JPH053695B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（技術分野） 本発明は、ネツク、コーンおよび表示窓よりな
る真空套管のネツク内に、一平面上に各軸を有す
る３電子ビームを発生させる電子銃系を備え、焦
点レンズ電界により３電子ビームの焦点を表示窓
の内側に設けた表示スクリーン上に結ばせ、焦点
レンズ電界を電子銃系中に軸に沿つて背中合わせ
に位置する２個の電極の相互間に形成し、電極
に、互いに対向した外側端縁およびその外側端縁
の内側の軸にほぼ直角に延在する凹欠部に３電子
ビームがそれぞれ通過する３個ずつの開孔を一平
面に関して対称に設けたカラー表示管に関し、ビ
ーム電流に対し従来より小さい寸法の良質のビー
ムスポツトが得られるようにしたものである。 （従来技術） この種のカラー表示管は米国特許第4370592号
明細書から知られており、その特許明細書には、
上述のようにして発生させた焦点レンズ電界には
なお非点収差があり、電子ビームは、水平方向よ
り垂直方向に強く焦点を結ぶことも記載されてい
る。この特許明細書に記載されているように、こ
の非点収差は、焦点レンズの第２電極に表示スク
リーン側に設けた細長いスロツトを有する金属板
を設けることによつて修正することができる。こ
のスロツトは、各ビーム軸を通る平面に対して対
称に位置している。しかしながら、かかる水平・
垂直方向非点収差の修正は、表示スクリーン上の
ビームスポツトの質がなお不満足なものであるか
ら、十分であるとはいい難いことが知られてい
る。 一方、英国特許出願第2112564号公報にもこの
種のカラー表示管が記載されており、水平・垂直
方向非点収差を凹欠部の開孔を細長くすることに
よつて消滅させてあるが、かかる修正によつても
ビームスポツト径を小さくするには至つていな
い、という欠点があつた。 （発明の目的） 本発明の目的は、上述した従来の欠点を除去
し、ビームスポツトの質を向上させるとともに、
従来に比し、同等のビーム電流に対して小さい寸
法のビームスポツトが得られるようにした手段を
備えたカラー表示管を提供することにある。 （発明の構成） かかる目的を達成するために、本発明による冒
頭に述べた種類のカラー表示管は、前述した２個
の電極の少なくとも一方における中央の開孔を、
中央の電子ビームの領域における焦点レンズ電界
に４極成分を設けるとともに８極成分に対してほ
ぼ補償をする形状にし、前述した２個の電極の少
なくとも一方における外側の開孔を、外側の電子
ビームの領域における焦点レンズ電界に４極成分
を設けるとともに６極成分に対してほぼ補償をす
る形状にしたことを特徴としている。 本発明は、３電子ビームの各軸が一平面上に位
置するとともに、互いに対向する電極外側端縁の
内側に位置しているのであるから、焦点の状態が
水平・垂直の両方向で相違するのみならず、その
中間に位置する方向においても相違しているとい
う、実験とコンピユータシミユレーシヨンとによ
つて得た認識に基づいてなしたものである。焦点
レンズ電界においては、中央の電子ビームの周わ
りに特に８極成分が形成されており、また、外側
の電子ビームの周わりに特に６極成分が形成され
ており、これらの多極成分は、少なくともその大
半に対して補償がなされなければならない。本発
明によれば、かかる多極成分の大半に対する補償
が、相互間に焦点レンズ電界を発生させる各電極
における各開口に、中央ビームに関しては４極成
分とともに補償用８極成分が得られ、また、外側
ビームに関しては４極成分とともに補償用６極成
分が得られるように円形開孔から変形した形状を
それぞれ付与することによつて行なわれる。すな
わち、水平・垂直方向非点収差は、焦点レンズ電
界における４極成分によつて修正することができ
る。しかしながら、焦点レンズ電界にある量の水
平・垂直方向非点収差を残存させて、偏向コイル
による非点収差を補償するようにすることもでき
る。 また、外側端縁が凹欠部から突出する最適距離
が存在することも見出されている。したがつて、
本発明カラー表示管の第１の好適例は、外側端縁
が、その外側端縁内の凹欠部の最大直径の10乃至
25％に等しい距離だけその凹欠部から突出してい
ることを特徴としている。 この突出距離が小さ過ぎると、開孔の形状がレ
