JPH06260104A - 陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、耐電圧特性に優れ電子ビームの集
束及び集中を適正化した実用性に富んだ高性能電子レン
ズを有する電子銃を備えた陰極線管を提供することを目
的とする。 【構成】この発明は、主電子レンズを構成する第１の電
極と記第２の電極はインライン方向と実質的に平行な部
分的平面部を有し、第１の電極と第２の電極は部分的平
面部に実質的に平行な絶縁支持体を介して固定され、第
１の電極は第２の電極と対向する先端部近傍のインライ
ン方向両端に対応する一対の開孔を有し、この開孔に対
向離間し第２の電極と接続子を介して電気的に導通する
第３の電極が配置され、第１の電極と第２の電極の対向
離間部分に少なくとも対応する部分の接続子は絶縁支持
体上側にある陰極線管であり、上記の目的を達成するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はインライン配列電子銃を
有する陰極線管に係わり、特にその電子ビームの集束の
改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】インライン配列電子銃を有する一般的な
カラー極線管を図６に示す。図６において、陰極線管１
は蛍光体スクリーン２が内面に形成されたパネル３と、
このパネル３からファンネル４を介して連結されたネッ
ク５と、このネック５に内装された電子銃６と、ネック
５からファンネル４にかけての外囲器の外壁に装着され
た偏向装置７と、前記スクリーン２と所定間隔をもって
対向配設された多数のアパーチャ８を有するシャドウマ
スク９と、前記ファンネル４からネック５の一部にかけ
てその内壁に塗布された内部導電膜10と、ファンネル４
の外壁に塗布された外部導電膜11と、ファンネル４の一
部に設けられた陽極端子（図示せず）とから構成されて
いる。

【０００３】蛍光体スクリーン２は赤、青、緑に夫々発
光する蛍光体がストライプ状またはドット状に規則的に
多数塗布されており、電子銃から射出された３本の電子
ビームBR、BG、BBはシャドウマスク９の多数のアパーチ
ャ８によって選択されて夫々の蛍光体を衝撃発光せしめ
る。また、電子銃６はインライン配列の平行な３本の電
子ビームを発生、制御、加速させるための電子ビーム形
成部GEと、これらの電子ビームを集束、集中するための
主電子レンズ部MLを有している。そして、３本の電子ビ
ームを偏向装置７によってスクリーン２全面に偏向走査
することによりカラー画像を映出する。

【０００４】このようなカラー陰極線管の画像品位は電
子銃の特性によっても大きく影響される。一般に主電子
レンズ部は開口を有する複数の電極が同軸状に配設さ
れ、夫々所定の電位が印加されることによって形成され
る。このような静電レンズは電極構成の違いにより多く
の種類があるが、基本的には電極開孔径を大きくした大
口径電子レンズを形成させるか、または電極間の距離を
長くしてより緩やかな電位変化にして長焦点レンズを形
成することによりレンズ性能を向上させることができ
る。

【０００５】しかし、カラー陰極線管の電子銃は細いガ
ラス円筒であるネック内に封入されるため、まず電極の
開口、即ちレンズ口径が物理的に制約される。また、電
極間に形成される集束電界がネック内の他の不所望な電
界の影響を受けないようにするために電極間の距離も制
限される。さらに、３本の電子ビームの間隔Sgの小さな
ものほど３本の電子ビームをスクリーン全面で一点に集
中させ易いし、またSgの小さなものほど偏向電力を少な
くできる利点があり、電子ビームの間隔Sgを小さくする
ために電極の開口はさらに小さくすることが要求され
る。

【０００６】そこで、同一平面上に並んだ３個の電子レ
ンズを完全に重ね合わせて１個の大きな電子レンズと
し、この大口径電子レンズにより電子レンズ性能を最大
限に発揮させようとする方式が考えられる。図７はこれ
を光学的に示したものである。図７に示すように、集束
される電子ビームのコアは小さくなるが、電子ビーム全
体でみるとまだ不十分である。即ち、ビーム間隔Sgの３
本の平行電子ビームBR、BG、BBが一個の共通大口径電子
レンズLEL を通過すると、中央の電子ビームBGが適正集
束した状態では両側の電子ビームBR、BBは過集束状態、
且つ過集中状態となると共に大きなコマ収差を伴う。そ
の結果、スクリーン２上では３本のビームスポットSPR,
SPG,SPB は大きく離れ両側のビームは歪む。

【０００７】これら３本の電子ビームの集束状態を適正
に合わせコマ収差分を減少させるには、共通大口径電子
レンズLEL のレンズ口径Ｄに対する３本の電子ビーム間
隔sgをある程度小さくしていけば実用上問題はなくなる
が、３本の電子ビームのスクリーン上での集中状態に関
してはSgを極めて小さくしなければならず、電子ビーム
形成部GEの機械的配置の面で限界がある。

