JPH0312419B2

JPH0312419B2 -

Info

Publication number: JPH0312419B2
Application number: JP55137800A
Authority: JP
Inventors: Masaji Shirai; Masaaki Yamauchi; Ko Takano; Masakazu Fukushima; Tatsuo Nishimura
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1980-10-03
Filing date: 1980-10-03
Publication date: 1991-02-20
Also published as: EP0049490A3; EP0049490A2; JPS5763750A; EP0049490B1; DE3173772D1; KR830008381A; US4760308A; KR880001014B1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、カラー受像管の電子銃に関するもの
である。

従来、３本の電子ビームを、それぞれのビーム
に対応する、互いに独立した主レンズにより集束
し、赤、緑、青３原色螢光体を励起させる方式の
カラー受像管では、３本の電子ビームによる３原
色の再生画像を重ね合わせるための手段として、
各電子銃を所望の角度で傾斜させて、各ビームを
螢光面上の一点に集中させる方法が一般的であつ
た。（実際の集中点はシヤドウマスク上であるが、
簡単のため、以後螢光面上と称する。）しかし、
かかる方法では、複雑な電子銃組立治具を要し、
組立精度も悪くなるなどの欠点を有する。

かかる欠点を除去するため、互いにほぼ平行な
電子ビームを発生させ、これらを非軸対称に構成
された主レンズで集束すると同時に所望の集中力
を与え、各ビームを螢光面上の一点に集中させる
電子銃が考案されている。例えば、特公昭52−
32714号公報では、共通平面上に、互いにほぼ平
行な３本の電子ビームを発生させる、いわゆるイ
ンライン型電子銃において、外側に配置された２
本の電子ビームを集束する２組の主レンズを構成
する対向電極の、高電位側電極の中心軸を、低電
位側電極の中心軸に対し外側に偏位させることに
より上記非軸対称レンズを実現している。中央ビ
ームの集束には軸対称レンズを用いるので、中央
ビームは軸に平行な軌道を直進し、一方、外側の
ビームは高電位側電極内部に形成される発散レン
ズの中心軸から、中央ビームの方向に外れた部分
を通過するため、同方向への集中力をうけ、３本
の電子ビームは螢光面上の一点に集中する。

しかし、かかる電極構成では、外側の２つの主
レンズを構成する電極が同軸でないので、電極組
立には、部分的に非同軸の形状を持つ特殊な組立
治具を要し、組立作業の繁雑さと、精度の低下と
を招くという欠点があつた。

さらに、外側の主レンズにおいて、発散レンズ
の中心軸を偏位させるためには、高電位側電極の
内径を増大させるか、あるいは、低電位側電極の
内径を減少させるかのいずれかが必要であるが、
前者の手段では電極組合せ後の外径が増大するの
で、受像管頭部の径が増大し、偏向電力の増大を
もたらし、後者の手段では、球面収差の増大から
解像度の劣化を招くなどの欠点も有する。

特公昭53−38076号公報には、他の形状の非軸
対称主レンズを用いた電子銃が示されている。こ
の例では、主レンズを構成する電極の対向面を中
心軸に対して傾斜させることにより、主レンズを
傾斜させて非軸対称レンズを実現している。互い
にほぼ平行に走行する各電子ビームは、この傾斜
の方向に集中力をうけ、螢光面上の一点に集中す
る。

しかし、この構造では、電極端面の傾斜と、主
レンズの傾斜とが一致するため、ビームの偏向量
は、非常に強く、電極端面の傾斜角に依存する。
このため、工作上のわずかな誤差により、偏向量
は大きく変化することになり、電極の製作、組立
に高い精度が要求され、実用化は困難である。ま
た、電極組立時においても、電極間隔を一定に保
つために、一体化したスペーサを用いると、これ
を組立後に引き抜くことが不可能となるので、分
割されたスペーサを用いる必要があり、このため
組立精度が低下し、作業も繁雑になるという欠点
がある。

