JPH051575B2 - - Google Patents

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に関し、特にシ
ヤドウマスク形カラー受像管に装着される３本の
電子ビームを一列に射出するインライン形電子銃
の主電子レンズ部を形成する電極の構造に関す
る。

〔発明の背景〕

この種のカラー受像管用電子銃において、解像
度を改良したものとして、従来例えば特開昭57−
103246号公報に示されるように、対向する主レン
ズ電極がそれぞれの対向側に周辺リムを有し、こ
の周辺リムと後退させて配置した開孔形成面との
凹所で長円状レンズ空間を形成する方式のものが
知られている。

この方式においては、上記長円状レンズ空間部
に対向する電極側の電位が深く浸入し、１つの大
口径化したレンズが形成でき、球面収差を減少さ
せ得ることから電子ビームスポツト径を小さくす
ることに対して有効であることが開示されてい
る。

しかし、この方式では主レンズ電極部品の強度
特性および製造コストの問題については必ずしも
配慮されていない。

すなわち、強度特性についていえば前記対向面
側に形成した凹所は筒状の周辺リムで構成され、
従来一般の主レンズ電極部品に用いられているよ
うな複数のビーム通過開孔を備えた有底筒状容器
に比較して機械的強度が低いため、特に電子銃組
立工程において凹所長円輪郭寸法の変化を生じや
すく一様の解像度が得難い問題がある。

また、製造コストについては、外側の２本のビ
ームを中央のビームに静的に集中させるために長
円状レンズ空間寸法を対向する主レンズ電極間で
異ならせてあり、一方を他方に比べて大きな寸法
に変位させてある。しかもこの変位量は一般にカ
ー受像管の画面サイズにほぼ対応させて異ならせ
る必要があることから、それぞれに適合した多数
の主レンズ電極部品製作用プレス金型が必要とな
り製造コストの上昇を招く。

〔発明の目的〕

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、主電子レンズ口経の拡大とレン
ズ電極部品の機械的強度を向上させることにより
カラー受像管の解像度の改良と変動の防止を図る
ことができ、しかも電極部品の一様化により製造
コストを低減することが可能なカラー受像管用電
子銃を提供することにある。

〔発明の概要〕

このような目的を達成するために、本発明は、
対向する１対の主レンズ電極構造を、それぞれ所
定厚の板状部材と容器状部材とに分離して前者を
対向面側に配置したものである。

すなわち、板状部材が有する単一の長円状開孔
部で広大なレンズ空間を形成するとともに、対向
する一対の板状部材の厚さを相互に違えることで
静コンバーゼンスを確保して上記長円状開孔寸法
は一様なものとすることが可能であり、併せて長
円状レンズ空間形成部を板状部材とすることで機
械的強度を必要十分なものとし、電子銃組立時の
変形を防止することが可能となつた。

〔発明の実施例〕

第１図は本発明をバイポランシヤル形電子銃に
適用した一実施例の主レンズ電極構造を示す。同
図ａが管軸方向および３本の電子ビームの配列方
向（水平方向）を含む平面で切つた断面図、同図
ｂが管軸方向および管軸方向を上記電子ビームの
配列方向とに垂直な方向（垂直方向）とを含む平
面で切つた断面図、同図ｃがG₄電極側から見た
G₃電極の正面図である。

同図ａについて、G₃電極３０とG₄電極４０と
は間隔ｇをもつて対向し、G₃電極３０は、下部
電極素子３３と上部電極素子３４との溶接組立体
からなり、さらに上部電極素子３４は第１の板状
部材３１と第２の容器状部材３２とから構成され
る。G₄電極４０は、第１の板状部材４１と第２
の容器状部材４２とから構成され、第２の容器状
部材４２の上部にシールドカツプ５０を備えてい
る。

