JPH1092333A - カラーブラウン管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蛍光体スクリーンの全域にわたり、ビームス
ポットを真円に近くかつ小さくして、カラーブラウン管
の解像度を良好にすることを目的とする。 【解決手段】 インライン型電子銃のフォーカスグリッ
ドG3を４分割し、その第２、第４のグリッドG32,G34 に
電子ビームの偏向量に同期して変化する電圧が印加さ
れ、第１、第２のグリッドG31,G32 により水平方向に発
散、垂直方向に集束する第１の４極子レンズが、第３、
第４のグリッドG33,G34 により水平方向に集束、垂直方
向に発散する第２の４極子レンズが形成されるカラーブ
ラウン管において、第２、第３のグリッド間に補正グリ
ッドGsを配置し、第２、第３のグリッド間に水平方向の
集束作用が垂直方向の集束作用よりも強いレンズを形成
するようにした。

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、カラーブラウン
管に係り、特に良好な解像度を有するインライン型カラ
ーブラウン管に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にカラーブラウン管は、パネルおよ
びファンネルからなる外囲器を有し、そのファンネルの
ネック内に配設された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、シャドウマスクを介して、パネルの内面に設けられ
た蛍光体スクリーンを水平、垂直走査することにより、
カラー画像を表示する構造に形成されている。

【０００３】このようなカラーブラウン管において、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、偏向装置の発生する水
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として、上記一列配置の３電子ビー
ムを自己集中するセルフコンバーゼンス・インライン型
カラーブラウン管が広く用いられている。

【０００４】その一列配置の３電子ビームを放出する電
子銃としては、各種構造のものがあるが、その１種にＢ
ＰＦ（Bi Potential Focus）型ダブルフォーカス方式と
いわれる電子銃がある。このＢＰＦ型ダブルフォーカス
方式電子銃は、図５に示すように、水平方向（Ｈ軸方
向）に一列に配置された３個のカソードＫ、これらカソ
ードＫから蛍光体スクリーン方向に順次配置された制御
グリッドＧ1 、スクリーングリッドＧ2 、第１、第２の
２個のフォーカスグリッドＧ31，Ｇ32および最終加速グ
リッドＧ4 を有する。その各グリッドＧ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3
1，Ｇ32，Ｇ4 は、一体構造をなし、それぞれ３個のカ
ソードＫに対応して３個の電子ビーム通過孔が一列配置
に形成されている。

【０００５】この電子銃では、各カソードＫに約１２０
Ｖの電圧が印加され、制御グリッドＧ1 は接地され、ス
クリーングリッドＧ2 には約５００〜６００Ｖ、第１の
フォーカスグリッドＧ31には約６〜７ kＶ、第２のフォ
ーカスグリッドＧ32には約６〜７ kＶの電圧に電子ビー
ムの偏向量に同期して増大するパラボラ状の電圧が重畳
されたダイナミック電圧が印加され、最終加速グリッド
Ｇ4 には約２６〜２７kＶの高電圧が印加される。

【０００６】上記電圧の印加により、この電子銃では、
カソードＫ、制御グリッドＧ1 およびスクリーングリッ
ドＧ2 により、電子ビームを発生しかつ下記主レンズ部
に対する物点を形成する三極部が形成され、第２のフォ
ーカスグリッドＧ32乃至最終加速グリッドＧ4 により主
レンズ部が形成される。

