JP2002042680A

JP2002042680A - 陰極線管装置

Info

Publication number: JP2002042680A
Application number: JP2000225734A
Authority: JP
Inventors: Shunji Okubo; 俊二大久保; Junichi Kimiya; 淳一木宮
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-07-26
Filing date: 2000-07-26
Publication date: 2002-02-08
Also published as: TWI240294B; CN1334585A; CN1197112C; US6486624B2; KR100391383B1; US20020047657A1; KR20020010506A

Abstract

(57)【要約】【課題】蛍光体スクリーンの全域にわたって良好な形状
のビームスポット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】第１グリッドＧ１は、接地されている。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。第４グリッドＧ４と第６グリッドＧ６とは、管
内で接続されているとともに、第１フォーカス電圧Ｖｆ
１が供給されている。第３グリッドＧ３と第７グリッド
Ｇ７とは、管内で接続されているとともに、ダイナミッ
クフォーカス電圧（Ｖｆ２＋Ｖｄ）が供給される。第１
０グリッドＧ８及びコンバーゼンスカップＣは、接続さ
れ、陽極電圧Ｅｂが供給されている。第５グリッドＧ５
と第８グリッドＧＭ１とは、管内で接続されているとと
もに、抵抗器Ｒ１上の電圧供給端子Ｒ１−１に接続され
ている。第９グリッドＧＭ２は、抵抗器Ｒ１上の電圧供
給端子Ｒ１−２に接続されている。

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
差の影響を受ける。このため、蛍光体スクリーン周辺部
に到達した電子ビームのビームスポットは、偏向収差に
より垂直方向に過集束状態となり、垂直方向ににじみを
発生させるとともに、水平方向に広がった横つぶれを生
じる。電子ビームの受ける偏向収差は、管が大型化する
ほど、また広偏向角になるほど大きくなる。このような
ビームスポットの歪みは、蛍光体スクリーン周辺の解像
度を著しく劣化させる。

【０００４】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６１−９９２４９号公報に
開示されているような電子銃構体がある。この電子銃構
体は、第１グリッドないし第５グリッドからなり、電子
ビームの進行方向に沿って、電子ビーム発生部、非軸対
称レンズ、最終主集束レンズを形成する。非軸対称レン
ズは、それぞれ隣接する電極の対向面に各３個の非軸対
称の電子ビーム通過孔を設けることによって形成され
る。

【０００５】この電子銃構体では、非軸対称レンズ及び
最終主集束レンズのレンズ強度を偏向磁界の変化と同期
して変化させることにより、蛍光体スクリーンの周辺に
偏向される電子ビームが受ける偏向磁界の偏向収差の影
響を軽減し、ビームスポットの歪みを補正している。

【０００６】しかしながら、このような電子銃構体にお
いて、電子ビームを蛍光体スクリーンの周辺に偏向した
際、偏向磁界の偏向収差の影響は、強大であり、ビーム
スポットのにじみを解消することができても、横つぶれ
は依然として十分に補正することができない。

【０００７】また、このような偏向収差による解像度の
劣化を解決する別の手段として、特開昭６４−３８９４
７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提案されている。

【０００８】この電子銃構体は、ダイナミックフォーカ
ス電圧が印加されるダイナミックフォーカス電極と、陽
極電圧が印加される陽極電極と、これらの間に配置され
た補助電極とによって最終主集束レンズを構成してい
る。補助電極には、電子銃構体の近傍に配置された抵抗
器を用いて陽極電圧を抵抗分割した電圧が供給される。

【０００９】これにより、ダイナミックフォーカス電極
と補助電極との間、及び、補助電極と陽極電極との間
に、非軸対称レンズを形成する。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
ーカス電極に対してダイナミックフォーカス電圧を印加
した際に、非軸対称レンズは、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。

【００１０】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。

【００１１】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にダイナミックフォー
カス電圧を印加することにより、最終主集束レンズを構
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と補助電
極との間に形成される非軸対称レンズは、レンズ作用が
不足するとともに、補助電極と陽極電極との間に形成さ
れる非軸対称レンズに、不所望なレンズ作用が発生して
しまう。

【００１２】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。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】蛍光体スクリーンの全
域で良好なフォーカス特性を得るためには、蛍光体スク
リーン周辺部でのビームスポットの歪みを補正する必要
がある。また、補助電極へのダイナミックフォーカス電
圧の交流成分の重畳率を低減して、電子ビームに対する
偏向収差の影響を軽減するためのレンズに、十分なレン
ズ作用を形成することが必要である。

