KR900009078B1

KR900009078B1 - 전자총

Info

Publication number: KR900009078B1
Application number: KR1019830000761A
Authority: KR
Inventors: 마사히로 기꾸찌; 유즈루 고보리; 가네미쓰 무라까미
Original assignee: 쏘니 가부시기가이샤; 오오가 노리오
Priority date: 1982-02-26
Filing date: 1983-02-24
Publication date: 1990-12-20
Also published as: JPH0379813B2; KR840003917A; JPS58147942A

Abstract

내용 없음.

Description

전자총

제1도는 본원 발명에 의한 전자총의 주전자렌즈계의 부분을 나타낸 단면도.

제2도는 종래의 유니포텐셜형 전자총의 예를 나타낸 단면도.

제3도는 본원 발명에 의한 전자총의 기본예를 나타낸 단면도.

제4도 및 제5도는 종래예의 전자총의 요부의 단면도.

제6도는 본원 발명과 종래의 전자총에 있어서의 구면수차계수(球面收差係數)와 초점거리에 관한 곡선도.

제7도는 수차계수의 관계식을 구하기 위한 설명도.

제8도 및 제9도는 본원 발명에 의한 전자총의 실시예를 나타낸 평면도 및 그 단면도.

제10도는 본원 발명에 의한 전자총의 다른 실시예를 나타낸 단면도.

제11도는 본원 발명과 종래의 전자총의 전류량과 빔스포트경과의 관계를 나타낸 곡선도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

K : 캐소드 G₁-G₅: 제1-제5그리드

본원 발명은 저수차(低收差)의 유니포텐셜형 전자총(電子銃)에 관한 것이다.

유니포텐셜형 전자총은 고전류역에 있어서의 불루밍 특성이 뛰어나기 때문에, 컬러수상관 또는 프로젝트관 등에 사용되고 있다. 유니포텐셜형 전자총은 캐소드(K), 제1그리드(제어전극)(G₁). 제2그리드(가속전극)(G₂), 제3그리드(제1양극 전극)(G₃), 제4그리드(집속전극)(G₄) 및 제5그리드(제2양극 전극)(G₅)의 순서로 배열되어서 이루어진다. 이 전자총에 있어서, 형광체 스크린면상에 입사하는 전자빔의 스포트경을 작게 하기 위해서는 전자렌즈 특히 제3그리드(G₃), 제4그리드(G₄) 및 제5그리드(G₅)로 구성하는 주전자렌즈의 구면수차를 되도록 적게 하는 것이 중요하다. 그러기 위해서는 주전자렌즈계의 각 그리드의 구경을 크게 하면 되는 것이지만, 그리드 구경을 크게 하는데는 전자총을 수용하는 음극선관체의 네크부의 내경을 크게 할 필요가 있다. 그러나, 네크부의 내경을 크게 하면 편향요크의 편향감도가 저하한다.

한편, 제1도에 나타낸 것처럼 유니포텐셜 렌즈가 제3그리드(G₃) 및 제4그리드(G₄)로 이루어진 감속렌즈(렌즈 1)와 제4그리드(G₄) 및 제5그리드(G₅)로 이루어진 가속렌즈(렌즈 2)로 구성되어 있는 경우에 있어서는 서로 전자렌즈 작용영역을 분리할 수 있으므로, 주전자렌즈계의 수차계수를 감속렌즈(렌즈 1)와 가속렌즈(렌즈 2)로 나누어서 생각할 수 있다. 이 수차계수는 감속렌즈가 작고, 가속렌즈가 크다는 것을 알고 있다. 따라서, 가속렌즈의 수차량을 개선하고, 가속렌즈를 더욱 렌즈작용이 약한 렌즈로 하면 전체의 유니포텐셜렌즈의 수차량은 개선된다.

