JP2005501379A - 陰極線管と画像ディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ディスプレイ画面の端、および特に隅において外側および内側の電子ビームの集束が改良された陰極線管を提供することと、このような陰極線管を有する画像ディスプレイ装置を提供すること。
【解決手段】カラー陰極線管(CRT)が、3本の電子ビーム(EBR, EBG, EBB)を生成するための電子光学的システム(1)と、偏向手段(2)と、画面(3)とを有する。動作時、偏向手段(2)は、画面(3)上のビームの到達位置を変更するために、電子ビーム(EBR, EBG, EBB)を偏向する。しかしながら、ビームを偏向することによって、ビームは焦点がずれ、画面(3)上のスポットが変化する。相対的に大きな画面のカラー陰極線管においては、電子ビームの焦点ずれが、各ビーム(EBR, EBG, EBB)に対する強さに依存して異なることが観察されることがある。本発明は、電子光学的システム(1)に、改良されたDAFセクション(40)を設けることによって、この問題の解決策を提供する。このDAFセクション(40)は、各電子ビーム(EBR, EBG, EBB)に対して強さの異なる少なくとも2枚の電子レンズ(L1, L2)を有する。
【選択図】図5
【解決手段】カラー陰極線管(CRT)が、3本の電子ビーム(EBR, EBG, EBB)を生成するための電子光学的システム(1)と、偏向手段(2)と、画面(3)とを有する。動作時、偏向手段(2)は、画面(3)上のビームの到達位置を変更するために、電子ビーム(EBR, EBG, EBB)を偏向する。しかしながら、ビームを偏向することによって、ビームは焦点がずれ、画面(3)上のスポットが変化する。相対的に大きな画面のカラー陰極線管においては、電子ビームの焦点ずれが、各ビーム(EBR, EBG, EBB)に対する強さに依存して異なることが観察されることがある。本発明は、電子光学的システム(1)に、改良されたDAFセクション(40)を設けることによって、この問題の解決策を提供する。このDAFセクション(40)は、各電子ビーム(EBR, EBG, EBB)に対して強さの異なる少なくとも2枚の電子レンズ(L1, L2)を有する。
【選択図】図5
Description
【発明が属する技術分野】
本発明は、
電子光学的イメージを光イメージに変換するためのディスプレイ画面と、
電子光学的システムであって、当該システムが、
電子を放射するための、一平面に並置された電子源と、
前記それぞれの電子源から放射される前記電子から、第一外側電子ビームと、中央電子ビームと、第二外側電子ビームとを形成するためのビーム形成セクションと、
前記ディスプレイ画面に前記電子ビームの焦点を合わせるための主レンズと、
前記ディスプレイ画面上において前記電子ビームを偏向させるための偏向手段と、
前記ディスプレイ画面上の電子ビームの到達スポットに応じて前記電子ビームの前記集束と非点収差(astigmatism)とを動的に適合させるためのDAFセクションと、
を有する電子光学的システムと、
を有する陰極線管(CRT)、に関する。
【0001】
また、本発明は、このような陰極線管を有する画像ディスプレイ装置にも関する。
【0002】
【従来の技術】
このような陰極線管の一実施例は、US−A−4,814,670から公知である。
【0003】
陰極線管を有する画像ディスプレイ装置においては、ディスプレイ画面上に結像する、3本の電子ビームが電子銃によって生成される。ディスプレイ画面は、電子ビームの1本が衝突すると発光する蛍光体の線またはドットを有する。
【0004】
カラーイメージを表示するために、いわゆる「インライン」面に並置される3本の電子ビームを生成する電子銃が使用される。3本の電子ビームは、主レンズによってディスプレイ画面上に焦点が合う。ディスプレイ画面には、赤、緑、青の蛍光体が設けられる。さらに、陰極線管には、各電子ビームをそれぞれの蛍光体に到達させるための手段が設けられ、この手段は、例えばシャドウマスクを有する。従って、各電子ビームは、赤色、緑色、青色の1つに対応する。
【0005】
電子ビームの頻繁に使用される配置においては、第一外側電子ビームは、特に赤色に対応し、中央電子ビームは緑色に対応し、第二外側電子ビームは青色に対応する。
【0006】
陰極線管は、電子ビームを偏向させるための偏向手段を有する。一般に、陰極線管にはネック部があり、この周囲に磁界偏向手段が配置される。電子ビームを偏向させるため、動作時、偏向手段は、画像ディスプレイ装置が受信する画像信号と同期する偏向電流を受信する。
【0007】
電子ビームが偏向手段によって偏向されると、電子は、電子源とディスプレイ画面上の到達場所との間のより長い経路を伝わる。より具体的には、電子は、偏向の程度に応じて、主レンズとディスプレイ画面の間のより長い経路を伝わる。この結果として、電子ビームは、ディスプレイ画面上の少なくとも一部において焦点が合わず、相対的にぼんやりした画像として結像する。
【0008】
さらに、電子を偏向させるとき、偏向手段は、電子光学的四重極レンズ(quadrupolar lens)(以下、偏向レンズとも呼ぶ)として機能する。この四重極レンズに起因して、偏向に応じて、非点収差が起こり、電子ビームの形状が変化する。四重極レンズの強さは、電子ビームの偏向の程度が大きくなるほど増す。
【0009】
陰極線管の解像度は、電子ビームのイメージ(スポットと呼ばれる)のサイズと形状に依存する。偏向に起因して電子ビームの集束と非点収差の程度が変化することにより、スポットの品質が低下する。この結果、陰極線管の解像度は、特にディスプレイ画面の隅において低下する。
【0010】
この影響を低減するため、上述の特許US−A−4,814,670から公知であるように、電子銃にDAFセクションが設けられる。具体的には、DAFセクションは、中間電極を有し、この中間電極には、集束電極に面する側面に水平に長い開口が設けられている。集束電極には、垂直に長い開口が設けられている。この場合における「水平」は、「インライン」面に平行であり、かつ電子の伝搬の方向に垂直な方向を意味するものとする。この場合における「垂直」は、「インライン」面に垂直な方向を意味するものとする。
【0011】
動作時、電子光学的四重極レンズが集束電極と中間電極の間に形成されるように、動的集束電圧が中間電極にかけられる。また、この動的集束電圧によって、主レンズの強さも適合させることができる。
【0012】
一般に、偏向手段は、水平方向で自己収束的(self−convergent)である。このことは、垂直方向において過焦点(overfocusing)が大きくなることを犠牲にして、電子ビームの焦点がディスプレイ画面の全体にわたり水平方向に実質的に合うことを意味する。
【0013】
公知のカラー電子銃は、3本の電子ビームの設計が実質的に等しい。この結果、DAFセクションの影響は3本の電子ビームに対して同じである、すなわち、動作時に集束電極と中間電極の間に形成される電子光学的四重極レンズは、3本の電子ビームすべてに対して強さが等しい。
【0014】
しかしながら、3本の電子ビームはインライン面に並置され、特定の距離(例えば、偏向手段の位置において6 mmの距離)だけ互いに離れて位置するため、3本の電子ビームは、これらを偏向させる偏向手段の磁界を通る異なる経路沿いに伝わる。この結果、3本の電子ビームに対して偏向レンズの強さが互いに異なる。この影響のことを、「色依存の焦点ずれ」と呼ぶ。
【0015】
色依存の焦点ずれは、陰極線管の解像度、特にコンピュータモニタ用の陰極線管と、電子ビームの偏向角度が相対的に大きい陰極線管と、シャドウマスクのない陰極線管(FIT (Flat Intelligent Tracking)陰極線管と呼ばれる)の解像度に、かなりの程度影響することが判明している。
【0016】
DAFセクションの調整は、一般には、動作時、中央電子ビームがディスプレイ画面全体にわたり実質的に焦点が合うように行われ、このため外側の電子ビームは、端と特にディスプレイ画面の隅において焦点が合わない。
【0017】
この場合、第一外側電子ビームがディスプレイ画面の東側(外側から見て右手側)において垂直方向に過焦点となるため、色依存の焦点ずれが目立つ。第一外側電子ビームは、一般には赤色に対応し、その場合には赤のスポットがぼやける。相対的に解像度の高い相対的に大型のカラーモニタでは、赤い文字が画面の東側において焦点が合わないことがある。
【0018】
さらに、第二外側電子ビームは、画面の西側(外側から見て左手側)において垂直方向に過焦点となる。第二外側電子ビームは、一般には青色に対応し、その場合には青のスポットがぼやける。相対的に解像度の高い相対的に大型のカラーモニタでは、青の文字が画面の西側において焦点が合わないことがある。
【0019】
公知の陰極線管には、色依存の焦点ずれが起こるという欠点がある。
【0020】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、ディスプレイ画面の端、および特に隅において外側および内側の電子ビームの集束が改良された陰極線管を提供することである。
【0021】
本発明のさらなる目的は、このような陰極線管を有する画像ディスプレイ装置を提供することである。
【0022】
本発明による陰極線管において、第一の目的は、前記DAFセクションが、第一電子レンズであって、前記電子ビームに対して相互に異なる強さを有する、第一電子レンズと、第二電子レンズであって、前記電子ビームに対する前記強さが互いに異なる、第二電子レンズとを有し、前記第二電子レンズの前記強さが、前記第一電子レンズの前記強さに関係なく変更可能である、ことにおいて達成される。
【0023】
動作時、電子ビームに作用する第一および第二電子レンズの線形の組合せ(linear combination)が常に存在するため、本発明による陰極線管におけるDAFセクションは、色依存の焦点ずれを補正する。
【0024】
集束電極とDAFセクションの間に追加の電極を配置することによって色依存の焦点ずれが部分的に抑制される陰極線管は、特許出願EP−A−0 899 768から公知である。この電極によって、動作時、外側電子ビームに対する電子光学的四重極レンズを形成することができる。このレンズは、強さは同じであるが正負逆に外側電子ビームに作用する。
【0025】
しかしながら、色依存の焦点ずれは非対称であり、色依存の焦点ずれ誤差Δは、画面上の電子ビームの到達スポットと実質的に一次と五次の依存関係があることが判明した。例えば、ライン軸沿いの色依存の焦点ずれ誤差は、到達スポットとフィールド軸の間の距離Xと、次式の依存関係がある。
