JPH044687B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は陰極線管用の集束電極装置に関し、特
に、マルチビーム・インライン形陰極線管の電子
銃装置において使用され、電子レンズを効果的に
オーバーラツプさせた構造の電子ビーム集束装置
に関する。

陰極線管技術における進歩により電子銃装置の
小形化が促進され、その結果電子銃装置を収容す
る外囲体頸部の直径および長さが著しく小さくな
つて来ている。従つて、所望の小形化を達成する
ため電子銃装置の電極部材の寸法が小さくなつて
来ている。これは、３つの個別の電子ビームがほ
ぼ同一平面において発射される普通のインライン
形電子銃装置において顕著である。かかる電子銃
装置の小形化を達成するため普通はいわゆるユニ
ツト形式の構造を使用し、陰極の前方において機
能の類似した数個の電極を一体化することにより
小形化を図つている。なお本明細書において用語
“前部または前方”とは電子ビームの進行方向に
おいて表示スクリーンに近い部分または方向を意
味し、用語“後部または後方”とは電子ビームの
進行方向において表示スクリーンから遠い部分ま
たは方向を意味する。

従来、インライン形電子銃装置の小形化を行う
に際しては電子銃装置の水平面にインライン形態
で配置される主集束レンズの直径を必ず低減する
ようにしているので、個々の電子ビームの集束動
作の品質に影響を及びす要因により影響を受ける
度合が一層顕著になる。従つて、インライン構造
の寸法を減少することにより主集束レンズにおけ
る球面収差が増大する傾向を呈する。従つて、電
子銃装置をこのように小形化する場合には、所望
の小さい寸法の円いスポツトを生ずる電子ビーム
を表示スクリーン上に入射させるのに必要な効果
的な電子ビーム集束動作を常に行わせることが遥
に難かしくなる。

そこで本発明の目的は、一層小形のインライン
形電子銃装置の電子レンズにおける球面収差を低
減することにより品位の改善された電子ビーム集
束動作を行わせることができる一方、インライン
形構造につき所望の小形化を達成できる改良され
た電子ビーム集束装置を提供するにある。本発明
による改良は一体化または合体した主集束電極構
造によつて実現され、この構造では同様の寸法の
主集束電極構造において普通に使用されるものよ
り直径の大きい電子レンズを効果的に収納するこ
とができる。

マルチビーム、一体化、インライン形陰極線管
に用いる本発明の主集束電極装置によれば、電子
銃装置を著しく小形化することができ、しかも通
常はこれに付随する集束収差を伴わない。電子銃
装置は中央およびその両側に合体した電子銃から
共通インライン平面において３本の電子ビームを
発射するように構成する。この形式の電子銃装置
によれば大きさの小さい所望の円いビームスポツ
トを表示スクリーンに入射させることができる。

本発明においては、各電子ビームの主集束動作
に関連するレンズ電界を修正して集束された電子
ビームに影響を及ぼす球面収差を最小ならしめる
修正手段を備えて、小さくかつ円い良好に規定さ
れたビームスポツトをスクリーン上に入射させる
ようにする。これを達成するため遥に大きい集束
電子レンズを使用し、かかる遥に大きい集束電子
レンズを遥に小さい電子銃装置に適合させるため
集束電子レンズを主集束電極のインライン平面に
垂直な平面においてオーバーラツプさせるように
する。これを達成するため主集束電極の前部を、
細長い共通開口を形成することにより変形し、こ
の共通開口内に３本のインライン電子ビームと関
連する３つの隣接オーバーラツプ電子レンズを収
納するようにする。この共通開口は３つの区域か
ら成り、直径の等しい３つのインライン状態の円
によつて規定され、これら３つの円のうち両側の
円は中央の円と部分的にオーバーラツプするよう
にする。このように形成した共通開口はこれら３
つの円の円周の交さ点に対応する２組の突出点ま
たは両端先端部を有し、これら２組の先端部は平
坦壁部材により離間して共通開口の３つ個別区域
を規定する。

