JPH0850863A - 陰極線管用電子銃 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 内部分割抵抗を必要とせず、しかも陰極およ
びプリフォーカス部に段差を形成することなく、良好な
コンバージェンスが可能であり、製造コストが安価で、
耐電圧特性に優れた陰極線管用電子銃を提供すること。 【構成】 電子を放出する陰極の前部に、少なくとも収
束用電極４とコンバージェンス用電極６ａ，７ａとを含
む複数の電極が設けられた陰極線管用電子銃４０であっ
て、収束用電極を構成する第４電極４とコンバージェン
ス用の低圧側電極である第６電極６ａとを同電位に設定
する。コンバージェンス用電極が、比較的高電圧が印加
され、中央部に配置され、中央の電子ビームが通過する
内管状高圧側第７電極７ａと、比較的低電圧が印加さ
れ、前記内管状高圧側電極の外周に配置され、内側を両
サイドの電子ビームが通過する外管状低圧側電極６ａと
を有する二重管構造である。

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（ＣＲＴ）用
電子銃に係り、さらに詳しくは、いわゆるトリニトロン
方式の電子銃の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラーＣＲＴの高解像度と共に、
その製造コストの削減が重要な課題となっている。従来
例に係るトリニトロン方式のカラーＣＲＴ用電子銃の斜
視図および側面図を図９（Ａ），（Ｂ）に示す。図９
（Ａ），（Ｂ）に示すように、従来例に係る電子銃１０
は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）用の三本の陰極
（図示上見えない）の前部に、第１電極１、第２電極
２、第３電極３、第４電極４、第５電極５、第６電極６
および第７電極７が、この順で配置してある。

【０００３】第１電極１および第２電極２は、それぞれ
制御電極と加速電極であり、たとえば０Ｖと３００Ｖの
電圧がそれぞれ印加される。第３電極３、第４電極４お
よび第５電極は、収束用電極であり、第３電極３および
第５電極５には、約２７ＫＶが印加され、第４電極４に
は、約８〜９ＫＶの可変電圧が印加される。第６電極６
および第７電極７は、偏向板を構成する平板状のコンバ
ージェンス用電極であり、第６電極６には、２４〜２５
ＫＶの電圧が印加され、第７電極７には、２７ＫＶの電
圧が印加される。

【０００４】この電子銃１０の先端に設けられた偏向板
を構成するコンバージェンス用電極６，７に電位差を与
え、それによりつくられる電界で、ＲＢＧの各電子ビー
ムを、ＣＲＴの蛍光面上でコンバージェンスさせてい
る。この平板状のコンバージェンス用電極６，７のう
ち、第６電極６に印加される比較的低い側の電圧は、電
子銃１０に付属した内部分割抵抗８により供給されてい
る。内部分割抵抗８は、たとえばセラミックにガラスコ
ートしてあるＩＢＲなどで構成される。この構造では、
外部からコンバージェンス用電圧を印加する必要はな
く、テレビセットとしては、比較的簡単なセットにする
ことができるという利点がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、セラミ
ックで構成された内部分割抵抗は、電子銃の部品の中で
比較的大きな割合を占めており、電子銃の製造コストを
増大させている。また、この内部分割抵抗８を電子銃２
に取付けると、電子銃２が取り付けられるＣＲＴのネッ
ク内壁と、内部分割抵抗８の金属製接続部９とのクリア
ランスが減少し、耐電圧特性が低下してしまうおそれが
あると言う課題も有している。

【０００６】一方、トリニトロン方式の電子銃の典型的
な特徴として、三本の電子ビームの出射位置を同一平面
上に設けた場合に、主レンズの像面湾曲収差により、セ
ンターの電子ビームとサイドの電子ビームとの収束電圧
に差が生じる。そのため、図１０に示すように、センタ
ーの電子ビーム（Ｇの電子ビーム）１２Ｇをジャストフ
ォーカスとした場合に、サイドの電子ビーム（Ｒ，Ｂの
電子ビーム）１２Ｒ，１２Ｂがオーバーフォーカスとな
り、ハレーションを起こしてしまう。

