JPH02144831A - カラー受像管装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野〕 この発明は、カラー受像管装置に係り、特にインライン
配列された３本の電子ビームを、これらの電子ビームに
共通な大口径電子レンズにより集束並びに集中させる電
子銃を有するカラー受像管装置に関する。

（従来の技術） 一般にカラー受像管装置は第５図に示すように構成され
、真空外囲器１はフェースプレート３と、このフェース
プレート３の側壁部３ａに接合されたファンネル４と、
このファンネル４に接合されたネック５とから形成され
ている。

そして、フェースプレート３の内面には蛍光体からなり
膜状のスクリーン２が形成され、このスクリーン２と所
定間隔をもって多数のアパーチャ８を有するシャドウマ
スク９が設けられている。

又、ネック５内には電子銃６が装着されている。

更に、ファンネル４の内面からネック５内面の一部にか
けて、内部導電膜１０が一様に塗布され、ファンネル４
の外面には外部導電！１１１が一様に塗布され、ファン
ネル４の外面の一部に陽極端子（図示せず）が設けられ
ている。

尚、ファンネル４からネック５にかけて、外側には偏向
ヨーク７が装着されている。

スクリーン２は、赤色発光蛍光体、緑色発光蛍光体及び
青色発光蛍光体がストライプ状又は点状に多数塗布され
てなり、動作時に電子銃６から出た３本の電子ビームＢ
Ｒ，，ＢＧ及びＢＢはシャドウマスク９により選択され
て、それぞれの蛍光体を衝撃し、これを発光させる。

又、電子銃６はインライン配列の平行な３本の電子ビー
ムＢ、１％ＢＧ及びＳＳを発生、加速並びに制御するた
めの電子ビーム形成部ＧＥと、これらの電子ビームを集
束、集中させるための主電子レンズ部ＭＬを有している
。そして、３本の電子ビームＢｌｌ、Ｂｃ及びＢ、を偏
向ヨーク７によりスクリーン２全面に偏向走査すること
により、ラスタを形成する。

ところで、３電子ビームを集中させる方法は、例えば米
国特許第２，９５７，１０６号明細書に示されているよ
うに、カソード（陰極）から射出される電子ビームを初
めから傾斜して集中する技術があり、又、米国特許第３
，７７２，５５４号明細書に示されているように、電子
銃電極に設けられた３電子ビ一ム通過用開口のうち一部
電極の両側の開口を電子銃の中心軸から僅かに外側へ偏
芯させることにより、電子ビームの集中を行なっている
技術があり、いずれも広く採用されている。

偏向ヨーク７は、基本的には電子ビームを水平方向に偏
向する水平偏向磁界を発生するための水平偏向コイルと
、電子ビームを垂直方向に偏向する垂直偏向磁界を発生
するための垂直偏向コイルとを有している。実際のカラ
ー受像管装置においては、電子ビームを偏向した時に、
３電子ビームスポツトのスクリーン２での集中が崩れて
くるので、この集中の崩れを防止するため、工夫が施さ
れている。

これは、コンバージェンス・フリーシステムと称され、
水平偏向磁界をビンクツション形、垂直偏向磁界をバレ
ル形にすることにより、スクリーン２全域において、３
電子ビームが集中するようにしたものである。

以上述べたように、カラー受像管装置は多くの開発技術
の採用により品位は向上しているが、管の大形化、高品
位化が普及するにつれて、新たな問題がクローズアフブ
されつつある。

即ち、■電子ビームのスクリーン２上でのビームスポッ
ト径の問題、■偏向された時のスクリーン２の周辺部で
の電子ビームスポットの歪の問題、■スクリーン２全面
でのコンバージェンスの問題がある。

管が大形になると、電子銃６からスクリーン２までの距
離が長くなり、電子レンズの電子光学的倍率が大きくな
って、スクリーン２上でのビームスポット径を大きくし
てしまい、解像度を劣化させてしまう。ビームスポット
径を小さくするには、電子銃６の電子レンズの性能を向
上させねばならない。

一般に、主電子レンズ部は開口を有する複数の電極が同
軸上に配置され、それぞれ所定の電位が印加されること
によって形成される。このような静電レンズは、電極構
成の違いにより幾つかの種類があるが、基本的には電極
開口径を大きくした大口径レンズを形成させるか、又は
電極間の距離を長くして緩やかな電位変化にして長焦点
レンズを形成することにより、レンズ性能を向上させる
ことが出来、る。

