JP3779436B2

JP3779436B2 - カラー陰極線管用電子銃

Info

Publication number: JP3779436B2
Application number: JP17420397A
Authority: JP
Inventors: 隆宏河原田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2017-06-30
Also published as: US6133684A; JPH1125879A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー陰極線管用電子銃に係り、特に、高解像度の表示を可能とするインライン型カラー陰極線管用電子銃に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般に用いられているカラー陰極線管用電子銃として、図５に示すようなＢＰＦ（バイポテンシャルフォーカス）型電子銃がある。
このＢＰＦ型電子銃は、図５に示すように、ヒーターを内装する、一列に配置された３個のカソードＫＲ、ＫＧ、ＫＢと、このカソードからの電子ビームの放出方向に順次配置された第１〜４グリッドＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４とから構成されている。
【０００３】
このように構成されるＢＰＦ型電子銃では、カソードＫＲ、ＫＧ、ＫＢ、第１グリッドＧ１、および第２グリッドＧ２からなる三極部が電子ビームを発生し、この電子ビームを、第２グリッドＧ２および第３グリッドＧ３により構成されるプリフォーカスレンズ部と、第３グリッドＧ３および第４グリッドＧ４により構成される主レンズ部（ＭＬ）とにより、蛍光体スクリーン上に最終的に集束させる。
【０００４】
一般に、カラー陰極線管のフォーカス特性に大きく影響を与える要因の１つに、電子銃の主レンズの口径がある。主レンズの口径を大きくすると、倍率及び収差が小さくなり、蛍光体スクリーン上に小さいビームスポットを得ることができる。
【０００５】
しかし、インライン型カラー陰極線管では、３つのカソードのそれぞれに対応する各電極を同一平面に配列し、一体化しており、内径の限定されたネック管内に電子銃を収容するため、各カソードに対応する主レンズを構成する電極の口径及び主レンズの間隔は、大きく制約を受ける。すなわち、主レンズの口径を拡大しようとする要求を満たすことは非常に困難である。
【０００６】
そこで、上記問題を解決する方法として、主レンズを構成する第３グリッドＧ３および第４グリッドＧ４の対向面の端面を、長円形の断面を有する筒状の外周電極とし、３電子ビームに共通のレンズを形成した、電界重畳型大口径レンズとすることが考えられる。
【０００７】
しかし、この方法では、主レンズが長円形の回転非対称レンズであるため、水平方向の口径が垂直方向の口径より大きく、水平方向の電界の浸透が垂直方向に比べて著しく大きくなる。このため、垂直方向のレンズ集束作用が強くなり、電子ビームを集束する際に非点収差が現れてしまう。
【０００８】
そこで、特公平２−１８５４０号公報に開示されている方法では、上記外周電極の内部または底部に、３つの電子ビームがそれぞれ通過する通過孔を非円形とし、水平方向の孔径を垂直方向よりも小さくした補正電極板を設けて、水平方向の電界の浸透を抑え、水平方向と垂直方向の集束作用を均等にし、非点収差を補正している。
【０００９】
しかし、このような構造の主レンズは、センタービームに対して、サイドビームの電界の浸透が小さく、サイドビームのレンズ集束作用が強くなるため、電子ビームを集束する際に、サイドビームの球面収差が大きくなってしまう。また、サイドビームについては、サイドビームのセンタービーム側の電界の浸透に対して、外側（センタービームと逆側）の電界の浸透が小さくなり、レンズ口径差が生じるため、ビームスポットが図６に示すような形状となる。すなわち、センタービーム３０Ｇはほぼ円形であるが、サイドビーム３１Ｒ、３１Ｂは内側にハロー３２Ｒ、３２Ｂが大きく広がって歪んだビームスポットとなり、コマ収差が生じる。
【００１０】
