JP2957604B2

JP2957604B2 - カラー受像管装置

Info

Publication number: JP2957604B2
Application number: JP21403989A
Authority: JP
Inventors: 武敏下間; 英治蒲原; 繁菅原; 慈郎下河辺
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-08-22
Filing date: 1989-08-22
Publication date: 1999-10-06
Anticipated expiration: 2014-10-06
Also published as: JPH0378941A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明はカラー受像管装置に係り、特にインライン配
列された３本の電子ビームを共通の大口径レンズで集束
および集中させる電子銃を備えるカラー受像管装置に関
する。

（従来の技術）一般的なカラー受像管装置の水平断面を第13図に示
す。

同図において、カラー受像管装置１は、スクリーン面
２をもつフェースプレート３と、このフェースプレート
３とファンネル４を介し連結されたネック５と、このネ
ック５に内装された電子銃６と、ファンネル４からネッ
ク５にかけてこの外壁に装着された偏向装置７と、前記
スクリーン面２と所定間隔をもって対設されたシャドウ
マスク９と、前記ファンネル４の内壁から前記ネック５
の一部にかけて一様に塗布された内部導電膜10とファン
ネル４の外部に塗布された外部導電膜11と、ファンネル
４の一部に設けられた陽極端子（図示せず）とを具備し
ている。

そして、スクリーン面２には赤色、緑色および青色発
光蛍光体がストライプ状又は点状に多数塗布されてお
り、電子銃６から出た３本の電子ビームB_R,B_GおよびB_B
がシャドウマスク９により選択されてそれぞれの蛍光体
を衝撃し、これを発光させる。

また、電子銃６はインライン配列の平行な３本の電子
ビームB_R,B_GおよびB_Bを発生、制御ならびに加速するた
めの電子ビーム形成部GEと、これらの電子ビームを集
束、集中させるための主電子レンズ部MLを有している。
そして、３本の電子ビームB_R,B_GおよびB_Bを前記偏向装
置７によりスクリーン全面に偏向走査することにより、
映像を形成する。

３電子ビームを集中させる方法として、例えば米国特
許第2957106号明細書に示されているように、陰極から
射出される電子ビームをはじめから傾斜して集中する技
術がある。また、米国特許第3772554号明細書に示され
るように、電子銃電極に設けられた３電子ビーム通過用
開口のうち一部電極の両側の開口を電子銃の中心軸から
僅かに外側へ偏心させることにより、電子ビームの集中
を行なっている技術があり、いずれも広く採用されてい
る。

また、偏向装置は基本的には、電子ビームを水平方向
に偏向する水平偏向磁界を発生するための水平偏向コイ
ルおよび電子ビームを垂直方向に偏向する垂直偏向磁界
を発生するための垂直偏向コイルとを有している。実際
のカラー受像管装置においては、電子ビームを偏向した
ときに、３電子ビームスポットのフェースプレートでの
集中がくずれているので、この集中のくずれを防止する
ため工夫が施されている。これはコンバーゼンスフリー
システムと称され、水平偏向磁界をピンクッション形、
垂直偏向磁界をバレル形にすることにより蛍光面全域に
於いて、３電子ビームが集中するようにしたものであ
る。

以上述べた如く、カラー受像管は多くの開発技術の採
用により品位は向上しているが、管の大型化、高品位化
が普及するにつれて新たな問題がクローズアップされつ
つある。

即ち、電子ビームのスクリーン上でのスポット径の
大きさの問題、偏向されたときのスクリーン周辺部で
の電子ビームスポットの形状の歪の問題、スクリーン
全面でのコンバーゼンスの問題がある。

管が大型になると電子銃からスクリーン面までの距離
が長くなり、電子レンズの電子光学的倍率が大きくなっ
てスクリーン上でのスポット径を大きくしてしまい、解
像度を劣化させてしまう。スポット径を小さくするには
電子銃の電子レンズの性能を向上させなければならな
い。またスクリーン全面でのコンバーゼンス品位を向上
させるためには、３本の電子ビームの間隔を小さくした
方が良い。

本発明者等はこのような問題点を解決する電子銃とし
て、３電子ビームに共通に作用する大口径電子レンズを
有するものを提案している。

この大口径電子レンズを用いることにより、管が大型
となっても、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、この大口径電子レンズの陰極側レン
ズ領域内に、補助電極を配置して、この補助電極によっ
て、さらに、３本の電子ビームの集中、両側の電子ビー
ムのコマ収差を補正するものとして、例えば特願昭63−
240809号を提案している。

