CN1409352A - 具有改善的水平分辨率的彩色显像管 - Google Patents

Abstract

彩色显像管可使用简单结构来抑制电子束斑点形状变形和改善水平分辨率。水平偏转线圈生成一个基本均衡的水平偏转磁场。多条电子束在通过偏转磁轭的面对电子枪的中心一端时，与管轴基本平行。透镜形成单元在磁心的电子枪一端和荧光屏之间形成多条电子束通过的透镜。该透镜具有不管多条电子束到达荧光屏的哪个部件，都使多条电子束在水平方向彼此趋近的效果。

Description

具有改善的水平分辨率的彩色显像管

技术领域

本发明涉及一种偏转来自具有多个一字形阴极(in-linecathode)的电子枪的多条电子束，并在荧光屏上显示彩色图像的彩色显像管。

背景技术

在具有一字形电子枪的彩色显像管中，该一字形电子枪内对应红(R)绿(G)蓝(B)三色的阴极是被水平对准的，电子枪发出的三条电子束需要在荧光屏上会于一个适当的点(这被称为“会聚converge”)。自(self)会聚和动态会聚是广泛用于产生这种会聚的通常技术。

自会聚技术通过生成偏转电子束的非均衡偏转磁场来产生会聚。通常，水平偏转磁场和垂直偏转磁场分别被畸变成枕形和桶形。用这种方法，三条电子束的每个在穿过偏转磁场的时候都偏转不同的量，以便三条电子束在整个荧光屏上会聚。

动态会聚技术通过在将三条电子束偏转之前产生用于动态地改变两条外层电子束角度的磁场(动态会聚磁场)来产生会聚。磁场的强度根据偏转的量而改变，以便三条电子束在整个荧光屏上会聚。

自会聚彩色显像管有一个缺陷：在接近荧光屏的边缘，三条电子束的斑点形状发生变形。这种斑点形状的变形导致分辨率下降。已经提出了各种的技术来解决这个问题(例如：公开未审查的专利申请No.H09-102288)。然而，这些努力不能令人满意地适应当前改善显示数据密度和对于薄形电视加大偏转角度的趋势。

动态-会聚彩色显像管使用不畸变的均衡磁场作为偏转磁场，也不产生分辨率的下降。但是这种类型需要复杂的结构。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单的彩色显像管，该显像管可以抑制电子束斑点形状变形并改善水平分辨率。

通过一个偏转多条电子束且在荧光屏上生成彩色图像的彩色显像管达到了所述目的，该彩色显像管包括：具有多个一字形阴极并发射多条电子束的电子枪；包含水平偏转线圈、垂直偏转线圈和磁心的偏转磁轭(yoke)，该水平偏转线圈产生基本均衡的水平偏转磁场，该垂直偏转线圈产生垂直偏转磁场；可形成多条电子束通过的透镜的透镜形成单元，该透镜位于面对电子枪的磁心一端与荧光屏之间，其中当通过磁心面对电子枪的一端时，多条电子束基本与彩色显像管的管轴平行，透镜具有：(a)一种水平会聚效果，使不管多条电子束达到荧光屏的哪个部分，都在水平方向彼此趋近；以及(b)强度分布，在多条电子束到达荧光屏的部件水平方向距离荧光屏垂直中心线越远，水平会聚效果越弱。

根据此结构，将基本均衡的磁场用作水平偏转磁场。结果可以抑制由畸变偏转磁场产生的电子束斑点形状变形，以此能够改善水平分辨率。另外，电子束通过透镜的位置随着电子束被水平偏转而改变，调整了水平方向的透镜强度分布，来在整个荧光屏上产生会聚。这样基本上不需要使用高频水平偏转电流来调整会聚所用的磁场强度。因此彩色显像管可以用简单电路结构实现。

