JPH02239545A - カラー陰極線管 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、（ａ）　　ネック、コーン及び表示窓を有す
る真空容器と、 （ｂ）　　ネック部に位置し、軸線が共通面内にある中
心電子ビーム及び２本の外側電子ビームを発生させるビ
ーム形成部と、動作中共働して主レンズを構成すると共
に附勢電圧を印加する手段に接続可能な第Ｉ及び第２の
電極系とを有する電子銃と、（ｃ）　　電子銃内に位置
し、電子ビームに非点収差の作用を及ぼす非点収差素子
と、 （ｃｉ）　　電子ビームを偏向するライン偏向磁界及び
フィールド偏光磁界を発生させる偏向ユニットとを具え
るカラー陰極線管に関するものである。

（従来の技術） 通常のカラー陰極線管は動作中に水平及び垂直偏向磁場
を発生させる自己集束型偏向ユニットを具え、電子銃か
ら発生し主レンズ系によって表示スクリーン上に集束し
た３本の電子ビームを表示窓全体に亘って集束させてい
る。しかしながら、電子ビームは表示窓上において垂直
方向で過度に集束してしまう。この過集束性は、電子銃
内の静的な非点収差素子によって部分的に補償すること
ができる。しかしながら、精細度に極めて厳格な要件が
課せられる用途、例えば高品位カラー画像表示管におい
ては十分でなくなる場合がある。欧州特許出願第２３１
，　９６４号には、非点収差素子の強度を偏向磁界の強
度とダイナミックに結合することにより垂直方向の過度
な集束性をほぼ完全に補正し得る電子銃の構造（いわゆ
るＤＡＦ型電子銃）が記載されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した構成では、偏向の際に生ずるス
ポット拡大因子により水平方向のスポット拡大が一層大
きくなり、この拡大率は１１．０°のカラー陰極線管装
置の場合２倍以上になるおそれがある。スポットは、表
示スクリーン全体に亘って水平方向に合焦し又はほぼ合
焦している。既知の装置においては、この水平方向のス
ポット拡大率が減少せず或いは微小量だけ減少するにす
ぎない。特に高品位カラー陰極線管の場合や高品位テレ
ビジョン用のカラー陰極線管を用いる場合、画像の精細
度に極めて厳格な要件が課せられるため、水平方向のス
ポット拡大率を減少させることが極めて重要である。従
って、本発明の目的は、冒頭部で述べたカラー陰極線管
において偏向の際に生ずる水平方向のスポット拡大率を
低減させることにある。

（発明の概要） 上記目的を達成するため、本発明によるカラー陰極線管
は、前記電子銃のビーム形成部分と偏向ユニットとの間
にアンダコンバージェンスを発生させる素子を配置し、
この素子が各外側の電子ビームに対して、電子ビームの
共通面内で関連する外側電子ビームの軸と直交し中心の
電子ビームから離すように作用する力を及ぼし、前記偏
向ユニットを、前記アンダコンバージェンスを補償する
オーバコンバージェンスを生じさせる偏向磁界を発生す
るように構成したことを特徴とする。

本発明は以下の認識に基づくものである。すなわち）ア
ンダコンノくージエンス（ｕｎｄｅｒｅｏｎｖｅｒｇｅ
ｎｃｅ　）を発生させる素子により、外側の電子ビーム
は外側の電子ビームを中心の電子ビームから離すように
偏向する力を受ける。通常の自己集束型の偏向装置と比
較して、本発明による偏向装置は、陰極線管が全体とし
て自己集束性とろるように構成されている。すなわち、
偏向装置は自己集束性となる要件を喪失し、実際には表
示窓上で電子ビームをオーバコンバージェンス（ｏｖｅ
ｒｅｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ）となるように作用する。本
発明による偏向ユニットの特徴は、少なくともライン偏
向磁界がほとんど非点収差特性を有しないことを意味す
る。すなわち、ライン偏向磁界は弱い６極磁界成分を有
し、或いは全く有していない。偏向磁界の非点収差特性
を減少させると、外側の電子ビームは偏向磁界により一
層中心の電子ビームに向けて偏向される。

