JPH01200541A

JPH01200541A - 陰極線管およびその電子銃

Info

Publication number: JPH01200541A
Application number: JP63306757A
Authority: JP
Inventors: John D Leyland; ジョン・デリック・レイランド; John R Banbury; ジョン・ランドルフ・バンバリィ
Original assignee: UK Secretary of State for Defence; Rank Brimar Ltd
Current assignee: UK Secretary of State for Defence; Rank Brimar Ltd
Priority date: 1987-12-04
Filing date: 1988-12-02
Publication date: 1989-08-11
Also published as: EP0319328B1; US5034654A; EP0319328A2; GB8728481D0; DE3854466D1; EP0319328A3; ATE127957T1; DE3854466T2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、陰極線管およびそれの電子銃に関するもの
である。

この発明が関連する公知の型の銃は、電子のビームを放
出するための陰極と、そのビーム電流をコントロールす
るための格子と、電子ビームを指向させて集束させるた
めの一連の陽極と、その陰極、格子および陽極に電圧を
印加するための手段とを含んでいる。

公知の銃の一具体例が第１Ａ図および第１Ｂ図に概略的
に示されている。この銃は、四極管放出ゾーンとパイポ
テンシャル電子レンズとを含んでいる。放出ゾーンは、
ヒータにより加熱されかつ０電圧で維持されると考えら
れる酸化物陰極Ｃ′と、Ｏｖと一５０Ｖの間の範囲に入
ることが典型的であるビーム電流変調電圧が印加される
格子Ｇ′と、３５０ｖの電圧が印加される第１の陽極Ａ
１′と、２．４ｋＶの電圧が印加される第２の陽極Ａ２
’　とを含んでいる。パイポテンシャルレンズは、第２
の陽極Ａ２’　と、２３ｋＶ（ＤＥＨＴｍ圧が印加され
る第３または最後の加速陽極Ａ３’とにより形成される
。陰極Ｃ′と、格子Ｇ′と、第１の陽極Ａｌ’と、第２
の陽極Ａ２’とを含む放出ゾーンは、格子Ｇ′と第１の
陽極ＡＩ’の間の交差点Ｘ′へ収束しかつその後に分岐
する電子のビームを形成するように働く。第２の陽極Ａ
２′および第３の陽極Ａ３’　は、ＣＲＴのスクリーン
Ｓ上に交差点Ｘ′を映す電子レンズＬ′として機能する
。スクリーンＳ上の映像のサイズは、交差点のサイズと
銃の拡大係数とに依存する。従来は、レンズＬ′の焦点
距離は第２の陽極Ａ２’の電圧を調整することにより調
整され、それは従来は集束陽極と呼ばれている。

この発明の一局面は、公知の銃と比べて、交差のサイズ
を減すること、したがってスクリーン上のそれの映像の
サイズを減することに関連している。この発明のこの局
面によれば、第１の陽極に印加される電圧は、対応する
従来の銃におけるよりも高、＜、特に、集束陽極に印加
される電圧より大きい。その結果、高い電界が格子と第
１の陽極の間に形成され、それは交差のサイズを減する
傾向にある。

公知の銃においては、格子変調電圧が変化するにつれて
交差の位置が変化し、スクリーン上のビームの焦点の不
所望の変動を生じる。この発明の第２の局面は、焦点が
格子電圧に依存することを減することに関連する。この
発明の第２の局面によれば、第１の陽極の電圧と格子変
調電圧の範囲との間の比は対応する従来の銃におけるよ
りも大きく、特に、第１の陽極電圧は第１の陽極電圧よ
りも少なくとも２０倍大きい。前記比は少なくとも３０
であることが好ましく、少なくとも４０であることがよ
り好ましく、少なくとも８０であることが望ましい。

それが与えられた場合には、この発明の第１および第２
の局面によれば、第１の陽極電圧は従来よりも高く、こ
の発明の第３の局面はビームサイズをコントロールする
際にこの高電圧を利用しようと努める。この発明の第３
の局面によれば、ビーム制限部材は格子から遠隔にある
第１の陽極の側面に配置される。このビーム制限部材は
そこを通過する電子ビームの断面を制限するアパーチャ
を有し、さらに、第１の陽極の電圧にほぼ等しくかつ実
質的には第２の陽極の電圧よりも大きい電圧がビーム制
限部材に印加される。電子ビームの周縁領域における電
子はビーム制限部材に衝突し、かつビーム制限部材から
電子の成る２次放出を生じることが認められるであろう
。しかしながら、第２の陽極電圧はビーム制限部材の電
圧より小さいので、これらの２次電子は、スクリーンへ
と通過してそこでそれらが映像のコントラストと分解能
を減じるであろうよりはむしろビーム制限部材または第
１の陽極に逆に吸引される傾向にある。

