JP2002170503A

JP2002170503A - 陰極線管装置

Info

Publication number: JP2002170503A
Application number: JP2000365927A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Oda; 裕之織田; Junichi Kimiya; 淳一木宮
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-11-30
Filing date: 2000-11-30
Publication date: 2002-06-14
Also published as: CN1162891C; KR100443160B1; CN1359134A; KR20020042463A; EP1211710A3; EP1211710A2; US20020063538A1; US6744191B2

Abstract

(57)【要約】【課題】蛍光体スクリーン全域における良好な画像特性
を得ることが可能な電子銃構体を備えた陰極線管装置を
提供することを目的とする。【解決手段】電子銃構体７の主レンズ部は、フォーカス
電圧が印加される第５グリッドＧ５と、ダイナミックフ
ォーカス電圧が印加される第６グリッドＧ６と、第１中
間電極ＧＭ１と、第２中間電極ＧＭ２と、第７グリッド
Ｇ７と、を含んで構成される。主レンズ部は、第５グリ
ッドＧ５と第６グリッドＧ６と第１中間電極ＧＭ１とに
より形成される主レンズ部の集束領域側で、複数の電子
ビームに対して共通に作用する電界レンズＬ１を有し、
第２中間電極ＧＭ２と第７グリッドＧ７とにより形成さ
れる主レンズ部の発散領域側で、各電子ビームに対して
個別に作用する複数の電界レンズＬ２を有している。

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、同一水平面上を通る３電子ビームを放出す
るインライン型電子銃構体を搭載したカラー陰極線管装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、一列配置の３電子ビームを蛍光体
スクリーンの全域で自己集中するセルフコンバージェン
ス方式インライン型カラー陰極線管装置が広く実用化さ
れている。

【０００３】このようなカラー陰極線管装置において、
良好な画像特性を得るための手段として、電子銃構体に
よって形成される主レンズ部のレンズ口径を大きくする
方法が有効である。主レンズ部のレンズ口径を拡大する
ための代表的なものとして、重畳型レンズと、拡張型レ
ンズとが挙げられる。

【０００４】すなわち、重畳型レンズ５２は、図１に示
すように、２つの互いに隣接する電極５０ａ及び５０ｂ
の対向面に、それぞれ外周電極５１ａ及び５１ｂを設け
ることによって形成される。この重畳型レンズ５２は、
各電極の３つの電子ビーム通過孔を通過する３電子ビー
ムに対して共通に作用する電界レンズであり、これによ
りレンズ口径を拡大している。

【０００５】また、拡張型レンズ６５は、中位の電圧が
印加されるフォーカス電極６１と、高位の電圧が印加さ
れる陽極６３との間に、中高位の電圧が印加される中間
電極６２を配置することによって形成される。一般に、
耐圧特性を考慮して、中間電極６２には、陽極６３に印
加される電圧を抵抗器６４を介して抵抗分割した電圧が
印加される。この拡張型レンズ６５は、レンズ領域を管
軸方向に広げることによりレンズ口径を拡大している。

【０００６】特開平９−３２０４８５号公報などによれ
ば、これら２つのレンズを組み合わせることにより、さ
らに良好な画像特性を得る手段が開示されている。

【０００７】一方、偏向磁界による電子ビームへの影響
も無視することができない。すなわち、このようなカラ
ー陰極線管装置では、非斉一磁界中を通過した電子ビー
ムは、偏向収差を受ける。これにより、蛍光体スクリー
ン周辺部では、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てしまう。

【０００８】蛍光体スクリーン周辺部に偏向された電子
ビーム１２は、例えば図３の（ａ）に示すように、ピン
クッション型の水平偏向磁界１１により矢印１３方向に
力を受ける。これにより、図３の（ｂ）に示すように、
蛍光体スクリーン周辺部におけるビームスポットは、横
長形状に歪み、解像度を著しく劣化させるといった問題
が生じる。

【０００９】電子ビームが受ける偏向収差は、電子ビー
ムを水平方向に拡大するとともに垂直方向へ過集束状態
となる。これにより、蛍光体スクリーン周辺部における
ビームスポットは、高輝度で水平方向Ｘに潰れた形状の
コア部１４、及び低輝度の垂直方向Ｙに拡大したハロー
部１５を発生する。

