JPH0353733B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、単色又はカラーテレビジヨン受像管
のような陰極線管に適用して好適な電子銃に係わ
る。

通常のカラーテレビジヨン受像管は、赤、緑及
び青に対応して夫々単ビーム型を電子銃が設けら
れて成る。これら電子銃における主電子レンズの
構成は、代表的なものとして、バイポテンシヤル
型レンズ、ユニポテンシヤル型レンズ、トライポ
テンシヤル型レンズが挙げられる。

第１図は、バイポテンシヤル型主電子レンズ系
による単ビーム型電子銃の電極構成を示すもの
で、この場合、軸心Ｏ上に、カソードＫ、第１グ
リツドG₁、第２グリツドG₂、第３グリツドG₃、
及び第４グリツドG₄が順次配列される。第４グ
リツドG₄には高電圧のアノード電圧V_Aが与えら
れ、第３グリツドG₃にはこのアノード電圧V_Aの
20％〜38％程度のフオーカス程度V_Fが与えられ
て、第３グリツドG₃と第４グリツドG₄とによつ
てバイポテンシヤル型の主電子レンズが構成され
る。

第２図は、ユニポテンシヤル型主電子レンズ系
による単ビーム型電子銃の電極構成を示すもの
で、この場合、軸心Ｏ上に、カソードＫ、第１グ
リツドG₁、第２グリツドG₂、第３グリツドG₃、
第４グリツドG₄、及び第５グリツドG₅が順次配
列される。第３グリツドG₃及び第５グリツドG₅
には、アノード電圧V_Aが与えられ、第４グリツ
ドG₄には、アノード電圧V_Aの０％〜40％程度の
フオーカス電圧V_Fが与えられて、第３〜第５グ
リツドG₃〜G₅によつてユニポテンシヤル型主電
子レンズが構成される。尚、この場合、フオーカ
ス電極、即ち、第４グリツドG₄の長さｌは、そ
の口径をＤとするとき、0.2D〜2.5Dに選ばれる。

第３図は、トライポテンシヤル型主電子レンズ
系による単ビーム型電子銃の電極構成を示すもの
で、この場合、軸心Ｏ上にカソードＫ、第１グリ
ツドG₁、第２グリツドG₂、第３グリツドG₃、第
４グリツドG₄、第５グリツドG₅、及び第６グリ
ツドG₆が順次配列される。第６グリツドG₆には、
アノード電圧V_Aが与えられ、第４グリツドG₄に
は、アノード電圧V_Aの40％程度のフオーカス電
圧V_Fが与えられ、第３及び第５グリツドG₃及び
G₅には、アノード電圧V_Aの30％程度の中間電圧
V_Mが共通に与えられて、第３〜第５グリツドG₃
〜G₅に第１のユニポテンシヤル型電子レンズが、
また第５及び第６グリツドG₅及びG₆によつて第
２のバイポテンシヤル型の電子レンズが構成さ
れ、両レンズの合成による主電子レンズが構成さ
れる。

尚、第１図ないし第３図に示した何れの電子銃
においても、第２グリツドG₂と第３グリツドG₃
によつてプリフオーカス電子レンズが構成されて
いる。

ところが、上述した従来の各種主電子レンズ系
では、収差が大きく、殊に、ビーム電流が大きく
なると、球面収差が大きくなりビームスポツトが
ブルーミングしてしまう。このブルーミング現象
は、陰極線管の再生画像を著しく悪化させる。

本発明は、このような欠点を回避することがで
きるように、収差、特に球面収差の小さい電子
銃、特に単ビーム型の電子銃を提供するもであ
る。

即ち、本発明においては、単ビーム型電子銃に
おいて、その主電子レンズ系が、互にその電子レ
ンズ作用領域が分離された第１及び第２の電子レ
ンズLens1及びLens2より構成される。特に本発
明においては、第１のレンズ系Lens1が、減速型
バイポテンシヤルレンズ構成を有し、第２のレン
ズ系Lens2が延長電界型加速レンズ構成を有する
ようになす。そして、第１のレンズ系の口径を第
２のレンズ系の口径より小にする。

