JP2005501379A - 陰極線管と画像ディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ディスプレイ画面の端、および特に隅において外側および内側の電子ビームの集束が改良された陰極線管を提供することと、このような陰極線管を有する画像ディスプレイ装置を提供すること。
【解決手段】カラー陰極線管（ＣＲＴ）が、３本の電子ビーム（ＥＢＲ， ＥＢＧ， ＥＢＢ）を生成するための電子光学的システム（１）と、偏向手段（２）と、画面（３）とを有する。動作時、偏向手段（２）は、画面（３）上のビームの到達位置を変更するために、電子ビーム（ＥＢＲ， ＥＢＧ， ＥＢＢ）を偏向する。しかしながら、ビームを偏向することによって、ビームは焦点がずれ、画面（３）上のスポットが変化する。相対的に大きな画面のカラー陰極線管においては、電子ビームの焦点ずれが、各ビーム（ＥＢＲ， ＥＢＧ， ＥＢＢ）に対する強さに依存して異なることが観察されることがある。本発明は、電子光学的システム（１）に、改良されたＤＡＦセクション（４０）を設けることによって、この問題の解決策を提供する。このＤＡＦセクション（４０）は、各電子ビーム（ＥＢＲ， ＥＢＧ， ＥＢＢ）に対して強さの異なる少なくとも２枚の電子レンズ（Ｌ１， Ｌ２）を有する。
【選択図】図５
【解決手段】カラー陰極線管（ＣＲＴ）が、３本の電子ビーム（ＥＢＲ， ＥＢＧ， ＥＢＢ）を生成するための電子光学的システム（１）と、偏向手段（２）と、画面（３）とを有する。動作時、偏向手段（２）は、画面（３）上のビームの到達位置を変更するために、電子ビーム（ＥＢＲ， ＥＢＧ， ＥＢＢ）を偏向する。しかしながら、ビームを偏向することによって、ビームは焦点がずれ、画面（３）上のスポットが変化する。相対的に大きな画面のカラー陰極線管においては、電子ビームの焦点ずれが、各ビーム（ＥＢＲ， ＥＢＧ， ＥＢＢ）に対する強さに依存して異なることが観察されることがある。本発明は、電子光学的システム（１）に、改良されたＤＡＦセクション（４０）を設けることによって、この問題の解決策を提供する。このＤＡＦセクション（４０）は、各電子ビーム（ＥＢＲ， ＥＢＧ， ＥＢＢ）に対して強さの異なる少なくとも２枚の電子レンズ（Ｌ１， Ｌ２）を有する。
【選択図】図５
Description
【発明が属する技術分野】
本発明は、
電子光学的イメージを光イメージに変換するためのディスプレイ画面と、
電子光学的システムであって、当該システムが、
電子を放射するための、一平面に並置された電子源と、
前記それぞれの電子源から放射される前記電子から、第一外側電子ビームと、中央電子ビームと、第二外側電子ビームとを形成するためのビーム形成セクションと、
前記ディスプレイ画面に前記電子ビームの焦点を合わせるための主レンズと、
前記ディスプレイ画面上において前記電子ビームを偏向させるための偏向手段と、
前記ディスプレイ画面上の電子ビームの到達スポットに応じて前記電子ビームの前記集束と非点収差（ａｓｔｉｇｍａｔｉｓｍ）とを動的に適合させるためのＤＡＦセクションと、
を有する電子光学的システムと、
を有する陰極線管（ＣＲＴ）、に関する。
【０００１】
また、本発明は、このような陰極線管を有する画像ディスプレイ装置にも関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような陰極線管の一実施例は、ＵＳ−Ａ−４，８１４，６７０から公知である。
【０００３】
陰極線管を有する画像ディスプレイ装置においては、ディスプレイ画面上に結像する、３本の電子ビームが電子銃によって生成される。ディスプレイ画面は、電子ビームの１本が衝突すると発光する蛍光体の線またはドットを有する。
【０００４】
カラーイメージを表示するために、いわゆる「インライン」面に並置される３本の電子ビームを生成する電子銃が使用される。３本の電子ビームは、主レンズによってディスプレイ画面上に焦点が合う。ディスプレイ画面には、赤、緑、青の蛍光体が設けられる。さらに、陰極線管には、各電子ビームをそれぞれの蛍光体に到達させるための手段が設けられ、この手段は、例えばシャドウマスクを有する。従って、各電子ビームは、赤色、緑色、青色の１つに対応する。
【０００５】
電子ビームの頻繁に使用される配置においては、第一外側電子ビームは、特に赤色に対応し、中央電子ビームは緑色に対応し、第二外側電子ビームは青色に対応する。
【０００６】
陰極線管は、電子ビームを偏向させるための偏向手段を有する。一般に、陰極線管にはネック部があり、この周囲に磁界偏向手段が配置される。電子ビームを偏向させるため、動作時、偏向手段は、画像ディスプレイ装置が受信する画像信号と同期する偏向電流を受信する。
【０００７】
電子ビームが偏向手段によって偏向されると、電子は、電子源とディスプレイ画面上の到達場所との間のより長い経路を伝わる。より具体的には、電子は、偏向の程度に応じて、主レンズとディスプレイ画面の間のより長い経路を伝わる。この結果として、電子ビームは、ディスプレイ画面上の少なくとも一部において焦点が合わず、相対的にぼんやりした画像として結像する。
【０００８】
さらに、電子を偏向させるとき、偏向手段は、電子光学的四重極レンズ（ｑｕａｄｒｕｐｏｌａｒ ｌｅｎｓ）（以下、偏向レンズとも呼ぶ）として機能する。この四重極レンズに起因して、偏向に応じて、非点収差が起こり、電子ビームの形状が変化する。四重極レンズの強さは、電子ビームの偏向の程度が大きくなるほど増す。
【０００９】
陰極線管の解像度は、電子ビームのイメージ（スポットと呼ばれる）のサイズと形状に依存する。偏向に起因して電子ビームの集束と非点収差の程度が変化することにより、スポットの品質が低下する。この結果、陰極線管の解像度は、特にディスプレイ画面の隅において低下する。
【００１０】
この影響を低減するため、上述の特許ＵＳ−Ａ−４，８１４，６７０から公知であるように、電子銃にＤＡＦセクションが設けられる。具体的には、ＤＡＦセクションは、中間電極を有し、この中間電極には、集束電極に面する側面に水平に長い開口が設けられている。集束電極には、垂直に長い開口が設けられている。この場合における「水平」は、「インライン」面に平行であり、かつ電子の伝搬の方向に垂直な方向を意味するものとする。この場合における「垂直」は、「インライン」面に垂直な方向を意味するものとする。
【００１１】
動作時、電子光学的四重極レンズが集束電極と中間電極の間に形成されるように、動的集束電圧が中間電極にかけられる。また、この動的集束電圧によって、主レンズの強さも適合させることができる。
【００１２】
一般に、偏向手段は、水平方向で自己収束的（ｓｅｌｆ−ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｔ）である。このことは、垂直方向において過焦点（ｏｖｅｒｆｏｃｕｓｉｎｇ）が大きくなることを犠牲にして、電子ビームの焦点がディスプレイ画面の全体にわたり水平方向に実質的に合うことを意味する。
【００１３】
公知のカラー電子銃は、３本の電子ビームの設計が実質的に等しい。この結果、ＤＡＦセクションの影響は３本の電子ビームに対して同じである、すなわち、動作時に集束電極と中間電極の間に形成される電子光学的四重極レンズは、３本の電子ビームすべてに対して強さが等しい。
【００１４】
しかしながら、３本の電子ビームはインライン面に並置され、特定の距離（例えば、偏向手段の位置において６ ｍｍの距離）だけ互いに離れて位置するため、３本の電子ビームは、これらを偏向させる偏向手段の磁界を通る異なる経路沿いに伝わる。この結果、３本の電子ビームに対して偏向レンズの強さが互いに異なる。この影響のことを、「色依存の焦点ずれ」と呼ぶ。
【００１５】
色依存の焦点ずれは、陰極線管の解像度、特にコンピュータモニタ用の陰極線管と、電子ビームの偏向角度が相対的に大きい陰極線管と、シャドウマスクのない陰極線管（ＦＩＴ （Ｆｌａｔ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）陰極線管と呼ばれる）の解像度に、かなりの程度影響することが判明している。
【００１６】
ＤＡＦセクションの調整は、一般には、動作時、中央電子ビームがディスプレイ画面全体にわたり実質的に焦点が合うように行われ、このため外側の電子ビームは、端と特にディスプレイ画面の隅において焦点が合わない。
【００１７】
この場合、第一外側電子ビームがディスプレイ画面の東側（外側から見て右手側）において垂直方向に過焦点となるため、色依存の焦点ずれが目立つ。第一外側電子ビームは、一般には赤色に対応し、その場合には赤のスポットがぼやける。相対的に解像度の高い相対的に大型のカラーモニタでは、赤い文字が画面の東側において焦点が合わないことがある。
【００１８】
さらに、第二外側電子ビームは、画面の西側（外側から見て左手側）において垂直方向に過焦点となる。第二外側電子ビームは、一般には青色に対応し、その場合には青のスポットがぼやける。相対的に解像度の高い相対的に大型のカラーモニタでは、青の文字が画面の西側において焦点が合わないことがある。
【００１９】
公知の陰極線管には、色依存の焦点ずれが起こるという欠点がある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、ディスプレイ画面の端、および特に隅において外側および内側の電子ビームの集束が改良された陰極線管を提供することである。
【００２１】
本発明のさらなる目的は、このような陰極線管を有する画像ディスプレイ装置を提供することである。
【００２２】
本発明による陰極線管において、第一の目的は、前記ＤＡＦセクションが、第一電子レンズであって、前記電子ビームに対して相互に異なる強さを有する、第一電子レンズと、第二電子レンズであって、前記電子ビームに対する前記強さが互いに異なる、第二電子レンズとを有し、前記第二電子レンズの前記強さが、前記第一電子レンズの前記強さに関係なく変更可能である、ことにおいて達成される。
【００２３】
動作時、電子ビームに作用する第一および第二電子レンズの線形の組合せ（ｌｉｎｅａｒ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）が常に存在するため、本発明による陰極線管におけるＤＡＦセクションは、色依存の焦点ずれを補正する。
【００２４】
集束電極とＤＡＦセクションの間に追加の電極を配置することによって色依存の焦点ずれが部分的に抑制される陰極線管は、特許出願ＥＰ−Ａ−０ ８９９ ７６８から公知である。この電極によって、動作時、外側電子ビームに対する電子光学的四重極レンズを形成することができる。このレンズは、強さは同じであるが正負逆に外側電子ビームに作用する。
【００２５】
しかしながら、色依存の焦点ずれは非対称であり、色依存の焦点ずれ誤差Δは、画面上の電子ビームの到達スポットと実質的に一次と五次の依存関係があることが判明した。例えば、ライン軸沿いの色依存の焦点ずれ誤差は、到達スポットとフィールド軸の間の距離Ｘと、次式の依存関係がある。
Δ ＝ ｃ１Ｘ＋ｃ５Ｘ５ （１）
この式において、ｃ１とｃ５は定数である。ＥＰ−Ａ−０ ８９９ ７６８に説明されている部分的な解決策は、線形項を十分に補正する。しかしながら、電子ビームの偏向角度が相対的に大きい、すなわちＸの値が相対的に大きい陰極線管においては、五次の項が支配的となる。
【００２６】
本発明による陰極線管においては、色依存の焦点ずれを非対称的に補正でき、従って、ディスプレイ画面の端においてと、特に隅における外側の電子ビームの改良された集束を達成できる。
【００２７】
一般に、第一および第二電子レンズは非点収差である、すなわち、第一および第二電子レンズは、第一方向に焦点が合い、この第一方向に垂直な第二方向には焦点がずれる。例えば、両方の電子レンズは、水平方向に焦点が合い、かつ垂直方向に焦点がずれる。
