JP3742122B2 - カラー受像管用インライン型電子銃 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はカラー受像管用インライン（Ｉｎ−Ｌｉｎｅ Ｔｙｐｅ）電子銃に関するもので、詳しくは偏向ヨークによる磁界の影響により画面のコーナー部で電子ビームスポットが劣化されることを防止し得るようにしたカラー受像管用インライン型電子銃に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常使用されているカラー受像管のフォーカス特性に影響を及ぼす一つの要因は受像管電子銃の主レンズ球径である。良好なフォーカス特性を得るためには主レンズの球径を大きくするのが望ましい。しかし、インライン型電子銃には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色にそれぞれ対応する３つの電子銃を同一平面に配列して一体化しているので内径が限定されたネック管内に電子銃を収容すると、各電子銃の主レンズを構成する円筒の球径及び主レンズ間隔を通じて得た値が大きく制限され、主レンズ球径を増大する要求を収容するのが大変難しい。
【０００３】
前記問題点に関して、添付画面を参照して詳細に以下に説明する。
図１は従来構造の電子銃を備えるカラー受像管の平面断面図である。図面符号１はカラー受像管のカラーガラス外周器である。カラーガラス外周器１のフェースプレート（ｆａｃｅ ｐｌａｔｅ）部２の内壁に３色の蛍光体を交互にストライプ（ｓｔｒｉｐｅ）形態に塗布した蛍光面３が支持されている。陰極６，７，８の中心軸１５，１６，１７はＧ１電極９，Ｇ２電極１０、主レンズを構成する電極中の一つである電極であるＧ３電極１１及び遮蔽カップ１３の各陰極に対応する開孔部の中心軸と一致し、共通平面上に相互平行に（Ｚ−Ｚ方向に対して）配置されている。前記遮蔽カップ１３の両側には前記遮蔽カップ１３と密着されるようにコンタクトスプリング１３ａが付着されている。主レンズを構成するさらに１つの電極であるＧ４電極の中央の開孔部の中心軸は中心軸１６と一致するが、外側の両側開孔の中心軸１８，１９はそれぞれ対応する中心軸１５，１７と一致しないように小さい変位を有している。各陰極６，７，８から射出される３つの電子ビームは中心軸１５，１６，１７に沿って主レンズに入射される。
【０００４】
主レンズ形成電極は、図６に示すように、集束電極であるＧ３電極１１と加速電極であるＧ４電極１２とから構成され、これらはそれぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つのビームに共通であり、予定された量だけ一定に電極内に平行に曲げられた形態になったバーリング部１１６，１２６を備える。又、前記Ｇ３及びＧ４電極１１，１２の所定外周縁の一側には競走用トラック形態の対向断面であるリム部１１５，１２５が対向して形成されている。
【０００５】
一方、前記Ｇ３電極１１及びＧ４電極１２の内側には水平方向（Ｘ−Ｘ′）より垂直方向（Ｙ−Ｙ′）が長い楕円形の中央開孔１１９，１２９を有し，その中央開孔１１９，１２９の両側は楕円形の開孔が半分に切断された形態に作られた板状電極１１３，１２３が前記リム部１１５，１２５から一定距離を置いて外周電極で取り囲まれて接地される。
【０００６】
Ｇ３電極１１はＧ４電極１２より低電位に設定され、高電位のＧ４電極１２は遮蔽カップ１３、ガラス外周器１の内壁に接地された導電膜５と同一電位となっている。通常、Ｇ３電極１１はＧ４電極１２の２０〜３０％の電圧が印加される。Ｇ３，Ｇ４の両電極１１，１２の中央部の開孔は同軸になっているので、中央に形成される主レンズは軸対称になり、中央ビームは主レンズにより集束された後、軸に沿う軌道を直進する。
【０００７】
一方、両電極の外側の開孔は互いに外れるので、外側には非軸対称の主レンズが形成される。このため、外側に配置されているサイドビームは主レンズ領域のうちＧ４電極１２側に形成される発散レンズ領域でレンズ中心軸から中央ビーム方向に外れた部分を通過し、主レンズによる集束作用と同時に中央ビーム方向の集束力を受ける。このようにして３つの電子ビームはシャドーマスク４上で結像するとともに相互重合して集中する。このような方式に各ビームを集中させる操作を静コンバーゼンス（ｓｔａｔｉｃ ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ、以下ＳＴＣという）と呼ぶ。さらに、電子ビーム２３はシャドーマスクにより色選別を受けた各ビームに対応する色の蛍光対を励起発光させる成分のみがシャドーマスク４の開孔を通過し、蛍光面３に到達する。又、電子ビーム２３を蛍光面上に走査するため、画面周辺部に偏向させるために１つの外部磁気偏向ヨーク１４がガラス外周器１の外部中央に接地されている。
