JPH01236553A - カラー受像管装置 - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、単電子ビーム又は複電子ビーム方式のカラー
受像管に関し、解像度を改善し、フォーカス品位を均一
に保つための電子銃構造及び駆動方法に係わる。

（従来の技術） 一般に、カラー受像管は、３電子読方式と呼ばれるもの
が主流である。中でも３電子銃が一列に配列されたイン
ライン形電子銃を使用し、かつ、水平偏向磁界を第１１
図（ａ）の如く、ビンクツション状に、垂直偏向磁界を
第１１図（ｂ）の如く、バレル状に各々歪ませた非斉一
磁界とすることにより、３電子ビームを自己集中（セル
フコンバーゼンス）させている。この様な自己集中方式
によるカラー受像管は、消費電力を少なくすることが可
能なため、カラー受像管の品質及び性能向上に大きく貢
献しており、現在、一般用カラー受像管の主流となって
いる。

反面、前記の様な偏向磁界の非斉一性は、カラー受像管
の画面周辺部における解像度を低下させる欠点が必る。

即ち、電子ビームの断面形状が電子ビームの偏向角に伴
って歪み、第１２図に示すように、画面中央部のビーム
スポット（４）がほぼ真円となるのに対して、画面周辺
部のビームスポット（５）は、水平方向に長い楕円状の
高輝度コア部（６）の他に垂直方向に長い低輝度ハロ一
部（７）を伴う形状になり、画面周辺部の解像度は著し
く低下する。

前述のような電子ビームスポットの歪みは、自己集中方
式における偏向ヨークが１．３電子ビームに対して第１
１図のような非斉一磁界を与えることに起因し、偏向磁
界内の電子ビームは水平方向に集束を弱められ、垂直方
向において、逆に集束を強められることが原因となって
いる。

このような偏向歪みによる解像度の低下を防ぐために、
主レンズ部が集束電極と最終加速電極及び前２者の間に
配設された１個又は復数個の中間電極とから成り、管内
で、かつ電子銃近傍に具陥した抵抗により、最終加速電
圧を所定の値に分割し、前記中間電極に印加する電子銃
において、集束電極と最終加速電極の中間電極に対向す
る側を開孔部を有する平板状とすることにより、４極子
レンズを形成し、集束電極に電子ビームの偏向に同期し
て上昇する電圧を加えることが提案されている。また、
このような構造の電子銃では、画面センターでの解像度
も改善されるため、集束電圧を一定電圧に固定した通常
動作のカラー受像管にも使われる。

しかしながら、この様に主レンズを４極子レンズ設計と
した場合には、一般に従来の集束電圧を調整した場合、
電子ビームの垂直径が主として調整され、水平径はほと
んど調整されないという不都合が生ずる。

従って、集束電圧を調整する際には、電子ビームの垂直
径と水平径の妥協調整を強いられることになり、電子銃
本来の性能を発揮することができなく、カラー受像管シ
ステムとして、品位の均一性がそこなわれる。

従来技術の一つとして、集束電極を少なくとも２分割し
て、集束電極の中間部に４極子レンズを用いて水平方向
と垂直方向のフォーカスを別々に調整するという手法が
一部使われているが、この手法では、水平方向と垂直方
向の干渉が強く、即ち、どちらかの調整をしたらもう一
方の調整がずれてしまうという問題がある。又、高圧の
２電位調整なのでステムピンやテレビセットのフォーカ
スパック等の変更を要するので好ましくない。

また、抵抗器の接地側端子に管外において、可変抵抗を
設け、フォーカス調整することが米国特許４６７２２６
９号明細書で提案されているが、これは−電位のみの調
整であり、電子ビームの水平方向と垂直方向とを別々に
調整するということは開示されていない。

また、特開昭５１−７６０７２号公報には、いわゆるト
ライポテンシャル型電子銃が開示されている。この電子
銃のフォーカス調整は２電位方式であるが、主レンズ系
は回転対称系であり、ビームスポットの水平径と垂直径
を別々に調整するという概念は含まれていない。

（発明が解決しようとする課題） 以上述べたように、従来技術では、フを一カス調整をす
る際、電子ビームの水平方向と垂直方向とで、妥協調整
を強いられていた。

あるいは、フォーカス調整を２電位で行なう方法でも水
平方向と垂直方向の干渉が強いため調整しにくく、更に
高圧の２電位調整のため、フォーカスバックやステムピ
ンの変更を要するという難点があった。

