JPH0143424B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は陰極線管、特に家庭用テレビ受像機
に有用な形式のカラー映像管およびその電子銃に
関する。この発明は特に水平面上に配置された多
ビームインライン型電子銃と垂直方向の細隙状パ
タンを持つ多孔マスクと垂直方向の螢光体細条群
を持つ表示面を具備する形式のシヤドーマスク型
陰極線管における自己集中式管球ヨーク構体に適
用することができる。しかしこの発明はこのよう
な管球に使用を限られるものでなく、実際に例え
ばドツト型シヤドーマスク管やインデツクス型管
にも使用できる。 インライン型電子銃は少なくとも２本、好まし
くは３本の電子ビームを共通平面に沿つて発生し
これを集中径路に沿つて表示面上の微小面積に導
くように設計されたものであり、自己集中ヨーク
はそのヨーク以外の集中手段を要せずにラスタ全
体に亘り自動的にビームが集中維持されるように
設計されたものである。 従来は管球の全長を短縮するために偏向角を大
きくしたインライン型カラー映像管に一般的趨勢
があつたが、110゜偏向の管球では電子ビームが表
示面の周縁に向つて走査されるとき著しく変形さ
れることがあつた。このような変形は一般に「フ
レア」と呼ばれ、管球表示面の所要輝度の核心ま
たは光点から延びる不都合な低輝度の尾または
「にじみ」として現れる。このようなフレア歪の
少くとも一部は、ビームが電子銃を通過するとき
これに及ぼすヨークの偏向磁界のフリンジ部の効
果とその偏向磁界自身の不均一に起因する。 このヨークのフリンジ磁界が通常そうであるよ
うに、電子銃の領域まで拡がつてくると、ビーム
が僅かに軸外に偏向されて電子銃の電子レンズの
更に収差の多い部分に入り込むことがあり、この
結果電子ビームスポツトが表示面の中心に向つて
延びるフレア歪がしばしば起る。この状態はトロ
イド型偏向コイルを持つ自己集中ヨークの場合、
この型のコイルのフリンジ磁界が比較的強いため
特に問題がある。 自己集中ヨークは水平偏向角が増すほど大きく
ビームを拡散させるような不均一磁界を形成する
ように設計されている。またこの不均一磁界のた
めに各ビーム内においては電子の垂直集中を生
じ、このためビームスポツトに表示面の中心から
水平に離れた各点で垂直方向の過大集中が起り、
その上下に垂直に延びるフレアを生じる。 この電子銃領域におけるヨークのフリンジ磁界
の効果とヨーク磁界自身の不均一性との双方に起
因する垂直フレアは、表示面上の表示画像の解像
度を悪くする不良条件である。 上述のフレアの非点収差を補償するために、電
子銃の各電極を非対称にしてその電子銃の電子光
学系に所要の非点収差を与えることは公知であ
る。この１例は米国特許第4234814号明細書に開
示され、これによると遮蔽グリツド電極が陰極に
向つて背面が矩形で前面が円形の断面を持つ開口
を備えている。この非点収差遮蔽グリツドは電気
的には単一体で、動作中一定の直流バイアス電圧
で付勢される。この電子銃はいくらかの管球では
フレア非点収差を実際充分程度に低減するが、そ
の他の管球特に極広角偏向管で特に表示面の隅部
近傍で印刷物を表示する場合にはさらに補正を加
えることが望ましい。 この発明による陰極線管の電子銃は、陰極、制
御グリツドおよび遮蔽グリツド手段を含む非点収
差ビーム形成領域を有する。遮蔽グリツド手段は
細長い（水平方向がよい）開孔を持つ第１の有孔
板と円形開孔を持ち第１の有孔板に隣接する第２
の有孔板を含み、電子銃の動作時に第２の有孔板
には直流バイアス電圧が、第１の有孔板には直流
バイアス電圧とこれに重畳された水平垂直の偏向
