JP2000306521A - 陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画面周辺部の解像度の劣化を軽減し、画面全
域における電子ビームの集束状態を改良して高解像度が
得られる陰極線管を構成することを目的とする。 【解決手段】 陰極線管において、第１グリッドG1に映
像信号に対応して変化するドライブ電圧を印加し、第
１、第２グリッドG1,G2 間に電子ビームに対する水平方
向の集束力が垂直方向の集束力よりも強い第１の電子レ
ンズを形成し、第２、第３グリッドG2,G3 間に電子ビー
ムに対する垂直方向の集束力が水平方向の集束力よりも
強い第２の電子レンズを形成する構成とした。

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
管などの陰極線管に係り、特に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陰極線
管に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に陰極線管は、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電子ビームをファ
ンネルの外側に装着された偏向ヨークの発生する水平、
垂直偏向磁界により偏向し、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、画
像を表示する構造に形成されている。

【０００３】特にカラーブラウン管は、電子銃を３電子
ビームを放出する電子銃とし、蛍光体スクリーンに対向
して配置されたシャドウマスクにより上記電子銃から放
出される３電子ビームを選別して、蛍光体スクリーンを
構成する３色蛍光体層に入射させることにより、カラー
画像を表示する構造に形成されている。このようなカラ
ーブラウン管は、現在、電子銃を同一水平面上を通る一
列配置の３電子ビームを放出するインライン型とし、一
方、偏向ヨーク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して、これら偏向磁界
により上記一列配置の３電子ビームを集中させるセルフ
コンバーゼンス・インライン型カラーブラウン管が主流
となっている。

【０００４】図４にこのインライン型カラーブラウン管
の電子銃の一例を示す。この電子銃は、水平方向（Ｘ軸
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個のヒーターＨ、上記カソードＫB ，ＫG ，ＫR か
ら順次所定間隔離れて蛍光体スクリーン方向に配置され
た第１乃至第４グリッドＧ1 〜Ｇ4 を有する。この電子
銃では、カソードＫB，ＫG ，ＫR およびこれらカソー
ドＫB ，ＫG ，ＫR に順次隣接する第１、第２、第３グ
リッドＧ1 ，Ｇ2 ，Ｇ3 により、３電子ビームを発生す
る電子ビーム発生部が形成され、第３および第４グリッ
ドＧ3 ，Ｇ4 により、上記電子ビーム発生部からの３電
子ビームを蛍光体スクリーン上に集束する主レンズが形
成される。

【０００５】このようなカラーブラウン管において、蛍
光体スクリーン上に描かれる画像の特性を良好にするた
めには、電子銃から放出される３電子ビームを蛍光体ス
クリーン上に適正に集束するようにする必要がある。し
かし、上記セルフコンバーゼンス・インライン型カラー
ブラウン管のように、電子銃から放出される３電子ビー
ムをピンクッション形およびバレル形からなる非斉一な
水平、垂直偏向磁界で偏向すると、電子ビームは、非点
収差（偏向収差）を受け、適正に集束されなくなる。

【０００６】たとえば図５（ａ）に水平偏向磁界につい
て示すように、画面周辺部方向に偏向される電子ビーム
１は、ピンクッション形水平偏向磁界２により矢印３H
，３V 方向の力を受けて歪み、同（ｂ）に示すよう
に、画面周辺部のビームスポット４は、垂直方向に過集
束状態となり、高輝度のコア部５の垂直方向（Ｙ軸方
向）に低輝度のハロー６（にじみ）が発生した形状とな
る。

【０００７】この電子ビーム１の受ける偏向収差は、管
が大型になるほど、また広偏向角になるほど顕著とな
り、画面周辺部の解像度を著しく劣化させる。

【０００８】上記画面周辺部の解像度の劣化を軽減する
電子銃として、第２グリッドの第３グリッド側の面の電
子ビーム通過孔のまわりに、水平方向に長い横長の凹部
を設けた電子銃がある。このように電子銃を構成する
と、第２、第３グリッド間に電子ビームを水平方向より
も垂直方向に強く集束する４極子レンズが形成され、偏
向領域を通過するときの電子ビームの形状を水平方向に
長い横長形状にし、垂直方向の偏向収差を低減して、上
記垂直方向のハローを小さくすることができる。

【０００９】また、他の例として、図４に示した電子銃
の第３グリッドを２個の電極に分割し、これら分割電極
間に水平方向の集束力と垂直方向の集束力とが異なる４
極子レンズを形成する構成とし、さらにこれら２個の電
極のいずれかに、図６に示すように、偏向電流８に同期
して変化するダイナミック電圧９を印加するようにした
ダイナミック方式の電子銃がある。

