JPH08124499A - 陰極線管用電子銃及びこれを用いた陰極線管 - Google Patents
陰極線管用電子銃及びこれを用いた陰極線管Info
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- JPH08124499A JPH08124499A JP25553594A JP25553594A JPH08124499A JP H08124499 A JPH08124499 A JP H08124499A JP 25553594 A JP25553594 A JP 25553594A JP 25553594 A JP25553594 A JP 25553594A JP H08124499 A JPH08124499 A JP H08124499A
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】構成が単純で、大口径かつ低球面収差の陰極線
管用電子銃を提供する。 【構成】3つの小口径の前段電子レンズ18R,18G
及び18Bを直線的に配し、これら前段電子レンズ18
R,18G及び18Bのうち中央の前段電子レンズ18
Gの光学軸20Gを後段電子レンズ19の光学軸21に
一致させる。さらに、両側の前段電子レンズ18R,1
8Bと、後段電子レンズ19とが、電子ビームの集中及
びコンバーゼンスを同時に行い、かつ、フラウンフォー
ファーの条件を満たすように前段電子レンズ18及び後
段電子レンズ19を配する。
管用電子銃を提供する。 【構成】3つの小口径の前段電子レンズ18R,18G
及び18Bを直線的に配し、これら前段電子レンズ18
R,18G及び18Bのうち中央の前段電子レンズ18
Gの光学軸20Gを後段電子レンズ19の光学軸21に
一致させる。さらに、両側の前段電子レンズ18R,1
8Bと、後段電子レンズ19とが、電子ビームの集中及
びコンバーゼンスを同時に行い、かつ、フラウンフォー
ファーの条件を満たすように前段電子レンズ18及び後
段電子レンズ19を配する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、カラー受像
管、カラーディスプレイ装置等に用いられる陰極線管用
電子銃及びこれを用いた陰極線管に関する。
管、カラーディスプレイ装置等に用いられる陰極線管用
電子銃及びこれを用いた陰極線管に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、カラー陰極線管用電子銃において
は、球面収差の軽減によるビームスポット径の小径化を
図るため、電子レンズの大口径化が進んでいる。一方、
本発明者らが以前から開発をしているトリニトロン(登
録商標)型の電子銃は、大口径の電子レンズを有するも
のであるが、この種の電子銃においても、球面収差の小
さい電子銃の開発が進められている。
は、球面収差の軽減によるビームスポット径の小径化を
図るため、電子レンズの大口径化が進んでいる。一方、
本発明者らが以前から開発をしているトリニトロン(登
録商標)型の電子銃は、大口径の電子レンズを有するも
のであるが、この種の電子銃においても、球面収差の小
さい電子銃の開発が進められている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来例においては、次のような問題があった。すな
わち、トリニトロン型の電子銃の場合、複数の電子ビー
ムを主レンズの中心で交差させることによってコマ収差
をゼロにするものであることから、陰極線管の蛍光面上
で電子ビームを集中(コンバーゼンス)させるために
は、電子ビームを偏向させるための静電偏向板が必要と
なり、その結果、電子銃の長さが長くなるとともに、偏
向のための電圧を別に供給する必要があった。
うな従来例においては、次のような問題があった。すな
わち、トリニトロン型の電子銃の場合、複数の電子ビー
ムを主レンズの中心で交差させることによってコマ収差
をゼロにするものであることから、陰極線管の蛍光面上
で電子ビームを集中(コンバーゼンス)させるために
は、電子ビームを偏向させるための静電偏向板が必要と
なり、その結果、電子銃の長さが長くなるとともに、偏
向のための電圧を別に供給する必要があった。
【0004】一方、いわゆる3電子銃タイプの電子銃の
場合、複数の電子ビームの各々に対し大口径レンズを配
置することにより電子銃の大口径化を行うものであるた
め、大口径化には限界があり、かつ、形状も複雑になる
という欠点があった。
場合、複数の電子ビームの各々に対し大口径レンズを配
置することにより電子銃の大口径化を行うものであるた
め、大口径化には限界があり、かつ、形状も複雑になる
という欠点があった。
【0005】本発明はこのような従来の技術の課題を考
慮してなされたものであり、構成が単純で、大口径かつ
低球面収差の陰極線管用電子銃及びこれを用いた陰極線
管を提供することを目的とする。
慮してなされたものであり、構成が単純で、大口径かつ
低球面収差の陰極線管用電子銃及びこれを用いた陰極線
管を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明に係る陰極線管用
電子銃は、例えば、図1〜図7に示すように、複数の小
口径の前段電子レンズ18と、大口径の後段電子レンズ
19とを備え、上述の前段電子レンズ18のうち少なく
とも1つの前段電子レンズ18R,18Bと、上述の後
段電子レンズ19とが、
電子銃は、例えば、図1〜図7に示すように、複数の小
口径の前段電子レンズ18と、大口径の後段電子レンズ
19とを備え、上述の前段電子レンズ18のうち少なく
とも1つの前段電子レンズ18R,18Bと、上述の後
段電子レンズ19とが、
【数5】 及び
