JPH0789474B2 - インライン型電子銃構体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、インライン型カラー陰極線管用電子銃の主電
子レンズ構成電極の解像度改善に関するものである。

〈従来の技術〉 電子銃の解像度は、主にバイ・ポテンシャル・フォーカ
ス型，ユニ・ポテンシャル・フォーカス型，或いはこれ
らの組み合せた多段集束型から成る静電電子レンズの球
面収差により制約される。したがって、高解像度特性を
得るには主電子レンズを構成する電極開孔径を大きくし
て、電子レンズの球面収差を小さくする必要がある。主
電子レンズを形成する電極の開孔径はカラー陰極線管の
電子銃が封止される硝子頸部内径に制限され、三電子銃
が一列配列されたインライン型カラー陰極線管では主電
子レンズ電極開孔径は最大でも硝子頸部内径の1/3以下
となる。一方、インライン型電子銃では単純に主電子レ
ンズ電極の開孔径を大きくすれば、主電子レンズ電極の
開孔間距離である離心距離が大きくなると共に、硝子頸
部口径を大きくする必要がある。

周知の様に、離心距離の増大は三電子ビームを螢光面上
全域に亘って一点に集中させるコンバージェンス特性を
劣化させ、硝子頸部口径の増大は受像管の偏向電力増大
となり、いずれも望ましくない。

そこでインライン型電子銃の離心距離Ｓと硝子頸部口径
を変更することなく、主電子レンズ構成電極の孔径Ｄを
大きくする方法として、一体化電極上に三つの開孔径Ｄ
を開孔離心距離Ｓに出来るだけ近づけるか、三つの開孔
離心距離Ｓ以上の孔径Ｄを持ち、三つの開孔を互に重畳
してインライン配列する電極構造が提案されている。

第５図，第６図は電極開孔径Ｄの離心距離Ｓに対する比
を１＞D/S≧0.88となる様に孔径Ｄを離心距離Ｓに可能
の限り近付けて大口径化されたインライン型一体化構造
の主電子レンズ電極の一例を示す断面図と平面図であ
る。電極１は互に離心距離Ｓで隔てられた中央及び両外
側の三本の電子銃の軸10G,10R,10B上に中央及び両外側
電子ビーム透過開孔11G,11R,11Bが閉塞面12に穿設さ
れ、閉塞面12に連続して筒側部13が形成された閉塞筒状
体となっている。透過開孔11G,11R,11Bの周囲は閉塞筒
状体内部に突出する突状縁14で囲まれ、各開孔部に形成
される静電電子レンズの相互影響を防止すると共に閉塞
面12を強化していて、その高さｈは可能の限り大きく形
成されている。電子ビーム透過開孔11R,11G,11Bの孔径
Ｄは互に重ならず、隣接開孔11R,11G及び11G,11Bの間隙
部15をほぼ電極１の形成材板厚程度迄狭めることによっ
て大口径化されている。例えばＳ＝5.10mm,電極形成材
板厚ｔ＝0.25mmとすれば、従来はＤ＝4.10mm程度が突状
縁付開孔加工の限界とされていたが、特開昭58−102446
に示す加工技術の改善によりＤ＝4.8mmが得られてい
る。この場合D/S＝0.941となっている。

尚、上記大口径化以前の技術では電極加工上の制約か
ら、開孔径ＤはD/S＜0.835程度が限界とされて来た。一
方開孔径拡大化による電子レンズの球面収差改善効果が
蛍光面上で解像度改善として認められるためには開孔径
は５％以上大きくする必要があり、D/S＝0.88はこの下
限に相当している。

第７図はこの電極１をバイ・ポテンシャル／フォーカス
方式主電子レンズの陽極電極に、これと同一構造をした
電極１′を集束電極とし、同一軸上10R,10G,10B上に対
向配置し、各電極に所定電圧を印加した場合、三本の電
子銃の軸10R,10G,10Bを含む断面内に於ける主電子レン
ズを形成する静電界を示し、主電子レンズの等電位面と
この断面との交線である等電位線を線群16,16′で示
す。第８図は前記断面に垂直で、中央の電子銃の軸を含
む断面内の主電子レンズ静電界を示し、主電子レンズの
等電位面とこの断面との交線である等電位線を線群17,1
7′で示す。

