JPH07147145A - 陰極線管用電子銃 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】低輝度時の画面周辺部での電子ビームスポット
の横つぶれを低減すると共に、高輝度時のフォーカス特
性の劣化を防止する。 【構成】陰極１８’、制御電極１９’、加速電極，第１
集束電極，第２集束電極および最終加速電極を少なくと
も備え、第２集束電極に偏向角に合わせて非点収差を補
正するダイナミック電圧を印加して動作させる陰極線管
用電子銃において、制御電極１９’に、陰極１８’から
放出される電子ビームの断面形状を水平方向に横長にす
る電子レンズを形成する電極構造を設けると共に、加速
電極から集束電極に至る経路の中に、垂直方向に発散し
水平方向に集束する電子レンズ８０を形成する電極構造
を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、陰極線管用電子銃に係
り、特に低輝度時のビームスポツトの横つぶれを低減し
て横モアレの発生を抑制すると共に、高輝度時のフォー
カス低下を防止した電極構造を備えた陰極線管用電子銃
に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラーテレビジョン受像機や情報端末装
置のモニターとして，所謂カラー陰極線管が広く用いら
れている。

【０００３】図６はこの種の陰極線管の１例としてのシ
ャドウマスク型カラー陰極線管の構造を説明する断面図
であって、１はパネル部、２はネック部、３はファンネ
ル部、４は蛍光面、５はシャドウマスク、６はマスクフ
レーム、７は磁気シールド、８は懸架スプリング、９は
電子銃、１０は偏向ヨーク、１１はセンタリングやピュ
ティ補正用の外部磁気装置である。

【０００４】同図において、このカラー陰極線管は映像
スクリーンであるパネル部１，電子銃を収容するネック
部２，およびパネル部とネック部を連接するファンネル
部３とから構成され、上記ファンネル部３には電子銃９
から発射された電子ビームＢｃ，Ｂｓ（Ｂｃは中央ビー
ム、Ｂｓは２本の外側ビーム）をパネル内面に塗布形成
された蛍光面４上に走査させる偏向ヨーク１０が装着さ
れる。

【０００５】上記ネック部２内に収容される電子銃は、
管軸と直交するごとく一線上（一般に、水平方向）に３
本の電子ビームを並列して発射するカソード構体，制御
電極，収束電極，加速電極等から構成される。

【０００６】上記カソード構体から放射される電子流
は、制御電極に印加される信号で変調され、集束電極，
加速電極を通して所要の断面形状とエネルギーを付与し
て蛍光面４に射突される。

【０００７】電子ビームは蛍光面に達する途上において
ネック部２とファンネル部３の遷移部に装着した偏向ヨ
ーク１０により水平方向と垂直方向の偏向を受け、色選
別電極であるシャドウマスク５を通して蛍光面４に達
し、該蛍光面４上に２次元映像を形成する。

【０００８】このようなカラー陰極線管においては、蛍
光面の全領域、かつ電子ビームの全電流域で形状および
大きさの均一な電子ビームスポットを形成させることが
できれば良好な解像度の高品質再生画像を得ることがで
きる。

【０００９】しかし、管軸と直交するごとく水平に配列
したインライン電子銃では、中心電子銃を除いて両サイ
ドの電子銃は管軸から離間して配置されているため、偏
向角が増大するに従い、電子銃の電子レンズや偏向磁界
の非対称性のために、ハローが発生してしまい、蛍光面
（画面）の全領域、かつ電子ビームの全電流域で形状お
よび大きさの均一な電子ビームスポットを形成させるこ
とは極めて困難である。

【００１０】従来、ブラウン管の画面全領域での解像度
を向上させる手法として，例えば特開昭６１―２５０９
３３号公報に開示されているように、電子銃を構成する
集束電極を２つに分離し、その一方には固定の集束電圧
を、他の一方には偏向に合わせて非点収差を補正するよ
うに変化するダイナミック集束電圧を印加して、所謂静
電四重極レンズを形成することにより、偏向時に垂直方
向の集束を弱くして水平方向の集束を強め、全画面にお
いてハローのない良好なフォーカスを実現している。

【００１１】図７は上記従来のカラー陰極線管に用いら
れる電子銃９の一例を説明する断面図であって、１８，
１８’，１８”はカソード構体、１９は第１電極、２０
は第２電極、２１は２つの電極２１ａと２１ｂとからな
る前段集束電極系、２２は後段集束電極、２３は電極２
１ａの電子ビーム通過孔２１ａ_1,２１ａ_2,２１ａ₃ を水
平方向（インライン配列方向）から狭持する如く電子ビ
ーム通路方向に沿って植立された垂直補正電極板、２４
は電極２１ｂの電子ビーム通過孔２１ｂ_1,２１ｂ_2,２１
ｂ₃ を垂直方向（インライン配列と直交する方向）から
狭持する如く電子ビーム通路方向に沿って植立された水
平補正電極板である。これらの補正電極板２３と２４と
は互いに軸方向で交互に入り込んで静電四重極レンズを
構成する。

