JPH0129014B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカラー陰極線管に用いられるインライ
ン型電子銃の電子スポツト形状の改善に関するも
のである。

先ず本発明の理解を容易にするため従来用いら
れているインライン型カラー陰極線管について説
明する。第１図は三本の電子ビームを放射するイ
ンライン型電子銃構体１を備えたカラー陰極線管
の縦断面図である。インライン型電子銃構体１の
一直線上に整列して同一平面内にある三つの陰極
から放射された三本の電子ビームは排気された硝
子外囲器２の漏斗状部に配設された偏向コイル５
により、水平及び垂直に偏向され、硝子外囲器２
の前部にその内側は複数個の例えば赤、緑及び青
に発光する螢光体素子が被着された螢光面３上の
走査画面を形成する。この管内に螢光面３に隣接
し、有孔マスク４からなる色選別機構が配置さ
れ、各走査電子ビームは夫々の電子ビームに対応
する色の螢光体素子だけを刺激するようになつて
いる。一方インライン型電子銃構体１の平行径路
に沿つて放射された三電子ビームは有孔マスク４
の中央で一点に交わるよう、主電子レンズの最終
電極とこれに対向する電極の対向面の両外側電子
ビーム通過孔部を内側に傾けて両外側電子ビーム
B_R，B_Bが中央電子ビームB_Gに対し傾むくよう予
め設定されている。硝子外囲器２の漏斗状部に続
く硝子頚部に封止された電子銃構体１上の偏向ヨ
ーク５側には、静集中装置６が配置され、電子銃
構体１の組立誤差等に基づく有孔マスク４面中心
に於ける中央及び両外側の三電子ビームの集中誤
差を補正し、三電子ビームが正しく一点に集中出
来るようになつている。即ち静集中装置６は第４
図第５図に示す様に、円環状基板に４極に着磁さ
れた一対の４極磁石６Ａと、６極に着磁された一
対の６極磁石６Ｂから構成されている。４極磁石
６Ａは両外側電子ビームB_R，B_Bに対し同量逆方
向の磁束を発生し、両外側電子ビームB_R，B_Bを
同量逆方向に移動させ、２枚の開き角度で補正量
を、２枚同時回転させて補正方向を変えることに
より両外側電子ビームを互に一致させる。又６極
磁石６Ｂは両外側電子ビームB_R，B_Bに対し同量
同方向の磁束を発生し、両外側電子ビームB_R，
B_Bを同量方向に移動させ、上記４極磁石６Ａに
より一致した両外側電子ビームB_R，B_Bを中央電
子ビームB_Gに合わせる働きを持つている。更に
静集中装置６に隣接して三本の電子ビームが夫々
対応する色の螢光体素子を正しく刺激するように
調整出来る色純化装置７が配置されている。

通常用いられているインライン型カラー陰極線
管では、偏向コイル５の形成する水平偏向磁界を
インライン型電子銃構体１が封止された硝子頚部
側に於て樽型歪に、螢光面３側に於て糸巻型歪
に、又垂直偏向磁界を逆に硝子頚部側に於て糸巻
型歪に、螢光面３側では樽型歪に夫々設定するこ
とによつて三本の電子ビームの集中ずれを螢光面
３全域で補正して、動的集中補正回路を用いるこ
となく良好なコンバージエンス特性を得る、所謂
セルフコンバージエンス方式を実現している。

然しながら、この場合三本のインライン電子ビ
ームは上述の非斉一磁界中を通過することによつ
て螢光面３上にビームスポツト断面B_Cは第２図
に示す様に画面中央で真円であつても、画面周辺
では横長の楕円形状に歪む。即ち水平偏向磁界が
強い糸巻型歪をもつているためビームスポツトが
水平方向に偏向されるに従がつて、特に画面周辺
でビームスポツトは歪んで横長の長円形状とな
る。又高輝度画像を受像する場合、電子銃から大
電流を取り出すことになり、特に偏向角度の大き
い画面周辺部では上記の偏向歪により高輝度のビ
ームスポツト核B_Cの周囲に薄く輝くハローB_Hが
発生する。

