JPH0734352B2

JPH0734352B2 - カラー受像管用電子銃

Info

Publication number: JPH0734352B2
Application number: JP6597091A
Authority: JP
Inventors: 正司白井; 昌昭山内; 和夫間島; 洸高野; 正和福島
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1991-03-29
Filing date: 1991-03-29
Publication date: 1995-04-12
Anticipated expiration: 2010-04-12
Also published as: JPH04212243A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー受像管用電子銃
に関し、特に主レンズを構成する電極に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１は、従来の電子銃に備えたカラー受
像管の断面図である。ガラス外囲器１のフェーズプレー
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Ｇ３の電極１１、および遮蔽カップ
１３のそれぞれの陰極に対応する開孔ならびに、Ｇ３電
極の開孔部と接続する内円筒２０，２１，２２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Ｇ４電
極１２の中央の開孔部ならびに、それと接続した内円筒
２４の中心軸は、上記中心軸１６と一致しているが、外
側の両開孔ならびに、それらと接続する内円筒２３，２
５の中心軸１８，１９はそれぞれに対応する中心軸１
５，１７と一致せず外側にわずかに変位している。各内
円筒の内径は、対応する開孔の径と一致する。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に沿って主レンズに入射する。Ｇ３電極１１は、Ｇ
４電極１２よりも低電位に設定され、高電位のＧ４電極
１２は、遮蔽カップ１３、ガラス外囲器１の内壁に設け
られた導電膜５と同電位になっている。Ｇ３，Ｇ４両電
極の中央部の開孔と内円筒２１，２４は同軸になってお
り、また、内円筒が非軸対称の電極外周部からの影響を
打ち消すので、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って集束された後、軸に
沿った軌道を直進する。一方、両電極の外側の開孔と、
内円筒２０，２２ならびに２３，２５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、Ｇ
４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
ンビーゼンス（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４により色選別をうけ、各
ビームに対応する色の蛍光体を励起発光させる成分だけ
が、シャドウマスク４の開孔を通過し、蛍光面３に到
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。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】受像管のフォーカス特
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α_i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＝ＭＣ_spα_i ³／２と表され、ビーム入射角度を低下させると、球面収差を
低減させることができる。ここで、Ｍはレンズ倍率、Ｃ
_spは球面収差係数である。

【０００４】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、フォ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
孔部ならびに対応する内円筒に径を拡大することであ
る。（以後、説明を簡単にするため、開孔部径と述べる
ときは、同時に対応する内円筒の径も含むこととす
る）。

【０００５】しかし、図１に示したようなインライン型
電子銃では、赤，緑、青３色のそれぞれに対応する主レ
ンズを同一平面に一列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
ック部分の内径の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をも配慮す
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、ネッ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が生ずる。これらの点を勘案
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。

【０００６】特開昭５５−１７９６３号公報に、上記開
孔部径を、上記限界値以上に拡大する一方法が開示され
ている。この方法では、開孔部径を、隣り合う開孔部の
離心距離よりも大きくとったことにより生ずる、開孔部
の重なり部分を連通させ、さらに連通部には、電位補正
のための仕切り板を設けてある。