【００１０】このような解像度の劣化を解決する手段と
して、特開昭６１−９９２４９号公報、特開昭６１−２
５０９３４号公報、及び特開平２−７２５４６号公報に
開示された構造が挙げられる。すなわち、これらの電子
銃構体は、いずれも基本的に、第１グリッド〜第５グリ
ッドを備え、電子ビームの進行方向に沿って形成される
電子ビーム発生部、４極子レンズ、主レンズを有してい
る。４極子レンズを構成する互いに隣接して配置された
第３グリッド及び第４グリッドは、それぞれの対向面に
縦長及び横長の３個の非円形電子ビーム通過孔を有して
いる。

【００１１】４極子レンズのレンズ作用は、第４グリッ
ドに偏向磁界に同期して変化するダイナミックフォーカ
ス電圧を印加することによりダイナミックに変化し、蛍
光体スクリーン周辺部に偏向される電子ビームの偏向収
差による歪みを補正している。

【００１２】次に、このような４極子レンズを重畳型レ
ンズと組み合わせた場合について説明する。

【００１３】重畳型レンズは、電子ビームに対する水平
方向のレンズ口径を拡大することはできるが、垂直方向
のレンズ口径を水平方向ほど拡大することができない。
このため、水平方向と垂直方向とでレンズ口径に差が生
じ、水平方向と比較して垂直方向の焦点距離が短くな
る。したがって、このような重畳型レンズは、負のアス
ティグを有することになり、この重畳型レンズを通過し
た電子ビームは、水平方向で集束不足となるとともに、
垂直方向で過集束となる。このため、一般に、このよう
な負のアスティグを補償するために、重畳型レンズを構
成する一方の電極は、縦長の電子ビーム通過孔を有して
いる。

【００１４】しかしながら、このような電極構造は、電
子ビーム通過孔の水平方向径を垂直方向径より小さくし
てしまうため、電子ビームと水平方向の電子ビーム通過
孔端部との距離が近くなり、局部的な収差が発生してし
まう。このため、実際的には、外周電極長を管軸方向に
伸ばし、大口径レンズを実現しようとしても、上述した
ような水平方向の局部的な収差のため、外周電極長に制
約ができ、所望のレンズ口径を実現することは困難であ
る。

【００１５】次に、上述したような４極子レンズを拡張
型レンズと組み合わせた場合について説明する。

【００１６】図４に示すような電子銃構体では、第１フ
ォーカス電極８０３とダイナミックフォーカス電圧が印
加される第２フォーカス電極８０４との間に４極子レン
ズが形成される。第１フォーカス電極８０３と、第２フ
ォーカス電極８０４と、中間電極８０５と、陽極８０６
とによって拡張型主レンズが形成される。中間電極８０
５には、陽極８０６から抵抗器８０７を介して電圧が供
給されている。

【００１７】このような構成の場合、第２フォーカス電
極８０４にダイナミックフォーカス電圧を印加すると、
第２フォーカス電極８０４、中間電極８０５、及び陽極
８０６間の静電容量により、ダイナミックフォーカス電
圧の交流成分の一部が中間電極８０５に重畳され、中間
電極８０５の電位が上昇する。

【００１８】図５に示すように、第２フォーカス電極の
電位Ｖｆ、中間電極の電位Ｖｇｍ、及び陽極の電位Ｅｂ
は、順に高位となるように設定されている。第２フォー
カス電極にダイナミックフォーカス電圧の交流成分を印
加しない場合、拡張型主レンズは、電位分布９０４を形
成する。第２フォーカス電極にダイナミックフォーカス
電圧の交流成分を印加した場合、且つ中間電極にダイナ
ミックフォーカス電圧の交流成分の一部が重畳されない
場合、拡張型主レンズは、電位分布９０５を形成する。
第２フォーカス電極にダイナミックフォーカス電圧の交
流成分を印加した場合、且つ中間電極にダイナミックフ
ォーカス電圧の交流成分の一部が重畳された場合、拡張
型主レンズは、電位分布９０６を形成する。

