JPH067145U - カラー陰極線管用電子銃 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画面全般的に鮮明な高解像度の画像が実現で
きるカラー陰極線管用電子銃を提供する。 【構成】 電子ビームを形成するためのカソード、制御
電極及びスクリーン電極を有する３極部と、電子ビーム
を加速及び集束するための第１，２，３，４フォーカス
電極及び最終加速電極を備え、前記第３フォーカス電極
の出射側面と前記第４フォーカス電極の入射側面に縦長
形の電子ビーム通過孔と横長形の電子ビーム通過孔がそ
れぞれ形成され、前記第２，４フォーカス電極には偏向
信号に同期したダイナミックフォーカス電圧が印加さ
れ、前記最終加速電極にはダイナミックフォーカス電圧
の最高値より高いアノード電圧が印加される。これによ
り、動的な軸対称レンズとスクリーン周辺部における電
子ビームスポットの非点収差が改善されることにより、
小さい大きさのハローを有し、円形に近い形態を有する
ビームスポットが形成される。かつ、メーンレンズの強
度の動的変化により電子ビームのフォーカス距離を調節
することにより、画面周辺に形成されるスポットが画面
中央部に形成されるスポットとの大きさに近接される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はカラー陰極線管電子銃に係り，特に画面周辺部の周囲にハローの大き さの小さいビームスポットが形成でき，画面の中央と周辺部に均一な大きさのビ ームスポットが形成できるダイナミックフォーカス電子銃に関する。

【０００２】

【従来の技術】

カラー陰極線管の解像度は、スクリーンに形成される電子ビームの性質によっ て大幅に左右される。良質の画像を得るために，スクリーンに形成される電子ビ ームスポットは、できるだけその大きさが小さくて歪みも少なければならず，ま たその周囲に、できるだけ小さいハローが望まれる。

【０００３】 しかし、通常の電子銃はＲ，Ｇ，Ｂ電子銃がインライン形に配列設置され、ピ ンクッション形水平偏向磁界とバレル(barrel)形垂直偏向磁界を形成する偏向ヨ ークを採用しているので、電子ビームが偏向ヨークの不均一磁界を通過しながら 、非点収差の影響により、スクリーンの周辺部に形成される電子ビームスポット は歪む。

【０００４】 即ち、電子ビームがスクリーンの中央部にランディングされた時は、偏向磁界 が加えられないので、電子ビームの非点収差が生じなく、よってハローのない円 形の電子ビームスポットが形成される。

【０００５】 しかし、電子ビームがスクリーンの周辺部に偏向される時は、強い偏向磁界に より水平方向に発散し垂直方向に過集束され、スクリーン上に形成される電子ビ ームスポットは、高輝度のコア部と低輝度のハローを有する。

【０００６】 図１は前述した問題点を改善するための従来のカラー陰極線管電子銃を一例を 示す。

【０００７】 この電子銃は、電子ビームを生成するためのカソード２、制御電極３及びスク リーン電極４を備えた三極部と、電子ビームを加速及び集束するためのスクリー ン電極４に隣接した静的フォーカス電極５、ダイナミックフォーカス電極６及び 最終加速電極７を備えた主レンズから構成される。

【０００８】 静的フォーカス電極５とダイナミックフォーカス電極６の相互に対向するそれ らの各電子ビーム通過平面には、縦長形の電子ビーム通過孔５Ｈと横長形の電子 ビーム通過孔６Ｈが形成される。静的フォーカス電極５には所定の静的フォーカ ス電圧Ｖｆが印加され、最終加速電極７にはフォーカス電圧Ｖｆより高いアノー ド電圧Ｖｅが印加され、ダイナミックフォーカス電極６には偏向信号に同期する ものとして、その最低値がフォーカス電圧Ｖｆと同一値を有するダイナミックフ ーカスＶｄが印加される。

【０００９】 未説明符号１００は偏向ヨークの不均一磁界を光学レンズで表した磁気レンズ である。

【００１０】 前記電子銃において、電子ビームが偏向しない時、即ち電子銃から放出された 電子ビームがスクリーンの中央部を走査する時は、ダイナミックフォーカス電極 ６にフォーカス電圧Ｖｆと同一な最低値のダイナミックフォーカス電圧Ｖｄが印 加され、静的フォーカス電極５とダイナミックフォーカス電極６との間には、電 子ビームを制御できるレンズが形成されない。