上で言及されたこの発明の３つの局面はすべて同じ銃に
採用され得ることが認められるであろう。

この発明の種々の実施例は、添付の図面を参照しながら
具体的としてここに説明される。

第２図を参照すると、電子銃は、陰極Ｃと、コントロー
ル格子Ｇと、第１の陽極Ａ１と、第２の陽極Ａ２と、第
３の陽極Ａ３とを含んでいる。ビーム制限アパーチャＢ
Ｌが設けられることが好ましい。第２図に示されるよう
に、第１の陽極Ａ１にはアパーチャＢＬが設けられる。

格子Ｇと陽極Ａ１、Ａ２およびＡ３は電圧供給配置Ｖｓ
により付勢され、そのような電圧供給配置は当該技術分
野では周知である。従来のヒータ電源が陰極のヒータＨ
を付勢し、それはこの具体例においてはブレーナ状放出
表面を有する従来の酸化物陰極である。

この具体例において、電圧供給配置ｖＳは次のように電
極を付勢する。

陰極Ｃ：ＣＩＶ格子Ｇ：変数（Ｖ　Ｇ）次のものの間で変化するニー５
０Ｖ　（ＶＧＣ）カットオフでＯＶ　（ＶＧＦ）全放出で陽極Ａｌ　：　＋５ｋＶ　（Ｖｌ）陽極Ａ２　：　５００Ｖ　（Ｖ２）焦点電圧陽極Ａ３　
：　２５ｋＶ　（Ｖ３）ＥＨＴ格子Ｇと第１の陽極Ａ１
の間の間隔Ｓは約１゜５ｍｍである。全放出での第１の
陽極Ａ１と格子Ｇの間の名目の電界の強さは、（Ｖ　１
−ＶＧ　Ｆ）／Ｓ−３，３ｋＶ／ｍｍである。

第１の陽極の高い電界の強さと高電圧の結果は、格子Ｇ
と第１の陽極Ａ１の間の小さい交差である。

交差部分では、電子は近密にひとまとめにされ、それら
は相互的に互いに反発して、交差のサイズを増大させる
傾向にある。第１の陽極の高電圧と組合わされた高い電
界の強さは、電子がより近密にひとまとめなって小さい
交差を生じることを引き起こす傾向がある。

当該技術分野では次のことが公知である。すなわち、交
差の位置は、格子Ｇに印加される変調電圧ＶＧが変化す
るにつれて変化し、変調電圧で集束の変動を生じる。変
調電圧ＶＧは、カットオフＶＧＣ（この具体例において
は一５０ｖ）と全放出ＶＧＦ　（ＯＶ）の間で変えられ
る。第２図の電子銃においては、第１図の公知の銃と比
べると、変調での集束と交差の位置の変動は減じられる
。

変調格子電圧の範囲（ＶＧＦ−ＶＧＣ）に対する第１の
陽極の電圧ｖ１の比が公知の銃におけるよりもはるかに
大きいのでこの改善が起こると思われている。この具体
例においては、その比は１００：１である。この比は少
なくとも２０：１であることが好ましく、少なくとも３
０：１であることがより好ましく、少なくとも８０：１
であることがより好ましい。

上で注目されたように、焦点電極Ａ２に印加される焦点
電圧は、公知の銃の２．３ｋＶに比べて、５００Ｖであ
る。これは有利なことである。というのは、それが焦点
電圧の生成を大いに簡略化しかつ焦点電極Ａ２の「ダイ
レクトドライブ」を許容し、さらにまた、ダイナミック
な焦点変動が所望される場合には、ビームがＣＲＴのス
クリーンを横切って走査されるときに焦点のダイナミッ
クな変動を簡略化するからである。

焦点電極Ａ２に印加される焦点電圧（＋　５００Ｖ）は
、第１の陽極Ａ１に印加される電圧（＋５ｋＶ）より小
さい。ビームリミッタＢＬが第１の陽極Ａ１上に設けら
れる場合には、それに当たる電子が２次電子を発生し、
それらは、それらがＣＲＴのスクリーンに達する場合に
は、コントラストと分解能を減じる傾向があるであろう
。しかしながら、Ａ２の電圧がＡ１の電圧より小さいの
で、２次電子はＡ１に逆に吸引され、そのため、スクリ
ーンには到達せずに、コントラストと分解能を改善する
。

