JPH09161691A - カラー受像管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで、画面全域にわたりすぐれた解像
度をもつカラー受像管を構成することにある。 【解決手段】同一平面上を通る一列配置の３電子ビーム
を放出する電子銃を備えるカラー受像管において、その
主レンズ部の２個の隣接電極G3,G4 に３電子ビームの配
列方向を長径、直交する方向を短径とする非円形状の実
質的にバーリングのない３個の電子ビーム通過孔を形成
し、高電位が付与される電極G4の各電子ビーム通過孔の
短径を低電位が付与される電極G3の電子ビーム通過孔の
短径よりも短く、かつ少なくとも一方の電極のサイドビ
ーム通過孔の長径をセンタービーム通過孔の長径よりも
長くした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、同一平面上を通
る一列配置の３電子ビームを放出する電子銃を備えるイ
ンライン形カラー受像管に係り、特に電子銃から放出さ
れる３電子ビームの集束特性を向上させたカラー受像管
に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にカラー受像管は、電子銃から放出
される３電子ビームを偏向装置の発生する水平、垂直偏
向磁界により偏向し、この偏向電子ビームにより、シャ
ドウマスクを介して３色蛍光体層からなる蛍光体スクリ
ーンを水平、垂直走査することによりカラー画像を再生
する構造に形成されている。このようなカラー受像管に
おいて、特に電子銃を同一水平面上を通るセンタービー
ムおよび一対のサイドビームからなる一列配置の３電子
ビームを放出するインライン型電子銃とし、一方、偏向
装置の発生する水平、垂直偏向磁界を、図６（ａ）に示
すピンクッション形水平偏向磁界１H および同（ｂ）に
示すバレル形垂直偏向磁界１V として、これら非斉一な
水平、垂直偏向磁界１H ，１V により、上記電子銃から
放出される同一水平面上を通る一列配置の３電子ビーム
２B ，２G ，２R を偏向するセルフコンバーゼンス・イ
ンライン型カラー受像管が、現在、カラー受像管の主流
となっている。

【０００３】このセルフコンバーゼンス・インライン型
カラー受像管の電子銃としては、既に各種構成のものが
あるが、いずれの電子銃も、一列配置の３個のカソード
およびこれらカソードからの電子放出を制御し、かつ放
出された電子を集束して３電子ビームを形成する第１、
第２グリッドからなる電子ビーム形成部と、この電子ビ
ーム形成部からの３電子ビームを最終的に蛍光体スクリ
ーン上に加速、集束する少なくとも２個のグリッドから
なる主レンズ部とを有する。

【０００４】このセルフコンバーゼンス・インライン型
カラー受像管によれば、ダイナミック・コンバーゼンス
などの集中装置を用いることなく３電子ビームを集中す
ることができる利点がある。しかし反面、上記水平、垂
直偏向磁界の非斉一性のために、画面周辺部の解像度が
低下する。しかもその傾向が、偏向角９０度から１１０
度と、大きくなるにしたがって顕著になるという問題が
ある。

【０００５】この画面周辺部の解像度の低下は、図６
（ａ）および（ｂ）に電子ビーム２Rについて示したよ
うに、水平方向（Ｘ軸方向）の集束が弱められ、逆に垂
直方向（Ｙ軸方向）の集束が強められることが主な原因
であり、そのために、画面上のビームスポットは、図７
に示すように、画面中央部のビームスポット３a を真円
としても、周辺部のビームスポット３b は、水平方向に
長い楕円状の高輝度コア部４のほかに、その垂直方向に
低輝度のハロー部５をともなう形状に歪む。

【０００６】この画面周辺部のビームスポット３b の歪
（偏向歪）を改善する手段として、電子ビーム形成部か
らの電子ビームを予備集束するプリフォーカスレンズで
電子ビームを強く絞り、主レンズや偏向磁界中を通過す
るときの電子ビーム径を小さくすることにより、偏向歪
を軽減する方法が知られている。しかしこの方法では、
クロスオーバー径が大きくなり、画面中央部の解像度が
低下するという問題がある。

