JPS604542B2 - インライン型電子銃電極構体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカラー陰極線管の電子銃電極機体、特にィンラ
ィン型の電極横体に係り、中央および両サイドビームの
フオーカス状態を改善して映像の鮮明度を向上させるこ
とを目的とするものである。

最近のカラー陰極線管は偏向角の増大による管長の縮小
や消費電力の節減を要求され、また管球の動作時に走査
ラスター上のすべての点で複数の電子ビームを一点に集
中させる操作いわゆるコンパージェンスを、外部回路に
接続された補正装置を管ネック部に用いずに行わせるオ
ートコンパージヱンスの実現などを要求されており、こ
れに対処してネック部を細くし、偏向ヨーク磁界の偏向
感度を向上させて偏向電力を少〈し、管ファンネル部を
広角にして管長を短縮し、電子銃を小型化しインライン
配置とするなどの工夫が行われている。

第１第２両図は主電子レンズがバィポテンシャル構成を
探る、従釆のインラィン型電子銃の構成を示したもので
あって、その電極横体は陰極を互に絶縁して一列に配置
した陰極構体１と、これに対向して電子ビーム進行方向
に順次に配置されるＧＩ電極２、Ｇが電極３、Ｇ針電極
４、Ｇ４電極５およびシールドカップ６から構成され、
シールドカップ６を除く各電極は支持部７（第２図）を
介して絶縁物の支持杵８に融着されて所定の電極間隔を
保持している。

ＧＩ電極２とＧ力電極３とはそれぞれ、中央陰極ＩＲか
ら発した中央電子ビームを通過する透孔２Ｒ，３Ｒと、
両側陰極ＩＧ，ＩＢから発したサイド電子ビームが透過
する透孔２Ｇ，２Ｂ；３Ｇ，３Ｂとを同一電極板に直列
かつ等間隔Ｓに設けたものである。また、Ｇ３および○
４電極４，５はそれぞれ、ＧＩおよびＣ２両軍極２，３
の電子ビーム透過孔配列方向に長いほぼ長方形または長
円形断面の筒状部４Ｄ，，４Ｄ２および５Ｄと（第２図
）、閉塞端面４Ｃ，，４Ｃ２および５Ｃを有し、これら
の閉塞端面には、ＧＩおよびＧ２両電極の電子ビーム透
過孔配列に対応してそれぞれ直列にビーム透過孔４Ｒ，
，４０，，４Ｂ，，４Ｒ２，４Ｇ２，４Ｂ２；５Ｒ，５
Ｇ，５Ｂが設けられている。通常○乳電極４はビーム透
過孔４Ｒ，，４Ｇ，，４Ｂ，を持つ閉塞筒状部と、ビー
ム透過孔４Ｒ２，４Ｇ２，４＆を持つ閉塞筒状部とに別
々に形成され、電子銃電極機体を絹立てる際に一体化さ
れる。なお、Ｇ３およびＧ４両電極には電位差の大きい
高電圧が印加されるが、閉塞端面４Ｃ２，５Ｃの各ビー
ム透過孔周りに形成されている内向き突縁１２は耐電圧
特性を高め、また組立の際にこれらの透過孔に鉄挿され
る組立治具の芯榛との蕨合部を大きくして組立精度の向
上に役立つ。電極２，３，４，５は通常いずれも三つ一
組の電子ビーム透過孔が等径であり、電極２，３の透過
孔は０．５〜０．劫肋程度の同一の小径を有する。

