(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォーカス電圧が印加される集束電極と、アノード電圧が印加される加速電極と、前記集束電極と前記加速電極との間に配置される補助電極とを備え、
前記集束電極、前記補助電極および前記加速電極は、断面長円形の筒体で構成されるとともに、前記集束電極の前記補助電極側、前記補助電極の前記集束電極側、前記補助電極の前記加速電極側、および、前記加速電極の前記補助電極側に３本の電子ビームに共通の開口を有し、
前記集束電極と前記加速電極のうちの少なくともいずれか一方と前記補助電極とが前記筒体内にレンズ電界を３つに分離する分離手段を有することを特徴とするカラー受像管装置。
【請求項２】
前記補助電極に、前記フォーカス電圧と前記アノード電圧との間の電圧を印加していることを特徴とする請求項１記載のカラー受像管装置。
【請求項３】
前記集束電極、前記補助電極および前記加速電極の前記分離手段のうち、少なくとも１つが、筒体を閉塞し、かつインライン配列した３個の電子ビーム通過孔を有する長円形の端板で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のカラー受像管装置。
【請求項４】
前記集束電極、前記補助電極および前記加速電極の前記分離手段のうち、少なくとも１つが、２枚の遮蔽板で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のカラー受像管装置。
【請求項５】
前記集束電極、前記補助電極および前記加速電極の前記分離手段のうち、少なくとも１つが、２本のワイヤで構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のカラー受像管装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蛍光体スクリーン面の全域において高い解像度が得られるように構成したカラー受像管装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カラー受像管装置の解像度特性は、蛍光体スクリーン面上に生成されるビームスポットの大きさおよび形状に依存する。高い解像度を得るためには、円形にして径小のビームスポットが生成されるように電極を構成しなければならないが、電子銃の主レンズ電界を通過する電子ビームは、ビーム電流の増大に伴い径大化するので、主レンズ電界の球面収差によってビームスポットが非円形に歪む。そこで、主レンズ電界の口径を可及的に大きくして、球面収差の影響を少なくしている。
【０００３】
特公平２−１８５４０号公報や特開平４−１３３２４７号公報等に開示されているカラー受像管装置では、図９および図１０に示すように集束電極１および最終加速電極２で主レンズ部を構成し、集束電極１を断面長円形の筒体３と、その開口３ａ側を閉塞する長円形の端板４とで形成している。端板４はインライン配列された３個の電子ビーム通過孔４ａ、４ｂ、４ｃを有しており、開口３ａから後退した位置にある。すなわち端板４は筒体３内に配置されている。また、最終加速電極２も集束電極１と同様に、断面長円形の筒体５と、その開口５ａ側を閉塞する長円形の端板６とからなり、端板６はインライン配列された３個の電子ビーム通過孔６ａ、６ｂ、６ｃを有しており、開口５ａから後退した位置にある。すなわち端板６は筒体５内に配置されている。
【０００４】
この場合、３個の電子ビーム通過孔４ａ、４ｂ、４ｃと、３個の電子ビーム通過孔６ａ、６ｂ、６ｃとの間に生成される３つの主レンズ電界が、隣り合うもの同士で一部オーバーラップするので、大口径の主レンズ電界を生成させることができる。このため、主レンズ電界を通過する電子ビームがビーム電流の増大に伴い径大化しても、球面収差による悪影響を少なくすることができる。また、レンズ倍率を小さくできるので、蛍光体スクリーン面上に円形にして径小のビームスポットを生成させることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような構成によって、主レンズ電界の口径を径大化できるのであるが、それには限度がある。もしも、集束電極および最終加速電極の最大外径を、ガラスバルブのネック部の内径に近い値に設定すると、ネック部の壁電界が主レンズ電界に侵入して、電子ビーム軌道等に悪影響し、また、ネック部を径大化すると、偏向感度に低下をきたすという問題があった。