さらに、電極間空隙部付近のごく狭い範囲で、
急激にビームを偏向させるため、収差が大きくな
り、ビームスポツト径の増大をもたらす。

本発明は、かかる欠点を除去するためになされ
たものであり、製作方法が容易で、かつ、電極外
径の増大や、球面収差の増大をもたらさずに、互
いにほぼ平行な複数の電子ビームを螢光面上の一
点に集中させることができる電子銃を提供するこ
とを目的とするものである。

以下、本発明電子銃を図面を用いて説明する。

第１図は、本発明の電子銃を備えたカラー受像
管の一実施例を示す一部縦断平面図である。ガラ
ス外囲器１のフエースプレート部２の内壁には、
３色の螢光体を交互にストライプ状に塗布した螢
光面３が設けられている。陰極６，７，８の中心
軸１５，１６，１７は第１格子９、第２格子１
０、主レンズを構成する電極１１，１２及び遮蔽
カツプ１３におけるそれぞれの陰極に対応する開
孔部の中心軸と一致し、共通平面上に、互いにほ
ぼ平行に位置する。この中心軸が各ビームの初期
通路を与える。陰極６，７及び８から射出された
３本の電子ビームは、それぞれの中心軸に沿つて
電極１１と電極１２によつて形成された実質的に
個別的な主レンズに入射する。電極１１は、電極
１２よりも低電位に設定され、高電位の電極１２
は、遮蔽カツプ１３、ガラス外囲器１の内壁に設
けられた導電膜５と同電位になつている。各電子
ビームは主レンズにより集束されるが、この主レ
ンズのうちの中央の主レンズはほぼ軸対称に構成
され、陰極７から射出された中央のビームは中心
軸１６に沿つて主レンズから射出する。一方、外
側の主レンズは非軸対称に構成され、陰極６，８
から射出された外側のビームは中央ビームの（内
側）方向への集中力をうけて、主レンズから射出
し、中央ビームと共にシヤドウマスク４の一点に
集中する。なお、１４は外部磁気偏向ヨークであ
る。

ここで、本発明の電子銃に用いられる非軸対称
主レンズについて説明する。

第２図は、本発明にかかる非軸対称主レンズの
一実施例を示す要部断面図であり、各ビームを集
束する主レンズを構成する電極が独立であり、一
体化されていない場合を示す。低電位側電極１１
と高電位側電極１２は互いに間隔を隔てて設けら
れ、お互いに最も近い部分に中心軸１５に対し垂
直な端面１１１及び１２１を備えている。この対
向する端面１１１及び１２１にはそれぞれ開孔１
１２及び１２２が設けられている。これらの開孔
１１２及び１２２の中心軸は、互いに中心軸１５
と一致しており、かつその直径は互いにほぼ同じ
である。開孔１１２には、この開孔の直径とほぼ
同じ内径を有する円筒状の遮蔽板１１３が同心的
に設けられている。この遮蔽板はその側壁の長さ
がビームの集中方向（図の矢印AR）に向けて順
次減少するように円筒を斜めに切断した形状を有
する。すなわち、遮蔽板１１３はその中心軸が開
孔１１２の中心軸１５と一致した同筒からなり、
この円筒の一端部は電極１２と隣接し、この端部
と反対側の端部は開孔１１２の中心軸１５に対し
て傾斜している。開孔１２２にも同様にこの開孔
の直径と同じ内径を有する円筒状の遮蔽板１２３
が同心的に設けられている。この遮蔽板はその側
壁の長さが遮蔽板１１３とは逆にビームの集中方
向ARに向けて順次増大する円筒からなる。かか
る構成によれば、円筒遮蔽板の側壁の長さが最も
長い部分において低電位側電極にあつては高電位
の、また、高電位側電極にあつては低電位の侵入
が強く抑えられ、しかも抑えられる方向がそれぞ
れの電極において、中心軸１５に対して互いに対
称の位置にあるので、２０の様な形状の等電位線
が形成される。すなわち、軸対称集束電界の両側
に、傾斜電界が重畳された電界が形成される。こ
の電界によつて電子ビーム２１は、集束されると
共に図の下方向（集中方向）へ偏向される。