【０００８】
３つの電子ビームに共通である主レンズは水平方向の集束／加速電界に比べて垂直方向の集束／加速電極の影響が強いため、主レンズ通過後の３つの電子ビームの形状が、水平が垂直より長い横長形として現れるので、電子ビームの横長化現象を補償し得る、垂直直径が水平直径より長い楕円形状の開孔を有する板状電極１１３，１２３をリム部１１５，１２５から一定間隔後退させてＧ３電極１１とＧ４電極１２に配設することにより電子ビームの横長化現象を補償し、このような主レンズ構造は板状電極１１３，１２３の後退量によりサイドビームの重要な特性である集束力、つまりＳＴＣが得られ、水平方向と垂直方向電子ビームの集束力差（以下、非点収差と言う）が発生することになる。
【０００９】
偏向ヨーク１４により電子ビーム２３が偏向磁界の影響を受けて画面のコーナー部（図示せず）に偏向されるにつれて水平方向集束力は弱化され、垂直方向集束力は強化されることにより、電子ビームが劣化されることを防止するために、従来の電子銃はセンター部で非点収差を引き起こしてコーナー部での劣化を補償する方式を用いた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような方式は、画面中央部の電子ビームの劣化とコーナー部の劣化が依然として少し現れるので、それにより画面の全面が劣化されるか又は板状電極が変形される等の問題点が発生していた。
従って、本発明の目的は主レンズ形成電極の集束電極であるＧ３電極を第１集束電極と第２集束電極とに分離し、第２集束電極に偏向電流により変化するフォーカス電圧を印加することにより、主レンズに最も密接な水平集束及び垂直発散レンズを形成し得るカラー陰極線管用インライン型電子銃を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明のカラー陰極線管用インライン型電子銃は３つの電子ビームに共通である外周電極を折曲して楕円形態に形成し、その電極の断面の所定部位に水平より垂直が長く形成された矩形の開孔を少なくとも３つ以上形成した第１集束電極と、第１集束電極から一定間隔を隔てて形成され、その内部が中空形態である第２集束電極でなるＧ３電極と、前記Ｇ３電極から一定間隔を隔てて配置され、３つの電子ビームに共通である外周電極の内部に一定距離後退して制御電極を配設したＧ４電極とから構成される。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の実施例を添付図面に沿って詳細に説明する。
図１は本発明による電子銃の一実施例の要部（主レンズ形成電極部）を一部切欠して示す斜視図である。本発明の電子銃の一実施例によるレンズ形成電極において、Ｇ３電極１００は一側が開放され楕円形円筒形態に構成された第１集束電極３０と、両側が開放され楕円形円筒形態に構成された第２集束電極４０とに分離構成され、前記第１及び第２集束電極３０，４０は互いに一定距離を置いて離れ、接地される。
【００１３】
そして、前記第１集束電極３０の前面（第２集束電極４０に対向する面）に形成された極板３１には中央ビーム（図示せず）に対向し、所定の間隔を置いて３つの矩形開孔３２が形成されている。前記開孔３２の数は３つに限定されるのではないが、できるだけ３つを形成することが望ましい。又、前記極板３１に形成された各々の開孔３２の間を電子ビームが通過することになる。
【００１４】
一方、第２集束電極４０は第１集束電極３０と後述するＧ４電極２００との間に互いに一定間隔をおいて形成される。そして、第２集束電極４０は３つの電子ビームに共通であるとともに電極の両端が同一程度に電極内に曲げられた形状のバーリング部３５を形成し、第１集束電極３０方向又はＧ４電極２０方向への対向断面にトラック形状のリム部３７を形成して、外周電極を構成する。
【００１５】
