JP4174365B2 - インライン型電子銃及びそれを用いたカラー受像管装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、インライン型電子銃及びそれを用いたカラー受像管装置に関する。さらに詳細には、テレビジョン受像機やコンピュータディスプレイ等に用いられるカラー受像管装置、及びそれに用いられる、主レンズを形成する集束電極と最終加速電極とを備えたインライン型電子銃に関する。
【0002】
【従来の技術】
カラー受像管装置において、蛍光体スクリーン面上の画像を高解像度とするためには、電子銃から射出されるR(赤)、G(緑)、B(青)の各色に対応する3本の電子ビームの蛍光体スクリーン面上でのスポット径を小さくすると共に、そのスポット形状を真円形状とし、また、3本の電子ビームを、蛍光体スクリーン面上で同一のフォーカス電圧で同時にジャストフォーカスさせる必要がある。また、電子銃の組み立てに際しては、電子銃の各電極に穿設された3つの電子ビーム通過孔を高精度に位置決めする必要がある。
【0003】
従来、電子銃としては、例えば、特許文献1に開示されているものが知られている。この公報に開示された電子銃においては、主レンズを形成する集束電極と最終加速電極とが所定の間隔をもって配置されている。そして、集束電極の最終加速電極と対向する端面には、水平方向に長軸を置く小判形の1つの開口が設けられている。また、集束電極には、開口から後退した位置に電界補正用金属板が設けられており、この電界補正用金属板には水平方向にインライン配列された3つの電子ビーム通過孔が穿設されている。一方、最終加速電極の集束電極と対向する端面にも、水平方向に長軸を置く小判形の1つの開口が設けられている。また、最終加速電極にも、開口から後退した位置に電界補正用金属板が設けられており、この電界補正用金属板には水平方向にインライン配列された3つの電子ビーム通過孔が穿設されている。
【0004】
この従来の電子銃の電界補正用金属板に穿設された3つの電子ビーム通過孔は、以下のような形状を有している。すなわち、図11に示すように、中央の電子ビーム通過孔101bは、垂直方向に長軸を置く小判形又は楕円形に形成されている。また、電子ビーム通過孔101bの両側に設けられた電子ビーム通過孔101a、101c(右側の電子ビーム通過孔101cについては図示せず)は、外側半分が半円形状に形成されている。また、インライン方向をX軸方向、インライン方向に垂直な方向をY軸方向とし、電子ビーム通過孔101a、101cの中心をX=0、Y=0としたとき、電子ビーム通過孔101a、101cの内側半分は、Xn +Yn =Rn (Rは定数)によって表記され、かつ、nが2.0を超え3.0以下である曲線で囲まれた形状に形成されている。尚、図11中、100は電界補正用金属板である。尚、図11には、nが2.0、2.15、2.25、2.5のときの電子ビーム通過孔101aの内側半分の外形線が描かれている。
【0005】
以上のように、3つの電子ビーム通過孔101a、101b、101cが穿設された電界補正用金属板100を、集束電極と最終加速電極の端面から遠ざけて配置することにより、3つの主レンズ電界が隣り合うもの同士でオーバーラップして、主レンズの実効レンズ口径が拡大されるので、蛍光体スクリーン面上でのビームスポット径を小さくすることができる。また、両側の電子ビーム通過孔101a、101cの内側半分の上下の円弧が外側に膨らんだ形状となり、nの値を適当に選択することにより、縦長の孔とした場合と同様に、水平方向と垂直方向とで最適な集束条件を得ることができるので、蛍光体スクリーン面上に形成される両側の電子ビームのスポット形状を真円に近いものとすることができる。しかも、両側の電子ビーム通過孔101a、101cは、真円形状の場合と同様に水平方向の径と垂直方向の径が等しくなると共に、内側半分の上下の円弧が外側に膨らんだ形状となるので、円形断面の在来の規制ピンを両側の電子ビーム通過孔101a、101cに通すことができる。そして、この場合、外側半分の円弧全域と内側半分の中央点(水平軸との交点)において両側の電子ビーム通過孔101a、101cと規制ピンとが接するので、高精度にセンター合わせをすることが可能となる。
【0006】
【特許文献1】
