JPS5830047A - インライン型電子銃構体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 不発明はカラー陰極巌管に用いら扛るインフィン型′−
子線の電子ビームスポット形状のＩ；Ｘ書に関するもの
である。

先ず本発明の理解を容易にするため促米用いら扛ている
インライン型カラー陰極融管について説明する。４１図
は三本の電子ビームを放射するインジイン型′嶋子絖傳
体ｌを備えたカラー一極線管る三本の電子ビームは排気
さ扛た硝子外囲器２の漏斗状部に配設さｊした偏向コイ
ル５により、水平及び垂直に偏向さ牡、硝子外囲器２の
前部にその内１１ｉｌは複数個の例えば赤、緑及び青に
発光する螢光体素子が被着さｆ′した螢光面３上に走査
画面を形成する。この管内゛に螢光面３にｒｉ４接し、
有孔マスク４からなる色選別機構が配置さ−ｒ′Ｌ、各
走査電子ビームは夫々の電子ビームに対応する色の螢光
体素子だけを刺激するようになって込る。一方インライ
ン型電子銃構体ｌの半行径路に沿って放射さ扛た二電子
ゼーム扛有孔マスク４の中央で一点に交わるよう、主電
子レンズの轍路電極の両性１１！ｗ子ビーム通過孔を前
記平行径路に対して外側に偏位させて１内外側電子ビー
ムＨＢｊ　ＢＢが中央電子ビームＢＧに対し傾くように
予め設定されて込る。

硝子外囲器２の漏斗状部に続く硝子頚部に封止さｎ次電
子線構体ｌ上の偏向ヨーク５側には、静集中装置６が配
置さｎ、−’ＭＥ子銃子線ｌめ組立誤差等に基づく有孔
マスク４ｒ１［ｉ中心に於ける中央及び両性側の二電子
ビームの集中誤差を補正し、二電子ビームが正しく一点
に集中出来るようになっている。即ち静集中装置６は第
４図、第５図に示す様に５円環状基板に４極に着磁さｎ
た一対の４極磁石６Ａと、６極に着磁さｎた一対の６極
磁石６Ｂから構成さ扛ている。４極磁石６人は内外ｉｔ
ｉｔｍ子ビームＢ１１ｅ　ＢＢに対し同量逆方向の磁束
ｆｔ兄生し１内外＠電子ビーム”Ｒ’　”ｍｌを同波逆
方向に移動させ、２枚の開き角度で補正量を、２枚同時
回転させて補正方向を変えることにより内外＠電子ビー
ムを互、に一致させる。又、６極磁石６′Ｂは内外側越
子と−ムｂＲｔＢＢに対し同輩同方向の磁束を発生し１
両性１１４１Ｉ電子ビームＢ、ＩＢＢ　を中央電子ビー
ムＢＧに合わせる働きを持っている。巣に靜集中装置６
に隣接して三本の電子ビームが夫々対応する色の螢光体
素子を正しく＊ｔｔ＊するように調整出来る色線化装置
が配−さｎている。

通常用いら牡て込るインライン型カラー隘極線管では、
偏向コイル５の形成する水平偏向磁界をインライン溢電
子＠構体ｌが封止さｎた硝子頚部側に於て樽戯歪に、＊
光！ｉｉ３側に於て糸巻型歪に。

又垂直偏向磁界を逆に硝子頚部側に於て糸巻緘歪に、螢
光面３側では樽型歪に夫々設定することによって三本の
電子ビームの集中ず−ｎを螢光面３全域で補正して、′
１Ｉｌｂ的集中補正系路を用いることなく良好なコンバ
ージェンス特性を得る。所謂セルフコンバージ７エンス
方式ｔ−実現している。

然しなから、この場合三本のインライン電子ビームは上
述の非斉−磁界中を通過することによって螢光面３上の
ビームスポット断面Ｂｃは第２図に示す様に画面中央で
真円であっても、画面周辺では横長の楕円形状に歪む。

即ち水平偏向磁界が強い糸巻型歪をもっているためビー
ムスボ、トカ水平方向に偏向されるに従がって、特に画
面周辺でビームスポットは歪んで横長の長円形状となる
。

又高輝度画像を受像する場合、電子銃から大電訛を取り
出すことになり２％に偏向角度の大きｂ画面周辺部では
上記の偏向歪により高輝度のビームスポット核ＢｃＯ周
Ｈに薄く輝くハローＢＨが発生する。

