JPH1050232A - 電子銃 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カラーブラウン管の画面全域で良好なフォー
カス状態が得られる電子銃を構成することを目的とす
る。 【解決手段】 カソードK およびこのカソードから蛍光
体スクリーン方向に配置された複数個の電極G1〜G6を有
し、これらカソードおよび複数個の電極により電子ビー
ム発生部、プリフォーカスレンズ、サブレンズおよび主
レンズが形成される電子銃において、プリフォーカスレ
ンズに水平方向の集束が垂直方向の集束よりも強いレン
ズを形成し、サブレンズに水平方向の集束が垂直方向の
集束よりも弱いレンズを形成し、主レンズに水平方向の
集束が垂直方向の集束よりも強いレンズを形成する構成
とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、陰極線管用電子
銃に係り、特に複数ビームを放出するカラーブラウン管
用電子銃に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にカラーブラウン管は、図４に示す
ように、パネル１およびファンネル２からなる外囲器を
有し、そのパネル１の内面に、青、緑、赤に発光する３
色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン３が設けられ、こ
の蛍光体スクリーン３に対向して、その内側に多数の電
子ビーム通過孔の形成されたシャドウマスク４が配置さ
れている。一方、ファンネル２のネック５内に３電子ビ
ーム６B ，６G ，６R を放出する電子銃７が配設されて
いる。そして、この電子銃７から放出される電子ビーム
６B ，６G ，６R をファンネル２の外側に装着された偏
向装置８の発生する水平、垂直偏向磁界により偏向し
て、蛍光体スクリーン３を水平、垂直走査することによ
り，カラー画像を表示する構造に形成されている。

【０００３】このようなカラーブラウン管において、特
に電子銃７を同一水平面上を通るセンタービーム６G お
よび一対のサイドビーム６B ，６R からなる一列配置の
３電子ビーム６B ，６G ，６R を放出するインライン型
電子銃とし、この電子銃７に対して、偏向装置８の発生
する水平偏向磁界をピンクッション形、垂直偏向磁界を
バレル形として、上記一列配置の３電子ビーム６B ，６
G ，６R を自己集中するセルフコンバーゼンス・インラ
イン型カラー受像管が、現在カラー受像管の主流となっ
ている。

【０００４】上記一列配置の３電子ビーム６B ，６G ，
６R を放出する電子銃７としては、各種構造のものがあ
るが、その１種にＱＰＦ（Quadra Potential Focus）型
電子銃がある。この電子銃７は、図５に示すように、水
平（Ｈ軸）方向に一列配置された３個のカソードＫ、こ
のカソードＫから蛍光体スクリーン方向に順次配置され
た第１乃至第６グリッドＧ1 〜Ｇ6 から構成され、その
第１乃至第６グリッドＧ1 〜Ｇ6 に、それぞれ一列配置
の３個のカソードＫに対応して、３個の円形電子ビーム
通過孔が一列配置に形成されている。

【０００５】この電子銃では、カソードＫに約１５０Ｖ
の電圧が印加され、第１グリッドＧ1 は接地され、第２
グリッドＧ2 には約７００Ｖ、第３グリッドＧ3 には約
６ kＶ、第４グリッドＧ4 は、第２グリッドＧ2 に接続
されて約７００Ｖ、第５グリッドＧ5 は、第３グリッド
Ｇ3 に接続されて約６ kＶの電圧が印加され、第６グリ
ッドＧ6 には約２６ kＶＫの高電圧（陽極電圧）が印加
される。

【０００６】そして上記電圧の印加により、カソードＫ
および第１、第２グリッドＧ1 ，Ｇ2 により、電子ビー
ムを発生しかつ後述する主レンズに対する物点を形成す
る電子ビーム発生部が形成され、第２、第３グリッドＧ
2 ，Ｇ3 により、電子ビーム発生部からの電子ビームを
予備集束するプリフォーカスレンズが形成され、第３乃
至第５グリッドＧ3 〜Ｇ5 により、上記プリフォーカス
レンズで予備集束された電子ビームをさらに予備集束す
るサブレンズが形成され、第５、第６グリッドＧ5 ，Ｇ
6 により、サブレンズで予備集束された電子ビームを最
終的に蛍光体スクリーン上に集束する主レンズが形成さ
れる。

