JPH09190776A

JPH09190776A - カラー受像管

Info

Publication number: JPH09190776A
Application number: JP356897A
Authority: JP
Inventors: Masami Watanabe; 正美渡辺; Masaji Shirai; 正司白井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-01-13
Filing date: 1997-01-13
Publication date: 1997-07-22
Anticipated expiration: 2013-09-30
Also published as: JP2806383B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ダイナミックコンバーゼンスとダイナミックフ
ォーカスを単一の制御回路で同時に満足する電子銃を備
えたカラー受像管の提供。【解決手段】電子銃が電子ビームを蛍光面に指向させる
第１の電極手段と主レンズを構成する第２の電極手段を
備え、該第２の電極手段が第１の集束電極と第２の集束
電極とからなり、該第２の集束電極の電圧が前記第１の
集束電極の電圧より低く偏向ヨークの入力電流に同期し
かつ電子ビームが画面中央部にあるときに最小、画面コ
ーナー部にあるときに最大であり、かつ前記主レンズが
電子ビームを縦長にする非点収差を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカラー受像管に係
り、特に電子ビームのコンバーゼンスとダイナミックフ
ォーカスを同時に可能にする電子銃を備えたカラー受像
管に関する。

【０００２】

【従来の技術】図２は、従来構造の電子銃を備えたカラ
ー受像管の断面図である。ガラス外囲器１０のフェース
プレート部１１の内壁に、３色の蛍光体を交互に塗布し
た蛍光面１２が支持されている。陰極１３，１４，１５
の中心軸１６，１７，１８は、Ｇ１電極１、Ｇ２電極
２、主レンズを構成するＧ３電極３および遮蔽カップ５
のそれぞれの陰極に対応する開口部の中心軸と一致し、
共通平面上にお互いほぼ平行に配置されている。主レン
ズを構成する他の電極であるＧ４電極４の中心軸は、上
記中心軸１７と一致しているが外側の両開口の中心軸１
９と２０はそれぞれ対応する中心軸１６，１８と一致せ
ず変位をもつ。

【０００３】各陰極から射出される３本の電子ビームは
中心軸１６，１７，１８に沿って主レンズに入射する。
以後の説明では中心軸１７に沿って主レンズに入射する
電子ビームを中央電子ビーム、それに対して中心軸１
６，１８に沿って主レンズに入射する電子ビームを外側
電子ビームと呼ぶ。Ｇ１電極１、Ｇ２電極２は板状をな
し低電位に保持されている。Ｇ３電極３は７ＫＶ程度の
中高電圧、Ｇ４電極４は２５ＫＶ程度の高電位に設定さ
れ、遮蔽カップ５、ガラス外囲器内部に設けられた導電
膜２１と同電位になっている。Ｇ３電極３、Ｇ４電極４
の中央部の開口は同軸となっているので、中央に形成さ
れる主レンズは軸対称となり、中央電子ビームは主レン
ズによって集束された後、中心軸１７に沿った軌道を直
進する。一方各電極の外側の開口は軸がずれているの
で、外側には非対称のレンズが形成される。Ｇ３電極
３、Ｇ４電極４の間に電子レンズ（主レンズ）が形成さ
れる。

【０００４】外側電子ビームは、主レンズで中央電子ビ
ームに近づくように静電偏向され、その偏向量は電極の
開口部の軸ずれ量（離心量）に比例し、画面上の一点で
３本の電子ビームが合致するように形成されている。こ
のように、電子ビームが外部磁気偏向ヨーク２３による
偏向走査を受けない状態で３本の電子ビームをシャドウ
マスク２２上に集中させることを静コンバーゼンスと呼
ぶ。

【０００５】３本の電子ビームは、さらにシャドウマス
ク２２により色選別を受け、各ビームに対応する色の蛍
光体を励起発光させる成分だけが、シャドウマスクの開
口を通過し蛍光面１２に到る。

【０００６】ところで受像管においては画像を表示する
ために、電子ビームは外部磁気偏向ヨーク２３により蛍
光面１２の全体にわたり、水平および垂直に偏向走査さ
れる。ところが、一般のカラー受像管においては図３
（ａ）に示すように、静コンバーゼンスだけが行われて
いる場合、電子銃１００から出射した電子ビームＢ₀，
Ｂ₁，Ｂ₂は偏向中心位置２４からシャドウマスク中心位
置２５までを長半径とする楕円面２７で交差し、シャド
ウマスク２２上では集中しない。しかも厳密には図３
（ｂ）に示すように、偏向時に３本のビームの各々が外
部磁気偏向ヨーク２３の偏向領域を通過する時間が異な
るため、偏向角度が各々で異なり、３本の電子ビームは
楕円面２７においても集中しない。

