JPH0320938A - カラー陰極線管用電子銃 - 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、大口径主集束レンズを有するカラー陰極線管
に使われる電子銃に関連されるもので、これは特に主集
束レンズの球面収差に起因した集束特性の劣化を改善し
、三つの電子ビーム間の距離を短縮させることによって
偏向ヨークによる偏向収差を最小にすると同時に、３電
子ビームの集中特性が良好であることが要求されるカラ
ー陰極線管で３電子ビーム間の距離が短縮されながらも
却ってレンズ口径を効果的に拡張するように設計可能に
なったカラー陰極線管用電子銃に関するものである。

（従来の技術と発明が解決しようとする課題）このよう
な技術分野のカラー陰極線管用電子銃は同一平面にイン
ラインに３つの電子ビームが通過する電子ビーム銃を設
置した多数グリット電極の電子ビーム通過孔とこれに対
応配置した３つのカソードから電子ビームを引き出して
３電子ビームのそれぞれ収斂通路に沿って進行しながら
３電子ビームそれぞれを加速及び集束することによって
カラー陰極線管の蛍光スクリーン上の小さな収斂面積に
３つのビームスポットをあらわすようにしている。

このようなカラー陰極線管用電子銃は一般的に主静電集
束方式を適用しており、主静電集束レンズは第１加速及
び集束電極と第２加速及び集束電極間に形成されカソー
ド及びカソード前而側の多数個電極で構成される電子ビ
ーム形或領域から入射する電子ビームを細く集束させる
。

ここで主静電集束レンズの性能はレンズの近情領域と最
外角領域の集束力の差、即ち、レンズの球面収差によっ
てあらわれるがレンズの口径が大きければ大きい程レン
ズの球面収差は小さくなる。

従ってカラー陰極線管用電子銃の良好な電子ビーム集束
特性を得ようとするならば可能な限り主Ｄ電集束レンズ
を形成する上記第１加速及び集束電極と第２加速及び集
束電極の電子ビーム通過孔を拡大させなければならない
ことが望ましいのである。

ここでは主静電集束レンズを形成する第１，２加速及び
集束電極８．９はそれぞれ一方は開放端であり、他方は
閉鎖された長方円筒形になり、第２図の通りこの側壁１
１．１２と連拮された閉鎖上面１３．１４には３つの電
子ビーム通過孔１１ａ，１２ａ，ｌｌｂ，１２ｂ，ｌｌ
ｃ，１２ｃがそれぞれ穿設され、この電子ビーム通過孔
は閉鎖上面から延長された円筒部１５．１６で囲まれて
いる。

又、上記第Ｌ　２加速及び集束電極８，９は側壁１１．
１２の高さＨは６ｍｍ、円筒部１５．１６の高さｂ７ｉ
．２〜３．５１ＩＩ１％電子ビーム通過孔１１ａ，１２
ａ，ｌｌｂ，１２ｂ，ｌｌｃ，１２ｃの直径Ｄ−５．５
〜５．９關、電子ビーム通過孔１１ａ，１２ａ，ｌｌｂ
，１２ｂ，ｌｌｃ．１２ｃ間の距＃ｔＳ　−　６　．　
　６　〜６　．　　９　＋ａｍで通常のカラー陰極線管
で適正化されたチューブネック直径２９．１ｍｍの制限
によって決定されられる。

そして、第１．２加速及び集束電極８，９は第４図の通
り第１加速及び集束電極８の開放端側の第３グリット電
極７と接続され、電子銃下端部からカソード支持体２に
固定されたカソード４、第１〜３グリット電極５，　　
６，　７、第１，２加速及び集束電極８，９の順序で所
定の間隙を維持したまま積層され、２つのビードガラス
１０に固定されることによってカラー陰極線管用電子銃
の要部を構成する。

上述したところの第１図に図示した従来のカラー陰極線
管ではヒーター支持体１側に溶接接続されながらカソー
ド４内に押入されたヒーター３はカソード４側から熱電
子が放出するように加熱する役割をし、第１，２グリッ
ト電極５，６前方に位置した長い長方円筒形の第３グリ
ット電極７は第１加速及び集束電極８と接続され、第２
加速及び集束電極９と主静電集束レンズを形成する所謂
Ｂ　Ｐ　Ｆ　（Ｂｉ−Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　Ｆｏｃｕｓ
）レンズ構造の電子銃を一つの例に挙げて説明する。