【０００８】これらの問題の対応策として、主電子レン
ズ部を構成する一方の陽極高電位印加電極の円筒状端を
他方の低電位印加電極の円筒状端に重畳させて主電子レ
ンズを形成する例が特開平2-161643号公報及び特開平2-
192646号公報で提案されている。しかしながら、このよ
うな電極構成では、陽極高電位の重畳部分が円筒状電極
の全周におよぶため電極間放電が発生し易いことと、両
側電子ビームに与えるコマ収差が複雑となるなど実用上
極めて問題がある。

【０００９】また、特開平4-71145 号公報では、低電位
印加電極の円筒状端のほぼ全周に渡るスリット状開孔
と、この開孔に対応する陽極高電位の発散電極からなる
構成が提案されている。しかしながら、このような電極
構成では上記の問題に加えて、発散電極は陽極高電位印
加電極から延伸する複数の金属支持体で接続されてお
り、両主電極の対向離間するギャップ部分をこの複数の
金属支持体が通過するため、複数の金属支持体の陽極高
電位により主電子レンズは局部的な歪みを生ずる問題を
も有している。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の問題
に鑑みてなされたもので、耐電圧特性に優れ電子ビーム
の集束及び集中を適正化した実用性に富んだ高性能電子
レンズを有する電子銃を備えた陰極線管を提供すること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、カソードか
らの電子放出を制御し且つ放出された電子を集束してイ
ンライン方向に配列された３本の電子ビームを形成する
電子ビーム形成部と、この電子ビーム形成部を通過した
電子ビームを対向する蛍光体スクリーン上に集束させる
主電子レンズ部とを有し、この主電子レンズ部は実質的
に円筒状の第１の電極とこの第１の電極に対向離間して
配置され前記第１の電極よりは高電圧が印加される実質
的に円筒状の第２の電極とから形成される電子レンズを
少なくとも有する電子銃を備えた陰極線管において、前
記第１の電極の前記第２の電極と対向する先端近傍の前
記インライン方向の集束作用が前記インライン方向と直
交する方向の集束作用よりも弱い非対称集束手段を前記
第１の電極の円筒状電極外に設けた陰極線管であり、ま
たは、前記第１の電極と前記第２の電極は前記インライ
ン方向と実質的に平行な部分的平面部を有し、前記第１
の電極と前記第２の電極は前記部分的平面部に実質的に
平行な絶縁支持体を介して固定され、前記第１の電極は
前記第２の電極と対向する先端部近傍の前記インライン
方向両端に対応する一対の開孔を有し、この開孔に対向
離間し前記第２の電極と接続子を介して電気的に導通す
る第３の電極が配置され、前記第１の電極と前記第２の
電極の対向離間部分に少なくとも対応する部分の前記接
続子は前記絶縁支持体上側にある陰極線管であり、さら
にまたは、前記開孔の面積は前記インライン配列の外側
の電子ビームから前記開孔までの距離の０．８倍から
１．２倍の二乗である陰極線管である。

【００１２】

【作用】この発明の陰極線管は、上記の構成とすること
により、耐電圧特性に優れ、また一方の電極の側壁の一
部から他方の電極の電位が浸透してくるため高性能電子
レンズを実現でき、この時両電極の対向離間するギャッ
プから不所望な電位の浸透することを抑制できるので、
両電極間に形成される大口径電子レンズの集中性能及び
コマ収差を劣化させることがない。

【００１３】

【実施例】以下に本発明の実施例について詳細に説明す
る。尚、この実施例の陰極線管の全体構成は電子銃の主
電子レンズ部を除いて、図６に示す陰極線管と同様なの
で全体構成についての詳細な説明は省略する。図１乃至
図３に本発明を実施した電子銃の主電子レンズ部近傍の
概略構成を示す。尚、図２は図１の水平方向側面を、図
３は図２のＡ−Ａ線に沿う断面をそれぞれ示す。

【００１４】第１の電極20の一部には電子ビームのイン
ライン配列方向と平行な平面部20bを有する実質的に円
筒状の電極であり、この第１の電極20と対向離間する第
２の電極21も同じく平面部21b を有する実質的に円筒状
の電極である。そして、この第１の電極20と第２の電極
21は、夫々の平面部20b および21b に平行に配置された
絶縁支持体22に金属爪など（図示せず）を植設すること
によって絶縁支持固定されている。

【００１５】この第１の電極20の先端部近傍のインライ
ン軸方向の側壁には一対の開孔24が穿設されており、こ
の開孔24に対向離間して第３の電極23が配置されてい
る。そして、第３の電極23と第２の電極21は接続子25を
介して電気的に導通接続されている。しかし、この接続
子25は第１の電極20と第２の電極21の対向離間するギャ
ップ部分を中心として、絶縁支持体22の上部に沿って配
設されている。