従がって偏向磁界の偏向歪により画面周辺では。

ビームスポットの横長潰ｎとハローによりフォーカス特
性が劣化し、解像度は看しく低下する欠点があった。

前記偏向歪によるビームスポットの横長歪を補償するた
め第３図に示す様に、インライン型電子銃ｌのビーム形
成領域である陰極に最も近い制御電極Ｇｌ又は逅蔽電極
Ｇ２の二電子ビーム通過孔ＨＢｔ）ｉＧｔ　ＨＢｔ−垂
直偏向軸方向に長径を置く縦長の長円形状とすることが
行わ扛ている。こｎにより電子ビーム通過孔の長径方向
の集束を弱く、短径方向の集束を強く１１画面中央に於
けるビームスポットを縦長とし５画面周辺に於ける偏向
さｎたビームの横長歪を軽減して静的に補償している。

然るに上述の制？ｌ＆４１電極Ｇｌ、遁蔽ＩＥ極Ｇ２の
電子ビーム通過孔を長円形状に高精度ではらつきなく製
作加工したり、こｎら長円形状ビーム通過孔を持った電
極と、電子銃構体ｔ′構成する他の電極と相対的位置を
高桔匿に保って電子銃構体を組立てることは従来用いら
牡ている円形ビーム通過孔を待つ友電極を用いる場合よ
りいずｎも著しく困難であった。このためビーム形成領
域にめる陰極。

制御電極、遮蔽１１ｔ極の相対位置で決まる電子ビーム
迩ｗｉｒ１を圧が二電子ビーム間にばらつきを生じたり
、電子ビーム束形成領域の光学特性を劣化させたりする
。

更に制御電極、遮蔽電極の電子ビーム通過孔を長円形状
にすることで、偏向コイル磁界から電子ビームスポット
が受ける偏向歪による横長歪を軽減出来ても、高輝度０
＠、子ビームスポット核Ｂｃ周囲に輝くハｉ−成分ＢＨ
は除去不可能でおり。

高輝度画城の画質改善には末だ不十分であった。

又従来の主電子レンズ’＠極の間外側電子ビーム通過孔
を外側に偏位させて集中させる方式では。

画面上のフォーカス調整による系中電圧の変動によって
、コンバージェンスがずｊＬる欠点があった。

本発明社上述の欠点に鑑みてなさｎたものであり、極め
て簡単な構成によってインライン屋力２−陰極線管の解
像度を者しく改善したインライン型電子銃構体を提供す
るものである。

即ち１０」−平向内に放射さｎた少くとも二本の電子ビ
ームを平行径路に沿って所定間隔に配置した複数個の電
極で各ビーム径路に実質的に１−別に形成さｎ２電子レ
ンズで集束し、且つ主電子レンズの最終段電極の間外側
電子ビーム通過孔を前記電子ビーム径路に対し外側に離
心させて陰極線管の画面近くに電子ビームを集中させる
インライン型電子銃構体に於て、崗外側電子ビームｆ：
画面中央で隘極線管外の一点で集中する様に集中角度比
（θ−θ。）／θ。が−３６〜−７３％となる不足策中
状悲とし、静集中装置の４極磁界で集中補正することに
より画面中央で電子ビームスポット全縦長整形するイン
ライン型電子銃構体に関するものでめる。但しθは電子
耽出口に於ける両列側電子ビームが集中点に張る角度を
、θ・は画面上の残留集中讐１ｒ零とする集中角を夫々
示す。

このインライン型′−子線構体を用いることによって内
外匈ビームの果中補正作用に併う４極磁界の磁気レンズ
効果で画面中央に於ける各ビームスポットを垂直偏向軸
に長軸を置く長円形状に整形させると共に、ハローヲ軽
減して、偏向コイルの偏向歪によって画面周辺でビーム
スポットが慎長に凍ｊＬること全補償し、カラー陰極線
管の解像度を画面一様に改善出来る。

