JPS6035788B2 - 電子銃 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は少なくとも１本以上の電子ビームを発生する
ための電子銃であって、特にこのビームをターゲット上
に集東するための手段に関する。

多ビーム電子銃を持つ普通のカラーテレビ受像管におい
ては各電子ビームが各別の電子レンズを通ってターゲッ
ト上の１点に集東される。この電子レンズは一般に静電
界で形成されており、これが電子ビームをその電界を通
る間に共通の一点に集東させる。この静電界は電子ビー
ムの径路に直角に配置され、かつ電子ビームの通る関孔
を有する少なくとも２個の電極間に形成される。このレ
ンズの特性は普通電極間の電圧、開孔の寸法、電極間の
距離によりかえることができる。電子銃の性能はその電
子レンズの倍率と球面収差が小なる程良いとされる。

このため長焦点距離のレンズとすることが必要であるが
最も効果的な電極間電圧による方法は一般には受像管の
ベース部分で放電を起さない範囲にとどめざるを得ず、
又、関孔寸法も受像管ネック直径が他の電気的条件から
制約をうけるため任意に大きく設計することはできない
。又、電極間の距離を大きくすることは受像管ネック内
面上に生ずる浮遊電界と、電子銃内の他の不所望な電界
によってレンズ特性が影響をうけるのでこれも適当では
ない。いずれにせよ電子レンズの設計は受像管の設計か
ら定められる物理的条件により制約をうける。特にカラ
ーテレビ用受像管の場合、多ビーム電子銃を必要とする
ので上記制約は著しいものである。上記制約を廻避する
ための一般的な傾向は、長焦点距離レンズを作るために
、電極電圧および電極数を許容される範囲で組合せるこ
とである。例えば袴開昭５１−７６０７２、特関昭５１
一７７０６１に述べられている電子銃がその例である。
これらの例にみられるように電極電圧、電極の種類を組
合わせる方法は一般に電子銃を複雑にしたり、レンズを
形成させるために更に他の電圧を附与せねばならず、経
済性を損うのが常である。

又、一般にレンズ性能を向上させるためには附与すべき
電圧は上記例も含めて高くしなければならず、それに伴
って、受像管のベース部分での放電を防止し受像機の信
頼性を確保するために特別の工夫を施す必要があり、更
に経済性を低下させることになる。この発明は従来と異
なった新規な電極電圧附与法であり、よく知られたバィ
ポテンシャル形、ュニポテンシャル形、その他広い種類
の電子銃に適用しうるものであり、前記附与電圧に対す
る制限をとりのぞくことができる。

すなわち、電子レンズは高電圧電極設計と・するが与え
る電圧はそれより低い電圧で作動させることができるも
のである。この発明による新規な電子銃は陰極からの電
子ビーム径路に沿って配置された複数のグリッド電極よ
り構成される１組又はそれ以上の組の集東グリッドが配
設されている。

そして、少なくとも１組の集東グリッドのひとつは更に
複数個の補助電極で構成され、そのうち少なくとも１つ
の電極はビーム径路と整合した少なくとも１つの開孔を
含んでおり、他の集東グリッドおよび他の補助電極と所
定のビーム径路方向の距離が保たれておりかつ所定の低
電圧又は希ましくは接地電位に設定される。次に図面を
参照しつつ、この発明を詳細に説明する。

第１図、第２図に示すこの発明の実施例はカラーテレビ
受像管用のィンラィン電子銃である。図において電子銃
１は複数個の電極とそれらを支える複数のガラス支持棒
１０を含む。そして上記複数個の電極は３個の陰極２，
３，４、第１グリッド５、第２グリッド６、第１集東グ
リッドすなわち第３グリツド７、第３集東グリツドすな
わち第５グリッド８、第２集東グリッドすなわち第５グ
リツド９の順にガラス棒に取付けられている。３個の陰
極２，３，４は同一平面上の３本のビームの径路に沿っ
て電子ビームを放射する。

