(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体スクリーンに向けて一方向にほぼ平行に並んだ３本の電子ビームを発生する電子ビーム発生手段と、前記３本の電子ビームを前記蛍光体スクリーンに集束させる主レンズを構成する、管軸方向に間隙を挟んで前記３本の電子ビームを取り囲むように対向し、少なくとも一方の周縁部に対向面から内側に突出するリム部を有する外周電極と、前記外周電極のそれぞれに内蔵され、前記３本の電子ビームの通過する３個の開孔が前記一方向に沿って形成された電極板とを有し、
前記外周電極のうち低圧側の外周電極に内蔵された電極板において、前記３個の開孔のうち両サイドの開孔の外側端間を結ぶ水平方向の距離が、前記低圧側の外周電極の前記リム部の水平方向内径より大きく、
前記低圧側の外周電極のリム部の水平方向内径が前記高圧側の外周電極のリム部の水平方向径と同一であり、
前記低圧側の外周電極又は前記高圧側の外周電極の少なくともいずれか一方に内蔵された前記電極板において、前記電極板の水平方向が前記外周電極に接し、前記３個の開孔のうち両サイドの開孔の外側半分が半円形状であり、かつ、前記両サイドの開孔の内側半分が２を越える次数の高次の曲線形状を有することを特徴とするカラー受像管装置。
【請求項２】
前記電極板の３個の開孔のうち中央の開孔の径は、前記一方向で小さく、前記一方向に垂直な方向で大きく形成され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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー受像管装置に関し、特に、３本の電子ビームを蛍光面に集束させるための主レンズを構成する電極に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にカラー受像管装置は、パネルおよびこのパネルに一体に接合されたファンネルからなる外囲器を有し、ファンネルのネック内に配置された電子銃から放出される３本の電子ビームが、ファンネルの外側に装着された偏向装置の発生する水平および垂直偏向磁界により偏向され、水平、垂直走査しながらパネル内面にシャドウマスクに対向して形成された蛍光体スクリーンに射突することにより、カラー画像を表示するように形成されている。
【０００３】
このようなカラー受像管装置において、蛍光体スクリーン上に解像度の高い画像を描くためには、電子銃の主レンズ部において球面収差の影響を少なくして蛍光体スクリーン上のスポット径を小さくする必要がある。
【０００４】
一般にカラー受像管装置における蛍光体スクリーン上のスポット径は、電子銃の主レンズでの球面収差の影響が少ないほど小さくすることができる。電子ビームの主レンズへの入射角度をαとすると、主レンズの収差の中で最も優勢な球面収差が寄与するスポット径δは、
δ＝（Ｍ・Ｃsp・α3）／２
と表わされる。ここで、Ｍはレンズ倍率、Ｃspは球面収差係数である。主レンズのレンズ集束作用を弱めると、レンズ倍率、球面収差が低減されるので、蛍光体スクリーン上のスポット径を小さくすることができる。主レンズのレンズ集束作用を弱める方法の一つは、主レンズを形成する電極の電子ビーム通過孔径を拡大することである。
【０００５】
特開昭５９−２１５６４０号公報に開示されている従来のカラー受像管装置の電子銃では、図８に断面図で示すように、主レンズを構成する２つの電極２５，２６が、互いに間隔を隔てて設けられている。電極２５，２６はそれぞれ水平方向に並んだ３本の電子ビーム８ａ，８ｂ，８ｃを取り囲む外周電極２７，２８と、外周電極２７，２８の互いの対向端面から後退した位置に配置された電極板２９，３０とからなる。図９は電極２５の正面図を示しており、電極２６の正面図も同様である。電極板２９，３０はそれぞれ単一の開孔３１ｂ，３２ｂを有しており、中央の電子ビーム８ｂがその単一の開孔３１ｂ，３２ｂを通過するように形成されている。電子ビーム８ａは、電極板２９，３０の端部と外周電極２７，２８との間に形成される開孔３１ａ，３２ａを通過し、電子ビーム８ｃは、電極板２９，３０の端部と外周電極２７，２８との間に形成される開孔３１ｃ，３２ｃを通過する。このように、主レンズを形成する電極２５，２６の電子ビーム通過孔径を大きくすることで、センターの電子ビーム８ｂが通過する主レンズ電界と、サイドの電子ビーム８ａ，８ｃが通過する主レンズ電界を重畳させて主レンズ口径を大きくし、蛍光体スクリーン上のスポット径を縮小している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来のカラー受像管装置の電子銃では、前記電極板の水平方向が前記外周電極に接していないため、電極板を正確に外周電極内の所定の位置に溶接することができず、特に水平方向で組み立ての際にばらつきが発生して、主レンズで形成される電界が歪んで、蛍光体スクリーン上のスポットが大きくなったり、歪んだり、非対称が発生したりするという問題があった。
