JPH11219667A - カラー陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 カラー陰極線管や電子銃の製造精度がばらつ
いてもフォーカスの劣化がなく、解像度の低下を防止し
た電子銃を有するカラー陰極線管を提供する。 【解決手段】 第１集束電極の第２集束電極に対向する
端面に設けた電子ビーム通過孔を電子ビーム配列方向か
ら挟むように配置して第１集束電極と電気的に接続した
垂直平行平板状電極４１１，４１２，４１３，４１４
と、第２集束電極の第１集束電極に対向する端面に設け
た電子ビーム通過孔を電子ビーム配列方向に対して垂直
方向から挟むように配置して第２集束電極と電気的に接
続した一対の水平平行平板状電極４２１，４２２とを備
え、垂直平行平板状電極が水平平行平板状電極の内側に
入るように組み合わせ水平平行平板状電極の垂直方向間
隔Ｖと、両平行平板状電極の垂直方向距離Ｌを０．３８
≦Ｌ／（Ｖ／２）≦０．５８とし、集束電極の一方に偏
向に同期し偏向量に応じて変動する電圧を印加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蛍光面に向けて３
本の電子ビームを放射するように構成されている電子銃
を備えたカラー陰極線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】テレビ受像管やモニター管等に用いられ
るカラー陰極線管では、画面を構成する蛍光面（蛍光体
スクリーン、以下単にスクリーンあるいは画面とも言
う）の全域で良好な集束特性（フォーカス特性）を持っ
て高い解像度が得られるように、電子銃から出射される
電子ビームのスクリーン上でのスポツト形状を偏向量の
大きさに応じて適正に制御する必要がある。

【０００３】図５は本発明を適用するカラー陰極線管の
全体構造を説明する管軸に沿った断面図であって、３１
はスクリーンを構成するパネル部、３２は電子銃を収容
するネック部、３３はパネル部とネック部を連接するフ
ァンネル部、３４はパネル部の内面に塗布形成された蛍
光面、３５は色選択電極であるシャドウマスク、３６は
シャドウマスクを保持するマスクフレーム、３７は外部
磁界を遮蔽する磁気シールド、３８はシャドウマスク懸
架スプリング、３９はインライン配列した３電子ビーム
を出射する電子銃、４０は偏向ヨーク、４１はセンタリ
ングやピュリティを補正するマグネット、Ｂはインライ
ン配列の３電子ビーム（サイドビームＳＢ×３、センタ
ービームＣＢ）を示す。

【０００４】このカラー陰極線管は、パネル部３１とネ
ック部３２および偏向ヨーク４０を外装したファンネル
部３３とで真空外囲器を構成する。

【０００５】ネック部３２に収容された電子銃３９は、
前記実施例で説明した構成を有し、インライン配列の３
電子ビームＢを蛍光面３４に向けて発射する。

【０００６】ファンネル部３３とネック部３２の遷移領
域に外装された偏向ヨーク４０は、電子銃３９から発射
された３電子ビームＢを水平および垂直の２方向に偏向
する偏向磁界を形成し、シャドウマスク３５はマスクフ
レーム３６に溶接され、マスクフレーム３６の外周の一
部に固定された懸架スプリング３８をパネル部３１の内
壁に植立したパネルピンに係止して、蛍光面３４と所定
の間隔で保持される。図６は従来のカラー陰極線管に搭
載されるインライン型電子銃の水平断面図であり、１は
陰極構体、２は制御電極、３は加速電極、４は集束電
極、５は陽極、６はシールドカップである。また、４−
１は第１集束電極、４−２は第２集束電極で、両者で集
束電極を構成する。そして、陰極構体１と制御電極２お
よび加速電極３で電子ビーム発生部を構成する。

