JPH11126565A

JPH11126565A - 陰極線管

Info

Publication number: JPH11126565A
Application number: JP28865497A
Authority: JP
Inventors: Junichi Kimiya; 淳一木宮; Koji Awano; 孝司粟野; Shigeru Sugawara; 繁菅原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1997-10-21
Filing date: 1997-10-21
Publication date: 1999-05-11
Anticipated expiration: 2017-10-21
Also published as: JP3774305B2

Abstract

(57)【要約】【課題】画面周辺の電子ビームの水平方向の横つぶれ現
象を軽減させることができ、より画面全域で良好な解像
度を持つ陰極線管を得ることを目的とする。【解決手段】この陰極線管の電子銃は、主電子レンズを
第５グリッド５乃至第８グリッド８によって形成し、こ
の主電子レンズの内部に配置された第６グリッド６と第
７グリッド７とで４極子レンズを構成している。第５グ
リッド５には、電圧Ｖｆ１を基準として画面周辺に電子
ビームを集束する際にパラボラ状のダイナミック電圧Ｖ
ｄ１が印加されている。第６グリッド６には、電圧Ｖｆ
２を基準として画面周辺に電子ビームを集束する際にパ
ラボラ状のダイナミック電圧Ｖｄ２が印加されている。
第７グリッド７には、電圧Ｖｆ３の電圧が印加され、第
８グリッド８には、陽極電圧Ｅｂが印加されている。

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、カラー受像管な
どに適用される陰極線管に係り、特にダイナミックアス
ティグ補償を行う電子銃を搭載する陰極線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カラー受像管は、図９に示すよ
うに、パネル１０１及びこのパネル１０１に一体に接合
されたファンネル１０２からなる外囲器を有し、そのパ
ネル１０１の内面に、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１０３（ターゲット）が形成され、この蛍光体ス
クリーン１０３に対向して、その内側に多数のアパーチ
ャが形成されたシャドウマスク１０４が装着されてい
る。一方、ファンネル１０２のネック１０５内に、３電
子ビーム１０６Ｂ、１０６Ｇ、１０６Ｒを放出する電子
銃１０７が配設されている。そして、この電子銃１０７
から放出される３電子ビーム１０６Ｂ、１０６Ｇ、１０
６Ｒを、ファンネル１０２の外側に装着された偏向ヨー
ク１０８の発生する水平偏向磁界及び垂直偏向磁界によ
り偏向し、シャドウマスク１０４を介して蛍光体スクリ
ーン１０３を水平走査、及び垂直走査することにより、
カラー画像が表示される。

【０００３】このようなカラー受像管において、特に、
電子銃１０７を同一水平面上を通るセンタービーム１０
６Ｇ及びその両側の一対のサイドビーム１０６Ｂ、１０
６Ｒからなる一列配置の３電子ビーム１０６Ｂ、１０６
Ｇ、１０６Ｒを放出するインライン型電子銃とし、電子
銃の主レンズ部分の低圧側と高圧側とのグリッドのサイ
ドビーム通過孔の位置を偏心させることによって、スク
リーン中央において３本の電子ビームを集中させ、偏向
ヨーク１０８の発生する水平偏向磁界をピンクッション
型、垂直偏向磁界をバレル型として、一列配置の３電子
ビーム１０６Ｂ、１０６Ｇ、１０６Ｒを画面全域で自己
集中するセルフコンバーゼンス方式インライン型カラー
受像管が広く実用化されている。

【０００４】このような非斉一磁界中を通過した電子ビ
ームは、非点収差を受け、例えば図１０の（ａ）に示す
ように、ピンクッション型磁界１０により電子ビーム１
０６（１０６Ｂ、１０６Ｇ、１０６Ｒ）は、矢印１１
Ｈ、１１Ｖ方向の力を受け、図１０の（ｂ）に示すよう
に、蛍光体スクリーン周辺部上の電子ビームのビームス
ポット１２は歪む。この電子ビームの受ける偏向収差
は、電子ビームが垂直方向に過集束状態となるために起
こるものであり、垂直方向に大きなハロー１３（にじ
み）が発生する。この電子ビームの受ける偏向収差は、
管が大型になるほど、また広角偏向になるほど大きくな
り、蛍光体スクリーン周辺部の解像度を著しく劣化す
る。

【０００５】このような偏向収差による解像度の劣化を
解決する手段の一例が、特開昭６１−９９２４９号公
報、特開昭６１−２５０９３４号公報、さらに、特開平
２−７２５４６号公報に開示されている。これらの電子
銃は、いずれも基本的に図１１の（ａ）乃至（ｃ）に示
すように、第１〜第５グリッドＧ１〜Ｇ５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ＧＥ、４
極子レンズＱＬ、最終集束レンズＥＬを形成するもので
ある。各電子銃の４極子レンズＱＬは、それぞれ隣接電
極Ｇ３、Ｇ４の対向面に、図１１の（ｂ）及び（ｃ）に
示すような各３個の非対称の電子ビーム通過孔１４ａ、
１４ｂ、１４ｃ、１５ａ、１５ｂ、１５ｃを設けること
により形成される。

【０００６】この４極子レンズＱＬと、最終集束レンズ
ＥＬが偏向ヨークの磁界の変化と同期して変化すること
によって、画面周辺に偏向される電子ビームが偏向磁界
の偏向収差を受けて著しく歪むのを補正することができ
る。このようにして、画面全域における良好な形状のス
ポットが得られるというものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな補正手段を設けても、画面周辺での偏向ヨークによ
る偏向収差が強大で、電子ビームスポットの垂直方向の
ハロー部分を消すことができても、電子ビームスポット
の横つぶれ現象までは補正することができない。

【０００８】この従来の電子銃のレンズ動作を図１２に
示す。ここで、実線は、画面中央に電子ビームが集束さ
れる時の電子ビームの軌道及びレンズ作用を示し、破線
は、画面周辺に電子ビームが集束される時の電子ビーム
の軌道及びレンズ作用を示している。

