JP3673024B2 - 電子銃 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、陰極線管用電子銃に係り、特に複数ビームを放出するカラーブラウン管用電子銃に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般にカラーブラウン管は、図4に示すように、パネル1およびファンネル2からなる外囲器を有し、そのパネル1の内面に、青、緑、赤に発光する3色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン3が設けられ、この蛍光体スクリーン3に対向して、その内側に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。一方、ファンネル2のネック5内に3電子ビーム6B ,6G ,6R を放出する電子銃7が配設されている。そして、この電子銃7から放出される電子ビーム6B ,6G ,6R をファンネル2の外側に装着された偏向装置8の発生する水平、垂直偏向磁界により偏向して、蛍光体スクリーン3を水平、垂直走査することにより,カラー画像を表示する構造に形成されている。
【0003】
このようなカラーブラウン管において、特に電子銃7を同一水平面上を通るセンタービーム6G および一対のサイドビーム6B ,6R からなる一列配置の3電子ビーム6B ,6G ,6R を放出するインライン型電子銃とし、この電子銃7に対して、偏向装置8の発生する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として、上記一列配置の3電子ビーム6B ,6G ,6R を自己集中するセルフコンバーゼンス・インライン型カラー受像管が、現在カラー受像管の主流となっている。
【0004】
上記一列配置の3電子ビーム6B ,6G ,6R を放出する電子銃7としては、各種構造のものがあるが、その1種にQPF(Quadra Potential Focus)型電子銃がある。この電子銃7は、図5に示すように、水平(H軸)方向に一列配置された3個のカソードK、このカソードKから蛍光体スクリーン方向に順次配置された第1乃至第6グリッドG1 〜G6 から構成され、その第1乃至第6グリッドG1 〜G6 に、それぞれ一列配置の3個のカソードKに対応して、3個の円形電子ビーム通過孔が一列配置に形成されている。
【0005】
この電子銃では、カソードKに約150Vの電圧が印加され、第1グリッドG1は接地され、第2グリッドG2には約700V、第3グリッドG3には約6kV、第4グリッドG4は、第2グリッドG2に接続されて約700V、第5グリッドG5は、第3グリッドG3に接続されて約6kVの電圧が印加され、第6グリッドG6には約26kVの高電圧(陽極電圧)が印加される。
【0006】
そして上記電圧の印加により、カソードKおよび第1、第2グリッドG1 ,G2 により、電子ビームを発生しかつ後述する主レンズに対する物点を形成する電子ビーム発生部が形成され、第2、第3グリッドG2 ,G3 により、電子ビーム発生部からの電子ビームを予備集束するプリフォーカスレンズが形成され、第3乃至第5グリッドG3 〜G5 により、上記プリフォーカスレンズで予備集束された電子ビームをさらに予備集束するサブレンズが形成され、第5、第6グリッドG5 ,G6 により、サブレンズで予備集束された電子ビームを最終的に蛍光体スクリーン上に集束する主レンズが形成される。
【0007】
ところで、カラーブラウン管の画質を良好にするためには、蛍光体スクリーン上での電子ビームのフォーカス特性を良好にすることが必要である。
【0008】
しかしながら上記電子銃が配設されたカラーブラウン管は、図6(a)に示すように、画面中央部のビームスポット10を円形としても、画面周辺部のビームスポット10が横長となりかつ上下ににじみ11が発生し、画面周辺部のフォーカス特性が劣化するという問題がある。
【0009】
このようにビームスポット10が横長となりかつ上下ににじみが発生する原因の1つに偏向収差がある。すなわち、画面の周辺部に偏向される電子ビームは、偏向装置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、水平方向に集束し、垂直方向に発散する作用を受けるためである。
【0010】
上記画面周辺部のフォーカス特性の劣化を解決する方法として、プリフォーカスレンズ、サブレンズおよび主レンズの少なくとも1部に水平方向の集束を垂直方向の集束よりも強いレンズを形成して、図6(b)に示すように、画面中央部のビームスポット10を縦長とするとともに、画面周辺部のビームスポット10の横長を緩和する方法がある。この方法によれば、画面中央部のビームスポット10を縦長とすることにより、画面全域の画質を補償することができる。
【0011】
しかしこのような方法は、画面周辺部のビームスポット10の横長は緩和されるものの、垂直方向には過集束となり、上下方向のにじみ11が依然として残る。また画面中央部のビームスポット10は、上下方向に不足集束状態となり、画面中央部のフォーカス特性が劣化する。
【0012】
ここで、上記画面中央部のビームスポットの縦長と画質との関係を、電子銃のフォーカス電圧と画面上のビームスポットとの関係により説明する。
