JPH01232645A - カラー受像管装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はカラー受像管装置に関し、特にインライン配列
された３本の電子ビームを集束、集中させるカラー受像
管装置に関する。

（従来の技術） カラー受像管（１００）は第１０図に示す如く、スクリ
ーン面（１０１）をもつフェースプレート（１０２）と
このフェースプレートの側壁部（１０２’）にファンネ
ル（１０３）を介して連結されたネック（１０４）とこ
のネッりに内装された電子銃（１０５）と、前記ファン
ネルからネックにかけてこの外壁に装着された偏向装置
（１０６）と、前記スクリーンに所定間隔をもって対設
された多数のアパーチャ（１０７）を有するシャドウマ
スク（１０８）と、　前記ファンネルの内壁に前記ネッ
クの一部まで一様に塗布された導電膜（１０９）とファ
ンネルの外部に塗布された導電膜（１０９）及びファン
ネルの一部に設けられた陽極端子（図示せず）とから成
る。

前記スクリーンには赤、緑、青色の蛍光体（１１０）が
ストライプ状に多数塗布されていて電子銃から出た３本
の電子ビーム（ＢＲ）　、（Ｒ（］）　、（ＢＲ）はシ
ャドウマスクにより選択されそれぞれの蛍光体を衝撃し
、これを発光させる。

電子銃はインライン配列の平行な３本の電子ビームを発
生、加速、制御するための電子ビーム発生部ＧＥと、こ
れらのビームをそれぞれスクリーン上に集束、集中させ
るための主電子レンズ部ＭＬを有し、　これによりスク
リーン中央部（１１１）において３本の電子ビーム集束
且つ集中し、この３本の電子ビームを前記偏向装置によ
り、スクリーン全面に偏向走査することによりラスタを
形成する。

この偏向装置により偏向される電子ビー１１の偏向中心
面での３本の電子ビーム間隔ＳＤが小さいもの程偏向さ
れた３本の電子ビームの集中度合（コンバーセンス）は
良好であり、且つ偏向に要する偏向電力も少なくて済む
という利点がある。

このようなカラー受像管の画像性能を向上させるには前
記電子銃の性能を向上させスクリーン上のビームスポッ
ト径を小さくせねばならない。

電子銃の性能を向上させる有効な方法は主電子レンズ部
の性能を向上させることである。

一般に主電子レンズ部は開孔を有する複数の電極が同軸
」−に配置されそれぞれ所定の電位が印加されることに
よって形成される。このような静電レンズは電極構成の
違いによりいくつかの種類があるが、基本的には電極開
孔径を大きくした大口径レンズを形成させるか又は、電
極間の正射を長くして緩やかな電位変化にして長焦点レ
ンズを形成することによりレンズ性能を向上させること
ができる。

しかし、カラー受像管の電子銃は一般に細いガラス円筒
であるネック内に封入されるため、まず電極の開孔、即
ちレンズ口径が物理的に制御される。また、電極間に形
成される集束電界がネック内の他の不所望な電界の影響
を受けないようにするために電極間の距離が制限される
。

特に、シャドウマスク型カラー受８１／Ｆ？のように３
本の電子銃がデルタ配列やインライン配列として一体化
した場合には前述した如く電子ビーム間隔（Ｓｇ）が小
さなもの程、３本の電子ビームをスクリーン全面の近傍
で一点に集中させ易いし、また偏向電力が小さいという
利点があるので、電子銃間隔を小さくするために電極の
開孔はさらに小さくせざるを得ない。

そこで、同一平面上に並んだ３個の電子レンズを完全に
重ね合せ１個の大きな電子レンズとし、この大口径電子
レンズにより電子レンズ性能を最大限に発揮させようと
する方法が特公昭４９−５５９１号公報（米国特許第３
，４４８，３１６号明細書）、米国特許第４，５２８，
４７６号明細書、特公昭４７−４３９９３号公報、特公
昭４ｇ−１４５０２号公報、米国特許第３，０１１，０
９０号明細書、米国特許第２，８６１，２０８号明細書
、米国特許第２，７２６，３４８号明細書、特開昭５３
−６９号公報や特開昭６２−２１７５４１号公報などに
提案されている。

しかし、このように大口径電子レンズを形成するにして
も前記したように、電子レンズは、一般に円筒形の電極
をネック内に封入するためその外径は、ネックの内径に
よって制限される。このネック径は、規格により数種の
サイズが定められており、容易に変えられるものではな
いし、また。

一般にカラー受像管の場合には、電子ビームの偏向は、
ファンネルのコーン部に取り付けた偏向ヨークの発生す
る磁界で行なうことが多く、ネック径を大きくすると、
電子ビームと偏向ヨークの距離が長くなり、電子ビーム
の偏向パワーが増大するため、消費電力は増加し、経済
性に好ましくないばかりでなく、偏向ヨークの発生する
熱も増大し、技術的にも多くの問題点が生じる。

さらに、第１１図（ａ）（ｂ）に示す如く大口径電子ビ
ームを形成するには、少なくとも２つの円筒形の電極に
異なった電位を与えて対向する必要がある。

この場合９問題となるのは、２つの電極を所定の間隔で
絶縁支持する必要があり、一般には電極の外側に設けた
突起（ｓｒ）をガラスの捧（ＢＧ）に植設している。こ
のようにすると第１１図（ａ）のＡ−Ａ’断面の第１１
図（ｂ）に示したようにガラス棒の厚さの分だけ実質的
にネック径が小さくなるので１円筒電極の外径がさらに
小さくなってしまう。ガラス棒の厚さを薄くすれば電極
の径を大きくすることは可能だが、前記した電極の突起
部（ＳＴ）をガラス棒（ＢＧ）に植設する際には、ガラ
ス（ＢＧ）を加熱して軟化したところで、実起部（ＳＴ
）を埋設するので。

ガラス棒の厚さを薄くするとガラス棒が冷めて硬化する
際に生ずる歪応力やその他の原因で、ガラス棒にクラッ
クが生じ、十分な機械的強度で電極を絶縁支持できない
という問題があるのでガラスの厚さを薄くするには、約
３ｍｍが実用上の限界である。

