JPH0443533A - 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、カラーテレビジョン受像管や端末装置用カラ
ーデイスプレィ管等の陰極線管に係り、特にスクリーン
全面において高解像度の画像を表示することのできる陰
極線管に関する。

［従来の技術］ カラーテレビジョン受像管装置として、その電子レンズ
の口径を太き（して低収差を実現することができる単電
子銃三ビーム方式電子銃が知られている。

この種の電子銃は、例えば特公昭４９−５５９１号公報
に開示のものを挙げることができる。

第１０図は上記公報に記載の単電子銃三ビーム方式電子
銃の電極構成を説明する構成図である。

同図に示すように、この電子銃は、赤、緑、青の各色に
対応して管軸Ｚと直交するＸ軸方向（−船釣には、スク
リーンの水平走査方向）の共通平面（ｘ−ｚ平面）上に
配列したカソード８１．８２．８３（Ｋ　＊、　Ｋ　Ｇ
、　Ｋ　ｍ　）に対して、第１電極１　（Ｇ＋）。

第２電極２（Ｇり、第３電極３（Ｇ３）、第４電極４（
Ｇ４）、第５電極５（Ｃ５）が共通に配列される。

ここでは、カソード８１，８２．８３．第１電極１及び
第２電極２とにより二極部１３が形成され、円筒状の第
３電極３．第４電極４（集束電極）、第５電極５により
ユニボンシャル形の主電子レンズ（以下、単に主レンズ
という）が形成されている。

各カソード８１．８２．８３から発射された３本の電子
ビームは、主レンズのほぼ中心においてフラウンホーフ
ァ条件（コマ収差が零になる条件）を満足させる位置で
交叉するようになっている。

主レンズを通過した３本の電子ビームのうちの外側のビ
ーム（以下、サイドビームという）は、第５電極５の後
段に設けられた静電偏向板６１．６２によって中央の電
子ビーム方向に進路偏向され、３本の電子ビームはスク
リーン１０上でコンバーゼンスする。

一方、３本の電子ビームがスクリーン上の画面周辺部で
も最適にコンバーゼンス（以下、集中ともいう）させる
ために、偏向ヨークの水平偏向磁界分布にビンクツショ
ン形、垂直偏向磁界分布にバレル形の歪みを持たせた。

所謂セルフコンバーゼンス偏向ヨークがある。

しかし、このセルフコンバーゼンス偏向ヨークの磁界分
布歪みによって画電極磁界成分が形成され、この四重極
磁異成分により電子ビームに非点収差が生起する。以下
、この歪みを四重極的な歪みという。

第１１図はセルフコンバーゼンス偏向ヨークによる四重
極的な歪みの説明図である。

同図に示したように、セルフコンバーゼンス偏向ヨーク
の磁界分布の歪みによって、電子ビームＢは、垂直方向
（ｙ軸方向）に集束作用を、水平方向（Ｘ軸方向）に発
散作用を受ける。その結果、スクリーンの画面上の中央
ＳＣ（偏向が零の部分）において円形状であるビームス
ポットの場合は、画面の周辺部では横方向（水平方向：
Ｘ軸方向）に集束不足の状態となってコアＣＯに横方向
の広がりが生じると共に、垂直方向にオーバフォーカス
となり、縦方向（垂直方向：ｙ軸方向）に長軸をもつ縦
長の過集束部分ハローＨＡが生じて、ビームスポットは
実質的に大きくなる。

このため、スクリーン上画面周辺部において解像度の劣
化を招く。

これに対し、単電子銃三ビーム方式電子銃では、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
ムの断面を予め縦長にするような歪みを与える方法が採
られている。

第１２図はセルフコンバーゼンス偏向ヨークによって生
しる四重極的な歪みの補正手段の説明図で、９は偏向ヨ
ーク、１１は陰極線管のネック管部、１２は電磁四重極
コイル、第１０図と同一符号は同一部分に対応する。

また、第１３図は第１２図の四重極的な歪みの補正手段
である四重極コイルとその発生磁界分布の説明図である
。

第１２図に示したように、陰極線管のネック管部１１の
外周において、該ネック管部の内部に収納された電子銃
の主レンズに対応した位置に、電磁四重極コイル１２を
設け、この電磁四重極コイル１２によって前記セルフコ
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
を補正する。

第１３図は上記電磁四重極コイル１２によるネック管部
１１に形成される磁界分布であり、図示矢印に示したよ
うな四重極的磁界歪みを持たせる。

この電磁四重極コイル１２に流す電流は、偏向ヨーク９
に与える偏向電流に同期したものとし、同時に集束電極
である第４電極４に、偏向ヨークに与える偏向電流に同
期したダイナミックフォーカス電圧を印加して、セルフ
コンバーゼンス偏向ヨークによるスクリーンの画面周辺
部のビームスポット歪みを補正するものである。