【００２８】
偏向手段が、第一方向、例えば水平方向に自己収束的であるならば、本発明による陰極線管は、さらなる利点を提供する。この場合、第一方向に第一電子レンズと第二電子レンズの影響を補正するように、主レンズの強さを適合させることができるようにする必要がある。この結果、第一方向には、電子ビームの焦点がディスプレイ画面全体にわたり実質的に合った状態を維持できる。
【００２９】
上述の特許出願ＥＰ−Ａ−０ ８９９ ７６８から公知である部分的な解決策は、集束電極とＤＡＦセクションの間に配置され、かつ外側の電子ビームに作用する追加の電子光学的電極から成る。この追加のレンズの影響は、主レンズを適合化させることによって補正できず、従って、この解決策によって、第一方向における外側の電子ビームの集束が変化する。
【００３０】
陰極線管の一実施例においては、動作時、前記第一外側電子ビームに対する前記第一電子レンズの前記強さは、前記中央電子ビームに対する前記強さよりも大きく、かつ、前記第二外側電子ビームに対する前記強さは、前記中央電子ビームに対する前記強さよりも小さい。このことは、Ｓ１Ｒ ＞ Ｓ１Ｇ ＞ Ｓ１Ｂという式によって示すことができる。この式において、Ｓ１Ｒは、第一外側電子ビームに対する第一電子レンズの強さを示し、Ｓ１Ｇは、中央電子ビームに対する第一電子レンズの強さを示し、Ｓ１Ｂは、第二外側電子ビームに対する第一電子レンズの強さを示す。
【００３１】
これに代えて、前記第一外側電子ビームに対する前記第一電子レンズの前記強さが、前記中央電子ビームに対する前記強さよりも小さく、かつ、前記第二外側電子ビームに対する前記強さが、前記中央電子ビームに対する前記強さよりも大きくてもよい。このことは、Ｓ１Ｒ ＜ Ｓ１Ｇ ＜ Ｓ１Ｂという式によって示すことができる。
【００３２】
さらなる有利な実施例においては、前記第一および第二電子レンズの強さは、前記中央電子ビームに対して等しく、かつ、前記第一外側電子ビームに対する前記第一電子レンズの前記強さは、前記第二外側電子ビームに対する前記第二電子レンズの前記強さと等しく、かつ、前記第二外側電子ビームに対する前記第一電子レンズの前記強さは、前記第一外側電子ビームに対する前記第二電子レンズの前記強さと等しい。このことは、Ｓ１Ｇ＝Ｓ２Ｇ、Ｓ１Ｒ＝Ｓ２Ｂ、Ｓ１Ｂ＝Ｓ２Ｒという式によって示すことができる。これらの式において、Ｓ２Ｒは、第一外側電子ビームに対する第二電子レンズの強さを示し、Ｓ２Ｇは、中央電子ビームに対する第二電子レンズの強さを示し、Ｓ２Ｂは、第二外側電子ビームに対する第二電子レンズの強さを示す。
【００３３】
このことは有利である。その理由は、一般に、ディスプレイ画面の東側における第一外側電子ビームの挙動が、ディスプレイ画面の西側における第二外側電子ビームの挙動と実質的に等しく、この逆も同様であるためである。
【００３４】
一般に、電子レンズは電気的な手段によって実現するのが最も簡単である。この目的のため、陰極線管の１つの特殊な実施例においては、前記ビーム形成セクションと前記ＤＡＦセクションの間に集束電極が存在し、当該集束電極には、前記ＤＡＦセクションの側に、前記電子ビームを通過させるための互いに形状の異なる開口が設けられ、かつ、前記ＤＡＦセクションが、第一中間電極と第二中間電極とを有し、前記第二中間電極が、前記第一中間電極と前記主レンズの間に配置される。前記第一中間電極には、前記集束電極に面する側面と、前記第二中間電極に面する側面とに、前記電子ビームを通過させるための互いに形状の異なる前記開口が設けられている。前記第二中間電極も、前記第一中間電極に面する側面に、前記電子ビームを通過させるための互いに形状の異なる開口を有する。このようにして、対向する開口の間に電界をかけることによって、３本の電子ビームに対して互いに強さの異なる電子レンズを容易に実現できる。
【００３５】
特に、第一電子レンズは、動作時、第一中間電極が動的電圧Ｖｄｙｎ１を受けるようにし、これにより集束電極における開口と、これらの開口に対向する第一中間電極における開口との間に電界をかけることによって、形成できる。動作時、第二電子レンズは、第二中間電極が第二動的電圧Ｖｄｙｎ２を受けるようにし、これにより第二中間電極における開口と、これらの開口に対向する第一中間電極における開口との間に第二電界をかけることによって、形成できる。第二電子レンズの強さは、電圧差Ｖｄｙｎ２ − Ｖｄｙｎ１に比例する。主レンズの強さも、第二動的電圧Ｖｄｙｎ２によって適合化される。
【００３６】
一般に、第一動的電圧Ｖｄｙｎ１と第二動的電圧Ｖｄｙｎ２の両方は、陰極線管が受信する画像信号と同期する。しかしながら、これらの振幅は互いに独立していて、従って、第二電子レンズの強さは、第一電子レンズの強さに関係なく変更可能である。
【００３７】
さらに、ＤＡＦセクションは、前記電子ビームに対して相互に異なる強さを有する第三電子レンズを有することができ、当該第三電子レンズの前記強さは、前記第一および第二電子レンズの前記強さに関係なく変更可能である。各色の集束は、このようなＤＡＦセクションによって独立的に適合させることができる。色依存の焦点ずれの非対称性が非常に強い場合には、このことは利点となる。さらに、スポットサイズに厳しい必要条件が課される場合、例えば、ＦＩＴ陰極線管においてなど、色誤差（ｃｏｌｏｒ ｅｒｒｏｒ）を防止するために、蛍光体軌道に垂直な方向（一般には垂直方向）におけるスポットサイズを約３００μｍに制限する必要がある場合には、このことは利点となりうる。
【００３８】
ＤＡＦセクションの前に位置する追加の電極構成であって、これによって各電子ビームの集束を独立して適合させることができる電極構成自体は、特許出願ＪＰ−Ａ−２００００１１９１６から知られている。しかしながら、この特許出願においては、本発明による陰極線管において使用される従来の電子レンズと比較して、高価でありかつ製造するのが難しい特殊な要素が使用される。
【００３９】
陰極線管の一実施例であって、第三電子レンズが前記ＤＡＦセクションに存在する実施例においては、前記第二中間電極と前記主レンズの間に配置される第三中間電極であって、前記第二中間電極に面する側面に、前記電子ビームを通過させるための互いに異なる形状の開口が設けられている、第三中間電極が存在する。これにより、前記第三電子レンズは、動作時、前記第三中間電極における前記開口と、当該開口に対向する、前記電子ビームを通過させるための前記第二中間電極における開口との間に、第三電界をかけることによって、形成できる。
【００４０】
第三電界をかけるために、第三中間電極は、第三動的電圧Ｖｄｙｎ３を受ける。第三電子レンズの強さは、電圧差Ｖｄｙｎ３ − Ｖｄｙｎ２に比例する。また、第三動的電圧Ｖｄｙｎ３は、画像信号に同期するが、その振幅は、Ｖｄｙｎ１とＶｄｙｎ２から独立している。この結果、第三電子レンズの強さは、第一および第二電子レンズの強さに関係なく変更できる。
【００４１】
このような実施例においては、第一、第二、および第三の中間電極は、ＤＡＦセクション内に任意の順序で配置できる。この場合明らかに、いずれの組合せも、動作時、３本の電子ビームに対して相互に異なる強さを有する第一、第二、および第三電子レンズで構成され、それらの強さは互いに独立して変更可能である。
【００４２】
本発明の上記およびその他の観点は、以下に説明されている実施例を参照しながら明確に解明されるであろう。
【００４３】
【発明を実施するための形態】
図１に示されている公知のカラー陰極線管においては、電子銃１は、第１外側電子ビームＥＢＲ（赤色に対応する）と、中央電子ビームＥＢＧ（緑色に対応する）と、第二外側電子ビームＥＢＢ（青色に対応する）とを生成する。
【００４４】
銃は、電子を放射する３つの電子源１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂを有する。放射された電子は、ビーム形成セクション２０において、それぞれの電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢに形成される。これらの電子ビームは、レンズシステム３０、４０、５０によって、陰極線管のディスプレイ画面３上に結像する。電子銃１からの電子を加速するために、ディスプレイ画面３は、陽極電圧Ｖａ（例、３０ ｋＶ）を受ける。
【００４５】
集束電極３０は、固定集束電圧Ｖｆを受ける。この電圧は、一般には、陽極電圧Ｖａの約２５ ％（例、７．５ ｋＶ）である。
【００４６】
ＤＡＦセクション４０は、動的集束電圧Ｖｄａｆを受ける単一の中間電極を有する。動的集束電圧Ｖｄａｆの値は、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの偏向に依存し、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢがディスプレイ画面３の隅に到達する場合に最大である。動的集束電圧Ｖｄａｆは、電子ビームがディスプレイ画面３の中央Ｃに到達する場合には、例えばＶｆに等しく、隅においては１ ｋＶ大きい。偏向角度が相対的に大きい（例、１２０度以上）の陰極線管の場合、隅においてはより大きい動的集束電圧が必要になる。
【００４７】
集束電極３０とＤＡＦセクション４０の対向する側面には、それぞれ、垂直に長い長方形の開口と水平に長い長方形の開口が設けられているため、集束電極３０とＤＡＦセクション４０の間に電子光学的四重極レンズを形成でき、このレンズの強さは、動的な集束電圧が高くなるに従って増す。この電子光学的四重極レンズは、偏向手段２による偏向に起因して電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢに生じる非点収差を最適に補正する目的で使用される。
【００４８】
主レンズ５０は、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの焦点をディスプレイ画面３に合わせる。主レンズ５０の強さは、陽極電圧Ｖａと動的集束電圧Ｖｄａｆの間の差に比例する。Ｖｄａｆが高くなると、主レンズ５０の強さは減少する。この方策は、偏向手段２による偏向の結果として電子ビームが主レンズ５０とディスプレイ画面３との間のより長い経路を伝わることに起因する、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの集束の変化を補正する。
【００４９】
偏向手段２の領域において、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢは、「インライン」面において特定の距離ｐだけ互いに離れて位置する。この距離ｐは、「電子銃のピッチ」と呼ばれ、例えば、６ ｍｍである。電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢが偏向されるとき、偏向手段２は、各色に対して強さが異なる電子レンズを構成し、これは前述の偏向レンズである。
【００５０】
一般に、各色の偏向手段２は、水平方向に自己収束的であり、従って、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢは、ディスプレイ画面３全体にわたり水平方向に実質的に焦点が合う。従って、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの水平方向における集束が変化しないように、主レンズ５０の強さを適合させることによって、ＤＡＦセクション４０のレンズ作用を水平方向に補正できる。
【００５１】
図２は、動作時の公知のカラー陰極線管の同等の光学レンズモデルを示す。このモデルにおいて、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの到達スポットは、ディスプレイ画面３の東端付近に位置する。
