JPH0332174B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、管軸に平行な軸線に沿つて位置し数
本の電子ビームを発生する第１電極手段と、前記
電子ビームが集中される表示スクリーンと、前記
第１電極手段と表示スクリーンとの間の電子ビー
ム通路に沿つて位置し前記電子ビームを対称に集
束するレンズ電界を形成する第２電極手段と、前
記第１及び第２電極手段間にあつて必要に応じ第
１電極手段と共働して電子ビームを表示スクリー
ン上に集中する非対称レンズ電界を形成する第３
電極手段とを具えるカラー表示管に関するもので
ある。 斯種のカラー表示管は米国特許第2957106号明
細書に開示されている。斯種のカラー表示管はカ
ラー画像を表示する管又はオツシロスコープ管等
として使用されている。斯種の表示管においては
数本の電子ビームを表示スクリーン上の１点に集
中させる必要がある。 第２図は前記米国特許第2957106号明細書に開
示されている従来の電子銃の断面図である。電子
ビームを発生する第１電極手段は陰極１５、グリ
ツド電極１６及び加速電極１７から成る。第３電
極手段を構成する電極１８の凸部１９にはビーム
通過孔２０及び２１が設けられる。電極１８の凸
部１９の結果として電極１８の陰極側端面が電極
１７の対向面に対し不平行になり、非対称電界が
電極１７及び１８間に形成されて電子ビーム２２
及び２３が軸線２４側に折り曲げられて表示スク
リーン１２上に集中される。電極２７及び２８は
第２電極手段を構成し、電極２７にはビーム通過
孔２５及び２６が、電極２８にはビーム通過孔２
８及び２９が電子ビームの通路内に位置するよう
に設けられる。これらビーム通過孔が設けられる
電極２７及び３０の凸部の彎曲はそれらの表面が
電子ビームの通路に対し常に垂直に延在するよう
にする。この結果及び電極２７及び２８間に充分
大きな電位差を与えることにより、これら電極間
に電子ビームに対し対称な集束作用を及ぼす対称
レンズ電界が得られる。この結果、このレンズ電
界の強度変化はビーム集中に影響を与えない。し
かしこのように電子ビームに対し垂直に且つ互に
平行になるよう精密に彎曲させた表面を有する電
極２７及び３０は製造が極めて難かしく、またそ
の組み立てに互にある角度を成す組立ピンを用い
る必要があるためにその組み立てが難かしく、不
正確となる。 この問題は米国特許第3906279号明細書におい
て認識されており、その解決法が開示されてい
る。この特許明細書に開示されているカラー表示
管は、互に平行に組み立てられ（従つて互に平行
な組立ピンを用いることができる）、互に独立に
作動する３本の電子銃からの３本の電子ビームを
集中する構造を具えている。 第３図は前記米国特許第3906279号明細書に記
載されている電子銃３４，３５及び３６の軸線３
１，３２及び３３が互に平行に一平面内に位置す
る電子銃系を示す。電子銃３４は陰極３７、グリ
ツド３８及び陽極３９から成る第１電極手段と、
第２電極手段兼第３電極手段を構成するグリツド
４０及び４１を具える。電子銃３５の対応する電
極は４７〜５１で示す。電子銃３６の対応する電
極は５７〜６１で示す。この図に示されているよ
うに、グリツド４１及び６１は関連するグリツド
４０及び６０より大きな直径を有し、それらの軸
線４３及び４２は電子銃軸線３１及び３３よりも
軸線３２から遠く離れて位置する。従つて電極４
０及び４１間及び電極６０及び６１間のレンズ電
界は非対称となり、ビーム４５及び４４が中心ビ
ーム４６側へ偏向される。これらレンズ電界及び
グリツド５０及び５１間のレンズ電界は電子ビー
ムを集束する作用もする。従つて電極４０及び４