ンズ電界に及ぼす影響が支配的になつてレンズの
実効直径を削減する。また、この突出距離が大き
過ぎると、開口形状の影響が少なすぎて収差を容
易に修正し得なくなる。開孔電極は、通例、電子
銃系の縦軸に直行する楕円形断面を有している。
しかしながら、開口電極には正円形断面をもたせ
ることもできる。焦点レンズ電界の補償用８極成
分は、第１および第２の電極の少なくとも一方に
おける凹欠部の中央開孔をほぼ八角形にすること
によつて発生させることができるとともに、細長
い形状にすることによつて４極成分を得ることが
できる。また、焦点レンズ電界の補償用６極成分
は、外側の開孔をほぼ梨形の形状にすることによ
つて発生させることができる。したがつて、本発
明カラー表示管の第２の好適例は、電子ビームの
伝搬方向に見て、相互間にレンズ電界を形成した
２個の電極のうち少なくとも第１の電極における
中央開孔の端縁が長手方向の軸を一平面に直角に
した細長いほぼ八角形の形状をなし、外側開孔の
端縁が中央開孔の方から見て先細りなつた梨形の
形状をなしていることを特徴とするものである。
２個の電極の相互間に形成される焦点レンズは、
２個のレンズ部分、すなわち、低電位電極の方に
凹んだ等電位線からなる正極性レンズ部分と高電
位電極の方に凹んだ等電位線からなる弱い負極性
レンズ部分とからなる、と考えることができる。
正極性レンズ部分の強さはつねに負極性レンズ部
分の強さより大きいので、これら２つのレンズ部
分を合わせたものは正極性レンズ作用を有する。 焦点レンズの第２電極における開孔が第１電極
における開孔と同形であれば、第１電極の開孔が
正極性レンズ部分に及ぼす影響は、第２電極の開
孔が負極性レンズ部分に及ぼす影響によつて減ぜ
られる。この事実を以下に説明する。 本発明カラー表示管の第３の好適例は、電子ビ
ームの伝搬方向に見て、相互間の焦点レンズ電界
を形成した２個の電極のうち第２の電極における
中央開孔の端縁が、長手方向の軸が一平面内に位
置する細長い八角形の形状をなし、外側開孔の端
縁が中央開孔の方から見て先拡がりのほぼ梨形の
形状をなしていることを特徴としている。 第２電極の各開孔を上述のように構成すること
によつても所望の修正を行なうことができ、ま
た、第１と第２との好適例の組合わせによつても
所望の修正を行なうことができる。所望の８極お
よび６極の各成分は、例えば、長手方向の軸を前
述の一平面に直角にした細長いほぼ八角形の中央
開孔と先拡がりになつたほぼ梨形の２個の外側開
孔とを焦点レンズの第２電極に設けることによつ
ても得られることは明らかであろう。また、例え
ば、長手方向の軸が前述の一平面内にある細長い
ほぼ八角形の中央開孔を第２電極に設けるととも
に、先細りになつたほぼ梨形の２個の外側開孔を
第１電極に設けることによつても所望の８極およ
び６極の各成分を得ることができる。しかしなが
ら、製造の技術的観点からすれば、かかる手段は
魅力が少ない。 梨形の開口は中央開孔の方から見て、同一円周
上の円弧によつて角々を繋いだ先細りもしくは先
拡がりの二等辺台形の形状に開口を構成すること
によつて簡単に得られる。 （実施例） 以下に図面を参照して実施例につき本発明を詳
細に説明する。 第１図にいわゆるインライン型のカラー表示管
の縦断面を示す。表示窓２、コーン３およびネツ
ク４からなる硝子套管１内に組合わせ電子銃系５
を設けてあり、その電子銃系５は、図の紙面内に
各軸が位置する３本の電子ビーム６，７および８
を発生させる。中央電子ビーム７の軸は管軸９と
一致している。表示窓２の内側には３本の１組の
螢光体線条を多数備えてあり、各組は青色発光螢
光体線条、緑色発光螢光体線条および赤色発光螢
光体線条からなつており、総合して表示スクリー
ン１０を構成している。なお、螢光体線条は図の
紙面に直交している。表示スクリーン１０の前方
には、各電子ビーム６，７および８がそれぞれ通
過する細長い開孔１２を多数設けたシヤドウマス
ク１１を配置してあり、各開孔をそれぞれ通過し
た各電子ビームはそれぞれ単一色の螢光体線条の
みに射突する。３本の電子ビーム６，７および８
は単一平面上に位置して偏向コイル系１３により
偏向される。 第２図には、第１図示のカラー表示管に用いる
電子銃系の縦断面を示す。この電子銃系は、３個
のカソード２１，２２および２３を接続した共通