【００１２】そして、前段集束電極系２１の電極２１ａ
には一定の直流電圧Ｖｆ₁ が、また電極２１ｂには偏向
量に応じて変化する交流電圧Ｖｆ₂ が、後段集束電極２
２には高電圧電源４１から高電圧Ｅｂがそれぞれ印加さ
れる。

【００１３】図８は上記従来技術の電子銃の作用を説明
する電子光学的模式図であって、８１は陰極１８’，第
１電極１９’からなる３極部、８２は静電４重極レンズ
部、８３は前段集束電極２１の電極２１ｂと後段集束電
極２２で形成される主レンズ部である。

【００１４】同図の構成において、３極部８１で形成さ
れたクロスオーバーＣは集束レンズ中に形成された静電
４重極レンズ部８２で垂直方向に発散し水平方向に集束
されて縦長断面の電子ビームとして主レンズ部８３に入
って加速され、スクリーン（画面）に射突する。

【００１５】この構成により、画面全域でハローのない
電子ビームスポットがえられる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
においては、画面の全領域でハローのない電子ビームス
ポットを得ることはできるが、偏向磁界による電子ビー
ムスポットの横つぶれは解決しない。

【００１７】画面周辺部において、特に低輝度における
ビームスポットの横つぶれは画面周辺部で横モアレ発生
の原因となる虞がある。この横モアレは、電子ビームの
走査線（ラスター）で形成される干渉模様である。

【００１８】このような偏向磁界の影響を少なくするに
は、電子ビームの断面形状が偏向領域で横長になるよう
にすればよいが、このような形状にすると画面中央部で
のフォーカス特性を劣化させてしまうという問題を招
く。

【００１９】本発明の目的は、特に低輝度（低電流の電
子ビーム）のときの画面周辺部での電子ビームスポット
の横つぶれを低減させ、かつ高輝度（高電流の電子ビー
ム）のときは従来と同等のフォーカスを得ることのでき
る電極構造を備えた陰極線管用電子銃を提供することに
ある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、電子ビームを放出する陰極と、制御電
極，加速電極，第１集束電極，第２集束電極とからなる
集束電極、および最終加速電極を少なくとも備え、上記
第２集束電極に偏向量に合わせて非点収差を補正するダ
イナミックフォーカス電圧を印加して動作させる陰極線
管用電子銃において、前記制御電極に、前記陰極から放
出される電子ビームの断面形状を水平方向に横長にする
電子レンズを形成する電極構造を設けると共に、前記加
速電極から前記集束電極に至る経路の中に、垂直方向に
発散し水平方向に集束する電子レンズを形成する電極構
造を設けたことを特徴とする。

【００２１】

【作用】制御電極に電子ビームを横長にする電子レンズ
を形成する電極構造を設けると、陰極電圧との関係か
ら、電子ビーム電流が小さい低輝度時ほど陰極と制御電
極との間に強いレンズが形成され、電子ビーム電流が大
きい高輝度時と比較して低輝度の方が電子ビームを強く
横長に成形する作用がある。

【００２２】しかし、上記構造だけでは非点収差が負に
なるので，加速電極から集束電極の間でこれを補正する
ため、垂直方向に発散し、水平方向に集束する電子レン
ズを設けることで、ある程度横長で非点収差の少ない電
子ビームを形成する。

【００２３】偏向領域で電子ビームを横長に成形した場
合は、偏向磁界によって電子ビームの断面が横つぶれに
なる力を受け難くなり、画面周辺部での電子ビームスポ
ットの横つぶれが軽減されて横モアレが発生し難くな
る。

【００２４】また、高輝度時では低輝度時と比較して電
子ビームは横長にならないので、従来とほぼ同等のビー
ムスポット形状が実現され、画面中央部でのフォーカス
の劣化はない。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照し
て詳細に説明する。

【００２６】図１は本発明による陰極線管用電子銃の１
実施例の構成を説明する電子光学的模式図であって、前
記図８と同一符号は同一部分に対応し、８０は非点収差
補正レンズ部である。

【００２７】また、図２は第１電極の電子ビーム通過孔
形状を説明する模式図、図３は非点収差補正電極の電子
ビーム通過孔形状を説明する模式図である。

【００２８】図１において、３極部８１を構成する第１
電極１９’に、カソード構体１８’から放出される電子
ビームを横長に成形する手段、例えば図２のような横長
矩形孔１９’を設け、電子ビームの偏向時に第１集束電
極とダイナミックフォーカス電圧が印加される第２集束
電極で構成される垂直方向に発散，水平方向に集束させ
る静電四重極レンズ部８２を配し、その手前に垂直方向
に発散し水平方向に集束する電子レンズを形成する非点
収差補正レンズ８０を設ける。

