JPH04215236A - カラ−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】

［発明の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、カラー陰極線管に係
り、特に解像度を良好にする電子銃を有するインライン
型カラー陰極線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にカラー陰極線管は、外囲器のパネ
ル内面に、多数の電子ビーム通過孔の形成されたシャド
ウマスクに対向して、３色蛍光体層からなる蛍光体スク
リーンが形成され、電子銃から放出される３電子ビーム
を外囲器外側に装着された偏向ヨークの発生する磁界に
より偏向し、上記シャドウマスクを介して蛍光体スクリ
ーンを水平、垂直走査することにより、この蛍光体スク
リーン上にカラー画像を表示する構造に形成されている
。

【０００３】このようなカラー陰極線管において、特に
電子銃を同一平面上を通るセンタービームおよび一対の
サイドビームからなる一列配置の３電子ビームを放出す
る電子銃としたインライン型カラー陰極線管が、現在、
カラー陰極線管の主流となっている。

【０００４】ところで、一般にカラー陰極線管の解像度
は、蛍光体スクリーン上のビームスポットの大きさ、形
状に依存し、解像度を良好にするためには、ビームスポ
ットをできる限り小さく、かつ歪の少ない形状にするこ
とが必要である。また３電子ビームのコンバーゼンス特
性も重要な要因である。

【０００５】そのビームスポットを小さくするためには
、電子ビームを最終的に蛍光体スクリーン上に集束する
電子銃の主レンズを形成する電極の口径を大きくして、
球面収差を小さくすることが有効である。そのためには
、３電子ビームの相互間隔を大きくすることが必要であ
る。しかし電子ビームの相互間隔を大きくすると、３電
子ビームのコンバーゼンス特性が劣化するし、また電子
銃の配置される外囲器のネック内径により、主レンズを
構成する電極の口径が制限される。

【０００６】従来このような電子ビームの相互間隔やネ
ック内径を大きくすることなく、主レンズの球面収差を
小さくする手段として、主レンズを３電子ビームに共通
に作用する大口径レンズとした電子銃がある。

【０００７】図５にその一例として特開昭６２−６６５
４１号に記載されている電子銃を示す。この電子銃は、
一列配置の３個のカソード１Ｂ，１Ｇ，１Ｒ、これらカ
ソード１Ｂ，１Ｇ，１Ｒを加熱する３個のヒータ（図示
せず）および上記カソード１Ｂ，１Ｇ，１Ｒの前面（蛍
光体スクリーン方向）に順次配列された制御電極２、加
速電極３、集束電極４、最終加速電極５およびこの最終
加速電極５に取付けられたコンバーゼンス電極６からな
る。この電子銃の各電極２〜６には、３個のカソード１
Ｂ，１Ｇ，１Ｒに対応して一列配置の３個の円形電子ビ
ーム通過孔がカソード１Ｂ，１Ｇ，１Ｒの配列方向と同
方向に形成されている。特に集束電極４と最終加速電極
５とには、図６に示すように、その各対向部にカソード
の配列方向、すなわち３電子ビームの配列方向を長径と
する長円形状の有底凹孔部９，１０　が形成され、その
有底凹孔部９，１０　の底面部に３個の円形電子ビーム
通過孔１１Ｂ，１１Ｇ，１１Ｒ　および１２Ｂ，１２Ｇ
，１２Ｒ　が形成されている。 そしてその各中央のセンタービーム通過孔１１Ｇ，１２
Ｇ　の周縁部にそれぞれ他方の電極５，　４に向かって
突出した突出部１３，１４　が設けられている。

【０００８】この電子銃の各電極には、表１に示す電圧
が印加される。

【０００９】そして、この電圧の印加によりカソード１
Ｂ，１Ｇ，１Ｒから放出される電子は、制御電極２およ
び加速電極３により加速集束されて３電子ビーム７Ｂ，
７Ｇ，７Ｒとして引出され、つぎの集束電極４および最
終加速電極５により形成される主レンズにより最終的に
蛍光体スクリーンに向かって加速集束され、この蛍光体
スクリーン上にビームスポットを形成する。

