JPS5935499B2 - 陰極線管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、陰極線管に関し、更に詳細にはメツシュ電極
を除去した構造の陰極線管に関する。

従来の一般的な後段加速型陰極線管は、電子銃から放射
された電子ビームを垂直又は水平に偏向させた後に、平
面メツシュ又は曲面メツシュとバルブ内壁の後段加速電
極とによる後段加速電界によって加速することにより、
螢光スクリーン上に輝度を増大させたスポットを得るよ
うに構成されている。

しかし、この種の陰極線管には、メツシュのためにスポ
ットの分解能及び電子銃効率が悪化するという欠点、及
びメツシュに当って出る２次電子によるハレーションが
スクリーン面に生じるという欠点があった。

この種の欠点を解消するためにメツシュを使用しない陰
極線管として、例えば特公昭４４−３１６１３号公報に
開示されている２つの四極レンズと半球形電極との構成
によりメツシュを省いたものがある。

しかし、この形式の陰極線管には、偏向角が大きくなる
のでスクリーン面の端でボケが生じてスポットの一様性
が悪くなるという欠点、電子銃効率がメツシュを使用し
たものより悪くなるという欠点、更にパターン歪を補正
するために２枚の電極を追加配置しなければならないと
いう欠点があった。

そこで、本発明の目的は、上述の如き欠点を除去したメ
ツシュ無しの陰極線管を提供することにある。

上記目的を達成するだめの本発明は、電子銃（例えは実
施例のカソード２、第１及び第２グリッド３，４、第１
及び第２陽極５，６から成る静電集束型電子銃、又は電
磁集束型電子銃）と、該電子銃から放射された電子ビー
ムを第１の方向及び該第１の方向に直交する第２の方向
に偏向する偏向系（例えば実施例の垂直偏向板７と水平
偏向板８とから成る静電偏向系、又は電磁偏向系）と、
該偏向系よりも後段に設けられた少なくとも１つの後段
電極と、該後段電極の近傍に配置された実質的に扁平な
筒状電子レンズと、前記電子銃から放射された電子ビー
ムを衝撃させるターゲットと、を少なくとも具備して構
成され、且つ前記電子レンズは実質的に第１、第２、第
３、及び第４の面を有して前記電子ビームを通過させる
ことが可能な筒状に形成された第１の電極と、実質的に
第１、第２、第３、及び第４の面を有すれ筒状部と該筒
状部のターゲット側開口を前記電子ビームの通過を許容
する幅のスリットを有して実質的に閉塞する第５の面と
を具備して前記第１の電極に隣接して配置された第２の
電極とから成り、且つ前記第１の電極の第１の面及び該
第１の面に対向する第３の面のターゲット側の端が曲率
を有して凹状又は凸状に形成され、前記第２の電極の第
１の面及び該第１の面に対向する第３の面の電子銃側の
端が曲率を有して凹状又は凸状に形成され、前記偏向系
によって前記第１の方向に振られた前記電子ビームの進
行方向を前記電子レンズ内で反転させるように構成され
ていると共に前記スリットに前記電子ビームを前記第１
の方向に集束させるレンズ作用を生じさせるように構成
されていることを特徴とする陰極線管に係わるものであ
る。

上記本発明においては、メツシュを省いた代りに扇状箱
形又は箱形等の扁平な電子レンズを配置し、この電子レ
ンズのターゲット側の面にスリットを設け、このスリッ
トを電子ビームが通過するように構成されているので、
ハレーションを除去されるばかりでなく、電子銃効率及
びスポットの分解能が向上し、またスリットによる凸レ
ンズ作用で上下ボケが少なくなる。

またスポットのボケを抑制した状態で垂直及び水平方向
の偏向感度を向上させることが可能になる。

以下、図面を参照して本発明の実施例について述べる。

本発明の第１の実施例に係わる波形観測用静電集束静電
偏向型陰極線管は、第１図に示す如く、真空外壁１内に
カソード２、第１グリツド３、第２グリツｒ４、第１陽
極５、第２陽極６、垂直偏向板７、水平偏向板８．２分
割扇状箱形電子レンズ９、後段加速電極１０、及び螢光
表示スクリーンとしてのターゲット１１を設けることに
よって構成されている。