【０００９】従来の電子銃では、図１２に示すように、
主電子レンズＥＬのカソード側に４極子レンズＱＬが配
置されており、電子ビームが画面中央にある時は、主電
子レンズＥＬ（実線）のみにより、電子ビームは画面上
に集束される。一方、画面周辺に電子ビームが偏向され
ると、図中のＤＹＬのように、偏向磁界によりＤＹレン
ズが発生する。一般に、カラー陰極線管の場合、セルフ
コンバーゼンス型の偏向磁界を持つので水平方向Ｈの集
束力は変わらず、垂直方向Ｖのみに集束レンズが発生す
るようになる。そのため、ここでは、セルフコンバーゼ
ンス型の偏向磁界を考慮して図１２には、水平方向の偏
向磁界のレンズ作用は図示していない。また、主電子レ
ンズＥＬは、破線のように弱められ、その水平方向Ｈの
集束作用を補うように４極子レンズＱＬが破線のように
発生する。そして、図中の破線で示すような電子ビーム
軌道を通り、画面周辺の画面上に集束される。

【００１０】この時、水平方向Ｈの電子ビームを集束さ
せるレンズ主面すなわち仮想的なレンズ中心（出射ビー
ム軌道と画面入射ビーム軌道のクロス点）は、電子ビー
ムが画面中央にある時には、主面Ａの位置にあり、電子
ビームが画面周辺に偏向されて４極子レンズＱＬが発生
すると、水平方向Ｈの主面の位置は、主電子レンズＥＬ
と、４極子レンズＱＬの間の位置Ｂに移動する。また、
垂直方向Ｖの主面の位置は、主面Ａから主面Ｃの位置に
移動する。したがって、水平方向Ｈの主面位置は、主面
Ａから主面Ｂに後退し、倍率が大きくなる。すなわち、
ビーム径を水平方向に拡大して太らせるように作用す
る。また、垂直方向Ｖの主面Ａは、主面Ｃへと前進し、
倍率が小さくなる。すなわち、ビーム径を垂直方向に縮
小してつぶすように作用する。そのため、結果的に水平
方向と垂直方向で倍率差が発生し、画面周辺での電子ビ
ームスポットが水平方向に横長になってしまう。

【００１１】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたものであり、画面周辺に電子ビームを集束させ
た際に発生する水平方向と垂直方向とのレンズ倍率の差
による電子ビームの横つぶれ現象を軽減することによ
り、画面全域における良好な画像特性を得ることが可能
な陰極線管を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記問題点
に基づきなされたもので、少なくとも１本の電子ビーム
を形成、射出する電子ビーム形成部、及びこの電子ビー
ムを加速集束させる主電子レンズ部を有する電子銃と、
この電子銃から放出した電子ビームを画面上の水平方向
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
ークとを少なくとも備えた陰極線管において、前記主電
子レンズ部は、少なくともその連続的に増大方向へ変化
する軸上電位分布内の電子ビーム進行方向に順次第１、
第２、第３のレンズ領域を有し、その第２レンズ領域内
における、電子ビームの進行方向に直交した水平方向、
及び垂直方向において、前記水平方向に対する前記垂直
方向の集束力が相対的に異なる非対称レンズを形成する
手段を有し、少なくともこの第２レンズ領域内に形成さ
れた非対称レンズと第１、第２、第３のレンズ領域を含
む主電子レンズ部は、前記偏向磁界に同期してレンズ作
用が変化し、前記主電子レンズ部の第１及び第３レンズ
領域のレンズ作用は、電子ビームが前記偏向磁界により
画面中央部から画面周辺部に向かうに従い、水平方向、
垂直方向において集束力が弱まるのに対し、前記第２レ
ンズ領域に形成された非対称レンズは、電子ビームを画
面中央部に集束する時には、相対的に水平方向に発散作
用、垂直方向に集束作用として働き、電子ビームを画面
周辺部に集束する時には、相対的に水平方向に集束作
用、垂直方向に発散作用として働くことを特徴とする陰
極線管を提供するものである。

【００１３】この発明の陰極線管によれば、主電子レン
ズの略中心付近に、水平方向の集束力に対する垂直方向
の集束力が相対的に異なるような非対称レンズが配置さ
れ、この非対称レンズは、電子ビームを画面中央部に集
束する時に、相対的に水平方向に発散作用、垂直方向に
集束作用として働き、電子ビームを画面周辺部に集束す
る時には、相対的に水平方向に集束作用、垂直方向に発
散作用として働くものである。

【００１４】このように、非対称レンズの水平方向及び
垂直方向に、集束作用及び発散作用のそれぞれのレンズ
作用を、電子ビームを画面中央部に集束する場合と画面
周辺部に集束する場合とで、集束から発散、または発散
から集束と変化させることにより、非対称レンズの感度
が従来のオフ状態から集束、またはオフ状態から発散と
するものよりも向上する効果がある。

【００１５】また、主電子レンズは、電子ビームを画面
中央部に集束する場合に、非対称レンズが水平方向に発
散レンズ、垂直方向に集束レンズとなっているので、こ
の水平方向と垂直方向との集束力の差を補うように、水
平方向の集束力の強い略円筒形状のレンズとすることが
でき、このことにより、画面周辺部での水平方向の倍率
を向上させる効果がある。そして、この主電子レンズ
は、画面周辺部に電子ビームを集束する場合に全体的に
集束力が弱められ、水平方向において、先の非対称レン
ズのレンズ動作を打ち消すように動作する。

【００１６】この時、水平方向における電子ビームを集
束されるレンズ主面は、電子ビームが画面中央部に集束
する時と画面周辺に集束する時とで変わらない。すなわ
ち、画面周辺部に電子ビームを集束させる時のレンズの
主面の位置は、画面中央部に電子ビームを集束させる時
のレンズの主面の位置に等しい。