【０００７】ところで、カラーブラウン管の画質を良好
にするためには、蛍光体スクリーン上での電子ビームの
フォーカス特性を良好にすることが必要である。

【０００８】しかしながら上記電子銃が配設されたカラ
ーブラウン管は、図６（ａ）に示すように、画面中央部
のビームスポット１０を円形としても、画面周辺部のビ
ームスポット１０が横長となりかつ上下ににじみ１１が
発生し、画面周辺部のフォーカス特性が劣化するという
問題がある。

【０００９】このようにビームスポット１０が横長とな
りかつ上下ににじみが発生する原因の１つに偏向収差が
ある。すなわち、画面の周辺部に偏向される電子ビーム
は、偏向装置の発生するピンクッション形水平偏向磁界
およびバレル形垂直偏向磁界により、水平方向に集束
し、垂直方向に発散する作用を受けるためである。

【００１０】上記画面周辺部のフォーカス特性の劣化を
解決する方法として、プリフォーカスレンズ、サブレン
ズおよび主レンズの少なくとも１部に水平方向の集束を
垂直方向の集束よりも強いレンズを形成して、図６
（ｂ）に示すように、画面中央部のビームスポット１０
を縦長とするとともに、画面周辺部のビームスポット１
０の横長を緩和する方法がある。この方法によれば、画
面中央部のビームスポット１０を縦長とすることによ
り、画面全域の画質を補償することができる。

【００１１】しかしこのような方法は、画面周辺部のビ
ームスポット１０の横長は緩和されるものの、垂直方向
には過集束となり、上下方向のにじみ１１が依然として
残る。また画面中央部のビームスポット１０は、上下方
向に不足集束状態となり、画面中央部のフォーカス特性
が劣化する。

【００１２】ここで、上記画面中央部のビームスポット
の縦長と画質との関係を、電子銃のフォーカス電圧と画
面上のビームスポットとの関係により説明する。

【００１３】電子銃の水平方向の集束力と垂直方向の集
束力とを同じにしたとすると、図７（ａ）に実線１２H
を水平方向、破線１２V を垂直方向として示すように、
画面中央では、水平方向のフォーカス電圧ＶfHと垂直方
向のフォーカス電圧ＶfVとは一致し（Ｖf ）、画面中央
でのビームスポットは、ほぼ円形となる。これに対し
て、画面周辺部では、偏向収差の影響を受け、同（ｂ）
に示した実線１２H および破線１２V の関係からわかる
ように、ビームスポットは、横長かつ垂直方向に過集束
状態となり、上下ににじみが発生する。

【００１４】これに対して、電子銃の水平方向の集束力
を垂直方向の集束力よりも強くしたとすると、図８
（ａ）に実線１２H を水平方向、破線１２V を垂直方向
として示すように、画面中央で ＶfH＞ＶfV となり、最適フォーカス電圧を数１とすると、

【数１】 画面中央でのビームスポットは、垂直方向には不足集束
状態となり、縦長となる。これに対して、画面周辺部で
は、上下のにじみは緩和されるが、同（ｂ）に示した実
線１２H および破線１２V の関係からわかるように、依
然として過集束状態となる。

【００１５】すなわち、電子銃の形成するプリフォーカ
スレンズ、サブレンズおよび主レンズの少なくとも１部
に水平方向の集束が垂直方向の集束よりも強いレンズを
形成すると、偏向収差によるフォーカスの劣化は、画面
全域に分散され、部分的な劣化は補償されるが、画面全
域を最適なフォーカス状態とすることはできない。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来、
カラーブラウン管の偏向収差による画面周辺部のフォー
カスの劣化を補償する方法として、ＱＰＦ型電子銃を備
えるカラーブラウン管では、水平方向の集束力を垂直方
向の集束力よりも強くし、最適な水平および垂直方向の
フォーカス電圧ＶfH，ＶfVを設定することで、画面全域
でのフォーカスを補償しようとしている。

【００１７】しかしこのような方法は、画面周辺部での
劣化は緩和されるが、画面中央を劣化させ、画面全域を
最適なフォーカス状態にすることができないという問題
がある。

【００１８】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたものであり、カラーブラウン管の画面全域で良
好なフォーカス状態が得られる電子銃を構成することを
目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】カソードおよびこのカソ
ードから蛍光体スクリーン方向に配置された複数個の電
極を有し、これらカソードおよび複数個の電極によりカ
ソード側から順次電子ビームを発生する電子ビーム発生
部、この電子ビーム発生部からの電子ビームを予備集束
するプリフォーカスレンズ、このプリフォーカスレンズ
で予備集束された電子ビームをさらに予備集束するサブ
レンズおよびこのサブレンズで予備集束された電子ビー
ムを最終的に上記蛍光体スクリーン上に集束する主レン
ズが形成される電子銃において、プリフォーカスレンズ
に水平方向の集束が垂直方向の集束よりも強いレンズを
形成し、サブレンズに水平方向の集束が垂直方向の集束
よりも弱いレンズを形成し、主レンズに水平方向の集束
が垂直方向の集束よりも強いレンズを形成する構成とし
た。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態について説明する。