【数6】 の関係を満たすように上述の前段電子レンズ18及び後
段電子レンズ19を配したものである。
段電子レンズ19を配したものである。
【0007】この場合、3つの小口径の前段電子レンズ
18R,18G及び18Bを直線的に配し、これら前段
電子レンズ18R,18G及び18Bのうち中央の前段
電子レンズ18Gの光学軸20Gを後段電子レンズ19
の光学軸21に一致させるとともに、両側の前段電子レ
ンズ18R,18Bと、上述の後段電子レンズ19と
が、
18R,18G及び18Bを直線的に配し、これら前段
電子レンズ18R,18G及び18Bのうち中央の前段
電子レンズ18Gの光学軸20Gを後段電子レンズ19
の光学軸21に一致させるとともに、両側の前段電子レ
ンズ18R,18Bと、上述の後段電子レンズ19と
が、
【数7】 及び
【数8】 の関係を満たすように上述の前段電子レンズ18及び後
段電子レンズ19を配することもできる。
段電子レンズ19を配することもできる。
【0008】また、例えば後段電子レンズ19を形成す
るための高抵抗体からなる集束電極G51を設けることも
できる。
るための高抵抗体からなる集束電極G51を設けることも
できる。
【0009】さらに、前段電子レンズ18を形成するた
めの高抵抗体からなる集束電極を設けることもできる。
めの高抵抗体からなる集束電極を設けることもできる。
【0010】さらにまた、後段電子レンズ19を形成す
るための磁気集束手段を設けることもできる。
るための磁気集束手段を設けることもできる。
【0011】一方、本発明に係る陰極線管は、上述のい
ずれかに記載の陰極線管用電子銃を備えたものである。
ずれかに記載の陰極線管用電子銃を備えたものである。
【0012】
【作用】本発明に係る陰極線管用電子銃の場合、複数の
小口径の前段電子レンズ18のうち少なくとも1つの前
段電子レンズ18R,18Bと、大口径の後段電子レン
ズ19とが、
小口径の前段電子レンズ18のうち少なくとも1つの前
段電子レンズ18R,18Bと、大口径の後段電子レン
ズ19とが、
【数9】 の関係を満たすように構成することによって、電子ビー
ム9の集束とコンバーゼンスとが同時に行われる。さら
に、本発明に係る陰極線管用電子銃においては、これら
小口径の前段電子レンズ18と、大口径の後段電子レン
ズ19とが、
ム9の集束とコンバーゼンスとが同時に行われる。さら
に、本発明に係る陰極線管用電子銃においては、これら
小口径の前段電子レンズ18と、大口径の後段電子レン
ズ19とが、
【数10】 の関係を満たすように構成したことから、前段及び後段
電子レンズ18,19の球面収差によって前段電子レン
ズ18のコマ収差がキャンセルされ、その結果、コマ収
差が0になる条件(フラウンフォーファーの条件)を満
たしながら電子ビーム18のコンバーゼンスが行われ
る。
電子レンズ18,19の球面収差によって前段電子レン
ズ18のコマ収差がキャンセルされ、その結果、コマ収
差が0になる条件(フラウンフォーファーの条件)を満
たしながら電子ビーム18のコンバーゼンスが行われ
る。
【0013】この場合、3つの小口径の前段電子レンズ
18R,18G及び18Bを直線的に配し、これら前段
電子レンズ18R,18G及び18Bのうち中央の前段
電子レンズ18Gの光学軸20Gを後段電子レンズ19
の光学軸21に一致させるとともに、両側の前段電子レ
ンズ18R,18Bと、上述の後段電子レンズ19と
が、上記(数9)及び(数10)の関係を満たすように
これら前段電子レンズ及び後段電子レンズを配すること
により、例えばR(赤)、G(緑)及びB(青)の各色
用の電子ビーム9を放射するカラー陰極線管用電子銃に
おいて、電子ビーム9の集束とコンバーゼンスとが同時
に行われ、かつ、コマ収差が0になる条件(フラウンフ
ォーファーの条件)を満たしながら電子ビーム9のコン
バーゼンスが行われる。
18R,18G及び18Bを直線的に配し、これら前段
電子レンズ18R,18G及び18Bのうち中央の前段
電子レンズ18Gの光学軸20Gを後段電子レンズ19
の光学軸21に一致させるとともに、両側の前段電子レ
ンズ18R,18Bと、上述の後段電子レンズ19と
が、上記(数9)及び(数10)の関係を満たすように
これら前段電子レンズ及び後段電子レンズを配すること
により、例えばR(赤)、G(緑)及びB(青)の各色
用の電子ビーム9を放射するカラー陰極線管用電子銃に
おいて、電子ビーム9の集束とコンバーゼンスとが同時
に行われ、かつ、コマ収差が0になる条件(フラウンフ
ォーファーの条件)を満たしながら電子ビーム9のコン
バーゼンスが行われる。
【0014】また、後段電子レンズ19を形成するため
の高抵抗体からなる集束電極G51を設ければ、容易に大
口径の後段電子レンズ19が得られ、球面収差が低減す
る。
の高抵抗体からなる集束電極G51を設ければ、容易に大
口径の後段電子レンズ19が得られ、球面収差が低減す
る。
【0015】この場合、前段電子レンズ18を形成する
ための高抵抗体からなる集束電極を設ければ、前段及び
後段電子レンズ18,19を形成するための集束電極が
容易に一体化される。
ための高抵抗体からなる集束電極を設ければ、前段及び
後段電子レンズ18,19を形成するための集束電極が
容易に一体化される。
【0016】さらに、後段電子レンズ19を形成するた
めの磁気集束手段を設けることによっても、容易に大口
径の後段電子レンズが得られ、球面収差が低減する。
めの磁気集束手段を設けることによっても、容易に大口
径の後段電子レンズが得られ、球面収差が低減する。
【0017】加えて、上述の電子銃を備えた陰極線管に
よれば、電子レンズの球面収差を小さくすることができ
るので、電子ビームのスポット径を小さくすることがで
きる。
よれば、電子レンズの球面収差を小さくすることができ