【００１７】このため、電子ビームを画面周辺部に集束
した際、主面の位置が実質的に移動しないので、水平方
向の倍率は、大きくならない。これにより、非対称レン
ズ及び主電子レンズを通過する電子ビームに対して、ビ
ーム径を水平方向に極端に拡大して太らせるような作用
を抑制できる。

【００１８】また、垂直方向においては、主面の位置
は、電子ビームの進行方向に沿って前進するが、従来の
電子銃の場合と比較すると、従来の主面位置よりも手前
側すなわち主電子レンズに近接する側となる。このた
め、電子ビームを画面周辺部に集束する際、主面の位置
が前進するが、移動量が小さいため、垂直方向の倍率
は、従来の電子銃ほどは、小さくならない。これによ
り、非対称レンズ及び主電子レンズを通過する電子ビー
ムに対して、ビーム径を垂直方向に極端に縮小してつぶ
すような作用を抑制できる。すなわち、画面周辺での電
子ビームの垂直方向の径は、従来の電子銃に比べてあま
りつぶされない。

【００１９】このように、非対称レンズを主電子レンズ
の内部に配置することにより、画面周辺部に電子ビーム
を集束する際、水平方向におけるレンズの主面が実質的
に移動しないため、電子ビームのビーム径状を変形させ
る作用を抑制でき、また、垂直方向におけるレンズの主
面が前進する移動量を抑えることができるため、電子ビ
ームのビーム径状を垂直方向につぶすような作用を軽減
できる。

【００２０】したがって、従来の電子銃に比べ、この発
明による電子銃の画面周辺での水平方向及び垂直方向の
主面位置の移動量が少なく、その分、画面周辺での電子
ビームの水平方向への横つぶれ現象が軽減され、より丸
い形状の電子ビームを得ることができる。

【００２１】よって、この電子銃を陰極線管に適用する
ことにより、画面周辺での横つぶれを抑え、より画面全
域で良好な解像度を有する陰極線管を提供することが可
能となる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明に
係る陰極線管の実施の形態について詳細に説明する。こ
の発明の陰極線管の一例としてのカラー受像管は、図９
に示すように、パネル１０１及びこのパネル１０１に一
体に接合されたファンネル１０２からなる外囲器を有し
ている。このパネル１０１の内面には、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１０３（ターゲット）が形成さ
れ、この蛍光体スクリーン１０３に対向して、その内側
に多数のアパーチャが形成されたシャドウマスク１０４
が装着されている。

【００２３】一方、ファンネル１０２のネック１０５内
に、３電子ビーム１０６Ｂ、１０６Ｇ、１０６Ｒを放出
する電子銃１０７が配設されている。ファンネル１０２
の外側には、電子ビームの進行方向に対して直交する水
平方向に水平偏向磁界を形成し、電子ビームの進行方向
に対して直交する垂直方向に垂直方向磁界を形成する偏
向ヨーク１０８が装着されている。

【００２４】そして、この電子銃１０７から放出される
３電子ビーム１０６Ｂ、１０６Ｇ、１０６Ｒを、偏向ヨ
ーク１０８の発生する水平偏向磁界及び垂直偏向磁界に
より水平方向及び垂直方向に偏向し、シャドウマスク１
０４を介して蛍光体スクリーン１０３を水平走査、及び
垂直走査することにより、カラー画像が表示される。

【００２５】このカラー受像管においては、同一水平面
上を通るセンタービーム１０６Ｇ及びその両側の一対の
サイドビーム１０６Ｂ、１０６Ｒからなる一列配置の３
電子ビーム１０６Ｂ、１０６Ｇ、１０６Ｒを放出するイ
ンライン型電子銃が適用されている。この電子銃１０７
の主レンズ部分の低圧側と高圧側と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、スクリ
ーン中央において３本の電子ビームを集中させ、偏向ヨ
ーク１０８の発生する水平偏向磁界をピンクッション
型、垂直偏向磁界をバレル型として、一列配置の３電子
ビーム１０６Ｂ、１０６Ｇ、１０６Ｒを画面全域で自己
集中している。

【００２６】図１の（ａ）及び（ｂ）は、この発明の一
実施の形態を示す陰極線管の電子銃部分の概略断面図で
ある。図１の（ａ）において、ヒータ（図示せず）を内
装した電子ビームを発生する３個の陰極ＫＢ、ＫＧ、Ｋ
Ｒ、第１グリッド１、第２グリッド２、第３グリッド
３、第４グリッド４、第５グリッド５、第６グリッド
６、第７グリッド７、第８グリッド８、及びコンバーゼ
ンスカップＣがこの順に配置され、絶縁支持体（図示せ
ず）により支持固定されている。

【００２７】第１グリッド１は、薄い板状電極であり、
径小の３個の電子ビーム通過孔が穿設されている。第２
グリッド２も薄い板状電極であり、径小の３個の電子ビ
ーム通過孔が穿設されている。第３グリッド３は、一個
のカップ状電極３１と厚板電極３２とが組み合わされ、
第２グリッド２側には、第２グリッド２の電子ビーム通
過孔よりもやや径大の３個の電子ビーム通過孔が穿設さ
れ、第４グリッド４側には、径大の３個の電子ビーム通
過孔が穿設されている。第４グリッド４は、２個のカッ
プ状電極４１、４２の開放端を突き合わせてあり、それ
ぞれ径大の３個の電子ビーム通過孔が穿設されている。

【００２８】第５グリッド５は、電子ビーム通過方向に
長い２個のカップ状電極５１ａ、５１ｂ、３個の電子ビ
ーム通過孔が穿設された板状電極５２、及び３電子ビー
ムに共通の開口を持つ図３の（ｄ）に示すような筒状電
極５３から構成され、第５グリッド５は、第６グリッド
側から見ると図３の（ａ）に示すような形状に構成され
ている。