しかし、カラー受像管の電子銃６は、一般に細いガラス
円筒であるネック５内に封入されるため、先ず電極の開
口、即ち、レンズ口径が物理的に制約される。又、電極
間に形成される集束電界が、ネック５内の他の不所望な
電界の影響を受けないようにするために、電極間の距離
が制限される。

特に、シャドウマスク型カラー受像管のように３本の電
子銃がデルタ配列やインライン配列として一体化した場
合には、前述したように電子銃間隔Ｓｇが小さなもの程
、３本の電子ビームをスクリーン２全而の近傍で一点に
集中させ易い。又、偏向電力が小さいという利点がある
ので、電子銃間隔Ｓｇを小さくするために、電極の開口
は更に小さくせざるを得ない。

そこで、同一平面上に並んだ３個の電子レンズを完全に
重ね合わせて大きな電子レンズとし、この大口径電子レ
ンズにより電子レンズ性能を最大限に発揮させようとす
る方法が考えられる。

第６図は、これを光学的に図示したものである。

図に示す通り、映し出される電子ビームのコアは小さく
なるが、電子ビーム全体で見ると、未だ不十分な結果で
ある。即ち、電子銃間隔つまりビーム間隔がＳｇである
３本の平行電子ビームＢＲｓＢａ及びＢＢが１個の共通
大口径電子レンズＬＥＬを通過すると、第６図のように
中央の電子ビームＢ。が適性集束した状態では、両側の
電子ビームＢＲＳＢＢは過集束状態、且つ過集中状態と
なると共に大きなコマ収差を伴ない、スクリーン１０１
上では、３本のビームスポットｓｐ、。

ｓｐａ、及びＳＰ、は大きく離れ、両側のビームは歪む
。

これら３本の電子ビームの集中状態を合わせ、コマ収差
分を減少させるには、電子レンズＬＥＬのレンズ口径り
に対する３本のビーム間隔Ｓｇを成る程度小さくしてゆ
けば、実用上問題はなくなるが、３本のビームのスクリ
ーン１０１上での集中状態に関しては、ビーム間隔Ｓｇ
を極めて小さくしなければならず、電子ビーム発生部の
機械的配置の面で限界がある。

そこで、特公昭４９−５５９１号公報（米国特許第３，
４４８．３１６号明細書）及び米国特許第４，５２８，
４７６号明細書では、第７図に示すように電子レンズＬ
ＥＬに入射する３本の電子ビームに予め傾角を持たせて
おいて、３本の電子ビームが同時に電子レンズＬＥＬの
中央部を通過するようにして、３本の電子ビームの集束
状態を合わせ、その後、発散していく両側の電子ビーム
を第２の電子レンズＬＥＬ２により反対方向に強くφ０
偏向させ、スクリーン１０１上で３本のビームが集中す
るようしている。

その結果、３電子ビームの集束及び集中が改善される。

しかしながら、両側の電子ビームは大きな偏向収差又は
コマ収差が発生するという問題を残している。

このため、第８図（ａ）に示すように、電子ビームの過
集中を補正するために、第８図（ｂ）に示す３本の電子
ビームに共通な非円形開口１２を有する板状体１３を大
口径電子レンズの近傍且つ電子ビーム発生部側に配置し
、３本の電子ビームが互いに交差することなく、大口径
電子レンズを通過させる方法が提案されている。

しかし、このような方法では、板状体１３が３本の電子
ビームに対して共通な開口を持つため、大口径電子レン
ズによる集中特性を補正すること、３本の電子ビームの
集束状況を完全に一致させることは難しく、集束された
ビームスポットには大きなコマ収差が残り、実用化出来
ない。

以上のように、３本の電子ビームに共通に働く大口径電
子レンズを利用することは難しく、大口径電子レンズの
性能を最大限に発揮させることが出来ない。

（発明が解決しようとする課ａ） 上記のように、カラー受像管装置の画像性能を更に向上
させるためには、３本の電子ビームに共通な大口径電子
レンズを用いることにより、電子銃６の性能を向上させ
、スクリーン２上のビームスポット径を小さくすること
が有効であるが、従来技術では大口径電子レンズの性能
を充分に発揮させることが出来ず、カラー受像管装置の
画像性能を更に向上させることは困難であるという問題
があった。