【0013】
電子銃の水平方向の集束力と垂直方向の集束力とを同じにしたとすると、図7(a)に実線12H を水平方向、破線12V を垂直方向として示すように、画面中央では、水平方向のフォーカス電圧VfHと垂直方向のフォーカス電圧VfVとは一致し(Vf )、画面中央でのビームスポットは、ほぼ円形となる。これに対して、画面周辺部では、偏向収差の影響を受け、同(b)に示した実線12H および破線12V の関係からわかるように、ビームスポットは、横長かつ垂直方向に過集束状態となり、上下ににじみが発生する。
【0014】
これに対して、電子銃の水平方向の集束力を垂直方向の集束力よりも強くしたとすると、図8(a)に実線12H を水平方向、破線12V を垂直方向として示すように、画面中央で
VfH>VfV
となり、最適フォーカス電圧を数1とすると、
【数1】
画面中央でのビームスポットは、垂直方向には不足集束状態となり、縦長となる。これに対して、画面周辺部では、上下のにじみは緩和されるが、同(b)に示した実線12H および破線12V の関係からわかるように、依然として過集束状態となる。
【0015】
すなわち、電子銃の形成するプリフォーカスレンズ、サブレンズおよび主レンズの少なくとも1部に水平方向の集束が垂直方向の集束よりも強いレンズを形成すると、偏向収差によるフォーカスの劣化は、画面全域に分散され、部分的な劣化は補償されるが、画面全域を最適なフォーカス状態とすることはできない。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来、カラーブラウン管の偏向収差による画面周辺部のフォーカスの劣化を補償する方法として、QPF型電子銃を備えるカラーブラウン管では、水平方向の集束力を垂直方向の集束力よりも強くし、最適な水平および垂直方向のフォーカス電圧VfH,VfVを設定することで、画面全域でのフォーカスを補償しようとしている。
【0017】
しかしこのような方法は、画面周辺部での劣化は緩和されるが、画面中央を劣化させ、画面全域を最適なフォーカス状態にすることができないという問題がある。
【0018】
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、カラーブラウン管の画面全域で良好なフォーカス状態が得られる電子銃を構成することを目的とする。
【0019】
【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配置された複数個の電極を有し、これらカソードおよび複数個の電極によりカソード側から順次電子ビームを発生する電子ビーム発生部、この電子ビーム発生部からの電子ビームを予備集束するプリフォーカスレンズ、このプリフォーカスレンズで予備集束された電子ビームをさらに予備集束するサブレンズおよびこのサブレンズで予備集束された電子ビームを最終的に上記蛍光体スクリーン上に集束する主レンズが形成される電子銃において、プリフォーカスレンズに水平方向の集束が垂直方向の集束よりも強いレンズを形成し、サブレンズに水平方向の集束が垂直方向の集束よりも弱いレンズを形成し、主レンズに水平方向の集束が垂直方向の集束よりも強いレンズを形成する構成とした。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。
【0021】
図1にその一形態であるカラーブラウン管用電子銃を示す。この電子銃は、同一水平面上を通るセンタービームおよび一対のサイドビームからなる一列配置の3電子ビームを放出するインライン型電子銃であり、図1(a)に示すように、水平(H軸)方向に一列配置された3個のカソードK、これらカソードKを各別に加熱する3個のヒータ(図示せず)および上記カソードKから蛍光体スクリーン方向に順次配置された第1乃至第6グリッドG1 〜G6 を有し、これらヒータ、カソードKおよび第1乃至第6グリッドG1 〜G6 が一対の絶縁支持体(図示せず)により一体に固定されている。
【0022】
その第1乃至第4グリッドG1 〜G4 は板状電極、第5グリッドG5 は筒状電極、第6グリッドG6 はカップ状電極からなる。その第1グリッドG1 には、3個のカソードKに対応して、水平方向に3個の円形電子ビーム通過孔が一列配置に形成されている。第2グリッドG2 には、同(b)に示すように、3個のカソードに対応して水平方向に3個の縦長の電子ビーム通過孔20が一列配置に形成されている。第3グリッドG3 には、3個のカソードKに対応して、水平方向に3個の円形電子ビーム通過孔が一列配置に形成されている。第4グリッドG4 には、同(c)に示すように、3個のカソードに対応して水平方向に3個の横長の電子ビーム通過孔21が一列配置に形成されている。第5グリッドG5 の第4グリッドG4 との対向面には、3個のカソードKに対応して、水平方向に3個の円形電子ビーム通過孔が一列配置に形成され、第6グリッドG6 との対向面には、同(d)に示すように、3個の縦長の電子ビーム通過孔22が一列配置に形成されている。第6グリッドG6 の第5グリッドG5 との対向面には、3個のカソードKに対応して、水平方向に3個の円形電子ビーム通過孔が一列配置に形成されている。
【0023】
