JPH0145078Y2

JPH0145078Y2 -

Info

Publication number: JPH0145078Y2
Application number: JP1981087337U
Authority: JP
Priority date: 1981-06-12
Filing date: 1981-06-12
Publication date: 1989-12-26
Also published as: JPS57198854U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、球面収差による電子ビームの拡が
りなどを抑制し、極めて細い電子ビームを得るよ
うにした陰極線管用電子銃に関する。

一般に、陰極線管用電子銃は、陰極すなわちカ
ソードから放出された電子ビームを、静電界型レ
ンズまたは磁界型レンズからなる電子レンズに入
射し、電子レンズの集束作用によりビーム径の小
さな電子ビーム、すなわち細い電子ビームを得る
ものであり、陰極線管の蛍光面スクリーン上にお
ける電子ビームのビーム・スポツト径Dtはつぎ
の式で示される。

Dt＝〔（Dx＋Dsa）²＋Dsc²〕^1/2 なお、Dxは陰極部、たとえばカソードとカソ
ードの後段に設けられたコントロールグリツド用
の第１電極および第１電極の後段に設けられた加
速電極用の第２電極からなるいわゆるトライオー
ド部の近傍で生じるクロスオーバー、すなわち電
子ビームの径が最小となる点の電子ビームのビー
ム径であり、Dsaは電子レンズの球面収差の項、
Dscは空間電荷反発の項を示す。

そこで、ビーム径の小さな電子ビームを得るた
めには、Dx，Dsa，Dscそれぞれが最小になるよ
うに設計する必要があり、第１図に示すように、
静電界型レンズまたは磁界型レンズからなる電子
レンズ１は、レンズ１の中心側に入射された電子
ビームに対する焦点距離に比し、レンズ１の端縁
側に入射された電子ビームに対する焦点距離が短
かくなるため、レンズ１に入射される電子ビーム
のビーム径が大きく、レンズ１の中心側から端縁
側にわたつて入射されると、レンズ１の各部の焦
点距離の異差により、レンズ１の球面収差による
電子ビームの拡がりが大きくなり、焦点位置Ａに
おける電子ビームのビーム・スポツト径も大きく
なる。

したがつて、レンズ１に入射する電子ビームの
ビーム径をなるべく小さくすることにより、レン
ズ１を介して細い電子ビームを得ることができ、
焦点位置Ａすなわち蛍光面スクリーン上の電子ビ
ームのビーム・スポツト径を小さくすることが可
能となる。

そして、特に細い電子ビームを得るために、
種々の陰極線管用電子銃が提案され、２個の静電
界型レンズにより細い電子ビームを得るようにし
た従来の陰極線管用電子銃は、第２図に示すよう
に、カソードＫの後段にコントロールグリツド用
の第１電極Ｇ１が設けられるとともに、第１電極
Ｇ１の後段に加速電極用の第２電極Ｇ２が設けら
れ、カソードＫ、第１、第２電極Ｇ１，Ｇ２によ
り陰極部であるトライオード部２が構成され、ト
ライオード部２から放出された電子ビームが、第
２電極Ｇ２の後段に設けられた第３電極Ｇ３およ
び第３電極Ｇ３の後段に設けられた第４電極Ｇ４
ａからなるバイポテンシヤル方式の第１静電界型
レンズ３ａに入射され、トライオード部２から放
出された電子ビームの拡がりが抑えられるととも
に、第１静電界型レンズ３ａにより拡がりの抑え
られた電子ビームが、第４電極Ｇ４ａと第４電極
Ｇ４ａの後段に設けられた第５電極Ｇ５および第
５電極Ｇ５の後段に設けられた第６電極Ｇ６から
なるユニポテンシヤル方式の第２静電界型レンズ
３ｂに入射され、このとき、第２静電界型レンズ
３ｂに入射される電子ビームのビーム径が、第１
静電界型レンズ３ａにより小さく抑えられるた
め、第２静電界型レンズ３ｂの球面収差による電
子ビームの拡がりが抑制され、実線に示すよう
に、第２静電界型レンズ３ｂからの電子ビームの
ビーム径が、第１静電界型レンズ３ａのない場合
の電子ビームの破線に示すビーム径より小さくな
り、細い電子ビームを得るとともに、蛍光面スク
リーン上における電子ビームのビーム・スポツト
径が第２静電界型レンズ３ｂのない場合より比較
的小さくなる。なお、両静電界型レンズ３ａ，３
ｂを構成する第３ないし第６電極Ｇ３，Ｇ４ａ，
Ｇ５，Ｇ６の電圧、すなわち集束用電圧が電子ビ
ームの加速用高圧から作られるため、加速用高圧
の変動に伴なつて両静電界型レンズ３ａ，３ｂの
焦点距離が自動的に調整される。

しかし、２個の静電界型レンズを備える場合、
電極構成が複雑化するとともに、磁界型レンズを
備えた場合のように球面収差を極めて良好に抑え
ることは困難であり、電子ビームを十分に細くす
ることができない問題点がある。

一方、磁界型レンズが球面収差の最も小さな電
子レンズであることは公知であるが、磁界型レン
ズを採用した電子銃は、たとえば特開昭54−5373
号公報（H01J29／54）の第５図に開示されてい
るように、磁界型レンズが永久磁石またはコイル
の一定磁界により形成され、焦点距離が電子ビー
ムの加速用高圧の変動に依存しないため、蛍光面
の輝度変化、すなわち画面の明暗変化に伴なつて
電子ビームの加速用電圧が変動すると、磁界型レ
ンズの焦点距離が相対的に最適な焦点距離からず
れて電子ビームが広がる欠点があり、とくに、極
めて細い電子ビームを得る場合には、加速用電圧
の変動に伴なつて磁界型レンズを形成する磁界の
強さを調整して焦点ずれを補正する必要がある。

