JPH01107435A

JPH01107435A - カラー受像管

Info

Publication number: JPH01107435A
Application number: JP26379087A
Authority: JP
Inventors: Masaji Shirai; 正司白井; Satoru Miyamoto; 宮本　覚; Masahiro Miyazaki; 宮崎　正広; Masakazu Fukushima; 正和福島
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-10-21
Filing date: 1987-10-21
Publication date: 1989-04-25
Anticipated expiration: 2012-08-25
Also published as: JP2644769B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、インライン型カラー受像管用電子銃主レンズ
の電極構造に関するものである。

〔従来の技術〕

第２図は、従来構造の電子銃を備えたカラー受像管の平
面図である。ガラス外囲器１のフェースプレート部２の
内壁に３色の蛍光体を交互に塗布した蛍光面３が支持さ
れている。陰極６，７．８の中心軸１７，１８，１９は
、Ｇｌｆｉ極９．Ｇ２電極１０．主レンズを構成するＧ
３電極１１．Ｇ４電極１２．Ｇ５電極１３．Ｇ６ｍ！極
１４．および遮蔽カップ１５の、それぞれの陰極に対応
する開孔部の中心軸と一致し、共通平面上に互いにほぼ
平行に配置されている。上記共通平面に沿った方向を、
以後水平方向とする。Ｇ５電極１３．およびＧ６電極１
４の開孔部から各電極内部方向に突出した円筒部分のう
ち、外側方向に配置された円筒部分の中心軸は、中心軸
１７．１９に対して外側に偏心している。

各陰極から射出される３本の電子ビームは、中心軸１７
．１８．１９に沿って主レンズに入射する。第２図の例
では、主レンズはＧ３．Ｇ４．Ｇ５電極により形成され
るいわゆるｕｎｉ−ＰｏｔｅｎｔｉａｌＦｏｃｕｓｉｎ
ｇ電子レンズ、すなわちＵＯＦレンズと、Ｇ５．Ｇ６電
極により形成されるいわゆるＢｉ−Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ
　Ｆｏｃｕｓｉｎｇ電子レンズ、すなわちＢＰＦレンズ
の２つの電子レンズの組合わせにより構成されている。

Ｇ６電極１４は、遮蔽カップ１５、ガラス外囲器内部に
設けられた導電膜５と同電位になっており、２０〜３０
ｋＶ程度の高電圧が与えられている。Ｇ３．Ｇ５電極に
は５〜９ｋｖ程度の集束電圧が与えられる。Ｇ４電極に
は、Ｇ２電極とほぼ同一な電位４００〜１００ＯＶ程度
の低電位が与えられる主レンズに入射した電子ビームは
、上記２つの電子レンズにより集束される。中心軸１８
に沿って入射する中央ビームに対しては主レンズは軸対
称に形成されているので、中央ビームは主レンズにより
集束された後、中心軸１８に沿った軌道を直進する。一
方、外の中心軸１７．１９に沿って形成される主レンズ
を構成する電子レンズのうち、Ｇ５．Ｇ６電極により形
成されるＢＰＦレンズでは、０６ｇ極の中心軸が外側に
ずれているため、０６　ｆ１１極内で電子ビームはレン
ズ中心軸より中側を通過することになり、集束と同時に
中心軸１８方向に軌道が曲げられる。

こうして、外側中心軸１７．１９に沿って主レンズに入
射する外側ビームは、主レンズによって集束されると同
時に、中央ビーム方向に集中される７以上により、３本
の電子ビームはシャドウマスク４上で結像し、さらに互
いに重なり合うように集中する。このように、各電子ビ
ームを集中させる操作をコンバーゼンスとよび、特に画
面中央でコンバーゼンスをとることを静コンバーゼンス
（以後ＳＴＣと略す）とよぶ、各電子ビームはシャドウ
マスクにより色選別をうけ、各々に対応する色の蛍光体
を励起発光させる成分だけがシャドウマスクの開孔を通
過し、蛍光面に到る。また、電子ビームを蛍光面上で走
査するため、外部磁気偏向ヨーク１６が設けられている
。

