JP3095457B2 - 陰極線管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、陰極線管に係り、特
に端末用ディスプレイ装置などに用いられるモノクロー
ム陰極線管に好適な蛍光体スクリーン全域にわたり高解
像度が得られる陰極線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に画像を表示する陰極線管は、外囲
器内に蛍光体スクリーン、電子銃などか配置され、その
電子銃から放出される電子ビームを外囲器外側に装着さ
れた偏向ヨークの発生する水平および垂直偏向磁界によ
り偏向して、蛍光体スクリーンを水平、垂直走査するこ
とにより、この蛍光体スクリーン上に画像を表示する構
造に形成されている。

【０００３】このような陰極線管のうち、特に端末ディ
スプレイ装置用として、電子銃を高解像度が得られるク
ォドラポテンシャル型とし、この電子銃に偏向時の図形
歪を補正するためにピンクッション形水平偏向磁界およ
びバレル形垂直偏向磁界からなる非斉一磁界を発生する
偏向ヨークを組合わせたモノクローム陰極線管がある。

【０００４】図８にこのモノクローム陰極線管のクォド
ラポテンシャル型電子銃を示す。このクォドラポテンシ
ャル型電子銃は、カソードＫおよびこのカソードＫ上に
順次配列された第１乃至第６グリッドG1〜G6を有し、そ
れらが一対の絶縁支持体１により一体に固定された構造
に形成されている。この電子銃では、第３乃至第６グリ
ッドG3〜G6は、円筒状の電極からなり、これら電極によ
り電子ビームを最終的に集束する主レンズ部を構成して
いる。

【０００５】しかし、上記高解像度が得られるクォドラ
ポテンシャル型電子銃を用いても、これを非斉一磁界を
発生する偏向ヨークとを組合わせると、電子ビームは、
この偏向ヨークの発生する水平偏向磁界により、水平方
向には発散作用を、垂直方向には集束作用を受け、断面
形状が水平方向を長径とする楕円形状に歪む。また垂直
偏向磁界については、水平方向に集束作用を、垂直方向
に発散作用を受け、垂直方向を長径とする楕円形状に歪
む偏向収差を生ずる。なお、蛍光体スクリーンの対角方
向への偏向については、水平偏向磁界と垂直偏向磁界の
作用が相反するため、電子ビームの断面形状の歪は軽減
される。

【０００６】さらに、電子銃から放出される電子ビーム
の軌道は、電子ビームの偏向の増大にともなって長大と
なるため、蛍光体スクリーンの中央部で最適のフォーカ
ス電圧を設定しても、蛍光体スクリーンの周辺部では、
オーバーフォーカス状態となる。

【０００７】その結果、図９に示すように、蛍光体スク
リーン２の中央部でのビームスポット3aを真円として
も、周辺部のビームスポット3bは、高輝度のコア部４と
低輝度のハロー部５とからなる非円形となり、蛍光体ス
クリーン１周辺部での解像度がいちじるしく劣化する。

【０００８】このような蛍光体スクリーン周辺部でのビ
ームスポットの歪を補正する手段として、特開昭６１−
７４２４６号公報、特開昭６３−１４３７２５号公報、
特開昭６３−２４１８４２公報、特開昭６４−７１０３
９号公報などには、同一平面上を通る一列配置の３電子
ビームを放出する電子銃を有するインライン型カラー受
像管について、その電子銃の主レンズ部を構成する複数
の電極のうち、ユニポテンシャルレンズを構成する低電
圧側電極を３個の電極素子に分割し、これら電極素子に
非円形電子ビーム通過孔を設けて非対称レンズを形成す
るとともに、いずれか１個の電極素子に偏向ヨークの偏
向に同期して変化するダイナミック電圧を印加すること
により、上記偏向収差を補正するものが示されている。

【０００９】しかし、この技術を上記モノクローム陰極
線管用電子銃に適用しようとすると、図８に示した電子
銃では、主レンズ部を構成する第３乃至第６グリッドが
円筒形状であるため、つぎのような問題が生ずる。

