JPS5878352A

JPS5878352A - 電子ビ−ム集束装置

Info

Publication number: JPS5878352A
Application number: JP57164812A
Authority: JP
Inventors: ドナルド・レロイ・セイ
Original assignee: US Philips Corp; North American Philips Corp
Current assignee: Philips North America LLC; US Philips Corp
Priority date: 1981-09-21
Filing date: 1982-09-21
Publication date: 1983-05-11
Also published as: US4412149A; JPH044687B2

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】本発明は陰極線管用の集束電極装置に関し、特に、マル
チビーム・インライン形陰極線管の電子銃装置において
使用され、電子レンズを効果的にオーバーラツプさせた
構造の電子ビーム集束装置に関する。

陰極線管技術における進歩により電子銃装置の小形化が
促進され、その結果電子銃装置ｕを収容する外囲体頚部
の直径および長さが著しく小さくなって来ている。従っ
て、所望の小形化を達成するため電子銃装置の電極部材
の寸法が小さくなって来ている。これは、３つの個別の
電子ビームがほぼ同一平面において発射される普通のイ
ンライン形電子銃装置において顕著である。かかる電子
銃装置の小形化を達成するため普通はいわゆるユニット
形式の構造を使用し、陰極の前方において機能の類似し
た数個の電極を一体化することにより小形化を図ってい
る。なお本明細書において用語″前部または前方′°と
は電子ビームの進行方向において表示スクリーンに近い
部分または方向を意味し、用語“°後部または後方″と
は電子ビームの進行方向において表示スクリーンから遠
い部分または方向を意味する。

従来、インライン形電子銃装置の小形化を行うに際して
は電子銃装置の水平面にインライン形態で配置される主
集束レンズの直径を必ず低減するようにしているので、
個々の電子ビームの集束動作の品質に影響を及ぼす要因
により影響を受ける度合が一層顕著になる。従って、イ
ンライン構造の寸法を減少することにより主集束レンズ
における球面収差が増大する傾向を呈する。従って、電
子銃装置をこのように小形化する場合には、所望ノ小さ
い寸法の円いスポットを生ずる電子ビームを表示スクリ
ーン上に入射させるのに必要な効果的な電子ビーム集束
動作を常に行わせることが遥に難かしくなる。

そこで本発明の目的は、一層小形のインライン形電子銃
装置の電子レンズにおける球面収差を低減することによ
り品位の改善された電子ビーム集束動作を行わせること
ができる一方、インライン形構造につき所望の小形化を
達成できる改良された電子ビーム集束装置を提供するに
ある。本発明による改良は一体化または合体した主集束
電極構造によって実現され、この構造では同様の寸法の
主集束電極構造において普通に使用されるものより直径
の大きい電子レンズを効果的に収納することができる。

マルチビーム、一体化、インライン形陰極線管に用いる
本発明の主集束電極装置によれば、電子銃装置を著しく
小形化することができ、しかも通常はこれに付随する集
束収差を伴わない。電子銃装置は中央およびその両側に
合体した電子銃から共通インライン平面において３本の
電子ビームを発射するように構成する。この形式の電子
銃装置によれば大きさの小さい所望の円いビームスポッ
トを表示スクリーンに入射させることができる。

本発明においては、各電子ビームの主集束動作に関連す
るレンズ電界を修正して集束された電子ビームに影響を
及ぼす球面収差を最小ならしめる修正手段を備えて、小
さくかつ円い良好に規定されたビームスポットをスクリ
ーン上に入射させるようにする。これを達成するため遥
に大きい集束電子レンズを使用し、かかる遥に大きい集
束電子レンズを遥に小さい電子銃装置心こ適合させるた
め集束電子レンズを主集束電極のインライン平面に垂直
な平面においてオーバーラツプさせるようにする。これ
を達成するため主集束電極の前部を、細長い共通開口を
形成すること・□こより変形し、この共通開口内Ｇこ３
本のインライン電子ビームと関連する３つの隣接オーバ
ーラツプ電子レンズを収納するようにする。この共通開
口は３つの区域から成り、直径の等しい８つのインライ
ン状態の円によって規定され、これら３つの円のうち両
側の円は中央の円と部分的にオーバーラツプするように
する。このように形成した共通開口はこれら３つの円の
円周の交さ点に対応する２組の突出点または両端先端部
を有し、これら２組の先端部は平坦壁部材により離間し
て共通開口の３つ個別区域を規定する。