上記のように３本の電子ビーム通路が一水平平面上に配
置されるインイラン電子銃と、特殊な非斉一磁界分布を
形成するいわゆるセルフコンバーゼンス偏向ヨークを組
合わせることにより、画面中央でＳＴＣがとれていれば
、他の画面全域にわたってコンバーゼンスをとれるとい
うことが知られている。しかし、一般にセルフコンバー
ゼンス偏向ヨークでは、磁界の非斉一性のため偏向収差
が大きく、画面周辺部で解像度が低下するという問題が
ある。第３図は、電子ビームスポットが偏向収差により
変形される様子を模式的に示したものである。画面周辺
部では斜線で示した電子ビームの？：ｒＪ７ｉ１度部分
（コア）が水平方向（ハロ）が垂直方向に拡がっている
。

特開昭６１−７４２４６に、この問題を解決するための
一手段が示されている。第４図に、本従来例による電子
銃の構造の一例を示す。Ｇ４電極１２を陰極から蛍光面
に向って第１部材１２１゜第２部材１２２．第３部材１
２３に３分割する。

第１．第３部材にはＧ２電極電位とほぼ同一の低電位が
与えられる。第２部材１２２には水平方向に長いスリッ
ト状の開孔が設けられ、偏向ヨークに供給される偏向電
流に同期してダイナミックに変動する電位１．すなわち
ダイナミック電位が与えられる。偏向量が大きいときに
は、第１、第３部材と第２部材の電位差が大きくなるの
で、スリットにより形成される４亜種レンズ強度が強く
なり、電子ビームスポットには大きな非点収差が生じる
。

第２部材１２２の電位が、第１部材１２１．第３部材１
２３の電位より高ければ、非点収差はコアを垂直方向に
長く、ハロを水平方向に長く引き伸ばす効果をもつので
、第３図に示した。電子ビーム偏向にともなう非点収差
をうち消すことができ、画面周辺解像度を向上させるこ
とができる。一方。

電子ビームが偏向されないときは、第２部材１２２の電
圧を低下させて４電極レンズが形成されないようにし、
画面中央部で非点収差が発生しない条件にできるので、
画面中央部での解像度劣化は生じない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来例は、非点収差補正は行えるが、ダイナミック
フォーカスを同時に行うことはできないという問題点が
あった。

第５図は、第４図の従来例について実際に試作を行い、
その効果を実測により求めたものである。

試作電子銃の主要部寸法は、次の通りである。

Ｇ３電極長　　　　　　　　　　　　　２・７Ｇ４電極
第１．第３部材開孔径　　　φ４．０〃　　　　電極厚
さ　　　０．５０４電極第２部材開孔径ｔ　Ｑｌ　　　φ４．０スリッ
ト部開孔径Ｔ　Ｇ２ φ７．０〃　　　　スリット幅、Ｗ　　　３．０〃　　　電極厚
さ　　　　　０．７０５電極長　　　　　　　　　　　　２６．３３（部位
ＩＩｎ）また、Ｇ６電極４極１４への印加電圧（Ｅｂ）を２５ｋ
Ｖ、０４ｍ極の第１．第３部材１２１゜１２３への印加
電圧を２５０Ｖとする。シャドウマスク４と、Ｇ５電極
１３のＧ６電極１４側端部との間の距離を３４０ｍとし
、シャドウマスク上に電子ビームを、集束させる。

Ｇ４電掘第１、第３部材１２１，１２３に印加するダイ
ナミック電位ｖｃ＋’を変化させ、画面中央部で電子ビ
ームスポットの水平方向ハロが消えるときのＧ３、Ｇ５
電位（Ｖｒ）　（７）値Ｖｆｈと、垂直方向ハロが消え
るときの０３．Ｇ５電位（Ｖｒ）の値Ｖｆｖを測定する
。ｖｃ４’が６８０ｖのとき。

