JP2001283751A

JP2001283751A - 陰極線管装置

Info

Publication number: JP2001283751A
Application number: JP2000091021A
Authority: JP
Inventors: Junichi Kimiya; 淳一木宮; Shunji Okubo; 俊二大久保
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-03-29
Filing date: 2000-03-29
Publication date: 2001-10-12
Also published as: TW522430B; KR20010093676A; KR100394421B1; CN1319871A; CN1160757C; US20010028212A1; US6621202B2

Abstract

(57)【要約】【課題】耐電圧上の不利を解消しつつ、コストを増大す
ることなく蛍光体スクリーンの全域にわたって良好なビ
ームスポット形状を形成することが可能な陰極線管装置
を提供することを目的とする。【解決手段】主レンズは、電子ビーム進行方向Ｚに沿っ
て、順次配置された、ダイナミックフォーカス電極Ｇ６
と、第１補助電極ＧＭ１及びＧＭ２と、陽極電極Ｇ７と
によって形成される。主レンズのカソードＫ側に形成さ
れるサブレンズは、第３グリッドＧ３と、第４グリッド
Ｇ４と、第５グリッドＧ５とによって形成される。第１
補助電極ＧＭ１は、第４グリッドＧ４に接続され、第４
グリッドＧ４の近傍で抵抗器Ｒ１上の電圧供給端子Ｒ１
−１に接続されている。第４グリッドＧ４を挟むように
配置された第３及び第５グリッドには、固定のフォーカ
ス電圧Ｖｆ１が印加される。

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、陰極線管装置に
係り、特に、ダイナミックアスティグ補償を行う電子銃
構体を搭載した陰極線装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カラー陰極線管装置は、３電子
ビームを放出するインライン型電子銃構体と、電子銃構
体から放出された電子ビームを偏向して蛍光体スクリー
ン上を水平方向及び垂直方向に走査する偏向磁界を発生
する偏向ヨークとを備えている。この偏向ヨークは、ピ
ンクッション型の水平偏向磁界と、バレル型の垂直偏向
磁界とによって非斉一磁界を形成する。

【０００３】このような非斉一磁界中を通過した電子ビ
ームは、偏向収差、すなわち偏向磁界に含まれる非点収
差の影響を受け、蛍光体スクリーン周辺部に達した電子
ビームのビームスポットが歪み、解像度を著しく劣化さ
せる。このため、このような偏向収差による解像度の劣
化を解決する手段として、特開昭６４−３８９４７号公
報に開示されているような、ダイナミックフォーカスタ
イプの電子銃構体が開発されている。

【０００４】この電子銃構体は、図１０に示すように、
ダイナミックフォーカス電圧Ｖｄが印加されるダイナミ
ックフォーカス電極Ｇ５と、陽極電圧Ｅｂが印加される
陽極電極Ｇ６と、これらの間に配置された補助電極ＧＭ
１およびＧＭ２とによって主レンズＭＬを構成してい
る。補助電極ＧＭ１及びＧＭ２には、電子銃構体の近傍
に配置された抵抗器１００を用いて陽極電圧Ｅｂを抵抗
分割した電圧が供給される。

【０００５】これにより、ダイナミックフォーカス電極
Ｇ５と補助電極ＧＭ１との間、及び、補助電極ＧＭ２と
陽極電極Ｇ６との間に、非対称レンズＱＬ１及びＱＬ２
を形成する。電子ビームを蛍光体スクリーンの周辺部に
偏向するために、ダイナミックフォーカス電極Ｇ５に対
してダイナミックフォーカスを印加した際に、非対称レ
ンズＱＬ１は、水平方向のレンズ作用が発生せず、垂直
方向のみに発散作用のレンズ作用を発生する。

【０００６】この電子銃構体は、このようなレンズ作用
により、蛍光体スクリーンの周辺部での電子ビームスポ
ットの歪みを補正しようとするものである。

【０００７】しかしながら、このような電子銃構体で
は、ダイナミックフォーカス電極Ｇ５にダイナミックフ
ォーカス電圧を印加することにより、主レンズＭＬを構
成する電極間での静電容量により、ダイナミックフォー
カス電圧の交流成分が、補助電極ＧＭ１及びＧＭ２の印
加電圧に重畳される。これにより、ダイナミックフォー
カス電極Ｇ５と補助電極ＧＭ１との間に形成される非対
称レンズＱＬ１は、レンズ作用が不足するとともに、補
助電極ＧＭ２と陽極電極Ｇ６との間に形成される非対称
レンズＱＬ２に、不所望なレンズ作用が発生してしま
う。

【０００８】したがって、蛍光体スクリーンの周辺部で
のビームスポットの歪みを十分に補正しきれず、蛍光体
スクリーン全域での良好なフォーカス特性を得ることが
困難となってしまう問題が発生する。

【０００９】また、図１０に示したように、主レンズＭ
Ｌに、電子銃構体近傍に配置された抵抗器１００により
電圧を供給される補助電極（ＧＭ１及びＧＭ２）が２個
以上ある場合、抵抗器１００上の電圧供給端子１１０及
び１２０を近接して配置することは耐電圧的に不利とな
る。

【００１０】すなわち、これらの補助電極ＧＭ１及びＧ
Ｍ２に電圧を供給する為の電圧供給リード線を抵抗器１
００から配線する場合、抵抗器１００の電圧供給端子１
１０及び１２０は、作業効率上、それぞれ補助電極ＧＭ
１及びＧＭ２の近傍にあったほうが好ましい。このた
め、補助電極ＧＭ１及びＧＭ２が２つ以上存在する場
合、２つの電圧供給端子１１０及び１２０が抵抗器１０
０上で近接して配置されてしまうことになる。

