JPH08203446A - インライン型陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 陰極線管の低輝度領域において画面両側部に
生じるモアレを、電子ビームの平均電流域から高輝度領
域までのフォーカス性能を劣化させることなく改善す
る。 【構成】 陰極６、制御電極１、加速電極２から成る３
極部の加速電極２の板厚ｔと、当該加速電極２に形成さ
れた電子ビーム通過孔２ａの径との比ｔ／ｄを０．３≦
ｔ／ｄ≦０．６５の範囲内となるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、インライン型カラー
陰極線管の電子銃に係り、特に低輝度領域におけるモア
レ特性を、フォーカス特性を悪化させることなく改善し
た電子銃に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は従来のインライン型陰極線管を示
す縦断面図である。図において、６ａ，６ｂ，６ｃは同
一水平面に配置された陰極、１７ａ，１７ｂ，１７ｃは
それぞれの陰極内に挿入されたヒータ、１は３個の陰極
６ａ，６ｂ，６ｃに対応した電子ビーム通過孔１ａ，１
ｂ，１ｃを有する制御電極、２は同様に３個の電子ビー
ム通過孔２ａ，２ｂ，２ｃを有する加速電極、３は同様
に６個の電子ビーム通過孔３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３
ｅ，３ｆを有する集束電極、４は陽極電極でコンタクタ
１６が取り付けられたシールドカップ５と溶接され、他
の電極１〜３と同様な電子ビーム通過孔４ａ，４ｂ，４
ｃを有する。各電極は、図示しないガラスによって絶縁
保持されて電子銃を構成している。８は各電極１〜３に
電位を与えるステム、９はガラス外囲器、１０は外付の
偏向ヨーク、１１は陽極電圧を印加する為のアノードボ
タン、１２は外囲器９の内面に塗付された内装グラファ
イト、１３は外囲器９内に配置されたシャドーマスク、
１４は内部磁気シールド、１５はスクリーンの内面に塗
付された蛍光体である。

【０００３】次に動作について説明する。ヒータ１７
ａ，１７ｂ，１７ｃによって所定の温度に加熱された陰
極６ａ，６ｂ，６ｃから発生した電子は、制御電極１、
加速電極２により電子ビームに形成され、加速電極２と
集束電極３との間に発生するプリフォーカスレンズ、お
よびアノードボタン１１、内装グラファイト１２および
コンタクタ１６を通して高電圧が印加される陽極電極４
と集束電極３との間に発生する主電子レンズにより集束
作用を受け、３本の電子ビーム７ａ，７ｂ，７ｃとなっ
て、スクリーン上にスポットを結ぶ。このとき、３本の
電子ビーム７ａ，７ｂ，７ｃはシャドーマスク１３によ
り色選択され、それぞれの電子ビームに定められた色の
蛍光体１５にあたって発光させる。通常は、電子ビーム
７ａが赤、７ｂが緑、７ｃが青の蛍光体用の電子ビーム
である。

【０００４】電子銃により作り出された電子ビーム７
ａ，７ｂ，７ｃは、偏向ヨーク１０の作り出す水平偏向
磁界および垂直偏向磁界により図８中に示す７ｄ，７
ｅ，７ｆの３本の偏向された電子ビームのように偏向さ
れ画面各部の蛍光体１５を発光させて画面を作り上げ
る。

【０００５】また、最近は、特別な回路補正がなくとも
３本の偏向された電子ビーム７ｄ，７ｅ，７ｆは画面の
各部で１点に集中させて画像を再現させる、自己集中シ
ステムを採用しているため、偏向ヨーク１０の作り出す
磁界は、水平方向でピンクション状、垂直方向でバレル
状に非斉一に歪んでいる。電子銃で特に対策を施さない
場合、電子ビームのスポット形状は、図９（ａ）に示す
ように画面中央部では真円に近く絞れて高い解像度が得
られても、画面の両側部では垂直方向に過収束部分（以
下、「ハロー」という）が発生し、著しく解像度が劣化
する。

【０００６】この為、電子銃に非点収差作用をもたせ、
図９（ｂ）に示すように画面中央部の電子ビームスポッ
トの垂直方向を若干未収束状態（以下、「ブルーミン
グ」という）にさせ、水平端部のハローを軽減させて中
央部と端部の解像度の妥協を図っている。