【００１０】すなわち、図８に示した電子銃の主レンズ
部を構成する電極を、たとえば特開昭６４−７１０３９
号公報に示されているように３個の電極素子に分割し、
その電極素子に非円形電子ビーム通過孔を形成するとす
ると、分割された電極素子も円筒形状であるため、必然
的に非円形電子ビーム通過孔の短径は、電極素子の内径
よりも小さくなる。

【００１１】ところで、一般に電子レンズの性能は、レ
ンズを構成する電極の孔径が大きいほど良好となり、そ
の電子レンズの集束により蛍光体スクリーン上に得られ
るビームスポット径は小さくなる。したがって上記のよ
うに非円形電子ビーム通過孔のために短径が電極素子の
内径よりも小さくなる構造では、主レンズ部のレンズ性
能が低下し、蛍光体スクリーン上のビームスポット径は
大きくなり、解像度が劣化する。

【００１２】一方、このような円筒形状の電極素子につ
いて、非円形電子ビーム通過孔の短径を大きくするため
には、電極素子の外径を大きくしなければならず、その
ために電子銃を内蔵する外囲器のネック径が大きくな
り、偏向電力の増大をまねくことになる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、高解像
度が得られるクォドラポテンシャル型電子銃と偏向時の
図形歪を補正するために非斉一磁界を発生する偏向ヨー
クとを組合わせたモノクローム陰極線管は、その偏向ヨ
ークの発生する磁界の非斉一性のために、蛍光体スクリ
ーン周辺部でビームスポットが歪み、解像度がいちじる
しく劣化するという問題がある。

【００１４】この蛍光体スクリーン周辺部でのビームス
ポットの歪を補正するために、インライン型カラー受像
管の電子銃について知られているように主レンズ部を構
成する電極を３個の電極素子に分割して、その電極素子
に非円形電子ビーム通過孔を形成するとすると、モノク
ローム陰極線管用電子銃の主レンズ部を構成する電極は
円筒形状であるため、非円形電子ビーム通過孔の短径が
小さくなり、主レンズ部のレンズ性能が低下し、解像度
が劣化する。一方、この円筒形状の電極素子について非
円形電子ビーム通過孔の短径を大きくするために、電極
素子の外径を大きくすると、電子銃を内蔵する外囲器の
ネック径が大きくなり、偏向電力の増大をまねくという
問題がある。

【００１５】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたものであり、陰極線管、特にモノクローム陰極
線管において、その蛍光体スクリーン全域で高解像度が
得られるようにすることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】カソードおよびこのカソ
ードから蛍光体スクリーン方向に順次第１乃至第６グリ
ッドが配列されてなる電子銃を有し、この電子銃から放
出される電子ビームを偏向ヨークの発生するピンクッシ
ョン形水平偏向磁界およびバレル形垂直偏向磁界からな
る非斉一磁界により偏向して蛍光体スクリーン上に画像
を表示する陰極線管において、その電子銃の第３グリッ
ドと第５グリッドとを偏向ヨークの偏向に同期して変化
するダイナミック電圧が印加される電極とし、これら第
３および第５グリッド間に位置する第４グリッドを第３
グリッドから第５グリッド方向に順次位置する第１、第
２、第３電極素子で構成し、これら電極素子のうち第１
電極素子と第３電極素子とを円筒部とこの円筒部の一端
に形成されて互いに向合う水平方向を長径とする長円筒
部とからなる形状とし、第２電極素子に円形の電子ビー
ム通過孔とこの電子ビーム通過孔を水平方向から挟んで
第１および第３電極素子の長円筒部内に突出する一対の
電極板とを形成し、偏向ヨークの偏向に同期して変化す
るダイナミック電圧が印加される電極素子とした。