【０００７】そこで、収束電圧差を補正するために、図
１１に示すように、センターの電子ビームを出射する陰
極１４Ｇの電子放出面を、サイドの電子ビームを出射す
る陰極１４Ｒ，１４Ｂの電子放出面に対して、補正距離
Ｈ₁ だけ後退させ、収束用主レンズまでの物点距離を等
しくしている。また、プリフォーカス部を構成する第１
電極１および第２電極２にも、同様な理由から、それぞ
れ高さＨ₂ ，Ｈ₃ の段差１６，１８を設ける必要があっ
た。なお、Ｈ₁ ＝Ｈ₂ ＝Ｈ₃ である。

【０００８】このような段差１６，１８を設けること
は、部品の形状として加工が困難であり、また、陰極１
４Ｇ，１４Ｒ，１４Ｂを所定の段差を設けて高精度に取
り付けることは、組立作業を煩雑なものとしている。そ
の結果、電子銃の製造コストを増大させる要因となって
いる。

【０００９】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、内部分割抵抗を必要とせず、しかも陰極およびプリ
フォーカス部に段差を形成することなく、良好なコンバ
ージェンスが可能であり、製造コストが安価で、耐電圧
特性に優れた陰極線管用電子銃を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る陰極線管用電子銃は、電子を放出する
陰極の前部に、少なくとも収束用電極とコンバージェン
ス用電極とを含む複数の電極が設けられた陰極線管用電
子銃であって、前記収束用電極とコンバージェンス用の
低圧側電極とを同電位に設定することを特徴とする。

【００１１】前記陰極線管用電子銃が取り付けられるＣ
ＲＴは、たとえばカラーＣＲＴであり、前記陰極が、電
子銃内に、赤、緑、青の三原色用に三本配置されてい
る。前記コンバージェンス用電極が、比較的高電圧が印
加され、中央部に配置され、中央の電子ビームが通過す
る内管状高圧側電極と、比較的低電圧が印加され、前記
内管状高圧側電極の外周に配置され、内側を両サイドの
電子ビームが通過する外管状低圧側電極とを有する二重
管構造であることが好ましい。

【００１２】

【作用】本発明の電子銃では、収束用電極とコンバージ
ェンス用の低圧側電極とを同電位に設定している。この
ため、従来必要としていた内部分割抵抗を設ける必要が
なくなる。したがって、内部分割抵抗による製造コスト
の増大がなくなり、製造コストの削減を図ることができ
る。また、内部分割抵抗を付加することによる耐電圧特
性の低下もなくなる。

【００１３】本発明の電子銃では、コンバージェンス用
電極が、二重管構造であり、コンバージェンス用の電位
差が、従来に比較して大きくなるので、コンバージェン
ス用電極の軸方向長さを従来の半分程度の約１０mm以下
にすることができる。また、この二重管構造のコンバー
ジェンス用電極の電位差により、コンバージェンス用電
極の先端部に、図３に示すような電界が形成され、各電
子ビーム１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに対し、レンズ作用を
有する。したがって、本発明では、図４（Ｂ）の光学モ
デルに示すように、主収束レンズ２０に対する副収束レ
ンズ２２を形成する。その結果、図４（Ｃ）に示すよう
に、主収束レンズ２０と副収束レンズ２２とを複合した
収束レンズ２４の位置ａ₂ が、図５に示す従来の収束レ
ンズ２６の位置ａ₁ に比較して大きくできる。