第１グリツド５と第２グリッド６は近接配置された平板
状電極でそれぞれ各ビーム径路と整合した３個の開孔を
有する。第３グリッド７は第２グリッド６に近接配置さ
れ、関孔端で接合された２個のカップ２０，２１より成
っている。このカップ２０，２１の閉鎖端には、それぞ
れ各ビーム径路に整合した３個の関孔が設けられている
。第１のカップ２０の開孔１７，１８，１９は第２グリ
ツド電極６の開孔より登大であり、第２のカップ２１の
開孔２２，２３，２４は第１のカップの関孔より更に大
きい。第４グリッド８は少なくとも３組の補助電極より
なり第１の電極２５と第２の電極２７はそれぞれ２個の
カップを接合して成り、それぞれ各ビーム径路に整合し
た３個の開孔が設けられている。この第１電極２５と第
２電極２７は電気的に接続され同電位である。この第１
電極２５と第２電極２７は互に電子ビームの径路方向に
離間しておりかつその間隙中間部に第３の板状中間電極
２６（以下単に第３電極と称する）が配置されている。
この第３電極２６にも各ビーム径路に整合した３個の開
孔が設けられている。第５グリッド９は第３グリッド７
と第４グリッド８間の距離とほぼ同等の距離だけ第４グ
リッド８より離間して配置されており少なくとも３個の
開孔を有するカップ状電極より成っている。この第５グ
リツド９の３個の関孔３６，３７，３８のうち中央の開
孔３７は第１グリッド５から第４グリッド８までの開孔
と整合しているが他の開孔３５，３７は夫々中央孔３７
から外方に離れるように僅かに偏位している。この偏位
は３本の電子ビームをターゲット上で１点に交叉させる
ために中央ビームを除く他の２本のビームに僅かに非対
称電界による偏向を与えるためのものである。第５グリ
ッド９には更に各ビーム経路に概略整合した３個の関孔
をその底部に有する有底筒状のシールドカップ４２が取
付けられている。このシールドカップ４２の開□側端部
には外方向に突出した３個の金属紬条よりなるバルブス
ベーサ４５が取付けられている。本実施例におけるグリ
ツド間寸法は第３グリツド７と第４グリッド８の第１電
極２５との距離は約１肋である。

また、第４グリッド８の第２電極２７と第５グＩＪッド
９の距離も約１側である。さらに、第４グリッド８の第
１電極２５と第２電極２７に対する第３電極２６の距離
は約０．６肌である。第３グリッド７と第５グリッド９
は電気的に接続され同電位である。第４グリッド８の第
３電極２６は第１、第２電極２５，２７とは電気的に絶
縁されており、かつ電子銃の動作時には第３電極２６に
所定の電圧が与えられ、第４グリッドの第１および第２
電極には外部より何ら電圧は与えられない。電子銃を受
像管外園器内に組立てると、バルブスベーサ４５が管内
壁に接触して管壁と第５グリッド９の電気接続を完成す
る。

電子銃の動作中、第３グリッド７と第５グリッド９には
管内壁を通じて約２５〜３０ＫＶの電圧が与えられ、第
４グリッド８の第３電極２６はベースを通して接地され
る。このとき第４グリッドの第１電極２５と第２電極２
７は接地電位に対し約１０ＫＶの電圧を有している。こ
の電圧が生ずる理由は第３図に示す等価回路により理解
できる。図において２個のコンデンサＣ，は第２図にお
いて第３グリッド７と第４グリッド８の第１電極２５間
に形成されるコンデンサと、第４グリッド８の第２電極
２７と第５グリッド９間に形成されるコンデンサである
。又、２個のコンデンサＣ２は、第４グリツド８の第１
電極２５、第２電極２７が夫々第３電極２６と作るコン
デンサである。等価回路においてコンデンサＣ，，Ｃ２
は直列接続となっており、Ｍ，，Ｍ２は夫々第３グリツ
ド、第５グリッドであり、Ｎは第４グリッド８の第３電
極２６でありＬ，，Ｌ２は第４グリッド８のそれぞれ第
１電極２５、第２電極２７と考えればよい。