【００５２】
この図は、ＤＡＦセクション４０と、主レンズ５０と、偏向レンズ２’とを有するレンズシステムの、「インライン」面に垂直な面における断面図である。
【００５３】
電子銃１において、ＤＡＦセクション４０と主レンズ５０の強さは、各色に対して実質的に同じであるのに対し、偏向レンズ２’の強さは、各色に対して異なる。この結果、偏向時に、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢそれぞれがディスプレイ画面３に垂直方向に焦点が合うことは不可能である。
【００５４】
電子銃１は、緑色の電子ビームのスポットＢＳＧの集束が最適となるように、緑色の電子ビームＥＢＧについて最適化されている。このことは、図３におけるスポットＢＳＲ、ＢＳＧ、ＢＳＢによって説明されている。
【００５５】
赤の電子ビーム用の偏向レンズ２’は垂直方向に相対的に強いため、赤い電子ビームＥＢＲのスポットＢＳＲは、垂直方向に過焦点となるのに対し、青の電子ビームＥＢＢ用の偏向レンズ２’は垂直方向に相対的に弱いため、青の電子ビームＥＢＢのスポットＢＳＢは、垂直方向に不足焦点となる（ｕｎｄｅｒｆｏｃｕｓｅｄ）。
【００５６】
従来のカラー陰極線管の場合、色依存の焦点ずれの影響は、図４に示されているように非対称である。この図において、３本の電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢに対して必要なレンズ強さＳＲ、ＳＧ、ＳＢは、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢのフィールド軸沿いの到達スポットに応じて示されている。
【００５７】
図からわかるように、ディスプレイ画面の西側（外側からディスプレイ画面を見て右手側）においては、中央電子ビームＥＢＧに対して必要なレンズ強さＳＧと、第二外側電子ビームＥＢＢに対して必要なレンズ強さＳＢの間の差ＳＧ − ＳＢは、第一外側電子ビームＥＢＲに対して必要なレンズ強さＳＲと、中央電子ビームＥＢＧに対して必要なレンズ強さＳＧの間の差ＳＲ − ＳＧよりも大きい。この場合の必要なレンズ強さとは、電子ビームの焦点がディスプレイ画面上に合うときの、垂直方向におけるレンズ強さを意味する。
【００５８】
さらに図からわかるように、ディスプレイ画面の東側（外側からディスプレイ画面を見て左手側）においては、第二外側電子ビームＥＢＢに対して必要なレンズ強さＳＢと、中央電子ビームＥＢＧに対して必要なレンズ強さＳＧとの間の差ＳＢ − ＳＧは、中央電子ビームＥＢＧに対して必要なレンズ強さＳＧと、第一外側電子ビームＥＢＲに対して必要なレンズ強さＳＲとの間の差ＳＧ − ＳＲよりも小さい。
【００５９】
例えば、ＬＧ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｄｉｓｐｌａｙｓ社製の３６インチ・ワイド画面リアルフラット・陰極線管、偏向角度１０３度の場合には、画面の東北の隅において、赤に対して必要なレンズ強さＳＲ ＝ −４０ジオプトリーであり、緑に対して必要なレンズ強さＳＧ ＝ −２６ジオプトリーであり、青に対して必要なレンズ強さＳＢ ＝ −２１ジオプトリーである。従って、赤と緑に対してそれぞれ必要なレンズ強さの差ＳＲ − ＳＧ ＝ −１４ジオプトリーと、青と緑に対してそれぞれ必要なレンズ強さの差ＳＧ − ＳＢ ＝ −５ジオプトリーとの間に、非対称性が存在する。
【００６０】
一般に、ディスプレイ画面の西側における第一外側電子ビームの挙動は、ディスプレイ画面の東側における第二外側電子ビームの挙動と実質的に同じであり、逆もまた同様である。
【００６１】
説明されている例においては、画面の北西の隅において、赤に対して必要なレンズ強さＳＲ ＝ −２１ジオプトリーであり、緑に対して必要なレンズ強さＳＧ ＝ −２６ジオプトリーであり、青に対して必要なレンズ強さＳＢ＝−４０ジオプトリーである。
【００６２】
本発明による陰極線管の第一実施例は、図５に示されているように、第一中間電極１４１と第二中間電極１４２とから成るＤＡＦセクション１４０を有する電子銃１０１を有する。ＤＡＦセクション１４０は、図６に詳細に示されている。
【００６３】
電子銃１０１において、電子源１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂは、電子を放射する。これらの放射された電子は、ビーム形成セクション１２０によって、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢに形成できる。
【００６４】
第一中間電極１４１は、集束電極１３０から距離Ｄ１（例、０．４ ｍｍ）に位置し、かつ第一動的電圧源Ｖｄｙｎ１に結合されている。動作時、この第一動的電圧源Ｖｄｙｎ１によって、集束電極１３０における開口１６１Ｒ，Ｇ，Ｂと、この集束電極に面する第一中間電極１４１の側面における開口１６２Ｒ，Ｇ，Ｂの間に、第一電子レンズＬ１を形成できる。このため、第一電子レンズＬ１の垂直方向における強さＳ１Ｒ、Ｓ１Ｇ、Ｓ１Ｂは、第一動的集束電圧Ｖｄｙｎ１に依存する。
【００６５】
第二中間電極１４２は、第一中間電極１４１から距離Ｄ２（例、０．４ ｍｍ）に位置し、かつ第二動的電圧源Ｖｄｙｎ２に結合されている。動作時、この第二動的電圧源Ｖｄｙｎ２によって、第二中間電極１４２における開口１６４Ｒ，Ｇ，Ｂと、この第二中間電極に面する第一中間電極１４１の側面における開口１６３Ｒ，Ｇ，Ｂの間に、第二電子レンズＬ２を形成できる。このため、第二電子レンズＬ２の垂直方向における強さＳ２Ｒ、Ｓ２Ｇ、Ｓ２Ｂは、第二動的集束電圧Ｖｄｙｎ２と第一動的集束電圧Ｖｄｙｎ１の間の差Ｖｄｙｎ２ − Ｖｄｙｎ１に依存する。
【００６６】
Ｖｄｙｎ２が高くなるに従って、３本の電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢすべてに対する主レンズの強さが、等しい程度だけ減少する。
【００６７】
この陰極線管における偏向手段１０２は、水平方向に自己収束的である。第一電子レンズＬ１と第二電子レンズＬ２は、これら第一電子レンズＬ１と第二電子レンズＬ２の線形の組合せの水平方向における影響を、主レンズ５０の強さを適合させることによって補正できるように、形成される。この結果、動作時、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの焦点が、ディスプレイ画面全体にわたり水平方向に実質的に合った状態が維持される。
【００６８】
開口１６１Ｒ，Ｇ，Ｂ〜１６４Ｒ，Ｇ，Ｂは、長方形であり、その水平方向（ｘ）と垂直方向（ｙ）の寸法は、表１に示されているとおりである。電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢに対する第一電子レンズＬ１と第二電子レンズＬ２の垂直方向における強さＳ１Ｒ，Ｓ１Ｇ，Ｓ１ＢおよびＳ２Ｒ，Ｓ２Ｇ，Ｓ２Ｂが相互に異なるように、開口の形状は互いに異なる。
【００６９】
表１：開口１６１Ｒ，Ｇ，Ｂ〜１６４Ｒ，Ｇ，Ｂの寸法
【００７０】
このような開口１６１Ｒ，Ｇ，Ｂ〜１６４Ｒ，Ｇ，Ｂの間に動作時に形成される電子レンズＬ１とＬ２の線形の組合せＬ１＋Ｌ２により、垂直方向における色依存の焦点ずれが満足いく程度に補正される。
【００７１】
第一実施例と同等の光学レンズモデルが、図７に示されている。この図は、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢがディスプレイ画面１０３にその東端Ｅ付近に到達する場合に、第一電子レンズＬ１と第二電子レンズＬ２の線形の組合せＬ１＋Ｌ２と、主レンズ５０と、偏向レンズ１０２’の、「インライン」面に垂直な面におけるレンズ作用を示す。電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢがディスプレイ画面の端付近に到達するならば、これらのビームは自己収束的な偏向手段１０２によって偏向される。この結果、正の偏向レンズ１０２’が垂直方向に形成され、このレンズは電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの焦点を合わせる。
【００７２】
偏向レンズ１０２’は、３本の電子ビームに対して互いに異なる強さを有する。この結果、外側の電子ビームのうちの１本がディスプレイ画面の端付近において過焦点となる。これは補正され、その理由は、動作時、第一電子レンズＬ１と第二電子レンズＬ２の線形の組合せが、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢに作用するためである。
【００７３】
第一電子レンズＬ１は、各電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢに対する固有の強さを有し、そのうち赤の電子ビームＥＢＲに対する強さが最大であり、青の電子ビームＥＢＢに対する強さが最小である。また、第二電子レンズＬ２も、各電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢに対する固有の強さを有し、そのうち青の電子ビームＥＢＢに対する強さが最大であり、赤の電子ビームＥＢＲに対する強さが最小である。
【００７４】
ディスプレイ画面の東側においては、第一電子レンズＬ１は第二電子レンズＬ２よりも強く、これは図７から理解できる。この結果、線形の組合せＬ１＋Ｌ２のレンズ作用は赤に対して最も強く、青に対して最も弱い。
【００７５】
図８に示されている動的な集束電圧Ｖｄｙｎ１とＶｄｙｎ２は、第一中間電極１４１と第二中間電極１４２を駆動するために使用できる。この図において、動的集束電圧Ｖｄｙｎ１、Ｖｄｙｎ２の振幅は、ディスプレイ画面１０３のライン軸沿いの電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの到達スポットに応じて示されている。
【００７６】
ディスプレイ画面１０３の中央Ｃにおいては、動的集束電圧Ｖｄｙｎ１、Ｖｄｙｎ２は、集束電極１３０にかけられる固定集束電圧Ｖｆに等しい。電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの偏向の程度が増すに従って、動的集束電圧Ｖｄｙｎ１、Ｖｄｙｎ２も高くなる。
【００７７】
第二動的集束電圧Ｖｄｙｎ２（望ましくは四次の信号）は、例えば、最大振幅１０００Ｖのバスタブ形状を有する。中央Ｃの東側においては、第一動的集束電圧Ｖｄｙｎ１は、実質的にＶｄｙｎ２と等しい。例えば、ディスプレイ画面１０３の東端Ｅ付近においては、Ｖｄｙｎ１の最大振幅は９８０Ｖである。しかしながら、中央Ｃの西側においては、Ｖｄｙｎ１はＶｄｙｎ２よりもかなり小さい。例えば、ディスプレイ画面１０３の西端Ｗ付近においては、Ｖｄｙｎ１の最大振幅は１００Ｖである。
【００７８】
このような動的集束電圧Ｖｄｙｎ１とＶｄｙｎ２を使用することによって、第一電子レンズＬ１は、主としてディスプレイ画面１０３の東側において作用し、第二電子レンズＬ２は主としてディスプレイ画面１０３の西側において作用する。このようにして、動作時、図７に示されているレンズ作用を達成できる。
【００７９】
陰極線管のさらなる実施例は、図９に示されているように、第一中間電極２４１と、第二中間電極２４２と、第三中間電極２４３とから成るＤＡＦセクション２４０が設けられている電子銃２０１を有する。このＤＡＦセクション２４０は、図１０に詳細に示されている。
【００８０】