【００２９】第６グリッド６は、３電子ビームに共通の
開口を持つ図３の（ｄ）に示すような筒状電極６１、３
個の電子ビーム通過孔が穿設されている板状電極６２の
順で構成され、この板状電極６２の第７グリッド側に
は、図３の（ｂ）に示すような３個の電子ビーム通過孔
の上下に電子ビーム進行方向に伸びたひさし状電極２０
６ａ、２０６ｂが一体成形されている。

【００３０】第７グリッド７は、第６グリッド側に図３
の（ｃ）に示すような３個の電子ビーム通過孔の左右
に、電子ビーム進行方向に伸びたひさし状電極２０７
ａ、２０７ｂ、２０７ｃ、２０７ｄ、２０７ｅ、２０７
ｆが一体成形された板状電極７２、３電子ビームに共通
の開口を持つ図３の（ｄ）に示すような筒状電極７１の
順に配置されており、このような構造とすることによ
り、第６グリッド６と第７グリッド７との間に強力な非
対称レンズとしての４極子レンズを形成させている。

【００３１】第８グリッド８は、３電子ビームに共通の
開口を持つ図３の（ｄ）に示すような筒状電極８１、３
個の電子ビーム通過孔が穿設されている板状電極８２の
順で配置され、第８グリッドを第７グリッド側から見る
と、図３の（ａ）に示したような第５グリッド５と略同
様の形状となっている。

【００３２】そして、図１の（ｂ）に示すように、３個
の陰極ＫＢ、ＫＧ、ＫＲには、約１００乃至１５０Ｖ程
度の電圧ＥＫが印加され、第１グリッド１は、接地され
ている。また、第２グリッド２及び第４グリッド４に
は、約６００乃至８００Ｖ程度の電圧ＥＣ２が印加さ
れ、第３グリッド３及び第５グリッド５には、偏向磁界
に同期して変化する約６乃至９ＫＶ程度の集束電圧（Ｖ
ｆ１＋Ｖｄ１）が印加されている。

【００３３】第８グリッド８には、約２５乃至３０ＫＶ
程度の陽極電圧Ｅｂが印加され、第６グリッド６及び第
７グリッド７には、第８グリッド８と第５グリッド５と
のほぼ中間の電圧が印加されている。例えば、第６グリ
ッド６には、Ｖｆ１より高いＶｆ２に交流電圧Ｖｄ２が
重畳された電圧すなわち約１２乃至２６ＫＶ程度の電圧
（Ｖｆ２＋Ｖｄ２）が印加され、第７グリッド７には、
Ｖｆ２より高い約１２乃至２６ｋＶ程度の電圧Ｖｆ３が
印加される。

【００３４】このように、第５グリッド５と第８グリッ
ド８との間で中間電極すなわち第６グリッド６及び第７
グリッド７により電界拡張されたレンズ系は、主電子レ
ンズを形成し、長焦点の大口径レンズとなる。これによ
り、スクリーン上でより小さい電子ビームスポットを再
現することができる。

【００３５】図２の（ａ）には、第５グリッド５乃至第
８グリッド８によって形成される主電子レンズ部の概略
的な構成が示され、図２の（ｂ）には、これらの各グリ
ッドに印加される電圧の様子が示されている。ここで、
実線は、電子ビームが画面中央にある場合の電圧配置を
示し、破線は、電子ビームが画面周辺にある場合の電圧
配置を示している。

【００３６】第５グリッド５には、電圧Ｖｆ１を基準と
して電子ビームを画面周辺部に集束する際にパラボラ状
のダイナミック電圧Ｖｄ１が印加されている。第６グリ
ッド６には、電圧Ｖｆ１より高い電圧Ｖｆ２を基準とし
て電子ビームを画面周辺に集束する際にパラボラ状のダ
イナミック電圧Ｖｄ２が印加されている。ダイナミック
電圧Ｖｄ２は、電圧Ｖｄ１より小さい。第７グリッド７
には、電圧Ｖｆ２より高い電圧Ｖｆ３の電圧が印加され
ている。また、第８グリッド８には、陽極電圧Ｅｂが印
加されている。

【００３７】図２の（ｂ）に示すように、電子ビームを
画面中央部に集束する際には、実線で示すように、第６
グリッドに印加される電圧Ｖｆ２は、隣接する第７グリ
ッドに印加される電圧Ｖｆ３より低い。また、電子ビー
ムを画面周辺部に集束する際には、破線で示すように、
第６グリッドに印加される電圧（Ｖｆ２＋Ｖｄ２）は、
第７グリッドに印加される電圧Ｖｆ３より高くなる。

【００３８】このように、電子ビームを画面中央部から
画面周辺部に集束する際に、主電子レンズの略中心付近
に配置された第６グリッドと第７グリッドとの間に発生
する電位差により、４極子レンズが形成される。

【００３９】図７は、この時の主電子レンズのレンズ作
用と、このレンズ作用による電子ビーム軌道とを示す図
である。ここで、実線は、画面中央部に電子ビームが集
束される時の電子ビーム軌道及びレンズ作用を示し、破
線は、画面周辺部に電子ビームが集束される時の電子ビ
ーム軌道及びレンズ作用を示している。

【００４０】図７に示すように、この発明の陰極線管に
適用される電子銃では、第６グリッドと第７グリッドと
の間に形成される４極子レンズＱＬ１は、第５乃至第８
グリッドによって形成される主電子レンズＥＬのほぼ中
心に位置するように形成される。

【００４１】すなわち、図２の（ｂ）に示すように、電
子ビームが画面中央部から画面周辺部に偏向されるにし
たがい、第５グリッド５には、電圧Ｖｆ１にダイナミッ
ク電圧Ｖｄ１が重畳された電圧が印加され、第５乃至第
８グリッド間の電位差が小さくなり、第５乃至第８グリ
ッドで形成される電界拡張型の主電子レンズＥＬは、図
７に示すように、実線から破線の如く弱められる。