１間の電圧差の小さな変化が電子ビームの集中及
び集束にも影響を与える。電子ビームの集束と集
中は互に無関係に変化し得るようにするのが好適
であるため、このことは不所望である。 尚、このように構成された電子銃系の３個の電
子銃の対応する各電極をそれぞれ１つの共通の円
筒電極に一体化して成る同様に動作する一体構造
の電子銃系も既知であり、例えば米国特許第
3772554号明細書に開示されている。この電子銃
系も集束レンズの強度変化が電子ビームの集中に
直接影響を与える欠点があること勿論である。 これがため、本発明の目的は軸線が平行に配置
された電子銃の電子ビームの集束及び集中を互に
独立に行なうことができ、互に影響しない簡単な
電子銃の電極構造を提供しようとするにある。 本発明は、この目的のために、管器と、表示ス
クリーンと、電子銃系とを具え、該電子銃系は複
数の電子ビームを管軸に平行な中心軸線を有する
ビーム通過孔を経て発生する第１電極手段と、該
第１電極手段の後方に配置された電極手段であつ
て表示スクリーン側に位置する最終集束電極及び
関連する第１集束電極を具えた第２電極手段と、
前記第１及び第２電極手段間にあつて附勢時に電
子ビームを表示スクリーンに集中するよう構成さ
れた第３電極手段とを具えて成る表示管におい
て、前記第２及び第３電極手段のビーム通過孔の
中心軸線を管軸に平行にし、且つ前記第２電極手
段の最終集束電極７６，９６，１０６の、管軸と
一致しない電子ビームのビーム通過孔の中心軸線
５４をその第１集束電極７５，９５，１０５の対
応するビーム通過孔の中心軸線５５及び前記第１
電極手段の対応するビーム通過孔の中心軸線６２
に対し離心して位置させ、前記第１集束電極７
５，９５，１０５の中心軸線５５は最終集束電極
７６，９６，１０６の中心軸線５４よりも管軸ま
での距離を小さくし、後者の中心軸線５４は前記
第１電極手段の対応するビーム通過孔の中心軸線
６２よりも管軸までの距離を小さくしたことを特
徴とする。 本発明は、全てのビーム通過孔の中心軸線が互
に平行な電子銃構造にすれば簡単、迅速且つ精密
な製造及び組立てが可能になるという認識に基づ
くものである。更に、本発明は、上述のように第
１集束電極と最終集束電極のサイドビーム通過孔
を第１電極手段のサイドビーム通過孔に対し離心
配置し、サイド電子ビームをこのような機械的に
非対称な電極系に、電子銃軸線に対し所定の角度
で入射させると、電子ビームの対称集束が得ら
れ、集束レンズの強度変化がビームの集中に影響
を与えないという事実を確かめ、斯る認識に基づ
いて為したものである。電子銃の寸法に依存する
この所定の角度はオプチカルベンチを用いて実験
的に決めることができる。 本発明カラー表示管の好適例では、全ての電極
手段の軸線を一平面内に位置させ、１つの第１電
極手段及び関連する第２電極手段の軸線を管軸と
一致させ、且つ他の２個の第１及び第２電極手段
の軸線を管軸に対し対称に位置させる。 図面につき本発明を説明する。 第１図は本発明を具現するカラー表示管の断面
図である。表示窓２及びコーン部３から成るガラ
ス管器１のネツク部４内には３個の電子銃５，６
及び７が設けられ、これら電子銃は電子ビーム
８，９及び１０を発生する。これら電子銃の軸線
は１平面（図の紙面）内に位置する。中心電子銃
６の軸線はガラス器の主軸１１と一致する。３個
の電子銃は軸線に沿つて配列された複数個の円筒
状電極から成る。既知のように、電子銃の並置さ
れる１個以上の電極は１つの組立体として構成す
ることができる。表示窓の内面上には多数のけい
光体細条トリオが設けられる。各けい光体細条ト
リオは緑色発光けい光体の細条と、青色発光けい
光体の細条と赤色発光けい光体の細条とからな
