JPH07161309A - 陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電極部品点数を増加させることなく、構造が簡
単で効果的な像面湾曲補正と非点収差補正を行わせるこ
とのできる電子銃を備えた陰極線管を提供する。 【構成】加速電極７に隣接する集束電極６を複数の電極
部材61,62,63,64に分割し、この集束電極内に電子ビ−
ムの偏向に同期して変動する第１電圧および一定値の第
２電圧とを印加し、いずれの電圧が高電圧であるかによ
って電子ビ−ムを水平方向あるいは垂直方向のいずれか
一方向に集束させる第１種電子レンズと、上記電圧差の
増大と共に電子ビ−ムを水平方向および垂直方向に集束
する力がいずれも強くなる、少なくとも１つの第２種電
子レンズとを備え、第１種電子レンズと前記主レンズと
の間に、少なくとも１つの上記第２種電子レンズを設け
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は陰極線管に係り、特に電
子ビームの偏向に伴う非点収差の補正と像面湾曲の補正
を独立に制御して、スクリーン画面上の全域で良好なフ
ォーカスを得るようにした電子銃を有する陰極線管に関
する。

【０００２】

【従来の技術】テレビジョン受像管や情報端末機のモニ
ター管、その他のディスプレイ管等の陰極線管は、電子
銃から発射された電子ビームを蛍光体が形成されたスク
リーン画面上で水平および垂直の２方向に走査して所要
の画像を形成するものである。この種の陰極線管に搭載
される電子銃は、スクリーン画面の全域で良好なフォー
カス特性が得られるように、発射した電子ビームをその
偏向角に応じてスクリーン画面上にランディングするス
ポット形状の制御を行う必要がある。

【０００３】図７は従来の陰極線管に搭載される電子銃
の１例を説明するインライン形３電子銃の縦断面図であ
って、１は陰極構体、２は第１電極、３は第２電極、４
は第３電極、５は第４電極、６は集束電極、７は加速電
極、８はシールドカップである。

【０００４】また、６１は第１電極部材、６２は第２電
極部材で、両者で集束電極を構成する。なお、同図の電
子銃は複数（３本）の電子ビームを一水平面上に平行に
配列してなり、同図はその中央電子ビーム通路に沿って
切断した断面図である。

【０００５】カソード構体１，第１電極２および第２電
極３で電子ビーム発生部（３極部）を構成し、第３電極
４，第４電極５および集束電極６でプリフォーカスレン
ズ系を構成する。

【０００６】主レンズを構成する電極のうち、最高電圧
Ｅｂが印加される加速電極７に隣接する集束電極６を第
１電極部材６１と第２電極部材６２で構成する。

【０００７】第２電極部材６２は加速電極７に隣接し、
第１電極部材６１と対向する第２電極部材６２の端面
に、第１電極部材６１の単一の電子ビーム通過孔６１−
１を垂直方向上下から挟み、第２電極部材６２と電気的
に接続した一対の平板電極６２ｂを備えている。この平
板電極６２ｂは上記単一の電子ビーム通過孔６１−１か
ら第１電極部材６１の内部に延在し、上記電子ビーム通
過孔６１−１の開孔６１−１の内壁と一定の間隔で平行
に対向させた構造としている。

【０００８】そして、第１電極部材６１の内部には、上
記水平面と平行な方向（垂直方向）とこの水平面と直角
な方向とで同一の径をもつ３個の電子ビーム通過孔６１
ａ−１を有し、第１電極部材６１と電気的に接続した平
板状電極板６１ａを設け、第２電極部材６２の内部に
は、垂直方向径が水平方向径より大で、水平方向に対称
な開孔をもつセンター電子ビーム通過孔と、垂直方向径
が水平方向径より大で水平方向に非対称な開孔をもつサ
イド電子ビーム通過孔をもつ平板状電極板６２ａが設置
される。

【０００９】そして、第１集束電極部材６１には一定の
電圧Ｖｆ₁ を印加し、第２集束電極部材６２には複数の
電子ビームをスクリーン画面上で走査する偏向角の変化
に同期して変動するダイナミック電圧を印加する。