【００４２】また、電子ビームが画面中央部に集束され
る際、図２の（ｂ）の実線で示したように、第６グリッ
ド６には電圧Ｖｆ２が印加され、第７グリッド７には電
圧Ｖｆ２より高い電圧Ｖｆ３が印加され、Ｖｆ２とＶｆ
３との電位差により、４極子レンズが動作される。この
ときの電位差は、第７グリッド側の方が高い電圧が印加
されることによって生じる。このとき、４極子レンズ
は、図７の実線に示すように、水平方向Ｈに発散作用、
垂直方向Ｖに集束作用を有する。

【００４３】電子ビームが画面中央部から画面周辺部に
偏向されるにしたがい、図２の（ｂ）に示されるよう
に、第６グリッド６のみに交流電圧Ｖｄ２が印加され
る。すなわち、第６グリッド６には電圧Ｖｆ３より高い
電圧（Ｖｆ２＋Ｖｄ２）が印加され、第７グリッド７に
は電圧Ｖｆ３が印加され、（Ｖｆ２＋Ｖｄ２）とＶｆ３
との電位差により、４極子レンズが動作される。このと
きの電位差は、第６グリッド側の方が高い電圧が印加さ
れることによって生じ、電子ビームが画面中央部に集束
する場合とは電位差の極性が反転している。このため、
４極子レンズは、図７の破線に示すように、水平方向Ｈ
に集束作用、垂直方向Ｖに発散作用を有する。

【００４４】このように、４極子レンズの水平方向及び
垂直方向に、集束作用及び発散作用のそれぞれのレンズ
作用を、電子ビームを画面中央部に集束する場合と画面
周辺部に集束する場合とで、集束から発散、または発散
から集束と変化させることにより、４極子レンズの感度
が従来のオフ状態から集束、またはオフ状態から発散と
するものよりも向上する効果がある。

【００４５】なお、図７においては、図１２と同様に、
カラー陰極線管の場合、セルフコンバージェンス型の偏
向磁界を持つので水平方向Ｈの集束力は変わらず、垂直
方向Ｖのみに集束レンズが発生するようになるため、こ
こでは、セルフコンバージェンス型の偏向磁界を考慮し
て水平方向の偏向磁界のレンズ作用は図示していない。

【００４６】そして、画面中央部から画面周辺部に電子
ビームが偏向される際、主電子レンズＥＬと４極子レン
ズＱＬ１との動作により水平方向の集束力を保存してい
る。すなわち、主電子レンズＥＬは、４極子レンズＱＬ
１が画面中央部で水平方向に発散レンズ、垂直方向に集
束レンズとなっているので、この水平方向及び垂直方向
の集束差を補うように水平方向に集束力の強い略円筒レ
ンズとなっている。このことにより、画面周辺部での水
平方向の倍率を向上させることができる。そして、この
主電子レンズＥＬは、画面周辺に電子ビームが偏向され
ると全体的に弱められ、水平方向において、４極子レン
ズのレンズ動作を打ち消すように動作する。

【００４７】画面周辺部に電子ビームを集束する場合に
は、電子ビームの軌道は、図７に示すように、垂直方向
には破線で示されるような軌道となるが、水平方向の電
子ビーム軌道は、４極子レンズＱＬ１の位置と主電子レ
ンズＥＬの位置とがほぼ一致しているため、画面中央部
に電子ビームが集束される場合と変わらない。

【００４８】したがって、水平方向Ｈにおける電子ビー
ムを集束されるレンズ主面すなわち仮想的なレンズ中心
（出射ビーム軌道と画面入射ビーム軌道とのクロス点）
は、電子ビームが画面中央部に集束する時と画面周辺部
に偏向された時とで変わらない。すなわち、画面周辺部
に電子ビームを集束させる時のレンズの主面Ｂ’の位置
は、画面中央部に電子ビームを集束させる時のレンズの
主面Ａ’の位置に等しい。

【００４９】このため、電子ビームを画面周辺部に集束
した際、主面の位置が実質的に移動しないので、水平方
向の倍率は、変化しない。これにより、４極子レンズＱ
Ｌ１及び主電子レンズＥＬを通過する電子ビームに対し
て、ビーム径を水平方向に極端に拡大して太らせるよう
な作用を抑制できる。

【００５０】また、垂直方向Ｖにおいては、ＤＹレンズ
が発生した分、主面の位置Ｃ’は、スクリーンＳＣＮ側
に前進するが、図１２に示したような従来の電子銃の場
合と比較すると、従来の主面位置Ｃよりも手前側すなわ
ちカソード側となる。すなわち、図１２に示したような
従来の電子銃では、４極子レンズＱＬが主電子レンズＥ
Ｌよりもカソード側に位置し、その４極子レンズＱＬに
より垂直方向Ｖは発散され、電子ビーム軌道は主電子レ
ンズＥＬより中心軸から離れた位置を通過する。

【００５１】このため、その分、主面の位置Ｃは、より
スクリーンＳＣＮ側に前進していたが、図７に示したよ
うな電子銃では、主電子レンズＥＬの内部に４極子レン
ズＱＬ１を持っているため、主電子レンズＥＬを通過す
る電子ビームの軌道は、４極子レンズＱＬ１によって変
化されず、その分、垂直方向における主面の移動後の位
置すなわち主面Ｃ’の位置は、従来の電子銃の主面位置
Ｃよりも手前側すなわちカソード側となる。

