JPS6134317B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は陰極線管に係り、特に陰極線管の電子
ビームの回転（以下単に捻れと言う）に関する有
効な手段を提供するものである。

陰極線管は周知の如く、水平、垂直方向に走査
偏向し画像再生を行なうが、走査偏向装置（通例
偏向ヨーク）の歪のため電子ビームスポツト歪の
現象が現われる。特に、ビームインデツクス方式
カラー陰極線管（以下、単にインデツクス管と称
す）の場合、一般のシヤドウマスク方式カラー管
と異なり色切換電極（シヤドウマスクなど）を有
していないため、これが最大の技術問題であるこ
とは周知である。

インデツクス管は通例第１図の如く、バルブ外
囲器１のフエースプレート１′の内面に蛍光面
２、前記蛍光面２に対向する位置には電子銃３が
配設されている。バルブ外囲器１のコーン部には
インデツクス信号検出器４及び偏向ヨーク５、ま
たネツク部にはローテーターコイル６が配設され
ているのが通例である。蛍光面２は第２図に示す
如くフエースプレート１′の内面に透明導電膜
７、その上にＲ，Ｇ，B3色の蛍光体細条８Ｒ，
８Ｇ，８Ｂが一様に形成されており、各蛍光体細
条８Ｒ，８Ｇ，８Ｂ間はカーボン等の黒色材９が
塗布されている。前記蛍光体細条８Ｒ，８Ｇ，８
Ｂの上にはアルミニウム蒸着膜１０が形成されて
おり、さらにインデツクス信号発生用蛍光体層１
１が形成されている。インデツクス管の動作原理
は周知の如くＲ，Ｇ，B3色のクロマ信号をイン
デツクス信号でゲートすることにより、画像再生
を行なう。即ち、インデツクス信号は電子銃３よ
り放射された電子ビームが蛍光面２に射突すると
き蛍光面背面に形成されたインデツクス信号発生
用蛍光体層１１を励起発光させる。この光をバル
ブ外囲器外に透光させ、外囲器１外側に配設した
インデツクス信号検出器４（一般には光電子増倍
管）により電気信号に変換している。

インデツクス管の動作原理は、上記の如くであ
るが一般のシヤドウマスク形カラー管と異なり、
前述の如く色切換電極（シヤドウマスクなど）を
有していないため蛍光面の電子ビーム径が充分小
さいことが要求される。また、充分な輝度を得る
ため電子ビーム径の電流密度が充分高いことも要
求される。言換えると電子ビーム径が大きいと充
分な色純度が得られなくなるということである。
前記電子ビーム径と色純度（色忠実度）に関して
はすでに幾多の論文があるが、PHILOの論文
（ACCURACY OF COLOR REPRODUCTION
IN THE “APPLE” SYSTEM）によると
Ｒ，Ｇ，Ｂ蛍光体細条の一組（トリプレツトと称
す）のピツチをＰ_T、蛍光面上の電子ビーム径
（半値幅）をＤとすると、ＤＰ_T／３を満足する
とき93％の色忠実度が得られる。従つて、実用設
計例で18形カラー陰極線管の場合、一般にはＰ_T
＝約0.8mmのため電子ビーム径（半値幅）は約
0.27mm以下が要求される。電子ビーム径の問題を
述べると周知の如く、電子自身の相互反発効果及
び空間電荷の問題等により電子ビーム径を充分小
さくできないのが通例で、一般のシヤドウマスク
形の場合上記電子ビーム径が3.0〜4.0mm（カソー
ド電流2mA時）であることを考慮すると非常に
困難であることが予想される。従つて、最近はい
わゆる回転対称形電子銃（この場合電子ビームは
円形）から回転非対称（楕円など）を用いる傾向
が強い。この理由は、上記電子ビーム径と色忠実
度の問題は水平走査方向のみの問題であり、垂直
走査方向は充分解像度を得る程度であれば特に色
忠実に関係がないことから容易に理解できる。前
述の如く電子ビーム径が充分小さいことがインデ
ツクス管の絶対条件である。