るので、電子ビームのスポット径を小さくすることがで
きる。
【0018】
【実施例】以下、本発明に係る陰極線管用電子銃の実施
例について図面を参照して説明する。
例について図面を参照して説明する。
【0019】図1は、本発明に係る陰極線管の実施例の
概略構成を示すものである。図1に示すように、陰極線
管の管体1のネック部2に後述する陰極線管用電子銃
(以下「電子銃」という。)3が配される。一方、管体
1のパネル4の内面には蛍光面5が形成され、この蛍光
面5の近くに色選別電極6が取り付けられる。さらに、
管体1のファンネル7を取り囲むように偏向ヨーク8が
取り付けられ、電子銃3から射出された3本の電子ビー
ム9(9R,9G及び9B)が偏向ヨーク8によって偏
向されることにより画面の走査が行われる。
概略構成を示すものである。図1に示すように、陰極線
管の管体1のネック部2に後述する陰極線管用電子銃
(以下「電子銃」という。)3が配される。一方、管体
1のパネル4の内面には蛍光面5が形成され、この蛍光
面5の近くに色選別電極6が取り付けられる。さらに、
管体1のファンネル7を取り囲むように偏向ヨーク8が
取り付けられ、電子銃3から射出された3本の電子ビー
ム9(9R,9G及び9B)が偏向ヨーク8によって偏
向されることにより画面の走査が行われる。
【0020】図2は、本発明に係る電子銃の実施例の概
略構成を示すものである。図2に示すように、本実施例
の電子銃は、いわゆる3電子銃タイプのもので、R
(赤)、G(緑)、B(青)の各色用のカソード10
(10R,10G及び10B)が例えばインラインに配
列される。そして、カソード10に隣接して第1グリッ
ドG1 が設けられ、さらに第1グリッドG1 から蛍光面
5に向かって、順次、金属からなる第2〜第6グリッド
G 2 〜G6 が同軸上に設けられる。
略構成を示すものである。図2に示すように、本実施例
の電子銃は、いわゆる3電子銃タイプのもので、R
(赤)、G(緑)、B(青)の各色用のカソード10
(10R,10G及び10B)が例えばインラインに配
列される。そして、カソード10に隣接して第1グリッ
ドG1 が設けられ、さらに第1グリッドG1 から蛍光面
5に向かって、順次、金属からなる第2〜第6グリッド
G 2 〜G6 が同軸上に設けられる。
【0021】第1グリッドG1 は、各カソード10R,
10G及び10Bから放射される電子ビームを制御する
制御格子電極としての役割を果たすもので、各電子ビー
ム9R,9G及び9Bを通過させるための孔11R,1
1G及び11Bが設けられる。また、第2グリッドG2
は、各電子ビーム9R,9G及び9Bを加速する加速電
極としての役割を果たすもので、第1グリッドG1 と同
様に、各電子ビーム9R,9G及び9Bを通過させるた
めの孔12R,12G及び12Bが設けられる。
10G及び10Bから放射される電子ビームを制御する
制御格子電極としての役割を果たすもので、各電子ビー
ム9R,9G及び9Bを通過させるための孔11R,1
1G及び11Bが設けられる。また、第2グリッドG2
は、各電子ビーム9R,9G及び9Bを加速する加速電
極としての役割を果たすもので、第1グリッドG1 と同
様に、各電子ビーム9R,9G及び9Bを通過させるた
めの孔12R,12G及び12Bが設けられる。
【0022】第3〜第5グリッドG3 ,G4 及びG
5 は、各電子ビーム9R,9G及び9Bを集束させる集
束電極としての役割を果たすものであり、また第6グリ
ッドG6は、各電子ビーム9R,9G及び9Bを加速す
る最終加速電極としての役割を果たすものである。
5 は、各電子ビーム9R,9G及び9Bを集束させる集
束電極としての役割を果たすものであり、また第6グリ
ッドG6は、各電子ビーム9R,9G及び9Bを加速す
る最終加速電極としての役割を果たすものである。
【0023】第3グリッドG3 には、第2グリッドG2
に隣接する部分に、各電子ビーム9R,9G及び9Bに
対応するビーム透過孔13R,13G及び13Bが設け
られ、第4グリッドG4 に隣接する部分に、セパレータ
を介して各電子ビーム9R,9G及び9Bに対応するビ
ーム透過孔14R,14G及び14Bが設けられる。
に隣接する部分に、各電子ビーム9R,9G及び9Bに
対応するビーム透過孔13R,13G及び13Bが設け
られ、第4グリッドG4 に隣接する部分に、セパレータ
を介して各電子ビーム9R,9G及び9Bに対応するビ
ーム透過孔14R,14G及び14Bが設けられる。
【0024】第4グリッドG4 には、第3グリッドG3
および第5グリッドG5 に隣接する部分に、それぞれセ
パレータを介して各電子ビーム9R,9G及び9Bに対
応するビーム透過孔15R,15G及び15B並びに1
6R,16G及び16Bが設けられる。なお、第4グリ
ッドG4 は、例えば図3に示すように、板状の金属板2
5に各電子ビーム9R,9G及び9Bに対応するビーム
透過孔25R,25G及び25Bを設けるようにしたも
のであってもよい。
および第5グリッドG5 に隣接する部分に、それぞれセ
パレータを介して各電子ビーム9R,9G及び9Bに対
応するビーム透過孔15R,15G及び15B並びに1
6R,16G及び16Bが設けられる。なお、第4グリ
ッドG4 は、例えば図3に示すように、板状の金属板2
5に各電子ビーム9R,9G及び9Bに対応するビーム
透過孔25R,25G及び25Bを設けるようにしたも
のであってもよい。
【0025】第5グリッドG5 は、第4グリッドG4 に
隣接する部分に、セパレータを介して各電子ビーム9
R,9G及び9Bに対応するビーム透過孔17R,17
G及び17Bが設けられるが、第6グリッドG6 に隣接
する部分には各電子ビーム9R,9G及び9Bに対応す
るビーム透過孔は設けられず、開放された形状に形成さ