本発明では、主レンズが４極子レンズとなっており、水
平方向のレンズ作用は、垂直方向のレンズ作用より非常
に弱く、集束電圧の可変によって画面上で水平方向のビ
ーム径をほとんど変えずに垂直方向のみのフォーカス調
整ができる。

又、前記抵抗器接地側端子に管外において電圧調整手段
を設けることによって水平方向のみのフォーカス調整を
することができる。

本発明は、フォーカスバックやステムピンの変更をする
ことなく電子ビームスポットの縦横両方向とも最良調整
することができ、品位の均一なカラー受像管装置を提供
することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は陰極と前記陰極から射出される電子ビームに対
応した開孔を有する少なくとも、集束電極、１個又は複
数の中間電極、最終加速電極がその順に配設されに電子
銃と、抵抗器が管内の電子銃近傍に具備されると共に、
最終加速電極に供給する電圧を前記抵抗器により所定値
に分割し、この分割された電圧を所定の中間電極に供給
するカラー受ａＩ管装置において、前記集束電極近傍に
は、相対的に垂直方向に強い集束作用を有する非対称性
集束電界が形成され、前記最終加速電極近傍には、相対
的に垂直方向に強い発散作用を有する非対称性発散電界
が形成され、前記非対称性集束電界と、非対称性発散電
界とが前記中間電極により実質的に分離されており、且
つ、前記集束電極には第１の電圧調整手段が接続され、
前記抵抗器の接地側端子には第２の電圧調整手段を設け
ることにより、電子ビームスポットの垂直方向と水平方
向を実質的に独立に調整することが可能なカラー受像管
装置を得ることができる。

（作用） 集束電極内への電界の浸透は、水平方向には中央開孔と
両側開孔からの電界の浸透が干渉することにより、垂直
方向の浸透よりも相対的に弱くなる。つまり言いかえる
と、水平方向よりも垂直方向に強い非対称な集束電界が
形成される。同じように考えて、最終加速電極内へ浸透
する電界は水平方向よりも垂直方向に強い非対称な発散
電界が形成される。

従って、第１の電圧調整手段が接続された集束電圧を変
化させた場合、画面上で電子ど−ムスポットの垂直方向
の変化に比べて、水平方向の変化は非常に少ない。即ち
、垂直方向のフォーカス調整をほぼ独立に調整できる。

又、抵抗器の接地側端子に接続された第２の電圧調整手
段を可変することによって、前記中間電極に印加される
電圧を可変することができる。又、電子レンズの結像状
態及び前記集束電界による非対称レンズと、発散電界に
よる非対称レンズのバランスを変えることによって、画
面上で電子ビームの縦横比を変化させることができる。

この非対称レンズのバランスを変えてフォーカス調整す
る時、電子ビーム径は垂直方向、水平方向両方とも変化
する。しかし、結像系の集束状態が、水平方向のビーム
の変化を助長する方向へ、垂直方向のビームの変化をギ
ャンセルする方向へ変化するため、トータルとして、垂
直方向のビームの変化は非常に少なく、実質的に水平方
向を単独に調整することができる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示すカラー受像管装置の電
子銃部分の概略断面図でおる。第１図（ａ）において、
ヒータ（図示せず）を内装し一直線上に配列された３個
の陰極（ＫＲ＞、（ＫＧ）、（ＫＢ）、第１電極、（１
０）、第２電極（２ｏ）、第３電極（３０）、第４電極
（４０）、第５電極（５０）、複数の中間電極（７０）
、（８０）。

及び第６電極（６０）、コンバーセンスカップ（９０）
がこの順に配置され、絶縁支持棒（図示せず）により支
持・固定されている。

電子銃の近傍には、第１図（ｂ）に示される様に抵抗器
（１００）が具備され、一端（１１０）は第６電極（６
０）に接続され、他端（１２０＞は接地、そして中間点
（１３０）、（１４０）はそれぞれ所定の中間電極（７
０）、（８０）に接続されている。また、抵抗器（１０
０）の一端（１１０）には動作電圧供給装置（１３１）
が接続されている。

第１電極（１０）は薄い板状電極であり、径小０３個の
電子ビーム通過孔が穿設されている。第２電極（２０）
も薄い板状電極であり、径小の３個の電子ビーム通過孔
が穿設されている。第３電極（３０）は、２個のカップ
状電極（３１）。

（３２）の開放端を突ぎ合わせてあり、第２電極側には
、第２電極（２０）に穿設された電子ビーム通過孔より
もやや径大な３個の電子ビーム通過孔が穿設されている
。第４電極側には径大な３個の開孔が穿設されている。