かかる非軸対称主レンズは、第３図に示すよう
に、円筒を軸に平行に２分割した半円筒状の遮蔽
板１１４及び１２４を、それぞれ電極１１及び１
２の開孔１１２及び１２２に設けるによつても構
成できる。この場合、半円筒遮蔽板１１４は中心
軸１５の上側（ビーム集中方向ARと反対側の半
分）に配置され、一方、半円筒遮蔽板１２４は中
心軸１５の下側（ビーム集中方向AR側の半分）
に配置される。

第４図は、本発明にかかる非軸対称レンズの他
の実施例を示す要部断面図である。１１５は、低
電位側電極１１の開孔１１２に設けられ、この開
孔の直径よりも大きな内径を有する円筒からなる
遮蔽板、１２５は電電位側電極１２の開孔１２２
に設けられ、この開孔の直径よりも大きな内径を
有する円筒からなる遮蔽板である。円筒遮蔽板１
１５はビームの初期通路（開孔１１２の中心軸）
１５からわずかにビーム集中方向ARに偏心させ
て配置され、一方、円筒遮蔽板１２５はビームの
初期通路（開孔１２２の中心軸）１５からわずか
にビーム集中方向ARと反対方向（図では上方
向）に偏心させて配置されている。このように、
円筒遮蔽板を開孔の中心軸から偏心させると、遮
蔽板の側壁の一部が中心軸に対して偏心させた方
向へ遠くなる。側壁が中心軸から遠くなればなる
程、低電位側電極にあつては高電位か、高電位側
電極にあつては低電位が深く侵入する。遮蔽板側
壁を遠ざける方向は、それぞれの電極で開孔の中
心軸に対して対称の関係にあるので、等電位線は
２０の様な形状となり、軸対称集束電界の両側に
傾斜電界が重畳された電界が形成される。この電
界によつて電子ビーム２１は、傾斜の方向に集中
力をうける。

第２図の例では、電界の傾斜は、遮蔽板の一方
の側で電位の侵入を抑えることによつて形成され
るので、遮蔽板を斜めに切断したときの傾斜角と
は一致せず、電界の傾斜は遮蔽板の切断の傾斜角
よりも小さな値となる。そのため、この遮蔽板の
切断の傾斜角に対するビーム偏向量の依存性は小
さく、工作上の誤差により生ずるビーム偏向量の
誤差も小さい。

また同様に、第３図における半円筒状遮蔽板の
長さに対するビーム偏向量の依存性も小さいの
で、工作上の誤差により生ずるビーム偏向量の誤
差も小さい。

したがつて、高い工作精度は要求されず、実用
性が高い。

また、第２図、第３図及び第４図の電極構造で
は、電極の空隙部の中間で電界は軸対称となり、
その両側の広い範囲に、非軸対称電界が付加され
ている。このため、ビームは、広い領域で、ゆる
やかに偏向されるので、偏向によつて生ずる収差
も小さくなる。

第２図における遮蔽板１１３は、端面１１１に
中心軸１５からビーム集中方向に偏心した小円孔
を遮蔽板１２３は端面１２１に中心軸１５から集
中方向と反対方向に偏心した小円孔をあらかじめ
打ち抜いた後、中心軸１５を中心としてプレス絞
り加工を行うことにより容易に成形できる。

第３図における遮蔽板１１４は、端面１１１に
開孔１１２と同一径、同一中心の半円をビーム集
中方向に、遮蔽板１２４は端面１２１に開孔１２
２と同一径、同一中心の半円をビーム集中方向と
反対方向に打ち抜いた後、中心軸１５を中心とし
てプレス絞り加工を行うことにより、容易に成形
できる。

