JP2000077009A - 陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】蛍光体スクリーン全面で電子ビームのフォーカ
ス特性を良好に保ち、かつ蛍光体スクリーン全面で電子
ビームスポットの楕円歪を抑制できるカラー陰極線管を
提供することを目的とする。 【解決手段】電子ビームを蛍光体スクリーンの周辺部に
偏向する際に、プリフォーカスレンズ部とサブレンズ部
との間、及びサブレンズ部と主レンズ部との間に、それ
ぞれ第一及び第二の４極子レンズ部を形成する。プリフ
ォーカスレンズ部を構成する第２グリッドＧ２は、第３
グリッドＧ３の第１セグメントＧ３−１との対向面に設
けられた電子ビーム通過孔の周辺に水平方向を長軸とす
る非円形状の溝１０２（Ｂ、Ｒ、Ｇ）を有している。さ
らに、第３グリッドＧ３の第１セグメントＧ３−１は、
第２グリッドＧ２の対向面に設けられた電子ビーム通過
孔の周辺に水平方向を長軸とする非円形状の溝１０３
（Ｂ、Ｒ、Ｇ）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、陰極線管に関
し、特に、画面全面で良好な画質を得ることのできるイ
ンライン型カラー陰極線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、インライン型カラー陰極線管
は、インライン型電子銃構体と、偏向ヨークとを備えて
いる。インライン型電子銃構体は、同一平面上を通るセ
ンタービーム及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。偏向ヨーク
は、インライン型電子銃構体から放出された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磁界を発生
する。この非斉一磁界は、水平方向に形成されるピンク
ッション型の偏向磁界と、垂直方向に形成されるバレル
型の偏向磁界とによって形成される。インライン型電子
銃構体から放出された３電子ビームは、蛍光体スクリー
ンの中央に集束される。また、この３電子ビームは、偏
向ヨークが発生する非斉一磁界により、蛍光体スクリー
ン上でセルフコンバージェンスされながら、水平方向及
び垂直方向に走査される。

【０００３】このインライン型電子銃構体、例えばＱＰ
Ｆ（Ｑｕａｄｒａ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ Ｆｏｃｕｓ）
型ダブルフォーカス方式の電子銃構体は、水平方向に一
列に配置された３個のカソードＫ、カソードから蛍光体
スクリーン方向に順次配置された第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Ｇ
４、第１乃至第３セグメントを有する第５グリッドＧ
５、及び第６グリッドＧ６を備えている。

【０００４】これらの各グリッドに所定の電圧を印加す
ることにより、電子銃構体は、電子ビーム発生部、プリ
フォーカスレンズ部、サブレンズ部、及び主レンズ部を
形成する。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グリッドによって形成される。プリ
フォーカスレンズ部は、第２グリッドＧ２及び第３グリ
ッドＧ３によって形成される。サブレンズ部は、第３グ
リッド、第４グリッド、及び第５グリッドの第１セグメ
ントＧ５−１によって形成される。主レンズ部は、第５
グリッドの第３セグメントＧ５−３によって形成され
る。

【０００５】また、この電子銃構体は、第５グリッドの
第１乃至第３セグメントＧ５−１〜Ｇ５−３により、電
子ビームの偏向量によってレンズ強度が変化する４極子
レンズが形成される。すなわち、偏向ヨークによって、
蛍光体スクリーン周辺に電子ビームが偏向される場合、
その偏向量に応じて、第１セグメントＧ５−１及び第３
セグメントＧ５−３に、あらかじめ設定された電圧が印
加される。この電圧は、電子ビームを蛍光体スクリーン
中心に集束する場合すなわち偏向量０の場合に最も低
く、電子ビームが蛍光体スクリーンコーナーに偏向され
た場合すなわち偏向量が最大の場合に最も高くなるよう
なパラボラ状となっている。

【０００６】蛍光体スクリーンコーナーに電子ビームが
偏向された場合、第１及び第３セグメントＧ５−１及び
Ｇ５−３に印加される電圧は、最大となる。このため、
第４グリッドＧ４との電位差は、最大となり、サブレン
ズ部のレンズ強度が強くなる。同時に、第６グリッドと
の電位差は、最小となり、主レンズ部のレンズ強度が弱
くなる。同時に、第１乃至第３セグメントＧ５−１乃至
Ｇ５−３との間に生ずる電位差によって４極子レンズが
形成され、このレンズ強度が最も強くなる。

【０００７】この４極子レンズは、偏向ヨークが発生す
る非斉一磁界の偏向収差を補正するために作用し、この
レンズ強度は、電子ビームが蛍光体スクリーンに到達す
るまでの距離の増大によるフォーカスずれを補正するよ
うに変化する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】一般に、インライン型
電子銃を備えたインライン型カラーブラウン管では、偏
向収差を十分に補正できないため、図１の（ａ）に示し
たように、蛍光体スクリーン中央部に位置する電子ビー
ムのビームスポットＢ１は、実質的に円形であるのに対
して、蛍光体スクリーン周辺部に偏向された電子ビーム
のビームスポットＢ２は、横方向に長い楕円状に歪む問
題がある。すなわち、ビームスポットＢ２は、水平方向
に広がった楕円形の高輝度なコア部分１及びコア部分１
の周辺に広がった低輝度なハロー(halo)部分２を有する
ように形成される。

【０００９】この問題に対し、上述したようなＱＰＦ型
ダブルフォーカス方式の電子銃構体は、電子ビームの偏
向量に応じて４極子レンズを形成することにより、蛍光
体スクリーン周辺部に偏向された電子ビームＢ２のハロ
ー部分２を図１の（ｂ）のように解消することができる
が、蛍光体スクリーン水平軸Ｈの端部、対角軸の端部で
ビームスポットＢ２が横長に潰れる楕円歪は残る。この
ため、シャドウマスクとの干渉によりモアレが発生し、
ビームスポットで構成した画像の画質が低下するという
問題が発生する。