【０００６】
したがって本発明の目的は、ガラスバルブのネック部を径大化することなく、主レンズ電界の口径をさらに径大化することのできる高解像度のカラー受像管装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のカラー受像管装置は、フォーカス電圧が印加される集束電極と、アノード電圧が印加される加速電極と、前記集束電極と前記加速電極との間に配置される補助電極とを備え、前記集束電極、前記補助電極および前記加速電極は、断面長円形の筒体で構成されるとともに、前記集束電極の前記補助電極側、前記補助電極の前記集束電極側、前記補助電極の前記加速電極側、および、前記加速電極の前記補助電極側に３本の電子ビームに共通の開口を有し、前記集束電極と前記加速電極のうちの少なくともいずれか一方と前記補助電極とが前記筒体内にレンズ電界を３つに分離する分離手段を有するものである。
【０００８】
この本発明によれば、ガラスバルブのネック部を径大化することなく、主レンズ電界の口径をさらに径大化することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、フォーカス電圧が印加される集束電極と、アノード電圧が印加される加速電極と、前記集束電極と前記加速電極との間に配置される補助電極とを備え、前記集束電極、前記補助電極および前記加速電極は、断面長円形の筒体で構成されるとともに、前記集束電極の前記補助電極側、前記補助電極の前記集束電極側、前記補助電極の前記加速電極側、および、前記加速電極の前記補助電極側に３本の電子ビームに共通の開口を有し、前記集束電極と前記加速電極のうちの少なくともいずれか一方と前記補助電極とが前記筒体内にレンズ電界を３つに分離する分離手段を有することを特徴とするカラー受像管装置としたものである。この本発明によれば、フォーカス電圧が印加される集束電極と、アノード電圧が印加される加速電極との二電極間に、電圧供給源に接続していない筒体からなる補助電極が配設されると、補助電極には集束電極と加速電極から誘起された自由電位が与えられ、主レンズ電界の生成域が広がり、主レンズ電界生成域における主レンズの中心軸上の電位分布が緩やかな勾配となり、主レンズ電界の球面収差をより一層軽減させることができる。さらに、補助電極にもレンズ電界を３つに分離する分離手段を有しているので、水平方向および垂直方向の主レンズ集束作用の調整がしやすくなり、非点収差を補正することもより容易になる。また、ガラスバルブのネック部の壁電界が主レンズ電界生成域に侵入する危険を、補助電極によるシールド作用で防止できる。
【００１０】
本発明の請求項２に記載の発明は、前記補助電極に、前記フォーカス電圧と前記アノード電圧との間の電圧を印加していることを特徴とする請求項１記載のカラー受像管装置としたものである。この本発明によれば、フォーカス電圧が印加される集束電極と、アノード電圧が印加される加速電極との二電極間に、筒体からなる補助電極が配設されるので、主レンズ電界の生成域が広がる。とくに、フォーカス電圧よりも高くアノード電圧よりも低い電圧が補助電極に印加されることによって、主レンズ電界生成域における主レンズの中心軸上電位分布が緩やかな勾配となり、主レンズ電界の球面収差をより一層軽減させることができるとともに、補助電極にもレンズ電界を３つに分離する分離手段を有しているので、水平方向および垂直方向の主レンズ集束作用の調整がしやすくなり、非点収差を補正することもより容易になる。また、ガラスバルブのネック部の壁電界が主レンズ電界生成域に侵入する危険を、補助電極によるシールド作用で防止できる。
【００１１】
