JP2616844B2 - カラー陰極線管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、インライン電子銃を
具えたカラー映像管に、詳しくは非対称前置集束レンズ
を含む３個のレンズを有する電子銃に関するものであ
る。

【０００２】

【発明の背景】大型スクリーンを持つ娯楽用カラー映像
管に使用することを目的として設計された６電極型電子
銃のような電子銃は、スクリーン全体に亘って小寸法の
高電流電子ビームスポットを発生できるものでなければ
ならない。普通のテレビジョン受像機は、ピンクッショ
ン形歪を持った水平偏向磁界とバレル形歪を持つ垂直偏
向磁界を生成するための自己集中型偏向ヨークとインラ
イン電子銃とを具えたカラー映像管を利用している。

【０００３】上記の様なヨークのフリンジ磁界は、管内
に、強い非点収差と、第１に偏向された電子ビームの垂
直過集束によりまた第２にその水平集束不足により生ず
る偏向の非集束（デフオーカシング）を持込む。この様
に歪んだ水平および垂直偏向磁界中を通過する電子ビー
ムが形成するビームスポットは、ビームがスクリーンの
周縁部に偏向された場合に非対称的形状となる。

【０００４】その上、多くのインライン電子銃は、電子
レンズの強さが集束電圧の変化により変動するので、両
側ビームが誤集中（ミスコンバーゼンス）状態になる。
その様な誤集中があると、集束電圧の変化に伴ってビー
ム・ランデイング位置に変動を生じさせる。この発明
は、動作特性を損なうことなしに、手っ取り速くかつ経
済的に上記の様な問題を解決するものである。

【０００５】

【発明の概要】この発明は、外囲器内に、中心電子ビー
ムと２本の外側電子ビームを含む３本のインライン電子
ビームを発生してそれを最初共通平面上にあるビーム通
路に沿ってスクリーンに向けて導くインライン電子銃が
設けられたカラー陰極線管の改良に関するものである。
この電子銃は、ビーム形成レンズ、前置集束レンズおよ
び主集束レンズを含む３個の電子レンズを形成する６個
の電極を持っている。改良点は、上記前置集束レンズが
４個の有効表面を含み、そのうちの少なくとも１個はそ
こに形成された１あるいはそれ以上の凹陥部を有し、該
凹陥部内には３個の円形開孔が形成されており、さらに
上記有効表面は非点収差をもつ前置集束を与える４重極
電界を形成し、上記１あるいはそれ以上の凹陥部は上記
外側電子ビームに対して前置集中作用を与える点にあ
る。

【０００６】

【実施例の詳細な説明】第１図には、矩形フエースプレ
ートパネル１２と矩形状フアンネル１６により結合され
た管状ネック部１４とより成るガラス外囲器１１を有す
る、角形カラー映像管１０が示されている。このパネル
１２は、観察用フエースプレート１８と、フアンネル１
６にフリットシール２１により封着された周縁フランジ
すなわち側壁２０で構成されている。フエースプレート
１８の内面にはモザイク状の３色蛍光スクリーン２２が
配設されている。このスクリーンは、管の高周波数ラス
タ走査線に対しほゞ垂直方向（第１図の平面に垂直方
向）に延びる蛍光体線を持つ線状スクリーンであること
が好ましいが、ドットスクリーンとすることもできる。

【０００７】多数の孔の明いた色選択電極すなわちシャ
ドウマスク２４が、スクリーン２２に対し所定の離隔位
置に、通常の手段によって取外し可能に取付けられてい
る。第１図で、破線で略示されている改良されたインラ
イン電子銃２６は、ネック１４内中心部に取付けられて
いて、３本の電子ビーム２８を発生し、これを共平面上
にある集中ビーム通路に沿ってマスク２４を介してスク
リーン２２に向けて投射する。

【０００８】図１の映像管は、そのフアンネルとネック
の結合部付近に配設された、ヨーク３０のような、外部
磁気偏向ヨークと共に使用するように設計されている。
このヨーク３０を付勢すると、３本のビームに磁界を作
用させて、スクリーン２２上に矩形ラスタを描くようビ
ームに水平および垂直に走査させる。偏向開始面（偏向
零の面）が、図１ではヨーク３０のほゞ中央に線Ｐ−Ｐ
で示されている。フリンジ磁界のために、管の偏向域は
ヨーク３０から電子銃２６の領域内まで管軸方向に延び
ている。この偏向域における偏向ビーム通路の実際の曲
率は図１では簡単化のために描かれていない。