【００１０】この対策として、第２グリッドＧ２の第３
グリッドＧ３との対向側に、横長の溝を形成した電子銃
構体が提案されている。この電子銃構体では、第２グリ
ッドＧ２及び第３グリッドＧ３で形成するプリフォーカ
スレンズの水平方向Ｈの集束力を弱め、かつ垂直方向Ｖ
の集束力を強くして、主レンズ部に対する水平方向Ｈの
仮想物点径を縮小し、かつ垂直方向Ｖの仮想物点径を拡
大している。これにより、蛍光体スクリーンに到達する
電子ビームのビームスポットの垂直径を拡大して、蛍光
体スクリーン周辺での電子ビームの楕円歪を緩和し、モ
アレを軽減している。

【００１１】ところが、この方法では、第２グリッドＧ
２に形成した横長溝を深くするほど蛍光体スクリーン周
辺部でのビームスポットＢ２の楕円歪は、緩和されるわ
けではなく、主レンズ部に対する水平方向の仮想物点径
を縮小するのと相反し、電子ビームの水平方向径が拡大
する。このため、球面収差が大きな主レンズ部の周辺部
を電子ビームが通過することになる。したがって、図１
の（ｃ）に示すように、蛍光体スクリーン中央部でのビ
ームスポットＢ１は、垂直径が拡大されて縦長となり、
解像度が劣化する。また、蛍光体スクリーン水平軸Ｈの
端部、対角軸の端部でビームスポットＢ２に水平方向に
ハロー部分２が発生し、画像の画質が低下するという問
題が発生する。

【００１２】また、別の対策として、図２に示すよう
に、第３グリッドＧ３を第１セグメントＧ３−１及び第
２セグメントＧ３−２に分割した電子銃構体が提案され
ている。この電子銃構体では、第１及び第２セグメント
Ｇ３−１及びＧ３−２で、電子ビームの偏向量に応じて
レンズ強度が変化する４極子レンズ形成する。この４極
子レンズは、第５グリッドで形成される４極子レンズと
は逆の非点収差となるように設定されている。

【００１３】このような２重４極子方式の電子銃構体で
は、電子ビームが偏向されるに従い第３グリッドＧ３の
第１及び第２セグメントＧ３−１及びＧ３−２によって
第１の４極子レンズが形成され、第５グリッドＧ５の第
１乃至第３セグメントＧ５−１乃至Ｇ５−３によって第
２の４極子レンズが形成される。このような電子銃構体
を備えた陰極線管では、第１の４極子レンズ、サブレン
ズ部、第２の４極子レンズ、主レンズ部、偏向磁界を総
合的にーつのレンズと考えた場合の水平方向と垂直方向
のレンズ倍率差を低減している。

【００１４】これにより、蛍光体スクリーン周辺での電
子ビーム横つぶれを理論的には解消することができる。
また、蛍光体スクリーン中央に集束される電子ビームに
対しては、４極子レンズが作用せず、電子ビームが縦長
となる現象も起こらない。すなわち、蛍光体スクリーン
全面で画質劣化は発生しない。

【００１５】ただし、この方法においても、第３グリッ
ドＧ３の第１及び第２セグメントＧ３−１及びＧ３−２
で形成する第１の４極子レンズを強くするほど、ビーム
スポットの歪みに対して効果は大きくなるが、第１の４
極子レンズを強くすることで、ビームスポットの水平方
向径は、拡大するため、球面収差が大きな主レンズ部の
周辺部を電子ビームが通過することになる。したがっ
て、蛍光体スクリーン水平軸Ｈの端部、対角軸の端部で
ビームスポットＢ２に水平方向にハロー部分２が発生
し、画像の画質が低下するという問題が発生する。

【００１６】上述したように、カラー陰極線管の画質を
良好にするためには、蛍光体スクリーン上全面にわたり
電子ビームスポットの横つぶれすなわち楕円歪みを抑制
することが必要である。

【００１７】従来のＱＰＦ型ダブルフォーカス方式の電
子銃構体では、４極子レンズを形成するグリッドに電子
ビームの偏向量に応じたパラボラ状に変化する電圧を印
加することにより、偏向収差による電子ビームの垂直方
向のハローの発生を解消することができるが、蛍光体ス
クリーン周辺での電子ビームの横つぶれは残る。

【００１８】この電子ビームの横つぶれを緩和するた
め、第２グリッドＧ２に横長の溝を形成することによ
り、蛍光体スクリーン周辺での電子ビームの横つぶれを
緩和することができるが、電子ビームの水平方向にハロ
ーが発生し易くなる。

【００１９】また、従来のような２重４極子方式の電子
銃構体を採用しても、蛍光体スクリーン周辺での電子ビ
ームの横つぶれを十分に解消することは困難である。こ
の発明は、上記問題を解決するためになされたものであ
り、蛍光体スクリーン全面で電子ビームのフォーカス特
性を良好に保ち、かつ蛍光体スクリーン全面で電子ビー
ムスポットの楕円歪を抑制できるカラー陰極線管を提供
することを目的とする。

【００２０】

【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少なくと
も２つの対向配置された第１及び第２の電極を有するプ
リフォーカスレンズ部と、前記プリフォーカスレンズ部
によって予備集束された電子ビームを更に予備集束する
サブレンズ部と、前記サブレンズ部で予備収束された電
子ビームを最終的に蛍光体スクリーン上の中央に集束す
る主レンズ部とを備えた電子銃構体と、前記電子銃構体
によって前記蛍光体スクリーン上に集束された電子ビー
ムを、電子ビームの進行方向に対して直交する垂直方向
及び水平方向に偏向する偏向磁界を発生する偏向ヨーク
と、を備えた陰極線管において、前記プリフォーカスレ
ンズの前記第１の電極は、前記第２の電極との対向面に
設けられた電子ビーム通過孔の周辺に水平方向を長軸と
する非円形状の溝を有し、前記第２の電極は、前記第１
の電極との対向面に設けられた電子ビーム通過孔の周辺
に水平方向を長軸とする非円形状の溝を有し、さらに、
電子ビームの偏向に伴って、前記プリフォーカスレンズ
と前記サブレンズの間に第１多極子レンズを形成すると
ともに、前記サブレンズと前記主レンズの間に前記第１
多極子レンズとは常に逆の非点収差作用を有する第２多
極子レンズを形成する手段を備えたことを特徴とする。