【００１１】しかしながら、このように、２つ以上の電
圧供給端子１１０及び１２０が抵抗器１００上の近接し
た位置に配置されてしまうと、この２つ以上の電圧供給
端子１１０及び１２０間において、陰極線管動作中に放
電等を起こしやすく、耐電圧上の問題が起きてしまう。

【００１２】このような問題点を回避するために、図１
１に示すような電子銃構体は、第１補助電極ＧＭ１とは
離れた位置、すなわち２つのフォーカス電極Ｇ５及びＧ
７の間に配置された第２補助電極Ｇ６を備えている。こ
の第２補助電極Ｇ６は、第１補助電極ＧＭ１に接続され
ているとともに、その近傍の抵抗器１００上に設けられ
た電圧供給端子１１０から電圧を供給される。これによ
り、実質的に２つの第１補助電極ＧＭ１及びＧＭ２のそ
れぞれの電圧供給端子１１０及び１２０の間隔を十分に
離すことができ、耐電圧上の問題を解消することができ
る。

【００１３】しかしながら、このような構成としても、
電子銃構体に第２補助電極Ｇ６を別途設ける必要がある
ため、電子銃構体を構成する全電極数が増加してしま
い、コストの増大を招く。また、電子銃構体内に形成さ
れる電子レンズの数も増えてしまい、電子ビーム軌道の
エラーが起こりやすくなってしまう。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の電子銃構体の構成では、ダイナミックフォーカス電圧
の交流成分が隣接する電極の印加電圧に重畳され、これ
らの電極によって形成される電子レンズに不所望なレン
ズ作用が発生し、蛍光体スクリーンの周辺部に偏向され
た電子ビームのビームスポットの歪みを十分に補正する
ことが困難である。

【００１５】また、従来の電子銃構体では、抵抗器を用
いて陽極電圧を抵抗分割した電圧を供給する補助電極を
近接して２個以上配置した場合、抵抗器上の電圧供給端
子が近接して配置されることになり、耐電圧上、不利と
なる。

【００１６】さらに、耐電圧上の不利を解消するため
に、近接して配置された複数の第１補助電極とは別に、
それらとは離れた位置に第２補助電極を配置し、第１補
助電極の１つと第２補助電極とを電気的に接続するとと
もに、第２補助電極の近傍の抵抗器上にこれらの電圧供
給端子を設けた場合、電子銃構体を構成する電極数が増
加してしまい、コストの増大を招くとともに、電子銃構
体内に形成される電子レンズの数も増加し、電子ビーム
軌道のエラーを生じやすくなる。

【００１７】これにより、蛍光体スクリーン全域におい
て、フォーカス特性が劣化し、良好な形状のビームスポ
ットを得ることが困難となる。

【００１８】この発明は、上述した問題点に鑑みなされ
たものであって、その目的は、耐電圧上の不利を解消し
つつ、コストを増大することなく蛍光体スクリーンの全
域にわたって良好なビームスポット形状を形成すること
が可能な陰極線管装置を提供することにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、請求項１に記載の陰極線管装置は、少
なくとも１本の電子ビームを形成する電子ビーム形成部
と、この電子ビームをスクリーン上に集束させる主集束
レンズ部とを有する電子銃構体と、この電子銃構体から
放出された電子ビームを偏向してスクリーン上の水平方
向及び垂直方向に走査するための偏向磁界を発生する偏
向ヨークと、を備えた陰極線管装置において、前記主集
束レンズ部は、第１レベルの一定のフォーカス電圧が印
加される少なくとも一つのフォーカス電極と、第１レベ
ルより高い第２レベルの陽極電圧が印加される少なくと
も一つの陽極電極と、抵抗器を介して陽極電圧を抵抗分
割した第１レベルよりも高く第２レベルよりも低い第３
レベルの電圧が印加される少なくとも一つの第１補助電
極と、フォーカス電極に前記偏向ヨークが発生する偏向
磁界に同期して変動するダイナミックフォーカス電圧を
重畳した電圧が印加される少なくとも一つのダイナミッ
クフォーカス電極と、を備え、前記主集束レンズ部は、
少なくとも電子ビーム進行方向に沿って、順次配置され
た、前記ダイナミックフォーカス電極と、少なくとも一
つの前記第１補助電極と、陽極電極とによって構成され
る最終主集束レンズ部を備えるとともに、前記最終主集
束レンズ部の前記電子ビーム形成部側に、前記第１補助
電極に接続された少なくとも一つの第２補助電極を備
え、前記最終主集束レンズ部の前記第１補助電極に誘導
される誘導電圧を減少させるよう、前記第２補助電極の
近傍に固定電圧が印加された電極を配置したことを特徴
とする。

【００２０】請求項２に記載の陰極線管装置は、前記第
２補助電極は、一定のフォーカス電圧が印加される一対
の前記フォーカス電極によって挟まれるように配置され
たことを特徴とする。

【００２１】請求項３に記載の陰極線管装置は、前記第
２補助電極は、前記電子ビーム形成部によって形成され
る電子ビームに対応して形成された電子ビーム開口部を
有し、その開口部の平均径をΦとし、その電極長をＬと
した時、これらの間には、０．４×Φ≦Ｌ≦１．７×Φ の関係が成り立つことを特徴とする。

【００２２】請求項４に記載の陰極線管装置は、前記第
２補助電極と、一対の前記フォーカス電極により、ユニ
ポテンシャル型のサブレンズ部を構成することを特徴と
する。

