KR100759544B1 - 이중 다이나믹 포커스 전자총 - Google Patents

이중 다이나믹 포커스 전자총 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사중극 렌즈를 추가로 부가하여 화면 주변부에서의 수평해상도를 향상시키기 위한 것으로, 삼극부 중의 스크린 전극과 최종가속전극 사이에 설치된 복수개의 포커스 전극에 의하여 상기 스크린 전극으로부터 전자빔을 수직방향으로 발산하고 수평방향으로 집속하는 적어도 하나의 보조 사중극 렌즈의 형성 수단과, 상기 보조 사중극 렌즈를 통과한 전자빔을 수직방향으로 집속하고 수평방향으로 발산하는 적어도 하나의 제 1사중극 렌즈의 형성수단과, 상기 제 1사중극 렌즈를 통과한 전자빔을 수직방향으로 발산하고 수평방향으로 집속하는 적어도 하나의 제 2사중극 렌즈의 형성수단이 순차로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총에 관한 것이다.

Description

이중 다이나믹 포커스 전자총{Double dynamic focus electron gun}
도 1a 및 도 1b는 각각 종래 이중 다이나믹 포커스 방식의 음극선관용 전자총의 전극 구조를 나타내는 분해 사시도 및 그에 따라 형성된 전자 렌즈들을 보여주는 도면.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 전자총의 전극 구조를 도시한 분해 사시도.
도 3은 도 2에서 제 3포커스 전극의 다른 실시예를 나타내는 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따른 전자총의 전극 구조를 도시한 분해 사시도.
도 5a는 도 4에서 제 1포커스 전극의 다른 실시예를 나타내는 분해 사시도.
도 5b는 도 4에서 제 2포커스 전극의 다른 실시예를 나타내는 분해 사시도.
도 6은 본 발명의 바람직한 또 다른 일 실시예에 따른 전자총의 전극 구조를 도시한 분해 사시도.
도 7a는 도 6에서 제 1포커스 전극의 다른 실시예를 나타내는 분해 사시도.
도 7b는 도 6에서 제 2포커스 전극의 다른 실시예를 나타내는 분해 사시도.
도 8은 본 발명에 따라 형성된 전자 렌즈들 및 그 작용을 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>
1: 캐소오드 2: 캐소오드 지지체
K: 캐소오드 조립체 C: 제어 전극
S: 스크린 전극 F1,F2,F3,F4,F5: 제 1내지 5 포커스 전극
A: 최종가속전극 Vec: 스크린 전압
Vfs: 스테틱 포커스전압 Vfd: 다이나믹 포커스전압
Veb: 에노드 전압
본 발명은 이중 다이나믹 포커스 방식의 음극선관용 전자총에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 제 1 사중극 렌즈에서 캐소오드 방향으로 보조 사중극 렌즈를 더 형성하여 양비점 보정을 행함에 따라 화면 주변부에서의 수평 해상도를 향상시킬 수 있는 음극선관용 전자총에 관한 것이다.
칼라 음극선관용 전자총은 음극선관의 네크부에 설치되어 열전자를 방출하는 것으로, 이 전자총으로부터 방출된 전자빔이 형광막에 랜딩되는 상태에 따라 음극선관의 성능이 좌우되게 된다.
이러한 전자총은 크게 정전 포커스 방식의 스태틱 포커스 전자총과 다이나믹 포커스 방식의 다이나믹 포커스 전자총으로 분류되며, 이 중 다이나믹 포커스 전자총은 전자총으로부터 출사되는 전자 빔들이 편향 요오크에 의해 편향되면서 배럴 및 핀쿠션 자계의 차이에 의해 형광막에 랜딩되는 전자 빔들의 형상이 타원형화되 는 현상을 방지하기 위한 것으로, 전자총으로부터 출사되는 전자 빔들이 수평 및 수직 편향 주기에 동기되어 상대적으로 타원형화되게 하는 것이다. 이러한 다이나믹 포커스 전자총은 근래 많이 사용되고 있는 방식이며, 음극선관의 화면이 커질수록 그 주변부에서의 횡선 왜곡 현상이 심화되는 문제점을 개선하기 위하여 사중극부가 두 곳에 형성된 이중 다이나믹 포커스 방식의 음극선관용 전자총이 개발되어 사용되고 있다.
도 1a는 이러한 이중 다이나믹 포커스 방식의 음극선관용 전자총의 내부구조를 나타낸 것이다. 그 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.
세개의 캐소오드(1)가 지지체(2)에 의해 지지되어 캐소오드 조립체(K)를 형성하고, 이 캐소오드 조립체(K)로부터 순차로 제어전극(C), 스크린 전극(S), 제 1,2,3,4,5 포커스 전극(F1,F2,F3,F4,F5) 및 최종가속전극(A)이 배치된다. 제어전극(C)과 스크린 전극(S)은 판상으로 구비되며, 그밖의 전극들은 박스형으로 구비된다. 이 전극들에는 상기 세개의 캐소오드(1)으로부터 방사되는 전자빔이 통과될 수 있도록 세개의 전자빔 통과공들이 상기 세 개의 캐소오드(1)가 배치된 방향에 대응되어 배치된다.
