JP2735176B2 - カラー受像管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はカラー受像管に係り、特に３本の電子ビーム
を集中集束するための電子銃の主レンズ部の性能を向上
させたカラー受像管に関するものである。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 カラー受像管は電子銃を内装しており、この電子銃に
よって所定のターゲット（スクリーン）上に電子ビーム
のスポットを形成させるようになっている。そしてカラ
ー受像管の性能を決定する極めて重要な因子の１つにタ
ーゲット以上におけるスポツト径がある。このスポツト
径は小さいもの程、望ましいことはいうまでもなく、こ
のスポツト系は電子銃の性能によって決定される。 一般に電子銃は電子ビーム発生、制御する電子ビーム
発生部と、電子ビームを加速、集束する主レンズ部から
なり、この電子銃の性能を向上させる有効な手段の１つ
のして主レンズ部の性能向上がある。 その主レンズ部の多くは静電レンズであり、開孔を有
する複数の電極を同時に配置し、それぞれ所定の電位を
印加することによって形成される。このような静電レン
ズは電極構成の違いによりいくつかの種類があるが、基
本的には電極開孔系を大きくして大口径レンズを形成さ
せるか、または電極間の距離を長くして緩やかな電位変
化にして長焦点レンズを形成することによりレンズ性能
を向上させることができる。 しかしカラー受像管の電子銃は一般に細いガラス円筒
であるネック内に封入されるため、電極の開孔、即ちレ
ンズ口径が物理的に制限される。また電極間に形成され
る集束電解がネツク内の他の不所望な電界の影響を受け
ないようにするために、電極間の距離も制限される。 特にカラー受像管のように３本の電子銃のデルタ配列
やインライン配列として一体化した場合には、電子ビー
ム間隔（Sg）の小さなもの程、３本の電子ビームをスク
リーン全面で一点に集中させ易いし、また偏向電力的に
も有利である。従って電子銃間隔を小さくするため、電
極の開孔は更に小さくなる。 その対策として同一平面上に並んだ３個の電子レンズ
を完全に重ね合わせ１個の大きな電子レンズとし、この
大口径の電子レンズの中央部に３本の電子ビームを交差
して通過させることによりレンズ性能を最大限に向上さ
せるようにした構造が特公昭49−5591号公報（USP3,44
8,316号明細書）、USP4,528,476号明細書に提案されて
いる。 このうち特公昭49−5591号公報に示される電子銃の光
学的等価図を第４図により説明する。この電子銃では陰
極（9a），（9b），（9c）から出た電子ビーム（3a），
（3b），（3c）はプルフォーカスレンズ（20a），（20
b），（20c）により予備集束をうけたのち、１個の大口
径電子レンズ（51）の中心に向うようになされている。
この大口径電子レンズ（51）を出た両側の電子ビーム
（3a），（3c）は偏向手段（52a），（52c）により＋φ
゜と極めて強い偏向を受けたのち、スクリー（30）に集
中するようになっている。 従って両側の電子ビーム（3a），（3c）には、大きな
偏向収差またはコマ収差が発生し、スクリーン（30）上
で３本の電子ビーム（3a）．（3b），（3c）のスポツト
形状が異なるようになる。このスポツト形状の歪を軽減
するには大口径電子レンズ（51）の性能を少し弱める方
向に調整しなかればならず、大口径集束レンズ（51）の
性能を十分に発揮させることが出来ないという問題点が
ある。 USP4,528,476号明細書の電子銃の光学的等価図を第５
図により説明する。陰極（9a），（9b），（9c）から出
た電子ビーム（3a），（3b），（3c）はプリフォーカス
レンズ（20a），（20b），（20c）により予備集束をう
け、その後両側の電子ビーム（3a），（3c）については
偏向レンズ（53a），（53c）により偏向され１個の大口
径電子レンズ（51）の中心に向うようになされている。
この大口径電子レンズ（51）を出た電子ビーム（3a），
（3c）はもう１つの大口径レンズ（52）により＋φ゜と
極めて強い偏向を受けたのち、スクリーン（30）に集中
