JPH0246633A

JPH0246633A - カラー受像管装置

Info

Publication number: JPH0246633A
Application number: JP19608688A
Authority: JP
Inventors: Taketoshi Shimoma; 下間　武敏; Eiji Kanbara; 蒲原　英治; Kazuyuki Kiyono; 和之清野; Shigeru Sugawara; 繁菅原; Jiro Shimokawabe; 下河邊　慈郎
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-08-08
Filing date: 1988-08-08
Publication date: 1990-02-16
Anticipated expiration: 2012-12-17
Also published as: JP2692877B2

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）本発明はカラー受像管装置に係り、特にインライン配列
された３本の電子ビームを、これらの電子ビームに共通
な大口径電子レンズにより集束ならびに集中させる電子
銃を有するカラー受像管装置に関する。

（従来の技術）一般的なカラー受像管装置の水平断面を第６図に示す。

同図において、カラー受像管装置１は、スクリーン面２
をもつフェースプレート３と、このフェースプレート３
の側壁部３ａにファンネル４を介して連結されたネック
５と、このネック５に内装された電子銃６と、ファンネ
ル４からネック５にかけてこの外壁に装着された偏向装
置７と、前記スクリーン面２と所定間隔をもって対設さ
れた多数のアパーチャ８を有するシャドウマスク９と、
前記ファンネル４の内壁から前記ネック５の一部にかけ
て一様に塗布された内部導電膜」０とファンネル４の外
部に塗布された外部導電膜１１と、ファンネル４の一部
に設けられた陽極端子（図示せず）とを具備している。

そして、スクリーン面２には赤色発光蛍光体、緑色発光
蛍光体および青色発光蛍光体がストライプ状又は点状に
多数塗布されており、電子銃６から出た３本の電子ビー
ムＢＲ，ＢＧおよびＢＢはシャドウマスク９により選択
されてそれぞれの蛍光体を衝撃し、これを発光させる。

また、電子銃６はインライン配列の平行な３本の電子ビ
ームＢＲ，ＢＧおよびＢＢを発生、加速ならびに制御す
るための電子ビーム形成部ＧＥと、これらの電子ビーム
を集束、集中させるための主電子レンズ部ＭＬを有して
いる。そして、３本の電子ビームＢＲ，８ＧおよびＢＢ
を前記偏向装置７により、スクリーン全面に偏向走査す
ることにより、ラスタを形成する。

３電子ビームを集中させる方法は、例えば米国特許第２
９５７１０６＠明細書に示されているように、陰極から
射出される電子ビームをはじめから傾斜して集中する技
術があり、又、米国特許第３７７２５５４号明細書に示
されるように、電子銃電極に設けられた３電子ビ一ム通
過用開口のうち一部電極の両側の開口を電子銃の中心軸
から僅かに外側へ偏芯させることにより、電子ビームの
集中を行なっている技術があり、いずれも広く採用され
ている。

偏向装置は基本的には電子ビームを水平方向に偏向する
水平偏向磁界を発生するための水平偏向コイルおよび電
子ビームを垂直方向に偏向する垂直偏向磁界を発生する
ための垂直偏向コイルとを有している。実際のカラー受
像管装置においては電子ビームを偏向したときに、３電
子ビームスポツトのフェースプレートでの集中がくずれ
てくるので、この集中のくずれを防止するため工夫が施
されている。これはコンバーゼンスフリーシステムと称
され、水平偏向磁界をビンクツション形垂直偏向磁界を
バレル形にすることにより、自己集中形磁界蛍光面全域
に於いて、３電子ビームが集中するようにしたものであ
る。

以上述べた如く、カラー受像管は多くの開発技術の採用
により品位は向上しているが管の大型化、高品位化が普
及するにつれて新たな問題がクローズアップされつつあ
る。

即ち■電子ビームのスクリーン上でのスポット径の問題
、■偏向されたときのスクリーン周辺部での電子ビーム
スポットの歪の問題、■スクリーン全面でのコンバーゼ
ンスの問題がある。

管が大形になると電子銃からスクリーン面までの距離が
長くなり電子レンズの電子光学的倍率が大きくなってス
クリーン上でのスポット径を大きくしてしまい解像度を
劣化させてしまう。スポット径を小さくするには電子銃
の電子レンズの性能を向上させねばならない。