なお、Ｇ３電極４のビーム透過孔は電極２，３と同様に
陰極ＩＲ，ＩＧ，ＩＢの中心間隔に等しい中心間隔Ｓを
有するが、Ｇ４電極５のビーム透過孔中心間隔は、管球
動作時に三つのビームを画面近くに配設された色選別機
構（一般にはシャドウマスク）上の中心で一点に会する
ように静電気に集中させるためにＳよりも若干大きく選
定され、○群電極４とＧ４電極５に電圧が印加されたと
き両側の対応するビーム透過孔４０２，５Ｇ；４Ｂ２，
５Ｂ間に非対称な電界を形成して外側のビームを個々に
画面近くに集中し且つ各ビームを中央ビームの方向に向
けて画面近くの色選別機構上で中央ビームに交らせる。
このように陰極１およびシールドカップ６を含む各電極
のビーム透過孔は電極５の透過孔５Ｇ，５Ｂを除いてす
べて同一軸線９，１０，１ １上に中心を有する。以下
これらの軸線を電子銃の軸線と称する。而して陰極１に
は十０〜２５０Ｖ程度、ＧＩ電極２にはＯＶ、Ｇ２電極
３には３００〜５００Ｖ程度、Ｇ乳電極４には４〜５ｋ
Ｖ程度、Ｇ４電極５には２０〜３０ｋＶ程度の各固定電
圧が印加されて、主としてＧ２およびＧ３両電極間にプ
リフオーカス電子レンズを、Ｇ３およびＧ４両電極間に
主電子レンズを構成し、各陰極から発射された電子ビー
ムはＧＩ、Ｇ２両電極の対応するビーム透過孔を通過し
てプリフオーカス電子レンズで予備収束されたのち、画
面上で最小のビーム径をもつように主電子レンズで収束
される。

また、この種の電子銃は一般に、外部接続の動集中装置
による動的補正でコンパージェンスを探ることなく、偏
向感度を高めるために例えば径２９物の細い管ネック部
を用い特殊な偏向コイルと組合わせるオートコンパージ
ェンス構成とするため、前記軸線９，１０，１１の間隔
Ｓは通常約４〜６柵の範囲に選定される。

第３図はＧ乳電極４の端面図である。本電子銃のプリフ
オーカス電子レンズ部および主電子レンズ部に前記の所
定電圧を供給することによってそれぞれの電極間隔に形
成される代表的な数個の等電位面の分布状態を第４第５
両図に示す。

第４図は電子銃の３軸線９，１０，１１を含む平面によ
る電極機体左半分の模式的断面図、第５図は軸線９を含
み第４図の平面に直角な平面による電極機体の模式的断
面図であって、両図中、線群１３（１３−，，１３一２
，１３‐３）、１４（１４−，，１４‐２，………１４
−，。）はそれぞれプリフオーカス電子レンズ部および
主電子レンズ部の等電位面を各切断平面との交線で示す
。通常０が電極３のビーム透過孔は径０．５〜０．劫肋
、Ｇ乳電極４のビーム透過孔４Ｒ，，４Ｇ，，４Ｂ，は
径１〜３肋とされ、その値は轍線間隔Ｓに比して充分に
小さく相隣る透過孔の間に相当の間隔が与えられるので
、プリフオーカス電子レンズ部の等電位線１３は図示の
ように藤線９， １０等に関し軸対称となる。

一方ｔ主電子レンズを構成するＧ３およびＧ４両電極４
，５のビーム透過孔４Ｒ２，４０２，４＆および５Ｒ，
５Ｇ，５Ｂは、主電子レンズの収差をできるだけ小さく
するために「工作精度の許す範囲で大径に形成され、相
隣る透過孔間の間隔が非常に少く１肋以下になることも
あって、各主題子レンズ部に形成される等電位面１４は
隣接透過孔の影響を強く受け歪みを生じる。

すなわち、第４図において、電子銃の軸線１０上の主電
子レンズ部では等電位線１４が両側のビーム透過孔から
均等に影響を受けて軸対称となるが、両側の主電子レン
ズ部例えば鞠線９上のそれは片側に中央のビーム透過孔
の影響を受けて歪み、軸線１０側に下垂した等電位線１
４‐２， 亀４‐３，・・・・・・・・・１４‐９とな
る。この歪みは隣接する透過孔蓬と相接するまで大きく
すればするほど大きくなる。Ｇ乳電極４の陰極側内臭お
よびＧ４電極５の電子ビーム進行方向内臭の等電位線１
４−，，１４−，ｏは隣接孔の影響を受けず中央軸線１
０‘こ関して軸対称となる。従って、この面内では軸線
９，１０，ｌｉ上に形成される静電レンズが互に隣接ビ
ーム透過孔の影響を受けるものとなる。一方、第５図の
断面では軸線９上でも隣接孔の影響が比較的少くほぼ軸
対称な等電位線となっている。第６図はこのような電子
銃において陰極１の電子放射面上の各点から発射されて
蟹光面上の一点に収束さるべき電子ビームの進行状態を
漠式的に示したものであって、陰極ＩＲ，ＩＧ（ＩＢ）
からの電子ビームはＧＩ「 ０２両電極２，３の間で実
質的に電子銃軸線１０，９（１１）上の一点１５で交差
し、電極３，４間のプリフオーカス電子レンズおよび電
極４，５間の主電子レンズを通過してその作用下に前記
交差点１５を蛍光面上に再現する。