れている。
隣接する部分に、セパレータを介して各電子ビーム9
R,9G及び9Bに対応するビーム透過孔17R,17
G及び17Bが設けられるが、第6グリッドG6 に隣接
する部分には各電子ビーム9R,9G及び9Bに対応す
るビーム透過孔は設けられず、開放された形状に形成さ
れている。
【0026】第6グリッドG6 は、両端側、すなわち第
5グリッドG5 および蛍光面5に対向する部分がいずれ
も開放された形状を有している。
5グリッドG5 および蛍光面5に対向する部分がいずれ
も開放された形状を有している。
【0027】図2に示すように、第3グリッドG3 と第
5グリッドG5 とは電気的に接続され、第6グリッドG
6 に供給される高圧HV(30V程度)の約30%の電
圧V F がこれらに供給される。一方、第4グリッドG4
には、第6グリッドG6 に供給される高圧HVの約3%
の電圧Vf が供給される。そして、このような電位関係
により、各電子ビーム9R,9G及び9Bに対応して後
述する前段電子レンズ18が形成される。さらに、第5
グリッドG5 と第6グリッドG6 との電位勾配により、
後述する大口径の後段電子レンズ19が形成される。
5グリッドG5 とは電気的に接続され、第6グリッドG
6 に供給される高圧HV(30V程度)の約30%の電
圧V F がこれらに供給される。一方、第4グリッドG4
には、第6グリッドG6 に供給される高圧HVの約3%
の電圧Vf が供給される。そして、このような電位関係
により、各電子ビーム9R,9G及び9Bに対応して後
述する前段電子レンズ18が形成される。さらに、第5
グリッドG5 と第6グリッドG6 との電位勾配により、
後述する大口径の後段電子レンズ19が形成される。
【0028】図4は、本実施例の電子銃3の原理を概念
的に示すものである。本実施例の電子銃3は、次のよう
な原理に基づくものである。すなわち、従来より、光学
の分野においては、小口径の前段レンズと大口径の後段
レンズを用いれば、光学系の球面収差を低減できること
が知られている。そこで、本実施例の電子銃3は、この
考え方を電子光学に応用し、3本の電子ビーム9R,9
G及び9Bを集束させながら同時にコンバーゼンスさせ
るものである。
的に示すものである。本実施例の電子銃3は、次のよう
な原理に基づくものである。すなわち、従来より、光学
の分野においては、小口径の前段レンズと大口径の後段
レンズを用いれば、光学系の球面収差を低減できること
が知られている。そこで、本実施例の電子銃3は、この
考え方を電子光学に応用し、3本の電子ビーム9R,9
G及び9Bを集束させながら同時にコンバーゼンスさせ
るものである。
【0029】図4に示すように、電位V0 、Vn 及びV
i を与えることにより、小口径の前段電子レンズ(以下
「前段レンズ」という。)18と大口径の後段電子レン
ズ(以下「後段レンズ」という。)19とが、それぞれ
の光学軸20,21をずらして形成されていると考え
る。この場合、図4に示す光学系のモデルは、考え易く
するために、一般の場合と逆に図中左側に像点Qをとっ
た。したがって、図中左側で電子ビーム9のコンバーゼ
ンスと集束が同時に起こると考える。
i を与えることにより、小口径の前段電子レンズ(以下
「前段レンズ」という。)18と大口径の後段電子レン
ズ(以下「後段レンズ」という。)19とが、それぞれ
の光学軸20,21をずらして形成されていると考え
る。この場合、図4に示す光学系のモデルは、考え易く
するために、一般の場合と逆に図中左側に像点Qをとっ
た。したがって、図中左側で電子ビーム9のコンバーゼ
ンスと集束が同時に起こると考える。
【0030】図4に示すように、まず、前段レンズ18
の光学軸20と後段レンズ19の光学軸21がdだけ離
れていると考える。コンバーゼンスと集束を同時に満た
す場合には、後段レンズ19の物点Pは近軸条件で考え
るとZn の位置で光学軸21上になければならない。し
たがって、前段レンズ18の光学軸20が後段レンズ1
9の光学軸21からdだけ離れているとすると、前段レ
ンズ18の像点は、前段レンズ18の光学軸20からd
だけ離れていることになる。ここで、前段レンズ18の
像側からの像倍率をm1 とすると、物点Oは光学軸20
から
の光学軸20と後段レンズ19の光学軸21がdだけ離
れていると考える。コンバーゼンスと集束を同時に満た
す場合には、後段レンズ19の物点Pは近軸条件で考え
るとZn の位置で光学軸21上になければならない。し
たがって、前段レンズ18の光学軸20が後段レンズ1
9の光学軸21からdだけ離れているとすると、前段レ
ンズ18の像点は、前段レンズ18の光学軸20からd
だけ離れていることになる。ここで、前段レンズ18の
像側からの像倍率をm1 とすると、物点Oは光学軸20
から
【0031】
【数11】
【0032】だけ離れているところになければならな
い。これがコンバーゼンスと集束を同時に行う条件であ
る。
い。これがコンバーゼンスと集束を同時に行う条件であ
る。
【0033】次に、後段レンズ19の像点QからZS2−
Z0 の位置に高さがUS2で大きさがUa2の瞳があるモデ
ルを考え、瞳の高さUS2を変えてコマ収差がゼロとなる
ところがあるかどうかを調べる。なお、瞳の位置とは、
実際の電子銃において電子ビームの出射して行く方向と
発散角がその位置で占める径と考えて良いものである。
Z0 の位置に高さがUS2で大きさがUa2の瞳があるモデ
ルを考え、瞳の高さUS2を変えてコマ収差がゼロとなる
ところがあるかどうかを調べる。なお、瞳の位置とは、
実際の電子銃において電子ビームの出射して行く方向と
発散角がその位置で占める径と考えて良いものである。
【0034】後段レンズの像点Qにおいてコンバーゼン
ス角βi ,集束角αi (但し、下記発散角αi とは別な