本発明による電子ビームの集束性に作用する２個の効果
は互いに補償し合う。本発明の目的は、少なくともライ
ン偏向磁界の非点収差特性を低減することにより水平方
向のスポット拡大率を減少させることにより達成される
。

本発明は２個の認識に基づいている。

第１に、電子ビームが相互に離れるような力を受ける区
域がスクリーンから遠ざかるに従ってスポット拡大が減
少する。このため、少なくとも自己集束型ライン偏向コ
イルを外側ビームにある程度のオーバコンバージェンス
を与えるライン偏向コイルによって置換すると共に、コ
イルの電子銃側のビームを離れるように駆動する。実際
には、この目的のため４５°４極磁界が極めて好適であ
る。

この４極磁界を駆動する電流は、ライン偏向コイルの周
波数で放物関数を有するので有益である。

第２に、実際の電子銃に用いられている２極偏向磁界は
、自己集束型電流磁界よりも、少なくとも“ＤＦＡ”電
子銃を用いる場合よりも良好に集束することができない
。本発明による解決方法は、満足し得る集束性を低減す
る欠点を生ずることなく、水平方向のスポット拡大率を
低減させることに関して２極偏向磁界の利点をそのまま
有している。この目的は、アンダコンバージェンスを発
生させる素子により、電子ビームと直交する面内のパワ
ーが自己集束型の偏向ユニットによって形成される磁界
と同様に漸次変化する磁界を外側電子ビームの位置に形
成することにより達成される。

集束性は、漸次変化する磁界（この磁界は４極磁界によ
り特に形成される）により十分満足される。

一方、磁界がビーム間で階段状に変化する場合集束性は
一層悪くなる。

前述したように、ライン偏向コイルを適切に構成し、附
勢したとき、ライン偏向コイルが自己集束するには弱す
ぎる６極磁界成分を有し又は６極磁界成分を有しない２
極磁界を発生する。発生した２極磁界は、ｙ方向のコン
バージエンス誤差を減少させる高次高調波磁界成分（例
えば１０極成分、ｌ４極成分）を含むことができる。こ
れらのコンバージエンス誤差として、例えばｙ　Ｘ　２
又はｙｘ形の誤差がある。しかしながら、このような偏
向磁界を発生するように適合した偏向コイルは、北極一
南極ラスク誤差を補正するための電子回路を一般的に必
要とする。

ｙ方向のコンバージエンス誤差を減少させるため、本発
明による陰極線管装置においては、陰極線管の軸線に同
軸状にあり９０°４極磁界を発生するように適合する手
段を設ける。従って、本発明による偏向コイルは、北極
一南極ラスク誤差を補正する電気回路が不要となるよう
に設計することができる。この設計の利点は、９０°４
極磁界を発生する手段を制御するために微小な電気信号
で十分となることであり、この電気信号は例えばフィー
ルド偏向電流から取り出すことができる。この構成は、
４５°４極磁界を発生させる手段と同様であり、この手
段は例えばライン偏向電流から取り出すことができる微
小な電気信号により制御することができる。これとは対
照的に、北極一南極ラスク補正回路を制御するためには
強いダイナミックな信号が必要であり、この場合補正す
るための構造が複雑化してしまう。

９０°４極磁界を発生する手段を、電子銃のビーム形成
部分と偏向ユニットとの間に配置する。

本発明の好適実施例は、上述した手段をアンダコンバー
ジェンスを発生させる素子例えば４５°４極磁界と軸線
方向の同一の位置に配置したことを特徴とする。このよ
うな構成は、例えば上記手段を同一の環状コア上に配置
したコイル（それぞれ４個）により構成することにより
達成される。この環状コアは電子銃の集束レンズに接近
して適切に位置決めすることができる。

