JPH0766751B2

JPH0766751B2 - 電子銃装置

Info

Publication number: JPH0766751B2
Application number: JP61153312A
Authority: JP
Inventors: 耕資市田; 芳史仲山; 宣井上
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1986-06-30
Filing date: 1986-06-30
Publication date: 1995-07-19
Anticipated expiration: 2010-07-19
Also published as: GB2193595B; KR960004585B1; DE3721596A1; KR880001022A; JPS6310440A; GB8715210D0; FR2603737A1; GB2193595A; FR2603737B1

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明はカラーテレビジョン受像管のような陰極線管に
適用して好適な電子銃装置に係る。

〔発明の概要〕

本発明は、複数のビームをとり出す電子銃装置、特にこ
れらビームに関する主電子レンズを、各ビームに関して
夫々設けられる前段の電子レンズ作用領域と、複数のビ
ームに共通に設けられる後段の電子レンズ作用領域とか
ら構成する電子銃装置において、その各ビームについて
の前段電子レンズを構成する電極の電子ビーム透過孔の
中心軸を互いに平行に設定し、製造の簡易化、精度の向
上をはかる。

〔従来の技術〕

カラーテレビジョン受像管等に用いられる電子銃装置と
して例えば第６図に示すように赤、緑、青に対応して設
けられるカソードK_R、K_G及びK_Bに対して、共通に第１グ
リッドG₁、第２グリッドG₂、第３グリッドG₃、第４グリ
ッドG₄、第５グリッドG₅が配列され、例えばカソードＫ
（K_R、K_G、K_B）及び第１〜第３グリッドG₁〜G₃によって
カソード・プリフォーカス電子レンズが形成され、第３
グリッドG₃、第４グリッドG₄及び第５グリッドG₅におい
てユニポテンシャル型の主電子レンズが構成されるよう
にしたいわゆる複ビーム単電子銃装置がある。

この場合、各カソードK_R、K_G及びK_Bよりの電子ビーム
は、主電子レンズのほぼ中央において、フラウンフォー
ファの条件を満足させる即ち、こま収差が零になる条件
を与える位置で交叉するようになされ、第５グリッドG₅
の後段には例えば静電偏向板によって構成されたコンバ
ージェンス手段Ｃが設けられて、これによって各カソー
ドK_R、K_G及びK_Bよりの電子ビームB_R、B_G及びB_Bが、図示
しないが螢光面上においてコンバージェンス（集中）す
るようになされる。

このような構成による電子銃においては、各電子ビーム
に対する主電子レンズを共通にしたことによって限られ
た陰極線管のネック径内におけるレンズ口径を大にする
ことができて収差の小さい電子銃を構成することができ
るものであるが、このような構成にしてもなお、ビーム
電流が大きくなると、球面収差が大きくなってしまっ
て、ビームスポットがブルーミングしてしまうという欠
点がある。

更に、第７図を参照してユニポテンシャル型の電子レン
ズについて考察するに、このユニポテンシャル型電子レ
ンズ系においては、第３グリッドG₃と第５グリッドG₅に
高電圧V_Aが与えられ、第４グリッドG₄にフォーカス電圧
V_Fが与えられて主電子レンズが構成される。通常、この
種ユニポテンシャル型の電子レンズにおいては、高圧V_A
が与えられる電極G₃及びG₅の直径と、フォーカス電圧V_F
が与えられる電極G₄の直径とがほぼ同径に選ばれるか、
或いは第８図に示すように高圧電極G₃及びG₅がフォーカ
ス電極G₄と対向する側において小径となされて電子ビー
ムの通路に対しての外部からの電界の乱れをシールドす
るようになすが、何れの場合においても、フォーカス電
極G₄の直径をＤ、長さをｌとするときl/Dの値は0.5〜2.
0の範囲に選ばれている。