また、第１１図（ｂ）から明らかなようにネックガス内
壁とガラス棒の間には、０．５〜２　、０ｍｍの間隔を
空けである。これには、２つの理由がある。

１つは、電子銃を封止する際にネックガラスと電子銃が
接触しているとネックガラスがヒート・ショックで割れ
てしまうのでこれを防止する為、もう一つは、ネックガ
ラスに電子銃が接触していると、ネック内壁のチャージ
アップによって、耐圧が悪なってしまうのでこれを防止
する為である。

ここで、具体的な数値を示して、さらに詳しく説明する
と第１１図のネックガラスの外径は３６．５ｎ＋＋ａ、
内径は３０．９ｍｍの規格品である。ガラス棒の厚さは
約３．Ｏｎ＋ｍ、　ｒｌ１３．０ｍｍネック内壁とガラ
ス棒の間隔は最小０．３＋ａｍ、径方向では約０　、５
ｍｍである。そして、ガラス棒に植設しである突出部の
露出している長さは、径方向で約１　、０ｍｍそして大
口径レンズを形成する円筒電極の厚さは約０．４ｍｍで
ある。電極は、２本のガラス棒で固定されるから、円筒
電極の実効内径は約２１ｍｍとなりネック内径の約６８
％しか占有していないことになってしまい、ネック内径
を十分に利用した大口径電子レンズは形成されていない
。

このように、ガラス棒の絶縁支持体がネック内径を実事
上小さくしている。これが電子レンズの性能を上げるの
に妨げとなり受像管の解像度向上を著しく制限する大き
な問題の一つとなっている。

一般にビーム間隔がｓｇの３本の平行電子ビーム（ＢＲ
）　、（Ｂｏ）　、（ＢＢ）が１個の共通大口径電子レ
ンズＬＥＬを通過すると、第１２図の様に中央の電子ビ
ーム（Ｂｑ）が適正集束した状態では両側の電子ビーム
（ＢＲ）　、（Ｉｌｎ）は過集束状態、且つ過集中状態
となると共に大きなコマ収差を伴ないスクリーン（１０
１）上では、３本のビームスポット（ＳＰＲ）　、（Ｓ
Ｐａ）　、　（ＳＰｎ）は大きく離れ両側のビームは歪
む。

これら３本の電子ビームの集束状態を合せ、コマ収差分
を減少させるには、電子レンズＬＥＬのレンズ口径りに
対する３本のビームの間隔Ｓｇをある程度小さくしてゆ
けば実用上問題はなくなるが、３本のビームのスクリー
ン上での集中状態に関してはＳｇを極めて小さくしなけ
ればならず、電子ビーム発↓部の機械的配置が困難とな
る。

そこで、特公昭４９−５５９１号公報（米国特許第３．
４４８，３１６号明細書）及び米国特許４，５２８，４
７６号明細書では第１３図に示す如く電子レンズＬＥＬ
に入射する３本の電子ビームに予め傾角Ｏをもたせてお
いて３本の電子ビームが同時に電子レンズＬＥＬの中央
部を通過するようにして３本のビームの集束状態を合せ
、その後、発散していく両側のビームを反対方向に極め
て強く（φ°）偏向させスクリーン上で３本のビームが
集中する様にしている。

従って両側のビームには大きな偏向収差又はコマ収差が
発生するという問題を有する。

又、この偏向を特公昭４９−５５９１号公報では、静電
偏向板により行なっているが、この場合にはさらに以下
の欠点を有する。即ち、カラー受像管では電子ビームの
電流は大きいので電子レンズＬＥＬ中での電子ビームの
径もかなり太くなっていて、電子レンズ中では３本の電
子ビームは重なっている。その後電子レンズにより各電
子ビームは収束され遠く離れたスクリーン上に結像する
が、前記静電偏向板を設置する位置Ｑｄはこれら３本の
電子ビームが完全に分離したところに置かねばならない
。

このため、電子レンズからかなり離れたところに静電偏
向板を配置することになり、電子銃の全長は非常に長く
なってしまう。このため、電子レンズからスクリーンま
での距離即ち、像点距離Ｑが長くなり電子光学的倍率は
劣化（大きくなる）し、スクリーン上のビームスポット
径は悪＜（大きくなる）なっていく。また、電子銃の全
長が長くなることはカラー受像管の全長が長くなること
であり、これはカラー受像管の経済性を著しく損うため
極めて好ましくない。

米国特許第４，５２８，４７６号では、第１４図の如く
、第１の共通電子レンズＬ１を通過して互いに離れてい
く３本の電子ビームに対し、再度第２の共通電子レンズ
Ｌ２により集中させる方法を示しているが、この場合に
は、さらに以下の問題を有する。

即ち、一般に１つの電子レンズＬ′ＥＬにより１本の電
子ビームＢ（］を所定のスクリーン上に収束させるよう
にしたとき第１５図の如く、軸上の物点から出たビーム
は像面（スクリーン）へ結像しているので９球面収差を
無視すると、この状態のとき同じ物点から出た３本の電
子ビー・ムＩＩＲｒ　Ｂ（］＋　ＢＢもスクリーン上に
集中することになる。即ち、球面収差を無視すると第１
５図からよく判るように集束のための物点位置と、集中
を行なうための軸上の出射点は基本的には同じ位置にな
ければならない。

然るに、米国特許４，５２８，４７６では第１．第２の
電子レンズＬ工、１，２により集束するようになされて
いるが、集中作用をおこす第２の電子レンズＬ２へ入射
する３本のビームの軸との交点Ｏｃは第１の電子レンズ
Ｌ１の中にあり、集束作用のための物点位置にと前記交
点（Ｏｃ）は大きく異なっている。従って、各ビームを
集束させることと、集中させることを完全に一致させる
ことは極めて困難であることが容易に判る。

また、米国特許第３，０１１，０９０号、米国特許第２
．８６１，２０８号、米国特許第２，７２６，３４８号
、特開昭５３−６９号公報では第１６図の如く３個の開
孔をもつ低電極Ｇ４の次に共通開孔をもつ高電極Ｇ、を
配置させることによって両側の電子ビームが互い１こ離
れる方向へ曲げられることを利用して３本の電子ビーム
のスクリーン面での集中を狙ったものである。