【０００７】加熱された陰極構体１から放出された熱電
子は、加速電極３の電位によって制御電極２側に加速さ
れ、３本の電子ビームが形成される。そしてこれら３本
の電子ビームは、制御電極２の開孔部を通り、加速電極
３の開孔部を通った後、加速電極３と第１集束電極４−
１の間に形成されるプリフォーカスレンズにより、第２
集束電極４−２と陽極５の間に形成される主レンズ７に
入射する以前に若干集束作用を受け、集束電極４の電位
によって加速されながら主レンズ７に供給される。そし
て、第２集束電極４−２と陽極５の間に形成される主レ
ンズによって３本の電子ビームがそれぞれ集束するよう
になり、主レンズ７を通過した３本の電子ビームはシャ
ドウマスクを通過し、蛍光面上に焦点が結ばれて画面に
投射スポツトが形成される。

【０００８】また、第１集束電極４−１と第２集束電極
４−２の間には静電四重極レンズ８を形成する垂直平行
平板状電極４１３と水平平行平板状電極４２１，４２２
が設置されている。

【０００９】この静電四重極レンズ８は、第１集束電極
４−１の第２集束電極４−２に対向する端面に設けられ
た電子ビーム通過孔を電子ビーム配列方向から挟むよう
に配置されて当該第１集束電極４−１と電気的に接続さ
れた複数の垂直平行平板状電極４１１，４１２，４１
３，４１４（４１３のみ図示）と、第２集束電極４−２
の第１集束電極４−１に対向する端面に設けられた電子
ビーム通過孔を電子ビーム配列方向に対して垂直方向か
ら挟むように配置されて当該第２集束電極４−２と電気
的に接続された一対の水平平行平板状電極４２１，４２
２とから構成される。

【００１０】そして、図７に示したように、第１集束電
極４−１には一定の電圧（Ｖｆ１）を印加し、第２集束
電極４−２には電子ビームをスクリーン画面上で走査す
る偏向角の変化に同期して変動するダイナミック電圧
（Ｖｆ２＋ｄＶｆ）を印加する。なお、陽極５には最高
電位である陽極電圧Ｅｂが印加される。

【００１１】この構成により、電子ビームの偏向角に応
じて、主レンズ７の強度を変化させて像面湾曲を補正
し、第１集束電極４−１と第２集束電極４−２により構
成される静電四重極レンズ８で非点収差を補正して電子
ビームのフォーカス距離やビームスポット形状を制御す
ることで、蛍光面３４上で常に良好なフォーカスを得る
ことが出来る。

【００１２】この静電四重極レンズ８の構造は，水平平
行平板状電極４２１，４２２と垂直平行平板状電極４１
１，４１２，４１３，４１４がオーバーラップしている
部分で四重極レンズを形成するため、このオーバーラッ
プしている距離を大きくすることで、非常に強力な四重
極レンズを形成できる。

【００１３】上記したような電子銃の集束電極４を構成
する第１集束電極４−１と第２集束電極４−２により構
成される静電四重極レンズ構造は、例えば特開昭６１−
２５０９３４号公報に示されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の静
電四重極レンズは平板電極を組み合わせているため、水
平平行平板状電極と、垂直平行平板状電極とが離れてい
る場所では均一な四重極レンズを形成するが、水平平行
平板状電極と垂直平行平板状電極が接近している場所で
は非常に歪んだ四重極レンズとなる。

【００１５】そのため、カラー陰極線管や電子銃の製造
ばらつきにより、電子ビームが電子銃内で曲げられて静
電四重極レンズの中央からはずれた端の部分を通過する
と、歪んだ四重極レンズ作用を受け、スクリーン上では
非常に歪んだビームスポット形状となり、フォーカスが
劣化して解像度が低下するという問題があった。

【００１６】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解消して、カラー陰極線管や電子銃の製造精度がばらつ
いてもフォーカスの劣化がなく、解像度の低下を防止し
た電子銃を有するカラー陰極線管を提供することにあ
る。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のカラー陰極線管は、下記（１）（２）に記
載したような電子銃構造を採用した点に特徴を有する。