第７図に示したような、各電極G₃〜G₅が同径に選ばれた
ユニポテンシャル型電子レンズにおいて、そのl/Dの値
を変化させた場合の球面収差特性を計算から求めると第
９図に示すようになる。この図において横軸は焦点距離
ｆとレンズ口径Ｄの比f/Dを、縦軸は球面収差係数C_Sを
とったものである。これより明らかなようにl/Dをγと
し、とすると、同一のζ値でγが大きいほど球面収差係数C_S
は小となる。実際上レンズ口径Ｄは、陰極線管管体のネ
ック径によって制限されるので結局一定の焦点距離ｆに
おいて電極G₄の長さがｌが長いほど球面収差が小さいこ
とになる。しかしながら一方γ＝2.0以上では収差の現
象は飽和してくるので、より小さい収差となすには同一
γにおいて焦点距離ｆを小さくすることが望まれる。と
ころが一般に電極G₄の長さｌ、すなわちγを大とすると
焦点距離ｆを小さくすることができない。これについて
第10図を参照して説明する。今、ユニポテンシャル型の
電子レンズにおいて、これを第３グリッドG₃及び第４グ
リッドG₄間に形成されるレンズ（Lens 1）と第４グリッ
ドG₄及び第５グリッドG₅間に形成されるレンズ（Lens
2）とに分離して考察する。そして各レンズ（Lens 1）
及び（Lens 2）の各物焦点距離f₁及びf₂とし、像焦点距
離をf₁′及びf₂′とし、物焦点F₁及びF₂、像焦点をF₁′
及びF₂′とする。Lens 1の像焦点F₁′からLens 2の物焦
点F₂までの間隔とすると、両レンズの合成焦点距離ｆ′はで与えられる。

一般に電子レンズ系では、Ｃ＞０であるからｆ′＞０と
なる。そして前述したように球面収差を小さくするため
に電極G₄の長さｌ、したがってLens 1及びLens 2間の距
離Ｌを大とすると、|C|は小となる。したがって（１）
式から合成焦点距離ｆ′は大となってしまう。このよう
に焦点距離ｆ′は大となるので第９図について説明した
ようにｌを充分大に且つｆを充分小として収差を充分小
さくするということができない。また、ｆが大となるこ
とによって結像状態が変わることになる。したがってｌ
を大にした場合においてｆを一定に、すなわちこれを小
に保持するには、（１）式より明らかなようにLens 1及
びLens 2の像焦点距離f₁′（又は）f₂′を小さくするこ
とが要求される。しかしながら後段のレンズLens 2と陰
極線管の螢光面Ｓまでの距離Ｑは、陰極線管のファンネ
ル部の基部に配置される水平、垂直偏向手段との関係か
ら、その焦点距離f₂′を小さくすることに制限がある。
そこで、前段のレンズLens 1の焦点距離f₁′を小さくす
ることが望まれることになる。そして、この焦点距離
f₁′を小さくする方法としては、第３グリッドG₃に印加
する陽極電圧V_Aと第４グリッドG₄に印加するフォーカス
電圧V_Fとの比V_A/V_Fを大とする方法があるが、この場
合、第３グリッドG₃に第５グリッドG₅とは独立の高圧を
印加することは別の高圧配線を必要とし、高圧の絶縁シ
ールドの問題から実用上可成りの煩雑さを招来する。