【００１０】この電子銃では、偏向電流８に同期して変
化するダイナミック電圧９の印加により、偏向時に２個
の分割電極間に電位差が生じ、その結果これら分割電極
間に形成される４極子レンズにより、電子ビームを水平
方向に集束、垂直方向に発散させる。それにより電子ビ
ームは、垂直方向には不足集束となるが、偏向収差によ
る過集束と補償しあい、適切な集束状態となり、前記垂
直方向のハローを小さくする。

【００１１】しかし、上記のように電子銃を構成して
も、電子ビームの電流量が変化した場合にビームスポッ
トが劣化するという問題がある。

【００１２】すなわち、一般に陰極線管は、電子ビーム
の電流量により画面の明るさやコントラストを調整して
おり、画面を明るくする場合には電流量を多くし、暗く
する場合には電流量を少なくしている。一方、電子ビー
ムの電流量により偏向領域での電子ビームの径が変化
し、電流量が多い場合には偏向領域での電子ビームの径
が大きくなり、電流量が少ない場合には小さくなる。し
たがって、偏向収差は、電子ビームの電流量が多いほど
大きくなり、少ないほど小さくなる。

【００１３】しかし、上述した第２グリッドの第３グリ
ッド側の面の電子ビーム通過孔のまわりに、水平方向に
長い横長の凹部を設けた電子銃、あるいは第３グリッド
を２個の電極に分割して、そのいずれかの電極に偏向電
流に同期して変化するダイナミック電圧を印加するダイ
ナミック方式の電子銃では、ある電子ビームの電流値
（設定電流値）で横長の凹部やダイナミック電圧が設定
される。そのため、設定電流値以外の電流値では、設定
値からのずれが生ずる。

【００１４】一般に上記設定電流値は、実際に使用され
るときの電流領域のほぼ中間に設定される場合が多い。
したがって、上記設定電流値より大きい電流値になると
（画面が明るい場合）、偏向収差が大きくなり、画面周
辺部のビームスポットの垂直方向にハローが発生する。
逆に設定電流値より小さい電流値になると（画面が暗い
場合）、偏向収差が小さくなり、画面周辺部で不足集束
状態となって、垂直方向にビームスポットが大きくな
る。つまり、電子ビームの電流量の変化によりビームス
ポットが劣化し、画面周辺部の解像度を著しく劣化させ
る。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、画面周
辺部の解像度の劣化を軽減する電子銃として、第２グリ
ッドの第３グリッド側の面の電子ビーム通過孔のまわり
に水平方向に長い横長の凹部を設けた電子銃、および第
３グリッドを２個の電極に分割し、そのいずれかの電極
に偏向電流に同期して変化するダイナミック電圧を印加
することによりこれら電極間に４極子レンズを形成する
ダイナミック方式の電子銃がある。

【００１６】しかし、上記電子銃では、凹部やダイナミ
ック電圧が実際に使用されるときの電子ビームの電流領
域のほぼ中間の設定電流値で設定されるため、実際にカ
ラーブラウン管を駆動する場合は設定値からのずれが生
じ、設定電流値より大きい電流値の場合には偏向収差が
大きくなり、画面周辺部のビームスポットの垂直方向に
ハローが発生する。逆に設定電流値より小さい電流値の
場合には偏向収差が小さくなり、画面周辺部で不足集束
状態となって、垂直方向にビームスポットが大きくな
る。つまり、電子ビームの電流量の変化によりビームス
ポットが劣化し、画面周辺部の解像度を著しく劣化させ
るという問題がある。

【００１７】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、画面周辺部の解像度の劣化を軽減
し、画面全域における電子ビームの集束状態を改良して
高解像度が得られる陰極線管を構成することを目的とす
る。

【００１８】

【課題を解決するための手段】（１） カソードおよび
このカソードから蛍光体スクリーン方向に順次配置され
た第１、第２、第３グリッドにより電子ビーム発生部を
形成し、第３グリッドおよびこの第３グリッドよりも蛍
光体スクリーン側に配置されたグリッドにより電子ビー
ム発生部からの電子ビームを蛍光体スクリーン上に集束
する主レンズ部を形成する電子銃を有する陰極線管にお
いて、第１グリッドに映像信号に対応して変化するドラ
イブ電圧を印加し、第１、第２グリッド間に電子ビーム
に対する水平方向の集束力が垂直方向の集束力よりも強
い第１の電子レンズを形成し、第２、第３グリッド間に
電子ビームに対する垂直方向の集束力が水平方向の集束
力よりも強い第２の電子レンズを形成する構成とした。