もの)で集束する条件の下で像点Q側から前段及び後段
レンズ18,19の収差を求める。まず、ZS2の位置に
高さUS2,大きさUa2の瞳があるとしたとき、後段レン
ズ19の物点Pにおける収差量は、オフセットアパーチ
ャー(コマ収差)時の収差公式を用いて、
ス角βi ,集束角αi (但し、下記発散角αi とは別な
もの)で集束する条件の下で像点Q側から前段及び後段
レンズ18,19の収差を求める。まず、ZS2の位置に
高さUS2,大きさUa2の瞳があるとしたとき、後段レン
ズ19の物点Pにおける収差量は、オフセットアパーチ
ャー(コマ収差)時の収差公式を用いて、
【0035】
【数12】
【0036】次に、前段レンズ18の物点OがZn の位
置においてレンズの光学軸20からdだけ離れた位置に
あると考えて収差量を求めると、
置においてレンズの光学軸20からdだけ離れた位置に
あると考えて収差量を求めると、
【0037】
【数13】
【0038】前段レンズ18及び後段レンズ19からな
る合成レンズ系の収差は、物点側で求めると、
る合成レンズ系の収差は、物点側で求めると、
【0039】
【数14】
【0040】この合成レンズ系においてコマ収差がゼロ
となるフラウンフォーファーの条件は、
となるフラウンフォーファーの条件は、
【0041】
【数15】
【0042】
【数16】
【0043】
【0044】
【数17】
【0045】この式(5)〜(11)を用いて式(4)
を変形すると、コマ収差がゼロとなる条件は次のように
なる。
を変形すると、コマ収差がゼロとなる条件は次のように
なる。
【0046】
【数18】
【0047】これは、瞳の位置を変えることによって、
前段及び後段レンズ18,19の球面収差で前段レンズ
18のコマ収差をキャンセルすることに相当する。
前段及び後段レンズ18,19の球面収差で前段レンズ
18のコマ収差をキャンセルすることに相当する。
【0048】以上述べたことから明らかなように、コン
バーゼンスとコマ収差がゼロの条件を満たす電子銃は、
理論的には存在する。
バーゼンスとコマ収差がゼロの条件を満たす電子銃は、
理論的には存在する。
【0049】図5は、本実施例の電子銃3の電子光学系
を概念的に示すものである。図5に示すように、本実施
例においては、第3〜第5グリッドG3〜G5に上述し
た電圧を印加することにより、小口径の前段レンズ18
R,18G及び18Bがインラインに形成され、さらに
この第5グリッドG5と、高圧HVを印加した第6グリ
ッドG6との間に、大口径(各前段レンズ18R,18
G及び18Bよりレンズ径が大きい)の後段レンズ19
が形成される。
を概念的に示すものである。図5に示すように、本実施
例においては、第3〜第5グリッドG3〜G5に上述し
た電圧を印加することにより、小口径の前段レンズ18
R,18G及び18Bがインラインに形成され、さらに
この第5グリッドG5と、高圧HVを印加した第6グリ
ッドG6との間に、大口径(各前段レンズ18R,18
G及び18Bよりレンズ径が大きい)の後段レンズ19
が形成される。
【0050】そして、中央の前段レンズ18Gの光学2
0G軸と後段レンズ19の光学軸21とを一致させると
ともに、中央の前段レンズ18Gの光学軸20Gと両側
の前段レンズ18R,18Bの光学軸20R,20Bと
の距離dが、上述の
0G軸と後段レンズ19の光学軸21とを一致させると
ともに、中央の前段レンズ18Gの光学軸20Gと両側
の前段レンズ18R,18Bの光学軸20R,20Bと
の距離dが、上述の
【0051】
【数19】
【0052】及び
【0053】
【数20】
【0054】を満たすように構成される。
【0055】この場合、両側の前段レンズ18R,18
Bについての物点OR ,OB は、それぞれの電子ビーム
9R,9Bのクロスオーバー点に相当する。なお、各前
段レンズ18R,18G及び18Bの間の距離dは、各
電極を配置するスペースによって決定される。また、電
子ビーム9の出射方向と位置は、前段レンズ18と後段
レンズ19の組み合わせによって定めることができる。
Bについての物点OR ,OB は、それぞれの電子ビーム
9R,9Bのクロスオーバー点に相当する。なお、各前
段レンズ18R,18G及び18Bの間の距離dは、各
電極を配置するスペースによって決定される。また、電
子ビーム9の出射方向と位置は、前段レンズ18と後段
レンズ19の組み合わせによって定めることができる。
【0056】以上の議論は、近軸理論を用いた場合であ
るが、設計の目安とするには十分である。なお、上述の
コマ収差がゼロの条件では、非点収差、像面湾曲等の他
の収差は最小となるがゼロにはならないので、例えば前
段及び後段レンズ18,19の径をX方向とY方向で変
えたり、前段レンズ18の径を中央の前段レンズ18G
と両側の前段レンズ18R,18Bで多少変えるなど他
の手段を講ずることが必要である。また、電子ビームの
出射方向を変えるには、プリフォーカスレンズやアパー
チャレンズの位置・径を変更することがきわめて有効で
ある。
るが、設計の目安とするには十分である。なお、上述の
コマ収差がゼロの条件では、非点収差、像面湾曲等の他
の収差は最小となるがゼロにはならないので、例えば前
段及び後段レンズ18,19の径をX方向とY方向で変
えたり、前段レンズ18の径を中央の前段レンズ18G
と両側の前段レンズ18R,18Bで多少変えるなど他
の手段を講ずることが必要である。また、電子ビームの
出射方向を変えるには、プリフォーカスレンズやアパー
チャレンズの位置・径を変更することがきわめて有効で
ある。
【0057】ちなみに、一般にカラー陰極線管における
像倍率Mは、−10〜15倍程度である。したがって、
例えば式(13)において、M=−15(倍)とし、前