【００１７】

【作用】上記のように電子銃を構成すると、電子ビーム
が偏向されない場合、第２電極素子に印加されるダイナ
ミック電圧を第１、第３電極素子に印加される電圧と同
一として、第１、第２、第３電極素子間に回転対称レン
ズを形成することができる。

【００１８】また電子ビームが水平方向に偏向される水
平走査期間では、第２電極素子に印加されるダイナミッ
ク電圧を第１、第３電極素子に印加される電圧よりも低
くして、第１、第２、第３電極素子間に電子ビームに対
して水平方向に集束作用を及ぼし、垂直方向に発散作用
を及ぼす非回転対称レンズを形成することができ、偏向
ヨークのピンクッション形水平偏向磁界に基づく偏向収
差を相殺する垂直方向を長軸とする楕円形状にすること
ができる。

【００１９】また電子ビームが垂直方向に偏向される垂
直走査期間では、第２電極素子に印加されるダイナミッ
ク電圧を第１、第３電極素子に印加される電圧よりも高
くして、第１、第２、第３電極素子間に電子ビームに対
して水平方向に発散作用を及ぼし、垂直方向に集束作用
を及ぼす非回転対称レンズを形成することができ、偏向
ヨークのバレル形垂直偏向磁界に基づく偏向収差を相殺
する水平方向を長軸とする楕円形状とすることができ
る。

【００２０】したがって上記第１、第２、第３電極素子
間に形成される非回転対称レンズの作用により、蛍光体
スクリーン周辺部での解像度の劣化を防止できる。

【００２１】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明を実施例に基
づいて説明する。

【００２２】図７にその一実施例であるモノクローム陰
極線管の全体の構成を示す。この陰極線管は、フェース
プレート10およびこのフェースプレート10に一体に溶着
された漏斗状のファンネル11からなる外囲器を有し、そ
のフェースプレート10内面に蛍光体スクリーン12が形成
され、またファンネル11のネック13内に単電子ビーム14
を放出する電子銃15が配設されている。そして、この電
子銃15から放出される電子ビーム14をファンネル11の径
大部16とネック13との境界部外側に装着された偏向ヨー
ク17の発生するピンクッション形水平偏向磁界およびバ
レル形垂直偏向磁界により偏向して、上記蛍光体スクリ
ーン12を水平、垂直走査することにより、この蛍光体ス
クリーン12上に画像を表示する構造に形成されている。

【００２３】上記電子銃15は、クォドラポテンシャル型
電子銃であり、図１に示すように、１個のカソードＫお
よびこのカソードＫから蛍光体スクリーン方向に順次配
列された第１乃至第６グリッドG1〜G6を有し、そのカソ
ードＫおよび第１乃至第６グリッドG1〜G6がそれぞれ支
持体19を介して一対の絶縁支持体20により一体に固定さ
れた構造に形成されている。

【００２４】その第１および第２グリッドG1，G2は、円
板状の電極から、第３、第５および第６グリッドG3，G
5，G6は、円筒状の電極からなり、これら電極には、そ
れぞれカソードＫに対応して電子ビーム通過孔が形成さ
れている。また第４グリッドG4は、図２に示すように、
第３グリッド側から第５グリッド方向に順次配列された
第１、第２、第３電極素子G41 ，G42 ，G43 に分割され
ている。

【００２５】その第１および第３電極素子G41 ，G43
は、図３に示すように、円筒部22の一端に水平方向（Ｘ
軸方向）を長径とし、垂直方向の幅が円筒部22の内径に
等しい長円筒部23の形成された形状をなす。これに対
し、第２電極素子G42 は、図４に示すように、カソード
Ｋに対応する電子ビーム通過孔24の形成された板状電極
からなり、その板面の両側に電子ビーム通過孔24を挟ん
で水平方向の両側に一対の電極板25が設けられている。
そしてこれら第１、第２、第３電極素子G41 ，G42，G43
は、図２に示したように、第１電極素子G41 と第３電
極素子G43 の各長円筒部23を向合わせ、この向合った両
長円筒部23の内側に第２電極素子G42 の電極板25が位置
する如く配置されている。