【００１０】この構成により、電子ビームの偏向角に応
じて、主レンズ強度を変化させて像面湾曲を補正し、ま
た上記平板状電極により構成される静電４重極レンズで
非点収差を補正して、電子ビームのフォーカス距離やビ
ームスポット形状を制御することで、スクリーン画面上
で常に良好なフォーカスを得る事ができる。

【００１１】しかし、実際の陰極線管では上記ダイナミ
ック電圧の駆動回路の制限から画面周辺では必要な電圧
が得られず、良好なビームスポットが得られ難い。

【００１２】そこで、上記偏向角に同期するダイナミッ
ク電圧の変動量を低く抑え、かつ電子ビームスポット径
を増大させないようにした方法が、特開平４−４３５３
２号公報に開示されている。

【００１３】図８は上記公報に開示された従来の電子銃
の構成を説明するインライン形３電子銃の縦断面図であ
る。

【００１４】同図において、図７に示した第１集束電極
６１を複数に分割し、分割した電極部材９，１０，６１
とし、電極部材９と６１に一定値の電圧を印加すると共
に、電極１０と第２集束電極６２に偏向角に同期して変
動するダイナミック電圧（Ｖｆ₂ ＋ｄＶｆ）を印加す
る。

【００１５】この構成は、上記ダイナミック電圧と一定
の電圧を分割された電極部材９，１０と第１電極部材６
１および第２電極部材６２に交互に印加し、上記電圧の
変動に伴って強度の変動する像面湾曲補正レンズを増や
し、また一対の平板状電極６２ｂの管軸方向長さを増大
する等により非点収差補正を強くすることで、上記電圧
の変動量を低く抑えるものである。

【００１６】また、この時上記特開平４−４３５３２号
公報に述べられているように、集束電圧の印加方法を従
来と異ならせる必要があった。

【００１７】このように、従来は、集束電圧が第１電極
部材６１に印加される一定の電圧Ｖｆ₁ と第２電極部材
６２に印加される一定の電圧Ｖｆ₂ に分けられ、ダイナ
ミック電圧ｄＶｆをＶｆ₂ に重畳させることにより電子
ビーム偏向に伴う像面湾曲と非点収差の補正を行ってい
る。

【００１８】この時Ｖｆ₁ とＶｆ₂ は略ゝ等しい電圧値
であり、ダイナミック電圧ｄＶｆは電子ビ−ムの偏向量
の増大に伴って増大させている。一方、上記特開平４−
４３５３２号公報に開示されている電子銃では、図９に
示すように、一定電圧Ｖｆ₁を一定電圧Ｖｆ₂ よりもか
なり大なる電圧値とし、その電圧差（Ｖｆ₁ −Ｖｆ₂）
を少なくともｄＶｆの最大値よりも大きくしている。

【００１９】これにより、ダイナミック電圧ｄＶｆの増
大時、すなわち電子ビーム偏向量が大であるときに、像
面湾曲補正レンズにおける電位差が小さくなり、レンズ
強度が低下する。従って、電子ビームを集束する力が電
子ビーム偏向時に弱くなり、像面湾曲が補正される。

【００２０】このような電極構成と電圧印加方法によ
り、ダイナミック電圧は低減され、回路コスト等の増大
を抑制できる。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】上記した特開平４−４
３５３２号公報に開示された従来の技術では、加速電極
に隣接する集束電極を複数の第１電極部材と複数の第２
電極部材に分割し、第１電極部材と第２電極部材を電子
ビーム進行方向に交互に配置し、第１電極部材と第２電
極部材との間でビームの偏向に同期して変動する電子レ
ンズが形成されるように、第１電極部材と第２電極部材
が電気的に独立に接続されて像面湾曲補正レンズを形成
する。

【００２２】また、上記変動するダイナミック電圧によ
って電子ビームの断面形状を変形させる非点収差補正用
の非軸対称の電子レンズを主レンズに隣接して形成し、
フォーカス電圧の変動を低く抑えても画面全体で良好な
画像を得ることが出来るようにしている。