【００１６】このような構成の主電子レンズ部におい
て、第２の電極21には25〜35KVの陽極高電圧が印加さ
れ、第１の電極20には陽極高電圧の20〜35％のフォーカ
ス電圧が印加される。第３の電極23には第２の電極21と
同じ電圧が印加される。尚、第１の電極20と第２の電極
21の対向離間部分および第３の電極23の側縁部には電子
レンズの電界分布を滑らかにし、沿縁放電を防止するた
めにそれぞれカール部20a、21a 、23a が設けてある。

【００１７】このような電圧を印加することによって、
第１および第２電極の間に各々電位が浸透し、インライ
ン配列３電子ビームに共通に作用する大口径電子レンズ
が形成される。さらに、第１の電極20の側壁に穿設され
た一対の開孔24を通して第３の電極23から陽極高電圧が
第１の電極20の内部のインライン方向に浸透する。ここ
で、接続子25は夫々の接続部分以外は可能な限り絶縁支
持体22の上部に沿って配設されているので、接続子25か
らの陽極高電圧が第１の電極20と第２の電極21の対向離
間するギャップ部分に浸透することは全くない。

【００１８】図４に、電子ビームの進行方向をＺ軸と
し、インライン方向をＸ軸、これに垂直な方向をＹ軸と
して、主電子レンズ部分の電界分布を示す。尚、図４に
おいて、上半分はＹ−Ｚ断面を、下半分はＸ−Ｚ断面を
それぞれ示す。図４からわかるように、Ｘ−Ｚ面の第１
の電極側の等電位線の曲率はＹ−Ｚ面の第１の電極側の
等電位線の曲率に比べより緩やかになっている。これは
第１の電極のインライン方向の側壁に設けられた開孔24
を通して陽極高電圧が浸透しているためである。

【００１９】さらに、図５は図３に対応するネック５の
断面、即ちＸ−Ｙ面の電界分布を示すものである。図５
において、等電位線はＸ軸のインライン方向に長軸をも
つ略楕円状に分布している。Ｘ軸上の等電位線の間隔と
Ｙ軸上の等電位線の間隔を比較すると、Ｙ軸上の等電位
線は第１の電極の側壁に近い部分では密になっているの
に対しＸ軸上の等電位線は第１の電極の側壁に近い部分
では疎になっている。このことから分かるように、Ｘ軸
方向の、特に側壁近傍の集束作用を局部的に弱めること
で、共通大口径電子レンズの特に両側電子ビームの通過
するＸ軸方向の球面収差を小さくすることが可能であ
る。即ち、Ｘ軸方向にインライン配列された３本の電子
ビームの内、両側の電子ビームは主電子レンズの周辺を
通過してもレンズの球面収差の影響は極めて小さく、大
口径電子レンズによってスクリーン上に適切に集束、集
中することが可能となる。

【００２０】ここで、第１の電極20のインライン方向側
壁部の開孔24の位置と大きさについては、第１の電極20
のインライン方向（Ｘ軸）の直径Ｄと、インライン配列
３電子ビームの間隔Sg、または両側電子ビームから第１
の電極20のインライン方向側壁端までの間隔ｄの値によ
って適切に選択される。

【００２１】さらに、開孔24の位置は第１の電極20の第
２の電極21と対向離間する先端近傍に設ける方が効果的
である。先端部からあまり隔れた位置では、電子ビーム
は主電子レンズから受ける作用範囲からも遠いので、こ
の開孔から浸透する高電圧により両側電子ビームが中央
電子ビームから離れる方向に偏向される。その結果、両
側電子ビームは主電子レンズの中央を通過する時は常態
よりもさらに外側を通過することになり、大きな球面収
差の影響を受けてスクリーン上に過集束すると共に著し
いコマ収差の影響を受け、電子ビームに調整不能な歪み
をもたらす不都合を生ずる。従って、出来るだけ第１の
電極の先端近くに開孔を設け、高電圧電位の浸透する等
電位線分布の曲率を緩やかにした方が効果的である。し
かしながら、電極の機械的な強度の制約から、開孔の位
置は第１の電極の先端から１〜５mm程度の位置が好まし
い。