ＶｒｈとＶｆｖの値が等しくなり、４電極レンズは形成
されず、非点収差は生じない。ｖ０４′の値を上昇させ
ると、非点収差電圧Δｖｆ、すなわちｖｒｈからＶｆｖ
を差し引いた値が増大する。ΔＶｆの値が十分に大きけ
れば、偏向による非点収差が強い場合でも、これを打ち
消して画面周辺部解像度を向上させることができる。例
えばＶＯ２を１５００Ｖに上昇させた場合、第５図の実
線から分るように、ΔＶｆの値はｌ１００Ｖになる。し
たがって、偏向による非点収差がΔｖｆの値で一１１０
０Ｖ以内であれば、Ｖｃ４を６８０ｖから１５００Ｖま
で、偏向量に応じてダイナミックに変化させることによ
りうち消すことができる。

第５図には５集束電圧平均値Ｖｆの値も示しである。ｖ
ｆは、ダイナミックフォーカスの特性を表わす。ＶＯ２
の増大とともにＶｒが減少すれがダイナミックフォーカ
スを実現できる。すなわち、ｖｒが滅するということは
７画面中央部に電子ビームを集束させるためには集束電
圧を低下させる必要があり、逆に集束電圧が一定であれ
ば、中央部では、集束点は画面より先に延びるというこ
とを意味する。したがって画面位置が遠くなる周辺部で
は画面上に電子ビームを集束させること、すなわたダイ
ナミックフォーカスが可能になるのである。

ところが、第５図の破線から分るようにｖｆの値は、Ｖ
ｃ４の増加とともに逆に増大している。したがってダイ
ナミックフォーカスは実現できず、逆に、集束点と画面
との間の距離は拡大することになる。

また第４図の従来例の構造の電子銃では、Ｇ４電極第２
部材１２２の両端のスリット開孔が中央のスリット開孔
と接近しているため、中心軸１７゜１９に沿って人、射
する面外側電子ビームを集束する各電子レンズは、中心
軸１７．あるいは１９を含む垂直面に対して非対称にな
り、外側電子ビーム軌道が、中央の電子ビームと反対方
向に曲げられてしまうという問題点も生じる。これはコ
ンバーゼンスに悪影響を及ぼす、また、解析例ではスリ
ットの長さＧ２を７．０閣としているが３本の電子ビー
ムの中心軸１７．１８．１９の間の距離が小さい場合Ｑ
２の値は小さくせざるを得ない、−例として、中心軸１
７，１８．１９間距離が５．５ｍｍであればＧ２は５．
０−程度にしかできず、このとき、非点収差の補正の能
力は大幅に低下する。また第１部材、第２部材電位＆Ｇ
２電極１゜の電位と一同とし、通常のＧ２電極電位６５
０Ｖ程度に増大させると、これも非点収差補正能力を大
幅に低下させる。

本発明の目的は、比較的低電位のダイナミック電位を発
生する回路で非点収差補正とダイナミックフォーカスを
同時に実現でき、またこのときコンバーゼンスに対する
悪影響を生じない電子銃電極構造を与えることにある。

〔問題点を解決するための手段〕ダイナミックフォーカスを行うためには、電子ビームを
画面周辺部に偏向したときＧ４電位を上昇させＧ３．Ｇ
４．Ｇ５電極により構成されるＵＰＦレンズ強度を弱め
ればよい、非点収差補正を同時に行うときは、０４ｆｔ
！極を第１部材１２１゜第２部材１２２．第３部材１２
３に分割し、第２部材に非円形開孔を設け、第１．第３
部材との電位差が偏向電流に同期して変化するようにす
ればよい、このとき、第２部材電位を一定とし、第１゜
第３部材料電位を偏向電流に応じて変化させるダイナミ
ック電位とする構成がダイナミックフォーカスには効果
的である。

