JPS6226547B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は少なくとも１本以上の電子ビームを射
出する電子銃に係り、特に前記電子ビームをター
ゲツト上に極めて精度よく集束することが可能な
電子銃の構造に関するものである。

少なくとも１本以上の電子ビームを射出する電
子銃を内装する通常のカラー受像管においては、
前記各電子ビームがそれぞれの電子レンズを通つ
て、前記カラー受像管のフエースプレート内面に
被着形成されたドツト状または帯状の赤、緑、青
各色を発光する螢光体層からなるターゲツト上の
所定の螢光体層にそれぞれ集束されるようになさ
れている。この場合前記電子レンズは一般に静電
界により形成されており、電子ビームが前記静電
界を通過する間に集束されることになる。前記静
電界は電子ビームの径路に直角に配置され、かつ
電子ビームの通る開孔部を有する少なくとも２個
の対設する電極間に形成され、この静電界により
作られた電子レンズの特性は普通前記対設する電
極間に印加される電圧と距離及び電子ビームの通
る開孔部の寸法などにより変えることができる。

また電子銃の性能は前記電子レンズの倍率及び
球面収差が小さい程良いとされており、このため
長焦点距離を有する電子レンズとすることが必要
となるが、最も効果的な電極間電圧による方法
は、一般にはカラー受像管のベースに植設された
ステムピン部で互いに放電を起さない範囲としな
くてはならないし、また電子ビームの通る開孔部
の寸法も、カラー受像管のネツク部内径が他の電
気的条件から制約を受けるため、任意に大きく設
計することは出来ないし、更に対設する電極間の
距離を大きくすることは、前記ネツク部の内壁に
生じる浮遊電界や電子銃内の他の不所望な電界に
よつて電子レンズの特性が影響を受けるので、こ
れも適当ではない。いずれにしても電子レンズの
設計はカラー受像管の設計によつて定められる物
理的条件によつて制約を受ける。このことは特に
カラー受像管の場合、多電子ビームを必要とする
ので前記制約は特に著しい。

前述したような種々の制約を回避するための一
般的な傾向は、長焦点距離電子レンズを作るため
に、電極電圧および電極数を許容される範囲内で
組合わせることである。例えば特開昭51−76072
号公報、特開昭51−77061号公報に述べられてい
る電子銃などがこの例である。

これらの例にみられるように電極電圧、電極の
種類を組合わせる方法は一般に電子銃の構造を複
雑にしたり、電子レンズを形成させるために、更
に他の電圧を附与しなければならず、経済性を損
うのが常である。

また一般に電子レンズの性能を向上させるため
には、附与すべき電圧は前記例も含めて高くしな
ければならず、それに伴つて、カラー受像管のベ
ース部分での放電を防止し、このカラー受像管を
内装したテレビジヨン受像機の信頼性を確保する
ために特別の工夫を施す必要があり、更に経済性
を低下させることになる。

前述した欠点を解消する為に発明者は先に電子
レンズは高電圧集束設計ではあるが、カラー受像
管に外部から附与する電圧はそれより低い電子銃
を出願した。次に第１図及び第２図によりその構
造を説明する。

図に示す電子銃の基本形式はよく知られたユニ
ポテンシヤル形インライン電子銃であり、電子銃
１は複数個の電極と、それらを支持する複数のガ
ラス支持棒１０からなり、前記複数個の電極は３
個の陰極２，３，４、第１グリツド５、第２グリ
ツド６、第１集束グリツドすなわち第３グリツド
７、第２集束グリツドすなわち第４グリツド８、
第２集束グリツドすなわち第５グリツド９の順に
ガラス棒１０に取付けられている。前記３個の陰
極２，３，４は同一平面上の３本のビームの径路
に沿つて電子ビームを射出し、前記第１グリツド
５と第２グリツド６は近接配置された平板状電極
で、それぞれ各電子ビーム径路と整合した３個の
開孔部を有し、第３グリツド７は第２グリツド６
に近接配置され、開放端で接合された２個のカツ
プ２０，２１よりなり、このカツプ２０，２１の
閉塞端には、それぞれ各電子ビーム径路に整合し
た３個の電子ビーム開孔部が設けられている。

前記第１のカツプ２０の開孔部１７，１８，１
９は第２グリツド６の開孔部より径大であり、第
２のカツプ２１の開孔部２２，２３，２４は第１
のカツプ２０の開孔部より更に大きくなつてい
る。

