JPH06223739A - 陰極線管用電子銃装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 静電４極レンズを備え、セルフコンバーゼン
スシステムで駆動する陰極線管用電子銃において、画面
周辺での偏向収差を補正するだけでなく、画面上のビー
ムスポットの形状が偏平に歪むことを軽減して、画面周
辺部の水平解像度の劣化やモアレの発生を押えると共
に、画面周辺のライディング地磁気裕度の劣化を防ぐ。 【構成】 高圧電極１と集束電極２間に形成される主電
子レンズ５Ａに画面周辺での偏向磁界の偏向収差をキャ
ンセルする非点収差をもたせる。電子ビームの画面周辺
への偏向時に変調電圧を０にして集束電極２〜４を同電
位にし主電子レンズのみを作用させて電子ビームを画面
周辺でジャストフォーカスさせる。電子ビームの画面中
央への偏向時には変調電圧ΔＥを発生することにより集
束電極２及び４と集束電極３間に電位差を発生して静電
４極レンズ６を形成しかつ高圧電極１と集束電極２間の
電位差を大きくして主電子レンズを強める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、静電４極レンズを備
え、３原色に対応した３本の電子ビームを画面上にスポ
ット状に収束させる陰極線管用電子銃に関し、特に電子
ビームを偏向する偏向ヨークが作り出す偏向磁界の偏向
収差を補正することにより画面上のビームスポットの形
状を補正するセルフコンバーゼンスシステムで駆動する
陰極線管用電子銃に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６は、従来の静電４極レンズを備えた
インライン型電子銃を示す構成図である。１は図示しな
い陰極で発生する３本の電子ビームが通過する３つのア
パーチャ１ａを有する高圧電極であり、図示しない陰極
線管のアノードから２０〜３５［ｋｖ］の高圧が印加さ
れて入射した電子ビームを加速する。

【０００３】２は同じく３つのアパーチャ２ｇを有する
と共に高圧電極１と対向する面のアパーチャ部に静電４
極レンズ電極２ａ〜２ｆを備えた集束電極であり、前記
高圧の２０〜３５％の電圧が印加される。

【０００４】３は集束電極２に対向する面のアパーチャ
部に静電４極レンズ電極３ａ〜３ｆを備えると共に反対
面のアパーチャ部に静電４極レンズ電極３ｇ〜３ｌを備
えて前記高圧の２０〜３５％の電圧が印加される集束電
極、４は同様に集束電極３に対向する面のアパーチャ部
に静電４極レンズ電極４ａ〜４ｆを備えて前記高圧の２
０〜３５％の電圧が印加される集束電極である。

【０００５】対向する静電４極レンズ電極２ａ〜２ｆと
３ａ〜３ｆ及び静電４極レンズ電極３ｇ〜３ｌと４ａ〜
４ｆは、それぞれ２組ずつ互い違いに組み込んだ構成で
ある。

【０００６】集束電極３には集束電圧ＥFが印加される
と共に、集束電極２と集束電極４には電子ビームを画面
全域に偏向する図示しない偏向ヨークに印加される偏向
電流に同期した変調電圧ΔＥを集束電圧ＥFに重畳した
電圧ＥF＋ΔＥが印加される。これによって、高圧電極
１と集束電極２との間にその電位差により主電子レンズ
５を形成すると共に、集束電極２と集束電極３との間及
び集束電極３と集束電極４との間にそれぞれ電位差によ
り静電４極レンズ６を形成して、これらレンズの作用に
より３本の電子ビームを図示しない画面上に集束させ
る。

【０００７】上述した構成において、静電４極レンズ６
を備えていない電子銃では、画面上のビームスポットの
形状は、図７に示すように、偏向角が小さい画面中央で
はセルフコンバーゼンスシステム用の偏向ヨークが作り
出す偏向磁界の偏向収差が小さいために円形になるが、
偏向角が大きい画面周辺では偏向収差が大きくなるため
に水平方向でジャストフォーカスが維持され垂直方向で
はオーバーフォーカス状態となってハローが発生してし
まい解像度が著しく劣化する。

【０００８】この状態を、電子ビームの軌道の断面を示
す図８を用いて、画面中央での垂直方向及び水平方向
と、画面中央での垂直方向及び水平方向とに分けて説明
する。画面中央では、図８（ａ）に示すように、水平、
垂直方向ともジャストォーカスとなる。

【０００９】画面周辺では、図８（ｂ）に示すように、
偏向ヨークの作り出す偏向磁界が、垂直方向では凸レン
ズ、水平方向では凹レンズとして作用し、水平方向の凹
レンズは画面中央と画面周辺との間の主電子レンズ５か
ら画面までの距離の違いをちょうど補正するように作用
するためビームスポットの水平方向のフォーカス状態は
維持されるのに対し、垂直方向の凸レンズは上記のよう
に作用しないため、ビームスポットの形状を垂直方向で
大きくオーバーフォーカス状態つまりハロー状態にして
しまう。