セルフコンバーゼンス偏向ヨークによるスポットの画面
周辺部のビームスポット歪みを補正する他の手段として
、特開昭６４〜６５７５２号公報に開示されたものがあ
る。

第１４図は上記公報に開示の陰極線管の説明図であって
、第４電極４を管軸２方向に３つの電極部分４１．４２
．４３に分割し、中央の電極部分４２には一定の固定集
束電圧を印加し、両側の（管軸２方同前後の）電極部分
４１．４３にはダイナミックフォーカス電圧を印加する
。なお、第１２図と同一符号は同一部分に対応する。

第１５図は分割した第４電極における電子ビームの断面
形状の説明図であって、（ａ）は電子ビームがスクリー
ンの画面中心の走査位置にあるとき、（ｂ）は電子ビー
ムがスクリーンの画面周辺の走査位置にあるときを示す
。

第１４図の構成により、電子ビームがスクリーンの画面
中心の走査位置にあるとき、電極部分４１，４２．４３
は同一電位にあって、三つの電極部分４１，４２゜４３
で形成されるＸ−２平面での電界分布は管軸２に対して
回転対称になり、第１５図の（ａ）に示したように、電
子ビームＢの断面形状は円形、すなわち回転対称形状と
なる。

一方、スクリーンの画面周辺の走査においては、第１５
図の（ｂ）に示したように、中央の電極部分４２の電子
ビーム通過開口ｈ４□と、前後の電極部分４１と４３の
各電子ビーム通過開口ｈ４１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じ、ｙ軸方向
に広がりＸ軸方向に狭まる力が電子ビームＢに作用し、
その断面は縦長の形状となる。

すなわち、セルフコンバーゼンス（［ｉｉｌ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り発生した静電四重極電界によ
ってつくり出し、自動的に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補正されるよう
にしたものである。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術において説明した電磁四重極磁界を用いた
ものでは、（１）ネック部の外周に電磁四重極用コイル
を必要とし、その位置の選定を正確に行う必要があるな
ど、組立製造が煩雑になる、（２）電磁四重極用コイル
に、セルフコンバーゼンス偏向ヨークに対する偏向電流
に同期した電流を通電する必要から、そのための専用の
回路が必要となり、コスト高を招来する、（３）電磁四
重極用コイルに対する通電を行うためのパワーが必要と
なり、陰極線管の消費電力が増大する１、などの問題が
あった。

また、静電四重極を用いたものでは、（４）三分割した
第４電極４の電極部分４Ｌ４２．４３の軸合わせを正確
に行う必要があるなどの電子銃組立製造が煩雑になる、
（５）ダイナミックフォーカス時、三分割した電極部分
４１，４２．４３により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、このフランホーファ条件が完全に主レンズ中心に一
致していないためのコマ収差が発生し、ビームスポット
を円形にすることができなくなる、などの問題があった
。

本発明の目的は、上記従来技術の諸問題を解消し、セル
フコンバーゼンス偏向ヨークの磁界歪みに基づくビーム
スポット歪みの発生を確実に回避できるようにしてスク
リーン画面の全域において高解像度を得ることのできる
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、電子銃の主レンズの電子源側およびスクリ
ーン側に静電偏向手段を設け、かつこの主レンズを形成
する集束電極を二分割し、二分割した電極部に静電四重
極レンズを設けることによって達成される。

［作用］ 静電四重極レンズによって発生した静電四重積電界は、
第１１図で説明したスクリーン画面上の周辺部における
横長のビームスポットを縦長のビームスポットに補正す
る作用を持つ。

すなわち、画面周辺部におけるビームスポットはセルフ
コンバーゼンス偏向ヨークによる歪みが補正された円形
状となる。

一方、静電四重極レンズの作用のため、両側のサイドビ
ームの軌道が偏向され、三本の電子ビームの集中はアン
ダー（未集中）になるため、主レンズの電子源側に設け
た静電偏向手段の偏向作用を弱めて適正な集中が得られ
るようにする。

このため、三本の電子ビームはスクリーンの全面にわた
って適正に集中される。

〔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電子銃の電極構成を説
明する模式図であって、（ａ）はｘ−ｚ平面の断面図、
（ｂ）はｙ−Ｚ平面の断面図である。