共通開口は主集束電極の前端内面にほぼ垂直に
延設する周縁を内方に折り返したフランジで構成
する。更に詳細に述べれば、共通開口の形状は不
連続形状の曲線状周縁によつて規定する。かかる
曲線状周縁は並置される電子ビームのうち両側の
電子ビームを収納するためのほぼ円形端開口部
と、並置される電子ビームのうち中央の電子ビー
ムを収納する中央開口区域を形成するための対向
円弧状側部とを備える。円形状開口部の会合部お
よび対向側部の会合部とを会合させることにより
開口の両側においてインライン平面の方に向つて
配設する先端部対が生じる。これら対向する先端
部対により、共通開口を通る３本の電子ビームに
対する３つのインライン開口区域が規定される。
上記円弧状側部および円形状端部は、隣接する最
終加速電極における関連する個々の開口の半径よ
り大きいほぼ同様な半径を介してそれぞれの電子
ビーム軸から規定される。

更に、本発明における主集束電極では中央電子
ビーム軸の両側に２個の同様な平坦壁部材を等間
隔で平行に配置し、その際３個の開口のそれぞれ
対応する先端部と結合するようにする。各平坦壁
部材はステンレス鋼の如き金属部材で構成し、か
つ各平坦壁部材は主集束電極内に延在する長さお
よび対応先端部を橋絡するに充分な幅を有し、こ
の幅は隣接する最終加速電極における一つの開口
の直径より大きくする。平坦壁部材の前方縁部は
主集束電極の隣接する非対称オーバーラツプ電子
レンズに対する集束動作の影響を補正する形状と
する。

各平坦壁部材の幅関連前方縁部は、主集束電極
の開口の半径より小さくかつ隣接する最終加速電
極の個々の開口の半径より大きい値の半径によつ
て規定される凹状円弧形状とする。各平坦壁部材
の円弧状の会合端は先端部における主集束電極の
前方開口端の平面とほぼ合致するようにする。

本発明の一例では各平坦壁部材の幅を主集束電
極における共通開口の一つの開口区域の直径より
小さくする。

更に、各平坦壁部材の長さは共通開口における
一つの開口区域を規定する半径の50％以上の値と
する。また、この長さは共通開口を含む同様な開
口区域のうちの一つの開口区域の直径を実際上超
えないようにする必要はない。

更に本発明の他の例では主集束電極における平
坦壁部材の間隔は隣接する最終加速電極における
中央開口の直径以上とする。

図面につき本発明を説明する。

第１図はマルチビーム、インライン電子銃装置
を使用する形式のカラー陰極線管を示し、その外
囲体は頸部１３、じようご状部であるフアネル部
１５および表示パネル１７を合体して構成する。
表示パネル１７の内側表面上には、当業者に明ら
かなように、発色部材の細条またはドツトを反復
して整列配置した形態のパターンを有する陰極発
光スクリーン１９を配設する。スクリーン１９と
対向する区域内においてスクリーン１９から離間
して、図示しない普通の手段により多数開口構体
２１を配設し、本例では構体２１としてシヤドウ
マスクを配設する。

頸部１３内には、並置した３個の電子銃を合体
して成るマルチビーム・インライン電子銃装置２
３を配設する。この電子銃装置２３の３個の電子
銃により３個の電子ビーム２５，２７，２９をそ
れぞれ形成しかつこれら電子ビームを離散形態ま
たは不連続形態でスクリーン１９に入射させるよ
うにする。本発明はこの電子銃装置２３の改良に
関し、特に電子銃装置の一体化された主集束電極
構造の改良に関し、これは機能的には電子銃装置
の一体化された複数開口付最終加速電極に関連す
る。また本発明は、二電位レンズ構造、並に三電
位、一電位−二電位、および二電位−一電位レン
ズ構造の如き拡張電界レンズ構造に関し、ここで
は一例として二電位レンズ構造につき説明する。

そのため第２〜５図に、マルチビーム・二電
位・インライン電子銃装置２３を詳細に示す。こ
の複数電子銃複数電極構造は適切に一体化して、
３個の電子銃に対するインライン開口が各電極素
子に対する共通部材に含まれるようにし、これを
第２図に示す。インライン配置される各ビーム２
５，２７，２９に沿つて機能的に関連する数個の
電極部材を配置する。例えば、各陰極素子３１，
３３，３５の前方に、初期ビーム形成電極Ｇ１，
３７，初期ビーム加速電極Ｇ２，３９、主集束電
極Ｇ３，４１、最終加速電極Ｇ４，４３を順次配
設する。最終加速電極４３の開放部には複数の開
口を有する共通コツプ状収斂部材４５を配設す
る。電子銃装置２３を含む数個の電極は図示しな
い多数の絶縁支持棒により互に適宜離間して配置
する。

