JPS61193340A - 陰極線管用電子銃 - Google Patents

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】 ［発明の技術分野］ 本発明は陰極線管用電子銃に係わり、特にその三極部を
形成する電極の改良Ｃ１関する。

［発明の技術的背景とその問題点］ 一般に陰極線管用電子＠、ロ：第５図Ｃ′−その部分断
面構造を示すように、少くともカソード（４１）　、第
１グリッド（４２１、第２グリッド（４３，第３グリッ
ド（４４）及び第４グリッド（４５１をカソード（４η
より放射される電子ビームの進行方向に沿って配列され
ている。また一般に、カソード（４υと給１クリッド（
４２）及び第２グリッド（４３１を総称して三極部（４
６）と称し、第３グリッド（４４）及び第４グリッド（
４５１とを総称して王レンズ部（４７１と称している。

通常、陰極線管、例えばカラー陰極線管の動作時、前記
各電極には次のような電圧が印加される。

すなわち、 カ　ソ　−　ドー−−−−−−１００Ｖ＋ビデオイ言号
電圧第１グリッド〜−−−−−−−ＱＶ 第２グリッド　−−−−−−−３００乃至１０００Ｖ第
３グリッド−一−−−−−−４乃至１０ＫＶ第４グリッ
ドー−−−−−−−２５Ｋｖｌだ、カソード（４１）と
第１グリッド（４２１との相対向する面の距離（ｄｌ）
　ｒａ約０．０７　關乃至０．１５　ｗ　Ｔ　６　’）
、第１グリッド（４カの電子ビーム通過孔部径（φ１）
は０．３７．乃至０．８□で、また板厚（ｔｌ）　ｔｒ
ｉ約０．０５藺乃至”　　　　０．１３ｍである。第２
グリッド（４３１の電子ビーム通過開孔（φ２）の径は
０．３ｍ乃至０．８ｍで、また板厚（ｔｓ）　ｔｒｉ約
０．１ｍ乃至０．７ｍ−であり、第１グリッド（１のと
の相対向する面の距離（ｄ！Ｉ）　ｕ　ｏ、１腑乃至０
，４龍である０第２グリッド（４３と第３グリッド（４
４）との相対向する面の距離（ｄ８）は１，０襲乃至１
．５藺であるＯ 主レンズ部（４ηを形成する集束電極（４４）及び（４
５１は一般に円筒状の形状を有し、例えばネック径２９
藺のインライン方式カラー陰極線管（ユおいては、第３
グリッド０４）と第４グリッド（ハ）の相対向する開孔
径は約５．５Ｍである０ただし、第３グリッド（４滲の
第２グリッド（４３に対向する開孔径ｉｊ１．（１ｗａ
乃至２．０關になるよう断面形状がＬ字型に加工されて
いる。

カソード（４１）から放射された電子ビーム６埠はカソ
ードレンズ（−によ゛つて強い集束作用を受け、三極部
（４ｅでクロスオーバー６１）を形成したのち発散しな
がら進行し、プリフォーカスレンズ（４９１で集束作用
を受け、さら（ユ主レンズ６０）で強い集束作用を受は
螢光面■に結像する。

螢光面上Ｃ二結像した電子ビームの径は、電子銃主レン
ズの電子光学的倍率と電子ビームの仮想物点の大きさに
より第一次的１ユ決まる。さらに厳密に言えば、第−Ｃ
ユ主レンズの収差特性や電子自身の相互反撥による拡が
りを、第二（二カソードレンズ及びブリフォーカスレン
ズの収差や電子の初速間に起因する収差等を考慮する必
要がある。また画面中央部と周辺部とのフォーカス均一
性を論する場合はさら（二偏向収差≦ユついても考慮す
る必要がある。