【００２１】図１にその一形態であるカラーブラウン管
用電子銃を示す。この電子銃は、同一水平面上を通るセ
ンタービームおよび一対のサイドビームからなる一列配
置の３電子ビームを放出するインライン型電子銃であ
り、図１（ａ）に示すように、水平（Ｈ軸）方向に一列
配置された３個のカソードＫ、これらカソードＫを各別
に加熱する３個のヒータ（図示せず）および上記カソー
ドＫから蛍光体スクリーン方向に順次配置された第１乃
至第６グリッドＧ1 〜Ｇ6 を有し、これらヒータ、カソ
ードＫおよび第１乃至第６グリッドＧ1 〜Ｇ6 が一対の
絶縁支持体（図示せず）により一体に固定されている。

【００２２】その第１乃至第４グリッドＧ1 〜Ｇ4 は板
状電極、第５グリッドＧ5 は筒状電極、第６グリッドＧ
6 はカップ状電極からなる。その第１グリッドＧ1 に
は、３個のカソードＫに対応して、水平方向に３個の円
形電子ビーム通過孔が一列配置に形成されている。第２
グリッドＧ2 には、同（ｂ）に示すように、３個のカソ
ードに対応して水平方向に３個の縦長の電子ビーム通過
孔２０が一列配置に形成されている。第３グリッドＧ3
には、３個のカソードＫに対応して、水平方向に３個の
円形電子ビーム通過孔が一列配置に形成されている。第
４グリッドＧ4 には、同（ｃ）に示すように、３個のカ
ソードに対応して水平方向に３個の横長の電子ビーム通
過孔２１が一列配置に形成されている。第５グリッドＧ
5 の第４グリッドＧ4 との対向面には、３個のカソード
Ｋに対応して、水平方向に３個の円形電子ビーム通過孔
が一列配置に形成され、第６グリッドＧ6 との対向面に
は、同（ｄ）に示すように、３個の縦長の電子ビーム通
過孔２２が一列配置に形成されている。第６グリッドＧ
6 の第５グリッドＧ5 との対向面には、３個のカソード
Ｋに対応して、水平方向に３個の円形電子ビーム通過孔
が一列配置に形成されている。

【００２３】この電子銃では、カソードＫに約１５０Ｖ
の電圧が印加され、第１グリッドＧ1 は接地され、第２
グリッドＧ2 には約７００Ｖ、第３グリッドＧ3 には約
６ kＶ、第４グリッドＧ4 は、第２グリッドＧ2 に接続
されて約７００Ｖ、第５グリッドＧ5 は、第３グリッド
Ｇ3 に接続されて約６ kＶの電圧が印加され、第６グリ
ッドＧ6 には約２６ kＶＫの高電圧（陽極電圧）が印加
される。

【００２４】上記電圧の印加により、この電子銃では、
カソードＫおよび第１、第２グリッドＧ1 ，Ｇ2 によ
り、電子ビームを発生しかつ主レンズに対する物点を形
成する電子ビーム発生部が形成され、第２、第３グリッ
ドＧ2 ，Ｇ3 により、電子ビーム発生部からの電子ビー
ムを予備集束するプリフォーカスレンズが形成され、第
３乃至第５グリッドＧ3 〜Ｇ5 により、上記プリフォー
カスレンズで予備集束された電子ビームをさらに予備集
束するサブレンズが形成され、第５、第６グリッドＧ5
，Ｇ6 により、サブレンズで予備集束された電子ビー
ムを最終的に蛍光体スクリーン上に集束する主レンズが
形成される。