Δ = c1X+c5X5 (1)
この式において、c1とc5は定数である。EP−A−0 899 768に説明されている部分的な解決策は、線形項を十分に補正する。しかしながら、電子ビームの偏向角度が相対的に大きい、すなわちXの値が相対的に大きい陰極線管においては、五次の項が支配的となる。
【0026】
本発明による陰極線管においては、色依存の焦点ずれを非対称的に補正でき、従って、ディスプレイ画面の端においてと、特に隅における外側の電子ビームの改良された集束を達成できる。
【0027】
一般に、第一および第二電子レンズは非点収差である、すなわち、第一および第二電子レンズは、第一方向に焦点が合い、この第一方向に垂直な第二方向には焦点がずれる。例えば、両方の電子レンズは、水平方向に焦点が合い、かつ垂直方向に焦点がずれる。
【0028】
偏向手段が、第一方向、例えば水平方向に自己収束的であるならば、本発明による陰極線管は、さらなる利点を提供する。この場合、第一方向に第一電子レンズと第二電子レンズの影響を補正するように、主レンズの強さを適合させることができるようにする必要がある。この結果、第一方向には、電子ビームの焦点がディスプレイ画面全体にわたり実質的に合った状態を維持できる。
【0029】
上述の特許出願EP−A−0 899 768から公知である部分的な解決策は、集束電極とDAFセクションの間に配置され、かつ外側の電子ビームに作用する追加の電子光学的電極から成る。この追加のレンズの影響は、主レンズを適合化させることによって補正できず、従って、この解決策によって、第一方向における外側の電子ビームの集束が変化する。
【0030】
陰極線管の一実施例においては、動作時、前記第一外側電子ビームに対する前記第一電子レンズの前記強さは、前記中央電子ビームに対する前記強さよりも大きく、かつ、前記第二外側電子ビームに対する前記強さは、前記中央電子ビームに対する前記強さよりも小さい。このことは、S1R > S1G > S1Bという式によって示すことができる。この式において、S1Rは、第一外側電子ビームに対する第一電子レンズの強さを示し、S1Gは、中央電子ビームに対する第一電子レンズの強さを示し、S1Bは、第二外側電子ビームに対する第一電子レンズの強さを示す。
【0031】
これに代えて、前記第一外側電子ビームに対する前記第一電子レンズの前記強さが、前記中央電子ビームに対する前記強さよりも小さく、かつ、前記第二外側電子ビームに対する前記強さが、前記中央電子ビームに対する前記強さよりも大きくてもよい。このことは、S1R < S1G < S1Bという式によって示すことができる。
【0032】
さらなる有利な実施例においては、前記第一および第二電子レンズの強さは、前記中央電子ビームに対して等しく、かつ、前記第一外側電子ビームに対する前記第一電子レンズの前記強さは、前記第二外側電子ビームに対する前記第二電子レンズの前記強さと等しく、かつ、前記第二外側電子ビームに対する前記第一電子レンズの前記強さは、前記第一外側電子ビームに対する前記第二電子レンズの前記強さと等しい。このことは、S1G=S2G、S1R=S2B、S1B=S2Rという式によって示すことができる。これらの式において、S2Rは、第一外側電子ビームに対する第二電子レンズの強さを示し、S2Gは、中央電子ビームに対する第二電子レンズの強さを示し、S2Bは、第二外側電子ビームに対する第二電子レンズの強さを示す。
【0033】
このことは有利である。その理由は、一般に、ディスプレイ画面の東側における第一外側電子ビームの挙動が、ディスプレイ画面の西側における第二外側電子ビームの挙動と実質的に等しく、この逆も同様であるためである。
【0034】
一般に、電子レンズは電気的な手段によって実現するのが最も簡単である。この目的のため、陰極線管の1つの特殊な実施例においては、前記ビーム形成セクションと前記DAFセクションの間に集束電極が存在し、当該集束電極には、前記DAFセクションの側に、前記電子ビームを通過させるための互いに形状の異なる開口が設けられ、かつ、前記DAFセクションが、第一中間電極と第二中間電極とを有し、前記第二中間電極が、前記第一中間電極と前記主レンズの間に配置される。前記第一中間電極には、前記集束電極に面する側面と、前記第二中間電極に面する側面とに、前記電子ビームを通過させるための互いに形状の異なる前記開口が設けられている。前記第二中間電極も、前記第一中間電極に面する側面に、前記電子ビームを通過させるための互いに形状の異なる開口を有する。このようにして、対向する開口の間に電界をかけることによって、3本の電子ビームに対して互いに強さの異なる電子レンズを容易に実現できる。
【0035】
特に、第一電子レンズは、動作時、第一中間電極が動的電圧Vdyn1を受けるようにし、これにより集束電極における開口と、これらの開口に対向する第一中間電極における開口との間に電界をかけることによって、形成できる。動作時、第二電子レンズは、第二中間電極が第二動的電圧Vdyn2を受けるようにし、これにより第二中間電極における開口と、これらの開口に対向する第一中間電極における開口との間に第二電界をかけることによって、形成できる。第二電子レンズの強さは、電圧差Vdyn2 − Vdyn1に比例する。主レンズの強さも、第二動的電圧Vdyn2によって適合化される。
【0036】
一般に、第一動的電圧Vdyn1と第二動的電圧Vdyn2の両方は、陰極線管が受信する画像信号と同期する。しかしながら、これらの振幅は互いに独立していて、従って、第二電子レンズの強さは、第一電子レンズの強さに関係なく変更可能である。
【0037】
さらに、DAFセクションは、前記電子ビームに対して相互に異なる強さを有する第三電子レンズを有することができ、当該第三電子レンズの前記強さは、前記第一および第二電子レンズの前記強さに関係なく変更可能である。各色の集束は、このようなDAFセクションによって独立的に適合させることができる。色依存の焦点ずれの非対称性が非常に強い場合には、このことは利点となる。さらに、スポットサイズに厳しい必要条件が課される場合、例えば、FIT陰極線管においてなど、色誤差(color error)を防止するために、蛍光体軌道に垂直な方向(一般には垂直方向)におけるスポットサイズを約300μmに制限する必要がある場合には、このことは利点となりうる。
【0038】
DAFセクションの前に位置する追加の電極構成であって、これによって各電子ビームの集束を独立して適合させることができる電極構成自体は、特許出願JP−A−2000011916から知られている。しかしながら、この特許出願においては、本発明による陰極線管において使用される従来の電子レンズと比較して、高価でありかつ製造するのが難しい特殊な要素が使用される。
【0039】
陰極線管の一実施例であって、第三電子レンズが前記DAFセクションに存在する実施例においては、前記第二中間電極と前記主レンズの間に配置される第三中間電極であって、前記第二中間電極に面する側面に、前記電子ビームを通過させるための互いに異なる形状の開口が設けられている、第三中間電極が存在する。これにより、前記第三電子レンズは、動作時、前記第三中間電極における前記開口と、当該開口に対向する、前記電子ビームを通過させるための前記第二中間電極における開口との間に、第三電界をかけることによって、形成できる。
【0040】
第三電界をかけるために、第三中間電極は、第三動的電圧Vdyn3を受ける。第三電子レンズの強さは、電圧差Vdyn3 − Vdyn2に比例する。また、第三動的電圧Vdyn3は、画像信号に同期するが、その振幅は、Vdyn1とVdyn2から独立している。この結果、第三電子レンズの強さは、第一および第二電子レンズの強さに関係なく変更できる。
【0041】
このような実施例においては、第一、第二、および第三の中間電極は、DAFセクション内に任意の順序で配置できる。この場合明らかに、いずれの組合せも、動作時、3本の電子ビームに対して相互に異なる強さを有する第一、第二、および第三電子レンズで構成され、それらの強さは互いに独立して変更可能である。
【0042】
本発明の上記およびその他の観点は、以下に説明されている実施例を参照しながら明確に解明されるであろう。
【0043】
【発明を実施するための形態】
図1に示されている公知のカラー陰極線管においては、電子銃1は、第1外側電子ビームEBR(赤色に対応する)と、中央電子ビームEBG(緑色に対応する)と、第二外側電子ビームEBB(青色に対応する)とを生成する。
【0044】
銃は、電子を放射する3つの電子源10R、10G、10Bを有する。放射された電子は、ビーム形成セクション20において、それぞれの電子ビームEBR、EBG、EBBに形成される。これらの電子ビームは、レンズシステム30、40、50によって、陰極線管のディスプレイ画面3上に結像する。電子銃1からの電子を加速するために、ディスプレイ画面3は、陽極電圧Va(例、30 kV)を受ける。
【0045】
集束電極30は、固定集束電圧Vfを受ける。この電圧は、一般には、陽極電圧Vaの約25 %(例、7.5 kV)である。
【0046】
DAFセクション40は、動的集束電圧Vdafを受ける単一の中間電極を有する。動的集束電圧Vdafの値は、電子ビームEBR、EBG、EBBの偏向に依存し、電子ビームEBR、EBG、EBBがディスプレイ画面3の隅に到達する場合に最大である。動的集束電圧Vdafは、電子ビームがディスプレイ画面3の中央Cに到達する場合には、例えばVfに等しく、隅においては1 kV大きい。偏向角度が相対的に大きい(例、120度以上)の陰極線管の場合、隅においてはより大きい動的集束電圧が必要になる。
【0047】
集束電極30とDAFセクション40の対向する側面には、それぞれ、垂直に長い長方形の開口と水平に長い長方形の開口が設けられているため、集束電極30とDAFセクション40の間に電子光学的四重極レンズを形成でき、このレンズの強さは、動的な集束電圧が高くなるに従って増す。この電子光学的四重極レンズは、偏向手段2による偏向に起因して電子ビームEBR、EBG、EBBに生じる非点収差を最適に補正する目的で使用される。
【0048】
主レンズ50は、電子ビームEBR、EBG、EBBの焦点をディスプレイ画面3に合わせる。主レンズ50の強さは、陽極電圧Vaと動的集束電圧Vdafの間の差に比例する。Vdafが高くなると、主レンズ50の強さは減少する。この方策は、偏向手段2による偏向の結果として電子ビームが主レンズ50とディスプレイ画面3との間のより長い経路を伝わることに起因する、電子ビームEBR、EBG、EBBの集束の変化を補正する。
