JPH0444379B2

JPH0444379B2 -

Info

Publication number: JPH0444379B2
Application number: JP58089132A
Authority: JP
Inventors: Masaji Shirai; Masaaki Yamauchi; Yoshiaki Iitaka; Ko Takano; Masakazu Fukushima
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-05-23
Filing date: 1983-05-23
Publication date: 1992-07-21
Also published as: KR840009370A; EP0126486A1; CA1205510A; KR890003825B1; JPS59215640A; DE3465548D1; US4599534A; EP0126486B1

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
成する電極の構造に関するものである。

〔発明の背景〕

カラー受像者（Ｃolor Ｐicture Ｔube）の
フオ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。良好なフオーカ
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
径の限定されたネツ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のフエ
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G1電極９、G2電極１０、主レンズを構成する
電極対の一方の電極であるG3電極１１、および
遮蔽カツプ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。この共通平面に沿つた
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電極の中央の開孔部の
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１８，１９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る３本の電子ビー
ムは、中心軸１５，１６，１７に沿つて主レンズ
に入射する。G3電極１１は、G4電極１２よりも
低電位に設定され、高電位のＧ４電極１２は、遮
蔽カツプ１３、ガラス外囲器１の内壁に設けられ
た導電膜５と同電位になつている。G3，G4両電
極の中央部の開孔は同軸になつているので、中央
に形成される主レンズは軸対称となり、中央ビー
ムは主レンズによつて集束された後、軸に沿つた
軌道を直進する。一方両電極の外側の開孔は、互
いに軸がずれているので、外側には非軸対称の主
レンズが形成される。このため、外側に配置され
ているサイドビームは、主レンズ領域のうち、
G4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、シヤドウマスク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
子ビームはシヤ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、シヤ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。

受像管のフオ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
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αi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、 δ＝１／２MC_spα_i ³ 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、C_sp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、フオ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，
G4電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
容しているネツク部分の内径の1/3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、
ネツ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じる。これらの点
は勘案し、開孔部径は、通常、できるだけ大きく
してあるので、これ以上の拡大は極めて困難であ
る。

本発明者等は、特願昭56−201617号に、上記開
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
に開示した主レンズの電極構造を示す一部破断斜
視図である。G3電極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、極板内部に対向電極電位が
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りも大きい。したがつて電
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、水平方向の開孔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つ
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、電極外周部両側の半円部分までの距離であ
る。したがつて、この主レンズの実効開孔径はサ
イドビームによつて制約される。

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１１２，１
２２の存在により、上記制約で決められる値より
もさらに小さくなつてしまうという問題が生じ
る。すなわち、極板１１２，１２２の後退量、楕
円開孔１１３，１１４，１２３，１２４の径を拡
大して大口径化していくと、螢光面下のビームス
ポツトは、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、白抜きの部分はハロと呼ばれる
低輝度部分である。中央ビーム３０１はほぼ円形
であるが、サイドビーム３０２では、内側方向に
ハロが大きく拡がつている。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部を可能な限り拡大する
ことにより、サイドビームに生ずるハロを除き、
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り除き、中央の電子ビーム
が通過する開孔のみが形成された電極で、外周電
極の開口面を部分閉成することにより、該開孔に
よつて中央の電子ビーム通路を取り囲み、両側の
サイドビーム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つて、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、最大開孔径をとること
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１３５，１４５をそれぞれ有するが、
両側のサイドビームに対しては楕円開孔は半分に
切断され、左右両端で外周電極１３１，１４１と
接する部分が取り除かれている。中央ビームの通
過は、極板１３３，１４３にそれぞれ形成された
開孔１３５，１４５によつて取り囲まれている
が、両側のサイドビームの通路は、極板１３３，
１４３の端部によつて部分的に取り囲まれ、残り
の部分は外周電極１３１，１４１によつて取り囲
まれている。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、また、高い精度を要求される楕円
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
つて示す。

中央ビーム通過孔１３５，１４５の楕円半短径；
c3＝2.75 c4＝3.2 サイドビーム用の両側楕円半短径； b3＝2.7 b4＝2.8 外周電極１３１，１４１の水平方向開口径；
h3＝21.0 h4＝20.8 外周電極１３１，１４１の垂直方向開口径；
v3＝9.4 v4＝9.4 極板１３３，１４３の後退量； d3＝2.5 d4＝1.5 （単位；mm）なおG3，G4電極の外周電極１３１，１４３の
開口形状はトラツク状であり、その左右両端部
は、それぞれ直径h3、h4の円筒の一部を示す。

上記の寸法で、G3電極の外周電極の軸方向長
を35.6mmとし、G3電極に与えるフオーカス電圧
を7kV、G4電極に与える加速電圧を25kVとした
とき、G3電極外周部のG4電極側端面から340mm
の位置にあるシヤドウマスク上に、電子ビームを
集束させることができた。これは、口径8.5φのバ
イポテンシヤルレンズに相当し、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、ほぼ真円のスポツト形状を得
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、G4電極側での値h4が、G3電極側の値h3よ
りも小さくなつている。ここで、h4を拡大し、
h3以上の値とすると、両サイドビームの偏向量
が過大になり、STC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、h3、d4およびv4の拡大によつて、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
なつてしまう。一方、c4、b4、h4、d3およびv3
の拡大によつ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。したがつて、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
h4をG3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、開孔形状を楕円とした
が、開孔の垂直方向径が、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１３３，１４
３を湾曲させ、極板の後退量を連続的に変化させ
る構造によつても、非点収差の除去は可能であ
る。このとき開孔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。G3
電極の極板１３３を図示のようにG4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、また、逆にG4電極の極板をG3電極側に凸と
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１３５，１
４５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、開孔の垂直
方向径が水平方向径より大きい必要は無い。

第５図、第６図の実施例とも、開孔を真円とし
たま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
のフオ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、しかも
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バイポ
テンシヤル形主レンズのみならず、ユニポテンシ
ヤル形主レンズ、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
電子ビームスポツトの形状を示す図、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
の他の実施例の要部を示す一部破断斜視図であ
る。１……ガラス外囲器、２……フエースプレー
ト、３……螢光面、４……シヤドウマスク、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……遮蔽カツプ、１４……外部磁気偏
向ヨーク、１３３……G3側非点収差補正用極板、
１４３……G4側非点収差補正用極板、１３５，
１４５……中央ビーム通過開孔。

Claims

【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、それぞれ単一の開孔によ
つて上記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たことを特徴と
するカラー受像管用電子銃。２上記２個の電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個の電極板のうち少くとも一方の電極
板が湾曲しており、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電極
板の開孔の周囲に突出部を有し、その突出量が開
孔の縁に沿つ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電極側で、低い電位
を与えられた電極側よりも小さいことを特徴とす
る特許請求の範囲第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。