また第４グリツド８は少なくとも３個の補助電
極よりなり、第１の電極２５と第２の電極２７は
それぞれ２個のカツプ状電極を接合して成り、そ
れぞれ各電子ビーム径路に整合した３個の開孔部
が設けられている。この第１の電極２５と、第２
の電極２７は電気的に接続され同電位である。

前記第１の電極２５と第２の電極２７は互に電
子ビームの径路方向に離間しており、かつその間
隙の中間部に第３の板状電極２６（以下単に第３
の電極と称する）が配置され、この第３の電極２
６にも各電子ビーム径路に整合した３個の開孔部
が設けられている。第５グリツド９は第３グリツ
ド７と第４グリツド８間の距離とほぼ等しい距離
だけ第４グリツド８より離間して配置されてお
り、少なくとも３個の各電子ビーム径路に整合し
た３個の開孔部が設けられたカツプ状電極より成
つている。この第５グリツド９の３個の開孔部３
６，３７，３８のうち中央の開孔部３７は第１グ
リツド５から第４グリツド８までの開孔部と整合
しているが、両側の開孔部３６，３８は夫々中央
開孔部３７から外方に離れるように僅かに偏位し
ている。第５グリツド９には更に各電子ビーム径
路に略整合した３個の開孔部をその底部に有する
多底筒状のコンバージエンスカツプ４２が取付け
られている。このコンバージエンスカツプ４２の
開口側端部には外方向に突出した３個の金属条よ
りなるバルブスペーサ４５が取付けられている。

この様な構造を有する電子銃に於て、第３グリ
ツド７と第５グリツド９を接続し、バルブスペー
サ４５を介して陽極電圧を印加し、第１の電極２
５と第２の電極２７を接続し、特に電圧を印加せ
ず、第３の電極２６を例えば接地した時を考えて
見ると、前記第１の電極２５、第２の電極２７に
は前記第３集束電極７と第１の電極２５との対設
面間の間隔G₁と前記第１の電極２５と前記第３
の電極２６との対設面間の間隔G₂とによりほぼ
決定されるコンデンサC₁及びC₂によつて発生す
る電位が集束電圧として印加されることになる。
この場合第３の電極２６はなるべくならば電子銃
の集束電圧に大きく影響を与えないように設計さ
れている。

即ち第３の電極２６には例えば零ボルトの電圧
を与え、陽極即ち第３グリツド７及び第５グリツ
ド９にはＥ＝25KV、第４グリツド８中の第１の
電極２５、第２の電極２７の電圧e₂が9KVであれ
ば、第３図の等価回路からも明らかなように
G₁／G₂＝1/0.6程度に選択すればよいことになる
が、ここでG₁／G₂の間隔比はそれぞれの電極の
対設部形状によつて変化するため、一概にG₁／
G₂＝1/0.6とはならない。

即ち前述した構造を有する電子銃に於ては、外
部から附与する電圧が低く、かつ前述した所望の
電子銃としての性能は具備している点では優れて
いるが、第４グリツド中の第１の電極２５及び第
２の電極２７の電位が不安定であること、即ちカ
ラー受像管の動作スタート時と、長時間動作後の
第１の電極２５と第２の電極２７に与えるべき電
圧が変化しやすいと云う欠点があつた。

本発明は前記欠点に鑑みなされたものであり、
先願の不具合点を除去し、カラー受像管の動作ス
タート時から長時間動作後迄、一定な集束電圧を
得ることが出来る電子銃の構造に関するものであ
る。

即ち本発明の電子銃に於ては、第４図の等価回
路に示す如くコンデンサのそれぞれに並列にコン
ダクタンスg₁，g₂が加えられていることを特徴と
している。このコンダクタンスg₁，g₂は高抵抗支
持棒としてのガラス棒１０のコンダクタンスを意
味する。この第４図に示す等価回路に於て決定さ
れる第４グリツド８の集束電圧即ち第１の電極２
５及び第２の電極２７に印加される電圧e₂は次の
ように表わされる。