本発明による構造の特徴は主集束電極Ｇ３，４
１にあり、この一体化構造の主集束電極は通常２
個のフランジ付コツプ状部即ち後部４７および前
部４９で構成し、これら後部および前部のフラン
ジは溶接により互に適合および合体させる。（な
お、先に定義したように後部および前部とは電子
ビームの進行方向において表示スクリーンに近い
部分および表示スクリーンから遠い部分をそれぞ
れ示す。）３つの電子ビーム２５，２７，２９は
後部４７および前部４９における開口を介して、
これら一体化された部材内を進行する。

本発明では前部４９を変形してオーバーラツ
プ・インライン非対称電子レンズを形成して、同
一寸法の一体化電極部材において普通に用いられ
るものに比べ直径の大きい主集束電子レンズを使
用できるようにする。本実施例ではオーバーラツ
プするよう隣接配置した３個の集束電子レンズを
収納するため細長い周縁形状の共通開口５１を形
成する。この共通開口５１は主集束電極４１の前
端の内面５５にほぼ垂直に延在する周縁フランジ
５３で構成する。この共通開口５１の基本的な形
状は円形状端部５７および５９によつて輪郭が形
成され、これら円形状端部５７および５９の会合
端６１，６２および６３，６４は対向円弧状部６
９および７１で構成した中間側部の会合端６５，
６７および６６，６８と逐次会合させる。これら
会合端を会合させることにより、共通開口５１に
おいてインライン平面７７の両側にこのインライ
ン平面の方に向う１対の等間隔先端部７３，７４
および７５，７６が形成される。このようにし
て、共通開口５１の３個のインライン開口区域が
形成される。

更に、主集束電極の前部４９においては中央ビ
ーム軸２８の両側に２個の同様な平坦壁部材７９
および８１を等間隔で平行に配置して、共通開口
５１のそれぞれ反対側の先端部７３，７５および
７４，７６と結合するようにする。これら平坦壁
部材は所定の長さＬ、および反対側の先端部７
３，７５および７４，７６を橋絡するに充分な幅
Ｗを有する。平坦壁部材７９および８１の前方縁
部８３および８５は凹状円弧形状にすると好適で
あり、その先端部８７および８８（第５図参照）
は主集束電極４１の前方端の平面と実際上合致す
るようにする。

主集束電極４１に隣接配置する最終加速電極Ｇ
４，４３には、共通集束電極開口５１に対し離間
した３個のインライン開口９１，９３，９５を設
ける。最終加速電極４３内を進行した電子ビーム
はコツプ状収斂部材４５における開口９７，９
９，１０１を通過する。

各電子ビームの最終集束は主集束電極Ｇ３，４
１および最終加速電極Ｇ４，４３の間の空間にお
いて行われる電子レンズ作用を介して達成され、
これに影響を及ぼす電界はそれぞれ開口を介して
電極４１および４３に延在する。寸法を小さくし
た一体化構造としたためこれに付随して主集束電
界が非対称となる。これによる影響を除去するた
め、集束作用に微妙な影響を及ぼす区域を上述し
たように構成する。

主集束電極Ｇ３，４１は、これに隣接する最終
加速電極Ｇ４，４３の25kVの如き著しく高い作
動電位より遥に低い5kVの如き電位において作動
するから、電子ビームは遥に低速で主集束電極４
１内を進行する。その結果主集束動作のほぼ80〜
90％がレンズ電界の主集束電極部において達成さ
れる。従つて、電子ビームの最終集束動作に対し
ては非対称となつた主集束電界の影響の方が後続
の最終加速電界の影響より大きくなり、電子ビー
ムは最終加速電界内を加速された速度で通過し、
電界の非対称の影響を一層受けなくなる。従つ
て、主集束電極におけるオーバーラツプの度合の
大きい電子レンズを構成できる一方、最終加速電
極Ｇ４は普通の構造のままなので、厄介な集束の
問題を効果的に解決することができる。