電子銃２０１において、電子源２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂは、電子を放射する。これらの放射された電子は、ビーム形成セクション２２０によって、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢに形成できる。
【００８１】
第一中間電極２４１は、集束電極２３０から距離Ｄ１（例、０．４ ｍｍ）に位置し、動作時、第一動的電圧源Ｖｄｙｎ１を受ける。これにより、動作時、開口２６１Ｒ，Ｇ，Ｂと開口２６２Ｒ，Ｇ，Ｂの間に、第一電子レンズＬ１を形成できる。第一電子レンズＬ１の強さＳ１Ｒ、Ｓ１Ｇ、Ｓ１Ｂは、Ｖｄｙｎ１に比例する。
【００８２】
第二中間電極２４２は、第一中間電極２４１から距離Ｄ２（例、０．４ ｍｍ）に位置し、動作時、第二動的電圧源Ｖｄｙｎ２を受ける。これにより、動作時、開口２６３Ｒ，Ｇ，Ｂと開口２６４Ｒ，Ｇ，Ｂの間に、第二電子レンズＬ２を形成できる。第二電子レンズＬ２の強さＳ２Ｒ、Ｓ２Ｇ、Ｓ２Ｂは、電圧差Ｖｄｙｎ２ − Ｖｄｙｎ１に比例する。
【００８３】
第三中間電極２４３は、第二中間電極２４２から距離Ｄ３（例、０．４ ｍｍ）に位置し、動作時、第三動的電圧源Ｖｄｙｎ３を受ける。これにより、動作時、開口２６５Ｒ，Ｇ，Ｂと開口２６６Ｒ，Ｇ，Ｂの間に、第三電子レンズＬ３を形成できる。第三電子レンズＬ３の強さＳ３Ｒ、Ｓ３Ｇ、Ｓ３Ｂは、電圧差Ｖｄｙｎ３ − Ｖｄｙｎ２に比例する。
【００８４】
この陰極線管における偏向手段２０２は、水平方向に自己収束的である。第一電子レンズＬ１、第二電子レンズＬ２、および第三電子レンズＬ３は、これら３つの電子レンズの線形の組合せの水平方向における影響を、主レンズ５０の強さを適合させることによって補正できるように、形成される。この結果、動作時、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの焦点が、ディスプレイ画面全体にわたり水平方向に実質的に合った状態が維持される。
【００８５】
このさらなる実施例においては、開口２６１Ｒ，Ｇ，Ｂ〜２６６Ｒ，Ｇ，Ｂは長方形であり、かつ形状が互いに異なる。具体的には、これらの開口の水平方向ｘと垂直方向ｙにおける寸法が、表２に示されている。この結果、３本の電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢに対する電子レンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３の垂直方向における強さＳ１Ｒ、Ｓ１Ｇ、Ｓ１Ｂと、Ｓ２Ｒ、Ｓ２Ｇ、Ｓ２Ｂと、Ｓ３Ｒ、Ｓ３Ｇ、Ｓ３Ｂとは、互いに異なる。
【００８６】
表２：開口２６１Ｒ，Ｇ，Ｂ〜２６６Ｒ，Ｇ，Ｂの寸法
【００８７】
図示されている構成においては、動作時に開口２６１Ｒ，Ｇ，Ｂ〜２６６Ｒ，Ｇ，Ｂの間に形成される電子レンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３の線形の組合せＬ１＋Ｌ２＋Ｌ３によって、各色の集束を最大限に最適に調整できる。望ましくは、この実施例は、シャドウマスクを有さないＦＩＴ陰極線管として適用可能である。
【００８８】
図１１に示されている動的集束電圧Ｖｄｙｎ１、Ｖｄｙｎ２、Ｖｄｙｎ３は、第一中間電極２４１、第二中間電極２４２、および第三中間電極２４３を駆動するために使用できる。
【００８９】
この図においては、動的集束電圧Ｖｄｙｎ１、Ｖｄｙｎ２、Ｖｄｙｎ３の振幅は、ディスプレイ画面２０３のライン軸沿いの電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの到達スポットに応じて示されている。ディスプレイ画面２０３の中央Ｃにおいては、動的集束電圧Ｖｄｙｎ１、Ｖｄｙｎ２、Ｖｄｙｎ３は、集束電極２３０にかけられる固定集束電圧Ｖｆに等しい。動的集束電圧Ｖｄｙｎ１、Ｖｄｙｎ２、Ｖｄｙｎ３は、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの偏向が増すに従って高くなる。
【００９０】
第三動的集束電圧Ｖｄｙｎ３は、例えば、最大振幅１０００Ｖのバスタブ形状を有する。中央Ｃの東側においては、第二動的集束電圧Ｖｄｙｎ２は、実質的にＶｄｙｎ３に等しい。例えば、ディスプレイ画面２０３の東端Ｅ付近においては、Ｖｄｙｎ２の最大振幅は９８０Ｖである。しかしながら、中央Ｃの西側においては、Ｖｄｙｎ２はＶｄｙｎ３よりもかなり小さい。例えば、ディスプレイ画面２０３の西端Ｗ付近においては、Ｖｄｙｎ２の最大振幅は１００Ｖである。
【００９１】
第一動的集束電圧Ｖｄｙｎ１は、ディスプレイ画面の大部分において第二動的集束電圧Ｖｄｙｎ２に等しい。しかしながら、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの相対的に大きい偏向角度に対しては、Ｖｄｙｎ１はＶｄｙｎ２よりも大きい。例えば、ディスプレイ画面の西端Ｗと東端Ｅにおいては、Ｖｄｙｎ１はＶｄｙｎ２よりも３００Ｖ大きい。
【００９２】
このさらなる実施例においては、第二電子レンズＬ２は、主にディスプレイ画面２０３の東側において電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの焦点を合わせ、第三電子レンズＬ３は、主にディスプレイ画面２０３の西側において電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの焦点を合わせる。第一電子レンズＬ１は、補正レンズ（ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｌｅｎｓ）を構成する。
【００９３】
本発明による陰極線管の第一実施例を有する画像ディスプレイ装置が、図１２に示されている。
【００９４】
画像ディスプレイ装置における制御ユニットＡは、動作時に変調信号ＭＲ、ＭＧ、ＭＢと画像信号ＰｘおよびＰｙを生成するために画像信号ＶＩＤを受信するように適合化されている。
【００９５】
変調信号ＭＲ、ＭＧ、ＭＢは、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの電流密度を調節し、それによって輝度を変えることを目的として、それぞれの電子源１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂに流すことができる。この場合の輝度は、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢがディスプレイ画面１０３に到達した位置において、それぞれ赤、緑、青の蛍光体が発光するときの輝度である。
【００９６】
位置信号ＰｘおよびＰｙは、ライン周波数偏向電流ＩＬとフィールド周波数偏向電流ＩＦとを形成する偏向回路Ｄに流すことができる。この偏向回路Ｄに偏向手段１０２を結合して、偏向電流ＩＬとＩＦを受信させることができる。具体的には、偏向手段１０２は、動作時、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢを水平方向に偏向するためのライン周波数偏向電流ＩＬを受信する、ライン偏向コイルＬＬを有する。さらに、偏向手段１０２は、動作時、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢを垂直方向に偏向するためのフィールド周波数偏向電流Ｉｆを受信する、フィールド偏向コイルＬＦを有する。
【００９７】
位置信号ＰｘおよびＰｙは、これらに同期して動的集束電圧Ｖｄｙｎ１とＶｄｙｎ２を生成することを目的として、集束回路Ｆにも流すことができる。動作時、第一中間電極１４１は、第一動的集束電圧Ｖｄｙｎ１を受け、第二中間電極１４２は、第二動的集束電圧Ｖｄｙｎ２を受ける。
【００９８】
各図は、線図的であり、正確な縮尺では描かれていない。本発明は、図とその説明によって記載されているが、これらに限定されることがないことは、明らかである。上述されている実施例、特に、開口を有する中間電極の構成と、動的集束電圧の振幅および信号形状は、第一電子レンズと、第二電子レンズと、第三電子レンズ（該当時）とを実現できる範囲内にのみある。当業者は、本発明による陰極線管と画像ディスプレイ装置の多数の代替の実施例を構築できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】公知のカラー陰極線管と、３本の電子ビームの経路とを線図的に示す。
【図２】公知の陰極線管の、同等の光学レンズモデルを示す。
【図３】公知の陰極線管における電子ビームのスポットを示す。
【図４】色依存の焦点ずれにおける非対称性を線図的に示す。
【図５】本発明による陰極線管の第一実施例の断面図である。
【図６】第一実施例による陰極線管のＤＡＦセクションの等角表現である。
【図７】第一実施例の、同等の光学レンズモデルを示す。
【図８】動的集束電圧Ｖｄｙｎ１とＶｄｙｎ２の信号形状の例を示す。
【図９】陰極線管のさらなる実施例の断面図である。
【図１０】さらなる実施例のＤＡＦセクションの等角表現である。
【図１１】動的集束電圧Ｖｄｙｎ１、Ｖｄｙｎ２、およびＶｄｙｎ３の信号形状の例を示す。
【図１２】本発明による陰極線管を有する画像ディスプレイ装置を示す。
【符号の説明】
１ 電子銃
２ 偏向手段
２’ 偏向レンズ
３ ディスプレイ画面
１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ 電子源
ＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢ 電子ビーム
２０ ビーム形成セクション
３０ 集束電極
４０ ＤＡＦセクション
５０ 主レンズ
１０１ 電子銃
１０２ 偏向手段
１０２’ 偏向レンズ
１０３ ディスプレイ画面
１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ 電子源
１２０ ビーム形成セクション
１３０ 集束電極
１４０ ＤＡＦセクション
１４１ 第一中間電極
１４２ 第二中間電極
１６１Ｒ，Ｇ，Ｂ、１６２Ｒ，Ｇ，Ｂ、１６３Ｒ，Ｇ，Ｂ、１６４Ｒ，Ｇ，Ｂ、２６１Ｒ，Ｇ，Ｂ、２６２Ｒ，Ｇ，Ｂ、２６３Ｒ，Ｇ，Ｂ、２６４Ｒ，Ｇ，Ｂ、２６５Ｒ，Ｇ，Ｂ、２６６Ｒ，Ｇ，Ｂ 開口
Ｌ１、Ｌ２ 電子レンズ
２０１ 電子銃
２０２ 偏向手段
２０３ ディスプレイ画面
２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂ 電子源
２２０ ビーム形成セクション
２３０ 集束電極
２４０ ＤＡＦセクション
２４１ 第一中間電極
２４２ 第二中間電極
２４３ 第三中間電極
本発明は、
電子光学的イメージを光イメージに変換するためのディスプレイ画面と、
電子光学的システムであって、当該システムが、
電子を放射するための、一平面に並置された電子源と、
前記それぞれの電子源から放射される前記電子から、第一外側電子ビームと、中央電子ビームと、第二外側電子ビームとを形成するためのビーム形成セクションと、
前記ディスプレイ画面に前記電子ビームの焦点を合わせるための主レンズと、
前記ディスプレイ画面上において前記電子ビームを偏向させるための偏向手段と、
前記ディスプレイ画面上の電子ビームの到達スポットに応じて前記電子ビームの前記集束と非点収差（ａｓｔｉｇｍａｔｉｓｍ）とを動的に適合させるためのＤＡＦセクションと、
を有する電子光学的システムと、
を有する陰極線管（ＣＲＴ）、に関する。
【０００１】
また、本発明は、このような陰極線管を有する画像ディスプレイ装置にも関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような陰極線管の一実施例は、ＵＳ−Ａ−４，８１４，６７０から公知である。
【０００３】