【００２１】請求項２に記載の陰極線管は、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少なくとも２
つの対向配置された第１及び第２の電極を有するプリフ
ォーカスレンズ部と、前記プリフォーカスレンズ部によ
って予備集束された電子ビームを更に予備集束するサブ
レンズ部と、前記サブレンズ部で予備収束された電子ビ
ームを最終的に蛍光体スクリーン上の中央に集束する主
レンズ部とを備えた電子銃構体と、前記電子銃構体によ
って前記蛍光体スクリーン上に集束された電子ビーム
を、電子ビームの進行方向に対して直交する垂直方向及
び水平方向に偏向する偏向磁界を発生する偏向ヨーク
と、を備えた陰極線管において、前記プリフォーカスレ
ンズの前記第１の電極は、前記第２の電極との対向面に
設けられた電子ビーム通過孔の周辺に水平方向を長軸と
する非円形状の溝を有し、前記第２の電極は、前記第１
の電極との対向面に水平方向を長軸とする非円形状の電
子ビーム通過孔を有し、さらに、電子ビームの偏向に伴
って、前記プリフォーカスレンズと前記サブレンズの間
に第１多極子レンズを形成するとともに、前記サブレン
ズと前記主レンズの間に前記第１多極子レンズとは常に
逆の非点収差作用を有する第２多極子レンズを形成する
手段を備えたことを特徴とする。

【００２２】この発明の陰極線管によれば、プリフォー
カスレンズの第１の電極は、集束性のレンズ作用を有
し、水平方向を長軸とする非円形状の溝により、第１の
電極を通過した電子ビームのプリフォーカスレンズに対
する仮想物点は、水平方向の径が縮小し、垂直方向の径
が拡大する。また、第１の電極を通過した電子ビーム
は、水平方向の発散角が拡大し、垂直方向の発散角が縮
小する。

【００２３】一方、プリフォーカスレンズの第２の電極
は、発散性のレンズ作用を有し、水平方向を長軸とする
非円形状の溝により、第２の電極を通過した電子ビーム
のプリフォーカスレンズに対する仮想物点は、水平方向
の径が拡大し、垂直方向の径が縮小する。また、第３グ
リッドＧ３を通過した電子ビームは、水平方向の発散角
が縮小し、垂直方向の発散角が拡大する。

【００２４】これらの作用を組み合わせることによっ
て、仮想物点径に対する相互の作用は、相殺されること
になり、円形の仮想物点を得ることができる。また、電
子ビームの発散角に対する作用は、第１の電極に形成し
た溝よりも、第２の電極に形成した溝の方が大きい。こ
のため、プリフォーカスレンズを通過した電子ビームの
水平方向は、従来と同じ程度の仮想物点径でありなが
ら、従来より小さい発散角とすることができる。

【００２５】このため、主レンズに入射する電子ビーム
の水平方向径が縮小される。したがって、主レンズの使
用領域が縮小され、従来のように、電子ビームの一部が
球面収差の大きな主レンズの周縁部を通過することがな
くなり、球面収差の影響を大幅に改善することが可能と
なる。これにより、蛍光体スクリーン上に到達する電子
ビームのビームスポットを略円形とすることが可能とな
る。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、この発明に係る陰極線管の
一実施の形態について図面を参照して説明する。図３
は、この発明の陰極線管の一例としてのインライン型カ
ラー陰極線管の構造を概略的に示す断面図である。

【００２７】このインライン型カラー陰極線管は、実質
的に矩形状のパネル１０と漏斗状のファンネル１１とが
一体に接合された外囲器を有している。このパネル１０
は、その内面に、それぞれ青、緑、赤に発光するドット
状の３色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン１２を備え
ている。また、パネル１０の内側に、蛍光体スクリーン
１２に対向して、シャドウマスク１３が設けられてい
る。

【００２８】また、このインライン型カラー陰極線管
は、インライン型電子銃構体１７と、偏向ヨーク２０と
を備えている。インライン型電子銃構体１７は、ファン
ネル１１の円筒状のネック１５内に配設されている。こ
の電子銃構体１７は、同一水平面上を通るセンタービー
ム１６Ｇ、及び一対のサイドビーム１６Ｂ、１６Ｒから
なる一列配置された３電子ビームを管軸方向すなわちＺ
軸方向に向けて放出する。偏向ヨーク２０は、ファンネ
ル１１の径大部１８とネック１５との境界部付近の外側
に装着されている。この偏向ヨーク２０は、インライン
型電子銃構体１７から放出された３電子ビーム１６
（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を水平方向すなわちＨ軸及び垂直方向す
なわちＶ軸に偏向する非斉一磁界を発生する。この非斉
一磁界は、水平方向に形成されるピンクッション型の水
平偏向磁界と、垂直方向に形成されるバレル型の垂直偏
向磁界とによって形成される。

【００２９】インライン型電子銃構体１７から放出され
た３電子ビーム１６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、蛍光体スクリー
ン１２の中央に集束される。また、この３電子ビーム１
６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、偏向ヨーク２０によって発生され
る非斉一磁界により、蛍光体スクリーン１２上でセルフ
コンバージェンスされながら、水平方向及び垂直方向に
走査される。これにより、カラー画像が表示される。