同図において、１は第１電極（Ｇ１）、２は第２電極（
Ｇ２）、３は第３電極（Ｇ、）、１３は三極部、４は第
４電極（Ｇ４）、３１，３２．及び３２１．３２２は第
３電極を分割した電極部分、５０．６０は電子ビーム軌
道、６１．６２は第２の静電偏向手段、ｎ、’１２は第
１の静電偏向手段、８１．８２．８３は赤、緑、青に対
応してＸ軸方向に配列され、２軸（管軸）と平行に設置
されたカソード（Ｋｍ、　Ｋｇ、　Ｋｍ　）である。

そして、カソード８１，８２．８３と第１電極１と第２
電極２とで三極部１３が形成される。

第１電極１．第２電極２．第３電極３および第４電極４
は、カソード８１，８２．８３に対して共通に配置され
、第３電極３と第４電極４とでバイポテンシャル型主レ
ンズが形成される。

第３電極３は、電極部分３１と３２に分割され、この電
極部分３１と３２の間に第１の静電偏向手段７１．７２
が設けられる。第３電極３の電極部分３２は、さらに第
１の電極部分３２１　と第２の電極部分３２２に分割さ
れている。

三極部１３を平行に進んだセンタービームＢ６とサイド
ビームＢＲ，Ｂｌは、主レンズの中心を通り、スクリー
ン方向に発散する如く進行する。

主レンズのスクリーン側には第２の静電偏向手段６１．
６２が配置されており、主レンズを通ったサイドビーム
８え、Ｂｍをスクリーン上でコンバーゼンスさせる。第
２の静電偏向手段６１．６２は板状体として示しである
が、これは静電偏向作用面部で、板状体に限らない。

さて、分割した第３電極３の第１の電極部分３２１と電
極部分３１には、一定の固定集束電圧■、を印加し、第
２の電極部分３２２には後述するダイナミックフォーカ
ス電圧Ｖ□を与える。

第１の静電偏向手段も、第２の静電偏向手段と同様に図
示したような板状体に限らない。以下、説明の都合上偏
向板と表記する。

さて、管軸に対して外側の偏向板７１の電圧を■。とす
ると、ＶＣ＝Ｖｆｄである。

第４電極４の電圧をＶＧ４、偏向板６１の電圧をＶｌ、
偏向板７２の電圧をＶＤ、偏向板６２の電圧を■、とじ
たとき、 ＶＧ４＝ＶＢ　、ＶＡ　＜Ｖｌｌ　、Ｖｃ　＜Ｖつであ
る。

例えば、カソードのカットオフ電圧を約７０Ｖとし、こ
れに映像信号を加え、第１電極ｌの電圧を接地電位、第
２電極２の電圧を約６００Ｖ、第１の電極部分３２１　
と第３電極３の一方の電極３１に印加する固定集束電圧
■、を約８ｋＶ、■。を約９゜５ｋＶ、ＶＧ−（＝Ｖ１
１）を約２７ｋＶ、■、を約２５ｋＶ、偏向ヨーク９に
よる偏向が行われないときに、第２の電極部分３２２お
よび偏向板７１の電圧が第１の電極部分３２１および電
極３１と同電位の約８ｋＶ　（−Ｖ、）とする。

また、実施例における電子銃の電極寸法の一例を次に示
す。

ここでは、電極内径ｄで規格化し、電極３１の長さは２
．６５　ｄ　、偏向板７１．７２の長さは共に０，７ｄ
。

電極３２の長さは１．Ｏｄ、第１の電極部分３２１およ
び第２の電極部分３２２の長さは共に０．４２ｄ、第４
電極４の長さは２．Ｏｄ、偏向板６１．６２の軸方向長
さは共に１．８ｄ、電極３１のカソード側端から偏向板
６１．６２のスクリーン側端までの長さは８．７５ｄ、
電極３１のカソード側端からスクリーンまでの距離は３
６．４ｄ、偏向板６１，６２および７１．７２の間隔は
Ｘ方向に０．３５ｄである。

また、サイドビームＢ＊、Ｂｍ　とセンタービームＢ６
の出射間隔は、Ｘ軸方向に０．３５ｄである。

第２図は第３電極を構成する第２の電極部分の第１の電
極部分に対する対向面の構造図であって、第２の電極部
分３２２の第１の電極部分３２１に対する対向面には、
Ｘ軸方向に関して幅広で、Ｘ方向および２方向と直交す
るＸ方向に関して幅狭な矩形上の開口Ｅを有している。

