(57)【要約】【課題】高輝度且つ高精細な画像を表示可能な陰極線管を提供することを目的とする。【解決手段】電子銃構体７は、インライン上に配列された３電子ビームを発生する電子ビーム発生部を有している。電子ビーム発生部は、カソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、第１グリッドＧ１、及び、第２グリッドＧ２によって構成されている。第１グリッドＧ１は、電子ビームをそれぞれ発生する３つのカソードに対応して３つのセグメントを有して構成されている。各カソードには第１画像信号が印加されるとともに、各セグメントにはそれぞれ対応するカソードに印加された第１画像信号に同期して変調された第２画像信号が印加される。そして、（第２画像信号の振幅）／（第１画像信号の振幅）の値を可変することで電子ビーム発生部から発生する電子ビーム量を制御すること特徴としている。【選択図】    図２
2004220803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソード、第１グリッド、及び、第２グリッドによって構成されるとともにインライン上に配列された３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より発生した３電子ビームをそれぞれ蛍光体スクリーン上にフォーカスする主レンズ部と、を有する電子銃構体を具備する陰極線管において、
前記第１グリッドは、電子ビームをそれぞれ発生する３つの前記カソードに対応して３つのセグメントを有して構成され、
各カソードには第１画像信号が印加されるとともに、各セグメントにはそれぞれ対応するカソードに印加された第１画像信号に同期して変調された第２画像信号が印加され、
（第２画像信号の振幅）／（第１画像信号の振幅）の値を可変することで前記電子ビーム発生部から発生する電子ビーム量を制御すること特徴とする陰極線管。
【請求項２】
（第２画像信号の振幅）／（第１画像信号の振幅）の値は、０から１の範囲で変化するように構成され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】
（第２画像信号の振幅）／（第１画像信号の振幅）の値は、（第１画像信号の振幅）が大きくなるにしたがって増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４】
カソード、第１グリッド、及び、第２グリッドによって構成されるとともにインライン上に配列された３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より発生した３電子ビームをそれぞれプリフォーカス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を通過した３電子ビームをそれぞれ蛍光体スクリーン上にフォーカスする主レンズ部と、を有する電子銃構体を具備する陰極線管において、
前記プリフォーカスレンズ部は、少なくとも１つの補助電極を含み、
前記第１グリッド及び前記補助電極は、電子ビームをそれぞれ発生する３つの前記カソードに対応して３つのセグメントを有して構成され、
各カソードには第１画像信号が印加されるとともに、前記第１グリッドの各セグメントにはそれぞれ対応するカソードに印加された第１画像信号に同期して変調された第２画像信号が印加され、しかも、前記補助電極の各セグメントには、第１画像信号または第２画像信号が印加され、
（第２画像信号の振幅）／（第１画像信号の振幅）の値を可変することで前記電子ビーム発生部から発生する電子ビーム量を制御すること特徴とする陰極線管。
【請求項５】
前記補助電極は、前記カソードと電気的に接続されており、
前記補助電極の各セグメントは、それぞれ非円形の電子ビーム通過孔を有したことを特徴とする請求項４に記載の陰極線管。
【請求項６】
前記電子ビーム通過孔は、前記カソードが配列されたインライン方向に長い横長孔であることを特徴とする請求項５に記載の陰極線管。
【請求項７】
前記補助電極は、前記第１グリッドと電気的に接続されており、
前記補助電極の各セグメントは、それぞれ非円形の電子ビーム通過孔を有したことを特徴とする請求項４に記載の陰極線管。
【請求項８】
前記電子ビーム通過孔は、前記カソードが配列されたインライン方向に直交する方向に長い縦長孔であることを特徴とする請求項５に記載の陰極線管。
【請求項９】
前記プリフォーカスレンズ部は、水平方向において電子ビームを発散するとともに、垂直方向において電子ビームをフォーカスすることを特徴とする請求項４に記載の陰極線管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、陰極線管に係り、特に、高輝度且つ高解像度の画像を表示可能な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、インライン上に配列された３電子ビームを放出するインライン型電子銃構体を備えている。この電子銃構体は、３電子ビームを発生する電子ビーム発生部、及び、３電子ビームを蛍光体スクリーン上にフォーカスする主レンズ部を備えている。電子ビーム発生部は、３電子ビームに対応して３個のカソードと、第１グリッドと、第２グリッドとを備えて構成されている。
【０００３】
いわゆるカソードドライブ方式の電子銃構体では、各カソードには、所定電圧に画像信号（ドライブ電圧）を重畳した電圧が印加される。また、電子ビーム発生部を構成する第１グリッド及び第２グリッドは、単一の構体に３つの電子ビーム通過孔を形成したユニタイズ型が一般的であり、第１グリッドは接地されるとともに、第２グリッドには３００乃至１０００Ｖ程度の電圧が印加される。
【０００４】