【００１９】（２） （１）の陰極線管において、第１
グリッドの第２グリッド側の面の電子ビーム通過孔のま
わりに水平方向に長い横長の凹部を形成した。

【００２０】（３） （１）または（２）の陰極線管に
おいて、第２グリッドの第３グリッド側の面の電子ビー
ム通過孔のまわりに水平方向に長い横長の凹部を形成し
た。

【００２１】（４） （１）または（２）の陰極線管に
おいて、第３グリッドの第２グリッド側の面の電子ビー
ム通過孔のまわりに垂直方向に長い縦長の凹部を形成し
た。

【００２２】（５） （１）または（２）の陰極線管に
おいて、第２グリッドの第３グリッド側の面の電子ビー
ム通過孔のまわりに水平方向に長い横長の凹部を形成
し、第３グリッドの第２グリッド側の面の電子ビーム通
過孔のまわりに垂直方向に長い縦長の凹部を形成した。

【００２３】

【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。

【００２４】図１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１０およびこのパ
ネル１０に一体に接合された漏斗状のファンネル１１か
らなる外囲器を有し、そのパネル１０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１２が設けられている。また、この蛍光体
スクリーン１２に対向して、その内側に多数のアパーチ
ャの形成されたシャドウマスク１３が配置されている。
一方、ファンネル１１のネック１５内に、同一水平面上
を通る一列配置の３電子ビーム１６B ，１６G ，１６R
を放出する電子銃１７が配設されている。そして、この
電子銃１７から放出される３電子ビーム１６B ，１６G
，１６R をファンネル１１の外側に装着された偏向ヨ
ーク１９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１３を介して蛍光体スクリーン１２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。

【００２５】上記電子銃１７は、図２に示すように、水
平方向（Ｘ軸方向）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個のヒーターＨおよび上記カソードＫ
B ，ＫG ，ＫR から蛍光体スクリーン方向に順次所定間
隔離れて配置された第１乃至第４グリッドＧ1 〜Ｇ4を
有する。

【００２６】その第１グリッドＧ1 は、カソードＫB ，
ＫG ，ＫR に対応して、図３（ａ）に示すように、３分
割された３個の板状電極Ｇ1B，Ｇ1G，Ｇ1Rからなり、そ
の各電極Ｇ1B，Ｇ1G，Ｇ1Rには、各カソードに対応して
径小の電子ビーム通過孔２１B ，２１G ，２１R が一列
配置に設けられている。さらに、第２グリッドＧ2 側の
面の電子ビーム通過孔２１B ，２１G ，２１R のまわり
に水平方向（Ｘ軸方向）に長い横長の凹部２２B ，２２
G ，２２R が設けられている。

【００２７】第２グリッドＧ2 は、一体構造の板状電極
からなり、図３（ｂ）に示すように、各カソードに対応
して第１グリッドの電子ビーム通過孔とほぼ同じ大きさ
の３個の電子ビーム通過孔２３B ，２３G ，２３R が一
列配置に設けられている。さらに、第３グリッドＧ3 側
の面の電子ビーム通過孔２３B ，２３G ，２３R のまわ
りに水平方向に長い横長の凹部２４B ，２４G ，２４R
が設けられている。

【００２８】第３、第４グリッドＧ3 ，Ｇ4 は、それぞ
れ一体構造の筒状電極からなり、その第３グリッドＧ3
の第２グリッドＧ2 側の面には、カソードＫB ，ＫG ，
ＫRに対応して第２グリッドＧ2 の電子ビーム通過孔よ
りも大きい３個の電子ビーム通過孔が設けられている。
また、この第３グリッドＧ3 の第４グリッドＧ4 側の
面、第４グリッドＧ4 の第３グリッドＧ3 側およびその
反対側の面には、第３グリッドＧ3 の第２グリッドＧ2
側の面の電子ビーム通過孔よりもさらに大きい３個の電
子ビーム通過孔が設けられている。

【００２９】この電子銃１７では、カソードＫB ，ＫG
，ＫR に約１００〜２００Ｖの一定電圧、第１グリッ
ドＧ1 の各板状電極Ｇ1B，Ｇ1G，Ｇ1Rに映像信号に対応
して変化するドライブ電圧、第２グリッドＧ2 に約５０
０〜６００Ｖの一定電圧、第３グリッドＧ3 に約６〜９
kＶ、第４グリッドＧ4 に約２２〜３２ kＶの一定電圧
が印加される。なお、上記第１グリッドＧ1 のドライブ
電圧は、画像を表示しないカットオフ状態を０Ｖとし、
画面が明るくなるほど正方向に大きくなる。

