JPH0646544B2

JPH0646544B2 - カラ−受像管装置

Info

Publication number: JPH0646544B2
Application number: JP18051185A
Authority: JP
Inventors: 武敏下間; 久美雄福田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-08-19
Filing date: 1985-08-19
Publication date: 1994-06-15
Anticipated expiration: 2009-06-15
Also published as: JPS6243039A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の技術分野〕本発明はインライン形カラー受像管装置の改良に関す
る。

〔発明の技術的背景〕

カラー受像管の外囲器は３電子銃を内装するネックと、
蛍光面を有するフェースプレートと、ネックとフェース
プレートとの間に介在するファンネルとからなる。

３電子銃はネック内に水平方向にインライン状に装着さ
れ、射出した電子ビームを蛍光体層が被着形成された蛍
光面に射突させることにより蛍光体層を発光させる。色
再現生のよい蛍光体層の発光を実現するためには、電子
ビームを選択的に所定の蛍光体層に射突させる必要があ
り、そのため多数の開孔を有するシャドウマスクがフェ
ースプレートに近接して配置される。

インライン電子銃は陰極によって３本の電子ビームを共
通平面に発生させ、これらの３電子ビームをフェースプ
レート近辺に集中させるように設計されている。３電子
ビームを集中させる方法は、例えば米国特許第2957106
号明細書に示されているように、陰極から射出される電
子ビームをはじめから傾斜して集中する技術があり、
又、米国特許第3772554号明細書に示されるように、電
子銃電極に設けられた３電子ビーム通過用開孔のうち一
部電極の両側の開孔を電子銃の中心軸から僅かに外側へ
偏位させることにより、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。

カラー受像管の画面（蛍光面）にテレビ画像を表示する
ためには、電子銃から射出した電子ビームを蛍光面全面
に走査するための偏向装置が必要となり、これはファン
ネルのコーン部の外側に取付けられる。偏向装置は基本
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および電子ビームを垂直
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ときに、３電子ビームスポッ
トのフェースプレートでの集中がくずれてくるので、こ
の集中のくずれを防止するため工夫が施されている。こ
れはコンバーゼンスフリーシステムと称され、水平偏向
磁界をピンクッション形、垂直偏向磁界をバレル形にす
ることにより、蛍光面全域に於いて、３電子ビームが集
中するようにしたものである。その結果このシステムで
はコンバーゼンス補正用のパラボラ電流発生回路及びコ
ンバーゼンス補正磁界を発生させるコンバーゼンスヨー
クが不要になり、コスト低下、生産性向上等多くの効果
が生ずる。

〔背景技術の問題点〕以上述べた如く、カラー受像管は多くの開発技術の採用
により品位は向上しているが、管の大形化が普及するに
つれて新たな問題がクローズアップされつつある。

すなわち、３電子銃より射出され、フェースプレート上
で集中したビームスポットは、偏向作用を受けない画面
中心では第４図(a)に示す如く円状のコアのみを呈する
が、偏向作用を向けた画面周縁部では第４図(b)の如く
偏平化したコアと、上下に広がったフレアを呈する。そ
の結果画面周縁部では電子ビームの電子ビームのサイズ
が増大し、フォーカス性能および解像度の劣化が生ず
る。

具体的には、20インチ型90度偏向管の場合コアの水平方
向寸法をC_H，垂直方向寸法をC_Vとすると、画面中心では
C_H＝C_V＝1.0mmであるが、水平偏向端部ではC_H＝20mm，C
_V＝0.3mmときわめて偏平形になる。又、フレアの上端か
ら下端までの寸法F_Vは1.5mmになる。この寸法は電子ビ
ームを水平偏向しただけの値であるが、垂直偏向を加え
た画面隅部においてはさらに歪んだ寸法になる。

