[发明专利]具有双电极调制电子枪的彩色显示系统

说明书

本发明涉及包括具有一字排列式三束电子枪的阴极射线管（CRT）的彩色显示系统，具体涉及在电子枪的两个电极上施加至少两种不同的动态电压来控制电子束的光点尺寸的彩色显示系统。

由于大屏幕一字排列式彩色CRT最近已用于计算机辅助设计（CAD）/计算机辅助生产（CAM）和娱乐场所，为满足这些应用场合的高分辨要求，因而需要在整个荧光屏范围内减小电子束光点尺寸。该彩色显示系统包括一字排列式彩色CRT和自会聚偏转系统，后者用于产生使电子束在管子的荧光屏上的矩形光栅中沿水平方向和垂直方向扫描的磁场。由于边缘场的缘故，所述自会聚偏转系统在管子中产生强的象散和偏转散焦，这种象散和偏转散焦主要由电子束偏转时的垂直过聚焦引起，其次，由电子束的水平欠聚焦引起。

为了对此作出补偿，迄今的做法是：在电子枪的电子束形成区产生象散，以引起电子束在垂直方向上的散焦和加强电子束在水平方向上的焦聚。曾经用带有缝形小孔的G1控制电极和G2帘栅极构成这种象散束形成区。这些缝形小孔产生具有四极分量的非轴对称场，该四极分量在垂直平面和水平平面上对电子束起不同的作用。1980年11月18日授予Chen等人的美国专利4，234，814中说明了这种缝形小孔。这些结构是静态的：所述四极场在电子束未被偏转和未经历偏转系统象散的时候产生补偿象散。

为了提供改进的动态校正，1982年3月9日授予Chen的美国专利4，319，163采用附加的上游帘栅极G2a，该帘栅极具有在水平方向上开槽的小孔，并且，在其上加上可变的或已调制的电压。下游帘栅极G2b具有园形小孔，并且，加上固定电压。G2a上的可变电压改变了四极场的强度，以致所产生的象散正比于所扫描的离轴位置。

利用象散束形成区是有效的，但也存在若干缺点。首先，由于束形成区具有小的尺寸，所以，该区对结构公差非常敏感。其次，必须使G2栅极的有效长度或厚度偏离其无开槽小孔时的最佳值。第三，当把可变电压加到束形成区的栅极上时，束电流可能变化。第四，四极场的有效性随着电子束穿过的位置（从而，随着束电流）而变化。

1988年3月15日授予Bloom等人的美国专利4，731，563公开了一种无上述缺点的电子枪象散校正方式。该电子枪包括束形成电极，主聚焦透镜电极和用于在每条电子束路径的束形成区和主聚焦透镜之间形成多极透镜的两个交错的电极。使每个多极透镜适当取向，以校正相关的电子束，从而，至少部分地补偿象散偏转磁场对该电子束的影响。第一多极透镜电极位于束形成区电极和主聚焦透镜电极之间。第二多极透镜电极连接到主聚焦透镜电极，并且，位于第一多极透镜电极和主聚焦透镜之间、靠近第一多极透镜电极。提供一种用于把固定聚焦电压加到第二多极透镜电极上，并且、把与电子束偏转相关的动态电压信号加到第一多极透镜电极上的装置。每个多极透镜的位置紧靠主聚焦透镜，足以使主聚焦透镜的强度作为动态电压信号的电压变量的函数而变化。该动态电压信号以水平扫描频率控制第一多极透镜电极，以便以单一波形校正在3：00和9：00点（下文称为3D和9D）荧光屏位置上电子束的畸变。但是，由于边缘场渗入电子枪，使电子束在离轴的位置上穿过主聚焦透镜的较强部分。电子束的离轴路径和自会聚偏转系统的垂直偏转线圈产生的垂直过聚焦作用要求在荧光屏顶部的垂直聚焦电压高于在荧光屏中心处的垂直聚焦电压、并且、必须以垂直扫描频率实现该聚焦电压差的动态校正。可以通过在主聚焦透镜中使用所述交错结构来实现这一点，但是，由于垂直频率低，所以，要经济地以电容方式把所需要波形耦合到聚焦电源中而不损害聚焦电源相对于阳极电源的跟踪特性是困难的。

1988年8月16日授予New等人的美国专利4，764，704把美国专利4，731，563的动态已调多极透镜与位于电子枪的束形成区与多极透镜之间的附加透镜相结合。该附加透镜为从束形成区透镜射出的离轴电子束提供静态校正并使其折射，此外，使电子束非对称地聚焦，以便向主透镜提供非对称形电子束。该附加透镜的缺点是：用于为电子束提供静态校正的矩形小孔在电子枪制造过程中难于在园柱形装配销上精确对中。