以下、本発明による電子銃について説明する。

第４図は本発明による電子銃の一例の電極の配
置構成を示す。

本発明においても、通常のようにカソードと、
プリフオーカス電子レンズと、主電子レンズとに
よつて電子銃を構成するものであつて、それがた
め、第４図に示すように、例えばカソードＫと、
第１グリツドG₁と、第２グリツドG₂とが配置さ
れ、これの後段に、同様に軸心Ｏ上に、例えば、
第１〜第４電極、即ち第３〜第６グリツドG₃〜
G₆より成る主電子レンズを構成する各グリツド
が配列される。

この場合、主電子レンズを構成する第１電極
（第３グリツドG₃）と第４電極（第６グリツド
G₆）への印加電圧V₁及びV₄としては、螢光面電
圧、即ち最高電圧のアノード電圧V_Aが与えられ、
第２電極（第４グリツドG₄）への印加電圧V₂は、
0.20V_A〜0.40V_A、例えばV₂＝0.3V_Aが与えられ
る。また、第３電極（第５グリツドG₅）への印
加電圧V₃は、0.4V_A〜0.7V_A、例えばV₃＝0.5V_Aが
与えられる。

このようにして、主電子レンズ系の第１及び第
２の電極（第３グリツドG₃と第４グリツドG₄）
とによつて減速型バイポテンシヤルレンズによる
第１のレンズLens1を構成し、第２電極（第４グ
リツドG₄）と、第４電極（第６グリツドG₆）と、
更に両者間に介存されて両者間の電位勾配を緩か
にする第３電極（第５グリツドG₅）とによつて、
いわゆる延長電界型の加速レンズによる第２のレ
ンズLens2を構成する。

第１のレンズLens1の口径D₁（即ち、第３グリ
ツドG₃と第４グリツドG₄の各対向端の径）は、
第２のレンズLens2の口径D₂（即ち、第５グリツ
ドG₅と、これに対向する第４グリツドG₄と、第
６グリツドG₆の各端部の径）に比し小とする。
実際上、第１及び第２のレンズLens1及びLens2
の口径D₁及びD₂の比Ｋ＝D₁／D₂は、0.3ｋ＜
1.0に選定される。ここに、ｋを0.3以上に選定す
るのは、例えばカラー陰極線管の管体のネツク径
が29mmであるとき、このネツク内には赤、緑及び
青に対応する３本の電子銃を挿入する必要のある
ことから各電子銃の径は６mm以内にとどめる必要
があるので、大なる方のレンズ口径D₂をこの６
mm以内とする必要がある。一方、ビーム径の要求
からD₁は1.8mm以上要求されるのでｋは0.3以上で
あることが実際上要求されるのである。

また、第１のレンズLens1と、第２のレンズ
Lens2とは、夫々そのレンズ作用領域が互に分離
されるようになされる。これがため、今、第１の
レンズLens1と、第２のレンズLens2との間隔を
Ｌとして、Lens1から、第４グリツドG₄の小径部
と大径部との間の段部までの距離をλ₂とし、更
に、この段部から第４及び第５グリツドG₄及び
G₅間の中央までの距離をλ₃とし、第４及び第５
グリツドG₄及びG₅間の中央と、第５及び第６グ
リツドG₅及びG₆の間の中央との間の距離をλ₄と
するとき、L′＝λ₂＋λ₃＝Ｌ−λ₄／２2.0D₂に選定
す る。

また、第５グリツドG₅の両端と第４及び第６
グリツドG₄及びG₆との各中央間の距離λ₄は、第
２のレンズLens2が延長電界型のレンズを構成
し、しかも、レンズ作用を奏する程度の電位勾配
を得る必要があることから、距離λ₄と、Lens2の
口径D₂との比λ₄／D₂は、 0.3λ₄／D₂1.0 に選定される。

このような構成による第１及び第２のレンズ
Lens1及びLens2に成る主電子レンズによつて、
カソードレンズ系で作られるクロスオーバ点を物
点として、これの実像を陰極線管の螢光面に結像
させるように、倍率及び配置位置が選定される。

