JPH0640469B2 - カラ−受像管用電子銃 - Google Patents

カラ−受像管用電子銃

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JPH0640469B2
JPH0640469B2 JP3297486A JP3297486A JPH0640469B2 JP H0640469 B2 JPH0640469 B2 JP H0640469B2 JP 3297486 A JP3297486 A JP 3297486A JP 3297486 A JP3297486 A JP 3297486A JP H0640469 B2 JPH0640469 B2 JP H0640469B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、カラー受像管用電子銃の主レンズを構成する
電極形状に関するものである。
〔発明の背景〕
第1図は、従来構造の電子銃を備えたカラー受像管の平
面図である。ガラス外囲器1のフエースプレート部2の
内癖に、3色の蛍光体を交互に塗布した蛍光面3が支持
されている。陰極6,7,8の中心軸17,18,19
は、G1電極9、G2電極10、主レンズを構成するG
3電極11、G4電極12、G5電極13、G6電極1
4、および遮蔽カツプ15の、それぞれの陰極に対応す
る開孔部の通信軸と一致し、共通平面上に互いにほぼ平
行に配置されている。中心軸18は電子銃構体自体の中
心軸でもある。上記共通平面に沿つた方向を、以降水平
方向とする。G5電極13、およびG6電極14の開孔
部から各電極内部方向に突出した円筒部のうち、外側方
向に配置された円筒部分の端部は、中心軸17,19に
対して傾斜している。
各陰極から射出される3本の電子ビームは、中心軸1
7,18,19に沿つて主レンズに入射する。第1図の
例では、主レンズはG3,G4,G5電極により形成さ
れるいわゆるUni-Potential Focusing電子レンズ、すな
わちUPFレンズと、G5,G6電極により形成される
いわゆるBi-Potential Focusing電子レンズ、すなわち
BPFレンズの2つの電子レンズの組合わせにより構成
されている。G6電極14は、遮蔽カツプ15、ガラス
外囲器内部に設けられた導電膜5と同電位になつてお
り、20〜30KV程度の高電圧が与えられている。G
3,G5電極には5〜9KV程度の集束電圧が与えられ
る。G4電極には、G6電極と共通の高電位が与えられ
る場合と、G2電極とほぼ同一な電位400〜1000V程
度の低電位が与えられる場合の2種類の構成が与えられ
る。主レンズに入射した電子ビームは、上記2つの電子
レンズにより集束される。中心軸18に沿つて入射する
中央ビームに対しては主レンズは軸対称に形成されてい
るので、中央ビームは主レンズにより集束された後、中
心軸18に沿つた軌道を直進する。一方、外側の中心軸
17,19に沿つて形成される主レンズを構成する電子
レンズのうち、G5,G6電極により形成されるBPF
レンズは、円筒部分端面が傾斜しているため、特開昭57
−63750に示されているように、電子ビームを集束する
と同時に偏向させることができる。こうして、外側中心
軸17,19に沿つて主レンズに入射する外側ビーム
は、主レンズによつて集束されると同時に、中央ビーム
方向に集中される。以上により、3本の電子ビームはシ
ヤドウマスク4上で結像し、さらに互いに重なり合うよ
うに集中する。このように、各電子ビームを集中させる
操作を静コンバーゼンス(以後STCと略す)とよぶ。
各電子ビームはシヤドウマスクにより色選別をうけ、各
々に対応する色の蛍光体を励起発光させる成分だけがシ
ヤドウマスクの開孔を通過し蛍光面に到る。また、電子
ビームを蛍光面上で捜査するため、外部磁気偏向ヨーク
16が設けられている。
第1図に示した方式では、外側電子ビームの偏向量は、
電極円筒部端面の傾斜角が大きいほど増大する。傾斜角
を大きくするためには、円筒部分の長さの最大値を拡大
