JPS59215640A - カラ−受像管用電子銃 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、カラー受像管用電子銃、特にインライン型電
子銃に係り、この電子銃の主レンズを構成するｃ１極の
構造に関するものである。

〔発明の背景〕

カラー受像管（Ｃｏ１ｏｒ　　ｐｉｃｔｕｒｅ　　Ｔｕ
ｌ）ｅ　）のフォーカス特性に影響を与える要因の一つ
に受像管電子銃の主レンズ口径がある。良好なフォーカ
ス特性を得るには、主レンズの口径ができるだけ大きい
ことが望ましい。

しかし、インライン型電子銃では緑（Ｇ）、青（Ｂ）、
赤（Ｒ）の３色それぞれに対応する３個の電子銃を同一
水平面に配列し、一体化しているので、内径の限定され
たネック管内に電子銃を収容すると、各電子銃の主レン
ズを構成する円筒の口径および主レンズ間隔のとり得る
値は大きく制約を受け、主レンズ口径を増大しようとい
う要求を満たすことは極めて困難である。

かかる問題点について図面を用いて説明する。

第１図は、従来構造の電子銃を備えたカラー受像管の平
面断面図である。ガラス外囲器１のフェースプレート部
２の内壁に、３色の螢光体を交互にストライプ状に塗布
した螢光面３が支持されている。陰極６，７．８の中心
軸１５，１６．１７はＧ１４極９、Ｇ２’ｔ［極１０．
主レンズを構成する電極対の一方の電極であるＧ　３　
’ｌ極１１、お、よび遮蔽カップ１３の、それぞれの陰
極に対応する開孔部の中心軸と一致し、共通平面上に、
互いにほぼ平行に配置されている。この共通平面に沿っ
た方向を以後水平方向とする。主レンズを構成するもう
一方の電極であるＧ４電極の中央の開化部の中心軸は、
中心軸１６と一致しているが、外側の両開孔の中心軸ｉ
ｓ、１９はそれぞれに対応する中心軸１５．１７と一致
せず外側にわずかに変位している。各陰極から射出され
ら３本の電子ビームは、中心軸１５，１６．１７に沿っ
て主レンズに入射する。Ｇ３屯極１１は、Ｇ４醒極１２
よりも低ｉｔＬ位に設定され、高電位の０４電極１２は
、遮蔽カップ１３、ガラス外囲器１の内壁に設けられた
導電膜５と同電位になっている。Ｇ３，０４両嵯極の中
央部の開化は同軸になっているので、中央に形成される
主レンズは軸対称となり、中央ビームは主レンズによっ
て集束された後、軸に沿った軌道を直進する。一方両准
極の外側の開孔は、互いに軸がずれているので、外側に
は非情対称の主レンズが形成される。このため、外側に
配置されているザイドビームは、主レンズ領域のうち、
Ｇ４戊極側に形成される発散レンズ領域で、レンズ中心
軸から中央ビーム方向に外れた部分を通過し、主レンズ
による集束作用と同時に、中央ビーム方向への集中力を
うける。こうして、３本の電子ビームは、シャドウマス
ク４上で、結像すると同時に、互いに重なり合うように
集中する。この様に、各ビームを嘱中させる操作を、静
コンバーゼンス（以後ＳＴＣと略す）と呼ぶ。さらに各
電子ビームは、シャドウマスクにより色選別をうけ、各
ビームに対応する色の螢光体を励起発光させる成分だけ
が、シャドウマスクの開孔を通過し、螢光面に到る。ま
た、電子ビームを螢光面上で走査するため、外部磁気偏
向ヨーク１４が設けられている。

受像管のフォーカス特性に大きく影響を与える要因に、
主レンズのレンズ倍率、収差があり、これらは、レンズ
集束作用の強度に強く依存する。

受像管では、電子ビームの走査面積と、最大偏向角を定
めると、主レンズから結像面までの距離がイ 確定する。結像面までの距離が一定であるという条件の
下で、レンズ集束作用を弱めることは、レンズ倍率の低
下をもたらし、さらに、偏向収差の増大を防ぐため、主
レンズ内でのビームの広がりを一定値に抑えるという条
件を加えると、主レンズへのビーム入射角度を低下させ
ることになる。