従来前記カソードレンズ及びブリフォーカスレンズの三
極部Ｃユおける収差を低減する方法として、第２グリッ
ドの板厚（ｔｓ）を厚くする方法、あるいは第６図（二
示すようＣ１第２グリッドの断面形状をすり林状の側壁
６５）を有する凹形状Ｃユする方法がとられている。し
かし、前記第２グリッドの電子ビーム通過孔部の形状は
第１グリッドに対向する側の形状６４と第３グリッドに
対向する側の形状（５■は何れも同一径（φ８及びφ４
）でし赤も円形である〇゛次に従来の陰極線管用電子銃
における電子ビームに対する集束作用を等電位線モデル
Ｃ−より説明する。前述したような電圧を各電極に印加
した場合の等電位線パターンは概略第７図のように示す
ことができる。第７図Ｃユよれば、第１グリッド（６２
）と第２グリッド關によって形成される等電位線のうち
二第１グリッド佑々ζ二近い一群の９は第２グリッド輸
及び第３グリッド（６４）の高電圧の影響を受はカソー
ド旬の方向に大きく凸状を形成し、この凸状の等電位線
群ＩＱが電子ビームに強い集束作用を与える。また前記
第１グリッドと第２グリッド間の等電１位線群のうち第
２グリッド１６急に近い一群鏝もやはり第３グリッド（
財）の高電圧の影響を受はカソード旬の方向Ｃ二ゆるい
凸状を形成し、電子ビーム（ユ集束作用を与え、これら
の集束作用の影響Ｃユより電子ビームは第１グリッドと
第２グリッドの近傍でいわゆるクロスオーバーを形成す
る。同様に第“２グリッド關と第３グリッド（財）の間
の等電位線も第２グリッド關の方向に凸状を痛成する一
群６ηと第３グリッドのａの方向に凸状を形成する一群
一を形成して、電子ビームＣ−集束作用と発散作用を４
え、プリフォーカスレンズを形成する。

近年陰極線管がコンピュータ一端末表示等のいわゆるデ
ィスプレイ用に用いられるようになり、陰極線管Ｃ二要
求される特性レベルも高度イヒされ、高解像度化、高フ
ォーカス均一性（画面中心と周辺との電子ビーム径の均
一性）が要求されるよう（ユなって来た。このよ、うな
要求に応えるため第１グリッド及び第２グリッドの電子
ビーム通過開孔径（φｌ及びφ２）は可及的に縮少され
０．４Ｍ以下のものが多用されるようＣユなって来た。

このよう（二第１グリッド“及び第２グリッドの開孔径
が小さくなると、第７図（ユおいてＡ部で示した第１グ
リッド、Ｎ２グリッド及び第３グリッドのエツジ部のわ
ずかな変形、突起等により等電位線（ユエツジ効果を発
生し電界゛が乱れ、カソードレンズ及びブリフォーカス
レンズの収差を増大させる。

前記カソードレンズ及びプリフォーカスレンズの収差に
ついてさらに詳しく説明する。第７図においてカソード
（６Ｉ）の中心点（０点）より放射された電子ビームは
電１子銃の中心軸（Ｚ軸）を中心に回転対称な電子レン
ズ系により前記Ｚ軸に沿って進行する。カソード中心（
０点）よりや＼離心した点（Ａ点）より放射された電子
ビームはＺ軸と第７図Ｐ点で交差する。（ここでは前記
Ａ部のエツジ効果は無視する。）またさらに離心した点
（Ｂ点）より放射された電子ビーム（４ｚ軸とＱ点で交
差する。前記交差点Ｐ及びＱは通常一致せず、電子ビー
ムが放射されるカソード面の位置がカソード中心から離
心距離が大きくなるに従い前記Ｐ点とＱ点との距離は大
きくなる。電子光学的シニとらえると、前記Ｐ点とＱ点
との距離がカソードレンズの収差（二なる（クロスオー
バーとは一般（ユ前記収差を含んだ電子ビーム束の最小
錯乱円を以って定義している）。前記収差は第７図（二
おける等電位線群（６５）及び（６６）　ｉ−依存する
。

ここでカソード面６υのＢ点より放射された電子ビーム
が前記Ａ部で示したエツジ効果（二より乱れた等電位線
群−を通過した場合を考えると、電子ビームはより大き
な収差を受けＺ軸とＱ′点で交差し、Ｐ点との距離はさ
らに大きくなる。

またプリフォーカスレンズの収差についても同様（−説
明することができる。第８図Ｃユおいてカソード６１）
より放射された電子ビームσカソードレンズの収差がな
い場合は、先ずクロスオーバ一点（０点）（−集中し、
その後発散しながらプリフォーカスレンズを形成する等
電位線群（７１）に入射する。

カソードの中心よりや＼離心したＡ点より放射された電
子ビームは、カソード面Ｃユおいてさら（ユ離心したＢ
点より放射された電子ビームよりプリフォーカスレンズ
への入射角が小さくなるため、各々に点及びＬ点を通過
する。プリフォーカスレンズを通過した電子ビームは主
レンズに入射するが、一般にＬ点を通過した電子ビーム
はプリフォーカスレンズの集束効果１ユより２軸上の０
点（クロスオーバ一点）にあたかもｂ点（−後退したよ
うな集束状態を示し、同様（−に点を通過した電子ビー
ムはａ点（ユ後退したような集束状態を示す。前記ａ点
とｂ点に通常一致せずカソード面１ユおける電子ビーム
放射点が中心から離心するに従い前記ａ点とｂ点の距離
は大きくなる。電子光学的にとらえると前記ａ点とｂ点
の距離がすなわちプリフォーカスレンズの収差となる。