【0049】
偏向手段2の領域において、電子ビームEBR、EBG、EBBは、「インライン」面において特定の距離pだけ互いに離れて位置する。この距離pは、「電子銃のピッチ」と呼ばれ、例えば、6 mmである。電子ビームEBR、EBG、EBBが偏向されるとき、偏向手段2は、各色に対して強さが異なる電子レンズを構成し、これは前述の偏向レンズである。
【0050】
一般に、各色の偏向手段2は、水平方向に自己収束的であり、従って、電子ビームEBR、EBG、EBBは、ディスプレイ画面3全体にわたり水平方向に実質的に焦点が合う。従って、電子ビームEBR、EBG、EBBの水平方向における集束が変化しないように、主レンズ50の強さを適合させることによって、DAFセクション40のレンズ作用を水平方向に補正できる。
【0051】
図2は、動作時の公知のカラー陰極線管の同等の光学レンズモデルを示す。このモデルにおいて、電子ビームEBR、EBG、EBBの到達スポットは、ディスプレイ画面3の東端付近に位置する。
【0052】
この図は、DAFセクション40と、主レンズ50と、偏向レンズ2’とを有するレンズシステムの、「インライン」面に垂直な面における断面図である。
【0053】
電子銃1において、DAFセクション40と主レンズ50の強さは、各色に対して実質的に同じであるのに対し、偏向レンズ2’の強さは、各色に対して異なる。この結果、偏向時に、電子ビームEBR、EBG、EBBそれぞれがディスプレイ画面3に垂直方向に焦点が合うことは不可能である。
【0054】
電子銃1は、緑色の電子ビームのスポットBSGの集束が最適となるように、緑色の電子ビームEBGについて最適化されている。このことは、図3におけるスポットBSR、BSG、BSBによって説明されている。
【0055】
赤の電子ビーム用の偏向レンズ2’は垂直方向に相対的に強いため、赤い電子ビームEBRのスポットBSRは、垂直方向に過焦点となるのに対し、青の電子ビームEBB用の偏向レンズ2’は垂直方向に相対的に弱いため、青の電子ビームEBBのスポットBSBは、垂直方向に不足焦点となる(underfocused)。
【0056】
従来のカラー陰極線管の場合、色依存の焦点ずれの影響は、図4に示されているように非対称である。この図において、3本の電子ビームEBR、EBG、EBBに対して必要なレンズ強さSR、SG、SBは、電子ビームEBR、EBG、EBBのフィールド軸沿いの到達スポットに応じて示されている。
【0057】
図からわかるように、ディスプレイ画面の西側(外側からディスプレイ画面を見て右手側)においては、中央電子ビームEBGに対して必要なレンズ強さSGと、第二外側電子ビームEBBに対して必要なレンズ強さSBの間の差SG − SBは、第一外側電子ビームEBRに対して必要なレンズ強さSRと、中央電子ビームEBGに対して必要なレンズ強さSGの間の差SR − SGよりも大きい。この場合の必要なレンズ強さとは、電子ビームの焦点がディスプレイ画面上に合うときの、垂直方向におけるレンズ強さを意味する。
【0058】
さらに図からわかるように、ディスプレイ画面の東側(外側からディスプレイ画面を見て左手側)においては、第二外側電子ビームEBBに対して必要なレンズ強さSBと、中央電子ビームEBGに対して必要なレンズ強さSGとの間の差SB − SGは、中央電子ビームEBGに対して必要なレンズ強さSGと、第一外側電子ビームEBRに対して必要なレンズ強さSRとの間の差SG − SRよりも小さい。
【0059】
例えば、LG Philips Displays社製の36インチ・ワイド画面リアルフラット・陰極線管、偏向角度103度の場合には、画面の東北の隅において、赤に対して必要なレンズ強さSR = −40ジオプトリーであり、緑に対して必要なレンズ強さSG = −26ジオプトリーであり、青に対して必要なレンズ強さSB = −21ジオプトリーである。従って、赤と緑に対してそれぞれ必要なレンズ強さの差SR − SG = −14ジオプトリーと、青と緑に対してそれぞれ必要なレンズ強さの差SG − SB = −5ジオプトリーとの間に、非対称性が存在する。
【0060】
一般に、ディスプレイ画面の西側における第一外側電子ビームの挙動は、ディスプレイ画面の東側における第二外側電子ビームの挙動と実質的に同じであり、逆もまた同様である。
【0061】
説明されている例においては、画面の北西の隅において、赤に対して必要なレンズ強さSR = −21ジオプトリーであり、緑に対して必要なレンズ強さSG = −26ジオプトリーであり、青に対して必要なレンズ強さSB=−40ジオプトリーである。
【0062】
本発明による陰極線管の第一実施例は、図5に示されているように、第一中間電極141と第二中間電極142とから成るDAFセクション140を有する電子銃101を有する。DAFセクション140は、図6に詳細に示されている。
【0063】
電子銃101において、電子源110R、110G、110Bは、電子を放射する。これらの放射された電子は、ビーム形成セクション120によって、電子ビームEBR、EBG、EBBに形成できる。
【0064】
第一中間電極141は、集束電極130から距離D1(例、0.4 mm)に位置し、かつ第一動的電圧源Vdyn1に結合されている。動作時、この第一動的電圧源Vdyn1によって、集束電極130における開口161R,G,Bと、この集束電極に面する第一中間電極141の側面における開口162R,G,Bの間に、第一電子レンズL1を形成できる。このため、第一電子レンズL1の垂直方向における強さS1R、S1G、S1Bは、第一動的集束電圧Vdyn1に依存する。
【0065】
第二中間電極142は、第一中間電極141から距離D2(例、0.4 mm)に位置し、かつ第二動的電圧源Vdyn2に結合されている。動作時、この第二動的電圧源Vdyn2によって、第二中間電極142における開口164R,G,Bと、この第二中間電極に面する第一中間電極141の側面における開口163R,G,Bの間に、第二電子レンズL2を形成できる。このため、第二電子レンズL2の垂直方向における強さS2R、S2G、S2Bは、第二動的集束電圧Vdyn2と第一動的集束電圧Vdyn1の間の差Vdyn2 − Vdyn1に依存する。
【0066】
Vdyn2が高くなるに従って、3本の電子ビームEBR、EBG、EBBすべてに対する主レンズの強さが、等しい程度だけ減少する。
【0067】
この陰極線管における偏向手段102は、水平方向に自己収束的である。第一電子レンズL1と第二電子レンズL2は、これら第一電子レンズL1と第二電子レンズL2の線形の組合せの水平方向における影響を、主レンズ50の強さを適合させることによって補正できるように、形成される。この結果、動作時、電子ビームEBR、EBG、EBBの焦点が、ディスプレイ画面全体にわたり水平方向に実質的に合った状態が維持される。
【0068】
開口161R,G,B〜164R,G,Bは、長方形であり、その水平方向(x)と垂直方向(y)の寸法は、表1に示されているとおりである。電子ビームEBR、EBG、EBBに対する第一電子レンズL1と第二電子レンズL2の垂直方向における強さS1R,S1G,S1BおよびS2R,S2G,S2Bが相互に異なるように、開口の形状は互いに異なる。
【0069】
表1:開口161R,G,B〜164R,G,Bの寸法
【0070】
このような開口161R,G,B〜164R,G,Bの間に動作時に形成される電子レンズL1とL2の線形の組合せL1+L2により、垂直方向における色依存の焦点ずれが満足いく程度に補正される。
【0071】
第一実施例と同等の光学レンズモデルが、図7に示されている。この図は、電子ビームEBR、EBG、EBBがディスプレイ画面103にその東端E付近に到達する場合に、第一電子レンズL1と第二電子レンズL2の線形の組合せL1+L2と、主レンズ50と、偏向レンズ102’の、「インライン」面に垂直な面におけるレンズ作用を示す。電子ビームEBR、EBG、EBBがディスプレイ画面の端付近に到達するならば、これらのビームは自己収束的な偏向手段102によって偏向される。この結果、正の偏向レンズ102’が垂直方向に形成され、このレンズは電子ビームEBR、EBG、EBBの焦点を合わせる。
【0072】
偏向レンズ102’は、3本の電子ビームに対して互いに異なる強さを有する。この結果、外側の電子ビームのうちの1本がディスプレイ画面の端付近において過焦点となる。これは補正され、その理由は、動作時、第一電子レンズL1と第二電子レンズL2の線形の組合せが、電子ビームEBR、EBG、EBBに作用するためである。
【0073】
第一電子レンズL1は、各電子ビームEBR、EBG、EBBに対する固有の強さを有し、そのうち赤の電子ビームEBRに対する強さが最大であり、青の電子ビームEBBに対する強さが最小である。また、第二電子レンズL2も、各電子ビームEBR、EBG、EBBに対する固有の強さを有し、そのうち青の電子ビームEBBに対する強さが最大であり、赤の電子ビームEBRに対する強さが最小である。
【0074】
ディスプレイ画面の東側においては、第一電子レンズL1は第二電子レンズL2よりも強く、これは図7から理解できる。この結果、線形の組合せL1+L2のレンズ作用は赤に対して最も強く、青に対して最も弱い。
【0075】
図8に示されている動的な集束電圧Vdyn1とVdyn2は、第一中間電極141と第二中間電極142を駆動するために使用できる。この図において、動的集束電圧Vdyn1、Vdyn2の振幅は、ディスプレイ画面103のライン軸沿いの電子ビームEBR、EBG、EBBの到達スポットに応じて示されている。
【0076】
ディスプレイ画面103の中央Cにおいては、動的集束電圧Vdyn1、Vdyn2は、集束電極130にかけられる固定集束電圧Vfに等しい。電子ビームEBR、EBG、EBBの偏向の程度が増すに従って、動的集束電圧Vdyn1、Vdyn2も高くなる。
【0077】
第二動的集束電圧Vdyn2(望ましくは四次の信号)は、例えば、最大振幅1000Vのバスタブ形状を有する。中央Cの東側においては、第一動的集束電圧Vdyn1は、実質的にVdyn2と等しい。例えば、ディスプレイ画面103の東端E付近においては、Vdyn1の最大振幅は980Vである。しかしながら、中央Cの西側においては、Vdyn1はVdyn2よりもかなり小さい。例えば、ディスプレイ画面103の西端W付近においては、Vdyn1の最大振幅は100Vである。
【0078】