のコツプ状制御電極２０と共通の板状アノード２
４とを備えている。一平面上に各軸が位置する３
本の電子ビームは、それら３本の電子ビームに共
通の電極２５および２６により焦点を結ぶ。電極
２５は、開放端を互いに連結した２個のコツプ状
部分２７および２８からなつている。電極２６
は、単一のコツプ状部分２９と電子ビーム群がそ
れぞれ通る開口群３１を底部に備えた集中筒３０
とからなつている。電極２５が電極２６に向つて
延在する外側端延３２を有するとともに、電極２
６が電極２５に向つて延在する外側端縁３３を有
している。電子ビーム６，７および８の各軸３
５，３６および３７に直角に延在する凹欠部３４
に開孔３８，３９および４０が設けてあり、ま
た、中央電子ビームの軸３６にほぼ直角に延在す
る凹欠部４１には開孔４２，４３および４４が設
けてある。なお、凹欠部３４および４１がコツプ
状部分２８および２９とそれぞれ一体構造をなし
得ること、米国特許第4370592号明細書に開示さ
れている電子銃におけると全く同様である。各凹
欠部の開孔にも端縁を設けることができる。外側
端縁３３は外側端縁３２のより大きい開孔を備え
ているので、各電子ビームは焦点レンズを通過し
た後に拡がる。しかしながら、カソード群と各電
極２０，２４および２５とからなる電子銃の三極
管部内もしくはその通過後においても各電子ビー
ムを拡げさせることもできる。例えば、参考とし
て挙げる特開昭55−37789号公報を参照されたい。
電極２５および２６の極板は例えば0.25mm厚と
し、また、両電極間の間隙は、例えば１mm幅とす
る。また、電子ビーム３５と３６および３６と３
７の軸間距離は、例えば4.45mmとする。 第３図には、第２図に示したレンズ電極２５の
正面図を示す。中央開孔３９を、各電子ビームの
軸３５，３６および３７が通る図の紙面と鎖線４
５で交叉する平面に対して長軸が直交する細長い
ほぼ八角形の形状にすると、外側端縁３２および
３３により、焦点レンズ電界中に形成される８極
成分は、水平・垂直非点収差とともに補償され
る。その八角形の各隅角は、高次の多極成分が補
償されるように丸味をもたせてある。中央開孔３
９の円弧の一部をなしている側壁４６および４７
は直線状に構成することもできる。外側開孔３８
および４０を、中央開孔３９の方から見て端縁が
先細りになつたほぼ梨形の形状にすると、外側端
縁３２および３３によつて焦点レンズ電界中に形
成される６極成分は、ほぼ補償される。 かかる梨形および八角形の開孔は、破線で示す
円形から出発して、その円弧部分４８，４９を弦
５０，５１に置換することによつて容易に実現す
ることができる。 このようにして実現した梨形の開孔は、底辺お
よび頂辺を同一円の円弧に置換した二等辺台形の
形状をなす端縁を有しており、また、円弧部分５
２は、破線で示す弦５３に置換することができ
る。 各梨形開孔の破線で示す外側円は、例えば、
2.15mmの半径を有し、また、中央開孔の破線で示
す外側円は、1.9mmの半径を有している。各ビー
ム軸３５と３６および３６と３７は例えば4.45mm
離れている。中央ビーム軸３６の位置を原点とす
る図の紙面上のＸ−Ｙ座標系において、各開孔形
状の隅角点Ａ，Ｂ，ＣおよびＤは、つぎの表に示
す場所に位置している。

【表】 外側端縁３２は、凹欠部３４より上に２mmだけ
突出している。外側開孔３８と４０とは、Ｘ軸に
関しては対称になつた同一形状をなしており、ま
た、中央開孔３９はＸ軸およびＹ軸に関しては対
称に位置している。 第４図には、３電子銃の中央電子ビームについ
て電子ビーム電流I_nAの関数として表示スクリー
ン上のビームスポツト径ｄmmを示したものであ
り、曲線Ａは、電極に外側端縁および凹欠部を設
けてない従来型の電子銃におけるビーム電流の関
数としてのスポツト径の変化を示し、曲線Ｂは、
参考として挙げた米国特許第4370592号明細書に
よる電子銃におけるビーム電流の関数としてのス
ポツト径の変化を示し、さらに、曲線Ｃは、本発
明カラー表示管用電子銃におけるビーム電流の関
数としてのスポツト径の変化を示したものであ
る。なお、電極２５および２６は第２図および第
３図に従つて構成してある。これらの各曲線Ａ，
Ｂ，Ｃの比較から、本発明によれば、高ビーム電
流時および低ビーム電流時の双方ともに、スポツ