【０００９】インライン電子銃２６は、陰極Ｋの他に６
個の電極Ｇ１乃至Ｇ６を持っている。この電子銃は、た
とえば図２に示す第１形式２６′のようなもので、Ｇ２
およびＧ４の両電極が連結されて第１の電位で働き、Ｇ
３とＧ５の両電極が互に連結されて第２の電位で働くも
のか、或いは図３に示すような第２形式２６″のよう
に、Ｇ３とＧ５の両電極が互に連結されて第３の電位で
働き、Ｇ４とＧ６の両電極が相互連結されて第４の電位
で働く形式のものでよい。上記の両電子銃２６′と２
６″では、上述した諸電極によって３個の電子レンズＬ
１、Ｌ２、Ｌ３が形成される。この発明は、主として第
２レンズすなわち前置集束レンズＬ２に関するものであ
る。

【００１０】この発明の第１の実施例である電子銃２
６′の詳細が図４乃至図９に示されている。図４におい
て、電子銃２６′は、等間隔に配置された共平面上の陰
極４２（各ビームに１個ずつ）；制御グリッド４４（Ｇ
１）；スクリーン・グリッド４６（Ｇ２）；第３電極４
８（Ｇ３）；第４電極５０（Ｇ４）；第５電極５２（Ｇ
５）；および第６電極５６（Ｇ６）より成り、Ｇ５電極
は下記説明のために素子５４と名付けた部分Ｇ５′を持
っている。これらの諸電極は、上記の順番に陰極から隔
置されており、対をなす支持ロッド（図示省略）に取付
けられている。

【００１１】Ｇ１電極４４、Ｇ２電極４６、およびＧ３
電極４８のＧ２電極４６と向合う第１の部分７２は、電
子銃２６′のビーム形成領域をなし、第１の電子レンズ
Ｌ１を形成する。Ｇ３電極４８の別の部分７４、Ｇ４電
極５０、およびＧ５電極５２は、非対称前置集束電子レ
ンズすなわち第２レンズＬ２を形成するもので、その一
例が図５に示されている。素子（Ｇ５′電極部分）５４
とＧ６電極５６は第３集束レンズすなわち主集束レンズ
Ｌ３を形成する。

【００１２】各陰極４２は、周知のように電子放射性材
料の端部被覆６２を有するキャップ６０で前端を閉塞さ
れた、陰極スリーブ５８で構成されている。各陰極４２
はこのスリーブ５８の内部に設けられているヒータコイ
ル（図示せず）によって、間接加熱される。Ｇ１電極４
４とＧ２電極４６は、互に微小間隔を隔てゝ配置された
実質的に平坦な２枚の板で、それぞれ３個のインライン
開孔６４と６６を持っている。開孔６４と６６は、陰極
被覆６２と中心合せされて、等間隔の３本の共平面電子
ビーム２８（図１に示す）を発生させる。これらのビー
ムはスクリーン２２に投射される。この、初期電子ビー
ム通路は、その中央の通路が電子銃の中心軸Ａ−Ａと一
致してかつ実質的に平行であることが好ましい。

【００１３】Ｇ３電極４８は、実質的に平坦な外側平板
部６８を有し、この平板部６８には、Ｇ２およびＧ１電
極４６および４４の開孔６６および６４にそれぞれ整列
して貫通する３個のインライン開孔７０がある。Ｇ３電
極４８は、また対をなすカップ状の第１部分７２と第２
部分７４を有し、この両部分はその開口端で互に結合さ
れている。この第１部分７２には、そのカップ底板を貫
通する３個のインライン開孔７６が設けられ、それぞれ
平板部６８の開孔７０と整列関係にある。Ｇ３電極の第
２部分７４の底板にも３個の開孔７８が設けられ、第１
部分７２の開孔７６と整列している。各開孔７８を囲ん
で凸起７９が形成されている。その代りに、インライン
開孔７０を持った平板部６８を第１部分７２の内部々材
として形成することもできる。