一般に主電子レンズ部は開口を有する複数の電極が同軸
上に配置されそれぞれ所定の電位が印加されることによ
って形成される。このような静電レンズは電極構成の違
いによりいくつかの種類があるが、基本的には電極開口
径を大きくした大口径レンズを形成させるか又は、電極
間の距離を長くして緩やかな電位変化にして長焦点レン
ズを形成することによりレンズ性能を向上させることが
できる。

しかし、カラー受像管の電子銃は一般に細いガラス円筒
であるネック内に封入されるため、まず電極の開口、即
ちレンズ口径が物理的に制約される。また、電極間に形
成される集束電界がネック内の他の不所望な電界の影響
を受けないようにするために電極間の距離が制限される
。

特に、シャドウマスク型カラー受像管のように３本の電
子銃がデルタ配列やインライン配列として一本化した場
合には前述した如く電子ビーム間隔（Ｓｇ）が小さなも
の程、３本の電子ビームをスクリーン全面の近傍で一点
に集中させ易いし、また偏向電力が小さいという利点が
あるので、電子銃間隔を小さくするために電極の開口は
さらに小さくせざるを得ない。

そこで、同一平面上に並んだ３個の電子レンズを完全に
重ね合わせ１個の大きな電子レンズとし、この大口径電
子レンズにより電子レンズ性能を最大限に発揮させよう
とする方法が考えられる。第７図はこれを光学的に図示
したものである。図に示す通り、映出される電子ビーム
のコアは小さくなるが電子ビーム全体でみるとまだ不十
分な結果である。すなわち、ビーム間隔がＳＧである３
本の平行電子ビーム（ＢＲ）、　　（ＢＧ　＞、　　（
Ｂｆ５　）が１個の共通大口径電子レンズＬＥＬを通過
すると、第１２図の様に中央の電子ビーム（ＢＧ）が適
正集束した状態では両側の電子ビーム（ＢＲ）。

（Ｂａ　）は過集束状態、且つ過集中状態となると共に
大きなコマ収差を伴ないスクリーン（１０１）上では、
３本のビームスポット（ＳＰＲ）。

（ＳＰｏ　＞、（ＳＰＢ）は大きく離れ両側のビームは
歪む。

これら３本の電子ビームの集束状態を合せ、コマ収差分
を減少させるには、電子レンズＬＥＬのレンズ口径りに
対する３本のビームの間隔Ｓｇをある程度小さくしてゆ
けば実用上問題はなくなるが、３本のビームのスクリー
ン上での集中状態に関してはＳｇを極めて小さくしなけ
ればならず、電子ビーム発生部の機械的配置の面で限界
がある。

そこで、特公昭４９−５５９１号公報（米国特許筒３、
４４８．３１６号明細書）及び米国特許４．５２８．４
７６号明細書では第８図に示す如く電子レンズＬＥＬに
入射する３本の電子ビームに予め傾角θをもたせておい
て３本の電子ビームが同時に電子レンズＬＥＬの中央部
を通過するようにして３本のビームの集束状態を合せ、
その後、発散していく両側のビームを第２のレンズＬＥ
Ｌ２により反対方向に強く（φ°）偏向させスクリーン
上で３本のビームが集中する様にしている。その結果、
３電子ビームの集束および集中が改善される。しかしな
がら両側のビームには大きな偏向収差又はコマ収差が発
生するという問題を残している。

以上の如く３本の電子ビームに共通に働く大口径電子レ
ンズを利用することは難しく大口径電子レンズの性能を
最大限に発揮させることができない。

（発明が解決しようとする課題）このように、カラー受像管装置の画像性能を更に向上さ
せるためには、３本の電子ビームに共通な大口径電子レ
ンズを用いることにより電子銃の性能を向上させ、スク
リーン面上のビームスポット径を小さくすることが有効
であるが、従来技術では大口径電子レンズの性能を充分
に発揮させることができず、カラー受像管装置の画像性
能を更に向上させることは困難であるという問題があっ
た。したがって、カラー受像管装置の画像性能を更に向
上させるためには、大口径電子レンズの性能を充分に発
揮させつる電子銃を備えたカラー受像管装置を得ること
が望ましい。