【０００７】ところで、一般にカラー受像管の解像度
は、画面上のビームスポットの大きさに大きく依存す
る。したがって解像度を良好にするためには、画面上の
ビームスポットをできる限り小さくすることが望まれ
る。また３電子ビームのコンバーゼンス特性も重要な要
因である。

【０００８】その画面上のビームスポットを小さくする
ためには、電子ビームを最終的に蛍光体スクリーン上に
集束する電子銃の主レンズ部の口径を大きくして、球面
収差を小さくすることが有効である。そのためには、電
子ビームの相互間隔を大きくすることが必要となる。し
かし３電子ビームの相互間隔を大きくすると、３電子ビ
ームのコンバーゼンス特性が劣化する。また電子銃の配
置されるネック内径により、主レンズ部を形成する電極
径が制限される。

【０００９】上記画面上のビームスポットの歪および大
きさを改善する手段として、特開平４−３３２４８８号
公報には、図８に示すように、主レンズ部を構成する筒
状電極Ｇm1，Ｇm2の対向面にそれぞれセンタービームお
よび一対のサイドビームが通過するバーリングのないセ
ンタービーム通過孔および一対のサイドビーム通過孔が
一列配置に設けられた大口径レンズを形成し、かつその
各電極Ｇm1，Ｇm2の内側に電界補正電極７を配置したも
のが示されている。この電界補正電極７は、各電極Ｇm
1，Ｇm2に嵌合する環状の嵌合部８と、各電極Ｇm1，Ｇm
2を通過する一列配置の３電子ビームの配列方向に沿っ
て、嵌合部８の一端部を延長したひさし部９と、嵌合部
８の他端部に設けられたフランジ部１０とから構成され
ている。

【００１０】このような電界補正電極７を主レンズ部を
構成する筒状電極Ｇm1，Ｇm2の内側に配置すると、主レ
ンズ部を通過する３電子ビームは、ひさし部９により、
水平方向にくらべて垂直方向に強い集束作用および発散
作用を受け、水平方向と垂直方向との焦点距離の違いに
よる非点収差を生ずることなく、偏向磁界に入射させる
ことができる。その結果、画面中央部のビームスポット
を真円に保ったまま、偏向磁界を通過する電子ビームの
断面形状を、水平方向を長径、垂直方向を短径とする楕
円形状とし、水平偏向磁界をピンクッション形、垂直偏
向磁界をバレル形とする非斉一磁界により生ずる画面周
辺部のビームスポットの垂直方向のハロー部を低減させ
ることができる。さらに上記のように電界補正電極７を
構成すると、各電極Ｇm1，Ｇm2に嵌合部８を嵌合するだ
けで、精度よく電子銃を組立てることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、同一水
平面上を通るセンタービームおよび一対のサイドビーム
からなる一列配置の３電子ビームを放出する電子銃を備
え、この電子銃から放出される一列配置の電子ビームを
偏向する偏向装置の水平偏向磁界をピンクッション形、
垂直偏向磁界をバレル形とするセルフコンバーゼンス・
インライン型カラー受像管の画面上のビームスポットの
歪および大きさを改善するために、主レンズ部を構成す
る筒状電極にバーリングのない電子ビーム通過孔を形成
し、かつその各電極の内側に電界補正電極を配置した電
子銃がある。その電界補正電極は、各電極に嵌合する環
状の嵌合部と、各電極を通過する一列配置の３電子ビー
ムの配列方向に沿って、嵌合部の一端部を延長したひさ
し部と、嵌合部の他端部に設けられたフランジ部とから
構成されている。