【００１０】その集束電極４と最終加速電極５とにより
形成される主レンズの３電子ビーム配列方向の電位分布
は、図７に示すように、各有底凹孔部９，１０間に３電
子ビームに対して共通の比較的緩やかな等電位線１６で
与えられる分布となり、球面収差の小さい非回転対称の
大口径レンズが形成され、かつ各電子ビーム通過孔１１
Ｂ，１１Ｇ，１１Ｒ　および１２Ｂ，１２Ｇ，１２Ｒ　
の近くに３電子ビーム各別の小口径レンズが形成される
。

【００１１】しかし、この電子銃のように主レンズを長
円形状の有底凹孔部９，１０　を有する電極４，　５で
形成して非回転対称の電子レンズとすると、つぎのよう
な問題が生ずる。

【００１２】すなわち、上記大口径レンズの形成される
有底凹孔部９，１０　間においては、等電位線１６ａ　
で示すように３電子ビーム共通の等電位線の傾角が３電
子ビームの配列方向（有底凹孔部９，１０　の長径方向
）と、この配列方向と直交する方向（有底凹孔部９，１
０　の短径方向）とで異なり、３電子ビームの配列方向
の集束作用がその配列方向と直交する方向の集束作用よ
り弱く、かつ中央のセンタービーム通過孔１１Ｇ，１２
Ｇ　を通過するセンタービームに対する集束作用が両側
のサイドビーム通過孔１１Ｂ，１１Ｒ，１２Ｂ，１２Ｒ
　を通過する一対のサイドビームに対する集束作用より
弱くなる。

【００１３】一方、上記小口径レンズの形成される各電
子ビーム通過孔１１Ｂ，１１Ｇ，１１Ｒ，１２Ｂ，１２
Ｇ，１２Ｒ　の近くでは、中央のセンタービーム通過孔
１１Ｇ，１２Ｇ　の周縁部のみに突出部１３，１４　が
設けられているため、等電位線は１６ｂ，１６ｃ　のよ
うになり、３電子ビームの配列方向の集束作用がその配
列方向と直交する方向の集束作用より強く、かつセンタ
ービームに対する集束作用が一対のサイドビームに対す
る集束作用より強くなり、一応上記大口径レンズの非回
転対称性を補償するものとなる。

【００１４】しかし、この電子銃の主レンズの電極構成
では、有底凹孔部９，１０　間に形成される大口径レン
ズのセンタービームに対する３電子ビームの配列方向と
直交する方向の集束作用が３電子ビームの配列方向の集
束作用にくらべて非常に強くなるため、センタービーム
に対する３電子ビームの配列方向の集束作用を直交する
方向の集束作用よりも大幅に強くする必要がある。しか
し、このセンタービームの通過する中央のセンタービー
ム通過孔１１Ｇ，１２Ｇ　の周縁部に設けられている突
出部１３，１４　は、その突出長が３電子ビームの配列
方向およびこの配列方向と直交する方向ともに同じであ
るため、センタービームに対する集束作用が３電子ビー
ムの配列方向およびこの配列方向と直交する方向ともに
強くなる。その結果、センタービームに対する３電子ビ
ームの配列方向と直交する方向の集束作用が３電子ビー
ムの配列方向の集束作用より強くなり、かつそのセンタ
ービームに対する３電子ビームの配列方向と直交する方
向の集束作用が一対のサイドビームに対する同方向の集
束作用よりも強くなる。