陰極線管を有する画像ディスプレイ装置においては、ディスプレイ画面上に結像する、３本の電子ビームが電子銃によって生成される。ディスプレイ画面は、電子ビームの１本が衝突すると発光する蛍光体の線またはドットを有する。
【０００４】
カラーイメージを表示するために、いわゆる「インライン」面に並置される３本の電子ビームを生成する電子銃が使用される。３本の電子ビームは、主レンズによってディスプレイ画面上に焦点が合う。ディスプレイ画面には、赤、緑、青の蛍光体が設けられる。さらに、陰極線管には、各電子ビームをそれぞれの蛍光体に到達させるための手段が設けられ、この手段は、例えばシャドウマスクを有する。従って、各電子ビームは、赤色、緑色、青色の１つに対応する。
【０００５】
電子ビームの頻繁に使用される配置においては、第一外側電子ビームは、特に赤色に対応し、中央電子ビームは緑色に対応し、第二外側電子ビームは青色に対応する。
【０００６】
陰極線管は、電子ビームを偏向させるための偏向手段を有する。一般に、陰極線管にはネック部があり、この周囲に磁界偏向手段が配置される。電子ビームを偏向させるため、動作時、偏向手段は、画像ディスプレイ装置が受信する画像信号と同期する偏向電流を受信する。
【０００７】
電子ビームが偏向手段によって偏向されると、電子は、電子源とディスプレイ画面上の到達場所との間のより長い経路を伝わる。より具体的には、電子は、偏向の程度に応じて、主レンズとディスプレイ画面の間のより長い経路を伝わる。この結果として、電子ビームは、ディスプレイ画面上の少なくとも一部において焦点が合わず、相対的にぼんやりした画像として結像する。
【０００８】
さらに、電子を偏向させるとき、偏向手段は、電子光学的四重極レンズ（ｑｕａｄｒｕｐｏｌａｒ ｌｅｎｓ）（以下、偏向レンズとも呼ぶ）として機能する。この四重極レンズに起因して、偏向に応じて、非点収差が起こり、電子ビームの形状が変化する。四重極レンズの強さは、電子ビームの偏向の程度が大きくなるほど増す。
【０００９】
陰極線管の解像度は、電子ビームのイメージ（スポットと呼ばれる）のサイズと形状に依存する。偏向に起因して電子ビームの集束と非点収差の程度が変化することにより、スポットの品質が低下する。この結果、陰極線管の解像度は、特にディスプレイ画面の隅において低下する。
【００１０】
この影響を低減するため、上述の特許ＵＳ−Ａ−４，８１４，６７０から公知であるように、電子銃にＤＡＦセクションが設けられる。具体的には、ＤＡＦセクションは、中間電極を有し、この中間電極には、集束電極に面する側面に水平に長い開口が設けられている。集束電極には、垂直に長い開口が設けられている。この場合における「水平」は、「インライン」面に平行であり、かつ電子の伝搬の方向に垂直な方向を意味するものとする。この場合における「垂直」は、「インライン」面に垂直な方向を意味するものとする。
【００１１】
動作時、電子光学的四重極レンズが集束電極と中間電極の間に形成されるように、動的集束電圧が中間電極にかけられる。また、この動的集束電圧によって、主レンズの強さも適合させることができる。
【００１２】
一般に、偏向手段は、水平方向で自己収束的（ｓｅｌｆ−ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｔ）である。このことは、垂直方向において過焦点（ｏｖｅｒｆｏｃｕｓｉｎｇ）が大きくなることを犠牲にして、電子ビームの焦点がディスプレイ画面の全体にわたり水平方向に実質的に合うことを意味する。
【００１３】
公知のカラー電子銃は、３本の電子ビームの設計が実質的に等しい。この結果、ＤＡＦセクションの影響は３本の電子ビームに対して同じである、すなわち、動作時に集束電極と中間電極の間に形成される電子光学的四重極レンズは、３本の電子ビームすべてに対して強さが等しい。
【００１４】
しかしながら、３本の電子ビームはインライン面に並置され、特定の距離（例えば、偏向手段の位置において６ ｍｍの距離）だけ互いに離れて位置するため、３本の電子ビームは、これらを偏向させる偏向手段の磁界を通る異なる経路沿いに伝わる。この結果、３本の電子ビームに対して偏向レンズの強さが互いに異なる。この影響のことを、「色依存の焦点ずれ」と呼ぶ。
【００１５】
色依存の焦点ずれは、陰極線管の解像度、特にコンピュータモニタ用の陰極線管と、電子ビームの偏向角度が相対的に大きい陰極線管と、シャドウマスクのない陰極線管（ＦＩＴ （Ｆｌａｔ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｃｋｉｎｇ）陰極線管と呼ばれる）の解像度に、かなりの程度影響することが判明している。
【００１６】
ＤＡＦセクションの調整は、一般には、動作時、中央電子ビームがディスプレイ画面全体にわたり実質的に焦点が合うように行われ、このため外側の電子ビームは、端と特にディスプレイ画面の隅において焦点が合わない。
【００１７】
この場合、第一外側電子ビームがディスプレイ画面の東側（外側から見て右手側）において垂直方向に過焦点となるため、色依存の焦点ずれが目立つ。第一外側電子ビームは、一般には赤色に対応し、その場合には赤のスポットがぼやける。相対的に解像度の高い相対的に大型のカラーモニタでは、赤い文字が画面の東側において焦点が合わないことがある。
【００１８】
さらに、第二外側電子ビームは、画面の西側（外側から見て左手側）において垂直方向に過焦点となる。第二外側電子ビームは、一般には青色に対応し、その場合には青のスポットがぼやける。相対的に解像度の高い相対的に大型のカラーモニタでは、青の文字が画面の西側において焦点が合わないことがある。
【００１９】
公知の陰極線管には、色依存の焦点ずれが起こるという欠点がある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、ディスプレイ画面の端、および特に隅において外側および内側の電子ビームの集束が改良された陰極線管を提供することである。
【００２１】
本発明のさらなる目的は、このような陰極線管を有する画像ディスプレイ装置を提供することである。
【００２２】
本発明による陰極線管において、第一の目的は、前記ＤＡＦセクションが、第一電子レンズであって、前記電子ビームに対して相互に異なる強さを有する、第一電子レンズと、第二電子レンズであって、前記電子ビームに対する前記強さが互いに異なる、第二電子レンズとを有し、前記第二電子レンズの前記強さが、前記第一電子レンズの前記強さに関係なく変更可能である、ことにおいて達成される。
【００２３】
動作時、電子ビームに作用する第一および第二電子レンズの線形の組合せ（ｌｉｎｅａｒ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）が常に存在するため、本発明による陰極線管におけるＤＡＦセクションは、色依存の焦点ずれを補正する。
【００２４】
集束電極とＤＡＦセクションの間に追加の電極を配置することによって色依存の焦点ずれが部分的に抑制される陰極線管は、特許出願ＥＰ−Ａ−０ ８９９ ７６８から公知である。この電極によって、動作時、外側電子ビームに対する電子光学的四重極レンズを形成することができる。このレンズは、強さは同じであるが正負逆に外側電子ビームに作用する。
【００２５】
しかしながら、色依存の焦点ずれは非対称であり、色依存の焦点ずれ誤差Δは、画面上の電子ビームの到達スポットと実質的に一次と五次の依存関係があることが判明した。例えば、ライン軸沿いの色依存の焦点ずれ誤差は、到達スポットとフィールド軸の間の距離Ｘと、次式の依存関係がある。
Δ ＝ ｃ１Ｘ＋ｃ５Ｘ５ （１）
この式において、ｃ１とｃ５は定数である。ＥＰ−Ａ−０ ８９９ ７６８に説明されている部分的な解決策は、線形項を十分に補正する。しかしながら、電子ビームの偏向角度が相対的に大きい、すなわちＸの値が相対的に大きい陰極線管においては、五次の項が支配的となる。
【００２６】
本発明による陰極線管においては、色依存の焦点ずれを非対称的に補正でき、従って、ディスプレイ画面の端においてと、特に隅における外側の電子ビームの改良された集束を達成できる。
【００２７】
一般に、第一および第二電子レンズは非点収差である、すなわち、第一および第二電子レンズは、第一方向に焦点が合い、この第一方向に垂直な第二方向には焦点がずれる。例えば、両方の電子レンズは、水平方向に焦点が合い、かつ垂直方向に焦点がずれる。
【００２８】
偏向手段が、第一方向、例えば水平方向に自己収束的であるならば、本発明による陰極線管は、さらなる利点を提供する。この場合、第一方向に第一電子レンズと第二電子レンズの影響を補正するように、主レンズの強さを適合させることができるようにする必要がある。この結果、第一方向には、電子ビームの焦点がディスプレイ画面全体にわたり実質的に合った状態を維持できる。
【００２９】
上述の特許出願ＥＰ−Ａ−０ ８９９ ７６８から公知である部分的な解決策は、集束電極とＤＡＦセクションの間に配置され、かつ外側の電子ビームに作用する追加の電子光学的電極から成る。この追加のレンズの影響は、主レンズを適合化させることによって補正できず、従って、この解決策によって、第一方向における外側の電子ビームの集束が変化する。
【００３０】
陰極線管の一実施例においては、動作時、前記第一外側電子ビームに対する前記第一電子レンズの前記強さは、前記中央電子ビームに対する前記強さよりも大きく、かつ、前記第二外側電子ビームに対する前記強さは、前記中央電子ビームに対する前記強さよりも小さい。このことは、Ｓ１Ｒ ＞ Ｓ１Ｇ ＞ Ｓ１Ｂという式によって示すことができる。この式において、Ｓ１Ｒは、第一外側電子ビームに対する第一電子レンズの強さを示し、Ｓ１Ｇは、中央電子ビームに対する第一電子レンズの強さを示し、Ｓ１Ｂは、第二外側電子ビームに対する第一電子レンズの強さを示す。
【００３１】
これに代えて、前記第一外側電子ビームに対する前記第一電子レンズの前記強さが、前記中央電子ビームに対する前記強さよりも小さく、かつ、前記第二外側電子ビームに対する前記強さが、前記中央電子ビームに対する前記強さよりも大きくてもよい。このことは、Ｓ１Ｒ ＜ Ｓ１Ｇ ＜ Ｓ１Ｂという式によって示すことができる。
【００３２】
さらなる有利な実施例においては、前記第一および第二電子レンズの強さは、前記中央電子ビームに対して等しく、かつ、前記第一外側電子ビームに対する前記第一電子レンズの前記強さは、前記第二外側電子ビームに対する前記第二電子レンズの前記強さと等しく、かつ、前記第二外側電子ビームに対する前記第一電子レンズの前記強さは、前記第一外側電子ビームに対する前記第二電子レンズの前記強さと等しい。このことは、Ｓ１Ｇ＝Ｓ２Ｇ、Ｓ１Ｒ＝Ｓ２Ｂ、Ｓ１Ｂ＝Ｓ２Ｒという式によって示すことができる。これらの式において、Ｓ２Ｒは、第一外側電子ビームに対する第二電子レンズの強さを示し、Ｓ２Ｇは、中央電子ビームに対する第二電子レンズの強さを示し、Ｓ２Ｂは、第二外側電子ビームに対する第二電子レンズの強さを示す。
【００３３】
このことは有利である。その理由は、一般に、ディスプレイ画面の東側における第一外側電子ビームの挙動が、ディスプレイ画面の西側における第二外側電子ビームの挙動と実質的に等しく、この逆も同様であるためである。
【００３４】
一般に、電子レンズは電気的な手段によって実現するのが最も簡単である。この目的のため、陰極線管の１つの特殊な実施例においては、前記ビーム形成セクションと前記ＤＡＦセクションの間に集束電極が存在し、当該集束電極には、前記ＤＡＦセクションの側に、前記電子ビームを通過させるための互いに形状の異なる開口が設けられ、かつ、前記ＤＡＦセクションが、第一中間電極と第二中間電極とを有し、前記第二中間電極が、前記第一中間電極と前記主レンズの間に配置される。前記第一中間電極には、前記集束電極に面する側面と、前記第二中間電極に面する側面とに、前記電子ビームを通過させるための互いに形状の異なる前記開口が設けられている。前記第二中間電極も、前記第一中間電極に面する側面に、前記電子ビームを通過させるための互いに形状の異なる開口を有する。このようにして、対向する開口の間に電界をかけることによって、３本の電子ビームに対して互いに強さの異なる電子レンズを容易に実現できる。