【０００７】そして、電子ビームが偏向されることなく
蛍光体スクリーンの中央に向かうときは、第２のフォー
カスグリッドＧ32に印加されるダイナミック電圧が最も
低く、第１、第２のフォーカスグリッドＧ31，Ｇ32間に
は電子レンズ（４極子レンズ）は形成されず、三極部か
らの電子ビームは、上記第２のフォーカスグリッドＧ32
乃至最終加速グリッド電極Ｇ4 により形成される主レン
ズ部により蛍光体スクリーン上に集束する。これに対し
て、電子ビームが蛍光体スクリーンの周辺部に偏向され
る場合は、第２のフォーカスグリッドＧ32に印加される
ダイナミック電圧が次第に高くなり（蛍光体スクリーン
の対角端に向かうとき最高）、この第２のフォーカスグ
リッドＧ32の電圧の変化にともなって、第２のフォーカ
スグリッドＧ32と最終加速グリッドＧ4 により形成され
る主レンズは弱くなる。同時に第１、第２のフォーカス
グリッドＧ31，Ｇ32間に４極子レンズが形成され、この
４極子レンズの強度が強くなる。それにより、電子銃か
ら蛍光体スクリーンまでの距離が大きくなり、像点が遠
くなることに対応してレンズ倍率を変化させ、偏向装置
の発生する水平偏向磁界がピンクッション形、垂直偏向
磁界をバレル形であるために生ずる偏向収差を補償す
る。

【０００８】しかしこの電子銃では、蛍光体スクリーン
上のビームスポットが水平軸端および対角軸端で横に潰
れ、シャドウマスクの電子ビーム通過孔との干渉により
モアレを引起こし、画面上の文字などの表示が見にくく
なるという問題がある。

【０００９】この問題を解決する方法として、特開平３
−９５８３５号公報には、ＢＰＦ型電子銃の集束電極を
４分割して、正負逆の第１の４極子レンズおよび第２の
４極子レンズを形成する構成とし、その第１の４極子レ
ンズに電子ビームを水平方向に集束、垂直方向に発散さ
せる作用をもたせ、第２の４極子レンズに水平方向に発
散、垂直方向に集束させる作用をもたせて、蛍光体スク
リーン周辺部でのビームスポットの横潰れを軽減する方
法が示されている。しかしこのような電子銃では、２つ
の４極子レンズの作用により、主レンズに入射する電子
ビームの水平方向の径が大きくなり、主レンズの球面収
差を受けやすくなる。その結果、蛍光体スクリーン周辺
部での解像度が劣化する。特に大電流域で球面収差の影
響が大きくなり、解像度が著しく劣化する。

【００１０】上記主レンズの球面収差を軽減する方法と
して、特開平６−１６２９５８号公報には、主レンズを
非対称レンズとし、水平方向の集束作用を垂直方向より
も弱くする方法が示されている。しかしこのような電子
銃で蛍光体スクリーン周辺部のビームスポットを真円に
するためには、主レンズを通過するときの電子ビーム径
をかなり横長にする必要がある。そのため、大電流域に
おいて、主レンズの球面収差を小さくすることが不十分
となる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】一般にカラーブラウン
管の解像度を良好にするためには、電子銃の主レンズの
球面収差および偏向収差の影響をできるだけ少なくし、
蛍光体スクリーン上のビームスポットを真円かつ小さく
することが必要である。

【００１２】しかし従来の電子銃では、ＢＰＦ型ダブル
フォーカス方式の電子銃について説明したように、４極
子レンズにより偏向収差を補償することはできるが、蛍
光体スクリーン周辺部でのビームスポットの横潰れを改
善することができない。

【００１３】このビームスポットの横潰れを解決する方
法として、ＢＰＦ型電子銃のフォーカスグリッドを４分
割して、正負逆の第１、第２の４極子レンズを形成する
構成とし、その第１の４極子レンズに電子ビームを水平
方向に集束、垂直方向に発散させる作用をもたせ、第２
の４極子レンズに水平方向に発散、垂直方向に集束させ
る作用をもたせて、蛍光体スクリーン周辺部でのビーム
スポットの横潰れを軽減する電子銃が知られている。し
かしこの電子銃では、蛍光体スクリーン周辺部でのビー
ムスポットの横潰れは軽減できるが、２つの４極子レン
ズの作用により、主レンズに入射する電子ビームの水平
方向の径が大きくなり、主レンズの球面収差を受けやす
くなる。その結果、蛍光体スクリーン周辺部での解像度
が劣化する。特に大電流域で球面収差の影響が大きくな
り、解像度が著しく劣化する。