第２図の電子銃は短く、第１図の公知の銃より短い。銃
の短さと第１の陽極Ａ１の比較的高い電圧の結果、主焦
点レンズは陽極Ａ２およびＡ３に印加される電圧に依存
するばかりでなく、Ａ１に印加される電圧にも依存する
。この依存は、第３図の等電位図から明らかである。

第２図の電子銃は、陽極へ３に印加されるＥＩＴ電圧と
は無関係に一定の処理量を提供する。処理量は、陰極に
より放出された電流に対するＣＲＴのスクリーンに達し
たビーム電流の比である。

処理量は一定であり、というのは、Ａ１に接続されるビ
ーム制限アパーチャがたとえば３ないし５ｋＶの固定電
圧で電界のない領域にあるので、ＥＨＴ電圧を変化させ
ることが集束電位を変化させるけれども、アパーチャで
の、またはそれより先でのビームエンベロープの変化は
生じないからである。

陽極Ａ１−格子Ｇ領域における高い電界の強さは高カッ
トオフ値を与え、それは格子Ｇの陰極Ｃからの間隔を増
大させることにより減じられ、したがって銃の構成の問
題を緩和する。

陽極へ３に印加されるＥＨＴ電圧は上で一定であると説
明されてきたが、それはおよそ７ｋＶから３０ｋＶの範
囲において変えられ得る。次に、ビームのエネルギに従
って螢光体が選択されるペネトロンＣＲＴ（ｐｅｎｅｔ
ｒｏｎ　　ＣＲＴ）において銃が使用され得る。

格子Ｇと陽極Ａｌの間の電界の強さは、格子アパーチャ
直径がおよそ０．４ｍｍである銃に対しては、１ｍｍあ
たり２ｋＶより大きいことが好ましく、かつ１ｍｍあた
り３ｋＶまたはそれより大きいことが好ましい。

当該技術分野では次のことが周知である。すなわち、ス
クリーンでのスポットのサイズは格子アパーチャ直径の
増加または低減により増加または減少されることが可能
であり、さらに、所与の駆動レベルでの所与のビーム出
口角度を有する電子銃に対しては、格子と第１の陽極の
間の間隔は格子アパーチャ直径において行なわれる変化
に従って調整される。この発明に従った電子銃は、広範
囲の陰極線管スクリーンサイズおよび分解能値に適用可
能であり、それゆえ、それは０，２ないし１ｍｍの範囲
におけるいずれの格子アパーチャ直径も採用し得る。必
要とされる第１の陽極電圧は、より小さい格子アパーチ
ャ直径（０，２ないし０゜２５ｍｍ）に対しては少なく
とも２ｋＶでなければならないが、より大きい格子アパ
ーチャ直径（０，５ないし１ｍｍ）に対しては少なくと
も３ｋＶでなければならず、５ｋＶであることが好まし
い。

陰極Ｃは、ブレーナ状放出面Ｆを有する酸化物陰極と前
に説明された。それは、ブレーナ状放出面Ｆを有するデ
ィスペンサ陰極により置換され得て、すなわち、第４Ａ
図を見られたい。

陰極Ｃは、第４Ｂ図に示されるように、より制限された
ブレーナ状放出面Ｒを有するディスペンサ陰極により置
換され得る。第４Ｂ図に示されるように、放出表面は、
陰極の軸方向に面した断面面積よりも実質的に小さい。

そのような陰極は、特に最大電流出力の条件下では、第
４Ａ図の陰極より小さい円錐角のビームを生じるという
利点を有している（第５Ａ図および第５Ｂ図を見られた
い）。電流が放出される面積は、放出を増加させるとと
もに増大する。

この発明に従った銃は、第１Ａ図および第１Ｂ図を参照
しながら説明されたような公知のパイポテンシャル銃よ
りも良好なコーナ分解能および焦点深度を与えるように
設計されることが可能である。このことは、高処理量お
よびＣＲＴのスクリーンでのビーム収束の小さい角度を
有する短い銃を有することにより達成可能である。

具体例第６図は、この発明に従って良好な分解能を有する電子
銃を示しており、この図は例示の寸法を持っている（こ
の発明に従った別な銃（示されていない）はより短く、
処理量はより高いが、分解能はより小さい）。

第７図は、１６図の銃を含むＣＲＴの断面図である。

第６図および第７図は、第１図ないし第５図と同一参照
符号を採用している。

第７図においては、ＣＲＴには偏向コイルＤＣが設けら
れ、さらに、ＣＲＴと偏向器コイルのアセンブリはハウ
ジングＨ内に封止される。従来通り、ＣＲＴはＥＨＴリ
ードＬＤが設けられる。

