JP2002329465A

JP2002329465A - 陰極線管装置

Info

Publication number: JP2002329465A
Application number: JP2001132942A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Takegawa; 勉武川; Hirobumi Ueno; 博文上野
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Development and Engineering Corp
Priority date: 2001-04-27
Filing date: 2001-04-27
Publication date: 2002-11-15

Abstract

(57)【要約】【課題】電子銃構体のレンズ倍率を変更可能とし、しか
も高輝度を要求される表示モードと高解像度を要求され
る表示モードとにおいて良好な画像を表示することが可
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】この陰極線管装置における電子銃構体１０
７は、電子ビーム発生部と主レンズとの間に配置された
２個の補助レンズを有している。第１補助レンズは、第
３グリッドＧ３乃至第５グリッドＧ５によって構成さ
れ、第２補助レンズは、第５グリッドＧ５乃至第７グリ
ッドＧ７によって構成される。第１補助レンズ及び第２
補助レンズを構成する第４グリッドＧ４及び第６グリッ
ドＧ６に印加される電圧は、モード切換回路１２０によ
って制御される。これにより、これらの補助レンズは、
それぞれのレンズ強度が変更可能に構成され、且つ、そ
れぞれのレンズ強度の変化が互いに逆となる。

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、高輝度な動画表示モードと、高解像度なキ
ャラクタ表示モードとを両立するカラー陰極線管装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カラー陰極線管は、同一水平面
上を通るセンタービームおよび一対のサイドビームから
なる水平方向に一列配置された３電子ビームを放出する
インライン型電子銃構体と、これら３電子ビームを水平
方向及び垂直方向に偏向する非斉一偏向磁界を発生する
偏向ヨークとを備えている。電子銃構体から放出された
３電子ビームは、偏向ヨークの発生する非斉一偏向磁界
により、蛍光体スクリーンに向けて自己集中されつつ、
蛍光体スクリーン上の対応する蛍光体層に集束される。
これにより、蛍光体スクリーン上に、カラー画像が表示
される。

【０００３】３電子ビームを放出する電子銃構体とし
て、バイポテンシャル型の電子銃構体がある。この電子
銃構体は、図５に示すように、一列配置の３個のカソー
ドＫと、蛍光体スクリーン方向に順次配置された一体に
支持された構造の第１乃至第４グリッドＧ１乃至Ｇ４と
を備えている。各グリッドＧ１乃至Ｇ４は、それぞれ一
列配置の３個のカソードＫに対応して３個の電子ビーム
通過孔を有している。

【０００４】この電子銃構体では、カソードＫには約１
００乃至２００Ｖの電圧が印加され、第１グリッドＧ１
は、接地されている。第２グリッドＧ２には、約５００
乃至１０００Ｖの電圧が印加される。第３グリッドＧ３
には、約６乃至１０ｋＶのフォーカス電圧が印加され
る。第４には、約２５乃至３５ｋＶの陽極電圧が印加さ
れる。

【０００５】電子ビーム発生部は、カソードＫ、第１グ
リッドＧ１、及び第２グリッドＧ２によって構成され、
電子ビームを発生し、かつ主レンズに対する物点を形成
する。プリフォーカスレンズは、第２グリッドＧ２、及
び第３グリッドＧ３によって構成され、電子ビーム発生
部から放出された電子ビームを予備集束する。主レンズ
は、第３グリッドＧ３、及び第４グリッドＧ４によって
構成され、プリフォーカスレンズによって予備集束され
た電子ビームを、最終的に蛍光体スクリーン上に集束す
る。

【０００６】ところで、陰極線管装置は、様々な用途に
使用されており、用途によって求められる特性も異な
る。例えば、主に動画を表示するテレビ用陰極線管装置
には、高輝度であることが要求される。また、主にキャ
ラクタを表示するディスプレイモニタ用陰極線管装置に
は、高解像度であることが要求される。これらの陰極線
管装置には、それぞれ備える電子銃構体に要求される特
性が異なっており、用途に応じた最適な設計が必要とな
る。

【０００７】一般に、高輝度を実現するためには、高い
カソード電流が必要であり、高解像度を実現するために
は、蛍光体スクリーン上におけるビームスポットの径を
小さくする必要がある。

【０００８】これらの特性に対して、第１グリッドに形
成された電子ビーム通過孔の寸法が大きな影響を与え
る。すなわち、第１グリッドの電子ビーム通過孔の孔径
を大きくした場合、高いカソード電流が得られるように
なる。同時に、電子ビーム発生部で形成される物点の径
が拡大し、蛍光体スクリーン上でのビームスポット径が
拡大する。また、第１グリッドの電子ビーム通過孔の孔
径を小さくした場合には、カソード電流が低くなり、物
点径が縮小し、ビームスポット径が縮小する。

【０００９】したがって、テレビ用陰極線管装置に適用
される電子銃構体は、第１グリッドの電子ビーム通過孔
径を比較的大きめに選択することになる。このため、蛍
光体スクリーン上でのビームスポットは、相対的に大き
くなり、輝度も向上する。したがって、主に動画を表示
するテレビ用陰極線管装置では、十分な輝度が得られて
特に問題ないが、主にキャラクタを表示するディスプレ
イモニタ用陰極線管装置では、解像度が不足する。

【００１０】一方、ディスプレイモニタ用陰極線管装置
に適用される電子銃構体は、第１グリッドの電子ビーム
通過孔径を比較的小さめに選択することになる。このた
め、蛍光体スクリーン上でのビームスポットは、相対的
に小さくなり、輝度も低下する。したがって、ディスプ
レイモニタ用陰極線管装置では、十分な解像度が得られ
て特に問題ないが、テレビ用陰極線管装置では、輝度が
不足する。