次に、電子ビームを水平、垂直方向に走査偏向
し、画像再生を行なつた場合を考える。インデツ
クス管は、一般のカラー受像管同様バルブ外囲器
１のコーン部に配設された偏向ヨーク５により電
子偏向するためいわゆる電子ビームスポツトの捻
れ（回転）現象が発生する。蛍光面上の電子ビー
ムスポツトは、第３図の如くなり特に広角偏向形
の場合顕著となる。即ち、画面中央部のスポツト
形状１２が所定長さの楕円の時、水平走査方向端
１３は円形に近づき、垂直走査方向端１４はさら
に縦長となり対角周辺部１５は捻れた如くなる。
例えば18形110゜偏向カラー陰極線管を例にとる
と、画面中央部の電子ビームスポツト径は0.2
mm／2.0mmに対して周辺部１５に於ては約５０〜
６０゜捻れ回転し、2.0mm／1.6mm程度となる。し
たがつて、前述の如くトリツプレツトピツチＰ_T
が0.8mmであることを考慮すると色純度（（忠実
度）が大幅に劣化することは容易に理解できる。
インデツクス管用偏向ヨークは、前記捻れ現象を
充分軽減する様に設計するが、特に広角偏向形の
場合、完全に解決することが不可能であり、この
ため水平による画面周辺部の色忠実度が中央部に
比較して低下するのが通例である。

上記電子ビーム径の実質的縮小、言換えると周
辺部の色忠実度を改良する手段として第４図に示
す様なローテーターコイル６をバルブ外囲器ネツ
ク部外側の偏向ヨーク５後方に配設するのが通例
である。（この様子は第１図にも示す）。このロー
テーターコイル６はネツク部外側に巻付ける構造
のもので、ローテーターコイルの磁界により電子
ビーム自身を回転させる（捻る）ものである。こ
のローテーターコイル６に第５図に示す様な偏向
に同期した補正電流を流すことにより画面全体に
わたり電子ビームの捻れを補正しているのが通例
である。しかし、上記ローテーターコイルは次に
述べる欠点を有している。

電子銃の主レンズ系部にローテーターコイル
の磁界が漏洩するためフオーカス特性が異な
り、結果として偏向に同期したダイナミツクフ
オーカス補正が必要となる。

ローテーターコイルに15.75KHz程度の大電
流を流すため周辺回路（駆動回路）が複雑かつ
効果となる。すなわち、磁界の漏洩や大電流が
要するということは効率が悪い。

本発明は、上記欠点に鑑みなされたもので、電
子銃主レンズ部のフオーカス特性を劣化させるこ
となくかつ高感度に電子ビーム自身の回転（捻
れ）を補正する手段を有する陰極線管を提供する
ものである。

すなわち、本発明は電子ビームを格子電極内に
於て電子ビームを静的または動的に電子ビーム束
を縦長断面とする第１の手段と、縦長断面を有す
る電子ビーム束を動的に所望方向に回転する第２
の手段と、回転したビーム束をフエースプレート
内面に偏向走査する偏向手段とを有し、帯状蛍光
体層に横方向断面の小さなビーム束を射突するよ
うにした陰極線管装置である。

第６図は、本発明の陰極線管の一実施例として
のインデツクス管用電子銃断面図である。１６は
カソード、１７は第１格子電極、１８は第２格子
電極、以下第３格子電極１９、第４格子電極２
０、第５格子電極21で第３乃至第５格子電極によ
り主レンズ部を形成する。２２は本発明の一実施
例に適応する第１の手段すなわち電子ビームを縦
長にする補正素子片である。ここでＺ軸は管軸、
ｘ軸は受像管の水平走査方向、ｙ軸は垂直走査方
向（以下単にｘ，ｙ，ｚ軸と称す）をもつて説明
する。

第７図は、第６図Ａ―A′断面図であり、第２
格子電極１８内に４つのパーマロイ等の強磁性体
からなる補正素子片２２を装着しており、この補
正素子片２２に、ネツク外部から第１０図に示す
ような磁界発生素子２３により磁界をかける。こ
の補正素子片２２は磁性体に限らず永久磁石とす
ることができ、その場合磁界発生素子は不要であ
り、また取り付け位置も第２電極１８以外の格子
電極やネツク部などに取着することも可能であ
る。

第８図は、第７図に示された補正素子片２２お
よび磁界発生素子により形成された４極の磁界で
電子ビームが縦長になることを示す原理説明図
で、このような４極磁界により、特に電子銃の３
極部で磁界を縦長にするものである。

第９図は、第５格子電極２１内に設けられた第
２の手段の構成を示すもので、第２の補正素子片
３２すなわちパーマロイ等の強磁性体が４個配置
される。この補正素子片３２の配置位置に対応す
るネツク外部には第１０図に示すような磁界発生
素子２３が配置される。これら補正素子片３２と
磁界発生素子２３により、第１１図に示すような
磁界が発生し、前述した補正素子片２２および磁
界発生素子、あるいは磁石等により縦長にされた
電子ビームを所望方向に回転させる（捻る）もの
である。