つまりプリフォーカスレンズの収差がない場合は、前記
ａ点とｂ点とが一致することは勿論である。前記プリフ
ォーカスレンズの収差は第８図に示した等電位線群（７
１）及び（’ｌ　＋＝依存する。第７図のカソード面６
υのＢ点より放射された電子ビームが第８図の第２グリ
ッド（６３）のＡ部のエツジ効果を受けて乱れた等電位
線群（７１）を通過するとさら（ユ大きい収差を受け、
クロスオーバ一点はｂ点よりさら（ユ後退した集束作用
をすることになる。

前述したようＣ二、前記三極部のエツジ効果Ｃユ起因す
るカソードレンズ及びプリフォーカスレンズの収差は主
レンズ部の集束作用（二より大幅に拡大されて電子ビー
ム径が増大し、特に画面周辺部では偏向収差分が付加さ
れ、フォーカス均一性は大幅に劣化する。

［発明の目的］ 本発明は前述したような従来の陰極線管用電子銃の欠点
に鑑みなされたもので、特にカソードレンズ及びプリフ
ォーカスレンズの収差を軽減し、フォーカス均一性の良
好な陰極線管用電子銃を提供することを目的とする。

［発明の概要］ 本発明は、すなわち前記三極部を構成する！極の少くと
も一つの電極部の開孔部の断面形状は、前記を極より印
加電圧の大々る電極に対向する方向を径大とする円錐形
状、または前記径大の方向の開孔形状が楕円形状となる
よう形成することによりフォーカス均一性の良好な陰極
線管用電子銃を提供するものである。

［発明の実施例］ 以下実施例にもとづき本発明を説明する。第１′図は本
発明を適用した陰極線管用電子銃を構成する電極の開孔
部近傍の一部断面図である。本実施例（ユおいては前記
電極は第２グリッドを示している。前記電極を第２グリ
ッドに使用した三極部を中心とした電極配置の概要を第
２図に示すようＣユ、また第１図からも明らかなようＩ
：第２グリッド（３）の開孔部の断面形状は一方を径大
とする円錐形状をなし、前記円錐形状の径大の方向は前
述したように第２グリッドよりは印加電圧の大なる電極
、すなわち第３グリッド（４）に面している。すなわち
、第２図からも明らかなよう（−１第２グリッドと第３
グリッドとの間（−形成される等電位線群（７）　、　
（８）のうち、第２グリッドの方向に凸状なる形状を呈
する等電位線群（７）の包結線は、前記円錐形状の開孔
面に沿っているため第７図ｔ：　＋６７）に示したよう
な等電位線包絡線の急峻さはなくなるため第７図におい
てＡ部で示したようなエツジ部の影響を軽減でき、エツ
ジ効果Ｃ：よる収差が改善されることは明らかである。

前記円錐形状の最適傾斜角度（９）（θ）は前記第２グ
リッドの板厚（ＩＩ（ｔ）との関係で決定さ゛　　　ｈ
るものであるが、本実施例においては、板厚書”＝０．
４０ａ＋ａの場合傾斜角０２１４０度が最適であった。

第３図は本発明のさら（二改善された実施例を示すもの
で、前記開孔部の円錐形状の断面をその径大の方向の開
孔形状が楕円となるようＣ：形成されたものである。第
３図はインライン電子銃型カラー陰極線管用電子銃Ｃ二
おいて、第２グリッドの前記楕円となる開孔部の長袖方
向をインライン電子銃の配列方向（Ｘ軸すなわちＨ方向
）と一致させ、　　”短軸方向を前記配列方向と垂直な
方向（Ｙ軸すなわちＹ方向）と一致させた実施例の開孔
部近傍の一部断面図で、第４図は前記第２グリッドを含
む三極部近傍の電極配列を示す模式図で、中心軸（ＺＩ
ｌｌ　）を中心ＣユＸ軸方向とＹ軸方向の断面模式図を
組合せて示している。一般に、電子銃の開口部及びその
周辺は回転対称形状とし、電子ビーム（二対して回転対
称な集束オたは発散作用を与えることが好ましいが、イ
ンライン電子銃型ガラ−陰極線管のよう（ユ複数個の電
子銃がインライン型に配列されている場合は、フォーカ
ス均一性を高めるため電子ビームに対し、Ｈ方向とＹ方
向とで集束状態（ユ差をもたせることが一般的に行われ
ている。

