JPH0533492B2 - - Google Patents

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JPH0533492B2
JPH0533492B2 JP62071251A JP7125187A JPH0533492B2 JP H0533492 B2 JPH0533492 B2 JP H0533492B2 JP 62071251 A JP62071251 A JP 62071251A JP 7125187 A JP7125187 A JP 7125187A JP H0533492 B2 JPH0533492 B2 JP H0533492B2
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JP
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lens
quadrupole
electron beam
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screen
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Takefumi Kato
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Iwatsu Electric Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、走査拡大(偏向拡大)レンズをゆう
する陰極線管(CRT)に関するものである。
[従来の技術] オシロスコープのCRTのスクリーンにおける
像点(スポツト)を真円に近づけるために3組の
四極レンズを設け、更に偏向拡大するために後段
加速電極の近傍に走査拡大レンズを設けること
は、例えば特開昭59−134531号公報に開示されて
いる。
[発明が解決しようとする問題点] 上記の様に3個の四極レンズを設けると、像点
が真上に近い良好なフオーカス状態を得ることが
出来るが、CRTの構成が複雑になり、必然的に
コスト高になる。
そこで、本発明の目的は、構成が簡単なCRT
を提供することにある。
[問題点を解決するための手段] 上記問題点を解決し、上記目的を達成するため
の本願の第1番目の発明は、電子ビーム発生手段
と、前記電子ビーム発生手段から放射された電子
ビームを投射するスクリーン又はターゲツトと、
無偏向時の前記電子ビームの進行路に沿つて配置
され、前記進行路に直交する平面における第1の
方向に凸レンズ作用を有し、前記第1の方向に直
交する第2の方向に凹レンズ作用を有するユニポ
テンシヤル型の第1の四極レンズと、前記第1の
四極レンズの出射側に配置され、前記第1の方向
に凹レンズ作用を有し、前記第2の方向に凸レン
ズ作用を有するユニポテンシヤル型の第2の四極
レンズと、前記電子ビームを前記第1の方向及び
前記第2の方向に偏向するための偏向手段と、前
記偏向手段と前記スクリーン又はターゲツトとの
間に配置され、前記第1の方向で凸レンズ作用を
有し、前記第2の方向で凹レンズ作用を有し、前
記第1の方向に偏向された電子ビームの進行方向
を反転させて偏向拡大させるように形成されたバ
イポテンシヤル型の走査拡大レンズと、から成
り、前記第1及び第2の四極レンズと前記走査拡
大レンズとが前記スクリーン又はターゲツトにお
ける前記電子ビームのスポツトが真円又は略真円
になるように配置されている陰極線管に係わるも
のである。なお、フオーカスレンズ系に配置する
四極レンズは前記第1及び第2の四極レンズのみ
とされ、且つフオーカスレンズ系の物点と前記第
1の四極レンズとの距離が第1及び第2の四極レ
ンズの相互間の距離とほぼ等しくなるように設定
されている。
本願の第2番目の発明は、第1番目の発明の
CRTに軸対称レンズを付加したものである。
[作用] 上記発明のCRTにおいては、3個の四極レン
ズが設けられずに、2個の四極レンズが設けられ
ている。2個の四極レンズのみではビームスポツ
トを真円に近づけるようにフオーカス設定を行う
ことが不可能である。そこで、本発明では、2個
のユニポテンシヤル型四極レンズと走査拡大レン
ズ(バイポテンシヤル四極レンズ)との組み合わ
せによつてフオーカスレンズ系が構成されてい
る。物点(クロスオーバー)から第1の四極レン
ズまでの距離Wと、第1の四極レンズから第2の
四極レンズまでの距離dとをほぼ等しくすると、
本発明に従う構成で真円に近いフオーカス状態を
得ることができる。
[実施例] 次に、本発明の実施例に係わるオシロスコープ
のCRTを説明する。第1図には、電子鏡1と垂
直偏向系2と水平偏向系3と走査拡大レンズ4と
後段加速電極5と蛍光スクリーン6とを排気管体
7に収容したCRTが示されている。