ビーム入射角度をα量とすると、主レンズの収差の中で
最も優勢な球面収差による最小錯乱円直径δは、 と表され、ビーム入射角度を低下させると、球面収差を
低減することができる。ここで、Ｍはレンズ倍率、（ｊ
Ｐは球面収差係数である。

このように、受像管では、主レンズのレンズ集束作用を
弱めると、レンズ倍率、球面収差が低減され、フォーカ
ス特性が向上する。この集束作用を弱める方法の１つは
、主レンズを形成するＧ３゜Ｇ　４４極の開孔部径を拡
大することである。

しかし、第１図に示したようなインライン型電子銃では
、Ｒ，Ｇ、Ｂ３色のそれぞれに対応する主レンズを同一
水平面に配列しているので、上記開孔部径は、ガラス外
囲器１のうち、電子銃を収容しているネック部分の内径
の１以下でなければならない。電極の厚みを考慮し、さ
らに電極加工上の問題点にも配慮すると、限界値はさら
に小さな値となる。この限界値を引き上げるために、ネ
ック部分の内径を拡大すると、偏向電力が増大し、また
、一般に上記開孔部径を拡大すると、開孔部の離心距離
Ｓが大きくなり、コンバーゼンス特性が悪化するという
問題も生ずる。これらの点を勘案し、開孔部径は、通常
、できるだけ大きくしであるの孔部径を上記限界値より
も実効的に拡大する一方法を提案した。第２図は上記特
願昭５６−２０１６１７号に開示しだ主レンズの電極構
造を示す一部破断斜視図である。Ｇ３成極１１とＧ４電
極１２の対向面を構成している極板１１２，１２２を互
いに後退させる。これにより、極板内部に対向准極准位
が深く侵入し、開孔部径の拡大と同一の効果をもつ。即
ち、主レンズの実効径が増大する。ところが、電極外周
部の断面は非円形であり、水平方向の径が垂直方向の径
よシも大きい。したがって電位の侵入は水平方向で著し
く、水平方向の実効径が垂直方向の実効径より大きくな
る。このため、水平方向のレンズ集束力が垂直方向より
も弱くなり、電子ビームを集束する際に非点収差が生じ
る。

そこで、これを補正するため、開孔部形状を非円形とし
、水平方向の開化径を垂直方向よりも大きくする。これ
により、水平方向の電位の侵入を抑え、水平、垂直両方
向の集束力をバランスさせて非点収差を取り除くことが
できる。

この構造の主レンズの実効的な開孔径の上限値は、電子
ビームから電極外周部までの距離によって制約される。

電子ビームの離心距離Ｓの値が大きい場合、上記距離の
最小値は、サイドビームから、成極外周部両側の手内部
分までの距離である。

したがって、この主レンズの実効開孔径はサイドビーム
によって制約される。

そこで、サイドの主レンズ実効開孔径を可能な限り拡大
しなければならないが、極板１１２゜１２２の存在によ
り、上記制約で決められる値よりもさらに小さくなって
しまうという問題が生じる。すなわち、極板１１２，１
２２の後退量、楕円開孔１１３，１１４，１２３．１２
４の径を拡大して大口径化していくと、螢光面上のビー
ムスポットは、第３図のような形状となる。第３図のハ
ツチで示した部分は、電子ビームのコアと呼ばれる高輝
度部分、白抜きの部分は）・口と呼ばれる低輝度部分で
ある。中央ビーム３０１はほぼ円形であるが、サイドと
一ム３０２では、内側方向にハロが大きく拡がっている
。これは、サイドビーム３０２の外側部分に対するレン
ズの実効開孔径が小さく、集束力が強いために生じたも
ので、解像度の劣化をもたらす。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、サイドビームの外側部分を集束するレ
ンズの実効開孔径を可能な限り拡大する′ことによシ、
サイドビームに生ずるノ・口を除き、受像管の解像度を
向上させることができるカラー受像管用電子銃を提供す
ることにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明は主レンズを構成する
電極対の極板としてその左右両端で外周電極と接する部
分を取υ除き、中央の電子ビームが通過する開孔のみが
形成された極板で、外周電極の開口面を部分閉成するこ
とにより、該開孔によって中央の電子ビーム通路を取り
囲み、両側のサイドビー人通路を極板の端部と外周電極
とで取り囲むことを特徴とする。かかる構成によれば、
サイドビームと外周電極間の距離によって、サイドビー
ム閉主レンズの開孔径は決定され、外周電極が一定形状
であるとき、最大開化径をとることができる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第４図は本発明電子銃の第１の実施例の要部を示す一部
破断斜視図である。極板１３３，１４３は、中央ビーム
に対しては第２図の極板と同様に楕円の開孔１３５，１
４５をぞｆＬぞれ有するが、両側のサイドビームに対し
ては楕円開化は半分に切断され、左右両端で外周［成極
１３１，１４１と接する部分がｅり除かれている。中央
ビームの通過は、極板１３３，１４３にそれぞれ形成さ
れた開化１３５，１４５によって取り囲まれているが、
価（ｎ１１のサイドビームの通路は、極板１３３，１４
３の端部によって部分的に取り囲まれ、残りの部分は外
周電極１３１，１４１によって取り囲１れている。かか
る構成により、サイドビーム用の主レンズ口径として最
大限に大きくとることができ、しかも、極板の面積が小
さいので、平面度を高くし易く、寸だ、高い精度を要求
される櫃円開孔の成形部分が少いので加工が容易になる
という利点を有する。