符号１６（１６−，，１６‐２）および１７（１７−，
，１７‐２，・・…・…１７‐５）はそれぞれ陰極ＩＲ
，ＩＧから出た電子ビームの交差点１５通過後の進路を
示す。中央の陰極ＩＲの中心を発した電子ビームは等電
位面が第４図の断面および第６図と等価の断面でほぼ軸
対称となる藤線１０上の主電子レンズ電界を直進するが
、その外側を進む電子ビーム１８−，，１６‐２は主電
子レンズ部の両側の透過孔４Ｇ２，４Ｂ２；５Ｇ，５Ｂ
に影響されて図示平面内でそれと直角な平面内よりも強
く収束されるために、陰極ＩＲからの電子ビーム１６ま
ま蛍光面上に第７図Ａに示すように一列に配列された電
子ビーム透過孔の方向に横長な長円形のビームスポット
を生じる。

一方、両側の陰極ＩＧ（ＩＢ）から出て交差点１５を通
過した電子ビーム１７は「第４図に１４−，で示すよう
に中央軸線１０１こ関して軸対称な電界の作用によって
、軸線９より幾分軸線ＩＱ側に曲げられて主電子レンズ
部の非対称電界に進入する。

そのために陰極ＩＧの中心を発した電子ビーム１７‐３
より外側の電子ビーム１７‐４，１７‐５は等電位線ｊ
４−，，１４‐２，…・…−・１４‐９等の曲率の小さ
い中央部に入射して藤線９を離れ、鞄線１０側に向って
一様に収束されていくが、電子ビームー７‐３よりも軸
線１０側を進む電子ビーム１７‐２，１７−，は等電位
線の曲率の大きい周縁部分を斜めに進行することになっ
て、電子ビーム１７‐３に近い電子ビーム１７‐２は垂
下した等電位線１４‐２，１４‐８，１４‐４，１４‐
５により若干軸線９側に曲げられ、さらに等電位線１４
‐６，１４‐７，．・・……１４−，ｏによって軸線９
側に収束されていく。また、さらに鞄線１０寄りの電子
ビーム１７−，は等電位線１４−，，１４‐２，・・・
・・・・・・１４‐５で強い収束を受け、等電位線１４
‐６，１４‐７，・．・・．・・．・１４−，。側では
軸線１８側に曲げられるような非点収差を受ける。従っ
て陰極ＩＧ（】Ｂ）からの電子ビームは蜜光面上に、第
７図Ｂに示すように、中央ビ−ム側に細長く歪んだビー
ムスポットを生ずる。このような蜜光面上のビームスポ
ット形状の額向はビーム電流が大きくなるほど強くなっ
てその周囲に薄く輝くいわゆるハロー現象が強調され、
またその大きさも増大して映像を不鮮明にし解像度が著
しく携われる。本発明はこのような従来の欠点を除去し
て、主電子レンズの非点収差を極減し、大きいビーム電
流でもデフオーカスせずハロ−を生じない電子銃電極横
体を供することを目的として「主電子レンズを構成する
対向二電極のうち、少くとも一方の電極のビーム透過孔
に、透過孔の孔緑から電極の内方に向って同軸にビーム
透過孔径の三分の一以上突出する円筒状の導電性隔壁を
設けることを提案するものである。

