JP2004273206A - カラー受像管装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電子銃の主レンズにおける水平方向と垂直方向の集束作用の差を拡大し、もって必要なダイナミック電圧を低減できるカラー受像管装置を提供すること。
【解決手段】カラー受像管装置に取り付けられる電子銃６は、第３集束電極１７との電位差により主レンズ電界を形成する最終加速電極１８と、最終加速電極１８の蛍光体スクリーン側に配設されシールドカップ１９とを有し、最終加速電極１８内には、シールドカップ１９のビーム通過孔を垂直方向から挟み込み、かつ、主レンズ電界が形成される方向に延出する状態で一対の衝立状電極２２が設けられており、衝立状電極２２の端部が、補正電極板２１のビーム通過孔内に位置する。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー受像管装置に関し、特に、インライン形電子銃の構成の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー受像管装置は、インライン配列された３つの陰極より３本の電子ビームを射出する電子銃を備え、射出された電子ビームを偏向磁界によって偏向させて水平・垂直走査しながら蛍光体スクリーンに照射し、カラー画像を表示する構成となっている。電子銃による最適なフォーカスは、電子ビームのビームスポットが径小かつ真円に近い状態で蛍光体スクリーンに照射された場合に得られ、このとき高解像度の画像が表示される。ところが、現実には、偏向角が増大すると電子ビーム軌道が長くなるため、中央部において最適なフォーカス状態であったとしても、偏向角が増すとオーバーフォーカスとなり、スクリーン周辺部では解像度が低下することになる。そこで、これを改善するため、偏向角が増大するとともに、漸次に上昇するダイナミック電圧を集束電極に印加して主レンズの集束作用を弱め、上記のオーバーフォーカスを解消して全偏向角において最適なフォーカスを得る、いわゆるダイナミックフォーカス技術が多く採用されている。
【０００３】
上記フォーカスとは異なる課題としてビームスポット形状の問題がある。すなわち、カラー受像管装置に用いられる偏向磁界は、一般に、３本の電子ビームを画面上で集中させるセルフコンバーゼンス方式を採用しており、このため、水平偏向磁界はピンクッション状に、垂直偏向磁界はバレル状に歪んでいる。この偏向磁界の影響により、ビームスポット形状が変形して解像度が低下する。これを改善するために偏向収差補正用の軸非対称４極レンズを主レンズより陰極側に形成し、主レンズに入射する電子ビーム形状を調整することにより、全偏向角において、最適なビームスポット形状を得る技術が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
図１３を参照しながら、ダイナミックフォーカスと偏向収差補正用の軸非対称４極レンズを採用した技術を概説する。図１３に示す電子銃は、陰極１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃと、制御格子電極１１２と、第１加速電極１１３と、第１集束電極１１４と、第２加速電極１１５と、筒状の第２集束電極１１６と、筒状の第３集束電極１１７と、筒状の最終加速電極１１８と、シールドカップ１１９とを電子ビームの進路上に順次配列したものである。第２集束電極１１６は、第３集束電極１１７と対向する面に、縦長矩形のビーム通過孔１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃが形成されており、第３集束電極１１７は、第２集束電極１１６と対向する面に、横長矩形のビーム通過孔１１７が形成されている。第３集束電極１１７及び最終加速電極１１８は、対向する開口部から少し後退した位置に、３つのビーム通過孔を有する補正電極板１２０、１２１が、それぞれ配されている。
【０００５】
第１加速電極１１３及び第２加速電極１１５には、一定の電圧が印加され、第１集束電極及び第２集束電極には一定のフォーカス電圧Ｖｆｏｃ１が印加され、シールドカップ１１９に接続された最終加速電極１１８には高圧Ｖａが与えられる。第３集束電極１１７には、偏向角の増大にともなって、Ｖｆｏｃ１から漸次に上昇するダイナミック電圧が印加される。なお、図中のＶｄは、ダイナミック電圧を示す。
【０００６】
偏向角が０度のときは、第３集束電極１１７と最終加速電極１１８との電位差によって両電極１１７、１１８間に主レンズ電界が生成されるが、第２集束電極１１６と第３集束電極１１７とは同電位であるため、両電極１１６、１１７間にはレンズ電界は生じない。このとき、主レンズ電界によって、電子ビームが集束されて蛍光体スクリーン上にフォーカスされる。
【０００７】
偏向角が増大すると、第３集束電極１１７にはダイナミック電圧が加えられ、その電位は最終加速電極１１８の電位Ｖａに近づくので、主レンズのレンズ作用は弱められる。その一方で、第２集束電極１１６、第３集束電極１１７間に電位差が生じるので、水平方向で集束作用、垂直方向で発散作用を奏する軸非対称の４極レンズが形成される。この４極レンズのレンズ作用によって、水平方向で発散作用、垂直方向で集束作用を奏する偏向磁界の一部が打ち消されるので、偏向磁界によってビームスポット形状が変形することを防止することができる。
【０００８】
