JPH09213231A - カラー陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画面全域にわたり高解像度が得られるカラー
陰極線管を構成することにある。 【解決手段】 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
放出する電子銃26を備えるカラー陰極線管において、そ
の主レンズを構成する集束電極G3と最終加速電極G4と
を、３電子ビームの配列方向の径よりも直交方向の径が
小さくかつ最終加速電極のその直交方向の径が集束電極
の同方向の径よりも小さい３個の電子ビーム通過孔30B,
30G,30R,33B,33G,33R が形成された筒状電極とし、これ
ら電極の内側にセンタービームの通過領域と一対のサイ
ドビームの通過領域とを仕切る仕切板32,34 を設けた。

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
ンライン形カラー陰極線管に係り、特に電子銃から放出
される一列配置の３電子ビームの集束特性を向上させ
て、画面全域にわたり高解像度が得られるカラー陰極線
管に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にカラー陰極線管は、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、この偏向された電子ビームによ
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
陰極線管において、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偏向磁界を図５（ａ）に
示すピンクッション形水平偏向磁界１H 、垂直偏向磁界
を同（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陰極線管が、現在、カラ
ー陰極線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
カラー陰極線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制御
電極、加速電極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、集束する集束電極、最終加速電極から
なる少なくとも２個の電極を有する主レンズとを備え
る。

【０００４】このセルフコンバーゼンス・インライン型
カラー陰極線管によれば、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一列配置の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。しかもその傾向が広偏向角化に
ともなって顕著になるという問題がある。

【０００５】このカラー陰極線管の画面周辺部の解像度
の低下は、図５（ａ）および（ｂ）に電子ビーム２R に
ついて示したように、偏向にともなって水平方向（Ｈ軸
方向）の集束が弱められ、逆に垂直方向（Ｖ軸方向）の
集束が強められることが主な原因であり、それにより、
画面上のビームスポットは、図６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、一般にカラー陰極線管の解像度
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
集束する主レンズ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４−３３２４３８号
公報には、図７に示すように、主レンズを構成する集束
電極Ｇ3 および最終加速電極Ｇ4 の各対向面にセンター
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７G ，８G および一対のサ
イドビーム通過孔７B ，７R ，８B ，８R を一列配置に
設けて、主レンズを大口径化し、かつその各電極Ｇ3 ，
Ｇ4 の内側にセンタービームおよび一対のサイドビーム
の配列方向に沿って、センタービームおよび一対のサイ
ドビームを両側から挟むように一対のひさし部９をもつ
電界補正電極１０、１１が配置された電子銃が示されて
いる。

【００１０】このように主レンズを構成する集束電極Ｇ
3 および最終加速電極Ｇ4 の内側に電界補正電極１０、
１１を配置すると、主レンズを通過する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。それにより、
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状にし、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。

【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陰極線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、主レンズを形成す
る集束電極および最終加速電極にバーリングをもたない
電子ビーム通過孔を形成して、主レンズを大口径化し、
かつその各電極の内側にセンタービームおよび一対のサ
イドビームの配列方向に沿って、センタービームおよび
一対のサイドビームを両側から挟むように一対のひさし
部をもつ電界補正電極が配置された電子銃がある。

【００１２】しかしこの電子銃は、主レンズを形成する
電極が電子ビーム通過孔のまわりにバーリングをもたな
い構造であるため、主レンズ全体での集束作用が水平方
向にくらへて垂直方向の方が強く、また水平方向の電界
については、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
向と垂直方向の集束作用、および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
が得られないという問題がある。

【００１３】さらに４５°方向の集束作用が、水平方向
の集束作用よりも強く、垂直方向の集束作用よりも弱く
なる。そのため、たとえば水平方向の集束作用が最小と
なるように集束電極に印加する電圧を調整したとする
と、図８に示すように、画面上のビームスポット３に４
５°方向のハロー部５が生じ、解像度の劣化をまねくと
いう問題がある。