【００１１】近年、パーソナルコンピュータやインター
ネットの普及に伴い、テレビ用陰極線管装置でのキャラ
クタ表示や、ディスプレイモニタ用陰極線管装置でのテ
レビ画面表示といった用途が生じ、これに対応するため
に、高輝度と高解像度とを両立した陰極線管の実現が要
求されている。しかしながら、上述したように、従来の
陰極線管装置に適用される電子銃構体は、高輝度と高解
像度とを同時に満足することは困難である。

【００１２】この問題は、レンズ倍率を可変することに
よって解決することができる。すなわち、高輝度を得る
ことに伴って拡大するビームスポット径を、キャラクタ
表示の際には、レンズ倍率を下げることで縮小すること
ができ、同時に高解像度を得ることが可能となる。

【００１３】しかしながら、従来の電子銃構体では、機
械的寸法によってレンズ倍率が決定されるため、レンズ
倍率を自由に変更することができない。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、陰極
線管装置は、様々な用途に使用されており、用途によっ
て電子銃構体に求められる特性が異なる。このため、用
途に応じた設計が必要であり、例えば、テレビ用陰極線
管装置に要求される高輝度と、ディスプレイモニタ用陰
極線管装置に適用される高解像度とを両立することは困
難である。

【００１５】このような問題に対して、レンズ倍率を可
変することによって解決することができるが、電子銃構
体のレンズ倍率は、その機械的寸法で決定されるため、
自由に変更することは困難である。

【００１６】この発明は、これら上記問題点を解決する
ために、電子銃構体のレンズ倍率を変更可能とし、しか
も高輝度を要求される表示モードと高解像度を要求され
る表示モードとにおいて良好な画像を表示することが可
能な陰極線管装置を提供することを目的とする。

【００１７】

【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、電
子ビームを発生する電子ビーム発生部と、前記電子ビー
ム発生部から発生された電子ビームを予備集束する補助
レンズと、前記補助レンズによって予備集束された電子
ビームを最終的に蛍光体スクリーン上に集束する主レン
ズと、を含む電子銃構体を備えた陰極線管装置におい
て、前記電子銃構体は、前記電子ビーム発生部と前記主
レンズとの間に配置された少なくとも２個の前記補助レ
ンズを有し、前記補助レンズは、それぞれのレンズ強度
が変更可能に構成され、且つ、１つの前記補助レンズに
おけるレンズ強度の変化は、他の補助レンズにおけるレ
ンズ強度の変化と互いに逆となることを特徴とする。

【００１８】

【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。

【００１９】図１に示すように、この発明の陰極線管装
置、すなわちカラー陰極線管装置は、水平方向Ｈに一列
配置された３電子ビームを放出するインライン型電子銃
構体を備えた、いわゆるインライン型カラー陰極線管装
置１００である。このインライン型カラー陰極線管装置
１００は、パネル１０１と、ネック１０５と、パネル１
０１とネック１０５とを一体に接合するファンネル１０
２と、からなる外囲器を有している。

【００２０】パネル１０１は、略矩形状に形成され、そ
の内面に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）にそれぞれ発
光するストライプ状あるいはドット状の３色蛍光体層及
びメタルバック層からなる蛍光体スクリーン１０３を備
えている。また、このカラー陰極線管装置１００は、蛍
光体スクリーン１０３に対向する位置に所定の間隔をお
いて装着されたシャドウマスク１０４を有している。こ
のシャドウマスク１０４は、その内側に、電子ビームを
通過させるための多数のアパーチャを有している。

【００２１】ネック１０５は、管軸Ｚに一致する中心軸
を有する略円筒状に形成され、その内径の断面形状は略
円形である。このネック１０５は、その内部に、同一水
平面上を通る一列配置された３電子ビーム１０６Ｂ、１
０６Ｇ、１０６Ｒを放出する電子銃構体１０７、いわゆ
るインライン型電子銃構体を備えている。これら３電子
ビーム１０６Ｇ、１０６Ｂ、１０６Ｒは、水平方向Ｈに
一列配置され、管軸方向Ｚに平行な方向に沿って放出さ
れる。

【００２２】３電子ビームのうち、センタービームとし
ての電子ビーム１０６Ｇは、ネック１０５の中心軸に最
も近接した軌道を進行する。また、一対のサイドビーム
としての電子ビーム１０６Ｂ、１０６Ｒは、センタービ
ーム１０６Ｇの両サイドの軌道を進行する。

【００２３】この電子銃構体１０７は、これら３電子ビ
ーム１０６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）をそれぞれ蛍光体スクリーン
１０３に向けてコンバージェンスすると同時に、３電子
ビームを蛍光体スクリーン１０３上にフォーカスする。

【００２４】また、このカラー陰極線管装置１００は、
ファンネル１０２の外側に装着された偏向ヨーク１０８
と、ファンネル１０２の外側に形成された図示しない外
部導電膜と、ファンネル１０２からネック１０５の一部
にわたる内面に被着形成された図示しない内部導電膜
と、を有している。この内部導電膜は、陽極電圧を供給
する陽極端子に導通されている。

【００２５】偏向ヨーク１０８は、電子銃構体１０７か
ら放出された３電子ビーム１０６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を偏向
するための非斉一磁界を形成する。この非斉一磁界は、
水平偏向コイルによって形成されるピンクッション型の
水平偏向磁界、及び垂直偏向コイルによって形成される
バレル型の垂直偏向磁界によって形成される。