信号の一方または双方に同期した動的信号が印加
される。従つてビーム形成手段の非点収差光学系
はその強度がビーム走束と同期して変り、走査ラ
スタの隅部のように最大補正を要するフレアに対
して最大の補正が行われるようになつている。 以下この発明を添付図面を参照しつつさらに詳
細に説明する。 第１図は矩形フエースプレートパネル１２、管
状ネツク部１４および両者を接続する矩形フアン
ネル部１６を有する矩形カラー映像管１０を示
す。パネル１２は表示面１８とフアンネル部１６
にフリツト封着部２１で接合された周側壁２０を
有し、表示面１８の内面にはモザイク式３色螢光
スクリーン２２が設けられている。このスクリー
ンは高周波走査方向に垂直に延びる螢光体細条群
を持つ線スクリーンであることが望ましい。スク
リーン２２と所定間隔で多孔細隙型選色シヤドー
マスク電極２４が通常手段により着脱自在に取付
けられている。ネツク部１４の内部中心には破線
で図示するようにこの発明のインライン型電子銃
２６が取付けられ、３本の電子ビームを発生して
これを同一平面上の集中径路に沿いマスク２４を
介してスクリーン２２に導くようになつている。 第１図の管球はネツク部１４とフアンネル部１
２の接合部近傍でこれを包囲するように外部磁気
偏向ヨークを設け、３本の電子ビーム２８で水平
垂直に走査してスクリーン２２に矩形のラスタを
形成するように設計されている。このヨークは自
己集中式であることが好ましい。 以下記載するこの発明の変形を除いて電子銃２
６は厚い遮蔽グリツドを開示した特開昭54−
145472号公報および溝孔付遮蔽グリツドを開示し
た米国特許第4234814号明細書記載のものと同形
式のビームインライン型とすることができる。こ
の２つの特許明細書には米国特許第3772554号明
細書記載の電子銃の変形を開示している。 第２図は３ビーム電子銃２６の３本のビームの
共有平面に垂直な面で截つた側断面図である。図
には３本のビームの１本だけに関係する構造が示
されている。電子銃２６は２電位型で、各電極を
取付けた２本のガラス支柱３２を含んでいる。こ
の電極には等間隔の３本の陰極（Ｋ）３４（各ビ
ームに対し１本ずつで、その中の１本だけを図
示）と、制御グリツド電極（G1）３６と、第１
の電極板G2aと第２の電極板G2bとを含む遮蔽グ
リツド手段３８と、第１レンズ電極または第１集
束電極（G3）４０と、第２レンズ電極または第
２集束電極（G4）４２とが含まれる。G4電極は
電気的遮蔽カツプ４４を有する。これらの電極は
すべて中心ビーム軸Ａ−Ａ上に配列され、この順
序でガラス支柱３２に沿つて間隔を保つて取付け
られている。集束電極G3、G4はまた２電位型電
子銃２６では加速電極の働らきもする。 図示のように電子銃２６では電子ビームがスク
リーン２２を走査して形成するラスタのコマ収差
補正のため遮蔽カツプ４４の底面に複数個の磁性
部材４６が取付けられている。このコマ補正磁性
部材４６は例えば米国特許第3772554号明細書記
載のものでよい。 電子銃２６の管状陰極３４はその一端面に平面
状電子放射面４８を有する。G1、G2a、G2bの各
電極はそれぞれ整合した開孔５４，５５，５６を
有する軸に垂直な板から成り、G3はG2bに隣接
する軸に垂直な壁面５８とそれに説けられた開孔
６０を有する。細長い管状部材より成る。G4は
G3と同様管状部材から成り、この両電極はその
対向面に内転した管状突起６２，６４を有し、そ
の間に電子銃の主集束レンズが形成される。 第３図および第４図は電子銃２６の遮蔽グリツ
ド手段３８を詳細に示す。遮蔽グリツド電極
G2a、G2bは何れも中央に開孔を持つ平面部７