次にG₃電極３０の上部電極素子３４を例にと
り本実施例の主レンズ電極構造を第２図および第
３図を用いて説明する。

まず、電極素子３４を構成する第１の部材３１
は、第２図に示すように、所定の厚さt1を有する
板状金属板に水平方向寸法ｈ、垂直方向寸法ｖか
らなる単一の長円状開孔３１１が穿孔された有孔
板状部材からなり、この長円状開孔３１１の水平
方向両端部は半径が垂直方向寸法ｖの1/2となる
半円状で、半円部の中心位置はそれぞれ両側のビ
ーム通路の配列間隔ｓと一致している。

一方、第２の部材３２は、第３図に示すように
第１の部材３１に接触固定される面側に底面３２
１を有する容器状部材からなり、上記底面３２１
には、両側の電子ビーム適路のそれぞれ外側半分
を構成する前記第１の部材３１が有する長円状開
孔３１１の水平方向両端部と同一寸法の半円と、
両側の電子ビーム通路の内側半分を構成する垂直
方向に長径をもつ半楕円との連接した異形孔３２
２および中央の電子ビーム通路を構成する垂直方
向に長径をもつ楕円孔３２３を備えている。

以上G₃電極を例に説明したが、G₄電極を構成
する第１の部材４１および第２の部材４２も全く
同様の構成を有している。ただ、G₃電極側の第
１の部材３１の厚さt1に対しG₄電極側の第１の
部材４１は後述するようにt1よりも小さいt2とし
てある点のみが異なる。

上記構成において、単一の長円状開孔を有する
板状部材を対向させたことにより、主レンズ口径
拡大による球面収差低減の効果が達成される。す
なわち、第１図ｂにおいて第１の板状部材３１，
４１がそれぞれ有する長円状開孔３１１，４１１
においては、対向電極の電位が深く浸入して広大
なレンズ空間、主電子レンズが形成される。つま
り、G₃電極の長円状開孔３１１にはG₄電極の高
圧側電位がG₄電極の長円状開孔４１１にはG₃電
極の低圧側電位がそれぞれ長円状開孔３１１，４
１１の開孔内で連続して延びており、そのため、
主電子レンズの優勢な部分は３本の電子ビーム通
路を通つて延びる１つの大きいレンズとして現わ
れる。

ただ、このような長円状空間内に浸入して形成
される主レンズでは、その空間の形状からスロツ
ト効果により非点収差を生じる。すなわち、一般
にレンズ強度は開孔の寸法が小さいほど強くなる
から、第２図において垂直方向寸法ｖが水平方向
寸法ｈよりも小さい開孔３１１，４１１でのレン
ズ強度は水平方向に比較して垂直方向で強くな
る。ただし、長円状開孔３１１，４１１の水平方
向両端部はその中心が両側のビーム中心と一致す
る半円であることから、上記非点収差の影響は中
央の電子ビームおよび両側の電子ビームの内側半
分に現われる効果となる。

この非点収差を補正するため、本発明では容器
状部材からなる第２の部材３２，４２に穿設する
開孔を非円形としている。すなわち、これらを前
述したような楕円孔および異形孔としたことによ
り、そこにおけるレンズ強度は垂直方向に比較し
て開孔幅の小さい水平方向で強いものとなり、上
述した第１の部材が有する長円状開孔部とのバラ
ンスがとれ、非点収差を除くことができる。

次に電子銃を組立てる際に起こる電極強度の問
題について説明すると、一般に電子銃を組立てる
際には、図上省略したが適当な組立治具に各電極
を組込み、管軸方向に圧力を加えて固定した状態
で、例えば溶融ガラスからなる電極支持体に各電
極の植設部を挿入し融着させる方法がとられてい
る。この工程で、電極は種々の機械的圧力を受け
る。すなわち、組立治具に組込む際の治具からの
応力、電極支持体に融着する際の圧着応力などが
それである。これらの機械的応力により、電極は
組立てる以前の状態に対し少なからず歪みをもつ
ことは必至であるが、とりわけ先に示した公知文
献に開示されているような凹所を有する電極部品
においてはその歪量は他の一般の有底容器状電極
部品に比較して大きく、解像度の変動を招きやす
い。