应指出这所用的词“趋近”不仅包含多条电子束完全会聚的情况，而且包含多条电子束不完全会聚但互相接近，尤其在荧光屏边缘上的情况。

附图简述

从下面结合表示本发明具体实施例的附图进行的详细描述将使本发明的这些和其它目的，优点和特征更为明显。

图1是本发明实施方案的彩色显像管的侧视图；

图2是实施方案中偏转磁轭的示例结构的透视图；

图3是通过一个包含管轴并垂直于水平方向(X轴方向)的平面所截的偏转磁轭的上半部的截面图；

图4表示从垂直方向看的三条水平对准的电子束的路线；

图5表示由图2所示四极线圈形成的磁透镜的结构和效果；

图6是当未执行垂直偏转时，图5所示四极磁场的磁通(flux)密度的示例；

图7表示偏转角度θ与会聚功率F的关系；

图8表示偏转角度θ与磁通密度By的关系；

图9表示一种四极磁场，其中每个磁极(北极和南极)对于Y轴的角度α近似为45°；

图10表示了图9所示的四极磁场的磁通密度在X轴上的分布；

图11说明了每个磁极的角度α在实施方案的四极磁场中如何设置；

图12表示实施方案中磁体等的放置；

图13表示使用静电透镜的示例；和

图14表示在图2所示上部线圈的两极之间产生的磁场和下部线圈的两极之间产生的磁场。

具体实施方案

下面参照附图对本发明的彩色显像管的实施方案进行描述。

(彩色显像管的整个结构)

图1是本发明实施方案的彩色显像管的侧视图。

该彩色显像管大致由一种包含面板10、玻锥(funnel)20、一字形电子枪30和偏转磁轭100的封装组成。荧光屏在面板10的内表面形成。一字形电子枪30在玻锥20的颈部，向荧光屏发射三条电子束。偏转磁轭100被安装于玻锥20附近。此实施方案中，将发射三条水平对准且基本沿着X轴互相平行的电子束的电子枪用作电子枪30，以便三条电子束基本互相平行地进入水平偏转磁场。尽管此实施方案描述的是从荧光屏一侧看三条电子束从左到右排列顺序为B，G，R的情况，本发明并不限于此顺序。

偏转磁轭100在玻锥20内形成偏转磁场，来偏转从电子枪30发射出的电子束。图2是表示偏转磁轭100结构的示例的透视图。图3是通过一个包含管轴(Z轴)并垂直于水平方向(X轴方向)的平面所截的偏转磁轭的上半部的截面图。在向外方向(从玻锥20的内部向外部)偏转磁轭100依次包括水平偏转线圈110，绝缘框120，垂直偏转线圈130，铁氧体磁心140。

水平偏转线圈110由一对通过将导线绕于鞍状物形成的水平线圈110a和110b制成。设置水平线圈110a和110b使各自位于中部的窗口111a和111b互相面对，且沿着绝缘框120的内表面放置，以便与绝缘框120紧密接触。同样，垂直偏转线圈130由一对通过将导线绕于鞍状物所形成的垂直线圈制成。提供的铁氧体磁心140用于包围这些垂直线圈。铁氧体磁心140用作由水平偏转线圈110和垂直偏转线圈130产生的偏转磁场的磁心。

此实施方案中，用于形成透镜(通过四极磁场形成的磁透镜)的线圈在每个窗口111a和111b中提供。以下将在窗口111a中提供的线圈称为上线圈151，在窗口111b中提供的线圈称为下线圈152。也将上线圈151和下线圈152总称为四极线圈150。上线圈151和下线圈152形成磁透镜，该磁透镜使三条电子束在置于面板10内表面的荧光屏的水平方向会聚。下面会详细介绍四极线圈150的功能。

参照图3解释偏转磁轭100每个部件的位置。图中，将四极线圈150(图3中的上部线圈151)的荧光屏端的位置设定为在管轴(Z轴)上的参照点(Z＝0)，其正方向在荧光屏一侧，负方向在电子枪一侧。这样，水平偏转线圈110位于-50到23(毫米)，垂直偏转线圈130位于-50到10，铁氧体磁心140位于-45到4。同时，四极线圈150的磁心位于-26到0。要指出这里四极线圈150的磁心宽为15毫米，被镶嵌在绝缘框120内的窗口111a(111b)上(虽然为了方便解释在图2中示出了上线圈151和下线圈152)。