特許第3056515号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の電子銃においては、集束電極内又は最終加速電極内の電界補正用金属板が、最終加速電極又は集束電極との対向端面から後退した位置にあるので、3本の電子ビームのそれぞれに作用する3つの主レンズ電界のうち、中央の主レンズ電界と両側の主レンズ電界の強度を同一にすることができず、その結果、3本の電子ビームを蛍光体スクリーン面上で同時にジャストフォーカスさせることができないという問題があった。
【0008】
また、3本の電子ビームがフォーカス及びコンバーゼンスされて蛍光体スクリーン面上に形成されるビームスポットのうち、両側のものは真円形状とすることができるが、中央のものは真円形状とすることができないという問題があった。
【0009】
本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、集束電極内又は最終加速電極内の電界補正用金属板を、最終加速電極又は集束電極との対向端面から遠ざけて配置して、主レンズの実効レンズ口径を大きくした場合においても、3本の電子ビームのそれぞれに作用する3つの主レンズ電界のうち、中央の主レンズ電界とその両側の主レンズ電界の強度を同一にすることができると共に、蛍光体スクリーン面上に形成される中央の電子ビームのスポット形状をも真円形状とすることができるインライン型電子銃及びそれを用いたカラー受像管装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係るインライン型電子銃の構成は、所定の間隔をもって配置された、主レンズを形成する集束電極と最終加速電極とを備え、前記集束電極は、前記最終加速電極側の端面に第1の開口を有すると共に、前記第1の開口から後退した位置に第1の電界補正用金属板を内蔵し、前記最終加速電極は、前記集束電極側の端面に第2の開口を有すると共に、前記第2の開口から後退した位置に第2の電界補正用金属板を内蔵するインライン型電子銃であって、
前記第1及び第2の電界補正用金属板にはそれぞれ、インライン配列された、中央の電子ビーム通過孔と、前記中央の電子ビーム通過孔の両側に配置され、前記中央の電子ビーム通過孔側に向かって凸の半円弧形状部を有する開口又は切り欠きとが設けられ、
前記インライン方向をX軸方向、前記インライン方向に垂直な方向をY軸方向とし、前記中央の電子ビーム通過孔の中心をX=0、Y=0としたとき、前記集束電極又は前記最終加速電極の少なくとも一方の前記中央の電子ビーム通過孔が、(X/R1)2 +(Y/R2)2 =1(R1、R2は定数)によって表記される曲線とX軸及びY軸との交点を通り、かつ、前記曲線で囲まれた面積よりも小さい面積となるような形状を有することを特徴とする。
【0011】
このインライン型電子銃の構成によれば、集束電極内の第1の電界補正用金属板又は最終加速電極内の第2の電界補正用金属板を、最終加速電極又は集束電極との対向端面から遠ざけて配置して、主レンズの実効レンズ口径を大きくした場合においても、3本の電子ビームのそれぞれに作用する3つの主レンズ電界のうち、中央の主レンズ電界とその両側の主レンズ電界の強度を同一にして、3本の電子ビームを蛍光体スクリーン面上で同時にジャストフォーカスさせることができる。また、蛍光体スクリーン面上に形成される両側の電子ビームのスポット形状だけでなく、中央の電子ビームのスポット形状をも真円形状とすることができる。
【0012】
また、前記本発明のインライン型電子銃の構成においては、前記中央の電子ビーム通過孔が、(X/R1)n+(Y/R2)n=1によって表記され、かつ、nが1.5を超え2.0未満である曲線で囲まれた形状を有するのが好ましい。この好ましい例によれば、nの値を1.5<n<2.0の範囲で最適化することにより、3本の電子ビームのそれぞれに作用する3つの主レンズ電界のうち、中央の主レンズ電界とその両側の主レンズ電界の強度差を小さくすることができる。その結果、集束電極及び最終加速電極に3本の電子ビームに共通の一つのフォーカス電圧を印加しても、3本の電子ビームを蛍光体スクリーン面上で同時にジャストフォーカスさせることができる。そしてさらに、このような構成とすることにより、蛍光体スクリーン面上に形成される中央の電子ビームのスポット形状を真円に近いものとすることもできる。また、この場合には、n=1.90〜1.95であるのが好ましい。
【0013】