〈発明が解決しようとする問題点〉 第７図に示す断面内では図からも明らかなように、電極
1,1′の対向部の電子ビーム透過開孔には夫々独立した
静電電子レンズが形成されているが、電極構造上及び電
極形成上の制約から突状縁14の高さｈは十分大きくとれ
ず、通常開孔直径Ｄの1/2以下となり、電極1,1′の開孔
部から離れた内部では静電電子レンズを構成する等電位
線群16,16′は電極内部への侵入が促される。従って電
極内部では等電位線群16,16′は間隙部15,15′を経由し
ないで共通の等電位線となり、電極内部には弱いレンズ
が形成され、その上中央開孔11G,11G′付近の電子レン
ズ電界の曲率は両外側開孔11R,11R′,11B,11B′付近の
それより小さくなっている。

更に開孔径Ｄを離心距離Ｓに限りなく近づけているため
中央開孔と両外側開孔を隔てる間隙部15が両外側開孔の
中央開孔に隣り合わない外側と筒側部13,13′で形成す
る間隙に比べて極めて小さいため、中央開孔側の間隙部
15付近に形成される等電位線群より両外側開孔の電極外
側部に形成される等電位線群の方が密になる。この現象
は開孔径Ｄが離心距離Ｓに近付くに従がい、或いは離心
距離Ｓ以上になって三つの開孔を仕切る間隙部がなくな
るに従がって顕著となる。

従って、三本の電子銃軸を含む面内の電子レンズは従来
より弱くなり、且つ中央開孔11G,11G′に形成される静
電電子レンズは両外側開孔11R,11R′,11B,11B′に形成
される静電電子レンズより弱くなり、この断面内での電
子ビームは蛍光面上では中央電子ビーム径が両外側電子
ビーム径より大きくなる。

一方、第８図に示す断面内では（図では中央開孔部11G,
11G′を含む面のみ示す）中央及び両外側開孔部に形成
される等電位線群17,17′は夫々独立した静電電子レン
ズを構成し、その夫々は電子銃の軸に対称で、大略同一
電子レンズ強度を持っている。ここに、第７図と第８図
の静電電子レンズとを比較すると、第７図の三つの開孔
配列方向である水平面内の等電位線群16,16′の電極内
部での曲率は第８図に示す垂直面内の等電位線群17,1
7′の電極内部の曲率より小さくなっている。このため
第７図の水平面内より第８図の垂直面内の電子レンズ強
度が強くなり、各電子ビームは水平面内より強く集束さ
れる非点収差を受ける。

上述した様に、主レンズ開孔径Ｄを離心距離Ｓに限りな
く近づけるかＳ以上にした静電電子レンズでは、各電子
ビーム開孔通過電子ビームは三つの開孔配列方向に長軸
を持った横長な電子ビーム断面を持ち、その上中央電子
ビームは両外側電子ビームより横長となる。この結果蛍
光面上では水平方向の解像度が垂直方向より劣化し、且
つ中央電子ビームの解像度は両外側の解像度より悪くな
る。この現像は高輝度画像となる電子ビーム電流が大き
くなり、電子ビーム開孔部での電子ビーム束の占有率が
大きくなると一層顕著となり、解像度が著しく劣化す
る。

本発明は上述の欠点に鑑みてなされたものであり、イン
ライン型電子銃の主電子レンズの開孔配列方向である水
平方向の電子レンズ強度を垂直方向と同等以上とし、且
つ中央と両外側電子レンズ強度を等しくして、低電流か
ら高電流域まで解像度が優ぐれたインライン型電子銃を
提供するものである。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明は、電子ビーム透過開孔の開孔径を開孔間離心距
離に限りなく近づけるか、離心距離以上とした大口径開
孔を備えた一体化電極を対向させた主電子レンズを有す
るインライン型電子銃に於て、一体化電極内部にその開
孔径より小さく、開孔と所定距離を持って対向する様
に、共通面から突出した円筒状内部電極を配設し、円筒
状内部電極の先端の高さを開孔配列方向とこれに直交す
る方向とで異ならせ、これに対向する一体化電極の円筒
状内部電極の高さ関係が前記円筒状内部電極と互いに相
補関係にあることを特徴とする。

この様に構成することによって、大口径開孔を備えたイ
ンライン型電子レンズの収差を除去し、中央及び両外側
開孔部の電子レンズの強さを一致させ、低電流域から高
電流域迄解像度を著しく改善したインライン型電子銃を
得ることが出来る。

