JP2685764B2 - 陰極線管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、電子ビームの偏向量に応じた動的電位を電
子銃の電極に供給し、電子ビームの集束状態を動的に可
変する手段を具備した陰極線管に関する。 （従来の技術） 一般に、陰極線管は第５図に示すように、外囲器
（１）の前面内側にスクリーン面（２）が設けられ、コ
ーン部には、偏向ヨーク（８）が設けられ、ネック
（３）の内側には、電子ビームを放出する電子銃（４）
が配設されていおり、この電子ビームを偏向ヨーク
（８）により偏向走査して所望の画像を表示している。 電子銃（４）は、電子ビームを発生する陰極、この陰
極に対して順次スクリーン面（２）方向に配置され、上
記陰極からの電子ビームの発生を制御する低電圧が印加
される電極、上記陰極から放出された電子ビームを集束
し加速する電極などからなる複数の電極で構成された電
子レンズを形成している。ここで、一般に、加速電極に
は、外囲器（１）側面に設けられた陽極端子（５）から
内部導電膜（６）などを介して、高圧の陽極電圧が印加
される。特にカラー受像管では、20〜30kV程度の高電圧
が印加される。またこの場合、集束電極を分割し、一方
には、５〜8kV程度の直流電位を、他方には、前記直流
電位に、前記電子ビームの偏向走査に同期した、数百〜
数千Ｖの交流電位を重畳した動的電位をネック（３）端
部を封止するステム部に配置されたステム・ピン（７）
を介して供給し、電子レンズの集束状態を変えて、スク
リーン面全域にわたって解像度を向上しようとする方法
が例えば特開昭61−39346号公報に示されている。 このように、電子ビームに同期した交流成分を含んだ
動的電位を集束電極に供給した場合、各々の電極間に
は、浮遊容量があるので動的電位を供給している集束電
極以外の電極に静電誘導によって所望の電位に電子ビー
ムに同期した交流成分が重畳する現象が起こる。動的電
位を供給している集束電極と対向して、電子レンズを形
成する一方の集束電極にも電子ビームに同期した交流成
分が重畳し、相方の集束電極の相対的な電位差は、時間
的に動的電位の交流成分だけとはならないので事実上こ
のような動的な電子ビームの集束状態は、スクリーン全
面にわたって、解像度を上げることが困難となる。 電子レンズの強度可変範囲を広げるには、動的電位の
交流成分の電位を上げることで、ある程度解決するが、
他の電極に重畳する交流成分も増加するため、効果的な
方法ではないし、さらに、動的電位を管外から供給する
ための管内と管外を電気的に結ぶステム・ピンの耐電圧
特性が実用上問題となる。 又、特開昭58−161233号公報には管内に分圧抵抗器を
配置し、この抵抗器に供給する高電圧の変動に退従した
分圧電圧を得るための時定数補正用容量素子が内蔵され
た陰極線管が示されている。 この場合の高電圧とはスクリーン電圧に相当する。 しかし、この技術の目的はコンパージェンスの変動を
抑制するためのものであり、コンパージェンス電極に抵
抗分割した電位を与えこの電位のリップル分を平衡する
ための平衡用容量素子を内蔵したことにすぎず、、ダイ
ナミック電位をフォーカス電極に与えた場合、浮遊容量
等によって他の電極に誘導したダイナミック電圧を抑制
することができない。 さらに、この技術では抵抗器は高電圧に接続されてい
なければならないし、時定数補正用容量素子も高電位に
直接、直流的に接続しなければならない。 （発明が解決しようとする問題点） 以上、述べたように、従来の技術では、電子ビームの
集束状態を動的に可変するために集束電極に印加する動
的な電位が他の電極電位に重畳することにより、電子ビ
ームの集束状態を所望通りに動的可変することが困難と
なる。 〔発明の構成〕 （問題点を解決するための手段） 本発明は管内に容量素子を内蔵させ、この容量素子の
一端を動的電位の印加する電極以外の他の電極に接続
し、他端を接地電位、又は直流電流に接続し、あるい
は、容量素子の他端にこの動的電位に同期した逆極性の
動的電位を印加することによってスクリーン全体にわた
って高い解像度を有する陰極線管を提供することができ
る。 （作 用） 本発明は容量素子の他端を接地又は、直流電源に接続
すると、重畳する交流成分は容量素子を通って接地電位
にバイパスされる。従って容量素子の接続している電極
に、重畳する動的電位の交流成分がほとんどなくなり、
電子レンズは正常に動作する。 また、容量素子の他端に動的電位に同期した逆極性の
動的電位を印加し、積極的に誘導する交流成分をキャン
