【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカラー陰極線管用電子銃に係り、さらに詳細には主レンズの前方で二つのクロスオーバポイントの形成される二重クロスオーバ型のカラー陰極線管用電子銃に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー陰極線管用電子銃は陰極線管のネック部に設けられる。 この電子銃は一般的にカソード、
制御電極及びスクリーン電極を備えて電子ビームを生成・制御するための三極部と、前記三極部に順次隣接して設けられて少なくとも一つの補助レンズを形成するための複数のフォーカス電極と、該フォーカス電極に隣接するように設けられて主レンズを形成するための最終加速電極とを含めて構成される。

【０００３】かかる構成のカラー陰極線管用電子銃において、三極部と各電極に所定の電圧が印加されれば、ユニポテンシャル型またはバイポテンシャル型の電子レンズ、即ち、プリフォーカシングレンズ、少なくとも一つの補助レンズ、主レンズが形成される。

【０００４】一方、前記三極部のカソードから放出された電子ビームは前記電子レンズを通して集束及び加速されてカラー陰極線管のスクリーン上にランディングされる。 そして、スクリーン上にランディングされる電子ビームによりスクリーンに塗布されている蛍光膜が励起されて画像が形成される。

【０００５】ところで、この場合、電子ビームがスクリーン上にランディングされるとき、前記電子レンズの球面収差により電子レンズの中心部を通る電子ビームと周辺部を通る電子ビームとの焦点長が異なり、これによりスクリーンにランディングされる電子ビームスポットにハロー（halo) 現象が発生して画像の質を劣化させる。

【０００６】このような電子レンズの球面収差の影響を減らすため、前記電子レンズの大きさを相対的に大として電子レンズの中心及び周辺部を通る電子ビームの焦点長の違いを減少させる方法が研究されてきた。 このように電子レンズを相対的に大きくするためには、電極の電子ビーム通過孔を大きく形成するためにネック部の直径を大きく形成すること、または三つの電子ビームを通過させるように大口径の電子ビーム通過孔を形成することなどのような構造的な提案が知られている。

【０００７】しかしながら、かかる従来の提案においては、ネック部の直径の増加により偏向ヨークの偏向電力が増えて陰極線管の消費電力を増加させて電子ビーム通過孔を大きくするには構造的に限界があるという問題があった。

【０００８】そこで、このような問題を解決するために本発明者は二重クロスオーバ型カラー陰極線管用電子銃を提案した。 この二重クロスオーバ型カラー陰極線管用電子銃によれば、プリフォーカシングレンズの前方で集束された電子ビームが主レンズの前方で再び集束されることにより二つのクロスオーバポイントが形成される。
これにより、主レンズに入射される電子ビームの直径を縮めて主レンズの中心部を通る電子ビームの焦点長と主レンズの周辺部を通る電子ビームの焦点長との違いが小さくなり、前記ハロー現象を減らす。 即ち、主レンズの球面収差の影響が最小になる。 かつ、主レンズの前方に集束された二番目のクロスオーバポイントが実質的に電子銃の光学系で小さく、尖鋭な物点の役割を果たすことによりフォーカスの特性を向上させる。

【０００９】しかしながら、前記提案された二重クロスオーバ型カラー陰極線管用電子銃の場合には、一定な大きさのフォーカシング電圧が印加される場合のみを提示しているので、偏向ヨークの偏向磁界による電子ビームスポットの歪曲及び電子ビームのオーバフォーカスによりスクリーンの周辺部で発生するハロー現象を防止することができないという問題点があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記のような問題点に鑑みてなされたもので、本発明の第１の目的はダイナミックフォーカシング電圧を印加することによりスクリーン周辺部のオーバフォーカスを最小化した二重クロスオーバ型カラー陰極線管用電子銃を提供することである。

【００１１】本発明の第２の目的は四重極レンズを形成することによりスクリーン周辺部の電子ビームスポットの歪曲を最小化した二重クロスオーバ型カラー陰極線管用電子銃を提供することである。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】前記第１の目的を達成するために本発明によるカラー陰極線管用電子銃は、カソード、制御電極及びスクリーン電極を具備して電子ビームを生成及び制御するための三極部と、前記三極部に隣接するように設けられて少なくとも一つの補助レンズを形成するための複数のフォーカス電極と、前記フォーカス電極に隣接するように設けられて主レンズを形成するための最終加速電極とを含むカラー陰極線管用電子銃において、前記三極部を通過した電子ビームは前記補助レンズにより前記主レンズの前方でクロスオーバされ、
前記フォーカス電極には前記電子ビームを偏向させる偏向ヨークの偏向電圧に同期されてタイナミックフォーカシング電圧が印加されることを特徴とする。