【００１４】図５に示すように、Ｇ４電極５０にはその
表裏両主面に同一形状の凹陥部５１ａと５１ｂが形成さ
れている。この凹陥部５１ａと５１ｂ内にはこの電極５
０本体を貫通する３個のインライン開孔８０が設けられ
ていて、それらはＧ３電極４８の開孔７８と整列してい
る。図４に戻って、Ｇ５電極５２は、その底板に凸起８
３で囲まれた３個の開孔８２が形成されている、深絞り
カップ状部材より成る。この開孔８２と整列関係にある
３個の開孔８６を有する実質的に平坦な板材８４が、Ｇ
５電極５２の開口端に取付けられてそこを塞いでいる。
この板材８４の上記と反対側の表面には、複数の開孔９
０を有する第１板状部８８が固着されている。

【００１５】Ｇ５′電極部分５４は、底板に凹陥部９２
が形成された深絞りカップ状部材より成り、その底板に
は３個のインライン開孔９４があってそれを貫通してい
る。開孔９４の周囲には凸起９５がある。Ｇ５′電極部
分５４の上記と反対側の開口端は３個の貫通孔９８を有
する第２板状部９６で閉じられている。開孔９８は、第
１板状部８８中の開孔９０と整列関係にあり、後記のよ
うに共働する。

【００１６】Ｇ６電極５６は、３本の電子ビーム全部が
通過する大きな開孔１００を一端に有するカップ状の深
絞り部材であり、この部材はまた開口端を有し、そこに
はＧ５′電極部分５４の開孔９４と整列関係にある３個
の貫通開孔１０４を持っている板状部材１０２が固着さ
れている。開孔１０４の周囲には凸起１０５が形成され
ている。

【００１７】Ｇ４電極５０に形成されている凹陥部５１
ｂの形状が図６に示されている。凹陥部５１ａと５１ｂ
は、両端部が丸くされていて、各開孔８０の位置におけ
る縦方向の高さは一様なものである。この様な形状を競
走用トラック形という。Ｇ５′電極部分５４の底部に形
成された凹陥部９２も競走用トラック形であるが、寸法
的にＧ４電極５０の凹陥部５１ａ、５１ｂとは後述する
ように異なっている。Ｇ６電極５４の大きな開孔１００
の形状が図８に示されている。開孔１００は、その両側
の開孔１０４における縦方向高さが中央開孔におけるよ
りも大である。この様な形状を、犬の骨形またはバーベ
ル形という。

【００１８】図４に示す構造において、Ｇ５電極５２の
第１平板部８８はＧ５′電極部分５４の第２平板部９６
と対向している。第１平板部８８の開孔９０は、それぞ
れ２つのセグメント１０６と１０８に分割された、平板
部から延びる凸起を持っている。Ｇ５′電極部分５４の
第２平板部９６中の開孔９８も、それぞれ２つのセグメ
ント１１０と１１２に分割された、平板部９６から延び
る凸起を持っている。図９に示すように、セグメント１
０６と１０８は、セグメント１１０と１１２と食違いの
間挿関係にある。

【００１９】これらのセグメントは、Ｇ５電極５２およ
びＧ５′電極部分５４にそれぞれ異なる電位が印加され
たとき、各電子ビーム通路に４重極レンズを生成するた
めに利用される。Ｇ５電極５２またはＧ５′電極部分５
４に動的電圧差を適当に印加することによって、セグメ
ント１０６、１０８、１１０および１１２によって形成
される４重極レンズを使用して電子ビームに非点収差の
補正を施して、電子銃または偏向ヨークに生ずる非点収
差を補償することができる。その様な４重極レンズ構造
は、１９８８年３月１５日にブルーム（Ｂｌｏｏｍ）氏
他に与えられた米国特許第４７３１５６３号に開示され
ている。

【００２０】この発明による新規な第２レンズＬ２は、
上記したＧ５およびＧ５′電極と各電極部分、５２およ
び５４によって形成される４重極レンズの使用を必要と
しない。第１と第２の平板部８８と９６を除去しかつ素
子５２と５４の開口端を相互に固着して作った一体化Ｇ
５電極を使用することができる。しかし、その様な電子
銃構造は、特作特性と価格との間の妥協が許されるとい
う点で有用であるかも知れないが、最適化された偏向電
子ビーム形状を生成し得ない。