【００３０】図４は、図３に示したインライン型カラー
陰極線管に適用される３電子ビームを放出するインライ
ン型ＱＰＦ（Ｑｕａｄｒａ Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ Ｆｏ
ｃｕｓ）型ダブルフォーカス方式の電子銃構体の構造を
概略的に示す図である。

【００３１】図４に示すように、この電子銃構体１７
は、水平方向すなわちＨ軸方向に一列に配置された３個
のカソードＫ（Ｂ、Ｒ、Ｇ）と、これらのカソードＫ
（Ｂ、Ｒ、Ｇ）をそれぞれ個別に加熱する３個の図示し
ないヒータと、カソードＫ（Ｂ、Ｒ、Ｇ）から順次蛍光
体スクリーンに向かってＺ軸に沿って配置された第１乃
至第６グリッドＧ１乃至Ｇ６とを有している。これら第
１乃至第６グリッドＧ１乃至Ｇ６は、所定間隔をおいて
互いに隣接して配置されている。

【００３２】第３グリッドＧ３は、Ｚ軸方向に沿って順
次配置された第１セグメントＧ３−１と、第２セグメン
トＧ３−２とを有している。また、第５グリッドＧ５
は、Ｚ軸方向に沿って順次配置された第１乃至第３セグ
メントＧ５−１乃至Ｇ５−３を有している。

【００３３】第１グリッドＧ１及び第２グリッドＧ２
は、板状電極であり、その板面に、それぞれ３個のカソ
ードＫ（Ｂ、Ｒ、Ｇ）に対応して水平方向に一列に配置
された３個の略円形の電子ビーム通過孔を有している。
第３グリッドＧ３の第１セグメントＧ３−１及び第２セ
グメントＧ３−２は、筒状電極であり、隣接するグリッ
ドとの対向面にそれぞれ３個のカソードＫ（Ｂ、Ｒ、
Ｇ）に対応して水平方向に一列に配置された３個の略円
形の電子ビーム通過孔を有している。第４グリッドＧ４
は、厚板状電極であり、その板面にそれぞれ３個のカソ
ードＫ（Ｂ、Ｒ、Ｇ）に対応して水平方向に一列に配置
された３個の略円形の電子ビーム通過孔を有している。

【００３４】第５グリッドＧ５の第１セグメントＧ５−
１及び第３セグメントＧ５−３は、筒状電極であり、隣
接するグリッドとの対向面にそれぞれ３個のカソードＫ
（Ｂ、Ｒ、Ｇ）に対応して水平方向に一列に配置された
３個の略円形の電子ビーム通過孔を有している。第５グ
リッドＧ５の第２セグメントＧ５−２は、厚板状電極で
あり、その板面にそれぞれ３個のカソードＫ（Ｂ、Ｒ、
Ｇ）に対応して水平方向に一列に配置された３個の略円
形の電子ビーム通過孔を有している。

【００３５】第６グリッドＧ６は、筒状電極であり、隣
接するグリッドとの対向面にそれぞれ３個のカソードＫ
（Ｂ、Ｒ、Ｇ）に対応して水平方向に一列に配置された
３個の略円形の電子ビーム通過孔を有している。

【００３６】第２グリッドＧ２は、第３グリッドＧ３の
第１セグメントＧ３−１との対向面に、図５に示すよう
に、３個の電子ビーム通過孔Ｇ２ｂ、Ｇ２ｒ、Ｇ２ｇに
それぞれ対応して形成された、水平方向を長軸とする３
個の非円形の溝１０２Ｂ、１０２Ｒ、１０２Ｇを有して
いる。すなわち、これらの３個の溝１０２（Ｂ、Ｒ、
Ｇ）は、水平方向すなわちＨ軸方向の径が垂直方向すな
わちＶ軸方向の径より大きくなるように形成されてい
る。図５に示した例では、これらの３個の溝１０２
（Ｂ、Ｒ、Ｇ）は、横長溝であり、Ｈ軸方向を長辺と
し、Ｖ軸方向を短辺とする長方形に形成されている。

【００３７】第３グリッドＧ３の第１セグメントＧ３−
１は、第２グリッドＧ２との対向面に、図６に示すよう
に、３個の電子ビーム通過孔Ｇ３ｂ、Ｇ３ｒ、Ｇ３ｇに
それぞれ対応して形成された、水平方向を長軸とする３
個の非円形の溝１０３Ｂ、１０３Ｒ、１０３Ｇを有して
いる。すなわち、これらの３個の溝１０３（Ｂ、Ｒ、
Ｇ）は、水平方向すなわちＨ軸方向の径が垂直方向すな
わちＶ軸方向の径より大きくなるように形成されてい
る。図６に示した例では、これらの３個の溝１０３
（Ｂ、Ｒ、Ｇ）は、横長溝であり、Ｈ軸方向を長辺と
し、Ｖ軸方向を短辺とする長方形に形成されている。

【００３８】この電子銃構体１７では、各カソードＫ
（Ｂ、Ｒ、Ｇ）には、約１５０Ｖ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
ドは、第４グリッドＧ４に管内で接続され、これらのグ
リッドには、約８００Ｖの電圧が印加されている。第３
グリッドＧ３の第１セグメントＧ３−１は、第５グリッ
ドＧ５の第２セグメントＧ５−２に管内で接続され、こ
れらのグリッドには、約６ＫＶの電圧が印加されてい
る。

【００３９】第３グリッドＧ３の第２セグメントＧ３−
２は、第５グリッドＧ５の第１セグメントＧ５−１及び
第３セグメントＧ５−３とともに管内で接続され、電子
ビームの偏向量に応じた電圧が印加されている。この電
圧は、第５グリッドＧ５の第２セグメントＧ５−２に印
加される約６ＫＶの電圧を基準電圧とし、この基準電圧
に電子ビームの偏向量にともなって増大するパラボラ状
の電圧を重畳した電圧である。すなわち、この電圧は、
電子ビームが偏向されることなく蛍光体スクリーンの中
央部に向かう無偏向時に最も低い６ＫＶとなり、蛍光体
スクリーンの周辺部に偏向する偏向時に次第に高くな
り、蛍光体スクリーンのコーナ部に向かうときに最も高
く６．５ＫＶなるようなパラボラ状の電圧である。