以下図面を参照にして本発明の実施例を詳細に説明する
。

第６図は本発明の一実施例に基づく三本の電子ビームを
放射するインライン型電子銃構体１０を備えたカラー陰
極線管の縦断面図である。インライン型電子銃構体１０
から発射さ扛た一直線上に整列して同一平面円にある三
本の電子ビームＢＲＩＢＧ＄　ＢＢは有効マスク４及び
画面を構成する螢光面３の中央部で決して一点に交わら
ず、硝子外囲器２のほぼ順部管軸上８にあって、螢光面
３外の一点で交わるように両列側電子ビームＢ］！＃　
Ｂ、が中央電子ビームＢ、に対し傾むくように設定さ扛
ている。即ち間外側電子と一ム九・Ｂ］Ｌは中央電子ビ
ームＢＧＩｌｃ対し螢光面上では不足集中さ扛。

螢光面３上の内外＠電子ビーム間隔がｄとなるように設
定さｎている。

ＷＪ７図は上記インライン型゛−子線栴体ｌＯの一例を
詳細に示す縦断面図である。即ちインライン型電子銃電
極構体ｌＯは互に絶縁さｎて、同一平面内で等間隔の離
軸距離Ｓを保って一列に姫列し７’ｊ三ツ（２）陰極ｓ
体ｔｏｈ、ｉ０Ｇ＊　１０ｋｓ　　と、　こｒｔに対向
して電子ビーム進行方向に順次配置される三つのビーム
透孔が一体に形成さｎｆｃ＊ｔ制御電極１１１遮＃＆電
極１２．集束電極ｉ３．最終１ｉｔ極で必る陽極電極１
４及び有底円筒状の磁極」５から構成さｒｂ、＠極１５
を除く各電極は電極支持子を介して二本の絶縁物支持　
１６に　持されるように埋設固定されて所定の電極間隔
を保持している。制御電極１１．遮蔽電極１２を集束電
極１３の各電子ビームが通過する各電子ビーム通過開孔
１１　ＲｓｌｌＧｇｌｌＢ；１２ＲＩν１２Ｇｓ　１２
に３；　１３ｋＬｌ　−１３Ｇｘｔ１３に１３ＲｘＩ　
１３Ｇ、ｔ１３Ｂ、も等間隔距離Ｓを保って一列に整列
さＩしており、三つの陰極１０′ＨＪ、ｔｏｅ、ＩＯＢ
から放射さｎた電子ビーム束に５Ｒ９ＢＧｊ　ＢＢが三
本の電子銃の軸でめる平行径路１８Ｒ＊１８Ｇｔ１８Ｂ
上を進むように加連及び果米さｎる。陽極電極１４の開
孔間距離Ｓ□は上述の８よりΔＳだけ姪分大きくなって
いて、従かって陽極電極１４の内外佃開孔１４Ｒｅ１４
Ｂは電子銃の軸ｌｓｌ　ｌｓＢよりΔＳ外側に偏位さ扛
、集束電極１３と陽極電極１４間の各対応する電子ビー
ム開孔間隙に形成される主電子レンズの間外側開孔部に
は非対称電界による所謂等価傾斜レンズを形成し、陽極
−管螢光向３の中央部で平行に進む二本の外側電子ビー
ムＢＲ＃ＢＢ１ｉｆ−中央′−子ビームＨＧ側に静電気
的に集中させている。

ここに集中電極１３及び陽極電極１４は電子銃の軸１８
Ｒｗ１８ＧνＩＢＢＶＣ垂直な断面は閉基端面内で一直
線上に整列して穿設さ扛た中央及び内外鯛電子ｅ−ム開
孔の配列方向に長く、配列方向と直角方向でい短い略々
長方形、或いは長円形状を呈した閉塞筒状体であり、集
束電極１３ｕ開孔１３几□＝　１３　’１ｅｌ　３　Ｂ
１を持った閉塞筒状部と開孔１３九、・１３（’１１３
Ｂ□　を持った閉塞筒状部とが口縁部で重ね合せらｎて
構成さｊしている。