この発明は、大口径電子レンズの性能を充分に発揮させ
て、画像性能を著しく向上させたカラー受像管装置を提
供することを目的とする。

［発明の構成］ （課通を解決するための手段） この発明は、インライン形電子銃、偏向ヨーク、及びス
クリーンを備え、上記電子銃部から発射される電子ビー
ムを上記偏向ヨークにより上記スクリーン上で垂直方向
及び水平方向に偏向走査するカラー受像管装置において
、上記電子銃は３本の電子ビームを発生、加速、制御す
る陰極を含む電子ビーム形成部と、上記電子ビームを集
束、集中させる主電子レンズ部とを備え、この主電子レ
ンズ部には３本の電子ビームに対して共通な電子レンズ
を有し、この共通電子レンズの陰極側のレンズ領域内に
、３個のビーム通過孔を持つ電極を有シ、コの３個のビ
ーム通過孔は両側のビーム通過孔が同じ大きさで中央の
ビーム通過孔がそれより小さく、且つ両側の各電子ビー
ムは対応するビーム通過孔の中央ビーム寄りに入射する
ように構成されてなるカラー受像管装置である。

（作用） この発明によれば、主電子レンズ部に平行に入射してき
た３本の電子ビームに共通に作用する第１の電子レンズ
と、この第１の電子レンズのレンズ領域内に３個のビー
ム通過孔を持つ電極により３個の個別の第２の電子レン
ズを有する複合電子レンズよりなり、３個の個別の第２
の電子レンズは中央の電子レンズの方が両側の電子レン
ズより集束作用が強くなるように設定されており、且つ
両側の各電子ビームは対応する各節２の電子レンズの中
央ビーム寄りに入射するように設定されている。

この結果、両側の各電子ビームは第２の電子レンズによ
りそれぞれコマ収差を受けるが、次いで第１の電子レン
ズでは逆方向のコマ収差を受けるため、コマ収差は相殺
され、スクリーン上に良好に集束する。

又、第１の電子レンズにより過集中を起こすことのない
レンズ強度に設定出来るため、３本の電子ビームはスク
リーン近傍に良好に集中させることが出来る。

（実施例） 以下、図面を参照して、この発明の一実施例を詳細に説
明する。

この発明は、上記課題を解決するために電子銃を改良し
たもので、主に電子銃について述べることにする。

この発明によるカラー受像管装置の電子銃は第１図に示
すように構成され、この第１図はネック付近とスクリー
ン付近を示している。

即ち、従来例（第５図）と同一箇所は同一符号を付すこ
とにすると、ネック５内に装着されている電子銃１００
は、カソード（陰極）Ｋ、第１グリツドＧ１、第２グリ
ッドＧ２．第３グリツドＧ３、第４グリツドＧ４、第５
グリツドＧ５、第６グリツド６６が所定間隔で配設され
てなり、これらは絶縁支持体（図示せず）に支持されて
いる。

そして、第６グリツドＧ６にはバルブスペーサ１１２が
固着され、このバルブスペーサ１１２はファンネル４の
内面からネック５内面の一部にかけて一様に塗布された
内部導電膜１０に接触している。尚、このような電子銃
１００は、ネック５下部のステムピン１１３に固定され
ている。

上記のカソードには、内部にそれぞれヒータを有してお
り、３本の電子ビームＢＲ，ＢＧ及びＢＢを発生する。

又、第１グリツドＧ１、第２グリツドＧ２は３個のカソ
ードＫに対応して３つの比較的小さなビーム通過孔を有
し、この部分においてカソードＫからの電子ビームを制
御・加速し、いわゆる電子ビーム形成部ＧＥを構成して
いる。

次いで、第３グリツドＧ３、第４グリツドＧ４、第５グ
リツドＧ５（第４グリツドＧ４側）は、同じく３個のカ
ソードＫに対応して３つの比較的大きなビーム通過孔を
有している。

第５グリツドＧ５のうち第６グリツドＧ６側に近い部分
には、３本の電子ビームの集中、集束に関する補凰手段
として、第２図に示すように３個のビーム通過孔１４．
１５．１６を持つ電極Ｇ５Ｄが設けられている。この第
２図から判るように３個のビーム通過孔１４．１５．１
６のうち、両側のビーム通過孔１４．１６は同じ大きさ
であるが、中央のビーム通過孔１５は両側よりも小さく
なっている。

又、第６グリツドＧ６は第５グリツドＧ５と一部重なり
、円筒状電極である第５グリツドＧ５を包含した実質的
に円筒状の電極であり、第５グリツドＧ５の大円形ビー
ム通過孔Ｇ５Ｔとの間に、実質的に大口径円筒レンズを
形成している。

更に、既述のように、第６グリツドＧ６の先端外周には
、バルブスペーサ１１２が取付けられていて、ファンネ
ル４の内面からネック５内面の一部にかけて一様に塗布
された内部導電膜１０と接触していて、ファンネル４に
設けである陽極端子から陽極高電圧を供給するようにな
っている。又、第６グリツドＧ６の先端には、偏向ヨー
ク７による磁界に対する磁界修正素子を置くことも出来
る。