０，７２をそれぞれ有する。G2a電極板は主断面
軸が水平方向に一致した横長矩形状の３個の開孔
５５を持ち、G2b電極板は水平方向に並んだ３個
の円孔５６を有する。このG2a電極の３個の開孔
はそれぞれビーム径路に沿つて並び、G2b電極の
３開孔５６と重なつている。 G2b遮蔽グリツド電極板は特開昭54−145472号
公報に開示の厚いG2と実質的に同じ設計のもの
でよい。 G2aとG2bが同電位のとき、電子銃２６のビー
ム形成電極の電子光学系は、米国特許第4234814
号明細書開示の溝孔付G2電子銃のそれと基本的
に同様でさる。各陰極３４から放出された電子
は、陰極に向つてG1の円孔に進入する回転対称
型電界により集中されて交わる。G2a電極板の開
孔５５のビーム入口側には非点収差電界が形成さ
れ、これが集中する電子ビームに対し水平面方向
と垂直面方向と異なる効果を及ぼす。すなわち水
平面方向では電子ビームが僅かに引伸ばされて比
較的小さい角で交わるが、垂直面方向では大きく
引伸ばされて水平ビームより前方でもつと浅い角
で交わる。 米国特許第4234814号明細書開示の溝孔付G2電
子銃の動作では、動作電圧を調節して垂直面内の
ビームの集中度が過少の電子ビームが生成され、
これによつて偏向ヨーク磁界に固有の垂直集中度
過大を補償することができたが、この補償による
利益を完全に得るためには、スクリーンの中心で
垂直に長いスポツトを許容しなければならなかつ
た。このスクリーン中心における垂直方向の許容
伸びがスクリーンの縁端部で得られる補正または
補償量を制限した。 この発明の電子銃２６によれば上述のスクリー
ンの中心部と縁端部との間の妥協が不要になる。
遮蔽グリツド手段が電気的に分離した２つの電極
として与えられるため、ビーム形成領域における
非点収差の度合を電子ビームの走査と同期して動
的に制御することができる。このようにして
G2a、G2bの両電極を同じ電位で動作させる代り
に、両電極間の電圧差を電子ビームがスクリーン
の中心から縁端部に向つて走査されると共に変調
することができる。 特に第２図、第３図および第４図に示す電子銃
の実施例ではG2aの開孔が水平方向に長いが、そ
のG2aの電圧を下げることにより非点収差の度合
が大きくなる。また電子ビームがスクリーンの中
心にあるときG2aがG2bより僅かに正になるよう
にG2a、G2bをバイアスして、従来法の溝孔付単
一G2電極において許容せざるを得なかつた垂直
集中度過少をなくすることができる。このように
スクリーン全体に亘り垂直水平の両方向に電子ビ
ームの本質的に完全な集束が得られる。 第５図はこの動的補正を達成し得る１つの方式
を示す。通常の方法でヨーク３０に垂直および水
平の偏向信号を供給して垂直水平走査を行い、ス
クリーン上にラスタを形成する。また通常の方法
で、円孔付遮蔽グリツド板G2bを600V、集束電
極G3を8500V、加速電極G4を3000Vとするよう
に直流定電圧を印加する。水平及び垂直偏向信号
発生器７４，７６から各別の信号処理回路（水平
および垂直の放物線発生器）７８，８０に水平お
よび垂直の偏向信号をそれぞれ供給して、それぞ
れ水平および垂直の偏向信号に同期した放物線信
号を発生させる。この放物線信号を混合器８２に
供給する。この混合器の一方の出力８４は混合し
た信号を直接G2aに供給し、他方の出力８８はそ
の混合信号を出力をG1に接続された位相反転減
衰器８８に供給する。このようにして両電極
G2a、G1間の電圧はヨーク３０の水平垂直の両
偏向コイルに印加された電圧と同相で動的に変化
される。 代りにG1を直流定バイアス電圧に保つて、
G2aだけに放物線処理した偏向信号を印加するこ