電子銃1は、管軸1aに沿つて配置された陰極
8と、制御電極9と、加速電極10と、ユニポテ
ンシヤル型の第1及び第2の四極レンズ13,1
4とから成る。スクリーン6は、フエースプレー
ト17に蛍光物質18を塗布し、この上に導電層
19を設けることにより構成されている。
第1の四極レンズ13は、電子ビームが通過す
る孔を有する第1の群の3枚の板状電極30と第
2の群の3枚の板状電極31との組み合わせから
成る。第1の群の3枚の板状電極30はリード3
2で共通に接続され、可変抵抗25aを介して負
の電源端子26aに接続されている。第2の群の
3枚の板状電極31、リード33によつて共通に
接続され、可変抵抗28aを介して正の電源端子
29aに接続されている。
第2の四極レンズ14は、電子ビームが通過す
る孔を有する第1の群の3枚の板状電極34と第
2の群の3枚の板状電極35とから成る。第1の
群の3枚の板状電極34はリード36で共通に接
続され、可変抵抗25bを介して負の電源端子2
6bに接続され、第2の群の板状電極35はリー
ド37で共通に接続され、可変抵抗28bを介し
て正の電源端子29bに接続されている。なお、
第1及び第2の群の板状電極34,35は交互に
配置されている。
第1の四極レンズ13の第1の群の板状電極3
0及び第2の群の板状電極31は、第2図に示す
如く円板の中央に貫通孔38,39を有する。第
1の群の板状電極30の貫通孔38は、第3図か
ら明らかな如く管軸を中心に対向している第1の
対の周縁40,41と、第2の対の周縁42,4
3とを有する。第1の対の周縁40,41は直角
双曲線を示す式x2−y2=b2をほぼ満足する曲線に
形成されている。第2の対の周縁42,43は円
を示す式x2+y2=a2をほぼ満足する曲線に形成さ
れている。なお、xy座標の中心即ち管軸から第
1の対の周縁40,41の頂点までの距離bと、
中心から第2の対の周縁42,43の頂点までの
距離aとの関係は、a>>bであり、1例として
a=2b程度である。
第2図に示す第2の群の板状電極31は、第1
の群の板状電極30を管軸を中心に90度回転した
ものに相当する。従つて、第2の群の板状電極3
1の第1の対の周縁44,45は直角双曲線を示
す式x2−y2=−b2をほぼ満足する曲線を有し、第
2の対の周縁46,47は円を示す式+x2+y2
a2をほぼ満足する曲線を有する。
3枚の第1の群の板状電極30は同一に形成さ
れ、3枚の第2の群の板状電極31も同一に形成
されている。
第2の四極レンズ14の3枚の第1の群の板状
電極34は、第1の四極レンズ13の第2の群の
板状電極31と同一又は類似のパターンに形成さ
れ、3枚の第2の群の板状電極35は、第1の四
極レンズ13の第1の群の板状電極30と同一又
は類似のパターンに形成されている。
第2の四極レンズ14は、一対の偏向板から成
る垂直偏向系2と対の偏向板から成る水平偏向系
3との間に配置されている。
水平偏向系3とスクリーン6との間に配置され
た走査拡大レンズ4は、第4図〜第7図に示す如
く、第1の筒状電極15と第2の筒状電極16と
の組み合わせから成るバイポテンシヤル型の四極
レンズであり、本件出願人に係わる特願昭61−
88732号に開示されているものと同一である。こ
の走査拡大レンズ4の第1の筒状電極15は、舌
状部60,61をそれぞれ有する第1の対の面6
2,63と、凹部64,65をそれぞれ有する第
2の対の面66,67とから成り、グランドに接
続される。第2の筒状電極16は、第1の対の面
68,69と、第2の対の面70,71とから成
り、第1の筒状電極15のスクリーン側の端を囲
み、後段加速電極5に接続されている。なお、各
面62,63,66,67,68,69,70,
71は管軸方向に双曲線又はこれに近似の2次曲
線状にくぼんでいる。
走査拡大レンズ4を含むCRTの垂直フオーカ
ス状態は第8図Aになり、水平フオーカス状態は
第8図Bになる。第1の四極レンズ13は垂直方
向に凸レンズ、水平方向に凹レンズとして作用
し、第2の四極レンズ14は垂直方向に凹レン
ズ、水平方向に凸レンズとして作用し、走査拡大
レンズ4は、垂直方向に厚肉の凸レンズとして作
用し、水平方向に薄肉の凹レンズとして作用す
る。
物点49は、第1図において陰極8から放射さ
れた電子ビーム57のクロスオーバーである。こ
の物点49と第1の四極レンズ13との距離は
w、第1の四極レンズ13と第2の四極レンズ1
4との距離はd、2つの凸レンズQ1、Q2と1
つの凹レンズQ3とで示されている走査拡大レン
ズ4の凸レンズQ1と第2の四極レンズ14との
距離はq1、凹レンズQ3と第2の四極レンズ14
との距離はq2、凸レンズQ1とQ2との間隔は
H、凸レンズQ2からスクリーン6までの距離は
P1、凹レンズQ3からスクリーン6までの距離
はP2で示されている。