共通開口は主集束電極の前端内面にほぼ垂直に延設する
周縁を内方に折り返した７ランジで構成する。更に詳細
に述べれば、共通開口の形状は不連続形状の曲線状周縁
によって規定する。かかる曲線状周縁は並置される電子
ビームのうち両側の電子ビームを収納するためのほぼ円
形端開口部と、並置される電子ビームのうち中央の電子
ビームを合させることにより開口の両側においてインラ
イン平面の方に向って配設する先端部対が生じる。

これら対向する先端部対により、共通開口を通る８本の
電子ビームに対する３つのインライン開口区域が規定さ
れる。上記円弧状側部および円形状端部は、隣接する最
終加速電極における関連する個々の開口の半径より大き
いほぼ同様な半径を介してそれぞれの電子ビーム軸がら
規定される。

更に、本発明における主集束電極では中央電子ビーム軸
の両側に２個の同様な平坦壁部材を等間隔で平行に配置
し、その際３個の開口のそれぞれ対応する先端部と結合
するようにする。各平坦壁部材はステンレス鋼の如き金
属部材で構成し、かつ各平坦壁部材は主集束電極内に延
在する長さおよび対応先端部を橋絡するに充分な幅を有
し、この幅は隣接する最終加速電極における一つの開口
の直径より大きくする。平坦壁部材の前方縁部は主集束
電極の隣接する非対称オーバーラツプ電子レンズに対す
る集束動作の影春を補正する形状とする。

各平坦壁部材の幅関連前方縁部は、主集束電極の開口の
半径より小さくかつ隣接する最終加速電極の個々の開口
の半径より大きい値の半径によって規定きれる凹状円弧
形状とする。各平坦壁部材の円弧状の会合端は先端部に
おける主集束電極の前方開目端の平面とほぼ合致するよ
うにする。

本発明の一例では各平坦壁部材の幅を主集束電極におけ
る共通開口の一つの開口区域の直径より小さくする。

更に、各平坦壁部材の長さは共通開口における一つの開
口区域を規定する半径の５０％以上の値とする。また、
この長さは共通開口を含む同様な開口区域のうちの一つ
の開口区域の直径を実際上超えないようにする必要はな
い。

更に本発明の他の例では主集束電極における平坦壁部材
の間隔は隣接する最終加速ｍ極における中央開口の直径
以上とする。

図面につき本発明を説明する。

第１図はマルチビーム・インライン電子銃装置を使用す
る形式のカラー陰極線管を示し、その外囲体は頚部１８
、じょうご状部であるファネル部１５および表示パネル
１７を合体して構成する。

表示パネル１７の内側表面上には、当業者に明らかなよ
うに、発色部材の細条またはドツトを反復して整列配置
した形態のパターンを有する陰極発光スクリーン１９を
配設する。スクリーン１９と対向する区域内においてス
クリーン１９から離間して、図示しない普通の手段によ
り多数開口構体２１を配設し、本例では構体２１として
シャドウマスクを配設する。

頚部１３内には、並置した３個の電子銃を合体して成る
マルチビーム・インライン電子銃装置２８を配設する。

この電子銃装置２８の３個の電子銃により３個の電子ビ
ーム２５，２７．２９をそれぞれ形成しかつこれら電子
ビームを離散形態または不連続形態でスクリーン１９に
入射させるようにする。本発明はこの電子銃装置２３の
改良に関し、特に電子銃装置の一体化された主集束電極
構造の改良に関し、これは機能的には電子銃装置の一体
化された複数量口付ｌ慇終加速電極に関連する。また本
発明は、二電位レンズ構造、並に三電位、−電位ｍ＝電
位、および二電位−−電位し１ンズ構造の如き拡張電界レンズ構造に関し、ここでは−
例として二電位レンズ構造につき説明する。

そのため第２〜５図に、マルチビーム・二′屯位・イン
ライン電子銃装置２８を詳細に示す。この複数電子銃複
数電極構造は適切に一体化して、８個の電子銃に対する
インライン開［１が各電極素子に対する共通部材に含ま
れるようにし、これを第２図に示す。インライン配置さ
れる各ビーム２５゜２７．２９に沿って機能的に関連す
る数個の電極部材を配置する。例えば、各陰極電子３１
，３８．・３５の前方に、初期ビーム形成電極（Ｇｌ）
３７、初期ビーム加速電極（Ｇ２）　３９、主集束電極
（Ｇ８）　４１゜最終加速′亀ｔＩｆｉ（Ｇ４）　４　
ｓを順次配設する。最終加速電極４３の開放部には複数
の開口を有する共通コツプ状収斂部材４５を配設する。