【００１８】（１）水平方向に配列され、かつ制御され
た３本の電子ビームを発生する陰極、制御電極および加
速電極とを有する電子ビーム発生部と、前記電子ビーム
発生部で発生された３本の電子ビームを蛍光面に集束さ
せる主レンズ部を構成する集束電極および陽極とを有
し、前記集束電極が少なくとも第１集束電極と第２集束
電極を前記陰極側から配置してなり、前記第１集束電極
の前記第２集束電極に対向する端面に設けられた電子ビ
ーム通過孔を電子ビーム配列方向から挟むように配置さ
れて当該第１集束電極と電気的に接続された複数の垂直
平行平板状電極と、前記第２集束電極の前記第１集束電
極に対向する端面に設けられた電子ビーム通過孔を電子
ビーム配列方向に対して垂直方向から挟むように配置さ
れて当該第２集束電極と電気的に接続された複数の水平
平行平板状電極とを備え、前記垂直平行平板状電極が前
記水平平行平板状電極の内側に入るように組み合わせた
構造を持ち、かつ、前記水平平行平板状電極の垂直方向
の間隔（Ｖ）と、前記垂直平行平板状電極と前記水平平
行平板状電極の垂直方向の距離（Ｌ）の関係が、 ０．３８≦Ｌ／（Ｖ／２）≦０．５８ であり、前記集束電極の何れか一方に電子ビームの偏向
に同期して当該偏向量に応じて変動する電圧を印加する
ことを特徴とする。

【００１９】（２）水平方向に配列され、かつ制御され
た３本の電子ビームを発生する陰極、制御電極および加
速電極とを有する電子ビーム発生部と、前記電子ビーム
発生部で発生された３本の電子ビームを蛍光面に集束さ
せる主レンズ部を構成する集束電極と陽極とを有し、前
記集束電極が少なくとも第１集束電極と第２集束電極を
前記陰極側から配置してなり、前記第１集束電極の前記
第２集束電極に対向する端面に設けられた電子ビーム通
過孔を電子ビーム配列方向に対して垂直方向から挟むよ
うに配置されて当該第１集束電極と電気的に接続された
複数の水平平行平板状電極と、前記第２集束電極の前記
第１集束電極に対向する端面に設けられた電子ビーム通
過孔を電子ビーム配列方向から挟むように配置されて当
該第２集束電極と電気的に接続された複数の垂直平行平
板状電極を備え、前記垂直平行平板状電極が前記水平平
行平板状電極の内側に入るように組み合わせた構造を持
ち、かつ、前記一水平平行平板状電極の垂直方向の間隔
（Ｖ）と、前記垂直平行平板状電極と前記水平平行平板
状電極の垂直方向の距離（Ｌ）の関係が、 ０．３８≦Ｌ／（Ｖ／２）≦０．５８ であり、前記集束電極の何れか一方に電子ビームの偏向
に同期して当該偏向量に応じて変動する電圧を印加する
ことを特徴とする。

【００２０】上記の構成としたことにより、水平平行平
板状電極の垂直方向の間隔（Ｖ）に対する水平平行平板
電極と垂直平行平板電極の距離（Ｌ）を大きくし、水平
平行平板電極と垂直平行平板電極の接近している場所の
レンズ強度を弱くすることで、水平平行平板電極と垂直
平行平板電極の接近している場所の四重極レンズの歪み
が低減され、解像度の低下を防止して高品質の画像表示
が得られる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、実施例を参照して詳細に説明する。

【００２２】図１は本発明のカラー陰極線管に用いる電
子銃の第１実施例を構成する静電四重極レンズ構造の説
明図であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−
Ａ線に沿った断面図である。なお、電子銃の全体構成は
前記図６と同様であるので図示を省略する。

【００２３】この静電四重極レンズは、同図（ａ）に示
したように、第１集束電極側の電子ビーム通過孔４−１
ａ，４−１ｂ，４−１ｃをインライン方向から挟む如く
設置した垂直平行平板状電極４１１，４１２，４１３，
４１４と、第２集束電極側の電子ビーム通過孔４−２
ａ，４−２ｂ，４−２ｃをインライン方向と直角な方向
から挟む如く設置した一対の水平平行平板状電極４２
１，４２２とから構成される。