上記の技術によって良好なビームスポット形状が得られるが、ダイナミック電圧は、フォーカス電圧Ｖｆｏｃ１に加えて印加されるため、カラー受像管装置の大型化にともない、その必要量も増大し、ダイナミック電圧を発生させる回路構成も煩雑となりコスト高を招くという問題がある。
そこで、本発明者によって、第３集束電極１１７に印加するダイナミック電圧を、第２集束電極１１６に印加されるフォーカス電圧Ｖｆｏｃ１より低いフォーカス電圧Ｖｆｏｃ２から上昇させることで、必要とされるダイナミック電圧を低減することが検討された。
【０００９】
図１４は、かかる電圧が印加される電子銃の構成を示した図である。第３集束電極１１７には、第２集束電極１１６に印加されるフォーカス電圧Ｖｆｏｃ１よりも低い電圧Ｖｆｏｃ２から漸次に上昇するダイナミック電圧が印加される。偏向角が０度のとき、第３集束電極１１７と最終加速電極１１８とは電位差を有し、両電極１１７、１１８間に、水平方向に発散作用、垂直方向に集束作用を奏する軸非対称の４極レンズ電界が形成される。ここで、偏向角が０度のときに、主レンズの集束作用に対して、４極レンズのレンズ作用が加えられるので、最適なビームスポットが得られないという問題が生じる。
【００１０】
そこで、本発明者は、主レンズにおいて、水平方向の集束作用が垂直方向の集束作用よりも強い特性をもたせ、水平方向と垂直方向とで集束作用の差（以下、「ＨＶ差」と表記する。）をつけることを提案した（例えば、特許文献２）。主レンズにおいてＨＶ差をつけることによって、偏向角が０度のときに生じる４極レンズによる水平方向の発散作用、垂直方向の集束作用が相殺されるので、最適なビームスポットを得ることができる。以上より、主レンズにおいてＨＶ差をつけることによって、ダイナミック電圧をフォーカス電圧Ｖｆｏｃ１よりも低いフォーカス電圧Ｖｆｏｃ２から上昇させることができるので、必要なダイナミック電圧を低減することができる。
【００１１】
近年、カラー受像管装置は大型化の一途をたどっており、さらなるダイナミック電圧の低減に対する要請が高まっている。ダイナミック電圧を低減するには、さらに主レンズにおいて大きなＨＶ差をつけてダイナミック電圧をさらに低い値から上昇させる必要がある。
ここで、上記の技術において、主レンズは、ＯＬＦ（Ｏｖｅｒ Ｌａｐｐｉｎｇ Ｆｉｅｌｄ）という技術を用いることによって構成されている。ＯＬＦは、限られた電子銃の口径の中でレンズ口径を実効的に拡大する技術であり、ＲＧＢにそれぞれに対応する３つの各レンズの一部がオーバーラップして、これら３つのレンズが相互に干渉することで、実効的にレンズ口径の拡大が実現される（例えば、特許文献３）。レンズ口径が拡大されると、主レンズにおける球面収差を改善することができ、良好な形状のビームスポットを得ることができる。その一方で、ＯＬＦは複雑な構造をなしているため、ＨＶ差をさらに拡大することは設計上困難であるという問題を有している。
【００１２】
そこで、図１５に示すように、最終加速電極１１８内において、シールドカップ１１９のビーム通過孔１１９ａ、１１９ｂ、１１９ｃを垂直方向から挟み込む一対の衝立状電極１２２を形成することによって、ＨＶ差を拡大する技術がある（例えば、非特許文献１）。ここで、主レンズを生成する主レンズ電界について簡単に説明する。筒状の第３集束電極１１７に低圧を、筒状の最終加速電極１１８に高圧を印加すると、両電極１１７、１１８の間隙に主レンズ電界が形成される。主レンズ電界は、第３集束電極１１７では、等電位線が陰極１１１側へ凸状の分布となり、電子ビームを集束する作用を及ぼし、最終加速電極１１８では、等電位線が蛍光体スクリーン側へ凸状の分布となり、電子ビームを発散する作用を及ぼす。主レンズ電界全体では、第３集束電極における集束作用の方が強くはたらいて、集束作用を及ぼすことになる。ここで、図１５（ｂ）に示すように、シールドカップ１１９のビーム通過孔を垂直方向から挟み込み、最終加速電極１１８内において主レンズ電界の方向に伸びる一対の衝立状電極１２２ａ、１２２ｂを設けると、最終加速電極１１８内部に浸透する等電位線が垂直方向のみで圧縮され、垂直方向の発散作用だけが強まる。これにより、主レンズ電界においては、垂直方向よりも水平方向の集束作用が強くなるので、主レンズにおけるＨＶ差を拡大することになる。
【００１３】
また、最終加速電極１１８における補正電極板１２１のビーム通過孔の垂直径を縮小すると、上記と同様に、最終加速電極１１８内部に浸透する等電位線が垂直方向のみで圧縮され、主レンズにおいて垂直方向の発散作用だけが強まる。これにより、最終加速電極１１８内に配された補正電極板１２１のビーム通過孔の垂直径を縮小することによっても、主レンズにおいてＨＶ差を拡大することができる。
【００１４】
【特許文献１】
特開昭６１−９９２４９号公報
【００１５】
【特許文献２】
特許第３０４０２７２号公報
【００１６】
【特許文献３】
特公平２−１８５４０号公報
【００１７】
【非特許文献１】
Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ （ＩＤＷ ´９７） ｐ．４６１−４６４ Ｆｉｇ．１０
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図１５に示すカラー陰極線管装置では、衝立状電極１２２によって主レンズにおけるＨＶ差が拡大されるものの、その大きさは、水平方向と垂直方向とのフォーカス電圧の差で約５００〜１０００Ｖ程度であり、かかる程度のＨＶ差では、近年の陰極線管装置の大画面化に対して、ダイナミック電圧を十分に低下させることができないという問題を有している。