【００２３】請求項５に記載の陰極線管装置は、前記サ
ブレンズ部を構成する前記フォーカス電極と、前記最終
主集束レンズ部を構成するダイナミックフォーカス電極
とが隣接して配置され、これら電極間に、前記偏向磁界
に同期して変動する多極子レンズを形成したことを特徴
とする。

【００２４】請求項６に記載の陰極線管装置は、前記最
終主集束レンズ部を構成する前記第１補助電極と前記陽
極電極とにより形成されるレンズ空間内に、レンズ強度
が水平方向と垂直方向とで異なる非対称レンズ成分を持
つことを特徴とする。

【００２５】請求項７に記載の陰極線管装置は、前記非
対称レンズ成分は、相対的に垂直方向に発散、水平方向
に集束のレンズ作用を有することを特徴とする。

【００２６】請求項８に記載の陰極線管装置は、前記最
終主集束レンズ部を構成する前記第１補助電極と前記ダ
イナミックフォーカス電極とにより形成されるレンズ空
間内に、レンズ強度が水平方向と垂直方向とで異なる非
対称レンズ成分を持つことを特徴とする。

【００２７】請求項９に記載の陰極線管装置は、前記非
対称レンズ成分は、相対的に垂直方向に発散、水平方向
に集束のレンズ作用を有することを特徴とする。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の陰極線管装置の
一実施の形態について図面を参照して説明する。

【００２９】図３に示すように、この発明の陰極線管装
置、例えばカラー陰極線管装置は、パネル１、及びこの
パネル１に一体に接合されたファンネル２からなる外囲
器を有している。パネル１は、その内面に配置された、
青、緑、赤に発光するストライプ状あるいはドット状の
３色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン３（ターゲッ
ト）と、この蛍光体スクリーン３に対向して装着され
た、その内側に多数のアパーチャを有するシャドウマス
ク４とを備えている。

【００３０】ファンネル２は、そのネック５内に配設さ
れた、同一水平面上を通るセンタービーム６Ｇおよびそ
の両側の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を管軸方向Ｚに放出
するインライン型電子銃構体７を備えている。このイン
ライン型電子銃構体７は、主レンズ部を構成する低圧側
のグリッド及び高圧側のグリッドのサイドビーム通過孔
の位置を偏心させることによって、蛍光体スクリーン３
の中央において３電子ビームを自己集中させる。

【００３１】また、ファンネルの外側には、偏向ヨーク
８が装着されている。この偏向ヨーク８は、電子銃構体
７から放出される３電子ビーム６Ｂ，６Ｇ，６Ｒを水平
方向Ｈ及び垂直方向Ｖに偏向する非斉一な偏向磁界を発
生する。この非斉一な偏向磁界は、偏向ヨークは、ピン
クッション型の水平偏向磁界と、バレル型の垂直偏向磁
界とによって形成される。

【００３２】電子銃構体７から放出された３電子ビーム
６Ｂ、６Ｇ、６Ｒは、蛍光体スクリーン３に向けて自己
集中されながら、蛍光体スクリーン３上の対応する蛍光
体層上に集束される。そして、この３電子ビームは、非
斉一な偏向磁界により、蛍光体スクリーン３の水平方向
Ｈ及び垂直方向Ｖに走査される。これにより、カラー画
像が表示される。

【００３３】この陰極線管装置に適用される電子銃構体
７は、図１に示すように、カソードＫ、第１グリッドＧ
１、第２グリッドＧ２、第３グリッドＧ３（フォーカス
電極）、第４グリッドＧ４（第２補助電極）、第５グリ
ッドＧ５（フォーカス電極）、第６グリッドＧ６（ダイ
ナミックフォーカス電極）、第７グリッドＧＭ１（第１
補助電極）、第８グリッドＧＭ２（第１補助電極）、第
９グリッドＧ７（陽極電極）、及びコンバーゼンスカッ
プＣを備えている。これらのグリッド及びコンバーゼン
スカップは、電子ビームの進行方向に沿ってこの順に配
置され、絶縁支持体（図示せず）により支持固定されて
いる。

【００３４】第１グリッドＧ１は、接地され（またはマ
イナス電位Ｖ１が印加され）、第２グリッドＧ２には、
低電位の加速電圧Ｖ２が印加されている。この加速電圧
Ｖ２は、５００Ｖ乃至１ＫＶである。

【００３５】第３グリッドＧ３と第５グリッドＧ５と
は、管内で接続されているとともに、陰極線管外部より
一定の中電位の第１フォーカス電圧Ｖｆ１が供給されて
いる。この第１フォーカス電圧Ｖｆ１は、後述する陽極
電圧Ｅｂの約２２％乃至３２％程度に相当する電圧であ
り、例えば、６乃至１０ＫＶである。

【００３６】第６グリッドＧ６には、陰極線管外部よ
り、第１フォーカス電圧Ｖｆ１と略同等の第２フォーカ
ス電圧Ｖｆ２に、偏向ヨークが発生する偏向磁界に同期
した交流電圧Ｖｄが重畳されたダイナミックフォーカス
電圧（Ｖｆ２＋Ｖｄ）が供給される。第２フォーカス電
圧Ｖｆ２は、第１フォーカス電圧Ｖｆ１と同様に、陽極
電圧Ｅｂの約２２％乃至３２％程度に相当する電圧であ
り、例えば、６乃至１０ＫＶである。また、交流電圧Ｖ
ｄは、偏向磁界に同期して０Ｖから３００乃至１５００
Ｖに変動する。

【００３７】第９グリッドＧ７及びコンバーゼンスカッ
プＣは、接続され、陰極線管外部から陽極電圧Ｅｂが供
給されている。この陽極電圧Ｅｂは、２５乃至３５ＫＶ
である。

