JPH02152144A - 陰極線管用多段集束形の電子銃 - Google Patents

陰極線管用多段集束形の電子銃

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JPH02152144A
JPH02152144A JP1117185A JP11718589A JPH02152144A JP H02152144 A JPH02152144 A JP H02152144A JP 1117185 A JP1117185 A JP 1117185A JP 11718589 A JP11718589 A JP 11718589A JP H02152144 A JPH02152144 A JP H02152144A
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JP
Japan
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electrode
electron gun
main lens
hole
cathode ray
Prior art date
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Pending
Application number
JP1117185A
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English (en)
Inventor
Suk-Rae Cho
趙 錫來
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Samsung SDI Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electron Devices Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/46Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
    • H01J29/48Electron guns
    • H01J29/488Schematic arrangements of the electrodes for beam forming; Place and form of the elecrodes

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】 産業上の利用分野 本発明は陰極線管用の電子銃に関するもので、特に、メ
インレンズ系が二つのユニポテンシャル形補助レンズと
一つのパイポテンシャル形メインレンズとから成る多段
集束形の電子銃に関する。
従来の技術 陰極線管による画質は、電子銃の性能、特に、電子銃か
ら放出され、画面に走対される電子ビームのフォーカス
特性によって大きく左右される。
性能のいい電子銃では、非常に小さい球面収差をもった
可能な限り小さいビームスポットを形成することができ
なければならないが、これのために、非常に多様な形態
の電子銃が開発されである。この中には球面収差を減ら
すために、メインレンズのビーム通過孔を重畳させて三
つのビーム通過孔を一つとして連続して形成したものも
ある。しかし、このように形成すると、ビームの電流が
大きくなる場合には、ビームスポットの球面収差が大き
くなる恐れがあり、これを防止するためにはG3電極の
長さを長くして主レンズの倍率を減らさなければならな
い。ただし、これには実用上の問題がある。
発明が解決すべき課題 このような問題点を勘案して本発明者が新たな概念の電
子銃を開発した。大韓民国特許公告第87281号に開
示されているように、一つのパイポテンシャル形メイン
レンズの前段に二つのユニポテンシャル形補助レンズを
備えることによって球面収差を大幅に改善することがで
きるようになった。これは、一つの主レンズによって行
なわれていった電子ビームの集束を二つの補助レンズと
一つの主レンズとで分散させて多段に行なわれることに
よって、低倍率レンズを球面収差を大きく減らそうとす
るものであり、多段に集束させながら段階的に仮想物点
(即ち、ビームの出発点)の距離をスクリンから段階的
に遠ざかるようにするもの、即ち、レンズに対する電子
ビームの入射角を段階的に減らすことがその基本的な原
理となっている。
しかし、このような原理をもって非常に満足する程の性
質を持っている電子銃も、極大化された性能を持つため
には、各部品の規格やこれらに印加される電圧等を慎重
に選定しなければならない。
したがって本発明の目的は、球面収差とフォーカス特性
が大幅的に改善された陰極線管用多段集束形の電子銃を
提供することにある。
又11本発明の他の目的は、ビームスポットの大きさの
調節が容易であって、多用途に設計可能な多段集束形の
電子銃を提供することにある。
課題を解決するための手段 上記の目的を達成するために本発明は、電子ビームを生
成する陰極と、G1電極と、G2電極と、メインレンズ
系に二つのユニポテンシャル形補助レンズ及び一つのパ
イポテンシャル形主レンズを形成するG3、G4、G5
、G6、G7、G8電極とを具備したものにおいて、 上記メインレンズ系を成ずG4、G5、G6、G7電極
のビーム通過孔の直径を各々D4、G5、G6、G7と
し、長さを各々L4、L5、L6、L7とする時、 となる式を満足するように上記G4、G5、G6、G7
電極を形成するようにする点に特徴がある。
実施例 以下、添付図面に例示された実施例を通じて本発明の詳
細な説明する。
第1図には本発明の第1実施例である陰極線管用多段集
束形の電子銃が図示されており、電子ビームを生成する
陰極K、そして、制御電極G1、スクリン電極G2と、
これらを通過した電子ビームを加速及び集束するG3、
G4、G5、G6、G7、G8電極が適正間隔に配列さ
れる。
この時、上記電極の一般的な規格は、下記の表1に示す
ように、各電極のビーム通過孔の直径とその本体の長さ
との相関関係によって決定される。
これは、本発明者の反復的なコンピューター解釈及び実
験によって算出されたものである。
但し、L4、L5、L6、L7は、G4、G5、G6、
G7電極の長さであり、D4、D5、D6、D7は各電
極のビーム通過孔の直径である。
上記の電極において、メインレンズ系に位置された電極
の規格は、ビーム通過孔の直径が共に5、5 m/mで
ある場合、下記の表2に示したように、電子銃の用途や
其他の条件により許容された範囲内で変更可能である。
そして、上記メインレンズ系における補助レンズを成す
G4、G5、G6、G7電極間の間隔は可能な限り狭く
なければならないが、その間隔は0.55m/m程度が
望ましいのであり、主レンズをなすG7、G8電極間の
間隔は1.0 m/m程度である。そして、G1.62
電極は、その前方の陰極と共に前置三極管部を成して電
子ビームを生成するものであり、通常的な規格、又は電
子銃の用途により適切に形成されなければならない。G
3電極も一般的な規格にしたがって、これに形成される
出射側ビーム通過孔の直径は、実施例によりG4電極の
ビーム通過孔の直径より小さく形成することもできる。
即ち、第8図に図示されている第2実施例で見るように
、同一直径を維持するG4、G5、G6、G7、G8電
極のビーム通過孔とは異なり、G3電極の出射側のビー