第３図はダイナミックフォーカス電圧Ｖｔａの波形図で
あって、本実施例では、図示したように、１垂直走査周
期を１周期とする曲線３で示すパラボラ状の電圧に、１
水平走査周期を１周期とする曲線４で示すパラボラ状の
電圧が重畳された波形に選定される。

つまり、電子ビームがスクリーンの画面中心の走査位置
にあるとき、第３電極の第１の電極部分３２１、第２の
電極部分３２２は同一電圧にあって、これら二つの電極
部分３２１と３２２によって形成されるｘ　−ｚ断面で
の電界分布は、管軸２に対して回転対称となる。

第４図は本発明による静電四重極電界の作用説明図であ
って、上記電子ビームがスクリーンの画面中心の走査位
置にあるときは、同図（ａ）に示したように、三本の電
子ビームの断面形状は円形を示すが、スクリーンの画面
周辺部においては同図（ｂ）に示したように、第１の電
極部分３２１の円形開口と第２の電極部分３２２の幅狭
部分の影響によって、その電界分布には四重極効果が生
じ、Ｘ方向に広がり、Ｘ方向に狭められる力が電子ビー
ムに作用し、ビームスポットは縦長形状となる。

したがって、前記第１１図で説明したスクリーン画面周
辺部におけるビームスポットは、セルフコンバーゼンス
磁界による歪みが相殺されて円形状になる。

しかも、第２の電極部分３２２にダイナミックフォーカ
ス電圧が与えられて、スクリーンの画面周辺部において
もフォーカスが合うので、円形状スポットを小さくする
ことができる。

次に、三本の電子ビームの集中について第１図に戻って
説明する。

ここでは、理解を容易にするために、偏向板７１に与え
る電圧を固定の集束電圧■、として説明する。

第１図において、サイドビームの軌道は、第２の電極部
分３２２のダイナミックフォーカス電圧のレンズ作用に
より、点線５０で示したようになる。

すなわち、セルフコンバーゼンス磁界の作用により、ス
クリーンの画面周辺部においては三本の電子ビームはア
ンダーフォーカス（未集中）状態を呈してしまう。

したがって、本実施例では、偏向板７１にダイナミック
フォーカス電圧Ｖｆｄを与え偏向ｖｉ７２に固定の電圧
Ｖ、を与えることで、上記アンダーフォーカスを補正す
る。

すなわち、偏向ヨークによる偏向が行われていないとき
、偏向板７１の電圧は■、であったのに対し、偏向ヨー
クによる偏向が行われてくると、偏向ｖｉ７１のダイナ
ミックフォーカス電圧Ｖｆｄは偏向板７１の電圧■、よ
り漸次高くなるため、サイドビームの軌道は一点鎖線６
０で示したように変化し、三本の電子ビームが適正に集
中するようになる。

もちろん、偏向板７１に固定の集束電圧■、を与え、管
軸Ｚ側の偏向板７２に与える電圧をダイナミックフォー
カス電圧に同期して偏向角度の増大に従って漸次低く変
化する電圧■、４゛を与えることにより、スクリーンの
画面全域にわたって適正な集中を行わせることもできる
。

さらに、偏向板７２に固定の電圧■４を与え、偏向板７
１にダイナミックフォーカス電圧Ｖｔａに同期して偏向
角度の増大に従って漸次高く変化する電圧ｖ、、’を印
加してもよく、あるいは、偏向板７１と偏向板７２に対
して、ダイナミックフォーカス電圧に同期して偏向板７
１が高く、偏向板７２が低くなるような相対的に変化す
る電圧をそれぞれ印加する構成としても上記と同様の効
果を得ることができる。

上記した、複数のダイナミックフォーカス電圧を供給す
る場合には、単一の電源から適宜の抵抗分割手段を用い
て所定の大きさのダイナミックフォーカス電圧を得るよ
うにすることもできる。他の固定電圧についても同様で
ある。

第５図乃至第９図は本発明の他の実施例の説明図である
。

第５図は二分割した第３電極３のさらに二分割した第１
の電極部分３２１と第２の電極部分３２２に対する対向
面の構成を示す正面図である。

前記実施例では、第１の電極部分３２１の第２の電極部
分３２２に対向する対向面には円形の開口が形成されて
いたのに対し、この実施例では、ｙ軸方向に幅広で、Ｘ
軸方向に幅狭な矩形状の開口Ｆを三本の電子ビームそれ
ぞれに対応して三個設けている。

これにより、静電四重極の作用をより強調できるように
している。

第６図は第５図と同様に、第１の電極部分３２１と第２
の電極部分３２２に対する対向面の構成を示す正面図で
あって、第５図に示した第１の電極部分３２１に形成し
た三個の矩形開口Ｆに替えて三本の電子ビームに共通の
単一の矩形開口Ｆ′を設けたもので、第５図の構成と同
様の効果を奏する。