【００１４】レンズの像倍率Ｍは、ｂ／ａで定義するこ
とができる。ただし、ａは陰極からレンズまでの距離、
ｂはレンズから収束点までの距離である。図４（Ｃ）に
示す光学モデルでは、像倍率Ｍ₂ は、ｂ₂ ／ａ₂ であ
り、図５に示す光学モデルでは、像倍率Ｍ₁ は、ｂ₁ ／
ａ₁ である。ｂ₁ ＞ｂ₂ 、ａ₁ ＜ａ₂ であることから、
Ｍ₂ ＜Ｍ₁ である。すなわち、本発明に係る電子銃は、
従来に比較し、像倍率を低くできる。また、同様な理由
から、本発明では、球面収差係数を小さくすることがで
きる。したがって、本発明では、電子ビームのスポット
特性が向上する。

【００１５】さらに本発明では、コンバージェンス用電
極の先端部に、図３に示すような電界が形成されること
から、センター部とサイド部とで強度の違う凸レンズが
形成され、特に、センターの電子ビーム１２Ｇに対し、
強く凸レンズ作用が生じ、像面湾曲収差の補正を行うこ
とになる。

【００１６】その結果、本発明の電子銃では、赤、緑、
青の三原色用に三本配置されている陰極が、陰極に形成
された電子放出面の高さが揃うように配置することが可
能になる。そのため、センターの陰極のみをサイドの陰
極に対して後退して取り付ける必要がなくなると共に、
プリフォーカス部を構成する第１電極および第２電極に
段差などの加工を施す必要もなくなる。したがって、こ
の点でも、製造コストの低減を図ることができる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明に係るＣＲＴ用電子銃を、図面
に示す実施例に基づき、詳細に説明する。まず、ＣＲＴ
の全体構成について説明する。

【００１８】図２に示すように、カラーＣＲＴ３０は、
パネルガラス３２と、ファンネルガラス３４とを有し、
これらがフリットガラス３６で融着され、内部が高真空
に維持されている。ファンネルガラス３４のネック部３
８に、電子銃４０が内蔵してある。パネルガラス３２の
内面には、蛍光面４２が形成してあり、その背面にアパ
ーチャグリル４４が装着してある。また、ネック部３８
の外周には、偏向ヨーク４６が装着してあり、電子銃４
０から放出・制御・加速・集束された３本の電子ビーム
は、偏向ヨーク４６によって偏向されることにより、蛍
光面４２の全面を走査するようになっている。

【００１９】本実施例に係る電子銃４０は、図１
（Ａ），（Ｂ）に示すように、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）およ
び青（Ｂ）用の三本の陰極（図示上見えない）の前部
に、第１電極１ａ、第２電極２ａ、第３電極３、第４電
極４、第５電極５、第６電極６ａおよび第７電極７ａ
が、この順で配置してある。

【００２０】第１電極１ａおよび第２電極２ａは、それ
ぞれ制御電極と加速電極であり、たとえば０Ｖと３００
Ｖの電圧がそれぞれ印加される。第３電極３、第４電極
４および第５電極は、収束用電極であり、第３電極３お
よび第５電極５には、約２７ＫＶが印加され、第４電極
４には、約８〜９ＫＶの可変電圧が印加される。第３電
極３と第４電極５とは、同電位なので、端子４２により
接続してある。

【００２１】本実施例では、第６電極６ａと第７電極７
ａとでコンバージェンス用電極を構成し、第６電極６ａ
が、第７電極７ａの外周位置に略同心状に配置してあ
り、二重管構造となっている。三本の電子ビームのうち
センターの電子ビームは、第７電極７ａの内側を通り、
サイドの電子ビームが第６電極６ａの内側を通るように
なっている。

【００２２】本実施例では、第６電極６ａは、端子４４
を介して、収束電極である第４電極４と接続してあり、
これらが同電位になるように構成してある。すなわち、
第６電極６ａの電位は、約８〜９ＫＶの可変電圧であ
る。また、第７電極７ａの電位は、２７ＫＶである。本
実施例では、第６電極６ａと第７電極７ａとの間の電位
差が、図９に示す従来の電子銃のそれに比較して大きい
ので、第６電極６ａの軸方向長さを約半分程度（約１０
mm以下）に小さくすることができる。