従って、この陰極線管にはメツシュ電極が設けられてお
らず、この代りに２分割扇状箱形電子レンズ９が設けら
れている。

２分割扇状箱形電子レンズ９を除いた部分は、公知の構
成Ｃあり、例えばカソード２には一２ＫＶ、 第１グリ
ツド３には−２１００〜−２０００Ｖ、第２グリツド４
にはＯＶ、管壁に設けられた導電性被覆から成る第３陽
極としての後段加速電極１０にば１２ＫＶが印加される
。

この陰極線管において、カソード２から放射された電子
ビームは、第１グリツド３にてビーム量が制御されなが
ら第２グリツド４に入り加速され、次に第２グリツド４
、第１陽極５、第２陽極６で構成されるユニポテンシャ
ルレンズにより集束され、次に垂直偏向板７と水平偏向
板８とから成る静電偏向系で上下左右方向に振られた後
に本発明に係わる２分割扇状箱形電子レンズ９を通過し
てターゲット１１に到達する。

２分割扇状箱形電子レンズ９は、第２図〜第１図に示す
如く第１の電極１２と第２の電極１３との組合せから成
り、全体として扇状箱形に金属で構成されている。

このような電子レンズ９は、扇状箱形体をギャップ１４
に対応する部分で切断することによって得られる。

第１の電極１２は第１、第２、第３、及び第４の面１５
，１６，１７゜１８を有して電子ビーム通過可能な筒状
に形成されている。

また第２の電極１３は第１、第２、第３、及び第４の面
１９，２０，２１，２２から成る筒状部と、この筒状部
のターゲット側の開口を電子ビームの通過を許容する幅
のスリット２３を有して実質的に閉塞する第５の面２４
とを具備して第１の電極１２に隣接配置されている。

上記第１及び第２の電極１２．１３は扇状箱形体を単純
に２分割したものではなく、第１の電極１２の互に対向
する第１及び第３の面１５，１７のターゲット側の端２
５が電子銃（カソード）方向に湾曲している。

即ち端２５が円の一部又は楕円の一部のような曲率を有
して凹状に湾曲している。

またこの第１の電極１２の互に対向する第２及び第４の
面１６，１８のターゲット側の端２６はターゲット方向
に突出している。

即ち端２６が円の一部又は楕円の一部のような曲率を有
して凸状に突出している。

第２の電極１３は均一な幅の微小ギャップ１４を有して
第１の電極１２に隣接しているので、第２の電極１３の
電子銃（カソード）側の端は第１の電極１２のターゲッ
ト側の端に対応した形状に形成されている。

これを詳しく述べると、第２の電極１３の互に対向する
第１及び第３の面１９，２１の電子銃（カソード）側の
端２１は電子銃方向に円の一部又は楕円の一部のような
曲率な有して凸状に突出している。

また第２の電極１３の互に対向する第２及び第４の面２
０．２２の電子銃側の端２８はターゲット方向に円の一
部又は楕円の一部のような曲率を有して凹状に湾曲して
いる。

上述の電子レンズ９の幾何学的大きさを例示すると、縦
８ＣｒｆＬ、横１０ｃ１ｒＬの表示スクリーンを有する
陰極線管において、ターゲット側の面２４の高さが約１
３ｍｍ、幅が約３５ｍｍ、スリット２３の幅が約６ｍｍ
、ターゲットの面２４から電子銃側開口４１までの長さ
が約４２龍、電子銃側開口４１０幅が約２０ｍｍ、第１
の電極１３の第１及び第３の面１５，１７の端２５及び
第２の電極の第１及び第３の面１９，２１の端２７の曲
率半径は約２０ｍ７ＩＬ、また第１の電極１２の第２及
び第４の面１６゜１８の端２６及び第２の電極１３の第
２及び第４の面２０，２２の端２８の曲率半径は約１０
ｍｖｔである。