【００２５】しかもその第２、第３グリッドＧ2 ，Ｇ3
により形成されるプリフォーカスレンズは、第２グリッ
ドＧ2 の電子ビーム通過孔２０を縦長としたことによ
り、水平方向の集束が垂直方向の集束よりも強い正の非
点収差をもつレンズとなっている。また第３乃至第５グ
リッドＧ3 〜Ｇ5 により形成されるサブレンズは、第４
グリッドＧ4 の電子ビーム通過孔２１を横長としたこと
により、水平方向の集束よりも垂直方向の集束が強い負
の非点収差をもつレンズとなっている。さらに第５、第
６グリッドＧ5 ，Ｇ6 により形成される主レンズは、第
５グリッドＧ5 の第６グリッドＧ6 との対向面の電子ビ
ーム通過孔２２を縦長としたことにより、正の非点収差
をもつレンズとなっている。

【００２６】このようにプリフォーカスレンズに正、サ
ブレンズに負、主レンズに正の非点収差をもつレンズを
形成すると、電子ビーム発生部からの電子ビームは、プ
リフォーカスレンズで正の非点収差の作用を受け、つぎ
のサブレンズで負の非点収差の作用を受ける。その結
果、プリフォーカスレンズの正の非点収差により横長に
変化した仮想物点は、サブレンズの負の非点収差により
縦長に変化する作用を受け、主レンズに対する仮想物点
を最適化することができる。

【００２７】一方、電子ビームの発散角は、一旦、プリ
フォーカスレンズで水平方向の発散角が抑えられ、垂直
方向の発散角が拡大されるが、つぎのサブレンズでその
発散角が反転し、水平方向の発散角を垂直方向の発散角
よりも大きくして、正の非点収差をもつ主レンズを通っ
て蛍光体スクリーンに入射する。

【００２８】その結果得られるフォーカス電圧に対する
ビームスポット特性は、垂直方向には、ほとんど感度を
有さず、最適フォーカス電圧を水平方向のフォーカス電
圧で決定できるようになる。したがってその水平方向の
フォーカス電圧を最適に設定することにより、画面全域
のフォーカス特性を良好にすることができる。

【００２９】この電子銃の正または負の非点収差をもつ
各レンズの作用をさらに詳しく説明すると、サブレンズ
を強い負の非点収差をもつレンズとし、主レンズを強い
正の非点収差をもつレンズとすることにより、サブレン
ズおよび主レンズを通過した電子ビームの水平方向と垂
直方向の焦点距離を一致させることができる。この場
合、サブレンズの強い負の非点収差で予備集束された電
子ビームは、主レンズに対する水平方向の発散角が大き
く、垂直方向の発散角が小さくなる。これにより、主レ
ンズに対する電子ビームの水平方向の物点距離は短くな
り、垂直方向の物点距離は長くなる。

【００３０】その結果得られるフォーカス電圧と画面上
のビームスポットとの関係は、図２に水平方向を実線２
４H 、垂直方向を破線２４V で示すように、フォーカス
電圧に対する水平方向のビームスポット径が急俊に変化
するのに対し、垂直方向のビームスポット径の変化は緩
慢となり、フォーカス電圧に対してほとんど変化しなく
なる。したがって水平方向のフォーカス電圧ＶfHを最適
なフォーカス電圧に設定することにより、画面全域で最
適なフォーカス特性が得られるようになり、垂直方向の
フォーカス電圧ＶfVは無視できるようになる。

【００３１】しかしながらサブレンズを強い負の非点収
差で電子ビームの水平方向の発散角が拡大され、垂直方
向の発散角が抑えられることにより、主レンズに対する
仮想物点径は、水平方向が縮小し、垂直方向が拡大す
る。その結果、画面中央部のビームスポット径は縦長と
なり、画面中央部の画像を劣化させる。

【００３２】そこで、上記画面中央部でのビームスポッ
トの縦長を補正する方法として、プリフォーカスレンズ
を強い正の非点収差をもつレンズとすると、電子ビーム
発生部からの電子ビームは、そのプリフォーカスレンズ
の正の非点収差の作用により、水平方向の発散角が抑え
られ、垂直方向の発散角が拡大される。また主レンズに
対する仮想物点径は、水平方向が拡大し、垂直方向が縮
小する。つまり、サブレンズとプリフォーカスレンズと
で、発散角および仮想物点径は、ともに相殺する方向に
変化するが、これら発散角および仮想物点径に対するサ
ブレンズとプリフォーカスレンズの感度は異なるため、
サブレンズで縦長となる仮想物点径をプリフォーカスレ
ンズで補正する場合、サブレンズでの水平方向の発散角
を拡大し、垂直方向の発散角を抑える作用は維持され
る。