〔発明の目的〕

本発明は以上述べた従来の欠点を解消するためになされ
たもので、画面周縁部における電子ビームスポットの歪
を少なくした画面全域にわたって明るい高解像度が得ら
れるカラー受像管装置を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は３電子銃を水平方向にインライン状に内装した
ネックと、このネックにファンネルを介して接続され内
面に前記電子銃から射出される電子ビームの射突により
赤、緑、青３色に発光する蛍光体層が規則的に被着形成
された蛍光面を有するプレートと、このフェースプレー
トに近接配置され、前記電子ビームを選択的に前記蛍光
体層に射突させる多数の開孔を有するシャドウマスク
と、前記ファンネル外壁に装着され前記電子銃から射出
される電子ビームを水平方向に偏向する偏向磁界および
垂直方向に偏向する偏向磁界を発生する偏向装置とを有
するカラー受像管を対象とする。

ここで前記電子銃から射出される３本の電子ビームはほ
ぼ平行である。また前記水平偏向磁界はほぼ斉一磁界分
布を形成しており、垂直偏向磁界はバレル形磁界分布を
形成しており、水平偏向磁界の中心は垂直偏向磁界の中
心より蛍光面側へ前進している。また前記水平偏向磁界
の管軸上の磁束密度分布の半値幅ａは、前記密度分布の
中心から蛍光面までの距離Ａの0.1〜0.4倍の範囲に含ま
れる。半値幅ａは距離Ａの0.2〜0.3倍において、よりよ
い効果を奏し、半値幅ａが距離Ａの約0.25倍で最良の特
性を示す。

さらに前記３電子銃への振込み信号が相互に制御された
時間のずれを持つことにより、３電子ビームが前記フェ
ースプレート上又はプレート上近傍で実質的に集中する
ようになされている。

以上のような構成を有する本発明のカラー受像管装置に
関し、発明者が行なった実験結果に基づいてさらに詳細
に説明する。

本発明者等は電子ビームスポットの画面周辺における歪
の最大原因は水平偏向磁界がピンクッション形にあるこ
とに着目し、水平偏向磁界を斉一磁界にすることを試み
た。第５図は20インチ型90度偏向管で第２図(a)に示す
ような斉一形水平偏向磁界の場合の画面中心部および画
面周縁部における電子ビームスポット形状を示すもの
で、C_H＝1.5mm，C_V＝0.6mmとなっており、コアの形状が
大幅に改良されていることがわかる。

しかしこの電子ビームスポット形状でもまだ十分とは言
えない。

本発明者等はさらに実験を続け、偏向磁界の磁束密度分
布とカラー受像管の大きさとの間に所定の関係が成立す
るとフレアの形状はさらに良好になることを見出した。

第３図は斉一形の水平偏向磁界の管軸上の磁束密度分布
と、この分布の中心から蛍光面までの距離の関係を示す
図である。

ここで、磁束密度分布の最大値B_Pを示す位置を密度分布
の中心、最大値B_Pの半値幅で定まる長さを磁路長ａと定
義し、密度分布の中心からフェースプレートまでの距離
をＡとする。又第５図で示すようにフレアの水平方向の
寸法をF_H，垂直方向の寸法をF_Vとすると、ａ／ＡとF_V／
F_Hとの間に第６図のような関係があることがわかった。
一方F_V／F_Hの値は、実用面で評価すると0.5以上2.0以下
にする必要があるので、これを第６図にあてはめるとａ
／Ａは0.1以上0.4以下が実用的範囲になる。より好まし
いａ／Ａの範囲は0.2〜0.3である。最も理想的な状態は
ａ／Ａ≒0.25の場合に得られ、フレアは円形で最小とな
る。

第７図にａ／Ａ≒0.25の場合の画面中心および画面周縁
部における電子ビームスポット形状を示す。第７図にお
いて画面周縁部における電子ビームスポット形状(b)を
さらに改良するには、電子銃の電子レンズの焦点距離を
画面調縁部で調整することにより改良は可能で、例え
ば、第８図に示す如く改良される。

以上の構成により電子ビームスポット形状は改善され
る。一方３電子ビームの集中に関しては上記本発明の構
成により電子銃から射出される３電子ビームをほぼ平行
にし、かつ３電子銃に振込まれる信号が相互に制御され
た時間のずれを待つようにすることによりフェースプレ
ート全面において電子ビームが集中するようになされて
いる。