【００２６】この電子銃15の各電極には、動作時、つぎ
の電圧が印加される。すなわち、カソードＫに５０〜１
５０Ｖの電圧に映像信号を重畳した電圧が印加され、第
１グリッドG1は接地（０Ｖ）され、第２グリッドG2と第
４グリッドG4の第１および第３電極素子G41 ，G43 とは
接続されて６００〜１０００Ｖの電圧Ｖc2が、その第４
グリッドG4の第２電極素子G42 には、図５に示すよう
に、Ｖc2を基準電圧としてこれに偏向ヨークに流れる偏
向電流に同期して変化するダイナミック電圧Ｖd1を重畳
した電圧（Ｖc2＋Ｖd1）が、第３グリッドG3と第５グリ
ッドG5とは接続され、図６に示すように、所定の基準電
圧（フォーカス電圧）Ｖf に偏向ヨークに流れる偏向電
流に同期して変化するダイナミック電圧Ｖd2の重畳され
た電圧（Ｖf ＋Ｖd2）が、そして第６グリッドG6には１
５〜２０kVの電圧（陽極電圧）Ｖaが印加される。

【００２７】図５に示したように、上記第４グリッドG4
の第２電極素子G42 に印加される電圧（Ｖc2＋Ｖd1）
は、偏向電流に同期して変化するダイナミック電圧Ｖd1
が一定の基準電圧Ｖc2を跨いで変化し、水平偏向電圧Ｖ
H の包絡線27a ，27b のうち、上端の包絡線27a が１垂
直走査期間28の中央において基準電圧Ｖc2と一致し、下
端の包絡線27b が１垂直走査期間28の両端において基準
電圧Ｖc2と一致するように調整されている。また、図６
に示したように、第３グリッドG3と第５グリッドG5とに
印加される電圧（Ｖf ＋Ｖd2）は、常時、所定の基準電
圧Ｖf よりも高く、偏向電流に同期して変化するダイナ
ミック電圧Ｖd2の水平偏向電圧ＶH の包絡線29a ，29b
のうち、下端の包絡線28b が１垂直走査期間28の中央に
おいて基準電圧Ｖf と一致するように調整されている。

【００２８】上記電圧の印加により、この電子銃15で
は、第３乃至第５グリッドG3〜G5間にユニポテンシャル
形のサブレンズが形成され、第５、第６グリッドG5，G6
間にバイポテンシャル形の主レンズが形成され、これら
電子レンズによりカソードＫから放出される電子ビーム
を蛍光体スクリーン上に集束する。

【００２９】この場合、第４グリッドG4の第２電極素子
G42 に印加される偏向電流に同期して変化するダイナミ
ック電圧Ｖd1は、電子ビームが偏向されないとき（偏向
量が０）、図５（ａ）に示したように、第１および第３
電極素子G41 ，G43 に印加される電圧Ｖc2と同一値とな
る。そのため、第１乃至第３電極素子G41 〜G43 間に
は、非回転対称レンズは形成されず、第３乃至第５グリ
ッドG3〜G5間に形成されるサブレンズは、回転対称レン
ズとなる。一方このとき、この第３および第５グリッド
G3，G5には、蛍光体スクリーン上でビームスポットが最
小となるフォーカス電圧Ｖf が印加される。

【００３０】また、電子ビームを水平方向に偏向すると
き、すなわち水平走査期間30では、第４グリッドG4の第
２電極素子G42 に印加される偏向電流に同期して変化す
るダイナミック電圧Ｖd1は、第１および第３電極素子G4
1 ，G43 に印加される電圧Ｖc2よりも低くなる。そのた
め、第１乃至第３電極素子G41 〜G43 間には、図６
（ａ）に矢印31，32で示すように、電子ビーム14に対し
て、水平方向（Ｘ軸方向）には集束作用を及ぼし、垂直
方向（Ｙ軸方向）には発散作用を及ぼす非回転対称レン
ズが形成される。その結果、第１乃至第３電極素子G41
〜G43 間を通過する電子ビーム14は、垂直方向を長径と
する楕円形状となり、偏向ヨークのピンクッション形水
平偏向磁界により発生する水平方向を長径とする楕円形
状にする偏向収差を相殺する。