【００１２】しかしこのカラー受像管の主レンズ部を構
成する電極は、電子ビーム通過孔のまわりにバーリング
を設けない構造であるため、主レンズ部の水平方向の電
界について、センタービーム通過孔への電位の浸透が一
対のサイドビーム通過孔への浸透よりも大きくなり、セ
ンタービームおよび一対のサイドビームに対する水平方
向の集束作用に差が生じ、３電子ビームの集束が不均一
となる。そのため、画面上のビームスポットが最小とな
らず、所望の解像度が得られない。

【００１３】また良好な組立精度を得るために、主レン
ズ部を構成する筒状電極に対して電界補正電極を嵌合構
造としているが、なお組立て時のばらつきを完全になく
すことが困難である。さらに上記のように特殊な立体構
造の電界補正電極を用いると、組立工数、部品点数の増
加によるコストアップを招くなどの問題がある。

【００１４】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたものであり、低コストで、画面全域にわたり、
すぐれた解像度をもつカラー受像管を構成することを目
的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】同一平面上を通るセンタ
ービームおよび一対のサイドビームからなる一列配置の
３電子ビームを形成する電子ビーム形成部からの３電子
ビームを蛍光体スクリーン上に集束する高低異なる電位
が付与される少なくとも２個の隣接電極から主レンズ部
が形成される電子銃を備えるカラー受像管において、そ
の主レンズ部の２個の隣接電極に３電子ビームの配列方
向を長径とし、この３電子ビームの配列方向と直交する
方向を短径とする非円形状の実質的にバーリングのない
センタービーム通過孔および一対のサイドビーム通過孔
からなる３個の電子ビーム通過孔を形成し、これら隣接
電極のうち高電位が付与される電極の各電子ビーム通過
孔の短径を低電位が付与される電極の電子ビーム通過孔
の短径よりも短く、かつこれら隣接電極のうち少なくと
も一方の電極のサイドビーム通過孔の長径をセンタービ
ーム通過孔の長径よりも長くした。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態を説明する。

【００１７】図３にその一形態であるカラー受像管を示
す。このカラー受像管は、パネル２０およびこのパネル
２０に一体に接合されたファンネル２１からなる外囲器
を有し、そのパネル２０の内面に、青、緑、赤に発光す
るストライプ状の３色蛍光体層からなる蛍光体スクリー
ン２２が設けられ、この蛍光体スクリーン２２に対向し
て、その内側に多数の電子ビーム通過孔の形成されたシ
ャドウマスク２３が配置されている。一方、ファンネル
２１のネック２４内に、同一水平面上を通るセンタービ
ーム２５G および一対のサイドビーム２５B ，２５R か
らなる一列配置の３電子ビーム２５B ，２５G ，２５R
を放出する電子銃２６が配設されている。そして、この
電子銃２６から放出される３電子ビーム２５B ，２５G
，２５Rをファンネル２１の外側に装着された偏向装置
２７の発生するピンクッション形水平偏向磁界およびバ
レル形垂直偏向磁界により偏向して、上記蛍光体スクリ
ーン２２を水平、垂直走査することにより、カラー画像
を表示する構造に形成されている。

【００１８】上記電子銃２６は、図１に示すように、水
平方向に一列に配置された３個のカソードＫB ，ＫG ，
ＫR 、これらカソードＫB ，ＫG ，ＫR を各別に加熱す
る３個のヒータ（図示せず）、上記カソードＫB ，ＫG
，ＫR から蛍光体スクリーン方向に順次配置された第
１乃至第４グリッドＧ1 〜Ｇ4 およびその第４グリッド
Ｇ4 の蛍光体スクリーン側端部に取付けられたコンバー
ゼンス・カップＣからなり、これらヒータ、カソードＫ
B ，ＫG ，ＫR および第１乃至第４グリッドＧ1〜Ｇ4
が一対の絶縁支持体（図示せず）により一体に固定され
ている。