上述した本発明による電子銃は、第１のレンズ
系Lens1と第２のレンズ系Lens2との合成によつ
て主電子レンズを構成するものであるが、この主
電子レンズは、球面収差の小さいレンズとして構
成されるので、この電子銃を陰極線管に用いると
きは、その螢光面上でのビームスポツトのブルー
ミングを効果的に回避できることになる。

次に、本発明による電子銃の球面収差について
解析する。この解析は、３次収差論と、組み合せ
レンズの結像理論を用いる。

先ず、電子光学厚肉レンズ系の結像関係を第５
図についてみる。今、このレンズ系の焦点距離を
f₁、f₂とし、面対象な面を参照面Ｒとして表示す
る。そして、この面Ｒから焦点までの距離をF₁、
F₂とし、参照面Ｒから物点までの距離をＰ、像
点までの距離をＱとする。因みに、陰極線管にお
いては、Ｐの位置にクロスオーバ点があり、Ｑの
位置に螢光面があるようになされる。そして、こ
のレンズ系において、ニユートンの厚肉レンズの
公式から次の式が成立する。

（Ｐ−F₁）（Ｑ−F₂）＝f₁・f₂ また、像倍率をＭとした場合には、次の式が成
立する。

Ｍ＝−f₁／Ｐ−F₁＝Ｑ−F₂／−f₂ ……(1) 次に、このレンズ系による収差を含む結像関係
をみる。

第６図は、軸上の無限小物点から出た電子線の
収束状態を示し、近軸光はガウス像面で収束し、
軸から角度αで出た光線は、ガウス像面では半径
Δrの大きさを持つ円となり、このΔrは Δr＝MCSα³ ₀ ……(2) ここで、α₀は物点からでる最大発散角の半角
を、C_Sは第３次の球面収差係数を表わし、この係
数は長さデイメンシヨンを有する。

他方、静電レンズの軸対称な電場の電位分布
は、与えられた境界条件下で次の方程式を解くこ
とによつて求められる。

∂²V／∂r²＋１／ｒ（∂V∂r）＋∂²V∂z²＝０ ……(3) ここで、Ｖ＝Ｖ（ｒ、ｚ）は、軸対称な静電場
の電位関数で、ｚはレンズの軸方向の座標でｒは
半径方向の座標である。境界条件は電極上での電
位を与えている。

この電場中での電子の運動方程式は、電子が軸
対称な軸の近くを運動する場合には、良く知られ
ているように次の式で与えられる。

∂²r／∂z＋V′／2V∂r／∂z＋V″／4Vｒ＝０…
…(4) ここで、（ｒ、ｚ）は、電子の軌道に座標を表
わす。そして、この式は次のように書きかえるこ
とができる。

d²R／dz＋３／16（V′Ｖ）²R＝０ ……(5) ここで、Ｒ（ｚ）は次のように与えられる。

Ｒ＝rV^1/4 ……(6) また、一般に２階の微分方程式は、２つの独立
の解をもつ。一般解は、この２つの解の線型結合
によつて次のように表わすことができる。

Ｕ（ｚ）＝αr₁（ｚ）＋βr₂（ｚ） ……(7) ここで、r₁（ｚ）、r₂（ｚ）は微分方程式の２個
の独立な解で、α、βは任意の定数である。

一方、一般に軸対称レンズの球面収差係数は、
次の式で与えられる。

C₃（Ｐ）＝１／16V₀ ^1/2∫^∞ _-∞V^-1/2〔X⁴｛3T⁴＋5T′²
−11／２T²T′｝＋X³X′・4TT′〕dz……(8) ここで、Ｘ＝Ｕ（ｚ）Ｖ（ｚ）^1/4、Ｕ（ｚ）＝αr₁
（ｚ）＋βr₂（ｚ）、Ｔ（ｚ）＝V′（ｚ）／Ｖ（ｚ）
であ
る。今、r₁（ｚ）、r₂（ｚ）として第７図に示した
ような２つの光線を選べば、これらを組合せて第
８図に示す物点Ｐから出る光線Ｕ（ｚ）は、次式
で示される。

