JPH0132623B2 - - Google Patents
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- JPH0132623B2 JPH0132623B2 JP58023447A JP2344783A JPH0132623B2 JP H0132623 B2 JPH0132623 B2 JP H0132623B2 JP 58023447 A JP58023447 A JP 58023447A JP 2344783 A JP2344783 A JP 2344783A JP H0132623 B2 JPH0132623 B2 JP H0132623B2
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- electrode
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- 230000005684 electric field Effects 0.000 claims description 5
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 7
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- KFOPKOFKGJJEBW-ZSSYTAEJSA-N methyl 2-[(1s,7r,8s,9s,10r,13r,14s,17r)-1,7-dihydroxy-10,13-dimethyl-3-oxo-1,2,6,7,8,9,11,12,14,15,16,17-dodecahydrocyclopenta[a]phenanthren-17-yl]acetate Chemical compound C([C@H]1O)C2=CC(=O)C[C@H](O)[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H](CC(=O)OC)[C@@]1(C)CC2 KFOPKOFKGJJEBW-ZSSYTAEJSA-N 0.000 description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
- H01J29/46—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
- H01J29/48—Electron guns
- H01J29/50—Electron guns two or more guns in a single vacuum space, e.g. for plural-ray tube
- H01J29/503—Three or more guns, the axes of which lay in a common plane
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
- H01J29/46—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
- H01J29/48—Electron guns
- H01J29/488—Schematic 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、クロスオーバ虚像の径大化を防ぎ、
高輝度となる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るように構成した高解像度
の受像管装置に関する。
高輝度となる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るように構成した高解像度
の受像管装置に関する。
従来例の構成とその問題点
カラー受像管には通常、バイポテンシヤル形電
子銃が用いられている。バイポテンシヤル形電子
銃は、高電圧特性およびフオーカス特性において
すぐれているが、良好なフオーカス特性が得られ
るのは主として小ビーム電流時であつて、高輝度
となる大ビーム電流時にはビームスポツト(輝