従がつて偏向磁界の偏向歪により画面周辺で
は、ビームスポツトの横長潰れとハローによりフ
オーカス特性が劣化し、解像度は著しく低下する
欠点があつた。

前記偏向歪によるビームスポツトの横長歪を補
償するため第３図に示す様に、インライン型電子
銃１のビーム形成領域である陰極に最も近い制御
電極Ｇ１、又は遮蔽電極Ｇ２の三電子ビーム通過
孔H_R，H_G，H_Bを垂直偏向軸方向に長径を置く縦
長の長円形状とすることが行われている。これに
より電子ビーム通過孔の長径方向の集束を弱く、
短径方向の集束を強くし、画面中央に於けるビー
ムスポツトを縦長とし、画面周辺に於ける偏向さ
れたビームの横長歪を軽減して静的に補償してい
る。

然るに上述の制御電極Ｇ１、遮蔽電極Ｇ２の電
子ビーム通過孔を長円形状に高精度でばらつきな
く製作加工したり、これら長円形状ビーム通過孔
を持つた電極と、電子銃構体を構成する他の電極
と相対的位置を高精度に保つて電子銃構体を組立
てることは従来用いられている円形ビーム通過孔
を持つた電極を用いる場合よりいずれも著しく困
難であつた。このためビーム形成領域にある陰
極、制御電極、遮蔽電極の相対位置で決まる電子
ビーム遮断電圧が三電子ビーム間にばらつきを生
じたり、電子ビーム束形成領域の光学特性を劣化
させたりする。

更に制御電極、遮蔽電極の電子ビーム通過孔を
長円形状にすることで、偏向コイル磁界から電子
ビームスポツトが受ける偏向歪による横長歪を軽
減出来ても、高輝度の電子ビームスポツト核B_C
周囲に輝くハロー成分B_Hは除去不可能であり、
高輝度画像の画質改善には未だ不十分であつた。

本発明は上述の欠点に鑑みてなされたものであ
り、極めて簡単な構成によつてインライン型カラ
ー陰極線管の解像度を著しく改善したインライン
型電子銃構体を提供するものである。

即ち、同一平面内に放射された少くとも二本の
電子ビームを平行径路に沿つて所定間隔に配置し
た複数個の電極で各電子ビーム径路に実質的に個
別に形成された電子レンズにより集束し、且つ主
電子レンズの最終電極とこれに対向する電極の対
向面にある両外側電子ビーム通過孔形成部を内側
に傾する集中角を持たせて陰極線管画面近くに電
子ビームを集中させるインライン型電子銃構体に
於て、両外側電子ビームを画面中央で陰極線管外
の一点で集中する様に不足集中状態とし、陰極線
管頚部に装着される静集中装置の４極磁界で画面
上中央に於て一点に集中する様に集中補正するこ
とにより画面中央での電子ビームスポツトの垂直
偏向軸方向に軸を置く縦径が水平偏向軸方向に軸
を置く横径の1.1〜2.0倍となるように、前記両外
側主電子レンズ電極の傾斜角を定めたインライン
型電子銃構体に関するものである。

このインライン型電子銃構体を用いることによ
つて、両外側ビームの集中補正作用に併う４極磁
界の磁気レンズ効果で画面中央に於ける各ビーム
スポツトを垂直偏向軸に長軸を置く長円形状に整
形させると共に、ハローを軽減して、偏向コイル
の偏向歪によつて画面周辺でビームスポツトが横
長に潰れることを補償し、カラー陰極線管の解像
度を画面一様に改善出来る。

以下図面を参照にして本発明の実施例を詳細に
説明する。

第６図は本発明の一実施例に基づく三本の電子
ビームを放射するインライン型電子銃構体１０を
備えたカラー陰極線管の縦断面図である。インラ
イン型電子銃構体１０の一直線上に整列して同一
平面内にある三つの陰極から放射された三本の電
子ビームB_R，B_G，B_Bは有効マスク４及び画面を
構成する螢光面３の中央部で決して一点に交わら
ず、硝子外囲器２のほぼ頚部管軸上８にあつて、
螢光面３外の一点で交わるように両外側電子ビー
ムB_R，B_Bが中央電子ビームB_Gに対し傾むくよう
に設定されている。即ち両外側電子ビームB_R，
B_Bは中央電子ビームB_Gに対し螢光面上では不足
集中され、螢光面３上の両外側電子ビーム間隔が
ｄとなるように設定されている。