また、前記本発明のインライン型電子銃の構成においては、R1<R2なる関係を満たすのが好ましい。この好ましい例によれば、水平方向のレンズ作用が垂直方向のレンズ作用よりも弱い主レンズ電界を、水平方向のレンズ作用が垂直方向のレンズ作用よりも強い主レンズ電界でキャンセルすることにより、容易に水平方向と垂直方向のレンズ作用を同一にして、蛍光体スクリーン面上に形成される中央の電子ビームのスポット形状を真円形状とすることができる。
【0014】
また、前記本発明のインライン型電子銃の構成においては、前記集束電極と前記最終加速電極との間に筒状の中間電極をさらに備えているのが好ましい。この好ましい例によれば、中間電極の電位を、集束電極の電位と最終加速電極の電位との間の任意の電位とすることにより、主レンズ電界を電子銃の軸方向に拡張して、主レンズの実効レンズ口径をさらに大きくすることができる。その結果、蛍光体スクリーン面上でのビームスポット径をさらに小さくして、カラー受像管装置のさらなる高解像度化を図ることができる。
【0015】
また、本発明に係るカラー受像管装置の構成は、内面に複数色の蛍光体からなる蛍光体スクリーン面を有するフェイスパネルと、前記フェイスパネルの後方に接続されたファンネルとからなるバルブと、
前記ファンネルのネック部に内蔵された電子銃と、
前記電子銃から射出された電子ビームを通過させるための複数の電子ビーム通過孔を有し、かつ、前記蛍光体スクリーン面と所定の間隔を保って前記バルブ内の所定の位置に配置されたシャドウマスクと、
前記ファンネルの前記ネック部側外周に装着された偏向ヨークとを備えたカラー受像管装置であって、
前記電子銃として前記本発明のインライン型電子銃が用いられていることを特徴とする。
【0016】
このカラー受像管装置の構成によれば、電子銃として前記本発明のインライン型電子銃が用いられていることにより、電子銃から射出されるR(赤)、G(緑)、B(青)の各色に対応する3本の電子ビームの蛍光体スクリーン面上でのスポット径を小さくすると共に、そのスポット形状を真円形状とし、また、3本の電子ビームを、蛍光体スクリーン面上で同一のフォーカス電圧で同時にジャストフォーカスさせることができるので、高解像度のカラー受像管装置を実現することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。
【0018】
図1は本発明の一実施の形態におけるカラー受像管装置を示す水平断面図、図2は本発明の一実施の形態におけるインライン型電子銃を示す水平断面図である。
【0019】
図1に示すように、本実施の形態におけるカラー受像管装置は、ガラス等で形成されたフェイスパネル1と、フェイスパネル1の後方に接続され、同じくガラス等で形成されたファンネル2とからなるバルブを備えている。フェイスパネル1の内面には、赤色、緑色及び青色に発光する三色の蛍光体からなる蛍光体スクリーン面3が形成されている。ファンネル2のネック部5には電子銃6が内蔵されている。前記バルブ内の所定の位置には、フェイスパネル1の内面の蛍光体スクリーン面3と所定の間隔を保って、電子銃6から射出された電子ビームの到達位置を規制するためのシャドウマスク4が配置されている。ここで、シャドウマスク4は、電子銃6から射出されるR(赤)、G(緑)、B(青)の各色に対応する3本の電子ビーム8a、8b、8cに対して色選別の役割を果たすものであり、平板に電子ビーム通過孔である略スロット状の開孔をエッチングによって多数形成することにより構成されている。尚、ファンネル3のネック部5側外周には、電子銃6から射出された電子ビーム8a、8b、8cを垂直方向及び水平方向に偏向するための偏向ヨーク7が装着されている。
【0020】
図2に示すように、電子銃6は、水平方向にインライン配列された3つの陰極9a、9b、9cと、陰極9a、9b、9cが収容されたカップ状の制御格子電極10と、プレート状の加速電極11と、集束電極12と、最終加速電極13とが順次配列されて構成されている。
【0021】
制御格子電極10には、3つの陰極9a、9b、9cとの対向位置に3つの孔が穿設されている。また、加速電極11、及び集束電極12の加速電極11と対向する端面にも、それぞれ、制御格子電極10に形成された3つの孔のそれぞれとほぼ同軸の3つの孔が穿設されている。そして、陰極9a、9b、9cと制御格子電極10と加速電極11とで形成されるカソードレンズ14により、陰極9a、9b、9cで発生した熱電子がビーム整形されて、電子ビーム8a、8b、8cとして取り出される。また、加速電極11と集束電極12とで形成されるプリフォーカスレンズ15と、集束電極12と最終加速電極13とで形成される主レンズ16とにより、電子ビーム8a、8b、8cが蛍光体スクリーン面3上に集束される。