【００１９】ここで、それぞれの電位分布における主レ
ンズの主面、すなわちレンズ中心の位置を考える。

【００２０】電位分布９０４及び９０６を形成した主レ
ンズの主面は、位置９０７にある。これに対して、電位
分布９０５を形成した主レンズの主面は、位置９０８に
あり、若干蛍光体スクリーン側に移動する。すなわち、
中間電極にダイナミックフォーカス電圧の交流成分の一
部が印加されない場合は、電子ビームを画面中央部から
画面周辺部に偏向するにしたがい、主レンズの主面の位
置が蛍光体スクリーン側に移動する。これに対して、中
間電極にダイナミックフォーカス電圧の交流成分の一部
が印加された場合は、電子ビームを画面中央部から画面
周辺部に偏向するにしたがい、主レンズの主面の位置は
ほとんど変化しない。

【００２１】このような挙動について、図６に示したよ
うな簡単な光学系で考える。

【００２２】すなわち、電子レンズの主面の位置をＳ、
電子ビーム発生部Ｉから主面Ｓまでの距離をＰ、主面Ｓ
から蛍光体するクリーンＯまでの距離をＱとする。この
とき電子レンズの倍率Ｍは、Ｍ＝Ｑ／Ｐ …（１）と表すことができる。一般的に、カラー陰極線管装置で
は、電子ビーム発生部から蛍光体スクリーンまでの距離
は、画面中央部より画面周辺部の方が長い。そこで、画
面周辺部と画面中央部との距離の差をαとし、（１）式
を画面中央部における電子レンズの倍率Ｍとすると、画
面周辺部において、主面の位置が変わらない時（ダイナ
ミックフォーカス電圧の交流成分の一部が中間電極に重
畳された時）の電子レンズの倍率Ｍ１は、（１）式よ
り、Ｍ１＝（Ｑ＋α）／Ｐ …（２）と表すことができる。これにより、画面周辺部の方が画
面中央部よりレンズ倍率が大きくなり、電子ビーム径が
劣化することが分かる。一方、画面周辺部において、主
面の位置が蛍光体スクリーン側にβだけ移動した時（ダ
イナミックフォーカス電圧の交流成分の一部が中間電極
に重畳されない時）の電子レンズの倍率Ｍ２は、Ｍ２＝（Ｑ＋α−β）／（Ｐ＋β） …（３）となり、（２）式と比較して、倍率が小さくなる。これ
により、画面周辺部においては、画面中央部に比べて主
面の位置が蛍光体スクリーン側に移動した方が倍率が小
さくなり、電子ビーム径が小さくなることが分かる。

【００２３】したがって、拡張型レンズと４極子レンズ
とを組み合わせた電子銃構体では、電子レンズ口径を拡
大し、且つ、画面周辺部での電子ビーム径を改善するこ
とができるが、実際には、電極間の静電容量により、ダ
イナミック電圧の交流成分の一部が中間電極に重畳され
てしまい、主レンズの主面を蛍光体スクリーン側に移動
させることが困難である。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】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
体スクリーン全域における良好な画像特性を得ることが
可能な電子銃構体を備えた陰極線管装置を提供すること
にある。

【００２５】

【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、複
数の電子ビームを形成する電子ビーム形成部と、前記電
子ビーム形成部から発生された複数の電子ビームを蛍光
体スクリーン上に集束する主レンズ部と、を有する電子
銃構体と、前記電子銃構体から放出された複数の電子ビ
ームを水平方向及び垂直方向に偏向走査する偏向磁界を
発生する偏向ヨークと、を備えた陰極線管装置におい
て、前記主レンズ部は、電子ビームの進行方向に沿って
順に配置された、第１レベルのフォーカス電圧が印加さ
れるフォーカス電極と、前記第１レベル以上の第２レベ
ルの電圧が印加される少なくとも１つの中間電極と、前
記第２レベルより高い第３レベルの陽極電圧が印加され
る陽極と、によって形成され、前記主レンズ部は、前記
フォーカス電極と少なくとも１つの前記中間電極とによ
り形成される前記主レンズ部の集束領域側で、複数の電
子ビームに対して共通に作用する電界レンズを有し、少
なくとも１つの前記中間電極と前記陽極とにより形成さ
れる前記主レンズ部の発散領域側で、各電子ビームに対
して個別に作用する複数の電界レンズを有することを特
徴とする。