段レンズと後段レンズに屈折力を分割した場合を考える
と、M1 =2,3,5,7.5(M2 =−7.5,−
5,−3,−2)のときに、
像倍率Mは、−10〜15倍程度である。したがって、
例えば式(13)において、M=−15(倍)とし、前
段レンズと後段レンズに屈折力を分割した場合を考える
と、M1 =2,3,5,7.5(M2 =−7.5,−
5,−3,−2)のときに、
【0058】
【数21】
【0059】となる。この結果から明らかなように、前
段レンズ18の屈折力を大きくした方が物点即ちクロス
オーバー点がカソード10に近づくことになる。
段レンズ18の屈折力を大きくした方が物点即ちクロス
オーバー点がカソード10に近づくことになる。
【0060】以上説明したように本実施例によれば、複
数の小口径の前段レンズ18R,18G及び18Bと大
口径の後段レンズ19を備えた電子銃3において、電子
ビーム9の集束とコンバーゼンスとが同時に行われ、か
つ、コマ収差が0になる条件(フラウンフォーファーの
条件)を満たしながら電子ビーム9のコンバーゼンスが
行われることから、構成が単純で、大口径かつ低球面収
差の陰極線管用電子銃を提供することができる。
数の小口径の前段レンズ18R,18G及び18Bと大
口径の後段レンズ19を備えた電子銃3において、電子
ビーム9の集束とコンバーゼンスとが同時に行われ、か
つ、コマ収差が0になる条件(フラウンフォーファーの
条件)を満たしながら電子ビーム9のコンバーゼンスが
行われることから、構成が単純で、大口径かつ低球面収
差の陰極線管用電子銃を提供することができる。
【0061】そして、本実施例の電子銃3を備えた陰極
線管によれば、ビームスポット径を小さくすることがで
きるので、高精細のカラー陰極線管を実現することが可
能になる。
線管によれば、ビームスポット径を小さくすることがで
きるので、高精細のカラー陰極線管を実現することが可
能になる。
【0062】図6は、本発明に係る陰極線管用電子銃の
他の実施例の構成を示すものであり、以下、上述の実施
例と対応する部分については、同一の符号を付して説明
する。
他の実施例の構成を示すものであり、以下、上述の実施
例と対応する部分については、同一の符号を付して説明
する。
【0063】図6に示すように、本実施例の電子銃31
は、上述の実施例と同様のカソード10、第1グリッド
G1、第2グリッドG2及び第3グリッドG3を有して
いる。
は、上述の実施例と同様のカソード10、第1グリッド
G1、第2グリッドG2及び第3グリッドG3を有して
いる。
【0064】そして、第3グリッドG3に隣接して、順
次、第4〜第6グリッドG41〜G61が例えば一体的に設
けられる。
次、第4〜第6グリッドG41〜G61が例えば一体的に設
けられる。
【0065】第4グリッドG41は、集束電極としての役
割を果たすものであり、例えば金属から構成される。そ
して、第4グリッドG41の第3グリッドG3 に隣接する
部分には、セパレータを介して各電子ビーム9R,9G
及び9Bに対応するビーム透過孔22R,22G及び2
2Bが設けられる。
割を果たすものであり、例えば金属から構成される。そ
して、第4グリッドG41の第3グリッドG3 に隣接する
部分には、セパレータを介して各電子ビーム9R,9G
及び9Bに対応するビーム透過孔22R,22G及び2
2Bが設けられる。
【0066】第5グリッドG51もまた、集束電極として
の役割を果たすものであるが、この第5グリッドG
51は、高抵抗体である例えばセラミックス材料の中空円
筒体からなる。そして、図6に示すように、第5グリッ
ドG51の中央部にはリング状の電極部23が形成され
る。また、この電極部23は、第3グリッドG3 と電気
的に接続される。
の役割を果たすものであるが、この第5グリッドG
51は、高抵抗体である例えばセラミックス材料の中空円
筒体からなる。そして、図6に示すように、第5グリッ
ドG51の中央部にはリング状の電極部23が形成され
る。また、この電極部23は、第3グリッドG3 と電気
的に接続される。
【0067】第6グリッドG6は、最終加速電極として
の役割を果たすもので、上述の実施例と同様に、高圧H
Vが印加される。そして、この第6グリッドG6 は、第
4グリッドG41と電気的に接続される。
の役割を果たすもので、上述の実施例と同様に、高圧H
Vが印加される。そして、この第6グリッドG6 は、第
4グリッドG41と電気的に接続される。
【0068】このような構成を有する本実施例の電子銃
31においては、第3及び第4グリッドG3 及びG41に
よって前段レンズ18が形成され、さらに第4〜第6グ
リッドG41〜G6 によって後段レンズ19が形成され
る。そして、本実施例においても、上述の実施例と同様
に、(数19)及び(数20)を満たすように前段及び
後段レンズ18,19が配置される。
31においては、第3及び第4グリッドG3 及びG41に
よって前段レンズ18が形成され、さらに第4〜第6グ
リッドG41〜G6 によって後段レンズ19が形成され
る。そして、本実施例においても、上述の実施例と同様
に、(数19)及び(数20)を満たすように前段及び
後段レンズ18,19が配置される。
【0069】本実施例の電子銃31によれば、高抵抗体
からなる第5グリッドG51を有しているので、容易に大
口径の後段レンズ19が得られ、より一層の球面収差の
低減ひいては陰極線管の高精細化を図ることができる。
からなる第5グリッドG51を有しているので、容易に大
口径の後段レンズ19が得られ、より一層の球面収差の
低減ひいては陰極線管の高精細化を図ることができる。
【0070】なお、図示はしないが、第5グリッドG51
と同様の高抵抗体を用いて第3及び第4グリッドを構成
し、これらによって前段レンズ18を形成するようにす