【0022】
本実施の形態の電子銃6においては、主レンズ16の実効レンズ口径を大きくして、蛍光体スクリーン面3上でのビームスポット径を小さくするために、集束電極12と最終加速電極13とが以下のように構成されている。すなわち、集束電極12の最終加速電極13と対向する端面17には、水平方向に長軸を置く小判形の1つの開口18が周縁を内側に折り曲げた状態で設けられている。また、集束電極12には、開口18から後退した位置に電界補正用金属板21が内蔵されている。同様に、最終加速電極13の集束電極12と対向する端面19には、水平方向に長軸を置く小判形の1つの開口20が周縁を内側に折り曲げた状態で設けられている。また、最終加速電極13には、開口20から後退した位置に電界補正用金属板22が内蔵されている。ここで、電界補正用金属板21、22は、集束電極12、最終加速電極13とは別個の部材からなり、それぞれ集束電極12、最終加速電極13に溶接等によって固着されている。
【0023】
さらに、本実施の形態の電子銃6においては、電界補正用金属板21、22にそれぞれ3本の電子ビーム8a、8b、8cに対応する3つの電子ビーム通過孔が穿設されている。そして、特に、集束電極12の電界補正用金属板21に穿設される電子ビーム通過孔は、以下に説明するような構成を備えている。
【0024】
図3は本発明の一実施の形態におけるインライン型電子銃の集束電極を示す正面図である。図3に示すように、集束電極12の電界補正用金属板21には、水平方向にインライン配列された3つの電子ビーム通過孔23a、23b、23cが穿設されている。そして、電界補正用金属板21に穿設される中央の電子ビーム通過孔23bは、以下のような形状を有している。すなわち、インライン方向をX軸方向、インライン方向に垂直な方向をY軸方向とし、電子ビーム通過孔23bの中心をX=0、Y=0としたとき、中央の電子ビーム通過孔23bは、(X/R1)2 +(Y/R2)2 =1(R1、R2は定数)によって表記される曲線とX軸及びY軸との交点を通り、かつ、前記曲線で囲まれる面積よりも小さい面積となるような形状を有している。ここで、R1は楕円の長軸の半分の長さを表しており、R2は楕円の短軸の半分の長さを表している。また、中央の電子ビーム通過孔23bにおけるX軸及びY軸と基準楕円面:(X/R1)2 +(Y/R2)2 =1との4つの交点を結ぶ曲線は、第1〜第4象限のそれぞれにおいて、外側に向かって凸で、かつ、なだらかな形状となる。より具体的には、電界補正用金属板21に穿設される中央の電子ビーム通過孔23bは、図4に示すように、(X/R1)n +(Y/R2)n =1(R1、R2は定数)によって表記され、かつ、nが1.5を超え2.0未満である曲線で囲まれた形状を有しているのが望ましい。また、後述する理由により、中央の電子ビーム通過孔23bは、上記の式においてR1<R2なる関係を満たすのが望ましい。図4には、nが1.6、1.7、1.8、1.9、2.0のときの電子ビーム通過孔23bの外形線が描かれている。この場合、nを2.0から1.5まで小さくしていくと、中央の電子ビーム通過孔23bの形状は、楕円から菱形へと変化していく。尚、最終加速電極13の電界補正用金属板22に穿設される中央の電子ビーム通過孔を、以上のような形状としてもよく、また、電界補正用金属板21、22に穿設される中央の電子ビーム通過孔を、ともに以上のような形状としてもよい。
【0025】
また、図3、図4に示すように、電子ビーム通過孔23bの両側に設けられた電子ビーム通過孔23a、23cは、少なくとも中央の電子ビーム通過孔23b側の半分が半円形状となっている。すなわち、両側の電子ビーム通過孔23a、23cは、中央の電子ビーム通過孔23b側に向かって凸の半円弧形状部を有している。尚、本実施の形態においては、両側の電子ビーム通過孔23a、23cが真円形状に形成されている。このように、両側の電子ビーム通過孔23a、23cを、中央の電子ビーム通過孔23b側に向かって凸の半円弧形状部を有するように構成することにより、円形断面の在来の規制ピンを両側の電子ビーム通過孔23a、23cに通すことができる。そして、この場合、内側半分の円弧全域と外側半分の中央点(水平軸との交点)において両側の電子ビーム通過孔23a、23cと規制ピンとが接するので、高精度にセンター合わせをすることが可能となる。以上のことは、最終加速電極13の電界補正用金属板22に穿設される両側の電子ビーム通過孔についても言えることである。