【００１９】
また、上述のように、補正電極板１２１のビーム通過孔の垂直径を縮小することでＨＶ差を拡大する方法も考えられるが、かかる方法は電子銃の設計上において問題がある。以下、その理由について説明する。電子銃は複数の電極から構成されており、各電極の相対的な位置がずれると、レンズの性能が低下する弊害が生じるので、各電極は高精度に位置決めをする必要がある。そこで、電子銃の各電極の位置決めには組立ピンを使用し、各電極のビーム通過孔に組立ピンを貫通させて、複数の電極を最適に配することが通常行われている。ここで、組立ピンは、先端部に近づくほど漸次に細くなる形状をなしており、これを最終加速電極のビーム通過孔から陰極方向の電極のビーム通過孔へ貫通させて各電極の位置決めをするので、各ビーム通過孔の大きさは、通常、最終加速電極側のものほど大きく、陰極側のものほど小さくなるように設計される。したがって、主レンズにおけるＨＶ差を拡大するために、最終加速電極１１８内の補正電極板１２１のビーム通過孔を小さくすると、陰極１１１付近に配されるビーム通過孔が非常に小さいものとなり、電子ビームの多くがビーム通過孔を通過することなく電極に衝突してしまうことが生じる。したがって、補正電極板１２１のビーム通過孔の垂直径を縮小することによって、主レンズにおけるＨＶ差を拡大することは設計上の理由により限界がある。
【００２０】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、電子銃の設計上の問題を生じることなく、主レンズにおけるＨＶ差を拡大し、ひいてはダイナミック電圧を低減することができるカラー受像管装置を提供することを目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、複数の電子ビームを射出するインライン形電子銃と、複数の電子ビームが照射される蛍光体スクリーンとを有するカラー受像管装置であって、インライン形電子銃は、集束電極と、当該集束電極の蛍光体スクリーン側に配設され、当該集束電極との電位差により主レンズ電界を形成するとともに、当該集束電極側の筒状開口部より後退した位置に、複数の第１のビーム通過孔が形成された補正電極板を有する最終加速電極と、当該最終加速電極の蛍光体スクリーン側に配設され、複数の第２のビーム通過孔が形成されたシールドカップとを少なくとも有し、第２のビーム通過孔を垂直方向から挟み込み、かつ、主レンズ電界が形成される方向に延出する状態で一対の衝立状電極がシールドカップに設けられ、当該衝立状電極の端部が、第１のビーム通過孔内に位置することを特徴としている。
【００２２】
従来の電子銃では、衝立状電極は、補正電極板と最終加速電極間の電位勾配の緩やかなところに設けられていたため、主レンズにおけるＨＶ差を拡大する効果は小さかったが、本発明では、電位勾配がより急峻な第１のビーム通過孔内に衝立状電極の端部を位置させているので、従来の電子銃よりも、主レンズにおけるＨＶ差をより拡大することができる。加えて、衝立状電極は対をなしており、第２のビーム通過孔を垂直方向から挟み込み、かつ、主レンズ電界が形成される方向に延出する状態で設けられており、その端部は、第１のビーム通過孔内に位置するので、衝立状電極は、第１のビーム通過孔の垂直径を縮小する役割を果している。これにより、電子銃の設計上の問題を生じることなく、衝立状電極を設けるという簡易な構成によって第１のビーム通過孔の垂直径を縮小できるので、主レンズにおけるＨＶ差をより拡大することができる。
【００２３】
上記のカラー受像管装置において、補正電極板は、センタービームが通過する孔と、サイドビームが通過する一部が切欠かれた孔とが形成されていることが好ましい。これにより、補正電極板と最終加速電極の内面とによって形成されるサイドビームが通過するビーム通過孔の径を大きくできるので、衝立状電極と補正電極板との嵌合に余裕ができ、電子銃の組立が容易になるという利点がある。
【００２４】
また、設計上、第１のビーム通過孔のうち中央のビーム通過孔の水平径が小さくなるときには、衝立状電極の端部は、第１のビーム通過孔のうち、サイドビームが通過するビーム通過孔にのみ位置する構成としてもよい。これにより、衝立状電極と補正電極板との嵌合に余裕ができ、電子銃の組立が容易になるという利点がある。
【００２５】
また、上記集束電極と最終加速電極との間に、筒状の中間電極を配設することが好ましい。主レンズ電界を生成する集束電極と最終加速電極との間に中間電極を配設することによって、主レンズ電界の生成域を管軸方向に拡大することができる。このため、主レンズの実効的な口径が拡大され、主レンズの球面収差が低減されて、ビームスポットがより良好な形状となるので、解像度の高い映像を表示することができる。
【００２６】
さらに、上記集束電極と上記最終加速電極との中間の電位を上記中間電極に与えることが好ましい。中間電極には集束電極と最終加速電極との中間の電位が与えられているので、主レンズ電界の電位勾配が緩やかになる。これにより、主レンズの実効的なレンズ口径がさらに拡大され、レンズの球面収差が低減されるので、解像度の高い映像を表示することができる。
【００２７】