제2도는 상술한 주전자렌즈계의 수차계수가 감속렌즈와 가속렌즈로 나누어서 생각할 수 있는 것에 의거하여 일본국 특원소 52-155881호에 있어서 제안된 저수차의 전자총이다. 이 전자총은 캐소드(K), 제1그리드(G₁), 제2그리드(G₂), 제3그리드(G₃), 제4그리드(G₄) 및 제5그리드(G₅)가 순차 배열되며, 제3리드(G₃), 제4그리드(G₄) 및 제5그리드(G₅)에 양극전압(V_A)이 주어지며, 제4그리드(G₄)에 포커스전압(V_F)이 주어지고, 제3그리드(G₃)-제5그리드(G₅)에 의해서 유니포텐셜형의 주전자렌즈계가 구성되어 이루어진 전자총에 있어서, 주전자렌즈계를 구성하는 전단(前段)의 감속렌즈(렌즈 1)의 전자렌즈구경(D₁)(즉 제3그리드 G₃와 제4그리드 G₄의 각 대향단의 구경)을 후단의 가속렌즈(렌즈 2)의 전자렌즈구경(D₂)(즉 제4그리드 G₄와 제5그리드 G₅의 각 대향단의 구경)보다 작게 선장하고(D₂＞D₁), 또한 제4그리드(G₄)의 길이 l(l₁+₂)를 전단 및 후단의 렌즈(렌즈 1) 및 (렌즈 2)의 전자렌즈 작용영역이 분리할 수 있는 길이로 선정하고, 주전자렌즈계의 수차계수를 작게한 것이다 종래 일반적으로 제1그리드(G₁)-제5그리드(G₅)의 각 그리드는 공통의 절연지지봉(이른바 비딩유리)에 의해서 지지되고 있다. 따라서. 절연지지봉에 의해서 지지된 전자총을 네크부내에 수용할 경우, 절연지지붕분을 예상하여, 그리드의 구경의 크기에는 한도가 있다. 예를 들면 내경이 29㎜의 네크부내에 수용할 경우에는 그리드의 유효내경은 기껏 14㎜정도였다. 제2도의 전자총은 이와 같은 상황에 있어서 감속렌즈(렌즈 1)의 구경(D₁)을 작게 함으로써, 수차계수를 작게 하려고 하는 것이었다.

본원 발명은 상술한 점을 감안하여, 더욱 구면수차를 작게 한 전자총, 특히 유니포텐셜형의 전자총을 제공하는 것이다.

다음에, 본원 발명에 의한 전자총에 대해 설명한다. 제3도는 분원 발명의 기본 예를 나타낸 유니포텐셜형의 전자총이며, 캐소드(K), 제1그리드(G₁)-제5그리드(G₅)가 순차 배열되고, 제3그리드(G₃) 및 제5그리드(G₅)에 고압의 예를 들어 양극전압(V_A)이 주어지고, 제4그리드(G₄)에는 이것보다 충분히 낮은 포커스전압(V_F)이 주어져서 제3그리드(G₃)-제5그리드(G₅)에 의해서 유니포텐셜형의 주전자렌즈계가 구성되어 이루어진다. 본원 발명에 있어서도 제3그리드(G₃)와 제4그리드(G₄)에 의해 감속형의 전단의 전자렌즈(렌즈 1)가 구성되며, 제4그리드(G₄)와 제5그리드(G₅)에 의해서 가속형의 후단의 전자렌즈(렌즈 2)가 구성되지만, 특히 본원 발명에 있어서는 전단의 전자렌즈(렌즈 1)와, 후단의 전자렌즈(렌즈 2)를 서로 전자작용영역이 분리되도록 제4그리드(G₄)의 길이를 설정하여, 전단의 전자렌즈(렌즈 1)의 전자렌즈구경을 후단의 전자렌즈(렌즈 2)의 전자렌즈구경보다 작게 선정하는 동시에, 후단의 전자렌즈(렌즈 2)에 있어서 그 제5그리드(G₅)의 구경을 제4그리드(G₄)의 구경보다 크게 선정한다. 즉, 제4그리드(G₄)의 제3그리드(G₃)측의 구경(D₁)보다 제4그리드(G₄)의 제5그리드측의 구경(D₂)을 크게 하고, 제5그리드(G₅)의 구경(D₃)을 더욱 크게 한다(D₁＜D₂＜D₃). 또, 전단의 전자렌즈(렌즈 1)와 후단의 전자렌즈(렌즈 2)가 서로 전자렌즈 작용영역이 분리되도록 제4그리드(G₄)의 길이 l(l₁+l₂)를 제3그리드(G₃)의 구경, 따라서 제4그리드(G₄)의 소경부의 구경(D₁)의 1.5배 이상, 즉 1≥1.5 D₁로 선정한다. 이 구성에 의해서 가속형의 후단의 전자렌즈(렌즈 2)의 수차량이 개선되며, 전체의 주전자렌즈계의 수차량이 더욱 개선된다.