【００２３】しかし、上記従来の技術では、非点収差補
正レンズが主レンズに隣接する位置にあるため、像面湾
曲補正レンズは主レンズから離れた、３極部に近い領域
に配置される。

【００２４】一般に３極部から発散するビームを集束す
る電子レンズは、３極部から蛍光面側に遠ざかるほど、
そのレンズ効果は強い。従って、３極部に近く配置され
た像面湾曲補正レンズはその効果が小さくなる。これを
補うためには、像面湾曲補正レンズの数を増やさなけれ
ばならず、部品点数の増加による構造の複雑化や電子銃
全長の増加などの問題が生じる。

【００２５】本発明の目的は、従来技術の問題点を解消
し、電極部品点数を増加させることなく、構造が簡単で
効果的な像面湾曲補正と非点収差補正を行わせることの
できる電子銃を備えた陰極線管を提供することにある。

【００２６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、水平方向に配列され、かつ制御された複
数の電子ビームを発生するビーム発生部と、前記ビーム
発生部からの電子ビームを蛍光面に集束させるための集
束電極および加速電極を含む複数の電極からなる主レン
ズ部とを少なくとも有する電子銃を具備した陰極線管に
おいて、前記主レンズを構成する電極のうち、最高電圧
が印加される加速電極に隣接する集束電極を複数の電極
部材に分割して成り、前記分割した複数の電極部材で構
成された集束電極内に、電子ビームの偏向に同期して変
動する第１電圧および一定値の第２電圧とを印加し、前
記第１電極と第２電圧のいずれの電圧が高電圧であるか
によって電子ビームを水平方向あるいは垂直方向のいず
れか一方向に集束させる第１種電子レンズと、前記分割
した複数の電極部材で構成された集束電極内に、前記第
１電圧および第２電圧を印加したとき、前記第１電圧と
第２電圧の電圧差の増大と共に電子ビームを水平方向お
よび垂直方向に集束する力がいずれも強くなる、少なく
とも１つの第２種電子レンズとを備え、前記第１種電子
レンズと前記主レンズとの間に、少なくとも１つの上記
第２種電子レンズを有することを特徴とする。

【００２７】なお、上記第２種電子レンズを構成する、
対向した双方の電極の開孔形状は、垂直方向の径が水平
方向の径に比較して大であり、常に電子ビームを水平方
向に集束させる力が強いことを特徴とする。

【００２８】すなわち、本発明においては、第２種電子
レンズである像面湾曲補正レンズはこれまで第１種電子
レンズである非点収差補正レンズ（静電４重極レンズ）
が位置していた主レンズに隣接する位置に配置してその
補正効果を強くさせる。一方、非点収差補正レンズは平
板状電極の長さを増大させるなど構造上の改善により補
正効果を高めることができるので、これを３極部に近い
領域に配置しても補正効果を維持できることから、主レ
ンズから遠ざけ、像面湾曲補正レンズよりも３極部方向
に配置する。

【００２９】

【作用】上記したように、集束電極の中に電子ビームの
偏向角の増大に同期して弱くなる像面湾曲補正レンズを
設け、かつこれを主レンズに隣接させることにより、像
面湾曲補正レンズの補正効果が高まる。

【００３０】像面湾曲補正レンズの補正感度が上がった
ことにより、像面湾曲補正レンズの設置数を減らして
も、常にスクリーン画面上で電子ビームを集束させるた
の電圧の変動量をこれまでと同等に維持することがで
き、スクリーン画面上の全域で良好なフォーカスを得る
ことのできる陰極線管が得られる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【００３２】図１は本発明による陰極線管に用いる電子
銃の第１実施例の構成を説明する縦断面図であって、１
はカソード構体、２は第１電極、３は第２電極、６は集
束電極、７は加速電極、８はシールドカップである。