【０００７】３本の電子ビームを図３（ｃ）に示すよう
にシャドウマスク２２の全面（上）で集中させるために
は、外側電子ビームＢ₁，Ｂ₂を中央電子ビームＢ₀方向
に集中する量を各々独立にビーム偏向角の変化にしたが
って調整せねばならない。この操作を動コンバーゼンス
という。しかし、上述したようなインライン型電子銃に
おいては図４（ａ）に示すような、水平偏向磁界がピン
クッション状（磁力線３０）、垂直偏向磁界がバレル状
（磁力線３１）の偏向ヨークを用いれば、動コンバーゼ
ンスを行わずともシャドウマスク２２の全面で集中させ
ることができる。これはセルフコンバーゼンスと呼ばれ
ている。しかし、この場合、図４（ｂ）に示すように、
図４（ａ）の不斉一な磁界によって生じる非点収差のた
めに蛍光面１２の周辺部に偏向したときのビームスポッ
トの高輝度コア部３２ａおよび低輝度ハロー部３２ｂが
ともに歪み、蛍光面の周辺部における解像度が低下する
という問題が生ずる。そこで、図５（ａ）に示すような
斉一な偏向磁界（磁力線３０１，３１１）を用いれば、
図５（ｂ）に示すように蛍光面１２の周辺部においても
偏向歪の小さいビームスポット３２１を得ることができ
るが、この場合、セルフコンバーゼンス特性は満たされ
ないため、動コンバーゼンスを行う必要がある。

【０００８】斉一磁界での動コンバーゼンスには、コン
バーゼンス磁界を用いる。図６に示すように、遮蔽カッ
プ５位置のネック管２８の外側に一対のコア３３，３３
１を配置し、コアに動コンバーゼンス巻線３４，３４１
を巻装した電磁コンバーゼンスヨークを用いる。磁界は
ポールピース３５を介し外側電子ビームＢ₁，Ｂ₂に作用
し、外側電子ビームは中央電子ビームＢ₀の方向へ集中
力３６，３７を受ける。したがって動コンバーゼンス巻
線３４，３４１に流れる電流ｉ₁，ｉ₂を各々独立に電子
ビームの偏向走査に同期して変化させれば動コンバーゼ
ンスを行うことができる。

【０００９】また、電子ビームを画面周辺に偏向する
と、無偏向時に比較して主レンズから画面までの距離が
長くなるため、画面上で電子ビームが集束しなくなる。
したがって、電子ビームスポットを最小にするための集
束電圧の値（ジャストフォーカス電圧）は偏向量に応じ
て変化する。そこで、画面全域でジャストフォーカス状
態を保つために、偏向量の変化、すなわち偏向ヨークに
かける電流の変動に同期させて集束電圧をダイナミック
に変動させることが行われている。これをダイナミック
フォーカスという。

【００１０】さらに、前記の偏向にともなう非点収差を
補正するため、集束電極に非軸対象レンズを導入するこ
とが行われている。特開昭６１−９９２４９号公報で
は、バイポテンシャル型電子銃を構成するＧ３電極を２
分割し、対向面に横長と縦長の電子ビーム通過孔を設
け、一方にダイナミック電圧を印加して電子ビームスポ
ットを偏向量に応じて変形させることによりダイナミッ
クフォーカス、非点収差補正を同時に行える受像管装置
を提案している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来技術では、ダイナ
ミックフォーカスとダイナミックコンバーゼンスを同時
にとることはできない。このため、ダイナミックフォー
カスとダイナミックコンバーゼンスのために、２つのダ
イナミック電圧発生回路を用意しなくてはならず、コス
トアップが問題となっていた。また、ダイナミックコン
バーゼンス手段には、コンバーゼンスコイルでの電力消
費が少なくないという問題点があり、さらに中央電子ビ
ームに対してコンバーゼンスヨークが形成する磁界が漏
れて、電子ビームスポットが変形するという欠点もあ
る。

【００１２】本発明の目的は、ダイナミックコンバーゼ
ンスとダイナミックフォーカスを単一の制御回路で同時
に満足させることができ、またダイナミックコンバーゼ
ンスに要する消費電力を少くできる電子銃を備えたカラ
ー受像管を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、前記従来の主レンズＧ３電極（集束電極）を２つの
電極部分に分け、この２つの電極部分の対向する部分に
非軸対称構造を導入し、外側電子ビームを集中させる静
電偏向手段を設ける。

【００１４】さらに、２つの電極部分の３極部側に縦
長、Ｇ４電極側に横長の電子ビーム通過開口部を設ける
ことにより、同時に偏向による非点収差を補正すること
も可能である。

【００１５】２つの電極部分のうち、３極部側部分には
一定電位を与え、Ｇ４電極側電極部分には３極部側電極
よりも低電位で、かつ電子ビーム偏向に同期してダイナ
ミックに変化する電位を与える。