またコンバーゼンスに対する悪影響をとり除くためには
、第２部材料に設ける非円形開孔を、垂直方向に長いス
リット状開孔とすればよい。このような構成では、電子
ビーム偏向量が大きいとき第１．第３部材のダイナミッ
ク電位を増大させれば主レンズ強度を弱まるのでダイナ
ミックフォーカスを実現でき、同時に一定値である第２
部材料電位との電位差が拡大し、偏向による非点収差を
うち消すための、逆方向の非点収差を増大させることが
できる。

〔作用〕

Ｇ４１を横笛２部材１２２に非円形開孔を設け、第１．
第３部材１２１，１２３との電位差を偏向電流に同期に
するように変化させることにより、偏向による非点収差
を補正できる。このとき、偏向時に第１．第３部材電位
を上昇させ第２部材料電位を低下させる構成にすると、
Ｇ３電極１１と第１部材１２１．Ｇ５電極１３と第３部
材１２３は直接対向しているので、レンズ強度を弱める
動作、すなわちダイナミックフォーカスを有効に行える
。一方、第４図の従来例のように第１、第３部材電位を
固定し、第２部材電位を上昇させる構成にすると、電位
上昇の影響が第１．第３部材１２１．１２３によりシー
ルドされるので、０３〜Ｇ５電極間でのレンズ強度の変
化量が少く、ダイナミックフォーカスを有効に行うこと
ができない、ここで、第２部材１２２の電位を一定にす
る動作法も考えられるが、第２部材電位を偏向量に応じ
て低下させると、非点収差補正効果が強くなる。

また第２部材開孔部を非円形開孔にして、垂直方向に長
いスリット状開孔を設けると、隣接する開孔の影響をう
けないので、水平方向に長いスリット状開孔を設けた場
合のように、コンバーゼンスを乱されることがない。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。Ｇ６
電極１４には、遮蔽カップ１５を通じて２０〜３０ｋＶ
の高電位（Ｅｂ）が印加されている。Ｇ３電極１１．Ｇ
５電極１３には５〜１０ｋＶの中程度の電位（集束電圧
・・・Ｖｒ）が印加されている。３つの部材１２１，１
２２，１２３に分割されたＧ４電極１２には１００，１
５００Ｖの低電位が印加される。Ｇ３．Ｇ４．Ｇ５ｆｆ
１極によりＵＰＦレンズが、Ｇ５．Ｇ６電極によりＢＰ
Ｆレンズが形成され、電子ビームはこの２つの電子レン
ズ、の組合わせにより構成される主レンズによって集束
される。

３つの部材の中央に配置された第２部材１２２の開孔部
には垂直方向に長いスリットが設けられており、偏向電
流に同期して変化する第１のダイナミック電位ｖＧ４が
印加される。部材１２２の両側に配置された第１．第３
部材１２１，１２３には同電位ＶＣ４’が印加される＊
　Ｖｃ４’は偏向電流に同期して変化するダイナミック
電位とする。偏向電流が大で電子ビーム偏向量が大きい
ときＶＯ４の値を低下させて、スリットにより形成され
る非軸対称レンズ強度を強め、電子ビーム偏向に伴う非
点収差をキャンセルする。