以上、カソードに１第１グリツドＧ１から第６グリツド
Ｇ６まで絶縁支持体によって固定支持されている。

又、既述のように、ネック５からファンネル４にかけて
の外側には偏向ヨーク７が取付けられており、この偏向
ヨーク７は電子銃からの３本の電子ビームＢ、、Ｂ、及
びＢＢを水平、垂直に偏向するための水平偏向コイルと
垂直偏向コイルとからなっている。更に、電子ビームの
軌道の：Ａ整のために、多極磁石５１が配設されている
。

そして、第６グリツドＧ６を除いて全ての電極は、ステ
ムピン１１３を通じて外部より所定の電圧が印加される
ようになっている。

以上の電極構成において、各電極に印加される電圧につ
いて述べると、例えば、カソードには約１５０ｖのカッ
トオフ電圧とし、これに映像信号を加え、第１グリツド
Ｇ１は接地電位とし、第２グリツドＧ２は５００ｖ〜Ｉ
ＫＶ、第３グリッドＧ３１；！’５〜ｌ０ＫＶ、第４グ
リッドＧ４は５００Ｖ　〜３ＫＶ、第５グリッドＧ５は
５〜１０ＫＶ、第６グリツドＧ６は陽極高電圧の２５〜
３５ＫＶを印加する。

このような電位構成とすることによって、各カソードＫ
からその変調信号に応じて発生した電子ビームは、カソ
ードに１第１グリツドＧ１及び第２グリツドＧ２により
、第３図、第４図に示すようにクロスオーバＣｏを形成
して、第２グリツドＧ２、第３グリツドＧ３によるプリ
フォオーカスレンズＰＬにより僅かに集束され、仮想ク
ロスオーバｖＣＯを形成する。そして、第３グリツドＧ
３の中へ入ってきた各電子ビームＢＲ，ＢＧ及びＢ、は
第３グリツドＧ３から第６グリツドＧ６による主電子レ
ンズ部ＭＬＩにおいて、集束作用且つ両側の電子ビーム
は集中作用を受けてスクリーン２上に集束・集中する。

尚、第３図、第４図はそれぞれ′！Ｊ１図のＹ−２断面
とＸ−２断面の光学的モデルである。

次に、第３グリツドＧ３から第６グリツドＧ６までの主
電子レンズ部ＭＬＩのレンズ作用を、第３図、第４図を
用いて更に詳しく説明する。

仮想クロスオーバｖＣＯを形成して第３グリツドＧ３へ
入ってきた個々の電子ビームは、第３グリツドＧ３、第
４グリツドＧ４、第５グリツドＧ５によって形成される
個々の弱いユニポテンシャルレンズＥＬ２によりそれぞ
れ少し集束される。

大口径電子レンズＬＥＬは、第５グリツドＧ５と第６グ
リツドＧ６により形成されるが、第５グリツドＧ５の途
中の第６グリツド６６側近くに設けである３個のビーム
通過孔を持つ電極Ｇ５Ｄにより、第６グリツドＧ６側か
らの高電圧の浸透が制御されているので、結局、第５グ
リツドＧ５の先端部Ｇ５Ｔ　（３電子ビームに共通な大
開口）と第６グリツドＧ６の円筒（３電子ビームに共通
な大開口）により大きな１つの第１の電子レンズＬＬが
形成される。それと共に、このレンズ領域内において、
その低電圧側に３個の個別の第２の電子レンズＳＬ　Ｃ
８Ｌ＋　５ＳＬｚ　、ＳＬｉ　）が形成されていること
になる。

従って、先ず３本の電子ビームがスクリーン２付近に集
中するように、電子レンズＬＬの強さが決定され、集束
に関する不足分を３個の個別の第２の電子レンズＳＬに
よりそれぞれ補うようになっている。

この時、両側のレンズＳ　Ｌ　＋　　Ｓ　Ｌ　３は中央
のレンズＳＬ２より弱くなるように、電極Ｇ５Ｄのビー
ム通過孔１４．１５．１６は第２図に示すように、両側
のビーム通過孔１４．１６が中央のビーム通過孔１５よ
りも大きくなっている。これによって、電子レンズＬＬ
による両側の電子ビームに対する集束力と中央の電子ビ
ームに対する集束力の差を相殺する。