【００１６】電子ビームが画面周辺に偏向されるとき、
Ｇ４電極側電極部分の電位を増大させる。主レンズ強度
が強まるので、画面周辺部でビームをフォーカスさせる
ことができ、また同時に静電偏向手段の強度も弱まり、
ビームに対する集中力を弱めて、画面到達以前にビーム
が集中してしまうことを防ぐことができるので、ダイナ
ミックコンバーゼンスも実現できる。

【００１７】さらに、２分割した電極のうち、ダイナミ
ック電極の印加される低電位側の開孔を横長形状とし、
高電位側電極の開孔を縦長形状とすると、無偏向時には
ダイナミック電圧により非点収差が発生し、電子ビーム
は横方向に引き伸ばされる。このとき、主レンズで電子
ビームを縦方向に引き伸ばすような非点収差を発生させ
れば、両方の非点収差が互いに打ち消し合って画面中央
で円形のスポットが得られる。電子ビームが偏向される
ときは、２分割された両電極電圧がほぼ一致するように
ダイナミック電圧が変化するので、電子ビームは主レン
ズによる非点収差のみを受け、縦方向に引き伸ばされ
る。この非点収差が偏向による非点収差と互いに打ち消
し合って画面周辺でもほぼ円形のスポットが得られる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるカラー受像管
の実施の形態を実施例の図面を参照して詳細に説明す
る。図１(ａ)は、本発明実施例のカラー受像管の全体図
であり、図１(ｂ)は本発明実施例のカラー受像管の電子
銃Ｇ３’電極の断面図である。本実施例においては、バ
イポテンシャル型の電子銃の集束電極をビームの進行方
向に垂直に２つの電極（Ｇ３電極、Ｇ３’電極）に分割
し、この２つの電極の向かい合う側の外側電子ビーム通
過領域付近をビーム進行方向と逆向きに傾斜させ、Ｇ３
電極、Ｇ３’電極には各々、電位Ｖ_f 、Ｖ_f−Ｖ_dを印加
する。この構造において、Ｖ_d≧０としているので、常
にＶ_f≧Ｖ_f−Ｖ_dとなり、外側電子ビームは中央電子ビ
ームの方向に集中力を受ける。Ｖ_dを外部磁気偏向ヨー
クによる電子ビームの偏向走査に同期させて変化させ
る。

【００１９】実施例の具体的寸法の一例を以下に示す。
Ｇ３電極とＧ３’電極の外側電子ビームが通過する開口
部付近をビーム進行方向と逆向きに傾斜させ、傾斜角を
θとする。

【００２０】主レンズ部口径‥‥５．５mmΦ Ｇ２電極電位 ‥‥７００ＶＧ３電極電位 ‥‥Ｖ_f（フォーカス電圧）Ｇ３’電極電位‥‥Ｖ_f−Ｖ_d ダイナミックフォーカス電圧‥‥Ｖ_d：可変Ｇ４電極電位 ‥‥２５ＫＶ電子銃の開口中心軸の間隔 ‥‥Ｓ＝６.６mm Ｇ３，Ｇ３’の電極傾斜角 ‥‥θ＝６０° 電子銃終端から−画面までの距離‥‥２４”、１１０°
偏向用受像管相当図７はダイナミックフォーカス電圧と２本の外側電子ビ
ームのシャドウマスク上での水平方向Ｘ_R−Ｘ_Bの関係を
計算機シュミレーションにより解析したものである。

【００２１】画面コーナー部では、Ｖ_d＝１００Ｖの
時、Ｘ_R−Ｘ_Bの値が零になりコンバーゼンスをとること
ができる。一方、画面中央部では、Ｖ_d＝４９０Ｖのと
きコンバーゼンスをとれる。電子ビーム偏向量に応じて
Ｖ_dを１００Ｖから４９０Ｖまで３９０Ｖ変化させれ
ば、全領域でコンバーゼンスをとることができ、ダイナ
ミックコンバーゼンスを実現できる。

【００２２】一方、図８は図７の解析に用いた主レンズ
と同一の構造の主レンズでダイナミックフォーカス電圧
Ｖ_dとフォーカス距離の関係を計算機シミュレーション
によって求めたものである。図８より、画面コーナー部
ではＶ_d＝０Ｖで電子ビームを集束することができ、画
面中央部ではＶ_d＝３４０Ｖで集束できることが分る。
この電圧は、ダイナミックコンバーゼンスを実現するた
めの電圧に近いので、ダイナミックフォーカスを同一の
回路で実現できる。