従って、第１７図の如く平行な３本の電子ビームは個別
な３個の集束電子ビームＬｃを別々に通過しその後すぐ
共通な大きな１個の発散電子レンズＬＤとを通過するの
で、全体的には各ビームは集束作用を受けながら両側の
電子ビームは互いに離れる方向へ発散していく。

この状態で共通な大きな１個の集束電子レンズＬＥＬへ
入射し、各ビームとはそれぞれ集束作用を受けると共に
両側の電子ビームは集中作用をうけることになる。

上記米国特許第３，０１１，０９０号、米国特許第２．
８６１，２０８号、米国特許第２，７２６，３４８号は
集束作用を主として個別な３個の集束電子レンズＬｃで
行なわせ共通大口径電子レンズＬＥＬは主として集中作
用を行なわせるようにしたものであるに対し。

特開昭５３−６９号公報は収束作用を主として共通大口
径電子レンズＬＥＬで行なわせるようにしたものである
から後者の方が電子銃の性能は向上するものと考えられ
る。

しかし、特開昭５３−６９号公報では、集束性能を向上
させるため大口径電子レンズＬＥＬの性能を生かそうと
すれば、大口径電子レンズＬＥＬは強くなるので、スク
リーン上で３本のビームを集中させるために両側のビー
ムの発散角αは大きくしなければならない。このため、
３個の開孔をもつ低電極と共通開孔をもつ高電極によっ
て形成される発散レンズＬＤを強くさせねばならないが
、このとき同時に第１の集束電子レンズし。も強くなり
、従ってビームはスクリーンの手前で集束（過集束）し
てしまい、スクリーン上でのビーム径は大きくなるので
大口径電子レンズの性能を十分に発揮させることができ
ない。

即ち、第１６図に示すように３つの開孔をもつ低電位電
極Ｇ４の次に共通開孔をもつ高電位電極Ｇ５を配置させ
た場合その等電位線の様子からも明らかなようにボロ径
の集束レンズＬｃと大口径の発散しンズＬＤが対となっ
て形成され、この集束レンズＬｃの働きがかなり強いと
いうことのため、次のＧ５ｌＧ６によって形成される大
口径レンズＬＥＬのレンズ性能を発揮させることができ
ないという問題がある。

（発明が解決しようとする課り 本発明の目的は、３本の電子ビームをスクリーン付近で
集束、集中させて使用するカラー受像管において、３本
の電子ビームに対して共通な大口径電子レンズを用する
ことによって、スクリーン上のビームスポット径を小さ
くしようとするとき発生する問題； 即ち、電子銃部の絶縁支持体が限られたネック内径をさ
らに小さくし、電子レンズの大口径化による電子銃の性
能向上に限界を与えるという問題点。集中作用を行なう
ときに発生する偏向収差又はコマ収差の問題、電子銃の
長大化ひいてはカラー受像管の長大化の問題、 集束と集中を同時に行なうことが難しいという問題。

或いは、大口径電子レンズの性能を十分発揮できないと
いう問題、 を解決して、高解像度、高信頼性で経済性に優れ、実用
性に富んだカラー受像管を提供することにある。

〔発明の溝成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は電子銃部、偏向部、およびスクリーン部を備え
、前記電子銃部から発射されるインライン配列の電子ビ
ームを前記偏向部により垂直方向および水平方向に偏向
するカラー受像管装置において、 前記電子銃部は相互に平行な３本の電子ビームを発生、
加速、制御する電子ビーム形成部と、この電子ビームを
集束、集中させる主電子レンズ部とを備え、 この主電子レンズ部は、前記電子ビーム形成部から発射
された３電子ビームのうち両側の電子ビームを中央の電
子ビームから離れる方向へ偏向させる静電偏向部と、こ
の静電偏向部を通過した３電子ビームを集束、集中する
共通開口を有する第１の電子レンズ部を備え、この第１
の電子レンズを形成する対向円筒電極は円筒電極外側面
に沿って設けられた複数の薄板状セラミック板で支持さ
れていることを特徴とする。

（作　　用） アルミナセラミックスの抗折強度は、長さ３０ｍ＋＋＋
、巾３０＋ａ＋ａ、厚さ１　、０＋ａｍのもので約１．
５ｋｇ以上である。

この程度の強さであれば、十分な機械的強度で電極を支
えることができる。

絶対支持体にガラス棒を用いる従来の方法では、ガラス
棒の厚さは実用上３ｍｍ必要であったから、上記アルミ
ナセラミックス板２枚で支持したときは、約４．０ｍ１
Ｉｌ、実効的な内径は拡大されることが易光に推際でき
る。

また、ガラスに植設する突出部が不要であるため、さら
に実効内径は拡大される。

このように、セラミックスで電極を固定、支持すること
でネック内径の実効性の拡大ができ、より口径の大きな
電極をネック内に封入することが可能となるので電子レ
ンズの性能を向上することができる。

そして、第１の電子レンズ即ち共通大口径電子レンズへ
入射する両側の電子ビームの入射角α（発散角）は第１
の電子レンズの集束作用とは全く関係なく調整できるた
め、３本の電子ビームの集束と集中を同時に満足するよ
うに容易にできること。また大口径電子レンズの手荊に
おいて両側の電子ビームの入射角αを調整してスクリー
ン上において３本のビームを集中させ得るので電子銃が
必要以上に長くならない。

（実　施　例） 以下、図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明を実施例したカラー受像管のネック部を
示す。第１図に於て、　ネック（１０４）内に配置され
ている電子銃部０）はカソードＫ、第１グリツドＧい第
２グリツドＧ２、第３グリツドＧ１、第４グリツドＧ４
、第５グリツドＧｇ、静″社偏向部ＥＤ、第６グリツド
Ｇ６、第７グリツドＧ７と、これらを支持する絶縁支持
体ＢＧ及びバルブスペーサ（１１２）から成り、電子銃
はネック下部のステムピン（１１３）に固定されている
。この電子銃部のＹ−Ｚ断面図、及びＸ−Ｚ断面図をそ
れぞれ第２図の（Ａ）及び（Ｂ）に示す。