するようになっている。従って両側の電子ビーム（3
a），（3c）には大きな偏向収差またはコマ収差が発生
し、スクリーン（30）上で３本の電子ビーム（3a），
（3b），（3c）のスポット形状が異なるようになる。以
上のように特公昭49−5591号公報（USP3,448,316号明細
書）及びUSP4,528,476号明細書の電子銃は全く同じ様に
大口径集束レンズ（51）の性能を十分に発揮させること
ができないという問題点がある。 この強い偏向を防止するため、大口径集束レンズに入
射する電子ビームを平行にして中央の電子ビームをレン
ズの中心を通過させ、両側の電子ビームをレンズの周縁
を通過させる構造も考えられるが、この場合、スクリー
ン上の中央の電子ビームのスポットを適正に集束にする
と、両側の電子ビームは過集中状態となって、スクリー
ンでは３本の電子ビームが離れるという問題点がある。 即ち、従来技術では同一平面上に並んだ３本の電子ビ
ームを共通の大口径電子レンズを通す場合、何らかの問
題があり、実用化し難い。 〔発明の目的〕 本発明の目的は、３本の電子ビームを集束させると共
に集中される電子銃をもつカラー受像管において、主レ
ンズ部のレンズ性能を向上させることが可能な優れた電
子銃を備え、画像品位の優れたカラー受像管を提供する
ことを目的としている。 〔発明の概要〕 本発明は一列に並んだ３本の電子ビームを発生し、制
御する電子ビーム発生部からの３音の電子ビームをター
ゲット上に加速、集束する主レンズ部を有する電子銃を
備えるカラー受像管において、主レンズ部は３本の電子
ビームが互いに交差することなく共通に通過する少なく
とも１個の共通電子レンズと、この共通電子レンズのタ
ーゲット側に配置され、３本の電子ビームのうち両側の
２本の電子ビームを相対的に外側に偏向するとともに共
通電子レンズのレンズ収差を補正するための発散レンズ
とを有することを特徴とするカラー受像管である。 〔発明の実施例〕 次に本発明の一実施例を図面に従って説明する。 第１図は本発明を実施したカラー受像管の一実施例で
ある。第１図においてカラー受像管（100）はＹ軸方向
（垂直方向）に細長いストライプ状の蛍光体をトリプレ
ット状に有するスクリーン（106）をもつパネル（102）
と、このパネルに接合された漏斗状のファンネル部（10
3）と、このファンネル部に続く径小のネック部（104）
と、前記スクリーン（106）に対向して配置されたシャ
ドウマスク（107）と、前記ネック部（104）においてＸ
−Ｚ面上に所定間隔で配置された３本の電子銃からなる
電子銃（１）と、前記ファンネル部からネック部にかけ
て配置された偏向ヨーク（108）から概略構成されてい
る。 その電子銃（１）は第２図に示す様に赤、緑、青各色
の蛍光体層に射突する３本の電子ビーム（3a），（3
b），（3c）を発生する３個のヒータ（6a），（6b），
（6c）を内装する一列に配設された陰極（9a），（9
b），（9c）と、この３個の陰極（9a），（9b），（9
c）に対応する位置にそれぞれ所定の電子ビーム通過孔
が設けられた一体化構造（ユニダイズ構造）の第１グリ
ッド（11）、第２グリッド（12）、第３グリッド（1
3）、第４グリッド（14）、第５グリッド（15）及びコ
ンバーゼンス電極（16）と、これら電極を支持する絶縁
支持体（２）とから構成されている。 その第１グリッド（11）と第２グリッド（12）とは近
接配置された平板状電極である。第３グリッド（13）は
第２グリッド（12）側に底部をもつカップ状電極で、底
部には第２グリッドの電子ビーム通過孔に対応して３個
の電子ビーム通過孔（33a），（33b），（33c）が設ら
れている。第４グリッド（14）は第５グリッド（15）側
に底部をもつカップ状電極で、底部には３個の電子ビー
ム通過孔（34a），（34b），（34c）が設けられてい
る。第５グリッド（15）はコンバーゼンス電極（16）側
に底部をもつカップ状電極で、底部には３個の電子ビー
ム通過孔（35a），（35b），（35c）が設けられてい
る。コンバーゼンス電極（16）は第５グリッド（15）側
に底部をもつカップ状電極で、底部には３個の電子ビー
ム通過孔（36a），（36b），（36c）が設けられてい