【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、画面全域にわたりビームスポット
を小さくし、かつ画面周辺部の解像度のいちじるしい劣
化を軽減して、画面全域にわたり高解像度が得られるカ
ラー陰極線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
ビームを相対的に低電位の集束電極と相対的に高電位の
最終加速電極とを有する主レンズにより最終的に蛍光体
スクリーン上に集束する電子銃を備えるカラー陰極線管
において、その集束電極と最終加速電極とを、３電子ビ
ームの配列方向の径よりもこの３電子ビームの配列方向
と直交する方向の径が小さくかつ最終加速電極の３電子
ビームの配列方向と直交する方向の径が集束電極の同方
向の径よりも小さい３個の電子ビーム通過孔が３電子ビ
ームの配列方向に一列配置に形成された筒状電極とし、
これら集束電極と最終加速電極の内側にセンタービーム
の通過領域と一対のサイドビームの通過領域とを仕切る
仕切板を設けた。

【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４にその一形態であるカラー陰極線管を
示す。このカラー陰極線管は、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 ，２５
R からなる一列配置の３電子ビーム２５B ，２５G ，２
５R 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 ，２
５G ，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、バイポテンシャル型電
子銃であり、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制御電極Ｇ1 、加速電極
Ｇ2 、集束電極Ｇ3 、最終加速電極Ｇ4 およびその最終
加速電極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ＫB ，ＫG ，ＫR 、制御電極Ｇ1 、加速電極Ｇ2
、集束電極Ｇ3および最終加速電極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】その制御電極Ｇ1 および加速電極Ｇ2 は、
カソードＫB ，ＫG ，ＫR の配列方向を長径とする一体
構造の板状電極からなり、これら電極Ｇ1 ，Ｇ2 には、
３個のカソードＫB ，ＫG ，ＫR に対応して、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。

【００２０】集束電極Ｇ3 は、カソードＫB ，ＫG ，Ｋ
R の配列方向を長径とする一体構造の一対のカップ状電
極Ｇ3B，Ｇ3Tの開口端間に板状電極Ｇ3Cが介挿された筒
状電極からなる。その加速電極Ｇ2 と対向するカップ状
電極Ｇ3Bの対向面には、３個のカソードＫB ，ＫG ，Ｋ
R に対応して、加速電極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。また最終加速電極Ｇ4 と対向するカップ状電
極Ｇ3Tの対向面には、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（Ｈ軸
方向）の径が垂直方向（Ｖ軸方向）の径よりも大きい横
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。これに対し、板状電極Ｇ3C
は、図３に示すように、３個のカソードＫB ，ＫG ，Ｋ
R に対応して、上記カップ状電極Ｇ3Bの加速電極Ｇ2 と
の対向面の電子ビーム通過孔よりも大きい３個の円形電
子ビーム通過孔３１B ，３１G ，３１R が一列配置に形
成され、かつそのセンタービーム通過孔３１G と一対の
サイドビーム通過孔３１B ，３１R との間に最終加速電
極Ｇ4 方向に突出した仕切板３２が設けられ、カップ状
電極Ｇ3T内側のセンタービーム通過領域とサイドビーム
通過領域を仕切る構造に形成されている。

【００２１】最終加速電極Ｇ4 は、上記集束電極Ｇ3 と
ほぼ対称の構造に形成され、カソードＫB ，ＫG ，ＫR
の配列方向を長径とする一体構造の一対のカップ状電極
Ｇ4B，Ｇ4Tの開口端間に板状電極Ｇ4Cを介挿した筒状電
極からなる。その集束電極Ｇ3 と対向するカップ状電極
Ｇ4Bの対向面には、３個のカソードＫB ，ＫG ，ＫRに
対応して、図２（ｂ）に示すように、水平方向の径が垂
直方向の径よりも大きく、かつ垂直方向の径が図２
（ａ）に示した集束電極Ｇ3 の電子ビーム通過孔３０B
，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３３B ，３３G ，３３R が一列配
置に形成されている。またこの最終加速電極Ｇ4 のカッ
プ状電極Ｇ4Tのコンバーゼンス・カップＣとの対向面に
は、３個のカソードＫB ，ＫG ，ＫR に対応して、集束
電極Ｇ3 の加速電極Ｇ2 との対向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。これに対して、板状電極Ｇ4Cは、図３
に示した集束電極Ｇ3 の板状電極Ｇ3Cと同様の構造に形
成され、３個のカソードＫB ，ＫG ，ＫR に対応して、
板状電極Ｇ3Cの電子ビーム通過孔とほぼ同じ大きさの３
個の円形電子ビーム通過孔が一列配置に形成され、かつ
そのセンタービーム通過孔と一対のサイドビーム通過孔
との間に集束電極Ｇ3 方向に突出した仕切板３４が設け
られ、カップ状電極Ｇ4B内側のセンタービーム通過領域
とサイドビーム通過領域を仕切る構造に形成されてい
る。