【０００７】しかし、この方法でも、開孔部径には、一
定の限界がある。Ｇ３電極の、外周部の水平方向（電子
ビームを通過する３個の開孔の配列方向）の径をｈ、開
孔部の離心距離をＳとすると、開孔部径の限界値Ｌは、Ｌ＝ｈ−２×Ｓ ……（１）となる。実際には電極加工上の問題から、この限界値は
さらに小さな値となる。本発明は、電子銃の径形がネッ
ク管内径によって制約をうけている場合にも、前記開孔
部径を、（１）式で制約される値よりもさらに実効的に
増大させることができ、もってフォーカス特性をさらに
向上させることのできるカラー受像管用電子銃を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明はＧ３電極とＧ４電極の対向面を構成してい
る極板だけを、互いに後退させ、この極板を外周電極の
内部に配置することを特徴とする。この様にすると、Ｇ
３電極内部にはＧ４電極側の高電位が、Ｇ４電極内部に
は、Ｇ３電極側の低電位がより深く侵入する。さらに、
従来例の如き内円筒２０〜２５を取り除き、電位の侵入
を一層深くさせる。このような電位の侵入は、対向面上
の開孔部径を拡大したのと実質的に同じ効果をもつ。即
ち、実効径が増大する。しかし、Ｇ３電極と、Ｇ４電極
の対向面を除いた外周電極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。したがって、
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も大きくなる。このため、水平方
向のレンズ集束作用が垂直方向よりも弱くなるので、電
子ビームを集束する際、非点収差があらわれる。そこ
で、本発明では、対向電極板に形成される開孔部の形状
を非円形とし、水平方向の径を、垂直方向の径よりも小
さくする。この様にして、水平方向の電位の侵入を抑え
ると、水平垂直方向のレンズ集束作用を等しくでき、非
点収差を取り除くことができる。

【０００９】

【作用】本発明によれば、対向電極板の後退量と、該対
向電極板に形成される開孔の形状を適正に選ぶことによ
り、実質的に開孔部の径を増大させたと同じ効果が生
じ、レンズ集束作用が弱くなり、フォーカス特性が改善
される。

【００１０】さらに、副次的な効果として、外側の電子
ビームに内側方向への集中力が生じ、Ｇ３電極側開孔の
中心軸とＧ４電極側開孔の中心軸を偏位させることなく
一致させても、ＳＴＣをとることができる。これは、Ｇ
３電極の内部の電位が、外周部付近では低く、Ｇ４側高
電位の深く侵入する中央部では高くなるため、外周部か
ら内側に向う電界が生じるためである。

【００１１】また、本発明電子銃は、電子ビームを通過
する開孔に連通部分が無く、また、電位補正のための仕
切り板も必要としないので、前記の特開昭５５−１７９
６３に示された電極構造とは全く異なる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面により説明す
る。図２は、本発明電子銃の一実施例の要部断面図であ
り、バイポテンシャル型主レンズを構成するＧ３，Ｇ４
電極の水平方向、および垂直方向の断面図である。図に
おいて、１１１はＧ３電極の外周部、１２１はＧ４電極
の外周部、１３はカップ電極である。１１２はＧ３電極
の外周部１１１の内部に設けられた、非点収差修正用の
極板、１２２はＧ４電極の外周部１２１の内部に設けら
れた非点収差修正用の極板である。極板１１２には中央
ビームの通過する開孔１１４と、外側ビームの通過する
開孔１１３，１１３′が、極板１２２には中央ビームの
通過する開孔１２４と、外側ビームの通過する開孔１２
３，１２３′が一列に設けられている。本実施例では、
開孔１１３，１１３′，１１４，１２３，１２３′，１
２４は楕円形であり、また、Ｇ３側とＧ４側の互いに対
応する開孔の形状と寸法は同一である。外側の開孔１１
３，１１３′，１２３，１２３′と中央の開孔１１４，
１２４とを同一形状、同一寸法にすると、外側に形成さ
れる主レンズの水平方向に対するレンズ集束作用が強く
なるので、外側開孔の水平方向径を、中央開孔の水平方
向径よりも大きくし、水平、垂直両方向の集束作用の強
度を等しくする。

【００１３】図３は、図２に示した実施例において、外
周部１１１，１２１の水平方向径ｈ＝２０.０ｍｍ，そ
の垂直方向ｖ＝９.４ｍｍ、中央開孔１１４，１２４の
垂直方向径ａ₁＝外側開孔１１３，１１３′、１２３，
１２３′の垂直方向径ａ₂＝８.４ｍｍ、極板１１２の後
退量ｄ₁＝極板１２２の後退量ｄ₂＝１.５ｍｍ，離心距
離Ｓ＝６.６ｍｍとしたとき、中央開孔１１４，１２４
の水平方向径ｂ₁に対する水平、垂直両方向のフォーカ
ス距離の比を計算機シミュレーションによって求めたも
のである。