第４電極（４０）も２個のカップ状電極（４１）、（４
２）の開放端を突き合わせており、それぞれには、３個
の径大な開孔が穿設されている。第５電極（５０）は、
複数のカップ状電極（５１）、（５２）、（５３）。

（５４）から構成され、各々には３個の径大な開孔が穿
設されている。中間電極（７０）、（８０）は、厚板電
極に径大な３個の開孔が穿設されている。第６電極（６
０）は、２個のカップ状電極（６１）（６２）から構成
され、各々には、３個の開孔が穿設されている。カップ
状電極（６２）の底部にはコンバーゼンスカップ（９０
）が固着されている。尚、開孔は、第１電極から第６電
極まで、全て円形開孔とする。

陰極（ＫＲ）、（ＫＧ）、（ＫＢ）には、例えば１５０
Ｖ程度の直流電圧と画像に対応した変調信号が印加され
る。第１電４＝Ｍ（１０）は接地、第２電極（２０）に
は約６００Ｖが印加される。陰極（ＫＲ＞、（ＫＧ）、
（ＫＢ）、第１電極（１０）及び第２電極（２０）とで
三極部を形成し、電子ビームを放射させるとともに、ク
ロスオーバを形成する。第３電極（３０）と第５電極（
５０）は管内にて接続され、約７ｋＶが印加され集束電
圧となる。第４電極（４０）は管内にて第２電極（２０
）と接続されている。そして、第６電極（６０）には、
２５ｋＶ〜３０ｋＶ程度の最終加速電圧が印加される。

第２電極（２０）と第３電極（３０）とでプリフォーカ
スレンズを形成し、三極部から出射する電子ビームを予
備集束する。第３電極（３０）。

第４電極（４０）、第５電極（５０）とで、補助レンズ
が形成され、電子ビームを更に予備集束する。

抵抗器（１００）により、中間電極（７０）には高電圧
の約４０％の電圧が供給され、中間電極（８０）には高
電圧の約６５％の電圧が供給される。

抵抗器（１００）の下端には、管外に可変抵抗器（１０
５＞が接続されており、この可変抵抗器（１０５）によ
って、中間電極（７０）、（８０）の電圧を可変できる
ようになっている。第５電極（５０）、中間電極（７０
）、（８０）、第６電極（６０）とで主レンズが形成さ
れ、電子ビームを画面上に最終的に集束する。このよう
な主レンズは中間電極（７０）、（８０）により主レン
ズ領域が拡張されているので、拡張電界レンズと呼ばれ
、長焦点レンズとすることができるものである。

次に第２図により、本発明による電子銃の主レンズ部に
形成される等電位分布について説明する。

第２図（ａ）は、水平方向断面図、第２図（ｂ）は垂直
方向断面図である。第５電極（５０）、中間電極（７０
）、（８０）、第６電極（６０）でおり、抵抗器は図示
していない。まず、第２図（ａ＞に示す水平方向断面図
では、第５電極（５０）内に浸透する集束性電界は、中
央孔（５４２）、両側孔（５４１）、（５４３）に対応
する等電位線が共通となる。一方、第２図（ｂ）に示す
垂直方向では、電極の側壁（５５）の影響により、等電
位線の曲率は、水平方向よりも小さくなる。

つまり、垂直方向の集束作用は、水平方向よりも相対的
に強くなる。

同じように考えて、第６電極（６０）内に浸透する発散
性電界は、垂直方向が水平方向よりも相対的に強くなる
。

以上の考え方により、本発明による主レンズの集束作用
は、集束電界と発散電界が分離・独立しており、かつ集
束電界は相対的に垂直方向に強く、発散電界は相対的に
垂直方向に強いレンズとなっている。これを光学モデル
を用いて概念的に説明すると、第３図の様になる。第３
図（ａ）は、水平方向の集束モデルを示した図であり、
主レンズ部の集束電界に相当する凸レンズ部（２００＞
では比較的弱い集束を受け、主レンズ部の発散電界に相
当する凹レンズ部（３００）では比較的弱い発散を受け
る。一方第３図（ｂ）に示すように、垂直方向は、凸レ
ンズ部（２１０）で比較的強い集束を受け、凹レンズ部
（３１０）で比較的強い発散を受ける。従って、集束の
過程は異なるが最終的な画面でのビーム径は水平と垂直
でほぼ等しくなる。