また、上記の各カラー受像管装置において、主レンズ電界が形成される位置よりも蛍光体スクリーン側に、水平方向で集束作用、かつ、垂直方向で発散作用を有する４極レンズ電界が形成されることが好ましい。上記の４極レンズ電界は、主レンズにおけるＨＶ差をより拡大するようにはたらくので、ダイナミック電圧をより低い値から上昇させることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るカラー受像管装置について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
はじめに、本発明の実施の形態に係るカラー受像管装置１について説明する。図１は、カラー受像管装置１の構成を示す一部切欠き断面図である。本実施の形態に係るカラー受像管装置１は、パネル２及びファンネル３からなる外囲器を有し、パネル２の内面には、青、緑及び赤の蛍光体が塗布された蛍光体スクリーン４が形成されている。そして、蛍光体スクリーン４と対向するファンネル３のネック部５にはインライン型電子銃（以下、「電子銃」と表記する。）６が収納されている。電子ビーム７は、入力信号に応じて電子銃６から射出され、ネック部５とファンネル部３との境界面に沿って設けられた偏向コイル９によって惹起される偏向磁界の中を通過して垂直・水平方向に所定量偏向され、シャドウマスク８に形成された開孔を通って蛍光体スクリーン４に到達する。以下、カラー受像管装置１に備えられた電子銃６の各実施の形態について詳細に説明する。
【００２９】
（第１の実施の形態）
図２及び図３を参照しながら、第１の実施の形態に係る電子銃６の構成を説明する。図２は、電子銃６の一部切欠き斜視図であり、図３は、電子銃６のインライン面における断面図である。
図２及び図３に示すように、電子銃６は、インライン配置された３組の陰極１１ａ、１１ｂ、１１ｃと、これらを収納する制御格子電極１２と、板状の第１加速電極１３と、板状の第１集束電極１４と、板状の第２加速電極１５と、筒状の第２集束電極１６と、筒状の第３集束電極１７と、筒状の最終加速電極１８と、シールドカップ１９とを順次に配列してなる。
【００３０】
制御格子電極１２、第１加速電極１３、第１集束電極１４及び第２加速電極１５には、それぞれＲＧＢの電子ビームに対応して３つの電子ビーム通過孔が設けられている。第２集束電極１６の第３集束電極１７側の面には、図４（ａ）に示すような縦長矩形の３つの電子ビーム通過孔１６ａ、１６ｂ、１６ｃが形成されている。また、第３集束電極１７の、第２集束電極１６側の面には、図４（ｂ）に示すような横長矩形の３つの電子ビーム通過孔１７ａ、１７ｂ、１７ｃが形成されており、第３集束電極１７の最終加速電極１８側には、１つの開口部を有している。
【００３１】
さらに、第３集束電極１７は、図５に示すように、非円形の３つのビーム通過孔１７ｅ、１７ｆ、１７ｇを有する補正電極板２０を内部に備えている。この補正電極板２０は、第３集束電極１７の最終加速電極１８側の開口部から少し後退した位置に設けられている。
最終加速電極１８は、図３に示すように、第３集束電極１７側及びシールドカップ１９側に、それぞれ１つの開口部を有している。さらに、最終加速電極１８は、図５とほぼ同様な非円形の３つのビーム通過孔（第１のビーム通過孔）が形成された補正電極板２１を内部に備えている。補正電極板２１は、最終加速電極１８の第３集束電極１７側の開口から少し後退した位置に設けられている。
【００３２】
上記のような補正電極板２０、２１をそれぞれ第３集束電極１７及び最終加速電極１８内において、開口部から少し後退した位置に配設すると以下に述べる理由によりレンズの実効径を拡大することができる。筒状の第３集束電極１７に低圧を、筒状の最終加速電極１８に高圧を印加すると、両電極１７、１８の間隙に主レンズ電界が形成される。従来技術の項で述べたように、第３集束電極１７及び最終加速電極１８は筒状であり、それぞれの開口部が対向しているので、第３集束電極１７では、高電位が電極内に侵入して等電位線が陰極１１側へ凸状の分布となり、電子ビームを集束する作用を及ぼし、最終加速電極１８では、低電位が電極内に侵入して等電位線が蛍光体スクリーン側へ凸状の分布となり、電子ビームを発散する作用を及ぼす。主レンズ電界全体では、第３集束電極１７における集束作用の方が強くはたらいて、電子ビームに対して集束作用を及ぼすことになる。ここで、補正電極板２０、２１を両電極１７、１８の対向面の開口部から少し後退した位置に配すると、両電極１７、１８内に電位がより深く侵入することになるので、主レンズの実効径が大きくなり、これによって、主レンズの球面収差が改善されるという効果が得られる。
【００３３】
また、図６に示すように、シールドカップ１９にはビーム通過孔１９ａ、１９ｂ、１９ｃ（第２のビーム通過孔）が形成され、最終加速電極１８側の端部には、シールドカップ１９のビーム通過孔１９ａ、１９ｂ、１９ｃを垂直方向から挟み込み、主レンズ電界が形成される方向に伸びる一対の衝立状電極２２ａ、２２ｂが設けられている。図３に示すように、最終加速電極１８とシールドカップ１９とは、電気的に接続されており、矩形状をした衝立状電極２２の端部は、最終加速電極１８内の補正電極板２１のビーム通過孔を貫通するように設けられている。
【００３４】