従って第３グリッド７、第５グリッド９に例えば２５Ｋ
Ｖ、第４グリッド８の第３電極２６を接地電位とすれば
第４グリッド８の第１、第２の電極２５，２７にはコン
デンサＣ．，Ｃ２の容量により分配された電圧が生ずる
。コンデンサＣ，，Ｃ２の容量は各コンデンサを形成す
る各電極形状がほぼ同一形状であることを考慮すれば、
各電極間のギャップのみで決定される。従って、電子銃
設計が決定され第４グリッドの第１および第２電極に附
与すべき電圧が決定されると、前記電極間距離の比が決
定され、電極間距離の一方を決定すれば他方が決定され
る。具体的に数値を決定すると次の通りである。先ずこ
の発明の実施例は第４グリッド８電極全てが同電位であ
る場合を考えると、よく知られたュニポテンシャ形電子
銃に一致する。この電子銃はたとえば第３グリツド７、
第５グリッド９には２弧Ｖの電圧を与えたとき集東電圧
（第４グリッド電圧）が１皿Ｖとなるように設計したも
のとする。このとき第３、第５グリツド７，９と第４グ
リッド８間の距離をそれぞれ１燭とする。而して前記実
施例の如く第４グリッドの中間部に第３電極を設けると
すれば、必要なコンデンサの容量、すなわち間隔は弱聖
市。

Ｘ１肋＝０‐６７豚で与えられる。

上記電極間間隙をもつように各電極を配置し、第４グリ
ッド８の第３電極２６を接地すれば自動的に必要な電圧
が第４グリッド８の第１、第２電極２５，２７に生ずる
。

この場合考慮すべきことは、上記設計方法を採用する場
合、第４グリッドの第３電極２６電位が電子レンズの特
性に影響を与えないように設計すべきである。例えば第
４グリッド８の第３電極２６の３つの関孔の蓬を第１、
第２電極２５，２６のそれより大とするか、必要であれ
ば更に第４図の如き構造とし、第３電極２６が形成する
静電界が実質的に電子銃内に影響を与えないようにすべ
きである。第３電極２６静電界が影響しないか又は影響
を与えても実質的に問題ない場合はこの限りではない。
又、第３電極２６の静電界を積極的に利用する電子銃の
設計も可能であるが、この場合は前述の如く簡単に電極
間距離を決定することはできず改めて電子銃設計を行う
必要がある。又上記静電容量は正確には対向する電極の
みで決定されるものではなく、他の電極および対地容量
の影響もうけるので正確な電極間間隔は実験的に決定せ
ざるを得ない。第５図は、本発明の他の実施例を示すも
ので、７川まビーム経路と整合した３個の関孔を有する
第１集東グリッド、９０はこの第１集東グリッド７０と
同様のビーム開孔を有し、カップ状に形成されたシール
ドカップ４２を取付けた第２集東グリッドである。この
第２集東グリッド９０と前記第１集東グリッド７０のほ
ぼ中間にビーム経路に沿うように間挿される中間補助電
極２６０とこの中間補助電極２６０をこれと所定間隔を
もって囲むように同軸的に配設される環状の外側補助電
極２５０とからなり第３集東グリッド８０から露子ピ−
ム集束手段を構成している。上記中間補助集東電極２６
０‘こは外部から電圧は与えられず、外側補助電極２５
０は接地電位に設定されている。かかる構成において、
中間補助電極２６０の電位は、第１集東グリッド７０お
よび第２集東グリツド９０間の静電容量と、外側補助電
極２５０間の静電容量によって実質的に決定されるもの
である。上述したごとくこの発明によればいわゆる電子
レンズの性能を向上させるために、従来受像管の構造か
ら制約されていた電子レンズ形成電圧の電圧を高く設計
することが可能である。