しかしながら、このような構成の電子銃においても、
中央と両側の電子ビームの集束力の差は未だ大きな問題
として残る。これは、中央の電子ビームが大口径電子レ
ンズの中央部で集束されるのに対し、両側の電子ビーム
は大口径電子レンズの中央部より若干外側の部分で集束
されるためである。このため本発明者等は、大口径電子
レンズの陰極側レンズ領域内に配置した前記補助電極の
形状を工夫することにより、水平方向に関しては中央の
電子ビームと両側の電子ビームの集束力を合わせること
ができた。しかしながら、垂直方向に関しては、中央の
電子ビームと両側の電子ビームの集束力が合わず、スク
リーン上においては中央の電子ビームが略円形の良好な
スポットとなった場合に、両側の電子ビームは縦長のス
ポットとなる。あるいは両側の電子ビームが略円形の良
好なスポットとなった場合に、中央の電子ビームは縦長
のスポットとなるという問題がある。従って、中央と両
側の電子ビームのスポットの垂直方向径が同じになるよ
うに電極電圧を設定すると、ビームスポットが縦長とな
り、垂直方向の解像度が劣化するという問題がある。

（発明が解決しようとする課題）このように、３本の電子ビームに共通に作用する大口
径電子レンズを備えたカラー受像管では、中央と両側の
電子ビームの水平方向の集束力は合わせることができる
が、中央と両側の電子ビームの垂直方向の集束力を合わ
せることができないという問題点があり、これにより垂
直方向の解像度が劣化する。

本発明は、かかる従来技術の問題点を解決すべくなさ
れたものであり、中央の電子ビームと両側の電子ビーム
を同時に良好に集束させることができるカラー受像管装
置により、より解像度の高い画像を提供することを目的
とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）すなわち本発明のカラー受像管装置は、中央及び両側
の３本の電子ビームを発生、制御、加速する陰極を含む
電子ビーム形成部とこの電子ビームを集束、集中させる
主電子レンズ部とを備える、インライン形電子銃部、偏
向部およびスクリーン部を備え、前記電子銃から発射さ
れる電子ビームを偏向部により垂直方向および水平方向
に偏向走査するカラー受像管装置において、前記主電子
レンズ部は、３本の電子ビームに共通に作用する大口径
電子レンズと、この大口径電子レンズより陰極側にあっ
て、３本の電子ビームを共通に通過させる実質的にイン
ライン方向に細長い開孔をもつ電極とを有し、この電極
により主として垂直方向のみを集束させる電子レンズを
形成し、３本の電子ビームのうち中央の電子ビームと両
側の電子ビームのインライン方向と直交する方向の集束
力を異ならせるようになされたカラー受像管装置であ
る。

（作用）本発明では、３本の電子ビームに共通に作用する大口
径電子レンズを有すると共に、この大口径電子レンズよ
り陰極側に、３本の電子レンズを共通に通過させる実質
的にインライン方向に細長い開孔を持つ電極によって主
として垂直方向にのみ集束させる電子レンズを形成して
いる。この電子レンズにおいて、中央の電子ビームと両
側の電子ビームとが、垂直方向に異なる強さの集束力を
補正する手段を有している。

従って、この電子レンズと共通大口径電子レンズを同
時に用いることにより、水平方向、垂直方向共に中央の
電子ビームと両側の電子ビームを同時に、良好に集束さ
せるようにしたものである。

（実施例）以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明す
る。

第１図は、本発明を実施したカラー受像管装置のネッ
ク部付近と、スクリーン中央部の一部分のＹ−Ｚ面の断
面を示し、第２図（ａ）は中央の電子ビームの通過位置
でのＸ−Ｚ面の断面を、第２図（ｂ）は両側の電子ビー
ムの通過位置でのＸ−Ｚ面の断面を示す。

第１図、第２図においてネック（５）内に配置されて
いる電子銃部（100）は、カソードＫ、第１グリッドG₁,
第２グリッドG₂,第３グリッドG₃,第４グリッドG₄,第５
グリッドG₅,第６グリッドG₆,第７グリッドG₇,第８グリ
ッドG₈,第９グリッドG₉とこれらを支持する絶縁支持体M
FG及びバルブスペーサBSからなり、電子銃（100）はネ
ック下部のステムピン（STP）に固定されている。