将一种对应水平偏转频率的水平锯齿偏转电流提供给水平偏转线圈110。结果是水平偏转线圈110在玻锥20内的垂直方向产生一个磁场，并在水平方向内偏转电子束。同时，将一种对应垂直偏转频率的垂直锯齿偏转电流提供给垂直偏转线圈130。结果垂直偏转线圈130在玻锥20的水平方向产生一个磁场，并在垂直方向偏转电子束。

此实施方案中，通过水平偏转线圈110产生的水平偏转磁场基本上是一种均衡磁场。用此方法，可以防止荧光屏水平边缘附近的电子束斑点形状发生变形。下面将对此实施方案的基本均衡磁场的概念进行解释。

基本均衡的水平偏转磁场如下。

假设Z轴是管轴，X轴方向是荧光屏的水平方向，Y轴方向是荧光屏的垂直方向，且Z轴上的X座标和Y座标均为0。用Bh(x，z)代表水平偏转磁场的Y轴方向分量的磁通密度。于是Bh(x，z)可由公式1表示：

     Bh(x，z)＝Bh₀(z)+Bh₂(z)·x²    ...(公式1)

其中x表示在X轴方向内距Z轴的位移变量，z表示Z座标的变量。

公式1中，Bh₀(z)是Z轴上水平偏转磁场的Y轴方向分量的磁通密度，并是z的函数。Bh₂(z)被称作二次畸变系数，也是z的函数。Bh₂(z)充当X²的系数。如果不管z如何取值，Bh₂(z)＝0时，Bh(x，z)则由z值决定，而不管x如何取值。在这种情况中，水平偏转磁场是完全均衡的磁场。

然而，通过线圈设计来实现这样一个完全均衡的磁场是不容易的。即使做某种尝试实现了一个完全均衡的磁场，事实上Bh₂(z)最终将会有一些分量，尽管是轻微的。因此在此实施方案中，如果水平偏转磁场至少在Z轴方向的水平偏转线圈110长度的75％范围内满足公式2，该水平偏转磁场就被认为是基本均衡磁场。这里，将Z轴上磁通密度分布Bh₀(z)的最大值规一化为1，x用毫米表示。

    -1×10^-4≤Bh₂(z)≤1×10^-4(1/mm²)    ...(公式2)

另一方面，垂直偏转磁场需要根据在荧光屏上水平会聚三条电子束的透镜的垂直效果，也就是在垂直方向移动电子束的透镜效果，进行调整。

如果透镜没有垂直效果，需要将垂直偏转线圈130的垂直偏转磁场设计为基本均衡的磁场，以便在电子束垂直偏转时产生会聚。假设Z轴为管轴，X轴方向为荧光屏的水平方向，Y轴方向为荧光屏的垂直方向，且Z轴上的X座标和Y座标均为0。用Bv(y，z)表示垂直偏转磁场的X轴方向分量的磁通密度。于是Bv(y，z)可用公式3表示：

     Bv(y，z)＝Bv₀(z)+Bv₂(z)·y²    ...(公式3)

其中y表示在Y轴方向上距Z轴位移的变量，z表示Z坐标的变量。

公式3中，Bv₀(z)是Z轴上垂直偏转磁场的X轴方向分量的磁通密度，并是z的函数。Bv₂(z)称为二次畸变系数，也是z的函数。Bv₂(z)充当y²的系数。如果不管z如何取值，Bv₂(z)＝0时，Bv(y，z)则由z值决定，而不管y如何取值。在这种情况中，垂直偏转磁场是一个完全均衡的磁场。

然而，即使做某种尝试实现了一个完全均衡的磁场，事实上Bv₂(z)最终将会有一些分量，正如水平偏转磁场的情况一样。从这里看，如果垂直偏转磁场至少在Z轴方向的垂直偏转线圈130长度的75％范围内满足公式4，该垂直偏转磁场被认为是基本均衡磁场。这里，将Z轴上磁通密度分布Bv₀(z)的最大值规一化为1，y用毫米表示。

     -1×10^-4≤Bv₂(z)≤1×10^-4(1/mm²)    ...(公式4)