【０００７】さらに、従来の陰極線管用電子銃は、図１
０に示した電子ビーム光学モデルにおいて、主電子レン
ズから仮想物点までの距離ａが、陰極から取り出す電子
の量（以下、ビーム電流」という）に応じて変化し、主
レンズから仮想物点までの距離ａが図１１に示すように
変化する。この結果、各ビーム電流におけるスポット径
を最小にする最適集束電極電圧（以下、「ジャストフォ
ーカス電圧」という）は図１２は示すように変化する。
通常、ジャストフォーカス電圧の調整は、各電子ビーム
のビーム電流が約５００〜６００［μＡ］のとき（以
下、「平均電流」という）に行う為、ビーム電流が少な
い低輝度域（約１０［μＡ］）およびビーム電流が多い
高輝度域（約３０００〜４０００［μＡ］）では、ジャ
ストフォーカス電圧（ＥＦ２）より実際に加わる電圧
（ＥＦ１）が高いことになる。

【０００８】この状態は、ジャストフォーカスよりも未
収束状態になることを示しており、つまり、低輝度領域
および高輝度領域では、電子ビームスポットはブルーミ
ングとなる。このため、高輝度域では電子ビームの発散
角θが増大し、ハローが出やすくなることから、ハロー
を軽減させるという点では上記現象は都合がよい。逆
に、低輝度域では、発散角θが小さく、もともとハロー
が出にくいので、上記現象により、電子ビームスポット
は図９（ｃ）に示すように水平端でほぼジャストフォー
カスの状態になる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来のインライン型陰
極線管の電子銃は以上のように構成されているので、平
均電流域から高輝度領域までのフォーカス特性は、問題
なく良好である反面、低輝度領域で画面両側部のビーム
スポット径が小さく絞れすぎる為に、図１３に示すよう
にスジ状のモアレ（シャドーマスクのブリッジピッチと
走査線の干渉縞）が発生し、画質を劣化させるという問
題点があった。特に最近は、画面の縦横比が１６：９の
ワイドテレビジョン受像機の普及に伴い、画面の垂直幅
を自由に可変出来るようになっているので、今までのよ
うに画面の垂直幅と走査線本数からモアレの最も目立た
ないシャドーマスクのブリッジピッチを設定するという
方法が取れなくなり、問題が大きくなっている。

【００１０】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、従来の陰極線管と同様に、平均
電流域から高輝度領域までのフォーカス特性が良好で、
かつ、低輝度領域で画面両側部にモアレの発生しないイ
ンライン型陰極線管の電子銃を得ることを目的としてい
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明に係るインライ
ン型陰極線管は、直線状に配置された複数の陰極と、こ
の複数の陰極に対向して設けられた複数の電子ビーム通
過孔をそれぞれ有する制御電極、加速電極、集束電極、
陽極が所定の間隔を隔てて順次配置された電子銃を備え
たインライン型陰極線管において、加速電極の電子ビー
ム通過孔部の板厚ｔと電子ビーム通過孔の孔径ｄの比ｔ
／ｄが、０．３≦ｔ／ｄ≦０．６５に形成されたもので
ある。

【００１２】また、加速電極の制御電極側に電子ビーム
通過孔の配列方向の長さが直角方向よりも長いスロツト
を設けたものである。

【００１３】また、制御電極の電子ビーム通過孔を電子
ビーム通過孔の配列方向の長さが直角方向よりも長い形
状に構成するとともに、当該制御電極加速電極側に電子
ビーム通過孔の配列方向よりも直角方向の方が長い形状
のスロットを設けたものである。

【００１４】また、集束電極の加速電極側に、電子ビー
ム通過孔の配列方向よりも直角方向の方が長いスロット
を設けたりしたものである。

【００１５】

【作用】この発明によれば、電子銃の電子レンズ特性に
より低輝度領域における主電子レンズから仮想物点まで
の距離が、平均電流領域での主電子レンズから仮想物点
までの距離より大きいため、低輝度領域における画面両
端のフォーカス状態がハロー方向になる。従って、たと
え低輝度領域で電子ビームの発散角θが小さくても、偏
向磁界の影響を受け、画面両側部のビームスポット状態
がハローになり、スポット径が大きくなる。このため絞
れすぎのために発生していた低輝度領域の画面両側部の
モアレの発生が解消される。