e₂＝ｇ_１／ｇ_１＋ｇ_２Ｅ＋Ｃ_１ｇ_２−Ｃ_２ｇ_１／（ｇ
_１＋ｇ_２）（Ｃ_１＋Ｃ_２） Ｅ・exp（−ｇ_１＋ｇ_２／Ｃ_１＋Ｃ_２ｔ） この式からも明らかなように高抵抗支持棒とし
てのガラス棒１０は通常10数ＭΩの抵抗を持つて
いるが、コンデンサの容量C₁，C₂も小さいた
め、結果的に時定数が無視できない量になつてい
るものと考えられる。即ちカラー受像管動作スタ
ート時の集束電圧はｔ＝０とおいて（e₂）ｔ＝０
＝Ｃ_１／Ｃ_１＋Ｃ_２Ｅで決定され、長時間動作後は仮り
に ｔ＝∞とおけば（e₂）ｔ＝∞＝ｇ_１／ｇ_１＋ｇ_２Ｅで決
定さ れることになり、先願の集束電圧の不安定となる
理由はＣ_１／Ｃ_１＋Ｃ_２＝ｇ_１／ｇ_１＋ｇ_２であること
が原因である と考えられる。換言すればC₁g₂＝C₂g₁となるよ
うに電極設計を行なえば安定度は確保される。こ
の場合C₁，C₂については前述した先願の場合と
同様に決定すればよいがg₁，g₂は各電極の高抵抗
支持棒としてのガラス棒１０への埋込み部間の距
離で概略決定される故、電極形状を考慮して
C₁g₂＝C₂g₁となるように決定すれば良いことに
なる。

前述したC₁g₂＝C₂g₁の関係はあくまで理想的
な場合であつて、実用的には若干の誤差が許容さ
れる。即ち一般には集束電圧が100V程度変化し
ても画像の品位はさほど変化しない故、不安定性
もこの程度は許されることになる。従つて許され
る範囲内でC₁g₂≠C₂g₁であつてもさしつかえな
く、本発明の範囲も略C₁g₂C₂g₁を満足するこ
とを含むことになる。

本発明の対象とする電子銃が前記条件C₁g₂＝
C₂g₁を満足すれば安定度が確保されること、従
つて前記先願の欠点が解消されることは明らかで
あるが、更にこの条件が電子銃の他の動作安定度
を向上させる利点を有することを次に示す。

即ち第３図に於て第４グリツド８の第１の電極
２５及び第２の電極２７に蓄積される電荷ｑを計
算すると、 ｑ＝Ｅ／ｇ_１＋ｇ_２（g₁C₂−g₂C₁） ｛１−exp（−ｇ_１＋ｇ_２／Ｃ_１＋Ｃ_２）ｔ｝ となるが、この式に条件C₁g₂＝C₂g₁を入れる
と、ｑ＝０となる。このことは如何なる時間にお
いても集束電極には電荷がないことを意味し、従
つて放電又はリークによる不安定性が同時に解消
されていることを示している。即ちC₁g₂＝C₂g₁
は電極間ギヤツプによるコンデンサから決められ
る集束電極と、高抵抗支持棒への電極埋込部間の
コンダクタンスによつて決められる集束電圧が等
しいことを意味することは明らかである。

また本発明はユニポテンシヤル形電子銃を例に
とり説明したが、他の方式の電子銃に対しても全
く同様であり、要は電極間ギヤツプによるコンデ
ンサから決められる集束電圧と高抵抗支持棒への
各電極埋込部間のコンダクタンスにより決められ
る集束電圧が許容される範囲で実質的に一致して
いればよいのである。本発明の電子銃を使用する
ことにより先願で問題となつていたカラー受像管
の動作スタート時と、長時間動作後の第１の電極
２５と第２の電極２７に与えられる電圧が略一定
となり、特性の非常に良好な画面を再生すること
が可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は先願の電子銃の側面図及び平面図、第
２図は第１図の断面図、第３図は第１図及び第２
図の主要部分の原理を説明するための等価回路、
第４図は本発明の第２図に対応する主要部分の原
理を説明するための等価回路である。 １……電子銃、２，３，４……陰極、５……第
１グリツド、６……第２グリツド、７……第３グ
リツド、８……第４グリツド、９……第５グリツ
ド、g₁，g₂……コンダクタンス、G₁，G₂……電
極間間隔、C₁，C₂……コンデンサの容量。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少なくとも第３グリツド、第４グリツド及び
   第５グリツドを有し、かつ前記第４グリツドが互
   いに接続された第１の電極と第２の電極及びこの
   第１の電極と第２の電極間に挿入された第３の電
   極よりなり、これら第３グリツド、第１の電極、
   第３の電極、第２の電極、第５グリツドは複数本
   の支持棒により所定間隔をもつて植設固定された
   電子銃において、前記第１の電極と前記第２の電
   極の電位がこれに対設する前記第３グリツド、第
   ３の電極、第５グリツドとの電極間隔で形成され
   るそれぞれのコンデンサの容量C₁，C₂および各
   電極が植設されている支持棒のそれぞれのコンダ
   クタンスg₁，g₂を介して附与され、C₁g₂C₂g₁を
   満足することを特徴とする電子銃。