ることもできる。その場合、電子銃の構成がより簡単に
なるという効果がある。
と同様の高抵抗体を用いて第3及び第4グリッドを構成
し、これらによって前段レンズ18を形成するようにす
ることもできる。その場合、電子銃の構成がより簡単に
なるという効果がある。
【0071】また、上述の実施例においては、大口径の
後段レンズを形成するために静電集束方式の集束電極を
設けるようにしたが、本発明はこれに限られず、例えば
図7に示すように、陰極線管1のネック部2の周囲に磁
気集束手段(コイル又はマグネット)24を設け、この
磁気集束手段24により大口径の後段レンズ19を形成
するように構成することもできる。この場合において
も、容易に大口径の後段レンズ19が得られ、より一層
の球面収差の低減ひいては陰極線管の高精細化を図るこ
とができるという効果がある。
後段レンズを形成するために静電集束方式の集束電極を
設けるようにしたが、本発明はこれに限られず、例えば
図7に示すように、陰極線管1のネック部2の周囲に磁
気集束手段(コイル又はマグネット)24を設け、この
磁気集束手段24により大口径の後段レンズ19を形成
するように構成することもできる。この場合において
も、容易に大口径の後段レンズ19が得られ、より一層
の球面収差の低減ひいては陰極線管の高精細化を図るこ
とができるという効果がある。
【0072】なお、本発明は上述の実施例に限られず、
種々の変更を行うことができる。例えば前段及び後段レ
ンズ18,19を形成するための電極の数、配置は種々
のものとすることができる。その場合、ユニポテンシャ
ル型、バイポテンシャル型のいずれであってもよい。ま
た、各電極に設けられるビーム透過孔の形状について
も、上述の実施例に限られず、種々のものを採用するこ
とができる。
種々の変更を行うことができる。例えば前段及び後段レ
ンズ18,19を形成するための電極の数、配置は種々
のものとすることができる。その場合、ユニポテンシャ
ル型、バイポテンシャル型のいずれであってもよい。ま
た、各電極に設けられるビーム透過孔の形状について
も、上述の実施例に限られず、種々のものを採用するこ
とができる。
【0073】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る陰極
線管用電子銃によれば、複数の小口径の前段電子レンズ
のうち少なくとも1つの前段電子レンズと、大口径の後
段電子レンズとが、
線管用電子銃によれば、複数の小口径の前段電子レンズ
のうち少なくとも1つの前段電子レンズと、大口径の後
段電子レンズとが、
【数22】 及び
【数23】 の関係を満たすように構成したことから、小口径の前段
レンズと大口径の後段レンズを備えた電子銃において、
電子ビームの集束とコンバーゼンスとを同時に行うとと
もに、コマ収差が0になる条件(フラウンフォーファー
の条件)を満たしながら電子ビームのコンバーゼンスを
行うことができ、その結果、構成が単純で、大口径かつ
低球面収差の陰極線管用電子銃を提供することができ
る。
レンズと大口径の後段レンズを備えた電子銃において、
電子ビームの集束とコンバーゼンスとを同時に行うとと
もに、コマ収差が0になる条件(フラウンフォーファー
の条件)を満たしながら電子ビームのコンバーゼンスを
行うことができ、その結果、構成が単純で、大口径かつ
低球面収差の陰極線管用電子銃を提供することができ
る。
【0074】この場合、3つの小口径の前段電子レンズ
を直線的に配し、これら前段電子レンズのうち中央の前
段電子レンズの光学軸を後段電子レンズの光学軸に一致
させるとともに、両側の前段電子レンズと、上述の後段
電子レンズとが、上記(数22)及び(数23)の関係
を満たすようにこれら前段電子レンズ及び後段電子レン
ズを配することにより、例えばR(赤)、G(緑)及び
B(青)の各色用の電子ビームを放射するカラー陰極線
管用電子銃において、電子ビームの集束とコンバーゼン
スとを同時に行うとともに、コマ収差が0になる条件
(フラウンフォーファーの条件)を満たしながら電子ビ
ームのコンバーゼンスを行うことができ、その結果、構
成が単純で、大口径かつ低球面収差のカラー陰極線管用
電子銃を提供することができる。
を直線的に配し、これら前段電子レンズのうち中央の前
段電子レンズの光学軸を後段電子レンズの光学軸に一致
させるとともに、両側の前段電子レンズと、上述の後段
電子レンズとが、上記(数22)及び(数23)の関係
を満たすようにこれら前段電子レンズ及び後段電子レン
ズを配することにより、例えばR(赤)、G(緑)及び
B(青)の各色用の電子ビームを放射するカラー陰極線
管用電子銃において、電子ビームの集束とコンバーゼン
スとを同時に行うとともに、コマ収差が0になる条件
(フラウンフォーファーの条件)を満たしながら電子ビ
ームのコンバーゼンスを行うことができ、その結果、構
成が単純で、大口径かつ低球面収差のカラー陰極線管用
電子銃を提供することができる。
【0075】さらに、後段電子レンズを形成するための
高抵抗体からなる集束電極を設けることにより、さらに
大口径の後段電子レンズを容易に得ることができ、一層
低球面収差の陰極線管用電子銃を提供することができ
る。
高抵抗体からなる集束電極を設けることにより、さらに
大口径の後段電子レンズを容易に得ることができ、一層
低球面収差の陰極線管用電子銃を提供することができ
る。
【0076】また、後段電子レンズを形成するための電
磁集束手段を設けることによっても、さらに大口径の後
段電子レンズを容易に得ることができ、一層低球面収差
の陰極線管用電子銃を提供することができる。
磁集束手段を設けることによっても、さらに大口径の後
段電子レンズを容易に得ることができ、一層低球面収差
の陰極線管用電子銃を提供することができる。