ともできるが、この場合はG1、G2a間に変動す
る電位差が生じ、電子銃のカツトオフ特性に僅か
な動的変化を生ずることがある。遮蔽グリツド電
極G2aに印加されている動的補正の振幅が充分小
さければ、この変化が管球の動作に著しく悪影響
を及ぼすことはない。このような場合は反転減衰
器８８を省略し、G1を接地することができる。 また代りにこの動的走査同期式補正を水平垂直
走査信号の一方だけに関係付けることもできる。
これは垂直水平信号のどちらで行うこともできる
が、ビームのフレア歪は大部分が水平走査と共に
変るため、通常は水平信号を用いる。この場合は
垂直放物線発生器８０および混合器８２を省略
し、水平放物線発生器の出力を直接位相反転減衰
器８８に供給する。 第５図に示す装置においてG2b、G3、G4が図
示のように付勢されると、水平放物線発生器７８
はビームがスクリーンの中心部にあるときの約＋
650Vからビームがスクリーンの右端または左端
にあるときの約＋400Vまで変化する放物線信号
を発生する。この放物線電圧はその頂点がビーム
がスクリーンの中心に来たときに生じるように偏
向位相同期されている。同時に垂直放物線発生器
８０はビームがスクリーンの中心にあるときの約
＋650Vからビームがスクリーンの上端または下
端にあるときの約＋525Vまで変化する放物線信
号を発生し、この放物線信号もその頂点がビーム
がスクリーン中心に来たときに生じるように位相
同期されている。 この水平および垂直放物線発生器からの２つの
出力は混合器８２で組合され、水平放物線信号に
よる一連の波が遥かに低周波数で小振幅の垂直放
物線信号に乗つた複合信号を生ずる。この複合信
号は直接G2aに印加され、また位相反転減衰器８
８に供給される。電子銃２６の寸法を後述のよう
に設定すると、G1およびG2aの電圧変化を１：
５の比で逆極性すなわち互いに180゜離相関係に維
持したときカツトオフが保たれる。この混合器出
力の調節は位相反転減衰器８８で行つてG1に印
加される。例えばG2aとG2bを電気的に接続する
と、G2bを＋600V、G1を0Vにバイアスすること
により＋150V（陰極で）のカツトオフ電圧が得ら
れる。このように、このカツトオフ特性を維持す
るには、G2aを＋650Vに（すなわちG2bのバイア
スより50V高く）駆動するとき、G1を負でこの
１／５すなわち−10Vに駆動する必要がある。同様
にG2aを＋400Vに（すなわちG2bのバイアスより
200V低く）駆動するときはG1を正で＋40Vに駆
動する必要がある。 第６図は水平偏向信号と垂直走査がスクリーン
の中心付近にあるとき一連の水平走査中にG2aお
よびG1に印加される処理された放物線信号との
関係を示す。水平偏向信号は普通の鋸歯状波で、
ある程度負の値からビームがスクリーンの中心に
来たときに零偏向を与える零値へ、更にこの零値
からある程度正の値まで変化する。G2aの信号は
ビームがスクリーンの中心にあつて無偏向の頂点
におけるG2bバイアスより稍稍高い正の値から、
ビームがスクリーンの左端または右端に偏向され
たときの最小値まで変化する。G1信号も類似形
状を持つが反転しており、振幅も小さい。この信
号はその頂点における最小値からビームがスクリ
ーンの左端または右端に偏向されたときの最大値
まで変化する。 水平および垂直の放物線発生器７８，８０の出
力の相対振幅は、水平および垂直の偏向の増大と
共に必要な補正量に比例すべきである。このよう
な所要補正量は普通等しくない。水平偏向の増大
時に必要な補正は本来偏向ヨークの過少集中特性
の増大に起因し、この特性は垂直偏向に対し不変