【００１４】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、蛍光体スクリーンの全域
にわたって良好な形状のビームスポットを形成すること
が可能な陰極線管装置を提供することにある。

【００１５】

【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、前記電子銃構
体は、さらに、電子ビームの偏向量に応じて変化する、
前記電子ビーム形成部近傍に配置された第１非軸対称レ
ンズ部と、前記主レンズ部に形成された第２非軸対称レ
ンズ部とを含み、前記第１非軸対称レンズ部は、電子ビ
ームの偏向量の増大に伴って、電子ビームに対する集束
作用が強くなる垂直方向のレンズ作用と、実質的に電子
ビームに対して作用しない水平方向のレンズ作用と、を
有し、前記第２非軸対称レンズ部及び前記主レンズ部の
総合的なレンズは、電子ビームの偏向量の増大に伴っ
て、電子ビームに対する発散作用が強くなる垂直方向の
レンズ作用と、実質的に電子ビームに対して作用しない
水平方向のレンズ作用と、を有することを特徴とする。

【００１６】請求項２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、前記電子銃構体
は、前記電子ビーム形成部と前記主レンズ部との間に配
置された補助電極を備えるとともに、前記電子ビーム形
成部と前記補助電極との間に配置された第１ダイナミッ
クフォーカス電極、及び第１フォーカス電極を備え、前
記主レンズ部を構成する、前記第１フォーカス電極に接
続された第２フォーカス電極、前記第１ダイナミックフ
ォーカス電極に接続された第２ダイナミックフォーカス
電極、少なくとも１個の中間電極、及び、陽極電極を備
え、さらに、前記電子ビーム形成部に第１レベルの電圧
を印加し、前記第１及び第２フォーカス電極に第１レベ
ルより高い第２レベルのフォーカス電圧を印加し、前記
第１及び第２ダイナミックフォーカス電極に第２レベル
と同程度の基準電圧に前記偏向磁界に同期して変動する
変動電圧を重畳したダイナミックフォーカス電圧を印加
し、前記陽極電極に第２レベルより高い第３レベルの陽
極電圧を印加し、前記補助電極に前記電子銃構体近傍に
配設された抵抗器を介して前記陽極電圧を抵抗分割した
第２レベルより高く第３レベルより低い電圧を印加し、
前記中間電極に、前記抵抗器を介して前記陽極電圧を抵
抗分割した第２レベルより高く第３レベルより低い電圧
を印加する電圧印加手段を備え、前記第１ダイナミック
フォーカス電極と前記第１フォーカス電極との間に、非
軸対称レンズを形成したことを特徴とする。

【００１７】

【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。

【００１８】図１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。

【００１９】ネック５は、その内部に配設された、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からなる水平方向Ｈに一列
に配置された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電子ビームをセルフコンバー
ジェンスさせる。

【００２０】また、ファンネル２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から放出された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、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。

【００２１】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に向けてセル
フコンバージェンスされながら、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６Ｂ、６Ｇ、６Ｒ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。

【００２２】この陰極線管装置に適用される電子銃構体
７は、図２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（第１ダイナ
ミックフォーカス電極）、第４グリッドＧ４（第１フォ
ーカス電極）、第５グリッドＧ５（補助電極）、第６グ
リッドＧ６（第２フォーカス電極）、第７グリッドＧ７
（第２ダイナミックフォーカス電極）、第８グリッドＧ
Ｍ１（中間電極）、第９グリッドＧＭ２、第１０グリッ
ドＧ８（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１０個のグリッド、及びコンバーゼ
ンスカップＣ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。

【００２３】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）ている。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。

【００２４】第４グリッドＧ４と第６グリッドＧ６と
は、管内で接続されているとともに、陰極線管外部から
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。

【００２５】第３グリッドＧ３と第７グリッドＧ７と
は、管内で接続されているとともに、陰極線管外部から
第１フォーカス電圧Ｖｆ１とほぼ同等の第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
た交流電圧成分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
Ｖｄは、偏向磁界に同期して０Ｖから３００乃至１５０
０Ｖに変動する。

【００２６】第１０グリッドＧ８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３５Ｋ
Ｖである。

【００２７】電子銃構体７の近傍には、図２に示すよう
に、抵抗器Ｒ１が具備されている。この抵抗器Ｒ１は、
その一端が第１０グリッドＧ８に接続され、他端が管外
の可変抵抗器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。