る。全けい光体細条トリオが表示スクリーン１２
を構成する。けい光体細条に平行な多数の細長い
孔１４を有するシヤドウマスク１３が表示スクリ
ーンの前に配置される。電子ビームは互に小角度
をなして表示スクリーン上に集中するため、各ビ
ームはマスクの細長い孔を通つて１つの色のけい
光体細条にのみ入射する。既知のように、電子銃
は管内に正三角形の頂点に位置するように三角形
に配列することもできる。この場合にはシヤドウ
マスクは円形の孔を有するものとし、表示スクリ
ーンはけい光体のドツトトリオで構成する。 第４図は前記米国特許第2957106号明細書記載
の従来の電子銃で必要とされる彎曲電極が不要
で、且つ電極の全ての軸線が互に平行に延在し、
しかも電子ビームの集中を集束電圧（最后の２電
極間の電圧）と無関係にし得る本発明による電子
銃の第１の実施例を示す。 この実施例は陰極７１，８１及び９１とグリツ
ド電極７２，８２及び９２とグリツド電極７３，
８３及び９３を具える第１電極手段を有する３個
の電子銃７０，８０及び９０を具えている。この
第１電極手段は、附勢時に、最初互に平行な３本
の電子ビーム７４，８４，及び９４を発生する。
この電子銃系には、更に、ビーム７４及び９４の
最初の平行部分の中心軸線６２に対し外側にずら
せたビーム通過孔５２及５３を有する第３電極手
段７５，９５が設けられている。ビーム通過孔５
２及び５３を有する第３電極手段と第１電極手段
の電極７３及び９３との間には、附勢時に、非対
称電界が形成され、これにより電子ビーム７４及
び９４が中心電子ビーム８４側に偏向されてスク
リーン１２上に集中される。この電子銃系には、
更に、最終集束電極７６，，８６，９６と、表示
スクリーン側が先行集束電極としても作用する電
極７５，８５，９５とを有する第２電極手段が電
子ビーム７４，８４，９４を集束するために設け
られている。この集束は電極７５及び７６間、８
５及び８６間及び９５及び９６間に形成されるレ
ンズ電界によつて行なわれる。前記米国特許第
3906279号明細書に開示されている従来の構成と
異なり、外側電子銃７０及び９０の電極７５及び
７６間及び９５及び９６間の集束レンズ電界の変
化は電子ビームの集中に全く影響を与えない。そ
の理由は、外側電子銃７０及び９０の電極７５，
７６及び９５，９６が非対称に配置されており、
且つ電子ビーム７４及び９４が前記レンズ電界中
に電子銃軸線に対し所定角度で入射する結果とし
て、電子ビームに対称に作用する集束レンズが得
られるためである。 ここで、第４図に示す構成の電子銃系の動作を
第４Ａ及び第４Ｂ図を用いて更に詳しく説明す
る。 第４Ａ図は第４図の電子銃系の下側電子銃の第
１電極手段と第３電極手段の部分の拡大図であ
り、第３電極手段９５の陰極側ビーム通過孔５３
の中心軸線５６は第１電極手段９１，９２，９３
のビーム通過孔の中心軸線（電子銃軸線）６２に
対し外側にずれており、電極９３と電極９５との
間には図に示すような電位分布の非対称レンズ電
界が形成され、既知のように第１電極手段から電
子銃軸線６２に沿つて管軸に平行に放射された電
子ビームは９４のごとく電子銃軸線６２から管軸
側へと偏向（集中）される。 第４Ｂ図は第４図の電子銃系の下側電子銃の第
２電極手段部分の拡大図であり、先行集束電極９
５の最終集束電極９６に対向するビーム通過孔の
中心軸線５５は電子銃軸線６２に対し内側（管軸
側）にずれており、最終集束電極９６の先行集束
電極９５に対向するビーム通過孔の中心軸線５４
も電子銃軸線６２に対し内側にずれているが、そ
のずれは中心軸線５５よりも小さくしてあり、第
３電極手段を構成する電極９３及び９５間で偏向
された電子ビーム９４（中心電子線のみを示す）