これに対し本発明の電極構造においては、上記
凹所相当部が所定の厚さの１枚の板状部材で形成
されているため、上述した周辺リム形成電極に比
較してはもちろん、従来一般の有底容器状電極に
比較しても機械的強度が優れることは自明であ
る。また、楕円孔を形成した第２の部材について
も、その開孔形成面は上記板状部材に密接して溶
接固定されているためここでも十分な強度が保て
ることになる。

さらに、本発明の他の利点はその静コンバーゼ
ンス方式にある。次にこれを従来例と比較しなが
ら説明する。

まず第４図は、従来公知の電子銃における静コ
ンバーゼンス方式を説明するものであるが、従来
例では同図に示したようにG₄電極１１０の凹部
１１１の幅ＡはG₃電極１２０の凹部１２１の幅
Ｂよりもわずかに大きい。このようにG₄電極の
凹部の幅をG₃電極の凹部の幅よりも大きく変位
させると、両電極の対向端面間では傾斜静電レン
ズ作用により両側のビームが内側へ屈曲し、周知
の静コンバーゼンスが行なわれる。このとき屈曲
量はＡとＢの比で定まり、一般にはG₃電極１２
０の凹部１２１の幅Ｂを一定とし、カラー受像管
の画面サイズに応じて適合したG₄電極１１０の
凹部１１１の幅Ａを使い分けている。このため、
変位量ごと、換言すれば画面サイズごとに異なつ
ためG₄電極部品を必要とすることになり、電極
部品製造コストが増大する問題を生じていた。な
お従来例ではG₃、G₄電極ともＦ寸法で示す凹所
の深さは一致している。

これに対し、第５図は本実施例の電子銃におけ
る静コンバーゼンス方式を説明するたのもので、
第１図のG₃、G₄電極の対向部分を拡大したもの
に相当する断面図であるが、同図においてG₃電
極側の板状部材の厚さt1＝３mmに対し、G₄電極
側の板状部材の厚さをt2＝２mmとしている。この
場合、前述した通りそれぞれの板状部材で形成さ
れる長円状レンズ空間部には対向電極電位が深く
浸入し１つの大口径化した主電子レンズを形成し
ているが、この際、量側電子ビームの通過口近辺
では、長円状開孔縁部の壁の影響で、対向電位の
浸入は中央ビーム通過口近辺に比較して浅くな
る。この結果、両側の電子ビームはG₃電極の広
大なレンズ空間域で傾斜した等電位線６０に遭遇
するため、ここでの傾斜静電レンズ作用による集
中作用を受け、外側の電子ビーム８，１０は内側
へ屈曲する。しかし、この際従来例のようにt2が
t1と一致（t1＝t2＝Ｆ）していると、G₃電極で内
側への屈曲を受けても電子ビーム８，１０はG₄
電極の広大なレンズ空間で同様に傾斜した等電位
線７０に遭遇するため、G₄電極での発散レンズ
作用で上述した内側への集中作用が相殺されるこ
とになる。そのため、本実施例ではt2をt1に対し
て１mm小さく設定し、G₄電極側空間域での等電
位線７０を、G₃側等電位線６０に比較してその
傾斜を緩やかなものとしている。この結果、G₃
電極側でのビーム集中作用はG₄電極側でのビー
ム発散作用に対して優勢なものとなり、第５図に
その電子ビームの通路を破線８′，１０′で示した
ように静コンバーゼンスが行なわれる。なお、本
実施例のt1＝３mm、t2＝２mmの値は、20形カラー
受像管における静コンバーゼンスに対応するもの
であるが、他サイズのカラー受像管においても、
両板状部材の厚さt1、t2の比を適当に選択するこ
とで対応できる。

このように本実施例においては、板状部材の厚
さを選択することで画面サイズごとに適合した静
コンバーゼンスが行なわれることから、板状部材
が有する長円状開孔および容器状部材が有する楕
円状開孔等は画面サイズに無関係に一定寸法の電
極部品で対応できるため、電極部品の製造コスト
を低減する上できわめて大きい効果をもたらす。