【００１１】 従って、これを通過する電子ビームは影響を受けず、円形を維持しながら、静 的フォーカス電極５とダイナミックフォーカス電極６との間を通過し、スクリー ン上には、円形に近いスポットを形成することになる。

【００１２】 そして、電子ビームがスクリーン周辺部を走査する時は、静的フォーカス電極 ５に印加される静的フォーカス電極Ｖｆに比べて高いダイナミックフォーカス電 圧Ｖｄがダイナミックフォーカス電極６に印加されるので、静的フォーカス電極 ５とダイナミックフォーカス電極６との間には電子レンズ、特に４極レンズ５６ が形成される。

【００１３】 この４極レンズ５６は、フォーカス電極５の出射側面の縦長形の電子ビーム通 過孔５Ｈとダイナミックフォーカス電極６の入射側面の横長形の電子ビーム通過 孔６Ｈにより、垂直方向には発散力を有する第１レンズ要素５６ａと、水平方向 には集束力を有する第２レンズ要素５６ｂを有する。

【００１４】 従って、電子ビームが４極レンズ５６を通過しながら垂直方向には発散され、 水平方向には集束されることにより縦長形化する。このように縦長形化した電子 ビームは、垂直方向には集束力を有し、水平方向には発散力を有する偏向ヨーク の不均一な磁界によって垂直方向過集束によるディフォーカシングを補償して、 ハローのないビームスポットが形成される。

【００１５】 ところが、前述した従来のダイナミックフォーカス電子銃は、画面中央でダイ ナミックフォーカス電圧Ｖｄが静的フォーカス電圧Ｖｆより高いので、画面対角 線でハローを除去するためには、相当高い電位のダイナミックフォーカス電圧Ｖ ｄが印加されなければならない。しかし、このため電子銃の各電極に電圧を印加 するための駆動回路を具現化しにくく、さらに電子銃の耐電圧特性が悪化する。

【００１６】 特に、前記電子銃は、前述した通り、４極レンズをもってスクリーン周辺部に おけるスポットハローの発生を抑制できるが、偏向ヨークの偏向磁界による電子 ビームの断面形状の補償効果が足りず、電子ビームスポットの歪みを十分補償で きないので、垂直ビームスポットの大きさがシャドーマスクの孔の間の距離に比 べて小さくなり、スクリーン上に、言わば波紋（moire)が生じ、ビームスポット の垂直径がシャドーマスクの孔の間の距離の２倍以内の時は波紋が生ずる。

【００１７】

【考案が解決しようとする課題】 本考案は、前述した問題点を解決するために案出したもので、その目的は、ス クリーンの周辺部にランディングする電子ビームスポットの歪みを効果的に補償 し、全スクリーンで均一な大きさの電子ビームスポットを形成できるカラー陰極 線管用電子銃を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】

前述した目的を達成するために本考案の電子銃は、電子ビームを形成するため にカソード、制御電極及びスクリーン電極を有する３極部と、電子ビームを加速 及び集束するために第１，２，３，４フォーカス電極と最終加速電極を備え、前 記第３フォーカス電極の出射側面と前記第４フォーカス電極の入射側面に縦長形 の電子ビーム通過孔と横長形の電子ビーム通過孔がそれぞれ形成され、前記第１ ，３フォーカス電極には所定の静的フォーカス電圧が印加され、前記第２，４フ ォーカス電極には偏向信号に同期したダイナミックフォーカス電圧が印加され、 前記最終加速電極にはダイナミックフォーカス電圧の最高値より高いアノード電 圧が印加されるところにその特徴がある。

【００１９】

【作用】

ダイナミック４極レンズをもって、スクリーン周辺部における電子ビームスポ ットの非点収差を改善することにより、できるだけハローが少なく、円形に近い 形態を有するビームスポットを形成し、かつメーンレンズの強度の動的変化をも って、電子ビームのフォーカス距離を調節することにより、画面の中央に形成さ れるスポットと画面周辺部に形成されるスポットを近接させて、鮮明な高解像度 の画像が実現できる。

【００２０】

【実施例】

以下、図面に基づき本発明をさらに詳しく説明する。

【００２１】 図２を参照すれば、電子ビームを生成する三極部は電子銃の前方に順次備えら れるカソード１１、制御電極１２及びスクリーン電極１３を具備する。スクリー ン電極１３の次には、電子ビームを加速及び集束する主レンズ系の電極が備えら れる。