이러한 구조를 갖는 전자총에 있어서, R,G,B의 휘도 신호들을 포함하는 데이터 신호는 증폭 및 바이어싱된 후, 전자총의 캐소오드(1)에 인가된다. 수직 및 수평 편향신호들은 증폭부들(미도시)로부터 증폭되어 각각 음극선관의 수직 및 수평 편향 요크들(미도시)에 인가되고, 수직 및 수평 귀선 신호는 증폭된 후 전자총의 제어전극(C)에 인가된다.
이러한 전자총의 전극에 각각 소정의 전압이 인가되는데, 스크린 전극(S)과 제 2포커스 전극(F2)에는 스크린 전압(Vec)이 인가되고, 제 4포커스 전극(F4)에는 전자빔의 가속 및 집속을 위하여 상기 스크린 전압(Vec)보다 높은 스테틱 포커스 전압(Vfs)이 인가되며, 제 1,3,5포커스 전극(F1,F3,F5)에는 편향신호에 동기하는 파라볼라형 다이나믹 포커스 전압(Vfd)이 인가되고, 최종 가속전극(A)에는 에노드 전압(Veb)이 인가된다. 이 에노드 전압(Veb)은 보통 28 내지 35 ㎸의 전압이 인가되며, 상기 스테틱 포커스 전압(Vfs)에는 에노드 전압의 28% 정도의 전압이, 다이나믹 포커스 전압(Vfd)은 에노드 전압의 28±3%를 주기적으로 반복하는 전압이 인가된다.
여기에 제 3포커스 전극(F3)의 전자빔 출사측의 전자빔 통과공(32)을 이 통과공들의 배열방향에 수직한 방향으로 길게 형성되도록, 곧 종장형의 전자빔 통과공으로 형성하고, 제 4포커스 전극(F4)의 전자빔 입사측의 전자빔 통과공(41)은 전자빔 통과공들의 배열방향으로 길게 형성된, 곧 횡장형의 전자빔 통과공이 형성되도록 하며, 제 4포커스 전극(F4)의 전자빔 출사측의 전자빔 통과공(42)은 종장형이 되도록 하고, 제 5포커스 전극(F5)의 전자빔 입사측의 전자빔 통과공(51)은 횡장형이 되도록 한다. 제어전극(C), 스크린전극(S), 제 1,2포커스 전극(F1,F2) 및 제 3포커스 전극(F3) 입사측의 전자빔 통과공의 형상은 원형으로 형성된다.
이렇게 형성된 각 전극들에 상기와 같이 소정의 전압이 인가됨에 따라 각 전극들 사이에는 전기력선 및 등전위선에 의해 전자렌즈가 형성된다. 곧, 전자빔이 형광막의 주변부로 주사될 때, 스크린 전극(S)과 제 1포커스 전극(F1)의 사이에는 프리 포커스(pre-focus)렌즈가 형성되고, 제 1포커스 전극(F1)과 제 2포커스 전극(F2)의 사이에는 보조 전자 렌즈가 형성된다. 그리고, 제 3포커스 전극(F3)과 제 4포커스 전극(F4)의 사이 및 제 4포커스 전극(F4)과 제 5포커스 전극(F5)의 사이에 각각 제 1,2 사중극 렌즈가 형성되며, 제 5포커스 전극(F5)과 최종 가속전극(A)의 사이에는 다이나믹 포커스 전압(Vfd)이 제 5포커스 전극(F5)에 인가됨에 따라 상대적으로 배율이 약화된 주 렌즈(main lens)가 형성된다.
이렇게 형성된 사중극 렌즈들의 포커싱 상태를 도 1b에 도시하였다.
그림과 같이, 편향에 따른 다이나믹 전압의 증가로 인하여 제 1사중극 렌즈(Q1)에서 수직으로는 집속렌즈, 수평으로는 발산렌즈가 형성되며, 제 2사중극 렌즈(Q2)에서 수직으로는 발산렌즈, 수평으로는 집속렌즈가 형성된다.
이러한 이중의 사중극 렌즈로 인하여 화면의 주변부에서 해상도가 더욱 향상될 수 있는 데, 곧, 수직으로는 제 1사중극 렌즈(Q1)에서 빔이 집속되어 주 렌즈(ML)에서 구면수차의 영향을 적게 받도록 하여, 수직 빔경을 확대시킬 수 있게 되며, 이에 따라 횡장형의 빔을 다소 종장화하여 모아레(moire)를 방지할 수 있게 된다. 그러나, 수평으로는 제 1사중극 렌즈(Q1)에서 빔이 더욱 발산되어 주 렌즈(ML) 내에서의 빔경이 확대되며, 이에 따라 구면수차의 영향을 많이 받게 될 뿐 아니라, 편향요크(DY)에서 수평방향의 핀자계에 의해 화면 주변부에서의 빔경은 더욱 확대되게 된다. 또한 전류사용량이 많아질수록 구면 수차의 영향이 커져 화면 주변부에서의 수평해상도 열화를 초래하게 된다.