上記第３グリット電極７位置に多数個電極が追加挿入さ
れ多端集束を行う電子銃購造においてもこれら第１，２
加速及び集束電極８．９が適用される。

このような従来のカラー陰極線管用電子銃はヒーターの
加熱によってカソード４から放射された熱電子が第１グ
リット電極５及び第２グリット電極６によってヒーター
３に形成され第３グリット電極７を通り過ぎて、第１，
２加速及び集束電極８．９間に形成される主静電集束レ
ンズに入射して主静電レンズ作用を受けた電子ビームは
細く集束されてカラー陰極線管の蛍光スクリーン上に到
達してビームスポットを形成する。

このとき蛍光スクリーン上に形或されるビームスポット
は可能な限り小さい面積に電子ビームの密度が高くなけ
ればならず、まるくあらわれなければならないので、第
２図に示す通りの構造でなった従来のカラー陰極線管用
電子銃の主静電集束レンズ形成用電極である第１，２加
速及び集束電極８，９によると、制限された電子ビーム
通過孔１１ａ〜１１Ｃ１１２ａ〜１２Ｃによる制限され
た主静電集束レンズのレンズロ径及び偏向ヨーク（Ｄｃ
ｆｌｅｃｔｉｏｎ　Ｙｏｋｅ　）による偏向収差によっ
て横長形に歪曲され、従って電流密度が高くないビーム
スポットが得られてカラー陰極線管の解像度特性を低下
させる問題点があった。

一例として第３図は主静電集束レンズ形成の電極のカラ
ー陰極線管の直径２９ｍｍ＋で適正化されたチューブネ
ック１７内に収容された状態を示しており、ここでは第
１加速及び集束電極８の閉鎖上面１３で３つの電子ビー
ム通過孔を取り囲むリム幅ｂは実際構造上１ｍｍが必要
である。

従ってＤ≦Ｓ−１・・・・・・■の関係を持つ。

又、チューブネック１７内径と電極側壁１１，１２間距
離ａは少くとも１ｍｍが要求され、Ｄ≦Ｒ−　（２ａ）
−２　（Ｓ＋ｂ）−＝−・・■となる。

ここでＲはチューブネック内径で約２　４　ｍｍである
。

故にＤ≦２０−２Ｓ・・・・・・■となり、■と■式に
よればＤｒａａｘ−６ｍｍ、Ｓｍａｘ−７ｍｍである。

結局従来の第１，２加速及び集束電極８，９はレンズ直
径最大６ｎの主静電集束レンズ外に形成させることがで
きないようになり、これによって、小さなレンズ直径で
レンズの近軸領域と最外角領域でのレンズ集束力差であ
る球面収差が地大して電子ビーム密度が低いビームスポ
ットを蛍光スクリーン上に形成させ、主静電集束レンズ
の口径が円形であるために偏向ヨークの偏向収差によっ
て電子ビーム密度が低いビームスポットが一層横長形に
歪曲されカラー陰極線管の解像度特性を劣化させた（偏
向ヨークの偏向収差による電子ビームが横長形に歪曲さ
れる技術は既によく知られている技術であるのでこれを
省略する）。

又、偏向によるより良い３電子ビーム集中特性（形状ス
クリーン上で３つの電子ビームスポットが小さい収斂面
積内に集まるようにする特性）を得るためにはもっと小
さい電子ビーム通過孔間距ＭＳを選択しなければならな
いが、従来の技術は上記■■式の如く制限されたレンズ
直径最大６ｍｍによってＳ最大値は７關に選択され、従
って広い電子ビーム通過孔間距離Ｓによりカラー陰極線
管の集中特性も劣化させるという不利な問題点があった
のである。

本発明は上記の如き従来の技術の問題点を改善しようと
して主静電集束レンズ形成用電極である第１，２加速及
び集束電極を制限されたチューブネックに収容させたと
しても電子ビーム間の距離が変らず、又はかえって電子
ビーム間の距離を短縮しながらレンズロ径を効果的に大
きく拡張させることができるようにしたカラー陰極線管
の電子銃を提供しようとしたものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は特に主静電集束レンズ形戊用第１，２加速及び
集束電極の相互対向面に穿設され、３電子ビームを共同
で通過させる開口が電極の側壁から延長された上部リム
によって囲まれる一つの横長長方形連続孔と電極内部に
は上部リムから所定距離を置いて縦長長方形３電子ビー
ム通過孔が穿設された傾斜拡張電極を具備して、この横
長長方形連続孔と３電子ビーム通過孔は互いに交差する
方向の寸法が長い長方形の構成でなったのを特徴とする
カラー陰極線管の電子銃を提供しようとしたものである
。