【００４０】第６グリッドＧ６には、約２６ＫＶの電圧
が印加されている。上述したインライン型電子銃構体の
各グリッドにそれぞれ所定の電圧が印加されることによ
り、この電子銃構体１７は、電子ビーム発生部、プリフ
ォーカスレンズ部、サブレンズ部、及び主レンズ部を形
成する。

【００４１】電子ビーム発生部は、カソード、第１グリ
ッドＧ１、及び第２グリッドＧ２によって構成される。
この電子ビーム発生部は、電子ビームを蛍光体スクリー
ンに向けて放出し、かつ主レンズ部に対する仮想物点を
形成する。

【００４２】プリフォーカスレンズ部は、第２グリッド
Ｇ２、及び第３グリッドＧ３によって構成される。この
プリフォーカスレンズ部は、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。

【００４３】サブレンズ部は、第３グリッドＧ３、第４
グリッドＧ４、及び第５グリッドＧ５によって構成され
る。このサブレンズ部は、プリフォーカスレンズ部で予
備集束された電子ビームをさらに予備集束する。

【００４４】主レンズ部は、第５グリッド及び第６グリ
ッドＧ６によって構成される。この主レンズ部は、サブ
レンズ部で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。

【００４５】また、第３グリッドＧ３において、無偏向
時には、第１セグメントＧ３−１及び第２セグメントＧ
３−２にそれぞれ６ＫＶの電圧が印加され、両セグメン
ト間に電位差が生じない。これに対して、第３グリッド
Ｇ３において、偏向時には、第１セグメントＧ３−１に
６ＫＶの電圧が印加される一方で第２セグメントＧ３−
２に電子ビームの偏向量に応じてパラボラ状に変化する
電圧が印加される。このため、両セグメント間に電位差
が生じ、プリフォーカスレンズ部とサブレンズ部との間
に、偏向収差を補償する第一の４極子レンズ部を形成す
る。この第一の４極子レンズ部は、負の非点収差、すな
わち垂直方向の集束力が水平方向の集束力より強い非点
収差を有するように設定されている。

【００４６】また、第５グリッドＧ５において、無偏向
時には、第１乃至第３セグメントＧ５−１乃至Ｇ５−３
にそれぞれ６ＫＶの電圧が印加され、各セグメント間に
電位差が生じない。これに対して、第５グリッドＧ５に
おいて、偏向時には、第２セグメントＧ５−２に６ＫＶ
の電圧が印加される一方で第１及び第３セグメントＧ５
−１及びＧ５−３に電子ビームの偏向量に応じてパラボ
ラ状に変化する電圧が印加される。このため、各セグメ
ント間に電位差が生じ、サブレンズ部と主レンズ部との
間に、偏向収差を補償する第二の４極子レンズ部を形成
する。この第二の４極子レンズ部は、正の非点収差、す
なわち水平方向の集束力が垂直方向の集束力より強い非
点収差を有するように設定されている。

【００４７】つまり、電子ビームを蛍光体スクリーンの
周辺部に偏向する際には、第３グリッドＧ３の両セグメ
ント間の電位差により、負の非点収差を有するような第
一の４極子レンズ部が形成され、第５グリッドＧ５の各
セグメント間の電位差により、正の非点収差を有するよ
うな第二の４極子レンズ部が形成される。このとき形成
される第一の４極子レンズ部は、第二の４極子レンズ部
とは常に逆の非点収差作用を有するように設定される。

【００４８】ここで、プリフォーカスレンズ部を形成す
る第２グリッドＧ２及び第３グリッドＧ３の第１セグメ
ントＧ３−１のそれぞれの対向面に設けられた横長溝の
効果について説明する。

【００４９】第２グリッドＧ２は、プリフォーカスレン
ズ部の集束側に位置している。このため、第２グリッド
Ｇ２の横長溝１０２（Ｂ、Ｒ、Ｇ）により、第２グリッ
ドＧ２の電子ビーム通過孔Ｇ２（ｂ、ｒ、ｇ）を通過し
た電子ビームのプリフォーカスレンズ部に対する仮想物
点は、水平方向の径が縮小し、垂直方向の径が拡大す
る。すなわち、第２グリッドＧ２を通過する電子ビーム
の仮想物点は、垂直方向に伸びた楕円形となる。また、
第２グリッドＧ２を通過した電子ビームは、水平方向の
発散角が拡大し、垂直方向の発散角が縮小する。

【００５０】一方、第３グリッドＧ３の第１セグメント
Ｇ３−１は、プリフォーカスレンズ部の発散側に位置し
ている。このため、第３グリッドＧ３の横長溝１０３
（Ｂ、Ｒ、Ｇ）により、第３グリッドＧ３の電子ビーム
通過孔Ｇ３（ｂ、ｒ、ｇ）を通過した電子ビームのプリ
フォーカスレンズ部に対する仮想物点は、水平方向の径
が拡大し、垂直方向の径が縮小する。すなわち、第３グ
リッドＧ３を通過する電子ビームの仮想物点は、水平方
向に伸びた楕円形となる。また、第３グリッドＧ３を通
過した電子ビームは、水平方向の発散角が縮小し、垂直
方向の発散角が拡大する。

【００５１】これらの作用を組み合わせることによっ
て、仮想物点径に対する相互の作用は、相殺されること
になり、円形の仮想物点を得ることができる。また、電
子ビームの発散角に対する作用は、第２グリッドＧ２に
形成した横長溝１０２（Ｂ、Ｒ、Ｇ）よりも、第３グリ
ッドＧ３の第１セグメントＧ３−１に形成した横長溝１
０３（Ｂ、Ｒ、Ｇ）の方が大きい。