このような欠点を招来することなく前段のレンズ系の焦
点距離f₁′を小とするには第11図に示すように、第１電
極、すなわち例えば第３グリッドG₃と、第２電極、すな
わち例えば第４グリッドG₄とによって減速型の前段の電
子レンズ（Lens 1）を構成し、第２電極（第４グリッド
G₄）と第３電極、すなわち例えば第５グリッドG₅とによ
って加速型の後段の電子レンズ（Lens 2）を構成するよ
うにするが、この構成において、特に、前段の電子レン
ズ（Lens 1）と後段の電子レンズ（Lens 2）とを各電子
レンズ作用領域が分離されるように電極G₄の長さｌを設
定し、更に前段の電子レンズ（Lens 1）のレンズ口径を
後段の電子レンズ（Lens 2）のレンズ口径より小に選定
する。すなわち、第３グリッドG₃及び第４グリッドG₄の
各対向端部の直径D₁を第４グリッドG₄及び第５グリッド
G₅の各対向端部の直径D₂より小に、すなわち、D₁とD₂の
比、D₁/D₂をｋとするとき、ｋ＜１とする。又上述した
ように前段及び後段の各レンズの電子レンズ作用領域を
互いに分離するには、第４グリッドG₄内への第３グリッ
ドG₃及び第５グリッドG₅による電界の侵入が、グリッド
G₄の、第３及び第５グリッドG₃及びG₅との対向部の開口
径D₁とD₂とがほぼ等しいことから、小径部の長さl₁と大
径部の長さl₂とが夫々l₁>D₁、l₂>D₂の関係に、したがっ
て第４グリッドG₄の長さｌがｌ＞D₁+D₂の関係になるよ
うに選ぶ。

今、第12図に、前段及び後段のレンズ径を等径とした場
合（すなわちｋ＝１）を実線図示の光学系として示し、
このときにこのレンズ系によって陰極線管の螢光面Ｓ上
に結像が生ずるようにしたとする。図においてP₀は物
点、すなわちカソード・プリフォーカス電子レンズによ
る各ビームのクロスオーバーポイントにおけるカソード
像で、P₁は前段のレンズ（Lens 1）による虚像、すなわ
ち後段レンズ（Lens 2）の物点を示し、P₂は螢光面Ｓ上
に結像されたレンズ（Lens 2）の像を示す。この状態に
おいて前段レンズ（Lens 1）の口径D₁を小さくしてその
焦点距離f₁′を小さくしたときに結像関係に変化が生じ
ないように、すなわち螢光面Ｓ上に結像がなされるよう
にするには、前段のレンズ（Lens 1）及び物点P₀の位置
を破線図示のように所要の距離だけ移動させる。レンズ
（Lens 1）の径を小さくすることを光学的に考えると、
レンズLens 1及びLens 2の像倍率は一定としているの
で、レンズLens 1の結像関係を、像倍率を一定として縮
小したことになる。つまりLens 1によって生じる収差量
も縮小率だけ小さくなることが期待できる。具体的には
前段レンズLens 1の口径D₁を小さくすると共に、両レン
ズLens 1及び２間の距離Ｌを大とし、カソードＫの位置
をずらす。今、レンズ径全体の倍率Ｍを、Ｍ＝12に選定
し、レンズLens 2から像点P₂までの距離Ｑを、Ｑ＝50×
D₂とした場合において、後段のレンズLens 2から物点P₀
までの距離をＯとすると、この距離Ｏと距離ＬのV_F/V_A
を一定としたときの両レンズの口径比ｋに対する関係
は、第13図中実線及び破線で示す関係となる。この場
合、後段のレンズ（Lens 2）の口径D₂は6mmとした場合
であるが、同第13図において、縦軸はこの口径D₂を単位
として、すなわちD₂＝１として表示したものである。

第14図はレンズ系全体の倍率Ｍを、Ｍ＝−８とし、Ｑ＝
50×D₂とした場合のV_F/V_Aに対する球面収差係数C_Sの関
係の計算結果を示すもので、同図中曲線（10）〜（13）
は夫々両レンズの口径比ｋを、ｋ＝1.0、0.8、0.6、0.4
に選定した場合の各計算結果を示す。尚、各曲線（10）
〜（13）に関してカッコ内に示す数値は、距離Ｌの値を
D₂を単位として示したものである。第14図において縦軸
は係数C_SとD₂の比で表わしたものである。

第15図は第14図と同様な球面収差係数の曲線であるが、
この場合はＭ＝−10、Ｑ＝50×D₂とした場合で曲線（2
0）〜（24）は夫々ｋ＝1.0、0.8、0.6、0.4、0.3とした
場合である。

第14図及び第15図から明らかなように前段及び後段のレ
ンズ径の口径比ｋが小さくなるほど、即ち前段のレンズ
径の口径D₁が後段のレンズ径の口径D₂に比し小となるほ
ど、収差が改善されることがわかる。