１４ｉ子銃装置２８を含む数個の電極は図示しない多数
の絶縁支持棒により互に適宜離間して配置する。

本発明による構造の特徴は主集束電極（Ｇ８）　４１に
あり、この一体化構造の主集束電極は通常２個の７ラン
ジ付コツプ状部即ち後部４７および前部に定義したよう
に後部および前部とは電子ビームの進行方向において表
示スクリーンに近い部分および表示スクリーンから遠い
部分をそれぞれ示す。）３つの電子ビーム２５，２７．
２９は後部４７および前部４９における開口を介して、
これら一体化された部側内を進行する。

本発明では前部４９を変形してオーバーラツプ・インラ
イン非対称電子レンズを形成して、同一寸法の一体化電
極部材において普通に用いられるものに比べ直径の大き
い主集束電子レンズを使用できるようにする。本実施例
ではオーバーラツプするよう隣接配置した３個の集束電
子レンズを収納するため細長い周縁形状の共通開口５１
を形成する。この共通開口５１は主集束電極４１の前端
の内面５５にほぼ垂直に延在する周縁７ランジ５８で構
成する。この共通開口５１の基本的な形状は円形状端部
５１および５９によって輪郭が形成され、これら円形状
端部５７および５９の会合端６１２．６２および６３，
６４は対向円弧状部６９１２および７１で構成した中間側部の会合端６５．６　？オ
ヨび６６．６８と逐次会合させる。これら会合端を会合
させることにより、共通開口５】においてインライン平
面７７の両側にこのインライン平面の方に向う１対の等
間隔先端部７３．７４および７５．７６が形成される。

このようにして、共通開口５１の８個のインライン開口
区域が形成される。

更に、主集束電極の前部４９においては中央ビーム軸２
８の両側に２個の同様な平坦壁部材７９および８１を等
間隔で平行に配置して、共通開口５１のそれぞれ反対側
の先端部７３，７５および７４．７６と結合するように
する。これら平ｆｆＨＪ部材は所定の長さくＬ）、およ
び反対側の先端部７３．７５および７４．７６を橋絡す
るに充分な幅（Ｗ）を有する。平坦壁部材７９および８
１の前方縁部８３および８５は凹状円弧形状に１−ると
好適であり、その先端部８７および８８（第５図参照）
は主集束電極４１の前方端の平面と実際上合致するよう
Ｅする。

主集束電極４１に隣接配置する最終加速電極（Ｇ４）　
４　Ｂには、共通集束電極開口５１に対し離間した３個
のインライン開口９１．　、９３　、０５を設ける。最
終加速電極４３内を進行した電子ビームはコツプ状収斂
部材４５における開口９７，９９゜１０１を通過する。

各電子ビームの最終集束は主集束電極（Ｇ８）　４１お
よび最終加速電極（Ｇ４１）　４３の間の空間において
行われる電子レンズ作用を介して達成され、これに影響
を及ば丁電界はそれぞれ開口を介して電極４１および４
３に延在する。寸法を小さくした一体化構造としたため
これに付随して主集束電界が非対称となる。これによる
影響を除去するため、集束作用に微妙な影響を及ぼす区
域を上述したように構成する。

主集束電極（Ｇ３）　４１は、これに隣接する最終加速
電極（Ｇ４）　４３の２５　ｋＶの如き著しく高い作動
電位より遥に低い５　ｋＶの如き電位において作動する
から、電子ビームは遥に低速で主集束電極４１内を進行
する。その結果主集束動作のほぼ５８０〜９０％がレンズ電界の主集束電極部において達成
される。従って、電子ビームの最終集束動作に対しては
非対称となった主集束電界の影響の方が後続の最終加速
電界の影響より大きくなり、電子ビームは最終加速電界
内を加速された速度で通過し、電界の非対称の影響を一
層受けなくなる。

従って、主集束電極におけるオーバーラツプの度合の大
きい電子レンズを構成できる一方、最終加速電極Ｇ４は
普通の構造のままなので、厄介な集束の問題を効果的に
解決することができる。

次に、本発明の集束装置を寸法−および比率の具体的数
値例と共に一層詳細に説明する。第４図は主集束電極４
１の前部に形成される８つのオーバーラツプ電子レンズ
を示し、これら電子レンズの外周形状全体により共通開
口５１の形状が規定される。各電子レンズ即ち各開口区
域の基本直径をＤで示し、その値は本例ではほぼ１．０
　、　ｆ＋　７　ｔｎｍである。