【００５２】すなわち、水平方向についてのみ考えれ
ば、第２グリッドＧ２の横長溝１０２（Ｂ、Ｒ、Ｇ）に
よって形成される集束性のレンズ作用により、仮想物点
径は縮小され、続いて、第１セグメントＧ３−１の横長
溝１０３（Ｂ、Ｒ、Ｇ）によって形成される発散性のレ
ンズ作用により、集束レンズ側で縮小した仮想物点径を
拡大し、もとの円形の仮想物点を得ることができる。そ
の一方で、電子ビームの発散角は、第２グリッドＧ２の
横長溝１０２（Ｂ、Ｒ、Ｇ）によって拡大され、第１セ
グメントＧ３−１の横長溝１０３（Ｂ、Ｒ、Ｇ）によっ
てより強く縮小される。

【００５３】その結果、プリフォーカスレンズ部を通過
した電子ビームの水平方向は、従来と同じ程度の仮想物
点径であり、かつ従来より小さい発散角とすることがで
きる。

【００５４】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は、上述したように、第一の４極子
レンズ部及び第二の４極子レンズ部は形成されない。し
たがって、上述したようなプリフォーカスレンズ部を通
過した電子ビームは、サブレンズ部によって予備集束さ
れ、主レンズ部によって最終的に蛍光体スクリーン上に
集束される。これにより、蛍光体スクリーン中央に到達
した電子ビームは、略円形のビームスポットとなる。

【００５５】電子ビームを蛍光体スクリーンの周辺に偏
向する偏向時には、偏向量に応じてレンズ強度が変化す
る第一及び第二の４極子レンズ部が形成される。第一の
４極子レンズ部は、上述したように、負の非点収差をも
ち、第二の４極子レンズ部は、正の非点収差をもつ。ま
た、同時に、第３グリッドＧ３の第２セグメントＧ３−
２と第４グリッドＧ４との電位差が大きくなり、サブレ
ンズ部のレンズ強度が強くなる。一方、第５グリッドＧ
５の第３セグメントＧ５−３と第６グリッドＧ６との電
位差が小さくなり、主レンズ部のレンズ強度が弱くな
る。

【００５６】図７は、図４に示したこの発明の電子銃構
体において、蛍光体スクリーンの周辺部に偏向された電
子ビームに適用される垂直方向及び水平方向のレンズ作
用を説明するための図である。

【００５７】すなわち、偏向時には、図７に示すよう
に、プリフォーカスレンズ部を通過した電子ビームは、
第一の４極子レンズ部ＱＬ１、サブレンズ部ＳＬ、第二
の４極子レンズ部ＱＬ２、主レンズ部ＭＬ、及び偏向ヨ
ークの偏向収差ＤＹにより、蛍光体スクリーン１２上に
集束される。

【００５８】図７に示すように、垂直方向すなわちＶ軸
方向について、プリフォーカスレンズ部を通過した電子
ビームは、第一の４極子レンズ部ＱＬ１によって集束さ
れ、サブレンズ部ＳＬによって予備集束され、第二の４
極子レンズ部ＱＬ２によって発散され、主レンズ部ＭＬ
及び偏向収差によって集束され、蛍光体スクリーン上に
到達する。水平方向すなわちＨ軸方向について、プリフ
ォーカスレンズ部を通過した電子ビームは、第一の４極
子レンズ部ＱＬ１によって発散され、サブレンズ部ＳＬ
によって予備集束され、第二の４極子レンズＱＬ２によ
ってさらに予備集束され、主レンズ部ＭＬによって集束
され、偏向収差によって発散され、蛍光体スクリーン上
に到達する。

【００５９】図８は、図２に示した従来の電子銃構体に
おいて、蛍光体スクリーンの周辺部に偏向された電子ビ
ームに適用される垂直方向及び水平方向のレンズ作用を
説明するための図である。

【００６０】図８に示すように、従来の電子銃構体で
は、プリフォーカスレンズ部を通過した電子ビームの水
平方向の発散角α１が大きいため、主レンズ部ＭＬに入
射する電子ビームの水平方向径が拡大される。このた
め、電子ビームの一部が、球面収差の大きな主レンズ部
ＭＬの周縁部を通過することになり、蛍光体スクリーン
１２上に到達する電子ビームのビームスポットが歪む。

【００６１】これに対して、図７に示したように、この
発明の電子銃構体では、プリフォーカスレンズ部を形成
する第２グリッドＧ２及び第３グリッドＧ３の第１セグ
メントＧ３−１は、それぞれ対向する面に、水平方向に
長軸を有する非円形状の溝１０２（Ｂ、Ｒ、Ｇ）および
１０３（Ｂ、Ｒ、Ｇ）を有している。このため、従来と
同様に、プリフォーカスレンズ部に対する仮想物点の形
状を略円形とするとともに、プリフォーカスレンズ部を
通過した電子ビームの水平方向の発散角α２を縮小する
ことができる。このため、主レンズ部ＭＬに入射する電
子ビームの水平方向径が縮小される。したがって、主レ
ンズ部ＭＬの使用領域が縮小され、従来のように、電子
ビームの一部が球面収差の大きな主レンズ部ＭＬの周縁
部を通過することがなくなり、球面収差の影響を大幅に
改善することが可能となる。これにより、蛍光体スクリ
ーン１２上に到達する電子ビームのビームスポットを略
円形とすることが可能となる。

【００６２】この結果、図９に示すように、蛍光体スク
リーンの中央、水平軸端、対角軸端、及び垂直軸端に到
達した電子ビームは、水平方向のにじみが少ない、かつ
横つぶれの少ない略真円状のビームスポット形状を有す
る。

【００６３】なお、この発明の陰極線管は、図４で説明
したような構成の２重４極子方式の電子銃構体のみに適
用される物ではなく、他の２重４極子方式の電子銃構体
にも適用することができる。