ここで、集束電圧を調整しても前述の如く、電子ビーム
の垂直径のみ変化して、水平径はほとんど変化しないの
で水平方向のビーム径と垂直方向のビーム径は必ずしも
等しくならない。このような場合、画面中央でのビーム
が縦長や横長といった非円形ビームとなってしまう。従
って、このようなビームをフォ−カス調整する場合、通
常垂直方向と水平方向で妥協調整をするのが一般的であ
る。

本発明では、前述の通り、集束電界と発散電界が中間電
極（７０）、（８０）によって分離・独立しているため
、集束電圧を変えることによって、発散作用をほとんど
変えずに、集束作用のみを変えることができる。また水
平方向より、垂直方向のほうが相対的に強いレンズ作用
を受けるため、集束電圧を変えることによって、実質的
に垂直方向のみのフォーカス調整をすることができる。

例えば、集束電圧を上昇させた場合、第４図に示すよう
に、集束電界に相当する垂直方向の凸レンズ部（２１０
＞は、集束電極とこの電極に隣接する中間電極の間の電
位差が小さくなるので弱くなる。この時、垂直方向の発
散電界に相当する凹レンズ部（３１０）は、中間電極（
８０）と最終加速電極（６０）の間の電位差が変わらな
いので、変化しない。従って、集束電圧の変化によって
、垂直方向は凸レンズ部（２１０＞のみが変化する。

また、集束電圧を上昇させた場合、第５図に示すように
、水平方向の集束電界に相当すると凸レンズ部（２００
＞は、垂直方向と同様に弱くなる方向に変化するが前述
の通り、水平方向のレンズは、垂直方向のレンズに比べ
て、非常に弱いレンズとなっているので、集束電圧を変
化させたときの垂直方向と水平方向の凸レンズ部（２１
０＞。

（２００＞の変化率は、相対的に水平方向の方が非常に
小さい。従って、水平方向の主レンズ部は、初期状態と
ほとんど変わらない。

以上のようなことから、集束電圧を変化させたときの電
子ビームのスポット形状の変化は、第６図のように変化
し、実質的に垂直方向のみのフォーカス調整をすること
ができる。

次に抵抗器（１００）の接地側端子に設けた可変抵抗器
（１０５）を可変することによって、抵抗器（１００）
の分割比を変えることができ、中間電極（７０）、（８
０）に印加される電圧を可変することができる。従って
、非対称集束電界と非対称発散電界のバランスを変える
ことができるので、画面上でのビームの縦横比を変化さ
せることができる。尚、非対称電界の作用としては、非
対称集束電界では、ビームを相対的に水平方向にアンダ
ーフォーカスの横長方向にする作用があり、非対称発散
電界では、ビームを相対的に垂直方向にアンダーフォー
カスの縦長方向にする作用がある。

例えば、可変抵抗器（１０５＞を大きくした場合、抵抗
器（１００）の接地側端子の電位は上昇するため、中間
電極（７０）、（８０）の電位も上昇する。

この状態を光学モデルを用いて水平と垂直の相対関係を
説明する。第７図（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ水平方向
及び垂直方向の光学モデルである。

第７図（ａ）及び（ｂ）に示すように、中間電極（７０
）と集束電極（５０）の間の電位差が大きくなるため、
集束電界に相当する凸レンズ（２００＞、（２１０＞の
レンズは強くなり、中間電極（８０）と最終加速電極（
６０）の間の電位差は小さくなるので、発散電界に相当
する凹レンズ部（３００）、（３１０）は弱くなる。

従って、前述の通り、非対称集束電界が強くなり、非対
称発散電界が弱くなるので、ビームスポットは相対的に
横長方向に変化する。また、可変抵抗器（１０５）を小
さくした場合は逆の相対的に縦長方向に変化する。

これらを抵抗器（１００）の接地側端子電位ＶＲ［とビ
ームの相対的な縦横比の変化の関係で表わしたものを第
８図（ａ）に示す。

更に、可変抵抗器（１０５）の変化によって、中間電極
（７０）、（８０）の電位が変化すると、主レンズ仝体
の結像系も変化する。可変抵抗器（１０５）を大きくし
て、中間電極（７０）。

（８０）の電位が上昇した場合、結像系としては、全体
的にアンダーフォーカス方向に変化し、逆の場合、オー
バーフォーカス方向に変化する。これを抵抗器（１００
）の接地側端子電位ＶＲＥに対して、描いたものを第８
図（ｂ）に示す。