第６図は、第１図の実施例についてその効果を計算機を
用いて解析した結果である。

解析を行った電子銃主レンズの具体的寸法は以下の通り
である。

Ｇ３電極開孔径（Ｇ２電極側）　　　φｔ、５（０４電
極側）　　　φ４．ＯＧ３電極長　　　　　　　　　　　　　２．７６４電極
第１．第３部材開孔径　　　φ４．０〃　　　　電極長
　　　　０．５０４ｆｌｉ極第２部材開孔径Ｑ１　　　　φ４．０〃　
　　　スリット部間等径Ｑ２ φ６．０〃　　　　　スリット＠Ｗ３．０〃　　　　電極長　　　）０．７Ｇ５電極開孔径（Ｇ４電極側）　　　　φ４．０（Ｇ６
電極側）　　　φ８．０Ｇ５電極長　　　　　　　　　　　　２４．３Ｇ６電極
開孔径　　　　　　　　　　φ８．０（単位＝１）また、Ｇ６電極１４への印加電圧（Ｗｂ）を２５ｋＶ１
．シャドウマスク４とＧ３１電極１３（７１Ｇ４電極側
端部の間の距離を３４０ｍｍとし、このシャドウマスク
上に電子ビームを集束させる。

０４１ａ極第２部材に１２２に印加する第１のダイナミ
ック電圧ｖｃ４および第１．第３部材１２１゜１２３に
印加する第２のダイナミック電位ＶＧ、’を変化させ、
各ＶＧ４、ｖｃ４’の値に対して、画面中央部において
電子ビームスポットの水平方向ハロが消えるときの０３
．Ｇ５電位（Ｖ　ｔ　）の値ｖｔｈと、垂直方向ハロが
消えるときのＧ３．Ｇ５電位（Ｖｒ）の値Ｖｆｖをそれ
ぞれ求める。第６図よすｖＧ４′が２６０Ｖ、ＶＯ４が
７００Ｖ（７）ときＶｔｈとＦｆｖの値が等しくなり、
電子ビームに非点収差が生じなくなる。ＶＧ４’の値を
上昇させ、　ＶＧ４’の値を低下させると非点収差が強
くなり、非点収差電圧ΔＶ＋、すなわちＶｔｈからＶｔ
ｖの平均値、すなわち集束電圧平均値Ｖｆの値は低下す
る。これは主レンズ強度が弱くなっていることを示す。

したがってｖＧ４′を上昇、ＶＯ２を低下させたときＶ
ｔを一定値にしておくと、電子ビームが集束される位置
と主レンズとの間の距離が延長されダイナミックフォー
カスが実現されることになる。

偏向に伴う非点収差を補正するためには、電子ビームが
画面周辺部に偏向されるときＶｃ４’の値を上昇させ、
　ＶＧ４’の値を低下させ、主レンズによる非点収差を
増大させればよい。主レンズによる非点収差は水平方向
のハロを拡大し、垂直方向のハロを抑える作用をもつ、
一方、偏向による非点収差は垂直方向のハロを強くする
作用をもつので、これらの非点収差を互いにうち消すこ
とができる。偏向量に応じてＶａ４’の値を大きくし、
ＶＣ＋の値を小さくすれば画面上の各部分で偏向による
非点収差を補正できる。

こうして、Ｖｃ４’の値を偏向量の増大に伴なって上昇
、ＶＯ４の値を低下させることにより、電子ビーム偏向
で生じる非点収差を補正し、同時にダイナミックフォー
カスを実現できる。

ここでＶＯ４の値を固定し、Ｖｃ４’だけをダイナミッ
クに変動させることによっても非点収差補正とダイナミ
ックフォーカスを同時に実現することができる。しかし
、ＶＯ２の値を６００〜７００ｖ程度に固定すると、非
点収差補正の能力が低下し。

ΔＶｆの最大値が６００〜７５０Ｖに減少するという問
題が生じる＊Ｖｃ４をさらに増大させると非点収差の能
力が一層低下し、逆にＶＯ２を減少させると、Ｇ３電極
１１．Ｇ４電極１２．Ｇ５電極１３で形成するＵＰＦレ
ンズ強度が増大し、電子ビームが主レンズ内で強く集束
される結果、空間電荷効果により画面上でのビームスポ
ット径が増大し、特に画面中央部の解像度劣化が著しく
なる。