【００２６】

【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。

【００２７】図７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と一体に接合された漏斗状のファンネル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（Ｂ）、緑（Ｇ）、赤（Ｒ）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を備えている。シャドウマスク４は、こ
の蛍光体スクリーン３に対向して装着されている。この
シャドウマスク４は、その内側に多数のアパーチャを有
している。

【００２８】ファンネル２の最細部であるネック５は、
その内部に配設された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、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Ｘに一列に配置
された３電子ビーム６Ｂ，６Ｇ，６Ｒを管軸方向Ｚに向
けて放出する。また、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電圧側のグリッド及び高電
圧側のグリッドのサイドビーム通過孔の中心位置を偏心
させることによって、蛍光体スクリーン３上の中央部に
おいて３電子ビームをセルフコンバージェンスさせる。

【００２９】偏向ヨーク８は、ファンネル２の外側に装
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Ｘ
及び垂直方向Ｙ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。

【００３０】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フォーカスされる。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に偏向される。これにより、カラー画像が表示され
る。

【００３１】この陰極線管装置に適用される電子銃構体
７は、図８に示すように、それぞれヒータを内装する水
平方向Ｘに一列に配置されたカソードＫ（Ｒ、Ｇ、
Ｂ）、第１グリッドＧ１、第２グリッドＧ２、第３グリ
ッドＧ３、第４グリッドＧ４、第５グリッドＧ５（第１
フォーカス電極）、第６グリッドＧ６（第２フォーカス
電極）、第１中間電極ＧＭ１、第２中間電極ＧＭ２、第
７グリッドＧ７（陽極電極）、及びコンバージェンスカ
ップＧ８を備えている。

【００３２】３個のカソードＫ、及び９個のグリッド
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。な
お、コンバージェンスカップＧ８は、第７グリッドＧ７
に溶接されることによって固定されている。このコンバ
ージェンスカップＧ８には、ファンネル２の内面からネ
ック５の内面に被着形成された内部導電膜と電気的導通
を取るための４本の接触子が付設されている。

【００３３】３個のカソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）には、約
１００〜１５０Ｖ程度の電圧が印加されている。第１グ
リッドＧ１は、接地されている。第２グリッドＧ２に
は、陰極線管外部から約６００Ｖ乃至８００Ｖ程度の加
速電圧Ｅｃ２が印加されている。

【００３４】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、陰極線管外部から
約６乃至９ｋＶ程度のフォーカス電圧Ｅｃ３が印加され
ている。第６グリッドＧ６には、陰極線管外部からダイ
ナミックフォーカス電圧が印加されている。このダイナ
ミックフォーカス電圧は、約６〜９ｋＶ程度のフォーカ
ス電圧Ｅｃ６を基準電圧として、偏向磁界に同期して変
動する交流成分を重畳した電圧である。

【００３５】第７グリッドＧ７及びコンバージェンスカ
ップＧ８には、陰極線管外部から約２５〜３０ｋＶ程度
の陽極電圧Ｅｂが供給されている。

【００３６】電子銃構体７の近傍には、図８に示すよう
に、抵抗器Ｒが具備されている。この抵抗器Ｒは、その
一端Ａが第７グリッドＧ７に接続されているとともに、
他端Ｃが管外に接地されている。

【００３７】抵抗器Ｒは、その中間部Ｂ１において、第
４グリッドＧ４に接続されている。第４グリッドＧ４
は、管内で第１中間電極ＧＭ１に接続されている。これ
により、第４グリッドＧ４及び第１中間電極ＧＭ１に
は、第７グリッドＧ７に供給される電圧の２０％〜４０
％程度の電圧が供給されている。

【００３８】また、抵抗器Ｒは、その中間部Ｂ２におい
て、第２中間電極ＧＭ２に接続されている。これによ
り、第２中間電極ＧＭ２には、第７グリッドＧ７に供給
される電圧の５０％〜７０％程度の電圧が供給されてい
る。