つぎに、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、フォーカス電圧Ｖｆが印加される集束電極７と、アノード電圧Ｖａが印加される最終加速電極８との間に、補助電極９が配設されている。補助電極９は集束電極７および最終加速電極８と同軸に配列されており、補助電極９にフォーカス電圧Ｖｆよりも高くアノード電圧Ｖａよりも低い電圧Ｖｍが印加される。
【００１２】
集束電極７は長円形の端板１０で閉塞された断面長円形の筒体１１からなり、端板１０は筒体１１の補助電極９側の開口１１ａから後退した位置を占め、図２に示すようにインライン配列された３個の電子ビーム通過孔１０ａ、１０ｂ、１０ｃを有している。すなわち端板１０は筒体１１内にある。最終加速電極８は集束電極７と同様に、長円形の端板１２で閉塞された断面長円形の筒体１３からなり、端板１２は筒体１３の補助電極９側の開口１３ａから後退した位置を占め、インライン配列された３個の電子ビーム通過孔１２ａ、１２ｂ、１２ｃを有している。すなわち端板１２は筒体１３内にある。また、補助電極９は長円形の端板１５で閉塞された断面長円形の筒体１４からなり、端板１５は筒体１４の集束電極７側の開口１４ａから後退した位置を占め、かつ、端板１５は筒体１４の最終加速電極８側の開口１４ｂから後退した位置を占め、インライン配列された３個の電子ビーム通過孔１５ａ、１５ｂ、１５ｃを有している。すなわち端板１５は筒体１４内にある。
【００１３】
集束電極７、補助電極９および最終加速電極８からなる主レンズ部は、図３に示すようにインライン配列された３個の陰極１６、制御電極１７、加速電極１８等とともに電子銃を構成しており、この電子銃は、カラー受像管の外囲器を形成するガラスバルブ１９のネック部１９ａ内に封入されている。ガラスバルブ１９のファンネル部１９ｂのネック部１９ａ寄りの外周面上には、偏向磁界を発生する偏向ヨーク２０が装着されており、電子銃から放射された３本の電子ビーム２１は、偏向磁界で偏向作用を受けて図外の蛍光体スクリーン面に射突する。
【００１４】
集束電極７と最終加速電極８との間隔が、従来の電極構成に比べて広くなり、両電極７、８間に設けられた補助電極９に、フォーカス電圧Ｖｆとアノード電圧Ｖａとの間の任意の電圧Ｖｍが印加されるので、集束電極７と最終加速電極８との間の主レンズの中心軸（Ｚ軸）上電位分布が従来の電極構成に比べて緩やかな勾配になる。このため、主レンズ電界の実効的口径が大きくなり、球面収差およびレンズ倍率をともに低減させることができる。また、ネック部１９ａの壁電界と主レンズ電界とが補助電極９によってシールドされるので、壁電界が電子ビーム軌道等に悪影響するのを防止できる。さらに、補助電極９は端板１５を有している筒体１４からなるので、水平方向および垂直方向の主レンズ集束作用の調整がしやすくなり、非点収差を補正することが容易となる。
【００１５】
図４に示す特性は、ガラスバルブのネック部１９ａの内径を１７．５ｍｍに、集束電極７と補助電極９との間隔Ｇ１を０．８ｍｍに、補助電極９と最終加速電極８との間隔Ｇ２を０．８ｍｍにそれぞれ設定したものにおいて、補助電極９の管軸方向長Ｌを０．６ｍｍ、２ｍｍおよび４ｍｍにそれぞれ設定したときの実効的主レンズ口径をプロットしたものである。いずれも、従来の電極構成における実効的主レンズ口径（５．５ｍｍφ）に比べて大きい値になっていることがわかる。本例ではＶａ＝２５ｋＶ、Ｖｍ＝１６ｋＶ、Ｖｆ＝７ｋＶに設定した。
【００１６】
図５に示す特性曲線ａ、ｂ、ｃは、Ｌ＝０．８ｍｍ、Ｌ＝２ｍｍ、Ｌ＝４ｍｍのそれぞれにつき、Ｚ軸上電位の分布を示したものである。従来の電極構成による特性曲線に比べて、Ｌの値が大きくなるのに伴い、電位勾配が緩やかになっており、これが実効的主レンズ口径を拡大させる要因となる。
【００１７】