次に、本発明の集束装置を寸法および比率の具
体的数値例と共に一層詳細に説明する。第４図は
主集束電極４１の前部に形成される３つのオーバ
ーラツプ電子レンズを示し、これら電子レンズの
外周形状全体により共通開口５１の形状が規定さ
れる。各電子レンズ即ち各開口区域の基本直径を
Ｄで示し、その値は本例ではほぼ10.67mmである。
各電子ビーム軸２６，２８および３０の間の等間
隔Ｂの値は8.26mmまたは0.77D程度である。３つ
のオーバーラツプ電子レンズにおける弦の寸法Ｘ
はほぼ6.76mmまたは0.63Dである。これら弦に位
置は平坦壁部材７９および８１の位置と合致する
が、実際上は先端部７３，７５および７４，７６
との会合を容易にするため幅Ｗを弦の寸法Ｘより
若干大きくし、Ｗの値は7.62mmまたは0.71Dとす
る。各平坦壁部材７９，８１の厚さＴはほぼ0.51
mmまたは0.047Dである。図示の如く、２個の平
坦壁部材７９，８１は中央ビーム軸２８の両側で
等間隔に平行配置し、その間隔Ｙは隣接する最終
加速電極４３における中央開口９３の直径以上と
する。先に述べたように、最終加速電極４３にお
ける個々の開口９１，９３，９５の直径Ｅはほぼ
6.35mmまたは0.60Dである。なお本例では主集束
電極における各平坦壁部材の幅Ｗ（0.71D）は最
終加速電極の開口の直径Ｅより大きい。

主集束電極および最終加速電極の間の間隔Ｋは
本例では1.02mmまたは0.095D程度である。電子ビ
ームが水平方向において過焦点状態となり、これ
により電子ビームがスクリーン上に卵形スポツト
の形態で入射するのを防止するため、各平坦壁部
材の前方縁部８５を凹状円弧形状にする必要があ
ることを見出した。かかる形状は前記間隔Ｋに関
連する平坦壁部材の前方縁部をかかる形状にする
ことにより、オーバーラツプ電子レンズの集束動
作が効果的に補正され、電子ビームを所望の小さ
くかつ良好に形成された円いビームスポツトの形
態でスクリーン上に入射させることができる。平
坦壁部材の前方縁部に形成する凹状円弧形状縁部
は、第５図に示すように、半径Ｚによつて規定さ
れ、その値は本例ではほぼ4.98mmまたは0.47Dで
ある。先端部８７および８８によつて規定される
円弧形状の弦の長さは第４および５図における寸
法Ｗである。この弦の区域の深さＡの臨界値はほ
ぼ1.78mmまたは0.17Dである。なおこの凹状円弧
形状縁部を規定する半径Ｚの値は共通開口５１を
規定する半径Ｃ（0.50D）より小さく、かつ隣接
する最終加速電極の開口半径Ｆ（0.30D）より大
きい。先に述べたように、平坦壁部材の凹状円弧
形状縁部８５の先端部８７および８８は主集束電
極４１の前端の平面１０３とほぼ合致する。

各平坦壁部材の長さＬを第５図に示し、この長
さは主集束電極４１の前方平面１０３から主集束
電極内に向う方向において示してある。２個の平
坦壁部材の長さはほぼ等しく、かつ内方折り曲げ
フランジ５３の長さＨより大きい。平坦壁部材の
全長Ｌは共通開口５１の単一開口区域を規定する
半径Ｃの50％以上とする。更に、長さＬは共通開
口５１の単一開口区域の直径Ｄを超えないように
する必要がある。

このようにして、主集束電極の前部を上述した
相互寸法比率に従つて構成することにより、イン
ライン電子ビームの著しく改善された主集束動作
が容易に達成される。本発明によるオーバーラツ
プの度合が大きいレンズによれば、小形の電子銃
構造において従来は達成されなかつたビーム集束
動作の改善が実現される。電子レンズの球面収差
は電子レンズの３乗に従つて変化するから、電子
レンズの僅かな増大によつても電子レンズの収差
が著しく減少する。