【００２１】この発明の第１推奨実施例としてコンピュ
ータ・モデル化した電子銃の特定寸法を表１に示す。

【表１】

【００２２】表１に示す実施例において、電子銃は図２
に示すように電気的に接続される。典型的例としては、
陰極は約１５０Ｖで動作し、Ｇ１電極は大地電位で、Ｇ
２およびＧ４電極は電気的に相互接続され約３００Ｖ乃
至１０００Ｖの範囲内で動作し、Ｇ３とＧ５電極も電気
的に相互接続されて約７６５０Ｖで動作し、またＧ６電
極は約２５ＫＶの陽極電位で動作する。

【００２３】電子銃２６′において、第１のレンズＬ１
（図２）は対称的な形状をもった高品質電子ビームを第
２のレンズＬ２に供給する。この第１のレンズＬ１は、
電子銃のビーム形成領域を成し、Ｇ１電極４４、Ｇ２電
極４６、およびＧ３電極４８のＧ２電極に隣接する第１
の部分を持っている。第２のレンズＬ２は、新規な非対
称的な前置集束レンズであって、Ｇ４電極５０と、Ｇ３
電極４８とＧ５電極５２のうち電極５０に隣接する各部
分とより成る。

【００２４】第１の実施例では、Ｇ４電極５０の有効な
表裏主表面には同じ形の１対の凹陥部５１ａと５１ｂが
形成されている（たとえば、図５および６参照）。この
両凹陥部は競走用トラック形であることが好ましいが、
他の形状たとえば矩形で後述する作用を行なうものも、
この発明の範囲内に含まれる。Ｇ３およびＧ５両電極４
８と５２の相対向する有効表面は、それぞれ実質的に平
坦である。上述した有効素子の組合せによって４重極電
界が形成され、その電界は非対称的なすなわち非点収差
をもつ前置集束レンズを形成して、水平方向に細長い電
子ビーム（図示省略）を第３のレンズすなわち主集束レ
ンズＬ３中に送り込む。

【００２５】第１のレンズＬ１内に生じる電子ビームの
クロスオーバ点よりも先の前置集束レンズＬ２内で非点
収差集束補正を行なうことによって、各４重極電界の有
効度はビーム電流の変化と実質的に無縁になる。更に、
競走用トラック形の凹陥部５１ａと５１ｂは前置集中作
用を呈し、両側ビームが集束電圧の変動によりスクリー
ン上で集中誤差を生ずる現象を、前置集束レンズＬ２の
強さにそれを補償するような変化を与えて、除去する。

【００２６】こゝでは、２個の凹陥部を有する形につい
て本発明を説明しているが、Ｇ４電極５０の表裏どちら
かの面に１個だけ凹陥部を形成しても同じ結果を得るこ
とができる。この１個の凹陥部は、両凹陥部５１ａと５
１ｂの何れよりも深さが大きく、平面的寸法すなわち縦
の高さおよび水平方向幅は上記両凹陥部のそれよりも小
で、ビームに対してそれと等値な非対称な集中補正を行
なう。１個の凹陥部の寸法は必要とするビーム補正の程
度によって決まる。

【００２７】Ｇ５′電極部分５４とＧ６電極５６の間に
形成される主集束レンズＬ３も非対称レンズで、収差が
少なく、縦長のすなわち非対称的な形状をもつビームス
ポットをスクリーン中心に形成する。Ｇ５′電極部分５
４中の隣接開孔９４とＧ６電極５６中の開孔１０４との
間隔は、陰極からＧ５電極５２の底部における開孔８２
までの開孔−開孔間隔６．６０ｍｍではなくて、６．２
２ｍｍである。この主集束レンズの低減された開孔−開
孔間隔によって、この主レンズＬ３の低収差領域を通過
する、事前集中された外側ビームのコマ歪が確実に小さ
くされる。