しかし前述した如く回転対称大口径電子レンズでは３本
の電子ビームを同時に集束、集中させることが困難であ
る。

本発明はかかる従来技術の課題を解決すべくなされたも
ので、３本の電子ビームに共通な大口径電子レンズによ
り各電子ど一ムの集束と集中を同時に、また容易に行う
ことができる電子銃であって、この大口径電子レンズの
性能を充分に発揮させうる電子銃を備えたカラー受像管
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）すなわち本発明のカラー受像管装置は、インライン形電
子銃部、偏向部、およびスクリーン部を備え、前記電子
銃から発射される電子ビームを偏向部により垂直方向お
よび水平方向に偏向走査するカラー受像管装置において
、前記電子銃部は相互に平行な独立した３木の電子ビーム
を発生、加速、制御する陰極を含む電子ビーム形成部と
、この電子ビームを集束、集中させる主電子レンズ部と
を備え、この主電子レンズ部には電子ビーム進行方法に沿って前
記電子ビーム形成部から発射された独立した３本の電子
ビームに対して共通な第１の４極子レンズと第２の４極
子レンズが少なくとも配置されていて、第１の４極子レンズの集束方向と第２の４極子レンズの
集束方向は直交しており、且つこの第１の４極子レンズと前記陰極との間には３本
の電子ビームに対して独立した非対称レンズが配置され
ていることを特徴とするカラー受像管装置である。

（作　用）本発明において、電子銃の主電子レンズに入射する３本
の電子ビームのビーム軸は相互に平行であり、主電子レ
ンズ部では、第１の共通４極子レンズと第２の共通４極
子レンズにより３本の電子ビームがスクリーン上で集中
すると共に個々の電子ビームの垂直方向が適正に集束す
るように設定することができる。このとき個々の電子ビ
ームの水平方向の集束は集束不足となっているので、前
記第１．第２の共通４極子レンズへ入射する前に予め独
立の非対称レンズにより個々の電子ビームの水平方向（
インライン方向）は垂直方向より強く集束しておく。

これにより、３本の電子ビームは所定のスクリーン上で
集中すると共にそれぞれ適正に集束するようになる。

こうして３本の電子ビームは大口径電子レンズのメリッ
トを最大限に得ることができる。

（実施例）以下、図面を参照しつつ本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明を実施したカラー受像管装置のネック
部付近にスクリーン部の一部分のＸ−Ｚ面の断面を示し
、第２図は電子銃部のみのＹ−Ｚ面の断面を示す。

第１図、第２図に於いて、ネック■内に配置されている
電子銃部（１００）は、カソード（陰極）Ｋ。

第１グリッドＧ１．第２グリツドＧ２　、第３グリッド
Ｇｓ、第４グリッドＧ４．第５グリツドＧ５゜第６グリ
ツドＧ６とこれらを支持する絶縁支持体及びバルブスペ
ーサ（１１２）から成り、電子銃（１００）はネック下
部のステムピン（１１３）に固定されている。

前記カソードには、内部にそれぞれヒータをもっており
、３本の電子ビームＢＲ，ＢＧ、ＢＢを発生する。

また、第１グリツドＧ１、第２グリツドＧ２は前記３個
のカソードＫに対応して３．つの比較的小さなビーム通
過孔を有し、この部分においてカソードＫからの電子ビ
ームを制御、加速し、いわゆる電子ビーム形成部ＧＥと
なる。次いで、第３グリツドＧ３の０２側はＧ２のそれ
より少し大きい３個のビーム通過孔があり、第３グリツ
ドＧ３の０４側はインライン配列方向（Ｘ−Ｚ面）に垂
直な方向に４枚の電極（２０）、　（２１）、　（２２
）、　（２３）をもち第４グリツドＧ４の０３側にはイ
ンライン配列方向に平行に２枚の電極（２４）、　（２
５）が３本のビームの上下に配置されていてこの間に３
本のビームそれぞれに独立して個別の４極子レンズが形
成されるようになっている。第４グリツドＧ４は円筒で
第５グリツドＧ５に対向する側は第３図に示すようにＺ
軸の上下に突出した電極部（２００）　。

（２０１）を有し、第５グリツドＧ５の０４に対向する
側はＺ軸の左右に突出した電極部（２０２）　。

（２０３）を有し、この間で第１の共通大口径４極子レ
ンズが形成される。

次いで、第５グリツドＧ５も円筒でＧｏに対向する側は
第３図に示すようにＺ軸の左右に突出した電極（２０４
）　、　（２０５）を有し、第６グリツドＧ６の０５に
対向する側にＺ軸の上下に突出した電極（２０６）　、
　（２０７）を有し、この間で第２の共通大口径４極子
レンズが形成される。第６グリツドＧ。