Ｕ（ｚ）＝（Ｐ−Pi）r₁（ｚ）＋r₂（ｚ） ＝v₁（ｚ）＋１／Ｍv₂（ｚ） ……(9) v1（ｚ）＝（Ｆ−Pi）r₁（ｚ）＋r₂（
ｚ）、v₂（ｚ）＝−f₁r₁（ｚ） この式は、 Ｘ（ｚ）＝X₁（ｚ）＋１／ＭX₂（ｚ） ……(10) X₁（ｚ）＝v₁V^1/4、X₂＝v₂V^1/4 と書くことができ、(8)式中の〔X⁴｛3T⁴＋5T′²−
11／２T²T′｝＋X³X・4TT′〕をＩとするとき、この Ｉは、次のように静電レンズＭのべき乗で書くこ
とができる。

Ｉ＝I₀＋I₁M^-1＋I₂M^-2＋I₃M^-3＋I₄M^-4
……（11） これから容易に、球面収差係数CSは電子レン
ズの倍率Ｍの関数として次のように書き表わせる
ことも知られている。（参考文献：E.Harting
and F.H.Read、Electrostatic Lenses Optics
（Elsevier、Amsterdam ′1976）） Cs（Ｍ）＝C_S0＋C_S1M^-1＋C_S2M^-2＋C_S3M^-3＋C
_S4M^-4……（12） ここで、Ｍは静電レンズの倍率であり、収差係
数C_S0、C_S1、C_S2、C_S3、C_S4は、電極の配置や、電
圧配置で異つた値をとる。

このように、球面収差係数は、物点又は像点の
位置によつて異つた値をとる。

次に、第９図に示すように、間隔Ｓをもつて配
置され、夫々電圧V₁及びV₂が与えられた対の電
極によるバイポテンシヤル型のレンズにおける球
面収差係数Csの倍率Ｍによる変化をみると、第
１０図に示すようになる。尚、この場合、電極間
間隔Ｓと口径Ｄとの比Ｓ／Ｄを１／５に、両印加
電圧の比V₁／V₂を0.2として加速モードとした。

更に、次に、第１１図に示す電極構成によるユ
ユポテンシヤル型のレンズにおけるその中間の電
極長Ｌと、球面収差係数の関係をみる。第１２図
は、（12）式の各収差係数C_S0、C_S1、C_S2、C_S3、
C_S4と、Ｌ／Ｄの関係を示すもので、この場合、
対称系であることからC_S0とC_S4とは等しく、C_S1
とC_S3とは等しくなる。第１３図は倍率Ｍが変化
した場合の収差係数CsとＬ／Ｄの関係を示した
ものである。これらの関係をみることによつて明
らかなように、球面収差係数は、Ｌ／Ｄが増加す
るにつれて単調に減少し、Ｌ／Ｄ2.0では、ほ
ぼ一定の値になることがわかる。このことは、ユ
ニポテンシヤルレンズの前段レンズ（減速レン
ズ）と後段レンズ（加速レンズ）の電場の相殺が
Ｌ／Ｄ2.0では、殆んどおこらなくなること、
即ち、両レンズの中間にドリフト領域、即ちレン
ズ作用がない領域が存在し、両レンズが独立した
個別のレンズであること、更にこのＬ／Ｄ2.0
の範囲で球面収差が小さくなつている。

次に、第１４図に示す２つのレンズLens1及び
Lens2による合成レンズ系における球面収差につ
いてみる。今、２つのレンズの球面収差係数を
C¹ _S、C² _Sとすると、これら２つのレンズの合成レ
ンズ系の球面収差係数、即ち総合収差係数Csは、 Cs＝kC¹ _S＋１／M₁ ⁴・（V₁／V₂）^3/2・C² _S……（1
3） で表わせる。ここで、ｋは前段のレンズ口径D₁
と、後段のレンズ口径D₂との比、M₁は前段レン
ズの倍率、V₁及びV₂は、第１電極及び第２の電
極の電圧である。（13）式から収差量Δrは、次の
ように表わせる。