【００１５】その結果、蛍光体スクリーン上のビームス
ポットに歪を生じ、かつ蛍光体スクリーン上での３電子
ビーム７Ｂ，７Ｇ，７Ｒの集束が不均一となり、ビーム
スポットは最小とならず、解像度が劣化する。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来よ
りインライン型カラー陰極線管の解像度を良好にするた
め、電子銃の主レンズを形成する電極の対向部に３電子
ビームの配列方向を長径とする長円形状の有底凹孔部を
形成し、その有底凹孔部の底面部に３個の円形電子ビー
ム通過孔を形成して、主レンズを大口径レンズ化し、か
つその主レンズの非回転対称性を補償するために、その
センタービーム通過孔の周縁部に突出部を設けたものが
ある。しかし、この主レンズの電極構成では、センター
ビームに対する３電子ビームの配列方向と直交する方向
の集束作用が３電子ビームの配列方向の集束作用より強
くなり、かつそのセンタービームに対する３電子ビーム
の配列方向と直交する方向の集束作用が一対のサイドビ
ームに対する同方向の集束作用よりも強くなり、その結
果生ずる非点収差のために、蛍光体スクリーン上のビー
ムスポットに歪を生じ、ビームスポットが最小とならず
、解像度が劣化す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、同一平面上を通るセンタービーム
および一対のサイドビームからなる一列配置の３電子ビ
ームを放出する電子銃を有するカラー陰極線管において
、蛍光体スクリーン上のビームスポットに歪がなく、ビ
ームスポットを小さくすることができるカラー陰極線管
を構成することを目的とする。

【００１８】［発明の構成］

【００１９】

【課題を解決するための手段】同一平面上を通るセンタ
ービームおよび一対のサイドビームからなる一列配置の
３電子ビームを放出する電子銃を有し、上記３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を
形成する筒状の集束電極と筒状の最終加速電極との対向
部にそれぞれ上記３電子ビームの配列方向を長径とする
長円形状の有底凹孔部が形成され、この有底凹孔部の底
面部に上記３電子ビームが各別に通過するセンタービー
ム通過孔および一対のサイドビーム通過孔からなる３個
の電子ビーム通過孔が形成されてなるカラー陰極線管に
おいて、上記集束電極および最終加速電極のうち、少な
くとも一方の電極の有底凹孔部の底面部のセンタービー
ム通過孔の周縁部に他方の電極に向かって突出した突出
部を設け、この突出部の上記有底凹孔部の長径方向の突
出長を上記有底凹孔部の短径方向の突出長より大きくす
るか、または上記長径方向のみに突出させた。

【００２０】

【作用】上記のように、主レンズを形成する集束電極と
最終加速電極との対向部にそれぞれ３電子ビームの配列
方向を長径とする長円形状の有底凹孔部を形成し、その
各有底凹孔部の底面部に３電子ビームが各別に通過する
センタービーム通過孔および一対のサイドビーム通過孔
からなる３個の電子ビーム通過孔を形成し、かつ集束電
極および最終加速電極のうち、少なくとも一方の電極の
有底凹孔部の底面部のセンタービーム通過孔の周縁部に
他方の電極に向かって突出した突出部を設け、この突出
部の上記有底凹孔部の長径方向の突出長を有底凹孔部の
短径方向の突出長より大きくするかまたは長径方向のみ
に突出させると、集束電極と最終加速電極の有底凹孔部
間に、３電子ビームの配列方向の集束作用がその配列方
向と直交する方向の集束作用よりも弱い非回転対称の大
口径レンズが形成され、また各電子ビーム通過孔の近く
に、３電子ビームの配列方向の集束作用がその配列方向
と直交する方向の集束作用よりも強い小口径レンズが形
成され、かつセンタービームに対する３電子ビームの配
列方向の集束作用とその配列方向と直交する方向の集束
作用とに十分な差を生じさせることができる。したがっ
て、それにより、大口径レンズの非回転対称性を補償し
、球面収差が小さく、かつ非点収差がきわめて小さく、
さらに３電子ビームの集束電圧が均一な主レンズを形成
することができ、蛍光体スクリーン上の解像度を大幅に
向上させることができるようになる。