【００２４】そして、同図（ｂ）に示したように、一対
の水平平行平板状電極４２１，４２２の垂直方向の間隔
（Ｖ）に対する当該水平平行平板電極４２１，４２２の
それぞれと垂直平行平板電極４１１，４１２，４１３，
４１４の距離（Ｌ）を大きくして水平平行平板電極４２
１，４２２と垂直平行平板電極４１１，４１２，４１
３，４１４の接近している場所のレンズ強度を弱くする
ことで、水平平行平板電極４２１，４２２と垂直平行平
板電極４１１，４１２，４１３，４１４の接近している
場所四重極レンズの歪みが低減される。

【００２５】図２は水平平行平板状電極の垂直方向の間
隔（Ｖ）の半分の値に対する水平平行平板電極と垂直平
行平板電極の距離（Ｌ）とフォーカスの裕度量（ｍｍ）
の関係の説明図である。同図におけるフォーカス裕度量
とは、フォーカスが劣化しない範囲の電子銃内電子ビー
ムが曲がり量を画面スクリーン上のビームスポットの移
動量で表した値である。

【００２６】カラー陰極線管では、電子銃の傾きやパネ
ルとファンネルのズレ等の製造上のばらつきから、偏向
ヨークの偏向中心と電子ビームを一致させるためには、
画面スクリーン上のビームスポットを±３ｍｍの範囲で
移動する事が必要となる。

【００２７】したがって、画面スクリーン上のビームス
ポットを±３ｍｍの範囲で移動した場合に、フォーカス
劣化を防ぐには、フォーカス裕度量を６ｍｍ以上にする
必要がある。

【００２８】図２より、フォーカス裕度量を６ｍｍ以上
にするには、 ０．３８≦Ｌ／（Ｖ／２） ・・・・・・・・（１） とする必要がある。

【００２９】しかし、一対の水平平行平板状電極４２
１，４２２の垂直方向の間隔（Ｖ）に対する当該水平平
行平板電極４２１，４２２と垂直平行平板電極４１１，
４１２，４１３，４１４の距離（Ｌ）が大きくなると、
四重極レンズ全体の感度が弱くなり、四重極レンズ感度
が１０％以上低下すると、フォーカス劣化を生じること
が知られている。

【００３０】図３は水平平行平板状電極の垂直方向の間
隔（Ｖ）の半分の値に対する水平平行平板状電極と垂直
平行平板電極の距離（Ｌ）と四重極レンズの感度の関係
の説明図である。図５の四重極レンズ感度量は、当該感
度量を陽極電圧で換算した値であり、四重極レンズがな
いときには０Ｖとなる。

【００３１】図３より、初期の四重極レンズ感度はほぼ
９２５０Ｖであり、この四重極レンズ感度が１０％以内
の低下である８３５０Ｖ以上になるには、 Ｌ／（Ｖ／２）≦０．５８ ・・・・・・・・（２） が必要となる。

【００３２】上記の式（１）と式（２）より、 ０．３８≦Ｌ／（Ｖ／２）≦０．５８ の関係が導きだされる。

【００３３】このような関係とすることで、カラー陰極
線管や電子銃の製造精度がばらついても、フォーカスの
劣化が生じず、解像度の劣化を防ぐことができる。

【００３４】図４は本発明のカラー陰極線管に用いる電
子銃の第２実施例を説明するインライン方向と直角方向
の断面図である。この実施例の電子銃は、陰極構体１と
制御電極２および加速電極３からなる電子ビーム発生部
と、４分割された集束電極４、陽極５およびシールドカ
ップ６とから構成されている。

【００３５】集束電極４は、第１集束電極４１、第２集
束電極４２、第３集束電極４３および第４集束電極４４
から構成され、第２集束電極４２と第３集束電極４３の
対向部に静電四重極レンズ８を形成している。なお、第
４集束電極４４と陽極５の対向部に主レンズが形成され
る。