し、最小値を低く抑えなければならない。ところが、電
極製作上の問題から、上記最大値は円筒部分内径の50
%程度の値が上限であり、また上記最小値は電極肉厚の
2.5倍程度の値が下限値である。したがつて電極製作に
あたつてほぼ同一の肉厚の金属板を用いた場合、主レン
ズ口径が小さくなると上記最大値が小さくなり、一方、
上記最小値は一定のままなので、円筒部端面傾斜角は減
少する。このため外側電子ビーム偏向量が低下し、ST
Cがとれなくなるという問題が発生する。
この問題を解決するため、BPFレンズ部分だけでな
く、G3,G4,G5電極によつて形成されるUPFレ
ンズ部分も非軸対称構造とし、電子ビームに偏向力を与
え、偏向量の不足を補うという方法が考えられる。
第2図は、UPFレンズ部分を、特開昭52−32714号公
報に示された非軸対称構造とし、電子ビームに偏向力を
付加しようとした例である。すなわち、1対の電極G
3,G4のうち、蛍光面側に位置する、G4電極開孔の
中心軸が、G3電極開孔の中心軸に対してわずかに外側
に偏位しているので、外側電子ビームは中心ビーム方向
に偏向されるのである。ここでは、G6電極側から挿入
する円筒形の治具によりすべての電極開孔部を固定でき
るように、隣接する電極開孔のうち、蛍光面側の開孔径
が他の一方の開孔径に比較して小さくならないように組
み合わせている。また、G4電極には、G6電極と共通
の高電圧Vが、G3,G5電極にはこれより低圧の集
束電圧Vが印加されている。
ところが、このような構造では、なお次のような問題が
発生する。すなわち、第2図に示した外側電子ビームの
中心軸20が中心軸18の方向に偏向されるため、外側
電子ビームは、特に、外側に中心軸の変位した電極12
の開孔の中心軸から大きく外れ部分を通過することにな
る。このため外側電子ビームは、中心軸20から、中心
ビーム側の部分と他の側の部分とで異つた集束力をうけ
るので蛍光面上で歪んだ形状のスポツトを形成すること
になる。
第3図に、このときのスポツト形状の概略を示す。中央
ビームスポツト30の両側は外側ビームスポツト形状3
1,31′である。斜線部分はコアと称する高輝度部
分、その周囲はハロと称する低輝度部分である。特にハ
ロの横方向への拡がりが顕著になるので、カラー受像管
の縦方向解像度が劣化することになる。
以上と同様な問題は、G4電極12に、G2電極とほぼ
同一な電位を与える構成の主レンズに対しても発生す
る。このときは、特公昭52−32714号公報の方法に従え
ば、G5電極13のG4電極12側の外側開口中心軸
を、G4電極12の外側開孔に比較して外側に偏位させ
なければならない。この構成でも、外側電子ビームはG
5電極のG4電極側開孔の中心軸から内側に大きく偏位
した部分を通過するので、スクリーンスポツト形状は第
3図に示したものと同様に歪んでしまう。
このように、2段階で電子ビームを偏向させる手法は、
特開昭55−53853号公報に示されているように、G4電
極電位がG3,G5電極電位よりも低い場合には、V
に対する電子ビーム偏位量の変動を防ぐ目的で用いられ
ることもあり、このときは、G5,6電極間でも、開孔
中心軸を偏位させる方法により電子ビームを偏向させる
場合もある。このような場合も、上記の外側電子ビーム
スポツトの歪の問題が同様に発生することはもちろんで
ある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、外側電子ビームの蛍光面上でスポツト
の歪を低減することを可能とした電子ビーム偏向手段を
備えた電子銃構造を提供することにある。
〔発明の概要〕
蛍光面上での外側電子ビームスポツト形状の歪の原因の
多くは、対向する電極開孔のうち蛍光面側の電極開中心
軸を外側に偏位させていることにある。電子ビームは蛍
光面の方向に進行するに従い、内側に偏向されるので、
蛍光面側開孔の中心軸から大きく内側に偏位した部分を
通過する。これにより、電子ビームに対する集束力に対