Ｇ４電極２００はＧ３電極１００の第２集束電極４０の前方に位置する。そして、Ｇ４電極２００は前記第２集束電極４０と同様に３つの電子ビームに共通であるとともに前記第２集束電極４０方向への端部が電極内に平行に曲げられた形状のバーリング部３５ａとその対向面にトラック形状のリム部３７を形成した外周電極を備え、この外周電極の内部に前記リム部から一定距離後退させて中空の矩形（□）形態の静電場制御電極体２４が挿入される。ここで、図１は一部切欠図面であるので、前記静電場制御電極体２４がチャンネル形態（∪）で図示されている。
【００１６】
このように構成されたカラー受像管用電子銃のレンズ形成電極において、Ｇ３電極１００を第１集束電極３０と第２集束電極４０とに分離した理由は次のようである。
第１、Ｇ３電極１００の第２集束電極４０に第１集束電極３０と同じ電位を印加する場合、第１集束電極３０と第２集束電極４０間の電位差がなくなってレンズ形成がないので、従来の電子銃の主レンズと同じレンズ効果を奏するとともに従来の電子銃の問題点である、板状電極１１３，１２３（図６参照）の製造中の形状変形及び溶接位置変形による非点収差特性の変化による画面でのフォーカス劣化を補償し得るためである。
【００１７】
第２、Ｇ３電極１００の第２集束電極４０に動フォーカス電圧を印加する場合、第１集束電極３０と第２集束電極４０間の電位差による水平集束、垂直発散のレンズが形成されることにより画面のコーナー部でのフォーカス劣化を補償し得るためである。
そして、このように構成された電極において、動作電圧の印加方法は次のようである。
【００１８】
Ｇ４電極２００には高電圧を印加し、第１集束電極３０には前記高電圧の２０〜３０％程度の静フォーカス電圧（Ｓｔａｔｉｃ Ｆｏｃｕｓ Ｖｏｌｔａｇｅ：ＳＶｆ）を印加し、第２集束電極４０には前記静フォーカス電圧（ＳＶｆ）より約０〜５００Ｖ程度高い高電圧を印加し、時間によって変化される動フォーカス電圧（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｆｏｃｕｓ Ｖｏｌｔａｇｅ：ＤＶｆ）を印加する。
【００１９】
以下、本発明によるカラー受像管用電子銃の作用に関して詳細に説明する。
本発明の一実施例による電子銃のＧ４電極２００には２０，８００〜３１，２００Ｖの高電圧を印加し、第１集束電極３０には前記高電圧の２０〜３０％に当たる６，２４０Ｖの静フォーカス電圧（ＳＶｆ）を印加し、第２集束電極４０には前記静フォーカス電圧（ＳＶｆ）より約０〜５００Ｖ高い電圧、つまり６，２４０〜６，７００Ｖを印加し、時間によって変化する動フォーカス電圧（ＤＶｆ）を印加する。従って、この実施例で、画面中央部（図２のＡ部分）の動フォーカス電圧は６，２４０Ｖであり、画面コーナー部（図２のＢ部分）の動フォーカス電圧は６，７００Ｖであり、静、動フォーカス電圧の差は具体的に０〜４６０Ｖである。
【００２０】
前述したように動作電圧を印加した理由を以下に説明する。
即ち、電子ビームが中央に位置する場合は偏向電流が流れないので、第１集束電極３０に印加される静フォーカス電圧（ＳＶｆ）と第２集束電極４０に印加する動フォーカス電圧（ＤＶｆ）とを同じにし、電子ビームが画面のコーナー部に偏向される時は偏向電流が最大値になるので、第１集束電極３０の静フォーカス電圧（ＳＶｆ）と第２集束電極４０の動フォーカス電圧（ＤＶｆ）との差を最も大幅になるようにしたものである。
【００２１】
このような第２集束電極４０に印加される動フォーカス電圧（ＤＶｆ）により、図３に示すように、第１集束電極３０部位には水平方向（図３のＸ−Ｘ′方向）の集束レンズ４７が形成され、第２集束電極４０部位には垂直方向（図３のＹ−Ｙ′方向）の発散レンズ４８が形成される。そして、電子銃の陰極（図示せず）から射出された電子ビーム５２で水平方向ビームは符号５７で示すように集束し、垂直方向ビームは縦長形ビーム５５になって発散する。即ち、このような電子ビーム５２は水平方向より垂直方向が長い縦長形電子ビーム５５の形態で現れる。この際に、前記水平集束、垂直発散レンズ４７，４８は動フォーカス電圧（ＤＶｆ）が高い場合にレンズの強度が強くなって縦長形電子ビーム５５の縦長比がより大きくなるので、画面のコーナー部に偏向された時に偏向磁界により電子ビームが水平に発散され垂直に集束されることを補償し得ることになる。
【００２２】
一方、第１集束電極３０と第２集束電極４０との間隔差に対する静、動フォーカス電圧差を図４を参照して以下に説明する。