【００１０】そこで、従来の静電４極レンズ６を備えた
電子銃では、図９に示すような、偏向電流に同期する変
調電圧ΔＥを画面中央でほぼ０にしかつ画面周辺にいく
ほど大きくして集束電圧ＦFに重畳した電圧を集束電極
２及び４に印加することにより、画画中央では集束電極
２〜４間の電位差を無くして主電子レンズ５のみの作用
で電子ビームを画面に集束させ、画面周辺では各集束電
極２〜４間に電位差を生じさせて静電４極レンズ６を形
成すると共に高圧電極１と集束電極２との間の電位差を
小さくして主電子レンズ５の強さを弱めることにより、
画面周辺でのハローの発生をなくしている。

【００１１】この状態を電子ビームの軌道の断面を示す
図１０を用いて、画面中央での垂直方向及び水平方向
と、画面中央での垂直方向及び水平方向とに分けて説明
する。画面中央では、図１０（ａ）に示すように、静電
４極レンズが形成されず主電子レンズのみの作用で、図
８（ａ）と同じ状態であり、即ちビームスポットの形状
は、水平、垂直方向ともジャストフォーカスとなる。

【００１２】画面周辺では、図１０（ｂ）に示すよう
に、主電子レンズ５の強さを弱めると共に静電４極レン
ズ６を形成して、主電子レンズ５により電子ビームの水
平及び垂直方向に発散作用を与え、静電４極レンズ６に
より電子ビームの水平方向に集束作用を与えかつ垂直方
向に発散作用を与える。

【００１３】このような主電子レンズ５と静電４極レン
ズ６による作用により、画面周辺でのセルフコンバーゼ
ンスシステム用の偏向ヨークの作り出す偏向磁界の偏向
収差を補正して、図１１に示すように、画面周辺のビー
ムスポットの垂直方向のハローをなくしていた。これに
よって、図１１に示す画面周辺でのビームスポットの垂
直方向の径Ｖｂは、図１０に示す静電４極レンズを備え
ていない場合の径Ｖａよりも著しく小さくできて解像度
を改善することができた。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図１０（ｂ）
に示すように、画面周辺で、従来の電子銃の静電４極レ
ンズ６、主電子レンズ５、偏向ヨークによる偏向磁界レ
ンズの構成にすると、水平方向の像倍率Ｍｈ２は、静電
４極レンズ６を備えていない図８（ｂ）の場合の像倍率
Ｍｈ１に比べてＭｈ２＞Ｍｈ１となるため、画面周辺で
のビームスポットは図１１に示すように水平方向の径Ｈ
ｂが静電４極レンズ６を備えていない図７の場合の径Ｈ
ａに比べてＨｂ＞Ｈａとなってしまうと共に、水平方向
では垂直方向の像倍率Ｍｖ２は図８（ｂ）の場合のＭｖ
１に比べて著しく小さくなってしまうので、画面周辺で
のビームスポットの形状は、図１１に示すように、偏平
に歪んでしまう。

【００１５】この現象は、画面周辺の水平解像度の劣化
やモアレ現象の原因になると共に、図１０に示すよう
に、画面周辺で主電子レンズ５内での電子ビームの口径
ｈ２が図８（ｂ）の場合の口径ｈ１と比べｈ２＞ｈ１と
なるため画面周辺のランディング地磁気裕度の劣化の原
因になるという問題点があった。

【００１６】この発明はこのような問題点を解消するた
めになされたもので、画面中央でのビームスポットの形
状を劣化させることなく、画面周辺での偏向磁界の偏向
収差による影響を補正しかつ画面周辺でのビームスポッ
トの形状が偏平に歪むことを軽減することにより、画面
周辺の水平解像度の劣化やモアレの発生を押えると共
に、電子ビームの垂直方向の主電子レンズ内口径を小さ
くすることにより、画面周辺のランディング地磁気裕度
の劣化を防ぐことができる陰極線管用電子銃を得ること
を目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明に係る陰極線管
用電子銃は、電子ビームを画面に集束させる集束電極を
少なくとも２分割し、分割された各集束電極内に静電４
極レンズ電極を備え、分割された一方の集束電極に集束
電圧を印加しかつ分割された他方の集束電極には偏向電
流に同期した変調電圧を集束電圧に重畳した電圧を印加
することにより、分割された各集束電極間に静電４極レ
ンズを形成すると共に、電子ビームを加速する高圧電極
と上記一方の集束電極との間に主電子レンズを形成する
陰極線管用電子銃において、電子ビームの画面周辺への
偏向時に上記変調電圧を０に設定して上記主電子レンズ
の水平方向の集束力と垂直方向の集束力との差である非
点収差量により画面周辺での偏向磁界の偏向収差をキャ
ンセルすると共に、電子ビームの画面中央への偏向時に
上記変調電圧を発生させて上記静電４極レンズを形成し
かつ上記主電子レンズを強めるものである。