ム通過孔3Hrは小さい直径で形成される9そして、又
第9図に図示されている第3実施例では、殆ど同一直径
を維持するG4電極のビーム通過孔4HとG5電極のビ
ーム出射側のビーム通過孔5Hfとは異なり、G5電極
のビーム入射側のビーム通過孔(5Hr)は大きい直径
で形成される。したがって、各電極のビーム1lTl過
孔の直径は、G3電極の出射側ビーム通過孔の直径をD
3r、G4電極のビーム通過孔の直径をD4、G5電極
の入射側のビーム通過孔の直径を04fという時、下記
の不等式を満足させるようになる。
D3「〈D4〈D5f、、D4#D5rもちろん、上記
実施例の電極はすべて上記表−1で示した範囲内になら
なければならない。
このような実施例において、これに印加されるフォーカ
ス電圧Vf、!:陽極電圧Ebの比率(%)は約23%
〜34%以内でなければならないし、一番望ましいフォ
ーカス電圧Vfと陽極電圧Ebは20インチ陰極線管で
ある場合各々7KVと25KV程度である。
このような多段集束形の電子銃の各規格は、上記したよ
うに、本発明者の反復的実験による最終の結果値であっ
て非常に満足できるものである。
先ず、この実験によって明かせられた電極の規格変化と
、これによる電子銃の性能変化を見るようにする。
第2図に図示されているグラフは本発明の第1実施例の
G4、G5電極長さ、D4、D5の変化によるビームス
ポットの大きさの変化と、G4、G5、電極長さの変化
によるフォーカス電圧vrと陽極電圧Ebの比率(%)
変化を一緒に示したものである。即ち、G4電極の長さ
が1.4 m/mであり、G5電極の長さが2,0〜6
.5 m/m内において変化する場合にはVf/Ebは
23%〜34%であり、ビームスポットの大きさの変化
範囲は約1.8〜2.1 m/mになることが分かるこ
とができた。
そして、第3図で見るように、G6電極の長さが0.6
 m/mであり、これに向き合うG7電極の長さが6〜
9.5m/m範囲内で変化する時にVf/Ebの値は約
30〜32%範囲内で変化し、これによるビームスポッ
トの大きさは1.65〜1.7 m/mの範囲内に有る
ようになる。
このような特性を持っている本発明と従来の電子銃との
性能を実験結果を通じて比較して見れば、第4図に図示
されているように本発明の電子銃は、同じ陰極電流1b
のもとて従来電子銃より小さいビームスポットを形成し
うるちのである。特に、フォーカス電圧Vfの変動によ
るビームスポットの大きさの変化を見れば、第5図に図
示されているように、同一フォーカス電圧のもとて本発
明の電子銃がずっと小さいビームスポットを形成しうろ
ことはもちろん、その変化量も少ないことを分かること
ができる。即ち、本発明による第6図に図示されている
ように、同一条件のもとで従来の電子銃よりは小さいビ
ームスボッ]・を形成することができ、又フォーカス電
圧変動によるビームスポットの大きさ変化も少なくする
ことができた。
そして画面周辺部におけるフォーカス特性も、第7図に
図示されているように従来のものより非常に向上する。
また、従来の電子銃によれば、ビームスポットの大きさ
が大きいだけでなく、ビームスポットの周りにハロー(
HaLo)が大きく形成されるが、本発明の電子銃によ
ると非常に良好な、即ち、ハローが小さいビームスポッ
トを形成しうることになる。そして、第8図と第9図に
図示されている本発明の第2、第3実施例は、より向上
された特性をもち、その球面収差がより改善されると共
に非常に卓越なフォーカス特性を持つことになる。即ち
、第8図に図示されている第2実施例において、G3、
G4、G5電極によってユニポテンシャル静電レンズが
形成されるが、直径の小さい出射側のビーム通過孔3 
Hrを持つG3電極と、これより大きい直径のビーム通
過孔41(を持ちG4電極によって弱い発散区間Iが形
成される。したがって、電子ビームがこれを通過する時
に弱い発散力を受けて、結果的にG4、G5電極によっ
て成される集束区間■へのビーム入射角が小さくなる。
結果的に陰極線管のスクリン面にあるビームスポットの
球面収差が改善されるので、非常に鮮明、優秀な画像を
実現することができる。
一方、第9図に図示されている第3実施例は、上記第2
実施例より進歩された構造をもっているもので、ビーム
の集束区間■′を形成するG5電極のビーム通過孔がそ
の両側電極G4、G6のビーム1ffl過孔より小さく
形成されているので強い集束力が発生される。したがっ
て、この実施例は発散区間1′からのビーム発散力が弱
化される一方、集束区間(■′)からの集束力はより強
化される。
結果的に球面収差が大幅的に低減されることはもちろん
のこと、電子ビームのフォーカス特性が前記実施例より
越笠なものである。
発明の効果 このような本発明の電子銃の特徴を要約すると、主レン
ズの倍率及びスクリンまでの距離変化による画像の大き
さの変化が少なく、ビーム発散角を補助レンズをもって
容易に調整することができるので、ビーム形状に一番大
きい影響を及ぶ球面収差が大幅的に改善される。そして
、従来の電子銃に比較して本発明の電子銃は、ビームス
ボッ]・の大きさを最大30%程度小さくすることがで
きるので、高精細、高解像度の陰極線管に適合し、且つ
スクリン周りにおいての非点収差を大幅的に改善しうる
ようになっているので画質も大幅向上しうろことができ
る。
そして、第1、第2補助レンズを倍率調整で使用するこ
とによって陰極線管の用途による自由自在な設計もする
ことができ、又借頼性面においても電極間の電圧差を他
の電子銃に比べて最小化することができるので、耐電圧
特性を大幅改善することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例の断面図、第2図は本発明
による電子銃における数値解析を通じて示したメインレ
ンズ系の二番目のユニボテ:/シャルフォーカスレンズ
の特性変化を示した線図、 第3図は本発明による電子銃において、数値解析を通じ
て示したメインレンズ系の一番口ユニポテンシャルフォ
ーカスレンズの特性変化を示した線図、 第4図は本発明による電子銃と従来の電子銃とのビーム
スポットの大きさ一陰極電流の比較線図、第5図は本発
明による電子銃と従来の電子銃とのフォーカス電圧変化
によるビームスポットの大きさの変化を対比して示した
線図、 第6図は本発明による電子銃と従来の電子銃とのフォー
カス電圧変化によるビームスポットを拡大して対比図示
した図面、 第7図は本発明による電子銃と従来の電子銃とによる画
面の周辺部においてビームスポットの特性を比較した図
面、 第8図は本発明の第2実施例の断面図、第9図は本発明
の第3実施例の断面図である。 K・・・陰極、G1・・・制御電極、G2・・・スクリ
ング電極、G3、G4、G5、G6、G7、G8・・・
メインレンズ系の電極、D3、D4、D5、D6、D7
、D8・・・メインレンズ系電極の直径、3Hr・・・
G3電極のビーム出射側ビーム通過孔、4H・・・G4
電極のビーム通過孔、5Hf・・・G5電極のビーム入
射側のビーム通過孔、5Hr・・・G5電極のビーム出
射側ビーム通過孔、L3、L 4、L 5、L6、L7
、L8・・・メインレンズ系電極の長さ、■、1′・・
・ユニポテンシャル静電レンズの電子ビーム発散区間、 ■、 ■ ・ユニポテンシャル静電 レンズの電子ヒームの集束区間。 第 図 第 図 +b(mAl 第 図 第 図 64電9Φ長こ (mml