（作　用） このように構成された本発明によれば、カラー陰極線管
用電子銃で主静電集束レンズ形成電極である第１．２加
速及び集束電極が補正静電レンズの構造を含むものにな
ることによってその電子ビームの集束特性を良くし、主
静電集束レンズの第１，２加速及び集束電極を制限され
たチューブネックに収容させるとしても電子ビーム間の
距離が変らず却って電子ビーム間の距離を短縮しながら
そのレンズロ径を効果的に大きく拡張させるのが可能に
なり高品位の電子銃を提供することができる。

（実施例） 以下で本発明の実施例について添付図面を参照しつつ詳
細に説明すば次の通りである。

即ち、第１図（Ａ）．　　ＣＢ）は本発明によるカラー
陰極線管用電子銃の要部に対する側断面と正断面を示す
もので通常の電子銃下端部からカソード支持体２に固定
されたカソード４、第１グリット電極５ａ，第２グリッ
ト電極６ａ，第３グリット電極７　ａ　ｓ第１，２加速
及び集束電極１８，１つの順序で所定の間隔を維持した
まま積層配列され、２つのビードガラス１０で固定され
るによって電子銃要部が構成される。

ここで、本発明による第１，２加速及び集束電極１８．
１９を第５図の平面図でもう少し具体的に示した。

即ち、第１加速及び集束電極１８は一方が完全に開放さ
れ、他方は側壁２２で延長された上部リム２３により取
り囲まれて開放された長方固筒電極２４の長辺内側面に
傾斜拡張電極２０が連設された構成になっている。

又、上記傾斜拡張電極２０は第６図（Ａ）及び（Ｂ）と
同じく両側端が同じになるように曲げられて両接続部２
６を形成して、接続部２６の頭部２７で内向に曲げられ
傾斜面２つを形或しながら、傾斜面２つ端から底面部２
８が引き続いて延長された構造になり、底面部２８から
傾斜而２つに亘り３つの長方形電子ビーム通過孔３０ａ
，３０ｂ，３０ｃが穿設されている。

このとき、第５図（Ａ）の傾斜拡張電極２０は電子ビー
ム通過孔３０ａ，３０ｂ，３０ｃ中心間の距離Ｓを５．
１ｍｍ〜６，６■範囲内で選択することができ、第６図
Ｂの頭部２７から底面部２８までの傾斜角θは１００”
〜１４０”の範囲で与えられる。

第５図（Ｃ）での長方円筒電極２４の上部リム２３から
傾斜拡張電極２０の底面までの距ｉ１１１は１．５１ｌ
＋ｍ〜３ＩＩＩ１範囲内にあるように長方円筒形電極２
４の側壁２２に配設される。

又、第５図（Ａ）では傾斜拡張電極２０の底面部から傾
斜面２９に亘って穿設された長方形電子ビーム通過孔３
０ａ，３０ｂ，３０ｃそれぞれ中央電子ビーム通過孔３
０ｂの縦（Ｙ方向）、横（Ｘ方向）比は大略２：１にな
り、両外側電子ビーム通過孔３０ａ，３０ｃの各縦横比
は約４：３で設定されられる。

又、直径２９．１關で適正化されたチューブネックの制
限のために本発明の第１．２加速及び集束電極１８．１
９の上部リム２３により取り囲まれた開放端の横方向（
Ｙ方向）直径は大略８Ｉｌｌｍで設定されるが傾斜拡張
電極２０の長方形電子ビーム通過孔３０ａ，３０ｂ，３
０ｃの縦方向直径も概略的に同一な８關に設定した。

又、上記第１，２加速及び集束電極１８．１９は第４図
の通り第１加速及び集束電極１８の開放端側か第３グリ
ット電極７ａと接続し、対向する上部リム２３で孔間は
主静電集束レンズとして作用するようになる構或である
。

又、ここではＢＰＦ集束レンズを有する電子銃に対して
のみ説明したが、上記第３グリット電極７ａ位置に多数
個の電極が追加挿入されて多端集束を行う電子銃構造に
おいても本発明が適用されることができるのは勿論であ
る。

このような構戊の本実施例はその作用及び効果は次の通
りである。

本発明による第１，２加速及び集束電極１８，１９の長
方円筒電極２４の側壁２２から延長された上部リム２３
によって囲まれた一つの長方形開口が３つの電子ビーム
に対する共通電子ビーム通過孔になり、この共通電子ビ
ーム通過孔は３つの電子ビームに対して共通の主静電集
束レンズに作用するようになるのである。