如果透镜有垂直发散效果，即一种使电子束从垂直方向的中心移开的效果，每条电子束的垂直移开的量不同。因此，需要将垂直偏转线圈130的垂直偏转磁场设计为桶形磁场，来消除这种垂直发散效果。因此，当电子束垂直偏转时可能产生会聚。公式3中，如果垂直偏转磁场满足公式5，则被认为是桶形磁场：

       Bv₂(z)＜-1×10^-4(1/mm²)    ...(公式5)

另一方面，如果透镜有垂直会聚效果，即一种使电子束向垂直方向的中心移动的效果，每条电子束的垂直移动的量不同。因此，需要将垂直偏转线圈130的垂直偏转磁场设计为枕形磁场，来消除这种垂直会聚效果。因此，电子束垂直偏转时可能产生会聚。公式3中，如果垂直偏转磁场满足公式6，则被认为是枕形磁场：

      Bv₂(z)＞1×10^-4(1/mm²)    ...(公式6)

在此实施方案中，四极线圈150形成四极磁透镜。这种透镜具有水平会聚效果和垂直发散效果。因此，将垂直偏转磁场设计为桶形磁场。二次畸变系数Bv₂(z)在磁场的峰值附近是最大的值，其最大绝对值被设为Bv₂(z)＝-16×10^-4(1/mm²)。

同样，在进入偏转磁轭100内的铁氧体磁心140的电子枪端时，这三条电子束是基本互相平行的。以下定义了这里提到的基本平行。图4表示从垂直方向看的三条水平对准的电子束的路线。这里未显示四极磁透镜。图中，S表示电子枪30的主透镜60上相邻电子束80的水平间隔。L表示沿管轴方向从主透镜60到荧光屏70的距离。φ表示在铁氧体磁心140的电子枪端，每条外层电子束与同中心电子束(或管轴)平行的轴所成的角度。因此，如果三条电子束满足公式7，则被认为是互相基本平行：

         |φ|＜(1/2)·tan^-1(S/L)    ...(公式7)

假设荧光屏从左上角到右下角测量为86cm，则偏转角度最大为100°(大约S＝6mm，L＝450mm)。如果|φ|＜0.38 °，电子束是基本互相平行的。实际设计可以按照下面方法执行。首先设定|φ|＝0°，然后设定其它设计参数。如果发生偏离，可作细微调整，来最终满足|φ|＜0.38 °。

因此，将水平偏转磁场设计为基本均衡磁场，进入偏转磁场范围的三条电子束被排列成基本互相平行。结果是到达荧光屏的三条电子束尽管在水平方向存在互相偏离，但在垂直方向不存在互相偏离。因此，如果调整水平偏离可以使三条电子束会聚。此实施方案中，由四极线圈150形成的四极磁透镜被用于使三条电子束会聚在水平方向。尽管这种透镜具有垂直发散效果，但如上所述，可以通过将垂直偏转磁场形成为桶形磁场来消除此效果。

下面具体解释通过四极线圈150形成的四极磁透镜的效果。图5表示了上部线圈151，下部线圈152和之间通过的三条电子束(R，G，B)，从荧光屏一侧面可以看出。在此实施方案中，通过将导线40绕在Ni铁氧体制成的中心件上分别形成上部线圈151和下部线圈152。对导线40提供一个稳定状态的电流。尽管上部线圈151和下部线圈152在此实施方案中各自有100圈，但每个线圈的圈数可以任意调整。

用此结构，上部线圈151和下部线圈152起磁体线圈的作用，形成在两端的磁极。结果如图5所示生成四极磁场。这里要指出图5中只表示了四极磁场的垂直分量。更详细地说，磁场1511具有在从上部线圈151的北极到下部线圈152的南极的垂直分量。磁场1521具有从下部线圈152的北极到上部线圈151的南极之间有垂直分量。磁场1511和1521对电子束在水平方向施加一个外力。

此四极磁场的垂直分量有一种图6所示的对于水平方向位置的磁通密度分布。这里，By表示四极磁场的垂直分量的磁通密度，X表示在水平方向从管轴的位移。磁通密度绝对值的峰值1515和1525出现在磁场1511和1521的磁极附近。三条电子束始终在这两个峰值1515和1525之间。随着电子束被水平偏转，两个峰值1515和1525之间的三条电子束的位置发生改变。