【００２１】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明を実施例に基
づいて説明する。

【００２２】図３にその一実施例であるインライン形カ
ラー陰極線管を示す。このカラー陰極線管は、パネル２
０およびこのパネル２０に一体に接合されたファンネル
２１からなる外囲器を有し、そのパネル２０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２２が形成され、この蛍光体スクリ
ーン２２に対向して、その内側に多数の電子ビーム通過
孔の形成されたシャドウマスク２３が配置されている。 また、ファンネル２１のネック２４内に、同一水平面上
を通るセンタービーム２５Ｇ　および一対のサイドビー
ム２５Ｂ，２５Ｒ　からなる一列配置の３電子ビーム２
５Ｂ，２５Ｇ，２５Ｒ　を放出する電子銃２６が配設さ
れている。そして、この電子銃２６から放出される３電
子ビーム２５Ｂ，２５Ｇ，２５Ｒ　をファンネル２１の
外側に装着された偏向ヨーク２７の発生する磁界により
偏向して、上記蛍光体スクリーン２２を水平、垂直走査
することにより、この蛍光体スクリーン２２上にカラー
画像を表示する構造に形成されている。

【００２３】上記電子銃２６は、図１に示すように、水
平方向に一列配置された３個のカソード１Ｂ，１Ｇ，１
Ｒ、これらカソード１Ｂ，１Ｇ，１Ｒを加熱する３個の
ヒータ（図示せず）、上記カソード１Ｂ，１Ｇ，１Ｒの
前面に蛍光体スクリーンに向かって順次配列された制御
電極２、加速電極３、集束電極４０、最終加速電極５０
およびこの最終加速電極５０に取付けられたコンバーゼ
ンス電極６からなる。

【００２４】その制御電極２および加速電極３は、上記
カソード１Ｂ，１Ｇ，１Ｒの配列方向（３電子ビームの
配列方向）を長径とする長円形状の一体構造の板状電極
からなり、その板面には、３個のカソード１Ｂ，１Ｇ，
１Ｒに対応して水平方向に３個の円形電子ビーム通過孔
が一列配置に形成されている。また集束電極４０および
最終加速電極５０は、上記カソード１Ｂ，１Ｇ，１Ｒの
配列方向を長径とする長円形状の一体構造の筒状電極か
らなり、これら電極４０，　５０の隣接電極との対向面
には、それぞれ３個のカソード１Ｂ，１Ｇ，１Ｒに対応
して水平方向に３個の円形電子ビーム通過孔が一列配置
に形成されている。さらにコンバーゼンス電極６は同形
状のカップ状電極からなり、その底面部には、同様に３
個の円形電子ビーム通過孔が一列配置に形成されている
。

【００２５】特にこの電子銃２６の集束電極４０と最終
加速電極５０は、集束電極４０については最終加速電極
５０との対向面に、また最終加速電極５０については集
束電極４０との対向面に、図２に示すように、それぞれ
３個のカソードの配列方向を長径とする長円形状の有底
凹孔部２９，３０　が形成され、この有底凹孔部２９，
３０　の底面部にそれぞれ３個のカソードに対応して水
平方向に３個の電子ビーム通過孔３１Ｂ，３１Ｇ，３１
Ｒ，３２Ｂ，３２Ｇ，３２Ｒ　が一列配置に形成されて
いる。そしてその各中央のセンタービーム通過孔３１Ｇ
，３２Ｇ　の周縁部にそれぞれ他方の電極５０，　４０
に向かって突出した突出部３３，３４　が設けられてい
る。これら突出部３３，３４　は、従来の突出部と異な
り、各有底凹孔部２９，３０　の長径方向（３個のカソ
ード１Ｂ，１Ｇ，１Ｒの配列方向）に突出し、この長径
方向と直交する短径方向には突出していない形状となっ
ている。