【００１４】この主レンズの球面収差を軽減する方法と
して、主レンズを非対称レンズとし、水平方向の集束作
用を垂直方向よりも弱くする電子銃が知られている。し
かしこの電子銃では、主レンズの球面収差を軽減するこ
とはできるが、蛍光体スクリーン周辺部のビームスポッ
トを真円にするためには、主レンズを通過するときの電
子ビーム径をかなり横長にする必要があるため、大電流
域において主レンズの球面収差を小さくすることが不十
分となる。

【００１５】この発明は、上記問題点に鑑みてなされた
ものであり、蛍光体スクリーンの全域にわたり、ビーム
スポットを真円に近くかつ小さくして、カラーブラウン
管の解像度を良好にすることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】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、この電子銃
が一列配置の３個のカソード、これらカソードから蛍光
体スクリーン方向に順次配置された制御グリッド、スク
リーングリッドからなる３極部と、カソードから放出さ
れる電子ビームを集束する複数のグリッドからなる主レ
ンズ部とを有し、その主レンズ部を形成するグリッドが
カソードから蛍光体スクリーン方向に順次配置された少
なくとも第１、第２、第３、第４のグリッドおよび最終
加速グリッドからなり、その第２、第４のグリッドには
電子ビームの偏向量に同期して変化する電圧が印加さ
れ、その第１、第２のグリッドにより電子ビームを水平
方向に発散、垂直方向に集束する第１の４極子レンズが
形成され、第３、第４のグリッドにより電子ビームを水
平方向に集束、垂直方向に発散する第２の４極子レンズ
が形成されるカラーブラウン管において、第２、第３の
グリッド間に補正グリッドを配置し、これら第２、第３
のグリッド間に電子ビームに対する水平方向の集束作用
が垂直方向の集束作用よりも強いレンズを形成する構成
とした。

【００１７】また、上記カラーブラウン管において、電
子ビームが偏向される場合、第１、第２のグリッドによ
り形成される第１の４極子レンズの水平方向の発散作用
と第２、第３のグリッド間に形成されるレンズの水平方
向の集束作用を打消し合う関係に構成した。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態について説明する。

【００１９】図３にその一形態であるインライン型カラ
ーブラウン管の構成を示す。このカラーブラウン管は、
実質的に矩形状のパネル１およびこのパネル１に接合さ
れた漏斗状のファンネル２からなる外囲器を有し、その
パネル１の内面に、青、緑、赤に発光するドット状の３
色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン３が設けられ、こ
の蛍光体スクリーン３と対向して、その内側にシャドウ
マスク４が配置されている。一方、ファンネル２のネッ
ク５内に、同一水平面上を通るセンタービーム６G およ
び一対のサイドビーム６B ，６R からなる一列配置の３
電子ビーム６B，６G ，６R を放出する下記電子銃７が
配設されている。そして、この電子銃７から放出される
３電子ビーム６B ，６G ，６R をファンネル２の外側に
装着された偏向装置８の発生する水平、垂直磁界により
偏向して、上記蛍光体スクリーン３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。

【００２０】上記電子銃７は、ＢＰＦ型ダブルフォーカ
ス方式であり、図１に示すように、水平方向（Ｈ軸方
向）に一列に配置された３個のカソードＫ、これらカソ
ードＫを各別に加熱する３個のヒータ（図示せず）およ
び上記カソードＫから蛍光体スクリーン方向に順次配置
された制御グリッドＧ1 、スクリーングリッドＧ2 、フ
ォーカスグリッドＧ3 、最終加速グリッドＧ4 を有す
る。そのフォーカスグリッドＧ3 は、４分割され、スク
リーングリッドＧ2 から最終加速グリッドＧ4 方向に順
次配置された第１、第２、第３、第４のグリッドＧ31，
Ｇ32，Ｇ33，Ｇ34からなる。さらにこの電子銃７におい
ては、上記第２のグリッドＧ32と第３のグリッドＧ33と
の間に補正グリッドＧs が配置されている。