【００３８】電子銃構体７の近傍には、図１に示すよう
に、抵抗器Ｒ１が具備され、その一端が第９グリッドＧ
７に接続され、他端が管外に可変抵抗ＶＲを介して接地
されている。抵抗器Ｒ１は、その中間部において、電子
銃構体７のグリッドに電圧を供給するための電圧供給端
子Ｒ１−１及びＲ１−２を備えている。

【００３９】第４グリッドＧ４と第７グリッドＧＭ１と
は、管内で接続されているとともに、第４グリッドＧ４
の近傍で抵抗器Ｒ１上の電圧供給端子Ｒ１−１に接続さ
れている。これら第４グリッドＧ４及び第７グリッドＧ
Ｍ１には、電圧供給端子Ｒ１−１を介して、陽極電圧Ｅ
ｂを抵抗分割した電圧、例えば陽極電圧Ｅｂの約３５乃
至４５％程度の電圧が供給される。

【００４０】第８グリッドＧＭ２は、その近傍で抵抗器
Ｒ１上の電圧供給端子Ｒ１−２に接続されている。この
第８グリッドＧＭ２には、電圧供給端子Ｒ１−２を介し
て、陽極電圧Ｅｂを抵抗分割した電圧、例えば陽極電圧
Ｅｂの約５０％〜７０％程度の電圧が供給される。

【００４１】第１グリッドＧ１は、薄い板状電極であ
り、その板面を穿設することによって形成された径小の
３個の電子ビーム通過孔を備えている。第２グリッドＧ
２は、薄い板状電極であり、第１グリッドＧ１に形成さ
れた孔径よりも若干大きい３個の電子ビーム通過孔を備
えている。

【００４２】第３グリッドＧ３は、管軸方向Ｚに長い２
個のカップ状電極の開口端を突き合わせることによって
形成されている。第２グリッドＧ２に対向するカップ状
電極の端面は、さらに若干大きい程度の３個の電子ビー
ム通過孔を備えている。第４グリッドＧ４に対向するカ
ップ状電極の端面は、径大の３個の電子ビーム通過孔を
備えている。

【００４３】第４グリッドＧ４は、管軸方向Ｚに長い２
個のカップ状電極の開口端を突き合わせることによって
形成されている。第３グリッドＧ３に対向するカップ状
電極の端面は、径大の３個の電子ビーム通過孔を備えて
いる。また、第５グリッドＧ５に対向するカップ状電極
の端面は、径大の３個の電子ビーム通過孔を備えてい
る。

【００４４】第５グリッドＧ５は、管軸方向Ｚに長い３
個のカップ状電極及び１個の板状電極によって構成され
ている。第４グリッドＧ４側の２個のカップ状電極は、
それぞれの開口端を突き合わされ、また、第６グリッド
Ｇ６側の２個のカップ状電極は、それぞれの端面を突き
合わされ、さらに、第６グリッドＧ６側のカップ状電極
の開口端は、薄い板状電極と突き合わされている。３個
のカップ状電極の端面は、径大の３個の電子ビーム通過
孔を備えている。第６グリッドＧ６に対向する板状電極
の板面は、垂直方向Ｖに伸びた縦長形状または円形状の
３個の電子ビーム通過孔を備えている。

【００４５】第６グリッドＧ６は、管軸方向Ｚの長さが
短い２個のカップ状電極及び２個の板状電極によって構
成されている。第５グリッドＧ５側の２個のカップ状電
極は、それぞれ開口端を突き合わされ、また、第７グリ
ッドＧＭ１側のカップ状電極の開口端は、薄い板状電極
と突き合わされ、さらに、この薄い板状電極は、厚い板
状電極と突き合わされている。

【００４６】第５グリッドＧ５に対向するカップ状電極
の端面は、水平方向Ｈに伸びた横長の３個の電子ビーム
通過孔を備えている。第７グリッドＧＭ１側のカップ状
電極の端面は、径大の３個の電子ビーム通過孔を備えて
いる。薄い板状電極の板面は、水平方向Ｈに伸びた横長
の径大の３個の電子ビーム通過孔を備えている。第７グ
リッドＧＭ１に対向する厚い板状電極の板面は、径大の
３個の電子ビーム通過工を備えている。

【００４７】第７グリッドＧＭ１及び第８グリッドＧＭ
２は、厚い板状電極によって構成されている。これらの
板状電極の板面は、３個の径大の電子ビーム通過孔を備
えている。

【００４８】第９グリッドＧ７は、２個の板状電極及び
２個のカップ状電極によって構成されている。第８グリ
ッドＧ８に対向する厚い板状電極は、薄い板状電極と突
き合わされ、また、薄い板状電極は、カップ状電極の端
面に突き合わされ、さらに、２個のカップ状電極は、そ
れぞれの開口端を突き合わされている。

【００４９】第８グリッドＧ８に対向する厚い板状電極
は、径大の３個の電子ビーム通過孔を備えている。薄い
板状電極は、水平方向Ｈに伸びた横長の径大の３個の電
子ビーム通過孔を備えている。２個のカップ状電極の端
面は、径大の３個の電子ビーム通過孔を備えている。

【００５０】コンバーゼンスカップＣは、その端面と、
第９グリッドＧ７のカップ状電極の端面とが突き合わさ
れている。コンバーゼンスカップＣの端面は、径大の３
個の電子ビーム通過孔を備えている。

【００５１】上述したような構成の電子銃構体７におい
て、カソードＫ、第１グリッドＧ１及び第２グリッドＧ
２により、電子ビーム発生部を形成する。第２グリッド
Ｇ２と第３グリッドＧ３とにより、電子ビーム発生部か
ら発生された電子ビームを予備集束するプリフォーカス
レンズを形成する。