点)径が大きくなり、ブルーミングを生じて解像
度が著しく低下する。
子銃が用いられている。バイポテンシヤル形電子
銃は、高電圧特性およびフオーカス特性において
すぐれているが、良好なフオーカス特性が得られ
るのは主として小ビーム電流時であつて、高輝度
となる大ビーム電流時にはビームスポツト(輝
点)径が大きくなり、ブルーミングを生じて解像
度が著しく低下する。
これを第1図により説明すると、陰極1から放
射された熱電子は、陰極1、第1グリツドとして
のG1電極2および第2グリツドとしてのG2電極
3によつて生成されるカソードレンズ4により中
心軸へ向かい、クロスオーバ5をつくつて発散す
る。そして、G2電極3と第3グリツドとしての
G3電極6とによつて生成されるプリフオーカス
レンズ7によりビーム状となされ、G3電極6お
よびG4電極8によつて生成されるメインレンズ
9に射入する。メインレンズ9はクロスオーバ5
の虚像10を蛍光体スクリーン11上に結像さ
せ、これによつて輝点としてのビームスポツト1
2が生成される。
射された熱電子は、陰極1、第1グリツドとして
のG1電極2および第2グリツドとしてのG2電極
3によつて生成されるカソードレンズ4により中
心軸へ向かい、クロスオーバ5をつくつて発散す
る。そして、G2電極3と第3グリツドとしての
G3電極6とによつて生成されるプリフオーカス
レンズ7によりビーム状となされ、G3電極6お
よびG4電極8によつて生成されるメインレンズ
9に射入する。メインレンズ9はクロスオーバ5
の虚像10を蛍光体スクリーン11上に結像さ
せ、これによつて輝点としてのビームスポツト1
2が生成される。
ところで、メインレンズ9での電子ビーム径0/
が小さすぎたり大きすぎたりするとビームスポツ
ト12が径大化するので、ビーム発散角a′をプリ
フオーカスレンズ7により制御し、電子ビーム径
0/を最適値に設定することが重要となる。
が小さすぎたり大きすぎたりするとビームスポツ
ト12が径大化するので、ビーム発散角a′をプリ
フオーカスレンズ7により制御し、電子ビーム径
0/を最適値に設定することが重要となる。
径小のビームスポツト12を得るためには、ク
ロスオーバ虚像10が径小でなければならない
が、これはビーム電流が増すほど困難になる。と
くに、バイポテンシヤル形電子銃におけるG3電
極電位は高だか10KV程度であるから、ビーム電
流の増大によつてクロスオーバ虚像10が大きく
なり、ビームスポツト12が径大化する。
ロスオーバ虚像10が径小でなければならない
が、これはビーム電流が増すほど困難になる。と
くに、バイポテンシヤル形電子銃におけるG3電
極電位は高だか10KV程度であるから、ビーム電
流の増大によつてクロスオーバ虚像10が大きく
なり、ビームスポツト12が径大化する。
プリフオーカスレンズ7とクロスオーバ虚像1
0との関係は第2図に示すとおりであり、同図に
は陰極1の中央領域からの電子軌道が曲線13
a,13bで、陰極1の周辺領域からの電子軌道
が曲線14a,14bでそれぞれ示されている。
プリフオーカスレンズ7は、G2電極3の出口付
近に生成される集束レンズ部分7aと、G3電極
6の入口付近に生成される発散レンズ部分7bと
からなる。
0との関係は第2図に示すとおりであり、同図に
は陰極1の中央領域からの電子軌道が曲線13
a,13bで、陰極1の周辺領域からの電子軌道
が曲線14a,14bでそれぞれ示されている。
プリフオーカスレンズ7は、G2電極3の出口付
近に生成される集束レンズ部分7aと、G3電極
6の入口付近に生成される発散レンズ部分7bと
からなる。
陰極1の中央領域から放射された熱電子は、カ
ソードレンズ4の影響をあまり受けず、陰極1か
ら遠い位置でクロスオーバ5aをつくる。このク
ロスオーバ5aは、集束レンズ部分7a内に入り
込むので、集束レンズ部分7aによる集束作用は
あまり受けず、発散レンズ部分7bで弱い発散作
用を受けるがため、プリフオーカスレンズ7の影
響をほとんど受けないことになる。
ソードレンズ4の影響をあまり受けず、陰極1か
ら遠い位置でクロスオーバ5aをつくる。このク