第１０図、第１１図は画面の一部分に対応する
補正を説明するためのもので、画面の他の部分に
おいてはその補正はそれぞれ異なり、それらの補
正は第５図に示す動的な補正電流を用いて行なう
ものである。すなわち、第５図において1Hは偏
向磁界によつて画面上を走査される電子ビームの
一走査期間に相当する補正電流波形を示すもの
で、このような電流を第１０図に示すような磁界
発生素子に印加するものである。そうすることに
より、画面上の４コーナーが一番補正量が大きく
て水平方向に見た場合、一本の走査線上でも画面
Ｖ軸上では補正量がゼロで、周辺を走査していく
に従つて補正量が大きくなり、また、画面垂直方
向に見た場合、Ｈ軸に近づくに従つて補正量は順
次小さくなり、Ｈ軸上を走査するときはほぼゼロ
となり、さらに走査していくと今度は徐々に補正
量が大きくなるようないわゆる動的補正をするも
のである。第９図、第１０図、第１１図および第
１２図を用いてさらに詳述すると、第１の手段に
より縦長となつた電子ビームを捻る第２の手段
は、第９図および第１２図に示すように、電子ビ
ーム通路上に複数個のパーマロイ等の強磁性体よ
りなる補正素子片３２を電子ビームの通路を挟む
ように配設し、受像管ネツク部外側に配設した磁
界発生素子２３の４極磁界を電子ビームに有効に
作用するよう誘導するものである。磁界発生素子
２３に上述したような補正電圧を印加することに
より、電子ビームにこのビームの走査位置に応じ
た動的な補正磁界をかけるものである。４極の磁
界発生素子２３は基本的には、４ケの電磁石を90
゜ごとに配設すれば良い。

前記実施例の作用は、第１の手段で縦長ビーム
とした後、上記４極の磁界発生素子２３および補
正素子片３２により、電子ビームが画面に到達す
る以前に予め電子ビーム自身を捻ることにより、
画面上での電子ビームの捻れを補正するものであ
り、望ましくは偏向ヨークと陰極との間が良い。
すなわち、偏向磁界で電子ビームが偏向される前
の偏向ヨークと陰極の間において、偏向磁界に同
期したいわゆる動的補正電流により電子ビームの
捻れを補正するものである。

次に、本発明に適応する他の実施例を図により
説明する。

すなわち、第１３図に示す如く、第２の手段と
して、第２格子電極１８と第３格子電極１９間に
捻れ補正電極４２を配設するものである。捻れ補
正電極４２は第１４図、及び第１５図により明ら
かな如く、互いに電気的絶縁された４分割の円筒
状の電極素子４２_１，４２_２，４２_３，４２_４で
ある。具体的に言えば、本実施例の補正電極はセ
ラミツク等の絶縁部材にアルミニウム等の導電性
部材を蒸着する方法により形成されるが、その製
造方法は限定していない。この場合補正電極は４
個のものを示したが２個とすることも可能であ
る。捻れ補正電極は第１５図に示す如く、互いに
対向する補正電極は電気的に接続されており、各
対をなす電極間には第５図に示すような動的補正
電圧が印加される。この結果、図示の如く静電気
力線が発生し、４極の静電場が形成される。

以下、本実施例の捻れ補正電極を配設したイン
デツクス管用電子銃に関してその具体的実施例を
説明する。第１３図に於て、通常、カソード１６
には約100VPPの信号電圧が印加される。第１格
子電極１７は通常OV、第２格子電極１８は500V
〜1.0KV、第３格子電極１９は25.0KV、第４格
子電極２０は5.0KV〜7.5KV、第５格子電極２１
は25.0KVが印加されている。第２格子電極１８
と第３格子電極１９に配設されている捻れ補正電
極４２_１，４２_２，４２_３，４２_４には第２格子
電極１８と同一電圧がバイアス的に印加されてお
り、かつ上記第５図の如き電流波形の動的補正電
圧が重畳されている。動的補正電圧は必要捻れ補
正量より決定されるが通例200〜300Vで良い。第
１３図に於て、カソード１６より放射された電子
ビームは第１、第２格子電極開孔部を通過後本発
明の捻れ補正電極領域に達する。この補正電極に
達する前に、前述の第７図に示した補正素子片や
磁石あるいは第２格子電極１８の開孔部を縦長あ
るいは横長の孔にすることによりビームを縦長に
しておく。ここで補正電極が形成する静電界によ
り例えば第１５図の如く電圧が印加されている
時、矢印の如く静電力を受け電子ビームは捻れ
（回転）作用を受けた後、第３電極乃至第５電極
の主レンズ系領域を通過して集束作用を受け、画
面上で集束する一方、偏向磁界による捻れ効果を
受け、結果的には画面上で電子ビームの捻れは相
殺され補正される訳である。従つて、画面全面に
わたり電子ビームの捻れを補正するためには、波
形的に第５図の如く偏向に同期した補正電圧を印
加すれば良いことが理解できる。本発明に捻れ補
正電極は、より高感度に補正するため電子銃の３
極部が望ましい。すなわち、３極部では印加され
る電圧は比較的低いため、電子ビームは低速であ
り、電界、磁界の影響を受け易い。そのため、ビ
ームを縦長にする。あるいは回転するためには、
３極部が効率的であり、高感度ということにな
る。また、補正電極構造は必ずしも円筒状の電極
素子である必要はなく板状電極素子でも良い。ま
た、補正電極は第２格子電極１８と一体であつて
も良い。