【００３９】一列配置されたカソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）
は、それぞれ約５ｍｍの間隔で等間隔に配置されてい
る。

【００４０】第１グリッドＧ１及び第２グリッドＧ２
は、それぞれ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直径１ｍｍ以下の径小の３個の
円形の電子ビーム通過孔を備えている。

【００４１】第３グリッドＧ３は、管軸方向Ｚに長い１
組のカップ状電極を接合す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、直径約２ｍｍ程度の若干大きい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、直径約３乃至６ｍｍ程度の径大の３個
の円形の電子ビーム通過孔を備えている。

【００４２】第４グリッドＧ４は、１組のカップ状電極
を接合することによって形成されている。各カップ状電
極の端面は、直径約３乃至６ｍｍ程度の径大の３個の円
形の電子ビーム通過孔を備えている。

【００４３】第５グリッドＧ５は、複数のカップ状電極
を接合することによって形成されている。各カップ状電
極の端面は、直径約３乃至６ｍｍ程度の径大の３個の円
形の電子ビーム通過孔を備えている。また、第５グリッ
ドＧ５の第６グリッドＧ６との対向面は、垂直方向Ｙに
長軸を有する縦長の３個の非円形電子ビーム通過孔を備
えている。この非円形電子ビーム通過孔は、例えば垂直
方向Ｙを長辺とする長方形状に形成されている。

【００４４】第６グリッドＧ６は、複数のカップ状電極
を接合することによって形成されている。第６グリッド
Ｇ６の第５グリッドＧ５との対向面は、水平方向Ｘに長
軸を有する横長の３個の非円形電子ビーム通過孔を備え
ている。この非円形電子ビーム通過孔は、例えば水平方
向Ｘを長辺とする長方形状に形成されている。また、第
６グリッドＧ６の第１中間電極ＧＭ１側に位置するカッ
プ状電極の端面は、直径約３乃至６ｍｍ程度の径大の３
個の円形の電子ビーム通過孔を備えている。さらに、第
６グリッドＧ６の第１中間電極ＧＭ１との対向面は、３
つの電子ビーム通過孔を通過した３電子ビームを共通に
通過する開口部を形成するための外周電極Ｇ６Ａを備え
ている。

【００４５】第１中間電極ＧＭ１は、カップ状電極によ
って形成されている。第１中間電極ＧＭ１の第６グリッ
ドＧ６との対向面は、３電子ビームを共通に通過する開
口部を形成するための外周電極ＧＭ１Ａを備えている。
また、第１中間電極ＧＭ１の第２中間電極ＧＭ２との対
向面は、直径約３乃至６ｍｍ程度の径大の３個の円形の
電子ビーム通過孔を備えている。

【００４６】第２中間電極ＧＭ２は、厚い板状電極によ
って構成されている。この板状電極は、直径約３乃至６
ｍｍ程度の径大の３個の円形の電子ビーム通過孔を備え
ている。

【００４７】第７グリッドＧ７は、板状電極及び複数の
カップ状電極によって形成されている。第７グリッドＧ
７の第２中間電極ＧＭ２と対向する板状電極は、直径約
３乃至６ｍｍ程度の径大の３個の円形の電子ビーム通過
孔を備えている。また、この板状電極に隣接して配置さ
れた電極の端面は、水平方向Ｘに長軸を有する横長の３
個の非円形電子ビーム通過孔を備えている。この非円形
電子ビーム通過孔は、例えば水平方向Ｘを長軸とする長
円形状に形成されている。

【００４８】コンバージェンスカップＧ８は、第７グリ
ッドＧ７に溶接されている。コンバーゼンスカップＧ８
の端面は、直径約３乃至６ｍｍ程度の径大の３個の円形
の電子ビーム通過孔を備えている。

【００４９】第１グリッドＧ１は、第２グリッドＧ２と
の間の間隔が０．５ｍｍ以下の非常に狭い間隔で対向し
て配置されている。また、第２グリッドＧ２から第７グ
リッドＧ７は、０．５〜１ｍｍ程度の間隔でそれぞれ対
向して配置されている。

