JPH0471145A - 電子銃 - Google Patents

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、陰極線管における電子銃の電極構造に関する
。

〔従来の技術〕

陰極線管の蛍光面に電子ビームを結像させて画像を形成
する電子銃の基本構造例を、第５図に示すパイポテンシ
ャル型電子銃で説明する。

同図の電子銃は第１グリツド電極（１）、第２グリツド
電極（２）、集束電極（第３グリツド電極）（３）、高
圧電極（第４グリツド電極）（４）を同軸に直列配置し
たもので、第１グリツド電極（１）内にカソード（Ｋ）
が固定される。カソード（Ｋ）で発生した熱電子は第１
グリツド電極（１）で通過量が調整され、第２グリツド
電掻（２）で加速され電子ビーム（５）となって、集束
電極（３）で集束される。集束電極（３）は、例えば前
端にプリフォーカス電極（７）を有し、第２グリツド電
極（２）から放射されて所定の発散角で発散する電子ビ
ーム（５）は、プリフォーカス電極（７）で形成される
プリフォーカスレンズ（８）で集束（プリフォーカス）
されて集束電極（３）を通過する。集束電極（３）の前
方の高圧電極（４）には３０ＫＶ程度の高電圧が印加さ
れ、上記集束電極（３）との間に形成されたメインレン
ズ（９）で電子ビーム（５）が強く集束作用を受けて、
前方の所定位置の蛍光面（１０）に集光して結像し、蛍
光面（１０）を光らせて画像を形成する。

第６図は上記電子銃における電子ビームの等価光学モデ
ル図で、カソード（Ｋ）から第１グリ・ノド電極（１）
、第２グリツド電極（２）を通過して所定の発散角で放
射された電子ビーム（５）は、ブリフォーカスレンズ（
８）を介してメインレンズ（９）で集束されて蛍光面（
１０）に達する。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記電子銃においては、集束電極（３）から
メインレンズ（９）に入射する電子ビーム（５）の全て
を蛍光面（１０）に集光させることが難しい、すなわち
、第６図に示すように、メインレンズ（９）の中央部を
通過する電子ビーム（５ａ）は蛍光面（１０）の点Ｐ、
に比較的良好に集光するが、メインレンズ（９）の周辺
部を通過する電子ビーム（５ｂ）は、メインレンズ（９
）の球面収差で蛍光面（１０）の前記点Ｐ、より手前の
点Ｐ２の近傍に集光する。このような蛍光面（１０）で
の電子ビーム（５ａ）　　（５ｂ）の結像点のずれは、
蛍光面（１０）で形成される画像の解像度を悪くするな
どの不良原因となる。

そこで、以上のような高圧電極でのメインレンズの球面
収差の影響を少なくするために、例えば、図示しないが
、集束電極の内周面一部にリング状の電極を配置し、こ
の電極に高電圧を印加してできる電界でメインレンズの
周辺部に入射する電子ビームを発散させて、そのメイン
レンズ前方での結像点を前方に移動させることで、メイ
ンレンズの球面収差による結像点のずれを少なくするこ
とが一部で行われている。しかし、このようにすれば、
集束電極の一部に配置した電極による電界の電子ビーム
発散作用がメインレンズの中央部に入射する電子ビーム
にも及び、結果的にメインレンズ前方での結像点にずれ
が生じ、メインレンズの球面収差の補正が充分できない
でいるのが現状である。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、集束電
極からメインレンズに入射する電子ビームの内の、メイ
ンレンズの周辺部に入射する電子ビームだけを効果的に
発散させて、メインレンズの球面収差の影響を極力小さ
くした高性能の電子銃を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段］ 本発明の上記目的を達成する技術手段は、カソードから
放射され加速された電子ビームを集束させる集束電極と
、その前方に配置されて、電子ビームをさらに集束され
るメインレンズを上記集束電極との間に形成する高圧電
極を有する電子銃において、集束電極の高圧電極側の端
部に周方向に関口部を形成すると共に、この集束電極の
外側の前記開口部と所定の間隔で対向する定位置に、高
圧電極と同程度の高電圧が印加されて集束電極の開口部
近くの電子ビームを発散させる発散電極を配置したこと
である。