セルさせても、電子レンズは正常に動作する。 このように、本発明を実施することで、誘導交流成分
をなくすことができ動的電位を印加し、電子レンズの集
束状態を所望通りに可変することが可能となりスクリー
ン全域にわたって、高い解像度を有した陰極線管を提供
することが可能となる。 （実施例） 次に本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明す
る。 第１図は本発明の一実施例を示す陰極線管の電式銃部
の概略断面図である。 第１図（ａ）及び（ｂ）において、ヒータ（図示せ
ず）を内装し、一直線上に配列された３個の陰極（K
R），（KG），（KB）、第１電極（10）、第２電極（2
0）、第３電極（30）、第４電極（40）、第５電極（5
0）、複数の中間電極（70），（80）及び第６電極（6
0）、コンバーゼンスカップ（90）がこの順に配置さ
れ、絶縁支持棒（200）により支持・固定されている。 電子銃の近傍には抵抗器（100）が具備され、一端（1
10）は第６電極（60）に接続され、他端（120）は接
地、そして、中間点（130），（140）はそれぞれ所定の
中間電極（70），（80）に接続されている。 第１電極（10）は薄い板状電極であり、径小の３個の
電子ビーム通過孔が穿設されている。第２電極（20）も
薄い板状電極であり、径小の３個の電子ビーム通過孔が
穿設されている。 第３電極（30）は、２個のカップ状電極（31），（3
2）の開放端を突き合せてあり、第２電極側には、第２
電極（20）に穿設された電子ビーム通過孔よりもやや径
大な３個の電子ビーム通過孔が穿設されている。 第４電極側には径大な３個の開孔が穿設されている。
第４電極（40）は２個のカップ状電極（41），（42）の
開放端を突き合わせてあり、それぞれには、３個の径大
な開孔が穿設されている。 第５電極（50）は、複数のカップ状電極（51），（5
2），（53），（54）から構成され、各々には３個の径
大な開孔が穿設されている。 中間電極（70），（80）は、厚板電極に径大な３個の
開孔が穿設されている。第６電極（60）は、２個のカッ
プ状電極（61），（62）から構成され、各々には、３個
の開孔が穿設されている。カップ状電極（62）の底部に
はコンバーゼンスカップ（90）が固着されている。尚、
開孔は、第１電極から第６電極まで、全て円形開孔とす
る。 陰極（KR），（KG），（KB）には、例えば150V程度の
直流電圧と、画像に対応した変調信号が印加される。 第１電極（10）は接地、第２電極（20）には約600Vが
印加される。陰極（KR），（KG），（KB）、第１電極
（10）、及び第２電極（20）とで三極部を形成し、電子
ビームを放射させるとともに、クロスオーバを形成す
る。第３電極（30）と、第５電極（50）は管内にて接続
され、約7KVが印加され集束電圧となる。第４電極（4
0）は管内にて第２電極（20）と接続されている。そし
て、第６電極（60）には25KV〜30KV程度の最終加速電圧
が印加される。 第２電極（20）と第３電極（30）とでプリフォーカス
レンズを形成し、三極部から射出する電子ビームを予備
集束する。第３電極（30）、第４電極（40）、第５電極
（50）とで、補助レンズが形成され、電子ビームを更に
予備集束する。 抵抗器（100）により、中間電極（70）には、最終加
速電圧の約40％の電圧が供給され、中間電極（80）には
最終加速電圧の約65％の電圧が供給される。第５電極
（50）、中間電極（70），（80）、第６電極（60）とで
主レンズが形成され、電子ビームを、画面上に最終的に
集束する。このような主レンズは、中間電極（70），
（80）により主レンズ領域が拡張されているので、拡張
電界レンズと呼ばれ、長焦点レンズとすることができる
ものである。 ここで、電子銃部の各電極を絶縁支持する絶縁支持棒
（200）上には容量素子（300）が配置してあり、片面の
絶縁支持棒（200）には抵抗体（100）が配設されてい
る。（図示せず）。容量素子（300）の一端は、中間電
極（70）に接続してあり、他端は接地電位に接続されて
いる。これを交流的な等価回路で示したのが第２図であ
る。（C₁），（C₂）及び（C₃）は、それぞれ第６電極
（60）と中間電極（80）、中間電極（70）と（80）及び
中間電極（70）と第５電極（50）の静電容量であり、本
実施例では、いずれの値も約1pFである。R₁,R₂,R₃は、
管内々蔵抵抗体の抵抗値で、それぞれR₁＝787MΩ,R₂＝5