前記カソードには内部にそれぞれヒータ（６Ｒ）　。

（６Ｇ）、　（６Ｂ）をもつ３個のカソードＫＲｙ　Ｋ
Ｏ＋　ＫＢから成り、３本の電子ビームＢＲｔ　Ｂ（］
＋　［３（ｌを発生する。

また第１グリツドＧ１、第２グリツドＧ２は前記３個の
カソードＫＲ＋　Ｗｏ、ＫＲｋこ対応して３つの比較的
小さなビーム通過孔（７Ｒ）、　（７Ｇ）、　（７Ｂ）
、　（８Ｒ）、　（８Ｇ）。

（８Ｂ）を有し、この部分においてカソードからの電子
ビームを制御、加速し、謂ゆる電子ビーム形成部ＧＥと
なる。次いて第３グリツドＧ３、第４グリッドＧ４．第
５グリッドＧ、は同じく３つのカソードＫＩｔ＋　ＫＯ
＋にＢに対応して３つの比較的大きなビーム通過孔（９
Ｒ）〜（１４Ｂ）を有する。また、静電偏向部ＥＤはＸ
−Ｚ面に垂直でＹ−Ｚ面に平行な４枚の電極（２０）、
　（２１）、　（２２）、　（２３）から成り、３本の
ビームのそれぞれの間及び両側に配置してあり、中の２
枚の電極（２１）、　（２２）は同電位で、またこれよ
り高い電圧で両側の２枚の電極（２０）、　（２３）は
同電位となっている。

さらに、第６グリツドＧ６は静電偏向部ＥＤに面する側
には３つのビーム通過孔（１５Ｒ）、　（１５Ｇ）　、
　（１５Ｂ）を有するが反対側は３つのビームが共通に
通過する１つの大きな開孔（１６）をもち、第７グリツ
ドＧ７と対向している。

第７グリツドＧ７は第６グリツドＧ６と同径の大きな開
花（１７）とをもつ円筒状のｆｆｉ極となっている。

第６グリツドＧ６と第７グリツドＧ７はセラミックス板
ＣＳに金属板ＭＳを接合した２本の絶縁支持体Ｃ８によ
って固定、支持されている。

また、別の絶縁支持体ＢＧによりカソードＫ。

第１グリツドＧ□から静電偏向用電極まで固定支持され
ている。

以上の電極構成において、例えばカソードには、約１５
０ｖのカットオフ電圧とし、　これに変調信号を加え、
第１グリツドＧ１は接地電位として、第２グリツドＧ２
は約５００〜１にＶ、第３グリツドＧ３は約６〜９に■
、第４グリツドＧ４は約５００〜３ＫＶ、第５グリツド
Ｇ５は約３〜８にＶ、内側の静電偏向電極は約３〜８Ｋ
Ｖ、外側の静電偏向電極にそれより５００〜２ＫＶ高い
電圧を、また第６グリツドＧ６は約３〜８にＶ、第７グ
リツドＧ７は約２５〜３０ＫＶの陽極電圧を印加する。

このような電位構成とすることによって各カソードＫか
らその変調信号に応じて発生したビームはカソードＫ、
第１グリツドＧ１、第２グリツドＧ２により第３図の如
くクロスオーバＣＯを形成して第２グリツドＧ２、第３
グリッドＧ、によるプリフォーカスレンズＰＬにより僅
かに集束され仮想クロスオーバｖＣ○を形成して第３グ
リッドＧ、の中へ発散しながらはいっていく。第３グリ
ツドＧ３へはいってきた各ビームは第３グリッドＧ、か
ら第７グリツドＧ７による主電子レンズ部ＭＬにおいて
集束作用且つ両側のビームは集束作用をうけてスクリー
ン（１０１）上に集束、集中する。

第３グリツドＧ３から第７グリツトＧ１までの主電子レ
ンズ部のレンズ作用を第３図に示す等価光学モデルを用
いてさらに詳しく説明していく。

仮想クロスオーバｖＣＯを形成して第３グリツドＧ３へ
はいってきた個々の電子ビームは第３グリツドＧ３、第
４グリッドＧ４．第５グリツドＧ５によって形成される
個々の弱いユニポテンシャルレンズ（第２の電子レンズ
）によりそれぞれ少し集束され、次に静電偏向部ＥＤに
より集束作用を受けることなく両側のビームだけが所定
角度αだけ偏向され、この状態で第６グリツドＧい第７
グリツドＧ７によって形成される共通大口径電子レンズ
ＬＥＬへ入射していく。

共通大口径電子レンズＬＥＬは、個々のビームに対して
主集束作用を与えると共に、両側のビームにβだけ集中
作用を与える。

即ち、説明を簡単にするため弱い集束作用を与えている
第２の電子レンズを無視すると、集束に対しては、軸上
にある仮想クロスオーバ点ｖＣ○から出たビームが大口
径電子レンズＬＥＬによりスクリーン面に結像している
という系が確立されていて、集中に対しては、静電偏向
部ＥＤによって偏向された両側のビームを逆方向に延ば
して軸と交叉させると同じく前記集束系の仮想クロスオ
ーバ点ｖＣ○に一致し、即ち、この仮想出射点ＶＰから
出た３本のビームが大口径レンズによりスクリーン面に
集中しているという系が成立しており１個々のビームを
集束させるという集束系と３本のビームを集束させると
いう集中系がそれぞれ独立して全く同時に成立している
ことが判る。

従って、３本のビームはスクリーン上において適正に集
束すると共に一点に集中する。

このとき実際には大口径レンズの球面収差のため、集中
系に関しては３本のビームの仮想出射点ｖＰは収束系の
仮想クロスオーバ点ｖＣＯより前の大口径レンズが側に
寄ったところにもってこなければならないが、このよう
な操作も本発明では集束系に全く影響を与えずに容易に
行なうことができる。

また、集束系に関しては両側のビームは中央のビームに
比べ電子レンズの端部を角部をもって通過するので、謂
ゆるコマ収差をうけるが、これは電子レンズへ入射する
ビームの大きさや、電子レンズの強さ、及び電子レンズ
の口径に対するビーム間隔により変わるもので、本発明
者等の実験によるとビーム間隔がレンズ口径の約２５％
以下であれば上記コマ収差は実用上全く問題ないレベル
に抑えることができる。レンズ口径の２５％以上のビー
ム間隔をもつビームであってもコマ収差補正手段を設け
ればこの限りではない。