【００２２】 主レンズ系は第１，２，及び第３フォーカス電極１４，１５，１６により形成 される第１補助レンズと第３及び第４フォーカス電極１６，１７により形成され る第２補助レンズ、そして第４フォーカス電極１７と最終加速電極１８により形 成されるメーンレンズ３００から構成される。

【００２３】 さらに詳細に説明すれば、第３フォーカス電極１６の出射側面１６ａには縦長 形の電子ビーム通過孔１６Ｈが形成され、第４フォーカス電極１７の入射側面１ ７ａには横長形の電子ビーム通過孔１７Ｈが形成される。縦・横長形の電子ビー ム通過孔１６Ｈ，１７Ｈは長方形または楕円形から形成される。

【００２４】 以上のような構造を有する本発明による電子銃において、第１，３フォーカス 電極１４，１６に所定の静的フーカス電圧Ｖｆが印加され、第２，４フォーカス 電極１５，１７にはダイナミックフォーカス電圧Ｖｄが印加される。ダイナミッ クフォーカス電圧は陰極線管の偏向信号に同期する。そして、最終加速電極１８ にはダイナミックフォーカス電圧Ｖｄの最高値より高いアノード電圧Ｖｅが印加 される。

【００２５】 なお、図２（ｂ）において符号４００は偏向ヨークの不均一磁界を光学レンズ で表した磁気レンズである。

【００２６】 かかる本考案によるカラー陰極線管用電子銃は、３極部から生成された電子ビ ームが各電極のビーム通過孔を通過しながら、隣接した電極の間に形成される多 数のレンズにより集束及び加速される。

【００２７】 まず、電子ビームがスクリーンの中央部を走査する時、第２，４フォーカス電 極１５，１７には第１フォーカス電極１４，１６に印加される静的フォーカス電 圧Ｖｆと等電位の最低電位のダイナミックフォーカス電圧Ｖｄが印加される。

【００２８】 この時は、静的フォーカス電極１４，１６とこれらの間のダイナミックフォー カス電極１５，１７間には電位差がないので、フォーカス電極の間にはレンズが 形成されず、最後のダイナミックフォーカス電極１７と加速電極１８との間のみ にメーンレンズが形成される。

【００２９】 従って、電子ビームは図２（ａ）に示した通り、フォーカス電極を通過する時 は、何の影響を受けないので、円形断面をそのまま保つ。また、この電子ビーム は、最後のメーンレンズ３００を通過しながら、単なる加速及び集束することに より、スクリーン中央に円形のスポットを形成する。

【００３０】 そして、電子ビームがスクリーンの周辺部を走査する時、第２，４フォーカス 電極１５，１７には第１，３フォーカス電極１４，１６電圧より高い電圧のダイ ナミックフォーカス電圧Ｖｄが印加されるので、図２（ｂ）に示した通り第１， ２，３フォーカス電極１４，１５，１６間に偏向信号に同期して集束力が増大す る軸対称ユニポテンシャル形第１補助レンズ１００が形成され、偏向信号に同期 して発散及び集束力が増大する４重極第２補助レンズ２００が形成され、また第 ４，５フォーカス電極１７，１８の間に相対的に弱化したメーンレンズ３００が 形成される。

【００３１】 従って、電子ビームは第１フォーカス電極１４、第２フォーカス電極１５及び 第３フォーカス電極１６の間に形成された第１補助レンズ１００により予備集束 及び加速され、第３フォーカス電極１６と第４フォーカス電極１７との間に形成 された第２補助レンズ２００により再集束及び加速される。この際、第２補助レ ンズ２００は４極レンズであるため、電子ビームは垂直方向に発散され、かつ水 平方向に垂直方向に比べて相対的に小さく発散される。

【００３２】 より詳細に説明すれば、第３フォーカス電極１６の出射側面１６ａに縦長形の 電子ビーム通過孔１６Ｈが形成され、第４フォーカス電極１７の入射側面１７ａ には横長形の電子ビーム通過孔１７Ｈが形成されているので、第２補助レンズ２ ００を通過した電子ビームは、垂直方向に強い発散力と弱い集束力を受け、水平 方向へは強い集束力と弱い発散力を受ける。