このような動的集束電圧Vdyn1とVdyn2を使用することによって、第一電子レンズL1は、主としてディスプレイ画面103の東側において作用し、第二電子レンズL2は主としてディスプレイ画面103の西側において作用する。このようにして、動作時、図7に示されているレンズ作用を達成できる。
【0079】
陰極線管のさらなる実施例は、図9に示されているように、第一中間電極241と、第二中間電極242と、第三中間電極243とから成るDAFセクション240が設けられている電子銃201を有する。このDAFセクション240は、図10に詳細に示されている。
【0080】
電子銃201において、電子源210R、210G、210Bは、電子を放射する。これらの放射された電子は、ビーム形成セクション220によって、電子ビームEBR、EBG、EBBに形成できる。
【0081】
第一中間電極241は、集束電極230から距離D1(例、0.4 mm)に位置し、動作時、第一動的電圧源Vdyn1を受ける。これにより、動作時、開口261R,G,Bと開口262R,G,Bの間に、第一電子レンズL1を形成できる。第一電子レンズL1の強さS1R、S1G、S1Bは、Vdyn1に比例する。
【0082】
第二中間電極242は、第一中間電極241から距離D2(例、0.4 mm)に位置し、動作時、第二動的電圧源Vdyn2を受ける。これにより、動作時、開口263R,G,Bと開口264R,G,Bの間に、第二電子レンズL2を形成できる。第二電子レンズL2の強さS2R、S2G、S2Bは、電圧差Vdyn2 − Vdyn1に比例する。
【0083】
第三中間電極243は、第二中間電極242から距離D3(例、0.4 mm)に位置し、動作時、第三動的電圧源Vdyn3を受ける。これにより、動作時、開口265R,G,Bと開口266R,G,Bの間に、第三電子レンズL3を形成できる。第三電子レンズL3の強さS3R、S3G、S3Bは、電圧差Vdyn3 − Vdyn2に比例する。
【0084】
この陰極線管における偏向手段202は、水平方向に自己収束的である。第一電子レンズL1、第二電子レンズL2、および第三電子レンズL3は、これら3つの電子レンズの線形の組合せの水平方向における影響を、主レンズ50の強さを適合させることによって補正できるように、形成される。この結果、動作時、電子ビームEBR、EBG、EBBの焦点が、ディスプレイ画面全体にわたり水平方向に実質的に合った状態が維持される。
【0085】
このさらなる実施例においては、開口261R,G,B〜266R,G,Bは長方形であり、かつ形状が互いに異なる。具体的には、これらの開口の水平方向xと垂直方向yにおける寸法が、表2に示されている。この結果、3本の電子ビームEBR、EBG、EBBに対する電子レンズL1、L2、L3の垂直方向における強さS1R、S1G、S1Bと、S2R、S2G、S2Bと、S3R、S3G、S3Bとは、互いに異なる。
【0086】
表2:開口261R,G,B〜266R,G,Bの寸法
【0087】
図示されている構成においては、動作時に開口261R,G,B〜266R,G,Bの間に形成される電子レンズL1、L2、L3の線形の組合せL1+L2+L3によって、各色の集束を最大限に最適に調整できる。望ましくは、この実施例は、シャドウマスクを有さないFIT陰極線管として適用可能である。
【0088】
図11に示されている動的集束電圧Vdyn1、Vdyn2、Vdyn3は、第一中間電極241、第二中間電極242、および第三中間電極243を駆動するために使用できる。
【0089】
この図においては、動的集束電圧Vdyn1、Vdyn2、Vdyn3の振幅は、ディスプレイ画面203のライン軸沿いの電子ビームEBR、EBG、EBBの到達スポットに応じて示されている。ディスプレイ画面203の中央Cにおいては、動的集束電圧Vdyn1、Vdyn2、Vdyn3は、集束電極230にかけられる固定集束電圧Vfに等しい。動的集束電圧Vdyn1、Vdyn2、Vdyn3は、電子ビームEBR、EBG、EBBの偏向が増すに従って高くなる。
【0090】
第三動的集束電圧Vdyn3は、例えば、最大振幅1000Vのバスタブ形状を有する。中央Cの東側においては、第二動的集束電圧Vdyn2は、実質的にVdyn3に等しい。例えば、ディスプレイ画面203の東端E付近においては、Vdyn2の最大振幅は980Vである。しかしながら、中央Cの西側においては、Vdyn2はVdyn3よりもかなり小さい。例えば、ディスプレイ画面203の西端W付近においては、Vdyn2の最大振幅は100Vである。
【0091】
第一動的集束電圧Vdyn1は、ディスプレイ画面の大部分において第二動的集束電圧Vdyn2に等しい。しかしながら、電子ビームEBR、EBG、EBBの相対的に大きい偏向角度に対しては、Vdyn1はVdyn2よりも大きい。例えば、ディスプレイ画面の西端Wと東端Eにおいては、Vdyn1はVdyn2よりも300V大きい。
【0092】
このさらなる実施例においては、第二電子レンズL2は、主にディスプレイ画面203の東側において電子ビームEBR、EBG、EBBの焦点を合わせ、第三電子レンズL3は、主にディスプレイ画面203の西側において電子ビームEBR、EBG、EBBの焦点を合わせる。第一電子レンズL1は、補正レンズ(correction lens)を構成する。
【0093】
本発明による陰極線管の第一実施例を有する画像ディスプレイ装置が、図12に示されている。
【0094】
画像ディスプレイ装置における制御ユニットAは、動作時に変調信号MR、MG、MBと画像信号PxおよびPyを生成するために画像信号VIDを受信するように適合化されている。
【0095】
変調信号MR、MG、MBは、電子ビームEBR、EBG、EBBの電流密度を調節し、それによって輝度を変えることを目的として、それぞれの電子源110R、110G、110Bに流すことができる。この場合の輝度は、電子ビームEBR、EBG、EBBがディスプレイ画面103に到達した位置において、それぞれ赤、緑、青の蛍光体が発光するときの輝度である。
【0096】
位置信号PxおよびPyは、ライン周波数偏向電流ILとフィールド周波数偏向電流IFとを形成する偏向回路Dに流すことができる。この偏向回路Dに偏向手段102を結合して、偏向電流ILとIFを受信させることができる。具体的には、偏向手段102は、動作時、電子ビームEBR、EBG、EBBを水平方向に偏向するためのライン周波数偏向電流ILを受信する、ライン偏向コイルLLを有する。さらに、偏向手段102は、動作時、電子ビームEBR、EBG、EBBを垂直方向に偏向するためのフィールド周波数偏向電流Ifを受信する、フィールド偏向コイルLFを有する。
【0097】
位置信号PxおよびPyは、これらに同期して動的集束電圧Vdyn1とVdyn2を生成することを目的として、集束回路Fにも流すことができる。動作時、第一中間電極141は、第一動的集束電圧Vdyn1を受け、第二中間電極142は、第二動的集束電圧Vdyn2を受ける。
【0098】
各図は、線図的であり、正確な縮尺では描かれていない。本発明は、図とその説明によって記載されているが、これらに限定されることがないことは、明らかである。上述されている実施例、特に、開口を有する中間電極の構成と、動的集束電圧の振幅および信号形状は、第一電子レンズと、第二電子レンズと、第三電子レンズ(該当時)とを実現できる範囲内にのみある。当業者は、本発明による陰極線管と画像ディスプレイ装置の多数の代替の実施例を構築できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】公知のカラー陰極線管と、3本の電子ビームの経路とを線図的に示す。
【図2】公知の陰極線管の、同等の光学レンズモデルを示す。
【図3】公知の陰極線管における電子ビームのスポットを示す。
【図4】色依存の焦点ずれにおける非対称性を線図的に示す。
【図5】本発明による陰極線管の第一実施例の断面図である。
【図6】第一実施例による陰極線管のDAFセクションの等角表現である。
【図7】第一実施例の、同等の光学レンズモデルを示す。
【図8】動的集束電圧Vdyn1とVdyn2の信号形状の例を示す。
【図9】陰極線管のさらなる実施例の断面図である。
【図10】さらなる実施例のDAFセクションの等角表現である。
【図11】動的集束電圧Vdyn1、Vdyn2、およびVdyn3の信号形状の例を示す。
【図12】本発明による陰極線管を有する画像ディスプレイ装置を示す。
【符号の説明】
1 電子銃
2 偏向手段
2’ 偏向レンズ
3 ディスプレイ画面
10R、10G、10B 電子源
EBR、EBG、EBB 電子ビーム
20 ビーム形成セクション
30 集束電極
40 DAFセクション
50 主レンズ
101 電子銃
102 偏向手段
102’ 偏向レンズ
103 ディスプレイ画面
110R、110G、110B 電子源
120 ビーム形成セクション
130 集束電極
140 DAFセクション
141 第一中間電極
142 第二中間電極
161R,G,B、162R,G,B、163R,G,B、164R,G,B、261R,G,B、262R,G,B、263R,G,B、264R,G,B、265R,G,B、266R,G,B 開口
L1、L2 電子レンズ
201 電子銃
202 偏向手段
203 ディスプレイ画面
210R、210G、210B 電子源
220 ビーム形成セクション
230 集束電極
240 DAFセクション
241 第一中間電極
242 第二中間電極
243 第三中間電極
本発明は、
電子光学的イメージを光イメージに変換するためのディスプレイ画面と、
電子光学的システムであって、当該システムが、
電子を放射するための、一平面に並置された電子源と、
前記それぞれの電子源から放射される前記電子から、第一外側電子ビームと、中央電子ビームと、第二外側電子ビームとを形成するためのビーム形成セクションと、
前記ディスプレイ画面に前記電子ビームの焦点を合わせるための主レンズと、
前記ディスプレイ画面上において前記電子ビームを偏向させるための偏向手段と、
前記ディスプレイ画面上の電子ビームの到達スポットに応じて前記電子ビームの前記集束と非点収差(astigmatism)とを動的に適合させるためのDAFセクションと、
を有する電子光学的システムと、
を有する陰極線管(CRT)、に関する。
【0001】
また、本発明は、このような陰極線管を有する画像ディスプレイ装置にも関する。
【0002】
【従来の技術】
このような陰極線管の一実施例は、US−A−4,814,670から公知である。
【0003】
陰極線管を有する画像ディスプレイ装置においては、ディスプレイ画面上に結像する、3本の電子ビームが電子銃によって生成される。ディスプレイ画面は、電子ビームの1本が衝突すると発光する蛍光体の線またはドットを有する。