63MΩ,R₃＝900MΩである。 ここで、ダイナミック電圧の中心周波数を約15KHzと
すると交流インピーダンスを考慮して とすれば、中間電極（70）との接続点（130）での交流
分は容量素子（300）を通って接地されるので、接続点
（130）の交流成分は、約C₃/Cに減少し、C₃《Ｃとする
とほとんど交流成分は、中間電極（70）に影響を与えな
いことになり、同時に中間電極（80）の交流分はカット
される。 本実施例では、容量素子の静電容量を約30pFにしてい
る。従って、容量素子を接続していないとき、中間電極
（70）にはピーク−ピーク1KVのダイナミック電位の約2
/3の670Vが重畳していたのに対し容量素子を接続して、
約20Vまで減少することができ、実用上問題のないレベ
ルまで改善することができた。 ここで第６図により本実施例の陰極線管の電子銃部の
主レンズ部に形成される等電位分布について詳述する。
第６図（ａ）は、電子銃部の水平方向断面図、第６図
（ｂ）は垂直方向断面図である。（50）は第５電極、
（70），（80）は中間電極（60）は第６電極であり、抵
抗器は図示していない。 まず、第６図（ａ）に示す水平方向断面図では、第５
電極（50）内に浸透する集束性電界は、中央孔（54
2）、両側孔（541），（543）に対応する等電位線が共
通となる。一方、第６図（ｂ）に示す垂直方向では、電
極の側壁（55）の影響により、等電位線の曲率は、水平
方向よりも小さくなる。つまり、垂直方向の集束作用
は、水平方向よりも相対的に強くなる。 同じように考えて、第６電極（60）内に侵透する発散
性電界は、垂直方向が水平方向よりも相対的に強くな
る。 以上の考え方により、主レンズの集束作用は、集束電
界と、発散電界が分離、独立しており、かつ、集束電界
は相対的に垂直方向に強く、発散電界は、相対的に垂直
方向に強いレンズとなっている。 電子ビームが、偏向を受けないで、画面中央部にある
ときは、第５電極（50）には所定の集束電圧が印加され
ており、前記非対称性集束電界と非対称性発散電界は平
衡状態となって、電子ビームはほぼ真円状に集束され
る。 次に、電子ビームが画面周辺部に偏向されたときは、
集束電圧を所定の値よりも増加させる。このとき、集束
電圧は、中間電極（70）に印加されている値に近接する
ので、集束電界は弱くなる。一方、発散電界は変化しな
いので、主レンズ全体としては、発散電界が相対的に強
くなったことになる。すなわち、垂直方向にアンダーフ
ォーカス状態となり、偏向磁界から受けている、オーバ
ーフォーカス状態を解消することができる。 次に第７図を用いて、電子ビームの偏向と集束電極に
印加する偏向量に同期した動的電位について説明する。
第７図（ａ）は、電子ビームを偏向する偏向電流と時間
の関係図である。第７図（ｂ）は偏向に同期して集束電
圧に重畳するダイナミック電圧と時間との関係を示して
いる。 偏向電流がゼロ、つまり電子ビームが画面中央部にあ
るときは、ダイナミック電圧もゼロであり、電子ビーム
が画面周辺部に偏向されるに従い、ダイナミック電圧も
放物線状に高くなっている。これにより、集束電圧は、
画面周辺部に偏向されるのに同期して、上昇するので、
前記した如く、電子ビームの垂直方向のみをアンダーフ
ォーカス状態とする所望のダイナミック動作をし、解像
度を上げることができるはづであるが、ダイナミック電
圧の印加されている第１図（ｂ）の第５電極（50）に対
向した中間電極（70）と（80）には、各電極間に存在す
る浮遊容量によって、ダイナミック電圧の交流成分が誘
導し電子レンズが悪影響を受けてしまう。しかし本発明
でばこの誘導した交流成分は容量素子（300）を通って
接地電位にバイパスされる。従って容量素子の接続して
いる電極に重畳する動的電位の交流成分はほとんどなく
なり、電子レンズは常に正常に動作する。 上述した交流成分が従来の陰極線管の様に制御できな
い場合には、電子レンズを形成する電極間の電位差が正
常動作時の電位差とは異なってしまう。その結果電子レ
ンズは正常時のレンズ作用を保ってなくなり、陰極線管
スクリーン全域にわたって解像度を向上させることがで
きなくなるという重大な問題がある。 次に容量素子について説明する。 第４図は本実施例で用いた管内々蔵用の容量素子（30
0）の概略図である（ｂ）は（ａ）の断面である。 容量素子（300）は、セラミックス板（301）の両面に
電極板（302）を接合し、この上を絶縁物（303）でコー
ティングしてある。この容量素子（300）の寸法は、長
さ約50mm、幅約8mm厚さ約1mmとしている。セラミックス
板の比誘電率は約９のものを使用しているので静電容量