上述したように互いに独立した前段のレンズ作用領域と
後段のレンズ作用領域とを設けて両者の口径比ｋを小さ
くするとき、球面収差の小さいレンズを構成できるもの
であるが、この前段及び後段のレンズ作用領域によって
形成されるレンズLens 1及びレンズLens 2からなる合成
レンズ系の総合球面収差C_Sは、これら２つのレンズLens
1及びレンズLens 2の球面収差係数をC_S ¹、C_S ²とすると
き、次式で与えられる。

これより収差量Δｒは次のように表わせる。

ここに、ｋは前段及び後段の各レンズ口径D₁とD₂の比、
M₁及びM₂は前段及び後段の各レンズの倍率である。ま
た、で、V₁、V₂及びV₃は第１、第２及び第３電極の印加電圧
である。

この（３）式からも全体の収差量を効果的に減少させる
には、前段のレンズ口径D₁と後段のレンズの口径D₂との
比ｋを小さくすることであることがわかる。

このように２つの独立したレンズLens 1、Lens 2の合成
によって形成された主電子レンズは、その口径比ｋを小
さく選ぶことによって球面収差の改善を図ることができ
るものであるが、このレンズでは非点収差、像面彎曲収
差に関しては、これが大きな値になってしまう。したが
ってこのような合成レンズ系を、第６図に説明したよう
に複数例えば３つのビームに対して共通の主電子レンズ
として用い、前述したようにフラウンフォーファの条件
を満足させるように、すなわちコマ収差が零になる条件
の位置で３本のビームB_R、B_G及びB_Bが交叉するような構
成としても両サイドのビームB_R及びB_Bのスポットサイズ
が悪くなる。

そこで、サイドビームに関しても、良好なスポットを得
ることができるようにするものとして特開昭55-19755号
公開公報に開示された電子銃装置が提案された。この電
子銃装置では前段の電子レンズLens 1、すなわち前段の
電子レンズ作用領域と、これと分離された後段の電子レ
ンズLens 2、すなわち、後段の電子レンズ作用領域とに
よって主電子レンズを構成するが、特に前段の電子レン
ズを各カソードよりの各ビームに対応して夫々独別個々
に設け、後段の電子レンズを非点収差、像面彎曲収差の
小さい電子レンズによって構成し、これを各ビームに対
し、共通に設ける。そして、各前段のレンズ口径を、後
段のレンズ口径より小に選定する。

すなわち、この電子銃装置においては、例えば第16図に
示すように、主電子レンズが、減速型バイポテンシャル
電子レンズ構成の前段電子レンズと、これの電子レンズ
作用領域と分離された電子レンズ作用領域を有する加速
型バイポテンシャル電子レンズ構成を採る。この場合、
例えば、赤、緑及び青に対応するカソードK_R、K_G及びK_B
が設けられ、これら各カソードK_R、K_G及びK_Bに対し、す
なわち各ビームB_R、B_G及びB_Bに対し夫々第１グリッドG
_1R、G_1G及びG_1B、第２グリッドG_2R、G_2G及びG_2B、第３
グリッドG_3R、G_3G及びG_3Bが順次配列され、これらに共
通に第４グリッドG₄と第５グリッドG₅とが設けられる。
第４グリッドG₄の、各第３グリッドG_3R、G_3G及びG_3Bに
対向する側の端部には、各グリッドG_3R、G_3G及びG_3Bに
対応して夫々円筒状にに分岐された電極部G_4R、G_4G及び
G_4Bが設けられる。そして、第３グリッドG_3R、G_3G及びG
_3Bに与える電圧V₁と、第４グリッドG₄、すなわち各電極
部G_4R、G_4G及びG_4Bに与える電圧V₂と、第５グリッドG₅
に与える電圧V₃との関係を、V₂<V₁<V₃に選定し、V₁及び
V₃を例えば陽極電圧V_Hに選定する。このようにした、第
４グリッドG₄の各電極部G_4R、G_4G及びG_4Bと第３グリッ
ドG₃とによって、各ビームB_R、B_G及びB_Bに対し個々に主
電子レンズを構成する前段の減速バイポテンシャル型電
子レンズLens_1R、Lens_1G及びLens_1Bを構成し、第４グリ
ッドG₄と第５グリッドG₅とによって各ビームB_R、B_G及び
B_Bに対し共通に後段の加速型バイポテンシャル電子レン
ズLens 2を構成する。ここに第４グリッドG₄の第３グリ
ッド側の端部の口径、すなわち電極部G_4R、G_4G及びG_4B
の口径D₁と、第５グリッド側の端部の口径D₂との比ｋ＝
D₁/D₂を、ｋ＜１とし、更に第４グリッドの長さをD₁+D₂
より大に選定して、前段レンズLens_1R、Lens_1G、及びLe
ns_1Bと、後段レンズLens 2との各レンズ作用領域が分離
するようになす。