在此实施方案中，三条电子束在进入偏转磁场范围时是基本互相平行的。因此，如果三条电子束不被水平偏转磁场进行水平偏转，就可以通过使用四极磁场的水平会聚效果使两条外层电子束向对方弯曲，来使三条电子束轻松地会聚于荧光屏中心。然而，如果三条电子束被水平偏转，只提供四极磁场就不足以使三条电子束在荧光屏上任何地方的水平方向发生会聚。

下面解释此实施方案中使三条电子束在整个荧光屏上会聚的四极磁场的设计原理。

随着电子束在水平方向上偏转更大(例如偏转角度θ增加)，四极磁场形成的水平会聚透镜与电子束到达的荧光屏(假设水平会聚透镜位于偏转中心)之间的距离将会增加。荧光屏越平，这种趋势就越明显。因此，当偏转角度θ增加时，水平会聚透镜用于使两条外层电子束向对方弯曲的会聚功率F需要减小。从这里看，下面检验在假设电子束未被垂直偏转时产生会聚的必需条件。

假设即使在三条电子束被水平偏转时，会聚功率F也不发生改变。因此，三条电子束相交的点大约位于一个圆形轨道上。用θ₀表示中心电子束的偏转角度，Lm表示中心电子束通过偏转中心的点与三条电子束的相交点之间的距离，L₀表示中心电子束通过偏转中心的点与未执行水平偏转时三条电子束的相交点之间的距离。下面是Lm和L₀之间存在近似关系：

       LmL₀·cosθ₀    ...(公式8)

另一方面，当三条电子束在荧光屏上相交时，中心电子束通过偏转中心的点与三条电子束的相交点之间的距离Lm’对于L₀有以下近似关系：

     Lm′L₀/cosθ₀    ...(公式9)

此实施方案中，水平偏转磁场基本上是均衡磁场，进入水平偏转磁场的三条电子束是基本互相平行的。这因素表示中心电子束的偏转角度与两条外层电子束的每个偏转角度近似相等。因此，每条电子束的偏转角度可被表示为θ。因此，利用Lm与Lm’的比值可以确定需要减小多大的会聚功率F。也就是说，会聚功率F需要与偏转角度θ有以下近似关系：

      F＝Lm/Lm′＝cos²θ    ...(公式10)

这里，当电子束未被水平偏转时，偏转角度设为0；当电子束被向水平轴(X轴)的正方向偏转时，偏转角度设为+θ；当电子束被向水平轴的负方向偏转时，偏转角度设为-θ。公式10可以表示为图7的曲线。

为了用这种方法根据偏转角度θ改变会聚功率F，X轴上的四极磁场的磁通密度By要与偏转角度θ存在以下关系。这是从对公式10求积分的结果中获得的。

      By＝B₀{θ+(1/2)·sin2θ}    ...(公式11)

这里，B₀是一个比例常数。如果X轴正方向如图2、6所示，B₀＜0。则，公式11可以表示为图8的曲线图。图中，水平轴表示偏转角度θ。然而，如果四极磁透镜位于偏转中心附近，则即使在水平轴表示X时也可采用相似分布。因此，三条电子束即使被水平偏转，通过使三条电子束从图6示例分布的磁通密度的两个峰值1515和1525之间穿过，三条电子束也能适当地会聚。

图9表示一种典型四极磁场，该四极磁场的每个磁极(北极和南极)对于Y轴的角度均为45°。这种在X轴上的四极磁场的磁通密度分布可表示为图10所示的直线。此实施方案中，水平偏转磁场是基本均衡磁场，三条电子束在进入水平偏转磁场时是基本平行的。因此，如果使用的四极磁场与图9所示相似，则三条电子束在被水平偏转时很难适当地会聚。

另一方面，此实施方案中的四极磁场有以下结构。第一，每个磁极的角度α(见图11)设定在下面的范围内：

        10°＜α＜35°    ...(公式12)

通过这样，磁通密度分布被畸变成如图6、8所示的字母S形。为了使磁通密度分布更近似于图6、8所示，最好使用杆形磁体或绕在杆状磁心上的线圈并将其安装，以便磁极附近的磁通在水平方向(见图12)。其它调整磁通取向的方法可以代替杆形方案。