【００３５】
特に、第一電子レンズは、動作時、第一中間電極が動的電圧Ｖｄｙｎ１を受けるようにし、これにより集束電極における開口と、これらの開口に対向する第一中間電極における開口との間に電界をかけることによって、形成できる。動作時、第二電子レンズは、第二中間電極が第二動的電圧Ｖｄｙｎ２を受けるようにし、これにより第二中間電極における開口と、これらの開口に対向する第一中間電極における開口との間に第二電界をかけることによって、形成できる。第二電子レンズの強さは、電圧差Ｖｄｙｎ２ − Ｖｄｙｎ１に比例する。主レンズの強さも、第二動的電圧Ｖｄｙｎ２によって適合化される。
【００３６】
一般に、第一動的電圧Ｖｄｙｎ１と第二動的電圧Ｖｄｙｎ２の両方は、陰極線管が受信する画像信号と同期する。しかしながら、これらの振幅は互いに独立していて、従って、第二電子レンズの強さは、第一電子レンズの強さに関係なく変更可能である。
【００３７】
さらに、ＤＡＦセクションは、前記電子ビームに対して相互に異なる強さを有する第三電子レンズを有することができ、当該第三電子レンズの前記強さは、前記第一および第二電子レンズの前記強さに関係なく変更可能である。各色の集束は、このようなＤＡＦセクションによって独立的に適合させることができる。色依存の焦点ずれの非対称性が非常に強い場合には、このことは利点となる。さらに、スポットサイズに厳しい必要条件が課される場合、例えば、ＦＩＴ陰極線管においてなど、色誤差（ｃｏｌｏｒ ｅｒｒｏｒ）を防止するために、蛍光体軌道に垂直な方向（一般には垂直方向）におけるスポットサイズを約３００μｍに制限する必要がある場合には、このことは利点となりうる。
【００３８】
ＤＡＦセクションの前に位置する追加の電極構成であって、これによって各電子ビームの集束を独立して適合させることができる電極構成自体は、特許出願ＪＰ−Ａ−２００００１１９１６から知られている。しかしながら、この特許出願においては、本発明による陰極線管において使用される従来の電子レンズと比較して、高価でありかつ製造するのが難しい特殊な要素が使用される。
【００３９】
陰極線管の一実施例であって、第三電子レンズが前記ＤＡＦセクションに存在する実施例においては、前記第二中間電極と前記主レンズの間に配置される第三中間電極であって、前記第二中間電極に面する側面に、前記電子ビームを通過させるための互いに異なる形状の開口が設けられている、第三中間電極が存在する。これにより、前記第三電子レンズは、動作時、前記第三中間電極における前記開口と、当該開口に対向する、前記電子ビームを通過させるための前記第二中間電極における開口との間に、第三電界をかけることによって、形成できる。
【００４０】
第三電界をかけるために、第三中間電極は、第三動的電圧Ｖｄｙｎ３を受ける。第三電子レンズの強さは、電圧差Ｖｄｙｎ３ − Ｖｄｙｎ２に比例する。また、第三動的電圧Ｖｄｙｎ３は、画像信号に同期するが、その振幅は、Ｖｄｙｎ１とＶｄｙｎ２から独立している。この結果、第三電子レンズの強さは、第一および第二電子レンズの強さに関係なく変更できる。
【００４１】
このような実施例においては、第一、第二、および第三の中間電極は、ＤＡＦセクション内に任意の順序で配置できる。この場合明らかに、いずれの組合せも、動作時、３本の電子ビームに対して相互に異なる強さを有する第一、第二、および第三電子レンズで構成され、それらの強さは互いに独立して変更可能である。
【００４２】
本発明の上記およびその他の観点は、以下に説明されている実施例を参照しながら明確に解明されるであろう。
【００４３】
【発明を実施するための形態】
図１に示されている公知のカラー陰極線管においては、電子銃１は、第１外側電子ビームＥＢＲ（赤色に対応する）と、中央電子ビームＥＢＧ（緑色に対応する）と、第二外側電子ビームＥＢＢ（青色に対応する）とを生成する。
【００４４】
銃は、電子を放射する３つの電子源１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂを有する。放射された電子は、ビーム形成セクション２０において、それぞれの電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢに形成される。これらの電子ビームは、レンズシステム３０、４０、５０によって、陰極線管のディスプレイ画面３上に結像する。電子銃１からの電子を加速するために、ディスプレイ画面３は、陽極電圧Ｖａ（例、３０ ｋＶ）を受ける。
【００４５】
集束電極３０は、固定集束電圧Ｖｆを受ける。この電圧は、一般には、陽極電圧Ｖａの約２５ ％（例、７．５ ｋＶ）である。
【００４６】
ＤＡＦセクション４０は、動的集束電圧Ｖｄａｆを受ける単一の中間電極を有する。動的集束電圧Ｖｄａｆの値は、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの偏向に依存し、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢがディスプレイ画面３の隅に到達する場合に最大である。動的集束電圧Ｖｄａｆは、電子ビームがディスプレイ画面３の中央Ｃに到達する場合には、例えばＶｆに等しく、隅においては１ ｋＶ大きい。偏向角度が相対的に大きい（例、１２０度以上）の陰極線管の場合、隅においてはより大きい動的集束電圧が必要になる。
【００４７】
集束電極３０とＤＡＦセクション４０の対向する側面には、それぞれ、垂直に長い長方形の開口と水平に長い長方形の開口が設けられているため、集束電極３０とＤＡＦセクション４０の間に電子光学的四重極レンズを形成でき、このレンズの強さは、動的な集束電圧が高くなるに従って増す。この電子光学的四重極レンズは、偏向手段２による偏向に起因して電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢに生じる非点収差を最適に補正する目的で使用される。
【００４８】
主レンズ５０は、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの焦点をディスプレイ画面３に合わせる。主レンズ５０の強さは、陽極電圧Ｖａと動的集束電圧Ｖｄａｆの間の差に比例する。Ｖｄａｆが高くなると、主レンズ５０の強さは減少する。この方策は、偏向手段２による偏向の結果として電子ビームが主レンズ５０とディスプレイ画面３との間のより長い経路を伝わることに起因する、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの集束の変化を補正する。
【００４９】
偏向手段２の領域において、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢは、「インライン」面において特定の距離ｐだけ互いに離れて位置する。この距離ｐは、「電子銃のピッチ」と呼ばれ、例えば、６ ｍｍである。電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢが偏向されるとき、偏向手段２は、各色に対して強さが異なる電子レンズを構成し、これは前述の偏向レンズである。
【００５０】
一般に、各色の偏向手段２は、水平方向に自己収束的であり、従って、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢは、ディスプレイ画面３全体にわたり水平方向に実質的に焦点が合う。従って、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの水平方向における集束が変化しないように、主レンズ５０の強さを適合させることによって、ＤＡＦセクション４０のレンズ作用を水平方向に補正できる。
【００５１】
図２は、動作時の公知のカラー陰極線管の同等の光学レンズモデルを示す。このモデルにおいて、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの到達スポットは、ディスプレイ画面３の東端付近に位置する。
【００５２】
この図は、ＤＡＦセクション４０と、主レンズ５０と、偏向レンズ２’とを有するレンズシステムの、「インライン」面に垂直な面における断面図である。
【００５３】
電子銃１において、ＤＡＦセクション４０と主レンズ５０の強さは、各色に対して実質的に同じであるのに対し、偏向レンズ２’の強さは、各色に対して異なる。この結果、偏向時に、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢそれぞれがディスプレイ画面３に垂直方向に焦点が合うことは不可能である。
【００５４】
電子銃１は、緑色の電子ビームのスポットＢＳＧの集束が最適となるように、緑色の電子ビームＥＢＧについて最適化されている。このことは、図３におけるスポットＢＳＲ、ＢＳＧ、ＢＳＢによって説明されている。
【００５５】
赤の電子ビーム用の偏向レンズ２’は垂直方向に相対的に強いため、赤い電子ビームＥＢＲのスポットＢＳＲは、垂直方向に過焦点となるのに対し、青の電子ビームＥＢＢ用の偏向レンズ２’は垂直方向に相対的に弱いため、青の電子ビームＥＢＢのスポットＢＳＢは、垂直方向に不足焦点となる（ｕｎｄｅｒｆｏｃｕｓｅｄ）。
【００５６】
従来のカラー陰極線管の場合、色依存の焦点ずれの影響は、図４に示されているように非対称である。この図において、３本の電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢに対して必要なレンズ強さＳＲ、ＳＧ、ＳＢは、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢのフィールド軸沿いの到達スポットに応じて示されている。
【００５７】
図からわかるように、ディスプレイ画面の西側（外側からディスプレイ画面を見て右手側）においては、中央電子ビームＥＢＧに対して必要なレンズ強さＳＧと、第二外側電子ビームＥＢＢに対して必要なレンズ強さＳＢの間の差ＳＧ − ＳＢは、第一外側電子ビームＥＢＲに対して必要なレンズ強さＳＲと、中央電子ビームＥＢＧに対して必要なレンズ強さＳＧの間の差ＳＲ − ＳＧよりも大きい。この場合の必要なレンズ強さとは、電子ビームの焦点がディスプレイ画面上に合うときの、垂直方向におけるレンズ強さを意味する。
【００５８】
さらに図からわかるように、ディスプレイ画面の東側（外側からディスプレイ画面を見て左手側）においては、第二外側電子ビームＥＢＢに対して必要なレンズ強さＳＢと、中央電子ビームＥＢＧに対して必要なレンズ強さＳＧとの間の差ＳＢ − ＳＧは、中央電子ビームＥＢＧに対して必要なレンズ強さＳＧと、第一外側電子ビームＥＢＲに対して必要なレンズ強さＳＲとの間の差ＳＧ − ＳＲよりも小さい。
【００５９】
例えば、ＬＧ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｄｉｓｐｌａｙｓ社製の３６インチ・ワイド画面リアルフラット・陰極線管、偏向角度１０３度の場合には、画面の東北の隅において、赤に対して必要なレンズ強さＳＲ ＝ −４０ジオプトリーであり、緑に対して必要なレンズ強さＳＧ ＝ −２６ジオプトリーであり、青に対して必要なレンズ強さＳＢ ＝ −２１ジオプトリーである。従って、赤と緑に対してそれぞれ必要なレンズ強さの差ＳＲ − ＳＧ ＝ −１４ジオプトリーと、青と緑に対してそれぞれ必要なレンズ強さの差ＳＧ − ＳＢ ＝ −５ジオプトリーとの間に、非対称性が存在する。