【００１９】その第１および第２グリッドＧ1 ，Ｇ2
は、板厚の薄い一体構造の板状電極からなり、その板面
には、３個のカソードＫB ，ＫG ，ＫR に対応して、一
列配置の３個の円形電子ビーム通過孔が形成されてい
る。

【００２０】第３グリッドＧ3 は、一対のカップ状電極
の解放端を突合わせた筒状電極からなり、その第２グリ
ッドＧ2 側端面には、３個のカソードＫB ，ＫG ，ＫR
に対応して、第２グリッドＧ2 の電子ビーム通過孔より
も大きな３個の円形電子ビーム通過孔が一列配置に形成
されている。また第４グリッドＧ4 側端面には、３個の
カソードＫB ，ＫG ，ＫR に対応して、図２（ａ）に示
すように、水平方向（Ｘ軸方向）を長径とする横長の３
個の電子ビーム通過孔３０B ，３０G ，３０Rが一列配
置に形成されている。これら電子ビーム通過孔３０B ，
３０G ，３０Rは、バーリング部をもたず、かつ両側に
位置する一対のサイドビーム通過孔３０B ，３０R の水
平方向径が中央に位置するセンタービーム通過孔３０G
の水平方向径よりも大きく形成されている。

【００２１】第４グリッドＧ4 は、第３グリッドＧ3 と
同様に一対のカップ状電極の解放端を突合わせた筒状電
極からなり、その第３グリッドＧ3 側端面には、３個の
カソードＫB ，ＫG ，ＫR に対応して、図２（ｂ）に示
すように、水平方向を長径とし、垂直方向径が図２
（ａ）に示した第３グリッドＧ3 の電子ビーム通過孔３
０B ，３０G ，３０R の垂直方向径よりも小さい横長の
３個の電子ビーム通過孔３１B ，３１G ，３１R が一列
配置に形成されている。これら電子ビーム通過孔３１B
，３１G ，３１R は、バーリング部をもたず、かつ両
側に位置する一対のサイドビーム通過孔３１B ，３１R
の水平方向径が中央に位置するセンタービーム通過孔３
１G の水平方向径よりも大きく形成されている。またこ
の第４グリッドＧ4 のコンバーゼンス・カップＣ側端面
には、３個のカソードＫB ，ＫG ，ＫRに対応して、第
３グリッドＧ3 の第２グリッドＧ2 側端面の電子ビーム
通過孔よりも大きな３個の円形電子ビーム通過孔が一列
配置に形成されている。

【００２２】またコンバーゼンス・カップＣの底部に
は、上記第４グリッドＧ4 のコンバーゼンス・カップＣ
側端面の電子ビーム通過孔と一致するほぼ同径の３個の
円形電子ビーム通過孔が一列配置に形成されている。

【００２３】この電子銃２６では、たとえばカソードＫ
B ，ＫG ，ＫR に１５０〜２００Ｖの直流電圧に映像信
号の重畳された電圧が印加され、第１グリッドＧ1 はア
ース接続され、第２グリッドＧ2 に５００〜８００Ｖ、
第３グリッドＧ3 に６〜１０kＶの電圧が印加され、第
４グリッドＧ4 に２５〜３２ kＶの高電圧が印加され
る。

【００２４】このような電圧の印加により、カソードＫ
B ，ＫG ，ＫR および第１、第２グリッドＧ1 ，Ｇ2 に
より、各カソードＫB ，ＫG ，ＫR からの電子放出を制
御し、かつ放出された電子を加速、集束して電子ビーム
とする電子ビーム形成部が形成され、第２、第３グリッ
ドＧ2 ，Ｇ3 により、上記電子ビーム形成部からの電子
ビームを予備集束するプリフォーカスレンズが形成さ
れ、第３、第４グリッドＧ3 ，Ｇ4 により、上記プリフ
ォーカスレンズにより予備集束された電子ビームを最終
的に蛍光体スクリーン上に加速、集束する主レンズ部が
形成される。