このカラー隘極線管を動作させるに際して、螢光面３上
の内外Ｉ４１！電子ビーム間隔が螢光面で構成さｎた画
面中央でｄとなっているため、従来と同様に電子銃構体
ｌＯ上の調子頭部外に配置されたＷ集中装置６の４極磁
石６Ａで不足集中状態の内外側電子ビームＢＲ＃ＢＢを
画面中央部で一点に集中させ、この集中点を６極磁石６
Ｂで中央電子ビームＢＧＫ移動させることによって集中
補正を行う。

この場合４極磁石６人の発生する磁束が谷−子ビームに
与える作用を第８図で詳細に検討してみる。凶から明ら
かな様に不足米中状態におる内外ｉ＃ｉｉＩ域子と−Ａ
ｈ、ｅｋ３Ｂを中央電子ビームＢＧ側に集中補正するこ
とによって、各電子ビームは図示矢印の様に水平軸方向
では磁界から左右方向の押圧力を、垂直軸方向では上下
方向外向きの引力を受けへ谷電子ビームの上下方向引力
は互に等しいため′−電子ビーム上下方向には移動しな
−が、水平軸上では内外側電子ビーム’Ｂｙ　ＢＢ　ｔ
ｊ：夫々中央電子ビームＢＧ１４に向う力を受は互に中
央電子ビームｂＧ側に移動する。但し中央電子ビームＢ
Ｇの左右方向押圧力は等しくビームの移ｌＩ！Ｊは起こ
らない。

更に内外＠電子ビームの集中移動と同時に各電子ビーム
には磁界から前述した上下、左右方向の力を受けるため
画面中央に於ける電子ビームスボ、トは縦長に歪む、第
９図にこの場合の画面３中央及び周辺部に於けるビーム
スポットの形状を示す。

然るに従来用いられている電子銃構体で４三電子ビーム
が画面中央部で＃１は一点に集中さ牡るように設定され
ており、製造上誤差等で設定からず扛た不足又抹過集中
量である残留集中誤差を静集中装置６で集中補正するも
のであり、その残留集中誤差は極めて小さくなっていて
１通常最大でも３〜４ｍｍ（画面中央に於ける両性側電
子ビーム間距離）程度と小さい、換百すｎは内外側′１
子ビームが電子銃から射出さ牡て集中点に張る角度であ
る集中角０は残留集中誤差が画面中央で苓となる寒中角
θ、の最大でも±３０饅以内となっている。従がって４
億磁界によるこの程度の集中補正では各１子ビームの縦
長筆に無視し得る程度に小さかった。

画成に前記寒中角θは除心菫ΔＳと、離心電極電位Ｅｂ
のこｎと対向する非離心電極電位す、に対する比Ｅｂ／
］！；ＩＦに比例する。

ｋｌｊち　θ舗ΔＳ／ｉＪ、ＥＩｙ／ＥＦ　　　　　　
　　　（１）但し、Ｄは一心％極に対向する非−心電極
の口住を示す。

従がって電極間の電位比が一定ならは、寒中角ｅは離心
率Δｂ／Ｌ）　　に比例する。

例えは電子ビーム離軸距離Ｆ３　””　６−６ｍ　ｍ　
ｗ主電子レンズロ径”　＝５．５　ｍｍ　ｅ　一極電圧
に対する集束電圧比２６〜３０％（代表的には２８％）
のインライン型電子銃を備えた２、０インチ９０［偏向
カラー隙極線管を一極電圧２５ｋＶで動作させる場合の
離心率ΔＳ／Ｄに対する集中補正ｉｉｄ、及び束中角度
比（θ−θ。）／θ。ｘｉｏｏ％の國係を第１０図にボ
す。ここに、ｄ、θｔθ。は第１１図に示す徐に画面中
央に於ける残留集中ｆｉ、電子銃の出口に於ける内外側
電子ビームが集中点に氷る角度、及び残笛來中量が零と
なる集中角を夫々示す。又、ｄｔ（０−θ。）／θ。が
買電であることは不足束中を。

正菫であることは過集中を意味する。

史にこの不足集中の集中補正を４極磁石で行った場合の
集中角度比（θ−θ、）／θ。ｘｉｏｏ■に対する電子
ビームスポットの縦径と積極の比Ｒ（Ｒ＝縦縦径／径径
の関係、及び集中補正量Ｑ、ｍｍに於けるビームスポッ
ト核Ｂｃの周囲に発生するハロー成分ＢＨの面積ｆ：１
００％として集中角度比に対するハロー発生面積率ＳＨ
の関係を第１２図に示す。