さらに、第４図における遮蔽板１１５は、プレ
スの中心を中心軸１５からビーム集中方向に、遮
蔽板１２５はビーム集中方向と反対方向にそれぞ
れ偏心させてプレス絞り加工を行うことにより成
形できる。その後、中心軸１５と同一中心の開孔
１１２，１２２を持つ平板を端面１１１，１２１
にそれぞれ接着して、遮蔽板の穴を部分的に閉成
する。

また、電極１１，１２の開孔１１２，１２２
は、その中心軸が互いに一致し、さらに、径も一
致するので、組立時に複数な治具を要せず、組立
作業も容易であり、位置合わせ精度も向上する。
電極１１，１２は同一径であるので、電極外径の
増大や、球面収差の増大も生じない。

さらに、電極１１，１２の対向する端面１１
１，１２１は、中心軸に対し垂直であるため、端
面を中心軸に対し、所望の角度に精度良く傾斜さ
せるための複雑な工程は必要ない。また、傾斜電
界を形成する遮蔽板の工作には電極端面を傾斜さ
せるときに必要とされた高い工作精度も必要がな
い。このように本発明によれば、電極の部品加
工、組立作業とも著しく簡便化されるので、その
効果は大きい。

以上の実施例では遮蔽板として円筒又は半円筒
を用いた場合について説明したが、遮蔽板の形状
はこれに限らず、例えば断面が楕円の筒を用いる
こともできる。また、遮蔽板を両方の電極に設け
る必要はなく、一方の電極にだけ設けてもよい。

第５図ａは、第２図と第４図の電子ビーム集中
手段を組合わせ、これを、インライン型、一体化
電子銃に適用した一実施例の要部断面図、第５図
ｂは第５図ａにおけるＡ−A′断面図である。３
本の電子ビームを集束する３つの主レンズが、１
１，１２電極間のそれぞれのビームに対応する電
極開孔部に形成される。中央ビームを集束する主
レンズを軸対称に形成するため、軸対称円筒形の
遮蔽板２８，３１を、それぞれ電極１１，１２に
接続する。これにより、中央ビームは直進する。
外側のビームは、静コンバーゼンスをとるため、
中央ビームの方向に、すなわち、内側に集中させ
るため、円筒を斜めに切断した形状の遮蔽板２７
と２９を電極１１に、遮蔽板３０と３２を電極１
２に接続する。このとき、円筒を切断する方向
は、第２図を用いて詳細に説明したようにビーム
を所望の方向、すなわち内側に集中するための条
件を満たすようにする。

また、低電位側電極１１では、電極の外囲部１
１６は、その内壁が、ビーム集中方向と反対側に
おいて外側ビームに接近しているので、第４図の
遮蔽板１１５と同様の機能を持ち、外側ビームに
集中力を与える。

ただし高電位側電極１２においても、電極の外
囲部１２６の内壁は、ビーム集中方向と反対側で
外側ビームに接近しており、ビーム集中方向と反
対側への偏向力を与える。しかし、高電位部分で
はビームの中心軸方向の速度が高速であるため、
偏向量は小さく、低電位側電極での集中が優勢で
あり、やはり外側ビームは全体として内側方向に
集中される。

第５図において、ｈ＝21.4mm、ｄ＝5.5mm、ｌ
＝4.1mm、ｔ＝0.2mm、ｇ＝１mm、ｖ＝9.4mm、ｙ＝
0.2mmとし、高電位側電極１２に25kV、低電位側
電極１１に7kVと4.5kVの電位を与え、３次元電
場分布を数値計算によつて求め、さらにその電場
内の電子ビーム軌道を解析した。この解析結果を
第６図に示す。電子銃の中心軸１６と、外側ビー
ムを集中する電子銃の中心軸１５，１７との間の
距離Ｓは6.6mmとなるので、サイドビームの偏向
量がこの値に一致したときに、３本の電子ビーム
は一点に集中する。第６図は、遮蔽板２７，２
９，３０，３２に共通な、軸方向最大長をｘとし
たとき、３本の電子ビームが一点に集中するまで
の距離Ｌを示したものである。この距離Ｌは、電
極１１の、電極１２に相対する端面からとつた値
である。種々のサイズのカラーブラウン管で、上
記端面から、螢光面までの距離は、250〜340mmの
範囲にあるので、第６図よりその値に応じて、低
電位側電極が7kVのときはｘを1.1〜1.8mmの範囲
で4.5kVのときはｘを0.8〜1.3mmの範囲で適当に
選ぶことにより、螢光面上の一点に各電気ビーム
を集中させることができる。