は第２電極手段を構成する電極９６及び９５間に
形成される集束レンズ電界の中心部Ｃ（電極９６
及び９５の対向するビーム通過孔の端縁を対角方
向に結ぶ２つの線の交点部）を通る。この構成で
は電極９６及び９５間に形成される集束レンズ電
界の電位分布はだいたい図に示すように非対称に
なるが、軸線５５に対し所定の角度でこのレンズ
電界の中心部を通る電子ビーム９４は略々対称な
集束作用を受ける。 これら種々の電極に加える電圧の一例を電子銃
７０について第４図に示す。これら電極の寸法と
それらの相互間隔を下表に示す。

【表】 電極７６のビーム通過孔の中心軸線５４から電
子銃軸線（偏向される前のビームの中心軸線）６
２までの距離は0.3mmとする。電極７５のビーム
通過孔の中心軸線５５から電子銃軸線６２までの
距離は0.4mmとし、ビーム通過孔５２の中心軸線
５６から電子銃軸線６２までの距離は0.2mmとす
る。他の電子銃の寸法に対しては他の軸線相互間
距離が必要となる。これらの距離はオプチカルベ
ンチに基づいて実験的に或は計算により決めるこ
とができる。種々の電極を製造する材料（Cr−
Ni−スチール）の厚さは本例では0.13〜0.2mmと
する。２個の電子銃軸線間の距離は10mmとする。 第５図は本発明による電子銃系の第２の例の断
面図である。明瞭のため、対応する部分は第４図
と同一の符号で示す。本例では第３電極手段７５
及び９５の陰極側端面のビーム通過孔の中心軸線
を第１電極手段７１，７２，７３及び９１，９
２，９３のビーム通過孔の軸線（電子銃軸線）６
２に一致させ、電極７３及び９３に対向する電極
７５及び９５の陰極側端面を電子銃軸線６２に対
し約87゜の角度とすることによつて、すなわち電
極７５，９５の陰極側端面を電極７３，９３の対
向面と不平行にすることによつて電極７５，９５
と電極７３，９５との間に非対称レンズ電界を形
成し、電子ビーム７４，９４を管軸側に偏向集中
させるようにした点が第４図の例と相違するだけ
であり、この電子銃系の種々の電極の寸法及びそ
れらの相互間隔は上記の表に示す第４図ものとほ
ぼ同一である。 このように電子ビームの集中は電極７３，９３
と電極７５，９５のビーム通過孔の中心軸線を、
第４図に示すようにビームを管軸側へ偏向する非
対称偏向レンズが発生するようにずらせるか或は
又第５図に示すように電極７５，９５の対向端面
を電極７３，９３に対し傾けることにより達成す
ることができるが、この点については既知である
のでこれ以上説明しない。 第６図は本発明による電子銃系の第３の例の断
面図である。本例電子銃系は３本の電子ビームに
共通に構成した複数個の電極１０２，１０３，１
０５及び１０６から成る。第６図は第４図及び第
５図と略々同一のスケールで描かれている。明瞭
のため、対応する部分は第４図及び第５図と同一
の符号で示す。これら電極の１つを２個の電極に
分割してもよいことで明らかであり、また本発明
の本質に影響を与えないように追加の電極を付加
することもできること明らかである。 第６図の実施例において、第１電極手段は陰極
７１，８１，９１と、共通の有孔グリツド電極１
０２と、共通の有孔グリツド電極１０３を含んで
いる。第２電極手段は共通の先行集束円筒電極１
０５と共通の最終集束円筒電極１０６を含んでい
る。円筒電極１０５には陰極側端部に３個のビー
ム通過孔５２，−５３を有する板状の第３電極手
段が設けられている。この第３電極手段のサイド
ビーム通過孔５２及び５３の中心軸線は電子銃軸
線６２に対し外側にずれている。この構成によ
り、電極１０３，１０５を附勢するとこれら電極
のサイドビーム通過孔間に非対称電界が発生し、
この非対称電界がサイドビーム７４，９４を偏向