【００２８】第５グリッドＧ５と第８グリッドＧＭ１と
は、管内で接続されているとともに、第５グリッドＧ５
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５グリッドＧ５及び第８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。

【００２９】第９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９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。

【００３０】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個の円形の電子ビーム通過孔を備えている。第２グリ
ッドＧ２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個の円形の電子ビー
ム通過孔を備えている。

【００３１】第３グリッドＧ３は、図３の（ａ）に示す
ように、板状電極であり、第２グリッドＧ２に形成され
た孔径よりもさらに若干大きい３個の円形の電子ビーム
通過孔を備えている。

【００３２】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、図３の（ｂ）に示すように、３個の電子
ビーム通過孔を備えている。これらの電子ビーム通過孔
は、垂直方向の径が第３グリッドＧ３の電子ビーム通過
孔とほぼ同等であり、水平方向の径が第３グリッドＧ３
の電子ビーム通過孔より大きい横長形状である。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
個の円形の電子ビーム通過孔を備えている。

【００３３】第５グリッドＧ５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個の円形の電子ビーム通過孔を
備えている。また、第６グリッドＧ６に対向するカップ
状電極の端面は、径大の３個の円形の電子ビーム通過孔
を備えている。

【００３４】第６グリッドＧ６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５グリッドＧ５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７グリッド
Ｇ７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７グリッドＧ７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７グリッドＧ７に対向する板状電極
は、その板面に、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。

【００３５】第７グリッドＧ７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６グリッドＧ６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８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。

【００３６】第６グリッドＧ６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８グリッドＧＭ１側のカップ状
電極の端面は、径大の３個の円形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個の円形の電子ビーム通過孔を備えている。

【００３７】第８グリッドＧＭ１及び第９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個の径大の円形の電子ビーム通過
孔を備えている。

【００３８】第１０グリッドＧ８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９グ
リッドＧＭ２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。

【００３９】第９グリッドＧＭ１に対向する厚い板状電
極は、径大の３個の円形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個の円形の電子ビーム通過孔を
備えている。

【００４０】コンバーゼンスカップＣは、その端面と、
第１０グリッドＧ８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個の円形の電子ビーム通過孔を備えている。

【００４１】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ＰＬを形成する。

【００４２】第３グリッドＧ３と第４グリッドＧ４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
第一４極子レンズ（第１非軸対称レンズ）ＱＬ１が形成
される。

【００４３】第４グリッドＧ４、第５グリッドＧ５、及
び第６グリッドＧ６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。

【００４４】第６グリッドＧ６と第７グリッドＧ７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
第二４極子レンズ（第２非軸対称レンズ）ＱＬ２が形成
される。

【００４５】第７グリッドＧ７、第８グリッドＧＭ１、
第９グリッドＧＭ２、及び第１０グリッドＧ８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ＭＬを形成する。

【００４６】主レンズを形成する第７グリッドＧ７と第
８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。

【００４７】また、主レンズを形成する第９グリッドＧ
Ｍ２と第１０グリッドＧ８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。

【００４８】上述したような構成の電子銃構体は、
（１）電子ビーム発生部近傍に第３グリッドＧ３（第１
ダイナミックフォーカス電極）、第４グリッドＧ４（第
１フォーカス電極）、及び第５グリッドＧ５（補助電
極）を配置し、第３グリッドＧ３と第４グリッドとの間
に第一４極子レンズ（第１非軸対称レンズ）を形成した
こと、（２）第５グリッドＧ５を第４グリッドＧ４と第
６グリッドＧ６（第２フォーカス電極）との間に配置
し、第５グリッドＧ５を第７グリッドＧ７（第２ダイナ
ミックフォーカス電極）に隣接した電極である第８グリ
ッドＧＭ１（中間電極）と電気的に接続したこと、を特
徴とし、これら（１）及び（２）の複合的なレンズ作用
が課題を解決するための手段となる。

【００４９】まず、（１）の作用効果について説明す
る。

【００５０】第３グリッドＧ３は、ほぼ円形の電子ビー
ム通過孔を有している。第４グリッドＧ４は、第３グリ
ッドＧ３に対向する面に横長の電子ビーム通過孔を有し
ている。電子ビームを蛍光体スクリーンの中央部に集束
する無偏向時において、第３グリッドＧ３に印加される
ダイナミックフォーカス電圧（Ｖｆ２＋Ｖｄ）は、第１
フォーカス電圧Ｖｆ１より低い。また、電子ビームを蛍
光体スクリーンの周辺部にむけて偏向する偏向時におい
て、第３グリッドＧ３に印加されるダイナミックフォー
カス電圧（Ｖｆ２＋Ｖｄ）は、電子ビームの偏向量の増
大に伴って増大し、第３グリッドＧ３と第４グリッドＧ
４との電位差が縮小する。もしくは、無偏向時におい
て、第３グリッドＧ３に印加されるダイナミックフォー
カス電圧（Ｖｆ２＋Ｖｄ）は、第１フォーカス電圧Ｖｆ
１とほぼ同等であり、偏向時において、電子ビームの偏
向量の増大に伴って増大する。