第８図を参照すると、この発明の修正された実施例にお
いては、付加的な陽極Ａ４が主焦点電極Ａ２と最後の陽
極Ａ３の間に置かれ、ｖ２とｖ３の間の中間電圧に接続
され、そのため、焦点電極を通過した後のビームの加速
が２段で達成される（または、さらなる拡張の際には、
複数の加速電極により達成される）。従来は、余分な電
極Ａ４は第１９陽極Ａ１に電気接続される。Ａ１、Ａ２
、Ａ４およびＡ３を含む結果として生じる４電極集束レ
ンズは、３電極レンズＡＩ、Ａ２、Ａ３よりも低い収差
を生じる能力を有し、さらに、Ａ２に印加される電圧（
１ないし４ｋＶであることが典型的である）はＶＡＩ、
ＶＡ４およびＶＡ３よりも低いままである。

第８図の配置のさらなる修正においては、さらなる短い
陽極Ａ５が第１の陽極Ａ１と主焦点陽極Ａ２の間に配置
され、さらに、別な短い陽極Ａ６が主焦点陽極Ａ２と付
加的な陽極Ａ４の間に配置される。−具体例として、電
極に印加される電圧は次のようになり得る。

陰極ＣＯｖ格子Ｇ　　　　　　　０−１５０Ｖ第１の陽極ＡＩ　　　５ｋＶ陽極Ａ５　　　　　４ｋＶ焦点陽極Ａ２　　　３ｋＶ陽極Ａ６　　　　　４ｋＶ陽極Ａ４　　　　　５ｋＶ最後の陽極　　　　２５ｋＶさらなる電極Ａ５は主要焦点陽極Ａ２（電子レンズを形
成している電極のものは最低電圧にある）と付加的な陽
極Ａ６とに漸進的にコントロールされる減速を提供する
。Ａ４は漸進的にコントロールされる加速を提供する。

この漸進的コントロールは収差を減じるように働く。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図および第１Ｂ図は、公知の電子銃に関する図で
ある。第２図は、この発明に従った電子銃の概略図である。第３図は、水平方向と垂直方向に同一尺度を有していな
い、焦点レンズを形成する等電位を示す概略図である。第４Ａ図および第４Ｂ図は、代替の陰極構成を示す図で
ある。第５Ａ図および第５Ｂ図は、第４Ａ図および第４Ｂ図の
陰極により生じられるビーム角を示す図である。第６図は、例示の寸法を示している、この発明に従った
電子銃の別な実施例を示す図である。第７図は、第６図の銃を含むＣＲＴの断面図である。第８図は、修正された電子銃の概略図である。図において、Ｃは陰極、Ｇはコントロール格子、Ａ１な
いしＡ５は陽極、ＢＬはアパーチャ、ＤＣは偏向コイル
、ＬＤはＥＨＴリードである。特許出願人　ランク・ブリマー・リミテッド（ほか１名
）ＦｌＧ、７゜Ｆ旧、８゜手続補正書（ハ）平成１年２月１７日昭和６３年特許願第３０６７５７号２、発明の名称陰極線管およびその電子銃３、補正をする者事件との関係　特許出願人住所　　イギリス、エム・２４　トエス・エヌマンチェ
スター、ミドルトングリーンサイド・ウェイ（番地ない名　称　ランク・ブリマー・リミテッド（ほか１名）代
表者　スチューアトψウッドコック４、代理人住　所　大阪市北区南森町２丁目１番２９号　住友銀行
南森町ビル電話　大阪（０６）３６１−２０２１　（代
）５、′二′：′：″、１４°““°”°′−■７−　
′ 自発補正６、補正の対象願書の４．特許出願人の代表者の欄、願書の７゜の（２
）特許出願人の代表者の欄、図面全図、委任状および訳
文７、補正の内容別紙の通り。なお、図面は内容には変更なし。以上