【００２３】図９は非点収差補正のための電極構造を示
したものである。集束電極はＧ３電極３とＧ３’電極
３’に２分割し、Ｇ３電極３は縦長の通過孔４１、Ｇ
３’電極３’は横長の通過孔４２を備えており、Ｇ３電
極３にはフォーカス電圧Ｖ_fを、Ｇ３’電極３’にはＶ_f
−Ｖ_dを印加する。主レンズで電子ビームを縦方向に引
き伸ばすような非点収差を発生させる手段としては、例
えば特開昭５９−１２７３４６号公報に示された方法を
用いればよい。これは遮蔽カップ５の上下に、Ｇ４電極
内部にはり出したひさし状電極板を設けた構造である。
電子ビーム通過孔の上下にひさし状電極板により、Ｇ４
電極内の発散レンズ強度が垂直方向で強くなり、ビーム
は垂直方向に引き伸ばされる。

【００２４】電子ビームが画面周辺に偏向されるとき、
ダイナミック電圧Ｖ_d＝０Ｖとする。電子ビームスポッ
トは、Ｇ３−Ｇ３’電極間が同電位なので変形されない
が、Ｇ４電極内部のひさし状電極板の影響により縦長に
変形される。

【００２５】ダイナミック電圧Ｖ_dを増大させていく
と、Ｇ３電極の電位がＧ３’電極よりも高くなり、Ｇ３
−Ｇ３’電極間では電子ビームスポットを横方向に引き
伸ばす力が働く。ダイナミック電圧Ｖ_dを適当に変える
ことにより、電界が電子ビームに及ぼす横方向の発散作
用の強さを調節して電子ビームスポットの形状を自由に
変えることができる。

【００２６】したがって、Ｇ４電極内のひさし状電極に
よる縦方向の電子ビームスポットの変形量とＧ３−Ｇ
３’電極間の横方向の変形量をバランスさせることによ
り、画面中央でほぼ真円の電子ビームスポットが得られ
る。ダイナミック電圧を減少させると、電子銃内の非点
収差が偏向による非点収差と打ち消し合、Ｖd＝０Ｖの
時に画面周辺で円形の電子ビームスポットが得られ、画
面全域で非点収差が補正され、高い解像度が得られる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、セルフコンバーゼンス
とダイナミックフォーカスとを同時に満足することがで
きるので、調整回路の数を削減することができ、コスト
ダウンに寄与でき、さらに画面全域で高い解像度が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を説明する全体図および特徴的
な電極の断面図。

【図２】従来構造の電子銃を備えたカラー受像管の概略
を示す断面図。

【図３】電子ビームのコンバーゼンスを説明する概念
図。

【図４】偏向磁界とスポットの偏向歪を説明する図。

【図５】偏向磁界とスポットの偏向歪を説明する図。

【図６】従来技術の動コンバーゼンス装置の正面図。

【図７】本発明の実施例をモデルとしたときの計算結果
を示す図。

【図８】同一モデルのダイナミックフォーカス電圧計算
結果を示す図。

【図９】本発明の実施例を説明する集束電極の図。

【符号の説明】

１…Ｇ１電極、２…Ｇ２電極、３…Ｇ３電極、３’…Ｇ
３’電極、１６，１７，１８…Ｇ１，Ｇ２電極の開口中
心軸、Ｂ₁，Ｂ₂…外側電子ビーム、Ｂ₀…中央電子ビー
ム、４１…縦長ビーム通過孔、４２…横長ビーム通過
孔。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中央および外側の３本の電子ビームを発生
させ、同一平面内の互いに平行な初期通路に沿って蛍光
面に指向させる第１の電極手段と上記各電子ビームを蛍
光面に集束させ、かつ集中させるための主レンズ部を構
成する第２の電極手段とをもつインライン型電子銃を具
備し、前記蛍光面近傍の前記電子銃側にはシャドウマス
クが配置され、前記電子銃の前記蛍光面側には前記３本
の電子ビームを前記蛍光面上に偏向走査する磁気偏向ヨ
ークが配置されているカラー受像管において、前記第２の電極手段は高電圧の印加された加速電極と、
低電圧の印加された集束電極とにより構成され、前記第
２の電極手段の集束電極が電子ビームの進行方向に少な
くとも第１の集束電極と第２の集束電極とに分割され、
前記第１および第２の集束電極対向部に前記電子ビーム
に非点収差を与える静電４重極レンズが配置されてお
り、前記第２の集束電極に印加される電圧が、前記磁気
偏向ヨークへの入力電流に同期したダイナミック電圧で
あり、該ダイナミック電圧が、電子ビームが画面中央部
にあるときに最小になり、電子ビームが画面コーナー部
にあるときに最大になり、かつ前記第２の集束電極の電
位が、前記第１の集束電極の電圧以下であり、かつ前記
主レンズが、電子ビームを縦長に変形させる非点収差を
有することを特徴とするカラー受像管。