【００１６】また、各電極に設けたスロットにより、電
子ビームの発散状態を調整することができ、画面両側の
解像度の劣化を改善することができる。

【００１７】

【実施例】

実施例１．以下、この発明の一実施例について説明す
る。図１は実施例１の電子銃の３極部の設定寸法を示す
縦断面図で、陰極６ａを含む３極部のみを示している。
図において、Ｌ１は制御電極１と加速電極２との間隔、
Ｌ２は加速電極２と集束電極３との間隔、ｄは加速電極
２の電子ビーム通過孔の孔径、ｔは加速電極２の電子ビ
ーム通過孔部の板厚である。

【００１８】発明者の解析および技術調査等によれば、
ビーム電流に対する電子レンズから仮想物点までの距離
の変化に最も影響のある寸法は、加速電極２の電子ビー
ム通過孔部の板厚ｔであることが判った。これは制御電
極１と加速電極２の付近に形成されるクロスオーバ、お
よび加速電極２と集束電極３の間に形成されるプリフォ
ーカスレンズの位置関係が、制御電極２の板厚ｔにより
変化する為であると考えられる。

【００１９】通常使用されているＬ１＝０．１〜０．３
ｍｍ、Ｌ２＝０．７〜１．５ｍｍ、ｄ＝０．４〜０．６
４ｍｍの範囲内で、ビーム電流に対する主電子レンズか
ら仮想物点までの距離をシミュレーションした結果を図
２に示す。従来の加速電極２の電子ビーム通過孔部の板
厚ｔは、孔径ｄで正規化した場合、０．６５＜ｔ／ｄで
あり、図２中に実線で示した特性のようになり、平均電
流域における主電子レンズから仮想物点までの距離ａ１
に対し、低電流域での主電子レンズから仮想物点までの
距離ａ２はａ２＜ａ１となる。

【００２０】これに対し、ｔ／ｄ≦０．６５にすること
により、図２中に破線で示したように、低輝度領域での
主電子レンズから仮想物点までの距離ａ３はａ３＞ａ１
となることが判った。この現象は、先にものべたように
ｔ／ｄ≦０．６５にすることにより従来例に比べて加速
電極２の電子ビーム通過孔部の板厚が薄くなり、加速電
極２と集束電極３との間に形成されるプリフォーカスが
クロスオーバに近づく為である。

【００２１】次に、前記特性を、実際の陰極線管にてビ
ーム電流に対するジャストフォーカス電圧の変化を調べ
ることで確認した。その結果を図３に示す。従来例の
０．６５＜ｔ／ｄの場合、やはり平均電流領域でのジャ
ストフォーカス電圧ＥＦ１に対し、低輝度領域のジャス
トフォーカス電圧ＥＦ２がＥＦ２＜ＥＦ１と低いのに対
し、実施例のｔ／ｄ≦０．６５の場合は低輝度領域のジ
ャストフォーカス電圧ＥＦ３がＥＦ３＞ＥＦ１と高くな
る。この時ｔ／ｄ＜０．３となると、図３中に一点鎖線
で示すように、高輝度領域でジャストフォーカス電圧が
従来例の０．６５＜ｔ／ｄに比べて高くなり、高輝度領
域でのフォーカス特性が劣化する。したがつて、０．３
≦ｔ／ｄ≦０．６５にすることが望ましい。

【００２２】以上の結果、本実施例の０．３≦ｔ／ｄ≦
０．６５の場合、陰極線管装置の集束電圧調整（以下、
「ジャストフォーカス調整」という）が平均電流領域で
行われるので、低輝度領域ではジャストフォーカス電圧
より低い電圧が印加されることになり、電子ビームスポ
ットの状態がハロー（過収束）状態になるのと電子銃の
非点収差特性が相まって、結局、低輝度領域での電子ビ
ームスポットの形状は、図４に示すように画面水平端部
での電子ビームスポット径が、ハローになる垂直方向が
劣化する。これにより、ビームスポットの絞れ過により
発生していた画面両側部のモアレは発生しなくなる。

【００２３】また、これは、低輝度領域での水平両側部
の電子ビームスポット径が大きくなることを意味するの
で解像度の劣化が考えられるが、１０［μＡ］程度の低
輝度領域での電子ビームスポット径は十分小さいので全
く問題にはならない。

