JPH01264145A - カラー受像管 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、カラー受像管用電子銃の電極構造に関するも
のである。　　　　゛ 〔従来の技術〕 第２図は、従来構造の電子銃を備えたカラー受像管の平
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色の蛍光体を交互にストライプ状に塗布した
蛍光面３が支持されている。

陰極６，７．８の中心軸１５，１６，１７はＧ１電極９
．Ｇ２電極１０．主レンズを構成する６３電ｉｔ　１．
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。主レンズを構成するもう一方の電極
であるＧ　４　ｔ’ｌｔ極１２の中央の開孔部の中心軸
は、上記中心軸１６と一致しているが、外側の両開孔の
中心軸１８゜１９はそれぞれに対応する中心軸１５．１
７と一致せず外側にわすかに変位している。各陰極から
射出される３本の電子ビームは、中心軸１５゜１６．１
７に沿って主レンズに入射する。Ｇ３電ｗＡｌｌは、Ｇ
４電極１２よりも低電位に設定され。

高電位の電極１２は、遮蔽カップ１３．ガラス外囲器内
部に設けられた導電膜５と同電位になっている。Ｇ３，
０４両電極の中心部の開孔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象となり、中央ビームは
主レンズによって集束された後、軸に沿った軌導を直進
する。一方面電極の外側の開花は、互いに軸がずれてい
るので、外側には非軸対称の主レンズが形成される。こ
のため、外側ビームは、主レンズ領域のうち、６４電極
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、各ビームを集中させる操
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蛍光体だけを励起発光さ
せ、スクリーンスポットを形成する。また、電子ビーム
を蛍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。

カラーブラウン管の解像度を向上させるには。

蛍光面３上のスクリーンスポット径を小さくしなければ
ならない。

電子ビームは、陰極６，７，８、Ｇ１電極９゜Ｇ２電極
１０により構成される陰極レンズ、０２電極１０、Ｇ３
電極１１の中間に形成されるブリフォーカスレンズ、お
よび主レンズの３種のレンズによって集束され、スポラ
１−を形成する。したがって、スクリーンスポット径を
縮小するためには、上記各レンズ収差を低減する必要が
ある。

このうち、ブリフォーカスレンズの収差低減には、Ｇ２
電極１０とＧ３電極１１の間隔ｇ２−ａの短縮が効果が
あることが、特開昭５５−１９７２８号公報に示されて
いる。

また、主レンズの収差低減には、主レンズ電極の大口径
化が効果があるが、３本の電子ビーム中心軸１５，１６
．１７が一平面上に並ぶインライン型電子銃では、従来
の通常の円筒レンズを用いたときその口径は、電子銃を
収容する、ガラス外囲器１のネック部分内径のほぼ２５
％以内に抑えられていた。そこで、この限界を破るため
に、電極開口形状を非円形にする方法が考えられる。特
開昭５８−１０３７５２号公報に示された方法では、レ
ンズ口径は実効的にネック部内径の３５％程度まで拡大
されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記のプリフォーカスレンズ収差低減のための従来技術
は１通常の円筒レンズと組合わせたときは、スクリーン
スポット径低減に結びつかないという問題点があった。

本発明の目的は、上記従来°技術の効果を十分に発揮さ
せ得る条件を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

電極対向面を非円形として実効的に口径を拡大すること
により収差を低減した主レンズを採用した電子銃で、Ｇ
２，０３電極間隔ｇ２−８を短縮したときはスクリーン
スポット径が縮小される。

〔作用〕

第３図に、主レンズ球面収差によるスクリーンスポット
径増大分Ｄｓｐおよび黙祷速度分散と空間電荷効果によ
るスクリーンスポット径増大分Ｄ　ｓ　ｔ、さらにこれ
らの合成スポット径の値Ｄｔの値を解析によって求めた
一例を示す。解析条件は以下の通りである。

・主レンズ−シャドウマスク間距離：３４０ｎｎ・Ｇ４
電極１１電位　　　　　　　：２５ｋＶ−Ｇ３電極１２
電位　　　　　　　ニアｋＶ・ビーム電流　　　　　　
　　　　　：４ｍＡ・主レンズ口径　　　　　　　　　
：φ５．５ｍおよびφ８ｍ 主レンズ口径φ５．５ｏｎは、ガラス外囲器１のネック
部分外径２９ｍ（内径２３ｍｍ）のカラーブラウン管に
対する通常の円筒レンズ口径のほぼ上限値である。口径
φ５．５ｍ主レンズは球面収差が大きいためφ８ｎｗｎ
の主レンズを用いた場合に比較して１合成スポット径１
）ｃの値が大きくなっている。このときスクリーンスポ
ット径を求めるためには、陰極レンズ、ブリフォーカス
レンズの収差の影響も考慮すべきであるが、ここでは考
慮していない。口径φ５．５ｍｍの主レンズでは、主レ
ンズ出口ビーム直径が１．５ｎｎ以上になると主レンズ
球面収差の影響が強くなり、合成スポット径Ｄｔが次第
に増大していくことが分る。