ここで、抵抗器（１００）の接地側端子に設けた可変抵
抗（１０５）を可変してフォーカス調整をする場合、ま
ず、第９図（ａ）の（Ａ）に示すような水平方向にハロ
ーの出た縦長ビームの場合、可変抵抗器（１０５）を大
きくして、中間電極（７０）、（８０）の電位を上げる
ことによって、非対称レンズのバランスは横長方向に変
化するので、第９図（ａ）の（Ｂ）のように変化する。

同時に結像系の変化によって、全体的にアンダーフォー
カスに変化するので、第９図（ａ＞の（Ｃ）ようになる
。

従って、最終的に垂直方向のビーム径はほとんど変えず
に水平方向のみのフォーカス調整ができる。

また、逆に垂直方向にハローの出た横長ビームの場合、
同じような考え方で第９図（ｂ）の（Ａ）から（Ｃ）の
ように変化する。

従って、可変抵抗器（１０５）を可変することによって
、垂直方向ビーム径をほとんど変えることなく、水平方
向のみのフを一カス調整ができる。

前記実施例では、抵抗器（１００）の下端に可変抵抗器
（１０５）を設けた場合について述べたが、本発明は、
これに限らず、第１０図に示すように抵抗器（１００）
の接地側端子に、可変できる電圧（１０６）を印加する
ことによっても可能である。

前記実施例では、通常動作の電子銃について述べたが、
本発明はこれに限らず、ダイナミックフォーカス用の電
子銃でも良い。

具体的実施例の中で、抵抗器（１００）の接地側端子に
管外から接続される可変抵抗（１０５）の抵抗値は、Ｏ
［Ω］〜１００［ＭΩ］程度、抵抗器（１００）の接地
側端子に電圧を印加する場合の電圧値はＯ■〜１　（ｋ
Ｖ）Ｍａｘ程度、集束電圧は陽極高圧の２８％程度であ
る。

［発明の効果］ 以上述べた如く、本発明による電子銃を装備したカラー
受像管装置によれば、フォーカス調整の際、電子ビーム
の素直方向と水平方向の妥協調整を強いられることなく
、垂直方向と水平方向を実質的に独立に調整することが
できる。また、フォーカスやステムビン等は従来と同じ
でよいので、従来管との互換性も良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すカラー受像管装置の電
子銃部分の概略断面図、第２図は本発明による電子銃部
分の主レンズ部の等電位分布を表わす模式図、第３図（
ａ）及び（ｂ）は、本発明による電子銃部分のそれぞれ
水平方向及び垂直方向の主レンズ部光学モデル、第４図
及び第５図は本発明の動作原理を説明するための主レン
ズ部光学モデル、第６図は本発明による電子銃部分の集
束電圧と電子ビーム径の関係を表わした特性図。 第７図（ａ＞及び（ｂ）は本発明の動作原理を説明する
ための主レンズ部の水平方向及び垂直方向の光学モデル
、第８図（ａ）及び（ｂ）は、本発明による電子銃部分
の抵抗器の接地側端子電圧と電子ビームの関係を表わし
た特性図、第９図（ａ）及び（ｂ）は本発明を説明する
ための電子ビームの模式図、第１０図は、本発明の他の
実施例を示すカラー受像管装置の電子銃部分の概略断面
図。 第１１図（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ水平及び垂直偏向
磁界中の電子ビームを説明する概念図、第１２図は、従
来のカラー受像管の画面中央部１周辺部の電子ビーム形
状を表わす模式図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）陰極と前記陰極から射出される電子ビームに対応
   した開孔を有する少なくとも、集束電極、１個又は複数
   の中間電極、最終加速電極がその順に配設された電子銃
   と、抵抗器が管内の電子銃近傍に具備されると共に、最
   終加速電極に供給する電圧を前記抵抗器により所定値に
   分割し、この分割された電圧を所定の中間電極に供給す
   るカラー受像管装置において、前記集束電極近傍には、
   相対的に垂直方向に強い集束作用を有する非対称性集束
   電界が形成され、前記最終加速電極近傍には、相対的に
   垂直方向に強い発散作用を有する非対称性発散電界が形
   成され、前記非対称性集束電界と、非対称性発散電界と
   が、前記中間電極により実質的に分離されており、且つ
   前記集束電極には第１の電圧調整手段が接続され、前記
   抵抗器の接地側端子には第２の電圧調整手段が設けられ
   ていることを特徴とするカラー受像管装置。