【００２４】また、平均電流領域以上の高輝度領域での
ビーム電流に対するジャストフォーカス電圧特性は、図
３に示すように従来例の場合とほとんど変わらず、高輝
度領域でのフォーカス特性はおおよそ維持される。

【００２５】実施例２．なお、上記実施例１では、高輝
度領域でのビーム電流に対するジャストフォーカス電圧
の変化は、従来例とほぼ同一であるが図１０に示す電子
ビームの発散角θが若干大きくなる。この為、偏向磁界
の影響を受け易くなり、高輝度領域において画面周辺部
の電子ビームスポットの垂直方向にハローが発生し、解
像度が若干悪くなる。

【００２６】実施例２はこの問題点を解消するためのも
ので、加速電極２の電子ビーム通過孔部の板厚ｔを０．
３≦ｔ／ｄ≦０．６５に維持したまま、図５（ａ）に示
すように、加速電極２の制御電極１側に電子ビーム通過
孔の配列方向（電子銃の配列方向）（以下、「水平方
向」という）の長さが、直角方向（以下、「垂直方向」
という）よりも長い長方形のスロット２ｄを設ければよ
い。図５（ｂ）はスロット２ｄの形状を示す三面図であ
る。この水平方向に長いスロット２ｄを設けることによ
り、図５（ｃ）に示すように電子ビームの垂直方向の発
散角θを押さえることができ、高輝度領域で画面両側部
の電子ビームスポットの垂直方向のハローを軽減できる
ので、解像度の劣化を防ぐことができる。

【００２７】実施例３．図６はこの発明の実施例３を示
す図で、図６（ａ）は３極部の断面図、図６（ｂ）は制
御電極１の加速電極２側に設けたスロツト１ｄの形状を
示す三面図である。この制御電極１は電子ビーム通過孔
１ａを水平方向の長い長方形に形成するとともに、スロ
ット１ｄの形状を垂直方向が長い長方形に形成したもの
である。

【００２８】この実施例３によれば、上記電子ビーム通
過孔１ａとスロット１ｄの相乗効果により図６（ｃ）に
示すように電子ビームの垂直方向の発散角θを実施例２
の場合よりも小さく押さえることができるので、高輝度
領域にかける画面両側部の電子ビームスポットの垂直方
向のハローを実施例２よりもさらに軽減でき、解像度の
劣化をさらに小さくすることができる。

【００２９】実施例４．図７はこの発明の実施例４を示
す図で、図７（ａ）は３極部の断面図、図７（ｂ）は集
束電極３の加速電極２側に設けたスロット３ｄの形状を
示す三面図で、この集束電極３のスロット３ｄは、垂直
方向が水平方向よりも長い長方形に形成したものであ
る。

【００３０】この実施例４によれば、電子ビームの垂直
方向の発散角θを、図７（ｃ）に示すように実施例３の
場合よりも小さく押さえることができるので、高輝度領
域における画面両側部の電子ビームスポットの垂直方向
のハローをさらに軽減でき、解像度の劣化をさらに小さ
くすることができる。

【００３１】なお、上記各実施例では、各電極１，２，
３に設けたスロット１ｄ，２ｄ，３ｄの形状を長方形と
したが、長円形、だ円形などであっても同様の効果を奏
する。

【００３２】また、上記実施例３では、スロット１ｄと
２ｄを設けたが、スロット１ｄのみをもうけた場合でも
一定の効果が得られる。また、上記実施例４では、スロ
ット１ｄ，２ｄおよび３ｄを設けたが、スロット３ｄの
みを設けた場合でも一定の効果が得られる。

【００３３】また、上記各実施例は、ハイポテンシャル
形電子銃について説明したが、ユニポテンシャル形電子
銃、および多段集束形電子銃にも同様に適用して同様の
効果を得ることができる。

【００３４】

【発明の効果】この発明によれば、電子銃の３極部を構
成する加速電極の電子ビーム通過孔部の板厚ｔと電子ビ
ーム通過孔の孔径ｄの比ｔ／ｄを０．３≦ｔ／ｄ≦０．
６５となるようにしたので、電子ビームの平均電流域か
ら高輝度領域までのフォーカス特性が良く、かつ低輝度
領域において画面両側部分に生じるモアレを抑制できる
効果が得られる。