이러한 이중 다이나믹 포커스 방식의 전자총은 모두 화면 주변부에서의 해상 도를 얼마나 향상시킬 수 있는가로 개발의 초점이 맞추어져 있다. 상기와 같은 이중 다이나믹 포커스 방식의 전자총에 있어서, 주렌즈의 구면 수차를 경감하기 위해 일본 특허 특개평 3-95835호에 개시된 바와 같은 전자총은 주 렌즈를 비대칭으로 하고, 수평방향의 집속력을 수직방향의 집속력보다도 약하게 하였다. 그러나 이와 같은 전자총은 전류 사용량이 많을 경우에 주 렌즈의 구면 수차를 작게 한 것이 불충분하게 된다.
또한 미국 특허 US 5,744,917호에 개시되어 있는 바와 같은 이중 다이나믹 포커스 방식의 전자총은 부가 전극을 스크린 전극과 제 1포커스 전극과의 사이에 개재하여 제 1사중극 렌즈를 형성하고, 제 3포커스 전극과 제 4포커스 전극의 사이에 제 2사중극 렌즈를 형성하며, 그 사이의 제 1,2,3포커스 전극의 사이에 보조 렌즈를 형성한 것으로, 해상도를 향상시키고자 하는 시도를 하였으나, 이는 별도의 전극 부재를 추가적으로 설치하여야 하는 등 제조 상의 복잡성이 있으며, 화면 주변부에서의 모아레를 방지하는 데에 충분치 못한 문제가 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전자빔의 포커스 특성을 향상시켜 화면 주변부에서 화상의 해상도를 향상시키며 화면전체에 균일한 포커스 성능을 갖도록 하기 위한 것으로, 특히 화면 주변부에서의 수평해상도를 향상시키기 위한 칼라 음극선관용 전자총을 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 세 개의 전자빔을 방사하는 캐소오드, 이 전자빔을 제어하고 크로스 오버점을 형성하는 제어전극 및 스크린 전극을 포함하는 삼극부와, 스크린 전극으로부터 음극선관의 형광막 방향으로 순차로 설치되어 복수의 전자 렌즈들을 형성하는 제 1,2,3,4,5포커스 전극 및 최종가속전극을 포함하는 전자렌즈 형성부와, 상기 스크린 전극과 제 2포커스 전극에는 스크린 전압을 인가하고, 상기 제 1,4포커스 전극에는 스테틱 포커스 전압을 인가하며, 상기 제 3,5포커스 전극에는 편향신호에 동기하는 파라볼라형 다이나믹 포커스 전압을 인가하고, 상기 최종가속전극에는 애노드 전압을 인가해 상기 제 2포커스 전극과 제3포커스 전극 사이에 적어도 하나의 보조 사중극 렌즈를 형성하고, 상기 제 3포커스 전극과 제4포커스 전극 사이에 적어도 하나의 제 1사중극 렌즈를 형성하며, 상기 제 4포커스 전극과 제 5포커스 전극 사이에 적어도 하나의 제 2사중극 렌즈를 형성하고, 상기 제5포커스 전극과 최종가속전극 사이에 적어도 하나의 주 렌즈를 형성하는 전압 인가부를 구비하는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총을 제공한다.
이러한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 제 3포커스 전극의 전자빔이 입사되는 측면에 형성되는 전자빔 통과공은 세 개의 전자빔 통과공이 배열된 방향에 수직한 방향으로 보다 길게 형성된 종장형으로 하여 상기 보조 사중극 렌즈를 형성할 수 있다.
본 발명은 또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 세 개의 전자빔을 방사하는 캐소오드, 이 전자빔을 제어하고 크로스 오버점을 형성하는 제어전극 및 스크린 전극을 포함하는 삼극부와, 스크린 전극으로부터 음극선관의 형광막 방향으로 순차로 설치되어 복수의 전자 렌즈들을 형성하는 제 1,2,3,4,5포커스 전극 및 최종가속전극을 포함하는 전자렌즈 형성부와, 상기 스크린 전극에는 스크린 전압을 인가하고, 상기 제 1,4포커스 전극에는 스테틱 포커스 전압을 인가하며, 상기 제 2,3,5포커스 전극에는 편향신호에 동기하는 파라볼라형 다이나믹 포커스 전압을 인가하고, 상기 최종가속전극에는 애노드 전압을 인가해 상기 제 1포커스 전극과 제2포커스 전극 사이에 적어도 하나의 보조 사중극 렌즈를 형성하고, 상기 제 3포커스 전극과 제4포커스 전극 사이에 적어도 하나의 제 1사중극 렌즈를 형성하며, 상기 제 4포커스 전극과 제 5포커스 전극 사이에 적어도 하나의 제 2사중극 렌즈를 형성하고, 상기 제5포커스 전극과 최종가속전극 사이에 적어도 하나의 주 렌즈를 형성하는 전압 인가부를 구비하는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총을 제공한다.