【0026】
電界補正用金属板21、22に穿設される中央の電子ビーム通過孔の少なくとも一方を、(X/R1)2 +(Y/R2)2 =1(R1、R2は定数)によって表記される曲線とX軸及びY軸との交点を通り、かつ、前記曲線で囲まれる面積よりも小さい面積となるような形状とし、かつ、電界補正用金属板21に穿設される両側の電子ビーム通過孔と電界補正用金属板22に穿設される両側の電子ビーム通過孔を共に上記のような構成とすることにより、以下のような効果が得られる。すなわち、集束電極12内の電界補正用金属板21又は最終加速電極13内の電界補正用金属板22を、集束電極12の端面17又は最終加速電極13の端面19から遠ざけて配置して、主レンズ16の実効レンズ口径を大きくした場合においても、3本の電子ビーム8a、8b、8cのそれぞれに作用する3つの主レンズ電界のうち、中央の主レンズ電界とその両側の主レンズ電界の強度を同一にして、3本の電子ビーム8a、8b、8cを蛍光体スクリーン面3上で同時にジャストフォーカスさせることができる。また、蛍光体スクリーン面3上に形成される両側の電子ビーム8a、8cのスポット形状だけでなく、中央の電子ビーム8bのスポット形状をも真円形状とすることができる。
【0027】
以下、このことを、電界補正用金属板21、22に穿設される中央の電子ビーム通過孔の少なくとも一方が(X/R1)n +(Y/R2)n =1(R1、R2は定数)によって表記される曲線で囲まれる形状である場合を例に挙げて説明する。
【0028】
この場合には、nの値を1.5<n<2.0の範囲で最適化することにより、3本の電子ビーム8a、8b、8cのそれぞれに作用する3つの主レンズ電界のうち、中央の主レンズ電界とその両側の主レンズ電界の強度差を小さくすることができる。その結果、集束電極12及び最終加速電極13に3本の電子ビーム8a、8b、8cに共通の一つのフォーカス電圧を印加しても、3本の電子ビーム8a、8b、8cを蛍光体スクリーン面3上で同時にジャストフォーカスさせることができる。そしてさらに、このような構成とすることにより、蛍光体スクリーン面3上に形成される中央の電子ビーム8bのスポット形状を真円に近いものとすることもできる。以下に、nを変化させた場合の電子ビームの集束特性について詳細に説明する。
【0029】
図5は、上記の式のnを変化させたときの主レンズ電界による電子ビームの集束特性を調べるために、中央の電子ビーム8bとその両側の電子ビーム8a、8cの水平方向をジャストフォーカスにするのに必要な集束電極12に印加されるフォーカス電圧を、三次元電界軌道計算によって求めてプロットした図である。また、図6は、同じく上記の式のnを変化させたときの主レンズ電界による電子ビームの集束特性を調べるために、中央の電子ビーム8bとその両側の電子ビーム8a、8cの垂直方向をジャストフォーカスにするのに必要な集束電極12に印加されるフォーカス電圧を、三次元電界軌道計算によって求めてプロットした図である。図5、図6から分かるように、nに対するジャストフォーカス電圧は、水平方向、垂直方向ともに中央の電子ビーム8bとその両側の電子ビーム8a、8cとで異なった変化量を示している。この場合、中央の電子ビーム8bとその両側の電子ビーム8a、8cで50V程度のバラツキは集束特性には問題がないことを考慮すれば、図5及び図6から、n=約1.90〜約1.95とすることにより、主レンズ16が中央の電子ビーム8bに及ぼす主レンズ電界の強度と両側の電子ビーム8a、8cに及ぼす主レンズ電界の強度を均一にできることが分かる。
【0030】
尚、上記集束特性は、集束電極12と最終加速電極13との距離を1.0mm、集束電極12の端面17と電界補正用金属板21との距離、及び最終加速電極13の端面19と電界補正用金属板22との距離を3.5mm、電界補正用金属板21、22の縦の長さを11.8mm、横の長さを21.3mmとし、また、中央の電子ビーム通過孔を長軸2×R1=4.24mm、短軸2×R2=5.66mmの楕円孔、両側の電子ビーム通過孔を直径6.54mmの円孔として調べたものである。また、最終加速電極13への印加電圧は27kVとした。
