JPH0419661B2 - - Google Patents

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JPH0419661B2
JPH0419661B2 JP11215583A JP11215583A JPH0419661B2 JP H0419661 B2 JPH0419661 B2 JP H0419661B2 JP 11215583 A JP11215583 A JP 11215583A JP 11215583 A JP11215583 A JP 11215583A JP H0419661 B2 JPH0419661 B2 JP H0419661B2
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JP
Japan
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electrode
potential
diameter
lens
distance
Prior art date
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Expired
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JP11215583A
Other languages
English (en)
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JPS603840A (ja
Inventor
Hiroshi Suzuki
Masao Natsuhara
Chisato Kurisu
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
Application filed by Matsushita Electronics Corp filed Critical Matsushita Electronics Corp
Priority to JP11215583A priority Critical patent/JPS603840A/ja
Publication of JPS603840A publication Critical patent/JPS603840A/ja
Publication of JPH0419661B2 publication Critical patent/JPH0419661B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/46Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
    • H01J29/48Electron guns
    • H01J29/488Schematic arrangements of the electrodes for beam forming; Place and form of the elecrodes

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、高輝度時においても高い解像度が得
られるように構成した受像管装置に関する。
従来例の構成とその問題点 一般に、受像管の解像度は絵素となるビームス
ポツト(輝点)の大きさに依存し、ビームスポツ
ト径が小さいほど高い解像度が得られる。一方、
ビームスポツトはビーム電流の増大に伴つて径大
化するので、比較的大きいビーム電流が流れる高
輝度時にブルーミングを生じて解像度が低下す
る。
これを図面により説明すると、第1図にはバイ
ポテンシヤル形電子銃の電極構成が示されてお
り、第2図には同電子銃の軸上電位分布が示され
ている。陰極1から放射された熱電子は、陰極
1、制御電極としてのG1電極2および加速電極
としてのG2電極3からなる三極部で生成される
いわゆるカソードレンズ4によりクロスオーバ5
をつくり、G2電極3と集束電極たるG3電極6と
の間に生成されるプリフオーカスレンズ7で予備
集束作用を受ける。そしてG3電極6と最終加速
電極たるG4電極8との間に生成されるメインレ
ンズ9で最終的な集束作用を受け、蛍光体スクリ
ーン面10に射突してビームスポツト11を生成
するのであり、ビームスポツト11はクロクオー
バ5の投影像である。
陰極1からG3電極6にいたる軸上電位分布は、
ゆるやかに上昇し、これによりカソードレンズ4
およびプリフオーカスレンズ7が生成されるが、
両レンズ4,7は明確に区別し難いので、以下の
説明ではこの両レンズ領域をビーム形成部と呼称
する。G3電極6内における軸上電位分布はVfoc
と略一定であるが、G3電極6とG4電極8との間
における軸上電位は高電位Vaへと急激に上昇し、
ここにメインレンズ9が生成される。
前記ビーム形成部での熱電子の挙動は非常に複
雑であるが、大ビーム電流時には第3図に数本の
線でもつて代表的に示す電子軌道12〜17を通
る。電子軌道12〜17がすべて一点で交差すれ
ば理想的な径小のクロスオーバおよびビームスポ
ツトが生成されるのであるが、実際には陰極1の
中央部から放射された熱電子の軌道12,13は
陰極1からもつとも遠い位置18で交差し、陰極
1の周辺部から放射された熱電子の軌道16,1
7は陰極1に近い位置19で交差する。これは前
記ビーム形成部でのレンズに球面収差が伴つてい
るからで、実際上のクロスオーバの径は、理論的