【００２６】このような構造のカラー陰極線管装置１０
０では、電子銃構体１０７から放出された３電子ビーム
１０６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、偏向装置１０８によって発生
された非斉一磁界により、セルフコンバージェンスしな
がら偏向され、シャドウマスク１０４を介して蛍光体ス
クリーン１０３を水平方向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。

【００２７】このカラー陰極線管装置１００に適用され
る電子銃構体１０７は、図２に示すように、水平方向Ｈ
に一列配置された３個のカソードＫＢ、ＫＧ、ＫＲと、
これらのカソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を個別に加熱する図
示しない３個のヒータと、これらカソードＫ（Ｒ、Ｇ、
Ｂ）から蛍光体スクリーン１０３に向かう管軸方向Ｚに
所定間隔をおいて順次配置された第１グリッドＧ１乃至
第８グリッドＧ８と、を備えている。これらカソードＫ
（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及び各グリッドは、一対の絶縁支持体に
よって一体に支持されている。

【００２８】また、この駆動回路側には、表示モードに
応じて第４グリッドＧ４及び第６グリッドＧ６に印加す
る電圧を選択的に切り換えるモード切換回路１２０を備
えている。

【００２９】第１グリッドＧ１、及び第２グリッドＧ２
は、板状電極によって構成され、それぞれの板面に、水
平方向Ｈに一列配置された３個のカソードＫ（Ｒ、Ｇ、
Ｂ）に対応して、直径約０．６ｍｍの３個の略円形の電
子ビーム通過孔を有している。第１グリッドＧ１の板厚
は、約０．１ｍｍであり、第２グリッドＧ２の板厚は、
約０．４ｍｍである。

【００３０】第３グリッドＧ３、第５グリッドＧ５、第
７グリッドＧ７、及び第８グリッドＧ８は、筒状電極に
よって構成されている。これらの各グリッドは、それぞ
れの電極のカソードＫ側及び蛍光体スクリーン側の両端
面に、水平方向Ｈに一列配置された３個のカソードＫ
（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対応して、３個の略円形の電子ビーム
通過孔を有している。

【００３１】また、第４グリッドＧ４、及び第６グリッ
ドＧ６は、板状電極または筒状電極によって構成されて
いる。これらの各グリッドは、それぞれの電極の板面
に、水平方向Ｈに一列配置された３個のカソードＫ
（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対応して３個の略円形の電子ビーム通
過孔を有している。

【００３２】すなわち、第３グリッドＧ３は、その第２
グリッドＧ２との対向面に直径約１．５ｍｍの電子ビー
ム通過孔を有しているとともに、その第４グリッドＧ４
との対向面に直径約５．０ｍｍの電子ビーム通過孔を有
している。

【００３３】第４グリッドＧ４は、直径約５．０ｍｍの
電子ビーム通過孔を有している。

【００３４】第５グリッドＧ５は、その第４グリッドＧ
４との対向面に直径約５．０ｍｍの電子ビーム通過孔を
有しているとともに、その第６グリッドＧ６との対向面
に直径約５．０ｍｍの電子ビーム通過孔を有している。

【００３５】第６グリッドＧ６は、直径約５．０ｍｍの
電子ビーム通過孔を有している。

【００３６】第７グリッドＧ７は、その第６グリッドＧ
６との対向面に直径約５．０ｍｍの電子ビーム通過孔を
有しているとともに、その第８グリッドＧ８との対向面
に直径約５．０ｍｍの電子ビーム通過孔を有している。

【００３７】第８グリッドＧ８は、その第７グリッドＧ
７との対向面に直径約５．０ｍｍの電子ビーム通過孔を
有しているとともに、その蛍光体スクリーン側の端面に
直径約５．０ｍｍの電子ビーム通過孔を有している。

【００３８】カソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と第１グリッド
Ｇ１との間隔は、約０．１ｍｍである。第１グリッドＧ
１と第２グリッドＧ２との間隔は、約０．２ｍｍであ
る。第２グリッドＧ２と第３グリッドＧ３との間隔は、
約１．０ｍｍである。

【００３９】この電子銃構体１０７では、カソード及び
各グリッドに、以下のように電圧が印加されている。

【００４０】すなわち、カソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に
は、約１００乃至２００Ｖの固定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、約５００〜８００Ｖの電圧が印加されてい
る。

【００４１】第３グリッドＧ３、第５グリッドＧ５、及
び第７グリッドＧ７は、管内で電気的に接続されてい
る。これらのグリッドには、約８ｋＶの固定電圧すなわ
ちフォーカス電圧Ｖｆが印加されている。

【００４２】第４グリッドＧ４には、カソード電流の高
低に応じて約０乃至２ｋＶの直流電圧が印加される。ま
た、第６グリッドＧ６には、カソード電流の高低に応じ
て約０乃至２ｋＶの直流電圧が印加される。これら、第
４グリッドＧ４及び第６グリッドＧ６に印加される電圧
は、モード切換回路１２０によって選択的に設定され
る。

【００４３】第８グリッドＧ８は、約３０ｋＶの高電圧
すなわち陽極電圧Ｖａが印加されている。

【００４４】上述したような電圧を印加することによ
り、カソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、第１グリッドＧ１、及
び第２グリッドＧ２は、３電子ビームを発生し、かつ後
述する主レンズに対する物点を形成する電子ビーム発生
部すなわち３極部を構成する。第２グリッドＧ２、及び
第３グリッドＧ３は、電子ビーム発生部から発生した３
電子ビームを予備集束するプリフォーカスレンズを構成
する。

