圓的，這種方法就會(huì)受到限制。
如果能使電子束在偏轉(zhuǎn)中心處水平方向的長(zhǎng)度大于垂直方向的長(zhǎng)度，則從圖4中可知，在屏幕中心是不可能(在最佳聚焦?fàn)顟B(tài)下)獲得圓束點(diǎn)的。因此不可能改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)中整個(gè)屏幕的分解力。
本發(fā)明是為解決上述問題而設(shè)計(jì)的，其目的是提供一種能減少因電子束偏轉(zhuǎn)象差引起的失真的電子槍。
本發(fā)明的電子槍在第一柵極和至少在第二柵極更靠近第一柵極的一面開有多個(gè)通孔，通孔的形狀取得使其在水平方向的長(zhǎng)度大于垂直方向的長(zhǎng)度。本發(fā)明的電子槍配備有第一柵極和第二柵極，以便在水平方向上的物點(diǎn)比垂直方向上的物點(diǎn)形成在距主聚焦透鏡更遠(yuǎn)的位置。此外，本發(fā)明電子槍的特征在于，配備有第一柵極和第二柵極，該兩個(gè)柵極使電子束在垂直方向的發(fā)射強(qiáng)度比水平方向的小。
上述第一和第二柵極上的通孔分別在陰極的一面和第二柵極面對(duì)第一柵極的一面構(gòu)成四極透鏡。陰極側(cè)的四極透鏡影響電子束的質(zhì)量，第二柵極側(cè)的四極透鏡影響電子束的聚焦，即物點(diǎn)的位置。因此，由于通孔都呈上述的形狀，第一和第二柵極構(gòu)成的三極部分其水平方向上的物點(diǎn)比垂直方向上的物點(diǎn)形成在距主聚焦透鏡更遠(yuǎn)的位置。這樣就減小了偏轉(zhuǎn)中心電子束在垂直方向上的直徑，從而使電子束難以受到偏轉(zhuǎn)象差的影響。此外，由于令三極部分在垂直方向的發(fā)射強(qiáng)度小于水平方向的發(fā)射強(qiáng)度，因而限制了現(xiàn)有技術(shù)中檢測(cè)到的分解力的垂直方向上的下降。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種確保屏幕中心部分分解力高的一字排列式電子槍。本發(fā)明的電子槍除上述第一和第二柵極外還配備有一個(gè)電極，由該電極形成水平方向上的焦距等于或大于垂直方向的主聚焦透鏡部分。本發(fā)明的電子槍除上述第一和第二柵極外還配備有一個(gè)主聚焦透鏡部分，該部分在偏轉(zhuǎn)中心處有一個(gè)電極，電極上開有垂直方向的長(zhǎng)度比水平方向的長(zhǎng)度大從而可讓多束電子束中的中心電子束通過的一個(gè)通孔和在一個(gè)呈不規(guī)則橢圓形上讓兩側(cè)的電子束通過的通孔。
在上述電極的情況下，主聚焦透鏡部分的象散(水平方向的聚焦電壓-垂直方向的聚焦電壓)變?yōu)?至-300伏，這樣就可以校正水平方向和垂直方向上物點(diǎn)的位差。鑒于主聚焦透鏡部分處垂直方向直徑小于水平方向直徑的電子束(在最佳聚焦?fàn)顟B(tài)下)在屏幕上形成的束點(diǎn)接近真圓形，因而屏幕中心部分的分解力提高了。
從下面帶附圖的詳細(xì)說明可以更全面了解本發(fā)明的上述和其它目的和特點(diǎn)。
圖1是配備有傳統(tǒng)的一字排列式電子槍的陰極射線管的三極部分的示意圖。
圖2是說明圖1電子槍中電子束軌道的示意圖。
圖3是說明圖1電子槍中電子束軌道的示意圖。
圖4是說明圖1電子槍中電子束軌道的示意圖。
圖5是展示本發(fā)明一字排列式電子槍的基本部分的示意圖。
圖6是圖5第二柵極的示意剖視圖。
圖7是圖5的第二柵極從第一柵極側(cè)看去的側(cè)視圖。
圖8是圖5的第二柵極從屏幕側(cè)看去的側(cè)視圖。
圖9是圖5第三柵極的透視圖。
圖10是圖5第三柵極的正視圖。
圖11是說明圖5電子槍中電子束軌道的示意圖。
圖12是說明圖5電子槍中電子束軌道的示意圖。
圖13是說明圖5電子槍中電子束軌道的示意圖。
圖14是說明圖5電子槍中電子束軌道的示意圖。
圖15是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中第一和第二柵極的示意圖。