【００５２】第３グリッドＧ３、第４グリッドＧ４、及
び第５グリッドＧ５により、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を形成する。第６グリ
ッドＧ６、第７グリッドＧＭ１、第８グリッドＧＭ２、
及び第９グリッドＧ７により、予備集束された電子ビー
ム蛍光体スクリーン上に最終的に集束する主レンズを形
成する。

【００５３】第５グリッドＧ５と第６グリッドＧ６との
間には、電子ビームの偏向量に伴って変動するダイナミ
ックフォーカス電圧Ｖｄにより、レンズ強度が変化する
４極子レンズが形成される。

【００５４】主レンズを形成する第６グリッドＧ６と第
７グリッドＧＭ１との間には、電子ビームの偏向量に伴
って変動するダイナミックフォーカス電圧Ｖｄにより、
レンズ強度が変化するとともに水平方向Ｈと垂直方向Ｖ
とでレンズ強度が異なる非対称レンズが形成される。こ
の非対称レンズは、相対的に垂直方向Ｖに発散、水平方
向Ｈに集束のレンズ作用を有している。

【００５５】また、主レンズを形成する第８グリッドＧ
Ｍ２と第９グリッドＧ７との間には、水平方向Ｈと垂直
方向Ｖとでレンズ強度が異なる非対称レンズが形成され
る。この非対称レンズは、相対的に垂直方向Ｖに発散、
水平方向Ｈに集束のレンズ作用を有している。

【００５６】上述したように、第４グリッドＧ４は、固
定の第１フォーカス電圧Ｖｆ１が供給される一対のフォ
ーカス電極、すなわち第３グリッドＧ３及び第５グリッ
ドＧ５によって挟まれるように配置され、また、主レン
ズを構成する第７グリッドＧＭ１は、この第４グリッド
Ｇ４に電気的に接続されている。このため、従来、主レ
ンズ内のグリッドＧＭ１及びグリッドＧＭ２に重畳して
いたダイナミックフォーカス電圧の交流電圧成分の重畳
率を減少させることができる。

【００５７】すなわち、従来とこの発明との等価回路を
比較すると、図４及び図５のようになる。図４は、図１
０に示した従来の電子銃構体における主レンズの等価回
路であり、図５は、図１に示した電子銃構体における主
レンズの等価回路である。これらの等価回路に基づい
て、ダイナミックフォーカス電極に印加されるダイナミ
ックフォーカス電圧の、従来とこの発明のそれぞれのグ
リッドＧＭ１及びグリッドＧＭ２への重畳率を計算し
た。従来では、グリッドＧＭ２への重畳率が６６％であ
り、グリッドＧＭ１への重畳率が３３％であったのに対
して、この発明の実施の形態によれば、グリッドＧＭ２
への重畳率が２６％であり、グリッドＧＭ１への重畳率
が１３％となった。

【００５８】従来、主レンズに、抵抗分割により電圧を
与える補助電極を含む電子銃構体では、ダイナミックフ
ォーカス電極にダイナミックフォーカス電圧を印加する
ことにより、補助電極に、その前後の電極間の静電容量
を通して、ダイナミックフォーカス電圧の交流成分が重
畳される。このとき、ダイナミックフォーカス電圧の重
畳率が、極めて大きいため、ダイナミックフォーカス電
極と補助電極との間に形成される非対称レンズ、及び、
補助電極と陽極電極との間に形成される非対称レンズに
不所望なレンズ動作が生じてしまう等の不具合が発生す
る。このことにより、蛍光体スクリーン周辺でのビーム
スポットの歪みを補正しきれず、蛍光体スクリーン全域
での良好なフォーカス特性を得ることが困難となってし
まう。

【００５９】これに対して、この実施の形態に係る電子
銃構体では、ダイナミックフォーカス電極にダイナミッ
クフォーカス電圧を印加した場合でも、電極間の静電容
量を介してグリッドＧＭ１及びＧＭ２に重畳される交流
成分の重畳率を低減することができる。

【００６０】このため、ダイナミックフォーカス電極Ｇ
６とグリッドＧＭ１との間、及びグリッドＧＭ２と陽極
電極Ｇ７との間に発生する、不所望なレンズ動作を抑制
することが可能となり、蛍光体スクリーン全域で良好な
フォーカス特性を得ることができる。

【００６１】また、この実施の形態のような構成とする
ことにより、主レンズを構成する複数の補助電極、すな
わちグリッドＧＭ１及びＧＭ２に電圧を供給する抵抗器
上の電圧供給端子を離して配置することができる。この
ため、陰極線管装置の動作中における耐電圧上の問題を
解消することができる。

【００６２】さらに、この実施の形態にような構成とす
ることにより、図１１に示したような従来の電子銃構体
と比較して、電極数が増加しない。すなわち、この実施
の形態によれば、従来のサブレンズ電極Ｇ４を第２補助
電極Ｇ４として構成し、主レンズ内の第１補助電極ＧＭ
１と接続する構成としている。このため、コストの上昇
を抑え、電子レンズ数の増加による電子ビーム軌道のエ
ラーを防止することができる。

【００６３】ところで、図１１に示したような従来の電
子銃構体では、サブレンズを構成するグリッドＧ３、Ｇ
４、及び、Ｇ５の電位は、それぞれ高−低−高であった
が、この実施の形態に係る電子銃構体では、グリッドＧ
３、Ｇ４、及び、Ｇ５により、ユニポテンシャル型の加
速型サブレンズが形成される。この加速型サブレンズ
は、従来のサブレンズと比較して、十分なレンズ強度を
得ることが難しく、そのまま採用するには問題がある。