【００２２】次に、開孔の大きさは第１乃至第３の電極
の配置構成と印加電位によって適切に選択される。例え
ば、第１の電極20と第２の電極21の対向する間隔が耐電
圧特性も考慮して0.8 〜2.0mm の範囲とし、第２の電極
21及び第３の電極23には25〜35KVの陽極高電圧が、第１
の電極20には陽極高電圧の20〜35％のフォーカス電圧が
印加される場合の開孔の大きさは概略以下のように設定
すればよい。即ち、開孔のＺ軸方向の長さをｗ、インラ
イン方向と直角な方向（Ｙ軸）の長さをｈとし、ｈを長
辺とする矩形状とする。ここで、開孔の大きさは第３の
電極23からの高電位が両側電子ビームに及ぶ大きさが必
要で、この高電位が第１の電極20の内部に及ぶ距離はそ
の開孔の大きさ程度である。従って、その大きさ、即ち
開孔の面積ｗｈは両側電子ビームから第１の電極20のイ
ンライン方向側壁端までの間隔ｄの0.8 倍から1.2 倍の
二乗程度の範囲とすればよい。

【００２３】以上の実施例では、主電子レンズとしてバ
イポテンシャル（ＢＰＦ）形レンズを用いた例について
説明したが、本発明はこれに限ることなくユニポテンシ
ャル（ＵＰＦ）形レンズを用いた場合に適用してもよ
く、またＢＰＦ形やＵＰＦ形の複合形レンズの低電圧側
の電極に側壁に開孔を設けてもよい。さらに、第３の電
極の電位は陽極高電圧とした例について説明したが、本
発明の趣旨に従って第３の電極電位が第１の電極内部に
浸透する状態であればこれに限られないことは言うまで
もない。

【００２４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電子レン
ズに不都合な電位の影響を及ぼすことなくインライン配
列の３電子ビームに共通に作用する大口径電子レンズの
球面収差を減少させ、３電子ビームをスクリーン上に適
切に集束すると同時に集中することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した陰極線管の電子銃の主電子レ
ンズ近傍の構成を示す概略斜視図。

【図２】図１をインライン方向からみた概略側面図。

【図３】図２のＡ−Ａ線に沿う概略断面図。

【図４】図２の電位分布を説明するための概略模式図。

【図５】図３の電位分布を説明するための概略模式図。

【図６】一般的なインライン配列電子銃を有するカラー
陰極線管を示す概略構成図。

【図７】図６のカラー陰極線管の電子ビームの軌跡と作
用を説明するための概略模式図。

【符号の説明】

20…第１の電極 21…第２の電極 22…絶縁支持体 23…第３の電極 24…開孔、25…接続子

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カソードからの電子放出を制御し且つ放
   出された電子を集束してインライン方向に配列された３
   本の電子ビームを形成する電子ビーム形成部と、この電
   子ビーム形成部を通過した電子ビームを対向する蛍光体
   スクリーン上に集束させる主電子レンズ部とを有し、こ
   の主電子レンズ部は実質的に円筒状の第１の電極とこの
   第１の電極に対向離間して配置され前記第１の電極より
   は高電圧が印加される実質的に円筒状の第２の電極とか
   ら形成される電子レンズを少なくとも有する電子銃を備
   えた陰極線管において、前記第１の電極の前記第２の電
   極と対向する先端近傍の前記インライン方向の集束作用
   が前記インライン方向と直交する方向の集束作用よりも
   弱い非対称集束手段を前記第１の電極の円筒状電極外に
   設けたことを特徴とする陰極線管。
2. 【請求項２】 カソードからの電子放出を制御し且つ放
   出された電子を集束してインライン方向に配列された３
   本の電子ビームを形成する電子ビーム形成部と、この電
   子ビーム形成部を通過した電子ビームを対向する蛍光体
   スクリーン上に集束させる主電子レンズ部とを有し、こ
   の主電子レンズ部は実質的に円筒状の第１の電極とこの
   第１の電極に対向離間して配置され前記第１の電極より
   は高電圧が印加される実質的に円筒状の第２の電極とか
   ら形成される電子レンズを少なくとも有する電子銃を備
   えた陰極線管において、前記第１の電極と前記第２の電
   極は前記インライン方向と実質的に平行な部分的平面部
   を有し、前記第１の電極と前記第２の電極は前記部分的
   平面部に実質的に平行な絶縁支持体を介して固定され、
   前記第１の電極は前記第２の電極と対向する先端部近傍
   の前記インライン方向両端に対応する一対の開孔を有
   し、この開孔に対向離間し前記第２の電極と接続子を介
   して電気的に導通する第３の電極が配置され、前記第１
   の電極と前記第２の電極の対向離間部分に少なくとも対
   応する部分の前記接続子は前記絶縁支持体上側にあるこ
   とを特徴とする陰極線管。
3. 【請求項３】 請求項２記載の陰極線管において、前記
   開孔の面積は前記インライン配列の外側の電子ビームか
   ら前記開孔までの距離の０．８倍から１．２倍の二乗で
   あることを特徴とする陰極線管。