前記カソードＫは、内部にそれぞれヒータＨをもって
おり、３本の電子ビームB_R,B_G,B_Bを発生する。

また、第１グリッドG₁,第２グリッドG₂は、前記３個
のカソードに対応して３つの比較的小さなビーム通過孔
を有し、第３グリッドG₃の第２グリッドG₂側は、第２グ
リッドG₂より大きな３個のビーム通過孔を有し、Ｋから
G₃までの部分においてカソードＫからの電子ビームを制
御、加速し、謂ゆる電子ビーム形成部GEとなる。

次いで第３グリッドG₃の第４グリッドG₄側と第４グリ
ッドG₄及び第５グリッドG₅の第４グリッドG₄側は、第３
図の如く同じく３つのカソードＫに対応して３つの比較
的大きなビーム通過孔（121）を有する。また、第５グ
リッドG₅の第６グリッドG₆側、第６グリッドG₆、第７グ
リッドG₇及び第８グリッドG₈の第７グリッドG₇側は第４
図の如くＸ方向に細長い１つのビーム通過孔（122）を
有する。

ここで、第６グリッドG₆の第７グリッドG₇側、第７グ
リッドG₇及び第８グリッドG₈の第７グリッドG₇側は、集
束力補正手段として第７図の如く、Ｘ方向に細長いビー
ム通過孔（122）の中央の電子ビームが通過する部分に
おいてのみビーム通路にほぼ平行となるように、グリッ
ドの筒の内側へ折り込んだ上下一対の小壁部を有する電
極パーツを用いている。

さらに、第８グリッドG₈は、スクリーン側が大きな円
筒LCY8となっており、この内部には第５図に示すような
３つの非円形ビーム通過孔（123）（124）をもつ電界制
御板ECDがあり、この電界制御板ECDは、両側の非円形ビ
ーム通過孔（124）の上下にそれぞれ１対のひさし（VI
S）が取り付けられており、さらにこの３つの非円形ビ
ーム通過孔径も第５図の如く中央（123）と両側（124）
では異っている。

第９グリッドG₉は、第８グリッドG₈を包囲する大きな
円筒状の電極LCY9であり、第８グリッドG₈の円筒LCY8と
の間に実質的に大口径電子レンズLELを形成する。

第９グリッドG₉の先端外周には、バルブスペーサ（B
S）が設けられ、ファンネル（４）内壁からネック
（５）内壁に塗布されている導電膜（10）と接触してフ
ァンネルに設けてある陽極端子から陽極高電圧を供給す
るようになっている。

以上のカソードＫ、第１グリッドG₁から第９グリッド
G₉までが絶縁支持体MFGによって固定支持されている。
また、ネック（５）からファンネル（４）にかけて偏向
ヨーク（７）が取り付けられており、電子銃からの３本
の電子ビームB_R,B_G,B_Bを水平，垂直に偏向するための水
平偏向コイルと垂直偏向コイルから成る。さらにビーム
の軌道の調整のための多極磁石PCMが配置してある。

前記電子銃は、第９グリッドG₉を除いて全ての電極は
ステムピン（STP）を通じ外部より所定の電圧が印加さ
れるようになっている。

以上の電極構成において、例えば、カソードＫは約15
0Vのカットオフ電圧とし、これに映像信号を加え、第１
グリッドG₁は接地電位とし、第２グリッドG₂は500V〜1k
V、第３グリッドG₃は５〜10kV、第４グリッドG₄、第５
グリッドG₅はそれぞれ500〜3kV、第６グリッドG₆、第８
グリッドG₈はそれぞれ５〜10kV、第７グリッドG₇は15〜
20kV、第９グリッドG₉は陽極高電圧の25〜35kVを印加す
る。

次に第６図（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す本発明の電
子銃の等価光学モデルに沿って説明する。第６図（ａ）
は、Ｘ−Ｚ断面での等価光学モデル、第６図（ｂ）およ
び（ｃ）は、それぞれ中央の電子ビームの通過位置での
Ｙ−Ｚ断面、および両側の電子ビームの通過位置でのＹ
−Ｚ断面での等価光学モデルである。

各カソードＫからその変調信号に応じて発生したビー
ムは、カソードＫ、第１グリッドG₁、第２グリッドG₂に
より、中心軸（Z_R），（Z_G），（Z_B）と交わり、第１の
クロスオーバCO₁を形成して第２グリッドG₂、第３グリ
ッドG₃によるプリフォーカスレンズPLによって僅かに集
束され、G₃の中へ発散しながらはいっていく。