Δr＝M₁・M₂｛kC¹ _S（φ₁）＋１／M₁ ⁴（φ₁）^3/2C² _S（φ
₂）｝（１／φ₀）^3/2α³ ₀……（14） ここで、φ₀＝V₁／V₃、φ₁＝V₂／V₁、φ₂＝
V₂／V₃である。

この（14）式から全体の収差量を効果的に減少
させるには、前段のレンズの口径D₁と後段の口
径D₂との比ｋを小さくすることであることがわ
かる。

次に、具体的数値を用いて解析する。今、第１
５図に示すように、２つのバイポテンシヤルレン
ズを背中合せに配置したレンズ系をみる。このレ
ンズ系において、第１のレンズLens1と、第２の
レンズLens2が独立であるためには、両レンズの
間隔Ｌは、両レンズの口径D₁及びD₂の和の長さ
以上であること、即ちＬD₁＋D₂である必要が
ある。これは、一般に対の円筒電極を配置して作
つた静電レンズでは、そのレンズ作用領域は、各
電極内に互に対向する端部より、口径に対応する
距離だけ入り込んだ範囲であると知られているこ
とに因る。そして、ここに、V₁、V₂、V₃の電圧
関係は、種々考えられるものであるが、一例とし
てV₁＝V₃とし、V₃として通常のカラー陰極線管
における最高電圧のアノード電圧とする。また、
V₂はV₃より低圧でV₃の20〜60％の範囲とする。
尚、主電子レンズの像倍率は、いわゆるインライ
ン型又はデルタ（Δ）型の何れの配列による３電
子銃によるカラー陰極線管においても、通常10〜
15倍程度であり、この主電子レンズの役割は、カ
ソードレンズ系で作られるクロスオーバーを螢光
面に実像として結像させることであり、このレン
ズと螢光面間の距離Ｑは、陰極線間のサイズによ
つて相違はするものの、通常、Ｑ＝200〜400mmの
範囲にある。このような条件でレンズが用いられ
るとして、特にその一例として主レンズの像倍率
Ｍが、Ｍ＝12で、Ｑ＝300mmの場合（この結像関
係はほぼ17インチ型の90°偏向のカラー陰極線管
に相当）の球面収差係数Csを計算で求めると、
第１６図中実線図示の曲線で示す結果となる。
尚、この場合、レンズの最大径Ｄを、陰極線管の
ネツク部の径が29mmであるとして、３本の電子銃
を挿入する場合の幾何的寸法の制約からＤ＝6.0
mmとした。第１６図において、横軸はV₂／V₃の
値をとつたものである。この場合の球面収差係数
Csは前記（14）式で定義した総合の球面収差係
数で、同図中、破線及び鎖線で示したC₁及びC₂
は前記（13）式の第１項及び第２項で表わされた
第１及び第２のレンズの各球面収差係数C¹ _S、C² _S
に相当するものである。尚、第１６図には、両レ
ンズの口径が同径（D₁／D₂＝１）の場合とD₁／
Ｄ＝0.3の場合の双方の各球面収差係数の値を示
した。この第１６図にV₂／V₃として示した何れ
のフオーカス電圧でも、像倍率が12倍で、Ｑ＝
300mmの位置の螢光面に結像させるためには、両
レンズ間の間隔Ｌを変化させる必要があるもので
あつて、上述の結像関係を得るための各V₂／V₃
の値に対する間隔Ｌの値を第１７図に示す。また
第１８図は、各電圧比V₂／V₃でのレンズの結像
状態での２つのレンズLens1とLens2の各像倍率
を示す。尚、等径レンズ（D₁／D₂＝１）の場合
は、V₂／V₃が0.35〜0.37範囲でしか結像関係が得
られないので、第１６図ないし第１８図において
D₁／D₂＝１の場合のグラフは、この範囲でしか
描かれていない。これに比し、D₁／D₂＝0.3のレ
ンズでは、広い電圧領域で結像関係が存在し、フ
オーカス電圧の設定の自由度が大きいことがわか
る。また、第１６図の収差係数の曲線から明らか
なように、カソード側のレンズLens1の径D₁を小
さくすると、このLens1の収差量は、同一の電圧
で小さい値を示している。即ち、この数値的結果
からも、球面収差量に関しては、第１のレンズ
Lens1の口径D₁は小さければ小さいほど、小さい
値を示す。そして、実際、第１のレンズLens1の
口径D₁をある程度以下にすると、球面収差以外
の他の収差が大きくなるので、D₁の値には最適
値が存在する。そして、第１のレンズLens1の収
差係数は、V₂／V₃で表わされるフオーカス電圧
が上昇すると、２次関数的に増加するが、第２の
レンズLens2の収差係数は、減少する傾向を示し
ている。しかしながら、第１８図をみれば明らか
なように、フオーカス電圧が高くなると、第１の
レンズLens1の倍率M₁は大きくなり、第２のレ
ンズLens2の倍率M₂は小さくなる。つまり、高
いフオーカス電圧では、第２のレンズLens2が第
１のレンズLens1に比し相対的にレンズ作用が弱
まる。実際上は、このようなフオーカス電圧の変
化に対する結像関係の変化から最小の収差係数を
もたらすフオーカス電圧、及び各レンズの寸法が
決められるものであるが、D₁／D₂＝0.3のレンズ
では、第１６図からV₂／V₃が0.39の近傍で総合
の収差係数Csが最小値を示すことがわかる。因
みに、この時の総合収差係数Csは840mmで、第２
のレンズLens2の収差係数はC₂は750mmで、第１
のレンズLens1の収差係数C₁は90mmで、C₁はCsの
10％程度となつている。そして、D₁／D₂＝1.0の
レンズの場合でも、最小の総合収差係数Csを得
るフオーカス電圧において第１のレンズLens1の
収差係数C₁は、総合収差係数の17％程度という
比較的小さい値となる。