【００２３】本実施例の電子銃４０では、収束用電極の
第４電極４とコンバージェンス用の第６電極６ａとを同
電位に設定している。このため、従来必要としていた図
９に示す内部分割抵抗８を設ける必要がなくなる。した
がって、内部分割抵抗８による製造コストの増大がなく
なり、製造コストの削減を図ることができる。また、内
部分割抵抗８を付加することによる耐電圧特性の低下も
なくなる。

【００２４】また、本実施例の電子銃４０では、コンバ
ージェンス用電極が、第６電極６ａと第７電極二重管構
造であり、その電位差に基づき、コンバージェンス用電
極の先端部に、図３に示すような電界が形成され、各電
子ビーム１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに対し、レンズ作用を
有する。したがって、本実施例では、図４（Ｂ）の光学
モデルに示すように、主収束レンズ２０に対する副収束
レンズ２２を形成する。その結果、図４（Ｃ）に示すよ
うに、主収束レンズ２０と副収束レンズ２２とを複合し
た収束レンズ２４の位置ａ₂ が、図５に示す従来の収束
レンズ２６の位置ａ₁ に比較して大きくできる。

【００２５】レンズの像倍率Ｍは、ｂ／ａで定義するこ
とができる。ただし、ａは陰極からレンズまでの距離、
ｂはレンズから収束点までの距離である。図４（Ｃ）に
示す光学モデルでは、像倍率Ｍ₂ は、ｂ₂ ／ａ₂ であ
り、図５に示す光学モデルでは、像倍率Ｍ₁ は、ｂ₁ ／
ａ₁ である。ｂ₁ ＞ｂ₂ 、ａ₁ ＜ａ₂ であることから、
Ｍ₂ ＜Ｍ₁ である。すなわち、本実施例に係る電子銃４
０は、従来に比較し、像倍率を低くできる。また、同様
な理由から、本実施例の電子銃では、球面収差係数を小
さくすることができる。したがって、本実施例の電子銃
４０では、電子ビームのスポット特性が向上する。

【００２６】さらに本実施例では、第６電極６ａと第７
電極７ａとで構成されるコンバージェンス用電極の先端
部に、図３に示すような電界が形成されることから、セ
ンター部とサイド部とで強度の違う凸レンズが形成さ
れ、特に、センターの電子ビーム１２Ｇに対し、強く凸
レンズ作用が生じ、像面湾曲収差の補正を行うことにな
る。

【００２７】その結果、本発明の電子銃４０では、赤、
緑、青の三原色用に三本配置されている陰極が、陰極に
形成された電子放出面の高さが揃うように配置すること
が可能になる。そのため、従来の図１１に示すように、
センターの陰極１４Ｇのみをサイドの陰極１４Ｒ，１４
Ｂに対して後退して取り付ける必要がなくなると共に、
プリフォーカス部を構成する第１電極１ａおよび第２電
極２ａに段差などの加工を施す必要もなくなる。したが
って、この点でも、製造コストの低減を図ることができ
る。

【００２８】さらに本実施例の電子銃４０では、図６
（Ａ）に示すように、第４電極４と同電位の第６電極６
ａと第７電極７ａとの電位差によって生じる電界によっ
て両サイドの電子ビーム１２Ｒ，１２Ｂの軌道を偏向し
て、蛍光面の画面センターでコンバージェンスを行う。

【００２９】これに対し、従来の電子銃では、図６
（Ｂ）に示す如く、第６電極６と第７電極７の間の電位
差によって生ずる電界で両サイドの電子ビーム１２Ｒ，
１２Ｂの軌道を偏向させて静的コンバージェンスを行っ
ていた。そして画面周辺に電子ビームを偏向される時、
偏向ヨーク（ＤＹ）４６によって形成される磁界を、偏
向する２極成分の他に、ビーム間隔を広げる作用を持つ
４重極成分を畳重したものにすることで画面周辺のコン
バージェンスを補正していた。