【００２５】その第３、第４グリッドＧ3 ，Ｇ4 により
形成される主レンズ部は、これら第３、第４グリッドＧ
3 ，Ｇ4 の各対向面の電子ビーム通過孔３０B ，３０G
，３０R ，３１B ，３１G ，３１R が共にバーリング
をもたないため、図４に等電位線３２，３３で示したよ
うに、両電極内への電位の浸透が大きく、大口径レンズ
を形成する。

【００２６】この場合、上記第３、第４グリッドの各対
向面の３個の電子ビーム通過孔がそれぞれ同一大きさに
形成され、かつバーリングをもたない場合は、両電極内
への水平方向の電位の浸透は、一般に一対のサイドビー
ム通過孔への浸透よりも、センタービーム通過孔への浸
透の方が大きくなるが、上記電子銃については、一対の
サイドビーム通過孔３０B ，３０R ，３１B ，３１R の
水平方向径がセンタービーム通過孔３０G ，３１G の水
平方向径よりも大きく形成されているため、その水平方
向径を適宜調整することにより、一対のサイドビーム通
過孔３０B ，３０R ，３１B ，３１R への浸透とセンタ
ービーム通過孔３０G ，３１G への浸透とをほぼ等しく
することができる。その結果、センタービームおよび一
対のサイドビームの集束に対して差のない大口径レンズ
とすることができ、解像度を大幅に向上させることがで
きる。

【００２７】また水平方向には、各３個の電子ビーム通
過孔３０B ，３０G ，３０R ，３１B ，３１G ，３１R
共通の等電位線３２a ，３３a が形成されるため、垂直
方向にくらべて、等電位線３２，３３の曲率が小さくな
る。その結果、電子ビームに対して、垂直方向には、相
対的に強い集束作用と発散作用を及ぼし、水平方向に
は、相対的に弱い集束作用と発散作用を及ぼす。

【００２８】図５に、この主レンズ部の作用を模式的に
示す。電子ビーム２５（２５B ，２５G ，２５R ）は、
第３グリッド側の集束電界領域３５では、垂直方向に
は、線ＦＧで示すように相対的に強い集束作用を受け、
水平方向には、線ＦＨで示すように相対的に弱い集束作
用を受ける。また第４グリッド側の発散電界領域３６で
は、垂直方向には、線ＧＩで示すように相対的に強い発
散作用を受け、水平方向には、線ＧＪで示すように相対
的に弱い発散作用を受ける。その結果、偏向領域３７に
おける電子ビーム２５の断面形状は、垂直方向を短径、
水平方向を長径とする楕円形状となり、垂直方向の偏向
歪を大幅に軽減する。さらにこの電子銃では、第４グリ
ッドの第３グリッド側端面の電子ビーム通過孔の垂直方
向径が、第３グリッドの第４グリッド側端面の電子ビー
ム通過孔の垂直方向径にくらべて小さいため、垂直方向
については、集束作用にくらべて発散作用が強く、この
作用により、水平方向と垂直方向とが同じ焦点に結像さ
れ、画面中央部におけるビームスポットは、ほぼ円形に
保つことができる。その結果、画面３８中央部のビーム
スポット形状を損なうことなく、画面３８周辺部のビー
ムスポット３９の垂直方向のハロー（図７参照）を軽減
でき、画面３８全面の解像度を向上させることができ
る。

