JPH0428149A - 陰極線管 - Google Patents

陰極線管

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JPH0428149A
JPH0428149A JP13021590A JP13021590A JPH0428149A JP H0428149 A JPH0428149 A JP H0428149A JP 13021590 A JP13021590 A JP 13021590A JP 13021590 A JP13021590 A JP 13021590A JP H0428149 A JPH0428149 A JP H0428149A
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electrode
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electron
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Shigehiko Takayama
高山 成彦
Masaji Shirai
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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、テレビジョン受像管や情報処理端末に用いら
れるデイスプレィ管等のカラー陰極線管に係り、特に高
解像度、かつコンバーゼンス特性の良好な電子銃を備え
た陰極線管に関する。
[従来の技術] カラーテレビジョン受像機の大画面化や端末デイスプレ
ィの高密度化に伴って、カラー陰極線管の高精細度映像
/画像表示能力および低収差特性の向上が要請されてい
る。
複数ビームカラー陰極線管における精細度を上げ、かつ
収差をなくして良好なコンバーゼンスを得る電子銃とし
て、例えば特公昭49−5591号公報に開示された複
数ビームに共通の大口径の電子レンズを主レンズに採用
した。所謂単電子銃三ヒーム方式電子銃が知られている
第6図は従来技術による単電子銃三ビーム方式電子銃の
構成を説明する模式図であって、1は第1を極(G、)
、2は第2電極(G2 )、3は第3電極(G、)、4
は第4電極(G4)、5は第5電極(G、 ) 、61
.62は静電偏向板、81,82.83はそれぞれ赤、
緑、青の電子ビームを発射する電子ビーム源であるカソ
ード(K、、 KG、 Kl ) 、10はスクリーン
である。
同図において、カソード81.82.83はX軸方向(
電子ビームの水平偏向方向、なお電子ビームの垂直偏向
方向はy軸方向、y軸とy軸に直交するスクリーン10
上向を2軸方向とする)の共通平面上に配列され、これ
らカソード81.82.83に対して共通の第1電極1
.第2電極2.第3電極3.第4’ii極4.第5を極
5がこの順でスクリーン方向に配列される。
そして、カソード81,82.83と第1を極1および
第2電極2で三極部が形成され、円筒状電極の第3電極
3.第4を極4(集束電極)、第5電極(加速電極)5
によりユニポテンシャル型の主レンズが形成される。
このような構成において、カソード81.82.83か
ら発射された3本の電子ビーム(BR,BG、Bfl)
は、上記主レンズの略中心においてフランホーコア条件
(コマ収差が零になる条件)を満足させる位置で交差す
るようになっている。
さらに、3本の電子ビームは、第5電極5の後段に設け
られた静電偏向板61.62によってスクリーン10上
で集中(コンバーゼンス)するように偏向される。
一方、3本の電子ビームがスクリーン10の周辺におい
ても最適にコンバーゼンスするように、水平および垂直
偏向コイルに歪みを持たせた、所謂セルフコンバ−ゼン
ス偏向ヨークがある。
上記歪みをもたせたセルフコンバーゼンス偏向ヨークを
用いた陰極線管においては、その歪みのために生じる四
極磁界成分が電子ビームに非点収差を引き起こす。すな
わち、電子ビームは垂直方向に集束作用を、水平方向に
発散作用を受ける。