第７図、第８図、第９図は第２の電極部分３２２の第１
の電極部分３２１に対する対向面の形状の他の例を示し
たものであり、何れも静電画電極電界を発生させる形状
である。

第７図は第２の電極部分３２２の電子ビーム通過開口を
それぞれの電子ビームに対応した横長矩形形状としたも
のである。

第８図は第２の電極部分３２２の第１の電極部分３２１
との対向面に第５図に示した矩形状開口Ｅを上下方向（
ｙ軸方向）から挟むような水平板Ｈを設けたものであり
、また第９図は第１の電極部分３２１との対向部に三つ
の円形状開口Ｑを設けた第２の電極部分３２２に、該円
形状開口Ｑをｙ軸方向上下から挟む水平板Ｈ゛を設けた
ものである。

これらの水平板Ｈ，Ｈ’　は静電四重極の作用を強調す
る効果を有する。

以上説明した実施例および第５図〜第９図に示した他の
実施例の電極形状を適宜組み合わせることでも、静電四
重極電界を効果的に発生させることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、スクリーン直面
の全域において電子ビームの歪みがなくなると共に、三
本の電子ビームをスクリーン画面上で適正に集中させる
ことができ、前記従来技術の欠点を除いて優れた機能の
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電子銃の電極構成を説
明する模式図、第２図は第３電極を構成する第２の電極
部分の第１の電極部分に対する対向面の構造図、第３図
はダイナミックフォーカス電圧Ｖ（４の波形図、第４図
は本発明による静電四重極電界の作用説明図、第５図、
第６図、第７図。 第８図および第９図は本発明の他の実施例の説明図、第
１０図は従来技術による単電子銃三ビーム方式電子銃の
電極構成を説明する模式図、第１１図はセルフコンバー
ゼンス偏向ヨークによる四重極的な歪みの説明図、第１
２図はセルフコンバーゼンス偏向ヨークによって生しる
四重極的な歪みの補正手段を説明する模式図、第１３図
は第１２図の四重極的な歪みの補正手段である四重極コ
イルとその発生磁界分布の説明図、第１４図は従来技術
による陰極線管の構成を説明する模式図、第１５図は分
割した第４電極における電子ビームの断面形状の説明図
である。 １・・・・第１電極（ＧＯ１２・・・・第２電極（Ｇｚ
）、３　・・・・第３電極（Ｇ、）、１３・・・・三極
部、４・・・・第４電極（Ｇ４）、３１．３２，３２１
　、３２２　　・・・・第３電極を分割した電極部分、
５０゜６０　・・・・電子ビーム軌道、６１．６２　・
・・・第２の静電偏向手段、７１．７２　　・・・・第
１の静電偏向手段、８１．８２．８３・・・・カソード
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、管軸ｚとこの管軸ｚと直交する軸ｘとを含むｘ−ｚ
   平面上に配列した複数電子ビームを発生する電子源と、
   電子源からの電子ビームの放出を制御する三極部と、三
   極部から出射した複数電子ビームを共通に集束する集束
   電極と集束された電子ビームを加速する加速電極とを管
   軸ｚを共通軸としてこの管軸ｚ上に順次配列してなる主
   電子レンズと、主電子レンズの電子源側に配列した第１
   の静電偏向手段と、主電子レンズのスクリーン側に配列
   した第２の静電偏向手段とから構成した電子銃と、複数
   電子ビームをスクリーン上で走査するための磁気偏向ヨ
   ークとを具備した陰極線管において、 上記集束電極は、管軸ｚ方向に関し、上記電子源側から
   順番に分割配列されてその対向部に非軸対称レンズを形
   成する第１の電極部分と第２の電極部分とから構成され
   、 上記第２の電極部分に上記複数電子ビームの走査と同期
   して変動する電圧を印加することを特徴とする陰極線管
   。 ２、請求項１において、前記第１の静電偏向手段の偏向
   の強さを上記複数電子ビームの走査と同期して変化させ
   る手段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、前記第１の静電偏向手段は電子
   ビームを前記ｘ−ｚ平面で挟む如く配置された複数の静
   電偏向作用面部を有し、前記管軸に対して外側に配置し
   た静電偏向作用面部に前記複数電子ビームの走査と同期
   して変化する電圧を印加する手段を設けたことを特徴と
   する陰極線管。 ４、請求項１、２、３のいずれかにおいて、前記主電子
   レンズはバ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。