そして、各ビームB_R、B_G及びB_Bを後段レンズLens 2のほ
ぼ中心でフラウンフォーファの条件を満足するように交
叉させる。

第17図は、他の例を示すもので、この場合、後段の電子
レンズLens 2が拡張型（延長電界型）バイポテンシャル
電子レンズ構成をとった場合である。すなわち、この場
合、後段のレンズLens 2を第４、第５及び第６各グリッ
ドG₄〜G₆によって構成し、第３グリッドG₃（G_3R、G_3G、
G_3B）、第４グリッドG₄、第５グリッドG₅、第６グリッ
ドG₆への各印加電圧V₁〜V₄は、例えばV₁＝V₄として陽極
電圧を与え、V₂/V₁＝0.25〜0.40、V₃/V₄＝0.4〜0.6の関
係に選定する。

このように主電子レンズを小口径の前段レンズと大口径
の後段レンズとによって構成することによって球面収差
の小さい主電子レンズを構成すると共に、前段レンズ
は、各ビームに関して、個々に設けるようにして、後段
のレンズに関しては、各ビームに関して共通に設けると
いう構成をとることによって前段レンズに関する非点収
差及び像面彎曲収差の問題を解決し、また後段レンズに
関しては非点収差及び像面彎曲収差の小さいレンズ構成
の電子レンズを用いることができるようにし、結局、複
ビーム単電子銃構成とするにも拘わらず、サイドビーム
の、非点収差及び像面彎曲収差によるスポットの歪を解
決するものである。