본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 제 1포커스 전극의 전자빔이 출사되는 측면에 형성된 전자빔 통과공은 세 개의 전자빔 통과공이 배열된 방향에 수평한 방향으로 보다 길게 형성된 횡장형으로 할 수 있으며, 또한 이때 상기 제 2포커스 전극의 전자빔이 입사되는 측면에 형성된 전자빔 통과공은 세 개의 전자빔 통과공이 배열된 방향에 수직한 방향으로 보다 길게 형성된 종장형으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제 1포커스 전극의 전자빔이 출사되는 측면에 형성된 전자빔 통과공은 세 개의 전자빔 통과공이 배열된 방향에 수직한 방향으로 보다 길게 형성된 종장형으로 할 수 있으며, 또한 이때 상기 제 2포커스 전극의 전자빔이 입사되는 측면에 형성된 전자빔 통과공은 세 개의 전자빔 통과공 이 배열된 방향에 수평한 방향으로 보다 길게 형성된 횡장형으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제 2포커스 전극의 전자빔이 입사되는 측면에 형성된 전자빔 통과공은 세 개의 전자빔 통과공이 배열된 방향에 수직한 방향으로 보다 길게 형성된 종장형으로 하거나, 상기 세 개의 전자빔 통과공이 배열된 방향에 수평한 방향으로 보다 길게 형성된 횡장형으로 할 수 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 또한 삼극부 중의 스크린 전극과 최종가속전극 사이에 설치된 복수개의 포커스 전극에 의하여 상기 스크린 전극으로부터 전자빔을 수직방향으로 발산하고 수평방향으로 집속하는 적어도 하나의 보조 사중극 렌즈의 형성 수단과, 상기 보조 사중극 렌즈를 통과한 전자빔을 수직방향으로 집속하고 수평방향으로 발산하는 적어도 하나의 제 1사중극 렌즈의 형성수단과, 상기 제 1사중극 렌즈를 통과한 전자빔을 수직방향으로 발산하고 수평방향으로 집속하는 적어도 하나의 제 2사중극 렌즈의 형성수단이 순차로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총을 제공한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예에 대하여 보다 상세히 설명한다. 도면에 있어서, 도 1a에 나타낸 종래기술의 칼라 음극선관용 전자총과 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하였다.
도 2에는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 칼라 음극선관용 전자총을 나타내 보였다. 이는 본 발명의 바람직한 일 실시예인 유니-바이포텐셜(uni-bipotential) 결선구조를 갖는 전자총을 나타낸다.
도시된 바와 같이 본 발명의 전자총은 삼극부를 이루는 것으로, 인라인(in- line)상으로 배열된 세 개의 캐소오드(1), 제어전극(C) 및 스크린전극(S)을 구비한다. 또한 제 1,2,3,4,5포커스 전극(F1,F2,F3,F4,F5) 및 최종가속전극(A)이 순차로 배치되어 전자렌즈 형성부를 구성한다.
상기 전자총을 구성하는 각각의 전극에는 전자렌즈를 형성하기 위한 독립된 세 개의 전자빔 통과공 또는 세 전자빔이 공히 통과하는 대구경 전자빔 통과공이 형성되는데, 제3포커스 전극(F3)의 출사측면에는 종장형의 전자빔 통과공(32)이 형성되고, 제4포커스 전극(F4)의 입사측면에는 횡장형의 전자빔 통과공(41)이 형성되며, 제 4포커스 전극(F4)의 출사측면에는 종장형의 전자빔 통과공(42)이 형성되고, 제 5포커스 전극(F5)의 입사측면에는 횡장형의 전자빔 통과공(51)이 형성된다. 제 1,2포커스 전극(F1,F2)에는 공히 원형의 전자빔 통과공이 형성될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 종래에 원형으로 형성되어 있던 제 3포커스 전극(F3)의 입사측 전자빔 통과공(31)을 종장형으로 형성한다.
이러한 제 3포커스 전극(F3)의 입사측 전자빔 통과공(31)은 원형의 전자빔 통과공의 상하부에 소정의 깊이로 인입된 인입부가 형성되어 키홀의 형상으로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않으며, 예컨데 직사각형 또는 타원형의 형상으로 형성될 수 있음은 물론이다.
도 3에는 이러한 제 3포커스 전극(F3)의 다른 실시예를 나타내는 것으로, 입사측면에 원형의 전자빔 통과공(31)을 구비한 제 3포커스 전극(F3)에 종장형의 통과공(34)을 구비한 전극부재(33)를 그 입사측면으로부터 부착하여 형성할 수 있다. 또한 이는 하기와 같은 본 발명의 다른 모든 실시예의 경우에도 적용될 수 있다.
한편 도 2에서 주렌즈를 형성하는 제 5포커스 전극(F5)의 출사측 전자빔 통과공(52)과 최종가속전극(A)의 입사측 전자빔 통과공(61)은 각각 대구경 전자빔 통과공이 형성된 외부전극부재(52a,61a)와, 이 외부전극부재(52a,61a)의 내부에 설치되며 독립된 세 개의 전자빔통과공이 형성된 판상의 내부전극부재(52b,61b)로 이루어진다.
이렇게 구성된 각각의 전극에는 전압 인가부에 의해 소정의 전압이 인가되는데, 먼저, 스크린 전극(S)과 제 2포커스 전극(F2)에 소정의 정전압인 스크린 전압(Vec)이 인가되고, 제 1,4 포커스 전극(F1)(F4)에는 이 스크린 전압(Vec)보다 높은 스테틱 포커스 전압(Vfs)이 인가된다. 그리고 제 3,5포커스 전극(F3)(F5)에는 편향신호에 동기하는 파라볼라형 다이나믹 포커스 전압(Vfd)이 인가되고, 최종가속전극(A)에는 고압의 에노우드 전압(Veb)이 인가된다. 이 때, 에노우드 전압(Veb)은 28 내지 35kV의 고전압이며, 스테틱 포커스 전압(Vfs)은 에노우드 전압(Veb)의 약 28 % 정도의 전압이고, 다이나믹 포커스 전압(Vfd)은 에노우드 전압(Veb)의 28 +3%의 내외로 상기 스테틱 포커스 전압(Vfs)을 기저전압으로 한다.