次に、第１５図で示した２つのバイポテンシヤ
ルレンズでV₁の電圧配置を多少変化させた場合、
レンズの収差特性が、どのように変化するかをみ
る。V₃は、電子銃の最終段の電極電圧であるか
ら、通常のカラー陰極線管においては、この電圧
V₃は、螢光は面電圧、即ち最高のアノード電圧
となるが、電圧V₁に関しては、電圧V₃より低い
電圧に選ぶことができるので、この電圧V₁を、
V₁＜V₃とする場合についてみる。このようにV₁
＜V₃とすると、第１のレンズLens1に入るビーム
の発散角が大きくなるので、第１のレンズLens1
の収差量は大きくなる。また、この第１のレンズ
Lens1のレンズ作用が弱くなるので、同一の像倍
率を保つために、第２のレンズLens2の像倍率を
大きくする必要が生ずるのでこの第２のレンズ
Lens2の収差量も増加するものと思われる。この
結果、総合収差係数は、先に述べたV₁＝V₃のレ
ンズに比し、V₁＜V₃の場合の方が大となつて、
特性が悪るくなると考えられる。

そこで、以上に述べて来たように互に独立した
第１及び第２のレンズによつて主電子レンズを構
成し、第１のレンズとしては、第１５図に示した
収差係数の小さいバイポテンシヤル型の第１のレ
ンズと同様の構成とするも、第２のレンズとして
第４図の実施例に示したように、延長電界型加速
レンズとするときは、これの収差量を十分小とな
し得ることから、総合収差係数を、より小となし
得、全体の収差量の改善を効果的にはかることが
できる。

今、第４図に示した例のように、後段側の第２
のレンズLens2として、延長電界型加速レンズを
用いた場合の各特性についてみる。

第１９図は、第４図における主電子レンズ系を
構成する第３電極（第５グリツドG₅）の電圧V₃
と、第４電極（第６グリツドG₆）の電圧V₄（即ち
アノード電圧）の比V₃／V₄をフオーカス電圧と
してフオーカス電圧に対する球面収差係数を示す
もので、この総合像倍率を−12倍に、レンズ螢光
面間距離Ｑを300mmにレンズ系ＤをＤ＝D₁＝D₂＝
6.0mm、V₁＝V₄、V₂＝0.3V₄とした場合で、第１
９図中、曲線１０は、λ₄／Ｄ＝0.871とした場合
の総合収差係数Csを、曲線１１及び１２は、
夫々その第１及び第２レンズLens1及びLens2の
収差係数C₁及びC₂を示すものである。また、第
１９図中、曲線１３は、λ₄／Ｄ＝0.586とした場
合他の条件はλ₄／４＝0.871の時と同じの総合収
差係数Csを、曲線１４及び１５は夫々その第１
及び第２のレンズLens1及びLens2の各収差係数
C₁及びC₂を示すものである。この図よりその総
合収差係数Csの最小値は、500mm程度近くにも小
となり、第１５図に示した構造のものにおける総
合収差係数の40％以上の改善がはかれる。