【００１４】ここで、水平、あるいは垂直方向フォーカ
ス距離とは、中心軸上の一点からある出射角度をもって
出射し、中央開孔の水平あるいは垂直方向の対称軸を通
過する電子ビームが主レンズにより集束され、再び中心
軸を横切るまでの距離を、Ｇ３電極のＧ４電極側端面か
ら測ったものである。同端面から蛍光スクリーンまでの
距離を３.４０ｍｍとし、出射角を一定値に定め、水
平、垂直の各フォーカス距離が、この３４０ｍｍという
値に一致する出射点をそれぞれ求め、さらに、これらの
出射点の中間から、同一出射角で電子ビームを出射させ
る。図３は、このときの水平、垂直両方向のフォーカス
距離の比を示したものである。図から分かるように、中
央開孔の水平方向径ｂ₁ 〜５.５ｍｍとすれば、垂直方向
と水平方向のフォーカス距離が一致し、両方向の集束作
用の強度が等しくなるので非点収差を取り除くことがで
きる。

【００１５】また、このときレンズ集束作用は、１ｍｍ
の間隔でつき合わされた、直径８ｍｍの円筒のバイポテ
ンシャルレンズと同等の強度をもつ。これは、ｈ＝２
０.０ｍｍ，Ｓ＝６.６ｍｍとしたとき、（１）式で制約
される電極開孔部に対する限界値６.８ｍｍよりも大き
な値になっている。

【００１６】図４は、図２に示した実施例において、上
記寸法としたとき、外側開孔１１３，１１３′，１２
３，１２３′の水平方向径ｂ₂の値と、外側電子ビーム
の蛍光面上での水平方向スポット移動距離の関係を計算
機シミュレーションによって求めたものである。Ｇ３電
極には７ｋＶ，Ｇ４電極には２５ｋＶを印加し、Ｇ３電
極のＧ４電極側端部から蛍光面までの距離を３４０ｍｍ
とした。外側電子ビームと、中央電子ビームとは、水平
方向に６.６ｍｍ離れているので、ＳＴＣをとるために
必要な、スポット移動距離は６.６ｍｍであるが、実際
には、色純度調整の自由度を残すため、６.１ｍｍ程度
に設計する場合が多い。この移動距離を確保するために
は、ｂ₂の値は、５.８ｍｍとなる。

【００１７】図５は、本発明電子銃の他の実施例の要部
断面図であり、Ｇ３電極の垂直方向の断面を示す図であ
る。極板１１２に設けられた開孔４１，４１′，４２
は、２つの円弧の端点を平行な二直線で結んだ形状をし
ている。開孔が楕円であるものよりも蛍光面でのスポッ
ト形状は悪化するが、開孔が円弧と直線より成るため、
容易に、また、精度良く工作できるという長所をもつ。
本実施例においても、開孔の水平方向径は垂直方向径よ
りも小さい。

【００１８】図６及び図７は、本発明電子銃のさらに他
の実施例の要部断面図であり、それぞれＧ３電極、Ｇ４
電極の垂直方向の断面を示す図である。中央の開孔５
２，６２は垂直方向の対称軸をもつが外側の開孔５１，
５１′，６１，６１′は垂直方向の対称軸をもたない。
外側開孔５１，５１′，５２，５２′は長径が同一で、
短径の異なる２つの楕円を組み合わせたものであり、Ｇ
３電極の外側開孔５１，５１′は外側に組み合わされた
楕円の短径が、内側に組み合わされた楕円の短径よりも
小さくなっている。Ｇ３電極の外側開孔をこの様な形状
にすると、第２図の１１３，１１３′の様に開孔が、１
つの楕円の場合よりも、電子ビーム中央方向へ集させる
力が強くなるので、水平方向の径をより小さくしても、
ＳＴＣをとることができる。

【００１９】逆に、Ｇ４電極では、第７図の６１，６
１′の様に、外側開孔を内側の楕円の短径が外側の楕円
の短径よりも小さい２つの楕円を組み合わせて構成する
と、電子ビームを中央方向へ集中させる力が強くなる。

