[发明专利]阴极射线管的电子枪

说明书

本发明涉及一种阴极射线管的电子枪，其内电子束点的尺寸随束电流增大而增大受到了制止，从而在高的束电流区中产生满意的分辨率。

一般说来，阴极射线管的电子枪是如此构成，致使从阴极发出的电子束经由一阴极予聚焦透镜组件（也称为束形成区或三极管段）和构成电子透镜系统的前级透镜（early  stage）组件的初步聚焦，然后经由构成该电子透镜系统的主透镜组件使其进入荧光屏并在其上聚焦。

用于传统阴极射线管电子枪的这种电子透镜系统通常有两类，即单电位式透镜和双电位式透镜。由这两种组合而成的四级（quadra）电位式（此后称“QPF”）和多级电位式（此后称为“MPF”）等其他组合透镜系统也是已知的。

具有QPF透镜的阴极射线管电子枪作为先有技术的一种实例而示于图1和图2中。图1是表示按先有技术的一种QPF阴极射线管电子枪的基本结构图，图2是表示在该QPF阴极射线管电子枪中电子透镜系统的栅极配置和电子束的光路示意图。

在图1和2中，标号21表示管脚，30表示荧光屏，并从管脚21侧到荧光屏30依次安排有阴极22，第一至第六栅31至36以及一屏蔽帽29。第二栅32以环状形成并在其中央部分带有一电子束孔径，而第一栅和第三至第六栅31，33至36以园筒形形成并在其两端带有电子束孔径。

第二和第四栅极32，34外加有截止电压，第三和第五栅极加有聚焦电压E_F，第六栅极36加有高压Eb。

第一，第二和第三栅极31，32，33对形成电子束产生影响。配置这些栅极的区域称为电子束形成区或三极管，或由此获得的透镜作用而言，称为阴极予聚焦透镜组件L₁。

以类似方式，第三、第四和第五栅极33，34，35构成制作单电位式透镜，用以聚焦从阴极22射出的电子束的前级透镜组件L₂，而第五和第六栅极35，36构成提供双电位式透镜的主透镜组件L₃。

第三栅极33起到阴极予聚焦透镜组件L₁和前级透镜组件L₂的双重作用，而第五栅极35同时分别充当前级透镜组件L₂和主透镜组件L₃。

在此传统QPF阴极射线管电子枪中，如图1和2所示，由阴极射出的电子束受构成阴极予聚焦透镜组件L₁的第一栅31，第二栅32和第三栅33的控制而形成交叉，并经由包含第三栅33，第四栅34和第五栅35的单电位式透镜组成的前级透镜组件L₂的予聚焦，再经由第五栅35和第六栅36构成的双电位式透镜的主透镜组件L₃将其进一步聚焦在荧光屏30上，以产生束点。

图3是表示构成用于一般类型的传统阴极射线管电子枪的单电位式透镜的三个栅极G₁，G₂，G₃的示意图。聚焦电压E_F被加到栅极G₁，G₃，而截止电压加到栅极G₂。

为满足作为单电位式透镜的条件，中间栅G₂的直径及其轴向长度L，保持L/D＜2.5的关系（应用物理杂志，1977年6月，第6期48卷2306-2311页）。

更确切地说，用于阴极射线管电子枪的单电位式透镜是如此构成的，以致将构成单电位透镜的三个栅极G₁，G₂，G₃中的中间栅极G₂的L/D设定在小于2.5。这也是图1和2所示传统阴极射线管电子枪的情况。

某些UPF阴极射线管电子枪是高UPF型的，其构成前级透镜组件的第四栅的轴向长度是为减小球面象差而增大的。沿该电子枪第四栅轴向的长度至多是其直径D的2至2.5倍。

确定阴极射线管电子枪的荧光屏上的束点尺寸的重要因素是由于每个电子透镜系统的空间电荷和球面象差引起的电子互斥作用。空间电荷对还未经足够加速的电子束成形区（三极管）具有巨大作用。另一方面，电子被足够加速的主透镜组件L₃所受球面象差的影响比受空间电荷的影响更大。

作为增大屏幕亮度的一种传统方法是增大束电流。然而，随着束电流的增大，空间电荷和球面象差具有叠加作用，结果增大了束点尺寸，从而使分辨率下降。