第２０図は、総合倍率Ｍ＝−10、Ｑ＝300mm、
Ｄ＝D₁＝D₂＝6.0、V₁＝V₄、V₂＝0.3V₄とした場
合の総合収差係数Csで、第２０図中曲線１６，
１７及び１８は、夫々λ₄／Ｄを、0.3、0.443、
0.871とした場合である。

第１９図及び第２０図の各係数Csの曲線をみ
ることにより明らかなように、V₃／V₄が0.4〜0.7
の範囲で、その収差係数Csが比較的小さくなつ
ている。

尚、この場合においても、D₁＞D₂とすること
によつてその総合的収差より小となる。

また、第２１図と第２２図は夫々同様に第４図
に示した第１のバイポテンシヤルレンズと第２の
延長電界型レンズとの組合せレンズにおいて、総
合倍率Ｍ＝−12、Ｑ＝300mm、V₁＝V₄、V₂＝
0.3V₄とするときのV₃／V₄に対するレンズ間距離
Ｌと第１及び第２のレンズの像倍率M₁及びM₂と
の関係を示すもので、第２１図中曲線１９はｋ＝
D₁／D₂が1.0の場合、同図中、曲線２０はｋ＝0.6
の場合である。これより明らかなように何れのフ
オーカス電圧においても、レンズ間距離Ｌは、レ
ンズ内径の少くとも２倍を超える例えば４倍程度
となつている。また、第２２図中、曲線２１及び
２２は夫々倍率M₁と｜M₂｜との値を示したもの
である。

以上述べたところより明らかなように本発明構
成による電子銃によれば、実用的結像関係を保持
して収差の改善を効果的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は従来の電子銃の構成図、
第４図は本発明による電子銃の一例の構成図、第
５図ないし第２２図は本発明の説明に供する図
で、第５図は厚肉レンズ系の結像関係を示す図、
第６図は球面収差の生ずる状態を示す光路図、第
７図及び第８図はその説明に供する光線図、第９
図はバイポテンシヤル型レンズの電極構成図、第
１０図はその倍率と球面収差係数の関係を示す曲
線図、第１１図はユニポテンシヤルレンズの電極
構成図、第１２図はレンズ間距離とレンズ口径と
の比Ｌ／Ｄと、球面収差係数Csの関係を示す曲
線図、第１３図はＬ／ＤとCs／Ｄの関係を示す
曲線図、第１４図は合成レンズ系の構成図、第１
５図は合成レンズ系の電極構成図、第１６図、第
１７図及び第１８図は夫々所要の結像関係を得る
状態でのフオーカス電圧に対する球面収差係数、
レンズ間距離、及び２つのレンズの倍像率の関係
を示す図、第１９図、第２０図、第２１図及び第
２２図は夫々第４図の構成による主電子レンズ系
における所要の結像関係を得る状態でのフオーカ
ス電圧に対する球面収差係数、レンズ間距離、及
び２つのレンズの像倍率を示す。 Ｋはカソード、G₁〜G₆は第１〜第６グリツド
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 互に電子レンズ作用領域が分離された第１の
   レンズ系と第２のレンズ系とによつて主電子レン
   ズ系が構成され、上記第１のレンズ系は減速型バ
   イポテンシヤルレンズ構成を有し、上記第２のレ
   ンズ系は延長電界型加速レンズ構成を有し、上記
   第１のレンズ系の口径は、上記第２のレンズ系の
   口径より小に選定されたことを特徴とする電子
   銃。