G₃の中へはいってきた各ビームB_R,B_G,B_Bは、G₃からG₉
までの主電子レンズ部において集束作用、且つ、両側の
ビームB_R,B_Bは集中作用を受けてスクリーンSCN（２）上
に集束，集中する。この３本の電子ビームは、偏向ヨー
ク（７）により水平方向，垂直方向に偏向走査され、ス
クリーンSCN（２）上に所定の映像を映出する。このと
きスクリーン周辺部では、偏向ヨーク（７）の磁界によ
り偏向収差をうけるので、スクリーン周辺部に於ては主
電子レンズの状態を変化させ、偏向収差を相殺するよう
にする。すなわち、第１のクロスオーバCO₁を形成してG
₃へはいってきた個々の電子ビームは、G₃,G₄,G₅の円形
のビーム通過孔によって形成される個々の弱い円筒ユニ
ポテンシャルレンズELSで水平方向、垂直方向共にそれ
ぞれ少し集束される。

次いで、G₅,G₆の横長ビーム通過孔によって形成され
る平行平板レンズVL₁により個々の電子ビームはそれぞ
れ垂直方向（Ｙ−Ｚ断面）のみ強く集束される。このた
め、G₆の中間部で各ビームは垂直方向において中心軸と
再び交差し、第２のクロスオーバCO₂を形成し、その後
発散しながらG₇へ進んでいく。次いで、G₆,G₇,G₈の横長
ビーム通過孔によって形成される平行平板レンズVL₂に
より各ビームは垂直方向に少し集束され、最後にG₈,G₉
によって形成される大口径電子レンズにより、水平方
向、垂直方向共に集束され、且つ両側のビームは集中作
用を受けてスクリーン中央部に小さなビームスポットを
形成する。

ここで、第８グリッドG₈と第９グリッドG₉によって形
成される共通大口径電子レンズは、水平方向においては
中央の電子ビームと両側の電子ビームに対して同じレン
ズ強度となっているため、３本の電子ビームが同時に良
好に集束されるが、垂直方向のレンズ強度は、中央の電
子ビームに対してより両側の電子ビームに対して強くな
っている。

これに対し、第９図（ａ）および（ｂ）はそれぞれ中
央の電子ビーム通過位置、および両側の電子ビーム通過
位置での第６グリッドG₆,第７グリッドG₇、第８グリッ
ドG₈のＹ−Ｚ断面と等電位線を示すものではある。この
図から明らかなように、中央の電子ビーム通過位置での
第６グリッドG₆,第８グリッドG₈への等電位線の浸透
は、両側の電子ビーム通過位置での等電位線の浸透より
も急峻になっているため、中央の電子ビームに対して形
成される電子レンズの垂直方向のレンズ強度は、両側の
電子ビームに対して形成される電子レンズの垂直方向の
レンズ強度よりも強くなる。従って、第６図（ｂ），
（ｃ）に示すように、垂直方向においても、中央の電子
ビームと両側の電子ビームが同時に良好に集束する。こ
のため水平方向、垂直方向共解像度の高い、高品位な画
像が得られる。これは第７図に示すようにG₆,G₇,G₈の電
子ビーム通過孔の中央ビームが通過する位置に小壁部を
有するためのである。

本実施例においては、中央の電子ビームの通過位置に
のみ筒の内側へ折り込んだ上下一対の小壁部（130）を
有する電極パーツを第６グリッドG₆の第７グリッドG
₇側、第７グリッド、第８グリッドG₈の第７グリッドG₇
側に用いているが、第４グリッドG₄の第５グリッドG
₅側、第５グリッドG₅、第６グリッドG₆の第５グリッドG
₅側に用いても良い。また、第４グリッドG₄の第５グリ
ッドG₅側、第５グリッドG₅、第６グリッドG₆、第７グリ
ッドG₇、第８グリッドG₈の第７グリッドG₇側に用いても
良い。

また、第７図に示す電極パーツの代わりに、第８図
（ａ）に示す如く、中央の電子ビームの通過位置と両側
の電子ビームの通過位置の両方を挟むような平行平板状
の上下一対の壁部（131）を設け、この壁部（131）が中
央の電子ビーム通過位置に対応するところが両側の電子
ビームの通過位置に対応する部分よりＺ方向の長さが長
い形状の電極パーツを用いても良い。