第18図は上述したような電子銃装置を実現した電極構成
であり、この例では各カソードK_R、K_G及びK_Bに関して、
第１グリッドG_1R、G_1G及びG_1Bを個々に設けるが、第２
グリッド以下については、夫々共通の金属電極体によっ
て、共通の第２グリッドG₂〜第６グリッドG₆によって構
成する。つまり、各カソードK_R、K_G及びK_Bからの各ビー
ムに関して個々に主電子レンズの前段レンズLens_1R、Le
ns_1G、及びLens_1Bを構成するものの、これらLens_1R、Le
ns_1G、及びLens_1Bを、夫々共通の第３グリッドG₃の前段
側端面板、第４グリッドG₄の前段側端面板とに設けた各
電子ビームの透過孔h_3R、h_3G、h_3Bとh_4R、h_4G、h_4Bとに
よって構成する。そして、各前段Lens_1R、Lens_1G、及び
Lens_1Bは、前述したと同様の考慮の下に所要の関係をも
って形成される。この場合、第19図に示すように各レン
ズLens_1R、Lens_1G、及びLens_1Bを構成する第３及び第４
グリッドG₃及びG₄の後端面板及び前端面板の各電子ビー
ム透過孔h_3R、h_3G、h_3B及びh_4R、h_4G、h_4Bには、夫々そ
の周縁に例えばバーリングによる円筒周側壁W_Sを設け、
相互に電界の乱れが生じないようにしている。各第１グ
リッドG_1R、G_1G、G_1B、第２グリッドG₂、第３グリッドG
₃の前端板には、夫々電子ビーム透過孔が穿設され、各
ビームに関し、夫々カソード・プリフォーカスレンズが
構成される。そして、これらカソード・プリフォーカス
レンズ及び前段レンズを構成する各電子ビーム透過孔
は、各電子ビームに関し、夫々同一軸心O_R、O_G及びO_B上
にあり、中心のビームについての軸心O_Gを中心に、両サ
イドビームについての軸心O_R及びO_Bが所要の角度θをも
って傾くように配置されている。つまり、第３グリッド
G₃の前端面板及び第４グリッドG₄の後端面板に夫々形成
した各透過孔h_3R、h_3G、h_3B及びh_4R、h_4G、h_4Bの各周側
壁W_Sについても、夫々所定の軸心O_R、O_G、及びO_B上に配
置形成する必要が生じ、その製造は煩雑であり、また軸
心の方向の設定など製作精度上に問題が生じる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は、上述したように主電子レンズを前段レンズと
後段レンズに分離し、前者のレンズを各電子ビームにつ
いて個々に設けると共に、その口径を後段レンズのそれ
より大にした電子銃装置において、上述した製造の煩雑
性の問題、精度上の問題の解決をはかる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、複数のカソードが設けられ、主電子レンズ
が、各カソードによる電子ビームの各通路上に個々に設
けられる前段の電子レンズ作用領域と、これら前段の電
子レンズの作用領域と分離され複数のビームの通路上に
共通に設けられる後段の電子レンズ作用領域とより構成
され、前段の作用領域による電子レンズ系の電子レンズ
口径が後段の電子レンズ作用領域の電子レンズ口径より
小にされた構成とするものであるが、特に本発明におい
ては各電子ビームの通路上の前段の電子レンズ作用領域
の中心軸が互いに平行となるように前段の電子レンズ作
用領域を構成する電極の各電子ビーム透過孔の中心軸を
互いに平行に選定し、各電子ビームについて各前段の電
子レンズ作用領域の位置を夫々フラウンフォーファの条
件を満たすように選定する。

〔作用〕

上述したように本発明によれば、前段レンズを、各電子
ビームについて個々に設けられ構造とするもにかかわら
ず、これら各レンズを構成する電子ビーム透過孔の軸心
を互いに平行に設定したので、これら透孔を容易に且つ
高精度に形成でき、例えばバーリングによって、これら
前段レンズを構成する電子ビーム透過孔の周縁に周側壁
を設ける場合においても、その軸心方向を互いに平行に
設定したことにより、互いの軸間隔、軸方向の設定は高
精度をもって行うことができる。また、このように各ビ
ームに関する前段レンズを平行関係に選定したことによ
り、サイドビームに関しては、これら前段レンズにその
光軸に一致しない方向からビームが入射することになる
が、これらレンズはフラウンフォーファの条件を満すよ
うに選定されているのでビームとレンズの軸が一致しな
いことによるこま収差の発生の問題は改善される。

〔実施例〕

第１図及び第２図を参照して本発明装置の一例を詳細に
説明する。この例は主電子レンズがユニポテンシャル型
構成を採る場合である。この場合においても、例えば
赤、緑及び青に対応するカソードK_R、K_G及びK_Bが例えば
水平面上に設けられ、これら各カソードK_R、K_G及びK_Bに
対し、夫々第１グリッドG_1R、G_1G及びG_1Bが配され、そ
の後段に各カソード、すなわち各色に対応する中心電子
ビームB_Gと両サイドの電子ビームB_R及びB_Bとに対し共通
に第２〜第６グリッドG₂〜G₆が順次配列されて成る。