【００２２】コンバーゼンス・カップＣは円形カップ状
に形成され、このコンバーゼンス・カップＣの底部に
は、上記最終加速電極Ｇ4 のコンバーゼンス・カップＣ
側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、上記カソードＫB ，
ＫG ，ＫR 、制御電極Ｇ1 、加速電極Ｇ2 、集束電極Ｇ
3 および最終加速電極Ｇ4 には、所定の電圧が印加さ
れ、それにより、カソードＫB ，ＫG ，ＫR 、制御電極
Ｇ1 および加速電極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を形成する電子ビーム形成
部が形成され、加速電極Ｇ2 と集束電極Ｇ3 とにより、
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、集束電極Ｇ3 と最終
加速電極Ｇ4 とにより、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、集束する主レンズが形成される。

【００２４】その集束電極Ｇ3 と最終加速電極Ｇ4 とに
より形成される主レンズは、これら集束電極Ｇ3 と最終
加速電極Ｇ4 の各対向面の電子ビーム通過孔３０B ，３
０G，３０R ，３３B ，３３G ，３３R が共にバーリン
グをもたないため、図７に示した従来の電子銃と同様に
大口径レンズを形成する。

【００２５】しかもこの大口径レンズは、集束電極Ｇ3
と最終加速電極Ｇ4 の各対向面の電子ビーム通過孔３０
B ，３０G ，３０R ，３３B ，３３G ，３３R の垂直方
向径が水平方向径よりも小さく、水平方向にくらべて垂
直方向に強い集束作用と発散作用をもつ。したがって図
６に示した画面周辺部での垂直方向のハロー部を軽減す
る。

【００２６】さらにこの電子銃２６においては、主レン
ズを形成する集束電極Ｇ3 と最終加速電極Ｇ4 とに仕切
板３２，３４をもつ板状電極Ｇ3C，Ｇ4Cが配置され、こ
れら板状電極Ｇ3C，Ｇ4Cの仕切板３２，３４により、そ
れぞれ集束電極Ｇ3 のカップ状電極Ｇ3Tおよび最終加速
電極Ｇ4 のカップ状電極Ｇ4Bの内側のセンタービーム通
過領域と一対のサイドビーム通過領域を仕切るように構
成されているため、その仕切板３２，３４の突出量およ
び配置位置を適宜調整することにより、各カップ状電極
Ｇ3T，Ｇ4Bのセンタービーム通過孔３０G ，３３G への
電位の浸透と一対のサイドビーム通過孔３０B ，３０R
，３３B ，３３R への電位の浸透を等しくでき、セン
タービーム２５G と一対のサイドビーム２５B ，２５R
に対する水平方向の集束力を等しくできる。また各電子
ビーム２５G ，２５B ，２５R に対する４５°方向の集
束力と垂直方向の集束力を等しくできる。

【００２７】さらに最終加速電極Ｇ4 のカップ状電極Ｇ
4Bの電子ビーム通過孔３３B ，３３G ，３３R の垂直方
向径が集束電極Ｇ3 のカップ状電極Ｇ3Tの電子ビーム通
過孔３０B ，３０G ，３０R の垂直方向径よりも小さい
ため、垂直方向の発散作用が非常に強くなる。その結
果、従来の電子銃の水平方向にくらべ垂直方向に強い集
束作用を補償でき、各電子ビーム２５G ，２５B ，２５
R に対する水平方向と垂直方向の集束作用を等しくでき
る。