通过在偏转磁轭100的铁氧体磁心140上绕一个环形线圈，也可以形成四极磁场。同样在这种情况下，通过设置磁极角度和调整磁心形状、圈的比率、电流量的比率等，可以控制每个磁极的磁通流出。因此，在不使用此实施方案描述的线圈时也可以得到相同效果。

上面描述了四极磁场的设计原理。在实际设计中最好进行更具体的优化。同样，上面的例子使用了公式8的近似值。然而，如果水平偏转磁场具有如此实施方案中的Z轴方向的长度，就可以使用例如公式8’的近似值。因此，会聚功率F不限于上面所述。

     LmL₀·cos²θ₀    ...(公式8’)

当使用公式8’的近似值时，会聚功率F和磁通密度分布By分别用公式10’和11’表示：

      F＝Lm/Lm′＝cos³θ    ...(公式10’)

  By＝B₀′{(3/4)·sinθ+(1/12)·sin3θ}    ...(公式11’)

尽管没有图释，它们的曲线图与公式10和11的相似。因此这种情况也可以产生会聚。同样，即使四极磁场和偏转中心被放置在不同位置，这也可以通过下面一个示例的关系来处理。用d表示四极磁场与偏转中心的距离，θ表示偏转角度。那么由θ角偏转造成的四极磁场中的位移量为d×tanθ。

上面描述的磁通密度分布(见图6)有以下效果。在三条电子束未被水平偏转的荧光屏的水平中心(例如图5所示的中心电子束(G)在X轴中点)，中心电子束对应图6中的X＝0，且不受四极磁场的影响。同时，两条外层电子束(B和R)被通过四极磁场的具有相反方向和相同强度的垂直分量向前移动中心电子束的力所作用。这种水平会聚效果的结果是三条电子束会聚。通过四极磁场形成的磁透镜来施加这种水平会聚效果。

另一方面，当三条电子束被水平偏转磁场水平偏转时，水平会聚效果将被如上所述地施加于三条电子束上。然而在这种情况中，因为四极磁场距离荧光屏比水平偏转磁场的电子枪端更近，该四极磁场中的三条电子束的位置将根据偏转量而改变。因此三条电子束所受四极磁场影响的强度不同。这里，与三条电子束未被水平偏转的情况相比，作用在三条电子束上的水平会聚效果比较弱。具体地说，磁透镜的会聚效果在四极磁场内从中心向外围沿水平方向减弱。换句话说，磁透镜具有的强度分布使得在水平方向距离中心越远，会聚效果越弱。当三条电子束在水平方向偏转越大，它们通过的四极磁场部分的会聚效果越弱。因此三条电子束在水平方向的外围所受的会聚效果比在中心弱。

利用这种结构，可将三条电子束可以会聚于在荧光屏边缘的比中心更远的点。因此，在彩色显像管中，电子枪与荧光屏之间的距离在荧光屏水平边缘比在荧光屏中心大，故可以在荧光屏的水平边缘产生适当的会聚。这可以通过磁透镜的强度分布来实现。因此，不必与水平偏转同步地改变磁透镜的会聚效果。当然可以改变会聚效果，使之与水平偏转同步。然而，由于水平偏转频率很高，可能导致例如消耗功率更多和电路负荷更大等问题。然而根据本发明，可以使用一种简单的结构来产生会聚，而不用与水平偏转同步地改变会聚效果。

正如上面描述的，使用具有下面四个特征的简单结构可以改善分辨率。

(a)将基本均衡的磁场用作水平偏转磁场。

(b)在进入偏转磁场范围时三条电子束基本沿管轴互相平行。

(c)在偏转磁轭的铁氧体磁心的电子枪端与荧光屏之间生成一个对三条电子束施加水平会聚效果的磁透镜。

(d)通过垂直偏转磁场的磁场分布来消除任何不需要的磁透镜的垂直效果。

使用这种方法，不管电子束瞄准的点是在荧光屏的水平中心还是在水平边缘，都可以轻易地在整个荧光屏上实现会聚。

当电子束被垂直偏转时，如果不能充分调整会聚，最好采用根据垂直偏转磁场的强度减弱磁透镜的水平会聚效果或垂直发散效果的结构。例如：可与垂直偏转同步地改变磁透镜的效果。因为垂直偏转频率低至大约几拾Hz，那么与垂直偏转同步地改变磁透镜的水平会聚效果或垂直发散效果，将不会导致更高的功率消耗和更复杂的电路结构。同样，可以修改磁透镜以便具有的强度分布使在垂直方向距离中心越远，水平会聚效果越弱。