第７図は上記インライン型電子銃構体１０の一
例を詳細に示す縦断面図である。即ちインライン
型電子銃電極構体１０は互に絶縁されて、同一平
面内で等間隔の離軸距離Ｓを保つて一列に整列し
た三つの陰極構体１０Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂと、こ
れに対向して電子ビーム進行方向に順次配置され
る三つのビーム透孔が一体に形成された制御電極
１１、遮蔽電極１２、集束電極１３、最終電極で
ある陽極電極１４及び有底円筒状の磁極１５から
構成され、磁極１５を除く各電極は電極支持子を
介して二本の絶縁物支持杆１６に夾持されるよう
に埋設固定されて所定の電極間隔を保持してい
る。制御電極１１、遮蔽電極１２、集束電極１３
の各電子ビームが通過する各電子ビーム通過開孔
１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ；１２Ｒ，１２Ｇ，１２
Ｂ；１３R₁，１３G₁，１３R₁は等間隔距離Ｓを
保つて一列に整列されており、三つの陰極１０
Ｒ，１０Ｇ，１０Ｂから放射された電子ビーム束
B_R，B_G，B_Bが三本の電子銃の軸である平行径路
１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ上を進むように加速及び
集束される。集束電極１３，陽極電極１４の上記
電子ビーム通過孔１３R₂，１３G₂，１３B₂；１
４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂも等間隔距離Ｓを保つて配
列されているが、互に対向する両外側電子ビーム
通過孔１３R₂，１４Ｒ；１３B₂，１４Ｂの形成
面は電子ビーム進行方向に対し中央電子ビーム
B_Gの軸１８Ｇに向かつて内側に角度αだけ傾斜
され、集束電極１３と陽極電極１４間の各対応電
子ビーム開孔間隙に形成される主電子レンズの両
外側開孔部に傾斜レンズを形成して、電子ビーム
進行方向の陰極線管外の一点で両外側電子ビーム
B_R，B_Bが一点に集中する様設定されている。従
がつて螢光面３の中央では両外側電子ビームB_R，
B_Bは距離ｄを持つよう不足集中されている。

ここに集中電極１３及び陽極電極１４は電子銃
の軸１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂに垂直な断面は閉塞
端面内で一直線上に整列して穿設された中央及び
両外側電子ビーム開孔の配列方向に長く、配列方
向と直角方向では短い略々長方形、或いは長円形
状を呈した閉塞筒状体であり、集束電極１３は開
孔１３R₁，１３G₁，１３B₁を持つた閉塞筒状部
と開孔１３R₂，１３G₂，１３B₂を持つた閉塞筒
状部とが口縁部で重ね合せられて構成されてい
る。

このカラー陰極線管を動作させるに際して、螢
光面３上の両外側電子ビーム間隔が螢光面で構成
された画面中央でｄとなつているため、従来と同
様に電子銃構体１０上の硝子頚部外に配置された
静集中装置６の４極磁石６Ａで不足集中状態の両
外側電子ビームB_R，B_Bを画面中央部で一点に集
中させ、この集中点を６極磁石６Ｂで中央電子ビ
ームB_Gに移動させることによつて集中補正を行
う。

この場合４極磁石６Ａの発生する磁束が各電子
ビームに与える作用を第８図で詳細に検討してみ
る。図から明らかな様に不足集中状態にある両外
側電子ビームB_R，B_Bを中央電子ビームB_G側に集
中補正することによつて、各電子ビームは図示矢
印の様に水平軸方向では磁界から左右方向の押圧
力を、垂直軸方向では上下方向外向きの引力を受
ける。各電子ビームの上下方向引力は互に等しい
ため電子ビーム上下方向には移動しないが、水平
軸上では両外側電子ビームB_R，B_Bは夫々中央電
子ビームB_G側に向う力を受け互に中央電子ビー
ムB_G側に移動する。但し中央電子ビームB_Gの左
右方向押圧力は等しくビームの移動は起らない。

更に両外側電子ビームの集中移動と同時に各電
子ビームには磁界から前述した上下、左右方向の
力を受けるため画面中央に於ける電子ビームスポ
ツトは縦長に歪む。第９図にこの場合の画面３中
及び周辺部に於けるビームスポツトの形状を示
す。

