(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体スクリーンが形成された前面パネルとファンネルとからなる外囲器と、前記ファンネルのネック部内に設けられたインライン形電子銃とからなるカラー受像管において、
前記インライン形電子銃が、
前記ネック部の管軸方向に所定の間隔をおいて対向して設けられて主レンズを形成する集束電極および最終加速電極と、
前記最終加速電極の前記蛍光体スクリーン面側に、底部に電子ビーム通過孔が少なくとも１つ設けられ、前記底部を介して前記最終加速電極と接続された遮蔽カップとを有しており、
前記集束電極および前記最終加速電極のうちの前記集束電極の内部にのみ、前記電子ビームの３本の各々が通過する３個の電子ビーム通過孔がインライン状に形成された垂直電極板が設けられており、かつ、
前記集束電極および前記最終加速電極のうちの前記最終加速電極の内部にのみ、前記集束電極に向かって延びるインライン面とほぼ平行に衝立状の水平電極板が前記遮蔽カップの前記電子ビーム通過孔の上下の少なくともいずれかに設けられおり、
前記集束電極の最終加速電極側端面及び前記最終加速電極の集束電極側端面に、３本の電子ビームを取り囲む開口が設けられていることを特徴とするカラー受像管。
【請求項２】
前記遮蔽カップの底部に形成された電子ビーム通過孔が３個であってかつ円形であることを特徴とする請求項１記載のカラー受像管。
【請求項３】
前記遮蔽カップの底部に形成された電子ビーム通過孔の内、少なくとも１個が非円形であることを特徴とする請求項１記載のカラー受像管。
【請求項４】
前記垂直電極板の３個の開孔のうち中央の開孔の径は、インライン方向において小さく、前記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１〜３記載のカラー受像管。
【請求項５】
前記水平電極板は、３本の電子ビームの中央のビーム付近と両側ビーム付近とで高さが異なることを特徴とする請求項１〜４記載のカラー受像管。
【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用いられる偏向装置の磁界は、一般に、３本の電子ビームを画面上で集中させるセルフコンバーゼンス構成をなしており、このために水平方向磁界はピンクッション状に、垂直偏向磁界はバレル状に歪んでいる。このため、偏向磁界を通過する３本の電子ビームは水平方向で発散作用を、そして垂直方向では集束作用をそれぞれ受ける。このように水平方向よりも垂直方向に強い集束作用を負の非点収差という。
【０００４】
偏向角度が増すのに伴い電子ビーム軌道が長大化すると、前記のようなセルフコンバーゼンス磁界のため、特に蛍光体スクリーン面の周辺部において上記負の非点収差が顕著に現れ、電子ビームスポットが水平方向に長軸を置く横長扁平状の断面形状となって水平解像度が低下するといった課題がある。この課題は、近年のようなパネルのフラット化、偏向角の拡大化により、ますます顕著になっている。
【０００５】
そのため、蛍光体スクリーン面上で解像度の高い画像を描くためには、電子銃によって、水平方向のスポット径を小さくする必要がある。
【０００６】
一般にカラー受像管装置におけるスポット径は、電子銃の主レンズでの球面収差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。主レンズのレンズ作用を弱めると、レンズ倍率、球面収差が低減される、すなわち主レンズ口径を実効的に大きくすることで、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。
【０００７】
特公平２−１８５４０号公報に開示されている従来のカラー受像管用電子銃の主レンズは、図１１に示されるように管軸方向に互いに間隔を隔てて設けられた集束電極３２、最終加速電極３３と、最終加速電極に接続された遮蔽カップ３４で構成されている。集束電極３２と最終加速電極３３は、それぞれ前記３本の電子ビーム８ａ、８ｂ、８ｃを取り囲む外周電極３５、３６と、外周電極３５、３６の対向端面から後退された位置に、電子ビームがほぼ垂直に通過するように配置された電極板（以下「垂直電極板」という）３７、３８からなる。
【０００８】