【００４５】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って
予備集束された３電子ビームをさらに予備集束する第１
補助レンズＳＬ１を構成する。第５グリッドＧ５、第６
グリッドＧ６、及び第７グリッドＧ７は、第１補助レン
ズＳＬ１によって予備集束された３電子ビームをさらに
予備集束する第２補助レンズＳＬ２を構成する。

【００４６】第７グリッドＧ７、及び第８グリッドＧ８
は、第２補助レンズＳＬ２によって予備集束された３電
子ビームを最終的に蛍光体スクリーン１０３上に集束す
る主レンズを構成する。

【００４７】次に、上述した電子銃構体１０７における
第１補助レンズＳＬ１及び第２補助レンズＳＬ２のレン
ズ作用について説明する。

【００４８】一般に、電子銃構体１０７におけるレンズ
倍率Ｍは、次の式で表される。

【００４９】Ｍ＝（αｏ／αｉ）×（Ｖｆ／Ｖａ）^１／２ …（１）ここで、αｏは、物点からの電子ビーム出射角であり、
αｉは、蛍光体スクリーン１０３への電子ビーム入射角
である。Ｖｆは、フォーカス電圧であり、Ｖａは、陽極
電圧である。この式（１）から、フォーカス電圧Ｖｆと
陽極電圧Ｖａとが一定であれば、レンズ倍率Ｍは、電子
ビームの出射角αｏと入射角αｉのみで決定されること
が分かる。

【００５０】この発明は、上述した式（１）の中で蛍光
体スクリーンへの電子ビームの入射角αｉを変更するこ
とによってレンズ倍率Ｍを変更可能に構成したものであ
る。

【００５１】すなわち、図３の（ａ）乃至（ｃ）に示す
ように、電子ビーム発生部における物点と、主レンズＭ
Ｌとの間において、物点側に第１補助レンズＳＬ１が配
置され、主レンズＭＬ側に第２補助レンズＳＬ２が配置
されている。ここでは、プリフォーカスレンズの作用に
ついては図示せず、物点から出射された電子ビームは、
第１補助レンズＳＬ１、第２補助レンズＳＬ２、及び主
レンズＭＬによって集束され、蛍光体スクリーン１０３
上に到達するものとする。

【００５２】まず、図３の（ａ）は、第１補助レンズＳ
Ｌ１のみが形成され、第２補助レンズＳＬ２が形成され
ないように構成した状態を示す。このとき、レンズ倍率
Ｍａは、以下の式で表される。

【００５３】Ｍａ＝（αｏ／αｉａ）×（Ｖｆ／Ｖａ）^１／２ …（２）このとき、主レンズＭＬから見た仮想物点位置は、図３
の（ａ）におけるｏｖの位置にある。

【００５４】図３の（ａ）に示した状態は、相対的にレ
ンズ倍率Ｍａが大きく、高輝度であることが要求される
主に動画を表示する場合に最適であり、高カソード電流
で駆動される場合に有効である。

【００５５】続いて、図３の（ｂ）は、図３の（ａ）に
示した状態と比較して、第１補助レンズＳＬ１のレンズ
強度が弱く、第２補助レンズＳＬ２のレンズ強度が強く
なるように構成した状態を示す。ここでは、第２補助レ
ンズＳＬ２のレンズ強度は、第１補助レンズＳＬ１のレ
ンズ強度が弱まった分を補い、主レンズＭＬから見た仮
想物点位置をｏｖに維持するように設定されている。

【００５６】これにより、像点の位置が変化しないた
め、フォーカス電圧Ｖｆを変更する必要がなく、一定の
値に維持できる。このときのレンズ倍率Ｍｂは、以下の
式で表される。

【００５７】Ｍｂ＝（αｏ／αｉｂ）×（Ｖｆ／Ｖａ）^１／２ …（３）ここでは、図３の（ａ）及び（ｂ）に示すように、αｉ
ｂは、αｉａより大きくなる。したがって、図３の
（ｂ）に示した状態におけるレンズ倍率Ｍｂは、図３の
（ａ）に示した状態におけるレンズ倍率Ｍａと比較して
小さくなる。

【００５８】続いて、図３の（ｃ）は、第２補助レンズ
ＳＬ２のみが形成され、第１補助レンズＳＬ１が形成さ
れないように構成した状態を示す。ここでは、第２補助
レンズＳＬ２のレンズ強度は、主レンズＭＬから見た仮
想物点位置をｏｖに維持するように設定されている。こ
のとき、レンズ倍率Ｍｃは、以下の式で表される。

【００５９】Ｍｃ＝（αｏ／αｉｃ）×（Ｖｆ／Ｖａ）^１／２ …（４）ここでは、図３の（ｂ）及び（ｃ）に示すように、αｉ
ｃは、αｉｂより大きくなる。したがって、図３の
（ｃ）に示した状態におけるレンズ倍率Ｍｃは、図３の
（ｂ）に示した状態におけるレンズ倍率Ｍｂと比較して
小さくなる。

【００６０】すなわち、αｉａ＜αｉｂ＜αｉｃとなる
ことから、それぞれのレンズ倍率は、Ｍａ＞Ｍｂ＞Ｍｃ
となる。このとき、主レンズＭＬの強度は一定であり、
フォーカス電圧Ｖｆ及び陽極電圧Ｖａを一定に維持する
ことが可能となる。

【００６１】図３の（ｃ）に示した状態は、相対的にレ
ンズ倍率Ｍａが小さく、高解像度であることが要求され
る主にキャラクタを表示する場合に最適であり、低カソ
ード電流で駆動される場合に有効である。

【００６２】これにより、主レンズＭＬの強度を変えず
に、第１補助レンズＳＬ１及び第２補助レンズＳＬ２そ
れぞれのレンズ強度を変更することにより、電子銃構体
１０７におけるレンズ倍率Ｍを変更することが可能とな
る。