圖16是本發(fā)明又另一個(gè)實(shí)施例中第一和第二柵極的示意圖。
圖5示出了本發(fā)明一字排列式電子槍(以下稱本發(fā)明的器件)的三極部分和主聚焦透鏡部分的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的器件發(fā)射出三束電子束，該器件具有三個(gè)一字排列的圓柱形電極1，1，1;第一柵極2，配備有三個(gè)加束陰極1，1，1發(fā)射來的電子束并讓這些電子束通過的矩形通孔2a，2a，2a;第二柵極3，在面對(duì)第一柵極2的一面開有三個(gè)矩形通孔3a，3a，3a，在沒有三個(gè)孔3a，3a，3a的另一面配備有三個(gè)圓形通孔3b，3b，3b;第三柵極4，象個(gè)通道狀的電極，在更靠近第二柵極3的一面配備有三個(gè)圓形通孔4d，4d，4d，在另一面配備有其形狀稍后即將說明的通孔4a，4b，4c;還有第四通道狀柵極5，在面對(duì)第三柵極4的一面依次配備有通孔4a，4b，4c。第二柵極3面對(duì)第三柵極4的一面和第三柵極4面對(duì)第二柵極3的一面構(gòu)成預(yù)聚焦透鏡，第三柵極4面對(duì)第四柵極5的一面和第四柵極5面對(duì)第三柵極4的一面形成主聚焦透鏡。陰極射線管前面的屏幕6有一個(gè)受主聚焦透鏡所聚焦的電子束的沖擊而發(fā)光的熒光表面。
圖6、圖7和圖8都示出了第二柵極3，圖6是剖視圖，圖7示出了從第一柵極2側(cè)看去的側(cè)視圖，圖8示出了從屏幕6側(cè)看去的側(cè)視圖。第二柵極3在面對(duì)第一柵極2的一面有水平方向的長(zhǎng)度比垂直方向長(zhǎng)度大的矩形通孔3a，在面對(duì)屏幕6的一面有直徑小于通孔3a的圓形通孔3b。因此，在第一柵極2和第二柵極3的上述結(jié)構(gòu)中，在第一柵極2對(duì)面陰極1和面對(duì)第二柵極3的各面形成了四極透鏡。
圖9、10是形成主聚焦透鏡的第三柵極4(或第四柵極5)的示意圖。圖9是該表面的透視圖，圖10是該表面的正視圖。第三柵極4的橢圓形板41上有三個(gè)通孔4a，4b，4c。橢圓形板41裝設(shè)在從高度為Hv的通道狀電極42中心更靠近第三柵極4的一面的位置，電極42上開有形狀與板41的相同的孔。板41中心處的通孔4b是長(zhǎng)軸為Cv、短軸為Ch(Cv＞Ch)的橢圓孔。另一方面，通孔4b兩側(cè)的通孔4a和4c形狀相同且軸向?qū)ΨQ配置。通孔4b兩側(cè)的各通孔4a和4c的一半形成橢圓弧，橢圓的長(zhǎng)軸為Cv，短軸為Ch。各通孔的另一半是個(gè)弧，其半徑為Sr(Cv/2＞Sr＞Ch/2)。第四柵極5的一面其形狀與第三柵極4的表面相同。第三柵極4和第四柵極5彼此通過板41面對(duì)面配置，相應(yīng)各通孔4a，4b，4c之間在軸線方向上相隔預(yù)定距離，從而形成主聚焦透鏡。
第三柵極4面對(duì)通道狀電極42的另一面裝有一個(gè)板，板上開有三個(gè)圓形通孔4d，4d，4d，而第四柵極5面對(duì)通道狀電極42的另一面卻敞開著。
改變各通孔4a，4b，4c的形狀和大小和通道狀電極42的形狀和深度可以使主聚焦透鏡達(dá)到所要求的聚焦特性(象散)。在實(shí)施例中，調(diào)定主聚焦透鏡使其(聚焦特性)0至-300伏。
在上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明器件中，從陰極1發(fā)射出來的電子束通過第一柵極2的通孔后為第二柵極3所吸引，從而獲得加速度，再進(jìn)一步為預(yù)聚焦透鏡和主聚焦透鏡所加速和聚焦，以預(yù)定的速度到達(dá)屏幕6。
圖11示出了本發(fā)明器件中電子束的軌道，其中V是在垂直方向上最外側(cè)的軌道，H是在水平方向上最外側(cè)的軌道。圖12和13分別說明了電子束從陰極1至主聚焦透鏡的軌道和從主聚焦透鏡至屏幕的軌道。此外，在圖14中，軌道用電子束橫截面表示。鑒于第一柵極2、第二柵極3和主聚焦透鏡如實(shí)施例中那樣組合起來，因而DSMv比現(xiàn)有技術(shù)的短，從而使電子束在水平方向上的長(zhǎng)度更大，很難受到偏轉(zhuǎn)象差的影響。因此提高了屏幕周邊和中心部分的分解力。此外，由于DSv減小了，因而屏幕中心部分處的束點(diǎn)接近真圓形，使屏幕中心部分的分解力進(jìn)一步提高。這樣就確保了整個(gè)屏面都有很高的分解力。