【００５０】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は、電子ビームを形成する電子ビーム形成部を形成す
る。第２グリッドＧ２、及び第３グリッドＧ３は、電子
ビーム形成部で形成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。

【００５１】第３グリッドＧ３、第４グリッドＧ４、及
び第５グリッドＧ５は、プリフォーカスレンズにより予
備集束された電子ビームをさらに集束するサブレンズを
形成する。第５グリッドＧ５、及び第６グリッドＧ６
は、電子ビームの偏向に同期して発生する４極子レンズ
を形成する。

【００５２】第５グリッド（第１フォーカス電極）Ｇ
５、第６グリッド（第２フォーカス電極）Ｇ６、第１中
間電極ＧＭ１、第２中間電極ＧＭ２、及び第７グリッド
（陽極）Ｇ７は、電子ビームを蛍光体スクリーン上に最
終的に集束する主レンズ部を形成する。この主レンズ部
は、重畳型及び拡張型を組み合わせたレンズ構成であ
る。

【００５３】図８に示すように、この主レンズ部は、第
５グリッドＧ５と、第６グリッドＧ６と第１中間電極Ｇ
Ｍ１とにより形成される主レンズ部の集束領域側に、３
電子ビームに対して共通に作用する電界レンズＬ１を有
している。この電界レンズＬ１は、第６グリッドＧ６及
び第１中間電極ＧＭ１のそれぞれの対向面に設けられた
外周電極によって形成される。

【００５４】また、この主レンズ部は、第２中間電極Ｇ
Ｍ２と陽極とにより形成される主レンズ部の発散領域側
に、３電子ビームに対して個別に作用する３つの電界レ
ンズＬ２を有している。これら電界レンズＬ２は、第２
中間電極ＧＭ２及び第７グリッドＧ７にそれぞれ形成さ
れた３電子ビームを個別に通過する電子ビーム通過孔に
よって形成される。

【００５５】また、これら電界レンズＬ２は、非軸対称
レンズである。すなわち、これら電界レンズＬ２は、第
７グリッドＧ７を構成する電極に形成された３電子ビー
ムを個別に通過する電子ビーム通過孔を水平方向に長軸
を有する非対称形状に形成したことによって形成され
る。これら電界レンズＬ２は、水平方向Ｘのレンズ動作
が相対的に集束作用を有するとともに、垂直方向Ｖのレ
ンズ動作が相対的に発散作用を有するように形成され
る。

【００５６】このように構成された主レンズ部は、軸上
電位分布を緩やかにすることができる。すなわち、図９
の（ｂ）に示すように、図９の（ａ）に示した従来の構
造と比較して、軸上電位分布の２次微分からわかるよう
に、軸上電位分布を緩やかにすることができる。このよ
うに、主レンズ部を重畳型レンズ及び拡張型レンズを組
み合わせて構成することにより、軸上電位分布が緩やか
に増加する大口径主レンズを形成することができる。そ
のうえ、集束領域側における軸上電位分布をさらに緩や
かな勾配とすることができるため、収差分の少ない大口
径レンズを実現することができる。

【００５７】また、一般的に、重畳型主レンズは、外周
電極を用いたことにより、負のアスティグ成分を有して
おり、この重畳型主レンズを通過した電子ビームは、水
平方向で集束不足となり、垂直方向で過集束となる。こ
れを補正するために、この実施の形態では、主レンズ部
の発散領域側に配置された第２中間電極ＧＭ２と第７グ
リッドＧ７との間で、３電子ビームに個別に作用する３
つの電界レンズを形成している。これらの３つの電界レ
ンズは、正のアスティグ成分を有し、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ように
形成される。

【００５８】このため、外周電極を設けた電極の電子ビ
ーム通過孔を極端に縦長にする必要がなくなる。すなわ
ち、外周電極を設けた電極の電子ビーム通過孔の水平方
向径を極端に小さくする必要がなく、この部分で電子ビ
ームが受ける局部的な収差を回避することができる。