【００１３】前記第２の目的を達成するために本発明によるカラー陰極線管用電子銃は、カソード、制御電極及びスクリーン電極を具備して電子ビームを生成及び制御するための三極部と、前記三極部に隣接するように設けられて少なくとも一つの補助レンズを形成するための複数のフォーカス電極と、前記フォーカス電極に隣接するように設けられて主レンズを形成するための最終加速電極とを含むカラー陰極線管用電子銃において、前記三極部を通過した電子ビームは前記補助レンズにより主レンズの前方でクロスオーバされてクロスオーバポイントを形成し、前記クロスオーバポイントの水平方向の位置及び垂直方向の位置が相異なるように前記主レンズの前に形成される補助レンズのうち少なくとも一つは四重極レンズで形成されることを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発明に係るカラー陰極線管用電子銃の実施形態を詳細に説明する。

【００１５】図１に示すごとく、二重クロスオーバ型カラー陰極線管用電子銃はカソード１１、制御電極１２およびスクリーン電極１３を備えて電子ビームを生成・制御するための三極部と、該三極部に隣接するように設けられた第１乃至第５フォーカス電極１４，１５，１６，
１７，１８と、前記第５フォーカス電極１８に隣接するように設けられた最終加速電極１９とを含む。

【００１６】前記のような構成を有する電子銃において、各電極に所定の電圧が印加されれば、スクリーン電極１３と第１フォーカス電極１４によりプリフォーカシングレンズが形成され、第１乃至第３フォーカスレンズ１４，１５，１６によりユニポテンシャル型の第１補助レンズが形成され、第３乃至第５フォーカス電極１６，
１７，１８によりユニポテンシャル型の第２補助レンズが形成され、第５フォーカス電極１８と最終加速電極１
９によりバイポテンシャル型の主レンズが形成される。

【００１７】図２は図１の電子銃で形成される電子レンズ及び電子ビームの軌跡を示した概略図である。 図２において、２１０，２２０，２３０及び２４０はプリフォーカシングレンズ、第１補助レンズ、第２補助レンズ及び主レンズをそれぞれ示す。 また、２５０は電子ビームのランディングされるスクリーンを示す。 図２に示した電子ビームの軌跡と従来のカラー陰極線管用電子銃における電子ビームの軌跡との違いは、プリフォーカシングレンズ２１０の前方で形成される第１クロスオーバポイントＰ１と共に第２補助レンズ２３０の前方で第２クロスオーバポイントＰ２がさらに形成されるということである。

【００１８】図２においては、第２クロスオーバポイントＰ２が第２補助レンズ２３０の前方に形成されているが、これは説明のための例に過ぎない。 そのため、主レンズ２４０の前方で第２クロスオーバポイントＰ２が形成されれば、本発明の範囲を逸脱しない。 例えば、本発明による電子銃で第２補助レンズ２３０なしに第１補助レンズ２２０のみが形成されれば、第２クロスオーバポイントＰ２は主レンズ２４０の前方に位置する。

【００１９】一方、このように主レンズ２４０の前方で第２クロスオーバポイントＰ２を形成させるためには、
第１補助レンズ２２０を形成するための電極、即ち第１
〜第３フォーカス電極１４，１５，１６間の電位差を大きくすべきであり、レンズの集束力に係る第１及び第２
フォーカス電極１４，１５の長さを通常の電極より長くしなければならない。

【００２０】本実施形態のように二つの補助レンズが形成される場合には、第１補助レンズ２２０の厚さが第２
フォーカス電極１５の電子ビーム通過孔の直径の３〜５
倍となるように構成することが望ましい。 また、第４フォーカス電極１７の長さは前記第２フォーカス電極１５
の電子ビーム通過孔の直径の０．１〜０．５倍となるように構成することが望ましい。