〔作用〕

本発明における電子銃においては、集束電極に形成した
開口部の幅、この開口部の集束電極の端からの距離、開
口部と対向する発散！掻の集束電極からの距離、さらに
は発散電極に印加する電圧の大きさの選択で、高圧電極
のメインレンズに入射する電子ビームの発散効果を様々
に選択でき、従って、メインレンズの球面収差大なる周
辺部に入射する電子ビームだけを選択的に、効果的に発
散させて、メインレンズの球面収差の影響を極力少なく
することが容易にできる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例について、第１図乃至第４図を
参照して説明する。

図面の実施例に示す電子銃は、第５図と同じパイポテン
シャル型電子銃で、第５図と同一、または相当部分には
同一参照符号を付して説明は省略する。本発明の特徴と
するところは、集束電極（３）の高圧電極側の端部に周
方向に開口部（１１）を形成したこと、及び、集束電極
（３）の外側の定位置に開口部（１１）と所定間隔で対
向する発散電極（１２）を配置して、この発散電極（１
２）に高圧電極（４）と同程度の高電圧を印加するよう
にしたことである。

具体的に詳しく説明すると、集束電極（３）の開口部（
１１）は、集束電極（３）の高圧電極側の端から同一の
距離ａの周方向の複数箇所、例えば４箇所に同一の幅ｂ
、長さでもって形成されたスリット状のものである。１
つの開口部（１１）の集束電１（３）の周方向での角度
は９０°に近く設定される。なお、開口部（１１）は集
束電極（３）の全周に３６０°の角度で１つを形成する
ことが理論上理想であるが、そのようにすると集束電極
（３）が開口部で２分割された構造となり、分割された
２つの集束電極の支持手段、電圧印加手段が複雑化する
不具合が生じるので、開口部（１１）は集束電極（３）
の周方向に分割して複数を形成することが構造上望まし
い。

発散電極（１２）は集束電極（３）の開口部（１１）か
ら等距Ｍｃの位置に固定された例えば金属リングで、開
口部（１１）の幅すと同程度の幅を有し、この１つが複
数の開口部（１１）の全てに等間隔で対向する。発散電
極（１２）の支持は、例えば第４図に示すように、高圧
電極（４）の後端部外周の等間隔の複数箇所から一体に
後方に延びる複数の金属製支持体（１３）・・・に溶接
して行えばよく、この場合、支持体（１３）・・・で発
散電極（１２）に高圧電極（４）に印加される高電圧を
印加する。

上記実施例の電子銃を動作させた場合、カソード（Ｋ）
から集束電極（３）に所定の発散角で発散して入射した
電子ビーム（５）はメインレンズ（９）に入射する前に
、開口部（１１）の部所で選択的に発散作用を受ける。

すなわち、開口部（１１）の外側に配置された発散電極
（１２）に高圧電極（４）と同じ３０ＫＶ程度の高電圧
を印加しておくと、発散電極（１２）で発生する電界の
一部が開口部（１１）から集束電極（３）の内部に及び
、この電界で形成される非球面レンズで開口部（１１）
の近くを遭遇する電子ビーム（５）が外に拡がる発散作
用を受ける。これを第３図の等価光学モデル図で説明す
ると、メインレンズ（９）の周辺部に入射する電子ビー
ム（５ｂ）は、従来であれば第３図の破線で示す進路で
メインレンズ（９）を通過するが、開口部（１１）の発
散電１　（１２）による電界で開口部（１１）の部所か
ら第３図の実線で示すように発散してメインレンズ（９
）に達する。従って、この電子ビーム（５ｂ）のメイン
レンズ（９）の前方での結像点Ｐ３は、第３図の破線ビ
ームの結像点Ｐ２より前方に移動する。一方、メインレ
ンズ（９）の中央部に入射する電子ビーム（５ａ）は開
口部（１１）から離れているので、開口部（１１）の電
界による発散作用をほとんど受けず、この電子ビーム（
５ａ）の結像点Ｐ□はほとんど移動しない。その結果、
メインレンズ（９）の周辺部に入射する電子ビーム（５
ｂ）の結像点Ｐ３が、メインレンズ（９）の中央部に入
射する電子ビーム（５ａ）の結像点Ｐ、に近づき、メイ
ンレンズ（９）の球面収差を小さくして解像度を上げる
ことができる。