【００５９】また、従来の電子銃構体では、ダイナミッ
クフォーカス電圧が印加される電極に隣接して中間電極
が配置された場合、電極間の静電容量により、ダイナミ
ックフォーカス電圧の交流成分の一部が中間電極に重畳
される。これに対して、この実施の形態によれば、ダイ
ナミックフォーカス電圧が印加される第６グリッドＧ６
と、これに隣接して配置された第１中間電極ＧＭ１は、
それぞれ互いの対向面に外周電極を備えている。

【００６０】このため、静電容量を形成する第６グリッ
ドＧ６の板面と第１中間電極ＧＭ１の板面との間隔が広
がる。したがって、第６グリッドＧ６と第１中間電極Ｇ
Ｍ１との間に形成される静電容量を小さくすることがで
き、ダイナミックフォーカス電圧の交流成分の一部が第
１中間電極ＧＭ１に重畳される減少を低減することがで
きる。

【００６１】このように、ダイナミックフォーカス電圧
の第１中間電極ＧＭ１への重畳率を低減することによ
り、主レンズ部の主面は、画面中央部に電子ビームを集
束する無偏向時と比較して画面周辺部に電子ビームを偏
向する偏向時に蛍光体スクリーン側に前進する。このた
め、偏向時における主レンズ部の倍率は、無偏向時より
小さくなり、画面周辺部におけるビームスポット径を改
善し、より小さくすることが可能となる。

【００６２】また、主レンズ部は、重畳型レンズ及び拡
張型レンズを組み合わせて構成し、主レンズ部の集束領
域側で３電子ビームに共通に作用する電界レンズを備
え、主レンズ部の発散領域側で３電子ビーム個別に作用
する複数の電界レンズを備えている。しかも、発散領域
側の複数の電界レンズは、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非軸対称レンズで
ある。

【００６３】このため、大口径の主レンズ部を構成する
ことが可能となり、電子ビームに対して水平方向に局部
的に作用する収差を低減することが可能となる。また、
主レンズ部の負のアスティグによる外周電極長の制限を
無くすことが可能となる。さらに、ダイナミックフォー
カス電圧の中間電極への重畳率を低減することが可能と
なり、画面全域において、良好なビームスポットを形成
することが可能となる。

【００６４】なお、上述した実施の形態では、図８に示
したように、第２中間電極ＧＭ２に外周電極を設けてい
ないが、図１０に示すように、第２中間電極ＧＭ２の第
１中間電極ＧＭ１との対向面側に外周電極ＧＭ２Ａを設
け、さらに、第１中間電極ＧＭ１は、第６グリッドＧ６
との対向面及び第２中間電極ＧＭ２との対向面にそれぞ
れ外周電極を設けても良い。このように構成することに
より、さらに大口径レンズを実現することが可能とな
る。

【００６５】また、上述した実施の形態では、第１中間
電極ＧＭ１と第４グリッドＧ４とを接続したが、これに
限らず、例えば、第２グリッドＧ２と第４グリッドＧ４
とを接続しても良い。

【００６６】さらに、上述した実施の形態では、主レン
ズ部に２つの中間電極を備え、重畳型レンズ及び拡張型
レンズを組み合わせて構成したが、これに限らず、例え
ば、中間電極を１つもしくは２つ以上備えて重畳型レン
ズ及び拡張型レンズを組み合わせて構成しても良い。さ
らに、通常のバイポテンシャル型の主レンズ、ユニポテ
ンシャル型の主レンズを有する電子銃構体であってもこ
の発明を適用することができる。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、蛍光体スクリーン全域における良好な画像特性を得
ることが可能な電子銃構体を備えた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、電子銃構体に適用される重畳型レンズ
の構成を概略的に示す図である。

【図２】図２は、電子銃構体に適用される拡張型レンズ
の構成を概略的に示す図である。

【図３】図３の（ａ）及び（ｂ）は、非斉一磁界による
ビームスポットの歪みを説明するための図である。

【図４】図４は、拡張型主レンズと４極子レンズとを組
み合わせた従来の電子銃構体の構成を概略的に示す図で
ある。

【図５】図５は、図４に示した従来の電子銃構体におけ
る主レンズ部の電位分布及び主レンズ部の主面の位置を
示す図である。

【図６】図６は、主レンズの倍率を説明するための光学
系である。

【図７】図７は、この発明の陰極線管装置の一実施の形
態に係るカラー陰極線管装置の構造を概略的に示す水平
断面図である。

【図８】図８は、図７に示した陰極線管装置に適用され
る電子銃構体の構造を概略的に示す水平断面図である。

【図９】図９の（ａ）は、従来の電子銃構体における主
レンズの軸上電位分布を示す図であり、図９の（ｂ）
は、図８に示した電子銃構体における主レンズ部の軸上
電位分布を示す図である。