すなわち第４図（二示すようＣユ、 ’ｙ　　＜　　Ａｘ　　　−−−−−−−−（１）αｙ
　　＜　　Ｃ１ｘ　　　−−−−−−−−へ−（２）′
　　□とするものである０ここでｔｙ及び１ｘＬｒｉそ
れぞれｔｒｉｖ方向及びＨ方向の仮想クロスオーバ一点
と主レンズ中心との距離であり、αＹ及びαＸＵそれぞ
れＹ方向及びＨ方向のプリフォーカスレンズ発散角であ
る。本実施例においては、前述したように前記楕円とな
る開孔部の長軸方向なＨ方向、短軸房向をＹ方向と一致
させるととｌ二よりｍ　＝Ｍ　！ｉＪ式及び（２）式の
条件を達成するものである。一般Ｃユ第１ンリツドと第
２グリッドとの間Ｃユ形成される等電位線群は第２図Ｃ
ユ示すようにカッ−ｉ゛の方向に凸状を呈するが、第２
グリッドめ板厚が増す（ユ従がもて第３グリッドの高電
圧浸透が小さくなり、第４図に示すように第２グリッド
近傍ではカンード方向に凹状を呈する等電位線＊（２ｇ
ｌを形成する。前述したよう（：第２グリッドの開孔径
状が径大の方向なＨ方向と一致するような楕円形状を形
成する場合、その断面形状は第３図Ｃユ示すようＣユＨ
方向の断面傾斜角＃ｌｌ；ｊＶ方向の断面傾斜角θ２よ
り大きく、従って開孔部近傍におい゛てＨ方向（Ｘ軸方
向）（−は板厚が小さく、Ｙ方向（Ｙ軸方向）には板厚
が大きくなることに明らかである。従って第４図に示す
ようＣ二第２グリッド近傍の等前金線群＠ｉ■方向の等
電位ｍ　ｍ　（２８）がＨ方向の等電Ｍｍｒ＊０ηより
急峻となるのは明らかで、電子ピーλＣ”：対するブリ
フオーカ表レンズの発散角ｒ６Ｈ方−（−大きく、Ｙ方
向に小さくな番）前記（１）式及び（２）六の条件を達
成し、フォーカス均一性を大幅Ｃユ向上できる。前述し
た２つの嚢施例による電子ビームスボット形状の測定例
を第１表Ｃユ示す。

第１表第２グリッドの開孔形状と電子ビームスポット形
状なお、本実施例（ユおいては本発明を適用した電子銃
の電接が第２グリッドの場合にういて述べたが、必ずし
も第２グリッドに限定されるものではなく、三極部を構
成する電極のうちどれでも、また複数個の電極について
も本発明を適用することができる。

また本発明を説明するため、カラー陰極線管、特にイン
ライン電子銃型カラー陰極線管用電子銃の例についで説
明したが、パイボテンシアル型。

ユニボテンシアル型、または複合型等のカラー陰極線管
用電子銃及びモノクローム陰極線管用電子銃の収差改良
（二も本発明が適用されることは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上述べたようＣ一本発明によればクロスオーバ一部及
びプリフォーカス部での電極開孔部のエツジ効果による
電子ビームの収差を軽減し、ＯＡ機器端末表示用として
用いられる、いわゆるディスプレイ用陰極線管のように
高電流（ユおいて高解像度を要求される場合（二おいて
も収差の少ないフォーカス均一性の良好な電子銃を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用した陰極線管用電子銃の第２グリ
ッドの開孔部近傍の一部断面図、第２図は第１図で示し
た第２グリッドを含めた本発明を適用した陰極線管用電
子銃の電イ余配列を示す断面模式図、第３図に本発明の
他の実施例における第２グリッドの開孔部近傍の一部断
面図、詔４図は第３図で示した第２グリッドを含めた本
発明を適用した陰極線管用電子銃の電極配列を示す断面
模式図、第５図は従来の陰極線管用電子銃の電極配列及
び電子レンズモデルを示す断面模式図、第６図は従来の
第２グリッドの一例の開孔部近傍の一部断面図、第７図
は従来の陰極線管用電子銃の電極配列と等電位線モデル
を示す断面模式図、第８図は第７図（−おいて、特にプ
リフォーカス部の等電位線モデルを示す断面模式図であ
る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）カソードと第１グリッドと第２グリッドとからな
   る三極部と、前記カソードより放射される電子ビームを
   集束させる主レンズ部とを少くとも具備する陰極線管用
   電子銃において、前記三極部を構成する電極の少くとも
   一つの電極の開孔部の断面形状は、前記電極より印加電
   圧の大なる電極に対向する方向を径大とする円錐形状を
   有することを特徴とする陰極線管用電子銃。
2. （２）前記開孔部の円錐形状断面は、その径大の方向の
   開孔形状が楕円となるように形成されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の陰極線管用電子銃。