然るに従来用いられている電子銃構体では三電
子ビームが画面中央部でほぼ一点に集中されるよ
うに設定されており、製造上誤差等で設定からず
れた不足、又は過集中量である残留集中誤差を静
集中装置６で集中補正するものであり、その残留
集中誤差は極めて小さくなつていて、通常最大で
も３〜４mm（画面中央に於ける両外側電子ビーム
間距離）程度の小さい値である。換言すれば両外
側電子ビームが電子銃から射出されて集中点に張
る角度である集中角θは残留集中誤差が画面中央
で零となる集中角θ₀の最大でも±30％以内となつ
ている。従がつて静集中装置６の４極磁界による
この程度の集中補正では各電子ビームの縦長歪は
無視し得る程度に小さかつた。

一般には互に対向して傾斜面の形成された主電
子レンズに於ては螢光面上の両外側電子ビーム間
距離ｄは両外側電子ビーム通過孔形成面が中央電
子ビーム通過孔形成面に対してなす傾斜角αが３
度以下の小さい角度であればほぼαに比例する。

例えば電子ビーム離軸距離Ｓ＝6.6mm，主電子
レンズ口径Ｄ＝5.5mm，陽極電圧に対する集束電
圧比26〜30％（代表的には28％）のインライン型
電子銃を備えた20インチ90度偏向カラー陰極線管
を陽極電圧25KVで動作させる場合の傾斜角αに
対する所要集中補正量ｄの関係を第１０図に示
す。同図中でｄが負量であることは不足集中を、
正量であることは過集中であることを意味する。

更にこの不足集中の集中補正を静集中装置６の
４極磁石６ａで行つた場合の集中補正量ｄに対す
る電子スポツトの縦径と横径の比（Ｒ＝縦径／横
径）の関係、及び集中補正量０mmに於けるビーム
スポツト核B_Cの周囲に発生するハロー成分B_Hの
面積を100％として集中補正量ｄに対するハロー
発生面積率S_Hの関係を第１１図に示す。

第１１図よりｄ＝4.9mmの時Ｒ＝1.1、ｄ＝9.63
mmの時Ｒ＝2.0となり、不足集中補正量が4.9mm以
上になるとビームスポツトは明瞭に縦長傾向を示
し、同時ハロー発生量も４極磁界から各電子ビー
ムが受ける水平方向押圧力、上下方向引力の磁気
レンズ作用で急激に軽減されることが示されてい
る。又第１０図より夫々ｄ＝4.9、9.63mm相当す
る傾斜角αは夫々1.224゜、0.592゜である。

即ち傾斜角αが1.22゜以下になると画面上の両
外側電子ビームB_R，B_Bの不足集中補正量は4.9mm
以上となり、これを静集中装置６の４極磁石で集
中補正すると画面中央に於けるビームスポツトは
縦横比1.1以上の縦長形状となる。

一般に非斉−磁界による画面周辺でのビームス
ポツト横長歪を補正するには画面中央に於ける静
止ビームスポツトの横径に対する縦径の比（縦
径／横径）を1.0以上の縦長とすればよい。第９
図に示す様にその縦径の程度が大きい程画面周辺
部のビームスポツトは円形に近づき、画面周辺解
像度は改善されるが、画面中央部ではビームスポ
ツトは過大の縦長形状となつて、中央部での解像
度は逆に劣化してしまう。又前記比が1.1より小
さいと周辺部でのスポツトの横長潰れの改善効果
はほとんど認められない。実験によれば画面中央
部の解像度を損うことなく、画面周辺部での解像
度を改善するには画面中央に於けるビームスポツ
トの縦径の横径に対する比を1.1〜2.0に設定すれ
ば画面全面にわたつて一様の高解像度が得られる
フオーカス特性となることが確められた。

以上により前述の陽極電極2.5KVで使用される
20インチ90度偏向カラー陰極線管では平行に進む
両外側電子ビームを主電子レンズの最終電極とこ
れに対向する電極対向面にある両外側電子ビーム
通過孔形成部の中央電子ビーム通過孔形成面に対
する傾斜角αを0.59゜〜1.22゜とし、画面中央部上
で両外側電子ビームを不足集中状態とし、静集中
装置６の４極磁界で一点に集中するように集中補
正すれば、セルフコンバージエンス方式の偏向磁
界から受ける電子ビームが横長潰れとなる偏向歪
を補償し、且つハロー発生量を軽減して、画面上
の走査画像は全面にわたつて解像度を著しく改善
可能となる。