【００５１】その結果、第２グリッドＧ２と第３グリッ
ドＧ３との間に形成されるプリフォーカスレンズ、及
び、第３グリッドＧ３と第４グリッドＧ４との間に形成
される第一４極子レンズ（第１非軸対称レンズ）のそれ
ぞれのレンズ強度が偏向磁界に同期して変動するとき、
プリフォーカスレンズにおけるレンズ作用は、水平方向
及び垂直方向ともに集束作用を有し、第一４極子レンズ
におけるレンズ作用は、電子ビームの偏向量の増大に伴
い、水平方向に発散作用を有するとともに、垂直方向に
集束作用を有するようになる。これらの総合的なレンズ
は、電子ビームの偏向量が増大するにしたがって水平方
向に弱い発散作用もしくは実質的に作用しない一定のレ
ンズ作用を有し、垂直方向に強い集束作用を有する非軸
対称レンズとなる。

【００５２】第１非軸対称レンズＱＬ１の有無におけ
る、偏向時の電子ビームに対して作用するレンズ作用に
ついて説明する。この電子銃構体における電子レンズ作
用は、図４の（ａ）及び（ｂ）に示すように、大きく分
けて、プリフォーカスレンズＰＬ、第１非軸対称レンズ
ＱＬ１、第２非軸対称レンズＱＬ２、主レンズＭＬ、及
び、偏向収差成分ＤＹからなる光学モデルで表される。

【００５３】蛍光体スクリーン３上でのビームスポット
の大きさは、倍率Ｍに依存する。この倍率Ｍは、発散角
θｏ／入射角θｉで表される。すなわち、ビームスポッ
トの大きさは、入射角θｉに反比例する。ここで、水平
方向の倍率をＭｈ、垂直方向の倍率をＭｖとする。Ｍｈ
及びＭｖは、それぞれ以下のように表される。

【００５４】Ｍｈ（水平倍率）≒θｏｈ（水平発散角）
／θｉｈ（水平入射角）Ｍｖ（垂直倍率）≒θｏｖ（垂直発散角）／θｉｖ（垂
直入射角） θｏｈ＝θｏｖでは、第１非軸対称レンズＱＬ１がない
場合、図４の（ａ）及び（ｂ）で実線で示したように、
水平方向と垂直方向とで蛍光体スクリーン３への入射角
に大きな差が生じ、θｉｈ＜θｉｖとなる。すなわち、
水平方向径＞垂直方向径となって、ビームスポットに横
長のひずみが生じる。

【００５５】第１非軸対称レンズＱＬ１がある場合、θ
ｏｈ＝θｏｖは保存され、第２グリッドＧ２、第３グリ
ッドＧ３、及び第４グリッドＧ４によって形成される総
合的なレンズは、相対的に垂直方向が水平方向に対して
集束作用の強い非軸対称レンズとして作用することか
ら、水平方向と垂直方向との蛍光体スクリーンへの入射
角の差を縮小することができる。すなわち、第１非軸対
称レンズＱＬ１がない場合に、θｉｈ＜θｉｖとなって
いた関係を、第１非軸対称レンズＱＬ１は、θｉｈ＞θ
ｉｖとなるように電子ビームに対して作用し、結果的
に、θｉｈをθｉｖとほぼ同等とすることができる。す
なわち、ビームスポットの水平方向径を垂直方向径とほ
ぼ同等とすることができる。このため、蛍光体スクリー
ン３の周辺に集束された電子ビームのビームスポット
は、図４の（ｃ）に示したように、楕円ひずみが緩和さ
れ、ほぼ円形となる。