〈実施例〉 以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。

第１図は電極口径Ｄで開孔離心距離Ｓに対する比を１＞
D/S≧0.88となる様に大口径化されたインライン型一体
化構造の主電子レンズ電極1,1′を同一軸上10R,10G,10B
上の対向配置し、夫々の電極1,1′内に内部電極2,2′を
配設した本発明の一実施例の断面図である。第２図は第
１図の面に垂直な中央の電子銃の軸10Gを含む断面図を
示す。電極1,2には高電圧が印加され、電極１′,2′に
は高電圧の所定の割合にある低電圧が印加される。高電
圧が印加される内部電極２は第３図の斜視図、及び第１
図，第２図に示す様に、互に開孔離心距離Ｓで隔てられ
た中央及び両外側の三本の電子銃の軸10G,10R,10B上に
ある様に中央及び両外側の突状縁24付開孔22G,22R,22B
が穿設された内部電極固定板22の円筒状電極21R,21G,21
Bを三つの開孔の夫々と同軸になるように固定されてい
る。円筒状電極21R,21G,21Bの先端23はそれの配列方向
である水平方向に高さが最低で、これと直交する方向に
最高部を持つよう凹状に加工されている。低電圧が印加
される内部電極２′は、第４図の斜視図に示す様に内部
電極２とはほぼ同様の構造であり、対応する部位に
は（′）をつけて示し、説明は省略する。但し、円筒状
電極21R′,21G′,21B′の先端23′はそれの配列方向で
ある水平方向に高さが最高で、これと直交する方向に最
低部を持つよう凹状加工の方向が90度異っている。以上
の円筒状電極21R,21G,21B;21R′,21G′,21B′の内径D₁
は電極構体1,1′の開孔径Ｄより小さく、D₁/S＜0.88を
満す完全円となっている。これらの内部電極2,2′は内
部電極固定板22,22′を電極1,1′の筒側部に連続してこ
れに垂直に形成された鍔状縁18,18′に固定されてい
る。

第１図に示す断面（水平面）内では図から明らかなよう
に、電極1,1′の対向部側、及び電極内部では内部電極
2,2′によって静電電子レンズを形成する等電位線群26,
26′は全て各開孔の間隙部15,15′を経由し、各対向開
孔部11R,11R′;11G,11G′;11B,11B′には完全に独立し
た静電電子レンズが形成され、電極1,1′内部では夫々
中央及び両外側開孔部に形成される電子レンズ電界は等
しくなっている。

一方、第２図に示す三本の電子銃の軸10R,10G,10Bを含
む面に垂直で軸10G、又は図示しない軸10R,10Bを含む断
面（垂直面）内でも従来と同様に各開孔部には各電極内
部では等しく、等電位線群27,27′で示す独立した静電
電子レンズが形成されている。

一般に、二つの電極開孔を対向させた時、低電位側には
集束レンズが、高電位側には発散レンズが出来るが、電
子ビームが加速される低電位側の集束レンズ効果が差引
き残る。又電極開孔部への等電位線の侵入が深くなると
レンズ効果は弱くなり、逆に侵入が浅いとレンズ効果は
強くなる。

従って、高電圧が印加される電極１内を見ると、第１図
の三本の電子銃軸を含む水平面内では、内部電極２の円
筒状電極21R,21G,21Bの先端23は対向する開孔配列方向
がこれと直交する方向より電極１の開孔11R,11G,11Bと
反対側に後退しているため、各開孔部に形成される等電
位線26は第２図の垂直面内の等電位線27より侵入が助長
される。その結果電極１内に形成される発散レンズは水
平面内より、垂直面内の方が強くなり、電子ビームは開
孔配列方向に対し垂直方向に大きな発散力を受け縦長状
になる。

逆に、低電圧が印加される電極１′内を見ると、第１図
の水平面内では、内部電極21R′,21G′,21B′の先端2
3′は対向する開孔配列方向がこれと直交する方向より
電極１′の開孔11R′,11G′,11B′側に突出しているた
め、各開孔部に形成される等電位線26′は第２図の垂直
面内の等電位線27′より侵入が阻止される。このため電
極１′内に形成される集束レンズは垂直面内（第２図）
より水平面内（第１図）の方が強くなり、電子ビームは
開孔配列方向である水平方向に大きな集束力を受け縦長
状となる。即ち、大口径化電極1,1′により電子ビーム
が水平方向に長く歪むレンズの非点収差は内部電極2,
2′により相殺され、中央及び両外側開孔部の電子レン
ズ強度を一致させることが可能となり、球面及び非点収
差の小さい大口径化電子レンズが得られる。これにより
低電流域から高電流域迄解像度を著しく改善したインラ
イン型電子銃を得ることができる。