【００２８】図７には、陰極駆動電圧１０３．２Ｖ、Ｇ
３／Ｇ５集束電圧７６５０Ｖ、アルタ電圧２５ＫＶ、ビ
ーム電流４ｍＡで動作させた、２７型１１０゜偏向映像
管のスクリーン中央における電子ビームスポットの、コ
ンピュータ・シュミレーションによるグラフが示されて
いる。このビームスポットは、縦軸に沿った長円形で、
ビーム偏向時のヨークによる過集束作用が低減されてい
る。未偏向の中央ビームスポットは、大きな長円形５０
％で囲まれたほゞ矩形状の９０％ピークビーム電流密度
部分と、５％のピークビーム電流密度部分とを持ってい
る。この５％ピークビーム電流密度スポットの寸法は約
２．５ｍ×４．２ｍｍ（Ｈ×Ｖ）である。Ｇ４の凹陥部
５１ａと５１ｂの幅が表１に規定された値でまたＧ３電
極の底部からＧ５′電極部分の頂部までの電子銃全長が
３５．０５ｍｍに調整されている場合、集束電圧は７７
００Ｖ以下に保たれ、外側ビームの誤集中は事実上零に
低減する。

【００２９】図４について説明した多極レンズを使用
し、非偏向時のＧ５電極５２の電位から、最大偏向時
の、それよりも約１０００Ｖ正性の電位に及ぶ範囲のダ
イナミック差動電圧をＧ５′電極部分５４に印加するこ
とによって、ビームがスクリーンの周縁部まで偏向され
たときでも、ビーム電流密度のスポット寸法を最適のも
のとすることができる。この動作モードは、１９８８年
８月１６日にニュー（Ｎｅｗ）氏他に与えられた米国特
許第４７６４７０４号中で論議されている。

【００３０】この発明の第２の実施例が、Ｇ３電極１４
８の長さを表１に示された値５．０８ｍｍから５．８４
ｍｍに伸ばし、非対称前置集束レンズＬ２を図１０に示
されるように変形することによって得られる。この第２
実施例のレンズＬ２では、Ｇ４電極１５０が約０．０２
５インチ（０．６４ｍｍ）の厚さの実質的に平坦な板材
から成り、その表裏の有効両主表面を貫通して円形開孔
１８０が設けられている。それぞれＧ３電極１４８とＧ
５電極１５２と対向している上記の両有効表面には、電
子ビーム用開孔を囲む矩形のスロットがある。図１１に
示すように、Ｇ３電極１４８の各スロット１４９は、幅
Ｗが５．８２ｍｍ、高さＨが１０．１６ｍｍである。ま
た、各スロット１４９の深さｄ（図１０参照）は０．７
６ｍｍである。

【００３１】図１１に示すスロット−スロット間隔Ｓ
は、７．１１ｍｍである。この前置集束レンズＬ２内の
開孔相互間隔ｓが６．６０ｍｍで、スロット−スロット
間隔Ｓが７．１１ｍｍであるから、図１１を見れば判る
ように、Ｇ３電極１４８の２個の外側スロット１４９は
そこに形成されている外側の開孔１７８よりも外側に偏
位している。Ｇ３電極におけるスロット１４９のこの偏
位と、Ｇ５電極１５２中の上記１４９と同等寸法のスロ
ット１５３の同様な偏位とが共働して非対称前置集束レ
ンズＬ２を形成し、第３レンズＬ３中に水平方向に長い
電子ビーム（図示省略）を投入する。

【００３２】Ｇ３電極１４８とＧ５電極１５２のこの新
規なスロット形状は、また、前述した第１実施例の場合
と同様に、事前集中作用を行って両外側ビームのスクリ
ーン面における誤集中を除去する。図１２にはこうして
得られるスクリーン中央での縦長のビームスポットのコ
ンピュータ・シュミレーション図形が示されている。２
７型１１０゜偏向映像管を、アルタ電圧２５ＫＶ、ビー
ム電流４ｍＡで動作させた場合の、ピーク電流密度９０
％および５０％のビーム寸法は、図７に示す第１実施例
のそれと同程度であり、ピーク電流密度５％におけるビ
ーム寸法は約２．２６ｍｍ×３．６８ｍｍ（Ｈ×Ｖ）で
ある。なお、そのときの陰極駆動電圧は１０３．２Ｖ
で、Ｇ３／Ｇ５集束電圧は７６５０Ｖである。電子銃の
上記以外のパラメータはすべて表１に示されている通り
である。

【００３３】Ｇ３電極１４８またはＧ５電極１５２の何
れか一方の有効表面だけにスロットを設けても上記と同
等の特性を得ることができる。１つの有効表面だけにス
ロットを設けた場合には、そのスロットの深さは上述の
場合よりも深くなければならず、また各スロットの小さ
な寸法は減少させ、一方外側スロットの偏位量は増大す
ることになる。