る。しかもその近傍には磁界修正素子（17）が配設さ
れ、図示しないスクリーン上で３本の電子ビームが精度
良くコンバーセンス（集中）するようになっている。こ
のコンバーゼンス電極（16）には図示しない陽極端子に
印加される約25〜30KVの高電圧を導くバルブスペーサが
取りつけられている。 以上の電極構成において、例えば陰極（9a），（9
b），（9c）には約150Vのカットオフ電圧に変調信号を
加え、第１グリッド（11）は接地電位とし、第２グリッ
ド（12）には約300〜700、第３グリッド（13）には第４
〜6KV、第４グリッド（14）には約15〜20KV、第５グリ
ッド（15）には約25〜30KVが印加される。 このような電位構成とすることにより主レンズ部の等
電位曲線は第２図に示すようになり、第３グリッド（1
3）と第４グリッド（14）間には第３図に示すように１
個の大口径電子レンズ（21）ができ、また第４グリッド
（14）と第５グリッド（15）間には３個の小さな集束電
子レンズ（22a），（22b），（22c）と１個の大口径発
散電子レンズ（23）が形成される。一般に大口径電子レ
ンズ（21）の直後に弱い発散電子レンズが形成される
が、ここでは大口径電子レンズ（21）に含まれるものと
する。 そして陰極（9a），（9b），（9c）から出た電子ビー
ム（3a），（3b），（3c）は第１グリッド（11）及び第
２グリッド（12）によりそれぞれ制御され、第２グリッ
ド（12）と第３グリッド（13）間に形成される３個のプ
リフォーカスレンズ（20a），（20b），（20c）により
それぞれ予備集束を受け、第３グリッド（13）と第４グ
リッド（14）間に形成される１個の大口径電子レンズ
（21）により主集束を受ける。 このとき、一列に並んだ３本の電子ビームのうち、両
側の電子ビーム（3a），（3c）は中央の電子ビーム（3
b）より少し強く集束されると共に、この電子ビーム（3
b）側に＋α゜集中作用を受ける。 しかし第４グリッド（14）と第５グリッド（15）間に
形成される３個の小さな集束電子レンズ（22a），（22
b），（22c）と１個の大口径電子レンズ（23）により補
助集束を受け、且つ両側の電子ビーム（3a），（3c）は
中央の電子ビーム（3b）より集束状態を弱められると共
に、中央の電子ビーム（3b）と離れる方向へ−β゜の発
散作用を受ける。このため３本の電子ビーム（3a），
（3b），（3c）はスクリーン（30）上で一点に集中する
と共に、各電子ビーム（3a），（3b），（3c）は適正な
集束状態となる。また大口径集束電子レンズ（21）によ
り発生する両側の電子ビーム（3a），（3b），（3c）の
正の収差は大口径発散電子レンズ（23）により発生する
負の収差により相殺されるため、スクリーン（30）上の
３個の電子ビーム（3a），（3b），（3c）のスポット形
状も一致するようになる。 従って、第３グリッド（13）と第４グリッド（14）間
に形成される大口径電子レンズ（21）の性能を十分に発
揮させることができる。 上述の実施例では、各グリッドの電子ビーム通過孔を
円形としたが、これに限定されるものではなく、広角偏
向管のスクリーン周辺部でのハローを減少させるため、
スクリーン中央部でのスポットを垂直方向を長径とする
楕円形とするような場合には、電子ビーム通過孔径を垂
直方向に長い楕円形とすればよい。また絶縁支持体の設
置場所を確保するために影響ないようカップ状電極を変
形させることも可能である。 また上述の実施例では、第３グリッド（13）と第４グ
リッド（14）との間に形成される大口径レンズへ入射す
る３本の電子ビームは平行であるとしたが、これに限定
されるものではなく、集束電圧である第３グリッド（1
3）の電位の変化に対する３本の電子ビームの集中点の
変化をなくすため、例えば特公昭60−51232号公報に示
されているように、第２グリッド（12）と第３グリード
（13）とにより形成される非対称レンズにより、両側の
電子ビームを予め中央の電子ビーム側へ偏向させておい
て、集中作用の変化を相殺するようにしてもよい。 更に、実施例では第４グリッド（14）と第５グリッド
（15）との間に大口径発散レンズを形成させているが、