【００６４】そこで、この実施の形態では、第４グリッ
ドＧ４（第２補助電極）の開口部の平均径をΦ、その管
軸方向Ｚの電極長をＬとし、これらの間に、次式の関係
が成り立つように構成している。

【００６５】０．４×Φ≦Ｌ≦１．７×Φ そうすることにより、この実施の形態に係る電子銃構体
において、蛍光体スクリーンに到達した電子ビームのビ
ームスポット径を最小に設計することができる。

【００６６】すなわち、図６は、この加速型サブレンズ
を使用した電子銃構体において、第４グリッドＧ４の電
極長Ｇ４Ｌ（ｍｍ）に対する倍率Ｍの関係を示す図であ
る。ここで、倍率Ｍとは、電子ビーム発生部における物
点サイズに対する蛍光体スクリーン上における像点サイ
ズの比である。

【００６７】このとき、電子銃構体における電子銃長
は、２２．５ｍｍである。ここでの電子銃長とは、電子
銃構体全体の長さを実質的に決定する、第３グリッドＧ
３の第２グリッドＧ２側端面から第６グリッドＧ６の第
７グリッドＧＭ１側端面までの管軸方向Ｚに沿った長さ
である。また、主レンズのレンズ口径は、φ６．０ｍｍ
である。

【００６８】図６では、加速型サブレンズを構成する第
４グリッドＧ４に形成された電子ビーム通過孔の孔径Φ
が２ｍｍ、３ｍｍ、及び４ｍｍの場合について、第４グ
リッドＧ４の電極長Ｇ４Ｌに対する倍率Ｍを計算した。
その結果、このような加速型サブレンズを採用した場合
には、電極長Ｇ４Ｌを増大したときに倍率Ｍに極大値が
存在し、この倍率Ｍの極大値は、孔径Φが大きくなるに
したがって、電極長Ｇ４Ｌが増大する方向にシフトする
傾向があることがわかる。このとき、電極長Ｇ４Ｌと孔
径Φとの間に最適値が存在し、電極長Ｇ４Ｌと孔径Φと
がほぼ同等となるときに倍率Ｍが極大となる。

【００６９】図７は、この加速型サブレンズを使用した
電子銃構体において、第４グリッドＧ４の電極長Ｇ４Ｌ
（ｍｍ）に対する収差係数Ｃｓｏの関係を示す図であ
る。ここで、収差係数Ｃｓｏとは、加速型サブレンズ及
び主レンズを合わせたレンズ系における球面収差に対応
した係数である。

【００７０】このとき、電子銃構体における電子銃長
は、２２．５ｍｍであり、主レンズのレンズ口径は、φ
６．０ｍｍである。

【００７１】図７では、加速型サブレンズを構成する第
４グリッドＧ４に形成された電子ビーム通過孔の孔径Φ
が２ｍｍ、３ｍｍ、及び４ｍｍの場合について、第４グ
リッドＧ４の電極長Ｇ４Ｌに対する収差係数Ｃｓｏを計
算した。その結果、このような加速型サブレンズを採用
した場合には、電極長Ｇ４Ｌを増大したときに収差係数
Ｃｓｏに極小値が存在し、この収差係数Ｃｓｏの極小値
は、孔径Φが大きくなるにしたがって、電極長Ｇ４Ｌが
増大する方向にシフトする傾向があることがわかる。こ
のとき、電極長Ｇ４Ｌと孔径Φとの間に最適値が存在
し、電極長Ｇ４Ｌと孔径Φとがほぼ同等となるときに収
差係数Ｃｓｏが極小となる。

【００７２】図８は、この加速型サブレンズを使用した
電子銃構体において、第４グリッドＧ４の電極長Ｇ４Ｌ
（ｍｍ）に対する蛍光体スクリーン中央部上でのビーム
スポットサイズＳＳ（ｍｍ）の関係を示す図である。

【００７３】このとき、電子銃構体における電子銃長
は、２２．５ｍｍであり、主レンズのレンズ口径は、φ
６．０ｍｍである。

【００７４】図８では、加速型サブレンズを構成する第
４グリッドＧ４に形成された電子ビーム通過孔の孔径Φ
が２ｍｍ、３ｍｍ、及び４ｍｍの場合について、第４グ
リッドＧ４の電極長Ｇ４Ｌに対するビームスポットサイ
ズＳＳを計算した。その結果、このような加速型サブレ
ンズを採用した場合には、電極長Ｇ４Ｌを増大したとき
にビームスポットサイズＳＳに極小値が存在し、このビ
ームスポットサイズＳＳの極小値は、孔径Φが大きくな
るにしたがって、電極長Ｇ４Ｌが増大する方向にシフト
する傾向があることがわかる。このとき、電極長Ｇ４Ｌ
と孔径Φとの間に最適値が存在し、電極長Ｇ４Ｌと孔径
Φとがほぼ同等となるときにビームスポットサイズＳＳ
が極小となる。

【００７５】一方、従来のサブレンズ（高−低−高）で
は、上述したような電極長に対する倍率、収差係数、及
びビームスポットサイズの特性は、第４グリッドの電極
長を大きくしていくと、極小値及び極大値が存在せず、
一方向に変化する。

【００７６】図９は、加速型サブレンズを使用した電子
銃構体において、第４グリッドＧ４の電極長Ｇ４Ｌを第
４グリッドＧ４に形成される電子ビーム通過孔の孔径Ｇ
４Φで割ったＧ４Ｌ／Ｇ４Φに対する、最小スポットサ
イズで規格化したスポットサイズＳＳ％の関係を示すグ
ラフである。