【図１０】図１０は、図７に示した陰極線管装置に適用
される電子銃構体の他の構造を概略的に示す水平断面図
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（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…電子ビーム７…電子銃構体８…偏向ヨークＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…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Ｇ４…第４グリッドＧ５…第５グリッドＧ６…第６グリッドＧ６Ａ…外周電極ＧＭ１…第１中間電極ＧＭ１Ａ…外周電極ＧＭ２…第２中間電極Ｇ７…第７グリッドＧ８…コンバージェンスカップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の電子ビームを形成する電子ビーム形
成部と、前記電子ビーム形成部から発生された複数の電
子ビームを蛍光体スクリーン上に集束する主レンズ部
と、を有する電子銃構体と、前記電子銃構体から放出された複数の電子ビームを水平
方向及び垂直方向に偏向走査する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、前記主レンズ部は、電子ビームの進行方向に沿って順に
配置された、第１レベルのフォーカス電圧が印加される
フォーカス電極と、前記第１レベル以上の第２レベルの
電圧が印加される少なくとも１つの中間電極と、前記第
２レベルより高い第３レベルの陽極電圧が印加される陽
極と、によって形成され、前記主レンズ部は、前記フォーカス電極と少なくとも１
つの前記中間電極とにより形成される前記主レンズ部の
集束領域側で、複数の電子ビームに対して共通に作用す
る電界レンズを有し、少なくとも１つの前記中間電極と
前記陽極とにより形成される前記主レンズ部の発散領域
側で、各電子ビームに対して個別に作用する複数の電界
レンズを有することを特徴とする陰極線管装置。
【請求項２】前記フォーカス電極及び前記中間電極の少
なくとも一方の電極は、その対向面に、複数の電子ビー
ムを共通に通過する開口部を形成するための外周電極を
有する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】前記中間電極及び前記陽極は、その対向面
に各電子ビームを個別に通過する複数の電子ビーム通過
孔を有する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４】前記陽極に形成された複数の電子ビーム通
過孔は、水平方向に長軸を有する非対称形状に形成され
たことを特徴とする請求項３に記載の陰極線管装置。
【請求項５】前記主レンズ部の発散領域側に形成される
複数の電界レンズは、非軸対称レンズであることを特徴
とする請求項１に記載の陰極線管装置。
【請求項６】前記非軸対称レンズは、水平方向のレンズ
動作が相対的に集束作用を有するとともに、垂直方向の
レンズ動作が相対的に発散作用を有することを特徴とす
る請求項５に記載の陰極線管装置。
【請求項７】前記主レンズ部は、電子ビームの進行方向
に沿って順に配置された、フォーカス電極、第１中間電
極、第２中間電極、及び陽極によって構成され、複数の電子ビームに対して共通に作用する前記電界レン
ズは、前記フォーカス電極と前記第１中間電極とによっ
て形成され、各電子ビームに対して個別に作用する複数
の前記電界レンズは、前記第２中間電極と前記陽極とに
よって形成される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８】前記少なくとも１つの中間電極は、前記電
子銃構体近傍に具備された抵抗器に接続され、前記陽極
に印加される陽極電圧を抵抗分割した電圧が印加される
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９】前記フォーカス電極は、基準電圧が印加さ
れる第１フォーカス電極と、基準電圧に前記偏向磁界に
同期して変動する交流成分を重畳したダイナミックフォ
ーカス電圧が印加される第２フォーカス電極とを有する
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１０】前記フォーカス電極、及びこれに隣接す
る前記中間電極は、互いに対向するそれぞれの対向面
に、複数の電子ビームを共通に通過する開口部を形成す
るための外周電極を有することを特徴とする請求項９に
記載の陰極線管装置。