【００５６】次に、（２）の作用効果について説明す
る。

【００５７】（２）のような構成としたことにより、主
レンズを形成する第８グリッドＧＭ１（中間電極）への
ダイナミックフォーカス電圧（Ｖｆ２＋Ｖｄ）の交流電
圧成分Ｖｄの重畳率を低減することができる。すなわ
ち、特開昭６４−３８９４７号公報に開示された構成の
電子銃構体と、この実施の形態の電子銃構体との、それ
ぞれの主レンズの等価回路を比較する。図５の（ａ）に
示したように、従来の電子銃構体におけるＧＭ１及びＧ
Ｍ２へのダイナミックフォーカス電圧の重畳率は、ＧＭ
２／ＧＭ１＝６６％／３３％であった。これに対して、
図５の（ｂ）に示したように、この実施の形態の電子銃
構体におけるＧＭ１及びＧＭ２へのダイナミックフォー
カス電圧の重畳率は、ＧＭ２／ＧＭ１＝２６％／１３％
とすることができる。

【００５８】主レンズが抵抗器Ｒ１による抵抗分割によ
り分割された電圧が印加される中間電極を含む構成の陰
極線管装置によれば、上述した（２）のような構成を備
えたことにより、中間電極の前後に配置された電極間の
静電容量を介して重畳される中間電極へのダイナミック
フォーカス電圧の重畳率を低減することができる。これ
により、蛍光体スクリーン周辺部におけるビームスポッ
トの楕円歪みを改善することができる。

【００５９】以下に、この現象について詳細に説明す
る。なお、説明を簡略にするために主レンズに配置され
る中間電極は１個とした。

【００６０】図６に示すように、主レンズは、フォーカ
ス電極Ｇｆ、アノード電極Ｇａ、及びこれらの間に配置
された中間電極ＧＭによって構成され、主レンズの前段
に形成された４極子レンズは、付加電極Ｇｉ及びフォー
カス電極Ｇｆによって構成されているものとする。

【００６１】図７に示すように、中間電極ＧＭには、中
位の一定電位が印加され、アノード電極Ｇａには、高位
の一定電位が印加されている。フォーカス電極Ｇｆに
は、電子ビームの偏向量に応じてパラボラ状に変化する
ダイナミックフォーカス電圧が印加されている。

【００６２】図７における中間電極ＧＭの電位につい
て、実線は、ダイナミックフォーカス電圧が中間電極Ｇ
Ｍに重畳しない場合の電位を示し、破線は、ダイナミッ
クフォーカス電圧が中間電極ＧＭに重畳する場合の電位
を示している。

【００６３】図８の（ａ）は、ダイナミックフォーカス
電位が中間電極ＧＭに重畳しない場合における、電子ビ
ームに対して作用する水平方向及び垂直方向の電子レン
ズの光学モデルを示している。図８の（ｂ）は、ダイナ
ミックフォーカス電位が中間電極ＧＭに重畳する場合に
おける、電子ビームに対して作用する水平方向及び垂直
方向の電子レンズの光学モデルを示している。

【００６４】ここで、図８の（ａ）及び（ｂ）におい
て、実線は、蛍光体スクリーンの中央に電子ビームをフ
ォーカスする無偏向時に相当し、破線は、蛍光体スクリ
ーンの周辺部に電子ビームを偏向する偏向時に相当す
る。

【００６５】今、ダイナミックフォーカス電圧の交流成
分を６００Ｖとし、中間電極ＧＭにダイナミックフォー
カス電圧が重畳される場合の重畳率を５０％とすると、
中間電極ＧＭには、約３００Ｖの電圧が重畳されること
になる。

【００６６】図７に示すように、中間電極ＧＭにダイナ
ミックフォーカス電圧が重畳されない場合、無偏向時及
び偏向時にともに中間電極ＧＭ−アノード電極Ｇａ間の
電位差は、Ｃで一定である。

【００６７】これに対して、中間電極ＧＭにダイナミッ
クフォーカス電圧が重畳される場合、無偏向において、
中間電極ＧＭの電位は、ダイナミックフォーカス電圧が
重畳されない場合より低くなり、中間電極ＧＭ−アノー
ド電極Ｇａ間の電位差は、Ｃより大きいＡとなる。ま
た、偏向時において、中間電極ＧＭの電位は、ダイナミ
ックフォーカス電圧が重畳されない場合より高くなり、
中間電極ＧＭ−アノード電極Ｇａ間の電位差は、Ｃより
小さいＢとなる。つまり、中間電極ＧＭにダイナミック
フォーカス電圧が重畳される場合、電子ビームの偏向量
の増大に伴って、中間電極ＧＭ−アノード電極Ｇａ間の
電位差は、Ａ→Ｂというように縮小することになる。