【００６４】図１０は、この発明の陰極線管に適用され
る他の構成の電子銃構体の構造を概略的に示す図であ
る。すなわち、図１０に示すように、この電子銃構体
は、図４に示した電子銃構体と同様に、３個のカソード
Ｋ（Ｂ、Ｒ、Ｇ）、及び第１乃至第６グリッドＧ１乃至
Ｇ６を有している。この電子銃構体の第５グリッドＧ５
は、Ｚ軸方向に順に配置された第１セグメントＧ５−
４、及び第２セグメントＧ５−５を有している。第５グ
リッドＧ５の第１セグメントＧ５−４は、第３グリッド
Ｇ３の第１セグメントＧ３−１に管内で接続され、これ
らのグリッドには、約６ＫＶの基準電圧が印加されてい
る。第５グリッドＧ５の第２セグメントＧ５−５は、第
３グリッドＧ３の第２セグメントＧ３−２に管内で接続
され、これらのグリッドには、約６ＫＶの基準電圧に、
電子ビームの偏向量に応じてパラボラ状に変化する電圧
が重畳されている。

【００６５】電子ビームを偏向する際には、第３グリッ
ドＧ３の第１セグメントＧ３−１と第２セグメントＧ３
−２との間に、負の非点収差を有する第一の４極子レン
ズ部が形成される。また、第５グリッドＧ５の第１セグ
メントＧ５−４と第２セグメントＧ５−５との間に、正
の非点収差を有する第二の４極子レンズ部が形成され
る。

【００６６】このように、第５グリッドＧ５を第一及び
第二のセグメントＧ５−４及びＧ５−５で構成しても、
第２グリッドＧ２及び第３グリッドＧ３の第１セグメン
トＧ３−１の各対向面に、３個の電子ビーム通過孔に対
応して、水平方向を長軸とする非円形の溝を設けること
により、上述した電子銃構体と同様の効果を得ることが
可能となる。

【００６７】また、この発明の陰極線管は、図４に示し
たような構造の電子銃構体、及び図１０に示したような
構造の電子銃構体に対して、第３グリッドＧ３の第１セ
グメントＧ３−１の第２グリッドＧ２との対向面に、図
１１に示したような横長孔１１３Ｂ、１１３Ｒ、１１３
Ｇを設けた電極を用いても良い。すなわち、第３グリッ
ドＧ３の第１セグメントＧ３−１は、第２グリッドＧ２
との対向面に、図１１に示すように、電子ビーム通過孔
及び水平方向を長軸とする３個の非円形の溝としての機
能を兼ね備えた３個の非円形の横長孔１１３Ｂ、１１３
Ｒ、１１３Ｇを有している。すなわち、これらの３個の
横長孔１１３（Ｂ、Ｒ、Ｇ）は、水平方向すなわちＨ軸
方向の径が垂直方向すなわちＶ軸方向の径より大きくな
るように形成されている。図１１に示した例では、これ
らの３個の孔１１３（Ｂ、Ｒ、Ｇ）は、横長孔であり、
Ｈ軸方向を長辺とし、Ｖ軸方向を短辺とする長方形に形
成されている。

【００６８】このような構造の第３グリッドＧ３の第１
セグメントＧ３−１を適用したとしても、上述した電子
銃構体と同様の効果を得ることが可能となる。上述した
ように、この発明の陰極線管によれば、電子ビームを蛍
光体スクリーンの周辺部に偏向する際に、プリフォーカ
スレンズ部とサブレンズ部との間に第一の４極子レンズ
部を形成し、サブレンズ部と主レンズ部との間に、第一
の４極子レンズ部とは常に逆の非点収差を有する第二の
４極子レンズ部を形成する。また、プリフォーカスレン
ズ部を構成する第１の電極としての第２グリッドＧ２
は、第２の電極としての第３グリッドＧ３の第１セグメ
ントＧ３−１との対向面に設けられた電子ビーム通過孔
Ｇ２（ｂ、ｒ、ｇ）の周辺に水平方向を長軸とする非円
形状の溝１０２（Ｂ、Ｒ、Ｇ）を有している。さらに、
第３グリッドＧ３の第１セグメントＧ３−１は、第２グ
リッドＧ２の対向面に設けられた電子ビーム通過孔Ｇ３
（ｂ、ｒ、ｇ）の周辺に水平方向を長軸とする非円形状
の溝１０３（Ｂ、Ｒ、Ｇ）を有している。

【００６９】このような構成とすることにより、電子ビ
ームを蛍光体スクリーンの中央に集束する無偏向時にお
いても、偏向装置によって蛍光体スクリーンの周辺に偏
向する偏向時においても、横つぶれが極めて少ない電子
ビームスポットを提供することができる。これにより、
蛍光体スクリーン全面で電子ビームのフォーカス特性を
良好に保ち、かつ蛍光体スクリーン全面で電子ビームス
ポットの楕円歪を抑制して、画面全面において画質を改
善することができる。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、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
る少なくとも２つの対向配置された第１及び第２の電極
を有するプリフォーカスレンズ部と、前記プリフォーカ
スレンズ部によって予備集束された電子ビームを更に予
備集束するサブレンズ部と、前記サブレンズ部で予備収
束された電子ビームを最終的に蛍光体スクリーン上の中
央に集束する主レンズ部とを備えた電子銃構体と、前記
電子銃構体によって前記蛍光体スクリーン上に集束され
た電子ビームを、電子ビームの進行方向に対して直交す
る垂直方向及び水平方向に偏向する偏向磁界を発生する
偏向ヨークと、を備えた陰極線管において、前記プリフ
ォーカスレンズの前記第１の電極は、前記第２の電極と
の対向面に設けられた電子ビーム通過孔の周辺に水平方
向を長軸とする非円形状の溝を有し、前記第２の電極
は、前記第１の電極との対向面に設けられた電子ビーム
通過孔の周辺に水平方向を長軸とする非円形状の溝を有
し、さらに、電子ビームの偏向に伴って、前記プリフォ
ーカスレンズと前記サブレンズの間に第１多極子レンズ
を形成するとともに、前記サブレンズと前記主レンズの
間に前記第１多極子レンズとは常に逆の非点収差作用を
有する第２多極子レンズを形成する手段を備えたことを
特徴とする陰極線管を提供することができる。