以下、その実施例を示す第８図ないし第１２図について
本発明を詳細に説明する。

第８第９および第１０図は第１第２両図の電子銃と基本
的に同一の構成を有する電極機体に本発明を適用して成
るパィポテンシャル構成のィンライン型電子銃電極横体
におけるプリフオーカス電子レンズ部および主電子レン
ズ部の電界および電子ビーム進行状態を示す、それぞれ
第４第５および第６図に対応する断面図であって、対応
する部分にはそれぞれ同一の符号を付してある。

これらの図面から明らかなように、本実施例では主電子
レンズを構成する対向二電極４，５の両サイドビーム透
過孔４０２，４Ｂ２および５Ｇ，５Ｂと中央ビーム透過
孔４Ｒ２，５Ｒとの間に、本発明による導電性隔壁とし
て、各サイドビーム透過孔の孔縁から各電極内方に向っ
て軸線方向にビーム透過孔径の三分の一以上の長さに突
出するビーム透過孔と同軸の円筒状隔壁１８が突議され
ており、これらの隔壁１８は電極製作時にこれに‐一体
に加工形成し、当該電極と同電位に保たれる。

このようにして構成された主電子レンズ部には所定電位
差の印加によって第８第９両図に示すごとき等電位面が
形成される。すなわち第８図では、等電位線１９（１９
−，，１９‐２，・・・・・・・・・１９−８）が電極
間隔の両側にほぼ対称であり、また隔壁１８の静電シー
ルド効果により隣接孔からの影響が除かれて鞠線９，１
０等上でそれぞれ軸対称となっており、第９図の断面で
も電極間隙の両側にほぼ対称、且つ軸線９に関して鞠対
称の等電位線を生じている。両図中、符号２０（２０−
，，２０‐２，２０‐３）はプリフオーカス電子レンズ
部における等電位面を示す。第１０図はこのような電極
横体において陰極ＩＲ，ＩＧ（ＩＢ）から発射された電
子ビームがＧＩ，Ｇ２両電極２，３間の一点１ ５で交
差し、電極３，４間のプリフオーカス電子レンズおよび
電極４，５間の主電子レンズを通って蛍光面に進行する
状況を符号２１（２１−，，２１‐２）および２２（２
２−，，２２‐２，・・・・・…・２２‐５）で示す。

こられの図面から明らかなように「 この電極横体の各
藤線９，１０等に形成される主レンズ電界の等電位面は
隣接ビーム透過孔の影響を受けないで軸対称であるから
、その主電子レンズは従来の電極機体に比して非点収差
の少い等質の電子レンズとなり、陰極ＩＲ，ＩＧ（ＩＢ
）から発射した中央ビーム２１およびサイドビーム２２
はいずれもＹ様に収束され、後光面上に生ずるビームス
ポットはそれぞれ第１１図Ａ，Ｂに示すように真円に近
く、その大きさも第７図の場合より縮小されている。こ
のようなビームスポット形状はビーム電流が大きくなっ
ても維持されその大きさもほとんど不変でありハロー現
象も生じない。なお、本実施例では対向二電極４，５の
両サイドビーム透過孔に円筒状隔壁１８を設けているが
、これを中央ビーム透過孔にもまたは中央ビーム透過孔
にのみ設け、或いは両電極に設ける隔壁１８の軸線方向
長さを互に異ならしめ、或ｔ・は一方の電極にのみ隔壁
１８を設けるなどしても所期の効果を実現することが可
能である。

第１２図は、蟹光面上の両外側電子ビームのビームスポ
ット歪と円筒状導電性隔壁の突出量との関係を電子計算
機を用いたシュミレーションで計算したものである。

ここで縦軸には、ビームスポットの縦窪め日に対する横
径？日の比ＯＨ／ぐｖを、機軸にはビーム透過孔径○に
対する円筒状導電性隔壁の突出量日の比Ｈ／Ｄをとって
ある。通常「蟹光面上に於ける電子ビームの歪めＨ／め
ｖは、１．２以上になるとビームスポットの横長が顕著
に目立ち、横方向解像度が著しく劣化する。
‐第１２図からわかるように、Ｈ／Ｄ
＝０．３３で、ＪＨ／０ｖら１．２であり、Ｈ／Ｄ＜０
．３３±１／３では、ＯＨ／でｖ＞１．２で、その値は
急激に増加する。