以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。

（実施例） 第１図は本発明によるカラー陰極線管の一例の構成を示
す断面図である。ガラス容器ｌは表示窓２、コーン３及
びネック４を構成し、そのネック部４に電子銃５を収納
する。この電子銃から３本の電子ビーム６、７及び８を
発生し、これら電子ビームの軸は紙面内に位置する。非
偏向状態において、中央の電子ビーム７の軸は陰極線管
の軸９と一致する。表示窓２はその内側に設けた蛍光素
子から成る多数のトリプレットを有している。蛍光素子
は、例えば細条状又はドット状のもので構成する。本例
では細条状の蛍光素子を用いる。各トリプレットは緑色
発光体細条、赤色発光体細条及び青色発生体細条を具え
る。これら発光体細条は紙面と直交する。シャドウマス
ク１１を表示スクリーンの前面に配置する。このシャド
ウマスクは多数の伸長状の開口１２を有し、電子ビーム
６，７及び８はこれら開口を通過しそれぞれ対応するカ
ラー発光体細条だけに入射する。共通の面内にある３本
の電子ビームは、偏向コイル装置１３（ライン偏向用）
及び１３′（フィールド偏向用）により偏向する。

本発明の重要な概念は、４極磁界を用いて自己集束性（
ｓｅｌｆ−ｃｏｎｖｇｅｎｔ）でないコイルの集束度補
正を適切に行ない、自己集束型コイルの場合よりスポッ
ト拡大を一層小さくなるように構成することである。こ
の４極磁界は素子ｌ４により発生する（第２図も参照）
。

図示の実施例において、素子ｌ４は磁化可能な材料から
成る環状コアｌ５を具え、このコア上に４個のコイル１
６，　１７，　１８及びｌ９を適切に巻回し、３本のビ
ーム２０．　２１及び２２に対して図示の向きの４極磁
界を発生させる。４極磁界は、第２Ｂ図に示すように、
２個のコアを用いて発生させることもできる。

４極の巻回部がヨークリング上に巻回されている以前よ
り用いられていた自己集束型偏向ユニットを具えるイン
ライン型陰極線管と比較して、また本発明が自己集束型
でない偏向ユニットを用いることを考慮すると、本発明
による４極磁界は偏向ユニットの前側に位置し偏向ユニ
ットの偏向中心と一致していない点に差異がある。

コンバージエンス補正を行なうため２本の外側電子ビー
ムの各々に局部的な２極磁界が用いられている自己集束
型でない偏向ユニットを有する陰極線と比較して、この
陰極線管では、２個の磁界によりビーム間に段階状に変
化する磁界が形成され、前述した集束性が劣化する欠点
がある点において本発明は相異する。

第１図及び第２図に示す実施例は、偏向ユニットの前側
に位置し陰極線管内の“ＤＡＦ“電子銃と共働する４極
の偏向ユニットを具える。

この４極の偏向ユニットを駆動する回路はコイル上に配
置することができる。別の特性は、局部的な２極磁界に
より外側ビームを補正するための磁極片を用いないこと
である。磁極片を用いれば、高いライン周波数を用いる
場合渦電流が発生する欠点がある。

本発明によるカラー陰極線管は、特に高解像力モニタ装
置や将来的なＨＤＴＶ装置に用いるのが好適である。本
発明は、４：３以上のアスベクト比、例えば１６：９の
アスベクト比を有する表示窓を有する陰極線において特
に有益である。

本発明の概念を第３図〜第５図に基いてさらに説明する
。第３図〜第５図はカラー陰極線管の線図的断面図であ
る。第３図は電子銃５５及び偏向装置５３を示す。電子
ビームは表示窓の全域に亘って集束している。

第３図と比較して、第４図において偏向装置は、非点収
差補正特性をほとんど有しない磁界を発生させる偏向装
置５４に変更した。電子ビームを偏向スル際オーバコン
バージェンスが生じ電子ビームは表示窓の前方のＤ面で
互いに交差する。アンダコンバージェンス及びオーバコ
ンバージェンスを生じさせる作用は、画像に対して好ま
しくない作用であり、従って通常は回避され及び／又は
できるだけ最小になるように設定されている。