【００２８】したがって上記電子銃２６によれば、３電
子ビーム２５B ，２５G ，２５R に対して、水平、垂
直、４５°方向、すなわち、すべての方向の集束力の差
をなくし、かつセンタービーム２５G と一対のサイドビ
ーム２５B ，２５R に対する水平方向の集束力に差が生
じない主レンズを形成することができ、蛍光体スクリー
ン２２上のビームスポットを小さく歪のない形状とする
ことができ、解像度を大幅に向上させることができる。

【００２９】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、ユニポ
テンシャル型電子銃、トライポテンシャル型電子銃、ク
ォドラポテンシャル型電子銃など他の異なる構造の電子
銃を備えるカラー陰極線管にも適用できる。

【００３０】

【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陰極線管において、その
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
する主レンズを構成する相対的に低電位の集束電極と相
対的に高電位の最終加速電極とを、３電子ビームの配列
方向の径よりもこの３電子ビームの配列方向と直交する
方向の径が小さく、かつ最終加速電極の３電子ビームの
配列方向と直交する方向の径が集束電極の同方向の径よ
りも小さい３個の電子ビーム通過孔が形成された筒状電
極とし、これら電極の内側にセンタービーム通過領域と
一対のサイドビーム通過領域とを仕切る仕切板を設ける
と、この仕切板により、水平方向および４５°方向の電
位の浸透をコントロールできる。また最終加速電極の３
電子ビームの配列方向と直交する方向の径が集束電極の
同方向の径よりも小さいため、垂直方向の発散作用が強
くなり、従来の電子銃の水平方向にくらべ垂直方向に強
い集束作用を補償でき、各電子ビームに対する水平方向
と垂直方向の集束作用を等しくできる。したがってこの
電子銃によれば、３電子ビームに対して水平、垂直、４
５°方向、すなわち、すべての方向の集束力の差をなく
し、かつセンタービームと一対のサイドビームに対する
水平方向の集束力に差がない主レンズを形成することが
でき、蛍光体スクリーン上のビームスポットを小さく歪
のない形状とすることがてき、解像度を大幅に向上させ
ることができる。

【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）は上記電子銃の集束電極の最終加速
電極との対向面の電子ビーム通過孔の形状を示す図、図
２（ｂ）は最終加速電極の集束電極との対向面の電子ビ
ーム通過孔の形状を示す図である。

【図３】上記集束電極および最終加速電極に配置される
板状電極の構造を示す図である。

【図４】この発明の実施の一形態であるカラー陰極線管
の構成を示す図である。

【図５】図５（ａ）はセルフコンバーゼンス・インライ
ン型カラー陰極線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５（ｂ）はバレル
形垂直偏向磁界の図である。

【図６】従来のセルフコンバーゼンス・インライン型カ
ラー陰極線管の画面上のビームスポットの形状を示す図
である。

【図７】図７（ａ）は従来の電界補正電極が配置された
電子銃の構造を示す図、図７（ｂ）はその電界補正電極
の配置される電極の構造を示す図、図７（ｃ）は電界補
正電極の構造を示す図である。

【図８】上記電界補正電極が配置された電子銃の問題点
を説明するための図である。

【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 ３２…仕切板 ３３B ，３３G ，３３R …電子ビーム通過孔 ３４…仕切板 ３５B ，３５G ，３５R …電子ビーム通過孔 Ｇ1 …制御電極 Ｇ2 …加速電極 Ｇ3 …集束電極 Ｇ3C…板状電極 Ｇ4 …最終加速電極 Ｇ4C…板状電極 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電子ビームを相対的
   に低電位の集束電極と相対的に高電位の最終加速電極と
   を有する主レンズにより最終的に蛍光体スクリーン上に
   集束する電子銃を備えるカラー陰極線管において、 上記集束電極と上記最終加速電極とは上記３電子ビーム
   の配列方向の径よりもこの３電子ビームの配列方向と直
   交する方向の径が小さくかつ上記最終加速電極の３電子
   ビームの配列方向と直交する方向の径が上記集束電極の
   同方向の径よりも小さい３個の電子ビーム通過孔が上記
   ３電子ビームの配列方向に一列配置に形成された筒状電
   極からなり、これら集束電極と最終加速電極の内側に上
   記センタービームの通過領域と上記一対のサイドビーム
   の通過領域とを仕切る仕切板が設けられていることを特
   徴とするカラー陰極線管。