【００６３】このように、高輝度を実現するために高カ
ソード電流を得られるように構成しながら、レンズ倍率
Ｍを相対的に小さくするように２つの補助レンズのレン
ズ強度を組み合わせることにより、低カソード電流動作
の際の蛍光体スクリーン上におけるビームスポットを小
さくすることができる。したがって、高輝度と高解像度
とを両立することが可能となる。

【００６４】このため、高輝度であることが要求される
テレビ用途など主に動画を表示する場合、及び高解像度
であることが要求されるディスプレイモニタ用途など主
にキャラクタを表示する場合、ともに、良好な画像を表
示することが可能となる。

【００６５】また、フォーカス電圧を維持することがで
きるため、レンズ倍率の変更ごとにフォーカス電圧を再
調整する必要がなく、特別なフォーカス電圧供給装置を
必要としないという効果もある。

【００６６】ところで、図２に示したような構成の電子
銃構体１０７においては、第４グリッドＧ４に印加され
る電圧を、モード切換回路１２０により第３グリッドＧ
３及び第５グリッドＧ５に印加される電圧よりも低くし
た場合、第３グリッドＧ３及び第５グリッドＧ５と、第
４グリッドＧ４との電位差が大きくなり、第３グリッド
Ｇ３乃至第５グリッドＧ５によって第１補助レンズＳＬ
１が形成される。

【００６７】一方、モード切換回路１２０により第６グ
リッドＧ６に印加される電圧を、第５グリッドＧ５及び
第７グリッドＧ７に印加される電圧と同等にした場合、
第５グリッドＧ５及び第７グリッドＧ７と、第６グリッ
ドＧ６との間の電位差が０であり、第５グリッドＧ５乃
至第７グリッドＧ７による第２補助レンズＳＬ２は形成
されない。

【００６８】これは、上述した図３の（ａ）に示す状態
と同様である。

【００６９】なお、この実施の形態では、第４グリッド
Ｇ４及び第６グリッドＧ６には、０乃至２ｋＶの電圧が
印加され、第３グリッドＧ３、第５グリッドＧ５、及び
第７グリッドＧ７には、８ｋＶの電圧が印加されてい
る。

【００７０】したがって、例えば、第４グリッドＧ４に
印加される電圧０ｋＶとし、第６グリッドＧ６に印加さ
れる電圧を２ｋＶとした場合、第３グリッドＧ３及び第
５グリッドＧ５と、第４グリッドＧ４との電位差（８ｋ
Ｖ）が相対的に大きくなり、また、第５グリッドＧ５及
び第７グリッドＧ７と、第６グリッドＧ６との電位差
（６ｋＶ）が相対的に小さくなる。

【００７１】したがって、第３グリッドＧ３乃至第５グ
リッドＧ５によって形成される第１補助レンズＳＬ１の
レンズ強度が相対的に強くなり、第５グリッドＧ５乃至
第７グリッドＧ７によって形成される第２補助レンズＳ
Ｌ２のレンズ強度が相対的に弱くなる。これによって、
上述した図３の（ａ）に示す状態とほぼ同等となり、上
述した場合と同様の効果が得られる。

【００７２】続いて、図２に示したような構成の電子銃
構体１０７において、モード切換回路１２０により第４
グリッドＧ４に印加される電圧を高くした場合、第３グ
リッドＧ３及び第５グリッドＧ５と、第４グリッドＧ４
との電位差が小さくなり、第３グリッドＧ３乃至第５グ
リッドＧ５によって形成される第１補助レンズＳＬ１の
レンズ強度が相対的に弱くなる。

【００７３】一方、モード切換回路１２０により第６グ
リッドＧ６に印加される電圧を低くした場合、第５グリ
ッドＧ５及び第７グリッドＧ７と、第６グリッドＧ６と
の間の電位差が大きくなり、第５グリッドＧ５乃至第７
グリッドＧ７によって形成される第２補助レンズＳＬ２
のレンズ強度が相対的に強くなる。

【００７４】このとき、第４グリッドＧ４と第６グリッ
ドＧ６とに印加される電圧は、フォーカス電圧を維持す
るように設定される。

【００７５】これは、上述した図３の（ｂ）に示す状態
と同様である。

【００７６】なお、この実施の形態では、例えば、第４
グリッドＧ４に印加される電圧１ｋＶとし、第６グリッ
ドＧ６に印加される電圧を１ｋＶとした場合、第３グリ
ッドＧ３及び第５グリッドＧ５と、第４グリッドＧ４と
の電位差（７ｋＶ）が相対的に小さくなり、また、第５
グリッドＧ５及び第７グリッドＧ７と、第６グリッドＧ
６との電位差（７ｋＶ）が相対的に大きくなる。

【００７７】したがって、先に説明した例と比較して、
第３グリッドＧ３乃至第５グリッドＧ５によって形成さ
れる第１補助レンズＳＬ１のレンズ強度が相対的に弱く
なり、第５グリッドＧ５乃至第７グリッドＧ７によって
形成される第２補助レンズＳＬ２のレンズ強度が相対的
に強くなる。これによって、上述した図３の（ｂ）に示
す状態とほぼ同等となり、上述した場合と同様の効果が
得られる。このとき、上述したように、図３の（ａ）に
示した状態と比較してレンズ倍率が低下することにな
る。

【００７８】続いて、図２に示したような構成の電子銃
構体１０７において、モード切換回路１２０により第４
グリッドＧ４に印加される電圧をさらに高くした場合、
第３グリッドＧ３及び第５グリッドＧ５と、第４グリッ
ドＧ４との電位差がさらに小さくなり、第３グリッドＧ
３乃至第５グリッドＧ５によって形成される第１補助レ
ンズＳＬ１のレンズ強度が相対的にさらに弱くなる。