【0031】
上記のように、主レンズ16が中央の電子ビーム8bに及ぼす主レンズ電界の強度と両側の電子ビーム8a、8cに及ぼす主レンズ電界の強度を均一にすることができるのは、以下の理由による。
【0032】
本実施の形態の場合と同様に、電界補正用金属板の電子ビーム通過孔は、一般に、集束電極と最終加速電極のそれぞれの対向端面に設けられた水平方向(インライン方向)に長軸を置く小判形の開口によって生成される主レンズ電界を補正するために、この開口とは逆の垂直方向に長軸を置く形状とされることが多い。この場合、本実施の形態のように、中央の電子ビーム通過孔23bの形状を楕円から菱形へと変化させていくと、水平方向よりも垂直方向の開口部分が減少していくので、垂直方向で中央の電子ビーム8bに対する主レンズ電界の浸透が弱くなり、中央の電子ビーム8bに対する垂直方向のレンズ作用が強くなる(あるいは、中央の電子ビーム8bに対する水平方向のレンズ作用が弱くなる)。従って、中央の電子ビーム8bを蛍光体スクリーン面3上でジャストフォーカスさせるためには、強くなった垂直方向のレンズ作用を弱くするために垂直方向のフォーカス電圧を上昇させ、弱くなった水平方向のレンズ作用を強くするために水平方向のフォーカス電圧を下降させる必要がある。一方、両側の電子ビーム8a、8cに対しては、中央の電子ビーム通過孔23bの形状を楕円から菱形へと変化させることにより、水平方向、垂直方向ともに主レンズ電界の浸透が強くなるので、両側の電子ビーム8a、8cに対するレンズ作用が水平方向、垂直方向ともに弱くなる。従って、3本の電子ビーム8a、8b、8cを蛍光体スクリーン面3上で同時にジャストフォーカスさせるためには、弱くなった水平方向、垂直方向のレンズ作用を強くするために水平方向、垂直方向のフォーカス電圧をともに下降させる必要がある。尚、この場合、中央の電子ビーム通過孔23bの形状の変化は、水平方向よりも垂直方向の方が大きいので、垂直方向のフォーカス電圧の変化の方が水平方向のフォーカス電圧の変化よりも大きくなる。
【0033】
以上のように、電界補正用金属板の中央の電子ビーム通過孔23bの形状を楕円から菱形へと変化させることにより、主レンズ16が中央の電子ビーム8bに及ぼす主レンズ電界の強度と両側の電子ビーム8a、8cに及ぼす主レンズ電界の強度を変化させることができるので、双方の主レンズ電界の強度を均一にする設計が可能となる。
【0034】
図7は、集束電極12及び最終加速電極13の電界補正用金属板の中央の電子ビーム通過孔23bを、(X/R1)n +(Y/R2)n =1(R1、R2は定数)によって表記される曲線で囲まれる形状としたときの、主レンズ16に入射する電子ビームの軌道を、主レンズ軸を中心として一定の半径で回転させ、それぞれの軌道が蛍光体スクリーン面3上で描く軌跡を計算によって求めてプロットした図である。図7において、軌跡が円形であることは、実際の電子ビームが蛍光体スクリーン面3上で円形のスポットを形成することに対応している。尚、図7における内側の軌跡は、主レンズ16の半径0.5mmの領域を通った電子ビームの軌跡を示しており、外側の軌跡は、主レンズ16の半径1.0mmの領域を通った電子ビームの軌跡を示している。図7に示すように、nを2.0から1.6まで小さくした場合、中央の電子ビーム8bの軌跡は、菱形から真円になり、やがて長方形になるのに対して、両側の電子ビーム8a、8cの軌跡は、nの変化によってはほとんど変化していない。このように、nの値を変化させることにより、両側の電子ビーム8a、8cの軌跡に影響を及ぼすことなく、中央の電子ビーム8bの軌跡のみを調整することができる。
【0035】
上記したように、電界補正金属板にインライン配列された3つの電子ビーム通過孔のうち、中央の電子ビーム通過孔23bは、上記の式:(X/R1)n +(Y/R2)n =1(R1、R2は定数)においてR1<R2なる関係を満たすのが望ましい(図3、図4参照)。すなわち、中央の電子ビーム通過孔23bは、インライン方向(X軸方向)の開口幅がY軸方向の開口幅よりも小さいのが望ましい。この構成を採用すれば、水平方向のレンズ作用が垂直方向のレンズ作用よりも弱い主レンズ電界を、水平方向のレンズ作用が垂直方向のレンズ作用よりも強い主レンズ電界でキャンセルすることにより、容易に水平方向と垂直方向のレンズ作用を同一にして、蛍光体スクリーン面3上に形成される中央の電子ビーム8bのスポット形状を真円形状とすることができるからである。