これを補正するためには、主レンズのサイドビームの通過孔の径を可能な限り大きくしなければならないが、上述の非点収差の補正のために、補正電極のビーム通過孔の水平径を小さくしているため、サイドビームの通過孔の実効口径を大きくすることは困難である。
【００１１】
そこで、特公平４−４４３７９号公報に開示されている方法では、補正電極の左右両端の外周電極と接する部分を取り除き、センタービームが通過する通過孔のみが形成された補正電極とし、サイドビームは補正電極の端部と外周電極とで取り囲むようにすることで、サイドビームのセンタービームと逆側の電界の浸透を増やし、サイドビームの通過孔の口径を拡大し、球面収差やコマ収差の補正を可能にしている。
【００１２】
しかし、補正電極の左右両端の外周電極と接する部分を取り除いたことで、サイドビームの非点収差の補正効果が減少し、十分な非点収差の補正が困難となり、カラー陰極線管の解像度を低下させてしまう。
【００１３】
また、特開平７−２２６１７０号公報に開示されている構成では、主レンズを形成する筒状電極の、高圧側電極の開口部を形成する周壁の低圧側電極と対向する面を、インライン方向と平行する直線とこの直線の各終端を管軸中心の円弧とで連結した形状とし、低圧側電極の開口部を形成する周壁の高圧側電極と対向する面をインライン方向と平行する直線とこの直線の各終端が外方に湾曲する楕円弧で連結した形状として、さらに実効口径の拡大を図っている。
【００１４】
しかし、この場合、サイドビームのレンズ口径を大きくすることは可能であるが、サイドビームの水平方向、垂直方向及び対角方向で非点収差が生じるという問題がある。このため、前述したように、補正電極により非点収差を補正しようとすると、サイドビームのレンズ口径が小さくなってしまう。また、サイドビームにコマ収差が生じやすくなる。このように、レンズ口径の拡大と非点収差補正の相反作用により、所望のレンズ性能を得ることは困難である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、長円形の外周電極と、非円形の３つの電子ビーム通過孔を設けた補正電極とにより主レンズを構成しても、サイドビームの非点収差、球面収差やコマ収差は解消されない。このため、サイドビームは、ハローを持つ歪んだスポット形状となり、カラー陰極線管の解像度を著しく劣化させてしまう。
【００１６】
また、サイドビームの非点収差、球面収差やコマ収差が、主レンズの実効口径の拡大の大きな支障となっている。
本発明は、これら問題を解決するためになされ、主レンズの実効口径を損なうことなく、蛍光体スクリーン上に小さく、かつ歪みのないビームスポットを得ることが可能なカラー陰極線管用電子銃を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明（請求項１）は、インライン配列されたセンタービーム及び一対のサイドビームからなる３電子ビームを放出する電子銃であって、インライン配列された３つのカソード、及びこのカソードから電子ビーム放出方向に順次配置された複数の電極を具備し、前記複数の電極のうち、主レンズを構成する集束電極及び最終加速電極のそれぞれの対向部は、前記３電子ビームの共通の通過孔を形成するインライン方向に長い筒状の外周電極を構成しており、前記集束電極及び最終加速電極のそれぞれは、前記外周電極の対向面より後退した位置に配置された、インライン状に配置された３つの電子ビーム通過孔を有する電極板を有しており、前記集束電極及び最終加速電極の少なくとも一方の外周電極は、サイドビームの中心から外周電極の内周及び筒状開口部の内周までの距離が、水平方向よりも対角方向が小さい形状を有することを特徴とするカラー陰極線管用電子銃を提供する。
【００１９】
また、前記少なくとも一方の外周電極の内周の形状を、実質的に６辺以上の略多角形とし、かつ各辺が円弧で結ばれている形状とした。また、前記少なくとも一方の外周電極の内周の形状を、実質的に６辺以上の略多角形とし、かつ略多角形を構成する辺が円弧または直線状である形状とした。
【００２０】