一方、板状部材のプレス打抜き加工に関連し
て、３個のビーム通過開孔を打抜きで形成して強
度特性を向上させようとする提案が既に行なわれ
ているが（特開昭57−11459号）、この場合、開孔
径を大きくしようとすれば隣接開孔間がきわめて
近接するため、個々の開孔真円度等、打抜き加工
精度をビームスポツト形状に悪影響を与えない精
度に打抜くことが困難で生産性が低いという問題
を有しているが、本発明によれば、板状部材の打
抜きはその厚さが２〜４mmと厚くなるものの、そ
の打抜き形状は上述したような近接部をもたない
単一の長円状開孔であることから、上記板厚の範
囲程度では通常の打抜き加工技術で十分製作可能
である。なお、画面サイズの違いには、板状部材
の厚さ、つまり金属材料厚を選定するのみで対応
でき打抜き輪郭寸法は画面サイズには無関係であ
ることは前述した通りであるから、板状部材製作
用プレス金型に関しては、同一金型の利用が可能
であり、この点でも製作コストの低減を図ること
ができる。

また、容器状部材３２，４２は、プレス成形に
より一体的に形成し低もよいが、その底面部を構
成するビーム通過開孔を打抜いた所定の厚さの板
状部材と単なる筒状部材とに分離して形成し、そ
れらを溶接固定して一体としてもよい。

さらに、水平・垂直方向間のレンズ強度の違い
による非点収差の解消のために別の方法、例えば
前述した公知文献に記載されるようにスロツト状
開口を別に設ける等の方法をとるものとすれば、
容器状部材３２，４２のビーム通過開孔は必ずし
も第３図に示したような楕円孔および異形孔とす
る必要はなく、単なる円形とすることも可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、対向さ
せた板状部材にそれぞれ単一の長円状開孔を設け
ることで主電子レンズ口径を拡大して解像度を改
良することができ、また静コンバーゼンスについ
ては、各板状部材および容器状部材の開孔寸法等
を一様にしたまま、ただ板状部材の厚さを、低圧
側に対して高圧側で小さくすることで画面サイズ
の違いに対応でき、製造コストを低減させること
ができる。のみならず機械的強度の面でも優れた
ものであることから、解像度の変動も防止でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは本発明の一実施例を示す主レン
ズ電極の断面図、同図ｃは要部正面図、第２図お
よび第３図は各主レンズ電極素子の構成を示す正
面図と断面図、第４図および第５図は静コンバー
ゼンスを説明するための図である。 ３０……G₃電極、４０……G₄電極、３１，４
１……板状部材、３２，４２……容器状部材、３
１１，４１１……長円状開孔、３２３，４２３…
…楕円孔、３２２，４２２……異形孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ３本の電子ビームを一列に放射する電子ビー
   ム源と、この電子ビーム源からの電子ビームをけ
   い光面上に集束するための主電子レンズ部とを備
   えたカラー受像管用電子銃において、主電子レン
   ズ部を形成する管軸方向に一定の間隔をおいて対
   向して配置された１対の電極を、対向面側に位置
   した電子ビームの配列方向に長い単一の長円状電
   子ビーム通過開孔が穿設された所定厚の板状部材
   と、この板状部材に接する底面部に各電子ビーム
   通過開孔をもつ容器状部材とによつて構成し、前
   記板状部材の厚さを、１対の対向電極間で、高電
   圧側電極において低電圧側電極においてより小さ
   くなるように異ならしめ、前記、容器状部材底面
   部の電子ビーム通過開孔が、中央の電子ビームの
   通路となる電子ビームの配列方向に垂直方向に長
   径を有する楕円孔および両側の電子ビームのほぼ
   外側半周を取り囲む半円と当該電子ビームのほぼ
   内側半周を取り囲む上記垂直方向に長径を有する
   半楕円との連接した異形孔であることを特徴とす
   るカラー受像管用電子銃。