제6도는 본원 발명에 의한 전자총과 종래의 전자총과의 구면수차계수에 대해서 비교한 곡선도이다. 이 도면에 있어서, 종축은 구면수차계구에 관한 양(g₃)(이것에 대해서는 다음의 수차계수의 관계식에 나타냄)을 취하고, 횡축에 물점(物點)(크로스오버점)측의 초점거리(f₁)를 취해서 나타낸다. 곡선(I)은 제4도에서 나타낸 제3그리드(G₃), 제4그리드(G₄) 및 제5그리드(G₅)의 각 구경을 서로 같게 하고, 제4그리드(G₄)의 길이 l=21.0㎜로 한 일반적인 유니포텐셜형 전자총의 경우이다. 곡선(II)은 제5도에서 나타낸 후단의 전자렌즈(렌즈 2)의 구경(D₂)(제5그리드 G₅와 제4그리드 G₄의 제5그리드측의 구경이 서로 같은 경임)을 전단 전자렌즈(렌즈 1)의 구경(D₁)보다 크게 선정하고, D₁=13.8㎜ D₂=16.4㎜, l₁=28.1㎜, l₂=10㎜로 했을 경우의 유니포텐셜형 전자총이다. 곡선(ⅢA), (Ⅲs), (Ⅲc)는 각각 제3도에서 나타낸 본원 발명에 의한 유니포텐셜형 전자총이며 각각 l=28.1㎜, 33.1㎜, 38.1㎜로 한 경우이다(단, D₁=13.8㎜, D₂=16.4㎜, D₃=22.0㎜, l₂=10㎜ 일정).

그리고, 수차계수의 관계식을 제7도에 의거하여 나타낸다. 수차량(결상면(1)에서의 빔스포트반경) △r은 구면수차계수를 C_s, 렌즈의 배율을 M, 빔의 크로스오버점(물점)으로부터의 최대 발산각의 반각(半角)을 α_o라고 하면,

△r= MC_sα_o ³

로 주어진다. 그리고, 제6도에서 주어진 g₃는 다음에 나타낸 양을 말한다.

g₃

C_so/f₂

△r

(Lα_o ³)g₃

단, f₂는 상측(像側)의 초점거리, L은 물점에서 결상면까지의 거리이다.

상기 제6도에서 명백한 것처럼 본원 발명에 의한 전자총은 제5도에서 나타낸 종래의 전자총보다도 더욱 양호한 수차계수를 나타내며, 약 15%-20%의 수차계수가 개선되어 있다. 또, 본원 발명에 있어서 제4그리드(G₄)를 제5그리드(G₅)내에 넣어 겹쳐도 수차량은 거의 변화하지 않는 것도 실험으로 확인되었다.

다음에, 본원 발명의 구체적인 실시예에 대해 기술한다.

제8도 및 제9도는 본원 발명의 일실시예이다. 본 예에 있어서는 캐소드(K), 제1그리드(G₁)-제5그리드(G₅)가 같은 축심상에 순차 배열되지만, 특히 구경(D₃)을 갖는 제5그리드(G₅)와 구경(D₁)을 갖는 제3그리드(G₃)를 일체 구조로 하고, 제4그리드(G₄)를 일체화한 제5그리드(G₅)의 내부에 배치하도록 한다.

이 경우, 실질적인 제5그리드(G₅)로부터 등경(等徑)으로 연장해서 제3그리드(G₃)측에 접속되는 연장부(2)에 있어서는 서로 대향하는 위치에 있어서 각각 창부(3)를 형성한다. 따라서, 이 연장부(2)는 실질적으로는 제5그리드(G₅)와 제3그리드(G₃)를 전기적으로 접속하는 리드부에 해당한다. 그리고, 구경(D₁)을 갖는 소경부와 구경(D₂)를 갖는 대경부로 이루어지는 제4그리드(G₄)는 그 대경부가 실질적인 제5그리드(G₅)내에 들어가, 소경부가 창부(3)에 임하여 제3그리드(G₃)와 대향하도록 배치한다. 이 제4그리드(G₄)의 소경부와 제3그리드(G₃)에 의해 전단의 전자렌즈계(렌즈 1)가 형성되며, 제4그리드(G₄)의 대경부와 제5그리드(G₅)에 의해서 후단의 전자렌즈계(렌즈 2)가 형성된다. 이 상태애서 제1그리드(G₁)-제4그리드(G₄)를 공통의 절연지지봉(4)에 의해서 지지한다. 제4그리드(G₄)의 지지는 창부(3)에 임하는 부분에서 행한다. 그리고, 제5그리드(G₅)의 후단부에는 계터실드용의 실드판(5)이 설치된다. 따라서, 제4그리드(G₄)와 실드판(5)간의 간격 13은 제4그리드(G₄)와 실드판(5)간에서 전자렌즈가 구성되지 않는 거리로 선정된다. 이와 같이 구성된 전자총은 음극선관체의 네크부(6)내에 배치된다. 여기서, 제5그리드(G₅)의 구경(D₃)은 네크부(6)의 내경을 D₄라고 할때, D₄＞D₃＞0.65D₄가 되도록 선정할 수 있다.