【００７７】このとき、グラフＡ、Ｂ、Ｃは、電子銃構
体における電子銃長が２２．５ｍｍであり、主レンズの
レンズ口径は、φ６．０ｍｍの場合であって、それぞれ
第４グリッドＧ４の孔径Φが２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍの
場合を示す。

【００７８】また、グラフＤ、Ｅ、Ｆは、電子銃構体に
おける電子銃長が１６．９ｍｍであり、主レンズのレン
ズ口径は、φ６．０ｍｍの場合であって、それぞれ第４
グリッドＧ４の孔径Φが２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍの場合
を示す。

【００７９】さらに、グラフＧ、Ｈ、Ｉは、電子銃構体
における電子銃長が２２．５ｍｍであり、主レンズのレ
ンズ口径は、φ８．０ｍｍの場合であって、それぞれ第
４グリッドＧ４の孔径Φが２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍの場
合を示す。

【００８０】一般に、スポットサイズの設計は、ベスト
のサイズから１０％ダウンまでが限界であり、その点か
ら考えると、最小スポットサイズを１００％とした場合
の１１０％以下の範囲が設計可能な範囲となる。つま
り、次式０．４×Φ≦Ｌ≦１．７×Φ の関係を持たせることで、電子ビームスポットをほぼ最
小のベストサイズに設計することができる。

【００８１】また、図９に示したＧ４Ｌ／Ｇ４Φに対す
るスポットサイズＳＳ％の特性は、電子銃長、及び主レ
ンズを構成するグリッドの孔径により、それほど大きく
変化しない傾向にあり、また、最適値の範囲も、大きく
変動することがない。

【００８２】したがって、上述したような条件を満足す
る加速型サブレンズを搭載した電子銃構体であれば、最
適なビームスポットサイズを得ることが可能となる。

【００８３】また、この発明の効果は、これだけにとど
まらない。

【００８４】主レンズに電子ビームが入射する前に、第
３、第４、第５グリッドにより構成される加速型サブレ
ンズにより、電子ビーム速度を加速するため（従来の低
−高−低のサブレンズでは、電子ビーム速度は減速され
る）、主レンズで受ける色収差成分が、従来よりも少な
いという利点がある。そして、同じ電子銃長であって
も、フォーカス電圧が相対的に低くなるため、ダイナミ
ックフォーカス電圧が低くて済むという利点がある。

【００８５】上述した実施の形態では、主レンズを構成
するグリッドのうち、抵抗器から電圧が供給されるグリ
ッドを２個とし、それぞれのグリッドに別々の電圧供給
端子を介して電圧が供給されているが、この発明は、こ
の例に限定されるものではない。

【００８６】すなわち、図２に示したように、主レンズ
を、ダイナミックフォーカス電圧が供給されるダイナミ
ックフォーカス電極Ｇ６と、陽極電圧が供給される陽極
電極Ｇ７と、これらの間に配置される１個の第１補助電
極ＧＭ１とによって形成しても良い。このような構成の
場合、第１補助電極ＧＭ１は、管内で、第２補助電極Ｇ
４に接続されているとともに、抵抗器Ｒ１上の単一の電
圧供給端子Ｒ１−３から電圧が供給される。

【００８７】このような電子銃構体では、ダイナミック
フォーカス電極Ｇ６の第１補助電極ＧＭ１との対向面、
第１補助電極ＧＭ１のダイナミックフォーカス電極Ｇ６
及び陽極電極Ｇ７との対向面、陽極電極Ｇ７の第１補助
電極ＧＭ１との対向面は、３電子ビーム共通の電子ビー
ム通過孔を備えている。

【００８８】これにより、上述した実施の形態と同様
に、ダイナミックフォーカス電極Ｇ６にダイナミックフ
ォーカス電圧を印加した場合でも、電極間の静電容量を
介して第１補助電極グリッドＧＭ１に重畳される交流成
分の重畳率を低減することができる。

【００８９】このため、ダイナミックフォーカス電極Ｇ
６と第１補助電極ＧＭ１との間、及び第１補助電極グリ
ッドＧＭ１と陽極電極Ｇ７との間に発生する、不所望な
レンズ動作を抑制することが可能となり、蛍光体スクリ
ーン全域で良好なフォーカス特性を得ることができる。

【００９０】また、主レンズを構成する補助電極グリッ
ドＧＭ１に電圧を供給する抵抗器上の電圧供給端子を１
つにすることができるため、陰極線管装置の動作中にお
ける耐電圧上の問題を解消することができる。

【００９１】さらに、電極数を削減できるため、コスト
の上昇を抑え、電子レンズ数の増加による電子ビーム軌
道のエラーを防止することができる。

【００９２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、耐電圧上の不利を解消しつつ、コストを増大するこ
となく蛍光体スクリーンの全域にわたって良好なビーム
スポット形状を形成することが可能な陰極線管装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の陰極線管装置に適用される
電子銃構体の一実施の形態を概略的に示す垂直断面図で
ある。

【図２】図２は、この発明の陰極線管装置に適用される
電子銃構体の他の実施の形態を概略的に示す垂直断面図
である。

【図３】図３は、この発明の陰極線管装置の構成を概略
的に示す水平断面図である。

【図４】図４は、従来の電子銃構体における主レンズの
等価回路を説明するための図である。

【図５】図５は、図１に示した電子銃構体における主レ
ンズの等価回路を説明するための図である。

【図６】図６は、この加速型サブレンズを使用した電子
銃構体において、第４グリッドＧ４の電極長Ｇ４Ｌ（ｍ
ｍ）に対する倍率Ｍの関係を示す図である。

【図７】図７は、この加速型サブレンズを使用した電子
銃構体において、第４グリッドＧ４の電極長Ｇ４Ｌ（ｍ
ｍ）に対する収差係数Ｃｓｏの関係を示す図である。

【図８】図８は、この加速型サブレンズを使用した電子
銃構体において、第４グリッドＧ４の電極長Ｇ４Ｌ（ｍ
ｍ）に対する蛍光体スクリーン中央部上でのビームスポ
ットサイズＳＳ（ｍｍ）の関係を示す図である。