次に、電子レンズ９の働きを第８図〜第１１図を参照し
て説明する。

第１の電極１２に例えばＯＶ、第２の電極１３に例えば
−９００Ｖ〜−１２００Ｖの電圧を印加して電子レンズ
を構成すれば、第８図に示す如く垂直方向（第１の方向
）に振られた電子ビーム２９又は電子ビーム３０は点線
で示すようには進まずに、電子レンズ９の中で進行方向
が反転して実線で示す方向に進み、スリット２３を通っ
てターゲット１１に到達する。

また第９図に示す如く水平方向（第２の方向）に振られ
た電子ビーム３１又は電子ビーム３２は点線で示すよう
には直進せず、偏向角が拡大されて実線で示す方向に進
み、スリット２３を通ってターゲット１１に到達する。

ところで、スリット２３における水平方向の電位分布は
第１０図の等電位線３３で示すようになり、電子ビーム
３４．３５に対して殆んど影響を与えない。

従って集束されてきた電子ビーム３４゜３５はターゲッ
ト１１上で集束する。

他方、スリット２３における垂直方向の電位分布は第１
１図の等電位線３６で示すようになり、スリット２３の
近傍に凸レンズが形成される。

このため、集束されてきた電子ビームは電子レンズ９内
で一度フォーカスしてから発散傾向になったところでス
リット２３の近傍の凸レンズ作用を受けてターゲット１
１上に集束する。

この場合、軸上の電子ビーム３７には凸レンズ効果が強
く作用し、上方向からスリット２３に向って進む電子ビ
ーム３８及び図示されていない下方向からスリット２３
に向って進む電子ビームには凸レンズ効果が弱く作用す
る。

従って、電子レンズ９内に第１１図で鎖線で示す如く第
１結像点３９が弓形に形成されていても、電子ビーム３
７．３８はターゲット１１上に集束する。

もし、スリット２３における凸レンズが無いとすれば、
電子ビーム３７゜３８は第１１図の点線４０上に集束１
〜、電子ビーム３８についてはオーバーフォーカスとな
り、スクリーンの上下においてボケが生じる。

従ってこの陰極線管においてスリット２３は極めて重要
な役目を有し、第１結像点３９が弓形であってもこれを
補正することが可能な幅及び位置に設けなければならな
い。

また電子レンズ９内での電子ビーム進行方向の反転位置
との兼合いでスリット２３０幅及び位置を決定しなけれ
ばならない。

即ち、反転して進む電子ビームの実質的に総てが通過す
ることが可能なようにスリット２３を設けなければなら
ない。

この電子レンズ９において、第１のｔ極１２の第２及び
第４の面１６，１８、及び第２の電極１３の第２及び第
４０面２０．２２が夫々の第１及び第３の面と反対方向
に突出又は湾曲しているのは、水平方向に偏向された電
子ビームの偏向角を更に拡大するだけでなく、パターン
歪をなくすためである。

もし、第１の電極１２の第２及び第４の面１６，１８の
端２６、及び第２の電極１３の第２及び第４の面２０，
２２の端２８の形状を考慮しなければ、スクリーンの左
右でパターンがビンクッション即ち弓形になる。

上述から明らかなように本実施例によれば、筒状の電子
レンズ９のターゲット側の面にスリット２３を設け、こ
のスリット２３の近傍の凸レンズ効果を利用するので、
垂直方向に振られた電子ビームをターゲット１１上に集
束することが可能になり、上下ボケの少ない表示が可能
になる。

またメツシュがないので、電子銃効率が約５０％向上す
る。

また垂直（上下）方向に振られた電子ビームは電子レン
ズ９内で大きく反転され、左右方向に振られた電子ビー
ムは偏向角が拡大されるため、偏向感度を垂直及び水平
の両方向とも３０〜４０％向上させることが可能になる
。