ロスオーバ5aは、集束レンズ部分7a内に入り
込むので、集束レンズ部分7aによる集束作用は
あまり受けず、発散レンズ部分7bで弱い発散作
用を受けるがため、プリフオーカスレンズ7の影
響をほとんど受けないことになる。
一方、陰極1の周辺領域から放射された熱電子
は、カソードレンズ4の球面収差の影響を大きく
受け、陰極1に近い位置でクロスオーバ5bをつ
くる。そして、比較的大きい発散角aでもつて集
束レンズ部分7aに射入し、発散レンズ部分7b
で若干発散して、発散角a′でもつてG3電極6内
に入り、メインレンズに射入する。
は、カソードレンズ4の球面収差の影響を大きく
受け、陰極1に近い位置でクロスオーバ5bをつ
くる。そして、比較的大きい発散角aでもつて集
束レンズ部分7aに射入し、発散レンズ部分7b
で若干発散して、発散角a′でもつてG3電極6内
に入り、メインレンズに射入する。
クロスオーバ虚像10の径は、電子軌道曲線1
3a,13bの直線部分延長線13a′,13
b′と、電子軌道曲線14a,14bの直線部分延
長線14a′,14b′との交点位置における径で決
まり、カソードレンズ4およびプリフオーカスレ
ンズ7の球面収差が大きいほど大となる。
3a,13bの直線部分延長線13a′,13
b′と、電子軌道曲線14a,14bの直線部分延
長線14a′,14b′との交点位置における径で決
まり、カソードレンズ4およびプリフオーカスレ
ンズ7の球面収差が大きいほど大となる。
一般に、軸対称電界による電子レンズのレンズ
作用強さは A=(1/√b)∫b a(V″/√)dZ ……(1) なる量で決まる。ただし、ここでVは軸上電位、
V″はその二次微分V″=(d2V)/(dZ2)、aはレ
ンズ入口位置、bはレンズ出口位置、Vbはレン
ズ出口位置における軸上電位を示す。
作用強さは A=(1/√b)∫b a(V″/√)dZ ……(1) なる量で決まる。ただし、ここでVは軸上電位、
V″はその二次微分V″=(d2V)/(dZ2)、aはレ
ンズ入口位置、bはレンズ出口位置、Vbはレン
ズ出口位置における軸上電位を示す。
第3図は軸上電位Vとその二次微分V″とを、
軸方向距離Zの関数として示したもので、陰極近
傍の小さな山15がカソードレンズ領域に対応
し、これに続く2つの山16,17がプリフオー
カスレンズ領域に対応し、G2電極の出口付近位
置(陰極の電子放射面から距離Z1の位置)に
V″の極大値(正)を生じ、G3電極の入口付近位
置(陰極の電子放射面から距離Z2の位置)に
V″の極小値(負)を生じる。そして、レンズ作
用の強さは前述のようにV″/√の積分値で決
まり、Vが低いほどレンズ作用が強くなり、全体
としては集束形のレンズとなる。
軸方向距離Zの関数として示したもので、陰極近
傍の小さな山15がカソードレンズ領域に対応
し、これに続く2つの山16,17がプリフオー
カスレンズ領域に対応し、G2電極の出口付近位
置(陰極の電子放射面から距離Z1の位置)に
V″の極大値(正)を生じ、G3電極の入口付近位
置(陰極の電子放射面から距離Z2の位置)に
V″の極小値(負)を生じる。そして、レンズ作
用の強さは前述のようにV″/√の積分値で決
まり、Vが低いほどレンズ作用が強くなり、全体
としては集束形のレンズとなる。
電子レンズはその口径が大きく、かつ、レンズ
生成用電界が緩やかに変化しているものほど球面
収差が少ない。そこで従来は、G2電極およびG3
電極の各電子ビーム通過孔を可及的に径大とな
し、かつ、両電極間隔をできるだけ広げて滑らか
な電位分布となしていた。すなわち、極大値と極
小値との間隔(Z2−Z1)を1.5D1倍以上(D1はG1
電極の電子ビーム通過孔径)となし、G3電極の
電子ビーム通過孔径をG2電極の電子ビーム通過
孔径の2倍以上となし、軸上電界の最大値
(V′max)を5×104V/cm以下に抑えるのが通例
であつた。
生成用電界が緩やかに変化しているものほど球面
収差が少ない。そこで従来は、G2電極およびG3
電極の各電子ビーム通過孔を可及的に径大とな
し、かつ、両電極間隔をできるだけ広げて滑らか
な電位分布となしていた。すなわち、極大値と極
小値との間隔(Z2−Z1)を1.5D1倍以上(D1はG1