本発明による改善された電子ビーム集束動作は
インライン形カラー陰極線管において使用すると
効果的である。本発明による主集束電極の前方縁
部の構造は、所望の小形電子銃装置の寸法を増大
することなく変形することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子ビーム集束装置を使用す
る陰極線管を示す断面図、第２図は第１図におけ
る電子銃装置のインライン平面上における要部断
面図、第３図は第２図の３−３線上断面図、第４
図は第３図の各部を規定する寸法を示す図、第５
図は第２図の５−５線上断面図である。 １３……頸部、１５……フアネル部、１７……
表示パネル、１９……陰極発光スクリーン、２１
……多数開口構体、２３……電子銃装置、２５，
２７，２９……電子ビーム、２８……中央ビーム
軸、３１，３３，３５……陰極素子、３７……初
期ビーム形成電極、３９……初期ビーム加速電
極、４１……主集束電極、４３……最終加速電
極、４５……コツプ状収斂部材、４７……後部、
４９……前部、５１……共通開口、５３……内方
折り曲げ周縁フランジ、５５……内面、５７，５
９……円形状端部、６１，６２，６３，６４……
会合端、６５，６６，６７，６８……会合端、６
９，７１……対向円弧状部、７３，７４，７５，
７６……先端部、７７……インライン平面、７
９，８１……平坦壁部材、８３，８５……平坦壁
部材７９，８１の前方縁部、８７，８８……先端
部、９１，９３，９５，９７，９９，１０１……
開口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ カラー陰極線管において使用され、かつ共通
   インライン平面において、中央およびその両側の
   各軸に沿つて複数の電子ビームを発射する合体し
   た構造のインライン形電子銃装置の電子ビーム集
   束装置であつて、 前記電子ビーム集束装置が、開口を持つ後方端
   部および前方端部を有する主集束電極並に複数の
   開口を持つ最終加速電極を電子ビームの進行方向
   において主集束電極および最終加速電極の順序で
   配置した構造であり、前記電子ビーム集束装置が
   各電子ビームの主集束動作に関連するレンズ電界
   を修正する修正手段を備えている電子ビーム集束
   装置において、 前記主集束電極の前方端部は共通開口を有し、
   この共通開口は、両側の電子ビームを通す外側開
   口領域と、中央の電子ビームを通す中央開口領域
   とからなり、外側開口領域はほぼ円形の端部開口
   部分を有し、中央開口領域は対向する円弧状側部
   を有し、かつ前記端部開口部分と、円弧状側部と
   が会合する部分には対向する先端部が形成される
   如き構造とし、前記円形の端部開口部分及び中央
   開口領域の円弧状側部を形成する各個別の円はほ
   ぼ同じ直径Ｄを有し、この直径Ｄは、これらが隣
   接している最終加速電極にそれぞれ設けられてい
   る個別の開口を形成する円の直径Ｅよりも大と
   し、 さらに、前記修正手段は、前記共通開口の各対
   向する先端部を結ぶように前記中央の電子ビーム
   の軸の両側に等間隔に平行配置した２個の相等し
   い平坦な壁部材を具え、 各平坦な壁部材は、前記主集束電極内に延びて
   いる長さＬと壁長Ｗを有し、この壁長Ｗは、前記
   の対向する先端部を橋絡連結する長さで、また前
   記直径Ｄよりも小であり、 さらに前記壁長Ｗは、前記直径Ｅよりも大であ
   り、 前記２個の平坦な壁部材の離間間隔Ｙは、前記
   直径Ｄより小で、かつ前記直径Ｅ以上であり、 前記平坦な壁部材の前方縁部は、２つの隣接す
   る非対称オーバーラツプ電子レンズに対する集束
   の影響を補正するような特定の形状とした構成を
   特徴とする電子ビーム集束装置。 ２ 前記平坦な壁部材の前方縁部の形状が凹状円
   弧形状である特許請求の範囲第１項記載の電子ビ
   ーム集束装置。 ３ 前記凹状円弧形状の両端は、前記対向する先
   端部とほぼ合致する特許請求の範囲第２項記載の
   電子ビーム集束装置。 ４ 前記各平坦な壁部材の主集束電極内に延びて
   いる長さＬは前記直径Ｄの25％以上の値であり、
   かつ前記直径Ｄの値までの値である特許請求の範
   囲第１項記載の電子ビーム集束装置。