垂直電極板３７、３８の平面図を図１２に示す。垂直電極板３７、３８の各開孔３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、４０ａ、４０ｂ、４０ｃは、水平方向の径がそれぞれの垂直方向の径よりも小さく形成されている。このように主レンズを形成する集束電極３２と最終加速電極３３のそれぞれの外周電極３５、３６の内部に配置された垂直電極板３７、３８を後退させることにより、集束電極内部に最終加速電極の高電位を深く侵入させ、かつ、最終加速電極内部に集束電極の低電位を深く侵入させ、主レンズ口径を実効的に大きくして、蛍光体スクリーン上のスポット径を縮小している。
【０００９】
また、水平方向に長径をもつ外周電極のために水平方向よりも垂直方向のレンズ集束作用が強くなる負の非点収差を、垂直電極板３７、３８の水平方向の開孔径Ｒｈを垂直方向の開孔径Ｒｖよりも小さくして、水平方向の電位の侵入を抑えることで取り除いている。
【００１０】
【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、主レンズ口径の拡大と非点収差の調整とを同時に行うには限界があった。この技術では、主レンズ口径を拡大させるために垂直電極板を後退させているが、その一方で、非点収差を調整するために垂直電極板の開孔の水平径を小さくしているので、特に水平方向の主レンズ口径を大きくするには限界がある。
【００１１】
本発明は、比較的簡単な構成で、非点収差を容易に調整できるとともに、主レンズ口径を大きくすることができるもので、特に水平方向のレンズ口径を大きくして水平方向の解像度を高めることのできる主レンズ部構造を持ったカラー受像管を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のカラー受像管は、蛍光体スクリーンが形成された前面パネルとファンネルとからなる外囲器と、前記ファンネルのネック部内に設けられたインライン形電子銃とからなるカラー受像管において、前記インライン形電子銃が、前記ネック部の管軸方向に所定の間隔をおいて対向して設けられて主レンズを形成する集束電極および最終加速電極と、前記最終加速電極の前記蛍光体スクリーン面側に、底部に電子ビーム通過孔が少なくとも１つ設けられ、前記底部を介して前記最終加速電極と接続された遮蔽カップとを有しており、前記集束電極および前記最終加速電極のうちの前記集束電極の内部にのみ、前記電子ビームの３本の各々が通過する３個の電子ビーム通過孔がインライン状に形成された垂直電極板が設けられており、かつ、前記集束電極および前記最終加速電極のうちの前記最終加速電極の内部にのみ、前記集束電極に向かって延びるインライン面とほぼ平行に衝立状の水平電極板が前記遮蔽カップの前記電子ビーム通過孔の上下の少なくともいずれかに設けられおり、前記集束電極の最終加速電極側端面及び前記最終加速電極の集束電極側端面に、３本の電子ビームを取り囲む開口が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
この構成により、水平方向の主レンズ口径の拡大効果を損なうことなく、非点収差の補正を行なうことができる。したがって、蛍光体スクリーンパネルのフラット化や偏向角の拡大によって、蛍光体スクリーン面周辺のスポットの横長歪みが顕著になった場合においても、周辺の水平方向のスポット径を小さくすることにより横長歪みを低減し、解像度の高いカラー受像管装置を提供することができる。
【００１４】
また、前記遮蔽カップの底部に形成された電子ビーム通過孔が円形であることが好ましい。
【００１５】
この構成により、電子銃組み立て時に使用する組み立て治具の形状を円形とすることができ、複雑な形状とする必要がないので、組み立て治具の加工を容易にし、電子銃の組み立ても容易になる。
【００１６】
また、前記遮蔽カップの底部に形成された電子ビーム通過孔の内、少なくとも１個が非円形であることが好ましい。
【００１７】
この構成により、３本の電子ビームに与えられる非点収差量を個別に調整することができる。また、非点収差量のバラツキを電子ビーム通過孔の打ち抜き精度のみによって制限できる。
【００１８】
また、前記垂直電極板の３個の開孔のうち中央の開孔の径は、インライン方向において小さく、前記方向に垂直な方向で大きく形成されていることが好ましい。
【００１９】
この構成により、中央の開孔を通過する電子ビームにおいて、水平方向に長径をもつ外周電極のために水平方向よりも垂直方向のレンズ集束作用が強い負の非点収差を取り除くことができる。
【００２０】
また、前記水平電極板は、３本の電子ビームの中央のビーム付近と両側のビーム付近とで高さが異なることが好ましい。
【００２１】