【００７９】一方、モード切換回路１２０により第６グ
リッドＧ６に印加される電圧をさらに低くした場合、第
５グリッドＧ５及び第７グリッドＧ７と、第６グリッド
Ｇ６との間の電位差がさらに大きくなり、第５グリッド
Ｇ５乃至第７グリッドＧ７によって形成される第２補助
レンズＳＬ２のレンズ強度が相対的にさらに強くなる。

【００８０】このとき、第４グリッドＧ４と第６グリッ
ドＧ６とに印加される電圧は、フォーカス電圧を維持す
るように設定される。

【００８１】これは、上述した図３の（ｃ）に示す状態
と同様である。

【００８２】なお、この実施の形態では、例えば、第４
グリッドＧ４に印加される電圧２ｋＶとし、第６グリッ
ドＧ６に印加される電圧を０ｋＶとした場合、第３グリ
ッドＧ３及び第５グリッドＧ５と、第４グリッドＧ４と
の電位差（６ｋＶ）が相対的に小さくなり、また、第５
グリッドＧ５及び第７グリッドＧ７と、第６グリッドＧ
６との電位差（８ｋＶ）が相対的に大きくなる。

【００８３】したがって、先に説明した例と比較して、
第３グリッドＧ３乃至第５グリッドＧ５によって形成さ
れる第１補助レンズＳＬ１のレンズ強度が相対的にさら
に弱くなり、第５グリッドＧ５乃至第７グリッドＧ７に
よって形成される第２補助レンズＳＬ２のレンズ強度が
相対的にさらに強くなる。これによって、上述した図３
の（ｃ）に示す状態とほぼ同等となり、上述した場合と
同様の効果が得られる。このとき、上述したように、図
３の（ｂ）に示した状態と比較してレンズ倍率が低下す
ることになる。

【００８４】上述したような構成により、電子ビーム発
生部と主レンズとの間に配置された第１補助レンズと第
２補助レンズとのそれぞれのレンズ強度を種々組み合わ
せることにより、主レンズＭＬの強度を変えずに、電子
銃構体のレンズ倍率を自由に変更することが可能とな
る。したがって、高カソード電流の場合と、低カソード
電流の場合とで、レンズ倍率をそれぞれ最適に設定する
ことにより、高輝度テレビ用画面表示と、高解像度キャ
ラクタ用画面表示とにおいて、良好な画像を表示するこ
とが可能となる。

【００８５】次に、この発明の他の実施の形態について
説明する。

【００８６】このカラー陰極線管装置１００に適用され
る他の電子銃構体１０７は、図４に示すように、水平方
向Ｈに一列配置された３個のカソードＫＢ、ＫＧ、ＫＲ
と、これらのカソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を個別に加熱す
る図示しない３個のヒータと、これらカソードＫ（Ｒ、
Ｇ、Ｂ）から蛍光体スクリーン１０３に向かう管軸方向
Ｚに所定間隔をおいて順次配置された第１グリッドＧ１
乃至第６グリッドＧ６と、を備えている。これらカソー
ドＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）及び各グリッドは、一対の絶縁支持
体によって一体に支持されている。

【００８７】また、この電子銃構体１０７は、表示モー
ドに応じて第４グリッドＧ４に印加する電圧を選択的に
切り換えるモード切換回路１２０を備えている。

【００８８】第１グリッドＧ１、及び第２グリッドＧ２
は、板状電極によって構成され、それぞれの板面に、水
平方向Ｈに一列配置された３個のカソードＫ（Ｒ、Ｇ、
Ｂ）に対応して、直径約０．６ｍｍの３個の略円形の電
子ビーム通過孔を有している。第１グリッドＧ１の板厚
は、約０．１ｍｍであり、第２グリッドＧ２の板厚は、
約０．４ｍｍである。

【００８９】第３グリッドＧ３、第４グリッドＧ４、第
５グリッドＧ５、及び、第６グリッドＧ６は、筒状電極
によって構成されている。これらの各グリッドは、それ
ぞれの電極のカソードＫ側及び蛍光体スクリーン側の両
端面に、水平方向Ｈに一列配置された３個のカソードＫ
（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対応して、３個の略円形の電子ビーム
通過孔を有している。

【００９０】すなわち、第３グリッドＧ３は、その第２
グリッドＧ２との対向面に直径約１．５ｍｍの電子ビー
ム通過孔を有しているとともに、その第４グリッドＧ４
との対向面に直径約３．０ｍｍの電子ビーム通過孔を有
している。第４グリッドＧ４は、その第３グリッドＧ３
との対向面に直径約３．０ｍｍの電子ビーム通過孔を有
しているとともに、その第５グリッドＧ５との対向面に
直径約５．０ｍｍの電子ビーム通過孔を有している。

【００９１】第５グリッドＧ５は、その第４グリッドＧ
４との対向面に直径約５．０ｍｍの電子ビーム通過孔を
有しているとともに、その第６グリッドＧ６との対向面
に直径約５．０ｍｍの電子ビーム通過孔を有している。
第６グリッドＧ６は、その第５グリッドＧ５との対向面
に直径約５．０ｍｍの電子ビーム通過孔を有していると
ともに、その蛍光体スクリーン側の端面に直径約５．０
ｍｍの電子ビーム通過孔を有している。