なお、前記少なくとも一方の外周電極の底部または外周電極の対向面より後退した位置に、インライン上に配置された３つの電子ビームを分割するように、電極板を配置することが出来る。
【００２１】
集束電極及び最終加速電極の少なくとも一方の外周電極の形状を以上のようにすることにより、サイドビームの電界の浸透が大きくなり、サイドビームの集束作用が弱くなる。これは、サイドビームの対角方向の外周電極の開口径を小さくし、対角方向の電界の浸透を抑えることで、水平方向の電界浸透が増えるため、水平方向のレンズ口径が大きくなることによる。特に、サイドビームの外側（センタービームと逆側）の電界浸透を増やすことができる。
【００２２】
よって、サイドビームの水平、垂直及び対角方向の口径を一致させることができ、非点収差、コマ収差及び球面収差を解消することができる。
その結果、センタービームとサイドビームの水平及び垂直方向の集束作用を一致させることができ、サイドビームの収差の小さい大口径レンズが形成され、蛍光体スクリーン上に小さく、かつ歪みのないビームスポットを得ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施例に係るカラー陰極線管用電子銃を示す断面図である。この電子銃１は、図１に示すように、水平方向に一列に配置された３個のカソードＫＲ、ＫＧ、ＫＢと、これらのカソードを加熱する３個のヒーター（図示せず）と、カソードの前面に蛍光体スクリーン方向に向かって順次配列された第１〜４グリッドＧ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４とを具備し、それらが一対の絶縁支持体（図示せず）により一体的に固定された構造を有する。
【００２４】
この電子銃１において、主レンズを構成する集束電極Ｇ３（第３グリッド）および最終加速電極Ｇ４（第４グリッド）は、インライン方向に長い形状の外周電極２，３であり、その互いに対向する部分は、内側に折り曲げられた部分４，５を有する筒状開口部６，７となっている。外周電極２，３の内部には、インライン方向に並んだ３つの非円形の電子ビーム通過孔８ａ〜８ｃ、９ａ〜９ｃを有する電極板１０，１１が配置されている。
【００２５】
図２は、図１に示す電子銃の、集束電極Ｇ３および最終加速電極Ｇ４の平面図（ａ）、インライン方向からみた断面図（ｂ）およびインライン方向に垂直な方向からみた断面図（ｃ）である。図２に示すように、外周電極２，３の内周および外周と筒状開口部４，５の内周および外周の形状は、インライン方向に長い略８角形とされている。すなわち、外周電極２，３の内周および外周と、筒状開口部４，５の内周および外周のサイドビームの対角方向の部分は、短い４つの辺に対応する。従って、サイドビームの中心から外周電極２，３の内周および外周と、筒状開口部４，５の内周および外周までの距離は、水平方向よりも対角方向の方が小さいと言える。
【００２６】
また、電極板１０，１１の電子ビーム通過孔の水平径は、センタービーム通過孔８ａ，９ｂよりもサイドビーム通過孔８ｂ，８ｃ，９ｂ，９ｃの方が大きくされている。
【００２７】
以上のように構成される本実施例に係る電子銃では、サイドビームの電界の浸透が大きくなり、サイドビームの集束作用が弱くなる。よって、サイドビームのレンズ口径が拡大され、センタービームとサイドビームの水平、垂直方向の集束作用が一致する。
【００２８】
これは、サイドビームの中心から対角方向の外周電極までの距離を小さくすることで、対角方向の電界の浸透を抑えることができ、その分、等価的に水平方向の電界浸透が増えるため、水平方向のレンズ口径が大きくなるためである。このように、サイドビームの外側（センタービームと逆側）におけるレンズ口径を大きくすることができるので、サイドビームの水平、垂直及び対角方向のレンズ口径を一致させることができ、それによって、非点収差、コマ収差及び球面収差を解消することができる。
【００２９】
その結果、蛍光体スクリーン上でのビームスポットは、センタービーム及びサイドビームともにハローのない略真円とすることができ、画面全域で良好な解像度を得ることができる。
【００３０】