【００２６】この電子銃２６の各電極には、動作時、前
記表１に示した電圧が印加される。それにより、集束電
極４０と最終加速電極５０との間に主レンズが形成され
、各カソード１Ｂ，１Ｇ，１Ｒから放出される電子を制
御電極２および加速電極３により加速集束して３電子ビ
ーム２５Ｂ，２５Ｇ，２５Ｒ　として引出し、この３電
子ビーム２５Ｂ，２５Ｇ，２５Ｒ　を上記主レンズによ
り最終的に蛍光体スクリーン２２に向かって加速集束す
る。

【００２７】ところで、上記のように集束電極４０と最
終加速電極５０とを形成すると、これら電極４０，　５
０により形成される主レンズの電位分布は、図４に示す
ようになる。すなわち、集束電極４０と最終加速電極５
０との対向部には、有底凹孔部２９，３０　が形成され
、かつこれら有底凹孔部２９，３０　の底部のセンター
ビーム通過孔３１Ｇ，３２Ｇ　の周縁部には、各有底凹
孔部２９，３０　の長径方向（３電子ビームの配列方向
）のみに突出部３３，３４　が設けられているので、３
電子ビームの配列方向の電位分布は、図４（ａ）　に示
すようになる。すなわち、有底凹孔部２９，３０　間に
は、等電位線１６ａ　で示すように従来の大口径レンズ
と同様に３電子ビームに対して共通の比較的緩やかな等
電位線で与えられる電位分布となり、非回転対称の大口
径レンズが形成される。また各電子ビーム通過孔３１Ｂ
，３１Ｇ，３１Ｒ，３２Ｂ，３２Ｇ，３２Ｒ　の近くの
電位分布も、等電位線１６ｂ，１６ｃ　で示すように従
来と同様になり、従来の小口径レンズと同様の小口径レ
ンズが形成され、上記大口径レンズの非回転対称性を補
償する。

【００２８】一方、センタービーム通過孔３１Ｇ，３２
Ｇ　の近くの３電子ビームの配列方向と直交する方向の
電位分布は、この方向には突出部３３，３４　が設けら
れていないので、同（ｂ）　に示すように、比較的大き
な曲率の等電位線１６ｄ，１６ｅ　で示す電位分布とな
る。そのため、センタービーム２５Ｇ　に対する集束作
用は、３電子ビームの配列方向と直交する方向にくらべ
て３電子ビームの配列方向に強くなる。したがって従来
生じたセンタービームの非点収差を補償し、解像度を良
好にすることができる。

【００２９】なお、上記実施例では、集束電極および最
終加速電極のセンタービーム通過孔の周縁部に、その各
有底凹孔部の長径方向にのみ突出し、この長径方向と直
交する方向には突出しない突出部を形成したが、これら
集束電極と最終加速電極とにより形成される主レンズの
集束作用は、これら各電極に形成される有底凹孔部の形
状により変化するため、その集束作用に応じて、有底凹
孔部の長径方向と直交する方向にも対向電極に向かって
長径方向の突出長より短い突出長で突出させてもよい場
合がある。

【００３０】また、上記実施例では、集束電極と最終加
速電極の両方に突出部を設けたが、この突出部は、両電
極のいずれか一方に設けるだけでもよい。

【００３１】なおまた、上記実施例は、主レンズを２つ
の電極で形成するバイポテンシャル型電子銃について述
べたが、この発明は、バイポテンシャル型電子銃ばかり
でなく、ユニポテンシャル型電子銃やクォドラポテンシ
ャル型電子銃など他の型の電子銃にも適用できる。

