JPH0762985B2 - カラー受像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明はカラー受像装置に関するもので特に１本の電子
ビームを用いたシャドウマスク方式のカラー受像装置に
関するものである。

〔発明の技術的背景と問題点〕 一般のテレビ用カラー受像装置は、３本の電子銃を所定
間隔でインライン又はデルタ形に配列し、それぞれ電子
ビームを発生，制御，加速，集束させ、これら３本の電
子ビームをスクリーン面においてコンバーゼンスさせて
いる。３本の電子ビームはスクリーンの近傍に配置され
たシャドウマスクにそれぞれ所定角度で入射するため、
選択されスクリーン上に所定の位置に設けられた所定の
螢光体を衝撃しこれを発光させる。これら３本の電子ビ
ームは偏向ヨークによる磁界の作用でスクリーン全面に
偏向走査される。このとき３本の電子銃の制御電極には
偏向走査に同期してそれぞれの映像信号が印加されてい
る。この様なカラー受像装置では３本の電子ビームをス
クリーン全面において正しくコンバーゼンスさせておか
ねばならないことや、スクリーン面での走査領域（ラス
タ）の歪や、ビームスポットの偏向による歪を除去せね
ばならないことのために偏向ヨークの設計は極めて厳し
いものとなる。これらは偏向面に入射する３本の電子ビ
ームの間隔に大きく影響され、電子ビーム間隔の小さな
もの程偏向ヨークの設計は容易となり、特にビームスポ
ットの偏向による歪は著るしく改善される。一方解像度
を向上させるためにはスクリーン上のビームスポット径
を小さくさせねばならないが、このためには各電子銃の
電子レンズ口径を出来るだけ大きくし、大口径レンズを
形成させることが最も効果的な方法である。しかし、電
子ビーム間隔即ち電子銃間隔を小さくすることと電子レ
ンズ口径即ち電子銃電極開孔径を大きくすることは矛盾
することであり同時に改善することはできない。

このような相反する矛盾を解消する一つの試みとして特
開昭60−12652号公報に示されているような方式が提案
されている。即ち、シャドウマスクは横方向に長いスリ
ット孔を水平列とし、このスリット孔水平列に対応して
水平方向に連続するストライプ状螢光体を設ける。そし
て１本の電子ビームの水平走査線を１本のスリット孔水
平列に対応せしめて一色の水平方向ストライプ状発光を
生じせしめるものである。しかし乍らこのような方式で
はまた他の多くの問題を含んでおり実用上は大きな問題
を有している。例えば、３回の水平走査で赤，青，緑を
１組とするカラートリオが得られることになるが、NTSC
方式のままでは水平走査線は525本であるから、スクリ
ーン垂直方向にはわずか175組のカラートリオしか得ら
れず、これでは全体としてカラー映像とは言い難い。そ
こで仮に水平走査線を３倍の1575本に増加したとする
と、20吋型の場合、シャドウマスクの水平方向列、即ち
垂直方向ピッチは約190μｍとしなければならない。従
来のスリット孔形シャドウマスクの列ピッチは500μｍ
乃至800μｍ程度であり、シャドウマスク用金属薄板を
列ピッチ190μｍで高精度にエッチング穿設することは
技術的に極めて困難である。さらに電子ビームの水平走
査線の軌跡とシャドウマスク及びスクリーンの水平方向
配列線とは如何なる時も正確に一致していなければなら
ない。このことは偏向ヨークの駆動電流の鋸歯状波の直
線性を経時変化を含めて高精度に維持することを示し、
回路系を極めて複雑化させる。

〔発明の目的〕

本発明は上述した点にかんがみなされたもので、電子銃
の電極開孔径は十分大きくでき且つ偏向面に入射する電
子ビーム間隔は任意に小さくできるもので、スクリーン
全面に渡って高解像度，高コンバーゼンス品位のカラー
画面を得ることのできる実用性に富んだカラー受像装置
を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、電子銃を１本とすることによって電子レンズ
口径を十分大きなものとし、またこの１本の電子ビーム
を偏向中心面に入射する前に３段階に第１の小偏向を行
うことによって実質的に３本の電子ビームとして電子ビ
ーム間隔を十分小さなものとすると共に、スクリーン上
でこの実質的な３本の電子ビームを集中させるための第
２の小偏向を行い、さらに電子銃の制御電極に印加され
る信号を前記第１の小偏向に同期して３種類の信号に切
換えることによって上記目的を達成するものである。