ここで、図７に示すような形状の補正電極板２３を最終加速電極１８内に配してもよい。図７（ａ）は、補正電極板２３を管軸方向からみた正面図であり、図７（ｂ）は、補正電極板２３のインライン面における断面図である。図７（ａ）に示すように、補正電極板２３の輪郭は、左右対称に中央部がくびれた形状となっており、補正電極板２３は、センタービームが通過する孔と、サイドビームが通過する一部が切欠かれた孔とを有する。補正電極板２３を水平方向に扁平な筒状の最終加速電極１８内の開口部から少し後退した位置に配すると、補正電極板２３の一部切欠かれた孔は、最終加速電極１８の内面によって補完されてビーム通過孔が形成される。補正電極板２３を使用することにより、サイドビームが通過するビーム通過孔を大きくできるので、衝立状電極２２と補正電極板２３との嵌合に余裕ができ、電子銃の組立が容易になるという利点がある。
【００３５】
図８（ａ）は、最終加速電極１８内に補正電極板２３を配して、シールドカップ１９に衝立状電極２２を取り付けた状態を管軸方向からみた図であり、図８（ｂ）は、かかる状態におけるインライン方向の断面図である。図８（ａ）に示すように、衝立状電極２２ａ、２２ｂは、シールドカップ１９のビーム通過孔１９ａ、１９ｂ、１９ｃを垂直方向から挟み込むように、間隔ｄを隔てて設けられている。衝立状電極２２を形成することによって、最終加速電極１８内において蛍光体スクリーン側に凸状の分布をしている等電位線が垂直方向に圧縮され、垂直方向の発散作用のみが強められるので、垂直方向に比して水平方向の集束作用が強くなる。これによって、主レンズにおいてＨＶ差を拡大することができる。
【００３６】
さらに、図８（ｂ）に示すように、衝立状電極２２の端部は、補正電極板２３が形成するビーム通過孔を貫通しているので、図１５に示す従来の衝立状電極１２２と比較して、電位勾配のより急峻な位置に衝立状電極２２が位置することになり、水平方向の集束作用が垂直方向の集束作用と比してより強めるようにはたらく。これにより主レンズにおいてＨＶ差を拡大することができる。図８（ｂ）に示す衝立状電極２２の管軸方向の大きさｈ１を大きくすると、よりＨＶ差を拡大することができるが、あまりｈ１を大きくすると、衝立状電極２２の端部に電界が集中して放電が生じ、主レンズ電界が安定的に生成されないという弊害が生じるので、設計時には注意を要する。
【００３７】
また、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、衝立状電極２２の端部は、最終加速電極１８内の補正電極板２３のビーム通過孔を貫通しており、衝立状電極２２ａ、２２ｂは、補正電極板２３のビーム通過孔の垂直径Ｌ２、Ｌ３（図７（ａ）参照）より狭い間隔ｄで対向しているので、実質的に補正電極板２３のビーム通過孔の垂直径を小さくしていることと等価である。従来の技術の項で述べたように、補正電極板２３のビーム通過孔自体の垂直径を小さくすることは、電子銃の設計上の問題があったが、本実施の形態では、衝立状電極２２を取り付けるという簡易な構成によって、電子銃の設計上の問題を生じることなく、補正電極板２３のビーム通過孔の垂直径を小さくできるという利点がある。これにより、最終加速電極１８内の等電位線が垂直方向に圧縮されて、垂直方向の発散作用のみが強められるので、主レンズにおけるＨＶ差をより拡大することができる。
【００３８】
以上により、図１５に示す従来の電子銃１０１では、主レンズにおけるＨＶ差の大きさは、水平方向と垂直方向とのフォーカス電圧の差で、５００Ｖ〜１０００Ｖ程度であったが、本実施の形態に係る電子銃６では、上記構成の衝立状電極２２を配することによって、主レンズにおけるＨＶ差の大きさを約３０００Ｖに拡大することができた。
【００３９】
ここで、補正電極板２３の各部の大きさは、図７において、Ｒ１＝５ｍｍ、ｒ＝２．３ｍｍ、Ｌ１＝１０．２ｍｍ、Ｌ２＝８．２ｍｍ、Ｌ３＝８．２ｍｍ、Ｌ４＝１０．６ｍｍ、ｔ１＝０．７ｍｍである。
衝立状電極２２の各部の大きさは、図８において、ｈ１＝４．８ｍｍ、ｈ２＝３．２ｍｍ、ｆ１＝２．５ｍｍ、ｆ２＝１．７５ｍｍ、ｆ３＝３．０ｍｍであり、一対の衝立状電極２２ａ、２２ｂの間隔は、ｄ＝５．０ｍｍである。
【００４０】
最終加速電極１８の管軸方向の長さは、Ｗ＝６．８５ｍｍ、であり、補正電極板２３は、最終加速電極１８の開口部から長さＭ＝２．９５ｍｍだけ後退した位置に配されている。
シールドカップ１９のビーム通過孔１９ａ、１９ｂ、１９ｃは、直径Ｒ２＝４．５ｍｍであり、中心間隔Ｓ＝５．５ｍｍでインライン状に配列されている。
【００４１】
以上のように構成された電子銃６において、図３に示すように、第１加速電極１３及び第２加速電極１５には一定の電圧が印加される。また、第１集束電極１４及び第２集束電極１６には一定のフォーカス電圧Ｖｆｏｃ１が印加され、第３集束電極１７には所定のフォーカス電圧Ｖｆｏｃ２から出発して電子ビームの偏向角度の増大に伴い漸次に上昇するダイナミック電圧Ｖｄが印加される。ここで、Ｖｆｏｃ１、Ｖｆｏｃ２には、Ｖｆｏｃ１＞Ｖｆｏｃ２の関係がある。シールドカップ１９には、一定の高電圧Ｖａが印加され、シールドカップ１９に接続された最終加速電極１８の電位はＶａに保たれる。
【００４２】
続いて、図３、図９及び図１０を参照しながら、電子銃６において、レンズ電界を通過する電子ビームの挙動を説明する。図９（ａ）は、偏向角が０度の時点における水平方向のレンズ作用を、図９（ｂ）は、同時点における垂直方向のレンズ作用を示したものである。図１０（ａ）は、偏向角が増大した時点における水平方向のレンズ作用を、図１０（ｂ）は、同時点における垂直方向のレンズ作用を示したものである。なお、図９及び図１０において、レンズ作用の強さをレンズの厚みによって表現した。
【００４３】