その結果、スクリーン面上におけるビームスポンドは第
7図に示したような形状となる。
第7図はセルフコンバーゼンス偏向ヨークによる電子ビ
ームのスポット歪みの説明図であって、偏向磁界を通過
する電子ビームBがスクリーン中央部Scにおいて円形
のスポットが得られる場合、水平軸方向(X方向)周辺
部における電子ビームHsは垂直方向がオーバフォーカ
スとなり、コアCOの周りに縦に長いハロー(過集束部
分)HAが生じて、実質的に電子ビームスポットは大き
なものとなる。
これは、水平偏向コイルをサドル形状にして発生磁界を
ビンクツション形磁界分布としているためである。これ
を第8図により説明する。
第8図はビンクツション形磁界が電子ビームBに作用す
る力の説明図であって、図示のように、ビンクツション
形磁界ではその磁界を通過する電子ビームBに対し、垂
直方向(y軸方向)には集束を強める方向に、水平方向
(X軸方向)には集束を弱める方向に力Fが働く。この
ため、前記第7図に示したように、スクリーンの水平方
向周辺部での各電子ビームスポットは垂直方向に強く過
集束される状態となって、垂直方向にハローHAが発生
し、水平方向に集束不足の状態となってコアCOに広が
りが生じる。このため、スクリーン周辺において解像度
の低下を招くのである。
上記の解像度低下を解決するため、前記単電子銃三ビー
ム方式電子銃においては、セルフコンバーゼンス偏向ヨ
ークによって生じる四重極的な歪みをキャンセルする補
正用の四重極を設けて電子ビームを予め縦長に歪ませる
方法が採られている。
第9図と第10図は単電子銃三ビーム方式電子銃を備え
た陰極線管における上記四重極的歪みの補正手段の説明
図であって、9は偏向ヨーク、11はネック部、12は
補正用電磁四重極、第6図と同一符号は同一部分に対応
する。
第9図において、陰極線管のネック部11の主レンズ部
分外周に補正用電磁四重極12を設ける。
第10図は補正用電磁四重極12の概略構成とその磁界
分布の説明図で、コイル121に偏向ヨーク9に与える
偏向電流に同期した電流を流すことにより、図示の矢印
に示したような四重極磁界分布を形成すると共に、電子
銃の第4電極4(集束電極)にダイナミ・ンクフォーカ
ス電圧を与えて、セルフコンバーゼンス偏向ヨーク9に
よる前記スクリーン画面周辺部のスポット歪みの補正を
行うものである。
また、前記セルフコンバーゼンス偏向ヨーク9による前
記スクリーン画面周辺部のスポット歪みの補正を行う他
の手段として、特開昭64−65752号公報に開示さ
れたものが知られている。
第11図と第12図は単電子銃三ビーム方式電子銃を備
えた陰極線管における上記四重極的歪みの他の補正手段
の説明図である。
第11図において、電子銃の第4電極(G、 ) 4を
三分割してG41.  G4□、G43とし、中央の電
極G4□に一定の固定フォーカス電圧を印加し、両側の
電極G4.とG43にはダイナミックフォーカス電圧を
印加する。
図中、h41. h4□、h43は、それぞれ電極G、
、、  C。
4□、G43の電子ビーム通過開口であり、第12図に
示したように、電極G41とG4ffの電子ビーム通過
開口h4.とh43はX軸方向(水平方向)に長袖をも
つ横長の開口で、電極G4□の電子ビーム通過開口h4
□はy軸方向(垂直方向)に長袖をもつ縦長の開口とさ
れている。
上記のように、中央の電極G4□に一定の固定フォーカ
ス電圧を印加し、両側の電極G4.とG43にはダイナ
ミックフォーカス電圧を印加することにより、電子ビー
ムがスクリーン画面中心の走査位置にあるとき、電極G
、、、c、□、G43は同一電位にあって、三つの電極
G41.  Ga□、G43部分で形成されるx −y
断面での電界分布は管軸(2軸)に対して回転対称とな
り、第12図(a)に示したように、電子ビームの断面
形状は円形になる。
一方、スクリーン画面の周辺部の走査時においては、偏
向角度の増大に従って増加するダイナミックフォーカス
電圧によって、第12図(b)に示したように、第4電
極G4の中央の電極G4□の電子ビーム通過開口h4□
と両側の電極G41とG43の各電子ビーム通過開口h