また、図７に示すように、外周電極２，３の内周および開口部の内周の形状を、実質的に８角形にし、かつ各辺を円弧で結んだ形状としても、上記と同様の効果が得られる。また、図３に示すように、外周電極２，３の内周および開口部の内周の形状を、８角形の類似の形状にし、かつ８角形を構成する辺を円弧状（Ｒ₁ 、Ｒ₂ ）または直線状としても、上記と同様の効果が得られる。この場合、サイドビームの断面中心から対角方向の内周までの距離ｌ₂ は、サイドビームの断面中心から水平方向の内周までの距離ｌ₂ よりも短くなっている。
【００３１】
さらに、図４に示すように、集束電極Ｇ３及び最終加速電極Ｇ４をカップ状電極２１，２２とし、その対向する筒状開口部のみを図２、３、７に示すような形状としても、同様の効果を得ることが出来る。
【００３２】
なお、図１、２、３、４、７に示す実施例では、外周電極２，３の内周の形状を、８角形としたが、本発明の電子銃では８角形に限らず、実質的に６辺以上の略多角形の外周電極および開口部形状としても、上記と同様の効果が得られる。以上、ＢＰＦ型の主レンズについて説明したが、他のタイプの電子銃についても、同様の効果が得られる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のカラー陰極線管用電子銃によると、複数の電極のうち、主レンズを構成する集束電極及び最終加速電極のそれぞれの対向部は、３電子ビームの共通の通過孔を形成するインライン方向に長い筒状の外周電極を構成し、集束電極及び最終加速電極の少なくとも一方の外周電極の内周が、多極子レンズ成分を補正するような、実質的に６辺以上の略多角形状を有しているため、サイドビームの非点収差、コマ収差及び球面収差を除去し、主レンズの実効口径を十分に拡大することができるとともに、３つの電子ビームのビーム形状を均一にし、画面全域で良好な解像度を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るカラー陰極線管用電子銃を示す水平断面図。
【図２】本発明の他の実施例に係るカラー陰極線管用電子銃を示す図。
【図３】本発明の他の実施例に係るカラー陰極線管用電子銃を示す図。
【図４】本発明の他の実施例に係るカラー陰極線管用電子銃を示す図。
【図５】従来のＢＰＦ型電子銃を説明する断面図。
【図６】従来の電子銃により蛍光体スクリーン上に集束されたビーム形状を示す図。
【図７】本発明の他の実施例に係るカラー陰極線管用電子銃を示す図。
【符号の説明】
１…電子銃
２，３…外周電極
４，５…折曲げ部
６，７…筒状開口部
８ａ，９ｂ…センタービーム通過孔
８ｂ，８ｃ，９ｂ，９ｃ…サイドビーム通過孔
１０，１１…電極板
２１，２２…カップ状電極
２３，２４…開口部
ＫＲ，ＫＧ，ＫＢ…カソード
Ｇ１…制御電極
Ｇ２…加速電極
Ｇ３…集束電極
Ｇ４…最終加速電極
ＭＬ…主レンズ部
３１Ｇ…センタービームスポット
３１Ｂ，３１Ｒ…サイドビームスポット
３２Ｂ，３２Ｒ…サイドビームのハロー

Claims

インライン配列されたセンタービーム及び一対のサイドビームからなる３電子ビームを放出する電子銃であって、インライン配列された３つのカソード、及びこのカソードから電子ビーム放出方向に順次配置された複数の電極を具備し、前記複数の電極のうち、主レンズを構成する集束電極及び最終加速電極のそれぞれの対向部は、前記３電子ビームの共通の通過孔を形成するインライン方向に長い筒状の外周電極を構成しており、前記集束電極及び最終加速電極のそれぞれは、前記外周電極の対向面より後退した位置に配置された、インライン状に配置された３つの電子ビーム通過孔を有する電極板を有しており、前記集束電極及び最終加速電極の少なくとも一方の外周電極は、サイドビームの中心から外周電極の内周及び筒状開口部の内周までの距離が、水平方向よりも対角方向が小さい形状を有することを特徴とするカラー陰極線管用電子銃。
前記少なくとも一方の外周電極の内周の形状は、実質的に６辺以上の略多角形で、かつ各辺が円弧で結ばれていることを特徴とする請求項１に記載のカラー陰極線管用電子銃。
前記少なくとも一方の外周電極の内周の形状は、実質的に６辺以上の略多角形で、かつ略多角形を構成する辺が円弧状または直線状であることを特徴とする請求項１に記載のカラー陰極線管用電子銃。