【００３３】すなわち、プリフォーカスレンズの特に強
い正の非点収差とサブレンズの特に強い負の非点収差と
を組合わせることにより、サブレンズの作用で縦長とな
った仮想物点径をプリフォーカスレンズで補正し、しか
も水平方向の発散角を大きく、垂直方向の発散角を小さ
くすることができる。この場合、フォーカス電圧に対す
るビームスポット径を、図３（ａ）および（ｂ）に水平
方向を実線２４H 、垂直方向を破線２４V で示すように
なり、水平方向のフォーカス電圧ＶFHを最適なフォーカ
ス電圧として、画面全域を良好なフォーカス状態とする
ことができる。

【００３４】

【発明の効果】カソードおよびこのカソードから蛍光体
スクリーン方向に配置された複数個の電極を有し、これ
らカソードおよび複数個の電極により電子ビーム発生
部、プリフォーカスレンズ、サブレンズおよび主レンズ
が形成される電子銃において、プリフォーカスレンズに
水平方向の集束が垂直方向の集束よりも強いレンズを形
成し、サブレンズに水平方向の集束が垂直方向の集束よ
りも弱いレンズを形成し、主レンズに水平方向の集束が
垂直方向の集束よりも強いレンズを形成する構成とする
と、水平方向のフォーカス電圧を最適なフォーカス電圧
として、画面全域のフォーカス特性を良好にする電子銃
とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）はこの発明の実施の一形態であるカ
ラーブラウン管用電子銃の構成を示す図、図１（ｂ）は
その第２グリッドの電子ビーム通過孔の形状を示す図、
図１（ｃ）はその第４グリッドの電子ビーム通過孔の形
状を示す図、図１（ｄ）はその第５グリッドの第６グリ
ッドとの対向面の電子ビーム通過孔の形状を示す図であ
る。

【図２】上記電子銃のフォーカス電圧とビームスポット
との関係を示す図である。

【図３】図３（ａ）はサブレンズを負の非点収差、主レ
ンズを正の非点収差をもつレンズとした場合の画面中央
におけるフォーカス電圧とビームスポットとの関係を示
す図、図３（ｂ）は画面周辺部におけるフォーカス電圧
とビームスポットとの関係を示す図である。

【図４】カラーブラウン管の構成を示す図である。

【図５】従来のカラーブラウン管用電子銃の構成を示す
図である。

【図６】図６（ａ）は上記従来の電子銃が配設されたカ
ラーブラウン管のビームスポットの形状を示す図、図６
（ｂ）は電子銃の少なくとも１部に水平方向の集束が垂
直方向の集束よりも強いレンズを形成した従来のカラー
ブラウン管のビームスポットの形状を示す図である。

【図７】図７（ａ）は水平方向の集束力と垂直方向の集
束力を同じにした場合の画面中央におけるフォーカス電
圧とビームスポットとの関係を示す図、図７（ｂ）は画
面周辺部におけるフォーカス電圧とビームスポットとの
関係を示す図である。

【図８】図８（ａ）は水平方向の集束力を垂直方向の集
束力よりも強くした場合の画面中央におけるフォーカス
電圧とビームスポットとの関係を示す図、図８（ｂ）は
画面周辺部におけるフォーカス電圧とビームスポットと
の関係を示す図である。

【符号の説明】

２０…電子ビーム通過孔 ２１…電子ビーム通過孔 ２２…電子ビーム通過孔 Ｇ1 …第１グリッド Ｇ2 …第２グリッド Ｇ3 …第３グリッド Ｇ4 …第４グリッド Ｇ5 …第５グリッド Ｇ6 …第６グリッド Ｋ…カソード

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カソードおよびこのカソードから蛍光体
   スクリーン方向に配置された複数個の電極を有し、これ
   らカソードおよび複数個の電極により上記カソード側か
   ら順次電子ビームを発生する電子ビーム発生部、この電
   子ビーム発生部からの電子ビームを予備集束するプリフ
   ォーカスレンズ、このプリフォーカスレンズで予備集束
   された電子ビームをさらに予備集束するサブレンズおよ
   びこのサブレンズで予備集束された電子ビームを最終的
   に上記蛍光体スクリーン上に集束する主レンズが形成さ
   れる電子銃において、 上記プリフォーカスレンズには水平方向の集束が垂直方
   向の集束よりも強いレンズが形成され、上記サブレンズ
   には水平方向の集束が垂直方向の集束よりも弱いレンズ
   が形成され、上記主レンズには水平方向の集束が垂直方
   向の集束よりも強いレンズが形成されることを特徴とす
   る電子銃。