又、電極Ｇ５Ｄの両側のビーム通過孔１４、１６の中心
部は、電子ビームの入射位置即ち第１グリツド０１〜第
４グリツドＧ４の両側のビーム通過孔の中心軸と異なり
、中央から離れる方向へずれている。このため、水平方
向（Ｘ−Ｚ面）に関しては、電子レンズＳＬ、　、ＳＬ
３に対し両側の電子ビームはそれぞれ中実軸（２輪）に
近い方を通過してコマ収差を発生するが、これは電子レ
ンズＬＬによるコマ収差と丁度反対方向であるため、打
ち消し合い、スクリーン２上に集束される両側の電子ビ
ームにはコマ収差が無視出来るようになり、両側の電子
ビームも良好なスポットを形成する。

さて、上記実施例の具体的寸法は、例えば以下のように
なっている。

カソードにの間隔Ｓｇ：４．９２ｍｍ。

各電極の開口（ビーム通過孔）径 第１グリッドＧ１＋０．６２ｍｍ。

第２グリッドＧ２中０．６２ｍｍ。

第３グリツドＧ　３　’ｐ　４　、　５２　ｍ　ｍ　ｓ
第４グリッドＧ４→４．５２ｍｍ。

電極Ｇ５Ｄ　　　　＊４．５２ｍｍ。

電極Ｇ５Ｔ　　　　÷２５．Ｑｍｍ。

電極Ｄ　５　　　　　’ｉ”　２５　、０　ｍ　ｍ　ｓ
第６グリツドＧ６：２８．Ｏｍｍ。

電極Ｄ６　　　　　＝２３．Ｑｍｍ。

電極Ｇ５Ｄの中央部間ロー：４．５２ｍｍ％両側開口＊
１０．０ｍｍ。

各電極の長さ 第３グリ 第４グリ 第５グリ 第６グリ ドＧ３　４　６．２ｍｍ。

ドＧ４　÷　２　、　０　ｍ　ｍ　ｓ ドＧ５’−５５，９ｍｍ。

ドＧ６÷４０．０ｍｍ、 （電極Ｇ５Ｔよりの長さ） 各電極の間隔 第１グリツドＧ１と 第２グリツドＧ２の間隔＋０．３５ｍｍ。

第２グリツドＧ２と 第３グリツドＧ３の間隔−：１．２ｍｍ。

第３グリツドＧ３と 第４グリツドＧ４の間隔−１−０，６ｍｍ。

ａ＋１４ｍｍ。

［発明の効果］ 以上述べたように、この発明によれば、共通大口径電子
レンズの性能を充分に発揮させて、この共通大口径電子
レンズによりカソードから発生した平行な３本の電子ビ
ームをそれぞれ最適集束状態並びに最適集中状態でスク
リーン上に集束させることが出来る。

従って、スクリーン上で非常に小さいビームスポットを
実現することが出来、画像性能が著しく向上されたカラ
ー受像管装置を得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るカラー受像管装置の
要部を示す断面図、第２図はこの発明のカラー受像管装
置における主電子レンズを形成する電極を示す平面図、
第３図及び第４図はこの発明のカラー受像管装置におけ
る電子銃の光学的等価図、第５図は一般的なカラー受像
管装置の全体を示す概略断面図、第６図及び第７図は従
来の電子銃（２例）を光学的に示した構成図、第８図（
ａ）は従来の別の電子銃を示す断面図、同図（ｂ）は同
図（ａ）の電子銃における主電子レンズを形成する電極
（板状体）を示す平面図である。 ２・・・スクリーン、１００・・・電子銃、ＧＥ・・・
電子ビーム形成部、ＭＬＩ・・・主電子レンズ部、ＬＥ
Ｌ・・・共通大口径電子レンズ、ＬＬ・・・第１の電子
レンズ（共通）、ＳＬ・・・第２の電子レンズ（個別）
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 インライン形電子銃、偏向ヨーク、及びスクリーンを備
   え、上記電子銃部から発射される電子ビームを上記偏向
   ヨークにより上記スクリーン上で垂直方向及び水平方向
   に偏向走査するカラー受像管装置において、 上記電子銃は３本の電子ビームを発生、加速、制御する
   陰極を含む電子ビーム形成部と、上記電子ビームを集束
   、集中させる主電子レンズ部とを備え、この主電子レン
   ズ部には３本の電子ビームに対して共通な電子レンズを
   有し、この共通電子レンズの陰極側のレンズ領域内に、
   ３個のビーム通過孔を持つ電極を有し、この３個のビー
   ム通過孔は両側のビーム通過孔が同じ大きさで中央のビ
   ーム通過孔がそれより小さく、且つ両側の各電子ビーム
   は対応するビーム通過孔の中央ビーム寄りに入射するよ
   うに構成されてなることを特徴とするカラー受像管装置
   。