ト径が他より小さくなつており、その結果、尖鋭
な画像が表示されることが判る。本発明カラー表
示管においては、本発明を適用していないカラー
表示管よりも10％乃至25％小さいスポツト径が確
実に得られる。電極２５に第３図示の開孔を用い
れば、４極成分の補償とともに、所望の８極成分
補償および６極成分補償が達成される。なお、図
示の開孔形状をさらに細長くし、あるいは、太く
することにより、各電子ビーム領域における焦点
レンズ電界中の４極成分を所望のとおりに補償
し、もしくは、所定値に調整することもできる。
また、電極２６の各開孔に第３図示と同一の形状
を適用すれば、焦点レンズ電界に対する６極成分
および８極成分の修正がそれぞれ弱められる。し
かしながら、同一レンズ電界成分の使用は、後述
するような利点を有している。 第５図には、第２図示のレンズ電極２６の他の
構成例を示す。第３図における開孔３９と同様
に、第５図における開孔４３は細長いほぼ八角形
の形状をなしているが、その長軸は、図の紙面と
鎖線５４にて交叉する各電子ビーム軸を通る平面
上に位置している。かかる形状の開孔によれば、
外側端縁３２および３３によつて焦点レンズ電界
中に形成される８極成分は、４極成分とともにほ
ぼ補償される。なお、外側開孔４２および４４は
ほぼ梨形の形状をなしているが、それらの開孔の
端縁は先拡がりになつている。外側端縁３２およ
び３３によつて焦点レンズ電界中に形成される６
極成分は、それらの開孔によつてほぼ補償され
る。電極２５における開孔の位置に比して電極２
６における開孔の位置を異ならせると、その結果
として、焦点レンズが、比較的弱い負極性レンズ
部分を伴つた正極性レンズ部分からなつていると
考えることができる。電極２６における開孔の所
定の方向の直径を縮小することにより、負極性レ
ンズ部分の方が電極２６の近くに位置しているの
で、その所定の方向におけるレンズ作用が弱くな
る。かかる事実からすれば、電極２５と２６とに
おける開孔の直径は、互いに逆の極性に変化させ
なければ、同じ作用効果が得られないことが判
る。 しかしながら、電極２５と２６との開孔が同一
形状を有していても、正極性レンズ部分の方が、
つねに、負極性レンズ部分より強いのであるか
ら、上述した電界成分の修正は行なわれる。電極
２５と２６とで開孔に同一形状を選択すること
は、製造時の技術的理由から魅力的である。ここ
に参考として挙げる特開昭59−54152号公報に記
載されているように、電子ビームの非点収差は、
動作中の電子銃において相互間にレンズ電界が形
成されるレンズ電極要素を同一形状にしてもなお
軽減させることができる。かかる同一形状のレン
ズ電極要素は、対応する側が互いに対向し、か
つ、対応する開口が互いに反対向きになるように
配設しなければならない。レンズ電極の同一形状
要素をこのようにして互いに反対向きに配設する
ことにより、互いに反対向きに位置した開孔の所
望形状からの開孔製造時に生じたずれをほぼ同じ
程度にすることができる。その結果として、２個
のレンズ電極が電子ビーム群に及ぼす悪影響がほ
ぼ同じ程度であつて、互いに逆極性に作用するの
で、所望形状からのずれによつて生ずる非点収差
が少なくなる。 梨形の開口は第６図に示すように構成すること
もできる。図において、各線分６０，６１，６
２，６３および６４は、残存する円弧６５，６６
および６７がなす円に張つた弦に相当する。 焦点レンズ電界の４極、６極および８極の各成
分は、電極の凹欠部に設ける開孔を円形に形成す
るとともに、その円周に沿つて高さが変化する波
形の側縁を設けることによつても形成することが
できる。しかしながら、かかる側縁は、多角形絞
りダイス、例えば六角形あるいは八角形の絞りダ
イスにより、丸い孔をあけた金属板から作り出す
のが困難である。なお、六角形もしくは八角形の
孔をあけた金属板から円形絞りダイスを用いて作
り出すこともできる。また、かかる開孔の側縁
は、先細りに形成することにより斜めにすること
もできる。 （効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、カラー表示管のビームスポツトの質を向上さ
せるとともに、同等のビーム電流に対して小さい
寸法の電子ビームスポツトを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明カラー表示管の構成例を示す縦