【００２１】本発明者の実験によれば、第２補助レンズ２３０の前方に第２クロスオーバポイントＰ２を形成するための望ましいフォーカス電極の長さは次の通りである。 即ち、第１フォーカス電極１４の長さは２．０〜
３．０mm、第２フォーカス電極１５の長さは３．０〜
５．０mm、第３フォーカス電極１６の長さは３．０〜
５．０mm、第４フォーカス電極１７の長さは０．４〜
２．０mm、そして第５フォーカス電極１８の長さは１０
〜１６mmである。 この場合、第２フォーカス電極１５の電子ビーム通過孔の直径は約３．９mmである。

【００２２】一方、前記電子銃を駆動させるために、例えば制御電極１２と第２フォーカス電極１５には０Ｖ、
スクリーン電極１３と第４フォーカス電極１７には７０
０Ｖ、第１，第３及び第５フォーカス電極１４，１６，
１８には７ＫＶ、最終加速電極１９には２５ＫＶの電圧が印加される。

【００２３】前述したように各フォーカス電極の長さを定めて各電極に電圧を印加すれば、第２補助レンズ２３
０の前方で電子ビームが再びクロスされて第２クロスオーバポイントＰ２を形成する。 したがって、第２クロスオーバポイントＰ２を通して第２補助レンズ２３０により予備集束された後に主レンズ２４０に入射される電子ビームはその断面の大きさが小さくなり、これにより主レンズ２４０の中心部を通る電子ビームの焦点長と主レンズの周辺部を通る電子ビームの焦点長との違いは小さくなり、電子ビームスポットの大きさを大幅に減少させうる。

【００２４】一方、前記のようにフォーカス特性の改善された二重クロスオーバ型電子銃にダイナミックフォーカシング電圧を印加したり四重極レンズを適用させると、電子ビームスポットの状態がさらに改善されてスクリーンの周辺部における画像の質を向上させうる。

【００２５】図３はダイナミックフォーカシング電圧を印加した場合の本発明による電子銃の概略図である。 図３において、Ｅ１は制御電極１２と第２フォーカス電極１５に印加される電圧を、Ｅ２はスクリーン電極１３と第４フォーカス電極１７に印加される電圧を、Ｅｄは第１，第３及び第５フォーカス電極１４，１６，１８に印加されるダイナミックフォーカシング電圧を、そしてＥ
ａは最終加速電極１９に印加されるアノード電圧をそれぞれ示す。 前記各電極に印加される電圧の大きさは既に例示したので、重複した説明は省略する。

【００２６】ここで、ダイナミックフォーカシング電圧Ｅｄは、主レンズ２４０を通過した電子ビームを偏向させる偏向ヨーク（図示せず）の偏向電圧に同期されて印加される。 このようにダイナミックフォーカシング電圧（Ｅｄ）が印加されれば、主レンズ２４０の強度が弱まり、これにより主レンズ２４０で集束される電子ビームの焦点が長くなり、スクリーンの周辺部におけるオーバフォーカシング現象を減少しうる。

【００２７】一方、第１補助レンズ２２０を四重極レンズで形成させるために第２フォーカス電極１５と第３フォーカス電極１６の対向面はそれぞれ図４及び図５に示したように縦長型及び横長型のビーム通過孔を有するように構成される。 このように第１補助レンズ２２０を四重極レンズで形成させる理由は、偏向ヨークの偏向磁界、即ち垂直方向のバレル型磁界と水平方向のピンクッション型磁界の影響により電子ビームスポットの断面がスクリーンの周辺部、特にスクリーンのエッジ部で長くなる現象を補償するためである。 即ち、四重極レンズではレンズの強度が垂直方向と水平方向で相異なるように形成されるという原理を用いてスクリーンの上下と左右の焦点長を異にすることにより、スクリーンの周辺部におけるビームスポットの大きさを改善する一方、電子ビームの断面を前記ビーム通過孔の形状により予め限定することによりスクリーンの上下、左右及びエッジでの電子ビームスポットの断面形状を調節するようになる。

【００２８】図６において、点線はダイナミックフォーカシング電圧と四重極レンズとが適用された場合の垂直方向の電子レンズ及び電位ビームの軌跡を示し、実線は適用されない場合の垂直方向の電子レンズ及び電子ビームの軌跡を示す。 図６から明らかなように、垂直方向、
即ちスクリーンの上下方向ではプリフォーカシングレンズ２１０及び第２補助レンズ２３０の集束力は強まり、
主レンズ２４０の集束力は弱くなってスクリーンの周辺部におけるオーバフォーカシング現象が改善される。 かつ、第１補助レンズ２２０の発散力が大きくなることにより、第２クロスオーバポイントＰ２が第２補助レンズ２３０に近く位置するようになる。 その結果、主レンズ２４０に入射される電子ビームの断面の大きさが縮まり、焦点長は長くなって前記オーバフォーカシング現象を減少させうる。 図６の符号Ｄは偏向ヨークの位置を示す。