【００３０】本実施例では、図７に示すように、画面周
辺部に偏向される時は、第４電極４および第６電極６ａ
の電位（以下、Ｖ_f ：フォーカス電位）を、画面センタ
ー部Ａよりも高くすることで、従来電子銃で行われてい
るダイナミックフォーカスによる画面周辺フォーカスの
改善の為の補正と同時に画面周辺部におけるコンバージ
ェンスを行わせる。なお、図７は、電子ビームの水平偏
向に同期して変化する波形のダイナミックフォーカス電
位Ｖ_f であり、この電圧波形がピーク値を示す時点間の
間隔が、１水平期間１Ｈに相当し、中間地点Ａが、水平
偏向が零になる時点である。

【００３１】この場合（本実施例）は、動的コンバージ
ェンスを電子銃の電極（第６電極６ａ）の電位（Ｖｆ）
の変調によって行うものであるから、偏向ヨーク４６に
おける偏向磁界の４重極成分は必要なくなる。従来、必
要であった偏向ヨーク４６による偏向磁界の４重極成分
は、画面周辺におけるスポット形状を著しく劣化させる
原因であった。偏向磁界の４重極成分は、ビームフォー
カスの結像でスポットに非点收差を与えるものだからで
ある。その点、本実施例に係る電子銃４０では、動的コ
ンバージェンスを起こさせる、第６電極６ａと第７電極
７ａとの電位差によって生じる電界は２極成分であるか
ら、従来の電子銃のような画面周辺におけるスポット形
状劣化が無くなる。即ち、ディスプレイの画面周辺部の
解像度改善が可能となる。

【００３２】また、本実施例のシステムで、偏向ヨーク
４６における偏向磁界の４重極成分を全く無くすのでは
なく、画面周辺におけるスポット形状劣化が許容できる
レベルで偏向磁界の４重極成分を残す方法も考えられ
る。これは、必要なフォーカス電位Ｖ_f の変調を小さな
量に抑える設計に有効であり、本発明の実用化のなかで
も十分可能性のある方法である。その概念的関係を図８
に表わす。

【００３３】図８中、グラフの横軸は、偏向ヨーク（Ｄ
Ｙ）の４重極成分の強さの逆数であり、ＤＹ設計におけ
るＨamp 量で定まる。Ｈamp 量とは、画面上にＲ，Ｇ，
Ｂの三点の電子ビームを照射したとして、それらの間隔
を示し、小さいほど好ましいが、小さくするには、偏向
ヨーク（ＤＹ）の４重極成分の強さを大きくする必要が
あった。すなわち、ＤＹに対して強い歪を加える必要が
あった。

【００３４】本実施例では、前述したように、偏向ヨー
ク（ＤＹ）の４重極成分の強さを大きくすることなく、
フォーカス電位Ｖ_f の変調により、所定以下のＨamp 量
としている。すなわち、画面周辺のコンバージェンス補
正から見た必要Ｖ_f の変調量（以下、ＤＣ）と、偏向ヨ
ーク（ＤＹ）の４重極成分の強さとはほぼ反比例関係に
あり、一方、画面周辺のスポット形状補正から見た必要
Ｖ_f の変調量（以下、ＤＦ）は、ＤＹの４重極成分の強
さとはほぼ反比例関係にある。但し、このＤＦは、本発
明を採用したディスプレイが必要とする解像度的な品質
によって異なることになる。

【００３５】従って、本発明の電子銃を採用したディス
プレイのＤＹが、どの程度の４重極成分を持つべきか
は、そのディスプレイの回路、電源的にどの程度のＶ_f
変調量が可能かに依存すると言える。なお、本発明は、
上述した実施例に限定されるものではなく、本発明の範
囲内で種々に改変することができる。