【００２１】その制御グリッドＧ1 およびスクリーング
リッドＧ2 は、それぞれカソードＫの配列方向を長径と
する一体構造の板状電極からなり、これらグリッドＧ1
，Ｇ2 の板面には、３個のカソードＫに対応して、３
個の電子ビーム通過孔が水平方向に一列配置に形成され
ている。

【００２２】第１、第２、第３、第４のグリッドＧ31，
Ｇ32，Ｇ33，Ｇ34は、それぞれカソードＫの配列方向を
長径とする一体構造の筒状電極からなる。その第１のグ
リッドＧ31のスクリーングリッドＧ2 側には、３個のカ
ソードＫに対応して、３個の電子ビーム通過孔が水平方
向に一列配置に形成され、第２のグリッドＧ32側には、
水平方向を長軸とする長方形、長円形などの非円形電子
ビーム通過孔が水平方向に一列配置に形成されている。
第２のグリッドＧ32の第１のグリッドＧ31側には、３個
のカソードＫに対応して、垂直方向を長軸とする長方
形、長円形などの非円形電子ビーム通過孔が水平方向に
一列配置に形成され、第３のグリッドＧ33側には、３個
の電子ビーム通過孔が水平方向に一列配置に形成されて
いる。第３のグリッドＧ33の第２のグリッドＧ32側に
は、３個のカソードＫに対応して、３個の電子ビーム通
過孔が水平方向に一列配置に形成され、第４のグリッド
Ｇ34側には、垂直方向を長軸とする長方形、長円形など
の非円形電子ビーム通過孔が水平方向に一列配置に形成
されている。第４のグリッドＧ34の第３のグリッドＧ33
側には、３個のカソードＫに対応して、水平方向を長軸
とする長方形、長円形などの非円形電子ビーム通過孔が
水平方向に一列配置に形成され、最終加速グリッドＧ4
側には、３個の電子ビーム通過孔が水平方向に一列配置
に形成されている。

【００２３】最終加速グリッドＧ4 は、カソードＫの配
列方向を長径とする一体構造のカップ状電極からなり、
その第４のグリッドＧ34側の底部には、３個のカソード
Ｋに対応して、３個の電子ビーム通過孔が水平方向に一
列配置に形成されている。

【００２４】補正グリッドＧs は、カソードの配列方向
を長径とする一体構造の板状電極からなり、図２に示す
ように、この電極Ｇs の板面には、３個のカソードに対
応して、垂直方向（Ｖ軸方向）を長軸とする長方形、長
円形などの非円形電子ビーム通過孔１０（図示例は長円
形）が水平方向（Ｈ軸方向）に一列配置に形成されてい
る。

【００２５】この電子銃７では、第１のグリッドＧ31と
第３のグリッドＧ33は管内で接続され、これらグリッド
Ｇ31，Ｇ33には、一定のフォーカス電圧Ｖf が印加され
る。また、第２のグリッドＧ32と第４のグリッドＧ34も
管内で接続され、これらグリッドＧ32，Ｇ34には、一定
のフォーカス電圧Ｖf に電子ビームの偏向量に同期して
増大するパラボラ状の電圧Ｖｄが重畳されたダイナミッ
クフォーカス電圧Ｖf＋Ｖd が印加される。また、補正
グリッドＧs は、管内でスクリーングリッドＧ2 に接続
され、これらグリッドＧ2 ，Ｇs には、一定の電圧Ｖc2
が印加される。