して集中させる。 円筒電極１０５の電極１０６側には円筒電極１
０６のビーム通過孔と対向するビーム通過孔を有
している。この電極１０５のビーム通過孔の中心
軸線５５は電子銃軸線６２に対し内側にずれてい
る。電極１０６のサイドビーム通過孔の中心軸線
５４も電子銃軸６２に対し管軸側にずれている
が、そのずれは中心軸線５５よりも小さい。電極
１０５，１０６を附勢すると、対向するビーム通
過孔間に非対称集束電界が発生する。電極１０
５，１０６の上述の特定の構成により、電極１０
３及び１０５間で偏向（集中）された電子ビーム
７４，９４は非対称集束電界の中心部を通り、対
称集束が達成される。 （発明の効果） 上述したように、本発明では外側電子銃７０，
９０の外側電子ビーム７４，９４を第３電極手段
７５，９５により管軸側に偏向集中させ、且つ後
段の第２電極手段を構成する先行集束電極７５，
９５及び最終集束電極７６，９６を、それらの互
に対向するビーム通過孔の軸線５５及び５４が電
子銃軸線６２から内側に、前者の方が後者より大
きくずれて位置するように非対称に配置し、前段
の第３電極手段で管軸側に偏向集中された電子ビ
ーム７４，９４が先行集束電極９５及び集束電極
９６間に形成される非対称集束レンズ電界の中心
を通るようにした結果、電子ビームの対称集束が
得られ、前段で集中が、後段で集束が別々に行な
われるため電子ビームの集束を電子ビームの集中
に影響を与えることなく調整することが可能にな
る。また、全ての電極の軸線が互に平行であるか
ら極めて簡単に、迅速に且つ精密に製造及び組立
てることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具現するカラー表示管の全体
の断面図、第２図及び第３図は従来の電子銃系断
面図、第４図は本発明による電子銃系の第１実施
例の断面図、第４Ａ図は第４図に示す電子銃系の
第１及び第３電極手段部分及びそれらの間に形成
される集中レンズ電界の電位分布の概略を示す部
分拡大図、第４Ｂ図は第４図に示す電子銃系の第
２電極手段部分及びこれにより形成される集束レ
ンズ電界の電位分布の概略を示す部分拡大図、第
５図は本発明による電子銃系の第２の実施例の断
面図、第６図は本発明による電子銃系の第３の実
施例の断面図である。 １……管器、２……表示窓、３……コーン部、
４……ネツク部、５，６，７……電子銃、８，
９，１０……電子ビーム、１１……管軸、１２…
…表示スクリーン、１３……シヤドウマスク、７
０，８０，９０……電子銃、｛７１，８１，９１
……陰極、７２，８２，９２……グリツド、７
３，８３，９３……加速電極｝（第１電極手段）、
７５，８５，９５……グリツド｛陰極側：第３電
極手段、スクリーン側：先行集束電極｝、７６，
９６，１０６……グリツド（最終集束電極）、７
４，８４，９４……電子ビーム、５４，５５，５
６，６２……各電極のビーム通過孔の中心軸線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 管器と、表示スクリーンと、電子銃系とを具
   え、該電子銃系は複数の電子ビームを管軸に平行
   な中心軸線を有するビーム通過孔を経て発射する
   第１電極手段と、該第１電極手段の後方に配置さ
   れた電極手段であつて表示スクリーン側に位置す
   る最終集束電極及び関連する先行集束電極を具え
   た第２電極手段と、前記第１及び第２電極手段間
   にあつて附勢時に電子ビームを表示スクリーンに
   集中するよう構成された第３電極手段とを具えて
   成る表示管において、前記第２及び第３電極手段
   のビーム通過孔の中心軸線を管軸に平行にし、管
   軸に一致しない電子ビームを管軸側に偏向集中す