【００３４】電子銃を図３に示される電気的構造をとる
ように変形すれば、この発明の第３実施例となる。この
電子銃２６″の非対称前置集束レンズＬ２を図１３に示
す。Ｇ３電極２４８の長さは第２実施例で使用された寸
法と同じ５．８４ｍｍに保たれ、Ｇ３電極のＧ４電極２
５０側の有効主表面には競走用トラック形の凹陥部２４
９が形成されている。凹陥部２４９の、水平方向幅は１
９．４３ｍｍ、縦の高さは５．８４ｍｍ、また深さは
０．７６ｍｍである。実質的に平坦なＧ４電極２５０に
面するＧ５電極２５２の有効面にも、上記と同形同寸の
競走用トラック形の凹陥部２５３が形成されている。

【００３５】凹陥部の形状は、競走用トラック形が好ま
しいけれども、前置集中補正機能をもった非対称レンズ
を作るような他の幾何学的形状とすることもできる。こ
の第３実施例では、Ｇ４電極２５０の厚さは約０．６４
ｍｍで、そこに円形の開孔２８０が設けられている。第
３実施例の非対称前置集束レンズＬ２は、事前集中作用
を行ない、前述したような水平方向に長い（横長の）電
子ビーム（図示省略）を生成し、第３レンズＬ３中に送
り込む。

【００３６】スクリーンの中央における、この得られる
縦長のビームスポットのコンピュータ・シュミレーショ
ン図形を図１４に示す。２７型１１０゜偏向映像管を、
アルタ／Ｇ４電極電圧２５ＫＶ、ビーム電流４ｍＡで動
作させたとき、ピークビーム電流密度の９０％における
ビーム寸法と形状は、第１および第２実施例におけるよ
りも大きくかつ一層長円形であり、またピークビーム電
流密度５０％における長円形スポットは第１の２つの実
施例におけるそれよりも更に縦長である。

【００３７】ピークビーム電流密度の５％では、ビーム
スポットの寸法は約１．９４ｍｍ×３．４４ｍｍ（Ｈ×
Ｖ）である。この実施例において、陰極駆動電圧は１０
３．２Ｖ、Ｇ３／Ｇ５電極集束電圧は７６５０Ｖ、Ｇ２
電圧は代表的な値として約４００Ｖである。電子銃のそ
の他のパラメータは表１に記載の通りである。上記のよ
うに、凹陥部について、もし深さを大きくしかつ平面的
寸法を適切に減少させて上記と同等の動作特性が得られ
るなら、凹陥部を１個だけＧ３電極２４８またはＧ５電
極２５２の何れかの有効表面に設けても良い。

【００３８】非対称前置集束レンズＬ２の第４の実施例
を図１５に示す。Ｇ３電極３４８の長さは５．０８ｍｍ
であり、またＧ４電極３５０に対面する有効表面は実質
的に平坦であり、そこを貫通する３個の円形の開孔３７
８を持っている。開孔３７８の直径は４．０１ｍｍであ
る。Ｇ４電極３５０はその表裏有効主表面に矩形スロッ
ト３５０ａと３５０ｂが形成されており、スロット３５
０ａはＧ３電極３４８に、３５０ｂはＧ５電極３５２
に、それぞれ対向している。

【００３９】各スロット３５０ａと３５０ｂとは、幅が
５．７９ｍｍ、高さが１０．１６ｍｍ、深さが０．７６
ｍｍであり、スロット−スロット間隔は７．０１ｍｍで
ある。Ｇ４電極３５０を貫通して形成された円形の開孔
３８０は、直径が４．０１ｍｍであり、かつ図１１に示
したスロットについて説明したのと同様に、矩形スロッ
ト３５０ａおよび３５０ｂの中に入っている。Ｇ４電極
３５０に対向する、Ｇ５電極３５２の有効な主表面も、
実質的に平坦で、３個の円形貫通開孔３８２を持ってい
る。この開孔３８２の直径も４．０１ｍｍである。