【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、蛍光体スクリーンに向けて一方向にほぼ平行に並んだ３本の電子ビームを発生する電子ビーム発生手段と、前記３本の電子ビームを前記蛍光体スクリーンに集束させる主レンズを構成する、管軸方向に間隙を挟んで前記３本の電子ビームを取り囲むように対向し、少なくとも一方の周縁部に対向面から内側に突出するリム部を有する外周電極と、前記外周電極のそれぞれに内蔵され、前記３本の電子ビームの通過する３個の開孔が前記一方向に沿って形成された電極板とを有し、前記外周電極のうち低圧側の外周電極に内蔵された電極板において、前記３個の開孔のうち両サイドの開孔の外側端間を結ぶ水平方向の距離が、前記低圧側の外周電極の前記リム部の水平方向内径より大きく、前記低圧側の外周電極のリム部の水平方向内径が前記高圧側の外周電極のリム部の水平方向径と同一であり、前記低圧側の外周電極又は前記高圧側の外周電極の少なくともいずれか一方に内蔵された前記電極板において、前記電極板の水平方向が前記外周電極に接し、前記３個の開孔のうち両サイドの開孔の外側半分が半円形状であり、かつ、前記両サイドの開孔の内側半分が２を越える次数の高次の曲線形状を有するように構成する。この構成により、主レンズのレンズ口径を大きくして傾向面上のスポット径を小さくできるとともに、電子銃の組立の際のばらつきを小さくすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
【０００９】
図１に本発明の一実施の形態であるカラー受像管装置を、図２にカラー受像管装置に用いる電子銃の代表的な構成を示す。このカラー受像管装置は、パネル１およびこのパネル１に一体に接合された漏斗状のファンネル２からなる外囲器を有している。パネル１の内面には、青色、緑色、赤色に発光する三色の蛍光体層からなる蛍光体スクリーン３が形成され、この蛍光体スクリーン３に対向して、多数の電子ビーム通過孔の形成されたシャドウマスク４が配置されている。ファンネル２のネック部５内には、電子銃６が配置されている。また、偏向ヨーク７はファンネル２の径大部とネック部５との境界部に装着され、電子銃６から放出される電子ビーム８を水平方向および垂直方向に偏向する。
【００１０】
電子銃６は図２に示すように、水平方向にインライン配列された３つの陰極９ａ，９ｂ，９ｃ、制御格子電極１０、加速電極１１、集束電極１２、および最終加速電極１３が順次に配設されて構成される。
【００１１】
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によって陰極９ａ，９ｂ，９ｃから電子ビーム８ａ，８ｂ，８ｃを取り出して、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とによって、電子ビーム８ａ，８ｂ，８ｃを蛍光体スクリーン３上に集束させる。
【００１２】
集束電極１２は最終加速電極１３と対向する端面から内側へ突出したリム部１７が設けられた外周電極１８と、電極板１９とを有している。電極板１９には電子ビーム８ａ，８ｂ，８ｃが通過する３つの開孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃが形成されている。
【００１３】
図３は集束電極１２を最終加速電極１３側から見たときの正面図であり、電極板１９に設けられた３つの開孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃのうち、両サイドの開孔２０ａと２０ｃの外側端間の水平方向の距離をＬｆとし、リム部１７の水平方向の内径をＬｍとしたとき、Ｌｆ＞Ｌｍとなるように構成されている。
【００１４】
最終加速電極１３は集束電極１２と対向する端面から内側へ突出したリム部２１が設けられた外周電極２２と、電極板２３とを有している。電極板２３には電子ビーム８ａ，８ｂ，８ｃが通過する３つの開孔２４ａ，２４ｂ，２４ｃが形成されている。最終加速電極１３を集束電極１２側から見たときの正面図は図３と同様であり、電極板２３に設けられた３つの開孔２４ａ，２４ｂ，２４ｃのうち、両サイドの開孔２４ａと２４ｃの外側端間の水平方向の距離Ｌｆよりも、リム部２１の水平方向の内径Ｌｍのほうが小さくなるように構成されている。
【００１５】
リム部１７，２１を設けることによって、ネック部５に帯電した電荷が主レンズ電界を乱すことがないように、電荷の影響を遮蔽している。リム部１７，２１が大きいほどこの遮蔽効果が上がるが、互いに対向しているリム部１７，２１の面の面積が大きいほどリム部１７とリム部２１との間で放電を引き起こすため、リム部１７，２１の大きさは遮蔽効果と放電の影響を考慮して決められる。