【００３０】上記電圧の印加により、この電子銃１７で
は、第１、第２グリッドＧ1 ，Ｇ2間に、電子ビームに
対する水平方向の集束力が垂直方向の集束力よりも強
く、電子ビームを垂直方向に長い縦長にする第１の電子
レンズが形成される。また、第２、第３グリッドＧ2 ，
Ｇ3 間に、電子ビームに対する垂直方向の集束力が水平
方向の集束力よりも強く、電子ビームを水平方向に長い
横長にする第２の電子レンズが形成される。さらに、第
３、第４グリッドＧ3 ，Ｇ4 間に、これら第１、第２の
電子レンズにより集束された電子ビームを最終的に蛍光
体スクリーン上に集束する主レンズが形成される。

【００３１】上記ように第１、第２グリッドＧ1 ，Ｇ2
間と第２、第３グリッドＧ2 ，Ｇ3間に作用の異なる第
１、第２の電子レンズが形成されるが、この電子銃１７
では、実際の使用条件のほぼ中間のドライブ電圧で適正
な集束状態になるように、すなわち使用条件のほぼ中間
のドライブ電圧で、画面周辺部での垂直方向のハローが
ほぼ消えるように第１、第２の電子レンズを調整する。

【００３２】上記のようにドライブ電圧を設定すると、
その使用条件のほぼ中間のドライブ電圧からドライブ電
圧が高くなると、第１グリッドＧ1 の電圧が第２グリッ
ドＧ2 に近づくため、第１、第２グリッドＧ1 ，Ｇ2 間
の第１の電子レンズが弱まり、電子ビームを垂直方向に
長い縦長にする作用が弱まる。その結果、電子ビームの
電流量の増大による偏向収差の増大と補償しあい、電子
ビームを適切な集束状態にし、従来画面周辺部での垂直
方向に過集束になるために生じたハローをなくすことが
できる。

【００３３】逆に、使用条件のほぼ中間のドライブ電圧
からドライブ電圧が低くなると、第１グリッドＧ1 と第
２グリッドＧ2 の電圧差が大きくなるため、第１、第２
グリッドＧ1 ，Ｇ2 間の第１の電子レンズが強まり、電
子ビームを垂直方向に長い縦長にする作用が強まる。そ
の結果、電子ビームの電流量の減少による偏向収差の減
少と補償しあい、従来画面周辺部での不足集束になるた
めに生じた垂直方向のビームスポット径の増大をなくす
ことができる。

【００３４】つまり、上記のように電子銃１７を構成す
ると、ほぼすべてのドライブ電圧にわたって画面周辺部
の集束状態を最適にすることができ、低輝度から高輝度
まで画面全域のビームスポットを小さくでき、解像度を
大幅に向上させることができる。

【００３５】なお、上記実施の形態では、第２グリッド
の第３グリッド側の面の電子ビーム通過孔のまわりに水
平方向に長い横長の凹部を設けて、第２、第３グリッド
間に電子ビームを水平方向に長い横長にする第２の電子
レンズが形成する構成としたが、第３グリッドの第２グ
リッド側の面の電子ビーム通過孔のまわりに垂直方向に
長い縦長の凹部を設けても、同様の作用をもつ第２の電
子レンズが形成する電子銃とすることができる。

【００３６】また、第２グリッドの第３グリッド側の面
の電子ビーム通過孔のまわりに水平方向に長い横長の凹
部を設けるとともに、第３グリッドの第２グリッド側の
面の電子ビーム通過孔のまわりに垂直方向に長い縦長の
凹部を設けても、同様の作用をもつ第２の電子レンズが
形成する電子銃とすることができる。

【００３７】なお、上記実施の形態では、主レンズがバ
イポテンシャル型の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、トライポテンシャル型、ク
オドラポテンシャル型などの電子銃にも適用でき、同様
の効果をもつカラーブラウン管を構成することができ
る。