ここでいうレンズ口径とは、同径の円筒電極の組合せの
場合はその電極の径を言い、異径の円筒電極の組合せの
場合は、それらの電極の径の平均径を言う。

もちろん、ビーム間隔をレンズ口径りの２５％以下にす
るにしても、カソードの大きさやシャドウマスクの孔の
ピッチ、蛍光体ストライプの幅、ビームランディング余
裕度等の製造上、性能上の問題のため、ビーム間隔の下
限は４　、５ｍ＋ｍ程度である。

さらに両側のビームは中央のビームに比べ装束作用が強
くなるが、これも同様に実用上問題ない程度である。し
かし望ましくは第２の電子レンズにおいて、両側のビー
ムに比べ中央のビームがより強く集束するようにすれば
よい。これには第２の電子レンズのレンズ口径（ビーム
通過孔径）を中央と両側で異なるようにすることなどに
より容易にできる。

また、前記第５グリッドＧ、の第６グリツドＧ６側にあ
る３個の開孔（１４Ｒ）、　（１４Ｇ）、　（１４Ｂ）
をもつ電極の部分と、第６グリツドＧ６の第５グリツド
Ｇ５側にある３個の開孔（１５Ｒ）、　（１５Ｇ）、　
（１５Ｂ）をもつ電極の部分は共にその間にある静電偏
向部ＥＤの偏向電界が大口径電子レンズＬＥＬ　（第１
の電子レンズ）゛や第２の電子レンズへ影響を与えない
ようにシールドしているという目的もある。

勿論、偏向に要する電位が約５００ｖ以下程度の小さい
電位であればこのシールドも省くことも可能である。

偏向に要する電位は、偏向に必要な角度、偏向を行なう
ための静電偏向部の長さ、第５グリッドＧ、から第６グ
リツドＧ６の電位（電子ビームのスピード）により調整
できる。

一方、カラー受像管では受像装置を含めた各所の製造バ
ラツキを調整するため、電子レンズの強弱を調整して謂
ゆるフォーカスＰ１５Ｉ整を行なうが。

このとき、３本のビームの集中具合（コンバーゼンス量
）が大きく動く場合がある。

すなわち、第６グリツドＧ６の電位を変えると大口径電
子レンズの強弱は変わりフォーカス調整を行なうことが
できるが、同時に集中具合も大きく変動してしまい、実
際には画像を兄ながらフォーカス調整することは困難と
なる。

大口径電子レンズの前段に３本のビームに対してそれぞ
れ独立な弱い第２の電子レンズを配置しておけば、第２
の電子レンズの強弱を変えることにより集中系から独立
してフォーカス微調整を行なうことができるので、都合
が良い。

第２の電子レンズの集束作用を強く設計しすぎると第１
の電子レンズである大口径電子レンズの性能を十分発揮
できなくなってしまい。スクリーン上のスポット径は小
さくならないので第２の電子レンズの収束作用はフォー
カス調整が実用的に支障ない程度で弱く設計した方が良
い。

また、第２の電子レンズの好ましい形態としては、本実
施例で示しているように第３グリツドＧ１、第４グリツ
ドＧい第５グリッドＧ、によって形成されるユニポテン
シャルレンズがいい。

これは、第１に第４グリツドＧ４の低い電位を調整する
ことによりフォーカス調整ができるので、謂ゆるダイナ
ミックフォーカス調整が容易に行ない得ること、第２に
ユニポテンシャルレンズであるので、第４グリツドＧ４
の電極長さ電極電位を変えることにより電子レンズの強
弱の設計が容易に行なえること、第３に第３グリツドＧ
３の電位と第５グリツドＧｓの電位を異なるようにでき
るので、第３グリッドＧ、の電位は６〜８ＫＶに保って
良質な仮想クロスオーバを形成させると共に第５グリツ
ドＧ５の電位を第６グリツドの電位と同じにして第１−
の電子レンズと第２の電子レンズの間に余分な集束レン
ズを形成させないようにできること、という利点がある
。

また、フォーカス調整においても第３グリツドＧ：、の
電圧を変動させないことはビームのカットオフ状態が変
わらないという利点もある。

また、静電偏向部の各偏向電極の好ましい形態としては
１本実施例で示しているように、ビームの進行方向に向
って各電極板の間隔が広がっているように配置するのが
良い。

これは、仮想クロスオーバから射出して各電子ビームは
未だかなり大きな発散角をもって発散しながら大口径電
子レンズの方へ進行していくので、’ｆｄ極板へのビー
ム衝撃が発生しないようにするものである。電極へビー
ムが衝撃すると電極からガスを放出してカソードを破損
させたり、電子銃の耐電圧を劣化させたり、電極を溶か
してしまったりして大きな問題となる。従って、上記構
造によりこのような問題の発生を抑制することができる
ものである。

ここで、大口径電子レンズの口径についてくわしく説明
する両側のビームは中央のビームに比べ電子レンズの端
部を角度をもって通過するので、謂ゆるコマ収差を少な
からずうけるが、これは静電偏向部に入射する電子ビー
ムの間隔（Ｓｇ）と静電偏向部の偏向中心（ＰＤ）第１
の電子レンズの中心（Ｉ−Ｉ　）までの距ｆｉ（Ｑ＞と
、電子レンズへ入射するビームの大きさや、電子レンズ
の強さ、及び電子レンズの口径に対するビーム間隔によ
り変わるものである。

これらの関係について第４図を用いてくわしく説明する
。第４図は第３図の光学モデルを簡略化したもので、図
中に使用している記号は第３図と同じである。

第４図（ａ）と（ｂ）は、静電偏向の偏向中心（ＰＤ）
からメイン・レンズの中心（Ｈ）の距離がそれぞれＱｌ
ｌ、ＩｌｂでＱｎ＜Ｑｂの場合を示している。レンズの
強さは物点距離ＯＰと像点距ＭＯＱにより決まり（ａ）
（ｂ）とも同じ強さである。