제10도는 본원 발명의 다른 실시예이다. 본 예에 있어서는 제3그리드(G₃), 제4그리드(G₄) 및 제5그리드(G₅)를 독립해서 형성하고. 제4그리드(G₄)의 대경부를 제5그리드(G₅)내에 삽입한 상태에서 제4그리드(G₄)와 제5그리드(G₅)간을 링형의 세라믹 절연체(7)를 통해서 납재로 기계적으로 연결한다. 그리고, 제1그리드(G₁)-제4그리드(G₄)를 공통의 절연지지봉(4)에 의해 지지하며, 또 제3그리드(G₃)와 제5그리드(G₅)는 적당한 리드선을 통해서 접속하여 목적하는 전자총을 구성한다.

이러한 제9도 내지 제10도에 나타낸 전자총에 의하면 제5그리드(G₅)가 제 3그리드(G₃) 또는 제4그리드(G₄)와 기계적으로 일체가 되어, 절연지지봉(4)에 지지되지 않은 상태에 있으므로, 제5그리드(G₅)의 구경(D₃)을 네크부(6)의 내경(D₄)에 가까워질수록 크게 할 수 있다. 이로 인하여 후단의 전자렌즈계(렌즈 2)에 있어서는 제5그리드(G₅)의 구경(D₃)을 제4그리드(G₄)의 구경(D₂)보다 크게 할 수 있고, 네크부(6)의 내경(D₄)를 바꾸지 않고 주전자렌즈계의 구면수차를 더욱 작게 할 수 있다.

제11도는 상술한 본원 발명에 의한 전자총과, 제4도에 나타낸 종래의 유니포텐셜형 전자총과의 전류량(mA)과 형광면상에서의 빔스포트의 평균경(㎜)의 관계를 나타낸 곡선도이다. 도면중, 곡선(Ⅳ)은 종래의 전자총, 곡선(V)은 본원 발명의 전자총이다. 이 제11도에서 명백한 것처럼 전 전류역에서 대폭적으로 빔스포트가 개선된다.

그리고, 후단의 전자렌즈(렌즈 2)를 전계연장형 렌즈로 하고, 최종 전극의 내경을 크게 하는 전자총도 가능하며, 이 경우도 구면수차를 더욱 작게할 수 있다.

상술한 바와 같이 본원 발명에 있어서는 종래의 서로 전자렌즈 작용영역이 분리된 전단의 전자렌즈계의 전자렌즈구경을 단지 후단의 전자렌즈계의 전자렌즈구경보다 작게 선정한 전자총보다 그 구면수차가 작게 되는 것이므로, 컬러수상관 또는 프로젝터관 등에 적용해서 적합한 것이다.

Claims

유니포텐셜형 전자총에 있어서, 주전자렌즈계가 서로 전자렌즈 작용영역을 분리한 전단의 제3그리드 및 제4그리드로 이루어지는 전자렌즈계와, 후단의 제4그리드 및 제5그리드로 이루어지는 전자렌즈계에 의해 구성되며, 상기 제4그리드의 제3그리드측 구경이 D₁, 상기 제4그리드의 제5그리드측 구경이 D₂, 상기 제5그리드의 구경이 D₃일때 D₁＜D₂＜D₃를 만족하고, 상기 제4그리드의 길이가 1일때 1≥1.5D₁을 만족하도록 구성하고, 상기 전단의 전자렌즈계의 전자렌즈구경이 상기 후단의 전자렌즈계의 전자렌즈구경보다 작게 선정되는 동시에, 상기 후단의 전자렌즈계에 있어서 상기 제5그리드의 구경이 상기 제4그리드의 구경보다 크게 선정되어 이루어진 전자총.