【００３５】また、加速電極の電子ビーム通過孔を電子
ビーム通過孔の配列方向の長さが直角方向より長い長方
形、長円形またはだ円形に形成するとともに、当該電極
の制御電極に対向する面に、電子銃配列方向の長さが直
角方向よりも長い長方形、長円形またはだ円形のスロッ
トを形成したので、高輝度領域で画面両端部の電子ビー
ムスポットの垂直方向のハローを軽減でき、加速電極の
板厚を小さくしたことにより発散角の増大に伴う解像度
の劣化を改善することができる。

【００３６】また、制御電極の加速電極に対向する面
に、電子ビーム通過孔の配列方向の長さよりも直角方向
が長い長方形、長円形またはだ円形のスロツトを形成し
たので、高輝度領域におけるフォーカス特性が向上す
る。

【００３７】また、集束電極の加速電極に対向する面
に、電子ビーム通過孔の配列方向よりも直角方向が長い
スロットを形成したので、高輝度領域におけるフォーカ
ス特性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１の電子銃の３極部の縦断
面図である。

【図２】 実施例１のビーム電流に対する主レンズから
仮想物点までの距離の変化を示す特性図である。

【図３】 実施例１のビーム電流に対するジャストフォ
ーカス電圧特性を示す図である。

【図４】 実施例１の低輝度ビームスポットの形状を示
す図である。

【図５】 この発明の実施例２の電子銃の３極部の縦断
面図、加速電極の３面図および作用の説明図である。

【図６】 この発明の実施例３の電子銃の３極部の縦断
面図、制御電極の３面図および作用の説明図である。

【図７】 この発明の実施例４の電子銃の３極部の縦断
面図、集束電極の３面図および作用の説明図である。

【図８】 インライン形陰極線管の縦断面図である。

【図９】 両面上の収束状態を示す図である。

【図１０】 電子ビームの光学モデルを示した図であ
る。

【図１１】 ビーム電流値に対する主レンズから仮想物
点までの距離の変化特性を示す図である。

【図１２】 ビーム電流値に対するジャストフォーカス
電圧特性を示す図である。

【図１３】 低輝度領域において画面の両側に生じるモ
アレを示す図である。

【符号の説明】

１ 制御電極、１ａ，２ａ，３ａ 電子ビーム通過孔、
１ｄ，２ｄ，３ｄ スロット、２ 加速電極、３ 集束
電極、６ａ 陰極。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直線状に配置された複数の陰極と、この
   複数の陰極に対応して設けられた複数の電子ビーム通過
   孔をそれぞれ有する制御電極、加速電極、集束電極、陽
   極が所定の間隔を隔てて順次配置された電子銃を備えた
   インライン型陰極線管において、上記加速電極の板厚ｔ
   と電子ビーム通過孔の孔径ｄの比ｔ／ｄを、０．３≦ｔ
   ／ｄ≦０．６５に形成したことを特徴とするインライン
   型陰極線管。
2. 【請求項２】 加速電極の制御電極に対向する面に、電
   子ビーム通過孔の配列方向の長さが直角方向の長さより
   も長い方形、長円形またはだ円形のスロット上記電子ビ
   ーム通過孔を取り囲んで形成し、上記電子ビーム通過孔
   部の板厚をｔとしたことを特徴とする請求項１記載のイ
   ンライン型陰極線管。
3. 【請求項３】 制御電極の電子ビーム通過孔を、電子ビ
   ーム通過孔の配列方向の長さが直角方向の長さよりも長
   い方形に形成するとともに、当該制御電極の加速電極に
   対向する面に、電子ビーム通過孔の配列方向の長さより
   も直角方向の長さの方が長い方形、長円形またはだ円形
   のスロットを上記電子ビーム通過孔を取り囲んで形成
   し、上記電子ビーム通過孔部の板厚をｔとしたことを特
   徴とする請求項１記載のインライン型陰極線管。
4. 【請求項４】 集束電極の加速電極に対向する面に、電
   子ビーム通過孔の配列方向の長さよりも直角方向の長さ
   の方が長い方形、長円形またはだ円形のスロットを形成
   し、上記電子ビーム通過孔部の板厚をｔとしたことを特
   徴とする請求項１記載のインライン型陰極線管。