垂直方向においては、第8図Aに示す如くビー
ム57aが物点49で収束された後に発散し、第
1の四極レンズ13で収束形態とされ、第2の四
極レンズ14の凹レンズ作用を受けてほぼ平行ビ
ームとなり、走査拡大レンズ4内において収束さ
れた後に再び発散形態となり、凸レンズQ2の収
束作用を受けてスクリーン6上に投射される。水
平方向において、物点49から発散形態で放射さ
れるビーム57bは、第1の四極レンズ13で凹
レンズ作用を受け、第2の四極レンズ14で凸レ
ンズ作用を受け、走査拡大レンズ4で凹レンズ作
用を受けてスクリーン6上に投射される。
このCRTは従来の3つの四極レンズを含むも
のに比べて四極レンズが1個少ないために、2つ
の四極レンズ13,14の電圧を変えるのみで真
円の結像を得ることができない。走査拡大レンズ
4の電圧は固定であるので、レンズQ1〜Q3の
定数を電圧で変えることはできない。
そこで、本発明では、第1及び第2の四極レン
ズ13,14の配置即ち距離w、dを調整して真
円の結像を得る。真円の結像は、距離wとdとを
ほぼ等しく設定することにより得られる。これを
式によつて説明する。
d、q1を固定して真円の結像をスクリーン6上
に得る条件を求めると、 w=d〔2(αβ+β2)/(β−α)2−2γdαβ
−1〕……(1) で与えられる。但し、(1)式のα、β、γは次式で
示されるものである。
α=q1Z1S3−(q1+Z1) ……(2) β=q2p2S5+(q2+p2) ……(3) γ=Z1S3−1/α+p2S5+1/β ……(4) ここで、(2)(3)(4)式及び次式のS3、S4、S5はレン
ズQ1、Q2、Q3の焦点距離の逆数であり、またZ1
は次式で示すものである。
Z1=Hp1S4−(H+p1)/p1S4−1 ……(5) 上記(2)(3)(4)(5)式に従つて述めたα、β、γの値
を(1)式に代入するとWdになる。
第1図のCTRで制御電極9の電圧を変えると
第8図の物点49の位置が変化するため、物点4
9が大幅に変化する場合にはフオーカスが悪化す
る。しかし、制御電極9の電圧を実質的に一定に
保つて一定輝度でCTRを動作させる場合、又は
物点49をアパーチヤ物点方式で得る場合には、
第8図の距離wを一定に保つことができる。従つ
て、四極レンズの数を1つ減らした簡単な構造の
CRTであるにも拘らず、良好なフオーカス状態
を得ることができる。
走査拡大レンズ4の内部には、第6図及び第7
図で破線で示す等電位線80,81が生じるの
で、水平方向に偏向されたビーム82は第6図に
示す如く偏向拡大され、垂直方向に偏向されたビ
ーム83は、第13図に示す如く、進行方向が反
転されて偏向拡大される。
[別の実施例] 次に、第9図及び第10図に示す本発明の別の
実施例のCRTを説明する。但し、第9図におい
て、第1図と共通する部分には同一の符号を付し
てその説明を省略する。このCRTは、加速電極
10と第1の四極レンズ13との間にユニポテン
シヤル型の軸対称レンズ11を有する。軸対称レ
ンズ11は管軸1aに一致して形成された円形の
孔91,92,93を有する3枚の板状電極11
a,11b,11cから成り、両側の板状電極1
1a,11cは加速電極10に接続され、真中の
板状電極11bは可変抵抗20を介して電源端子
21に接続されている。板状電極11bには、通
常、加速電極10よりも低い電圧が印加され、こ
の軸対称レンズ11は凸レンズ作用を発揮する。
この軸対称レンズ11の凸レンズ作用を制御電極
9の電圧変化によるクロスオーバー即ち物点49
の移動を補償するように制御すれば、制御電圧の
変化にも拘らずフオーカス状態を良好に保つこと
ができる。
[変形例] 本発明は上述の実施例に限定されるものではな
く、たとえば次の変形が可能なものである。
(1) 第2の四極レンズ14を垂直偏向系2の前段
に配置してもよい。
(2) 走査拡大レンズ4を特開昭60−65436、特開
昭60−23939、特開昭59−189539、特開昭53−
129577、特開昭59−134531号公報、特願昭61−
88732、特願昭61−88733、米国特許第4302704
号明細書に開示されているものにしてもよい。
(3) オシロスコープのCRTに限ることなく、そ
の他の表示管、蓄積管等の電子銃に適用可能で
ある。
(4) 加速電極10の後段に、収差補正電極を加え
てもよい。
(5) 第1及び第2の四極レンズ13,14を、第
11図に示す如く4つの電極53,54,5
5,56の組み合わせで構成してもよい。
[発明の効果] 以上説明したように、本願の第1番目の発明に
よれば、フオーカスレンズ系を2個の四極レンズ
と走査拡大レンズとの組み合せによつて構成する
ので、従来の3個の四極レンズを有するものに比
べて四極レンズが1個少なくなり、陰極線管の構
造が簡単になり、低コスト化及び小型化が達成さ
れる。