【００４０】前置集束レンズＬ２内の開孔相互間隔が
６．６０ｍｍであり、Ｇ４電極３５０のスロット３５０
ａと３５０ｂのスロット−スロット間隔が７．０１ｍｍ
である限り、外側の２個のスロットは、そのスロット内
に設けられた外側開孔３８０に対して外側に偏位してい
る。このＧ４電極のスロットの形状と偏位とによって非
対称レンズが形成され、このレンズは事前集中作用を呈
すると共に、前述のように横長の電子ビーム（図示省
略）を第３レンズＬ３中に投入する。

【００４１】こうして得られる、スクリーン中央部の縦
長ビームスポットのコンピュータ・シュミレーションに
よる図形が図１６に示されている。ビームスポットの形
は図１４に示されたビーム形状と同様なものである。２
７型１１０゜偏向映像管を、アルタ／Ｇ４電極電圧２５
ＫＶ、ビーム電流４ｍＡで動作させた場合、ピークビー
ム電流密度９０％のビーム寸法は約１．９６ｍｍ×３．
４９ｍｍ（Ｈ×Ｖ）である。このとき陰極駆動電圧は１
０３．２Ｖ、Ｇ３／Ｇ５電極集束電圧は７７００Ｖであ
る。この実施例でのＧ２電圧は通常約４００Ｖであり、
電子銃の上記以外のパラメータはすべて表１に記載の通
りである。

【００４２】また変形として、Ｇ４電極３５０の両有効
表面のうちその一方のみにスロットを設けることもでき
る。その場合、スロットの深さは増さねばならず、更に
各スロットの小さな寸法は上記した各寸法よりも減少さ
せねばならない。その上、外側の両スロットの偏位量も
増大させて、第４実施例における特性と同等の特性が得
られるようにせねばならない。

【００４３】この発明による新規な電子銃は、前述した
米国特許第４７６４７０４号に開示されている型の電子
銃に対して対照的である。その米国特許に示されている
形では、図１７に示されている前置集束用すなわち第２
レンズのＧ４電極４５０と同様なＧ４電極は、それを貫
通する矩形状の開孔４８０を持っている。上記先行例の
電子銃の一実施例のコンピュータ・モデルに関する特定
寸法が表２に示されている。その実施例は図２に示すよ
うな電気的構成を有し、図４に示す電子銃と同様な構造
であり、同様な電子銃構成素子には対応する番号の前に
数字４を付加して示してある。

【００４４】

【表２】 なお、上記表中 ＊印は、一体化電極で多極レンズ無し、 ＊＊印は、Ｇ３の底部開孔４７０の開孔相互間隔を０．
２６３５インチ（６．６９ｍｍ）に増大して集束電圧の
変化による外側電子ビームの位置ずれを除去してある。

【００４５】表２に記載された従来の電子銃において、
陰極は約１０３．２Ｖの駆動電圧で動作し、Ｇ１電極は
大地電位、Ｇ２とＧ４電極は電気的に相互に接続されて
３００Ｖ乃至１０００Ｖの範囲内で動作し、Ｇ３および
Ｇ５電極も相互接続されて約６６００Ｖで動作し、かつ
Ｇ６電極は約２５ＫＶの陽極電位で動作する。この従来
の電子銃の前置集束レンズＬ２は、実質的に平坦なＧ４
電極４５０を貫通して形成された矩形開孔４８０を有
し、主集束レンズＬ３に対して水平方向に長い（横長
の）電子ビーム（図示省略）を供給する。こうして得ら
れる、スクリーン中央における縦長のビームスポットの
コンピュータ・シュミレーション図形が図１８に示され
ている。ピーク電流密度の５％におけるビーム寸法は、
前述の動作パラメータのとき、約２．３０ｍｍ×３．４
９ｍｍ（Ｈ×Ｖ）である。

【００４６】

【結論】スクリーン上に生成される電子ビームスポット
寸法で判断される、第１乃至第４実施例に示すこの新し
い前置集束レンズＬ２の動作特性は、Ｇ４電極中に矩形
の開孔を有する前置集束レンズを利用する米国特許第４
７６４７０４号に記載されている従来型の電子銃の特性
と同程度のものである。表３にその比較結果を示す。