【００５２】このため、電子ビームを画面周辺部に集束
する際、主面の位置がスクリーン側に前進するが、４極
子レンズが主電子レンズよりカソード側に配置された場
合に比べて前進する移動量が小さいため、垂直方向の倍
率は、従来の電子銃ほどは、小さくならない。これによ
り、４極子レンズＱＬ１及び主電子レンズＥＬを通過す
る電子ビームに対して、ビーム径を垂直方向に極端に縮
小してつぶすような作用を抑制できる。すなわち、画面
周辺での電子ビームの垂直方向の径は、あまりつぶされ
ない。

【００５３】このように、４極子レンズを主電子レンズ
の内部に配置することにより、画面周辺部に電子ビーム
を集束する際、水平方向Ｈにおけるレンズの主面が実質
的に移動しないため、電子ビームのビーム径状を変形さ
せる作用を抑制でき、また、垂直方向Ｖにおけるレンズ
の主面がスクリーン側に前進する移動量を抑えることが
できるため、電子ビームのビーム径状を垂直方向につぶ
すような作用を軽減できる。

【００５４】したがって、従来の電子銃に比べ、この発
明による電子銃の画面周辺部での水平方向及び垂直方向
の主面位置の移動量が少なく、その分、画面周辺部での
電子ビームの水平方向への横つぶれ現象が軽減され、よ
り丸い形状の電子ビームを得ることができる。

【００５５】よって、この電子銃を陰極線管に適用する
ことにより、画面周辺部での横つぶれを抑え、より画面
全域で良好な解像度を有する陰極線管を提供することが
可能となる。

【００５６】以上、この発明の一実施の形態について説
明したが、上述した例に限定されるものではない。例え
ば、この実施の形態では、第６グリッド６と第７グリッ
ド７との間に配置される４極子レンズは、電子ビーム通
過孔の上下、左右にひさし状の電極を設けた４極子レン
ズであったが、この形状に限定されず、例えば図４の
（ａ）及び（ｂ）に示されるような横長孔、縦長孔を有
する板状電極３０１、３０２の組み合わせによる４極子
レンズを用いてもよい。また、このような４極子レンズ
として、図５の（ａ）及び（ｂ）に示されるような電子
ビーム通過孔の円弧に沿った上下のひさし電極３０３
ａ、３０３ｂ、３０３ｃ、３０３ｄ、３０３ｅ、３０３
ｆを有する板状電極３０３と、左右のひさし電極３０４
ａ、３０４ｂ、３０４ｃ、３０４ｄ、３０４ｅ、３０４
ｆを有する板状電極３０４とを組み合わせた４極子レン
ズであってもよい。すなわち、４極子レンズとしては、
水平方向及び垂直方向のレンズ強度に差を生じさせるこ
とが可能な構造であればよい。また、そのレンズ強度も
強ければ強いほどよい。

【００５７】また、第５グリッド５、及び第８グリッド
８に配置された板状電極の開口形状も上述した実施の形
態に限定されず、例えば図４の（ｃ）に示されるような
センター孔を縦長楕円形状とし、サイド孔を略三角形の
おむすび形状とした板状電極３０５を適用し、筒状電極
により発生するサイド電子ビームの受ける電子レンズの
コマ収差を補正するような形状としてもよい。

【００５８】さらに、この電子銃に適用される筒状電極
も、上述した実施の形態の形状に限定されず、図４の
（ｄ）に示すような断面が略四角形状の筒状電極３０６
としてもよい。

【００５９】また、主電子レンズの各電極の対向面を形
成する電極も、図１に示した電子銃に適用された形状に
限定されず、図６に示したように、第５乃至第８グリッ
ドにおいて、厚板電極に個別の電子ビーム通過孔が形成
されたものであっても、図１に示したような電子銃と同
様の効果を得ることが可能である。

【００６０】さらに、主電子レンズの構成も、図７に示
したような構成に限定されず、例えば図８に示したよう
に、内部に４極子レンズが配置された主電子レンズ（Ｅ
Ｌ＋ＱＬ１）の両側に、さらに４極子成分ＳＱＬ１、Ｓ
ＱＬ２を持たせた場合であっても図７に示したような構
成の主電子レンズと同様の効果を得ることが可能であ
る。

【００６１】またさらに、図１に示した構成の電子銃で
は、各グリッドには個別に電圧が与えられていたが、こ
の点に関してもこの例に限定されるものではなく、例え
ば抵抗器により陽極電圧を分割した電圧を各グリッドに
与えてもよい。

【００６２】また、電子ビームを画面の中央部に集束す
る時に、第６グリッドの電圧よりも第７グリッドの電圧
の方が低くし、電子ビームを画面の周辺部に集束する時
に、第６グリッドの電圧よりも第７グリッドの電圧が高
くなるように印加する電圧レベルを設定しているが、こ
の電圧レベルの高低の関係を逆転し、第６グリッドと第
７グリッドととの４極子レンズの構成を逆にしてもよ
い。

【００６３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、少なくとも１本の電子ビームを形成、射出する電子
ビーム形成部、及びこの電子ビームを加速集束させる主
電子レンズ部を有する電子銃と、この電子銃から放出し
た電子ビームを画面上の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少なくとも備
えた陰極線管において、前記主電子レンズ部は、少なく
ともその連続的に変化する軸上電位分布内の電子ビーム
進行方向に順次第１、第２、第３のレンズ領域を有し、
その第２レンズ領域内における、電子ビームの進行方向
に直交した水平方向、及び垂直方向において、前記水平
方向に対する前記垂直方向の集束力が相対的に異なる非
対称レンズを形成する手段を有し、少なくともこの第２
レンズ領域内に形成された非対称レンズと第１、第２、
第３のレンズ領域を含む主電子レンズ部は、前記偏向磁
界に同期してレンズ作用が変化し、前記主電子レンズ部
の第１及び第３レンズ領域のレンズ作用は、電子ビーム
が前記偏向磁界により画面中央部から画面周辺部に向か
うに従い、水平方向、垂直方向において集束力が弱まる
のに対し、前記第２レンズ領域に形成された非対称レン
ズは、電子ビームを画面中央部に集束する時には、相対
的に水平方向に発散作用、垂直方向に集束作用として働
き、電子ビームを画面周辺部に集束する時には、相対的
に水平方向に集束作用、垂直方向に発散作用として働く
ように構成された陰極線管を提供することができる。