【００７１】この陰極線管によれば、蛍光体スクリーン
全面で電子ビームのフォーカス特性を良好に保ち、かつ
蛍光体スクリーン全面で電子ビームスポットの楕円歪を
抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１の（ａ）乃至（ｃ）は、従来の電子銃構体
による蛍光体スクリーン上の第１象限における電子ビー
ムスポットを概略的に示す図である。

【図２】図２は、従来の電子銃構体の構造を概略的に示
す水平断面図である。

【図３】図３は、この発明の陰極線管の一例としてのイ
ンライン型カラー陰極線管の構造を概略的に示す水平断
面図である。

【図４】図４は、図３に示した陰極線管に適用されるイ
ンライン型電子銃構体の構造を概略的に示す水平断面図
である。

【図５】図５は、図４に示した電子銃構体の第２グリッ
ドの構造を概略的に示す斜視図である。

【図６】図６は、図４に示した電子銃構体の第３グリッ
ドの第１セグメントの構造を概略的に示す斜視図であ
る。

【図７】図７は、図４に示したこの発明の電子銃構体に
おいて、蛍光体スクリーンの周辺部に偏向された電子ビ
ームに適用される垂直方向及び水平方向のレンズ作用を
説明するための図である。

【図８】図８は、図２に示した従来の電子銃構体におい
て、蛍光体スクリーンの周辺部に偏向された電子ビーム
に適用される垂直方向及び水平方向のレンズ作用を説明
するための図である。

【図９】図９は、この発明の電子銃構体による蛍光体ス
クリーン上の第１象限における電子ビームスポットを概
略的に示す図である。

【図１０】図１０は、図３に示した陰極線管に適用され
る他のインライン型電子銃構体の構造を概略的に示す水
平断面図である。

【図１１】図１１は、図４及び図１０に示した電子銃構
体の第３グリッドの第１セグメントの他の構造を概略的
に示す斜視図である。

【符号の説明】

１０…パネル １１…ファンネル １２…蛍光体スクリーン １３…シャドウマスク １５…ネック １６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…電子ビーム １７…電子銃構体 ２０…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 Ｇ３−１…第１セグメント Ｇ３−２…第２セグメント Ｇ４…第４グリッド Ｇ５…第５グリッド Ｇ５−１…第１セグメント Ｇ５−２…第２セグメント Ｇ５−３…第３セグメント Ｇ６…第６グリッド １０２（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…横長溝 １０３（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…横長溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武川 勉 神奈川県川崎市川崎区日進町７番地１ 東 芝電子エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 5C041 AA02 AA14 AB05 AB07 AC05 AC07 AC19 AC35 AD02 AE01

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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
   予備集束する少なくとも２つの対向配置された第１及び
   第２の電極を有するプリフォーカスレンズ部と、前記プ
   リフォーカスレンズ部によって予備集束された電子ビー
   ムを更に予備集束するサブレンズ部と、前記サブレンズ
   部で予備収束された電子ビームを最終的に蛍光体スクリ
   ーン上の中央に集束する主レンズ部とを備えた電子銃構
   体と、 前記電子銃構体によって前記蛍光体スクリーン上に集束
   された電子ビームを、電子ビームの進行方向に対して直
   交する垂直方向及び水平方向に偏向する偏向磁界を発生
   する偏向ヨークと、 を備えた陰極線管において、 前記プリフォーカスレンズの前記第１の電極は、前記第
   ２の電極との対向面に設けられた電子ビーム通過孔の周
   辺に水平方向を長軸とする非円形状の溝を有し、前記第
   ２の電極は、前記第１の電極との対向面に設けられた電
   子ビーム通過孔の周辺に水平方向を長軸とする非円形状
   の溝を有し、 さらに、電子ビームの偏向に伴って、前記プリフォーカ
   スレンズと前記サブレンズの間に第１多極子レンズを形
   成するとともに、前記サブレンズと前記主レンズの間に
   前記第１多極子レンズとは常に逆の非点収差作用を有す
   る第２多極子レンズを形成する手段を備えたことを特徴
   とする陰極線管。
2. 【請求項２】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
   予備集束する少なくとも２つの対向配置された第１及び
   第２の電極を有するプリフォーカスレンズ部と、前記プ
   リフォーカスレンズ部によって予備集束された電子ビー
   ムを更に予備集束するサブレンズ部と、前記サブレンズ
   部で予備収束された電子ビームを最終的に蛍光体スクリ
   ーン上の中央に集束する主レンズ部とを備えた電子銃構
   体と、 前記電子銃構体によって前記蛍光体スクリーン上に集束
   された電子ビームを、電子ビームの進行方向に対して直
   交する垂直方向及び水平方向に偏向する偏向磁界を発生
   する偏向ヨークと、 を備えた陰極線管において、 前記プリフォーカスレンズの前記第１の電極は、前記第
   ２の電極との対向面に設けられた電子ビーム通過孔の周
   辺に水平方向を長軸とする非円形状の溝を有し、前記第
   ２の電極は、前記第１の電極との対向面に水平方向を長
   軸とする非円形状の電子ビーム通過孔を有し、 さらに、電子ビームの偏向に伴って、前記プリフォーカ
   スレンズと前記サブレンズの間に第１多極子レンズを形
   成するとともに、前記サブレンズと前記主レンズの間に
   前記第１多極子レンズとは常に逆の非点収差作用を有す
   る第２多極子レンズを形成する手段を備えたことを特徴
   とする陰極線管。