第１２図より（θ−θ。）／θ。＝−３６チ（ｄ＝−４
，８）の時Ｒ＝１．ｌ、（θ−θ。）／θ。＝−７３％
（ｄ＝−９，６）の時ｉ’＆＝２−ｏとなり、不足集中
角度比（θ−θ。）／θ。の絶対値が３６％以上になる
とビームスボ。

トは明瞭に縦長傾向を示し、同時にハロー発生量も４極
憾界から各電子ビームが受ける水平方向押圧力、上下方
向引力の磁気レンズ作用で急激に軽減さ扛ることが示さ
扛ている。又第１０図から（θ−θ。／θ。＝−３６％
、−７３％に相当する離心率ΔＳ／Ｄは夫々０．０２２
５．α０１２５である。

一般に非斉−磁界による画面周辺でのビームスポット横
長歪を補正するには一面中央に於ける静止ビームスポッ
トの積極に対する縦径の比を１０以上の縦長とす扛ばよ
い。第９図に示す様にその縦長の程度が太き込程画面周
辺部のビームスポット社円形に近づき２周辺解像度は改
善さ扛るが。

画面中央部ではビームスポットは過大の縦長形状となっ
て、中央部での解像度は逆に劣化してしまう。又前記比
がＬｌより小さ−と周辺部でのスポットの横長潰扛の改
善効果ははとんど認めらｎない、実験によ′ｎは画面中
央部の解像度を損うことなく、−面絢辺部での解像度を
改善するには画面中央に於けるビームスポットの縦−の
＠径に対スる比′ｆ：１１−″−２，０に設定す扛は両
開全面にわたって一様の萬購像度が得られるフォーカス
特性となることが確めら１した。

以上より前述の陽極電圧２５　ｋＶで使用さｎる２０イ
ンチ９０度偏向カラー陰極線管では平行に進む間外四電
子ビームを離心率ΔＳ／１）＝０．０１２５〜０．０２
２５となるように離心ｖＬＩｊＩ１．の内外−電子ビー
ム通過孔を外側に偏位させて、不足集中角度比（θ−θ
。）／θ。×１００％の絶対値が３６〜３７ｑ！ＩＯ不
足集中状態とし、静集中装置６の４極磁界で集中補正ス
扛ば、セルフコンバージェンス方式の偏向磁界から受け
る電子ビームの偏向歪を補償し、ハロー発生ｉｔを軽減
して、幽圃上の走査画像は全面にわたって解像度を着し
く改善出来る。

更に従来は画面中央で間外側ビームがほぼ一点に集中す
るように離心率が選ばｎており、その値は第１θ図から
Δ８／１）＝α０３２５近傍であり、こ扛に対し本願の
不足集中の設定値はこの値の４０〜７０唸に相当とし、
小さい。従がって前述の（１）式から分る様に離心率が
従来よりも小さいので画面上のフォーカスＦＡ整による
集束電圧の変動、があっても県束角θの変動は従来より
吃小さくなって、集束′−圧の変動による画面上に於け
る二電子ビームの集中ずＩＬも無視出来る程度に小さく
なる。

或いは離心率が従来より小さいため離心率極と非離心電
極の電子ビーム通過孔径の差が小さくなり１両外側電子
ビーム通路と中央電子ビーム通路間の電子ビーム通過孔
径差による最適集束電圧差がなくなる利点もある。

因に本発明では両性＊ｔ＋　１１を子ビームを一面中央
で過剰の集中角度比をもつように不足集中させたことに
最大の特徴があり、同量の集中角度比でも画面に到達す
る以前に一度両外側ビームが交叉する過集中状態では第
８図と全く逆の補正を行９ことになり、−子ビームスポ
ットは逆に横長に潰ｎ。

且つ磁気レンズの収差でハローは補正前より過大に発し
て解像度は着しく劣化する。

以上のｉＧ！明では靜呆中装置は硝子頚部外に設けらＩ
している場合を引例したが、必ずしもこｒしに限定さｒ
しることなく電子銃構体の一部に予め取付けら扛ていて
も、或いは又陰極線管轄造後に室外から着磁させて形成
してもよい。