【００６４】このような構成とすることで、非対称レン
ズとしての４極子レンズは、主電子レンズの略中心付近
に位置するため、電子ビームが画面中央部にある時と、
画面周辺部にある時とで、水平方向の電子ビーム軌道
は、４極子レンズの位置と主電子レンズの位置が略一致
していることにより変化しない。つまり、水平方向の電
子ビームを集束させるレンズ主面すなわち仮想的なレン
ズ中心（出射ビーム軌道と画面入射ビーム軌道とのクロ
ス点）は、電子ビームが画面中央部にある時と画面周辺
部に偏向された時とで変わらず、従来の電子銃で発生し
た水平方向の主面の後退による画面周辺の電子ビームの
水平方向の横つぶれ現象を軽減させることができ、より
画面全域で良好な解像度を持つ陰極線管を得ることがで
き、その工業的意味は大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１の（ａ）は、この発明の陰極線管に適用さ
れる電子銃の水平方向の断面図であり、図１の（ｂ）
は、この電子銃の垂直方向の断面図である。

【図２】図２の（ａ）は、図１に示した電子銃の主電子
レンズの構成を概略的に示す図であり、図２の（ｂ）
は、この電子銃の主電子レンズの各グリッドに印加され
る電圧レベルの様子を示す図である。

【図３】図３の（ａ）は、図１に示した電子銃に適用さ
れる筒状電極をスクリーン側から見た正面図であり、図
３の（ｂ）は、この電子銃に適用される板状電極をスク
リーン側から見た正面図であり、図３の（ｃ）は、この
電子銃に適用される板状電極をカソード側から見た正面
図であり、図３の（ｄ）は、この電子銃に適用される筒
状電極をカソード側から見た正面図である。

【図４】図４の（ａ）及び（ｂ）は、横長孔、及び縦長
孔の板状電極を組み合わせて形成される４極子レンズの
他の例を示す図であり、図４の（ｃ）は、この発明の電
子銃に適用される板状電極の他の例を示す図であり、図
４の（ｄ）は、この発明の電子銃に適用される筒状電極
の他の例を示す図である。

【図５】図５の（ａ）及び（ｂ）は、円弧に沿った上
下、左右にひさしを有する形状の電極を組み合わせて形
成される４極子レンズの他の例を示す図である。

【図６】図６の（ａ）は、この発明の陰極線管に適用さ
れる他の電子銃の水平方向の断面図であり、図６の
（ｂ）は、この電子銃の垂直方向の断面図である。

【図７】図７は、図１に示した電子銃による電子ビーム
の軌道とレンズ動作を説明するための図である。

【図８】図８は、この発明に係る他の電子銃による電子
ビームの軌道とレンズ動作を説明するための図である。

【図９】図９は、この発明の陰極線管の一例としてのセ
ルフコンバーゼンス方式インライン型カラー受像管の概
略的な構造を示す断面図である。

【図１０】図１０の（ａ）及び（ｂ）は、ピンクッショ
ン型の偏向磁界による電子ビームの横つぶれ現象を説明
するための図である。

【図１１】図１１の（ａ）は、従来の電子銃の構造を示
す断面図であり、図１１の（ｂ）及び（ｃ）は、この電
子銃に適用される４極子レンズを構成する板状電極を示
す正面図である。

【図１２】図１２は、従来の電子銃による電子ビームの
軌道とレンズ動作を説明するための図である。

【符号の説明】

５…第５グリッド６…第６グリッド７…第７グリッド８…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…電子ビーム１０７…電子銃１０８…偏向ヨーク