【００３６】そして、第２集束電極４２と第３集束電極
４３の間の当該第２集束電極４２の第３集束電極４３と
対向面に一対の水平平行平板状電極４２１，４２２が設
置され、第３集束電極４３の第２集束電極４２と対向面
に各電子ビーム通過孔をインライン方向から挟むように
垂直平行平板状電極４３１，４３２，４３３，４３４と
が設置されている。なお、同図はインライン配列された
３電子ビームの中央位置での断面図であるので、垂直平
行平板状電極４３３のみを示してある。

【００３７】上記一対の水平平行平板状電極４２１，４
２２と垂直平行平板状電極４３１，４３２，４３３，４
３４とで静電四重極レンズ８が構成される。

【００３８】そして、第１集束電極４１と第３集束電極
４３には一定の電圧（Ｖｆ１）を印加し、第２集束電極
４２と第４集束電極４４には電子ビームをスクリーン画
面上で走査する偏向角の変化に同期して変動するダイナ
ミック電圧（Ｖｆ２＋ｄＶｆ）を印加する。なお、陽極
５には最高電位である陽極電圧Ｅｂが印加される。

【００３９】この構成により、電子ビームの偏向角に応
じて、主レンズ強度を変化させて像面湾曲を補正し、第
１集束電極と第２集束電極により構成される静電四重極
レンズで非点収差を補正して電子ビームのフォーカス距
離やビームスポット形状を制御することで、スクリーン
画面上で常に良好なフォーカスを得ることが出来る。こ
の静電四重極レンズ構造は水平平行平板状電極と垂直平
行平板状電極がオーバーラップしている部分で四重極レ
ンズを形成するため、このオーバーラップしている距離
を大きくすることで、非常に強力な四重極レンズを形成
できる。

【００４０】すなわち、前記した第１実施例の説明と同
様に、水平平行平板状電極の垂直方向の間隔（Ｖ）の半
分の値に対する水平平行平板状電極と垂直平行平板電極
の距離（Ｌ）と、水平平行平板状電極の垂直方向の間隔
（Ｖ）の半分の値に対する水平平行平板状電極と垂直平
行平板電極の距離（Ｌ）と四重極レンズの感度の関係か
ら、 ０．３８≦Ｌ／（Ｖ／２）≦０．５８ の関係とすることで、カラー陰極線管や電子銃の製造精
度がばらついても、フォーカスの劣化が生じず、解像度
の劣化を防ぐことができる。

【００４１】上記各実施例では、陰極構体側の集束電極
に一対の水平平行平板状電極を、主レンズ側の集束電極
に垂直平行平板電極を設置してあるが、これとは逆に陰
極構体側の集束電極に垂直平行平板電極を、主レンズ側
の集束電極に一対の水平平行平板状電極を設置して静電
四重極レンズを形成する形式の電子銃でも同様の効果を
得ることができる。

【００４２】また、静電四重極レンズを管軸に沿って２
箇所以上に設けた電子銃にも、本発明は同様に適用でき
るものである。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電子ビーム通過孔を電子ビーム配列方向に対して垂直方
向から挟むように配置された一対の水平平行平板状電極
と、電子ビーム通過孔を電子ビーム配列方向から挟むよ
うに配置された複数の垂直平行平板状電極とから構成し
た静電四重極レンズを具備し、上記一対の水平平行平板
状電極の内側に上記複数の垂直平行平板状電極が入り込
むように組み合わせた電子銃を備えたカラー陰極線管に
おいて、カラー陰極線管や電子銃の製造精度がばらつい
ても、フォーカスの劣化に起因する解像度の低下を防止
して高品質の画像表示を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカラー陰極線管に用いる電子銃の第１
実施例を構成する静電四重極レンズ構造の説明図であ
る。

【図２】水平平行平板状電極の垂直方向の間隔（Ｖ）の
半分の値に対する水平平行平板電極と垂直平行平板電極
の距離（Ｌ）とフォーカスの裕度量（ｍｍ）の関係の説
明図である。

【図３】水平平行平板状電極の垂直方向の間隔（Ｖ）の
半分の値に対する水平平行平板状電極と垂直平行平板電
極の距離（Ｌ）と四重極レンズの感度の関係の説明図で
ある。