【００２９】一方、図７においても、点線はダイナミックフォーカシング電圧と四重極レンズとが適用された場合の水平方向の電子レンズ及び電子ビームの軌跡を示し、実線は適用されない場合の水平方向の電子レンズ及び電子ビームの軌跡を示す。 図７から明らかなように、
水平方向、即ち、スクリーンの左右方向では第２クロスオーバポイントＰ２が第２補助レンズ２３０から相対的に遠く位置するようになる。 その結果、第２補助レンズ２３０への電子ビームの入射角が大きくなり、これにより、第２補助レンズ２３０の外郭にビームが入射して第２補助レンズ２３０の集束力を受けて主レンズ２４０へのビームの入射角が小さくなる。 そのため、主レンズ２
４０で大きい集束力を受けることにより、スクリーンの周辺部における電子ビームスポットの断面形状が改善される。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による二重クロスオーバカラー陰極線間用電子銃によれば、主レンズの前方で第２のクロスオーバポイントが形成され、ダイナミックフォーカシング電圧及び／又は四重極レンズが適用されることにより、レンズの球面収差が電子ビームスポットに及ぼす影響を最小化すると共に、スクリーンの周辺部における画像の質を向上させうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるカラー陰極線間用電子銃の一実施例を概略的に示した図面である。

【図２】図１の電子銃で形成される電子レンズ及び電子ビームの軌跡を概略的に示した図面である。

【図３】図１の電子銃において、各電極に電圧の印加される状態を示した図面である。

【図４】図１の電子銃において、第２フォーカス電極及び対向面のビーム通過孔を示した図面である。

【図５】図１の電子銃において、第２フォーカス電極及び対向面のビーム通過孔を示した図面である。

【図６】図１の電子銃において、ダイナミックフォーカシング電圧と四重極レンズとが適用された場合の垂直方向の電子レンズ及び電子ビームの軌跡と、ダイナミックフォーカシング電圧と四重極レンズとが適用されない場合の垂直方向の電子レンズ及び電子ビームの軌跡をそれぞれ示した図面である。

【図７】図１の電子銃において、ダイナミックフォーカシング電圧と四重極レンズとが適用された場合の水平方向の電子レンズ及び電子ビームの軌跡と、ダイナミックフォーカシング電圧と四重極レンズとが適用されない場合の水平方向の電子レンズ及び電子ビームの軌跡をそれぞれ示した図面である。

【符号の説明】

１１ カソード １２ 制御電極 １３ スクリーン電極 １４ 第１フォーカス電極 １５ 第２フォーカス電極 １６ 第３フォーカス電極 １７ 第４フォーカス電極 １８ 第５フォーカス電極 １９ 最終加速電極 ２１０ プリフォーカシングレンズ ２２０ 第１補助レンズ ２３０ 第２補助レンズ ２４０ 主レンズ ２５０ スクリーン Ｐ１ 第１クロスオーバポイント Ｐ２ 第２クロスオーバポイント Ｅ１ 制御電極１２と第２フォーカス電極１５への印加電圧 Ｅ２ スクリーン電極１３と第４フォーカス電極１７への印加電圧 Ｅｄ ダイナミックフォーカシング電圧 Ｅａ アノード電圧

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【手続補正書】

【提出日】平成８年４月１０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記第１の目的を達成するために本発明によるカラー陰極線管用電子銃は、カソード、制御電極及びスクリーン電極を具備して電子ビームを生成及び制御するための三極部と、前記三極部に隣接するように設けられて少なくとも一つの補助レンズを形成するための複数のフォーカス電極と、前記フォーカス電極に隣接するように設けられて主レンズを形成するための最終加速電極とを含むカラー陰極線管用電子銃において、前記三極部を通過した電子ビームは前記補助レンズにより前記主レンズの前方でクロスオーバされ、前記フォーカス電極には前記電子ビームを偏向させる偏向ヨークの偏向電圧に同期されてタイナミックフォーカシング電圧が印加されることを特徴とする。