本発明は、第１図に示した様に、高電位電極１
２、低電位電極１１の２個の電極によつて主レン
ズを構成する、いわゆるバイポテンシヤルレンズ
に限らず、低電位電極の両側に高電位電極を配置
し、３個の電極により構成する、所謂ユニポテン
シヤルレンズ、また、ユニポテンシヤルレンズの
蔭極側に、さらにもう１個の低電位電極を付加
し、４個の電極により構成する、所謂バイ−ユニ
ポテンシヤルレンズにも適用できる。

第７図は、ユニポテンシヤルレンズに本発明を
適用した一実施例の要部断面図である。３４，１
２は互いに電気的に接続された高電位電極であ
り、３３は低電位電極である。遮蔽板２７，２
９，３０及び３２の効果により電極３３と１２の
間に非軸対称のレンズが形成され、外側ビーム２
１と中央ビーム２２とはスクリーン上の一点に集
中される。

第８図は、バイ−ユニポテンシヤルレンズに本
発明を適用した一実施例である。３６，１２は互
いに電気的に接続された高電位電極、３５，３７
は互いに電気的に接続された低電位電極である。
遮蔽板２７，２９，３０及び３２の効果により電
極３５と１２の間に非軸対称レンズが形成され、
外側ビーム２１と中央ビーム２２とはスクリーン
上の一点に集中される。

このとき、電子ビームの集中に関しては、第７
図の電極３３と、第８図の電極３５は、第５図の
電極１１と同一の効果を有するので、それらの電
極の寸法と電位を共通し、さらに、電極１２の寸
法と電位を共通にすれば、電子ビームの軌道解析
の結果も共通となるので、第７図、第８図の実施
例に対しても、第６図に従つて、遮蔽板の適当な
寸法を決定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の電子銃を備えたカラーブラ
ウン管の一実施例を示す一部縦断面図、第２図、
第３図および第４図は、それぞれ本発明電子銃の
一実施例を示す要部断面図、第５図ａは本発明電
子銃の一実施例を示す断面図、第５図ｂは第５図
ａのＡ−A′に沿つて切断した断面図、第６図は、
３本の電子ビームが一点に集中するまでに走向す
る、軸方向距離と遮蔽板の長さとの関係を示す
図、第７図および第８図は、それぞれ、本発明の
他の実施例を示す断面図である。

Claims

【特許請求の範囲】１少なくとも２本の電子ビームを発生させ、か
つこのビームを螢光面に向けて互いに平行な初期
通路に沿つて指向させる第１の電極手段と、上記
各ビームを螢光面に集束させかつ集中させるべく
各ビームの通路に実質的に個別的な主レンズを構
成する第２の電極手段とを具備したカラー受像管
電子銃において、上記第２の電極手段は上記通路
と中心軸の一致した開孔を有しかつ互いに間隔を
隔てて設けられた１対の電極と、該１対の電極の
少なくとも一方の電極に設けられた遮蔽板とから
なり、上記遮蔽板が上記開孔に傾斜電界を形成す
ることを特徴とするカラー受像管電子銃。２上記遮蔽板は上記開孔の中心軸と共通の中心
軸を有する円筒から構成され、上記円筒の一端部
は上記中心軸に対して傾斜し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電
子銃。