【0004】
カラーイメージを表示するために、いわゆる「インライン」面に並置される3本の電子ビームを生成する電子銃が使用される。3本の電子ビームは、主レンズによってディスプレイ画面上に焦点が合う。ディスプレイ画面には、赤、緑、青の蛍光体が設けられる。さらに、陰極線管には、各電子ビームをそれぞれの蛍光体に到達させるための手段が設けられ、この手段は、例えばシャドウマスクを有する。従って、各電子ビームは、赤色、緑色、青色の1つに対応する。
【0005】
電子ビームの頻繁に使用される配置においては、第一外側電子ビームは、特に赤色に対応し、中央電子ビームは緑色に対応し、第二外側電子ビームは青色に対応する。
【0006】
陰極線管は、電子ビームを偏向させるための偏向手段を有する。一般に、陰極線管にはネック部があり、この周囲に磁界偏向手段が配置される。電子ビームを偏向させるため、動作時、偏向手段は、画像ディスプレイ装置が受信する画像信号と同期する偏向電流を受信する。
【0007】
電子ビームが偏向手段によって偏向されると、電子は、電子源とディスプレイ画面上の到達場所との間のより長い経路を伝わる。より具体的には、電子は、偏向の程度に応じて、主レンズとディスプレイ画面の間のより長い経路を伝わる。この結果として、電子ビームは、ディスプレイ画面上の少なくとも一部において焦点が合わず、相対的にぼんやりした画像として結像する。
【0008】
さらに、電子を偏向させるとき、偏向手段は、電子光学的四重極レンズ(quadrupolar lens)(以下、偏向レンズとも呼ぶ)として機能する。この四重極レンズに起因して、偏向に応じて、非点収差が起こり、電子ビームの形状が変化する。四重極レンズの強さは、電子ビームの偏向の程度が大きくなるほど増す。
【0009】
陰極線管の解像度は、電子ビームのイメージ(スポットと呼ばれる)のサイズと形状に依存する。偏向に起因して電子ビームの集束と非点収差の程度が変化することにより、スポットの品質が低下する。この結果、陰極線管の解像度は、特にディスプレイ画面の隅において低下する。
【0010】
この影響を低減するため、上述の特許US−A−4,814,670から公知であるように、電子銃にDAFセクションが設けられる。具体的には、DAFセクションは、中間電極を有し、この中間電極には、集束電極に面する側面に水平に長い開口が設けられている。集束電極には、垂直に長い開口が設けられている。この場合における「水平」は、「インライン」面に平行であり、かつ電子の伝搬の方向に垂直な方向を意味するものとする。この場合における「垂直」は、「インライン」面に垂直な方向を意味するものとする。
【0011】
動作時、電子光学的四重極レンズが集束電極と中間電極の間に形成されるように、動的集束電圧が中間電極にかけられる。また、この動的集束電圧によって、主レンズの強さも適合させることができる。
【0012】
一般に、偏向手段は、水平方向で自己収束的(self−convergent)である。このことは、垂直方向において過焦点(overfocusing)が大きくなることを犠牲にして、電子ビームの焦点がディスプレイ画面の全体にわたり水平方向に実質的に合うことを意味する。
【0013】
公知のカラー電子銃は、3本の電子ビームの設計が実質的に等しい。この結果、DAFセクションの影響は3本の電子ビームに対して同じである、すなわち、動作時に集束電極と中間電極の間に形成される電子光学的四重極レンズは、3本の電子ビームすべてに対して強さが等しい。
【0014】
しかしながら、3本の電子ビームはインライン面に並置され、特定の距離(例えば、偏向手段の位置において6 mmの距離)だけ互いに離れて位置するため、3本の電子ビームは、これらを偏向させる偏向手段の磁界を通る異なる経路沿いに伝わる。この結果、3本の電子ビームに対して偏向レンズの強さが互いに異なる。この影響のことを、「色依存の焦点ずれ」と呼ぶ。
【0015】
色依存の焦点ずれは、陰極線管の解像度、特にコンピュータモニタ用の陰極線管と、電子ビームの偏向角度が相対的に大きい陰極線管と、シャドウマスクのない陰極線管(FIT (Flat Intelligent Tracking)陰極線管と呼ばれる)の解像度に、かなりの程度影響することが判明している。
【0016】
DAFセクションの調整は、一般には、動作時、中央電子ビームがディスプレイ画面全体にわたり実質的に焦点が合うように行われ、このため外側の電子ビームは、端と特にディスプレイ画面の隅において焦点が合わない。
【0017】
この場合、第一外側電子ビームがディスプレイ画面の東側(外側から見て右手側)において垂直方向に過焦点となるため、色依存の焦点ずれが目立つ。第一外側電子ビームは、一般には赤色に対応し、その場合には赤のスポットがぼやける。相対的に解像度の高い相対的に大型のカラーモニタでは、赤い文字が画面の東側において焦点が合わないことがある。
【0018】
さらに、第二外側電子ビームは、画面の西側(外側から見て左手側)において垂直方向に過焦点となる。第二外側電子ビームは、一般には青色に対応し、その場合には青のスポットがぼやける。相対的に解像度の高い相対的に大型のカラーモニタでは、青の文字が画面の西側において焦点が合わないことがある。
【0019】
公知の陰極線管には、色依存の焦点ずれが起こるという欠点がある。
【0020】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、ディスプレイ画面の端、および特に隅において外側および内側の電子ビームの集束が改良された陰極線管を提供することである。
【0021】
本発明のさらなる目的は、このような陰極線管を有する画像ディスプレイ装置を提供することである。
【0022】
本発明による陰極線管において、第一の目的は、前記DAFセクションが、第一電子レンズであって、前記電子ビームに対して相互に異なる強さを有する、第一電子レンズと、第二電子レンズであって、前記電子ビームに対する前記強さが互いに異なる、第二電子レンズとを有し、前記第二電子レンズの前記強さが、前記第一電子レンズの前記強さに関係なく変更可能である、ことにおいて達成される。
【0023】
動作時、電子ビームに作用する第一および第二電子レンズの線形の組合せ(linear combination)が常に存在するため、本発明による陰極線管におけるDAFセクションは、色依存の焦点ずれを補正する。
【0024】
集束電極とDAFセクションの間に追加の電極を配置することによって色依存の焦点ずれが部分的に抑制される陰極線管は、特許出願EP−A−0 899 768から公知である。この電極によって、動作時、外側電子ビームに対する電子光学的四重極レンズを形成することができる。このレンズは、強さは同じであるが正負逆に外側電子ビームに作用する。
【0025】
しかしながら、色依存の焦点ずれは非対称であり、色依存の焦点ずれ誤差Δは、画面上の電子ビームの到達スポットと実質的に一次と五次の依存関係があることが判明した。例えば、ライン軸沿いの色依存の焦点ずれ誤差は、到達スポットとフィールド軸の間の距離Xと、次式の依存関係がある。
Δ = c1X+c5X5 (1)
この式において、c1とc5は定数である。EP−A−0 899 768に説明されている部分的な解決策は、線形項を十分に補正する。しかしながら、電子ビームの偏向角度が相対的に大きい、すなわちXの値が相対的に大きい陰極線管においては、五次の項が支配的となる。
【0026】
本発明による陰極線管においては、色依存の焦点ずれを非対称的に補正でき、従って、ディスプレイ画面の端においてと、特に隅における外側の電子ビームの改良された集束を達成できる。
【0027】
一般に、第一および第二電子レンズは非点収差である、すなわち、第一および第二電子レンズは、第一方向に焦点が合い、この第一方向に垂直な第二方向には焦点がずれる。例えば、両方の電子レンズは、水平方向に焦点が合い、かつ垂直方向に焦点がずれる。
【0028】
偏向手段が、第一方向、例えば水平方向に自己収束的であるならば、本発明による陰極線管は、さらなる利点を提供する。この場合、第一方向に第一電子レンズと第二電子レンズの影響を補正するように、主レンズの強さを適合させることができるようにする必要がある。この結果、第一方向には、電子ビームの焦点がディスプレイ画面全体にわたり実質的に合った状態を維持できる。
【0029】
上述の特許出願EP−A−0 899 768から公知である部分的な解決策は、集束電極とDAFセクションの間に配置され、かつ外側の電子ビームに作用する追加の電子光学的電極から成る。この追加のレンズの影響は、主レンズを適合化させることによって補正できず、従って、この解決策によって、第一方向における外側の電子ビームの集束が変化する。
【0030】
陰極線管の一実施例においては、動作時、前記第一外側電子ビームに対する前記第一電子レンズの前記強さは、前記中央電子ビームに対する前記強さよりも大きく、かつ、前記第二外側電子ビームに対する前記強さは、前記中央電子ビームに対する前記強さよりも小さい。このことは、S1R > S1G > S1Bという式によって示すことができる。この式において、S1Rは、第一外側電子ビームに対する第一電子レンズの強さを示し、S1Gは、中央電子ビームに対する第一電子レンズの強さを示し、S1Bは、第二外側電子ビームに対する第一電子レンズの強さを示す。
【0031】
これに代えて、前記第一外側電子ビームに対する前記第一電子レンズの前記強さが、前記中央電子ビームに対する前記強さよりも小さく、かつ、前記第二外側電子ビームに対する前記強さが、前記中央電子ビームに対する前記強さよりも大きくてもよい。このことは、S1R < S1G < S1Bという式によって示すことができる。
【0032】
さらなる有利な実施例においては、前記第一および第二電子レンズの強さは、前記中央電子ビームに対して等しく、かつ、前記第一外側電子ビームに対する前記第一電子レンズの前記強さは、前記第二外側電子ビームに対する前記第二電子レンズの前記強さと等しく、かつ、前記第二外側電子ビームに対する前記第一電子レンズの前記強さは、前記第一外側電子ビームに対する前記第二電子レンズの前記強さと等しい。このことは、S1G=S2G、S1R=S2B、S1B=S2Rという式によって示すことができる。これらの式において、S2Rは、第一外側電子ビームに対する第二電子レンズの強さを示し、S2Gは、中央電子ビームに対する第二電子レンズの強さを示し、S2Bは、第二外側電子ビームに対する第二電子レンズの強さを示す。
【0033】