本実施例の具体的寸法例を以下に示す。Ｇ３電極、Ｇ４
電極の寸法を、それぞれ添字３，４によって示す。

中央ビーム通過孔１３５，１４５の楕円半短径１１′ ；　　Ｃ３＝２．７５ Ｃ４＝３．２ サイドビーム用の両側楕円半短径　、ｂ３＝２．７ｂ４
＝２．８ ′　　外周′１ヨ極１３１，１４１の水平方向開口径；
１１３＝２１．０ Ｉ＋　４　＝　２０．８ 外周【Ｖ極１３１，１４１の垂直方向開口径；ｖ３＝＝
９．４ ｖ４＝９．４ 極板１３３，１４３の後退量　　１ｄ３＝２．５ｄ４＝
１．５ （単位；謳） なおＧ３．Ｇ４電極の外周電極１３１，１４３の開口形
状はトラック状であり、その左右両端部は、それぞれ直
径ｂ３．ｈ４の円筒の一部を示す。

上記の寸法で、０３屯極の外周電極の軸方向長を３５．
６ｍｍとし、０３屯極に与えるフォーカス電圧を７　ｋ
Ｖ、Ｇ　４　ｔＭ極に与える加速成用を２５ｋＶとした
とき、Ｇ３を極外周部のＧ４屯極側端面がら３４０叫の
位置にあるシャドウマスク上に、電子ビームを集束させ
ることができた。これは、口径８．５φのパイポテンシ
ャルレンズに相当し、大口径化が達成されている。しか
も、非点収差、サイドビームのハロの除去により、はぼ
真円のスポット形状を得ることができた。

また、極板の後退により、サイドビームに対し、中心方
向への集束力が生じるのでＳＴＣもとることができる。

本実施例では、外周電極の水平方向開口径に関して、Ｇ
４電極側での値ｈ４が、０３′成極側の値ｈ３よりも小
さくなっている。ここで、ｈ４を拡大し、６３以上の値
とすると、両ザイドビームの偏向量が過大になり、ＳＴ
ｃをとれなくなり、さらに水平方向の集束力が弱くなる
ため、非点収差が発生し、電極の各寸法を調整しても、
これらを同時に修正することはできないことがある。す
なわち、Ｃ３＋　ｂ３．ｂ３．ｄ４およびｖ４の拡大に
よって、サイドビーム偏向量を減少させることはできる
が、水平方向集束力は弱くなり、非点収差はより大きく
なってし寸う。一方、Ｃ４，ｐ’４゜ｈ４．ｄ３および
ｖ３の拡大によって水平方向集束力は強くなるが、サイ
ドビーム偏向量がより大きくなり、ＳＴＣ特性が悪化す
る、したがって、本実施例では、外周電極の水平方向開
口径に関して、Ｇ４電極側での値１１４を０３電極側で
の値ｈ３よりも小さくすることがより好ましいものであ
る。