断面図、第２図は同じくそのカラー表示管に用い
る電子銃系の構成例を示す縦断面図、第３図は同
じくその電子銃系におけるレンズ電極の構成例を
示す正面図、第４図は３種類のカラー表示管にお
けるビーム電流の関数としての表示スクリーン上
のスポツト径の例を示す特性曲線図、第５図は同
じくそのレンズ電極の他の構成例を示す正面図、
第６図は同じくそのレンズ電極における梨形開孔
の他の例を示す正面図である。 １……硝子套管、２……表示窓、３……コー
ン、４……ネツク、５……電子銃系、６，７，８
……電子ビーム、９……管軸、１０……表示スク
リーン、１１……シヤドウマスク、１２……細長
開孔、１３……偏向コイル、２０……制御電極、
２１，２２，２３……カソード、２４……アノー
ド、２５，２６……レンズ電極、２７，２８，２
９……コツプ状部、３０……集中筒、３１，３
８，３９，４０，４２，４３，４４……開孔、３
２，３３……外側端縁、３４，４１……凹欠部、
３５，３６，３７……ビーム軸、４５，５４……
交線、４６，４７……側縁、４８，４９……円弧
部、５０，５１，５３……弦、５２，６５，６
６，６７……円弧、６０，６１，６２，６３……
線分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ネツク、コーンおよび表示窓よりなる真空套
   管の前記ネツク内に、一平面上に各軸を有する３
   電子ビームを発生させる電子銃系を備え、焦点レ
   ンズ電界により前記３電子ビームの焦点を前記表
   示窓の内側に設けた表示スクリーン上にそれぞれ
   結ばせ、前記焦点レンズ電界を前記電子銃系中に
   前記軸に沿つて背中合わせに位置する２個の電極
   の相互間に形成し、前記電極に、互いに対向した
   外側端縁およびそれら外側端縁の内側の前記軸に
   ほぼ直角に延在する凹欠部に前記３電子ビームが
   それぞれ通過する３個ずつの開孔を前記一平面に
   関して対称に設けたカラー表示管において、前記
   ２個の電極の少なくとも一方における中央の前記
   開孔を、中央の前記電子ビームの領域における前
   記焦点レンズ電界に４極成分を設けるとともに８
   極成分に対しほぼ補償をする形状にし、前記２個
   の電極の少なくとも一方における外側の前記開孔
   を、外側の前記電子ビームの領域における前記焦
   点レンズ電界に４極成分を設けるとともに６極成
   分に対してほぼ補償をする形状にしたことを特徴
   とするカラー表示管。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のカラー表示管に
   おいて、前記外側端縁が、当該外側端縁内の前記
   凹欠部の最大直径の10乃至25％に等しい距離だけ
   当該凹欠部から突出していることを特徴とするカ
   ラー表示管。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項記載のカ
   ラー表示管において、前記電子ビームの伝搬方向
   に見て、相互間に前記焦点レンズ電界を形成した
   前記２個の電極のうち少なくとも第１の電極にお
   ける前記中央開孔の端縁が長手方向の軸を前記一
   平面に直角にした細長いほぼ八角形の形状をな
   し、前記外側開孔の端縁が前記中央開孔の方から
   見て先細りになつた梨形の形状をなしていること
   を特徴とするカラー表示管。 ４ 特許請求の範囲第１項、第２項または第３項
   に記載のカラー表示管において、前記電子ビーム
   の伝搬方向に見て、相互間に前記焦点レンズ電界
   を形成した前記２個の電極のうち第２の電極にお
   ける前記中央開孔の端縁が、長手方向の軸が前記
   一平面内に位置する細長い八角形の形状をなし、
   前記外側開孔の端縁が前記中央開孔の方から見て
   先拡がりのほぼ梨形の形状をなしていることを特
   徴とするカラー表示管。 ５ 特許請求の範囲第３項または第４項に記載の
   カラー表示管において、前記梨形の開口が、前記
   中央開孔の方から見て、同一円周上の円弧によつ
   て角々を繋いだ先細りもしくは先拡がりの二等辺
   台形の形状をなしていることを特徴とするカラー
   表示管。