実験によると、開口部（１１）を集束電極（３）の高圧
電極側の端近くに形成して、メインレンズ（９）の周辺
部に入射する電子ビーム（５ｂ）をその入射直前に発散
させるようにすることが、球面収差をより小さくする上
で効果的であることが確認された。また、開口部（１１
）の幅すは集束電極（３）の直径の５％から４０％の範
囲が適正で、５％より小さい幅であると周辺電子ビーム
（５ｂ）の発散効果が実質上無くなり、逆に４０％を超
えると周辺電子ビーム（５ｂ）が発散し過ぎてメインレ
ンズ（９）の外に食み出す量が増大する不具合が生じる
。この開口部（１１）の幅すと集束電極（３）の端から
の距離ａの選択、及び開口部（１工）から発散電極（１
２）までの距離Ｃを選択することで、メインレンズ（９
）の球面収差を問題無い程度まで縮小できることが確認
できた。

また、発散電極（１２）に高圧電極（４）と同じ高電圧
を印加することが構造上に有効であるが、発散電ｉ　（
１２）に高圧電極（４）と異なる値の高電圧を印加して
も、球面収差補正の上記効果は同じように得られる。

なお、本発明はパイポテンシャル型電子銃に限らず、ユ
ニポテンシャル型電子銃にも上記同様にして適用できる
ことは明らかである。

〔発明の効果〕

本発明の電子銃においては、集束電極に形成した開口部
の幅、開口部の集束電極の端からの距離、開口部からの
発散電極の距離の寸法設定、さらには発散電極に印加す
る電圧の大きさの選択で、高圧電極で形成されるメイン
レンズの球面収差大なる周辺部に入射する電子ビームだ
けを遺灰的に発散させてメインレンズに入射させ、その
メインレンズ前方で結像点をメインレンズの中央部に入
射する電子ビームの結像点に近付けて、メインレンズの
球面収差の影響を極力少なくすることが容易にでき、陰
極線管の解像度を一段と向上させる高性能の電子銃が提
供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す部分断面を含む正面図
、第２図は第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図、第３図は第
１図の電子銃の基本動作を説明するための電子ビームの
等価光学モデル図、第４図は第１図の電子銃の部分分解
斜視図である。 第５図は従来の電子銃の断面図、第６図は第５図の電子
銃の基本動作を説明するための電子ビームの等価光学モ
デル図である。 （Ｋ）・−・カソード、　　　（３）・−・集束電極、
（４）・・−高圧電極、　　　（６）　−電子ビーム、
（９）−・メインレンズ、（ＩＩＬ−開口部、（１２）
−・・発散電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）カソードから放射され加速された電子ビームを集
   束させる集束電極と、その前方に配置されて、電子ビー
   ムをさらに集束させるメインレンズを上記集束電極との
   間に形成する高圧電極を有する電子銃において、 前記集束電極の前記高圧電極側の端部に周方向に開口部
   を形成すると共に、この集束電極の外側の前記開口部と
   所定の間隔で対向する定位置に、前記高圧電極と同程度
   の高電圧が印加されて集束電極の開口部近くの電子ビー
   ムを発散させる発散電極を配置したことを特徴とする電
   子銃。