電極の電子ビーム通過孔径)となし、G3電極の
電子ビーム通過孔径をG2電極の電子ビーム通過
孔径の2倍以上となし、軸上電界の最大値
(V′max)を5×104V/cm以下に抑えるのが通例
であつた。
発明の目的
本発明は、G2電極とG3電極との間隔を十分に
狭めながら、大ビーム電流時においても径小のビ
ームスポツト、したがつて高い解像度の得られる
受像管装置を提供するものである。
狭めながら、大ビーム電流時においても径小のビ
ームスポツト、したがつて高い解像度の得られる
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によると、プリフオーカス
レンズを従来とは逆に、できるだけ強いレンズ電
界で生成し、クロスオーバ虚像を可及的に径小化
せしめる。すなわち、軸上電位の一次微分(軸上
電界)が5×104〜5×105V/cmで、かつ、陰極
の電子放射面から軸上電位二次微分の極大値にい
たる軸上距離Z1と、陰極の電子放射面から軸上電
位二次微分の極小値にいたる軸上距離Z2と、第1
グリツドの電子ビーム通過孔径D1との関係を 1.0D1≦Z1≦2.0D1 0.5D1≦Z2−Z1≦1.2D1 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。
レンズを従来とは逆に、できるだけ強いレンズ電
界で生成し、クロスオーバ虚像を可及的に径小化
せしめる。すなわち、軸上電位の一次微分(軸上
電界)が5×104〜5×105V/cmで、かつ、陰極
の電子放射面から軸上電位二次微分の極大値にい
たる軸上距離Z1と、陰極の電子放射面から軸上電
位二次微分の極小値にいたる軸上距離Z2と、第1
グリツドの電子ビーム通過孔径D1との関係を 1.0D1≦Z1≦2.0D1 0.5D1≦Z2−Z1≦1.2D1 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4図において、G2電極19およびG3電極2
8は従来に比して径小の電子ビーム通過孔19
a,28aをそれぞれ有し、G2電極19とG3電
極28との相互間隔も従来構成に比してかなり小
さい。また、軸上電位Vとその二次微分V″は第
5図に示すようなものとなる。カソードレンズ領
域の山20は従来とほとんど変らないが、プリフ
オーカスレンズ領域においては、V″の極大値お
よび極小値の位置が相互に近接し(Z2−Z1の値が
小さくなり)、しかも極大および極小の絶対値が
非常に大きく、正部分21の面積および負部分2
2の面積がかなり大きくなつている。
8は従来に比して径小の電子ビーム通過孔19
a,28aをそれぞれ有し、G2電極19とG3電
極28との相互間隔も従来構成に比してかなり小
さい。また、軸上電位Vとその二次微分V″は第
5図に示すようなものとなる。カソードレンズ領
域の山20は従来とほとんど変らないが、プリフ
オーカスレンズ領域においては、V″の極大値お
よび極小値の位置が相互に近接し(Z2−Z1の値が
小さくなり)、しかも極大および極小の絶対値が
非常に大きく、正部分21の面積および負部分2
2の面積がかなり大きくなつている。
このような軸上電位分布にすると、第4図のプ
リフオーカスレンズ23の集束レンズ部分23a
および発散レンズ部分23bの各レンズ作用がと
もに強くなり、以下にのべるような収差抑制効果
が新たに現われ、クロスオーバ虚像24が著しく
径小化される。
リフオーカスレンズ23の集束レンズ部分23a
および発散レンズ部分23bの各レンズ作用がと
もに強くなり、以下にのべるような収差抑制効果
が新たに現われ、クロスオーバ虚像24が著しく
径小化される。
陰極1の中央領域から放射された熱電子は、曲
線25a,25bで示す電子軌道に沿つて進行
し、クロスオーバ26aをつくるのに対し、陰極
1の周辺領域から放射された熱電子は、曲線27
a,27bで示す電子軌道に沿つて進行し、クロ
スオーバ26bをつくる。そして、クロスオーバ
26bから発散角aで発散した熱電子は、集束レ
ンズ部分23aに射入し、ここで非常に強い集束
作用を受け、曲線部分cで中心軸側へ急激に曲げ