第７図は、非点収差補正効果を強めるため第１゜第３部
材の第２部材側に面した表面に水平方向に長いスリット
を設けた例である。

〔発明の効果〕

本発明によれば、同一のダイナミック電圧発生回路で、
カラー受像管画面周辺部への電子ビーム偏向に伴う非点
収差を補正すると同時にダイナミックフォーカスも実現
できる。

本発明による、３本の電子ビームに対する各スリットは
縦方向に形成されているので互いの干渉が小さく、コン
バーゼンス特性などへの悪影響は生じない。

また、０４電極第１部材、第３部材１２１゜１２３に第
１のダイナミック電圧を印加すると同時に、第２部材１
２２にも第２のダイナミック電圧を印加するので、第２
部材１２２の電圧を固定したときよりも偏向収差補正の
能力が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の実施例の電子銃の水平断面図、
第１図（ｂ）はその主要部の斜眼図、第２図は従来の電
子銃を備えたカラー受像管の水平断面図、第３図は従来
の電子銃によるカラー受像管画面各部の電子ビームスポ
ット形状模式図、第例電子銃特性の測定結果を示すグラ
フ、第６図は本発明実施例の電子銃特性の測定結果を示
すグラフ、第７図は本発明の他の実施例主要部正面図お
よび垂直断面図である。符号の説明１・・・ガラス外囲器、２・・・フェイスプレイド。３・・・蛍光面、４・・・シャドウマスク、５・・・導
電膜。６．７．８・・・陰極、９・・・Ｇ１電極、１０・・・
Ｇ２電極、１１・・・Ｇ３電極、１２・・・Ｇ４電極。１３・・・Ｇ５電極、１４・・・Ｇ６電極、１５・・・
遮蔽カップ、１６・・・外部磁気偏向ヨーク。１７．１８，１９・・・電子ビーム初期通路、１２１・
・・Ｇ４電極第１部材、１２２・・・Ｇ４電極第２部材
、１２３・・・Ｇ４ｆｌｔ極第３部横１第５図Ｖ（’ｒ（＝　（す第２目Ｖｑ’ａ　（り第７目 □ ＡＡｄ悄　　　　　　Ａ−１

Claims

【特許請求の範囲】１、複数の電子ビームを発生させ、かつこれらの電子ゴ
ームを一水平平面上の互いに平行な初期通路に沿って蛍
光面へ指向させる第１の電極手段と、上記各電子ビーム
を蛍光面に集束させるための主レンズを構成する第２の
電極手段とを具備したカラー受像管用電子銃において、
上記主レンズを、上記第１の電極手段側から蛍光面側に
順次配置されたＧ３電極、Ｇ４電極、Ｇ５電極、Ｇ６電
極により構成し、Ｇ６電極に高電位を、Ｇ３、Ｇ５電極
に中程度の電位を与え、Ｇ４電極を、上記第１の電極手
段側から蛍光面側に向って、第１部材、第２部材、第３
部材に３分割し、上記第２部材に設けられた上記各電子
ビーム通過孔を非円形形状とし、上記第２部材と、上記
第１、第３部材とに、それぞれ独立な上記各電子ビーム
を走査するために設けられた偏向ヨークに供給される偏
向電流に同期して変化する電位が与えられることを特徴
とするカラー受像管用電子銃。２、上記第２部材に設けられた上記各電子ビーム通過孔
の上記一水平平面上の径が、上記一水平平面に垂直で、
各開孔に対応する上記初期通路の１つを含む平面内の径
に比較して小であり、かつ電子ビーム偏向量増大にとも
ない、第１、第３部材に印加する電位が増大し、第２部
材に印加する電位が減少することを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のカラー受像管用電子銃。３、上記第１部材と第３部材とに印加される電位が共通
であることを特徴ととる特許請求の範囲第１項記載のカ
ラー受像管用電子銃。４、上記第１部材と第３部材の両側あるいは片側の表面
の上記各電子ビーム通過孔周辺部に溝部を設け、上記各
溝部が、上記一水平平面と一致する対称面をもつことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラー受像管用
電子銃。