【００３１】また、電子ビームを垂直方向に偏向すると
き、すなわち垂直走査期間28では、第４グリッドG4の第
２電極素子G42 に印加される偏向電流に同期して変化す
るダイナミック電圧Ｖd1は、第１および第３電極素子G4
1 ，G43 に印加される電圧Ｖc2よりも高くなる。そのた
め、第１乃至第３電極素子G41 〜G43 間には、図６
（ｂ）に矢印33，34で示すように、電子ビーム14に対し
て、水平方向には発散作用を及ぼし、垂直方向には集束
作用を及ぼす非回転対称レンズが形成される。その結
果、第１乃至第３電極素子G41 〜G43 間を通過する電子
ビーム14は、水平方向を長径とする楕円形状となり、偏
向ヨークのバレル形垂直偏向磁界により発生する垂直方
向を長径とする楕円形状にする偏向収差を相殺する。

【００３２】なお、電子ビームが対角方向に偏向された
とき、水平および垂直偏向収差が相殺され、非回転対称
レンズによる補正を不要とするが、これに対し、第４グ
リッドG4の第２電極素子G42 に印加される偏向電流に同
期して変化するダイナミック電圧Ｖd1は、第１および第
３電極素子G41，G43 に印加される電圧Ｖc2と同一値と
なり、非回転対称レンズは形成されない。したがって補
正はおこなわれない。

【００３３】一方、第３グリッドG3と第５グリッドG5と
に印加される偏向電流に同期して変化するダイナミック
電圧Ｖd2は、図５（ｂ）に示したように、水平偏向時、
垂直偏向時、対角偏向時のいずれの場合も、蛍光体スク
リーン中央部での最適フォーカス電圧Ｖf よりも高くな
り、主レンズ部全体の集束作用が弱まる。したがって電
子銃から放出された電子ビームの軌道が偏向の増大にと
もなって長大となるために生ずるオーバーフォーカス状
態を補正する。

【００３４】したがって、上記のように構成された電子
銃15を用いると、蛍光体スクリーン12周辺部の偏向収差
および電子ビームの軌道の長大化にともなうオーバーフ
ォーカス状態が解決され、蛍光体スクリーン12中央部の
解像度を劣化することなく、周辺部の解像度を大幅に向
上させることができる。

【００３５】しかも、この電子銃15では、第４グリッド
G4を３分割し、その第１および第３電極素子G41 ，G43
の向合わせの端部に、水平方向を長径として各円筒部22
の内径に等しい幅の長円筒部23が形成され、その各長円
筒部23の内側に第２電極素子G42 の電極板25が位置する
如く配置されているので、レンズ性能を低下させる径小
部がなく、しかも３分割された各電極素子G41 ，G42 ，
G43 を他の電極とともに一体に固定する一対の絶縁支持
体20は、各長円筒部23の幅方向に配置されるので、一対
の絶縁支持体20の間隔を広げる必要もなく、従来の陰極
線管のネックと同径のネック内に電子銃15を配設でき、
偏向電力の増大を避けることができる。