【0036】
尚、上記実施の形態においては、3つの陰極9a、9b、9cが水平方向にインライン配列されている場合を例に挙げて説明したが、3つの陰極9a、9b、9cは垂直方向にインライン配列されていてもよく、この場合には、上述の『水平方向』と『垂直方向』とを入れ替えればよい。
【0037】
また、上記実施の形態においては、電界補正用金属板21、22にそれぞれ3本の電子ビーム8a、8b、8cに対応する3つの電子ビーム通過孔が穿設されているが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。例えば、図8に示すように、電界補正用金属板24の中央に電子ビーム通過孔25を穿設すると共に、電界補正用金属板24の両側端に中央の電子ビーム通過孔25側に向かって凸の半円弧形状部を有する切り欠き26a、26bを設けるようにしてもよい。そして、この場合、両側の2本の電子ビーム8a、8cは、切り欠き26a、26bの半円弧形状部と集束電極12又は最終加速電極13とで取り囲まれた領域を通過することとなる。
【0038】
また、上記実施の形態においては、電界補正用金属板21、22として、集束電極12、最終加速電極13とは別個の部材が用いられているが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。例えば、図9に示すように、集束電極12と電界補正用金属板21がプレスで一体成型された構成であってもよく、また同様に、最終加速電極13と電界補正用金属板22がプレスで一体成型された構成であってもよい。
【0039】
また、上記実施の形態においては、集束電極12と最終加速電極13とが、他の部材を介在させることなく対向配置されているが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。例えば、図10に示すように、集束電極12と最終加速電極13との間に筒状の中間電極27を配置した構成であってもよい。そして、このような構成を採用すれば、中間電極27の電位を、集束電極12の電位と最終加速電極13の電位との間の任意の電位とすることにより(集束電極電位<中間電極電位<最終加速電極電位)、主レンズ電界を電子銃の軸方向に拡張して、主レンズの実効レンズ口径をさらに大きくすることができる。その結果、蛍光体スクリーン面3上でのビームスポット径をさらに小さくして、カラー受像管装置のさらなる高解像度化を図ることができる。また、この場合、中間電極27に電界補正用金属板28を内蔵させることもできる。尚、中間電極の数は1つに限られるものではなく、複数の中間電極を配置してもよい。
【0040】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のインライン型電子銃によれば、集束電極内の第1の電界補正用金属板又は最終加速電極内の第2の電界補正用金属板を、最終加速電極又は集束電極との対向端面から遠ざけて配置して、主レンズの実効レンズ口径を大きくした場合においても、3本の電子ビームのそれぞれに作用する3つの主レンズ電界のうち、中央の主レンズ電界とその両側の主レンズ電界の強度を同一にして、3本の電子ビームを蛍光体スクリーン面上で同時にジャストフォーカスさせることができる。また、蛍光体スクリーン面上に形成される両側の電子ビームのスポット形状だけでなく、中央の電子ビームのスポット形状をも真円形状とすることができる。
【0041】
また、本発明のカラー受像管装置によれば、電子銃として前記本発明のインライン型電子銃が用いられていることにより、電子銃から射出されるR(赤)、G(緑)、B(青)の各色に対応する3本の電子ビームの蛍光体スクリーン面上でのスポット径を小さくすると共に、そのスポット形状を真円形状とし、また、3本の電子ビームを、蛍光体スクリーン面上で同一のフォーカス電圧で同時にジャストフォーカスさせることができるので、高解像度のカラー受像管装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態におけるカラー受像管装置を示す水平断面図
【図2】本発明の一実施の形態におけるインライン型電子銃を示す水平断面図
【図3】本発明の一実施の形態におけるインライン型電子銃の集束電極を示す正面図