第５図は本発明によるカラー陰極線管の原理を示し、電
子銃５５及び偏向装置５４を具えている。偏向ユニット
５４の前側に配置され外側ビームを互いに離れるように
変位させる素子ｌ４によってオーバコンバージェンスを
発生させ、偏向装置５４によって過剰集束度を発生させ
る。これらアンダコンバージェンスが互いに適切に補償
し合い、このカラー陰極線管を自己集束形とする。これ
ら素子及び偏向装置を組み合わせて用いれば、これらの
素子および偏向装置は電子ビームの集束性に悪影響を及
ぼさない。本発明の利点は、偏向の際に生ずる水平方向
のスポット拡大率が減少されることである。けだし、ラ
イン偏向磁界が非点収差特性をほとんど有しないからで
ある。

集束度に影響を与える素子によって生ずるアンダコンバ
ージェンスがより大きいため、本発明の効果は一層大き
くなる。最大のスポット拡大率すなわち表示窓の端部に
おけるスポット径と表示窓の中央部におけるスポット径
との比は、既知の１１０°カラー陰極線管において約２
．２である。

本発明のカラー陰極線管の場合、この比率は少なくとも
２．０まで減少する。

少なくともライン偏向磁界が非点収差特性をほとんど有
しないことによる別の利点は、スポット形状が一層円形
になることである。既知の装置において、表示スクリー
ンの端部におけるスポットの水平方向の寸法は、垂直方
向の寸法よりも相当大きい。しかしながら、より均一な
スポット形状が望ましく、特にデータ表示を行なう場合
一層均一なスポット形状が望ましい。しかも、垂直方向
の寸法が小さ過ぎると、モアレが生ずるおそれもある。

第６図はアンダコンバージェンスを発生させる素子ｌ４
をライン偏向コイルｌ３を有する回路内に組み込んだ回
路構成を示す。

第７図は第２Ａ図及び第２Ｂ図の変形例であり、４極磁
界を発生させるいわゆるステータ構造を示す。

第８図に基いてＤＡＦ（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ａｓｔｉｇｎ
ａｔｉｃ　Ｆｏｃｕｓ）型電子銃の原理を詳細に説明す
る。

第８図は本発明によるカラー陰極線管装置に用いるのに
好適な電子銃の構成を示す長手方向断面図である。この
電子銃は３個の陰極２１．　２２及び２３が固定されて
いる共通のカップ状電極２０とプレート状スクリーング
リッド２４とを具える。共通の面にある３本の電子ビー
ムは電極系Ｇ３及びＧ４によって集束する。これら電極
Ｇ３及びＧ４は３本の電子ビームに対して共用する。電
極系Ｇ３は、２個のカップ状部材２７及び２８を具え、
これらの端面ば互いに対向する。主レンズは第１電極系
Ｇ３及び第２電極系すなわち陽極Ｇ４に適切な電圧を印
加することにより形成される。

電極系Ｃ４は電極系Ｇ３と隣接する１個のカップ状部材
２９と底部に開口部３ｌが形成されている芯立てブッシ
ング３０とを有し、開口部３ｌを経て電子ビーｌいを通
過させる。電極部材２８は電極部材２９に向けて延在す
る外側端部３２を有し、電極部材２９は電極部材２８に
向けて延在する外側端３３を有している。

電子ビーム６，７及び８の軸３５．　３６及び３７を含
む面と直交する四部３４は開口部３８．　３９及び４０
を有している。凹部３４に平行に延在する凹部４１は開
口部４２．　４３及び４４を有している。凹部３４及び
４ｌはそれぞれ電極部材２８及び２９を有する１個の組
立体を構成する。所望の集束系を得るため、凹部内の開
口部は例えば円形とし、或はカラーを設けることもでき
る。或は多角形としたり又はカラーなしのものとするこ
ともできる。開口部を多角形とする場合、電子銃は多角
形用の物とする。