られる。そして、その直後に位置する発散レンズ
部分23bに射入することにより、曲線部分dで
進行の向きを急激に戻し、最終的にはa′なるビー
ム発散角でG3電極28内に入り、メインレンズ
に射入する。
線25a,25bで示す電子軌道に沿つて進行
し、クロスオーバ26aをつくるのに対し、陰極
1の周辺領域から放射された熱電子は、曲線27
a,27bで示す電子軌道に沿つて進行し、クロ
スオーバ26bをつくる。そして、クロスオーバ
26bから発散角aで発散した熱電子は、集束レ
ンズ部分23aに射入し、ここで非常に強い集束
作用を受け、曲線部分cで中心軸側へ急激に曲げ
られる。そして、その直後に位置する発散レンズ
部分23bに射入することにより、曲線部分dで
進行の向きを急激に戻し、最終的にはa′なるビー
ム発散角でG3電極28内に入り、メインレンズ
に射入する。
このように、プリフオーカスレンズ23を構成
する集束レンズ部分23aと発散レンズ部分23
bとを相互に近接させ、かつ、両レンズ部分23
a,23bに強いレンズ作用を営ませると、プリ
フオーカスレンズ23の入口におけるビーム発散
角がaなる大ビーム電流時においても、径小にし
てかつビーム発散角a′が従来値どおりの電子ビー
ムを、プリフオーカスレンズ23からとり出すこ
とができる。
する集束レンズ部分23aと発散レンズ部分23
bとを相互に近接させ、かつ、両レンズ部分23
a,23bに強いレンズ作用を営ませると、プリ
フオーカスレンズ23の入口におけるビーム発散
角がaなる大ビーム電流時においても、径小にし
てかつビーム発散角a′が従来値どおりの電子ビー
ムを、プリフオーカスレンズ23からとり出すこ
とができる。
一方、曲線25a,25bで示される電子軌道
を進む近軸電子は、前述のようにプリフオーカス
レンズ23によるレンズ作用をほとんど受けない
から、曲線25a,25bの直線部分延長線25
a′,25b′と、曲線27a,27bの直線部分延
長線27a′,27b′との交点位置におけるクロス
オーバ虚像24は著しく径小化されることにな
る。そして、これは前述のようにカソードレンズ
およびプリフオーカスレンズの球面収差の悪影響
を抑制するのに役立つ。
を進む近軸電子は、前述のようにプリフオーカス
レンズ23によるレンズ作用をほとんど受けない
から、曲線25a,25bの直線部分延長線25
a′,25b′と、曲線27a,27bの直線部分延
長線27a′,27b′との交点位置におけるクロス
オーバ虚像24は著しく径小化されることにな
る。そして、これは前述のようにカソードレンズ
およびプリフオーカスレンズの球面収差の悪影響
を抑制するのに役立つ。
しかし、大ビーム電流時の収差抑制効果が過大
であると、小ビーム電流時におけるビームスポツ
ト径が大きくなるという弊害が現われる。これ
は、小ビーム電流時における陰極の実効的な電子
放射面積が狭小となり、クロスオーバが陰極のご
く近くに生じてプリフオーカスレンズ作用が効き
やすくなり、ビーム発散角が過小となつて、プリ
フオーカスレンズとメインレンズとを総合したレ
ンズ倍率が過大となることに原因している。
であると、小ビーム電流時におけるビームスポツ
ト径が大きくなるという弊害が現われる。これ
は、小ビーム電流時における陰極の実効的な電子
放射面積が狭小となり、クロスオーバが陰極のご
く近くに生じてプリフオーカスレンズ作用が効き
やすくなり、ビーム発散角が過小となつて、プリ
フオーカスレンズとメインレンズとを総合したレ
ンズ倍率が過大となることに原因している。
本発明においては、これらの諸点を勘案して、
5×104V/cm≦V′max≦5×105V/cm
1.0D1≦Z1≦2.0D1
0.5D1≦Z2−Z1≦1.2D1
となす。
ただし、D1はG1電極の電子ビーム通過孔径、
Z1、Z2は陰極の電子放射面から軸上電位二次微分
の極大値、極小値にいたる軸上距離を示す。
Z1、Z2は陰極の電子放射面から軸上電位二次微分
の極大値、極小値にいたる軸上距離を示す。
つぎに、本発明実施の具体的数値例を示すと、