【００４７】

【表３】

【００４８】以上説明した電子銃構造の４つの実施例
は、電子銃全体を通じて円形の開孔を使用することによ
り、従来の電子銃における矩形のＧ４電極開孔によって
導入された不整合の問題が少なくなるので、製造が容易
である。更に、従来の電子銃にあっては、両側の電子ビ
ームが集束電圧の変化に伴って集中ずれを起こすことを
防ぐために、Ｇ３電極の開孔間隔を僅かに増大させる
（６．６０ｍｍから６．６９ｍｍに）必要があった。し
かしこの発明では、第１及び第３実施例におけるように
前置集束レンズＬ２内の競走用トラック形凹陥部の横幅
を調整するか、或いは第２および第３実施例におけるよ
うに前置集束レンズＬ２内に形成される矩形スロットの
スロット相互間隔を調整することによって、同程度の動
作特性を得ることができる。これら４つの実施例の何れ
においても、陰極４２からＧ５電極５２の底部に至る開
孔相互間隔は一定値６．６０ｍｍに維持されているの
で、電子銃の組立ておよび整列作業が簡単化される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を実施したシャドウマスク型カラー映
像管の一部軸上断面で示す平面図である。

【図２】この発明の実施を可能とする電子銃の軸上断面
側面を示す説明図である。

【図３】この発明の実施を可能とするまた別の電子銃の
軸上断面側面を示す説明図である。

【図４】この発明による新規な電子銃の軸上断面上面図
である。

【図５】この発明による前置集束レンズの第１の実施例
の一部断面で示す上面図である。

【図６】線６−６に沿った断面で示す図５の前置集束レ
ンズの電極の構造を示す図である。

【図７】図５の前置集束レンズ電極を使用した電子銃に
よる電子ビームのスクリーン中央におけるビーム電流密
度の状態を示す図である。

【図８】線８−８に沿った断面で示す図４の電子銃の断
面図である。

【図９】線９−９に沿った断面で示す図４の電子銃の断
面図である。

【図１０】この発明の前置集束レンズの第２実施例の一
部断面で示す上面図である。

【図１１】線１１−１１に沿った断面で示す図１０の前
置集束レンズ中の電極の断面図である。

【図１２】図１０に示す前置集束レンズを使用した電子
銃が生成する電子ビームの、スクリーン中央におけるビ
ーム電流密度分布を示す図である。

【図１３】この発明の前置集束レンズの第３実施例の一
部断面で示す上面図である。

【図１４】図１３の前置集束レンズを使用した電子銃が
生成する電子ビームの、スクリーン中央におけるビーム
電流密度分布を示す図である。

【図１５】この発明の前置集束レンズの第４実施例の一
部断面上面図である。

【図１６】図１５の前置集束レンズを使用した電子銃が
生成する電子ビームの、スクリーン中央におけるビーム
電流密度分布を示す図である。

【図１７】従来型の前置集束レンズにおける一電極の実
施例の断面図である。

【図１８】図１７の従来型前置集束レンズ電極を使った
電子銃が生成する電子ビームの、スクリーン中央におけ
るビーム電流密度分布を示す図である。

【符号の説明】

１０ カラー陰極線管 １１ 外囲器 ２２ スクリーン ２６ インライン電子銃 ２８ ３本のインライン電子ビーム ４４、４６、４８、５０、５２、５６ 電子銃中の複数
の電極 Ｌ１ ビーム形成領域 Ｌ２ 前置集束領域 Ｌ３ 主集束レンズ ５１ａ、５１ｂ 非対称前置集束手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心電子ビームと２本の外側電子ビーム
   を含む３本のインライン電子ビームを発生してそれを最
   初共通平面上にあるビーム通路に沿って内部にあるスク
   リーンに向けて導くインライン電子銃を内部に有する外
   囲器を具え、上記電子銃は、ビーム形成レンズ、前置集
   束レンズおよび主集束レンズを含む３個の電子レンズを
   形成する６個の電極を有し、 上記前置集束レンズは４個の有効表面を含み、そのうち
   の少なくとも１個はそこに形成された１あるいはそれ以
   上の凹陥部を有し、上記有効表面は非点収差をもつ前置
   集束を与える４重極電界を形成し、 上記１あるいはそれ以上の凹陥部は上記外側電子ビーム
   に対して前置集中作用を与え、上記１あるいはそれ以上
   の凹陥部内には３個の円形開孔が形成されている、 カラ
   ー陰極線管。