【００２６】上記電圧の印加によりこの電子銃７では、
カソードＫ、制御グリッドＧ1 およびスクリーングリッ
ドＧ2 により、電子ビームを発生しかつ下記主レンズ部
に対する物点を形成する三極部が形成され、第１、第
２、第３、第４のグリッドＧ31，Ｇ32，Ｇ33，Ｇ34、補
正グリッドＧs および最終加速グリッドＧ4 により主レ
ンズ部が形成される。その主レンズ部には、第１のグリ
ッドＧ31と第２のグリッドＧ32により、電子ビームを水
平方向に発散、垂直方向に集束する第１の４極子レンズ
が形成され、第３のグリッドＧ33と第４のグリッドＧ34
により、水平方向に集束、垂直方向に発散する第２の４
極子レンズが形成される。また、第２のグリッドＧ32、
補正グリッドＧs および第３のグリッドＧ33により、電
子ビームに対する水平方向の集束が垂直方向の集束より
も強いレンズが形成される。さらに、第４のグリッドＧ
34と最終加速グリッドＧ4 により、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が形成され
る。

【００２７】図４に上記電子レンズによる電子ビームの
挙動を示す。この図では、管軸（Ｚ軸）を挟んで上部が
水平方向、下部が垂直方向となっている。

【００２８】偏向装置により電子ビーム６が偏向される
ことなく蛍光体スクリーン３の中央に向かうときは、第
１、第２のグリッド間および第３、第４のグリッド間に
それぞれ第１、第２の４極子レンズＱＰＬ1 ，ＱＰＬ2
は形成されず、物点１０から蛍光体スクリーン３に至る
間、第２のグリッド、補正グリッドおよび第３のグリッ
ドにより形成されるレンズＳＬにより、水平方向に強い
集束作用、垂直方向に弱い集束作用を受け、その後、第
４のグリッドと最終加速グリッドにより形成される主レ
ンズＭＬにより、最終的に蛍光体スクリーン３上に集束
される。その結果、蛍光体スクリーン３上のビームスポ
ットは１３で示したようになり、水平、垂直方向とも蛍
光体スクリーン３上にジャストフォーカスする。

【００２９】これに対して、偏向装置により電子ビーム
６が水平方向に偏向されるときは、第１、第２のグリッ
ド間に第１の４極子レンズＱＰＬ1 が形成され、この第
１の４極子レンズＱＰＬ1 の水平方向の発散作用および
垂直方向の集束作用が偏向量に同期して動的に強くな
る。その結果、水平方向の物点は、１２H で示したよう
に蛍光体スクリーン３側に前進し、垂直方向の物点は、
１２V で示したように後退し、物点径は縦長となる。ま
た、第２のグリッド、補正グリッドおよび第３のグリッ
ドにより形成されるレンズＳＬは、水平方向の集束作用
が強くなり、上記第１の４極子レンズの水平方向の発散
作用を相殺し、電子ビームの水平方向の発散角を抑え
る。また、第３、第４のグリッド間に第２の４極子レン
ズＱＰＬ2 が形成され、この第２の４極子レンズＱＰＬ
2 の水平方向の集束作用および垂直方向の発散作用が偏
向量に同期して動的に強くなる。さらに、第４のグリッ
ドと最終加速グリッドにより形成される主レンズＭＬの
集束作用が弱くなる。したがって主レンズＭＬを通過す
る電子ビーム６は、水平方向の球面収差を受けにくくな
る。しかも偏向磁界中を通過するとき、偏向磁界のレン
ズＤＹの作用を相殺することができる。その結果、３a
で示す蛍光体スクリーン周辺部上のビームスポットは、
１３a で示したようにほぼ真円となりかつ小さくするこ
とができる。

【００３０】なお、電子ビームを垂直方向および対角方
向に偏向する場合も、同様の作用が得られる。したがっ
て、上記のように電子銃７を構成することにより、蛍光
体スクリーン３の全域にわたり、真円となりかつ小さく
して、解像度を良好にすることができる。