【００２０】この様に、外側の開孔を垂直方向に対し非
対称にすると、電子ビームに対する集力が増し、ＳＴＣ
がとり易くなる。また、集中力が強過ぎる場合は、図６
の開孔をＧ４電極側に、図７の開孔をＧ３電極側に用い
れば、集中力を弱めることもできる。

【００２１】図８は本発明のさらに他の実施例の要部断
面図であり、極板１１２，１２２を後退させず、電極外
囲部の対向面と同一平面に配置した実施例である。楕円
形の開孔１１３，１１３′，１１４，１２３，１２
３′，１２４により、非点収差を補正する。

【００２２】本実施例では、極板が後退していないた
め、第２，５，６，７図に示した実施例ほどには電極内
部への対向電極電位の侵入は深くならない。しかし、従
来例の如き内円筒が取り除かれているため、第１図に示
した従来の電極構造よりは、対向電極電位が深く侵入す
るため、開孔径を増加させたのと同一の効果がある程度
得られ、フォーカス特性は向上する。

【００２３】第８図の実施例は、プレス加工により、電
極外周部と極板とを同時に成形でき、製作が容易である
という長所がある。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、電子銃外形を制約され
た中で、同一水平面に赤，緑，青３色に対応する主レン
ズを並列させる際に可能な、最大の径をもつ円筒電極を
つき合わせた場合よりも、集束作用の弱い主レンズを構
成することができるので、カラーブラウン管のフォーカ
ス特性を格段に改善できる効果がある。

【００２５】さらに、主レンズを構成するＧ３電極とＧ
４電極に形成される外側開孔の中心軸を偏位させること
なく、極板の後退量、及び該極板に形成される開孔形状
を適正に選ぶことにより、ＳＴＣをとることができるの
で、組立時に、Ｇ３電極、Ｇ４電極に対し、同径、同軸
の治具を用いることができ、組立精度を向上させること
ができる。

【００２６】なお、本発明は、上述の説明で例示したバ
イポテンシャル型主レンズのみならず、ユニポテンシャ
ル型、またはその他の主レンズにも適用できることは勿
論である。また、上述の説明では、主レンズを構成する
１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】

【図１】従来のインライン型カラー受像管の概略を示す
断面図。

【図２】本発明電子銃の一実施例の要部断面図。

【図３】本発明電子銃の中央部主レンズの水平、垂直方
向のフォーカス距離と開孔部短径との関係の一例を示す
図。

【図４】その外側の主レンズの開孔部短径と、蛍光面上
での水平方向スポット移動距離の関係の一例を示す図。

【図５】本発明電子銃の他の実施例の要部断面図。

【図６】本発明電子銃の他の実施例の要部断面図。

【図７】本発明電子銃の他の実施例の要部断面図。

【図８】本発明電子銃の他の実施例の要部断面図。

【符号の説明】

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、１２１…Ｇ３側非点収差修正用極板、１２２
…Ｇ４側非点収差修正用極板、１１３，１１４，１２
３，１２４，４１，４２，５１，５２，６１，６２…ビ
ーム通過用開孔。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者高野洸東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者福島正和東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献特開昭56−82548（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−82549（ＪＰ，Ａ) 実開昭54−49862（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蛍光面に向けて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
蛍光面に集束させる主レンズを構成する、互いに隔てて
設けられた、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部に配置さ
れ、上記３本の電子ビームの通過する３個の開孔が一方
向に沿って形成されてなる２個の電極板とを有するカラ
ー受像管用電子銃において、上記２個の電極板の少なく
とも一方の電極板が後退されて上記外周電極の内部に配
置されるとともに、上記後退された電極板の開孔のう
ち、中央の開孔の上記一方向の径が、その垂直方向の径
よりも小さく形成されていることを特徴とするカラー受
像管用電子銃。
【請求項２】上記外側の開孔の上記一方向の径は、上記
中央の開孔の上記一方向の径よりも大きく形成されてい
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。