も円筒でスクリーンに対向する側には底部に３個のビー
ム通過孔を有するカップ状のコンパ−カップ電極（３ｃ
ｖが付けられていて、この電極ＧＣＶの周囲にはバルブ
スペーサ（１１２）が付けられており、電子銃（ｉｏｏ
）をネック■内に固定すると共に内面導電膜より陽極高
電圧Ｅ６を第６グリツドＧ６へ供給するようになってい
る。

またＱＣＶの３個のビーム通過孔の周囲には磁界修正素
子ＦＣが設けられていて、偏向ヨークからの漏れ磁界を
修正してコンバーゼンスを調整している。

以上カーソドに、第１グリツドＧ１から第６グリッドＧ
６まで絶縁支持体によって固定支持されている。

また、第６グリツドＧ６以外の電極はステムピン（１１
３）を通じ外部より所定の電圧が印加されているか又は
抵抗体により陽極高電圧を分割して与えられている。

以上の電極構成において、例えば、カソードには約１５
０ｖのカットオフ電圧とし、これに影像信号を加え、第
１グリツドＧ１は接地電位とし、第２　’ｊ　’）　ｙ
　トＧ２ハ５００Ｖ　〜Ｉ　ＫＶ、第３グリツドＧ３は
５〜１０Ｋｖ１第４グリツドＧ４ハ５〜１２にｖ１’Ａ
　５　’ｊ　’）　ッｔ’　Ｇ　５　ハ１０〜２０ＫＶ
、第６グＩＪ　ラドＧ６は陽極高電圧の２５〜３０にＶ
を印加する。

このような電位構成とすることによって、各カソードＫ
からその変調信号に応じて発生したビームはカソードに
、第１グリツドＧ１、第２グリツドＧ２により第３図、
第４図の如くクロスオーバＣＯを形成して、第２グリツ
ドＧ２、第３グリツドＧ３によるプリフォーカスレンズ
ＰＬにより僅かに集束され、仮想クロスオーバを形成し
て、第３グリツドＧ３の中へ発散しながらはいっていく
。

第３グリツドＧ３へはいってきた各ビームＢＲ。

ＢＧ、ＢＢは第３グリツドＧ３から第６グリツドＧＯに
よる主電子レンズ部ＭＬにおいて、集束作用且つ両側の
ビームは集中作用を受けてスクリーン■上に集束・集中
する。第３図、第４図はそれぞれ第１図、第２図に対応
する等優先学的モデルである。

第３グリツドＧ３から第６グリツドＧ６までの主電子レ
ンズ部のレンズ作用を第３図、第４図に示す等優先学モ
デルを用いてざらに詳しく説明していく。

仮想クロスオーバを形成して第３グリツドＧ３へはいっ
てきた個々の°電子ビームは第３グリツドＧ　３　、第
４グリッド０４間に形成される個別の４極子レンズＩＱ
Ｌにより水平方向（インライン配列方向）には集束され
、垂直方向には発散される。

ＩＱＬを通過した３本のビームはビーム軸は平行のまま
第４グリツドＧ４と第５グリッドＧ５間に形成される第
１の共通大口径４極子レンズＣＬＱ１にはいり、このレ
ンズＣＬＱＩにより水平方向には発散され、垂直方向に
は集束される。このレンズＣＬＱＩは、３本の電子ビー
ムに共通に働くので両側の電子ビームはそのビーム軸も
発散作用をうけ互いに水平方向には拡がっていく。

次いで、第５グリツドＧ５と第６グリッドＧ６間に形成
される第２の共通大口径４極子レンズＣＬＱ２にはいり
、このレンズにより水平方向には集束され垂直方向には
発散作用をうける。

このレンズＣＬＱ２も３本の電子ビームに共通に働くの
で両側の電子ビームはそのビーム軸も集束作用をうけ互
いに集中してくる。

こうして、所定距離離れたスクリーン上には３本の電子
ビームが良好に集束すると共に１点に集中するようにな
る。

一般に２つの４極子レンズを組み合せることによって垂
直方向と水平方向を同時に集束レンズとして使用する方
法は公知の技術であり、例えば「電子工学」　（共立全
書　裏　克己著）などに示されている。