この方法について説明する。仮に３電子銃に同時に信号
を振込んだ場合にはフェースプレート上の電子ビームス
ポットは互いに一定量Δだけ離間することになる。しか
しこの方法では第１の電子銃への信号振込み時間に対
し、第２の電子銃への信号振込み時間をτだけ遅延さ
せ、さらに第２の電子銃への信号振込み時間に対し、第
３の電子銃への信号振込み時間をτだけ遅延させる。こ
こで画面の横幅をＨ、水平偏向周波数を_H、オーバー
スキャンで定まる定数をＣとすると遅延時間τをにすることにより画面全域にわたって電子ビームスポッ
トの集中を実現することができる。

さて、本発明においては上記３電子ビームスポットのず
れ量Δが１つのファクタになっているので、このΔを画
面全体にわたって一定に保つ方が好ましく、そのために
は垂直偏向磁界がバレル形である必要がある。

バレル形磁界がずれ量Δに与える効果は、で与えられる。ここでH₂は磁界の非斉一性を示す係数でで定義される。Ｙはカラー受像管の管軸におけるビーム
の量で、フェースプレートに近づくほど増大する。Z_Sは
フェースプレートから偏向の始点までの距離を表わす。
従ってＹが大きいほどすなわち偏向磁界のフェースプレ
ートに近い側ほどバレル磁界がずれ量Δに与える効果が
大きい。

一方、画面４隅における上下方向のビーム集中誤差は通
常第９図に示すパターンを示し、これを減少させるため
には垂直偏向磁界の蛍光面側を極力均一とすることが必
要である。

さらに実質的に許容可能なビームの集中精度を得ようと
すると以下の施策が必須であることが判明した。

即ち、水平偏向磁界中心と垂直偏向磁界中心を相互に異
ならしめ、水平偏向磁界中心は垂直偏向中心より蛍光面
側へ前進させる必要がある。

このような磁界分布を得るには、垂直偏向コイルを電子
銃側へ偏移させるか、あるいは蛍光面側端部のコイルを
除去し、実質的に水平磁界に対し短い磁界分布とするこ
とにより実現する等の手段がある。

この結果、画面４隅における上下方向のビーム集中誤差
も実質的に許容可能なものとすることが出来る。

〔発明の実施例〕

以下に本発明を実施例に基づいて説明する。第１図は本
発明の20インチ型90度偏向のカラー受像管装置の概略断
面図である。

(1)はフェースプレート、(2)はファンネル、(4)はネッ
クで、之等外囲器はいずれもガラス製である。フェース
プレート(1)内面には赤、緑、青各色に発光する蛍光体
ドット又は蛍光体ストライプが規則的に配列され映像表
示用の蛍光面(5)を形成する。この蛍光面(5)に近接対向
してシャドウマスク(6)が配設される。シャドウマスク
(6)は通常フェースプレート(1)内面形状に相似なドーム
状形状をした薄い鉄板からなり、蛍光面(5)と対向した
部分には電子ビームが正しく蛍光体に射突するようあけ
られた多数の開孔を有している。

ネック(4)内部には赤、緑、青３色に対応する３電子銃
(7)が封入されている。この３電子銃は水平方向にイン
ライン状に配列され射出する電子ビームが相互に約6.6m
mの間隔をもって平行になるように構成されている。各
電子銃は電子ビーム発生源のカソード制御電極、しゃ閉
電極、集束電極、高圧電極から構成され、各々所定の電
圧が印加される。高圧電極電圧は通常25kVの超高電圧で
ありカラー受像管内部が25kVの等電圧に保持される。

ファンネル(2)のネック(4)接続部近傍はコーン部(3)と
呼ばれ通常この部分に偏向装置(9)が装着される。

偏向装置は電子ビームを水平方向に偏向する磁界であっ
て第２図（a）に度すような斉一形磁界を発生する水平
偏向コイルと、垂直方向に偏向する磁界であって第２図
（b）に示すようなバレル形磁界を発生する垂直偏向コ
イルより成る。偏向コイルは水平偏向磁界および垂直偏
向磁界の管軸上の磁束密度分布の半値幅ａが密度分布の
中心から蛍光面までの距離Ａの0.25倍になるように設計
されている。

20インチ型90度偏向管は従来偏向磁界中心を蛍光面から
約290mmの位置に設定していたが、本発明の実施例では
水平偏向磁界中心位置を蛍光面から約285〜280mmとし、
垂直偏向磁界位置を約295〜300mmとした。