〔発明の実施例〕

以下、図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。

第３図は本発明を実施したカラー受像装置の一例でカラ
ー受像装置の概略構成図を示す。第３図は電子ビームの
軸を含む水平断面を示している。第３図において、カラ
ー受像装置（１）は内面にスクリーン（２）を有するフ
ェースプレート（３）と前記フェースプレート（３）の
側壁部にフアンネル（４）を介して連結されたネック
（５）と、前記ネック（５）内に内装された電子銃
（６）と前記ファンネル（４）からネック（５）にかけ
ての外壁に装着された主偏向部としての偏向ヨーク
（７）と、前記スクリーン（２）に所定間隔をもって対
設された多数のアパーチャ（８）を有するシャドウマス
ク（９）と、前記スクリーン（２）上に形成された３本
の螢光体ストライプを１グループとするメタルバックさ
れた多数の螢光体（10）とから構成されている。前記フ
ァンネル部（５）の内壁及び外壁には導電膜（11），
（12）が一様に塗布されており、ファンネル部（４）の
１部にアノードボタン（13）が設けられていてこのアノ
ードボタン（13）を通じて外部より陽極高電圧がスクリ
ーン（２），シャドウマスク（９），内部導電膜（11）
及び電子銃（６）の最終電極に印加される。電子銃
（６）の拡大した斜視図を第２図に示す。

第２図において、電子銃（６）は後述する複数個の電極
とこれらを支持する４本の絶縁支持体（20a），（20b）
を有し、ステムピン（34）に固定されてネック（５）内
に封入されている。前記複数個の電極は１本の電子ビー
ム（15）を発生するためのヒータ（21）を内装する陰極
（22）とこの陰極（22）から発生した電子ビームを制
御，加速，集束させるための複数個の電極即ち第１グリ
ッド（23），第２グリッド（24），第３グリッド（2
5），第１の補助偏向手段としての第４グリッド（2
6），第５グリッド（27）及び第２の偏向手段としての
コンバーゼンス電極（29a），（29b）から成る。第１グ
リッド（23）と第２グリッド（24）は近接配置された平
板状電極であり、第３グリッド（25）は第２グリッド
（24）に近接配置された円筒状電極であり、第４グリッ
ド（26）は第３グリッド（25）から所定距離離れて配置
され、２分割された円筒状電極（26a），（26b）より成
り、第５グリッド（27）は第４グリッド（26）から所定
距離離れて配置された円筒状電極であり、その側壁部に
はバルブスペーサ（28）が取付けられていて内部導電膜
（11）と接触し約25kV乃至30kVの陽極高電圧Ebが印加さ
れる様になっている。また第５グリッド（27）から所定
距離離れてコンバーゼンス電極（29a），（29b）が配置
されている。コンバーゼンス電極のうち中央の電極（29
a）はコネクタ（31）にて第５グリッド（27）と接続さ
れていて、両側の電極（29b）はコネクタ（32）にて絶
縁支持体（20a）の背后に配置されている抵抗体（33）
に接続されており、特開昭53−89360号公報に示されて
いるように適当な電位を供給することができる様になっ
ている。また第３グリッド（25）と第５グリッド（27）
はコネクタ（30）によって接続されており、第４グリッ
ド（26）の２つの電極（26a），（26b）及び他の電極は
ネック下部のステムピン（34）に接続されていて外部よ
り所定の比較的低電圧が印加される様になっている。