してアンバランスが生じ、スポツトが歪む。
しがつて、対向する電極開孔のうち蛍光面側の電極開孔
中心軸を内側に偏位させて電子ビームを内側に偏向させ
ることができれば、電子ビームは常に電極開孔中心軸付
近を通過することになり、スポツトの歪は低域される。
第1図のような多段の主レンズでは、対向する電極のう
ち、蛍光面側に位置する電極の電位が、他方の電極電位
よりも低い場合がある。そのような部分では、蛍光面側
電極開孔の中心軸を内側に偏位させることにより電子ビ
ームを内側に偏向させることができ、発明の目的を達成
できる。
〔発明の実施例〕
本発明の効果を確認するため、第4図にあげた本発明の
実施例と、第5図にあげた従来例について、電子ビーム
解析プログラムによる解析を行い、結果を比較した。こ
こでは簡単のため、円筒形の電極で構成された主レンズ
を考え、G3電極11、G4電極12、G5電極13、
により形成されるUPFレンズ部にビーム偏向手段を設
けた。第4図の例では本発明に従い集束電圧の印加され
るG5電極13のG4電極側開口の中心軸が内側に偏位
されており、第5図の例では従来例に従い、高圧の印加
されるG4電極12の開孔が、対向するG3電極11の
開孔に比較して外側に偏位されている。いずれも、電極
組立時にG6電極14側から挿入される固定治具が貫通
できるようにするため、隣接する開孔部のうちG6電極
側の開孔径が一方の開孔径に比較して小さくならないよ
うに組合わせている。
電子ビームの中心軌道20と、中心軌道に対して一定角
度(±0.5°)をもつて入射する2本の軌道45,46
を解析する。プラスの角度で入射する軌道45が、蛍光
面3上で中心軌道17と一致するときの集束電圧V
値をVfh1とし、マイナスの角度で入射する軌道46が
蛍光面3上で中心軌道20と一致するときの集束電圧V
の値をVfh2とする。Vfh1とVfh2が一致すると電子
ビームは中心軌道の両側の集束力が一致し、蛍光面上の
スポツト形状の歪みが無くなる。逆に、これらの電圧値
の差が大きいと歪みは大きくなる。開孔中心軸の偏位を
大きくすると、電子ビームの偏向量が大きくなり、それ
にともないスポツト形状の歪みも拡大する。
第6図に、電子ビーム偏向量と、Vfh1とVfh2の値の差
によつて示したスポツト歪みとの関係を示す。電子ビー
ム偏向量は、第5図に示した電子ビーム中心軌道20
の、スクリーン上での中心軸からの偏位量hで表わす。
hの値は、Vの値がVfh2となつたときの値をとる。
第6図から分るように、電極開孔中心軸偏位量を大きく
して電子ビーム偏向量を増大させるに従い、Vfh1とV
fh2の不一致が拡がり、電子ビームスポツトの歪が顕著
になつてくるが、本特許による構造をもつ第4図の例で
は、従来構造の第5図の例に比較して歪みが抑制され
る。
第7図に本発明の一実施例を示す。第1図に従来例とし
て示した電子銃と異なり、G5電極15の、G4電極側
開孔のうち両側の開孔の中心軸が内側に偏位している。
このため電子ビームはUPFレンズ部分でも偏向され、
BPFレンズ部分での偏向量が不足した場合でも3本の
電子ビームを集中させ、STCをとることができる。こ
のとき蛍光面側で、開孔中心軸がビームの偏向される方
向、すなわち内側に偏位しているため、電子ビームは開
孔中心軸付近を通過することになり、歪みは抑制され
る。
第8図は、G4電極12にG2電極10と共通の低電位
を与える構成の主レンズに本発明を適用した実施例であ
る。この例ではG4電極12のG3電極側開孔の中心軸
が、対向するG3電極開孔中心軸に比較して内側に偏位
している。
第9図は、G3電極11、G5電極13に共通の集束電
圧Vを、G4電極12とのG6電極14に共通の高電
圧Vを与える構成の主レンズに本発明を適用した他の
例である。G5電極のG4電極側開孔の中心側17′、
G5電極とG6電極の対向する開孔に共通の中心軸1
7″が、三極部並びにG3,G4電極開孔中心軸17に
比較して次第に内側に偏位している。このため、サイド
ビーム中心軌道20は、中心ビーム方向に偏向されなが