このことは有利である。その理由は、一般に、ディスプレイ画面の東側における第一外側電子ビームの挙動が、ディスプレイ画面の西側における第二外側電子ビームの挙動と実質的に等しく、この逆も同様であるためである。
【0034】
一般に、電子レンズは電気的な手段によって実現するのが最も簡単である。この目的のため、陰極線管の1つの特殊な実施例においては、前記ビーム形成セクションと前記DAFセクションの間に集束電極が存在し、当該集束電極には、前記DAFセクションの側に、前記電子ビームを通過させるための互いに形状の異なる開口が設けられ、かつ、前記DAFセクションが、第一中間電極と第二中間電極とを有し、前記第二中間電極が、前記第一中間電極と前記主レンズの間に配置される。前記第一中間電極には、前記集束電極に面する側面と、前記第二中間電極に面する側面とに、前記電子ビームを通過させるための互いに形状の異なる前記開口が設けられている。前記第二中間電極も、前記第一中間電極に面する側面に、前記電子ビームを通過させるための互いに形状の異なる開口を有する。このようにして、対向する開口の間に電界をかけることによって、3本の電子ビームに対して互いに強さの異なる電子レンズを容易に実現できる。
【0035】
特に、第一電子レンズは、動作時、第一中間電極が動的電圧Vdyn1を受けるようにし、これにより集束電極における開口と、これらの開口に対向する第一中間電極における開口との間に電界をかけることによって、形成できる。動作時、第二電子レンズは、第二中間電極が第二動的電圧Vdyn2を受けるようにし、これにより第二中間電極における開口と、これらの開口に対向する第一中間電極における開口との間に第二電界をかけることによって、形成できる。第二電子レンズの強さは、電圧差Vdyn2 − Vdyn1に比例する。主レンズの強さも、第二動的電圧Vdyn2によって適合化される。
【0036】
一般に、第一動的電圧Vdyn1と第二動的電圧Vdyn2の両方は、陰極線管が受信する画像信号と同期する。しかしながら、これらの振幅は互いに独立していて、従って、第二電子レンズの強さは、第一電子レンズの強さに関係なく変更可能である。
【0037】
さらに、DAFセクションは、前記電子ビームに対して相互に異なる強さを有する第三電子レンズを有することができ、当該第三電子レンズの前記強さは、前記第一および第二電子レンズの前記強さに関係なく変更可能である。各色の集束は、このようなDAFセクションによって独立的に適合させることができる。色依存の焦点ずれの非対称性が非常に強い場合には、このことは利点となる。さらに、スポットサイズに厳しい必要条件が課される場合、例えば、FIT陰極線管においてなど、色誤差(color error)を防止するために、蛍光体軌道に垂直な方向(一般には垂直方向)におけるスポットサイズを約300μmに制限する必要がある場合には、このことは利点となりうる。
【0038】
DAFセクションの前に位置する追加の電極構成であって、これによって各電子ビームの集束を独立して適合させることができる電極構成自体は、特許出願JP−A−2000011916から知られている。しかしながら、この特許出願においては、本発明による陰極線管において使用される従来の電子レンズと比較して、高価でありかつ製造するのが難しい特殊な要素が使用される。
【0039】
陰極線管の一実施例であって、第三電子レンズが前記DAFセクションに存在する実施例においては、前記第二中間電極と前記主レンズの間に配置される第三中間電極であって、前記第二中間電極に面する側面に、前記電子ビームを通過させるための互いに異なる形状の開口が設けられている、第三中間電極が存在する。これにより、前記第三電子レンズは、動作時、前記第三中間電極における前記開口と、当該開口に対向する、前記電子ビームを通過させるための前記第二中間電極における開口との間に、第三電界をかけることによって、形成できる。
【0040】
第三電界をかけるために、第三中間電極は、第三動的電圧Vdyn3を受ける。第三電子レンズの強さは、電圧差Vdyn3 − Vdyn2に比例する。また、第三動的電圧Vdyn3は、画像信号に同期するが、その振幅は、Vdyn1とVdyn2から独立している。この結果、第三電子レンズの強さは、第一および第二電子レンズの強さに関係なく変更できる。
【0041】
このような実施例においては、第一、第二、および第三の中間電極は、DAFセクション内に任意の順序で配置できる。この場合明らかに、いずれの組合せも、動作時、3本の電子ビームに対して相互に異なる強さを有する第一、第二、および第三電子レンズで構成され、それらの強さは互いに独立して変更可能である。
【0042】
本発明の上記およびその他の観点は、以下に説明されている実施例を参照しながら明確に解明されるであろう。
【0043】
【発明を実施するための形態】
図1に示されている公知のカラー陰極線管においては、電子銃1は、第1外側電子ビームEBR(赤色に対応する)と、中央電子ビームEBG(緑色に対応する)と、第二外側電子ビームEBB(青色に対応する)とを生成する。
【0044】
銃は、電子を放射する3つの電子源10R、10G、10Bを有する。放射された電子は、ビーム形成セクション20において、それぞれの電子ビームEBR、EBG、EBBに形成される。これらの電子ビームは、レンズシステム30、40、50によって、陰極線管のディスプレイ画面3上に結像する。電子銃1からの電子を加速するために、ディスプレイ画面3は、陽極電圧Va(例、30 kV)を受ける。
【0045】
集束電極30は、固定集束電圧Vfを受ける。この電圧は、一般には、陽極電圧Vaの約25 %(例、7.5 kV)である。
【0046】
DAFセクション40は、動的集束電圧Vdafを受ける単一の中間電極を有する。動的集束電圧Vdafの値は、電子ビームEBR、EBG、EBBの偏向に依存し、電子ビームEBR、EBG、EBBがディスプレイ画面3の隅に到達する場合に最大である。動的集束電圧Vdafは、電子ビームがディスプレイ画面3の中央Cに到達する場合には、例えばVfに等しく、隅においては1 kV大きい。偏向角度が相対的に大きい(例、120度以上)の陰極線管の場合、隅においてはより大きい動的集束電圧が必要になる。
【0047】
集束電極30とDAFセクション40の対向する側面には、それぞれ、垂直に長い長方形の開口と水平に長い長方形の開口が設けられているため、集束電極30とDAFセクション40の間に電子光学的四重極レンズを形成でき、このレンズの強さは、動的な集束電圧が高くなるに従って増す。この電子光学的四重極レンズは、偏向手段2による偏向に起因して電子ビームEBR、EBG、EBBに生じる非点収差を最適に補正する目的で使用される。
【0048】
主レンズ50は、電子ビームEBR、EBG、EBBの焦点をディスプレイ画面3に合わせる。主レンズ50の強さは、陽極電圧Vaと動的集束電圧Vdafの間の差に比例する。Vdafが高くなると、主レンズ50の強さは減少する。この方策は、偏向手段2による偏向の結果として電子ビームが主レンズ50とディスプレイ画面3との間のより長い経路を伝わることに起因する、電子ビームEBR、EBG、EBBの集束の変化を補正する。
【0049】
偏向手段2の領域において、電子ビームEBR、EBG、EBBは、「インライン」面において特定の距離pだけ互いに離れて位置する。この距離pは、「電子銃のピッチ」と呼ばれ、例えば、6 mmである。電子ビームEBR、EBG、EBBが偏向されるとき、偏向手段2は、各色に対して強さが異なる電子レンズを構成し、これは前述の偏向レンズである。
【0050】
一般に、各色の偏向手段2は、水平方向に自己収束的であり、従って、電子ビームEBR、EBG、EBBは、ディスプレイ画面3全体にわたり水平方向に実質的に焦点が合う。従って、電子ビームEBR、EBG、EBBの水平方向における集束が変化しないように、主レンズ50の強さを適合させることによって、DAFセクション40のレンズ作用を水平方向に補正できる。
【0051】
図2は、動作時の公知のカラー陰極線管の同等の光学レンズモデルを示す。このモデルにおいて、電子ビームEBR、EBG、EBBの到達スポットは、ディスプレイ画面3の東端付近に位置する。
【0052】
この図は、DAFセクション40と、主レンズ50と、偏向レンズ2’とを有するレンズシステムの、「インライン」面に垂直な面における断面図である。
【0053】
電子銃1において、DAFセクション40と主レンズ50の強さは、各色に対して実質的に同じであるのに対し、偏向レンズ2’の強さは、各色に対して異なる。この結果、偏向時に、電子ビームEBR、EBG、EBBそれぞれがディスプレイ画面3に垂直方向に焦点が合うことは不可能である。
【0054】
電子銃1は、緑色の電子ビームのスポットBSGの集束が最適となるように、緑色の電子ビームEBGについて最適化されている。このことは、図3におけるスポットBSR、BSG、BSBによって説明されている。
【0055】
赤の電子ビーム用の偏向レンズ2’は垂直方向に相対的に強いため、赤い電子ビームEBRのスポットBSRは、垂直方向に過焦点となるのに対し、青の電子ビームEBB用の偏向レンズ2’は垂直方向に相対的に弱いため、青の電子ビームEBBのスポットBSBは、垂直方向に不足焦点となる(underfocused)。
【0056】
従来のカラー陰極線管の場合、色依存の焦点ずれの影響は、図4に示されているように非対称である。この図において、3本の電子ビームEBR、EBG、EBBに対して必要なレンズ強さSR、SG、SBは、電子ビームEBR、EBG、EBBのフィールド軸沿いの到達スポットに応じて示されている。
【0057】
図からわかるように、ディスプレイ画面の西側(外側からディスプレイ画面を見て右手側)においては、中央電子ビームEBGに対して必要なレンズ強さSGと、第二外側電子ビームEBBに対して必要なレンズ強さSBの間の差SG − SBは、第一外側電子ビームEBRに対して必要なレンズ強さSRと、中央電子ビームEBGに対して必要なレンズ強さSGの間の差SR − SGよりも大きい。この場合の必要なレンズ強さとは、電子ビームの焦点がディスプレイ画面上に合うときの、垂直方向におけるレンズ強さを意味する。
【0058】
さらに図からわかるように、ディスプレイ画面の東側(外側からディスプレイ画面を見て左手側)においては、第二外側電子ビームEBBに対して必要なレンズ強さSBと、中央電子ビームEBGに対して必要なレンズ強さSGとの間の差SB − SGは、中央電子ビームEBGに対して必要なレンズ強さSGと、第一外側電子ビームEBRに対して必要なレンズ強さSRとの間の差SG − SRよりも小さい。
【0059】