【図９】図９は、加速型サブレンズを使用した電子銃構
体において、第４グリッドＧ４の電極長Ｇ４Ｌを第４グ
リッドＧ４に形成される電子ビーム通過孔の孔径Ｇ４Φ
で割ったＧ４Ｌ／Ｇ４Φに対する、最小スポットサイズ
で規格化したスポットサイズＳＳ％の関係を示すグラフ
である。

【図１０】図１０は、図４に示した等価回路に相当する
主レンズを備えた電子銃構体の構成を概略的に示す図で
ある。

【図１１】図１１は、他の従来の電子銃構体の構成を概
略的に示す図である。

【符号の説明】

１…パネル２…ファンネル３…蛍光体スクリーン４…シャドウマスク５…ネック６（Ｂ，Ｇ，Ｒ）…電子ビーム７…インライン型電子銃構体８…偏向ヨークＫ…カソードＧ１…第１グリッドＧ２…第２グリッドＧ３…第３グリッド（フォーカス電極）Ｇ４…第４グリッド（第２補助電極）Ｇ５…第５グリッド（フォーカス電極）Ｇ６…第６グリッド（ダイナミックフォーカス電極）ＧＭ１…第７グリッド（第１補助電極）ＧＭ２…第８グリッド（第１補助電極）Ｇ７…第９グリッド（陽極電極）Ｃ…コンバーゼンスカップＲ１…抵抗器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも１本の電子ビームを形成する電
子ビーム形成部と、この電子ビームをスクリーン上に集
束させる主集束レンズ部とを有する電子銃構体と、この電子銃構体から放出された電子ビームを偏向してス
クリーン上の水平方向及び垂直方向に走査するための偏
向磁界を発生する偏向ヨークと、を備えた陰極線管装置
において、前記主集束レンズ部は、第１レベルの一定のフォーカス
電圧が印加される少なくとも一つのフォーカス電極と、
第１レベルより高い第２レベルの陽極電圧が印加される
少なくとも一つの陽極電極と、抵抗器を介して陽極電圧
を抵抗分割した第１レベルよりも高く第２レベルよりも
低い第３レベルの電圧が印加される少なくとも一つの第
１補助電極と、フォーカス電極に前記偏向ヨークが発生
する偏向磁界に同期して変動するダイナミックフォーカ
ス電圧を重畳した電圧が印加される少なくとも一つのダ
イナミックフォーカス電極と、を備え、前記主集束レンズ部は、少なくとも電子ビーム進行方向
に沿って、順次配置された、前記ダイナミックフォーカ
ス電極と、少なくとも一つの前記第１補助電極と、陽極
電極とによって構成される最終主集束レンズ部を備える
とともに、前記最終主集束レンズ部の前記電子ビーム形
成部側に、前記第１補助電極に接続された少なくとも一
つの第２補助電極を備え、前記最終主集束レンズ部の前記第１補助電極に誘導され
る誘導電圧を減少させるよう、前記第２補助電極の近傍
に固定電圧が印加された電極を配置したことを特徴とす
る陰極線管装置。
【請求項２】前記第２補助電極は、一定のフォーカス電
圧が印加される一対の前記フォーカス電極によって挟ま
れるように配置されたことを特徴とする請求項１に記載
の陰極線管装置。
【請求項３】前記第２補助電極は、前記電子ビーム形成
部によって形成される電子ビームに対応して形成された
電子ビーム開口部を有し、その開口部の平均径をΦとし、その電極長をＬとした
時、これらの間には、０．４×Φ≦Ｌ≦１．７×Φ の関係が成り立つことを特徴とする請求項１または２に
記載の陰極線管装置。
【請求項４】前記第２補助電極と、一対の前記フォーカ
ス電極により、ユニポテンシャル型のサブレンズ部を構
成することを特徴とする請求項２または３に記載の陰極
線管装置。
【請求項５】前記サブレンズ部を構成する前記フォーカ
ス電極と、前記最終主集束レンズ部を構成するダイナミ
ックフォーカス電極とが隣接して配置され、これら電極
間に、前記偏向磁界に同期して変動する多極子レンズを
形成したことを特徴とする請求項１または４に記載の陰
極線管装置。
【請求項６】前記最終主集束レンズ部を構成する前記第
１補助電極と前記陽極電極とにより形成されるレンズ空
間内に、レンズ強度が水平方向と垂直方向とで異なる非
対称レンズ成分を持つことを特徴とする請求項１乃至５
のいずれか１項に記載の陰極線管装置。
【請求項７】前記非対称レンズ成分は、相対的に垂直方
向に発散、水平方向に集束のレンズ作用を有することを
特徴とする請求項６に記載の陰極線管装置。
【請求項８】前記最終主集束レンズ部を構成する前記第
１補助電極と前記ダイナミックフォーカス電極とにより
形成されるレンズ空間内に、レンズ強度が水平方向と垂
直方向とで異なる非対称レンズ成分を持つことを特徴と
する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の陰極線管装
置。
【請求項９】前記非対称レンズ成分は、相対的に垂直方
向に発散、水平方向に集束のレンズ作用を有することを
特徴とする請求項８に記載の陰極線管装置。