【００９２】カソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と第１グリッド
Ｇ１との間隔は、約０．１ｍｍである。第１グリッドＧ
１と第２グリッドＧ２との間隔は、約０．２ｍｍであ
る。第２グリッドＧ２と第３グリッドＧ３との間隔は、
約１．０ｍｍである。

【００９３】この電子銃構体１０７では、カソード及び
各グリッドに、以下のように電圧が印加されている。

【００９４】すなわち、カソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に
は、約１００乃至２００Ｖの固定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、約５００〜８００Ｖの電圧が印加されてい
る。

【００９５】第３グリッドＧ３には、約６ｋＶの固定電
圧が印加されている。第５グリッドＧ５には、約８ｋＶ
の固定電圧すなわちフォーカス電圧Ｖｆが印加されてい
る。第６グリッドＧ６には、約３０ｋＶの固定電圧すな
わち陽極電圧Ｖａが印加されている。

【００９６】第４グリッドＧ４には、第３グリッドＧ３
の印加電圧以上であって、第５グリッドＧ５の印加電圧
以下の直流電圧がモード切換回路１２０の制御によりカ
ソード電流の大小に応じて選択的に印加される。

【００９７】上述したような電圧を印加することによ
り、カソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、第１グリッドＧ１、及
び第２グリッドＧ２は、３電子ビームを発生し、かつ後
述する主レンズに対する物点を形成する電子ビーム発生
部すなわち３極部を構成する。第２グリッドＧ２、及び
第３グリッドＧ３は、電子ビーム発生部から発生した３
電子ビームを予備集束するプリフォーカスレンズを構成
する。

【００９８】第３グリッドＧ３、及び、第４グリッドＧ
４は、プリフォーカスレンズによって予備集束された３
電子ビームをさらに予備集束する第１補助レンズＳＬ１
を構成する。第４グリッドＧ４、及び第５グリッドＧ５
は、第１補助レンズＳＬ１によって予備集束された３電
子ビームをさらに予備集束する第２補助レンズＳＬ２を
構成する。

【００９９】第５グリッドＧ５、及び第６グリッドＧ６
は、第２補助レンズＳＬ２によって予備集束された３電
子ビームを最終的に蛍光体スクリーン１０３上に集束す
る主レンズを構成する。

【０１００】ところで、図４に示したような構成の電子
銃構体１０７においては、第４グリッドＧ４に印加され
る電圧を、第５グリッドＧ５に印加される電圧と等しく
した場合、第３グリッドＧ３と第４グリッドＧ４との電
位差が大きくなり、第３グリッドＧ３及び第４グリッド
Ｇ４によって第１補助レンズＳＬ１が形成される。同時
に、第４グリッドＧ４と第５グリッドＧ５との間の電位
差は０であるため、第４グリッドＧ４及び第５グリッド
Ｇ５による第２補助レンズＳＬ２は形成されない。

【０１０１】これは、上述した図３の（ａ）に示す状態
と同様である。これにより、上述した場合と同様の効果
が得られる。

【０１０２】続いて、図４に示したような構成の電子銃
構体１０７において、第４グリッドＧ４に印加される電
圧を、第３グリッドＧ３に印加される電圧より高く且つ
第５グリッドＧ５に印加される電圧より低くした場合、
第３グリッドＧ３と第４グリッドＧ４との電位差が相対
的に小さくなり、第３グリッドＧ３及び第４グリッドＧ
４によって形成される第１補助レンズＳＬ１のレンズ強
度が相対的に弱くなる。同時に、第４グリッドＧ４と第
５グリッドＧ５との間の電位差が生じるため、第４グリ
ッドＧ４及び第５グリッドＧ５によって形成される第２
補助レンズＳＬ２のレンズ強度が相対的に強くなる。

【０１０３】これは、上述した図３の（ｂ）に示す状態
と同様である。これにより、上述した場合と同様の効果
が得られる。

【０１０４】続いて、図４に示したような構成の電子銃
構体１０７において、第４グリッドＧ４に印加される電
圧を、第３グリッドＧ３に印加される電圧と等しくした
場合、第３グリッドＧ３と第４グリッドＧ４との間の電
位差が０であるため、第３グリッドＧ３及び第４グリッ
ドＧ４による第１補助レンズＳＬ１は、形成されない。
同時に、第４グリッドＧ４と第５グリッドＧ５との間の
電位差が大きくなり、第４グリッドＧ４及び第５グリッ
ドＧ５によって形成される第２補助レンズＳＬ２のレン
ズ強度が相対的にさらに強くなる。

【０１０５】これは、上述した図３の（ｃ）に示す状態
と同様である。これにより、上述した場合と同様の効果
が得られる。

【０１０６】上述したような構成により、電子ビーム発
生部と主レンズとの間に配置された第１補助レンズと第
２補助レンズとのそれぞれのレンズ強度を種々組み合わ
せることにより、主レンズＭＬの強度を変えずに、電子
銃構体のレンズ倍率を自由に変更することが可能とな
る。したがって、高カソード電流の場合と、低カソード
電流の場合とで、レンズ倍率をそれぞれ最適に設定する
ことにより、高輝度テレビ用画面表示と、高解像度キャ
ラクタ用画面表示とにおいて、良好な画像を表示するこ
とが可能となる。

【０１０７】なお、上述した実施の形態では、電子ビー
ム発生部と主レンズとの間に、２個の補助レンズを配置
した場合について説明したが、この発明は、これらの例
に限定されるものではなく、３個以上の補助レンズを配
置しても良い。この場合、複数の補助レンズのうちの少
なくとも１個のレンズ強度の変化が、他の補助レンズの
レンズ強度の変化と互いに逆になるように構成すること
により、上述した実施の形態と同様の効果を得ることが
できる。