【００６８】このことにより、図８の（ｂ）に示したよ
うに、中間電極ＧＭにダイナミックフォーカス電圧が重
畳される場合、中間電極ＧＭ−アノード電極Ｇａ間に配
置された、水平方向に集束作用を有するとともに垂直方
向に発散作用を有する４極子レンズＳＱＬ１は、図８の
（ａ）に示す中間電極ＧＭにダイナミックフォーカス電
圧が重畳されない場合と比較して、電子ビームの偏向量
が増大するにしたがって、レンズ作用が弱くなる。

【００６９】また、図８の（ｂ）に示したように、中間
電極ＧＭにダイナミックフォーカス電圧が重畳される場
合、フォーカス電極Ｇｆ−中間電極ＧＭ間に配置され
た、水平方向に発散作用を有するとともに垂直方向に集
束作用を有する４極子レンズＳＱＬ２は、図８の（ａ）
に示す中間電極ＧＭにダイナミックフォーカス電圧が重
畳されない場合と比較して、電子ビームの偏向量が増大
するにしたがって、レンズ作用が弱くならない。

【００７０】つまり、中間電極ＧＭにダイナミックフォ
ーカス電圧が重畳されることにより、主レンズＭＬを構
成する二つの４極子レンズＳＱＬ１及びＳＱＬ２は、電
子ビームの偏向量が増大するにしたがって双方で相対的
に水平方向に強い発散作用が発生するとともに垂直方向
に強い集束作用が発生する。このため、蛍光体スクリー
ンの周辺部に偏向される電子ビームに対して、水平方向
で集束力が不足するとともに、垂直方向で過剰に集束さ
れる。

【００７１】これらを補償するために、中間電極にダイ
ナミックフォーカス電圧が重畳される場合、付加電極Ｇ
ｉとフォーカス電極Ｇｆとの間に形成される４極子レン
ズＱＬを余分に動作させ、水平方向の集束作用及び垂直
方向の発散作用を強めている。これにより、水平方向で
は、電子ビームの軌道は、図８の（ｂ）に示すように、
ダイナミックフォーカス電圧が重畳されない場合と比較
して、内側を通り、蛍光体スクリーン３への入射角が小
さくなる。つまり、θｉｈ２＜θｉｈ１となる。また、
垂直方向では、電子ビームの軌道は、図８の（ｂ）に示
すように、ダイナミックフォーカス電圧が重畳されない
場合と比較して、外側を通り、蛍光体スクリーン３への
入射角が大きくなる。つまり、θｉｖ２＞θｉｖ１とな
る。

【００７２】この結果、ダイナミックフォーカス電圧が
重畳される場合、水平方向の倍率は、ダイナミックフォ
ーカス電圧が重畳されない場合と比較して、大きくな
り、Ｍｈ２＞Ｍｈ１となる。また、垂直方向の倍率は、
ダイナミックフォーカス電圧が重畳されない場合と比較
して、小さくなり、Ｍｖ１＞Ｍｖ２となる。したがっ
て、蛍光体スクリーン周辺部のビームスポットは、横長
となる。

【００７３】つまり、中間電極へのダイナミックフォー
カス電圧の重畳率を低減することにより、蛍光体スクリ
ーン周辺部でのビームスポットの横つぶれを緩和するこ
とが可能となる。

【００７４】ところで、（１）において、第２グリッド
Ｇ２と第３グリッドＧ３との間に形成されたプリフォー
カスレンズと、第３グリッドＧ３と第４グリッドＧ４と
の間に形成された第１非軸対称レンズＱＬ１とを同時に
動作させている。このため、これらの総合的な水平方向
のレンズ作用は、弱い発散作用、もしくは実質的にほと
んど動作しない程度の弱い作用となる。これにより、従
来、このような二つの極性の異なる非軸対称レンズを組
み合わせた電子銃構体において発生していた水平方向の
にじみ（ハロー）の発生を抑制することができる。

【００７５】すなわち、従来の第１非軸対称レンズは、
水平方向に発散作用を有するとともに垂直方向に集束作
用を有している。この水平方向の発散作用によって広が
った電子ビーム束は、主レンズ内の収差成分の影響を大
きく受ける。このため、従来では、第１非軸対称レンズ
の動作により、水平方向ににじみを発生させていた。