この図から明らかなように、Ωの短い程、両側ビームが
メイン・レンズを通過する位置がレンズの軸に近＜　（
ｒａ＜ｒｂ）にあるので、コマ収差や球面収差を受けに
くいことがわかる又、Ｑの短い程、静電偏向角が小さい
（α８くＱｂ）ので、静電偏向によるビームの歪が小さ
いことがわかる。さらにビーム間隔ｓｇが小さい程、α
もｒも小さくなることがわかるが、ビーム間隔を小さく
するにしても、カソードの大きさやシャドウマスクの孔
のピッチ、蛍光体ス１〜ライブの幅、ビームランディン
グ余裕度等の製造上、性能上の問題のため、ビーム間隔
の下限は４．５ｍｍ程度である。

そこで１両側ビームをメイン・レンズのできるだけ中心
軸に近い場所を通過するには、距離Ｑを小さくしなくて
はならないが、静電偏向部をレンズ口径の約８０％以下
の距離に位置するとメイン・レンズを形成する電界分布
をみだしてしまいレンズ性能が劣化することになる。

従って、両側ビームをメイン・レンズのできるだけ中心
軸寄りを通過させるには、レンズ口径をできるだけ大き
くする必要がある。

そこで１本実施例の場合には、第２図Ａ−Ａ’断面を示
した第５図の如く、ネックガラスは外径；３６．５ｍｍ
、内径；３０．９ＩＩＩＩ１１の標準的なもので絶縁支
持体は、長さ約３０．０ｍｍ、　Ｉｌｌ約３．０ｍ＋＋
＋、厚さ約１　、０ｍｍのセラミックス板に厚さ０．４
ｍｍのステレンス板を接合したものである。セラミック
スとネックガラス内壁との間隔は径方向で約０．５ｍｍ
としである。第６グリツド（Ｇ、、）の円筒電極の厚さ
は約０．４ｍｍであるから、円筒電極の実効内径は約２
６．３ｎ＋ｍとなる。

これはネック内径の約８５％を占有していることになる
。

従来の絶縁支持体を用いた場合、実効性は約２１ｍｍで
あるから１本発明を実施することで実効径は約１７％拡
大することができることになる。

ここで本発明を実施した大口径電子レンズと、他の構成
による大口径電子レンズの性能の比較をする。

低電位側電極の開口孔吐と高電位電極の開孔径０Ｈが （１）　ＤＬ＝Ｄｕ＝φ２６．３ａ＋ｍの場合■Ｄ１．
＝φ２８．０＋ａｍ　［）ｏ＝φ１．９．０１１１１１
１（ＤＬ、＞Ｄｌｌ）の場合■Ｄシ＝φ１９．Ｏａｍ　
［１ｕ＝φ２８．０１１１１１（ＤＩ、＜ＤＨ）の場合
は）ＤＬ＝φ２１．Ｏｍｍ　ＤＨ：φ２１．Ｏｍｍ（Ｏ
Ｌ＝ＤＨ）の場合それぞれの電子レンズについて半径Ｒ
方向の位置へ入射するビームの焦点距離ｆ２を求め、Ｒ
が小さい領域でのｆ２を同じになるように規格化して示
したのが第６図のようになる。

第６図は横軸が半径Ｒで縦軸がＬＥＬのｆ、Ｘであり、
第１の曲線（３１）はＱ）ＤＬ　＝　Ｄｏ　＝φ２６　
、３ｍｍの電子レンズの場合で。

第２の曲線（３２）は■Ｄ１．＝φ２８．Ｏ＋ｎｍ　［
）、＝：φ１９゜０ＬＩＩＩ！１の電子レンズの場合で
、 第３の曲線（３３）は（３Ｄ＋−＝φ１！］、Ｏｍｍ　
ＤＨ＝φ２８．０ｍ１１の電子レンズの場合で、 第４の曲線（３４）は＠）　ＯＬ　＝　ＯＨ＝φ２１．
Ｏｍｍ（Ｄ【、＝Ｄ＋ｄの場合である。

第６図から明らかなように、Ｒが小さい領域でのｆ８と
Ｒが大きい領域でのｆ２との差が最も小さいのは■ｏ、
　＝　Ｄｌｌ　＝φ２６．３ｍｍの場合である。

従って■の電子レンズの場合が中央の電子ビームに対す
る集束力と両側の電子ビームに対する集束力の差が最も
少なく、また、両側のビームに対する過集中力の強さも
最も小さい。

このため、Ｑ）ＤＬ　＝　Ｄｏ　＝φ２６．３ｍｍの電
子レンズを採用することは３本の電子ビームの集束力の
差が最も小さく、従ってコマ収差も小さくまた、集中さ
せるために必要な入射角αも小さくて済むという極めて
大きな効果がある。

さて、耐電圧の問題であるが、一般にセラミックスの耐
圧は数にＶ／ｍｍ程度であり、特にアルミナセラミック
スの場合は１〜２ＫＶ／ｍｌｌ＋程度である。

本発明者等の実験によれば第７図に示す如くセラミック
スに接合する金＠　（ｎｓ）の高圧側と低圧側の距離；
ＬＰを１５ｍｍ以上隔し、かつセラミックスと電極の間
隔：　ＧＥＣを約０．２ｍｍ以上、空ければ約２５ＫＶ
の耐電圧があることが確認されている。

セラミックスと金属を接合する手段は、種々知られてい
るが、本発明では次の２つの手段によって接合した。

■　セラミックス系接着剤による接合 アルミナセラミックスと、ステレンス板の開にセラミッ
クス系の接着剤を塗布し、その後約３０分１１０℃で予
備乾燥し、その後約１５０°で約３０分間焼結して接合
する。接着強度は８５ｋｇｆ／ｃｄ　（垂直張引強度）
あり、９０″　ビール強度でもセラミックス基板が先に
破壊するほどに強固に接合できる。