이러한 전압 인가부에 의해 다이나믹 포커스 전압(Vfd)이 인가됨에 따라, 입사측면에 종장형 전자빔 통과공(31)이 형성된 제 3포커스 전극(F3)의 앞부분, 곧 제 2포커스 전극(F2)과 제 3포커스 전극(F3)의 사이에 보조 사중극 렌즈가 형성되고, 제 3포커스 전극(F3)과 제 4포커스 전극(F4) 사이, 제 4포커스 전극(F4)과 제 5포커스 전극(F5) 사이에 각각 제 1 및 제 2사중극 렌즈가 형성된다.
따라서 본 실시예에 있어서, 적어도 하나의 보조 사중극 렌즈를 형성하는 수단으로 스크린 전압이 인가된 제 2포커스 전극(F2)과 입사측에 종장형의 전자빔 통과공(31)이 형성되고 다이나믹 포커스 전압이 인가되는 제 3포커스 전극(F3)이고, 적어도 하나의 제 1사중극 렌즈를 형성하는 수단으로는 다이나믹 포커스 전압이 인가되는 제 3포커스 전극(F3)과 스테틱 포커스 전압이 인가되는 제 4포커스 전극(F4)이 된다. 또한 적어도 하나의 제 2사중극 렌즈를 형성하는 수단으로는 스테틱 포커스 전압이 인가되는 제 4포커스 전극(F4)과 다이나믹 포커스 전압이 인가되는 제 5포커스 전극(F5)이 된다.
도 4는 본 발명의 바람직한 다른 일 실시예에 따른 칼라 음극선관용 전자총을 설명하기 위한 것으로, 이는 하이-바이포텐셜(hi-bipotential) 결선구조를 갖는 전자총이다.
상술한 바와 같이 본 실시예에 따른 전자총도 삼극부를 이루는 캐소오드(1), 제어전극(c) 및 스크린전극(s)을 구비하며, 전자렌즈 형성부를 이루는 제 1,2,3,4,5포커스 전극(F1,F2,F3,F4,F5) 및 최종가속전극(A)이 상기 스크린 전극(S)으로부터 전자총의 형광막(미도시) 방향으로 순차로 배치된다.
또한 각각의 전극에는 상술한 바와 같이 전자렌즈를 형성하기 위한 독립된 세 개의 전자빔 통과공 또는 세 전자빔이 공히 통과하는 대구경 전자빔 통과공이 형성되는데, 제 1포커스 전극(F1)의 출사측면에 횡장형의 전자빔 통과공(12)이 형성되고, 제 2포커스 전극(F2)의 입사측면에 종장형의 전자빔 통과공(21)이 형성되도록 하여, 후술하는 바와 같이 이 사이에서 보조 사중극 렌즈가 형성되도록 한다. 또한, 제3포커스 전극(F3)의 출사측면에는 종장형의 전자빔 통과공(32)이 형성되고, 제4포커스 전극(F4)의 입사측면에는 횡장형의 전자빔 통과공(41)이 형성되며, 제 4포커스 전극(F4)의 출사측면에는 종장형의 전자빔 통과공(42)이 형성되고, 제 5포커스 전극(F5)의 입사측면에는 횡장형의 전자빔 통과공(51)이 형성되도록 한다.
이 때, 제 1포커스 전극(F1)의 출사측 전자빔 통과공(12) 형상과 제 2포커스 전극(F2)의 입사측 전자빔 통과공(21) 형상은 그 중 어느 하나를 원형의 전자빔 통과공으로 형성할 수 있다.
이렇게 형성되는 제 1포커스 전극(F1) 및 제 2포커스 전극(F2)의 다른 실시예를 각각 도 5a 및 도 5b에 도시하였다. 곧, 제 1포커스 전극(F1)은 도 5a에서 볼 수 있는 바와 같이, 출사측면에 원형의 전자빔 통과공(12)을 구비한 제 1포커스 전극(F1)의 출사측면에 횡장형의 통과공(14)을 구비한 전극부재(13)를 부착하여 형성할 수 있고, 제 2포커스 전극(F2)은 도 5b에서 볼 수 있는 바와 같이, 입사측면에 원형의 전자빔 통과공(21)을 구비한 제 2포커스 전극(F2)의 입사측면에 종장형의 통과공(24)을 구비한 전극부재(23)를 부착하여 형성할 수 있다.