【０１０８】上述したように、この発明の陰極線管装置
によれば、電子ビーム発生部と主レンズとの間に少なく
とも２個の補助レンズを配置し、これら補助レンズのレ
ンズ強度を変更可能に構成し、さらに、１つの補助レン
ズにおけるレンズ強度の変化を、他の補助レンズにおけ
るレンズ強度の変化と互いに逆となるように構成してい
る。

【０１０９】これら補助レンズを構成する少なくとも１
個の電極に、カソードに供給されるカソード電流の増減
に応じて変化する電圧を印加することにより、補助レン
ズは、そのレンズ強度がカソードに供給されるカソード
電流の増減に応じて変化するように構成されている。

【０１１０】このとき、補助レンズを構成する少なくと
も１個の電極に印加されるフォーカス電圧は、補助レン
ズにおけるレンズ強度の変化に同期して変化させる必要
がなく、常に一定電圧を維持できる。

【０１１１】第１の表示モード、すなわち高輝度の画像
を表示する場合には、複数の補助レンズのうち、電子ビ
ーム発生部側に位置する第１補助レンズのレンズ強度
は、主レンズ側に位置する第２補助レンズのレンズ強度
より相対的に強くなるように構成される。また、第２表
示モード、すなわち高解像度の画像を表示する場合に
は、第１補助レンズのレンズ強度は、第２補助レンズの
レンズ強度より相対的に弱くなるように構成される。

【０１１２】このように、高輝度を実現するために高カ
ソード電流を得られるように構成しながら、レンズ倍率
Ｍを相対的に小さくするように２つの補助レンズのレン
ズ強度を組み合わせることにより、低カソード電流動作
の際の蛍光体スクリーン上におけるビームスポットを小
さくすることができる。したがって、高輝度と高解像度
とを両立することが可能となる。

【０１１３】このため、高輝度であることが要求される
テレビ用途など主に動画を表示する場合、及び高解像度
であることが要求されるディスプレイモニタ用途など主
にキャラクタを表示する場合、ともに、良好な画像を表
示することが可能となる。

【０１１４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、電子銃構体のレンズ倍率を変更可能とし、しかも高
輝度を要求される表示モードと高解像度を要求される表
示モードとにおいて良好な画像を表示することが可能な
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、この発明の一実施の形態にかかる陰極
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
るインライン型電子銃構体の構成を概略的に示す水平断
面図である。

【図３】図３の（ａ）は、主レンズ倍率が相対的に高く
なるように組み合わせた第１補助レンズ及び第２補助レ
ンズのレンズ作用を説明するための図であり、図３の
（ｂ）は、主レンズ倍率が相対的に低くなるように組み
合わせた第１補助レンズ及び第２補助レンズのレンズ作
用を説明するための図であり、図３の（ｃ）は、主レン
ズ倍率が相対的にさらに低くなるように組み合わせた第
１補助レンズ及び第２補助レンズのレンズ作用を説明す
るための図である。

【図４】図４は、図１に示した陰極線管装置に適用され
るインライン型電子銃構体の他の構成を概略的に示す水
平断面図である。

【図５】図５は、従来の陰極線管装置に適用される電子
銃構体の構成を概略的に示す水平断面図である。

【符号の説明】

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Ｇ７…第７グリッドＧ８…第８グリッド１０１…パネル１０２…ファンネル１０３…蛍光体スクリーン１０４…シャドウマスク１０５…ネック１０６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…電子ビーム１０７…電子銃構体１０８…偏向ヨーク１２０…モード切換回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上野博文神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地東芝電子エンジニアリング株式会社内Ｆターム(参考） 5C041 AA03 AA12 AA14 AB07 AC34 AD02 AE01 5C058 AA01 BA05 BA25 BB25 CA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子ビームを発生する電子ビーム発生部
と、前記電子ビーム発生部から発生された電子ビームを予備
集束する補助レンズと、前記補助レンズによって予備集束された電子ビームを最
終的に蛍光体スクリーン上に集束する主レンズと、を含む電子銃構体を備えた陰極線管装置において、前記電子銃構体は、前記電子ビーム発生部と前記主レン
ズとの間に配置された少なくとも２個の前記補助レンズ
を有し、前記補助レンズは、それぞれのレンズ強度が変更可能に
構成され、且つ、１つの前記補助レンズにおけるレンズ強度の変化
は、他の補助レンズにおけるレンズ強度の変化と互いに
逆となることを特徴とする陰極線管装置。
【請求項２】前記補助レンズは、そのレンズ強度が前記
電子ビーム発生部を構成するカソードに供給されるカソ
ード電流の増減に応じて変化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】前記補助レンズを構成する少なくとも１個
の電極に、前記カソード電流の増減に応じて変化する電
圧を印加する電圧印加手段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４】前記補助レンズを構成する少なくとも１個
の電極に印加されるフォーカス電圧は、常に一定である
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５】前記補助レンズのレンズ強度は、前記フォ
ーカス電圧が変化しないように変化することを特徴とす
る請求項４に記載の陰極線管装置。
【請求項６】第１表示モードでは、前記電子ビーム発生
部側に位置する第１補助レンズのレンズ強度を、前記主
レンズ側に位置する第２補助レンズのレンズ強度より相
対的に強くして、複数の前記補助レンズ及び前記主レン
ズを含めたレンズ系全体のレンズ倍率を相対的に大きく
し、第２表示モードでは、前記第１補助レンズのレンズ強度
を、前記第２補助レンズのレンズ強度より相対的に弱く
して、前記レンズ倍率を相対的に小さくしたことを特徴
とする請求項２に記載の陰極線管装置。