JPH0646812B2 - カラ−受像管装置 - Google Patents

カラ−受像管装置

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JPH0646812B2
JPH0646812B2 JP10695785A JP10695785A JPH0646812B2 JP H0646812 B2 JPH0646812 B2 JP H0646812B2 JP 10695785 A JP10695785 A JP 10695785A JP 10695785 A JP10695785 A JP 10695785A JP H0646812 B2 JPH0646812 B2 JP H0646812B2
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magnetic field
electron
electron beam
color picture
picture tube
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武敏 下間
久美雄 福田
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Toshiba Corp
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/46—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
    • H01J29/70—Arrangements for deflecting ray or beam
    • H01J29/72—Arrangements for deflecting ray or beam along one straight line or along two perpendicular straight lines
    • H01J29/76—Deflecting by magnetic fields only

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  • Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)

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ル如く、陰極から射出される電子
ビームをはじめから傾斜している技術があり、又、米国
特許第3772554号明細書に示される如く、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移させる
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、カラーブラウン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、偏向作用を受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提する。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90度偏向管の場合コアの水平方向
寸法をCH,垂直方向寸法をCVとすると、画面中心ではCH
=CV=1.0mmであるが、水平偏向端部ではCH=20mm,CV
=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FV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もので、 前記電子銃から射出される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。aはAの0.2〜0.3倍に
おいて、よりよい効果を奏する。aが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。
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90゜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、
CH=1.5mm,CV=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不十分とは
言えない。
発明者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BPを示す位置を密度分布
の中心、最大値BP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FH、垂直方向の寸法をFVとすると、a/AとFV/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FV/FHの値は、実用面で評価すると0.5以上2.0以下
にする必要があることがわかっているから、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
た時間のずれを持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fH、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、 ∫H2Y(Z-ZS)dZ ……(1) 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。ZS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。
一方フレアの発生量は∫H2Y(Z-ZS)2dZ…(2)に比例す
る。この式(2)は式(1)に比べ(Z-ZS)の効果が余分に加わ
っている。このことは、フレアの発生は比較的磁界中の
位置によらず、一様にフレアを発生させることを示して
いる。従って、フレアの発生を極力おさえつつ、最小限
の非斉一磁界で、ずれ量Δを一定にするには、極力フェ
ースプレート側でバレル形磁界を形成することが重要で
ある。
〔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、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。該蛍光面(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90度偏向管は画面(蛍光面)の横幅は約400mm
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。
[発明の効果] この発明によれば、水平偏向磁界分布はほぼ斉一磁界分
布を形成し、水平偏向磁界分布の管軸上の磁束密度分布
の半値幅をこの密度分布の中心から蛍光面までの距離の
0.1〜0.4倍の範囲に含ませ、3電子銃への振込み信号に
相互に制御された時間のずれを持たせることにより、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、
画面全域にわたって明るい高解像度が得られる。
【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
図は本発明に係る偏向装置の偏向磁界を説明する図、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
布を説明する図、第4図は従来例における電子ビームス
ポット形状を説明する図、第5図、第7図および第8図
は本発明に係る電子ビームスポット形状を説明する図、
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 (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、 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。
  2. 【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。
  3. 【請求項3】前記垂直偏向磁界は少なくともスクリーン
    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。
JP10695785A 1985-05-21 1985-05-21 カラ−受像管装置 Expired - Lifetime JPH0646812B2 (ja)

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