従がつて、Ｈ／Ｄ＜１′３では、解像度は著しく劣化す
ることになり、ィンラィン型一体化電極では隣接開孔間
の電界の相互影響を除去し、解像度を改善するためには
、円筒状導電性隔壁の突出量をビーム透過孔径の１／３
以上とする必要がある。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば「中央
および両サィドビ−ムのフオーカス状態が改善均等化さ
れて、ビーム電流が大きくなっても従来の電子銃に比し
格段に鮮明な映像を生ずる解像度に優れたィンラィン型
電子銃電極横体が得られる。なお、ここには主電子レン
ズがバィポテンシャル構成を探る電子銃について本発明
を説明したが、本発明は二つの高電圧電極が中間低電位
電極に対向して主電子レンズを構成するュニポテンシャ
ル構成のものにもそれぞれの電極対向部について全く同
様に適用可能であり、本発明特許権は前記実施例および
その変型を含めて前記特許請求の範囲に規定する、バィ
ポテンシャルまたはュニポテンシャル構成のすべてのィ
ンラィン型電子銃電極機体に及ぶ。

【図面の簡単な説明】

第１第２両図は従来のィンラィン型電子銃電極横体の軸
平面を含む縦断面図と軸平面に直角な縦断面図、第３図
はその０３電極の端面図、第４第５両図はそれぞれ第１
図および第２図の平面における前記電極横体の等電位面
分布を榛式的に示す一部拡大断面図、第６図は第４図の
平面における電子ビーム進路を模式的に示す一部拡大断
面図であり「第７図Ａ，Ｂはこの電極機体の中央ビーム
およびサィドビ−ムが蟹光面上に生ずるスポット形状を
示す。 第８第９両図および第１０図は本発明一実施例の等電位
面分布およびビーム進路を示すそれぞれ第４第５および
第６図に対応する断面図であり、第１１図Ａ，Ｂは本実
施例による中央およびサイドビームの蟹光面上における
スポット形状を示す。第１２図は、蟹光面上のビームス
ポットの縦径？ｖ‘こ対する横窪め日と比め日／めｖと
、ビーム透過孔蓬Ｄと円筒状導電性隔壁の突出量日の比
Ｈ／Ｄとの関係を示すグラフである。１（ＩＲ，ＩＧ，
ＩＢ）：陰極、２：ＧＩ電極、３：Ｇ２電極、４：Ｇ群
電極、５：Ｇ４電極、２Ｒ，３Ｒ，４Ｒ，，４Ｒ２，５
Ｒ：中央ビーム透過孔、２Ｇ，２Ｂ；３Ｇ，３Ｂ；４Ｇ
Ｉ，４Ｂ・；４Ｇ２，４Ｂ２；５Ｇ，５Ｂ：両サイドビ
ーム透過孔、６：シールドカップ、８：支持杵、９，１
０，１１：電子銃軸線、１３，２０：プリフオーカス電
子レンズ部の等電位面、１４，１９：主電子レンズ部の
等電位面、１６，１７，２１，２２：電子ビーム進路、
１８：導電性隔壁。 穿き １ 図 Ｘ第 ２ 図 努Ｊ ３ 図 第４函 弟づ図 多〆歯 多７図 多ａ図 発？図 多’０図 ＾柴ｌｌ 図 繁′２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一列に配列された３個の電子ビーム透過孔を有する
   複数個の電極が、電子ビーム透過方向に所定の間隔を保
   って配置されているインライン型電子銃電極構体におい
   て、主電子レンズを構成する対向二電極の相隣る電子ビ
   ーム透過孔間の間隔は１ｍｍ以下であり、かつ対向二電
   極の少なくとも一方の電極の電子ビーム透過孔に、孔縁
   から電極内方に向って同軸に電子ビーム透過孔径の三分
   の一以上突出する円筒状の導電性隔壁を一体に設けたこ
   とを特徴とするインライン型電子銃電極構体。