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電子ビームを生成する陰極、G1電極と、G2電
    極と、メインレンズ系に二つのユニポテンシャル形補助
    レンズと一つのバイポテンシャル形主レンズを形成する
    G3、G4、G5、G6、G7、G8電極とを具備した
    ものにおいて、 上記メインレンズ系をG4、G5、G6、 G7電極のビーム通過孔の直径をD4、D5、D6、D
    7とし、その長さを各々L4、L5、L6、L7とする
    時、 0.18≦(L4)/(D4)≦0.55 0.36≦(L5)/(D5)≦1.45 0.07≦(L6)/(D6)≦0.18 1.09≦(L7)/(D7)≦1.73 となる式を満足するように上記G4、G5、G6、G7
    電極が形成されていることを特徴とする陰極線管用多段
    集束形の電子銃。
  2. (2)上記G3電極の出射側のビーム通過孔3Hrの直
    径をG4電極のビーム通過孔4Hより小さく形成してな
    ることを特徴とする請求項(1)に記載の陰極線管用多
    段集束形の電子銃。
  3. (3)上記G5電極のビーム入射側のビーム通過孔5H
    fの直径を、その両側のG4電極のビーム通過孔4Hと
    G5電極のビーム出射側のビーム通過孔5Hrより大き
    く設定してなることを特徴とする請求項(1)又は(2
    )のいずれかに記載の陰極線管用多段集束形の電子銃。
JP1117185A 1988-11-17 1989-05-10 陰極線管用多段集束形の電子銃 Pending JPH02152144A (ja)

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KR15132 1988-11-17
KR8815132A KR910003700B1 (en) 1988-11-17 1988-11-17 Multi-step focusing type electron gun
KR3605 1989-03-22
KR1019890003605A KR920009144B1 (ko) 1989-03-22 1989-03-22 다단집속형 전자총

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EP (1) EP0369101B1 (ja)
JP (1) JPH02152144A (ja)
DE (1) DE68918405T2 (ja)

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EP0369101A2 (en) 1990-05-23
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