この構成により、３本の電子ビームに与えられる非点収差量を個別に調整することができる。
【００２２】
【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。
【００２３】
図２に示すカラー受像管は、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を水平および垂直方向に偏向する。
【００２４】
本発明の電子銃の主レンズは、図１に示されるように互いに間隔を隔てて設けられた集束電極２３、最終加速電極２４と、最終加速電極２４に接続された遮蔽カップ２５で構成されている。主レンズを形成する集束電極２３は、図１および図３に示されるように、３本の電子ビーム（図示せず）を取り囲む外周電極２６と、垂直電極板２８とを有している。垂直電極板２８には電子ビームが通過する３つの開孔３０ａ、３０ｂ、３０ｃが形成されている。
【００２５】
最終加速電極２４は、３本の電子ビーム８ａ、８ｂ、８ｃを取り囲む外周電極２７のみで構成される。図１および図４に示すように、外周電極２７のスクリーン側端面に配設された遮蔽カップ２５に電子ビーム８ａ、８ｂ、８ｃが通過する内径Ｒの３つの開孔３１ａ、３１ｂ、３１ｃが形成され、遮蔽カップ２５の開孔３１ａ、３１ｂ、３１ｃの上下に集束電極２３に向かって延びる電極板（以下「水平電極板」という）２９が一対配設されている。
【００２６】
一般に、カラー受像管用電子銃では、集束電極２３に低電位が、最終加速電極２４に高電位がそれぞれ印加され、集束電極側に集束レンズ、最終電極側に発散レンズが形成され、これらの合成電界が主レンズ電界となる。遮蔽カップ２５の開孔３１ａ、３１ｂ、３１ｃの上下に配設される水平電極板２９は最終加速電極２４に電気的に接続され、高電位が加えられているため、最終加速電極２４内部に浸透する低電位が垂直方向のみで抑えられ、垂直方向の発散レンズだけが強くなる。したがって、水平方向に長軸を持つ外周電極２６、２７により発生する、水平方向よりも強い垂直方向のレンズの集束作用、つまり負の非点収差を取り除くことができる。
【００２７】
また、従来の主レンズのように最終加速電極内部に低電位の浸透を妨げる垂直電極板が存在しないため、特に水平方向について集束電極の低電位を最終加速電極内部により深く侵入させることが可能となり、水平方向の主レンズ口径を拡大できる。
【００２８】
ここまでは、水平方向よりも垂直方向のレンズ集束作用が強い負の非点収差を取り除くことについて説明したが、本発明では、さらに、非点収差を調整して有効な非点収差を主レンズに与えることも可能であり、また、水平方向の主レンズ口径をより拡大することもできる。
【００２９】
図５は、３次元シミュレーションにより求めた、水平電極板の高さ（管軸方向の長さ）ｈに対する水平方向の主レンズ口径、および垂直方向よりも水平方向のレンズ集束作用が強い非点収差（これを正の非点収差という）量の関係を示す。高さｈを高くしていくと、垂直方向よりも水平方向に強い集束レンズ作用が増すと同時に、水平方向の主レンズ口径をさらに拡大することができることがわかる。
【００３０】
前述したように、セルフコンバーゼンス磁界によって、特に蛍光体スクリーン面の周辺部では蛍光体スクリーン面上の電子ビームスポットが水平方向に長軸を置く横長扁平状に歪む傾向にあるので、負の非点収差を取り除くだけでなく、敢えて正の非点収差を主レンズに与えることが周辺部の水平スポット径の縮小化に有効である。
【００３１】
つまり、本発明では、水平電極板２９の高さｈを調整することによって、主レンズに与える正の非点収差を増すとともに水平方向の主レンズ口径をさらに拡大し、これにより、蛍光体スクリーン面の解像度をさらに高めることができる。
【００３２】
また、本発明によると、従来の電子銃のように最終加速電極内部に垂直電極板が存在しないので、水平電極板高さｈが垂直電極板の位置による制限を受けることがない。従って、垂直方向よりも水平方向に強い集束レンズ作用を主レンズに持たせるのに非常に適しており、水平電極板の高さｈを自由に変化させて、水平スポット径の縮小化および解像度の向上を容易に図れる。
【００３３】
以下、具体例を示す。図３に示すように、集束電極２３の水平開孔径Ｄｈ＝１９．２〔ｍｍ〕、垂直開孔径Ｄｖ＝８．２〔ｍｍ〕、垂直電極板２８の３つの開孔３０ａ、３０ｂ、３０ｃの垂直径Ｖｃ＝Ｖｓ＝８．０〔ｍｍ〕、センター開孔３０ｂの水平径ｈｃ＝４．７〔ｍｍ〕、サイド開孔３０ａ、３０ｃの水平径ｈｓｉ＝２．３５〔ｍｍ〕、ｈｓｏ＝４．０〔ｍｍ〕、垂直電極板２８の後退量Ｌ＝５．０〔ｍｍ〕である。図４に示すように、遮蔽カップ２５の３個の開孔３１ａ、３１ｂ、３１ｃの直径Ｒ＝４．８〔ｍｍ〕、遮蔽カップ２５に配設される電極板２９の幅ｗ＝６．５〔ｍｍ〕、すべての開孔の離心距離Ｓ＝５．５〔ｍｍ〕である。