各電子ビーム軸２６．２８および３０の間の等間隔Ｂの
値は８．２６　ｍまたは０．７７Ｄ程度である。３つの
オーバーラツプ電子レンズにおける弦の寸法６Ｘはほぼ６．７６１１１１または０．６８　Ｄである。

これら弦の位置は平坦壁部材７９および８１の位置と合
致するが、実際上は先端部７８，７６および７４゜７６
との会合を容易にするため幅Ｗを弦の寸法Ｘより若干大
きくし、　Ｗの値は７．６２闘または０．７１Ｄとする
。各平坦壁部材７９，８１の厚さＴはほぼ０゜５１ｔｎ
ｍまたは０．０４Ｗ　Ｄである。図示の如く、２個の平
坦壁部材７９．８１は中央ビーム軸２８の両側で等間隔
に平行配置し、その間隔Ｙは隣接する最終加速電極４３
における中央開口９８の直径以上とする。先に述べたよ
うに、最終加速電極４８における個々の開口９１，９８
゜９５の直径Ｅはほぼ６．３５ｔｎｍまたは０．６０　
Ｄである。

なお本例では主集束電極における各平坦壁部材の幅Ｗ（
０，７１Ｄ）は最終加速電極の開口の直径Ｆより大きい
。

主集束電極および最終加速電極の間の間隔には本例では
１．０２５ｍまたは０．０９５Ｄ程度である。電子ビー
ムが水平方向において過焦点状態となり、これにより電
子ビームがスクリーン上に卵形スポットの形態で入射す
るのを防止するため、各平坦壁部材の前方縁部８５を凹
状円弧形状にする必要があることを見出した。か９）る
形状は前記間隔Ｋに関連する平坦壁部材の前方縁部をか
かる形状にすることにより、オーバーラツプ電子レンズ
の集束動作が効果的に補正され、電子ビームを所望の小
さくかつ良好に形成された円いビームスポットの形態で
スクリーン上に入射させることができる。

平坦壁部材の前方縁部に形成する凹状円弧形状縁部は、
第５図に示すように、半径２によって規定・され、その
値は本例ではほぼ４．（１８１ＬＩ１１または０．４７
Ｄである。先端部８７および８８によって規定される円
弧形状の弦の長さは第４および５図における寸法Ｗであ
る。この弦の区域の深さＡの臨界値はほぼ１．７８１１
ｆｉまたは０．１７　Ｄである。なおこの凹・状円弧形
状縁部を規定する半径２の値は共通開口５１を規定する
半径０（０，５０Ｄ）より小さく、かつ隣接する最終加
速電極の開口半径Ｆ　（０，３０Ｄ）より大きい。先に
述べたように、平坦壁部材の凹状円弧形状縁部８５の先
端部８７および８８は主集束電極４１の前端の平面１０
３とほぼ合致する。

各平坦壁部材の長さＬを第５図に示し、この長さは主集
束電極４１の前方平面１０３から主集束電極内に向う方
向において示しである。２個の平坦壁部材の長さはほぼ
等しく、かつ内方折り曲げ７ランジ５８の長さＨより大
きい。平坦壁部材の全長りは共通開口５１の単一開口区
域を規定する半径Ｃの５０％以上とする。更に、長さＬ
は共通開口５】の単一開口区域の直径りを超えないよう
にする必要がある。

このようにして、主集束電極の前部を上述した相互寸法
比率に従って構成することにより、インライン電子ビー
ムの著しく改善された主集束動作が容易に達成される。

本発明によるオーバーラツプの度合が大きいレンズによ
れば、小形の電子銃構造において従来は達成されなかっ
たビーム集束動作の改善が実現される。電子レンズの球
面収差は電子レンズの３乗に従って変化するから、電子
レンズの僅かな増大によっても電子レンズの収差が著し
く減少する。