41 とh43の幅狭部分の影響によって、その電界分
布に四重極効果が生し、y軸方向に広がりX軸方向に狭
められる力が電子ビームに与えられて、その断面形状は
y軸方向に長袖を有する縦長になる。
すなわち、セルフコンバーゼンス偏向ヨークによる四重
極歪みに対して90度回転した歪みをダイナミックフォ
ーカス電圧によって発生した静電四重極室界によって作
り出し、セルフコンバーゼンス偏向ヨーク磁界によるビ
ームスポットの歪みが自動的に補正されるようにしてい
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、前者の!磁四重極磁界を用いたものでは、次の
ような問題がある。
(1)ネック部の外周に電磁四重極用のコイル装置を必
要とし、その位置の選定(集束電極である第4電極に対
する位置の選定)を正確に行う必要がある等、組立製造
工程が煩雑になる。
(2)!!四電電極コイルセルフコンパーゼンス偏向ヨ
ークに対する偏向電流に同期した電流を供給するための
回路手段が必要となり、コスト高となる。
(3)!磁四重極用コイルに対する通電を行う必要があ
るため、陰極線管の消費電力が増大する。
そして、後者の静電四重極電界を用いたものでは、次の
ような問題がある。
(1)三分割した第4電極G41.  Ga□、G43
の軸合わせを正確に行う必要があることから、組立製造
工程が煩雑になる。
(2)ダイナミックフォーカス時、三分割した第4電極
C,、、C,□、G43によって発生する電界により、
電子ビームの交叉する位置がフランホーファ条件からず
れてしまい、フランホーファ条件が完全に主レンズ中心
に一致しないためのコマ収差が発生してビームスポット
を円形とすることができな(なる。
本発明の目的は、上記従来技術の諸問題を解消し、スク
リーン上の電子ビームスポット径を小さくして解像度を
向上させると共に、スクリーン画面の周辺部での電子ビ
ームスポットの偏向歪みを補正してスポット歪みとコマ
収差を低減させ、またスクリーンの画面全面にわたって
高精度のコンバーゼンスを得ることができる陰極線管を
提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、主レンズのスクリーン側にサイド電子ビー
ムを水平方向に偏向してコンバーゼンスをとるための静
電偏向手段から成る電子ビーム偏向部を設けた電子銃を
構成する主レンズの近傍に、上記静電偏向手段からなる
電子ビーム偏向部を通過するサイド電子ビームの位置を
変更する電子ビーム通路変更部を設け、この電子ビーム
通路変更部にダイナミックフォーカス電圧を印加すると
共に、垂直および水平偏向磁界をバレル分布か斉一分布
かの少なくとも一方とした構成によって、達成される。
〔作用] 主レンズの近傍に設けた電子ビーム通路変更部(例えば
、二分割した集束電極の一方、または集束電極近傍に設
けた静電偏向手段)に、偏向ヨークに流す偏向電流に同
期したダイナミックフォーカス電圧を印加することによ
り発生した電界は、複数電子ビームの外側電子ビーム(
サイド電子ビーム)の軌道を変更するように作用する。
すなわち、ダイナミックフォーカス電圧を印加したとき
の主レンズの中心近傍にあるフランホーファ条件が満足
する位置に上記外側電子ビームを通過させることができ
る。
これにより、ダイナミックフォーカス時も電子ビームに
コマ収差を発生させることはない。
こうして偏向された外側電子ビームの軌道は、スクリー
ン側の静電偏向手段のより外側を通過するため、バレル
型磁界によりスクリーンの画面周辺部に電子ビームが偏
向された場合でも、過集中することなく、適正にコンバ
ーゼンスさせることができる。
また、偏向ヨークの発生磁界をバレル磁界または斉一磁
界としたことにより、水平方向に電子ビームを偏向した
ときでもビーム歪みを生じることがなく、スクリーンの
画面全域にわたって小さなビームスポットを得ることが
できる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明による陰極線管の一実施例を説明する構
成図であって、lは第1電極(G1)、2は第2電極(