このとき、発散の微小な調整またはスポット形状の歪の
微小な調整のために、第４グリッド（14）側や第５グリ
ッド（15）側の構造を調整したり、簡単な補正板を設け
てもよい。 これを第６図及び第７図に示した特公昭49−5591号公
報やUSP4,528,476号明細書の技術と対比して見ると、こ
れら公知例では両側の電子ビーム（3a），（3c）は大口
径電子レンズ（51）を通過したのち、中央の電子ビーム
（3b）から離れる方向に発散していくので、＋φ゜とい
う極めて大きな角度の偏向が必要であり、このとき大き
な偏向収差をもってしまう。実際の19インチ〜20インチ
型のカラー受像管では最終の電子レンズからスクリーン
（30）までの距離が300〜350mm、カソードから大口径レ
ンズ（51）または（21）までの距離は20〜30mm、各カソ
ード間隔は５〜7mm程度なので、φは10度〜15度と極め
て大きな角度となる。しかし本実施例では両側の電子ビ
ーム（3a），（3c）は最初大口径電子レンズにより＋α
゜の集束作用の受ける。これは実際には１度〜４度と、
φに比べαは非常に小さく、従って偏向収差は小さくな
る。さらに本実施例では−β゜（１〜３度）の発散作用
を受けるので、収差は相殺する方向である。 以上の実施例においては、大口径電子レンズとして第
３グリッドと第４グリッドとによって形成されるバイポ
テンシャル型レンズを基本としているが、本発明はこれ
に限らず、電子レンズとして知られているユニポテンシ
ャル型レンズやトライポテンシャル型レンズ、またこれ
ら電子レンズの複合型レンズでもよいし、或いは個々の
電子レンズと大口径電子レンズを組合せてもよい。さら
に大口径電子レンズの部分にUSP3,932,786号明細書に示
されているような長焦点レンズを適用すればレンズ性能
を著しく向上させ得る。また大口径レンズとしては静電
レンズのみならず、磁界レンズを使用してもよいことは
言うまでもない。 〔発明の効果〕 以上の如く、本発明によれば、３本の電子ビームを集
束させる電子銃を具備するカラー受像管において、これ
ら３本の電子ビームが互いに交差することなく共通に通
過する１個の共通電子レンズと、この電子レンズのター
ゲット側に配置され、３本の電子ビームのうち両側の２
本の電子ビームを相対的に外側に偏向することによりタ
ーゲット状で３本の電子ビームを集中する発散レンズま
たは偏向レンズを設けることにより、大口径電子レンズ
の性能を十分に発揮させ、スクリーン上の電子ビームの
スポット径を小さくし、且つスクリーン上で３本の電子
ビームを容易に一点に集中させることができる。 また、本発明の電子銃をもつカラー受像管では電子銃
の構造が簡単なので製造が容易であり、実用性に富んだ
高性能のカラー受像管を提供することができる。 更に、本発明の電子銃をもつカラー受像管では３本の
電子ビームのビーム間隔を大きくすることなく高性能の
カラー受像管を得ることができるので、カラー受像管と
して、偏向電力が少なく、且つコンバーゼンス品位を良
好にすることができる。

【図面の簡単な説明】 図１は本発明の一実施例を示すカラー受像管の概略断面
図、第２図及び第３図その電子銃部を示す説明図であ
り、第２図は断面図、第３図は光学的等価図、第４図及
び第５図は従来例の光学的等価図である。 １……電子銃、3a,3b,3c……電子ビーム 9a,9b,9c……陰極、13……第３グリッド 14,14′……第４グリッド、15……第５グリッド 21……大口径電子レンズ

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．一列に並んだ３本の電子ビームを発生、制御する電
   子ビーム発生部からの３本の電子ビームをターゲット上
   に加速、集束する主レンズ部を有する電子銃を備えるカ
   ラー受像管において、前記主レンズ部は前記３本の電子
   ビームが互いに交差することなく共通に通過する少なく
   とも１個の共通電子レンズと、この共通電子レンズの前
   記ターゲット側に配置され前記３本の電子ビームのうち
   両側の２本の電子ビームを相対的に外側に偏向するとと
   もに前記共通電子レンズのレンズ収差を補正するための
   発散レンズとを有することを特徴とするカラー受像管。