【００３２】

【発明の効果】同一平面上を通る一列配置の３電子ビー
ムを放出する電子銃を有し、この電子銃から放出される
３電子ビームを最終的に蛍光体スクリーン上に集束する
主レンズを形成する筒状の集束電極および筒状の最終加
速電極の対向部にそれぞれ上記３電子ビームの配列方向
を長径とする長円形状の有底凹孔部が形成され、その底
面部に３個の電子ビーム通過孔が形成されてなるカラー
陰極線管において、上記集束電極および最終加速電極の
うち、少なくとも一方の電極の有底凹孔部の底面部のセ
ンタービーム通過孔の周縁部に他方の電極に向かって突
出する突出部を設け、この突出部の上記有底凹孔部の長
径方向の突出長を上記有底凹孔部の短径方向の突出長よ
り大きくするか、または上記長径方向のみに突出させた
形状にすると、集束電極と最終加速電極の有底凹孔部間
に、３電子ビームの配列方向の集束作用がその配列方向
と直交する方向の集束作用よりも弱い３電子ビーム共通
の非回転対称の大口径レンズが形成され、また各電子ビ
ーム通過孔の近くに、３電子ビームの配列方向の集束作
用がその配列方向と直交する方向の集束作用よりも強い
小口径レンズが形成され、かつセンタービームに対する
３電子ビームの配列方向の集束作用と、その配列方向と
直交する方向の集束作用とに十分な差を生じさせること
ができ、それにより、大口径レンズの非回転対称性を補
償して、球面収差が小さく、かつ非点収差がきわめて小
さく、さらに３電子ビームの集束電圧が均一となる主レ
ンズを形成することができ、蛍光体スクリーン上の解像
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】図１（ａ）はこの発明の一実施例であるインラ
イン型カラー受像管の電子銃を断面で示す平面図、図１
（ｂ）は同じく断面で示す側面図である。

【図２】その電子銃の集束電極および最終加速電極の構
造を示す斜視図である。

【図３】上記インライン型カラー受像管の構成を示す図
である。

【図４】図４（ａ）は上記集束電極と最終加速電極とに
より形成される主レンズの３電子ビーム配列方向の電位
分布を示す図、図４（ｂ）は同じくその主レンズの３電
子ビーム配列方向と直交する方向の電位分布を示す図で
ある。

【図５】図５（ａ）は従来のインライン型カラー受像管
の電子銃を断面で示す平面図、図５（ｂ）は同じく断面
で示す側面図である。

【図６】上記従来の電子銃の集束電極および最終加速電
極の構造を示す斜視図である。

【図７】上記従来の電子銃の集束電極と最終加速電極と
により形成される主レンズの３電子ビーム配列方向の電
位分布を示す図である。

【符号の説明】

１Ｂ，１Ｇ，１Ｒ…カソード ２…制御電極 ３…加速電極 ６…コンバーゼンス電極 ２２…蛍光体スクリーン ２５Ｂ，２５Ｒ　…一対のサイドビーム２５Ｇ　…セン
タービーム ２６…電子銃 ２９，３０　…有底凹孔部 ３１Ｂ，３１Ｒ　…一対のサイドビーム通過孔３１Ｇ　
…センタービーム通過孔 ３２Ｂ，３２Ｒ　…一対のサイドビーム通過孔３２Ｇ　
…センタービーム通過孔 ３３，３４　…突出部 ４０…集束電極 ５０…最終加速電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　同一平面上を通るセンタービームおよ
   び一対のサイドビームからなる一列配置の３電子ビーム
   を放出する電子銃を有し、上記３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を形成する筒状
   の集束電極と筒状の最終加速電極との対向部にそれぞれ
   上記３電子ビームの配列方向を長径とする長円形状の有
   底凹孔部が形成され、この有底凹孔部の底面部に上記３
   電子ビームが各別に通過するセンタービーム通過孔およ
   び一対のサイドビーム通過孔からなる３個の電子ビーム
   通過孔が形成されてなるカラー陰極線管において、上記
   集束電極および最終加速電極のうち、少なくとも一方の
   電極の有底凹孔部の底面部のセンタービーム通過孔の周
   縁部に他方の電極に向かって突出した突出部を設け、こ
   の突出部の上記有底凹孔部の長径方向の突出長を上記有
   底凹孔部の短径方向の突出長より大きくするかまたは上
   記長径方向のみに突出させたことを特徴とするカラー陰
   極線管。