ら、すべての電極開孔の中心付近を通過する。したがっ
て、電子ビームの偏向にともなう蛍光面上のスポツトの
歪みは軽減される。
第10図は、G3電極11、G5電極13に共通の集束
電圧Vを、G4電極12に、G2電極10と共通の低
電圧VG2を、G6電極14に高電圧Vを与える構成
の主レンズに本発明を適用した他の例である。三極部お
よびG3電極11の開孔中心軸17に比較し、G4電極
およびG5電極の互いに対向する開孔の中心軸17′、
G5電極およびG6電極の互いに対向する開孔の中心軸
17″が次第に内側に偏位しているため、スポツトの歪
みは軽減される。
第11図は、第3電極11、第5電極13に共通の高電
圧Vを、第4電極12に集束電圧Vを印加する構成
の主レンズに本特許を適用した実施例である。第3電極
と第4電極、第4電極と第5電極の間にそれぞれBPF
レンズが形成される。三極部と第3電極開孔の中心軸1
7に比較し、第4電極の第3電極側開孔中心軸17′、
第4電極と第5電極の互いに対向する開孔の中心軸1
7″が順次中央ビーム方向に偏位しているため、中央ビ
ーム方向に偏向される外側ビームは常に各電極開孔の中
心軸付近を通過するので、スポツトの歪は軽減される。
第12図は、G5電極13とG6電極14により形成さ
れるBPFレンズを、特開昭59−215640に示された非円
筒形の電子レンズ構造とし、これをG3電極11、G4
電極12、G5電極13によつて形成されるUPFレン
ズと組合わせ、このUPFレンズ部分に本特許を適用し
た実施例である。楕円形の開孔をもつ電極板121,1
22がそれぞれG3電極、G4電極内に設けられてい
る。三極部とG3電極開孔中心軸に比較し、G4,G5
電極開孔中心軸17′が内側に偏位している。また、G
5電極のG4電極側開孔からG5電極内部に突出した円
筒部分のうち外側に位置するものは、円筒部分が中心軸
17′に対して傾斜している。これは、中心軸17と1
7′の軸ずれによる電子ビーム偏向だけでは偏向量が不
足でSTCがとれない場合、さらに偏向力を強くするた
めのものである。中心軸17′の、中心軸17に対する
偏位が十分大きく、この軸ずれだけでSTCをとれると
きは、円筒端部を傾斜させる必要は無く、通常の円筒で
よい。
本実施例の代表的寸法を以下に示す。
○三極部ならびにG3電極11の開孔中心軸間距離;S
=5.78 ○G4電極12ならびにG5電極13の開孔中心軸間距
離;S=5.70 ○G5電極円筒部高さ ;h=0.7 ;h=2.0 ○中央部楕円開孔半短径 ;a=2.2 ;a=2.5 ○外側楕円半短径 ;b=2.1 ;b=2.5 ○電極板後退量 ;d=4.0 ;d=4.0 ○G5,G6電極開口外側部分半径;R=4.0 (単位;mm) ここでh=hとして、G5電極13の円筒突出部端
面を傾斜させないときは、STCをとるため、Sの寸
法を5.8mmまで拡大する必要がある。
〔発明の効果〕
本発明によれば、外側電子ビームが偏向される方向、す
なわち中央電子ビーム方向に電極各開孔部中心軸が順次
変位されているので、電子ビームは各開孔中心軸付近を
通過することになり、中心軸を外れた部分を通過するこ
とによつて生じる外側電子ビームスポツトの歪みを軽減
することができる。これにより、この歪みによつて生じ
るブラウン管解像度の劣化を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来方式の主レンズを備えたブラウン管の断面
図、第2図は従来方式の主レンズの断面図、第3図はス
クリーン上のビームスポツト形状を示す図、第4図は本
発明の一実施例の主レンズの断面図、第5図は従来方式
の主レンズの断面図、第6図は第4図の実施例と第5図
の従来例の比較解析結果を示す図、第7〜第12図は本
発明の他の実施例の電子銃の断面図である。 1……ガラス外囲器、2……フエイスプレート、3……
螢光面、4……シヤドウマスク、5……導電膜、6,
7,8……陰極、9……G1電極、10……G2電極、
11……G3電極、12……G4電極、13……G5電