前記第１集束電極３０と第２集束電極４０との間隔はレンズの強度に大きい影響を及ぼす設計要素で、第１及び第２集束電極３０，４０の間隔が小さくなるほどにレンズ強度が強くなって、コーナーでの動フォーカス電圧（最大動フォーカス電圧）を減少させ得るので、動フォーカス電圧を発生させるための回路の値段を減らすことができる。
【００２３】
しかし、実際に第１集束電極３０と第２集束電極との間隔はレンズ強度の増加にも必要であるが、反面、電極の配列及び間隔設定のための製造工程（例えば、ビーディング（ｂｅａｄｉｎｇ）作業）での間隔維持のためのスペサーの装着が必要であるので、このスペサーの強度及び製作上の困難により前記間隔の制限が生ずる。本発明の実施例では、第１集束電極３０と第２集束電極４０との間隔を０．２mmとし、これに当たる静、動フォーカス電圧を約４６０Ｖとした。前記間隔は前記寸法に限定されるのではなく、静、動フォーカス電圧差により変更できる。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による電子銃は第３電極を第１集束電極と第２集束電極とに分離し、第２集束電極に偏向電流により変化する動フォーカス電圧を印加して水平集束、垂直発散レンズを形成させることにより、電子ビームがコーナー部へ偏向される時は偏向磁界による電子ビームの水平方向発散、垂直方向集束現象を相互補償して画面の全面での解像度を高めることができるだけでなく動フォーカス電圧の変化幅を最小化することにより原価節減に寄与する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による主レンズ形成電極部を一部切欠して示す斜視図である。
【図２】本発明による第２集束電極に印加される時間（ｔ）による動フォーカス電圧の波形を示すグラフである。
【図３】本発明による水平集束、垂直発散レンズの作用を説明するための図面である。
【図４】第１集束電極と第２集束電極との間隔差に対する静、動フォーカス電圧差を示すグラフである。
【図５】従来のインライン型カラー受像管を概略的に示す平面断面図である。
【図６】従来の電子銃の一実施例を示す一部切欠斜視図である。
【符号の説明】
１…ガラス外周器
３…蛍光面
４…シャドーマスク
６，７，８…陰極
９…Ｇ１電極
１０…Ｇ２電極
１１，１００…Ｇ３電極
１２，２００…Ｇ４電極
１４…偏向ヨーク
１５，１６，１７…中心軸
２３…電子ビーム
２４…電極体
３０…第１集束電極
３１…極板
３２…開孔
３５，３５ａ…バーリング部
３７…リム部
４０…第２集束電極
４８…垂直方向集束レンズ
５２…電子ビーム
５５…縦長形ビーム
１１３，１２３…板状電極

Claims (3)

1. 蛍光面に向かって一方向に平行に進行する３つの電子ビームを発生する電子ビーム発生手段と、該電子ビーム発生手段の側から順次配置される、前記３つの電子ビームを制御及び加速させるＧ１電極及びＧ２電極、並びに前記３つの電子ビームを前記蛍光面に集束させるために主レンズを形成するＧ３電極及びＧ４電極、の各電極と、を備え、
   前記Ｇ３電極は、３つの電子ビームに共通である外周電極を折曲して楕円形態に形成され、かつ前記Ｇ２電極側に配置される第１集束電極と、前記第１集束電極から一定間隔を置いて形成され、かつその内部が中空形態であり、かつ前記Ｇ４電極側に配置される第２集束電極と、を備え、前記第１集束電極には、その前記第２集束電極への対向面に、水平より垂直が長く形成された３つの矩形の開孔が形成され、
   前記Ｇ４電極は前記Ｇ３電極から一定間隔を置いて配置され、前記３つの電子ビームに共通である外周電極の内部に一定距離後退して静電場制御電極体を配設して構成され、前記第２集束電極側には３つの電子ビームに共通な開口を有することを特徴とするカラー受像管用インライン型電子銃。
2. 前記第１集束電極内にはＧ４電極に印加される高電圧の２０〜３０％に当たる静フォーカス電圧を印加し、前記第２集束電極には前記静フォーカス電圧より０〜５００Ｖ高く、時間により変化する動フォーカス電圧を印加することを特徴とする請求項１記載のカラー受像管用インライン型電子銃。
3. 前記静電場制御電極体は４辺形の開孔が設けられて構成されることを特徴とする請求項１記載のカラー受像管用インライン型電子銃。

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