【図４】本発明のカラー陰極線管に用いる電子銃の第２
実施例を説明するインライン方向と直角方向の断面図で
ある。

【図５】本発明を適用するカラー陰極線管の全体構造を
説明する管軸に沿った断面図である。

【図６】従来のカラー陰極線管に搭載されるインライン
型電子銃の水平断面図である。

【図７】集束電極に印加される電圧波形の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 陰極構体 ２ 制御電極 ３ 加速電極 ４ 集束電極 ４１ 第１集束電極 ４１１，４１２，４１３，４１４ 垂直平行平板状電極 ４−１ａ，４−１ｂ，４−１c 電子ビーム通過孔 ４２ 第２集束電極 ４２１，４２２ 水平平行平板状電極 ４２ａ，４２ｂ，４２c 電子ビーム通過孔 ４３ 集３集束電極 ４４ 第４集束電極 ５ 陽極 ６ シールドカップ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長岡 修史 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平方向に配列され、かつ制御された３
   本の電子ビームを発生する陰極、制御電極および加速電
   極とを有する電子ビーム発生部と、前記電子ビーム発生
   部で発生された３本の電子ビームを蛍光面に集束させる
   主レンズ部を構成する集束電極および陽極とを有し、前
   記集束電極が少なくとも第１集束電極と第２集束電極を
   前記陰極側から配置してなる電子銃を具備するカラー陰
   極線管において、 前記第１集束電極の前記第２集束電極に対向する端面に
   設けられた電子ビーム通過口を電子ビーム配列方向から
   挟むように配置して当該第１集束電極と電気的に接続し
   た複数の垂直平行平板状電極と、 前記第２集束電極の前記第１集束電極に対向する端面に
   設けられた電子ビーム通過孔を電子ビーム配列方向に対
   して垂直方向から挟むように配置されて当該第２集束電
   極と電気的に接続された複数の水平平行平板状電極を備
   え、 前記垂直平行平板状電極が前記水平平行平板状電極の内
   側に入るように組み合わせた構造を持ち、かつ、前記水
   平平行平板状電極の垂直方向の間隔（Ｖ）と、前記垂直
   平行平板状電極と前記水平平行平板状電極の垂直方向の
   距離（Ｌ）の関係が、 ０．３８≦Ｌ／（Ｖ／２）≦０．５８ であり、前記集束電極の何れか一方に電子ビームの偏向
   に同期して当該偏向量に応じて変動する電圧を印加する
   ことを特徴とするカラー陰極線管。
2. 【請求項２】 水平方向に配列され、かつ制御された３
   本の電子ビームを発生する陰極、制御電極および加速電
   極とを有する電子ビーム発生部と、前記電子ビーム発生
   部で発生された３本の電子ビームを蛍光面に集束させる
   主レンズ部を構成する集束電極と陽極とを有し、前記集
   束電極が少なくとも第１集束電極と第２集束電極を前記
   うん極側から配置してなる電子銃を具備するカラー陰極
   線管において、 前記第１集束電極の前記第２集束電極に対向する端面に
   設けられた電子ビーム通過孔を電子ビーム配列方向に対
   して垂直方向から挟むように配置されて当該第１集束電
   極と電気的に接続された複数の水平平行平板状電極と、 前記第２集束電極の前記第１集束電極に対向する端面に
   設けられた電子ビーム通過孔を電子ビーム配列方向から
   挟むように配置されて当該第２集束電極と電気的に接続
   された複数の垂直平行平板状電極を備え、 前記垂直平行平板状電極が前記水平平行平板状電極の内
   側に入るように組み合わせた構造を持ち、かつ、前記水
   平平行平板状電極の垂直方向の間隔（Ｖ）と、前記垂直
   平行平板状電極と前記水平平行平板状電極の垂直方向の
   距離（Ｌ）の関係が ０．３８≦Ｌ／（Ｖ／２）≦０．５８ であり、前記集束電極の何れか一方に電子ビームの偏向
   に同期して当該偏向量に応じて変動する電圧を印加する
   ことを特徴とするカラー陰極線管。