■　活性金属法による接合 まず、ステンレス板表面に活性金属層を形成し。

これをアルミナセラミックスに押し付けたまま８００〜
９００℃で加熱接合する。この場合も１ｏｋＫｆ／ａ＋
ｆ以上の垂直張引強度を有し、９０ピ一ル強度はセラミ
ックスが先に破壊する程度（約５ｋｆ／２．５ｍｍ　Ｘ
　２．５ｍｍ）以上の接合強度を有する。このように、
セラミックス板と十分な強度で接合した金属片を用いて
、電子銃の電極を強固に絶縁支持することが可能となる
。

前記実施例の詳細な仕様は例えば以下のようになってい
る。

ネック外径　φ３６．５＋ａｍ ネック内径　φ３０．Ｏｍｍ ビーム間隔　れ＝４．９２ｍｍ 各電極の開孔径 Ｇ、φ、Ｇ２φ＝０．６２φ Ｇ３φ、Ｇ、φ、Ｇ、φ＝４．５２ Ｇ６φ＝２６．３ Ｇ７φ＝２６．３ 各電極の長さ Ｇ、　Ｑ　＝６．２ｎ＋ｍ ０４Ｑ　＝２．０ｍｍ Ｇ、　Ｑ　＝１８．７１！Ｉ１６ 偏向電極＝１０．０ｍｍ ＧＧＱ　＝２７．０ｍ１１ Ｇ７Ｑ＝５０．０ＩＩＩＩ１１ 各電極の間隔 Ｇ１／Ｇ２＝０．３５１１ＩＩ１１ Ｇ２／　Ｇ、＝１．２ｍｎａ Ｇ、／Ｇ４．　Ｇ４／Ｇ、＝０．６０ａａｙａＧＧ／Ｇ
、＝１．０瓜Ｉ 各電極電位 Ｇ、＝ＯＶ ａ、　４６００〜８００Ｖ Ｇ、弁８．０ＫＶ Ｇ４＃１．３ＫＶ Ｇ、岬４．５ＫＶ Ｇ、：４．５ＫＶ Ｇ、斗２５．ＯＫＶ 中央の偏向電極板＃４．５にＶ 両側の偏向電極板弁５．ＯＫＶ このときスクリーン上に３本のビームは集中し、各ビー
ムスポット径は非常に小さくなる。

因みに本発明者らの実験によると主電子レンズ部のビー
ム通過孔がすべて４．５２ｍｍのときの電子銃を最適設
計した電子銃に対してそのスクリーン上のスポット程は
ｌ／２〜１／４は測定された。

以上の説明から明らかなように、本発明によるとレンズ
口径りの大口径電子レンズがそのレンズ性能を十分発揮
するために必要な電極の長さ、即ち、仮想クロスオーバ
点又は仮想出射点からレンズの基準面Ｉ（までの距離が
決定すると、この間に静電偏向部を設けて両側のビーム
を所定角度だけ外方向へ偏向するので、電子銃が必要以
上長くなることはない。

また、静電偏向部は仮想クロスオーバ点から発散してい
くビームの径の比較的小さい部分に配置することができ
るし、或いは静電偏向板の間隔を順次波げるように配置
することもできるので、静電偏向部への電子ビームの衝
撃の問題はない。

さらに特公昭４９−５５９１号公報や米国特許筒４．５
２８，４７６号のように大口径電子レンズの中心に向け
て所定角度で入射するように両側のカソードＫを予め傾
けて配置させておかねばならないという′３Ａ造上極め
て問題となる複雑な構造とする必要もないし、或いは、
平行に配置された３個のカソードからのビームを第１グ
リツドＧ１から第３グリッドＧ、までの非常に短い領域
で所定角度偏向させるというようなこれまた製造上問題
となる複雑な構造とする必要もない。

また、前述した如く、平行な３本のビームの両側のビー
ムを外方向へ所定角度偏向するにおいて集束レンズと発
散レンズが一体となった電子レンズを使用しないので、
大口径電子レンズの性能を殺すことはないし、集中系と
集束系を独立して調整できるという極めて大きな効果を
有する。

さらに、前記実施例で説明したように、第２の電子レン
ズは弱いユニポテンシャルレンズとした場合にはフォー
カス調整が容易であること、良質な仮想クロスオーバを
使用できること等の利点をもつし、第１の電子レンズは
アルミナセラミックスで同径の円筒電極を固定支持した
ことで、ネック内径を十分に利用した大口径レンズを形
成することが可能となり、集中のための発散角を小さく
できるし、又７コマ収差、集束作用の差も減少するとい
う利点をもつ。

第８図に本発明の他の実施例を示す。

第８図は第２図に対応する図で同じもの同じ番号で示す
。

第８図において、電子銃は前記実施例と同じようにカソ
ードＫ、第１グリツドＧ１、第２グリツドＧ２、第３グ
リツドＧ１、第４グリツドＧ４、第５グリツドＧ５及び
静電偏向部ＥＤ、第６グリツドＧ、、、第７グリツドＧ
７をもち、前記実施例と異なる点は第７グリツドＧ１と
第６グリツドＧ、、の固定、支持に抵抗体ＩＲとアルミ
ナ・セラミックを用いてる点である。

前記抵抗体ＩＲは簿いアルミナセラミック基板上に酸化
ルテニウム系の高抵抗材をパターニングしてその上にガ
ラスによる絶縁層を設けてあり。

抵抗体に設けられている複数の端子は、前記実施例と同
じようにアルミナ・セラミック基板に接合していて、高
抵抗材のパターンに電気的に接続している。

この抵抗体の一端を第７グリツドＧ７に接続し、中間端
子の１つを第６グリツドＧ、、に接続して、第７グリツ
ドＧ７と第６グリツドを固定、支持している。その他の
中間はそれぞれ第６グリツドＧ６静電偏向電極、第５グ
リッドＧ９．第３グリツドＧ３へ接続されていて他端は
ステムピンを通して管外へ導かれ接地電位又は低電圧源
に接続されている。この構造のものは、抵抗体の巾が６
ｍｍ程度、必要となるために、前記実施例の場合よりも
レンズ口径が小さくなり、大口径レンズの性能がわずか
に低下するが第７グリツドＧ７に印加される陽極高電圧
Ｅｂがこの抵抗体により抵抗分割され第９図に示すよう
に各グリッドへ所定の電位を供給するようになっている
ので、主電子レンズ部を動作させるには、陽極高電圧Ｅ
ｂ以外には第４グリツドＧ４の電位のみであり、受像管
装置を含めた経済性は非常に向上する。