一方１口径φ８＋ｎａ＋の主レンズの場合、Ｄｔが増大
を始めるのは主レンズ出口ビーム直径が２ｍ以上になっ
たときである。

この口径φ８ｍ主レンズは、ネック部分外径φ２９国の
カラーブラウン管に対しては、円筒レンズを用いては実
現できず、電極開口形状を非円形とした主レンズを用い
る必要がある。ネック部分の径を拡大すれば円筒レンズ
でも口径φ８ｍを実現できるが、偏向電力の増大を招く
という欠点があり好ましく無い。

〔実施例〕

第１図に、特開昭５８−１０３７５２号公報に示された
非円形開口形状をもつ主レンズを用いた実施例の概略を
示す。ここでは、主レンズを６３電極１０１゜Ｇ４電極
１０２．Ｇ５電極１０３．Ｇ６１を極１０４により構成
する。Ｇ３電極１０１．Ｇ５電ＦＡ１０３には、共通の
中位の電位Ｖｉ　、　Ｇ　４電極１０２にはＧ２電極９
と共通の低電位Ｖｏｗ、Ｇ６電極には高電位Ｅｂを印加
する。Ｇ３．Ｇ４．Ｇ５電極１０１．１０２，１０３に
よりユニポテンシャルレンズが形成され、Ｇ５，０６電
極１０３，１０４によりパイポテンシャルレンズが形成
されるので、この主レンズは２種類のレンズの合成であ
るユニーパイポテンシャルレンズと呼ばれる。

このように、２種以上のレンズを複合した主レンズを多
段形主レンズとよぶ。

パイポテンシャルレンズ部の電極対向面には単一の横長
の非円形開口が設けられ、さらにＧ５電極１０３、Ｇ６
電極１０４の内部に楕円形のアパーチャをもつ電極板１
０５，１０６が設けられている。このパイポテンシャル
レンズ部はほぼ口径φ８ｍ、外径がφ２９ＩＩｎ、内径
φ２３ＩｌＩＩＩのネック部に収容するよう設計された
ものについては円筒レンズと同等の特性をもつ。

第４図に、この実施例に対し、主レンズ各電極長を種々
に変化させ、主レンズ出口ビーム直径に対してスクリー
ンスポット直径の値の変化を解析した結果を示す。ここ
では計算機シミュレーションによってスポット径を解析
しており、第３図で考慮した諸要素に加えて、プリフォ
ーカスレンズ。

陰極レンズの収差も考慮されている。解析の条件は、第
３図に対する条件と同一で、主レンズ口径はφ８ｍであ
る。

第４図より、主レンズ出口ビーム直径を増大させるとス
クリーンスポット直径を縮小できることが分るが、主レ
ンズ出口ビーム直径の増大は、偏向領域内でのビーム径
増大をもたらし、偏向収差による画面周辺部スクリーン
スポット径拡大を招く。しかし、第４図からはまた、Ｇ
２，０３を極１０．１０１間距離ｇ２−３を縮小すると
、同一の主レンズ出口ビーム直径に対してスクリーンス
ポット直径が低減されることが分る。すなわち１画面周
辺部と中央部との解像度の不均一性を増大させることな
く、画面全域の解像度向上をはかれる。

しかし、第４図からは、このスクリーンスポット直径低
減効果が、主レンズ出口ビーム直径１．６１以上のとき
に限られ、それ以下の値に対しては効果の無いことも分
る。

口径φ５．５−の円筒レンズを用いたときは、主レンズ
出口ビーム直径を１．６ｍｏ＋以上にすると主レンズ収
差増大のため、かえってスクリーンスポット直径が増大
する。したがってｇ２−３を短縮しても、口径φ５．５
ｎｓ＊　円筒レンズではスクリーンスポット径縮小の効
果を生じない。

第５図に、同様の解析を種々のｇｘ、−ｓの値の対して
行い、主レンズ出口ビーム径が１．９ｍ＋のときのスク
リーンスポット径を求めた結果を示す。

第５図には、口径φ５．５閾の円筒レンズに対しても同
様の解析を行った結果を併せて示す、実効口径φ８画の
主レンズでは、ｇ２−８をＧ１電極口径１〕１で規格化
した値ｇ　２−ｓ／　Ｌ）　ｌ　　が２以下になったと
き急速にスクリーンスポット径が縮小され、０．９　以
下からは一定値に近づくことが分る。

ｇ　ｘ−ｓ／　Ｄ　１　　が２．５　から０．７　　ま
で変化したときのスクリーンスポット径減少分の７５％
までスポット径を減少させるには、ｇｚ−３／Ｄｉが１
．４以下にする必要がある。また、ｇｚ−８を短縮する
ことは、Ｇ２電極１０とＧ３電極１０１との間でのスパ
ークが発生し易くなるので好ましくない。