本例において、非点収差素子は、電極部材２７及び２８
の開口端部に補助電極２５及び２６を形成することによ
り電極系６３内に形成される。これら補助電極２５及び
２６は伸長状（垂直方向に延在する）の開口４５．　４
６及び４７と伸長状（水平方向に延在する）開口４８．
　４９及び５０をそれぞれ有するフラットプレートの形
態をしている。これらの開口は、通過する電子ビームに
対して４極磁界を形成するいかなる形状のものとするこ
とができ、例えば矩形、卵形又はダイヤモンド形とする
ことができる。

動作中、電極２７を一定の集束電圧Ｖ　１　ｅ　ｃを印
加する手段（図示せず）に結合することができる。

第９図は第８図の電極系の補助電極２５及び２６を正面
図として示す。電子ビーム６，７及び８の軸は十字線で
図示し、開口４５，　４６及び４７の重心位置（垂直方
向）にほぼ一致している。これら開口内に形成される４
極磁界の中心はビーム軸にほぼ一致する。補助電極は２
個の平行な電極プレートで構成することができ、一方の
プレートはほぼ垂直方向に延在する３個の開口を有し、
他方のプレートはほぼ水平方向に延在する３個の伸長状
開口を有することができる。

本発明は図示の実施例だけに限定されるものではない。

例えば、電圧Ｖｒａ。′で制御される補助電極１個だけ
を電極部２７と２８との間に配置して、制御電圧Ｖ，．
、＋ｖ．を２個の電極２７及び２８に印加して制御する
こともできる。より一般的には、スタティク又はダイナ
ミックな非点収差補正を行なういかなる型式の電子銃も
本発明に適用することができる。

本発明は、１個の４極磁界だけ（Ｘ方向の電子ビームに
ついてだけ作用する）を用いる場合に限定されない。

水平方向のスポット拡大を低減するため、ビームの周囲
に形成した２個のダイナミックに制御される４極磁界を
用いてビーム集束することもできる（第１１図参照）。

これら４極磁界を発生させるため、コイル装置５６．　
５７．　５８．　５９を配置することができ（第１０図
参照）或はコイル装置５６．　５７，　５８，５９に加
えて６０，．　６１．　６２．　６３を軸方向の異なる
又は同一の位置に配置することができる（第１１図参照
）。

第ｌθ図に示す実施例はＸ方向についてだけ集束補正す
ることができる４極磁界である。従って他の集束誤差は
このコイル装置では補正することができない。一方、こ
のような装置は北極一南極ラスク補正が必要である。第
１１図に示す関連する実施例においては、特別なｙ方向
４極電界を用いてｙ方向のコンバージェンス誤差も補正
される。この４極磁界の形態を第１１図に示す。従って
、いかなる北極一南極ラスク補正も必要としないコイル
装置を設計することができる。