【００３１】

【発明の効果】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、この電子銃が一列配置の３
個のカソード、これらカソードから蛍光体スクリーン方
向に順次配置された制御グリッド、スクリーングリッド
からなる３極部と、カソードから放出される電子ビーム
を集束する複数のグリッドからなる主レンズ部とを有し
その主レンズ部を形成するグリッドがカソードから蛍光
体スクリーン方向に順次配置された少なくとも第１、第
２、第３、第４のグリッドおよび最終加速グリッドから
なり、その第２、第４のグリッドには電子ビームの偏向
量に同期して変化する電圧が印加され、その第１、第２
のグリッドにより電子ビームを水平方向に発散、垂直方
向に集束する第１の４極子レンズが形成され、第３、第
４のグリッドにより電子ビームを水平方向に集束、垂直
方向に発散する第２の４極子レンズが形成されるカラー
ブラウン管において、第２、第３のグリッド間に補正グ
リッドを配置し、これら第２、第３のグリッド間に電子
ビームに対する水平方向の集束作用が垂直方向の集束作
用よりも強いレンズを形成する構成とし、さらには、電
子ビームが偏向される場合、第１、第２のグリッドによ
り形成される第１の４極子レンズの水平方向の発散作用
と第２、第３のグリッド間に形成されるレンズの水平方
向の集束作用を打消し合う関係に構成すると、電子ビー
ムが蛍光体スクリーンの周辺部に偏向される場合でも、
ビームスポットの横潰れがなく、蛍光体スクリーンのほ
ぼ全域にわたり真円となりかつ小さくでき、大電流域で
も水平方向の球面収差を受けにくくするることができ、
解像度の良好なカラーブラウン管とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の一形態に係るインライン型カ
ラーブラウン管の電子銃の構成を示す図である。

【図２】上記電子銃の補正グリッドの図である。

【図３】この発明の実施の一形態であるインライン型カ
ラーブラウン管の構成を示す図である。

【図４】上記電子銃における電子ビームの挙動を説明す
るための図である。

【図５】従来のインライン型カラーブラウン管の電子銃
の構成を示す図である。

【符号の説明】

３…蛍光体スクリーン ６B ，６R …一対のサイドビーム ６G …センタービーム ７…電子銃 ８…偏向装置 Ｇ1 …制御グリッド Ｇ2 …スクリーングリッド Ｇ3 …フォーカスグリッド Ｇ31…第１のグリッド Ｇ32…第２のグリッド Ｇ33…第３のグリッド Ｇ34…第４のグリッド Ｇ4 …最終加速グリッド Ｇs …補正グリッド Ｋ …カソード ＤＹ…偏向磁界のレンズ ＭＬ…主レンズ ＱＰＬ1 …第１の４極子レンズ ＱＰＬ2 …第２の４極子レンズ ＳＬ…レンズ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、この電子銃が一列配置の３
   個のカソード、これらカソードから蛍光体スクリーン方
   向に順次配置された制御グリッド、スクリーングリッド
   からなる３極部と、上記カソードから放出される電子ビ
   ームを集束する複数のグリッドからなる主レンズ部とを
   有し、上記主レンズ部を形成するグリッドが上記カソー
   ドから蛍光体スクリーン方向に順次配置された少なくと
   も第１、第２、第３、第４のグリッドおよび最終加速グ
   リッドからなり、上記第２、第４のグリッドには上記電
   子ビームの偏向量に同期して変化する電圧が印加され、
   上記第１、第２のグリッドにより上記電子ビームを水平
   方向に発散、垂直方向に集束する第１の４極子レンズが
   形成され、上記第３、第４のグリッドにより上記電子ビ
   ームを水平方向に集束、垂直方向に発散する第２の４極
   子レンズが形成されるカラーブラウン管において、 上記第２、第３のグリッド間に補正グリッドが配置さ
   れ、これら第２、第３のグリッド間に上記電子ビームに
   対する水平方向の集束作用が垂直方向の集束作用よりも
   強いレンズが形成されることを特徴とするカラーブラウ
   ン管。
2. 【請求項２】 電子ビームが偏向される場合、第１、第
   ２のグリッドにより形成される第１の４極子レンズの水
   平方向の発散作用と第２、第３のグリッド間に形成され
   るレンズの水平方向の集束作用が打消し合う関係にある
   ことを特徴とする請求項１記載のカラーブラウン管。