【００１８】

【作用】この発明においては、電子ビームを画面周辺に
偏向したときに、変調電圧を０に設定して主電子レンズ
のみを作用させその非点収差により画面周辺での偏向磁
界の偏向収差をキャンセルして、電子ビームを画面中央
ではなく画面周辺でジャストフォーカスさせる。このと
き、水平方向の像倍率が小さく、垂直方向の像倍率が大
いので、画面周辺でのビームスポットの形状が横長の偏
平になるという歪が軽減される。これと同時に、画面周
辺での、電子ビームの垂直方向の主電子レンズ内口径が
小さくなるため、ランディング地磁気裕度が向上する。

【００１９】また、電子ビームを画面中央に偏向したと
きには、上記変調電圧を発生することにより一方の集束
電極と他方の集束電極との間に電位差を発生して静電４
極レンズを形成し、かつ高圧電極と上記一方の集束電極
との間の電位差を大きくして主電子レンズを強める。こ
れにより、画面中央でのビームスポットのゆがみが補正
される。

【００２０】

【実施例】

実施例１．図１は、この発明の実施例１を示す構成図で
ある。同図において、主電子レンズ５Ａは、電子ビーム
の画面周辺への偏向時に偏向磁界による偏向収差が電子
ビームに与える影響をキャンセルするような非点収差量
（水平方向の集束力と垂直方向の集束力との差）を有す
る。

【００２１】これを達成するには、集束電極２と高圧電
極１との対向するトラック部の形状を変えたり、アパー
チャ１ａ、２ｇの径を楕円にしたり、垂直に立つプレー
トなどを挿入するなど実に様々なやり方がある。要する
に、図５の高圧電極１の集束電極側部１ａと集束電極２
の高圧電極側部２ｇを調整することにより、画面周辺で
偏向収差をキャンセルする非点収差特性を主電子レンズ
５にもたせる。なお、アパーチャ１ａ、２ｇの径を楕円
にした場合の一例を図２に示す。

【００２２】また、集束電極２及び４には、図３に示す
ような集束電圧ＥFに変調電圧ΔＥを重畳した電圧を印
加する。即ち、集束電極２及び４に印加される電圧は、
画面中央では集束電極３に印加される集束電圧Ｅよりも
変調電圧ΔＥ分低くされ、画面周辺では集束電圧Ｅと同
電圧にされる。このことは、画面周辺では主電子レンズ
のみを作用させ、画面中央では静電４極レンズ６及び主
電子レンズ５Ａを作用させることを意味している。

【００２３】次に、主電子レンズ５Ａ及び静電４極レン
ズ６による電子ビームへの作用について説明する。従来
電子銃とは異なり、集束電極２及び４に、図３に示すよ
うな集束電圧ＥFに変調電圧ΔＥを重畳した電圧を印加
することによって、画面周辺では、集束電極２〜４が同
電位であるため、電子ビームの断面を示す図４（ｂ）に
示すように、静電４極レンズ６は発生せず偏向磁界の偏
向収差は主電子レンズ５Ａの非点収差のみで補正され
る。

【００２４】この場合には、画面周辺での水平方向の像
倍率Ｍｈ３は、図８に示す従来の静電４極レンズを備え
ていない場合の像倍率Ｍｈ１及び図１０の従来の静電４
極レンズを備えた場合の像倍率Ｍｈ２に比べて、Ｍｈ３
＝Ｍｈ１＜Ｍｈ２となり、また、垂直方向の像倍率Ｍｖ
３は図１０の場合に比べてＭｖ３＞Ｍｖ２となる。

【００２５】これにより、図５に示すビームスポットの
水平方向の径Ｈｃは、図８に示す従来の静電４極レンズ
を備えていない場合の径Ｈａ及び図１１の従来の静電４
極レンズを備えた場合の径Ｈｂと比べて、Ｈｃ＝Ｈａ＜
Ｈｂとなると共に、垂直方向の径Ｖｃは、図１１に比べ
て、Ｖｃ＞Ｖｂとなり、画面周辺のビームスポットの形
状は円に近くなる。

【００２６】また、図４（ｂ）に示す画面周辺の垂直方
向の主電子レンズ５Ａ内口径ｈ３は、図１０（図８）に
示す従来電子銃のｈ２に比べて、ｈ２＞ｈ３（ｈ１）と
小さくなる。

【００２７】また、画面中央では、変調電圧ΔＥが図３
のように重畳されるので、図４（ａ）に示すように、高
圧電極１と集束電極２との間の電圧差が大きくなること
により主電子レンズ５Ａが強まると共に、集束電極２及
び４と集束電極３との間の電位差により静電４極レンズ
６が形成され、これらレンズの作用によりビームスポッ
トのゆがみが補正される。