しかし、このような複数個の娑４極子レンズを３本の電
子ビームに対して共通に作用させた場合、各ビームの垂
直方向を同時に集束させることと、水平方向に並んだ３
本の電子ビームをスクリーン上に集中させることを同時
に満足するように共通４極子レンズの位置や強弱を調整
することは可能であるが、同時に各ビームの水平方向を
集中させることはできない。

これは共通４極子レンズへ入射する各ビームは第３図、
第４図から判るように、それぞれ垂直方向、水平方向に
発散しているのに対し、３本のビームの軸は水平方向（
インライン配列方向）で平行になっているためである。

いま、平行に入射してきた３本の電子ビームをスクリー
ン上に集中させることと、各電子ビームの垂直方向をス
クリーン上で適正集束させることを第１．第２の共通４
極子レンズにより調整すると各電子ビームの水平方向は
スクリーン上で集束不足となり横長ビームとなってしま
う。

そこで本発明の如く、共通４極子レンズの前段（カソー
ド側）で、各電子ビームに対し独立で各電子ビームの水
平方向を垂直方向より相対的に強く集束させる非対称レ
ンズを配置させることによって、上記、スクリーン上で
水平方向集束不足を適正化することができるようになる
。

本実施例ではこの個別の非対称レンズとして、４極子レ
ンズを使用しているが、これは水平方向と垂直方向で集
束作用の異なるものであれば、楕円開孔をもつ非対称円
筒レンズであってもよい。

また、本実施例では共通４極子レンズとして水平方向ま
たは垂直方向に突出部をもつ円筒状電極を使用している
が、４極子レンズを形成するものであれば例えば長方形
開孔をもつ電極の組合せなど使用することもできる。

また、電極電位もＧ３．Ｇ４．Ｇ５と順次高くする必要
はなく電極構造により途中を低くすることもできるし、
さらには第１．第２共通４極子レンズのレンズ作用を逆
にしてもよいことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明のカラー受像管装置によれば
、共通大口径電子レンズの性能を充分に発揮させて、こ
の共通大口径電子レンズによりカソードから発生した平
行な３本の電子ビームをそれぞれ最適集束状態ならびに
最適集中状態でスクリーン面上に集束させることができ
る。

したがって、スクリーン面上で非常に小ざいビームスポ
ットを実現することができ、画像性能の向上されたカラ
ー受像管装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施したカラー受像管装置の要部Ｘ−
７断面図、第２図は、本発明を実施したカラー受像管装
置の要部Ｙ−Ｚ断面図、第３図および第４図は第１図お
よび第２図に対応する光学的等価図、第５図は本発明の
実施例主要部の概略斜視図、第６図はカラー受像管装置
の概略断面図、第７図及び第８図は従来のカラー受像管
装置を説明するための光学的等価図である。１・・・カラー受像管装置図１００・・・電子銃部７・・・偏向装置２・・・スクリーンＧＥ・・・電子ビーム形成部Ｍ［・・・主電子レンズ部ＩＱＬ・・・個別４極子レンズＣＱＬｌ・・・第１の共通大口径４極子レンズＣＱＬ２
・・・第２の共通大口径４極子レンズ代理人　弁理士　
則　近　憲　氾同　　　　竹　花　喜久男

Claims

【特許請求の範囲】

（１）インライン形電子銃部、偏向部およびスクリーン
部を備え、前記電子銃部から発射される電子ビームを偏
向部により垂直方向および水平方向に偏向走査するカラ
ー受像管装置において、前記電子銃部は相互に平行な独
立した３本の電子ビームを発生、加速、制御する陰極を
含む電子ビーム形成部と、この電子ビームを集束、集中
させる主電子レンズ部とを備え、この主電子レンズ部には電子ビーム進行方向に沿つて前
記電子ビーム形成部から発射された独立した３本の電子
ビームに対して共通な第１の４極子レンズと第２の４極
子レンズが少なくとも配置されていて、第１の４極子レンズの集束方向と第２の４極子レンズの
集束方向は直交しており、且つこの第１の４極子レンズと前記陰極との間には３本
の電子ビームに対して独立した非対称レンズが配置され
ていることを特徴とするカラー受像管装置。