cz )、3は第3電極(G3)、4は第4電極(G、
 ) 、50.60は電子ビーム軌道、61.62は対
をなす第2静電偏向板、71と72は電子ビームの通路
偏向部を構成する静電偏向手段としての対をなす第1静
電偏向板、8L82,83はそれぞれ赤、緑、青の電子
ビームを発射する電子ビーム源であるカソード(Km、
Kc、Ks ) 、9は偏向ヨーク、10はスクリーン
であり、χ軸方向(水平偏向方向)の−平面に配列した
カソード(KR,Kc、Km)に対して各電極1,2,
3.4が共通に配置されている。
カソード81,82,83、第1電極1、第2電極2に
より三極部が形成され、円筒状の第3電極3と第4電極
4においてハイポテンシャル形の主レンズが形成される
。第3電極3はGelとG3□に分割され、cizはさ
らにG3□、とG3□2に二分割されている。
第1静電偏向板7エと72は分割された第3電極3の間
(この実施例ではG31と63□の間)に設けたが、こ
れは主レンズを構成する第3電極3.第4電極4に近接
して、主レンズの集束作用に影響を与える位置に設けれ
ばよい。
この第1静電偏向板71と72は、主レンズに入射する
サイド電子ビームの入射角度を大きくして電子銃の軸方
向長さを短縮する効果も有するものである。
電子ビーム偏向部を構成する静電偏向手段としての第2
静電偏向板6L62は、第3電極3と第4電極4で形成
される主レンズを通過した外側電子ビーム(サイド電子
ビーム)をスクリーン上でコンバーゼンスさせるための
ものである。
同図において、電極Ga11と電極G3□1および第2
静電偏向板71とは同一電位とされ、固定の集束電圧■
、が与えられる。
ここで、第4電極4の電圧をV、4.第2静電偏向板6
1の電圧をVヶ、同偏向板62の電圧を■8.偏向板7
1の電圧をvc  (=VF)、偏向板72の電圧を■
。とじたとき、 VG4=Vll 、VA<  Vg 、Vc <  V
oの関係がある。
例えば、カソードは約170■のカットオフ電圧とし、
これに映像信号を加え、第1電極1の電圧は接地電位、
第2電極の電圧は約600■、■、は約8kV、■、は
約8.5kV、VO2(=V8)は30kV、VAは約
28kV、偏向ヨークによる偏向が行われないときの電
極G3□2の電圧は電極G3□1 と同一電位の約8k
Vとする。
本実施例では、偏向磁界をセルフコンバーゼンス形磁界
とせずに、垂直、水平偏向磁界をバレル形分布または斉
一分布とすると共に、偏向ヨーク9による偏向に同期し
てダイナミックフォーカス電圧を印加する。
第2図はバレル形分布磁界による電子ビームBに働く力
の説明図であって、水平偏向コイルによる水平偏向磁界
も同図に示したように水平軸方向にバレル分布にすると
、電子ビームBには力Fが作用する。
第3図は本実施例におけるスクリーン水平軸方向周辺で
の電子ビームスポット形状の説明図で、同図に示したよ
うに、スクリーンの水平軸端部における電子ビームスポ
ットの歪みは無くなる。
しかし、コンバーゼンスはスクリーン周辺部においてず
れが生じる。
第4図は上記コンバーゼンスのずれの説明図であって、
上記磁界分布とすることにより、スクリーンの画面中央
部において一点に集中していた三本の電子ビームは画面
周辺部において、同図に示したように、各電子ビームに
よるラスター形状B、、BR,B、が不一致となる。
そこで、本実施例では、偏向ヨーク9による偏向に同期
して、二分割した電極G3□2にダイナミックフォーカ
ス電圧を印加することで、スクリーンの画面周辺部にお
いても三本の電子ビームを適正にコンバーゼンスさせる
と同時に、電子ビームスポット径を小さくした。
これについて、以下に詳述する。
第1図に示したように、サイド電子ビームB。
B8はセンター電子ビームB、と平行に三極部を進む。
第1静電偏向板71.72の作用によりサイド電子ビー
ムB、、B、は主電子レンズの中心近傍、すなわちフラ
ンホーファ条件を満足する位置に入射するように偏向さ
れる。
したがって、この位置で三本の電子ビームは交叉し、そ
の後それぞれ離れる方向に進むサイド電子ビームBR,