【００７６】これに対して、（１）のような構成の電子
銃構体では、第１非軸対称レンズを含む総合的なレンズ
は、水平方向が弱い発散作用もしくは実質的にほとんど
動作しない程度の一定のレンズ作用を有している。この
ため、主レンズ内での水平方向の収差分の影響をほとん
ど受けず、水平方向のにじみの発生を抑制することがで
きる。したがって、蛍光体スクリーン周辺部におけるビ
ームスポットは、垂直方向のみを拡大し、横長の楕円歪
みを軽減することができる。

【００７７】また、（２）において、蛍光体スクリーン
周辺部におけるビームスポットの水平方向径は、縮小さ
れる。

【００７８】このように、この実施の形態によれば、蛍
光体スクリーン周辺部において、横長楕円歪みの改善に
ついて、水平方向と垂直方向とで別々の改善方向を適用
している。すなわち、（１）において、主に蛍光体スク
リーン周辺部でのビームスポットの垂直方向径を拡大
し、（２）において、主に蛍光体スクリーン周辺部での
ビームスポットの水平方向径を縮小している。これによ
り、水平方向のにじみの発生を抑制するとともに、蛍光
体スクリーン周辺部での横長楕円ひずみを改善すること
ができ、蛍光体スクリーン全域において、良好なフォー
カス特性を得ることができる。

【００７９】この発明は、上述した実施の形態に限定さ
れるものではない。

【００８０】例えば、上述した実施の形態では、主レン
ズに、抵抗器を介して電圧が供給される電極を２個配置
したが、１個であっても良く、また、３個以上としても
良い。

【００８１】また、上述した実施の形態では、第４グリ
ッドＧ４の第３グリッドＧ３との対向面には、図３の
（ｂ）に示したような形状の電子ビーム通過孔を設けた
が、図３の（ｃ）に示したような形状の電子ビーム通過
孔を設けても良い。

【００８２】さらに、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、この例
に限定されるものではない。

【００８３】すなわち、図９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Ｇ７と、陽極電圧が供給される陽極
電極Ｇ８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５グリッドＧ
５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。

【００８４】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Ｇ７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Ｇ７
及び陽極電極Ｇ８との対向面、陽極電極Ｇ８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。

【００８５】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Ｇ７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。

【００８６】このため、ダイナミックフォーカス電極Ｇ
７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Ｇ８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。

【００８７】また、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。

【００８８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、蛍光体スクリーンの全域にわたって良好な形状のビ
ームスポット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の構成を概略
的に示す水平断面図である。

【図２】図２は、図１に示した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３】図３の（ａ）は、図２に示した電子銃構体にお
ける第３グリッドの構造を概略的に示す斜視図であり、
図３の（ｂ）は、図２に示した電子銃構体における第４
グリッドの第３グリッドとの対向面に形成される電子ビ
ーム通過孔の形状を概略的に示す斜視図であり、図３の
（ｃ）は、図２に示した電子銃構体における第４グリッ
ドの第３グリッドとの対向面に形成される電子ビーム通
過孔の他の形状を概略的に示す斜視図である。

【図４】図４の（ａ）は、図２に示した電子銃構体にお
ける電子ビームに対して作用する水平方向のレンズ作用
を説明するための光学モデルであり、図４の（ｂ）は、
図２に示した電子銃構体における電子ビームに対して作
用する垂直方向のレンズ作用を説明するための光学モデ
ルであり、図４の（ｃ）は、蛍光体スクリーン周辺部に
おけるビームスポットの楕円歪みの緩和を説明するため
の図である。

【図５】図５の（ａ）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り、図５の
（ｂ）は、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、ビームスポットの楕円歪みを説明する
ための一例としての主レンズの構成を概略的に示す図で
ある。

【図７】図７は、ビームスポットの楕円歪みを説明する
ための主レンズを構成する書く電極の電位を示す図であ
る。

【図８】図８の（ａ）は、図６に示した主レンズにおい
て中間電極にダイナミックフォーカス電圧が重畳されな
い場合における電子ビームに対して作用するレンズ作用
を説明するための光学モデルであり、図８の（ｂ）は、
中間電極にダイナミックフォーカス電圧が重畳された場
合における電子ビームに対して作用するレンズ作用を説
明するための光学モデルである。