【００２９】さらにこの電子銃２６については、図８に
示した従来の電子銃のように電界補正電極を用いないた
め、組立精度やコストアップの問題も解消できる。

【００３０】なお、上記実施の形態では、バイポテンシ
ャル型電子銃について説明したが、この発明は、他の異
なる型の電子銃を備えるカラー受像管にも適用できる。

【００３１】

【発明の効果】同一平面上を通るセンタービームおよび
一対のサイドビームからなる一列配置の３電子ビームを
放出する電子銃を備えるカラー受像管において、その主
レンズ部の２個の隣接電極に３電子ビームの配列方向を
長径、この３電子ビームの配列方向と直交する方向を短
径とする非円形状の実質的にバーリングのないセンター
ビーム通過孔および一対のサイドビーム通過孔からなる
３個の電子ビーム通過孔を形成し、これら隣接電極のう
ち高電位が付与される電極の各電子ビーム通過孔の短径
を低電位が付与される電極の電子ビーム通過孔の短径よ
りも短く、かつこれら隣接電極のうち少なくとも一方の
電極のサイドビーム通過孔の長径をセンタービーム通過
孔の長径よりも長くすると、主レンズをセンタービーム
および一対のサイドビームに対して集束作用に差のない
大口径レンズとすることができる。また画面中央部のビ
ームスポットの形状をほぼ円形に保ったまま、画面周辺
部のビームスポットの垂直方向のハローを軽減できる。
その結果、画面全面の解像度を大幅に向上できる。さら
に従来の電子銃のように電界補正電極を用いないため、
組立精度やコストアップの問題も解消できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）はこの発明の実施の一形態に係る電
子銃の水平断面図、図１（ｂ）は垂直断面図である。

【図２】図２（ａ）は上記電子銃の第３グリッドの第４
グリッド側端面の電子ビーム通過孔の形状を示す図、図
２（ｂ）は第４グリッドの第３グリッド側端面の電子ビ
ーム通過孔の形状を示す図である。

【図３】この発明の実施の一形態であるカラー受像管の
構成を示す図である。

【図４】図４（ａ）は上記電子銃の主レンズ部の垂直方
向の電位分布を示す図、図４（ｂ）は水平方向の電位分
布を示す図である。

【図５】上記電子銃の主レンズ部の作用を説明するため
の図である。

【図６】図６（ａ）はセルフコンバーゼンス・インライ
ン型カラー受像管に装着される偏向装置が発生するピン
クッション形水平偏向磁界の図、図６（ｂ）はバレル形
垂直偏向磁界の図である。

【図７】従来のセルフコンバーゼンス・インライン型カ
ラー受像管の画面上のビームスポットの形状を示す図で
ある。

【図８】図８（ａ）は従来の電界補正電極が配置された
電子銃の主レンズ部の構造を示す図、図８（ｂ）はその
電界補正電極の構造を示す図である。

【符号の説明】

２２…蛍光体スクリーン ２５B ，２５R …一対のサイドビーム ２５G …センタービーム ２６…電子銃 ３０B ，３０G ，３０R …電子ビーム通過孔 ３１B ，３１G ，３１R …電子ビーム通過孔 Ｇ1 …第１グリッド Ｇ2 …第２グリッド Ｇ3 …第３グリッド Ｇ4 …第４グリッド ＫB ，ＫG ，ＫR …カソード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一平面上を通るセンタービームおよび
   一対のサイドビームからなる一列配置の３電子ビームを
   形成する電子ビーム形成部からの３電子ビームを蛍光体
   スクリーン上に集束する高低異なる電位が付与される少
   なくとも２個の隣接電極から主レンズ部が形成される電
   子銃を備えるカラー受像管において、 上記主レンズ部の２個の隣接電極には上記３電子ビーム
   の配列方向を長径とし、この３電子ビームの配列方向と
   直交する方向を短径とする非円形状の実質的にバーリン
   グのないセンタービーム通過孔および一対のサイドビー
   ム通過孔からなる３個の電子ビーム通過孔が形成され、
   これら隣接電極のうち高電位が付与される電極の各電子
   ビーム通過孔の短径が低電位が付与される電極の電子ビ
   ーム通過孔の短径よりも短く、かつこれら隣接電極のう
   ち少なくとも一方の電極のサイドビーム通過孔の長径が
   センタービーム通過孔の長径よりも長いことを特徴とす
   るカラー受像管。