即ち、水平偏向磁界中心を垂直偏向磁界中心に対し約10
〜20mmの範囲で前進させた。

20インチ型90度偏向管は画面（蛍光面）の横幅は約400m
mで、水平偏向周波数15.75kHz、画面上の電子ビームス
ポットのずれ量Δは6.6mm、定数Ｃを0.75とすると、３
電子銃に振込まれる信号の相互の遅延時間は約0.8μsec
である。

以上のように構成されたカラー受像管装置は画面中心は
もとより、画面周辺においても実質的に３電子ビームの
許容可能な集中精度が得られ、かるコアおよびフレアの
歪は極めて少なく、画面全域にわたって明るく、解像度
がよくなっていることが確認された。

別の実施例として26インチ型110度偏向管を用いて他の
条件を上記実施例と同じにし、ａ／Ａが0.1の場合およ
び0.4の場合についてカラー受像管装置の評価を行なっ
たところ、従来方式のものよりよい特性を示した。ａ／
Ａが0.2〜0.3の場合特性はさらに向上した。

以上の説明では無偏向状態での電子ビームはほぼ平行で
あるとして説明したが、このことは幾何学的な平行を含
むのは当然として、一定の遅延時間を信号に与えて色ず
れ補正を行うカラー受像管で無偏向時３電子ビームが不
足集中状態になって実質的に一致していないビーム状態
についてもその主旨を脱しない限り適用できることは当
然である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカラー受像管装置の概略断面図、第２
図（a）乃至第２図（b）は本発明に係る偏向装置の偏向
磁界を説明する模式図、第３図は本発明に係る水平偏向
磁界の管軸上の磁束密度分布を説明する特性図、第４図
（a）及び第４図（b）は従来例における電子ビームスポ
ット形状を説明するための模式図、第５図（A）及び第
５図（B）、第７図（a）及び第７図（b）および第８図
（a）及び第８図（b）は本発明に係る電子ビームスポッ
ト形状を説明するための模式図、第６図は本発明に係る
水平偏向磁界等と電子ビームスポット形状との関係を説
明する特性図、第９図は画面４隅における上下方向のビ
ーム集中誤差を示す説明図である。１…フェースプレート、２…ファンネル４…ネック、５…蛍光面６…シャドウマスク、７…電子銃

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】３電子銃を水平方向にインライン状に内装
したネックと、このネックにファンネルを介して接続さ
れ内面に前記電子銃から射出される電子ビームの射突に
より赤、緑、青３色に発光する蛍光体層が規則的に被着
形成された蛍光面を有するフェースプレートと、前記フェースプレートに近接配置され前記電子ビームを
選択的に前記蛍光体層に射突させる多数の開孔を有する
シャドウマスクと、前記ファンネル外壁に装着され前記
電子銃から射出される電子ビームを水平方向に偏向する
水平偏向磁界および垂直方向に偏向する垂直偏向磁界を
発生する偏向装置とを有するカラー受像管装置におい
て、前記電子銃から射出される３電子ビームは相互にほぼ平
行であり、前記水平偏向磁界はほぼ斉一磁界分布を形成し、前記垂直偏向磁界はバレル形磁界分布を形成し、前記垂直偏向磁界の中心に対し水平偏向磁界の中心が蛍
光面側へ前進し、前記水平偏向磁界の管軸上の磁束密度分布の半値幅ａ
は、前記密度分布の中心から前記蛍光面までの距離Ａの
0.1〜0.4倍の範囲に含まれ、前記３電子銃への振込み信号が、相互に制御された時間
のずれを持つことにより、３電子ビームが前記フェース
プレート上又はその近傍で実質的に許容可能な誤差内で
集中するようになされていることを特徴とするカラー受
像管装置。
【請求項２】前記水平偏向磁界の管軸上の磁束密度分布
の半値幅ａは、前記密度分布の中心から蛍光面までの距
離Ａの0.2〜0.3倍の範囲に含まれることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のカラー受像管装置。
【請求項３】前記水平偏向磁界は少なくとも前記蛍光面
側がバレル形磁界分布であることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載のカラー受像管装置。