は約30pFである。 次に本発明の第２の実施例を第３図を用いて説明す
る。 第３図において、容量素子（300）の他端を接地せ
ず、ダイナミック電圧（V_D）と同相の逆極性電位（−
V_D）を印加する。他は第１の実施例と同様である。この
ようにすることによって中間電極（70）に重畳する電位
を積極的にキャンセルすることができ、スクリーン全域
にわたって解像度を向上させることができる。 本発明の実施例では、電子銃の基本構造としてクロー
ドラポテンシャル型と呼ばれる複合型電子銃を例にとっ
て説明してあるが、その他の複合型電子銃にも適用でき
るし、バイポテンシャル型、あるいはユニポテンシャル
型等の電子銃にも適用できる。 また、中間電極が２個の場合について説明したが１個
の場合、あるいは３個以上でも、本発明は適用でき、ま
た、本実施例では、電子ビームがインライン状に配列し
た構造について説明したが、デルタ型の配列であって
も、本発明を適用できる。 〔発明の効果〕 以上述べた如く、本発明は電子ビームの偏向量に応じ
た動的電位を集束電極に供給しても他の電極にその誘導
電位が重畳することなく、電子ビームの集束状態を所望
通りに可変することができ、スクリーンの全域にわたっ
て解像度を大幅に向上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】 第１図（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施例を示す
電子銃部の概略断面図、第２図は第１図（ｂ）の等価回
路図、第３図は本発明の第２の実施例を示す電子銃部の
概略断面図、第４図（ａ）は容量素子の概略図、第４図
（ｂ）は第４図（ａ）の断面図、第５図は従来の陰極線
管の概略断面図、第６図（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ主
レンズ部の水平方向及び垂直方向の等電位分布図、第７
図（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ偏向電流及びダイナミッ
ク電圧の特性図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅原 繁 埼玉県深谷市幡羅町１―９―２ 株式会 社東芝深谷ブラウン管工場内 (72)発明者 長谷川 隆弘 埼玉県深谷市幡羅町１―９―２ 株式会 社東芝深谷ブラウン管工場内 (56)参考文献 特開 昭63−4538（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−161233（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−116735（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．少なくとも、スクリーン部、偏向部及び電子銃部を
   備え、前記電子銃部からスクリーン部に向けて射出する
   電子ビームを前記偏向部により前記スクリーン部に偏向
   走査させ所望の画像を表示する陰極線管であって、前記
   電子銃部は、電子ビーム発生部と、この電子ビームを制
   御、加速及び集束するための少なくとも第1,第２及び第
   ３の電極より成り、各々の電極には所要の電位を供給し
   その内の少なくとも１つの電極には、前記偏向走査に応
   じた動的電位を供給し、電子ビームの集束状態を動的に
   可変する電子レンズを備え、前記動的電位が供給されて
   いない他の電極の少なくとも１つに、容量素子を管内で
   接続配置し、前記容量素子は、少なくとも２つの端子を
   有し、一端は、前記動的電位が供給されていない他の電
   極の少なくとも１つに接続されており、他端の少なくと
   も１つは、前記動的電位に同期した逆極性の動的電位に
   接続したことを特徴とする陰極線管。 ２．前記容量素子が接続されている電極には、管内内蔵
   抵抗体によりスクリーン部に印加している陽極電位を抵
   抗分割電位として所定の電位を供給したことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の陰極線管。 ３．前記容量素子は、セラミックスを誘電体とし、この
   セラミックスの両面に電極が設けられた構造を支持する
   絶縁支持棒の背面に配置されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の陰極線管。