【００６０】
一般に、ディスプレイ画面の西側における第一外側電子ビームの挙動は、ディスプレイ画面の東側における第二外側電子ビームの挙動と実質的に同じであり、逆もまた同様である。
【００６１】
説明されている例においては、画面の北西の隅において、赤に対して必要なレンズ強さＳＲ ＝ −２１ジオプトリーであり、緑に対して必要なレンズ強さＳＧ ＝ −２６ジオプトリーであり、青に対して必要なレンズ強さＳＢ＝−４０ジオプトリーである。
【００６２】
本発明による陰極線管の第一実施例は、図５に示されているように、第一中間電極１４１と第二中間電極１４２とから成るＤＡＦセクション１４０を有する電子銃１０１を有する。ＤＡＦセクション１４０は、図６に詳細に示されている。
【００６３】
電子銃１０１において、電子源１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂは、電子を放射する。これらの放射された電子は、ビーム形成セクション１２０によって、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢに形成できる。
【００６４】
第一中間電極１４１は、集束電極１３０から距離Ｄ１（例、０．４ ｍｍ）に位置し、かつ第一動的電圧源Ｖｄｙｎ１に結合されている。動作時、この第一動的電圧源Ｖｄｙｎ１によって、集束電極１３０における開口１６１Ｒ，Ｇ，Ｂと、この集束電極に面する第一中間電極１４１の側面における開口１６２Ｒ，Ｇ，Ｂの間に、第一電子レンズＬ１を形成できる。このため、第一電子レンズＬ１の垂直方向における強さＳ１Ｒ、Ｓ１Ｇ、Ｓ１Ｂは、第一動的集束電圧Ｖｄｙｎ１に依存する。
【００６５】
第二中間電極１４２は、第一中間電極１４１から距離Ｄ２（例、０．４ ｍｍ）に位置し、かつ第二動的電圧源Ｖｄｙｎ２に結合されている。動作時、この第二動的電圧源Ｖｄｙｎ２によって、第二中間電極１４２における開口１６４Ｒ，Ｇ，Ｂと、この第二中間電極に面する第一中間電極１４１の側面における開口１６３Ｒ，Ｇ，Ｂの間に、第二電子レンズＬ２を形成できる。このため、第二電子レンズＬ２の垂直方向における強さＳ２Ｒ、Ｓ２Ｇ、Ｓ２Ｂは、第二動的集束電圧Ｖｄｙｎ２と第一動的集束電圧Ｖｄｙｎ１の間の差Ｖｄｙｎ２ − Ｖｄｙｎ１に依存する。
【００６６】
Ｖｄｙｎ２が高くなるに従って、３本の電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢすべてに対する主レンズの強さが、等しい程度だけ減少する。
【００６７】
この陰極線管における偏向手段１０２は、水平方向に自己収束的である。第一電子レンズＬ１と第二電子レンズＬ２は、これら第一電子レンズＬ１と第二電子レンズＬ２の線形の組合せの水平方向における影響を、主レンズ５０の強さを適合させることによって補正できるように、形成される。この結果、動作時、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの焦点が、ディスプレイ画面全体にわたり水平方向に実質的に合った状態が維持される。
【００６８】
開口１６１Ｒ，Ｇ，Ｂ〜１６４Ｒ，Ｇ，Ｂは、長方形であり、その水平方向（ｘ）と垂直方向（ｙ）の寸法は、表１に示されているとおりである。電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢに対する第一電子レンズＬ１と第二電子レンズＬ２の垂直方向における強さＳ１Ｒ，Ｓ１Ｇ，Ｓ１ＢおよびＳ２Ｒ，Ｓ２Ｇ，Ｓ２Ｂが相互に異なるように、開口の形状は互いに異なる。
【００６９】
表１：開口１６１Ｒ，Ｇ，Ｂ〜１６４Ｒ，Ｇ，Ｂの寸法
このような開口１６１Ｒ，Ｇ，Ｂ〜１６４Ｒ，Ｇ，Ｂの間に動作時に形成される電子レンズＬ１とＬ２の線形の組合せＬ１＋Ｌ２により、垂直方向における色依存の焦点ずれが満足いく程度に補正される。
【００７１】
第一実施例と同等の光学レンズモデルが、図７に示されている。この図は、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢがディスプレイ画面１０３にその東端Ｅ付近に到達する場合に、第一電子レンズＬ１と第二電子レンズＬ２の線形の組合せＬ１＋Ｌ２と、主レンズ５０と、偏向レンズ１０２’の、「インライン」面に垂直な面におけるレンズ作用を示す。電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢがディスプレイ画面の端付近に到達するならば、これらのビームは自己収束的な偏向手段１０２によって偏向される。この結果、正の偏向レンズ１０２’が垂直方向に形成され、このレンズは電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの焦点を合わせる。
【００７２】
偏向レンズ１０２’は、３本の電子ビームに対して互いに異なる強さを有する。この結果、外側の電子ビームのうちの１本がディスプレイ画面の端付近において過焦点となる。これは補正され、その理由は、動作時、第一電子レンズＬ１と第二電子レンズＬ２の線形の組合せが、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢに作用するためである。
【００７３】
第一電子レンズＬ１は、各電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢに対する固有の強さを有し、そのうち赤の電子ビームＥＢＲに対する強さが最大であり、青の電子ビームＥＢＢに対する強さが最小である。また、第二電子レンズＬ２も、各電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢに対する固有の強さを有し、そのうち青の電子ビームＥＢＢに対する強さが最大であり、赤の電子ビームＥＢＲに対する強さが最小である。
【００７４】
ディスプレイ画面の東側においては、第一電子レンズＬ１は第二電子レンズＬ２よりも強く、これは図７から理解できる。この結果、線形の組合せＬ１＋Ｌ２のレンズ作用は赤に対して最も強く、青に対して最も弱い。
【００７５】
図８に示されている動的な集束電圧Ｖｄｙｎ１とＶｄｙｎ２は、第一中間電極１４１と第二中間電極１４２を駆動するために使用できる。この図において、動的集束電圧Ｖｄｙｎ１、Ｖｄｙｎ２の振幅は、ディスプレイ画面１０３のライン軸沿いの電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの到達スポットに応じて示されている。
【００７６】
ディスプレイ画面１０３の中央Ｃにおいては、動的集束電圧Ｖｄｙｎ１、Ｖｄｙｎ２は、集束電極１３０にかけられる固定集束電圧Ｖｆに等しい。電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの偏向の程度が増すに従って、動的集束電圧Ｖｄｙｎ１、Ｖｄｙｎ２も高くなる。
【００７７】
第二動的集束電圧Ｖｄｙｎ２（望ましくは四次の信号）は、例えば、最大振幅１０００Ｖのバスタブ形状を有する。中央Ｃの東側においては、第一動的集束電圧Ｖｄｙｎ１は、実質的にＶｄｙｎ２と等しい。例えば、ディスプレイ画面１０３の東端Ｅ付近においては、Ｖｄｙｎ１の最大振幅は９８０Ｖである。しかしながら、中央Ｃの西側においては、Ｖｄｙｎ１はＶｄｙｎ２よりもかなり小さい。例えば、ディスプレイ画面１０３の西端Ｗ付近においては、Ｖｄｙｎ１の最大振幅は１００Ｖである。
【００７８】
このような動的集束電圧Ｖｄｙｎ１とＶｄｙｎ２を使用することによって、第一電子レンズＬ１は、主としてディスプレイ画面１０３の東側において作用し、第二電子レンズＬ２は主としてディスプレイ画面１０３の西側において作用する。このようにして、動作時、図７に示されているレンズ作用を達成できる。
【００７９】
陰極線管のさらなる実施例は、図９に示されているように、第一中間電極２４１と、第二中間電極２４２と、第三中間電極２４３とから成るＤＡＦセクション２４０が設けられている電子銃２０１を有する。このＤＡＦセクション２４０は、図１０に詳細に示されている。
【００８０】
電子銃２０１において、電子源２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂは、電子を放射する。これらの放射された電子は、ビーム形成セクション２２０によって、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢに形成できる。
【００８１】
第一中間電極２４１は、集束電極２３０から距離Ｄ１（例、０．４ ｍｍ）に位置し、動作時、第一動的電圧源Ｖｄｙｎ１を受ける。これにより、動作時、開口２６１Ｒ，Ｇ，Ｂと開口２６２Ｒ，Ｇ，Ｂの間に、第一電子レンズＬ１を形成できる。第一電子レンズＬ１の強さＳ１Ｒ、Ｓ１Ｇ、Ｓ１Ｂは、Ｖｄｙｎ１に比例する。
【００８２】
第二中間電極２４２は、第一中間電極２４１から距離Ｄ２（例、０．４ ｍｍ）に位置し、動作時、第二動的電圧源Ｖｄｙｎ２を受ける。これにより、動作時、開口２６３Ｒ，Ｇ，Ｂと開口２６４Ｒ，Ｇ，Ｂの間に、第二電子レンズＬ２を形成できる。第二電子レンズＬ２の強さＳ２Ｒ、Ｓ２Ｇ、Ｓ２Ｂは、電圧差Ｖｄｙｎ２ − Ｖｄｙｎ１に比例する。
【００８３】
第三中間電極２４３は、第二中間電極２４２から距離Ｄ３（例、０．４ ｍｍ）に位置し、動作時、第三動的電圧源Ｖｄｙｎ３を受ける。これにより、動作時、開口２６５Ｒ，Ｇ，Ｂと開口２６６Ｒ，Ｇ，Ｂの間に、第三電子レンズＬ３を形成できる。第三電子レンズＬ３の強さＳ３Ｒ、Ｓ３Ｇ、Ｓ３Ｂは、電圧差Ｖｄｙｎ３ − Ｖｄｙｎ２に比例する。
【００８４】
この陰極線管における偏向手段２０２は、水平方向に自己収束的である。第一電子レンズＬ１、第二電子レンズＬ２、および第三電子レンズＬ３は、これら３つの電子レンズの線形の組合せの水平方向における影響を、主レンズ５０の強さを適合させることによって補正できるように、形成される。この結果、動作時、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの焦点が、ディスプレイ画面全体にわたり水平方向に実質的に合った状態が維持される。
【００８５】
このさらなる実施例においては、開口２６１Ｒ，Ｇ，Ｂ〜２６６Ｒ，Ｇ，Ｂは長方形であり、かつ形状が互いに異なる。具体的には、これらの開口の水平方向ｘと垂直方向ｙにおける寸法が、表２に示されている。この結果、３本の電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢに対する電子レンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３の垂直方向における強さＳ１Ｒ、Ｓ１Ｇ、Ｓ１Ｂと、Ｓ２Ｒ、Ｓ２Ｇ、Ｓ２Ｂと、Ｓ３Ｒ、Ｓ３Ｇ、Ｓ３Ｂとは、互いに異なる。
【００８６】
表２：開口２６１Ｒ，Ｇ，Ｂ〜２６６Ｒ，Ｇ，Ｂの寸法
図示されている構成においては、動作時に開口２６１Ｒ，Ｇ，Ｂ〜２６６Ｒ，Ｇ，Ｂの間に形成される電子レンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３の線形の組合せＬ１＋Ｌ２＋Ｌ３によって、各色の集束を最大限に最適に調整できる。望ましくは、この実施例は、シャドウマスクを有さないＦＩＴ陰極線管として適用可能である。
【００８８】
図１１に示されている動的集束電圧Ｖｄｙｎ１、Ｖｄｙｎ２、Ｖｄｙｎ３は、第一中間電極２４１、第二中間電極２４２、および第三中間電極２４３を駆動するために使用できる。
【００８９】