【００３３】同図において、集束電極６は複数の電極部
材６１，６２，６３，６４から構成される。なお、６１
ｂと６４ａは非点収差補正電極で，所謂静電４重極レン
ズを形成する。また、第２電極部材６２の内部には、水
平面と平行な方向（垂直方向）とこの水平面と直角な方
向とで同一の径をもつ３個の電子ビーム通過孔を有し、
第２電極部材６２と電気的に接続した内部電極６２ａを
設け、加速電極７の内部には、垂直方向径が水平方向径
より大で、水平方向に対称な開孔をもつセンター電子ビ
ーム通過孔と、垂直方向径が水平方向径より大で水平方
向に非対称な開孔をもつサイド電子ビーム通過孔をもつ
内部電極７ａが設置される。

【００３４】カソ−ド構体１、第１電極２、第２電極３
で三極部を構成し、最高電圧が印加される加速電極７と
集束電極６の間に主レンズが形成される。

【００３５】加速電極７に隣接する集束電極６を、第１
電極部材６１，第２電極部材６２，第３電極部材６３，
第４電極部材６４に分割し、第１電極部材６１と第４電
極部材６４の間に非点収差補正レンズを形成する補正電
極６４ａと６１ｂを配置し、第１電極部材６１と第２電
極部材６２、第３電極部材６３と第４電極部材６４の間
に像面湾曲補正レンズを配置する。そして、第２電極部
材６２と第３電極部材６１で形成される像面湾曲補正レ
ンズを主レンズに隣接させる。

【００３６】そして、第１電極部材６１と第３電極部材
６３には一定の電圧Ｖｆ₁ を印加し、第２集束電極部材
６２と第４電極部材６４には複数の電子ビームをスクリ
ーン画面上で走査する偏向角の変化に同期して変動する
ダイナミック電圧Ｖｆ₂ ＋ｄＶｆを印加する。

【００３７】図２は集束電極を構成する第１電極部材と
第４電極部材６４の対向部に設置する非点収差レンズを
形成するための平板状電極構造の一例の説明図であっ
て、（ａ）は第４電極部材、（ｂ）は第１電極部材の斜
視図である。

【００３８】第４電極部材６４の第１電極部材６１側の
端面には３本の電子ビームを通過させる開孔６４−１，
６４−２，６４−３が形成されており、この電子ビーム
通過孔６４−１，６４−２，６４−３を垂直方向上下か
ら挟むように一対の平板状電極６４ａが上記第１電極部
材６１側の端面に植立されている。

【００３９】また、第１電極部材６１の第４電極部材６
４側の端面には３本の電子ビームをそれぞれ通過させる
３個の電子ビーム通過孔６１−１，６１−２，６１−３
が形成されており、この電子ビーム通過孔６１−１，６
１−２，６１−３のそれぞれを水平方向から挟むように
複数の平板状電極６１ｂが上記第４電極部材６４側の端
面に植立されている。

【００４０】これらの平板状電極６４ａと６１ｂは、第
１電極部材６１と第４電極部材６４の両端面を対向させ
たときに、図１に示したように組み合わされて非点収差
補正用の静電４重極レンズを形成する電極構造となる。

【００４１】図３は集束電極を構成する第２電極部材と
加速電極のそれぞれ内部に設置する内部電極の形状例を
説明する正面図であって、（ａ）は第２電極部材に設置
される内部電極６２ａを、（ｂ）は加速電極に設置され
る内部電極７ａを示す。

【００４２】図示したように、第２電極部材６２および
加速電極７に設置される内部電極６２ａと７ａは、垂直
方向径が水平方向径より大で、水平方向に対称な開孔を
もつセンター電子ビーム通過孔６２−２または７−２
と、垂直方向径が水平方向径より大で水平方向に非対称
な開孔をもつサイド電子ビーム通過孔６２−１，６２−
３または７−１，７−３をもつ。

【００４３】上記構成により、像面湾曲補正効果が向上
し、非点収差補正効果を劣化させることなく、電子ビー
ムが常にスクリーン画面の全域で良好にフォーカスして
高解像度の画像を再現できると共に、ダイナミックフォ
ーカス電圧を低減させることができる。