限界値に比べて著しく大きい値となる。
そして、このクロスオーバがメインレンズ9に
よつて蛍光体スクリーン面10上に投影されるの
であるが、正確にはプリフオーカスレンズ7が存
在するために、第3図に示すように実際に投影さ
れるものはクロスオーバー(径d)の虚像であ
り、この虚像クロスオーバは同図中に破線で示し
たように電子軌道12〜17を逆方向へ延長させ
たときの交点として求められる。
いま、虚像クロスオーバの直径をdoとすると、
蛍光体スクリーン面10に生じるビームスポツト
11の径dsは次の関係式で表わすことができる。
ds=do×M+1/4CsD3 ……(1) ここで、Mはメインレンズの倍率、Csはメイ
ンレンズの球面収差係数、Dはメインレンズでの
電子ビームの拡がり径を示し、Mは次式で表わさ
れる。
ただし、aはビーム形成部から出る電子ビーム
の最大発散角、Lはメインレンズ9の中心と蛍光
体スクリーン面10との間の距離、VfocはG3
極電位、VaはG4電極電位を示す。
(2)式を(1)式に代入すると となる。
この式の()内は受像管のサイズと動作条件と
によつて決まり、Csは使用するレンズの口径に
よつて決まる。
電子ビームの拡がり径Dは、第1項ではD-1
第2項ではD3のかたちで入つているから、dsが
最小となるようなDの値が存在し、通常はその値
に選ばれる。そして、このような制約のもとでds
を小さくしようとすると、第1項のa・doを小
さくしなければならないことになる。
本発明者らの研究結果によると、G2電極とG3
電極との間の電位の上昇を急峻にするとa・do
を小さくすることができる。第4図はG2電極と
G3電極との間隔を小さくしたときにa・doが減
少する様子を示したもので、aとdoとが単独で
どのように変化するかがわかる。G2電極とG3
極との間隔を小さくするとdoは著しく減少し、
aは逆に増大するが、doの減少度合がより著し
いので両者の積a・doは減少する。doがこのよ
うに減少するのは、電位の上昇が急峻になるとビ
ーム形成部におけるレンズの球面収差が減少する
ためである。
このような効果がはつきりと現われるのは、電
位傾度で約105V/cmからであり、この値が大き
いほど大電流時ビームスポツトの径小化に有利で
ある。しかし小電流時ビームスポツト径は逆に大
きくなる。また、電位傾度が大きくなり過ぎる
と、G2電極の表面から電界放出による電子放射
が起り、これが蛍光体スクリーン面に射突して不
本意な発光を生じる。
このように実用可能な電位傾度には上限があ
り、その値は実験結果によると約5×105V/cm
である。G2電極とG3電極との電位差を8KVとす
ると、前記値の電位傾度を与えうるG2電極とG3
電極との間隔は0.8mmから0.2mmとなる。
しかし、このような電位傾度を従来の受像管電
子銃のビーム形成部にそのまま適用しても、蛍光
体スクリーン面上でのビームスポツト径をし縮小
させ得ない。それは、G2−G3間電位傾度を高め
るとビーム発散角aが増大するためである。ビー
ム発散角aが増大すると、メインレンズ9での電
子ビーム径Dが増大し、(3)式右辺第2項のメイン
レンズ収差による寄与分が増大する。そして同第
2項はDの三乗に比例するので、電子ビーム径D
のわずかな増大でも影響が大きく、(3)式第1項の
a・doをせつかく減少させても、ビームスポツ
ト径dsはかえつて増大する結果となる。
電子ビーム径Dの増大は、G3電極の長さを小
さくすることによつて避けられるが、フオーカス
条件を満たすためにG3電極を短かくした分だけ
メインレンズ焦点距離を短かくすることが必要と
なり、そのためにはG3電極電位を下げなければ
ならない。そうすると、G2−G3間電位傾度が下
つてしまい、電極間隔をせつかく狭めたにもかか
わらずa・do低減効果は失われてしまう。
発明の目的 本発明は、前述のような従来の不都合を除去す
るためになされたもので、低輝度域から高輝度域
まで略一定径のビームスポツトが得られる受像管
装置を提供するものである。
発明の構成 本発明の受像管装置は、制御電極としてのG1
電極側から最終加速電極としてのG6電極側へと
順次に配設されたG2電極、G3電極、G4電極およ
びG5電極を備え、G3電極は平板状のもので、 G2電極のアパーチヤ径をD2 G3電極のアパーチヤ径をD3 G4電極のアパーチヤ径をD4 G2電極とG3電極との間隔をg23 G3電極とG4電極との間隔をg34 とするとき D2≦D3≦2D2,D3≦D4≦2D3 0.5D2≦g23≦1.5D2,0.2D3≦g34≦1.5D3 の関係式が成立し、G4電極にはG3電極およびG5
電極に対するフオーカス電位よりも低い電位が与
えられ、軸上電位分布はG3電極領域で極大値を
とつたあとG4電極領域にかけ漸減して極小値を
とり、G4電極からG6電極にいたる領域で連続的
に上昇し、G2電極とG3電極とで強い集束レンズ
を生成させ、G3電極とG4電極とで強い発散レン
ズを生成させる構成となすのであり、これを以下
図面に示した実施例とともに詳しく説明する。
実施例の説明 第5図に示す電子銃は、制御電極としてのG1
電極2側から最終加速電極としてのG6電極21
側へと順次に配設されたG2電極3、G3電極22、
G4電極23およびG5電極24を備えている。G2
電極3は従来の電子銃における加速電極と同様の
構造を有しており、G2電極3に隣接する板状の
G3電極22は、G2電極3に対し105V/cm〜5×
105V/cmの電位傾度となるように近接配置され