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、射出
する電子ビーム形成部、及びこの電子ビームを加速集束
させる主電子レンズ部を有する電子銃と、この電子銃か
ら放出した電子ビームを画面上の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少な
くとも備えた陰極線管において、前記主電子レンズ部は、少なくともその連続的に増大方
向へ変化する軸上電位分布内の電子ビーム進行方向に順
次第１、第２、第３のレンズ領域を有し、その第２レン
ズ領域内における、電子ビームの進行方向に直交した水
平方向、及び垂直方向において、前記水平方向に対する
前記垂直方向の集束力が相対的に異なる非対称レンズを
形成する手段を有し、少なくともこの第２レンズ領域内
に形成された非対称レンズと第１、第２、第３のレンズ
領域を含む主電子レンズ部は、前記偏向磁界に同期して
レンズ作用が変化し、前記主電子レンズ部の第１及び第
３レンズ領域のレンズ作用は、電子ビームが前記偏向磁
界により画面中央部から画面周辺部に向かうに従い、水
平方向、垂直方向において集束力が弱まるのに対し、前
記第２レンズ領域に形成された非対称レンズは、電子ビ
ームを画面中央部に集束する時には、相対的に水平方向
に発散作用、垂直方向に集束作用として働き、電子ビー
ムを画面周辺部に集束する時には、相対的に水平方向に
集束作用、垂直方向に発散作用として働くことを特徴と
する陰極線管。
【請求項２】前記主電子レンズ部は、中位の電圧が供給
される第１グリッドと、陽極電圧が供給される第４グリ
ッドと、前記第１グリッドと第４グリッドとの間に配置
されているとともに前記中位の電圧と前記陽極電圧との
略中間の略同電位の電圧が供給される少なくとも２つ隣
接した第２グリッド及び第３グリッドとが、順次配置さ
れてなり、前記第１グリッドと第２グリッドとの間に第１レンズ領
域が形成され、前記第２グリッドと第３グリッドとの間
に第２レンズ領域が形成され、前記第３グリッドと第４
グリッドとの間に第３レンズ領域が形成され、前記第２
レンズ領域に非対称レンズを形成する手段を有し、前記
偏向磁界に同期して、前記第２レンズ領域の非対称レン
ズのレンズ作用が変化するように、電子ビームを画面中
央部に集束する時には、前記第２グリッドに供給される
電圧が前記第３グリッドに供給される電圧より低く、電
子ビームを画面周辺部に集束する時には、前記第２グリ
ッドに供給される電圧が前記第３グリッドに供給される
電圧より高くなるようにしたことを特徴とする請求項１
に記載の陰極線管。
【請求項３】前記主電子レンズ部は、中位の電圧が供給
される第１グリッドと、陽極電圧が供給される第４グリ
ッドと、前記第１グリッドと第４グリッドとの間に配置
されているとともに前記中位の電圧と前記陽極電圧との
略中間の略同電位の電圧が供給される少なくとも２つ隣
接した第２グリッド及び第３グリッドとが、順次配置さ
れてなり、前記第１グリッドと第２グリッドとの間に第１レンズ領
域が形成され、前記第２グリッドと第３グリッドとの間
に第２レンズ領域が形成され、前記第３グリッドと第４
グリッドとの間に第３レンズ領域が形成され、前記第２
レンズ領域に非対称レンズを形成する手段を有し、前記
偏向磁界に同期して、前記第２レンズ領域の非対称レン
ズのレンズ作用が変化するように、電子ビームを画面中
央部に集束する時には、前記第２グリッドに供給される
電圧が前記第３グリッドに供給される電圧より高く、電
子ビームを画面周辺部に集束する時には、前記第２グリ
ッドに供給される電圧が前記第３グリッドに供給される
電圧より低くなるようにしたことを特徴とする請求項１
記載の陰極線管。
【請求項４】前記主電子レンズ部は、中位の電圧が供給
される第１グリッドと、陽極電圧が供給される第４グリ
ッドと、前記第１グリッドと第４グリッドとの間に配置
されているとともに前記中位の電圧と前記陽極電圧との
略中間の略同電位の電圧が供給される少なくとも２つ隣
接した第２グリッド及び第３グリッドとが、順次配置さ
れてなり、前記第１グリッドと第２グリッドとの間に第１レンズ領
域が形成され、前記第２グリッドと第３グリッドとの間
に第２レンズ領域が形成され、前記第３グリッドと第４
グリッドとの間に第３レンズ領域が形成され、前記第２
レンズ領域に非対称レンズを形成する手段を有し、前記
偏向磁界に同期して、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って前記第２レンズ領域の非
対称レンズのレンズ作用が変化するように、前記第２グ
リッドに交流電圧を印加し、電子ビームを画面中央部に
集束する時には、前記第２グリッドに供給される電圧が
前記第３グリッドに供給される電圧より低く、電子ビー
ムを画面周辺部に集束する時には、前記第２グリッドに
供給される電圧が前記第３グリッドに供給される電圧よ
り高くなるようにしたことを特徴とする請求項１に記載
の陰極線管。
【請求項５】前記主電子レンズ部は、電子ビームを画面
中央部に集束する時に、第１レベルの電圧が供給される
第１グリッドと、第１レベルより高い第２レベルの電圧
が供給される第２グリッドと、第１及び第２レベルより
高い第３レベルの電圧が印加される第３グリッドと、第
１乃至第３グリッドより高い第４レベルの電圧が印加さ
れる第４グリッドとが電子ビームの進行方向に順次配置
されてなり、前記第１及び第２レベルの電位差により前記第１グリッ
ドと第２グリッドとの間に第１レンズ領域が形成され、
前記第２及び第３レベルの電位差により前記第２グリッ
ドと第３グリッドとの間に非対称レンズを含む第２レン
ズ領域が形成され、前記第３及び第４レベルの電位差に
より前記第３グリッドと第４グリッドとの間に第３レン
ズ領域が形成され、電子ビームを画面中央部に集束する時には、前記第２グ
リッドに供給される電圧が前記第３グリッドに供給され
る電圧より低く、電子ビームを画面周辺部に集束する時
には、前記第２グリッドに供給される電圧が前記第３グ
リッドに供給される電圧より高くなるように、前記偏向
磁界に同期して、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って前記第２グリッドに前記第２
レベルの電圧に交流電圧を重畳した電圧を印加すること
を特徴とする請求項１に記載の陰極線管。
【請求項６】前記主電子レンズ部は、電子ビームを画面
中央部に集束する時に、第１レベルの電圧が供給される
第１グリッドと、第１レベルより高い第２レベルの電圧
が供給される第２グリッドと、第１及び第２レベルより
高い第３レベルの電圧が印加される第３グリッドと、第
１乃至第３グリッドより高い第４レベルの電圧が印加さ
れる第４グリッドとが電子ビームの進行方向に順次配置
されてなり、前記第１及び第２レベルの電位差により前記第１グリッ
ドと第２グリッドとの間に第１レンズ領域が形成され、
前記第２及び第３レベルの電位差により前記第２グリッ
ドと第３グリッドとの間に非対称レンズを含む第２レン
ズ領域が形成され、前記第３及び第４レベルの電位差に
より前記第３グリッドと第４グリッドとの間に第３レン
ズ領域が形成され、前記偏向磁界に同期して、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って、前記第１グリッド
に前記第１及び第４レベルの電位差を小さくする交流電
圧を重畳するとともに、電子ビームを画面中央部に集束
する時には、前記第２グリッドに供給される電圧が前記
第３グリッドに供給される電圧より低く、電子ビームを
画面周辺部に集束する時には、前記第２グリッドに供給
される電圧が前記第３グリッドに供給される電圧より高
くなるように、前記第２グリッドに前記第２レベルの電
圧に交流電圧を重畳した電圧を印加することを特徴とす
る請求項１に記載の陰極線管。