第３グリッドG₃は、第２グリッドG₂と対向する前段側端
面板（31）と、第４グリッドG₄と対向する後段側端面板
（32）とを有してなる。

第４グリッドG₄は、第３グリッドG₃と対向する前段側端
面板（41）を有して成る。

第１グリッドG_1R、G_1G及びG_1Bは、夫々対応する各カソ
ードK_R、K_G及びK_Bと同軸上に配され各中心軸に電子ビー
ム透過孔h_1R、h_1G、h_1Bが穿設され、これら電子ビーム
透過孔h_1R、h_1G、h_1Bと同心上に、第２グリッドG₂と、
第３グリッドG₃の前段側端面板（31）とに夫々電子ビー
ム透過孔h_2R、h_2G、h_2B、及びh_31R、h_31G、h_31Bが穿設
される。これら第１グリッドG₁、第２グリッドG₂、第３
グリッドG₃の前段側の端面板（31）の各電子ビーム透過
孔は、一方のサイド電子ビームB_Rについての透過孔
h_1R、h_2R、及びh_31Rの各軸心が同一軸心O_R上に、他方の
サイド電子ビームB_Bについての透過孔h_1B、h_2B、h_31Bの
軸心が同一軸心O_B上にあって、これら軸心O_R及びO_Bが、
中心電子ビームB_Gの各透過孔h_1G、h_2G、h_31Gの軸心O_Gと
所定の角度θをもって傾き、軸心O_G上の所定位置の一点
で交るようになされる。

そして、第３グリッドG₃の後段側の端面板（32）、及び
第４グリッドG₄の前段側の端面板（41）には、各電子ビ
ームB_R、B_G、B_Bの電子ビーム透過孔h_3R、h_3G、h_3B及びh
_4R、h_4G、h_4Bが穿設される。ここに、中心ビームB_Gの透
過孔h_3G及びh_4Gの軸心は、軸心O_G上に配置されるが、一
方のサイドビームB_Rについての透過孔h_3R、h_4Rは、第２
図に示すように、軸心O_Gと平行な他の軸心O_R′上に、他
方のサイド電子ビームB_Bについての透過孔h_3B、h_4Bは、
軸心O_Gと平行で、これに対して軸O_R′と対象な軸心O_B′
上に配置される。すなわち両サイドの電子ビームB_R及び
B_Bについてのカソード・プリフォーカスレンズの軸心に
ついては、中心の電子ビームについてのカソード・プリ
フォーカスレンズの軸心と所要の傾きθを有するように
選定されるが、主電子レンズの前段レンズLens_1R、Lens
_1G、Lens_1Bについては、互いにその軸を平行関係に選定
する。

また、各レンズLens_1R、Lens_1G、Lens_1Bは、互いに、分
離されて形成されるように、これらレンズLens_1R、Lens
_1G、Lens_1Bを構成する第３及び第４グリッドG₃及びG₄の
各端面板（32）及び（41）の各透過孔h_3R、h_3G、h_3B、h
_4R、h_4G、h_4Bを取り囲んでその周囲に周側壁W_Sを設け
る。例えば第２図に示すように各端面板（32）及び（4
1）を肉厚とし、これらに各透過孔h_3R、h_3G、h_3B及びh
_4R、h_4G、h_4Bを穿設することによって、これら端面板
（32）及び（41）の肉厚自体で周側壁W_Sを構成すること
ができる。この場合、肉厚の端面板（32）及び（41）に
高精度に透過孔が穿設することに問題がある場合は、端
面板（32）及び（41）を、夫々肉薄の２枚以上の薄板体
をレーザー等によって重ね合せて貼り合せた積層体によ
って構成し、予め各薄板に互いに合致する透光を穿設し
ておき、これらが貼り合せられて夫々端面板（32）及び
（41）を構成した状態で実質的に肉厚の周側壁W_Sが周囲
に形成された各透過孔h_3R、h_3G、h_3B及びh_4R、h_4G、h_4B
が形成されるようにする。

或いは第３図に示すように比較的薄い端面板（31）及び
（41）によって構成し、これに各透過孔h_3R、h_3G、h_3B
及びh_4R、h_4G、h_4Bを穿設すると共にその周囲に、絞り
出し加工、いわゆるバーリングによって円筒状の周側壁
W_Sの形成を行うこともできる。