極、14……G6電極、15……遮蔽カツプ、16……
外部磁気偏向ヨーク、17,19……外側電子ビームを
発生する三極部中心軸、17′,17″……外側電子ビ
ームを集束する主レンズ開孔中心軸。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯高 芳昭 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 福島 正和 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の電子ビームを発生させ、かつこれら
    の電子ビームを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、上記各電子ビームを蛍光面に集束
    させ、かつ、集中させるために各電子ビームの通路に実
    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用電子銃において、上期各主レン
    ズを複数の電子レンズにより構成し、各主レンズのうち
    少くとも1つの主レンズを構成する複数の電子レンズの
    うち、少くとも1つの電子レンズを非軸対称に形成する
    ことにより上記各電子ビームを蛍光面上に集中させ、さ
    らに、上記非軸対称に形成された電子レンズのうちの少
    くとも1つは、電子レンズを構成する一対の電極のう
    ち、第1の電極手段側に設けられた電極の開孔の中心軸
    が、対向する他の電極の対応する開孔の中心軸に比較
    し、電子銃構体中心軸に対して外側に偏位していること
    を特徴とするカラー受像管用電子銃。
  2. 【請求項2】上記主レンズを、上記第1の電極手段側か
    ら蛍光面側に順次配置されたG3電極、G4電極、G5
    電極、G6電極の4つの電極によつて構成し、G4電
    極、G6電極に共通の高電位を、G3電極、G5電極に
    共通の低電位を与え、G5電極のG4電極に対向した開
    孔のうち、上記電子銃構体中心軸を含まない開孔の中心
    軸を、対向するG4電極開孔の中心軸に比較し、上記電
    子銃構体中心軸側に偏位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用電子銃。
  3. 【請求項3】上記G5電極、G6電極の互いに対向する
    開孔の中心軸を、上記第1の電極手段における対応する
    電極開孔中心軸に比較し、上記電子銃構体中心軸側に偏
    位させたことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の
    カラー受像管用電子銃。
  4. 【請求項4】上記主レンズを、上記第1の電極手段側か
    ら、蛍光面側に順次配置されたG3電極、G4電極、G
    5電極、G6電極の4つの電極によつて構成し、G6電
    極に高電位を、G3電極、G5電極に低電位を、G4電
    極に上記低電位よりさらに低い電位を与え、G4電極の
    G3電極に対向した開孔のうち、上記電子銃構体中心軸
    を含まない開孔の中心軸を、対向するG3電極開孔の中
    心軸に比較し、上記電子銃構体中心軸側に変位している
    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
    像管用電子銃。
  5. 【請求項5】上記G5電極、G6電極の互いに対向する
    開孔の中心軸を、上記第1の電極手段における対応する
    電極開孔中心軸に比較し、上記電子銃構体中心軸側に偏
    位させたことを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の
    カラー受像管用電子銃。
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