である。垂直偏向の増大と共に必要な補正は本来
電子銃の主集束レンズの偏向コマ収差の増大に起
因する。これら（水平および垂直）の補正は使用
するヨークや電子銃の設計によつて変るが、水平
および垂直方向に所定の同じ偏向を与えるに要す
る水平および垂直補正の相対量の代表的関係はそ
の比の範囲が約２：１ないし３：１であることで
ある。従つて発生器７８からの水平補正信号が
250V（＋650Vから＋400Vまで）変ると、発生器
８０からの垂直補正信号は約85〜125V例えば＋
650Vから＋525Vに変る筈である。このようにし
てG2a、G1の瞬時バイアスは一般に次表のよう
になる。

【表】 G1およびG2aに印加される信号は放物線状と
して説明することもできるが、電子銃またはヨー
クの電子ビーム光学系の変化に合せるため公知の
方法で真の放物線から若干整形する必要があるこ
とがある。 この発明の電子銃２６の１実施例では次の寸法
を用いた。 G1の開孔直径 0.645mm G2bの開孔直径 0.635mm G3の開孔直径 1.524mm G2aの開孔直径 0.711×2.133mm G1の厚さ 0.127mm G2aの厚さ 0.203mm G2bの厚さ 0.508mm G3の厚さ 0.254mm G1、G2aの間隔 0.127mm G2a、G2bの間隔 0.076mm G2b、G3の間隔 0.838mm 以上の説明ではG2a遮蔽グリツド電極が長辺が
水平方向を向いた矩形の開孔を持つとしたが、こ
の矩形開孔を垂直方向に配置することもできる。
この場合は遮蔽グリツドG2a電極をスクリーンの
中心における＋650Vからスクリーンの端におけ
る＋400Vまで変化する水平補正信号電圧で変調
する代りに、G2a電極に正向きの信号を印加して
その電圧がスクリーンの中心における約＋550V
からスクリーン主軸の端における約＋800Vまで
変るようにする。これに対応する調節は前述の説
明に従つて垂直補正信号従つてG1に印加する信
号に対して行う。 G2bのビーム形成用開孔５６は円形断面を可と
するが、他の形状も使用し得る。スクリーン上の
ビームスポツトは円形を理想とするから、この開
孔は真円であることが望ましい。従つてビームス
ポツトの明るい主心部の形状を所要の対称円形か
ら歪ませないでそのスポツトの無用のフレアを消
し得るように、ビーム形成領域に限られた非点収
差を導入することが望ましい。このビーム形成用
開孔５６が円形でなければ、ビームスポツトの主
心部が対称円形から歪む不都合な効果を持つこと
がある。 G2aの矩形開孔５５の水平長は、電子ビームの
水平集中線に顕著に影響しないだけ充分大きい限
り重要でない。この長さはG2aの厚さの少なくと
も５倍あればビームの電子線に全く悪影響がない
ことが判つている。 ビーム形成領域において所要の非点収差効果を
得るには、矩形開孔５５の垂直面内の幅がG2bの
ビーム形成用開孔５６の直径を超えてはならな
い。これを超えるとG2a内の電界の拡散効果が大
き過ぎて厚いG2bの利用に矛盾してビーム形成領
域の所要の交差（クロスオーバ）光学系に悪影響
を及ぼす。G2aの厚さが開孔５６の直径の0.8よ
り遥かに大きくなつたときはビーム形成用光学系
の品質が急速に低下することが判つている。開孔
５６の直径が0.635mmの電子銃に対しては、G2a
の厚さは0.508mm以下を可とする。 逆にG2aの厚さを矩形開孔の幅をG2bの開孔５
６の直径より著しく小さくしなければならないほ
ど薄くしてはならない。矩形開孔５５の幅はビー
ム形成用開孔５６の直径より小さくできるが、こ
れを小さくし過ぎると、矩形開孔５５とビーム形
成用開孔５６との整合の機械的公差が厳しくな