또한 도 6에는 이러한 하이-바이포텐셜(hi-bipotential) 결선구조를 갖는 전자총의 또 다른 일 실시예를 나타내었는데, 그림에서 볼 수 있는 바와 같이, 상술한 도 4와 같은 실시예의 전자총에서 제 1포커스 전극(F1)의 출사측면에 형성되는 전자빔 통과공(12)을 종장형으로 하고, 제 2포커스 전극(F2)의 입사측면에 형성되는 전자빔 통과공(21)을 횡장형으로 하여, 이 사이에서 보조 사중극 렌즈가 형성되도록 한 것이다. 이 때, 상술한 바와 같이 제 1포커스 전극(F1)의 출사측 전자빔 통과공(12) 형상과 제 2포커스 전극(F2)의 입사측 전자빔 통과공(21) 형상은 그 중 어느 하나를 원형의 전자빔 통과공으로 형성할 수 있다.
또한 이 때 제 1포커스 전극(F1)은 도 7a에서 볼 수 있는 바와 같이, 출사측면에 원형의 전자빔 통과공(12)을 구비한 제 1포커스 전극(F1)의 출사측면에 종장형의 통과공(16)을 구비한 전극부재(15)를 부착하여 형성할 수 있고, 제 2포커스 전극(F2)은 도 7b에서 볼 수 있는 바와 같이, 입사측면에 원형의 전자빔 통과공(21)을 구비한 제 2포커스 전극(F2)의 입사측면에 횡장형의 통과공(26)을 구비한 전극부재(25)를 부착하여 형성할 수 있다.
그 밖의 타 전극들의 전자빔 통과공의 형상은 상기 도 2의 실시예와 동일하므로 그 설명을 생략하도록 한다.
이렇게 구성된 각 전극에 전압 인가부를 통해 소정의 전압을 인가하게 되는데, 도 4 및 도 6을 참조하면, 스크린 전극(S)에 스크린 전압(Vec)을 인가하고, 제 1,4 포커스 전극(F1)(F4)에는 이 스크린 전압(Vec)보다 높은 스테틱 포커스 전압(Vfs)을 인가하며, 제 2,3,5포커스 전극(F2)(F3)(F5)에는 편향신호에 동기하는 파라볼라형 다이나믹 포커스 전압(Vfd)을 인가한다. 최종가속전극(A)에는 고압의 에노우드 전압(Veb)을 인가한다. 이 때 인가되는 각 전압은 도 2를 참고로 설명한 상술한 실시예에서와 같도록 할 수 있다.
이러한 전압 인가에 의해 제 1포커스 전극(F1)과 제 2포커스 전극(F2)의 사이에 보조 사중극 렌즈가 형성되고, 제 3포커스 전극(F3)과 제 4포커스 전극(F4) 사이, 제 4포커스 전극(F4)과 제 5포커스 전극(F5) 사이에 각각 제 1 및 제 2사중 극 렌즈가 형성된다.
따라서 도 4 및 도 6과 같은 실시예들에 있어서, 적어도 하나의 보조 사중극 렌즈를 형성하는 수단으로 스테틱 포커스 전압이 인가된 제 1포커스 전극(F1)과 다이나믹 포커스 전압이 인가되는 제 2포커스 전극(F2)이고, 적어도 하나의 제 1사중극 렌즈를 형성하는 수단으로는 다이나믹 포커스 전압이 인가되는 제 3포커스 전극(F3)과 스테틱 포커스 전압이 인가되는 제 4포커스 전극(F4)이 된다. 또한 적어도 하나의 제 2사중극 렌즈를 형성하는 수단으로는 스테틱 포커스 전압이 인가되는 제 4포커스 전극(F4)과 다이나믹 포커스 전압이 인가되는 제 5포커스 전극(F5)이 된다.
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 칼라 음극선관용 다이나믹 포커스 전자총의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저 상기 칼라 음극선관용 전자총을 이루는 전극에 소정의 전위가 인가됨에 따라 각 전극들의 사이에는 전기력선 및 등전위선에 의한 전자렌즈가 형성되는데, 전자빔이 형광막의 중앙부로 주사되는 경우 스테틱 포커스 전압(Vfs)을 기저전압으로 하는 다이나믹 포커스 전압(Vfd)이 인가되지 않게 되고, 전자빔은 형광막의 중앙부에 온전히 랜딩된다.
그러나, 상기 전자총으로부터 방출된 전자빔이 형광막의 주변부로 주사되는 경우에는 편향신호에 동기하는 다이나믹 포커스 전압이 인가되어, 도 2에 도시한 바와 같은 유니-바이포텐셜(uni-bipotential) 결선구조를 갖는 실시예의 경우에는 제 2포커스 전극(F2)과 제 3포커스 전극(F3)의 사이에 보조 사중극 렌즈가 형성되 고, 도 4 및 도 6에 도시한 바와 같은 하이-바이포텐셜(hi-bipotential) 결선구조를 갖는 실시예의 경우에는 제 1포커스 전극(F1)과 제 2포커스 전극(F2)의 사이에 보조 사중극 렌즈가 형성된다. 이들 실시예에 있어서 공히 제 1사중극 렌즈와 제 2사중극 렌즈는 각각 제 3,4포커스 전극(F3)(F4)의 사이 및 제 4,5포커스 전극(F4)(F5)의 사이에 형성된다.
도 8에는 이렇게 제 1사중극 렌즈에서 캐소오드 방향으로 보조 사중극 렌즈가 형성된 본 발명에 따른 전자총에 있어서, 각 사중극 렌즈들의 작용을 설명하기 위한 그림이다.