各電極に上記の電圧が印加されると、第１加速電極１３と第１集束電極１４との間にはプリフォーカスレンズ３１が形成され、後述の主レンズに入射する電子ビームの発散角を調整するようにしている。また、第１集束電極１４、第２加速電極１５、及び第２集束電極１６の３つの電極によって、ユニポテンシャル型レンズ３２が形成されており、プリフォーカスレンズ３１の予備集束を補助するように作用する。第１加速電極１３、第１集束電極１４、第２加速電極１５及び第２集束電極１６には一定の電圧が印加されているため、上記のプリフォーカスレンズ３１とユニポテンシャル型レンズ３２とのレンズ作用は、電子ビームの偏向角の変化にかかわらず定常である。
【００４４】
偏向角が０度のときには、ダイナミック電圧Ｖｄは印加されず、Ｖｆｏｃ１＞Ｖｆｏｃ２であるので、図９に示すように、第２集束電極１６、第３集束電極１７間には、偏向収差補正用の４極レンズ３３が形成される。４極レンズ３３は、水平方向で発散レンズ３３ｈ、垂直方向では集束レンズ３３ｖの作用を奏する。また、第３集束電極１７と最終加速電極１８間には、主レンズ３４が形成される。主レンズ３４は、水平方向で集束レンズ３４ｈ、垂直方向で集束レンズ３４ｖのレンズ作用を奏する。ここで、本実施の形態では、衝立状電極２２が取り付けられているため、集束レンズ３４ｈの方が集束レンズ３４ｖより強い集束作用を有している。これによって、４極レンズ３３による水平方向の発散作用・垂直方向の集束作用の一部を打ち消すことができるので、各レンズを通過した電子ビームは、蛍光体スクリーン４上に集束される。
【００４５】
また、４極レンズ３３は、水平方向において発散作用、垂直方向において集束作用を有しており、この作用は、蛍光体スクリーン４上における水平方向の入射角を大きく、垂直方向の入射角を小さくするようにはたらく。レンズ倍率は、入射角の大きさに反比例するので、４極レンズ３３によって、垂直方向のレンズ倍率が拡大され、水平方向のレンズ倍率が縮小される。従来のカラー受像管装置では、画面周辺部の走査時に、水平方向のスポット径が過大となって水平解像度が低下し、垂直方向のスポット径が過小となっていわゆるモアレが発生する問題があった。本実施の形態に係る電子銃では、４極レンズ３３によって、水平方向のレンズ倍率が小さく、垂直方向のレンズ倍率が大きくなるため、水平スポット径縮小による水平解像度の改善の効果と、垂直方向にモアレが生じることを抑制する効果が得られる。本実施の形態においては、主レンズにおけるＨＶ差が拡大されており、フォーカス電圧Ｖｆｏｃ２を従来の電子銃より低い値とすることができ、これによって４極レンズ３３のレンズ作用が強められているので、上記の効果がより多く得られるという利点がある。
【００４６】
偏向角が増大すると、第３集束電極１７には、漸次に増加するダイナミック電圧Ｖｄがフォーカス電圧Ｖｆｏｃ２に印加され、第３集束電極１７の電位は、最終加速電極１８の電位Ｖａに近づくので、図１０に示すように、主レンズ３４の集束作用は水平・垂直方向のそれぞれについて弱められる。また、第３集束電極１７の電位は第２集束電極１６の電位Ｖｆｏｃ１に近づくので、４極レンズ３３の水平方向の発散レンズ３３ｈ、垂直方向の集束レンズ３３ｖのレンズ作用が弱まる。これは、相対的に逆極性の４極レンズが発生したのと等価な作用をする。そして、セルフコンバーゼンス構成をなす偏向磁界によって、主レンズ３４の蛍光体スクリーン４側に偏向レンズ３５が生じ、偏向レンズ３５は、水平方向では発散レンズ３５ｈ、垂直方向では集束レンズ３５ｖの作用を奏する。偏向レンズ３５のレンズ作用の一部は、上記の逆極性の４極レンズによって打ち消されるので、各レンズを通過した電子ビームは良好なビームスポット形状で蛍光体スクリーン４上に集束する。以上は、電子ビームが蛍光体スクリーン面上で水平方向へ偏向される場合について述べたが、垂直方向へ偏向される場合にも上述と同様の説明があてはまる。
【００４７】
本実施の形態に係る電子銃では、第１加速電極１３及び第２加速電極１５の印加電圧を５００Ｖ、Ｖｆｏｃ１を８ｋＶ、Ｖｆｏｃ２を６．５ｋＶ、Ｖａを３２ｋＶとし、第３集束電極の電位は、ダイナミック電圧Ｖｄによって偏向角の増大にともない、８ｋＶまで漸次上昇させた。
以上のように、本実施の形態の電子銃では、衝立状電極２２の端部を補正電極板２１又は補正電極板２３に形成されたビーム通過孔内に位置させており、本実施の形態における主レンズは、従来の電子銃における主レンズよりも大きなＨＶ差を有しているので、フォーカス電圧Ｖｆｏｃ２をより低い値とすることができ、これによりダイナミック電圧を低い値から上昇させることができるので、必要なダイナミック電圧を低減することができる。
【００４８】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態に係る電子銃は、第１の実施の形態に係る電子銃に対して、図１１に示すように、さらに集束電極１７と最終加速電極１８との間に筒状の中間電極２４を配設したものである。なお、図１１では、第３集束電極１７、中間電極２４、最終加速電極１８及びシールドカップ１９以外の図示を略している。中間電極２４は、第３集束電極１７側及び最終加速電極１８側のそれぞれに１つの開口を有しており、その中央部には３つの非円形のビーム通過孔を有する補正電極板２５が配されている。
【００４９】