   るように前記第３電極手段の第１電極手段側の端
   面のビーム通過孔の軸線５６を第１電極手段の対
   応するビーム通過孔の軸線６２に対し管軸と反対
   側にずらせ、且つ前記第２電極手段の最終集束電
   極７６，９６，１０６の、管軸と一致しない電子
   ビームのビーム通過孔の中心軸線５４をその先行
   集束電極７５，９５，１０５の対応するビーム通
   過孔の中心軸線５５及び前記第１電極手段の対応
   するビーム通過孔の中心軸線６２に対し管軸方向
   に離心して位置させ、前記先行集束電極７５，９
   ５，１０５の中心軸線５５は最終集束電極７６，
   ９６，１０６の中心軸線５４よりも管軸までの距
   離を小さくし、後者の中心軸線５４は前記第１電
   極手段の対応するビーム通過孔の中心軸線６２よ
   りも管軸までの距離を小さくし、偏向集中された
   管軸に一致しない電子ビームが第２電極手段の最
   終集束電極と先行集束電極との間に形成される集
   束レンズ電界の中心部を通るように先行集束電極
   と最終集束電極とを配置してあることを特徴とす
   る表示管。 ２ 特許請求の範囲１記載の表示管において、前
   記全ての軸線を一平面内に位置させ、１つの第１
   電極手段及び関連する第２電極手段のビーム通過
   孔の中心軸線は管軸と一致させ、他の２個の第１
   及び第２電極手段のビーム通過孔の中心軸線は管
   軸に対し対称に位置させたことを特徴とする表示
   管。 ３ 管器と、表示スクリーンと、電子銃系とを具
   え、該電子銃系は複数の電子ビームを管軸に平行
   な中心軸線を有するビーム通過孔を経て発射する
   第１電極手段と、該第１電極手段の後方に配置さ
   れた電極手段であつて表示スクリーン側に位置す
   る最終集束電極及び関連する先行集束電極を具え
   た第２電極手段と、前記第１及び第２電極手段間
   にあつて附勢時に電子ビームを表示スクリーンに
   集中するよう構成された第３電極手段とを具えて
   成る表示管において、前記第２及び第３電極手段
   のビーム通過孔の中心軸線を管軸に平行にし、管
   軸と一致しない電子ビームを管軸側に偏向集中す
   るように前記第３電極手段の第１電極手段側の端
   面のビーム通過孔を有する端面を第１電極手段の
   対向電極の端面に対し斜めに配置し、且つ前記第
   ２電極手段の最終集束電極７６，９６，１０６
   の、管軸と一致しない電子ビームのビーム通過孔
   の中心軸線５４をその先行集束電極７５，９５，
   １０５の対応するビーム通過孔の中心軸線５５及
   び前記第１電極手段の対応するビーム通過孔の中
   心軸線６２に対し管軸方向に離心して位置させ、
   前記先行集束電極７５，９５，１０５の中心軸線
   ５５は最終集束電極７６，９６，１０６の中心軸
   線５４よりも管軸までの距離を小さくし、後者の
   中心軸線５４は前記第１電極手段の対応するビー
   ム通過孔の中心軸線６２よりも管軸までの距離を
   小さくし、偏向集中された管軸に一致しない電子
   ビームが第２電極手段の最終集束電極と先行集束
   電極との間に形成される集中レンズ電界の中心部
   を通るように先行集束電極と最終集束電極とを配
   置してあることを特徴とする表示管。 ４ 特許請求の範囲３記載の表示管において、前
   記全ての軸線を一平面内に位置させ、１つの第１
   電極手段及び関連する第２電極手段のビーム通過
   孔の中心軸線は管軸と一致させ、他の２個の第１
   及び第２電極手段のビーム通過孔の中心軸線は管
   軸に対し対称に位置させたことを特徴とする表示
   管。