また、各グリッドの電位が抵抗体を通して供給されるの
で、管内の放電に対して放電をおこしに＜＜シているし
、また放電してもその放電電流は小さく抑えられるので
極めて信頼性に富む。

という大きな利点がある。

以上の実施例においては、第２の電子レンズに弱いユニ
ポテンシャルレンズを作用しているが、本発明はこれに
限るものではなく、また、第１の電子レンズはパイポテ
ンシャルレンズを使用しているが本発明はこれに限るも
のではなく、拡張電界レンズ等を使用することもできる
。

さらに、特に中央の電子ビームに対して非対称性をもた
せてスクリーン周辺部でのビームスポット径の歪を補正
するようなことも適当に設計されうる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、３電子ビームの集中特性がよく、電子
ビーム径が小さいカラー受像管を実現することができる
。

すなわち、電子ビームを集束する集束系と、３電子ビー
ムを集中させる集中系とが独立しているので、大口径レ
ンズの性能を最大限に発揮させた状態でスクリーン上に
３電子ビームを集中させることができ、スクリーン上の
電子ビーム径が極めて小さくなり、画像の鮮明なカラー
受像管装置となる。

又、静電偏向部を第１の電子レンズ部（共通大口径電子
レンズ）の手前に配置するので、電子銃の全長が長くな
らない。

静電偏向部が共通大口径電子レンズの手前の低電位の部
分に配置されているので、偏向感度が非常に大きく、小
さな電位差で所定の偏向角度を得ることができるし、或
いは静電偏向部を非常に短くすることもできるので、耐
電圧的信頼性確保や電子銃の全長の長大化を防ぐことが
でき、経済的効果は大きい。

又、静電偏向部を電子銃の全長を長くすることなしに各
電子ビームのビーム径が小さい部分に配置できるので、
電極へのビーム衝撃の問題もなくカラー受像管の信頼性
を確保しうる。

さらに平行な３本の電子ビームを使用するので、カソー
ドを予め傾けて配置するとか、第１グリツドから第３グ
リツド付近の極めて狭い場所でビームを偏向させる等の
複雑な電極構造とする必要がないので製造は容易であり
、その工業的価値は大きい。

次に、共通大口径電子レンズの手前に第２の電子レンズ
を配置すれば、集中系と全く独立してフォーカス調整が
可能であり、カラー受像管の調整を容易にし、実用性に
富む。

第２の電子レンズをユニポテンシャルレンズにすること
により、電子銃の設計に余裕をもたせうるし、集中系と
独立したフォーカス調整がより容易にあるし、ダイナミ
ックフォーカス化を容易に行ないうるし、良質なりロス
オーバを使用することができるので、より小さなスポッ
ト径を達成でき、カラー受像管の画像品位をより向上さ
せ得る。

第１の電子レンズはアルミナセラミックで電極を固定・
支持して、ネック内径を十分に利用した大口径電子レン
ズを採用することにより、中央の電子ビームと両側の電
子ビーム集束作用の差をより減少でき、また両側のビー
ムのコマ収差もより制御できるので、スクリーン上の３
つのスポット径及び形状をほとんど同じように合せるこ
とができる。また、集中に必要な静電偏向部による偏向
角も小さくできる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明を実施したカラー受像管の一部拡大図、
第２図は第１図の断面図、第３図および第４図は本発明
を説明するための光学的等価モデル図、第５図は、第２
図（ａ）のＡ−Ａ’断面図、第６回は本発明の第１の電
子レンズ部のレンズの集束力を説明する図、第７図は本
発明の詳細な説明する図、第８図及び第９図は本発明の
他の実施例を示す図、第１０図および第１１図は従来技
術のカラー受像管装置の概略断面図、第１２図乃至第１
７図は従来技術を説明するための光学的等価モデル図で
ある。 １００・・・カラー受像管　　　１０１・・・スクリー
ン面１０４・・・ネック　　　　　１０５・・・電子銃
部ＧＥ・・・電子ビーム形成部 ＭＬ・・・主電子レンズ部　ＥＤ・・・静電偏向部ＬＥ
Ｌ・・・共通大口径電子レンズ Ｃ８・・・アルミナセラミック固定、支持体代理人　弁
理士　則　近　憲　佑 同　　　　竹　花　喜久男 へ　　　　　　　　　　　　　　　　旬Ｎこ　　　　　
　　　　　　　　　　　リ（ｂ） 第４図 第　５　図 （／１（２）（，３）（４） ＤＬ＝ＤＨＣｌム＞Ｄｓ　　　　　　　Ｄｔ、＜　ＤＨ
Ｄｔ−＝ＤダＭＳ　　　　ＣＢ　　　　　　１０４ｓ第
　　９　　図 Ｎ 五　　　　　〇

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電子銃部、偏向部、およびスクリーン部を備え、
   前記電子銃部から発射されるインライン配列の電子ビー
   ムを前記偏向部により垂直方向および水平方向に偏向す
   るカラー受像管装置において、前記電子銃部は相互に平
   行な３本の電子ビームを発生、加速、制御する電子ビー
   ム形成部と、この電子ビームを集束、集中させる主電子
   レンズ部とを備え、 この主電子レンズ部は、前記電子ビーム形成部から発射
   された３電子ビームのうち両側の電子ビームを中央の電
   子ビームから離れる方向へ偏向させる静電偏向部と、こ
   の静電偏向部を通過した３電子ビームを集束、集中する
   共通開口を有する第１の電子レンズ部を備え、前記第１
   の電子レンズを形成する対向の円筒電極は円筒電極外側
   面に沿って設けられた複数の薄板状セラミック板で支持
   されていることを特徴とするカラー受像管装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載のカラー受像管装置に
   おいて、 前記電子ビーム形成部と静電偏向部との間には、３電子
   ビームそれぞれに対応する開口を有する第２の電子レン
   ズ部が配設され、第２の電子レンズの電子ビーム集束力
   が第１の電子レンズの電子ビーム集束力よりも弱いよう
   になされていることを特徴とするカラー受像管装置。