本実施の形態に係る電子銃では、第１の実施の形態に係る電子銃と同様に、第３集束電極１７と最終加速電極１８との電位差によって、主レンズ電界が形成される。ここで、本実施の形態では、第３集束電極１７と最終加速電極１８との間に中間電極２４が配設されているので、第３集束電極１７と最終加速電極１８とによって形成される主レンズ電界の生成域を管軸方向に拡大することができる。このため、主レンズの実効的な口径が拡大されるので、主レンズの球面収差が低減されて、ビームスポットがより良好な形状となり、解像度の高い映像が表示される。
【００５０】
また、中間電極２４を配設することで、電子銃が収納されるファンネルのネック部からの壁電界に対して、主レンズ電界をシールドすることになるので、当該壁電界の影響によって、主レンズ電界が不安定となることを防止することができる。
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態に係る電子銃について説明する。第３の実施の形態に係る電子銃は、第２の実施の形態に係る電子銃に対して、図１２に示すように、最終加速電極１８と、シールドカップ１９との間に間隙を設けるとともに、抵抗２６、抵抗２７及び抵抗２８によって、中間電極２４及び最終加速電極１８にシールドカップ１９の電位Ｖａを分割した電位を与えたものである。なお、中間電極２４には、第３集束電極１７と最終加速電極１８との中間の電位が与えられている。
【００５１】
第３集束電極１７と最終加速電極１８との間に中間電極２４を配設しているので、第２の実施の形態に係る電子銃の場合と同様に、主レンズ電界の生成域が管軸方向に拡大され、主レンズの実効的な口径が拡大される。さらに、中間電極２４には第３集束電極１７と最終加速電極１８との中間の電位が与えられているので、主レンズ電界の電位勾配が緩やかになる。これにより、主レンズの実効的なレンズ口径がさらに拡大されてレンズの球面収差が低減されるので、さらなる高解像度の映像を表示することができる。
【００５２】
さらに、最終加速電極１８及びシールドカップ１９には、電位差が与えられているので、最終加速電極１８とシールドカップ１９との間に第２の４極レンズが生成される。主レンズよりも蛍光体スクリーン側に形成されるこの４極レンズは、水平方向で集束作用、垂直方向で発散作用を奏し、主レンズにおけるＨＶ差を拡大するようにはたらく。かかる構成とすることによってより低い値からダイナミック電圧を上昇させることができるので、必要とされるダイナミック電圧をさらに低減することができるという効果が得られる。
【００５３】
（変形例）
以上、本発明を種々の実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明の内容が、上記実施の形態に示された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を考えることができる。
（１）上記においては、主レンズ３４の陰極側に、偏向に応じて強さが変化する偏向収差補正用の４極レンズ３３を１組だけ形成した例を示したが、必ずしも、４極レンズ３３は１個に限定されない。例えば、偏向に応じて変化する偏向収差補正用の４極レンズとは水平方向・垂直方向でそれぞれ逆作用を奏する倍率補正用の４極レンズを４極レンズ３３の陰極側に形成してもよい。
【００５４】
（２）また、上記においては、衝立状電極２２の端部は、補正電極板２１又は２３の３つのビーム通過孔に貫通させていたが、衝立状電極２２の端部を両側の２つのビーム通過孔のみに貫通させる構成としてもよい。主レンズをＯＬＦレンズによって形成する場合には、中央のビーム通過孔の形状を特に高精度に調節する必要があるので、中央のビーム通過孔の形状を変形させる自由度は低い。よって、衝立状電極２２の端部を中央のビーム通過孔に貫通させると、設計上の困難性をともなう場合がある。したがって、このような場合には、衝立状電極２２の端部を、両側のビーム通過孔のみに貫通させる構成としてもよい。
【００５５】
（３）衝立状電極２２は、図３に示したような端部が矩形状の板に特定されない。例えば、衝立状電極２２の端部先端は、円弧状であってもよいし、また、衝立状電極２２の端部の垂直断面は、ビーム通過孔の形状に対応した円弧状となっていてもよい。
（４）また、第１の実施の形態及び第２の実施の形態においては、衝立状電極２２と最終加速電極１８内の補正電極板とは同電位であるため、接触していてもよい。
【００５６】
（５）第３集束電極１７及び最終加速電極１８内の補正電極板は、筒状電極と一体化していてもよい。例えば、プレス成型（深絞り）を用いることにより、補正電極板と筒状電極とを一体のものとして成型することができる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明は、複数の電子ビームを射出するインライン形電子銃と、複数の電子ビームが照射される蛍光体スクリーンとを有するカラー受像管装置であって、インライン形電子銃は、筒状の第３集束電極と、第３集束電極の蛍光体スクリーン側に配設され、第３集束電極との電位差により主レンズ電界を形成するとともに、第３集束電極側の筒状開口部より後退した位置に、複数の第１のビーム通過孔が形成された補正電極板を有する最終加速電極と、最終加速電極の蛍光体スクリーン側に配設され、複数の第２のビーム通過孔が形成されたシールドカップとを少なくとも有し、第２のビーム通過孔を垂直方向から挟み込み、かつ、主レンズ電界が形成される側に延出する状態で一対の衝立状電極が前記シールドカップに設けられ、衝立状電極の端部が、第１のビーム通過孔内に位置することを特徴としている。