그림에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기와 같은 본 발명에 따르면 보조 사중극 렌즈(Q0), 제 1 및 제 2사중극 렌즈(Q1)(Q2)가 전자빔이 방사되는 방향으로부터 순차로 형성되고, 제 5포커스 전극(F5)과 최종가속전극(A)의 사이에는 제 5포커스 전극(F5)에 다이나믹 포커스 전압(Vfd)이 인가됨에 따라 상대적으로 배율이 약화된 주 렌즈(ML)가 형성된다. 그림에서는 본 발명의 보조 사중극 렌즈(Q0)가 추가로 부가된 전자총의 전자빔(100)과 상술한 도 2의 종래기술의 이중 다이나믹 전자총과 같이 두 개의 사중극 렌즈(Q1)(Q2)만을 구비한 전자총의 전자빔(200)을 비교하였다.
본 발명에 따른 전차총의 전자빔(100)은 전자빔은 프리 포커스 렌즈와 보조렌즈를 통과하면서 예비집속 및 가속된 후 보조 사중극 렌즈(Q0)를 통과하게 되는데, 이 보조 사중극 렌즈(Q0)는 수직방향으로 발산렌즈가 형성되고 수평방향으로는 집속렌즈가 형성되어 이를 통과한 전자빔(100)은 수직방향으로는 발산력을, 수평방 향으로는 집속력을 받게 된다.
이렇게 발산 및 집속된 전자빔(100)은 제 3,4 포커스 전극에 의해 형성되는 제 1사중극 렌즈(Q1)를 통과하게 되는데, 이 제 1사중극 렌즈(Q1)는 수직방향으로 집속렌즈가 형성되고 수평방향으로 발산렌즈가 형성된다. 따라서, 이를 통과하는 전자빔(100)은 수직방향으로는 집속력을, 수평방향으로는 발산력을 받게 된다.
또한 이 전자빔(100)은 제 2사중극 렌즈(Q2)를 통과하면서, 도 8에서 볼 수 있는 바와 같이 수직방향으로는 발산력을, 수평방향으로는 집속력을 다시 받게 된다. 제 2사중극 렌즈(Q2)는 수직방향으로 발산렌즈가 형성되고 수평방향으로 집속렌즈가 형성된다.
따라서, 수평방향으로 상기 보조 사중극 렌즈(QL0)를 통과하면서 전자빔(100)이 집속되어 제 1사중극 렌즈(QL1)로의 입사각이 작아지게 되고, 이에 따라 제 2사중극 렌즈(Q2)를 통과할 때에도 보다 중앙부로 가까워져 주 렌즈(ML)를 통과하게 될 때 전자빔(100)경의 수평경이 작아지게 되어 편향요오크(DY)에 의해 수평방향으로 발산됨에 따른 수평빔의 횡장화를 보정할 수 있게 된다. 따라서, 형광스크린(미도시)의 주변부로 랜딩되는 수평빔경은 보다 작아질 수 있는 것이다.
사중극렌즈를 형성하는 전극에 다이나믹 전압의 인가시 빔의 별꼬리 모양의 할로가 수평방향으로 발생하여 화면 주변에서의 수평 해상도를 열화시키게 되는데, 이와 같은 수평 해상도의 열화는 본 발명과 같이 음비점보정의 제 1사중극 렌즈와 양비점보정의 제 2사중극 렌즈의 캐소오드 방향의 전단에 양비점보정의 보조 사중극 렌즈를 더 형성하도록 함으로써, 수평빔경을 축소시켜, 결과적으로 화면 주변에 서의 빔의 수평 할로우의 발생을 방지할 수 있다. 또한 이에 따라 화면 주변부의 수평 해상도는 약 20% 향상될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 기존의 두 개의 사중극 렌즈보다 앞서서 보조 사중극 렌즈를 부가함으로써 화면 주변에서의 수평빔경의 확대를 방지할 수 있으며, 이에 따라 화면 주변부의 수평해상도를 향상시킬 수 있다.