因に本発明では両外側電子ビームを画面中央で
過剰に不足集中させたことに最大の特徴があり、
同量の所要集中量であつても画面に到達する以前
に一度両外側電子ビームが交叉する過集中状態で
は第８図と全く逆の補正を行うこととなり、電子
ビームスポツトは逆に横長に潰れ、且つ磁気レン
ズの収差でハローは補正前より過大に発生して、
解像度は著しく劣化する。

以上の説明では静集中装置は硝子頚部外に設け
られている場合を引例したが、必ずしもこれに限
定されることなく電子銃構体の一部に予め取付け
られていても、或いは又陰極線管製造後に管外か
ら着磁させて形成してもよい。

又説明の便宜上同一平面内で等間隔に放射され
た中央及び両外側の電子ビームを有する三電子ビ
ームのインライン型電子銃構体について行なつた
が、両外側電子ビームのみの二電子ビームインラ
イン型電子銃構体にも本発明を適用出来ることは
云うまでもない。

上述の様に本発明によれば、インライン型電子
銃構体に於て両外側電子ビームを画面中央で過剰
に不足集中させ、然る後通常用いられている静集
中装置の４極磁界で集中補正することにより画面
中央に於けるビームスポツト形状を垂直偏向軸方
向に長軸を置く縦長とし、画面周辺部に於ける電
子ビームスポツトの偏向歪による横長潰れを軽減
すると併に、ハロー発生を防止して画面全面にわ
たつて受像画像の解像度を極めて容易にして、大
幅に改善することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の三電子ビームを放射するインラ
イン型電子銃構体を備えたカラー陰極線管の縦断
面図、第２図は画面上の電子ビームスポツト断面
形状を、第３図は従来用いられている縦長の電子
ビーム通過孔を持つた制御電極、又は遮蔽電極の
平面図、第４図、第５図は静集中装置の４極磁界
及び６極磁界の動作原理図、第６図は本発明の一
実施例に基づく三電子ビームを放射するインライ
ン型電子銃構体を備えたカラー陰極線管の縦断面
図、第７図は前記インライン型電子銃構体の詳細
縦断面図、第８図は静集中装置の４極磁界から不
足集中状態にある電子ビームの夫々が受ける作用
効果を示す図、第９図は本発明の一実施例によつ
て得られる画面上のビーム・スポツト断面形状
を、第１０図は傾斜角αに対する残留集中量ｄの
関係を示す図、第１１図は電子ビーム離軸距離Ｓ
＝6.6mm、主電子レンズ口径Ｄ＝5.5mm、陽極電圧
に対する集中電圧比26〜30％のインライン型電子
銃を備えた20インチ90度偏向カラー陰極線管を陽
極電圧25KVで動作させて、静集中装置の４極磁
界により両外側ビームを集中補正させた場合の不
足集中量に対する画面上ビームスポツトの縦径と
横径の比、及び残留集中量０の時のハロー発生量
を100とした時のハロー発生率の関係を示す図を
夫々示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同一平面内に放射された少くとも二本の電子
   ビームを平行径路に沿つて所定間隔に配置した複
   数個の電極によつて各電子ビーム径路に実質的に
   個別形成された電子レンズで集束し、且つ主電子
   レンズの最終電極とこれに対向する電極で対向面
   にある両外側電子ビーム通過孔形成部を電子ビー
   ム進行方向の内側に傾ける傾斜角を持たせて陰極
   線管画面近くに電子ビームを集中させるインライ
   ン型電子銃構体に於て、両外側電子ビームを画面
   中央で陰極線管外の一点で集中する様に不足集中
   状態とし、静集中装置の４極磁界で画面中央に於
   て一点に集中する様に集中補正することにより、
   画面中央での各電子ビームスポツトの垂直偏向軸
   方向に軸を置く縦径が水平偏向軸方向に軸を置く
   横径の1.1〜2.0倍となるように前記両外側主電子
   レンズ電極の傾斜角を定めたことを特徴としたイ
   ンライン型電子銃構体。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のインライン型電
   子銃構体に於て、主電子レンズの対向二電極の対
   向面にある両外側電子ビーム通過孔形成部を電子
   ビーム進行方向内側に0.59゜〜1.22゜の傾斜角をつ
   けて形成したことを特徴としたインライン型電子
   銃構体。