これは上記長方形開口の短径がチューブネックの制限に
よって８關に設定されるとしても、従来の電子ビーム通
過孔直径５．５ｍｍに比べ１．４５倍拡張された形態を
あらわし、これは球面収差が約０．３３のファクターだ
けレンズの強さが約０．６９ファクター程減ることに対
応する量である。

そして、静電レンズのジメンション（Ｄｌｍｅｎ−ｓｉ
ｏｎ）が比率Ｍ程増えるとすると静電レンズ内の電位に
対する第２計測上導関数は１７Ｍ２程減少になるためで
ある。

それ故に、本発明の第１．２加速及び集束電極１８．１
９で形成される主静電集束レンズによりレンズの球面収
差を大幅に減少することができるだけでなく、弱いレン
ズ作用によりレンズの倍率も減少するのでカラー陰極線
管の蛍光スクリーン上に電子ビーム密度が高い小さなビ
ームスポットを形成するようになる。

しかし、上部リム２３により囲まれた一つの共通的な長
方形開口により形成される共通の主静電集束レンズによ
ると縦方向の長さは短径であり、横方向の長さは長径で
あるので、縦方向レンズ作用は強く、横方向レンズ作用
は弱くなってレンズを通過した後、電子ビームの縦横比
が異なるようになり（横長形になる）、偏向ヨークの偏
向収差を受けて一層横長形に歪曲される。

従って、このときは第１．２加速及び集束電極１８．１
９に傾斜拡張電極２０．２１を配線させることによって
電子ビームの横長比を補償する補助静電レンズの役割を
するようになるのである。

そして、第５図（Ａ）及び第６図（Ａ）と同じく傾斜拡
張電極２０の三つの長方形電子ビーム通過孔は中央電子
ビーム通過孔３０ｂに対して孔の直径の縦横比（Ｘ，　
Ｙ比）は大略２：１で縦長形であり、両外側電子ビーム
通過孔３０ａ，３０ｂもその縦横比は４：３で縦長形に
なることによって傾斜拡張電極２０の縦長長方形電子ビ
ーム通過孔を通過する電子ビームは縦（Ｙ）方向は弱い
集東作用、横（Ｘ）方向は強い集束作用を受けて電子ビ
ームは縦長形になる。

従って、上記上部リム２３により囲まれた一つの共通的
長方形開口により形成される共通の主静電集束レンズの
横長レンズ作用と偏向収差による横長レンズ作用を補償
してカラー陰極線管の蛍光スクリーンには電子ビーム密
度が高い小さい円形のビームスポットを形威してカラー
陰極線管の解像度が大きく改善されるのである。

又、本発明のカラー陰極線管用電子銃は主静電集束レン
ズ形成用電極である第１加速及び集束電極１８と第２加
速及び集束電極１つで傾斜拡張電極２０の縦長長方形電
子ビーム通過孔３０ａ，３０ｂ，３０ｃは補助静電レン
ズの役割だけするので三つの電子ビーム間の距ＭＳを狭
めても補助静電レンズ作用は十分で三つの電子ビーム間
の距ＭＳの変化に関係なく上記で説明した上部リム２３
により囲まれた共通の長方形開口による共通の主静電集
束レンズの作用は三つの電子ビームに対して変化がない
。

従って電子ビーム間の距離Ｓが縮小されることによって
偏向によるより良い３電子ビームの集中特性を得ること
ができるだけでな＜、電子ビーム間の距離Ｓの変化には
関係なく上部リム２３によって囲まれて傾斜拡張電極２
０の底面部２８まで効果的に拡張された主静電集束レン
ズによりその電子銃の集束特性が大幅に改善される。

そして、傾斜拡張電極２０の底面２８から傾斜面２つに
亘って穿設された縦長長方形電子ビーム通過孔３０ａ，
３０ｂ，３０ｃにより形成される袖助静電レンズは縦長
長方形電子ビーム通過孔の縦横比だけでなく傾斜面２９
と底面部２８に穿設された開孔の静電レンズ作用の差に
よって、その作業が正確に制御される。