【図4】本発明の一実施の形態におけるインライン型電子銃の電界補正用金属板の要部を示す正面図
【図5】本発明の一実施の形態における電界補正用金属板に穿設される中央の電子ビーム通過孔の形状を表す式(X/R1)n +(Y/R2)n =1のnに対する中央の電子ビームとその両側の電子ビームの水平方向ジャストフォーカス電圧をプロットした図
【図6】本発明の一実施の形態における電界補正用金属板に穿設される中央の電子ビーム通過孔の形状を表す式(X/R1)n +(Y/R2)n =1のnに対する中央の電子ビームとその両側の電子ビームの垂直方向ジャストフォーカス電圧をプロットした図
【図7】本発明の一実施の形態における電界補正用金属板に穿設される中央の電子ビーム通過孔の形状を表す式(X/R1)n +(Y/R2)n =1のnに対する中央の電子ビームとその両側の電子ビームのスポット形状を示す図
【図8】本発明の一実施の形態におけるインライン型電子銃の電界補正用金属板の他の例を示す正面図
【図9】本発明の一実施の形態におけるインライン型電子銃の集束電極と最終加速電極の他の構成を示す水平断面図
【図10】本発明の一実施の形態におけるインライン型電子銃の主レンズ部の他の構成を示す水平断面図
【図11】従来技術における電子銃の電界補正用電極板の要部を示す正面図
【符号の説明】
1 フェイスパネル
2 ファンネル
3 蛍光体スクリーン面
4 シャドウマスク
5 ネック部
6 電子銃
7 偏向ヨーク
8a、8b、8c 電子ビーム
9a、9b、9c 陰極
10 制御格子電極
11 加速電極
12 集束電極
13 最終加速電極
14 カソードレンズ
15 プリフォーカスレンズ
16 主レンズ
17、19 端面
18、20 開口
21、22、24、28 電界補正用金属板
23a、23b、23c、25 電子ビーム通過孔
26a、26b 切り欠き
27 中間電極
Claims (6)
- 所定の間隔をもって配置された、主レンズを形成する集束電極と最終加速電極とを備え、前記集束電極は、前記最終加速電極側の端面に第1の開口を有すると共に、前記第1の開口から後退した位置に第1の電界補正用金属板を内蔵し、前記最終加速電極は、前記集束電極側の端面に第2の開口を有すると共に、前記第2の開口から後退した位置に第2の電界補正用金属板を内蔵するインライン型電子銃であって、
前記第1及び第2の電界補正用金属板にはそれぞれ、インライン配列された、中央の電子ビーム通過孔と、前記中央の電子ビーム通過孔の両側に配置され、前記中央の電子ビーム通過孔側に向かって凸の半円弧形状部を有する開口又は切り欠きとが設けられ、
前記インライン方向をX軸方向、前記インライン方向に垂直な方向をY軸方向とし、前記中央の電子ビーム通過孔の中心をX=0、Y=0としたとき、前記集束電極又は前記最終加速電極の少なくとも一方の前記中央の電子ビーム通過孔が、(X/R1)2+(Y/R2)2=1(R1、R2は定数)によって表記される曲線とX軸及びY軸との交点を通り、かつ、前記曲線で囲まれた面積よりも小さい面積となるような形状を有することを特徴とするインライン型電子銃。 - 前記中央の電子ビーム通過孔が、(X/R1)n+(Y/R2)n=1によって表記され、かつ、nが1.5を超え2.0未満である曲線で囲まれた形状を有する請求項1に記載のインライン型電子銃。
- n=1.90〜1.95である請求項2に記載のインライン型電子銃。
- R1<R2なる関係を満たす請求項1に記載のインライン型電子銃。
- 前記集束電極と前記最終加速電極との間に筒状の中間電極をさらに備えた請求項1に記載のインライン型電子銃。
- 内面に複数色の蛍光体からなる蛍光体スクリーン面を有するフェイスパネルと、前記フェイスパネルの後方に接続されたファンネルとからなるバルブと、
前記ファンネルのネック部に内蔵された電子銃と、
前記電子銃から射出された電子ビームを通過させるための複数の電子ビーム通過孔を有し、かつ、前記蛍光体スクリーン面と所定の間隔を保って前記バルブ内の所定の位置に配置されたシャドウマスクと、
前記ファンネルの前記ネック部側外周に装着された偏向ヨークとを備えたカラー受像管装置であって、
前記電子銃として請求項1〜5のいずれかに記載のインライン型電子銃が用いられていることを特徴とするカラー受像管装置。
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