したって、スクリーンスポット径縮小効果の無くなる範
囲である。ｇｘ−ｓ／φＯｆ＜０．９までｇｚ−３を短
縮することは、効果がないばからでなく、性能悪化要因
となる。

以上より、ｇ　２−ｓ／　Ｄ　１の最適範囲は、０．９
　＜　ｇｚ−ｓ／　Ｄ　１　＜　１．４となる。

第５図からは、口径φ５．５国主レンズではｇｚ−８の
短縮が、スクリーンスポット径縮小に効果の無いことも
分る。

また、このように主レンズ出口ビーム径を最適値にする
ためには、第１図のような、多段形の主レンズ各電極長
の最適な組合わせを見出す方法が良い。ｇｚ−８を短縮
すると主レンズ出口ビーム径は増大する。また、実効口
径の大きな主レンズを用いるとレンズ強度が弱いため、
第２図従来例のようなパイポテンシャルレンズで、所定
のＶｎの値の範囲で、所定の位置にあるシャドウマスク
４上に電子ビームを集束させるためには、０３電極１１
を長くする必要があり、これはやはり主レンズ出口ビー
ム径の増大を招く、一方、Ｇ１電極。

Ｇ２電極９，１０の電極寸法を変化させて主レンズ出口
ビーム径を抑える手法が行なわれているが、収差の増大
を招き易く、また、可変範囲も狭い。

したがって、主レンズ出口ビーム径が最適値より拡大し
た場合、これを抑制するには多段形主しンズ各電極長を
変化させるのが、収差の増大も招かず、また広い範囲で
主レンズ出口ビーム径を制御できるので好ましい。

第６図は、主レンズ出口ビーム径が２．０ｏｎのときの
スクリーンスポット径とＧ３電極間孔径Ｄδとの間の関
係を解析した結果である。解析の条件は、前掲の、第４
図に対する条件と同一で、ｇｚ−３／Ｄｉ　　は１．２
である。

第６図から分るように、Ｄ３／ＤＩの値が３をこえると
、スポット径は急速に増大する。したがって。

Ｌ）　３　／　Ｄ　１　＜　３ とすることが必要である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、プリフォーカスレンズ収差低減の効果
を発揮させることができるので、スクリーンスポット径
を縮小し、解像度向とをはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の電子銃主要部の垂直方向断面図
、とＡ−Ａ線断面図、第２図は従来の電子銃を備えたカ
ラーブラウン管の水平方向断面図、第３図は各種円筒レ
ンズを主レンズとして用いたときの１球面収差、黙祷速
度分散と空間電荷効果。 およびこれらの合成による各スポット径と主レンズ出口
ビーム径の関係を解析的に求めたグラフ。 第４図、第５図および第６図はそれぞれ第１図の実施例
に対し、計算機シミュレーションによりスクリーンスポ
ット径を求めた結果を示すグラフである。 １・・・ガラス外囲器、２・・・フェースプレート、３
・・・蛍光面、４・・・シャドウマスク、５・・・導電
膜、６゜７．８・・・陰極、９・・・Ｇ１電極、１０・
・・Ｇ２電極、１１・・・Ｇ３電極、１２・・・Ｇ４電
極、１３・・・遮蔽カップ、１４・・・外部磁気偏向ヨ
ーク、１５．１７・・・外側ビーム中心軸、１６・・・
中央ビーム中心軸、１８．１９・・・Ｇ４電極外側聞孔
中心軸、１０１・・・Ｇ３電極、１０２・・・Ｇ４電極
、１０３・・・Ｇ５電極、第　１　図 ＡＡ　百°面図 箒　３ｆＺ］ ノｉ 主し〉ス゛出ロ電）ビー幅１仝（＊７Ｑ　）茅　４　図 ・上 月 Ｏノ、５　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
２　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　２’、ｊ
ｌｌ−ンスパとロビーム径（ｈ夙） 茅　Ｓ　区 第乙図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、陰極、Ｇ１電極、Ｇ２電極によつて構成される３極
   部と、少なくともＧ３電極、Ｇ４電極の１対の電極によ
   つて構成される主レンズ部によつて構成され、Ｇ１電極
   孔径Ｄ１とＧ２電極Ｇ３電極間隔ｇ＿２＿−＿３との間
   に ０．９＜ｇ＿２＿−＿３＜Ｄ１＜１．４ の関係があり、さらに主レンズを構成する少なくとも一
   対の電極の対向面において、電極開孔形状が非円形であ
   ることを特徴とするカラー受像管用電子銃。 ２、上記主レンズ部が少なくとも２対以上の電極によつ
   て構成された多段形主レンズであることを特徴とする請
   求項１記載のカラー受像管用電子銃。 ３、上記Ｇ３電極の、上記Ｇ２電極側電極開孔径Ｄ３と
   、上記Ｇ１電極開孔径Ｄ１との間に、Ｄ３／Ｄ１＜３ の関係があることを特徴とする請求項１記載のカラー受
   像管電子銃。