次に、本発明の別の実施例及び変形例について述べる。

但し、第１の実施例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。

第１２図は本発明の第２の実施例に係わる電子ｔｚｙズ
９ａを示すものである。

この電子レンズ９ａにおいては、箱が一方から他方に向
って扇状に広がっておらず、矩形状に形成されている。

この場合は第１の電極１２の第２及び第４の面１６゜１
８が電子ビームから遠くなるので、端２６の曲率半径は
直線に近づくように大きくなる。

このように構成すれば、第１の実施例よりも水平方向の
感度が少し悪化するが、第１の実施例と同様の作用効果
を得ることができる。

第１３図は本発明の第３の実施例に係わる電子レンズ９
ｂを示すものである。

この実施例では、ターゲット側の第５の面２４をターゲ
ット側に曲率を有して突出させることによってレンズ効
果を調整している。

このように構成しても第１の実施例と同様の作用効果を
得ることができる。

第１４図は本発明の第４の実施例に係わる電子レンズ９
ｃを示すも：のである。

この実施例では第２の電極１３をターゲットに向ってラ
ッパ状に広がる形態にしたものである。

このように形成しても第１の実施例と同様の効果を得る
ことができる。

第１５図は本発明の第５の実施例に係わる電子レンズ９
ｄを示すもつである。

この実施例では、第１の電極１２と第２の電極１３との
分割の曲線を第１の実施例と逆にしたものである。

従ってこの場合には第１の電極１２に例えばＯＶの電圧
を印加し、第２の電極１３に例えば＋１３００Ｖ〜＋２
０００Ｖの電圧（第１の電極１２よりも高い電圧）を印
加する。

この実施例によっても第１の実施例と同様な作用効果を
得ることができる。

第１６図は本発明の第６の実施例に係わる電子レンズ９
ｅを示すものである。

この電子レンズ９ｅは断面が扁平な略楕円状になるよう
に形成されたものである。

このように形成しても、実質的に第１の電極１２には第
１、第２、第３及び第４の面１５，１６，１７，１８が
生じ、第２の電極１３には第１、第２、第３、及び第４
の面１９゜２０．２１，２２が生じるので、分割部にお
ける夫々の端２５，２６，２７，２８が所定の曲率に形
成されている。

またターゲット側の第５の面２４にスリット２３が設け
られている。

このように構成しても第１の実施例と同様な効果を得る
ことができる。

以上、本発明の実施例について述べたが、本発明はこれ
等の実施例に限定されるものではなく、更に変形可能な
ものである。

例えば第１７図に示す如く集束レンズとして３組の四極
レンズ５１゜５２．５３を有する陰極線管にメツシュを
設けずに、本発明に係わる電子レンズ９を設けてもよい
。

この第１７図の方式は、垂直方向の偏向拡大を四極レン
ズ５３で強め、また上下左右とも等しい集束角度でビー
ムを集束するようにしたものである。

この場合、レンズ５１のビーム進行方向を基準にして上
下の電極に例えば０〜−４００Ｖ、 レンズ５１の左
右の電極に例えば＋４００Ｖ、レンズ５２の上下の電極
に例えば＋４００Ｖ、レンズ５２の左右の電極に例えば
Ｏ〜−４ｏｏｖ、 レンズ５３の上下の電極に例えば
−ｉｏｏ〜−３００Ｖ、レンズ５３の左右の電極に例え
ばＯＶを印加する。

このようにしても第１の実施例と同様の作用効果を得る
ことができる。

また第１８図に示す如く第１の実施例の陰極線管に四極
レンズ６１を追加した構造とし、電子ビーム進行方向を
基準にして上下の電極に例えば−１００〜−３００Ｖ、
左右の電極に例えばＯＶを印加して使用してもよい。