【図９】図９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。

【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（第１ダイナミックフォーカス電
極）Ｇ４…第４グリッド（第１フォーカス電極）Ｇ５…第５グリッド（補助電極）Ｇ６…第６グリッド（第２フォーカス電極）Ｇ７…第７グリッド（第２ダイナミックフォーカス電
極）ＧＭ１…第８グリッド（中間電極）ＧＭ２…第９グリッド（中間電極）Ｇ８…第１０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、前記電子銃構体は、さらに、電子ビームの偏向量に応じ
て変化する、前記電子ビーム形成部近傍に配置された第
１非軸対称レンズ部と、前記主レンズ部に形成された第
２非軸対称レンズ部とを含み、前記第１非軸対称レンズ部は、電子ビームの偏向量の増
大に伴って、電子ビームに対する集束作用が強くなる垂
直方向のレンズ作用と、実質的に電子ビームに対して作
用しない水平方向のレンズ作用と、を有し、前記第２非軸対称レンズ部及び前記主レンズ部の総合的
なレンズは、電子ビームの偏向量の増大に伴って、電子
ビームに対する発散作用が強くなる垂直方向のレンズ作
用と、実質的に電子ビームに対して作用しない水平方向
のレンズ作用と、を有することを特徴とする陰極線管装
置。
【請求項２】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、前記電子銃構体は、前記電子ビーム形成部と前記主レンズ部との間に配置さ
れた補助電極を備えるとともに、前記電子ビーム形成部
と前記補助電極との間に配置された第１ダイナミックフ
ォーカス電極、及び第１フォーカス電極を備え、前記主レンズ部を構成する、前記第１フォーカス電極に
接続された第２フォーカス電極、前記第１ダイナミック
フォーカス電極に接続された第２ダイナミックフォーカ
ス電極、少なくとも１個の中間電極、及び、陽極電極を
備え、さらに、前記電子ビーム形成部に第１レベルの電圧を印
加し、前記第１及び第２フォーカス電極に第１レベルよ
り高い第２レベルのフォーカス電圧を印加し、前記第１
及び第２ダイナミックフォーカス電極に第２レベルと同
程度の基準電圧に前記偏向磁界に同期して変動する変動
電圧を重畳したダイナミックフォーカス電圧を印加し、
前記陽極電極に第２レベルより高い第３レベルの陽極電
圧を印加し、前記補助電極に前記電子銃構体近傍に配設
された抵抗器を介して前記陽極電圧を抵抗分割した第２
レベルより高く第３レベルより低い電圧を印加し、前記
中間電極に、前記抵抗器を介して前記陽極電圧を抵抗分
割した第２レベルより高く第３レベルより低い電圧を印
加する電圧印加手段を備え、前記第１ダイナミックフォーカス電極と前記第１フォー
カス電極との間に、非軸対称レンズを形成したことを特
徴とする陰極線管装置。
【請求項３】前記第１ダイナミックフォーカス電極とこ
れに隣接する前記電子ビーム形成部を構成する電極との
間に形成される電子レンズと、前記非軸対称レンズとの
総合的なレンズは、電子ビームの偏向量の増大に伴って
相対的に垂直方向の集束作用が水平方向より強い非軸対
称のレンズ作用を有するとともに、この総合的なレンズ
における水平方向のレンズ作用は、垂直方向のレンズ作
用と比較して実質的にほとんど変化しないことを特徴と
する請求項２に記載の陰極線管装置。
【請求項４】前記第１ダイナミックフォーカス電極は、
ほぼ円形の電子ビーム通過孔を備えた板状電極であり、
前記第１フォーカス電極は、前記第１ダイナミックフォ
ーカス電極との対向面に水平方向径が垂直方向径よりも
長い電子ビーム通過孔を備えたことを特徴とする請求項
２に記載の陰極線管装置。
【請求項５】前記第１ダイナミックフォーカス電極に形
成された電子ビーム通過孔の径は、前記第１フォーカス
電極に形成された電子ビーム通過孔の垂直方向径とほぼ
同一であることを特徴とする請求項４に記載の陰極線管
装置。
【請求項６】前記ダイナミックフォーカス電圧は、電子
ビームを前記スクリーン中央部に集束する無偏向時に
は、前記フォーカス電圧より低く、電子ビームの偏向量
の増大に伴って前記フォーカス電圧との差が縮小するよ
うに変化することを特徴とする請求項２に記載の陰極線
管装置。
【請求項７】前記補助電極は、前記中間電極に接続され
ていることを特徴とする請求項２に記載の陰極線管装
置。
【請求項８】前記補助電極は、前記第１フォーカス電極
と前記第２フォーカス電極との間に配置されていること
を特徴とする請求項２に記載の陰極線管装置。
【請求項９】前記中間電極は、前記第２ダイナミックフ
ォーカス電極に隣接して配置されていることを特徴とす
る請求項２に記載の陰極線管装置。