【0077】そして、本発明の電子銃を備えた陰極線管
によれば、電子ビームのスポット径を小さくすることが
できるので、高精細のカラー陰極線管を実現することが
可能になる。
によれば、電子ビームのスポット径を小さくすることが
できるので、高精細のカラー陰極線管を実現することが
可能になる。
【図1】本発明に係る陰極線管の実施例の概略構成断面
図である。
図である。
【図2】本発明に係る陰極線管用電子銃の実施例の概略
構成断面図である。
構成断面図である。
【図3】同実施例における第4グリッドの他の例を示す
断面図である。
断面図である。
【図4】同実施例の電子銃の原理を概念的に示す説明図
である。
である。
【図5】同実施例の電子銃の電子光学系を概念的に示す
説明図である。
説明図である。
【図6】本発明に係る陰極線管用電子銃の他の実施例の
概略構成断面図である。
概略構成断面図である。
【図7】本発明に係る陰極線管用電子銃のさらに他の実
施例を備えた陰極線管の概略構成図である。
施例を備えた陰極線管の概略構成図である。
1 管体 2 ネック部 3 電子銃 4 パネル 5 蛍光面 6 色選別電極 9 (9R,9G,9B) 電子ビーム 10 (10R,10G,10B) カソード 11R,12R,13R,14R,15R,16R,1
7R ビーム透過孔 11G,12G,13G,14G,15G,16G,1
7G ビーム透過孔 11B,12B,13B,14B,15B,16B,1
7B ビーム透過孔 18 前段電子レンズ 19 後段電子レンズ 20,21 光学軸 G1 第1グリッド G2 第2グリッド G3 第3グリッド G4 第4グリッド G5 第5グリッド G6 第6グリッド
7R ビーム透過孔 11G,12G,13G,14G,15G,16G,1
7G ビーム透過孔 11B,12B,13B,14B,15B,16B,1
7B ビーム透過孔 18 前段電子レンズ 19 後段電子レンズ 20,21 光学軸 G1 第1グリッド G2 第2グリッド G3 第3グリッド G4 第4グリッド G5 第5グリッド G6 第6グリッド
Claims (6)
- 【請求項1】複数の小口径の前段電子レンズと、大口径
の後段電子レンズとを備え、上記前段電子レンズのうち
少なくとも1つの前段電子レンズと、上記後段電子レン
ズとが、 【数1】 及び 【数2】 の関係を満たすように上記前段電子レンズ及び後段電子
レンズを配したことを特徴とする陰極線管用電子銃。 - 【請求項2】3つの小口径の前段電子レンズを直線的に
配し、これら前段電子レンズのうち中央の前段電子レン
ズの光学軸を後段電子レンズの光学軸に一致させるとと
もに、両側の前段電子レンズと、上記後段電子レンズと
が、 【数3】 及び 【数4】 の関係を満たすように上記前段電子レンズ及び後段電子
レンズを配したことを特徴とする請求項1記載の陰極線
管用電子銃。 - 【請求項3】後段電子レンズを形成するための高抵抗体
からなる集束電極を備えたことを特徴とする請求項1又
は2記載の陰極線管用電子銃。 - 【請求項4】前段電子レンズを形成するための高抵抗体
からなる集束電極を備えたことを特徴とする請求項1〜
3のいずれかに記載の陰極線管用電子銃。 - 【請求項5】後段電子レンズを形成するための磁気集束
手段を備えたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか
に記載の陰極線管用電子銃。 - 【請求項6】請求項1〜5のいずれかに記載の陰極線管
用電子銃を備えたことを特徴とする陰極線管。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25553594A JPH08124499A (ja) | 1994-10-20 | 1994-10-20 | 陰極線管用電子銃及びこれを用いた陰極線管 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25553594A JPH08124499A (ja) | 1994-10-20 | 1994-10-20 | 陰極線管用電子銃及びこれを用いた陰極線管 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08124499A true JPH08124499A (ja) | 1996-05-17 |
Family
ID=17280088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25553594A Pending JPH08124499A (ja) | 1994-10-20 | 1994-10-20 | 陰極線管用電子銃及びこれを用いた陰極線管 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08124499A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9492368B2 (en) | 2011-02-01 | 2016-11-15 | Hayashibara Co., Ltd. | External preparation for skin |
-
1994
- 1994-10-20 JP JP25553594A patent/JPH08124499A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9492368B2 (en) | 2011-02-01 | 2016-11-15 | Hayashibara Co., Ltd. | External preparation for skin |
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