【００３６】

【発明の効果】カソードから蛍光体スクリーン方向に順
次第１乃至第６グリッドが配列されてなる電子銃から放
出される電子ビームを偏向ヨークの発生するピンクッシ
ョン形水平偏向磁界およびバレル形垂直偏向磁界からな
る非斉一磁界により偏向して蛍光体スクリーン上に画像
を表示する陰極線管において、その電子銃の第３グリッ
ドと第５グリッドとを偏向ヨークの偏向に同期して変化
するダイナミック電圧が印加される電極とし、これら第
３および第５グリッド間に位置する第４グリッドを第３
グリッドから第５グリッド方向に順次位置する第１、第
２、第３電極素子で構成し、これら電極素子のうち第１
電極素子と第３電極素子を円筒部とこの円筒部の一端に
形成されて互いに向合う水平方向を長径とする長円筒部
とからなる形状とし、第２電極素子に円形の電子ビーム
通過孔とこの電子ビーム通過孔を水平方向から挟んで第
１および第３電極素子の長円筒部内に突出する一対の電
極板とを形成し、偏向ヨークの偏向に同期して変化する
ダイナミック電圧が印加される電極素子とすると、偏向
電力を増加させるネック径の増大を避け、かつ主レンズ
部の性能を低下させることなく、蛍光体スクリーン全域
にわたり良好に解像度をもつ陰極線管を構成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例であるモノクロ陰極線管の
電子銃の構成を示す図である。

【図２】その電子銃の第４グリッドの構成を示す図であ
る。

【図３】図３（ａ）はその第４グリッドの第１および第
３電極素子の構造を示す平面図、図３（ｂ）はその断面
図である。

【図４】図４（ａ）はその第４グリッドの第２電極素子
の構造を示す平面図、図４（ｂ）はその断面図である。

【図５】図５（ａ）はその第４グリッドの第２電極素子
に印加される電圧の波形を示す図、図５（ｂ）は第３お
よび第５グリッドに印加される電圧の波形を示す図であ
る。

【図６】図６（ａ）は電子ビームを水平方向に偏向する
ときの第４グリッドの３分割された電極素子の作用を説
明するための図、図６（ｂ）は電子ビームを垂直方向に
偏向するときの第４グリッドの３分割された電極素子の
作用を説明するための図である。

【図７】この発明の一実施例であるモノクロ陰極線管の
構成を示す図である。

【図８】従来のモノクロ陰極線管の電子銃の構成を示す
図である。

【図９】従来のモノクロ陰極線管の蛍光体スクリーン上
のビームスポットの形状を示す図である。

【符号の説明】

10…フェースプレート 11…ファンネル 12…蛍光体スクリーン 13…ネック 15…電子銃 17…偏向ヨーク 22…円筒部 23…長円筒部 24…電子ビーム通過孔 25…電極板 G1…第１グリッド G2…第２グリッド G3…第３グリッド G4…第４グリッド G5…第５グリッド G6…第６グリッド G41 …第１電極素子 G42 …第２電極素子 G43 …第３電極素子

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カソードおよびこのカソードから蛍光体
   スクリーン方向に順次第１乃至第６グリッドが配列され
   てなる電子銃を有し、この電子銃から放出される電子ビ
   ームを偏向ヨークの発生するピンクッション形水平偏向
   磁界およびバレル形垂直偏向磁界からなる非斉一磁界に
   より偏向して上記蛍光体スクリーン上に画像を表示する
   陰極線管において、上記電子銃の第３グリッドと第５グ
   リッドとを上記偏向ヨークの偏向に同期して変化するダ
   イナミック電圧が印加される電極とし、これら第３およ
   び第５グリッド間に位置する第４グリッドを上記第３グ
   リッドから第５グリッド方向に順次位置する第１、第
   ２、第３電極素子で構成し、これら電極素子のうち第１
   電極素子と第３電極素子には円筒部とこの円筒部の一端
   に形成されて互いに向合う水平方向を長径とする長円筒
   部とからなる形状とし、上記第２電極素子には円形の電
   子ビーム通過孔とこの電子ビーム通過孔を水平方向から
   挟んで上記第１および第３電極素子の長円筒部内に突出
   する一対の電極板とが形成され、上記偏向ヨークの偏向
   に同期して変化するダイナミック電圧が印加される電極
   素子としたことを特徴とする陰極線管。