この図においては、動的集束電圧Ｖｄｙｎ１、Ｖｄｙｎ２、Ｖｄｙｎ３の振幅は、ディスプレイ画面２０３のライン軸沿いの電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの到達スポットに応じて示されている。ディスプレイ画面２０３の中央Ｃにおいては、動的集束電圧Ｖｄｙｎ１、Ｖｄｙｎ２、Ｖｄｙｎ３は、集束電極２３０にかけられる固定集束電圧Ｖｆに等しい。動的集束電圧Ｖｄｙｎ１、Ｖｄｙｎ２、Ｖｄｙｎ３は、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの偏向が増すに従って高くなる。
【００９０】
第三動的集束電圧Ｖｄｙｎ３は、例えば、最大振幅１０００Ｖのバスタブ形状を有する。中央Ｃの東側においては、第二動的集束電圧Ｖｄｙｎ２は、実質的にＶｄｙｎ３に等しい。例えば、ディスプレイ画面２０３の東端Ｅ付近においては、Ｖｄｙｎ２の最大振幅は９８０Ｖである。しかしながら、中央Ｃの西側においては、Ｖｄｙｎ２はＶｄｙｎ３よりもかなり小さい。例えば、ディスプレイ画面２０３の西端Ｗ付近においては、Ｖｄｙｎ２の最大振幅は１００Ｖである。
【００９１】
第一動的集束電圧Ｖｄｙｎ１は、ディスプレイ画面の大部分において第二動的集束電圧Ｖｄｙｎ２に等しい。しかしながら、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの相対的に大きい偏向角度に対しては、Ｖｄｙｎ１はＶｄｙｎ２よりも大きい。例えば、ディスプレイ画面の西端Ｗと東端Ｅにおいては、Ｖｄｙｎ１はＶｄｙｎ２よりも３００Ｖ大きい。
【００９２】
このさらなる実施例においては、第二電子レンズＬ２は、主にディスプレイ画面２０３の東側において電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの焦点を合わせ、第三電子レンズＬ３は、主にディスプレイ画面２０３の西側において電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの焦点を合わせる。第一電子レンズＬ１は、補正レンズ（ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｌｅｎｓ）を構成する。
【００９３】
本発明による陰極線管の第一実施例を有する画像ディスプレイ装置が、図１２に示されている。
【００９４】
画像ディスプレイ装置における制御ユニットＡは、動作時に変調信号ＭＲ、ＭＧ、ＭＢと画像信号ＰｘおよびＰｙを生成するために画像信号ＶＩＤを受信するように適合化されている。
【００９５】
変調信号ＭＲ、ＭＧ、ＭＢは、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢの電流密度を調節し、それによって輝度を変えることを目的として、それぞれの電子源１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂに流すことができる。この場合の輝度は、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢがディスプレイ画面１０３に到達した位置において、それぞれ赤、緑、青の蛍光体が発光するときの輝度である。
【００９６】
位置信号ＰｘおよびＰｙは、ライン周波数偏向電流ＩＬとフィールド周波数偏向電流ＩＦとを形成する偏向回路Ｄに流すことができる。この偏向回路Ｄに偏向手段１０２を結合して、偏向電流ＩＬとＩＦを受信させることができる。具体的には、偏向手段１０２は、動作時、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢを水平方向に偏向するためのライン周波数偏向電流ＩＬを受信する、ライン偏向コイルＬＬを有する。さらに、偏向手段１０２は、動作時、電子ビームＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢを垂直方向に偏向するためのフィールド周波数偏向電流Ｉｆを受信する、フィールド偏向コイルＬＦを有する。
【００９７】
位置信号ＰｘおよびＰｙは、これらに同期して動的集束電圧Ｖｄｙｎ１とＶｄｙｎ２を生成することを目的として、集束回路Ｆにも流すことができる。動作時、第一中間電極１４１は、第一動的集束電圧Ｖｄｙｎ１を受け、第二中間電極１４２は、第二動的集束電圧Ｖｄｙｎ２を受ける。
【００９８】
各図は、線図的であり、正確な縮尺では描かれていない。本発明は、図とその説明によって記載されているが、これらに限定されることがないことは、明らかである。上述されている実施例、特に、開口を有する中間電極の構成と、動的集束電圧の振幅および信号形状は、第一電子レンズと、第二電子レンズと、第三電子レンズ（該当時）とを実現できる範囲内にのみある。当業者は、本発明による陰極線管と画像ディスプレイ装置の多数の代替の実施例を構築できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】公知のカラー陰極線管と、３本の電子ビームの経路とを線図的に示す。
【図２】公知の陰極線管の、同等の光学レンズモデルを示す。
【図３】公知の陰極線管における電子ビームのスポットを示す。
【図４】色依存の焦点ずれにおける非対称性を線図的に示す。
【図５】本発明による陰極線管の第一実施例の断面図である。
【図６】第一実施例による陰極線管のＤＡＦセクションの等角表現である。
【図７】第一実施例の、同等の光学レンズモデルを示す。
【図８】動的集束電圧Ｖｄｙｎ１とＶｄｙｎ２の信号形状の例を示す。
【図９】陰極線管のさらなる実施例の断面図である。
【図１０】さらなる実施例のＤＡＦセクションの等角表現である。
【図１１】動的集束電圧Ｖｄｙｎ１、Ｖｄｙｎ２、およびＶｄｙｎ３の信号形状の例を示す。
【図１２】本発明による陰極線管を有する画像ディスプレイ装置を示す。
【符号の説明】
１ 電子銃
２ 偏向手段
２’ 偏向レンズ
３ ディスプレイ画面
１０Ｒ、１０Ｇ、１０Ｂ 電子源
ＥＢＲ、ＥＢＧ、ＥＢＢ 電子ビーム
２０ ビーム形成セクション
３０ 集束電極
４０ ＤＡＦセクション
５０ 主レンズ
１０１ 電子銃
１０２ 偏向手段
１０２’ 偏向レンズ
１０３ ディスプレイ画面
１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂ 電子源
１２０ ビーム形成セクション
１３０ 集束電極
１４０ ＤＡＦセクション
１４１ 第一中間電極
１４２ 第二中間電極
１６１Ｒ，Ｇ，Ｂ、１６２Ｒ，Ｇ，Ｂ、１６３Ｒ，Ｇ，Ｂ、１６４Ｒ，Ｇ，Ｂ、２６１Ｒ，Ｇ，Ｂ、２６２Ｒ，Ｇ，Ｂ、２６３Ｒ，Ｇ，Ｂ、２６４Ｒ，Ｇ，Ｂ、２６５Ｒ，Ｇ，Ｂ、２６６Ｒ，Ｇ，Ｂ 開口
Ｌ１、Ｌ２ 電子レンズ
２０１ 電子銃
２０２ 偏向手段
２０３ ディスプレイ画面
２１０Ｒ、２１０Ｇ、２１０Ｂ 電子源
２２０ ビーム形成セクション
２３０ 集束電極
２４０ ＤＡＦセクション
２４１ 第一中間電極
２４２ 第二中間電極
２４３ 第三中間電極
Claims (11)
- 電子光学的イメージを光イメージに変換するためのディスプレイ画面と、
電子光学的システムであって、当該システムが、
電子を放射するための、一平面に並置された電子源と、
前記それぞれの電子源から放射される前記電子から、第一外側電子ビームと、中央電子ビームと、第二外側電子ビームとを形成するためのビーム形成セクションと、
前記電子ビームの焦点を前記ディスプレイ画面に合わせるための主レンズと、
前記ディスプレイ画面上において前記電子ビームを偏向させるための偏向手段と、
前記ディスプレイ画面上の電子ビームの到達スポットに応じて前記電子ビームの前記集束と非点収差とを動的に適合させるためのＤＡＦセクションと、
を有する電子光学的システムと、
を有する陰極線管において、
前記ＤＡＦセクションが、第一電子レンズであって、前記電子ビームに対して相互に異なる強さを有する、第一電子レンズと、第二電子レンズであって、前記電子ビームに対して相互に異なる強さを有する、第二電子レンズとを有し、前記第二電子レンズの前記強さが、前記第一電子レンズの前記強さに関係なく変更可能であることを特徴とする、陰極線管。 - 前記第一電子レンズにおいて、前記第一外側電子ビームに対する前記強さが、前記中央電子ビームに対する前記強さよりも大きく、かつ、前記第二外側電子ビームに対する前記強さが、前記中央電子ビームに対する前記強さよりも小さいことを特徴とする、請求項１に記載の陰極線管。
- 前記第一電子レンズにおいて、前記第一外側電子ビームに対する前記強さが、前記中央電子ビームに対する前記強さよりも小さく、かつ、前記第二外側電子ビームに対する前記強さが、前記中央電子ビームに対する前記強さよりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載の陰極線管。
- 前記中央電子ビームに対する前記第一電子レンズと前記第二電子レンズの前記強さが、実質的に等しく、かつ、前記第一外側電子ビームに対する前記第一電子レンズの前記強さが、第二外側電子ビームに対する前記第二電子レンズの前記強さに実質的に等しく、かつ、前記第二外側電子ビームに対する前記第一電子レンズの前記強さが、前記第一外側電子ビームに対する前記第二電子レンズの前記強さに実質的に等しいことを特徴とする、請求項１、２、または３に記載の陰極線管。
- 集束電極が、前記ビーム形成セクションと前記ＤＡＦセクションの間に配置され、当該集束電極には、前記ＤＡＦセクションに面する側面に、前記電子ビームを通過させるための互いに形状の異なる開口が設けられ、かつ、前記ＤＡＦセクションが、第一中間電極と第二中間電極とを有し、前記第二中間電極が、前記第一中間電極と前記主レンズの間に配置され、かつ、前記第一中間電極には、前記集束電極に面する側面に、前記電子ビームを通過させるための互いに形状の異なる前記開口が設けられ、かつ前記第二中間電極に面する側面に、前記電子ビームを通過させるための互いに形状の異なる前記開口が設けられ、かつ、前記第二中間電極には、前記第一中間電極に面する側面に、前記電子ビームを通過させるための互いに形状の異なる開口が設けられている、ことを特徴とする、請求項１に記載の陰極線管。
- 前記第一電子レンズを、前記集束電極における前記開口と、前記第一中間電極における前記開口との間の第一電界によって形成でき、当該第一電界は、動作時、前記第一中間電極を第一動的電圧源に結合することによってかけることができ、かつ前記第二電子レンズを、前記第一中間電極における前記開口と、前記第二中間電極における前記開口との間の第二電界によって形成でき、当該第二電界は、動作時、前記第二中間電極を第二動的電圧源に結合することによってかけることができる、ことを特徴とする、請求項５に記載の陰極線管。
- 前記ＤＡＦセクションが、前記電子ビームに対して相互に異なる強さを有する第三電子レンズを有し、当該第三電子レンズの前記強さが、前記第一電子レンズと前記第二電子レンズの前記強さに関係なく変更可能である、ことを特徴とする、請求項１に記載の陰極線管。
- 前記ＤＡＦセクションが、前記第二中間電極と前記主レンズの間に配置される第三中間電極を有し、前記第三電子レンズを、前記電子ビームを通過させるための前記第三中間電極における互いに異なる形状の開口と、前記電子ビームを通過させるための前記第二中間電極における開口との間の第三電界によって形成でき、当該第三電界は、動作時、前記第三中間電極を第三動的電圧源に結合することによってかけることができる、ことを特徴とする、請求項６と７に記載の陰極線管。
- 前記第一電子レンズと前記第二電子レンズが、非点収差であることを特徴とする、請求項１に記載の陰極線管。
- 前記偏向手段が、第一方向に自己収束的であることを特徴とする、請求項９に記載の陰極線管。
- 請求項１〜１０のいずれかに記載の陰極線管を有する画像ディスプレイ装置。
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