【００３３】 従って、これを通過した電子ビームは第２補助レンズ２００を通過しながら、 電子ビームが縦長形化する。

【００３４】 次いで、電子ビームはメーンレンズ３００を通過しながら最終集束及び加速し た後、スクリーン周辺部にランディングされる。この際、電子ビームは、偏向ヨ ークの不均一な偏向磁界による磁気レンズを通過するので、その歪みが補償され 真円に近いスポットを形成する。

【００３５】 さらに、高い電位のダイナミックフォーカス電圧により第４フォーカス電極１ ７と最終加速電極１８との間の電位差が、電子ビームが画面の中央部を走査する 時の電位差より少なくなっているので、メーンレンズ３００の倍率がそれほど小 さくなる。

【００３６】 従って、これを通過した電子ビームのフォーカス距離はさらに長くなり、よっ てスクリーンの周辺部に電子ビームがランディングされる時に画面中央部に形成 されたスポットの大きさに近接した大きさのスポットを形成する。

【００３７】 特に、ユニポテンシャル形第１補助レンズは、画面中央部においてメーンレン ズへの入射角及びメーンレンズ内のビームスポット径を大きくして球面収差の増 大による電子間反発効果相殺作用が増大して、画面上のビームスポット径が小さ くなって解像度が増大し、画面周辺部に偏向される時は、メーンレンズへの入射 角及びメーンレンズと偏向ヨークの磁気レンズ内のビームスポット径を小さくし て、メーンレンズと偏向ヨークの磁気レンズによる球面収差減少により、垂直方 向の過集束が防止され、垂直方向ビームスポット径の過度な縮小による波紋現象 及び輝度低下を防止する。

【００３８】

【考案の効果】

以上述べたように、本発明による電子銃は、ダイナミック４極レンズをもって 、スクリーン周辺部における電子ビームスポットの非点収差を改善することによ り、できるだけハローが少なく円形に近い形態を有するビームスポットを形成し 、かつメーンレンズの強度の動的変化をもって、電子ビームのフォーカス距離を 調節することにより、画面の中央に形成されるスポットと画面周辺部に形成され るスポットの大きさを近接させる。これにより、画面全般的に鮮明な高解像度の 画像が実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のカラー陰極線管用電子銃の斜視図。

【図２】（ａ）は本考案によるカラー陰極線管用電子銃
の断面図で、電子ビームがスクリーンの中央部を走査す
るときの電子ビーム制御状態を示し、（ｂ）は本考案に
よるカラー陰極線管用電子銃の断面図で、電子ビームが
スクリーンの周辺部を走査するときの電子ビーム制御状
態を示す。 １１ カソード １２ 制御電極 １３ スクリーン電極 １４ 第１フォーカス電極 １５ 第２フォーカス電極 １６ 第３フォーカス電極 １６ａ 出射側面 １６Ｈ 縦長形の電子ビーム通過孔 １７Ｈ 横長形の電子ビーム通過孔 １７ 第４フォーカス電極 １７ａ 入射側面 ３００ メーンレンズ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子ビームを形成するためのカソード、
   制御電極及びスクリーン電極を有する３極部と、電子ビ
   ームを加速及び集束するための第１，２，３，４フォー
   カス電極と最終加速電極を備え、 前記第３フォーカス電極の出射側面と前記第４フォーカ
   ス電極の入射側面に縦長形の電子ビーム通過孔と横長形
   の電子ビーム通過孔がそれぞれ形成され、 前記第１，３フォーカス電極には所定の静的フォーカス
   電圧が印加され、 前記第２，４フォーカス電極には偏向信号に同期したダ
   イナミックフォーカス電圧が印加され， 前記最終加速電極にはダイナミックフォーカス電圧の最
   高値より高いアノード電圧が印加され、第１，２，３フ
   ォーカス電極により偏向信号に同期し集束力が強まる軸
   対称ユニポテンシャル電子レンズが形成され、第３，４
   フォーカス電極により偏向信号に同期して偏向ヨークの
   非点収差と偏向距離差によるディフォーカシングを補償
   する４重極レンズが形成されることを特徴とするカラー
   陰極線管用電子銃。
2. 【請求項２】 前記縦長形の電子ビーム通過孔と横長形
   の電子ビーム通過孔の形状が長方形または楕円形である
   ことを特徴とする請求項１記載のカラー陰極線管用電子
   銃。