上記技術思想の利点は電子回路の設計にも表われる。第
１図の装置は４極磁界用及び必極一南極ラスタ補正用の
ダイナミック信号を必要とする。

ラスク補正とは対照的に、４極磁界は微小な電気信号で
制御することができる。変形例の装置は２個の４極磁界
制御を必要とする。しかし、これらの両方は微小な電気
信号によって制御することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はアンダコンバージｉンスを発生させる素子１４
を含む本発明によるカラー陰極線管装置の長手方向断面
図、 第２Ａ図は第１図のカラー陰極作管装置のアンダコンバ
ージェンスを発生させる素子１４の構成を示す上面図、 第２Ｂ図はアンダコンバージェンスを発生させる素子の
変形例を示す断面図、 第３図〜第５図は本発明による陰極線管の概念を説明す
るための線図的断面図、 第６図は素子ｌ４の接続構成の一例を示す回路図、第７
図は４５°４極磁界発生素子の変性例を示す線図、 第８図は本発明によるカラー陰極線管に好適な電子銃の
構成を示す長手方向断面図、 第９図は第８図の電子銃の２個の補助電極の構成を示す
正面図、 第１０図は９０゜４極磁界を発生する４個のコイル構成
を示す線図、 第１１図は９０°４極磁界を発生するコイル構成と４５
°４極磁界を発生するコイル構成とを具えるコイル装置
の構成を示す線図である。 ト・・ガラス容器　　　　２・・・表示窓３・・・コー
ン　　　　　　４・・・ネック５，５５・・・電子銃　
　　　６，　　７．　　８・・・電子ビーム１３．　１
３’　，　５４・・・偏向装置１４・・・アンダコンバ
ージマンス発生素子ｌ５・・・コア 特許出願人　　工ヌ　ベー　フィリップスフルーイラン
ペンファブリケン 代狸人弁理士 杉 村 暁 秀 同弁理士 杉 村 興 作 Ｒ６．１ ＦＪｆ３．２Ａ ＦＩ３．２Ｂ Ｆｌ０．８ Ｆｆ６．１０ Ｆｉ６．ｉｉ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）ネック、コーン及び表示窓を有する真空容器
   と、 （ｂ）ネック部に位置し、軸線が共通面内にある中心電
   子ビーム及び２本の外側電子ビームを発生させるビーム
   形成部と、動作中共働して主レンズを構成すると共に附
   勢電圧を印加する手段に接続可能な第１及び第２の電極
   系とを有する電子銃と、 （ｃ）電子銃内に位置し、電子ビームに非点収差の作用
   を及ぼす非点収差素子と、 （ｄ）電子ビームを偏向するライン偏向磁界及びフィー
   ルド偏光磁界を発生させる偏向ユニットとを具えるカラ
   ー陰極線管において、 前記電子銃のビーム形成部分と偏向ユニッ トとの間にアンダコンバージェンスを発生させる素子を
   配置し、この素子が各外側の電子ビームに対して、電子
   ビームの共通面内で関連する外側電子ビームの軸と直交
   し中心の電子ビームから離すように作用する力を及ぼし
   、前記偏向ユニットを、前記アンダコンバージェンスを
   補償するオーバコンバージェンスを生じさせる偏向磁界
   を発生するように構成したことを特徴とするカラー陰極
   線管。 ２、前記アンダコンバージェンスを発生させる素子が、
   陰極線管の軸線に同軸状に形成され、４５°の４極磁界
   を発生させるように適合されている手段を有することを
   特徴とする請求項１に記載のカラー陰極線管。 ３、前記アンダコンバージェンスを発生させる素子の強
   度をライン偏向磁界の強度とダイナミックに結合する手
   段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のカ
   ラー陰極線管。 ４、前記アンダコンバージェンスを発生させる素子の強
   度を偏向磁界の強度とダイナミックに結合する手段が、
   少なくとも１個のライン偏向磁界と同期して変化する成
   分を有するダイナミックに変化する制御電圧を印加する
   手段を具えることを特徴とする請求項３に記載のカラー
   陰極線管。 ５、前記成分を放物状にしたことを特徴とする請求項４
   に記載のカラー陰極線管。 ６、前記電子銃のビーム形成部分と偏向ユニットとの間
   に、陰極線の軸線に同軸状に形成され、９０°の４極磁
   界を発生するように構成した手段を配置したことを特徴
   とする請求項１又は２に記載のカラー陰極線管。 ７、フィールド偏向電流から取り出した電流によりダイ
   ナミックに制御する手段を有することを特徴とする請求
   項６に記載のカラー陰極線管。 ８、前記手段を、アンダコンバージェンスを発生させる
   素子と軸線方向の同一の位置に配置したことを特徴とす
   る請求項６に記載のカラー陰極線管。 ９、電子に対する最大偏向角を５５°とした請求項１か
   ら８までのいずれか１項に記載のカラー陰極線管におい
   て、水平方向の最大スポット拡大率を２．０以下とした
   ことを特徴とするカラー陰極線管。 １０、請求項１に記載のカラー陰極線管装置に好適なア
   ンダコンバージェンスを発生させる素子を含む偏向ユニ
   ット。 １１、９０°４極磁界を発生する手段を含むことを特徴
   とする請求項１０に記載の偏向ユニット。