【００３８】また、この発明は、カラー陰極線管以外の
陰極線管にも適用できる。

【００３９】

【発明の効果】上述のように、第１グリッドに映像信号
に対応して変化するドライブ電圧を印加し、第１、第２
グリッド間に電子ビームに対する水平方向の集束力が垂
直方向の集束力よりも強い第１の電子レンズ、第２、第
３グリッド間に電子ビームに対する垂直方向の集束力が
水平方向の集束力よりも強い第２の電子レンズを形成す
る構成とすると、第１の電子レンズにより電子ビームを
垂直方向に長い縦長にし、第２の電子レンズにより電子
ビームを水平方向に長い横長にすることができる。した
がって、ドライブ電圧が高くなると、第１グリッドの電
圧が第２グリッドに近づいて第１の電子レンズが弱ま
り、電子ビームを垂直方向に長い縦長にする作用が弱ま
る。その結果、電子ビームの電流量の増大による偏向収
差の増大と補償しあい、電子ビームを適切な集束状態に
し、従来画面周辺部での垂直方向に過集束になるために
生じたハローをなくすことができる。

【００４０】逆に、ドライブ電圧が低くなると、第１グ
リッドと第２グリッドの電圧差が大きくなって第１の電
子レンズが強まり、電子ビームを垂直方向に長い縦長に
する作用が強まる。その結果、電子ビームの電流量の減
少による偏向収差の減少と補償しあい、従来画面周辺部
での不足集束になるために生じた垂直方向のビームスポ
ット径の増大をなくすことができる。

【００４１】したがって、上記のように構成することに
より、ほぼすべてのドライブ電圧にわたって画面周辺部
の集束状態を最適にすることができ、低輝度から高輝度
まで画面全域のビームスポットを小さくし、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】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２】上記カラー陰極線管の電子銃の構成を示す図で
ある。

【図３】図３（ａ）は上記電子銃の第１グリッドの構成
を示す図、図３（ｂ）は第２グリッドの構成を示す図で
ある。

【図４】従来のカラー陰極線管の電子銃の構成を示す図
である。

【図５】図５（ａ）はピンクッション形水平偏向磁界に
よる偏向収差を説明するための図、図５（ｂ）はその偏
向収差によるビームスポットの歪を示す図である。

【図６】偏向電流とダイナミック方式の電子銃の電極に
印加するダイナミック電圧との関係を示す図である。

【符号の説明】

１２…蛍光体スクリーン ２１B ，２１G ，２１R …電子ビーム通過孔 ２２B ，２２G ，２２R …凹部 ２３B ，２３G ，２３R …電子ビーム通過孔 ２４B ，２４G ，２４R …凹部 Ｇ1 …第１グリッド Ｇ2 …第２グリッド Ｇ3 …第３グリッド Ｇ4 …第４グリッド ＫB ，ＫG ，ＫR …カソード

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カソードおよびこのカソードから蛍光体
   スクリーン方向に順次配置された第１、第２、第３グリ
   ッドにより電子ビーム発生部を形成し、上記第３グリッ
   ドおよびこの第３グリッドよりも上記蛍光体スクリーン
   側に配置されたグリッドにより上記電子ビーム発生部か
   らの電子ビームを上記蛍光体スクリーン上に集束する主
   レンズ部を形成する電子銃を有する陰極線管において、 上記第１グリッドに映像信号に対応して変化するドライ
   ブ電圧が印加され、上記第１、第２グリッド間に上記電
   子ビームに対する水平方向の集束力が垂直方向の集束力
   よりも強い第１の電子レンズを形成し、上記第２、第３
   グリッド間に上記電子ビームに対する垂直方向の集束力
   が水平方向の集束力よりも強い第２の電子レンズを形成
   することを特徴とする陰極線管。
2. 【請求項２】 第１グリッドの第２グリッド側の面の電
   子ビーム通過孔のまわりに水平方向に長い横長の凹部が
   形成されていることを特徴とする請求項１記載の陰極線
   管。
3. 【請求項３】 第２グリッドの第３グリッド側の面の電
   子ビーム通過孔のまわりに水平方向に長い横長の凹部が
   形成されていることを特徴とする請求項１または２記載
   の陰極線管。
4. 【請求項４】 第３グリッドの第２グリッド側の面の電
   子ビーム通過孔のまわりに垂直方向に長い縦長の凹部が
   形成されていることを特徴とする請求項１または２記載
   の陰極線管。
5. 【請求項５】 第２グリッドの第３グリッド側の面の電
   子ビーム通過孔のまわりに水平方向に長い横長の凹部が
   形成され、第３グリッドの第２グリッド側の面の電子ビ
   ーム通過孔のまわりに垂直方向に長い縦長の凹部が形成
   されていることを特徴とする請求項１または２記載の陰
   極線管。