る。経験によるとビーム形成用開孔５６の直径が
0.635mmのとき、G2aの厚さは0.076mmにすること
ができるが、厚さを約0.152mmより著しく薄くす
ると、矩形開孔５５の幅をその幅と厚さの比の範
囲２〜５の上限に充分近付ける必要があるため最
適の幅を用いることができない。従つてG2aの厚
さは電子ビーム開孔５６の直径の0.24〜0.8倍が
よい。 厚いG2bの電子銃ではG2a、G2bの厚さの合計
がG2bのビーム形成用開孔５６の直径の約1.2倍
を超えてはならないことも判つている。従つて
G2bの厚さが0.508mmのときは、G2aの厚さが
0.254mm以上になるとこれに応じてG2bの厚さを
0.508mm以下に減じなければビーム形成用光学系
が著しく歪んでしまう。G2bの厚さは電子ビーム
開孔５６の直径の0.4〜1.0倍とすべきである。 どのような管球でも必要な非点収差補正量は不
均一ヨーク磁界と管球自体の電子光学系に起因す
る歪の関数である。G2aの非点収差補正信号の大
きさすなわち所要の補正を得るためにG2aに印加
すべき瞬時バイアスは、G2aの非点収差生成用溝
孔レンズの強度の関数である。このレンズの強度
は(1)矩形開孔５５の幅の減少、(2)矩形開孔極板部
７０の厚さの増大、(3)G1、G2aの間隔の減少お
よび（または）(4)G2a、G2bの間隔の減少により
増大させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による新規な電子銃を含む陰
極線管の平面図、第２図は第１図の電子銃の１実
施例の部分断面側面図、第３図は第４図の線３−
３に沿う第２図の遮蔽グリツド電極手段の拡大断
面図、第４図は第２図の電子銃の遮蔽グリツド電
極手段の第３図の線４−４に沿う平面図、第５図
は第２図の電子銃の動作に適する１方式を示す
図、第６図はこの発明の電子銃の動作に用いられ
る代表的信号波形を示す図である。 １０……陰極線管、２２……表示面、２６……
電子銃、２８……電子ビーム、３４……陰極、３
６……制御グリツド、３８……遮蔽グリツド、４
０，４２……ビーム集束用有孔電極、５５……細
長い開孔、５６……円形開孔、７０……第１の部
材、７２……第２の部材、７４〜９０……端子手
段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 陰極線発光表示面と、この表示面に電子ビー
   ムを投射する電子銃とを含み、上記ビームをビデ
   オ信号で変調して水平垂直に走査し、上記表示面
   上に画像を表示するようにされた陰極線管におい
   て、上記電子銃がビーム形成手段とビーム集束手
   段とを含み、上記ビーム形成手段が陰極、制御グ
   リツドおよび遮蔽グリツド手段をこの順序で備え
   て電子を発生すると共にそれを上記遮蔽グリツド
   手段の近傍に第１の交点を持つビームに形成し、
   上記ビーム集束手段が上記第１の交点を上記表示
   面上に結像させるように上記電子ビームを集束す
   る主集束レンズを構成する少なくとも２個の有孔
   電極を含み、上記遮蔽グリツド手段が細長い開孔
   を持つ第１の部材と上記制御グリツドと反対側で
   上記第１の部材に近接する円形開孔を持つ第２の
   部材とを含み、上記第１および第２の部材が互い
   に離されて電気的に絶縁され、上記第２の部材に
   一定の直流動作電圧を、上記第１の部材に動的信
   号電圧を各別に印加する端子手段が設けられ、上
   記信号電圧が上記電子ビームの水平垂直走査の生
   成に用いる偏向信号の少なくとも１つに同期され
   ていることを特徴とする陰極線管。