例えば、LG Philips Displays社製の36インチ・ワイド画面リアルフラット・陰極線管、偏向角度103度の場合には、画面の東北の隅において、赤に対して必要なレンズ強さSR = −40ジオプトリーであり、緑に対して必要なレンズ強さSG = −26ジオプトリーであり、青に対して必要なレンズ強さSB = −21ジオプトリーである。従って、赤と緑に対してそれぞれ必要なレンズ強さの差SR − SG = −14ジオプトリーと、青と緑に対してそれぞれ必要なレンズ強さの差SG − SB = −5ジオプトリーとの間に、非対称性が存在する。
【0060】
一般に、ディスプレイ画面の西側における第一外側電子ビームの挙動は、ディスプレイ画面の東側における第二外側電子ビームの挙動と実質的に同じであり、逆もまた同様である。
【0061】
説明されている例においては、画面の北西の隅において、赤に対して必要なレンズ強さSR = −21ジオプトリーであり、緑に対して必要なレンズ強さSG = −26ジオプトリーであり、青に対して必要なレンズ強さSB=−40ジオプトリーである。
【0062】
本発明による陰極線管の第一実施例は、図5に示されているように、第一中間電極141と第二中間電極142とから成るDAFセクション140を有する電子銃101を有する。DAFセクション140は、図6に詳細に示されている。
【0063】
電子銃101において、電子源110R、110G、110Bは、電子を放射する。これらの放射された電子は、ビーム形成セクション120によって、電子ビームEBR、EBG、EBBに形成できる。
【0064】
第一中間電極141は、集束電極130から距離D1(例、0.4 mm)に位置し、かつ第一動的電圧源Vdyn1に結合されている。動作時、この第一動的電圧源Vdyn1によって、集束電極130における開口161R,G,Bと、この集束電極に面する第一中間電極141の側面における開口162R,G,Bの間に、第一電子レンズL1を形成できる。このため、第一電子レンズL1の垂直方向における強さS1R、S1G、S1Bは、第一動的集束電圧Vdyn1に依存する。
【0065】
第二中間電極142は、第一中間電極141から距離D2(例、0.4 mm)に位置し、かつ第二動的電圧源Vdyn2に結合されている。動作時、この第二動的電圧源Vdyn2によって、第二中間電極142における開口164R,G,Bと、この第二中間電極に面する第一中間電極141の側面における開口163R,G,Bの間に、第二電子レンズL2を形成できる。このため、第二電子レンズL2の垂直方向における強さS2R、S2G、S2Bは、第二動的集束電圧Vdyn2と第一動的集束電圧Vdyn1の間の差Vdyn2 − Vdyn1に依存する。
【0066】
Vdyn2が高くなるに従って、3本の電子ビームEBR、EBG、EBBすべてに対する主レンズの強さが、等しい程度だけ減少する。
【0067】
この陰極線管における偏向手段102は、水平方向に自己収束的である。第一電子レンズL1と第二電子レンズL2は、これら第一電子レンズL1と第二電子レンズL2の線形の組合せの水平方向における影響を、主レンズ50の強さを適合させることによって補正できるように、形成される。この結果、動作時、電子ビームEBR、EBG、EBBの焦点が、ディスプレイ画面全体にわたり水平方向に実質的に合った状態が維持される。
【0068】
開口161R,G,B〜164R,G,Bは、長方形であり、その水平方向(x)と垂直方向(y)の寸法は、表1に示されているとおりである。電子ビームEBR、EBG、EBBに対する第一電子レンズL1と第二電子レンズL2の垂直方向における強さS1R,S1G,S1BおよびS2R,S2G,S2Bが相互に異なるように、開口の形状は互いに異なる。
【0069】
表1:開口161R,G,B〜164R,G,Bの寸法
【0070】
このような開口161R,G,B〜164R,G,Bの間に動作時に形成される電子レンズL1とL2の線形の組合せL1+L2により、垂直方向における色依存の焦点ずれが満足いく程度に補正される。
【0071】
第一実施例と同等の光学レンズモデルが、図7に示されている。この図は、電子ビームEBR、EBG、EBBがディスプレイ画面103にその東端E付近に到達する場合に、第一電子レンズL1と第二電子レンズL2の線形の組合せL1+L2と、主レンズ50と、偏向レンズ102’の、「インライン」面に垂直な面におけるレンズ作用を示す。電子ビームEBR、EBG、EBBがディスプレイ画面の端付近に到達するならば、これらのビームは自己収束的な偏向手段102によって偏向される。この結果、正の偏向レンズ102’が垂直方向に形成され、このレンズは電子ビームEBR、EBG、EBBの焦点を合わせる。
【0072】
偏向レンズ102’は、3本の電子ビームに対して互いに異なる強さを有する。この結果、外側の電子ビームのうちの1本がディスプレイ画面の端付近において過焦点となる。これは補正され、その理由は、動作時、第一電子レンズL1と第二電子レンズL2の線形の組合せが、電子ビームEBR、EBG、EBBに作用するためである。
【0073】
第一電子レンズL1は、各電子ビームEBR、EBG、EBBに対する固有の強さを有し、そのうち赤の電子ビームEBRに対する強さが最大であり、青の電子ビームEBBに対する強さが最小である。また、第二電子レンズL2も、各電子ビームEBR、EBG、EBBに対する固有の強さを有し、そのうち青の電子ビームEBBに対する強さが最大であり、赤の電子ビームEBRに対する強さが最小である。
【0074】
ディスプレイ画面の東側においては、第一電子レンズL1は第二電子レンズL2よりも強く、これは図7から理解できる。この結果、線形の組合せL1+L2のレンズ作用は赤に対して最も強く、青に対して最も弱い。
【0075】
図8に示されている動的な集束電圧Vdyn1とVdyn2は、第一中間電極141と第二中間電極142を駆動するために使用できる。この図において、動的集束電圧Vdyn1、Vdyn2の振幅は、ディスプレイ画面103のライン軸沿いの電子ビームEBR、EBG、EBBの到達スポットに応じて示されている。
【0076】
ディスプレイ画面103の中央Cにおいては、動的集束電圧Vdyn1、Vdyn2は、集束電極130にかけられる固定集束電圧Vfに等しい。電子ビームEBR、EBG、EBBの偏向の程度が増すに従って、動的集束電圧Vdyn1、Vdyn2も高くなる。
【0077】
第二動的集束電圧Vdyn2(望ましくは四次の信号)は、例えば、最大振幅1000Vのバスタブ形状を有する。中央Cの東側においては、第一動的集束電圧Vdyn1は、実質的にVdyn2と等しい。例えば、ディスプレイ画面103の東端E付近においては、Vdyn1の最大振幅は980Vである。しかしながら、中央Cの西側においては、Vdyn1はVdyn2よりもかなり小さい。例えば、ディスプレイ画面103の西端W付近においては、Vdyn1の最大振幅は100Vである。
【0078】
このような動的集束電圧Vdyn1とVdyn2を使用することによって、第一電子レンズL1は、主としてディスプレイ画面103の東側において作用し、第二電子レンズL2は主としてディスプレイ画面103の西側において作用する。このようにして、動作時、図7に示されているレンズ作用を達成できる。
【0079】
陰極線管のさらなる実施例は、図9に示されているように、第一中間電極241と、第二中間電極242と、第三中間電極243とから成るDAFセクション240が設けられている電子銃201を有する。このDAFセクション240は、図10に詳細に示されている。
【0080】
電子銃201において、電子源210R、210G、210Bは、電子を放射する。これらの放射された電子は、ビーム形成セクション220によって、電子ビームEBR、EBG、EBBに形成できる。
【0081】
第一中間電極241は、集束電極230から距離D1(例、0.4 mm)に位置し、動作時、第一動的電圧源Vdyn1を受ける。これにより、動作時、開口261R,G,Bと開口262R,G,Bの間に、第一電子レンズL1を形成できる。第一電子レンズL1の強さS1R、S1G、S1Bは、Vdyn1に比例する。
【0082】
第二中間電極242は、第一中間電極241から距離D2(例、0.4 mm)に位置し、動作時、第二動的電圧源Vdyn2を受ける。これにより、動作時、開口263R,G,Bと開口264R,G,Bの間に、第二電子レンズL2を形成できる。第二電子レンズL2の強さS2R、S2G、S2Bは、電圧差Vdyn2 − Vdyn1に比例する。
【0083】
第三中間電極243は、第二中間電極242から距離D3(例、0.4 mm)に位置し、動作時、第三動的電圧源Vdyn3を受ける。これにより、動作時、開口265R,G,Bと開口266R,G,Bの間に、第三電子レンズL3を形成できる。第三電子レンズL3の強さS3R、S3G、S3Bは、電圧差Vdyn3 − Vdyn2に比例する。
【0084】
この陰極線管における偏向手段202は、水平方向に自己収束的である。第一電子レンズL1、第二電子レンズL2、および第三電子レンズL3は、これら3つの電子レンズの線形の組合せの水平方向における影響を、主レンズ50の強さを適合させることによって補正できるように、形成される。この結果、動作時、電子ビームEBR、EBG、EBBの焦点が、ディスプレイ画面全体にわたり水平方向に実質的に合った状態が維持される。
【0085】
このさらなる実施例においては、開口261R,G,B〜266R,G,Bは長方形であり、かつ形状が互いに異なる。具体的には、これらの開口の水平方向xと垂直方向yにおける寸法が、表2に示されている。この結果、3本の電子ビームEBR、EBG、EBBに対する電子レンズL1、L2、L3の垂直方向における強さS1R、S1G、S1Bと、S2R、S2G、S2Bと、S3R、S3G、S3Bとは、互いに異なる。
【0086】
表2:開口261R,G,B〜266R,G,Bの寸法
【0087】
図示されている構成においては、動作時に開口261R,G,B〜266R,G,Bの間に形成される電子レンズL1、L2、L3の線形の組合せL1+L2+L3によって、各色の集束を最大限に最適に調整できる。望ましくは、この実施例は、シャドウマスクを有さないFIT陰極線管として適用可能である。
【0088】
図11に示されている動的集束電圧Vdyn1、Vdyn2、Vdyn3は、第一中間電極241、第二中間電極242、および第三中間電極243を駆動するために使用できる。
【0089】