９本発明による改善された電子ビーム集束動作はインライ
ン形カラー陰極線管において使用すると効果的である。

本発明による主集束電極の前方縁部の構造は、所望の小
形電子銃装置の寸法を増大することなく変形することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子ビーム集束装置を使用する陰極線
管を示す断面図、第２図は第１図における電子銃装置Ｈのインライン平面
上における要部断面図、第８図は第２図の８−３線上断面図、第４図は第３図の各部を規定する寸法を示す図、第５図
は第２図の５−５線上断面図である。１３・・・頚部　　　　　　１５・・・ファネル部■？
・・・表示パネル　　　′１９・・・陰４１１１／発光
スクリーン２１・・・多数開口構体　　２３・・・電子
銃装置２５．２７．２９！・・！子ビーム２８・・・中央ビーム軸３１．３３，３５．、・陰極素子０３７・・・初期ビーム形成″ｍ極３９・・・初期ビーム加速電極４１・・・主集束電極　　　４８・・・最終加速電極４
５・・・コツプ状収斂部材　４７・・・後部４９・・・
前部　　　　　　５１・・・共通開口５３・・・内方折
り曲げ周縁７ランジ５５・・・内面　　　　　　５７．５９・・・円形状端
部ｆｌ　１．ｒｉ　２．６３．Ｇ　４・・・会合端６５
．６６，６７．６８・・・会合端６９．７１・・・対向円弧状部７３．７４，７５，７６・・・先端部７７・・・インライン平面　７９．８１・・・平坦壁部
材８３．８５・・・平担壁部材７９．８１の前方縁部８
７．８８・・・先端部９１．９３，９５，９７，９９，１０１・・・開口。

Claims

【特許請求の範囲】１　カラー陰極線管において使用され、かつ中央および
その両側に合体した構造の電子銃から共通インライン平
面における各軸に沿ってマルチ電子ビームを発射するマ
ルチビーム・インライン形電子銃装置の電子ビーム集束
装置であって、前記電子銃装置が、開ロイ」後方および前方、　端部を
有する主集束電極内に複数開口付最終加速電極を電子ビ
ームの進行方向において主集束電極および最終加速電極
の順序で配置したインライン電極構造であり、前記電子
ビーム集束装置が各電子ビームの主集束動作に関連する
レンズ電界を修正する修正手段を備え、前記修正手段が
、各インライン電子ビームと関連する３つの隣接するオ
ーバーラツプ・インライン非対称集束電子レンズを得る
ため前記主集束電極の前部に形成した細長い周縁形状の
共通開口を備え、前記共通開口は前方端部の内面にほぼ垂直に延在する周
縁内方折り返し７ランジで構成し、前記共通開口を対向円弧状部の会合端と会合する会合端
を有する円形端部により規定し、インライン・マルチ電
子ビームの両側において前記共通インライン平面の方向
に延設する１対の等間隔対向先端部を形成して、前記共
通開口の８個の開口区域を形成し、前記円弧状側部および円形状端部を前記最終加速電極に
おける個々の開口の半径より大きいほぼ同様な半径によ
ってそれぞれの電子ビーム軸から限定して規定し、更に前記修正手段が前記共通開口の対向先端部と結合さ
せるように前記中央電子ビーム軸の両側に等間隔で平行
配置した２個の同様な平坦壁部材を備え、前記各平坦壁
部材は前記主集束電極内に延在する長さ、および前記最
終加速電極における単一開口の直径より大きい幅を有し
、前記平坦壁部材の幅を、前記対向先端部をその前方縁部
と橋絡する形状として２つの隣接する非対称オーバーラ
ツプ電子レンズに対する集束の影響を袖正するような幅
を有する構成としたことを特徴とする電子ビーム集束装
置。＆　各平坦壁部材の幅関連前方縁部の形状が凹状円弧形
状である特許請求の範囲第１項記載の電子ビーム集束装
置。＆　前記凹状円弧形状の各前方縁部の会合端が前記先端
部において前記主集束電極の前方開口端の平面とほぼ合
致する特許請求の範囲第２項記載の電子ビーム集束装置
。表　前記主集束電極における前記平坦壁部材の間隔が隣
接する前記最終加速電極における中央開口の直径以上で
ある特許請求の範囲第１項記載の電子ビーム集束装置。＆　前記集束電極における前記平坦壁部材の間の間隔が
隣接する前記最終加速電極における中央開口の直径方向
寸法以上である特許請求の範囲第１項記載の電子ビーム
集束装置ａ０６　前記各平坦壁部材の長さの値が前記共
通開口の単一開口区域を規定する半径方向寸法の５０％
以上の値であり、がっ前記長さの値が前記共通開口の単
一開口区域の直径の値までの値である特許請求の範囲第
１項記載の電子ビーム集束装置。７、　前記各平坦壁部材の幅が前記共通開口の単一開口
区域の直径より小さい特許請求の範囲第１項記載の電子
ビーム集束装置。