以上述べた如く、本発明は互いに電気的に絶縁
され、４分割された格子電極を構成する電極素
子、あるいは補正素子片と磁界発生素子などによ
り形成された４極静電場により電子ビーム捻れ
を、動的にかつ画面全面にわたり極めて効率的に
補正するもので、駆動回路の簡易化、低コスト化
につながりかつ電子銃の主レンズ系の集束特性を
損うことはないという利点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の陰極線管の代表例の簡略断面
図、第２図は第１図の蛍光面の要部拡大断面図、
第３図は電子ビームスポツトの変形を示す平面
図、第４図は第１図に示すローテーターコイルの
簡略斜視図、第５図は第４図のローテーターコイ
ルに流す電流波形を示す曲線図、第６図は本発明
の一実施例に適応する電子銃の簡略断面図、第７
図は第６図のＡ―A′線に沿つて見た簡略断面
図、第８図は第７図の磁界発生素子を示す説明用
断面図、第９図は第６図のＢ―B′線に沿つて見た
簡略断面図、第１０図は第９図に外部磁界を加え
た時の磁界の発生状態による電子ビームの捻れを
示す説明用断面図、第１１図は第１０図の要部を
示す説明図、第１２図は第９図に示す磁性体の形
状を説明する斜視図、第１３図は本発明に適応す
る他の実施例の位置関係を示す電子銃の簡略断面
図、第１４図は第１３図のＢ―B′線に沿つて見た
断面図、第１５図は第１４図の外部配線、磁界発
生状態及び電子ビームの捻れを示す説明図であ
る。 ２……蛍光面、１１……インデツクス信号発生
用蛍光体層、１２，１３，１４，１５……電子ビ
ームスポツト、２２，３２……補正素子片、２３
……磁界発生素子、４２……補正電極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 内面に電子ビームの射突により複数色に発光
   する各色帯状蛍光体層を配列したフエースプレー
   トと、前記フエースプレートに漏斗状フアンネル
   部を介して封着し少なくとも３個の格子電極及び
   カソードからなる電子銃を管軸方向に内装したネ
   ツクからなる陰極線管と、前記カソードから発射
   された電子ビーム束を前記格子電極内に於て静的
   または動的に縦長断面とする第１の手段と、前記
   縦長断面を有する電子ビーム束を動的に所望方向
   に回転する第２の手段と、前記回転した後の電子
   ビーム束を前記フエースプレート内面に偏向走査
   する偏向手段とを有し、前記帯状蛍光体層に横方
   向断面の小さな電子ビーム束を射突するようにし
   たことを特徴とする陰極線管装置。 ２ 第１の手段が、前記格子電極の１つに設けら
   れ、一組の90゜分割された４個の磁性体からなる
   補正素子片と、この補正素子片に対応するネツク
   外面に偏向電圧に同期した動的補正電圧が印加さ
   れる磁界発生素子とからなることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の陰極線管装置。 ３ 第１の手段が、ネツク部の内面または外面に
   装着された永久磁石であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の陰極線管装置。 ４ 第２の手段が、前記電子銃に取着された一組
   の90゜分割された４個の磁性体からなる補正素子
   片と、この補正素子片を磁化するようにネツク外
   部の前記補正素子片に対応する位置に設けられ、
   偏向電圧に同期した動的補正電圧が印加される磁
   界発生素子とからなることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の陰極線管装置。 ５ 第２の手段が、前記電子銃の格子電極の一部
   を構成する１組の90゜分割された４個の電極素子
   であり、偏向電圧に同期した動的補正電圧が重畳
   して印加されることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の陰極線管装置。 ６ フエースプレートにビームインデツクス信号
   発生用蛍光体層を形成しているビームインデツク
   ス形であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の陰極線管装置。