一方D/S≧0.88を満す離心距離Ｓを持ち、大口径Ｄを持
った電極の開孔はD₁/S＜0.88となったＤより小口径とな
ったD₁を持った完全円孔の円筒状電極と所定距離をもっ
て隔てられて、互に対向しているため電極本体の大口径
化による球面収差低減効果は妨げられることはない。

本発明が適用可能な電極構体は第５図，第６図に示す開
孔径Ｄが開孔離心距離Ｓ以下のものに限定されることな
く、第９図に示す様に三つの開孔41R,41G,41Bが離心距
離Ｓ以上の口径Ｄを持ち、三つの開孔を互に重畳させ、
間隙部が一部欠落されてインライン配列された電極４に
も適用出来ることは云うまでもない。

以上の説明では内部電極を電極固定板に先端が凹状加工
された円筒状電極を固定しているが、電極固定板と円筒
状電極が突状縁の様に一体化されていても本発明が適用
可能であることはいうまでもない。更に本発明の内部電
極は互いに対向して低電圧と高電圧が印加される電極の
いずれか一方に適用しても所要の効果が得られることは
云うを待たない。

〈発明の効果〉 以上述べた様に本発明によれば、インライン型電子銃の
大口径化電極で形成される電子レンズの開孔配列方向と
これに直交する方向での電子レンズの非点収差を除去
し、中央及び両外側開孔部の電子レンズ強度を一致さ
せ、電子ビーム電流の低電流域から高電流領域まで電子
レンズの解像度を著しく改善したインライン型電子銃構
体を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図，第２図はそれぞれ本発明の一実施例による内部
電極が配設されたインライン型一体化構造電極の三本の
電子銃の軸を含む断面図と、この断面に垂直な中央の電
子銃の軸を含む断面図、第３図，第４図はそれぞれ本発
明の一実施例による内部電極の斜視図、第５図，第６図
はそれぞれ開孔径Ｄと開孔離心距離Ｓが１＞D/S≧0.88
となるように大口径化されたインライン一体化構造の主
電子レンズ電極構体の断面図と平面図、第７図，第８図
は第５図に示す電極に所定電位を与えた時に三本の電子
銃の軸を含む断面と、この断面に垂直で中央の電子銃の
軸を含む断面内に形成される主電子レンズ静電界を示す
図、第９図は本発明の他の実施例のD/S≧１となった重
畳型開孔を備えたインライン型一体化構造の主電子レン
ズ電極構体の平面図を示す。 1,1′……大口径化インライン型一体化電極、10R,10G,1
0B……電子銃の軸、11R,11G,11B;22R,22G,22B;41R,41G,
41B……電子ビーム透過開孔、14,24……突状縁、15……
間隙部、2,2′……内部電極、22,22′……内部電極固定
板、21R,21G,21B;21R′,21G′,21B′……円筒状電極、2
3,23′……円筒状電極先端、16,17,26,27;16′,17′,2
6′,27′……等電位線群。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子ビーム透過開孔の開孔径をＤ、開孔間
   離心距離をＳとしたとき、その比の関係がD/S≧0.88と
   なる中央及び両外側の大口径開孔を、主電子レンズを形
   成する互いに対向する電極の最前端部となる閉塞面に形
   成した一体化電極を備えたインライン型電子銃におい
   て、前記一体化電極の一方の内部に前記開孔径より小さ
   い口径を持った円筒状内部電極を同軸に、かつ前記開孔
   と所定距離を保って対向するように設け、前記円筒状内
   部電極の高さを開孔配列方向と開孔配列方向に直交する
   方向で異ならせ、前記一方の一体化電極に対向する他方
   の一体化電極の円筒状内部電極の高さ関係が前記円筒状
   内部電極と互いに相補関係にあることを特徴とするイン
   ライン型電子銃構体。
2. 【請求項２】前記対向する一体化電極の一方の電極の円
   筒状内部電極の先端部は開孔配列方向と直交する方向に
   最小の円筒高を持ち、徐々にその高さを増加させ、開孔
   配列方向に最大の円筒高を持った切り口を形成し、対向
   する他方の一体化電極の円筒状内部電極の先端部は前記
   円筒高と逆の高さとなるように互いに相補関係を保たれ
   ている特許請求の範囲第（１）項記載のインライン型電
   子銃構体。