【００４４】図４は本発明による陰極線管に用いる電子
銃の第２実施例の構成を説明する縦断面図であって、図
１と同一符号は同一部分に対応する。

【００４５】同図において、集束電極６を第１電極部材
６１、第２電極部材６２、第３電極部材６３、第４電極
部材６４に分割し、第３電極部材６３と第４電極部材６
４の間に非点収差補正レンズを形成する補正電極６３ａ
と６４ｂを配置し、主レンズ近傍に第４電極部材６４と
第１電極部材６１、第１電極部材１と第２電極部材６２
からなる像面湾曲補正レンズを２ヶ所配置する。

【００４６】なお、第２集束電極６２に設置する内部電
極６２ａ、および加速電極７に設置する内部電極７ａは
前記実施例のものと同様である。

【００４７】上記構成によっても、像面湾曲補正効果が
向上し、非点収差補正効果を劣化させることなく、電子
ビームが常にスクリーン画面の全域で良好にフォーカス
して高解像度の画像を再現できると共に、ダイナミック
フォーカス電圧を低減させることができる。

【００４８】また、上記各実施例において、その像面湾
曲補正レンズを構成する電極部材の、対向する双方の電
子ビーム通過孔を次のような形状とするのが好適であ
る。

【００４９】すなわち、図５は像面湾曲補正レンズを構
成する電極部材の、対向する双方の電子ビーム通過孔形
状例の説明図であって、（ａ）は垂直方向に長軸をもつ
楕円状の電子ビーム通過孔を形成したもの、（ｂ）は円
形あるいは楕円開孔の垂直方向に矩形状の開孔を有する
形状の電子ビーム通過孔としたもの、また（ｃ）は垂直
方向に長軸をもつ矩形状の電子ビーム通過孔を形成した
ものである。

【００５０】像面湾曲補正レンズが軸対称の場合、水平
方向では静電４重極レンズによる非点収差補正は電子ビ
ームに対する集束力を弱める効果をもち、主レンズおよ
び付加されたレンズによる像面湾曲補正は集束力を弱め
る効果をもつ。

【００５１】一方、垂直方向では、上記非点収差補正と
像面湾曲補正のいずれも電子ビームに対する集束力を弱
める方向になる。

【００５２】したがって、上記２種のレンズは垂直方向
では互いにその効果を弱め合い、水平方向では互いに強
め合っている。

【００５３】そこで、上記開孔形状により像面湾曲補正
レンズを非軸対称レンズとし、水平方向で集束力を強
め、垂直方向で弱めることにより、水平方向では非点収
差補正効果をさらに補い、垂直方向でのそれぞれの効果
が相殺されることがなくなり、効果的に２種の偏向収差
を補正することができる。

【００５４】なお、図５に示した電子ビーム通過孔の開
孔形状のうち、（ｂ）の形状が最も組立てが容易であ
り、従来から使用している組立て治具をそのまま使用で
きるという利点がある。

【００５５】上記した各実施例は、その像面湾曲補正の
感度が異なるため、平板状電極６１ｂと６４ａ（図
１）、および平板状電極６３ａと６４ｂ（図２）による
非点収差補正感度もバランスするようにそれぞれ合わせ
てある。なお、集束電圧の印加は前記図８に示したもの
と同様である。

【００５６】これらの構成により、像面湾曲補正効果が
上がり、電子ビームが常にスクリーン画面上全域でフォ
ーカスさせる為のダイナミック電圧を低減することがで
きる。

【００５７】図６は本発明を適用したカラー陰極線管の
全体構造を説明する断面図であって、５１はパネル部、
５２はネック部、５３はファンネル部、５４は蛍光面、
５５はシャドウマスク、５６はマスクフレーム、５７は
磁気シールド、５８は懸架スプリング、５９は電子銃、
８０は偏向ヨーク、９０は外部磁気装置である。

【００５８】同図において、このカラー陰極線管は映像
スクリーンであるパネル部５１，電子銃を収容するネッ
ク部５２，およびパネル部とネック部を連接するファン
ネル部５３とから構成され、上記ファンネル部５３には
電子銃５９から発射された電子ビームＢｃ，Ｂｓ（Ｂｃ
は中央ビーム、Ｂｓは２本の外側ビーム）をパネル内面
に塗布形成された蛍光面５４上に走査させる偏向ヨーク
８０が装着される。