【００１６】
このように構成すると、次の効果が得られる。
すなわち、集束電極１２と最終加速電極１３との間に形成される３つの主レンズ１６電界を、外周電極のリム部１７または２１と電極板１９または２３によって重畳させることで、主レンズ１６のレンズ口径を大きくすることができるので、蛍光体スクリーン上のスポット径を小さくすることができる。また、電子ビーム８ａ，８ｂ，８ｃそれぞれのジャストフォーカス電圧や球面収差の影響等、３つの電子ビーム間のスポット特性をほとんど同じにすることができる。さらに、電極板１９，２３はそれぞれ外周電極１８，２２にほぼ接しているので、外周電極と電極板とを溶接するときの組み立てばらつきを低減することができる。
【００１７】
例えば、集束電極１２、最終加速電極１３においてＬｆ＝１９．４２ｍｍ、Ｌｍ＝１８．５ｍｍとすることにより、主レンズ口径を８．６ｍｍという大きな口径にすることができた。また、集束電極１２、最終加速電極１３においてＬｆ＝１９．０〜２０．０ｍｍ、Ｌｍ＝１８．５ｍｍとしたとき、外周電極と電極板とを溶接するときの組み立てばらつきの公差は従来の構成のものに比べて半減させることができた。
【００１８】
図４に示すように、電極板１９の３個の開孔のうち中央の開孔２０ｂを垂直方向に長手の形状とすることにより、主レンズのレンズ口径を大きくするとともに、３つの電子ビーム間のスポット特性を調整することができる。開孔２０ｂは外周電極１８と電極板１９との溶接時または電子銃組み立て時に組み立て治具の規制を受けないので、組み立てばらつきは図３に示した電極板の場合と変わらない。
【００１９】
また、図５に示すように、電極板１９の３個の開孔のうち両サイドの開孔２０ａと２０ｃの内側半分が、２を越える次数の高次の曲線形状とすることにより、主レンズのレンズ口径を大きくするとともに、３つの電子ビーム間のスポット特性を調整することができる。外周電極１８と電極板１９との溶接時または電子銃組み立て時に、両サイドの開孔２０ａ，２０ｃの内側部分は組み立て治具の規制を受けないので、組み立てばらつきは図３に示した電極板の場合と変わらない。
【００２０】
外周電極１８と電極板１９との溶接時には、電極板１９の３個の開孔のうち両サイドの開孔２０ａ，２０ｃの外側半分を規制する場合が多いため、組み立て治具の加工性を良くするために、図６に示すように、両サイドの開孔２０ａ，２０ｃの外側半分を半円形状としてもよい。
【００２１】
もちろん、図７に示すように、図４、図５、図６に示した電極板１９の開孔の形状を組み合わせて、中央の開孔２０ｂは水平方向の径を垂直方向の径より小さく形成し、両サイドの開孔２０ａ，２０ｃの内側半分は２を越える次数の高次の曲線形状に形成し、外側半分は半円形状に形成した電極板としてもよい。
【００２２】
図４から図７では集束電極１２に設けられた電極板１９について説明したが、最終加速電極１３に設けた電極板２３についても同様である。
【００２３】
また、以上説明した発明は、主レンズを形成する電子銃を用いたカラー受像管装置に適用することができる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、電極板の３個の開孔のうち両サイドの開孔の外側端間を結ぶ水平方向の距離を、リム部の水平方向内径より大きくすることにより、主レンズのレンズ口径を大きくして球面収差の影響を少なくし、蛍光体スクリーン上のスポットを小さくすることができるとともに、電子銃の組み立てばらつきを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラー受像管装置の断面図
【図２】本発明のカラー受像管装置に搭載した電子銃の断面図
【図３】本発明の集束電極の正面図
【図４】本発明の電極板の正面図
【図５】本発明の他の例の電極板の正面図
【図６】本発明の他の例の電極板の正面図
【図７】本発明の他の例の電極板の正面図
【図８】従来の主レンズ形成電極の断面図
【図９】従来の主レンズ形成電極の正面図
【符号の説明】
１  パネル
２  ファンネル
３  蛍光体スクリーン
４  シャドウマスク
５  ネック部
６  電子銃
７  偏向ヨーク
８、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
１６  主レンズ
１７、２１  リム部
１８、２２  外周電極
１９、２３  電極板
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２４ａ、２４ｂ、２４ｃ  開孔
【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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