すなわちレンズの性能を決定する電極電圧は高いが外部
より供給する電圧はそれより低電圧でよく、従って従来
問題であったベースのアーク放電の問題は解消する。又
、外部電源も不要であり、受像機回路の簡易化も実現で
き、かつその回路で費していた電力も不要となり、受像
機の消費電力を低減しうる。又、受像管ベース部に高電
圧部がないため信頼性に富み、ひいてはベース部設計に
ついて経済性を向上させうる。前記実施例では、第４グ
リツドの第３電極を接地する場合を説明したが、場合に
より他の説明も可能である。

例えば受像管外より第３電極に所定の低電圧を与えたと
き、第４グリッドの第１、第２電極に所定の電圧が生ず
るようにすることもできる。又、第３電極と接地電極の
間の管外に可変コンデンサを挿入すれば必要な場合集束
電圧の制御が可能である。更に又、第３電極と接地電位
の間に高抵抗を挿入すれば、集東電圧は変化しないが何
らかの原因で受像管内で放電が起った場合でもこの高抵
抗がダンピング抵抗として働き放電々流を少なくするこ
とができ、陰極の損傷等を防止することができる。前記
実施例では電子銃の基本形としてュニポテンシヤル形電
子銃の場合について述べたが、他の方式の電子銃、例え
ばよく知られたバイポテンシャル電子銃でも可能である
。

又、多電子ビーム電子銃以外の単電子ビーム電子銃の場
合も同様である。要は電極そのものをコンデンサ電極と
して使用し得る構造が採用し得るものであれば本発明を
適用し得る。又前記実施例では必要な電極コンデンサと
してビーム経路に整合した電極を用いたが、この構造に
限定する必要はなく許される範囲で変形しうる。

例えば第４グリッドを覆い、かつ３本のビーム経路に沿
った開孔を有する筒状電極を前記実施例における第３電
極とすることも可能である。この場合は電子レンズ内径
を減少させることになるので電圧による効果と電子レン
ズ内蓬効果を比較して決定さるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施した電子銃の側面図、第２図は
第１図のＡ−Ａ′線で切断した断面図、第３図はこの発
明の原理を説明するための等価回路図、第４図はこの発
明による電子銃の要部断面図、第５図はこの発明の他の
実施例を示す概略図である。 １：電子銃、２，３，４；陰極、５；第１グリツド、６
；第２グリッド、７：第３グリッド、８；第４グリッド
、９：第５グリッド。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電子ビームを放射する陰極と、前記電子ビームの径
   路に沿つて相互に離間した複数のグリツド電極からなる
   電子ビーム集束手段を備える電子銃において、上記集束
   手段は第１集束グリツドおよび第２集束グリツドと、こ
   の第１集束グリツドおよび第２集束グリツドと等距離離
   間した位置に配置され、接地または低電位に設定される
   少なくとも１個の第１補助電極と、第１集束グリツドお
   よび第２集束グリツドから等距離にあり、前記第１補助
   電極との静電容量と、第１集束グリツドおよび第２集束
   グリツドとの静電容量によつてその電極電位が決定され
   る少なくとも１個の第２補助電極とからなる第３集束グ
   リツドとを具備することを特徴とする電子銃。 ２ 第３集束グリツドは、第１集束グリツドおよび第２
   集束グリツド間に間挿され、電子ビーム径路に沿うよう
   に配置された少なくとも３個の電極からなり、上記第１
   集束グリツドおよび第２集束グリツドより低電位に、も
   しくは接地電位に設定される中間補助電極と、この中間
   補助電極の両側に配置されかつ互いに電気的に接続され
   た１対の外側補助電極とを具備し、前記両外側補助電極
   電位が、上記第１および第２集束グリツド間電圧と、第
   １および第２集束グリツドと、前記各補助電極間相互の
   静電容量によつて決定されることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の電子銃。