又説明の便宜上同一平面内で等間隔に放射さＩした中央
及び内外側の電子ビームを有する二電子ビームのインラ
インｍ’ｔｉｉｃ子線構体について行なったが１両外側
電子ビームのみの二電子ビームインライン型′４子線構
体にも本％明を迩用出米ることは云うまでもない。

上述の様に本発明によｆＬば、インライン型寛子線栴体
に於て間外側電子ビームを画面中央で過剰に不足集中さ
せ、然る後通常用いらｎて−る静集中装置の４極磁界で
集中補正することにより画面中央に於けるビームスポッ
ト形状全垂直偏向軸方向に長軸を置く縦長とし、画面周
辺部に於ける電子ビームスポットの偏向歪による横長滑
−ｎｔ−−滅すると併に、ハロー兄生を防止して５画面
全通にわたって受像画像の解像度を極めて容易にして。

大輪に改善することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の二電子ビームを放射するインライン型直
子統栴体を備えたカラー陰極線管の縦断面図、第２図は
画面上の゛−子ビームスポット断面形状を、第３図は従
来用いらしてｌる縦長の１子ビ一ム通過孔を持ったｉ＋
ｌＪ御ＩＩｔ極、又は遮蔽電極の半面図、第４図、第５
図は靜集中装置の４極娠界及び６極磁界の動作原理図、
第６図は本発明の一実施回に基づく二電子ビームを放射
するインライン型框子線構体を備えたカラー陰極線管の
縦断囲図、第７図は前記インラインｍ’ａ子絖構体の評
細秩断閣図、第８図は靜集中装置の４他磁界から不足集
中状態にある電子ビームの夫々が受ける作用・効果を１
ｉ５ｉ！明する図、第９栖は本発明の一実施例によって
得ら扛る画面上のビームスポット断面形状を、第１θ図
は離心率ΔＭ／Ｄ　に対する集中角度比（θ−θ。）／
θ１残ｗ巣中ｉｔｄの関係金円くす図。 第１１図は集中角θｔθ０の足表を示す図、第１２図は
磁子ビームーー距離１：！　＝　６．６　ｍｍ　嘗主゛
−子しンズロ径Ｌ’　＝　５．５ｍｍ　ｖ陽惚電圧に対
する未釆電圧比２６〜３０饅のインライン証−子ｋを備
えた２０インチ９０匿−向カシー隙極−管金陽極電圧２
５ｋｖで陶外側ビームｔ４極磁界により集中補正して動
作させた揚台の集中角度比に対する画面上ビームスポッ
トの縦径と＠径の比比（几＝縦径／横機）、及び残留集
中″ｉ０の時のハロー発生麓を１００％とした時のハロ
ー％生４ｂＨの関係を示グ □ ａ 第４図 躬５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　同−平囲内に放射さ扛た少くとも二本の電子
   ビームを平行径路に沿って所定間隔に配置した複゛畝個
   の電極によって各電子ビーム径路に芙質的に個別成形さ
   扛た電子レンズで染束し、且つ主−子レンズの最終段′
   ＨＬ極周外側゛ｄ子ビーム通過孔を前把嵐子ビー′Ｊ−
   径錯に対して外匈に離心させて一極線管の両部近くに系
   中させるインライン型電子銃構体に於て１両外側電子ビ
   ームを一曲中央で陰極線外の一点で集中するように声中
   角度比（θ−θ。）／θ４Ｌ（但しθは電子銃出口に於
   りる内外側′−子ビームが集中点に張る角度を、θ。は
   画面上の残留呆中鴛を０とする果平角を夫々示す）が−
   ３６〜−７３９ｂとなる不足系中状態とし、これを靜集
   中装−の４極磁界で集中補正することにより画面中央で
   電子ビームスポットを画＠偏向軸方向に長軸装置く縦長
   状としたことを特徴としたインライン型電子銃構体。
2. （２）−心電−の障心量ΔＳのこ扛に対向する非離心′
   −極ロ径りに対する比である離心率Δｂ／Ｄをα０１２
   ５〜０゜０２２５としたことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のインライン型電子銃構体。