また、本願の第2番目の発明によれば、制御電
極の電圧の変化に拘らず軸対称レンズの働きで物
点の位置を一定に保ち、良好なフオーカス状態を
維持することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係わるCRTの一部
を切断して示す図、第2図は第1図のCRTにお
ける四極レンズの板状電極を示す斜視図、第3図
は板状電極の正面図、第4図は走査拡大レンズを
示す斜視図、第5図は第4図の第1の筒状電極を
示す斜視図、第6図は第4図の走査拡大レンズの
横断面図、第7図は第4図の走査拡大レンズの縦
断面図、第8図は垂直フオーカスと水平フオーカ
スとを光学類推で示す図、第9図は本発明の別の
実施例のCRTを示す断面図、第10図は第9図
のCRTの軸対称レンズを示す斜視図、第11図
は四極レンズの変形例を示す正面図である。 1……電子銃、4……走査拡大レンズ、8……
陰極、9……制御電極、10……加速電極、11
……軸対称レンズ、13……第2の四極レンズ、
14……第3の四極レンズ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 電子ビーム発生手段と、 前記電子ビーム発生手段から放射された電子ビ
    ームを投射するスクリーン又はターゲツトと、 無偏向時における前記電子ビームの進行路に沿
    うように配置され、前記進行路に直交する平面に
    おける第1の方向に凸レンズ作用を有し、前記第
    1の方向に直交する第2の方向に凹レンズ作用を
    有するユニポテンシヤル型の第1の四極レンズ
    と、 前記第1の四極レンズの出射側に配置され、前
    記第1の方向に凹レンズ作用を有し、前記第2の
    方向に凸レンズ作用を有するユニポテンシヤル型
    の第2の四極レンズと、 前記電子ビームを前記第1の方向及び前記第2
    の方向に偏向するための偏向手段と、 前記偏向手段と前記スクリーン又はターゲツト
    との間に配置され、前記第1の方向で凸レンズ作
    用を有し、前記第2の方向で凹レンズ作用を有
    し、前記第1の方向に偏向された電子ビームの進
    行方向を反転させて偏向拡大させるように形成さ
    れたバイポテンシヤル型の走査拡大レンズと、 から成り、フオーカスレンズ系に配置された四極
    レンズは前記第1及び第2の四極レンズのみであ
    り、 フオーカスレンズ系の物点と前記第1の四極レ
    ンズとの距離が前記第1及び第2の四極レンズの
    相互間の距離とほぼ等しくなるように設定されて
    いることを特徴とする陰極線管。 2 前記偏向手段は、電子ビームを前記第1の方
    向に偏向する第1の偏向系と、前記電子ビームを
    前記第2の方向に偏向する第2の偏向系とから成
    る特許請求の範囲第1項記載の陰極線管。 3 陰極と、 前記陰極から放射された電子ビームを投射する
    ためのスクリーン又はターゲツトと、 無偏向時における前記陰極から前記スクリーン
    又はターゲツトに向かう電子ビームの進行路に沿
    うように配置された制御電極と、 前記制御電極の出射側に配置された加速電極
    と、 前記加速電極の出射側に配置された軸対称レン
    ズと、 前記軸対称レンズの出射側に配置され、前記進
    行路に直交する平面における第1の方向に凸レン
    ズ作用を有し、前記第1の方向に直交する第2の
    方向に凹レンズ作用を有するユニポテンシヤル型
    の第1の四極レンズと、 前記第1の四極レンズの出射側に配置され、前
    記第1の方向に凹レンズ作用を有し、前記第2の
    方向に凸レンズ作用を有するユニポテンシヤル型
    の第2の四極レンズと、 前記電子ビームを前記第1の方向及び前記第2
    の方向に偏向するための偏向手段と、 前記偏向手段と前記スクリーン又はターゲツト
    との間に配置され、前記第1の方向で凸レンズ作
    用を有し、前記第2の方向で凹レンズ作用を有
    し、前記第1の方向に偏向された電子ビームの進
    行方向を反転させて偏向拡大させるように形成さ
    れたバイポテンシヤル型の走査拡大レンズと、 から成り、フオーカスレンズ系に配置された四極
    レンズは前記第1及び第2の四極レンズのみであ
    り、 フオーカスレンズ系の物点と前記第1の四極レ
    ンズとの距離が前記第1及び第2の四極レンズの
    相互間の距離とほぼ等しくなるように設定されて
    おり、 前記制御電極の電圧変化による前記物点の位置
    の変化によるフオーカスずれを前記軸対称レンズ
    で補正するように構成されていることを特徴とす
    る陰極線管。
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