この電子銃では、カソードKに約150Vの電圧が印加され、第1グリッドG1は接地され、第2グリッドG2には約700V、第3グリッドG3には約6kV、第4グリッドG4は、第2グリッドG2に接続されて約700V、第5グリッドG5は、第3グリッドG3に接続されて約6kVの電圧が印加され、第6グリッドG6には約26kVの高電圧(陽極電圧)が印加される。
【0024】
上記電圧の印加により、この電子銃では、カソードKおよび第1、第2グリッドG1 ,G2 により、電子ビームを発生しかつ主レンズに対する物点を形成する電子ビーム発生部が形成され、第2、第3グリッドG2 ,G3 により、電子ビーム発生部からの電子ビームを予備集束するプリフォーカスレンズが形成され、第3乃至第5グリッドG3 〜G5 により、上記プリフォーカスレンズで予備集束された電子ビームをさらに予備集束するサブレンズが形成され、第5、第6グリッドG5 ,G6 により、サブレンズで予備集束された電子ビームを最終的に蛍光体スクリーン上に集束する主レンズが形成される。
【0025】
しかもその第2、第3グリッドG2 ,G3 により形成されるプリフォーカスレンズは、第2グリッドG2 の電子ビーム通過孔20を縦長としたことにより、水平方向の集束が垂直方向の集束よりも強い正の非点収差をもつレンズとなっている。また第3乃至第5グリッドG3 〜G5 により形成されるサブレンズは、第4グリッドG4 の電子ビーム通過孔21を横長としたことにより、水平方向の集束よりも垂直方向の集束が強い負の非点収差をもつレンズとなっている。さらに第5、第6グリッドG5 ,G6 により形成される主レンズは、第5グリッドG5 の第6グリッドG6 との対向面の電子ビーム通過孔22を縦長としたことにより、正の非点収差をもつレンズとなっている。
【0026】
このようにプリフォーカスレンズに正、サブレンズに負、主レンズに正の非点収差をもつレンズを形成すると、電子ビーム発生部からの電子ビームは、プリフォーカスレンズで正の非点収差の作用を受け、つぎのサブレンズで負の非点収差の作用を受ける。その結果、プリフォーカスレンズの正の非点収差により横長に変化した仮想物点は、サブレンズの負の非点収差により縦長に変化する作用を受け、主レンズに対する仮想物点を最適化することができる。
【0027】
一方、電子ビームの発散角は、一旦、プリフォーカスレンズで水平方向の発散角が抑えられ、垂直方向の発散角が拡大されるが、つぎのサブレンズでその発散角が反転し、水平方向の発散角を垂直方向の発散角よりも大きくして、正の非点収差をもつ主レンズを通って蛍光体スクリーンに入射する。
【0028】
その結果得られるフォーカス電圧に対するビームスポット特性は、垂直方向には、ほとんど感度を有さず、最適フォーカス電圧を水平方向のフォーカス電圧で決定できるようになる。したがってその水平方向のフォーカス電圧を最適に設定することにより、画面全域のフォーカス特性を良好にすることができる。
【0029】
この電子銃の正または負の非点収差をもつ各レンズの作用をさらに詳しく説明すると、サブレンズを強い負の非点収差をもつレンズとし、主レンズを強い正の非点収差をもつレンズとすることにより、サブレンズおよび主レンズを通過した電子ビームの水平方向と垂直方向の焦点距離を一致させることができる。この場合、サブレンズの強い負の非点収差で予備集束された電子ビームは、主レンズに対する水平方向の発散角が大きく、垂直方向の発散角が小さくなる。これにより、主レンズに対する電子ビームの水平方向の物点距離は短くなり、垂直方向の物点距離は長くなる。
【0030】
その結果得られるフォーカス電圧と画面上のビームスポットとの関係は、図2に水平方向を実線24H 、垂直方向を破線24V で示すように、フォーカス電圧に対する水平方向のビームスポット径が急俊に変化するのに対し、垂直方向のビームスポット径の変化は緩慢となり、フォーカス電圧に対してほとんど変化しなくなる。したがって水平方向のフォーカス電圧VfHを最適なフォーカス電圧に設定することにより、画面全域で最適なフォーカス特性が得られるようになり、垂直方向のフォーカス電圧VfVは無視できるようになる。
【0031】
しかしながらサブレンズの強い負の非点収差によって電子ビームの水平方向の発散角が拡大され、垂直方向の発散角が抑えられることにより、主レンズに対する仮想物点径は、水平方向が縮小し、垂直方向が拡大する。その結果、画面中央部のビームスポット径は縦長となり、画面中央部の画像を劣化させる。
【0032】
そこで、上記画面中央部でのビームスポットの縦長を補正する方法として、プリフォーカスレンズを強い正の非点収差をもつレンズとすると、電子ビーム発生部からの電子ビームは、そのプリフォーカスレンズの正の非点収差の作用により、水平方向の発散角が抑えられ、垂直方向の発散角が拡大される。また主レンズに対する仮想物点径は、水平方向が拡大し、垂直方向が縮小する。つまり、サブレンズとプリフォーカスレンズとで、発散角および仮想物点径は、ともに相殺する方向に変化するが、これら発散角および仮想物点径に対するサブレンズとプリフォーカスレンズの感度は異なるため、サブレンズで縦長となる仮想物点径をプリフォーカスレンズで補正する場合、サブレンズでの水平方向の発散角を拡大し、垂直方向の発散角を抑える作用は維持される。
【0033】