また、共通大口径電子レンズを形成する第８グリッド
G₈、第９グリッドG₉の形状等によっては、第８図（ｂ）
に示す如く、筒の内側へ折り込んだ上下一対の壁部（3
2）を中央の電子ビームの通過位置と両側の電子ビーム
の通過位置の両方に有しており、かつ中央の電子ビーム
の通過位置に配置してある上記壁部（132）のＺ方向の
長さが、両側の電子ビームの通過位置の壁部のＺ方向の
長さよりも短い形状すなわち中央部が凹んだ壁部を有す
る電極パーツを用いても良い。

さらに、第10図に示す如く、３本の電子ビームを共通
に通過させ、かつ中央の電子ビームの通過位置でのビー
ム通過孔の垂直方向径（ａ）が、両側の電子ビームの通
過位置でのビーム通過孔の垂直方向径（ｂ）と異なる電
極パーツを用いても良い。この場合も、第１の実施例と
同様に、中央の電子ビームと両側の電子ビームに対して
形成される電子レンズの垂直方向レンズ強度が異なるた
め、中央と両側の電子ビームの集束状態を合わせること
ができる。

また、第１の実施例において、第６グリッドG₆の第７
グリッドG₇側および第８グリッドG₈の第７グリッドG₇側
の電極の対向面より電極の内側へ折り込まれた上下一対
の壁部のＺ方向の長さが、中央の電子ビーム通過位置と
両側の電子ビーム通過位置とで等しくなっており、第７
グリッドG₇の第６グリッドG₆側の対向面及び第８グリッ
ドG₈側対向面に、第11図（ａ），（ｂ）及び第12図に示
す如く、中央の電子ビームの通過位置あるいは両側の電
子ビームの通過位置に上下一対の金属電極片（50），
（51）を設けても良く、この場合でも第１の実施例と同
様に、中央の電子ビームと両側の電子ビームの垂直方向
の集束状態を合わせることができる。すなわちこの実施
例においては、G₆のG₇側,G₇,G₈のG₇側の電極対向面より
内側に折り込まれ、中央と両側ビーム通過位置ともに同
じ高さの壁部と、G₇のG₆側対向面とG₇のG₈側対向面に設
けた金属電極片により、集束状態を補正している。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明のカラー受像管装置によれ
ば、共通大口径電子レンズにより、非常に小さなビーム
スポットが得られ、かつ３電子ビームが水平方向、垂直
方向共同時に集束されるため、解像度が高い、高品位の
画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図（ａ），（ｂ）は本発明を実施した
カラー受像管装置の要部Ｙ−Ｚ断面図およびＸ−Ｚ断面
図で、第２図（ａ）は中央電子ビーム通過孔の断面、第
２図（ｂ）は両側電子ビーム通過孔の断面図、第３図、
第４図、第５図は本発明による電子銃電極の平面図、第
６図（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明による電子銃の等
価光学モデル、第７図、第８図（ａ），（ｂ）は本発明
による電子銃の電極パーツの斜視図、第９図は本発明に
よる電子銃電子レンズを説明する図、第10図、第11図
（ａ），（ｂ）は本発明の他の実施例の電極平面図、第
12図は本発明の他の実施例の電極のＹ−Ｚ断面図、第13
図は一般的なカラー受像管装置の概略図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者下河辺慈郎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64−31333（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−69441（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01J 29/46 - 29/68

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】１本の電子ビームと２本の両側電子ビーム
からなる３本の電子ビームを発生、制御、加速する陰極
を含む電子ビーム形成部とこの電子ビームを集束、集中
させる主電子レンズ部とを備えてなるインライン形電子
銃部、偏向部およびスクリーン部を備え、前記電子銃か
ら発射される電子ビームを偏向部により垂直方向および
水平方向に偏向走査するカラー受像管装置において、前
記主電子レンズ部は３本の電子ビームに共通に作用する
大口径電子レンズと、この大口径電子レンズより前記陰
極側にあって、前記３本の電子ビームに対し、主として
垂直方向のみを集束させるように共通に作用する電子レ
ンズを形成する実質的にインライン方向に細長い開孔を
もつ電極と、前記３本の電子ビームのうち中央の電子ビ
ームと両側の電子ビームとでインライン方向と直交する
方向の集束力を異ならせるように作用する集束力補正手
段とを有することを特徴とするカラー受像管装置。