【００２８】実施例２．上記実施例１では、主電子レン
ズ５Ａの形状を、図６に示すように３つのアパーチャ１
ａ、２ｇとそれを囲むトラック形状の電極からなるいわ
ゆる複合レンズにしているが、このトラック形状は、例
えば楕円のアパーチャの複合レンズ、アパーチャのみの
対向した単一レンズ、または補合レンズに非点収差補正
用のプレートを付加したレンズ等、どのようなものでも
かまわない。つまり、非点収差量を先に述べたように、
偏向磁界による偏向収差をキャンセルするようように構
成しさえすれば、この発明の作用効果を発揮できる。

【００２９】また、上記実施例１では、静電４極レンズ
６は、垂直、水平に立ったプレート状の静電４極レンズ
電極２ａ〜２ｆ、３ａ〜３ｌ及び４ａ〜４ｆを２組ずつ
互い違いに組み込んだ構成により形成されるが、これは
１組でもよくこの場合は集束電極は２つになる。

【００３０】また、プレートの代りに、縦長のスロット
と横長のスロットを組み合わせた構造の電極でもよく、
要するに、集束電極内に、主電子レンズ５Ａにマッチン
グした（変調電圧ΔＥによる主電子レンズ５Ａの水平方
向の焦点距離の変動をキャンセルするように作用するよ
う設定すること）静電４極レンズ電極を挿入しさえすれ
ば、この発明の作用効果を発揮できる。

【００３１】

【発明の効果】以上のように、この発明は、電子ビーム
の画面周辺への偏向時に変調電圧を０に設定して主電子
レンズのみを作用させその非点収差により画面周辺での
偏向磁界の偏向収差をキャンセルすると共に、電子ビー
ムの画面中央への偏向時に上記変調電圧を発生させて静
電４極レンズを形成しかつ上記主電子レンズを強めるよ
うに構成したことによって、画面中央のビームスポット
の形状を劣化させることなく、画面周辺での偏向収差に
よる影響を補正できかつ画面周辺でビームスポットの形
状が偏平に歪むのを防ぐので、画面周辺の水平解像度を
改善できかつモアレの発生を防ぐことができるという効
果があると共に、画面周辺に偏向した場合の電子ビーム
の垂直方向の主電子レンズ内口径が小さくなるので、画
面周辺のランディング地磁気裕度が向上するという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す構成図である。

【図２】この発明の実施例１のアパーチャを示す平面図
である。

【図３】この発明の実施例１の変調電圧を説明するため
の図である。

【図４】この発明の実施例１による電子ビームの軌道を
示す断面図である。

【図５】この発明の実施例１によるビームスポットの形
状を示す平面図である。

【図６】従来の静電４極レンズ６を発生する陰極線管用
電子銃を示す構成図である。

【図７】従来の静電４極電子レンズを発生しない陰極線
管用電子銃によるビームスポットの形状を示す平面図で
ある。

【図８】従来の静電４極レンズ６を発生する陰極線管用
電子銃による電子ビームの軌道を示す断面図である。

【図９】従来の静電４極レンズを発生する陰極線管用電
子銃に印加する変調電圧を示す図である。

【図１０】従来の静電４極レンズを発生する陰極線管用
電子銃による電子ビームの軌道を示す断面図である。

【図１１】従来の静電４極レンズを発生する陰極線管用
電子銃によるビームスポットを示す平面図である。

【符号の説明】

１ 高圧電極 ２ 集束電極 ３ 集束電極 ４ 集束電極 ２ａ〜２ｆ，３ａ〜３ｌ，４ａ〜４ｆ 静電４極レンズ
電極 ５Ａ 主電子レンズ ６ 静電４極レンズ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子ビームを画面に集束させる集束電極
   を少なくとも２分割し、分割された各集束電極内に静電
   ４極レンズ電極を備え、分割された一方の集束電極に集
   束電圧を印加しかつ分割された他方の集束電極には偏向
   電流に同期した変調電圧を集束電圧に重畳した電圧を印
   加することにより、分割された各集束電極間に静電４極
   レンズを形成すると共に、電子ビームを加速する高圧電
   極と上記一方の集束電極との間に主電子レンズを形成す
   る陰極線管用電子銃において、電子ビームの画面周辺へ
   の偏向時に上記変調電圧を０に設定して上記主電子レン
   ズの水平方向の集束力と垂直方向の集束力との差である
   非点収差量により画面周辺での偏向磁界の偏向収差をキ
   ャンセルすると共に、電子ビームの画面中央への偏向時
   に上記変調電圧を発生させて上記静電４極レンズを形成
   しかつ上記主電子レンズを強めることを特徴とする陰極
   線管用電子銃装置。