修改方案

通过上述实施方案对本发明进行了描述，但是很明显本发明不限于上述实施方案。修改的例子如下。

(1)上述实施方案描述了将线圈形成的四极磁场用作透镜的情况，但本发明不限于这种情况。例如，只要具有适当的强度分布和水平会聚效果，可以使用静电透镜。图13表示了使用这种静电透镜的例子。图中，在玻锥20中提供的屏蔽部件被分离为在电子枪一侧的屏蔽171和在荧光屏一侧的屏蔽172，它们具有不同的电位。在其之间的间隙提供静电透镜。这里最好选择具体结构，例如在考虑其它条件时电位的水平，以及部件的形状。或者可以组合使用静电透镜和磁透镜。在这种情况中，静电透镜可以对磁透镜产生的会聚进行精细调整。

(2)上述的实施方案描述了用线圈来生成四极磁场的情况。然而，如果不需要与垂直偏转同步地调整磁场强度，可以使用磁体来生成四极磁场。这种情况中，需要使用具有展示出良好温度特性的低温度系数的磁体。也可以通过将导线绕于磁体上，并进行细微调整来形成线圈。

(3)上述实施方案描述了在电子束上方和下方提供两个线圈来生成四极磁场的情况，但是本发明不限于此。例如，可以在电子束的左方和右方提供两个线圈，或者在电子束的对角提供四个线圈。同样，可以使用六极磁场或八极磁场来代替四极磁场。在任何情况中，磁极应放置成可以生成使三条电子束在水平方向会聚的外力。另外正如上面所述，最好控制磁通的流出。

(4)如上所述，四极磁透镜有垂直发散效果。基本上可以通过使用垂直偏转磁场的磁场分布来消除或降低这种垂直偏转效果。另一方案是随着垂直偏转量的增加，可减弱透镜自身的强度。这两种方法也可组合使用。然而，如果需要更精确的会聚，就需要解决以下关于透镜垂直效果的问题。

图14表示了形成于上部线圈151的两极之间的磁场1512和形成于下部线圈152的两极之间的磁场1522。当使用四极磁透镜时，这些磁场1512和1522具有一种使三条电子束偏离垂直方向中心的垂直发散效果。仅使用垂直偏转磁场的磁场分布无法消除这种透镜效果。磁场1512对电子束有一种向上的效果，而磁场1522对电子束有一种向下的效果。另外，这种效果的强度对于每个电子束不同。这会造成会聚失效。因此，当不能忽略磁场1512和1522的效果时，可以提供一种机构与垂直偏转同步地消除或减小磁场1512和1522。

(5)上述实施方案描述了电子枪30发射的三条电子束基本互相平行的情况，但是本发明不限于此。例如可以使用一种发射两条朝内方向的外层束的电子枪。在这种情况中，当电子枪发射三条电子束后，可以使用一种简单的磁场生成设备来修改电子束的路线，例如使用广泛应用的会聚磁轭(这里提到的磁场不同于偏转磁场)来使电子束基本互相平行。

(6)上述实施方案描述了通过在偏转磁轭100内提供四极线圈150来形成磁透镜的情况，但是可以将磁透镜提供在与偏转磁场不同的区域。例如，可以将磁透镜提供在荧光屏和偏转磁轭100之间。

(7)上述实施方案描述使用一个透镜的情况。然而，如果在管轴方向提供多个这种透镜就可以增加设计自由度。特别是当至少一个透镜形成于偏转磁轭磁心和至少一个剩余透镜形成于偏转磁轭的磁心与荧光屏之间时，可以分别调节会聚和屏面(raster)畸变。这使得可以任意进行两种调节。