또한, 종래의 전극 외에 부가적으로 새로운 전극을 추가할 필요없이 기존 전극의 전자빔 통과공의 형상과 인가되는 전압을 달리하여 새로운 사중극 렌즈를 손쉽게 얻을 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 세 개의 전자빔을 방사하는 캐소오드, 상기 전자빔을 제어하고 크로스 오버점을 형성하는 제어전극 및 스크린 전극을 포함하는 삼극부;
    상기 스크린 전극으로부터 음극선관의 형광막 방향으로 순차로 설치되어 복수의 전자 렌즈들을 형성하는 제 1,2,3,4,5포커스 전극 및 최종가속전극을 포함하는 전자렌즈 형성부; 및
    상기 스크린 전극과 제 2포커스 전극에는 스크린 전압을 인가하고, 상기 제 1,4포커스 전극에는 스테틱 포커스 전압을 인가하고, 상기 제 3,5포커스 전극에는 편향신호에 동기하는 파라볼라형 다이나믹 포커스 전압을 인가하며, 상기 최종가속전극에는 애노드 전압을 인가하여 상기 제 2포커스 전극과 제3포커스 전극 사이에 적어도 하나의 보조 사중극 렌즈를 형성하고, 상기 제 3포커스 전극과 제4포커스 전극 사이에 적어도 하나의 제 1사중극 렌즈를 형성하고, 상기 제 4포커스 전극과 제 5포커스 전극 사이에 적어도 하나의 제 2사중극 렌즈를 형성하며, 상기 제5포커스 전극과 최종가속전극 사이에 적어도 하나의 주 렌즈를 형성하는 전압 인가부를 구비하는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 3포커스 전극의 전자빔이 입사되는 측면에 형성된 전자빔 통과공은 세 개의 전자빔 통과공이 배열된 방향에 수직한 방향으로 보다 길게 형성된 종장형인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제 3포커스 전극의 전자빔 입사측에 형성되는 전자빔 통과공은 상기 제 3포커스 전극의 전자빔 입사측면에 종장형의 통과공을 구비한 전극부재를 부착하여 이루어진 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  4. 세 개의 전자빔을 방사하는 캐소오드, 상기 전자빔을 제어하고 크로스 오버점을 형성하는 제어전극 및 스크린 전극을 포함하는 삼극부;
    상기 스크린 전극으로부터 음극선관의 형광막 방향으로 순차로 설치되어 복수의 전자 렌즈들을 형성하는 제 1,2,3,4,5포커스 전극 및 최종가속전극을 포함하는 전자렌즈 형성부; 및
    상기 스크린 전극에는 스크린 전압을 인가하고, 상기 제 1,4포커스 전극에는 스테틱 포커스 전압을 인가하고, 상기 제 2,3,5포커스 전극에는 편향신호에 동기하는 파라볼라형 다이나믹 포커스 전압을 인가하며, 상기 최종가속전극에는 애노드 전압을 인가하여 상기 제 1포커스 전극과 제2포커스 전극 사이에 적어도 하나의 보조 사중극 렌즈를 형성하고, 상기 제 3포커스 전극과 제4포커스 전극 사이에 적어도 하나의 제 1사중극 렌즈를 형성하고, 상기 제 4포커스 전극과 제 5포커스 전극 사이에 적어도 하나의 제 2사중극 렌즈를 형성하며, 상기 제5포커스 전극과 최종가속전극 사이에 적어도 하나의 주 렌즈를 형성하는 전압 인가부를 구비하는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1포커스 전극의 전자빔이 출사되는 측면에 형성된 전자빔 통과공은 세 개의 전자빔 통과공이 배열된 방향에 수평한 방향으로 보다 길게 형성된 횡장형인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제 2포커스 전극의 전자빔이 입사되는 측면에 형성된 전자빔 통과공은 세 개의 전자빔 통과공이 배열된 방향에 수직한 방향으로 보다 길게 형성된 종장형인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1포커스 전극의 전자빔이 출사되는 측면에 형성된 전자빔 통과공은 세 개의 전자빔 통과공이 배열된 방향에 수직한 방향으로 보다 길게 형성된 종장형인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제 2포커스 전극의 전자빔이 입사되는 측면에 형성된 전자빔 통과공은 세 개의 전자빔 통과공이 배열된 방향에 수평한 방향으로 보다 길게 형성된 횡장형인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  9. 제 4항에 있어서,
    상기 제 2포커스 전극의 전자빔이 입사되는 측면에 형성된 전자빔 통과공은 세 개의 전자빔 통과공이 배열된 방향에 수직한 방향으로 보다 길게 형성된 종장형으로 하거나, 상기 세 개의 전자빔 통과공이 배열된 방향에 수평한 방향으로 보다 길게 형성된 횡장형인 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  10. 제 5항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1포커스 전극의 전자빔 출사측에 형성되는 전자빔 통과공 또는 상기 제 2포커스 전극의 전자빔 입사측에 형성되는 전자빔 통과공은 각각 상기 제 1포커스 전극의 전자빔 출사측면에 종장형 또는 횡장형의 통과공을 구비한 전극부재를 부착하여 이루어진 것이거나, 상기 제 2포커스 전극의 전자빔 입사측면에 종장형 또는 횡장형의 통과공을 구비한 전극부재를 부착하여 이루어진 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  11. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 빔은 상기 제 1사중극 렌즈에 의해 수직방향으로는 집속하고, 수평방향으로는 발산하며, 상기 제 2사중극 렌즈에 의해 수직방향으로는 발산하고, 수평방향으로는 집속하는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 전자 빔은 상기 보조 사중극 렌즈에 의해 수직방향으로는 발산하고, 수평방향으로는 집속하는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
  13. 삼극부 중의 스크린 전극과 최종가속전극 사이에 설치된 복수개의 포커스 전극에 의하여 상기 스크린 전극으로부터 전자빔을 수직방향으로 발산하고, 수평방향 으로 집속하는 적어도 하나의 보조 사중극 렌즈를 형성하는 수단;
    상기 전자빔을 수직방향으로 집속하고, 수평방향으로 발산하는 적어도 하나의 제 1사중극 렌즈를 형성하는 수단; 및
    상기 전자빔을 수직방향으로 발산하고, 수평방향으로 집속하는 적어도 하나의 제 2사중극 렌즈를 형성하는 수단이 순차로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라 음극선관용 전자총.
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