【００３４】
このとき、電極板２９の高さｈを０〔ｍｍ〕として、非点収差量を０〔Ｖ〕とすると、実効的な主レンズの水平径をφ９．６〔ｍｍ〕という大きな口径にすることができる。さらに、電極板２９の高さｈを５．０〔ｍｍ〕として、非点収差量を１７００〔Ｖ〕とすると、実効的な主レンズの水平径をφ１０．６〔ｍｍ〕とさらに大きくすることができる。
【００３５】
以上の実施の形態では、遮蔽カップ２５の３つの開孔形状をすべて円形としたが、図６、図７、図８、図９に示すように、遮蔽カップのセンター孔３１ｂ、或いはサイド孔３１ａ、３１ｃの開孔形状を非円形とすることで３本の電子ビームに与えられる非点収差量を個別に調整することができる。また、非点収差量の調整を孔形状で行なうため、非点収差のバラツキを開孔の打ち抜き精度のみで制限でき、バラツキを低減できるといった利点もある。
【００３６】
また、遮蔽カップ２５の底部に形成する開孔を、上記の実施の形態のように３本の電子ビームにそれぞれ対応させて３つ形成するのではなく、共通する１つの開孔とすることもできる。
【００３７】
また、図１０に示したように、水平電極板２９の高さを中央部と両端部で変えることで３本の電子ビームに与えられる非点収差量を個別に調整することも可能である。
【００３８】
また、最終加速電極２４と遮蔽カップ２５を別部材として説明したが、これを一体物として形成してもよい。
【００３９】
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。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、比較的簡単な構造で、負の非点収差を取り除くと同時に、主レンズ口径を大きく、特に水平方向のレンズ口径を大きくして蛍光体スクリーン面上のスポット径を小さくできる。そのうえ、正の非点収差を主レンズに与えることが容易であるため、さらに水平方向のレンズ口径を大きくしてスポット径をさらに小さくすることができ、カラー受像管のフォーカス特性を格段に改善できる効果がある。
【００４１】
さらに、本発明では、最終加速電極内部に電極板が無いため、電子銃組立て時に最終加速電極、集束電極に対し同径、同軸の治具を用いて外周電極だけで位置規制を行うことが可能となって、電極板を治具で規制しなくて済むため、フォーカス特性を著しく劣化させる電極板の変形を無くし、電子銃の組立精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の主レンズ付近の断面図
【図２】カラー受像管の断面図
【図３】本発明の集束電極の平面図
【図４】本発明の最終加速電極の平面図
【図５】水平電極板の高さｈと水平方向の主レンズ口径、正の非点収差量との関係を示すグラフ
【図６】本発明の遮蔽カップ底面の電子ビーム通過孔の形状を示す図
【図７】本発明の遮蔽カップ底面の電子ビーム通過孔の形状を示す図
【図８】本発明の遮蔽カップ底面の電子ビーム通過孔の形状を示す図
【図９】本発明の遮蔽カップ底面の電子ビーム通過孔の形状を示す図
【図１０】本発明の水平電極板の他の実施の形態を示す図
【図１１】従来の電子銃の主レンズ部の断面図
【図１２】従来の集束電極の平面図
【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
８、８ａ、８ｂ、８ｃ  電子ビ−ム
１７  主レンズ
２３  集束電極
２４  最終加速電極
２５  遮蔽カップ
２６、２７  外周電極
２８  垂直電極板
２９  水平電極板
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３１ａ、３１ｂ、３１ｃ  電子ビーム通過孔
【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】
0003818074.tif 000009
【図９】
0003818074.tif 000010
【図１０】
0003818074.tif 000011
【図１１】
0003818074.tif 000012
【図１２】
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