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電子のビームを放出するための陰極と、ビーム電
流をコントロールするための格子と、電子ビームを指向
および集束させるための一連の陽極とを備え、その一連
の陽極は第１の陽極と、主要集束陽極と、最後の陽極と
を含み、さらに前記陰極と、格子と、陽極とに電圧を印
加するための手段とを備える、電子ビームを放出および
集束させるための電子銃であって、前記第１の陽極に印加される電圧が前記主要集束陽極に
印加される電圧より実質的に大きいことを特徴とする、
電子銃。
（２）電子のビームを放出するための陰極と、ビーム電
流をコントロールするための格子と、電子ビームを指向
および集束させるためのかつ第１の陽極と、主要集束陽
極と、最後の陽極とを含む一連の陽極と、ビームカットオフ電圧と全放出電圧との間の範囲にある
変調電圧を格子電極に印加することを含めて前記陰極と
、格子と、陽極とに電圧を印加するための手段とを備え
る、電子ビームを放出および集束させるための電子銃で
あって、前記一連の陽極における第１の陽極に印加される電圧が
格子変調電圧の範囲よりも少なくとも２０倍大きいこと
を特徴とする、電子銃。
（３）第１の陽極電圧が、格子変調電圧の範囲よりも少
なくとも３０倍大きい、請求項２に記載の電子銃。
（４）第１の陽極電圧が、格子変調電圧の範囲よりも少
なくとも５０倍大きい、請求項２に記載の電子銃。
（５）第１の陽極電圧が、格子変調電圧の範囲よりも少
なくとも８０倍大きい、請求項２に記載の電子銃。
（６）電子のビームを放出するための陰極と、ビーム電
流をコントロールするための格子と、ビーム電流を指向
および集束させるためのかつ第１の陽極と、主要集束陽
極と、最後の陽極とを含む一連の陽極と、前記陰極と、格子と、陽極とに電圧を印加するための手
段とを備える、電子ビームを放出および集束させるため
の電子銃であって、ビーム制限部材が前記格子から遠隔にある第１の陽極の
側面に配置され、前記ビーム制限部材がそこを通過する
電子ビームの断面を制限するアパーチャを有し、さらに
、第１の陽極の電圧にほぼ等しくかつ第２の陽極の電圧よ
りも実質的に大きい電圧が前記ビーム制限部材に印加さ
れることを特徴とする、電子銃。
（７）第１の陽極とビーム制限部材とが共に装設され、
かつ電気接続され、制限部材電圧が第１の陽極電圧に等
しいようにされる、請求項６に記載の電子銃。
（８）第１の陽極と全放出格子電圧での格子の間の名目
の電界が少なくとも２ｋＶ／ｍｍである、請求項１ない
し請求項７のいずれかに記載の電子銃。
（９）第１の陽極と全放出格子電圧での格子の間の名目
の電界が少なくとも３ｋＶ／ｍｍである、請求項１ない
し請求項８のいずれかに記載の電子銃。
（１０）第１の陽極が軸方向に延長されて、その内部に
実質的に電界のない領域を形成する、請求項１ないし請
求項９のいずれかに記載の電子銃。
（１１）第１の陽極が、実質的に同一電位に維持された
複数個の軸方向に分離された構成要素を含む、請求項１
ないし請求項１０のいずれかに記載の電子銃。
（１２）少なくとも１個のさらなる陽極が主要集束陽極
と最後の陽極の間に配置され、そのまたは各さらなる陽
極が、先の陽極の電圧と後の陽極の電圧の間の電圧に維
持される、請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載
の電子銃。
（１３）少なくとも１個の他の陽極が第１の陽極と主要
集束陽極の間に配置され、そのまたは各前記他の陽極が
、先の陽極の電圧と後の陽極の電圧の間の電圧に維持さ
れる、請求項１ないし請求項１２のいずれかに記載の電
子銃。
（１４）最後の陽極の第１の陽極からの間隔が十分に小
さく、そのため主要焦点レンズが第１の陽極と、主要集
束陽極と、最後の陽極とに印加される電圧に実質的に依
存する、請求項１ないし請求項１３のいずれかに記載の
電子銃。
（１５）第１の陽極に印加される電圧が２ｋＶより大き
い、請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の電子
銃。
（１６）第１の陽極電圧が約５ｋＶである、請求項１５
に記載の電子銃。
（１７）陰極がディスペンサ陰極である、請求項１ない
し請求項１６のいずれかに記載の電子銃。
（１８）陰極が酸化物陰極である、請求項１ないし請求
項１６のいずれかに記載の電子銃。
（１９）陰極が、陰極の断面積よりも実質的に小さい放
出表面面積を有する、請求項１７または請求項１８に記
載の電子銃。
（２０）最後の陽極に印加される電圧が可変である、請
求項１ないし請求項１９のいずれかに記載の電子銃。
（２１）最後の陽極電圧が７ｋＶから３０ｋＶの範囲に
おいて可変である、請求項２０に記載の電子銃。
（２２）請求項１ないし請求項２１のいずれかに記載の
電子銃を有する、陰極線管。
（２３）請求項１９または請求項２０に記載の電子銃を
有する、ペネトロン管。