又、本発明によるカラー陰極線管用電子銃において主静
電集束レンズ形成用電極である第１加速及び集束電極１
８と第２加速及び集束電極１９の傾斜拡張電極２０の電
子ビーム間の距＃ｔＳと電子ビーム通過孔の寸法は上部
リム２３から傾斜拡張電極の底面２８に亘って拡大され
た３電子ビーム共通の主静電集束レンズの作用を勘案し
て決定されるもので、例を挙げれば、直径２９ｍｍで適
正化されたチューブネック内に電子銃が収容されて上部
リム２３の縦方向開口が直径８ｌＩＩｌに設定されると
き、電子ビーム間の距離Ｓは５．　　５＋ａｍ，傾斜拡
張電極２０の長方形電子ビーム通過孔の縦方向直径は８
ｍｍｑ横方向直径は中央電子ビーム通過孔の場合４ｍｍ
１両外側電子ビーム通過孔の場合６１１１１に概略設定
される。

（発明の効果） このように本発明によってはカラー陰極線管用電子銃で
主静電集束レンズ形成電極である第１．２加速及び集束
電極が本発明と同じく改良された補正静電レンズの構造
を含むものになることによってその電子ビームの集束特
性を良くし、主静電集束レンズの第１，２加速及び集束
電極を制限されたチューブネックに収容させるとしても
電子ビーム間の距離が変らず却って電子ビーム間の距離
を短縮しながらそのレンズ口径を効果的に大きく拡張さ
せるのが可能になり高品位の電子銃を提供することがで
きる等の有益な特徴があるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）は本発明によるカラー陰極線管用電子銃の
一部破断面図、 第１図（Ｂ）は同図（Ａ）のＡ−Ａ線断面図、第２図（
Ａ）は本発明による主静電集束レンズ形成用電極である
第１加速及び集束電極の平面図、第２図（Ｂ）は同図（
Ａ）のＢ−Ｂ線一部破断断面図、 第２図（Ｃ）は同図（Ａ）のＣ−Ｃ線一部破断断面図、 第３図（Ａ）は本発明による第１加速及び集束電極側に
配設される傾斜拡張電極の平面図、第３図（Ｂ）は同図
・（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図、第４図は従来のカラー陰極
線管用電子銃の一部破断正面図、 第５図（Ａ）は第４図で主静電集束レンズ形成電極であ
る第１加速及び集束電極と第２加速及び集束電極部分を
示す拡大断面図、 第５図（Ｂ）は第４図で第１加速及び集束電極の拡大平
面図、 第６図は第５図（Ｂ）の電極がカラー陰極線管のチュー
ブネック内に収容された状態を示す断面図。 １８．１９・・・第１，２加速及び集束電極、２０・・
・傾斜拡張電極、２２・・・外上側壁、２３・・・上部
リム、２４・・・電極、２６・・・電極集束部、２７・
・・頭部、２　８−・・底面部、２　９　・・・傾斜面
、３０ａ，３０ｂ，３０ｃ・・・縦長長方向３電子ビー
ム通過孔。 第 ａク （Ａ） （Ｂ） 第　２　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少くともカソード、第１、２グリッド電極で構成さ
   れる電子ビーム形成領域と、この領域から発射された３
   電子ビームを実質的に集束させる第１、２加速及び集束
   電極を含む主静電集束レンズを具備したカラー陰極線管
   用電子銃において、上記第１、２加速及び集束電極はこ
   れらの対向面に３電子ビームを共通で通過させる開口が
   該集束電極の側壁から延長された上部リムに囲まれた一
   つの横長長方形連続孔となり、その電極内部には上部リ
   ムから所定距離を置いて、縦長長方形３電子ビーム通過
   孔が穿設された傾斜拡張電極の形態を有する第１、２加
   速及び集束電極となって、上記上部リムで囲まれた横長
   長方形連続孔と傾斜拡張電極側の縦長長方形３電子ビー
   ム通過孔で本質的な３電子ビーム通過孔が形成され、こ
   の縦長長方形３電子ビーム通過孔は縦方向寸法が横方向
   寸法より大きい縦長長方形でなったのを特徴とするカラ
   ー陰極線管用電子銃。 ２、上記傾斜拡張電極は電極側壁と平行した電極接続部
   と頭部から延長され底面部まで狭められる傾斜面を有し
   、底面部から両側傾斜面までに亘って縦長長方形の中央
   電子ビーム通過孔が穿設され、これは上部リムから上記
   所定距離の位置に電極内部に配置され、上記傾斜拡張電
   極の底面部と傾斜面の両外側縁と電極の上部リムで形成
   される両外側電子ビーム通過孔直径の縦横比は中央電子
   ビーム通過孔直径の縦横比より大きく構成したのを特徴
   とする請求項１記載のカラー陰極線管用電子銃。