Blは、第2静電偏向板61.62の作用によりスクリ
ーンの画面上で一点にコンバーゼンスするように偏向さ
れる。
すなわち、スクリーン中央部において三本の電子ビーム
が集中する状態において、偏向ヨーク9の水平偏向コイ
ルによる偏向作用が行われてくると、三本の電子ビーム
はバレル形分布磁界のためにスクリーンの手前で集中し
てしまい、スクリーン面上では過集中して行く。
そこで、二分割した第3電極の電極G3□1には一定の
フォーカス電圧を印加し、電極G3□2には偏向ヨーク
による偏向量に応じて変化するダイナミックフォーカス
電圧を与える。
第5図はダイナミックフォーカス電圧の波形図であって
、このダイナミックフォーカス電圧は、1垂直走査期間
を1周期とする曲線3で示すパラボラ状の電圧に、1水
平走査期間を1周期とした曲線4で示すパラボラ状の電
圧が重畳された電圧波形となるように選定される。
つまり、電子ビームがスクリーン中央部の走査位置にあ
るとき、電極G3□、と電極G32□は同一電位にあっ
て、サイドビームBR,Blの軌道は第1図に実線50
で示したようになる。
一方、電子ビームがスクリーン周辺の走査位置にあると
きは、電極Cr5ZI と電極G3□2のレンズ作用に
より、第1図に点線60で示したように、サイドビーム
Bll、B!+の軌道は変化し、ダイナミックフォーカ
ス電圧が印加されたことでフランホーファ条件が変化し
ても、適切にフランホーファ条件を満足するようにサイ
ドビームB、、B、を主レンズに入射させることができ
る。
これと共に、点線60で示したように、サイドビームB
i、13mは第2静電偏向板61.62の間において、
電子銃軸に対してより外側を通過するために、上記過集
中が補正されて適正にコンバーゼンスする。しかも、偏
向磁界の分布をバレル形または斉一形としたため、電子
ビームスポットの歪みはないので、ダイナミックフォー
カスの作用によってスクリーン周辺部においても電子ビ
ームスポット径を小さくでき、スクリーン前面において
解像度を向上できる。
上記実施例においては、電極G3!2に偏向ヨークによ
る偏向量に応じて変化するダイナミンクフォーカス電圧
を与える構成としたが、本発明はこの構成にかぎらず、
第1静電偏向板71.72間にダイナミックフォーカス
電圧を印加する構成とすることによっても同様の効果を
得ることができる。
また、上記第1図に示した実施例では、第1静電偏向板
71.72の位置を、主レンズを構成する第3電極3の
カソード側に設置しているが、この第1静電偏向板の設
置位置は上記の位置に限るものではなく、偏向ヨークの
偏向作用に応じて前記フランホーファ条件を満足するよ
うに主レンズに対して影響を及ぼす位置であればよく、
この条件に当てはまるものであれば主レンズのスクリー
ン側におく構成とすることも可能である。
上記の説明において、電子ビームの通路偏向部と電子ビ
ーム偏向部を構成する静電偏向手段を、説明を簡単にす
るために平板状の静電偏向板としているが、本発明はこ
れに限るものではなく、電子ビーム通過経路に沿って湾
曲あるいは屈曲させた板体、または矩形構体等、種々の
形状、構造を以て構成することができるものである。
なお、上記実施例では、ハイポテンシャル型電子銃に本
発明を適用したものについて説明したが、本発明はユニ
ポテンシャル型電子銃にも適用できるものである。しか
し、ユニポテンシャル型電子銃は、前記従来技術におい
て説明したように、主レンズに三個の電極を用いるもの
であり、中間の電極長を延ばしてレンズ作用領域を長く
し、センター電子ビームの球面収差を小さくすることが
できるという利点があるが、サイド電子ビームは主レン
ズに対して斜めに入射する構成であるために、主レンズ
の作用領域が長くなるとそれだけ非点収差が大きくなる
。そのため、電極間の電圧比を変化させてもサイド電子
ビームのビームスポット径を小さ(することができない
この理由で、本発明は、基本的には電子銃の形式に限定
されるものではないが、その効果は上記実施例に示した
パイポテンシャル型電子銃において大きい。
[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、四重極的歪み補