以上の電極構成において陰極（22）は約150Vのカットオ
フ電圧に保たれこれに３種類の映像信号が所定の周期で
印加される。第１グリッド（23）は接地電位が、第２グ
リッド（24）は約700Vが印加され、第３グリッド（25）
と第５グリッド（27）及び中央のコンバーゼンス電極
（29a）は約25kVの陽極高電圧が印加される。また第４
グリッド（26a），（26b）には前記３種類の映像信号の
周期に合わせて第４グリッド（26a）と（26b）には、適
当な電位差が発生する様になっており、平均的に約4kV
の中電位が印加される。また両側のコンバーゼンス電極
（29b）は陽極高圧より僅かに低い約23kVの電位が印加
される。従って陰極（22）から発生した１本の電子ビー
ム（15）は陰極（22），第１グリッド（23），第２グリ
ッド（24）によって制御され、第３グリッド（25），第
４グリッド（26），第５グリッド（27）のユニポテンシ
ャル電子レンズによって加速集束されてスクリーンに到
達するが、同時に第４グリッド（26）を通過するときに
２分割された第４グリッドにおいてＺ軸（管軸）から離
れる方向に２段階の静電偏向をうける。この場合小偏向
を受けない電子ビーム（15）はコンバーゼンス電極の中
央を通過するのでそのままスクリーンに到達するが、小
偏向を受けた電子ビーム（16）又は（17）はコンバーゼ
ンス電極の中央電極（29a）と外側電極（29b）の間を通
過するのでこのときこのコンバーゼンス電極によりＺ軸
へ近づく方向（近軸方向）に静電偏向される。即ち第４
グリッド（26）部による第１の小偏向とコンバーゼンス
電極（29）による第２の小偏向によりスクリーンで集中
した実質的な３本の電子ビーム（15），（16），（17）
が存在することと同等となり、第１図に示すようにこれ
ら実質的に３本の電子ビームはそれぞれ所定の角度でシ
ャドウマスク（９）に入射し、選択され、入射角度に応
じた位置に設けられたスクリーン上の螢光体を衝撃これ
を発光させる。このとき第４グリッド部による第１の小
偏向と陰極に印加される３種類の映像信号の周期は同期
している。これら３本の電子ビーム（15′），（1
6′），（17′）は偏向装置（７）によってスクリーン
全面に偏向走査される。

第１図に前記実施例の主要部のみを模式的に示す。この
とき偏向中心面（18）で実質的に３本の電子ビームの間
隔Sgは第４グリッド（26）及びコンバーゼンス電極（29
a），（29b）による小偏向の程度によって決定され、従
って任意に小さくすることができる。実際には３本の電
子ビームの間隔Sgを小さくしすぎるとシャドウマスク方
式カラー受像管の基本原理からシャドウマスク（９）と
スクリーン（２）間の距離ｑを極めて大きくしなければ
ならないので実用範囲においてSgは選択決定されるべき
である。偏向面において、電子ビーム間隔Sgが小さいと
３本の電子ビームがうける偏向磁界のアンバランスが少
なくなるので３本の電子ビームに対して同じ様に偏向収
差を軽減することができ、スクリーン周辺においても良
好な３個のビームスポットが得られる。

次に偏向ヨークに流れる電流と第４グリッドに印加する
偏向電圧及び３個の映像信号のタイムチャートを第４図
に示す。第１図乃至第３図において、陰極（22）に映像
信号Svideoが印加され、第４グリッド（26）には小偏向
用電圧ｖagが印加され、偏向ヨーク（７）の水平及び垂
直偏向コイルにそれぞれ水平偏向電流iH及び垂直偏向電
流ivが流される。第４図（ａ）において垂直偏向電流ｉ
vは所定時間Tvで一回の鋸歯状波電流が流れ、電子ビー
ムは垂直方向に１回偏向走査される。これに対応して第
４図（ｂ）の如く水平偏向走査される。これに対応して
第４図（ｂ）のこどく水平偏向電流iHはＴVより極めて
短い時間THで１回の鋸歯状波電流が流れ、電子ビームは
水平方向に１図偏向走査される。従って１回の垂直偏向
の間に水平偏向は所定回数走査される。（但し第４図で
は偏向走査時の帰線期間を省略している。） 従来の映像信号の走査方式では赤，緑，青に対応した３
本の電子ビームを用い一水平偏向期間中に同時に３色を
発生させている。しかし本発明では一本の電子ビームの
みを用いているので同時に３色を発光させることは原理
上不可能である。そこで一水平偏向期間中にシャドウマ
スクのアパーチャに応じて次々に、例えば第４グリッド
（26）で小偏向を行い色切換を行うこともできる。しか
し乍ら小偏向用切換周波数が高くなりすぎるので、本実
施例では第４図の如く、小偏向の周期△ｔと一水平走査
線周期ＴHを同じくして、小偏向用切換周波数が高くな
りすぎることを防止している。また、これに伴って第４
図（ｂ），（ｃ），（ｄ）の如く小偏向切換と同期し
て、水平走査周期ＴHと同様、赤，緑，青の各色映像信
号を順次切換える。