この図においては、動的集束電圧Vdyn1、Vdyn2、Vdyn3の振幅は、ディスプレイ画面203のライン軸沿いの電子ビームEBR、EBG、EBBの到達スポットに応じて示されている。ディスプレイ画面203の中央Cにおいては、動的集束電圧Vdyn1、Vdyn2、Vdyn3は、集束電極230にかけられる固定集束電圧Vfに等しい。動的集束電圧Vdyn1、Vdyn2、Vdyn3は、電子ビームEBR、EBG、EBBの偏向が増すに従って高くなる。
【0090】
第三動的集束電圧Vdyn3は、例えば、最大振幅1000Vのバスタブ形状を有する。中央Cの東側においては、第二動的集束電圧Vdyn2は、実質的にVdyn3に等しい。例えば、ディスプレイ画面203の東端E付近においては、Vdyn2の最大振幅は980Vである。しかしながら、中央Cの西側においては、Vdyn2はVdyn3よりもかなり小さい。例えば、ディスプレイ画面203の西端W付近においては、Vdyn2の最大振幅は100Vである。
【0091】
第一動的集束電圧Vdyn1は、ディスプレイ画面の大部分において第二動的集束電圧Vdyn2に等しい。しかしながら、電子ビームEBR、EBG、EBBの相対的に大きい偏向角度に対しては、Vdyn1はVdyn2よりも大きい。例えば、ディスプレイ画面の西端Wと東端Eにおいては、Vdyn1はVdyn2よりも300V大きい。
【0092】
このさらなる実施例においては、第二電子レンズL2は、主にディスプレイ画面203の東側において電子ビームEBR、EBG、EBBの焦点を合わせ、第三電子レンズL3は、主にディスプレイ画面203の西側において電子ビームEBR、EBG、EBBの焦点を合わせる。第一電子レンズL1は、補正レンズ(correction lens)を構成する。
【0093】
本発明による陰極線管の第一実施例を有する画像ディスプレイ装置が、図12に示されている。
【0094】
画像ディスプレイ装置における制御ユニットAは、動作時に変調信号MR、MG、MBと画像信号PxおよびPyを生成するために画像信号VIDを受信するように適合化されている。
【0095】
変調信号MR、MG、MBは、電子ビームEBR、EBG、EBBの電流密度を調節し、それによって輝度を変えることを目的として、それぞれの電子源110R、110G、110Bに流すことができる。この場合の輝度は、電子ビームEBR、EBG、EBBがディスプレイ画面103に到達した位置において、それぞれ赤、緑、青の蛍光体が発光するときの輝度である。
【0096】
位置信号PxおよびPyは、ライン周波数偏向電流ILとフィールド周波数偏向電流IFとを形成する偏向回路Dに流すことができる。この偏向回路Dに偏向手段102を結合して、偏向電流ILとIFを受信させることができる。具体的には、偏向手段102は、動作時、電子ビームEBR、EBG、EBBを水平方向に偏向するためのライン周波数偏向電流ILを受信する、ライン偏向コイルLLを有する。さらに、偏向手段102は、動作時、電子ビームEBR、EBG、EBBを垂直方向に偏向するためのフィールド周波数偏向電流Ifを受信する、フィールド偏向コイルLFを有する。
【0097】
位置信号PxおよびPyは、これらに同期して動的集束電圧Vdyn1とVdyn2を生成することを目的として、集束回路Fにも流すことができる。動作時、第一中間電極141は、第一動的集束電圧Vdyn1を受け、第二中間電極142は、第二動的集束電圧Vdyn2を受ける。
【0098】
各図は、線図的であり、正確な縮尺では描かれていない。本発明は、図とその説明によって記載されているが、これらに限定されることがないことは、明らかである。上述されている実施例、特に、開口を有する中間電極の構成と、動的集束電圧の振幅および信号形状は、第一電子レンズと、第二電子レンズと、第三電子レンズ(該当時)とを実現できる範囲内にのみある。当業者は、本発明による陰極線管と画像ディスプレイ装置の多数の代替の実施例を構築できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】公知のカラー陰極線管と、3本の電子ビームの経路とを線図的に示す。
【図2】公知の陰極線管の、同等の光学レンズモデルを示す。
【図3】公知の陰極線管における電子ビームのスポットを示す。
【図4】色依存の焦点ずれにおける非対称性を線図的に示す。
【図5】本発明による陰極線管の第一実施例の断面図である。
【図6】第一実施例による陰極線管のDAFセクションの等角表現である。
【図7】第一実施例の、同等の光学レンズモデルを示す。
【図8】動的集束電圧Vdyn1とVdyn2の信号形状の例を示す。
【図9】陰極線管のさらなる実施例の断面図である。
【図10】さらなる実施例のDAFセクションの等角表現である。
【図11】動的集束電圧Vdyn1、Vdyn2、およびVdyn3の信号形状の例を示す。
【図12】本発明による陰極線管を有する画像ディスプレイ装置を示す。
【符号の説明】
1 電子銃
2 偏向手段
2’ 偏向レンズ
3 ディスプレイ画面
10R、10G、10B 電子源
EBR、EBG、EBB 電子ビーム
20 ビーム形成セクション
30 集束電極
40 DAFセクション
50 主レンズ
101 電子銃
102 偏向手段
102’ 偏向レンズ
103 ディスプレイ画面
110R、110G、110B 電子源
120 ビーム形成セクション
130 集束電極
140 DAFセクション
141 第一中間電極
142 第二中間電極
161R,G,B、162R,G,B、163R,G,B、164R,G,B、261R,G,B、262R,G,B、263R,G,B、264R,G,B、265R,G,B、266R,G,B 開口
L1、L2 電子レンズ
201 電子銃
202 偏向手段
203 ディスプレイ画面
210R、210G、210B 電子源
220 ビーム形成セクション
230 集束電極
240 DAFセクション
241 第一中間電極
242 第二中間電極
243 第三中間電極
Claims (11)
- 電子光学的イメージを光イメージに変換するためのディスプレイ画面と、
電子光学的システムであって、当該システムが、
電子を放射するための、一平面に並置された電子源と、
前記それぞれの電子源から放射される前記電子から、第一外側電子ビームと、中央電子ビームと、第二外側電子ビームとを形成するためのビーム形成セクションと、
前記電子ビームの焦点を前記ディスプレイ画面に合わせるための主レンズと、
前記ディスプレイ画面上において前記電子ビームを偏向させるための偏向手段と、
前記ディスプレイ画面上の電子ビームの到達スポットに応じて前記電子ビームの前記集束と非点収差とを動的に適合させるためのDAFセクションと、
を有する電子光学的システムと、
を有する陰極線管において、
前記DAFセクションが、第一電子レンズであって、前記電子ビームに対して相互に異なる強さを有する、第一電子レンズと、第二電子レンズであって、前記電子ビームに対して相互に異なる強さを有する、第二電子レンズとを有し、前記第二電子レンズの前記強さが、前記第一電子レンズの前記強さに関係なく変更可能であることを特徴とする、陰極線管。 - 前記第一電子レンズにおいて、前記第一外側電子ビームに対する前記強さが、前記中央電子ビームに対する前記強さよりも大きく、かつ、前記第二外側電子ビームに対する前記強さが、前記中央電子ビームに対する前記強さよりも小さいことを特徴とする、請求項1に記載の陰極線管。
- 前記第一電子レンズにおいて、前記第一外側電子ビームに対する前記強さが、前記中央電子ビームに対する前記強さよりも小さく、かつ、前記第二外側電子ビームに対する前記強さが、前記中央電子ビームに対する前記強さよりも大きいことを特徴とする、請求項1に記載の陰極線管。
- 前記中央電子ビームに対する前記第一電子レンズと前記第二電子レンズの前記強さが、実質的に等しく、かつ、前記第一外側電子ビームに対する前記第一電子レンズの前記強さが、第二外側電子ビームに対する前記第二電子レンズの前記強さに実質的に等しく、かつ、前記第二外側電子ビームに対する前記第一電子レンズの前記強さが、前記第一外側電子ビームに対する前記第二電子レンズの前記強さに実質的に等しいことを特徴とする、請求項1、2、または3に記載の陰極線管。
- 集束電極が、前記ビーム形成セクションと前記DAFセクションの間に配置され、当該集束電極には、前記DAFセクションに面する側面に、前記電子ビームを通過させるための互いに形状の異なる開口が設けられ、かつ、前記DAFセクションが、第一中間電極と第二中間電極とを有し、前記第二中間電極が、前記第一中間電極と前記主レンズの間に配置され、かつ、前記第一中間電極には、前記集束電極に面する側面に、前記電子ビームを通過させるための互いに形状の異なる前記開口が設けられ、かつ前記第二中間電極に面する側面に、前記電子ビームを通過させるための互いに形状の異なる前記開口が設けられ、かつ、前記第二中間電極には、前記第一中間電極に面する側面に、前記電子ビームを通過させるための互いに形状の異なる開口が設けられている、ことを特徴とする、請求項1に記載の陰極線管。
- 前記第一電子レンズを、前記集束電極における前記開口と、前記第一中間電極における前記開口との間の第一電界によって形成でき、当該第一電界は、動作時、前記第一中間電極を第一動的電圧源に結合することによってかけることができ、かつ前記第二電子レンズを、前記第一中間電極における前記開口と、前記第二中間電極における前記開口との間の第二電界によって形成でき、当該第二電界は、動作時、前記第二中間電極を第二動的電圧源に結合することによってかけることができる、ことを特徴とする、請求項5に記載の陰極線管。
- 前記DAFセクションが、前記電子ビームに対して相互に異なる強さを有する第三電子レンズを有し、当該第三電子レンズの前記強さが、前記第一電子レンズと前記第二電子レンズの前記強さに関係なく変更可能である、ことを特徴とする、請求項1に記載の陰極線管。
- 前記DAFセクションが、前記第二中間電極と前記主レンズの間に配置される第三中間電極を有し、前記第三電子レンズを、前記電子ビームを通過させるための前記第三中間電極における互いに異なる形状の開口と、前記電子ビームを通過させるための前記第二中間電極における開口との間の第三電界によって形成でき、当該第三電界は、動作時、前記第三中間電極を第三動的電圧源に結合することによってかけることができる、ことを特徴とする、請求項6と7に記載の陰極線管。
- 前記第一電子レンズと前記第二電子レンズが、非点収差であることを特徴とする、請求項1に記載の陰極線管。
- 前記偏向手段が、第一方向に自己収束的であることを特徴とする、請求項9に記載の陰極線管。
- 請求項1〜10のいずれかに記載の陰極線管を有する画像ディスプレイ装置。
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