圖15和16是另一個(gè)實(shí)施例的第一和第二柵極2，3上通孔的示意圖。在圖15的實(shí)施例中，第一和第二柵極2，3上的第一個(gè)通孔開成矩形，且在水平方向上的長(zhǎng)度大于垂直方向。在圖16中，第一和第二柵極2，3上的每一個(gè)通孔則開成橢圓形，且在水平方向上的長(zhǎng)度大于垂直方向的長(zhǎng)度。如圖15和16中所示，若第一柵極2的通孔和第二柵極3至少面對(duì)第一柵極2的一面上的通孔都開成例如矩形、橢圓或卵形，且在水平方向上的長(zhǎng)度比垂直方向大，也可以達(dá)到與上述實(shí)施例同樣的效果。
雖然上面的說明是針對(duì)雙電位電子槍進(jìn)行的，不用說本發(fā)明也適用于多級(jí)聚焦電子槍或其它類型的電子槍。
如以上所論述的那樣，在本發(fā)明的電子槍中，三極部分水平方向上的物點(diǎn)比垂直方向上的物點(diǎn)形成在距主聚焦透鏡更遠(yuǎn)的位置。這樣就減小了偏轉(zhuǎn)中心處電子束在垂直方向的直徑，從而消除了偏轉(zhuǎn)象差情況，因而提高了屏幕周邊的分解力。同時(shí)，由于令三極部分在垂直方向上的發(fā)射強(qiáng)度小于水平方向上的，因而避免大幅度破壞垂直方向的分解力。此外，由于主聚焦透鏡在水平方向的焦距等于或大于垂直方向的焦距，電子束束點(diǎn)在偏轉(zhuǎn)中心處在垂直方向直徑小的直徑在屏幕上就縮短了，從而提高了屏幕中心的分解力。因此本發(fā)明能有效地使整個(gè)屏面的分解力處于良好狀態(tài)。
在不脫離本發(fā)明主要特點(diǎn)的精神實(shí)質(zhì)的前提下，本發(fā)明是可按若干不同的方式付諸實(shí)施的，因此本實(shí)施例僅僅是舉例說明而已，而并非是對(duì)本發(fā)明的限制，因?yàn)楸景l(fā)明的范圍是由本說明書所附的權(quán)利要求書而并非由以上對(duì)本發(fā)明的說明確定的，所以在權(quán)利要求范圍內(nèi)或與此范圍等效所作的所有修改和更改都屬于權(quán)利要求書的范圍。
權(quán)利要求
1.一種電子槍，用以將發(fā)射出的電子束投射到屏幕上，該電子槍包括陰極，用以將多束電子束發(fā)射到一個(gè)平面上；一個(gè)第一柵極，設(shè)在所述陰極前面更接近所述屏幕處，且具有許多在水平方向的長(zhǎng)度大于垂直方向的長(zhǎng)度的通孔，以便讓從所述陰極發(fā)射出來的多束電子束通過；一個(gè)第二柵極，設(shè)在所述第一柵極前面更接近所述屏幕處，且至少在更接近所述第一柵極的一面開有一些在水平方向的長(zhǎng)度比垂直方向的長(zhǎng)度大的通孔，以便加速那些通過所述第一柵極的多束電子束并讓它們通過；和一個(gè)主聚焦透鏡部分，用以將通過所述第二柵極的多束電子束聚焦到所述屏幕上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子槍，其特征在于，所述第一和第二柵極的通孔呈矩形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子槍，其特征在于，所述第一和第二柵極的通孔呈橢圓形。
4.一種電子槍，用以將發(fā)射出的電子束投射到屏幕上，該電子槍包括陰極，用以將多束電子束發(fā)射到一個(gè)平面上;一個(gè)主聚焦透鏡部分，用以將所述多束電子來聚焦到所述屏幕上;和一個(gè)第一柵極和一個(gè)第二柵極，設(shè)在所述陰極和所述主聚焦透鏡之間，用以使水平方向上的物點(diǎn)比垂直方向上的物點(diǎn)形成在距所述主聚焦透鏡更遠(yuǎn)的位置。