上述の如く本発明では３回の水平偏向で従来の３電子銃
カラー受像管装置の１回の水平偏向と同等となるから水
平偏向周波数は従来の場合の３倍となる。現在のNTSC方
式では水平偏向周波数は15.75kHzであるからこの３倍は
47.25KHzとなるが、この程度の周波数は回路技術からも
偏向ヨーク技術からも何等実用上の問題はない。またこ
の場合の偏向ヨークの設計には何等新技術の必要もなく
実現できると同時に、偏向ヨーク内の偏向面における電
子ビーム間隔が従来の３電子銃形と比べ極めて小さい
為、偏向ヨークの設計は極めて容易な条件となる。即ち
偏向ヨーク内の磁界分布のアンバランスが少なくなるの
で３本の電子ビームに対して同じ様に偏向収差を軽減で
き、スクリーン周辺部においても良好な３個のビームス
ポットが得られると同時にコンバージェンス品位も格段
に向上することは明らかである。

以上の実施例では電子銃としてユニポテンシャル型電子
銃を用いて説明したが、本発明はこれに限らずどの様な
レンズ形態の電子銃でもよい。さらに前記実施例では実
質的な３本の電子ビームが横一列に配列した場合を示し
たが本発明はこれに限らず実質的な３本の電子ビームが
デルタ形配列となる様に小偏向を行ってもよいことは言
うまでもない。また前記実施例では１スクリーンに対し
１本の電子銃を有するカラー受像装置について説明した
が、本発明はこれに限らず、実開昭47−9349号公報、実
公昭39−25641号公報、特公昭42−4928号公報などの如
く、１つのスクリーンを分割し多数の電子銃を有する様
なカラー受像装置についてもそれぞれ個々に適用できる
ことは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、１本の電子銃を使用
することにより偏向面において形成される実質的な複数
本の電子ビームのビーム間隔に関係なく電極開口径、即
ち電子レンズ口径を大きくすることができ高解像度の画
像が得られると同時に逆に電子レンズ口径に関係なく実
質的に複数本の電子ビームのビーム間隔を任意に小さく
することができ、スクリーン全面においてコンバーゼン
ス品位の優れた高品位の画像が得られる。さらにはビー
ム間隔を小さくすることができるために偏向磁界の中心
軸付近だけを使用することができ従って複数本の電子ビ
ームが受ける偏向磁界のアンバランスも少なくなりスク
リーン周辺においても良好なビームスポットが得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のカラー受像装置を示す概略構
成図、第２図は第１図の実施例に適用した電子銃部を示
す拡大斜視図、第３図はカラー受像装置のシステムを示
す構成図、第４図は第１図乃至第３図の実施例における
各部への信号を示すタイムチャートである。 （１）……カラー受像装置 （２）……スクリーン （５）……ネック （６）……電子銃 （７）……主偏向部 （９）……シャドウマスク （10）……螢光体 （15），（16），（17），（15′），（16′），（1
7′）……電子ビーム （18）……偏向中心面 （22）……陰極 （26）……第１の補助偏向手段 （29a），（29b）……第２の偏向手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 孝司 埼玉県深谷市幡羅町１−９―２ 株式会社 東芝深谷ブラウン管工場内 (56)参考文献 特開 昭51−135432（ＪＰ，Ａ) 特公 昭44−7867（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭47−1411（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭43−1072（ＪＰ，Ｙ１)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ネック内の管軸上に配置された電子銃，シ
   ャドウマスク，スクリーン，主偏向部を備え、前記電子
   銃より発生し、赤，緑，青の３種類の映像信号に応じて
   制御され且つ前記主偏向部により水平方向及び垂直方向
   に偏向走査された電子ビームが前記シャドウマスクを介
   して前記スクリーンに配設された所定の螢光体を衝撃発
   光せしめ、前記電子銃は１本の電子ビームを発生させる
   ための陰極と、第１の補助偏向手段と第２の偏向手段を
   含み且つ前記陰極から発生した電子ビームを制御，加
   速，集束させるための複数個の電極から成るカラー受像
   装置において、 補助偏向電極の電位を切り換えることで前記電子ビーム
   を、水平方向の偏向走査に同期して３段階に第１の小偏
   向を行い、水平方向に隔離した３本の電子ビームを発生
   させると共に、前記電子銃に印加される前記３種類の映
   像信号を順次切り換える前記第１の補助偏向手段と、 前記第１の補助偏向手段と前記主偏向部との間に設けら
   れ、前記第１の補助偏向手段で３段階に小偏向された３
   本の電子ビームの両側の２本の電子ビームを近軸方向に
   小偏向し、前記主偏向部において前記３本の電子ビーム
   を所定の間隔にし、前記シャドウマスクに入射させ、且
   つ前記スクリーンにおいて集中させる前記第２の偏向手
   段とを備えたことを特徴とするカラー受像装置。