【００３６】たとえば、上記実施例では、第４電極４が
収束電極として機能し、第６電極６ａおよび第７電極７
ａがコンバージェンス用電極として機能する電子銃に対
して本発明の構成を適用したが、本発明は、このような
電子銃に限定されず、電極の数などが相違するその他の
電子銃に対しても本発明を適用することが可能である。

【００３７】さらに、上記実施例では、本発明の構成
を、カラーＣＲＴ用電子銃に対して適用したが、本発明
は、陰極が単一である白黒ＣＲＴに対しても適用するこ
とが可能である。ただし、その場合には、コンバージェ
ンスを改善する作用は必要なくなり、図４に示す複合レ
ンズの作用による像倍率および球面収差係数の改善の作
用のみが期待できる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の電子
銃によれば、内部分割抵抗を行わないことによるコスト
ダウン、および耐圧向上が図られる。また、第１電極お
よび第２電極などのパーツに段差をつけることなく収束
電圧差の補正が可能になる。

【００３９】また、本発明に係る電子銃では、複合レン
ズ効果により像倍率が改善される。さらに、本発明の電
子銃では、ダイナミックフォーカスと同時にダイナミッ
クコンバージェンス作用を持たせることにより、偏向ヨ
ークによる偏向歪み軽減し画面周辺の解像度を改善でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ），（Ｂ）は本発明の一実施例に係る
電子銃の斜視図および側面図である。

【図２】図２はＣＲＴの概略図である。

【図３】図３は本発明の一実施例に係る電子銃の先端部
における等電位線による電界分布を示す概略図である。

【図４】図４は（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は本発明の一実
施例に係る電子銃とその光学モデルを示す図である。

【図５】図５は従来例に係る電子銃とその光学モデルを
示す図である。

【図６】図６（Ａ）は本実施例の電子銃と偏向ヨークと
の関係を示す概略図、図６（Ｂ）は従来の電子銃と偏向
ヨークとの関係を示す概略図である。

【図７】図７はフォーカス電位Ｖ_f のダイナミック波形
を示す図である。

【図８】図８は偏向ヨークの四重極成分の強さと必要Ｄ
ＦおよびＤＣとの関係を示すグラフである。

【図９】図９（Ａ），（Ｂ）は従来例に係る電子銃の斜
視図および側面図である。

【図１０】図１０はサイドの電子ビームのハレーション
を示す図である。

【図１１】図１１は従来例に係る電子銃において、その
部品に段差を設ける必要があることを示す図である。

【符号の説明】

１，１ａ… 第１電極 ２，２ａ… 第２電極 ３… 第３電極 ４… 第４電極 ５… 第５電極 ６，６ａ… 第６電極 ７，７ａ… 第７電極 １２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ… 電子ビーム ２０，２２，２４，２６… 収束レンズ ４０… 電子銃

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子を放出する陰極の前部に、少なくと
   も収束用電極とコンバージェンス用電極とを含む複数の
   電極が設けられた陰極線管用電子銃であって、 前記収束用電極とコンバージェンス用の低圧側電極とを
   同電位に設定することを特徴とする陰極線管用電子銃。
2. 【請求項２】 前記陰極が、赤、緑、青の三原色用に三
   本配置されている請求項１に記載の陰極線管用電子銃。
3. 【請求項３】 前記コンバージェンス用電極が、 比較的高電圧が印加され、中央部に配置され、中央の電
   子ビームが通過する内管状高圧側電極と、 比較的低電圧が印加され、前記内管状高圧側電極の外周
   に配置され、内側を両サイドの電子ビームが通過する外
   管状低圧側電極とを有する二重管構造である請求項２に
   記載の陰極線管用電子銃。
4. 【請求項４】 赤、緑、青の三原色用に三本配置されて
   いる前記陰極が、陰極に形成された電子放出面の高さが
   揃うように配置されている請求項３に記載の陰極線管用
   電子銃。