上述した構成によれば、各前段レンズLens_1R、Lens_1G、
Lens_1Bの光軸が互いに平行に形成されることから、両サ
イドの電子ビームB_R及びB_Bについては、これらが各レン
ズLens_1R及びLens_1Gの光軸に対し所要の角度をもって入
射することになるが、各レンズLens_1R、Lens_1Gはフラウ
ンフォーファ条件を満足する、すなわちこま収差が零に
なる条件をあたえる位置に選定する。このようにすれ
ば、各Lens_1R及びLens_1Gの光軸に対し、各ビームB_R及び
B_Bが斜めに入射することによって収差が大となり、例え
ばカラー陰極線管の螢光面上のスポットサイズが大とな
るような不都合を回避できる。第４図は第１図及び第２
図の構成による本発明の電子銃装置を用いカラー陰極線
管において、カソード電流I_Kを変化させた場合のスポッ
トサイズの測定結果を示したものであり、第５図は、第
18図に示した従来構成による電子銃装置を用いた同様の
スポットサイズの測定結果を示したもので、第４図と第
５図と比較することによって明らかなように、本発明に
おけるように前段レンズLens_1R、Lens_1G、Lens_1Bの光軸
を平行に選定した場合でも、フラウンフォーファ条件を
満たすようにしたことによって何ら避色がない。

尚、第１図の例では第17図に対応するユニポテンシャル
型構成による電子銃に本発明を適用した場合であるが、
第16図に対応するバイポテンシャル構成とする場合など
種々の構成による電子銃に適用できるものである。

〔発明の効果〕

本発明は、主電子レンズを前段レンズと後段レンズに分
離し、前段レンズの口径を後段レンズのそれより小とす
ることによって収差の縮減をはかった電子銃において、
収差の増加をみることなく前段レンズにおいてその各光
軸を平行にしたので、その製作が容易となり、各軸心位
置の機械加工精度が高められ、安定した設計通りの電子
銃を製造することができ、その工業的利益は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子銃装置の一例の電極配置構成
図、第２図はその要部の断面図、第３図は本発明装置の
他の例の要部の断面図、第４図は本発明装置のスポット
サイズの測定曲線図、第５図は従来装置のスポットサイ
ズの測定曲線図、第６図は従来装置の電極配置図、第７
図、第８図、第10図及び第11図は夫々電子レンズの構成
図、第９図は焦点距離とレンズ口径との比と球面収差係
数の関係を示す曲線図、第12図は電子レンズの説明図、
第13図は前段及び後段レンズ口径比と両者間距離Ｌと物
点距離の関係を示す曲線図、第14図及び第15図は夫々球
面収差を示す曲線図、第16図乃至第19図は夫々従来の電
子銃装置の各例の電極配置構成図である。 K_R、K_G及びK_Bはカソード、G_1R、G_1G及びG_1Bは第１グリ
ッド、G₂〜G₆は第２〜第６グリッド、Lens_1R、Lens_1G及
びLens_1Bは前段レンズ、Lens 2は後段レンズである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のカソードが設けられ、主電子レンズが、上記カソードによる電子ビームの各通
路上に個々に設けられる前段の電子レンズ作用領域と、
これら前段の電子レンズ作用領域と分離され上記複数の
ビームの通路上に共通に設けられる後段の電子レンズ作
用領域とより構成され、上記前段の作用領域による電子レンズ系の電子レンズ口
径を上記後段の電子レンズ作用領域の電子レンズ口径よ
り小にし、上記各電子ビームの通路上の上記前段の電子レンズ作用
領域の中心軸が互いに平行となるよう上記前段の電子レ
ンズ作用領域を構成する電極の各電子ビーム通過孔の中
心軸を互いに平行に選定し、上記各電子ビームについて上記各前段の電子レンズ作用
領域に関し夫々フラウンフォーファの条件を満たすよう
に選定したことを特徴とする電子銃装置。