従来の電子銃では、衝立状電極は、電位勾配の緩やかな補正電極板とシールドカップとの間に設けられていたため、主レンズにおけるＨＶ差を拡大する効果は小さかったが、本発明では、衝立状電極の端部を電位勾配がより急峻な補正電極板に形成された第１のビーム通過孔内に衝立状電極の端部を位置させているので、従来の電子銃よりも、主レンズにおけるＨＶ差をより拡大することができる。加えて、衝立状電極は対をなしており、シールドカップに形成された第２のビーム通過孔を垂直方向から挟み込み、かつ、主レンズ電界が形成される方向に延出する状態で設けられており、その端部は、第１のビーム通過孔内に位置するので、衝立状電極は、第１のビーム通過孔の垂直径を縮小する役割を果たしている。これにより、電子銃の設計上の問題を生じることなく、衝立状電極を設けるという簡易な構成によって第１のビーム通過孔の垂直径を縮小し、主レンズにおけるＨＶ差をより拡大することができる。以上より、本発明に係るカラー受像管は、電子銃の主レンズにおいてＨＶ差が拡大されており、ダイナミック電圧をより低い値から上昇させることができるので、必要とされるダイナミック電圧を効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるカラー受像管装置の一部切欠き断面図である。
【図２】第１の実施の形態に係るインライン型電子銃の構成を示す一部切欠き斜視図である。
【図３】第１の実施の形態に係る電子銃のインライン面における断面図である。
【図４】図４（ａ）は、第２集束電極のビーム通過孔の形状を示す図であり、図４（ｂ）は、第３集束電極のビーム通過孔の形状を示す図である。
【図５】補正電極板のビーム通過孔の形状を示す図である。
【図６】シールドカップに設けられた衝立状電極の外観斜視図である。
【図７】図７（ａ）は、補正電極板の正面図であり、図７（ｂ）は、補正電極板のインライン平面による断面図である。
【図８】図８（ａ）は、最終加速電極及びシールドカップを陰極側からみた正面図であり、図８（ｂ）は、最終加速電極及びシールドカップのインライン面による断面図である。
【図９】図９（ａ）は、偏向角が０度のときの、電子銃における水平方向のレンズ系を示した図であり、 図９（ｂ）は、偏向角が０度のときの、電子銃における垂直方向のレンズ系を示した図である。
【図１０】図１０（ａ）は、偏向角が増大したときの、電子銃における水平方向のレンズ系を示した図であり、図１０（ｂ）は、偏向角が増大したときの、電子銃における垂直方向のレンズ系を示した図である。
【図１１】第２の実施の形態に係る電子銃の一部を示した図である。
【図１２】第３の実施の形態に係る電子銃の一部を示した図である。
【図１３】従来の電子銃の構成を示したインライン平面による断面図である。
【図１４】従来の電子銃の構成を示したインライン平面による断面図である。
【図１５】従来の電子銃の構成を示したインライン平面による断面図である。
【符号の説明】
１ カラー受像管装置
４ 蛍光体スクリーン
６ 電子銃
１１ 陰極
１２ 制御格子電極
１３ 第１加速電極
１４ 第１集束電極
１５ 第２加速電極
１６ 第２集束電極
１７ 第３集束電極
１８ 最終加速電極
１９ シールドカップ
２１、２３ 補正電極板
２２ 衝立状電極
２４ 中間電極
３１ プリフォーカスレンズ
３２ ユニポテンシャル形レンズ
３３ ４極レンズ
３４ 主レンズ
３５ 偏向レンズ

Claims (6)

1. 複数の電子ビームを射出するインライン形電子銃と、前記複数の電子ビームが照射される蛍光体スクリーンとを有するカラー受像管装置であって、
   前記インライン形電子銃は、
   集束電極と、
   当該集束電極の前記蛍光体スクリーン側に配設され、前記集束電極との電位差により主レンズ電界を形成するとともに、前記集束電極側の筒状開口部より後退した位置に、複数の第１のビーム通過孔が形成された補正電極板を有する最終加速電極と、
   当該最終加速電極の前記蛍光体スクリーン側に配設され、複数の第２のビーム通過孔が形成されたシールドカップとを少なくとも有し、
   前記第２のビーム通過孔を垂直方向から挟み込み、かつ、前記主レンズ電界が形成される側に延出する状態で一対の衝立状電極が前記シールドカップに設けられ、
   前記衝立状電極の端部が、前記第１のビーム通過孔内に位置することを特徴とするカラー受像管装置。
2. 前記補正電極板は、センタービームが通過する孔と、サイドビームが通過する一部が切欠かれた孔とが形成されていることを特徴とする請求項１記載のカラー受像管装置。
3. 前記衝立状電極の端部は、前記第１のビーム通過孔のうち、サイドビームが通過するビーム通過孔にのみ位置することを特徴とする請求項１及び請求項２記載のカラー受像管装置。
4. 前記集束電極と、前記最終加速電極との間に、筒状の中間電極を配設することを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項記載のカラー受像管装置。
5. 前記集束電極と前記最終加速電極との中間の電位を前記中間電極に与えることを特徴とする請求項４記載のカラー受像管装置。
6. 前記主レンズ電界が形成される位置よりも蛍光体スクリーン側に、水平方向で集束作用、かつ、垂直方向で発散作用を有する４極レンズ電界が形成されることを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項記載のカラー受像管装置。

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