正のために特別の補正手段を必要とせずに、スクリーン
中央部と周辺部の何れにおいても良好なコンバーゼンス
が得られると共に、電子ビームスポットの歪みが無く、
かつそのスポット径をスクリーン全域において小さくで
きるため、高解像度の映像/画像表示が可能な優れた機
能をもつ陰極線管を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による陰極線管の一実施例を説明する構
成図、第2図はバレル形分布磁界による電子ビームに働
く力の説明図、第3図は本発明の実施例におけるスクリ
ーン水平軸方向周辺での電子ビームスポット形状の説明
図、第4図はコンバーゼンスのずれの説明図、第5図は
ダイナミックフォーカス電圧の波形図、第6図は従来技
術による単電子銃三ビーム方式電子銃の構成を説明する
模式図、第7図はセルフコンバーゼンス偏向ヨークによ
る電子ビームのスポット歪みの説明図、第8図はビンク
ツション形磁界が電子ビームに作用する力の説明図、第
9図と第10図は単電子銃三ビーム方式電子銃を備えた
陰極線管における四重極的歪みの補正手段の説明図、第
11図と第12図は単電子銃三ビーム方式電子銃を備え
た陰極線管における上記四重極的歪みの他の補正手段の
説明図である。 1・・・・第1電極(G、)、2・・・・第2電極(c
z )、3・・・・第3電極(G:l )、4・・・・
第4電極(G4) 、50.60  ・・・・電子ビー
ム軌道、61.62  ・・・・第2静電偏向板、71
゜72・・・・第1静電偏向板、81,82.83・・
・・カソード、9・・・・偏向ヨーク、10・・・・ス
クリーン。 第2図 第3図 第4図 第7図 B 第9図 第10図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、複数の電子ビームを発生する電子ビーム源と、電子
    ビーム源からの電子ビーム放出を制御する三極部と、三
    極部から射出された電子ビームを集束する主レンズ部と
    、主レンズ部のスクリーン側に電子ビームを該スクリー
    ン上で集中させる静電偏向手段から成る電子ビーム偏向
    部を少なくとも備えた電子銃を有する陰極線管において
    、上記電子銃の主レンズ部近傍に上記電子ビーム偏向部
    を通過する電子ビームの通過位置を変更する通路変更部
    を設けたことを特徴とする陰極線管。 2、三本の電子ビームを発生する電子ビーム源と、電子
    ビーム源からの電子ビーム放出を制御する三極部と、三
    極部から射出された電子ビームを集束する主レンズ部と
    、主レンズ部のスクリーン側に上記電子ビームのうちの
    外側電子ビームを該スクリーン上で集中させる静電偏向
    手段から成る電子ビーム偏向部を少なくとも備えた電子
    銃と、上記三本の電子ビームを上記スクリーン上で垂直
    方向および水平方向に走査するための偏向ヨークとから
    成る陰極線管において、上記主レンズを構成する集束電
    極を第1の電極部分と第2の電極部分に分割すると共に
    、上記集束電極に近接して静電偏向手段から成る他の電
    子ビーム偏向部を設けたことを特徴とする陰極線管。 3、請求項2において、上記第1の電極部分と上記他の
    電子ビーム偏向部に固定の集束電圧を、上記第2の電極
    部分にダイナミックフォーカス電圧を印加すると共に、
    上記偏向ヨークの垂直および水平偏向磁界をバレル分布
    か斉一分布かの少なくとも一方としたことを特徴とする
    陰極線管。 4、請求項3において、上記第1の電極部分と上記第2
    の電極部分に固定の集束電圧を、上記他の電子ビーム変
    更部にダイナミックフォーカス電圧を印加することを特
    徴とする陰極線管。 5、請求項1、2、3、4のいずれかにおいて、上記主
    レンズがハイポテンシャル型電子レンズであることを特
    徴とする陰極線管。
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