尽管通过参照附图的实例充分地描述了本发明，应当指出不同的变化和修改对于本领域的技术人员来说都是明显的。

因此，这些变化和修改都包括在本发明的范围之内。

Claims (20)

1.一种偏转多条电子束并在荧光屏上产生彩色图像的彩色显像管，包含：

一种具有多个一字形阴极并发射多条电子束的电子枪；

一种包含水平偏转线圈、垂直偏转线圈和磁心的偏转磁轭，水平偏转线圈生成基本均衡的水平偏转磁场，垂直偏转线圈生成垂直偏转磁场；和

一种形成多条电子束通过的透镜的透镜形成单元，该透镜位于面对电子枪的磁心一端与荧光屏之间，

其中该多条电子束在通过面向电子枪的磁心一端时，基本与彩色显像管的管轴平行，

透镜具有：(a)一种水平会聚效果，造成多条电子束不管到达荧光屏的哪个部件都在水平方向互相接近，和(b)一种强度分布，该多条电子束到达的荧光屏部件在水平方向与荧光屏垂直中心线距离越远，水平会聚效果越弱。

2.如权利要求1的彩色显像管，

其中当该多条电子束到达的荧光屏部件在荧光屏水平中心线上或附近时，该透镜具有一种水平会聚效果，使多条电子束在荧光屏上会聚。

3.如权利要求1的彩色显像管，

其中当该多条电子束未被任何水平偏转磁场和垂直偏转磁场偏转时，该透镜具有一种水平会聚效果，使多条电子束在水平方向彼此趋近。

4.如权利要求1的彩色显像管，

其中，当该多条电子束被水平偏转磁场水平偏转时，该多条电子束通过透镜的位置在水平方向改变。

5.如权利要求1的彩色显像管，

其中该透镜是磁透镜。

6.如权利要求5的彩色显像管，

其中水平会聚效果的强度可通过磁透镜的磁通密度分布来调整。

7.如权利要求5的彩色显像管，

其中磁透镜的主表面位于水平偏转磁场的偏转线圈附近。

8.如权利要求5的彩色显像管，

其中该磁透镜是四极(quadrupole)磁透镜。

9.如权利要求5的彩色显像管，

其中该透镜形成单元包含磁体，磁体线圈，和其二者组合中的至少一个磁性部件。

10.如权利要求9的彩色显像管，

其中该透镜形成单元包含两个磁性部件，通过将两个磁性部件放置成使每个磁性部件的南极面向另一个磁性部件的北极，来将四极磁透镜形成为该磁透镜。

11.如权利要求10的彩色显像管，

其中将该两个磁性部件分别定位于该多条电子束通过的区域的上方和下方。

12.如权利要求11的彩色显像管，

其中当多条电子束未被任何水平偏转磁场和垂直偏转磁场偏转时，四极磁透镜的四个极位于其中心对应于中心电子束通过点的矩形的四个顶点，和

被第一直线和第二直线形成的角度α满足10°＜α＜35°，第一直线连接矩形的中心和矩形的上、下边的中心点，第二直线连接矩形的中心和矩形的任意顶点。

13.如权利要求9的彩色显像管，

其中将至少一个磁性部件被嵌于位于水平偏转线圈和垂直偏转线圈之间的绝缘框中。

14.如权利要求5的彩色显像管，

其中通过在磁心上绕的线圈形成该磁透镜。

15.如权利要求5的彩色显像管，

其中垂直偏转磁场形状为桶形。

16.如权利要求1的彩色显像管，

其中当多条电子束未被任何水平偏转磁场和垂直偏转磁场偏转时，水平会聚效果最强。

17.如权利要求16的彩色显像管，

其中随着多条电子束被垂直偏转磁场垂直偏转越多，水平会聚效果越弱。

18.如权利要求17的彩色显像管，

其中使用垂直偏转电流来调整水平会聚效果。

19.如权利要求1的彩色显像管，

其中该透镜包含静电透镜。

20.如权利要求19的彩色显像管，

其中该透镜位于面向荧光屏的磁心一端和荧光屏之间。

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