【００５９】上記ネック部５２内に収容される電子銃
は、カソード構体，制御電極，集束電極，加速電極等か
ら構成され、前記図１あるいは図４で説明した構造を有
する。電子銃５９から発射された電子ビームＢｃ，Ｂｓ
は蛍光面に達する途上においてネック部５２とファンネ
ル部５３の遷移部に装着した偏向ヨーク８０により水平
方向と垂直方向の偏向を受け、色選別電極であるシャド
ウマスク５５を通して蛍光面５４に達し、該蛍光面５４
上に２次元映像を形成する。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
スクリーン画面の全域において良好なビームスポットを
得るための非点収差補正と像面湾曲補正の補正効果を向
上させることができる。

【００６１】また、部品点数が削減されて集束電極が簡
略化されるので、量産性が大幅に向上でき、解像度の良
好な高画質の陰極線管を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による陰極線管に用いる電子銃の第１実
施例の構成を説明する縦断面図である。

【図２】図１における非点収差レンズを形成するための
平板状電極構造の一例の説明図である。

【図３】集束電極を構成する第２電極部材と加速電極の
それぞれ内部に設置する内部電極の形状例を説明する正
面図である。

【図４】本発明による陰極線管に用いる電子銃の第２実
施例の構成を説明する縦断面図である。

【図５】像面湾曲補正レンズを構成する電極部材の、対
向する双方の電子ビーム通過孔形状例の説明図である。

【図６】本発明を適用したカラー陰極線管の全体構造を
説明する断面図である。

【図７】従来の陰極線管に搭載される電子銃の１例を説
明するインライン形３電子銃の縦断面図である。

【図８】従来の電子銃の構成を説明するインライン形３
電子銃の縦断面図である。

【図９】ダイナミック集束電圧の波形説明図である。

【符号の説明】

１ カソード構体 ２ 第１電極 ３ 第２電極 ６ 集束電極 ７ 加速電極 ８ シールドカップ ６１ 第１電極部材 ６２ 第２電極部材 ６３ 第３電極部材 ６４ 第４電極部材 ６１ｂ，６４ａ 非点収差補正電極。 ６３ａ，６４ｂ 補正電極 ５１ パネル部 ５２ ネック部 ５３ ファンネル部 ５４ 蛍光面 ５５ シャドウマスク ５６ マスクフレーム ５７ 磁気シールド ５８ 懸架スプリング ５９ 電子銃 ８０ 偏向ヨーク ９０ 外部磁気装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水平方向に配列され、かつ制御された複数
   の電子ビームを発生するビーム発生部と、前記ビーム発
   生部からの電子ビームを蛍光面に集束させるための集束
   電極および加速電極を含む複数の電極からなる主レンズ
   部とを少なくとも有する電子銃を具備した陰極線管にお
   いて、 前記主レンズを構成する電極のうち、最高電圧が印加さ
   れる加速電極に隣接する集束電極を複数の電極部材に分
   割して成り、 前記分割した複数の電極部材で構成された集束電極内
   に、電子ビームの偏向に同期して変動する第１電圧およ
   び一定値の第２電圧とを印加し、前記第１電極と第２電
   圧のいずれの電圧が高電圧であるかによって電子ビーム
   を水平方向あるいは垂直方向のいずれか一方向に集束さ
   せる第１種電子レンズと、 前記分割した複数の電極部材で構成された集束電極内
   に、前記第１電圧および第２電圧を印加したとき、前記
   第１電圧と第２電圧の電圧差の増大と共に電子ビームを
   水平方向および垂直方向に集束する力がいずれも強くな
   る、少なくとも１つの第２種電子レンズとを備え、 前記第１種電子レンズと前記主レンズとの間に、少なく
   とも１つの上記第２種電子レンズを有することを特徴と
   する電子銃を備えた陰極線管。