バイポテンシヤル形電子銃において、 G1電極の電子ビーム通過孔径を1とするとき、 G2電極の電子ビーム通過孔を ……0.7〜1.3 G3電極の 〃 ……0.7〜1.3 陰極とG1電極との間隔を ……0.1〜0.2 G1電極とG2電極との間隔を ……0.3〜0.5 G2電極とG3電極との 〃 ……0.5〜1.2 G1電極の厚みを ……0.1〜0.2 G2電極の 〃 ……0.5〜1.2 G3電極の 〃 ……0.3〜1.0 とする。そして、 陰極の電位 ……20〜200V G1電極の電位 ……0V G2電極の 〃 ……300〜800V G3電極の 〃 ……6〜8KV G4電極の 〃 ……20〜30KV であり、4mA程度の大ビーム電流時において、
従来の35〜45%に相当する径小のビームスポツト
を得ることができる。
バイポテンシヤル形電子銃において、 G1電極の電子ビーム通過孔径を1とするとき、 G2電極の電子ビーム通過孔を ……0.7〜1.3 G3電極の 〃 ……0.7〜1.3 陰極とG1電極との間隔を ……0.1〜0.2 G1電極とG2電極との間隔を ……0.3〜0.5 G2電極とG3電極との 〃 ……0.5〜1.2 G1電極の厚みを ……0.1〜0.2 G2電極の 〃 ……0.5〜1.2 G3電極の 〃 ……0.3〜1.0 とする。そして、 陰極の電位 ……20〜200V G1電極の電位 ……0V G2電極の 〃 ……300〜800V G3電極の 〃 ……6〜8KV G4電極の 〃 ……20〜30KV であり、4mA程度の大ビーム電流時において、
従来の35〜45%に相当する径小のビームスポツト
を得ることができる。
発明の効果
以上のように本発明の受像管装置によると、小
ビーム電流時および大ビーム電流時を通じて径小
のビームスポツトを得ることができ、良好な解像
度で画像再現ができる。
ビーム電流時および大ビーム電流時を通じて径小
のビームスポツトを得ることができ、良好な解像
度で画像再現ができる。
第1図は従来の受像管装置の電子銃とその動作
態様を示す断面図、第2図は同電子銃のプリフオ
ーカスレンズ生成部における動作を説明するため
の断面図、第3図は同装置の軸上電位とその二次
微分とを、軸方向距離を関数として示した電位分
布図、第4図は本発明の受像管装置のプリフオー
カスレンズ生成部における動作を説明するための
断面図、第5図は同装置の軸上電位とその二次微
分とを、軸方向距離を関数として示した電位分布
図である。
態様を示す断面図、第2図は同電子銃のプリフオ
ーカスレンズ生成部における動作を説明するため
の断面図、第3図は同装置の軸上電位とその二次
微分とを、軸方向距離を関数として示した電位分
布図、第4図は本発明の受像管装置のプリフオー
カスレンズ生成部における動作を説明するための
断面図、第5図は同装置の軸上電位とその二次微
分とを、軸方向距離を関数として示した電位分布
図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 第2グリツドと第3グリツドとが向き合う領
域において、軸上電位の一次微分(軸上電界)の
最大値が5×104〜5×105V/cmの範囲にあり、
かつ、陰極の電子放射面から軸上電位二次微分の
極大値にいたる軸上距離をZ1、前記電子放射面か
ら軸上電位二次微分の極小値にいたる軸上距離を
Z2とし、第1グリツドの電子ビーム通過孔径を
D1とするとき、 1.0D1≦Z1≦2.0D1 0.5D1≦Z2−Z1≦1.2D1 となる電極構成となしたことを特徴とする受像管
装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58023447A JPS59148242A (ja) | 1983-02-14 | 1983-02-14 | 受像管装置 |
US06/579,504 US4542320A (en) | 1983-02-14 | 1984-02-13 | Cathode ray tube |
EP84101452A EP0117475B1 (en) | 1983-02-14 | 1984-02-13 | Cathode ray tube |
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