すなわち、プリフォーカスレンズの特に強い正の非点収差とサブレンズの特に強い負の非点収差とを組合わせることにより、サブレンズの作用で縦長となった仮想物点径をプリフォーカスレンズで補正し、しかも水平方向の発散角を大きく、垂直方向の発散角を小さくすることができる。この場合、フォーカス電圧に対するビームスポット径を、図3(a)および(b)に水平方向を実線24H 、垂直方向を破線24V で示すようになり、水平方向のフォーカス電圧VFHを最適なフォーカス電圧として、画面全域を良好なフォーカス状態とすることができる。
【0034】
【発明の効果】
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配置された複数個の電極を有し、これらカソードおよび複数個の電極により電子ビーム発生部、プリフォーカスレンズ、サブレンズおよび主レンズが形成される電子銃において、プリフォーカスレンズに水平方向の集束が垂直方向の集束よりも強いレンズを形成し、サブレンズに水平方向の集束が垂直方向の集束よりも弱いレンズを形成し、主レンズに水平方向の集束が垂直方向の集束よりも強いレンズを形成する構成とすると、水平方向のフォーカス電圧を最適なフォーカス電圧として、画面全域のフォーカス特性を良好にする電子銃とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a)はこの発明の実施の一形態であるカラーブラウン管用電子銃の構成を示す図、図1(b)はその第2グリッドの電子ビーム通過孔の形状を示す図、図1(c)はその第4グリッドの電子ビーム通過孔の形状を示す図、図1(d)はその第5グリッドの第6グリッドとの対向面の電子ビーム通過孔の形状を示す図である。
【図2】上記電子銃のフォーカス電圧とビームスポットとの関係を示す図である。
【図3】図3(a)はサブレンズを負の非点収差、主レンズを正の非点収差をもつレンズとした場合の画面中央におけるフォーカス電圧とビームスポットとの関係を示す図、図3(b)は画面周辺部におけるフォーカス電圧とビームスポットとの関係を示す図である。
【図4】カラーブラウン管の構成を示す図である。
【図5】従来のカラーブラウン管用電子銃の構成を示す図である。
【図6】図6(a)は上記従来の電子銃が配設されたカラーブラウン管のビームスポットの形状を示す図、図6(b)は電子銃の少なくとも1部に水平方向の集束が垂直方向の集束よりも強いレンズを形成した従来のカラーブラウン管のビームスポットの形状を示す図である。
【図7】図7(a)は水平方向の集束力と垂直方向の集束力を同じにした場合の画面中央におけるフォーカス電圧とビームスポットとの関係を示す図、図7(b)は画面周辺部におけるフォーカス電圧とビームスポットとの関係を示す図である。
【図8】図8(a)は水平方向の集束力を垂直方向の集束力よりも強くした場合の画面中央におけるフォーカス電圧とビームスポットとの関係を示す図、図8(b)は画面周辺部におけるフォーカス電圧とビームスポットとの関係を示す図である。
【符号の説明】
20…電子ビーム通過孔
21…電子ビーム通過孔
22…電子ビーム通過孔
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
K…カソード
Claims (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配置された複数個の電極を有し、これらカソードおよび複数個の電極により上記カソード側から順次電子ビームを発生する電子ビーム発生部、この電子ビーム発生部からの電子ビームを予備集束するプリフォーカスレンズ、このプリフォーカスレンズで予備集束された電子ビームをさらに予備集束するサブレンズおよびこのサブレンズで予備集束された電子ビームを最終的に上記蛍光体スクリーン上に集束する主レンズが形成される電子銃において、
上記プリフォーカスレンズには水平方向の集束が垂直方向の集束よりも強いレンズが形成され、上記サブレンズには水平方向の集束が垂直方向の集束よりも弱いレンズが形成され、上記主レンズには水平方向の集束が垂直方向の集束よりも強いレンズが形成されることを特徴とする電子銃。
Priority Applications (1)
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JP20451196A JP3673024B2 (ja) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | 電子銃 |
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JP20451196A Expired - Fee Related JP3673024B2 (ja) | 1996-08-02 | 1996-08-02 | 電子銃 |
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1996
- 1996-08-02 JP JP20451196A patent/JP3673024B2/ja not_active Expired - Fee Related
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