第４図の実施例では、開化形状を隋円としたが、開化の
垂直方向径が、水平方向径よりも大きければ他の形状で
も非点収差を取り除くことができる。

また、第５図に示したように極板１３３，１４３を湾曲
させ、極板の後退量を連続的に変化させる構造によって
も、非点収差の除去は可能である。

このとき開化１３５，１４５の垂直方向径は必ずしも水
平方向径より大きい必要は無い。０３′５極の極板１３
３を図示のＬうに０４電極側に凸とすると、水平方向集
束力を強くすることができ、まだ、逆にＧ　４　’７１
．極の極板をＧ　３　”Ｑ極側に凸とすると垂直方向集
束力を強くすることができる。

また、第６図に示したように、開孔１３５゜１４５の周
辺に突出部１３７，１４７を設け、この突出部の突出量
を調節することにより非点収差を補正することもできる
。この場合も、開化の垂直方向径が水平方向径より大き
い必要は無い。

第５図、第６図の実に例とも、開孔を真円とした−１：
まで非点収差を補正することが可能であり、この場合、
部品加工、電極組み立てともに、非円形開孔の場合より
も容易になるという利点を有する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、サイドビームの内側方向に発生するハ
ローを除去し、電子銃主レンズの実効開孔径を十分に拡
大することができ、カラー受像管のフォーカス特性を格
段に改善できる効果がある。

また主レンズの互いに対向する極板の面積が小さいため
、加工時に平面度をとり易く、シかも加工の箇所が比較
的に少いため成形が容易であるという長所もある。

なお、本発明は、上述の説明で例示したパイ、ポイ テンシャル形主レンズのみならず、ユニポテンシャル形
主レンズ、またはその他の形の主レンズにも適用できる
。また、上述の説明では、主レンズを構成する一対の電
極の双方に、本発明を適用した例を述べたが、いずれか
一方の電極にのみ適用しても同様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のインライン型カラー受像管の概略を示す
平面断面図、第２図は実効開孔径を拡大した電子銃主レ
ンズの一例を示す一部破断斜視図、第３図は、第２図の
電子銃により集束された電子ビームスポットの形状を示
す図、第４図は本発明電子銃の第１の実施例の要部を示
す一部破断斜視図、第５図、第６図はそれぞれ本発明電
子銃の池の実施例の四部を示す一部破断斜視図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、螢光面に向けて一方向にほぼ平行に並んだ３本の電
   子ビームを発生する電子ビーム発生手段と、上記３本の
   電子ビームを上記螢光面に集束させる主レンズとを具備
   したカラー受像管において、上記主レンズを構成する電
   極が、互いに間隔を隔てて設けられ、上記３本の電子ビ
   ームを取り囲む２個の外周電極と、上記外周電極のそれ
   ぞれの対向端面に配置され、それぞれ単一の開化によっ
   て上記３本の電子ビームのうち中央の電子ビーム通路だ
   けを取り囲み、他の電子ビーム通路は中央ビーム方向で
   部分的に取り囲む２個の電極板とから成り、上記２個の
   電極板の少くとも一方の電極板が他方の電極板に対して
   離れる方向に後退されて上記外周電極の内部に配置され
   ｉｔことを特徴とするカラー受像管用電子銃。 ２、上記２個の磁極板の少くとも一方の電極板に形成さ
   れた上記開孔の径が上記一方向において、これと垂直な
   方向の径よりも小さいことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のカラー受像管用電子銃。 ３、上記２個の電極板のうち少くとも一方の電極板の開
   孔が、上記一方向に短径を有し、これと垂直な方向に長
   径を有する楕円であることを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載のカラー受像管用電子銃。 ４、上記２個の磁極板のうち少くとも一方の電極板が湾
   曲しておシ、上記対向端面から上記電極板までの後退量
   が連続的に変化していること、を特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のカラー受像管用電子銃。 ５、上記２個の電極板のうち少くとも一方の磁極板の開
   孔の周囲に突出部を有し、その突出量が開孔の縁に沿っ
   て連続的に変化していることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のカラー受像管用電子銃。 ６、上記２個の外周電極の上記一方向に沿う開口径が、
   高い電位を与えられた磁極側で、低い電位を与えられた
   １区極側よりも小さいことを特徴とする特Ｒ′「請求の
   範囲第１項、第２項、第３項。 第４項又は第５項に記載のカラー受像管用電子銃。