補助電極９に対してフォーカス電圧Ｖｆよりも高く、アノード電圧Ｖａよりも低い電圧Ｖｍを印加するための電圧供給手段に、図６に示すように抵抗２２を用いることができる。抵抗２２の一端がアノード電圧Ｖａの供給源に接続され、他端が接地点Ｅに接続されている。そして、抵抗２２の中間タップから電圧Ｖｍを得ている。抵抗２２は電子銃電極を絶縁支持するガラス質支柱に膜として塗布形成したり、ガラスバルブ１９のネック部１９ａの内面に膜として塗布形成したりすることができる。また、抵抗２２は直状のものでなくてもよく、波状に蛇行していたり、螺旋状に屈曲していてもよい。
【００１８】
また、補助電極９を電圧供給源に接続せず、自由電位に保つことができる。この場合、フォーカス電圧Ｖｆが印加された集束電極７と、アノード電圧Ｖａが印加された最終加速電極８との間に位置する補助電極９に、両電極７、８から誘起された自由電位が与えられる。
【００１９】
以上の実施形態では１つの補助電極を有した構造を示したが、この補助電極を複数個配置した構造としても同様の効果を得ることができる。この場合には、補助電極の少なくとも１つがレンズ電界を３つに分離する手段を有する配慮を払えばよい。また、上述した実施形態では、集束電極７の端板１０および最終加速電極８の端板１２を、それぞれ筒体１１および１３内に配置したが、集束電極７の端板１０および最終加速電極８の端板１２のいずれか一方の端板のみを当該筒体内に配置してもよい。非点収差補正手段として、端板１０、１２、１５にそれぞれインライン配列される３個の電子ビーム通過孔は、図２に示す平面形状のものに限定されず、３個とも長円形またはこれに類似した平面形状であってもよく、両サイドのものが円形またはこれに類似した平面形状であってもよい。さらに、レンズ電界を３つに分離し非点収差を補正できるものであれば、端板のかわりに図７に示すような２枚の遮蔽板２３や、図８に示すような２本のワイヤ２４であってもよい。図７および図８では集束電極７の場合を示しているが、最終加速電極８および補助電極９においても、端板のかわりに２枚の遮蔽板や２本のワイヤを用いてもよい。
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明によると、３個の主レンズ電界が、隣り合うもの同士で一部オーバラップして生成される構成に加えて、集束電極と最終加速電極との間に配設された補助電極が、主レンズ部の主レンズ中心軸上電位分布の勾配を緩やかにする。このため、実効的な主レンズ口径が拡大され、球面収差およびレンズ倍率がともに低減されるので、ビームスポットをより一層径小にでき、蛍光体スクリーン面の全域で高い解像度を得ることができる。さらに、補助電極にもレンズ電界を３つに分離する手段を有することで、水平方向および垂直方向の主レンズ集束作用の調整がしやすくなり、非点収差を補正することも容易になる。また、ガラスバルブのネック部の壁電界が主レンズ電界生成域に侵入する危険を、補助電極によるシールド作用で防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態のカラー受像管装置における主レンズ部の側断面図
【図２】本発明の一実施形態のカラー受像管装置における主レンズ部の正面図
【図３】本発明の一実施形態のカラー受像管装置の要部の側断面図
【図４】本発明における補助電極の軸方向長Ｌと実効的主レンズ口径との関係を表す図
【図５】本発明における主レンズ部の軸上電位分布を例示する特性図
【図６】本発明における補助電極への給電手段を示す略図
【図７】（ａ）本発明における他の実施形態の集束電極の側断面図
（ｂ）本発明における他の実施形態の集束電極の正面図
【図８】（ａ）本発明における他の実施形態の集束電極の側断面図
（ｂ）本発明における他の実施形態の集束電極の正面図
【図９】従来のカラー受像管装置の主レンズ部の側断面図
【図１０】従来のカラー受像管装置の主レンズ部の正面図
【符号の説明】
７  集束電極
８  最終加速電極
９  補助電極
１０、１２、１５  端板
１１、１３、１４  筒体
２３  遮蔽板
２４  ワイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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