ている。
G4電極23はカツプ状に形成されているが、
G5電極24およびG6電極21は円筒状で、G3
極22とG5電極24とは管内で相互に接続され
ていて6KV〜10KV程度のフオーカス電位Vfoc
が与えられる。また、G4電極23にはフオーカ
ス電位Vfocよりも低い電位が与えられ、G6電極
21には約30KVの高電位Vaが与えられるので、
軸上電位分布は第6図に示すようなものとなる。
すなわち、軸上電位分布はG3電極22のアパ
ーチヤ25内でフオーカス電位Vfocまで上昇し
たのち、G4電極23にかけて漸減し、G4電極2
3、G5電極24およびG6電極21の3電極にま
たがる領域で連続的に上昇し、G6電極21内で
高電位Vaに達する。
一方、第7図に示すようにG2電極3のアパー
チヤ径をD2,G3電極22のアパーチヤ径をD3
G4電極23のアパーチヤ径をD4,G2電極3とG3
電極22との間隔をg23,G3電極22とG4電極2
3との間隔をg34とするとき D2≦D3≦2D2,D3≦D4≦2D3 0.5D2≦g23≦1.5D2,0.2D3≦g34≦1.5D3 の関係式が成立するように寸度設定されている。
また、G3電極22の板厚t3はt3≒D3と比較的大き
い。
このような構成によると、G2電極3とG3電極
22との間に強い集束レンズ26が生成され、
G3電極22とG4電極23との間に強い発散レン
ズ27が生成されるので、大ビーム電流時のa・
doが減少し、ビーム発散角aが増大する。
G4電極23の電位はフオーカス電位Vfocより
も低いから、従来の電子銃構成に比して焦点距離
が短小となる。このことは、ビーム形成部におけ
る軸上電位分布を急峻に上昇させながら虚像クロ
スオーバとメインレンズとの相互間距離を短小化
できることを意味し、ビーム発散角aが増大して
もメインレンズ28でのビーム径Dを適正値に保
つことが可能となる。そしてこれを(3)式に照らし
てみると、ビーム径Dを増すことなくa・doを
減少させ得るのであるから、ビームスポツト径ds
を縮小化しうることが判かる。
また、メインレンズ28のレンズ電界が広い範
囲にわたつてゆるやかに分布するため、メインレ
ンズの球面収差は少なく、これは(3)式の第2項の
収差係数Csが小さくなることを意味するから、
この効果によつてもビームスポツト径dsは小さく
なる。
発明の効果 以上のように本発明の受像管装置によると、ビ
ーム形成部におけるレンズ球面収差の減少、虚像
クロスオーバの径小化およびメインレンズ球面収
差の減少という効果があいまつて、大ビーム電流
時においても径小のビームスポツトが得られ、良
好な解像度特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の受像管装置の電子銃電極構成を
示す図、第2図は同電子銃の軸上電位分布図、第
3図は同電子銃のビーム形成部における動作態様
説明図、第4図はG2電極とG3電極との相互間距
離に対するビーム発散角および虚像クロンオーバ
径の関係を示す特性図、第5図は本発明を実施し
た受像管装置の電子銃の電極構成を示す図、第6
図は同電子銃の軸上電位分布図、第7図は同電子
銃の電極寸法を説明するための電極断面図であ
る。 3……G2電極、21……G6電極、22……G3
電極、23……G4電極、24……G5電極。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 制御電極としてのG1電極側から最終加速電
    極としてのG6電極側へと順次に配設されたG2
    極、G3電極、G4電極およびG5電極を備え、G3
    極は平板状のもので、 G2電極のアパーチヤ径をD2 G3電極のアパーチヤ径をD3 G4電極のアパーチヤ径をD4 G2電極とG3電極との間隔をg23 G3電極とG4電極との間隔をg34 とするとき D2≦D3≦2D2,D3≦D4≦2D3 0.5D2≦g23≦1.5D2,0.2D3≦g34≦1.5D3 の関係式が成立し、G4電極にはG3電極およびG5
    電極に対するフオーカス電位よりも低い電位が与
    えられ、軸上電位分布はG3電極領域で極大値を
    とつたあとG4電極領域にかけ漸減して極小値を
    とり、G4電極からG6電極にいたる領域で連続的
    に上昇し、G2電極とG3とで強い集束レンズを生
    成させ、G3電極とG4電極とで強い発散レンズを
    生成させることを特徴とする受像管装置。
JP11215583A 1983-06-21 1983-06-21 受像管装置 Granted JPS603840A (ja)

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JP11215583A JPS603840A (ja) 1983-06-21 1983-06-21 受像管装置

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JPS603840A JPS603840A (ja) 1985-01-10
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KR20030060616A (ko) * 2002-01-10 2003-07-16 엘지.필립스디스플레이(주) 칼라음극선관용 전자총

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