【００２９】上記の電子レンズを構成するには、例えば
図３に示したような形状の電極に陰極に印加する加速電
圧を与え、第１集束電極を２分割してその間に配置すれ
ばよい。

【００３０】もちろん，図２や図３に示した電極とその
開孔の形状は、これに限るものではなく、上記と同様の
作用を奏するものであればどのような形でもよい。例え
ば、図２の電極については、横長楕円孔、図３の電極に
ついては縦長楕円孔でもよい。

【００３１】図１に示したような構成にすると、第１電
極１９’によりカソード構体１８’との間にできる集束
レンズは低輝度ほど強くなり、主レンズ部８３での電子
ビームは低輝度で横長に、高輝度で丸く制御することが
できる。

【００３２】第１電極１９’のみに上記した電子レンズ
形状を付したもので構成すると負の非点収差を持つこと
になるため、これを非点収差補正レンズ８０で補正する
ものである。

【００３３】図４は本発明による陰極線管用電子銃の１
具体例を説明する管軸に沿った水平断面図、図５はその
垂直断面図であって、図７と同一符号は同一部分に対応
し、２５は第３電極、２６は第４電極である。

【００３４】この具体例では、第３電極２５と前段集束
電極系を構成する電極２１ａに一定の直流電圧Ｖｆ₁ を
印加し、電極２１ｂに偏向量に応じて変化する交流電圧
（ダイナミックフォーカス電圧）Ｖｆ₂ を印加すると共
に、第４電極２６と後段集束電極２２に高圧電源４１か
ら高電圧Ｅｂを印加して動作させる構成としている。こ
の構成において、３極部はカソード構体１８（１８，１
８’，１８”）と第１電極１９および第３電極２５で構
成され、第３電極２５と第４電極２６および電極２１ａ
で前記図１における非点収差レンズ８０を構成し、電極
２１に植立した垂直補正電極板２３および電極２１ｂに
植立した水平補正電極板２４で静電４重極レンズ８２を
構成する。

【００３５】そして、３極部を構成する第３電極２０の
電子ビーム通過孔は前記図２に示したように横長開孔と
され、電極２６の電子ビーム通過孔は前記図３に示した
ような縦長開孔とされる。

【００３６】このように構成したことによって、低輝度
時の電子ビームの断面を横長に成形して偏向収差の影響
を軽減して電子ビームの横つぶれを抑えると共に、高輝
度時にはビームは丸に近づいて従来と同等のフォーカス
特性を維持することができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画面中央フォーカスの劣化を最小限に抑制し、かつ低輝
度の画面周辺部のビームスポットの横つぶれを軽減して
横モアレを防止でき、画面全域で、かつ全電流域で良好
な解像度を得ることのできる陰極線管用電子銃を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による陰極線管用電子銃の構成を説明す
る電子光学的模式図である。

【図２】図１における第１電極の電子ビーム通過孔形状
を説明する模式図である。

【図３】図１における非点収差補正電極の電子ビーム通
過孔形状を説明する模式図である。

【図４】本発明による陰極線管用電子銃の１具体例を説
明する管軸に沿った水平断面図である。

【図５】本発明による陰極線管用電子銃の１具体例を説
明する管軸に沿った垂直断面図である。

【図６】陰極線管の１例としてのシャドウマスク型カラ
ー陰極線管の構造を説明する断面図である。

【図７】従来のカラー陰極線管に用いられる電子銃の一
例を説明する断面図である。

【図８】従来技術の電子銃の作用を説明する電子光学的
模式図である。

【符号の説明】

１ パネル部 ２ ネック部 ３ ファンネル部 ４ 蛍光面 ５ シャドウマスク ６ マスクフレーム ７ 磁気シールド ８ 懸架スプリング ９ 電子銃 １０ 偏向ヨーク １１ 外部磁気装置 １８，１８’，１８” カソード構体（陰極） １９ 第１電極 ２０ 第２電極 ２１ 前段集束電極系 ２２ 後段集束電極 ２３ 垂直補正電極板 ２４ 水平補正電極板 ４１ 高電圧電源 ８０ 非点収差補正レンズ部 ８１ 静電４重極レンズ部 ８３ 主レンズ部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戸部 明良 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子ビームを放出する陰極と、制御電極，
   加速電極，第１集束電極と第２集束電極とからなる集束
   電極、および最終加速電極を少なくとも備え、上記第２
   集束電極に偏向量に合わせて非点収差を補正するダイナ
   ミックフォーカス電圧を印加して動作させる陰極線管用
   電子銃において、 前記制御電極に、前記陰極から放出される電子ビームの
   断面形状を水平方向に横長とする電子レンズを形成する
   電極構造を設けると共に、前記加速電極から前記集束電
   極に至る経路中に、垂直方向に発散し水平方向に集束す
   る電子レンズを形成する電極構造を設けたことを特徴と
   する陰極線管用電子銃。