このように構成しても第１の実施例と同様な作用効果を
得ることができる。

また第５の面２４を平坦とせずに球面上してもよい。

また第１２図、第１３図、第１４図、及び第１６図にお
ける端２５，２６，２７，２８の湾曲方向を、第１５図
と同様な方向に変更することも可能である。

また実施例及び変形例には静電集束型電子銃が示されて
いるが、これを電磁集束型電子銃としてもよい。

また実施例及び変形例の偏向系は静電偏向構成であるが
、電磁偏向構成としてもよい。

また実施例ではオシロスコープ用の陰極線管に本発明が
適用されているが、後段加速電極１０と同様にスリット
２３に凸レンズ作用を生じさせることが可能な電極を偏
向系よりも後段に有する種種の陰極線管（例えば蓄積管
）にも勿論適用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第’１１図は本発明の第１の実施例に係わる陰
極線管を示すものであり、第１図は陰極線管の概略断面
図、第２図は電子レンズを説明的に示す斜視図、第３７
は電子レンズの平面図、第４図は電子レンズの側面図、
第５図は第１の電極の左側面図、第６図は第２の電極の
右側面図、第７図は第３図の■−■卿断面断面図８図は
電子ビームが垂直方向に振られた場合における電子レン
ズの作用を説明的に示すビーム軌跡図、第９図は電子ビ
ームが水平方向に振られた場合における電子レンズの作
用を説明的に示すビーム軌跡図、第１０図はビームの水
平方向の変化とスポットの関係を示すビーム軌跡図、第
１１図はビームの垂直方向の変化とスポットとの関係を
示すビーム軌跡図である。 第１２１図、第１３図、第１４図、第１５図、及び第１
６図は第２、第３、第４、第５、及び第６の実施例に係
わる電子レンズを説明的に示す斜視図である。 第１７図は陰極線管の変形例を示す断面図、第１８図は
陰極線管の別の変形例を示す断面図である。 尚図面に用いられている符号において、Ｔは垂直偏向板
、８は水平偏向板、９は電子レンズ、１０は後段加速電
極、１１はターゲット、１２は第１の電極、１３は第２
の電極、２３はスリット、２４は第５の面である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電子銃と、 該電子銃から放射された電子ビームを第１の方向と該第
   １の方向に直交する第２の方向とに偏向する偏向系と、 該偏向系よりも後段に設けられた少なくとも１つの後段
   電極と、 該後段電極の近傍に配置された実質的に扁平な筒状電子
   レンズと、 前記電子銃から放射された前記電子ビームを衝撃させる
   ターゲットと、 を少なくとも具備して構成され、 且つ前記電子レンズは実質的に第１、第２、第３、及び
   第４の面を有して前記電子ビームを通過させることが可
   能な筒状に形成された第１の電極と、実質的に第１、第
   ２、第３、及び第４の面を有する筒状部と該筒状部のタ
   ーゲット側開口を前記電子ビームの通過を許容する幅の
   スリットを有して実質的に閉塞する第５の面とを具備し
   て前記第１の電極に隣接して配置された第２の電極とか
   ら成り、 且つ前記第１の電極の第１の面及び該第１の面に対向す
   る第３の面のターゲット側の端が曲率を有して凹状又は
   凸状に形成され、前記第２の電極の第１の面及び該第１
   の面に対向する第３の面の電子銃側の端が曲率を有して
   凹状又は凸状に形成され、 前記偏向系によって前記第１の方向に振られた前記電子
   ビームの進行方向を前記電子レンズ内で反転させるよう
   に構成されていると共に前記スリットに前記電子ビーム
   を前記第１の方向に集束させるレンズ作用を生じさせる
   ように構成されていることを特徴とする陰極線管。 ２ 前記第１の電極の前記第２及び第４の面は、該第２
   及び第４の面のターゲット側の端が前記第１の電極の前
   記第１及び第３の面のターゲット側の端の湾曲方向とは
   反対方向に湾曲したものであり、前記第２の電極の第２
   及び第４の面は、該第２及び第４の面の電子銃側の端が
   前記第２の電極の前記第１及び第３の面の電子銃側の端
   の湾曲方向とは反対方向に湾曲したものである特許請求
   の範囲第１項記載の陰極線管。 ３ 前記筒状電子レンズは、扇状箱形に形成されたもの
   である特許請求の範囲第１項又は第２項記載の陰極線管
   。 ４ 前記筒状電子レンズは、扁平な箱形に形成されたも
   のである特許請求の範囲第１項又は第２項記載の陰極線
   管。 ５ 前記筒状電子レンズは、断面が扁平な略楕円状にな
   るように形成されたものである特許請求の範囲第１項又
   は第２項記載の陰極線管。