5.一種電子槍，用以將發(fā)射出的電子束投射到屏幕上，該電子槍包括陰極，用以將多束電子束發(fā)射到一個(gè)平面上;一個(gè)主聚焦透鏡部分，用以將所述多束電子束聚焦到所述屏幕上;和一個(gè)第一柵極和一個(gè)第二柵極，設(shè)在所述陰極與所述主聚焦透鏡部分之間，用以使垂直方向的發(fā)射強(qiáng)度小于水平方向的發(fā)射強(qiáng)度。
6.一種電子槍，用以將發(fā)射出的電子束投射到一個(gè)屏幕上，該電子槍包括陰極，用以將多束電子限射到一個(gè)平面上;一個(gè)第一柵極，設(shè)在所述陰極前面更接近所述屏幕處，且具有許多在水平方向的長(zhǎng)度比垂直方向長(zhǎng)度大的通孔，以便讓所述陰極發(fā)射出來的多束電子束通過;一個(gè)第二柵極，該在所述第一柵極前面更接近所述屏幕處，且至少在更接近所述第一柵極的一面開有一些在水平方向的長(zhǎng)度比垂直方向長(zhǎng)度大的通孔，以便加速那些通過所述第一柵極的多束電子束并讓它們通過;和一個(gè)主聚焦透鏡部分，配備有一個(gè)電極，用以使通過所述第二柵極的多束電子束在水平方向上的焦距等于或大于垂直方向上的聚焦，并將所述電子束聚焦到所述屏幕上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子槍，其特征在于，所述電極的偏轉(zhuǎn)中心處有一個(gè)在垂直方向上的長(zhǎng)度比水平方向上的長(zhǎng)度大的通孔，以讓所述多束電子束中的中心電子束通過，和一些在不規(guī)則橢圓形上的通孔用以讓所述中心電子束兩側(cè)的電子束通過。
8.一種電子槍，用以將發(fā)射出的電子束投射到一個(gè)屏幕上，該電子槍包括陰極，用以將多束電子束發(fā)射到一個(gè)平面上;一個(gè)主聚焦透鏡部分，配備有一個(gè)電極，用以使所述多束電子束在水平方向上的焦距等于或大于垂直方向上的焦距，并將所述電子束聚焦到所述屏幕上;和一個(gè)第一柵極和一個(gè)第二柵極，設(shè)在所述陰極與所述主聚焦透鏡部分之間，用以將水平方向上的物點(diǎn)比垂直方向上的物點(diǎn)形成在距所述主聚焦透鏡部分遠(yuǎn)的位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子槍，其特征在于，所述電極在偏轉(zhuǎn)中心處有一個(gè)在垂直方向的長(zhǎng)度大于水平方向的長(zhǎng)度的通孔，以讓所述多束電子束中的中心電子束通過，和一些在呈不規(guī)則橢圓形上的通孔用以讓所述中心電子束兩側(cè)的電子束通過。
10.一種電子槍，用以將發(fā)射出的電子束投射到一個(gè)屏幕上，該電子槍包括陰極，用以將多束電子束發(fā)射到一個(gè)平面上;一個(gè)主聚焦透鏡部分，配備有一個(gè)電極，用以使所述多束電子束在水平方向的焦距等于或大于垂直方向的焦距，并將所述電子束聚焦到所述屏幕上;和一個(gè)第一柵極和一個(gè)第二柵極，設(shè)在所述陰極與所述主聚焦透鏡部分之間，用以使垂直方向上的發(fā)射強(qiáng)度小于水平方向的發(fā)射強(qiáng)度。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電子槍，其特征在于，所述電極在偏轉(zhuǎn)中心處有一個(gè)在垂直方向的長(zhǎng)度大于水平方向的長(zhǎng)度的通孔和一些在呈不規(guī)則橢圓形上的通孔，前者用以讓所述多束電子束中的中心電子束通過，后者用以讓所述中心電子束兩側(cè)的電子束通過。
全文摘要
本發(fā)明的電子槍配備有第一柵極和第二柵極，兩柵極上有開在水平方向的長(zhǎng)度大于垂直方向的長(zhǎng)度的通孔。這種電子槍適宜減小偏轉(zhuǎn)象差引起的失真，從而避免垂直方向的分解力變差。
文檔編號(hào)H01J29/50GK1093829SQ9410310
公開日1994年10月19日 申請(qǐng)日期1994年3月29日 優(yōu)先權(quán)日1993年3月29日
發(fā)明者山根久和 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社