そして、前記公報には、焦点ずれの調整機構と
して磁界調整用シヤントを設け、磁界型レンズを
形成するコイルの位置を移動して磁界型レンズの
焦点距離を調整することが記載されるとともに、
細い電子ビームを得る場合、前記シヤントおよび
第２の磁界型レンズを形成するコイルを設け、シ
ヤントによる第１の磁界型レンズの焦点距離の調
整（粗調整）と、第２の磁界型レンズの焦点距離
の調整（微調整）とにより、両レンズの合成磁界
型レンズの焦点距離を調整することが記載されて
いる。

しかし、前記シヤントなどの焦点ずれの調整機
構などを設けることにより、構成が著しく複雑化
するとともに大型化し、しかも、画面の明暗変化
にもとづく電子ビームの加速用高圧の瞬間的な変
動が生じたときには、焦点ずれの調整を加速用高
圧の変動に追従して行うことが困難であり、極め
て細い電子ビームを安定に形成できない問題点が
ある。

この考案は、前記の点に留意して、バイポテン
シヤル方式の静電界型レンズの後段に磁界型レン
ズを形成し、両レンズの作用にもとづき、簡単か
つ小型の構成で従来の陰極線管用電子銃より細い
電子ビームを得るようにするものであり、つぎに
この考案を、その１実施例を示した第３図ととも
に詳細に説明する。

第３図において第２図と同一記号は同一のもの
を示し、異なる点は、第３電極Ｇ３の後段に第４
電極Ｇ４ｂを設け、第３、第４電極Ｇ３，Ｇ４ｂ
によりバイポテンシヤル方式の静電界型レンズ４
を形成し、静電界型レンズ４の後段に、磁界発生
部５のコイルから発生した磁界により形成される
磁界型レンズ６を設けた点であり、トライオード
部２から放出された電子ビームが静電界型レンズ
４に入射されると、前述と同様に、トライオード
部２から放出された電子ビームの拡がりが静電界
型レンズ４により抑えられ、磁界型レンズ６には
ビーム径の小さな電子ビームが入射され、磁界型
レンズ６を介した電子ビームが蛍光面スクリーン
上に集束される。

したがつて、球面収差の点で最も有利な磁界型
レンズ６により電子ビームが蛍光面スクリーン上
に集束されるとともに、磁界型レンズ６に入射さ
れる電子ビームのビーム径が静電界型レンズ４に
より細くなるため、球面収差による電子ビームの
拡がりが非常に抑制され、極めて細い電子ビーム
を得ることができる。

また、トライオード部２の後段にバイポテンシ
ヤル方式の静電界型レンズ４を形成したことによ
り、電子ビームの加速用高圧が変動すると、静電
界型レンズ４の焦点距離が加速用高圧の変動に追
従して変化し、焦点ずれが自動的に調整され、従
来の磁界型レンズのみを採用した電子銃に比して
いわゆる焦点ずれの非常に小さなものとなる。

たとえば、画面の明暗変化によつて加速用高圧
が低下変動し、一定磁界の磁界型レンズ６の作用
が相対的に強くなつて磁界型レンズ６の焦点距離
が短方向にずれると、このとき、加速用高圧の低
下によつて静電界型レンズ４の作用が弱くなり、
静電界型レンズ４の焦点距離が長くなつて磁界型
レンズ６の焦点ずれが相殺され、焦点ずれが自動
的に調整されて補正される。

したがつて、静電界型レンズ４と磁界型レンズ
６の作用にもとづき、球面収差の影響をほとんど
受けることなく電子ビームが良好に収束されると
ともに、電子ビームの加速用高圧の変動に追従し
た静電界型レンズ４の焦点距離の変化により、焦
点ずれが自動的に調整されて補正され、磁界型レ
ンズ６の焦点ずれ調整機構などを設けることな
く、簡単かつ小型の構成で、極めて細い電子ビー
ムを安定に得ることができ、たとえば、シヤドウ
マスクを使用しない６極ビームインデツクス管な
どに適用した場合、非常に良好なビーム・スポツ
ト径を得ることができる。

以上のように、この考案の陰極線管用電子銃に
よると、電子ビームを放出する陰極部の後段に前
記ビームの加速用高圧の変動によつて焦点距離が
変化する。バイポテンシヤル方式の静電界型レン
ズを形成するとともに、静電界型レンズの後段に
磁界型レンズを形成したことにより、静電界型レ
ンズによつて電子ビームの拡がりが抑えられると
ともに、磁界型レンズによつて球面収差の影響を
ほとんど受けることなく電子ビームが良好に収束
され、しかも、電子ビームの加速用高圧の変動に
もとづく静電界型レンズの焦点距離の変化によ
り、磁界型レンズの焦点ずれの調整機構などを設
けることなく、加速用高圧の変動に追従して焦点
ずれが自動的に調整されて補正され、簡単かつ小
型の構成で、極めて細い電子ビームを安定に形成
することができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は球面収差による電子ビームの拡がりの
説明図、第２図は従来の陰極線管用電子銃のブロ
ツク図、第３図はこの考案の陰極線管用電子銃の
１実施例のブロツク図である。２……トライオード部、４……静電界型レン
ズ、５……磁界発生部、６……磁界型レンズ、Ｇ
３，Ｇ４ｂ……第３、第４電極。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

電子ビームを放出する陰極部の後段に前記ビー
ムの加速用高圧の変動によつて焦点距離が変化す
るバイポテンシヤル方式の静電界型レンズを形成
する複数の電極と、前記静電界型レンズの後段に
磁界型レンズを形成する磁界発生部とを備えた陰
極線管用電子銃。