このような電子ビーム発生部では、カソードに対して画像信号に対応したドライブ電圧を印加することにより、カソード電圧を低下させた分だけカソード電流（電子ビーム量）を取り出すことができる。大量のカソード電流が必要な場合には、信号振幅を大きくすることすなわち大きなドライブ電圧が必要である。また、細かい画像を映す場合は信号幅を細くする必要が発生する。
【０００５】
ところで、カラー陰極線管には、高輝度且つ高精細な画像を表示することが要求されている。
【０００６】
高輝度の画像を表示するためには、上述したように、カソードに印加されるドライブ電圧の振幅を大きくしてカソード電流を増大することで達成される。しかしながら、大きい振幅のドライブ電圧を出力することは回路設計が難しく、画像信号の形状が劣化しやすい。この現象は、画像の精細度が高くなり周波数が高くなるほど深刻な問題となる。また、この問題を克服するための回路設計を行う場合には、コストアップは避けられない。
【０００７】
また、高輝度の画像を表示するためにカソード電流を増大した場合、電子ビーム発生部から出射された電子ビームの発散角が拡大し、偏向ヨークで発生する偏向磁界内を通過する電子ビーム束が大きくなる。加えて、偏向磁界を通過する際の偏向収差の影響も増大し、電子ビームの蛍光体スクリーン上でのフォーカス特性が劣化する。すなわち、画質の劣化を招くことになり、高解像度を実現することができない。この問題は、電子銃構体から放出された電子ビームの垂直方向の発散角が増大することが最も大きな要因となる。
【０００８】
一方で、第１グリッド（Ｇ１）を複数の電極として分割し、分割された各電極にそれぞれ独立に画像信号を印加することで、カソード及び第２グリッドと第１グリッドの各電極との電位差により電子ビームの出射量を制御する駆動方式、いわゆるＧ１ドライブ方式が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
【０００９】
しかしながら、これらの特許文献に示された駆動方法は、単にドライブ電圧を第１グリッドに印加するＧ１ドライブ方式であり、このようなＧ１ドライブ方式においても、高輝度の画像を表示するためには、第１グリッドに印加されるドライブ電圧の振幅を大きくしてカソード電流を増大させることには変わりなく、従来のカソードドライブ方式と同様の問題を有する。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００２−１７０５０２号公報
【００１１】
【特許文献２】
特開２００２−１９０２５９号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、カラー陰極線管では、高輝度且つ高解像度の画像を表示可能とすることが要求されている。
【００１３】
高輝度の画像を表示するためにはカソード電流を増加させる方法が一般的であるが、そのためにはカソードドライブ方式の場合にはカソードに印加する画像信号の振幅を拡大する必要がある。あるいは、Ｇ１ドライブ方式の場合には第１グリッドに印加する画像信号の振幅を拡大する必要がある。これらの場合、いずれの方式においても、画像信号の変形を招きやすく、フォーカス特性の劣化を招きやすい。また、大きい振幅の画像信号を得てもなお信号形状が変形しない信号発生器は、複雑で回路設計が難しく、高価となってしまう。
【００１４】
また、変形のない画像信号を印加できたとしても、カソード電流の増加に伴って電子ビーム発生部から出射される電子ビームの発散角が拡大する。このような現象は、偏向磁界による偏向収差を増大させ、フォーカス特性の劣化を招く結果となる。
【００１５】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、高輝度且つ高精細な画像を表示可能な陰極線管を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明の第１の様態による陰極線管は、
カソード、第１グリッド、及び、第２グリッドによって構成されるとともにインライン上に配置された３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より発生した３電子ビームをそれぞれ蛍光体スクリーン上にフォーカスする主レンズ部と、を有する電子銃構体を具備する陰極線管において、
前記第１グリッドは、電子ビームをそれぞれ発生する３つの前記カソードに対応して３つのセグメントを有して構成され、
各カソードには第１画像信号が印加されるとともに、各セグメントにはそれぞれ対応するカソードに印加された第１画像信号に同期して変調された第２画像信号が印加され、
（第２画像信号の振幅）／（第１画像信号の振幅）の値を可変することで前記電子ビーム発生部から発生する電子ビーム量を制御すること特徴とする。
【００１７】
この発明の第２の様態による陰極線管は、
カソード、第１グリッド、及び、第２グリッドによって構成されるとともにインライン上に配置された３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より発生した３電子ビームをそれぞれプリフォーカス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を通過した３電子ビームをそれぞれ蛍光体スクリーン上にフォーカスする主レンズ部と、を有する電子銃構体を具備する陰極線管において、
前記プリフォーカスレンズ部は、少なくとも１つの補助電極を含み、
前記第１グリッド及び前記補助電極は、電子ビームをそれぞれ発生する３つの前記カソードに対応して３つのセグメントを有して構成され、
各カソードには第１画像信号が印加されるとともに、前記第１グリッドの各セグメントにはそれぞれ対応するカソードに印加された第１画像信号に同期して変調された第２画像信号が印加され、しかも、前記補助電極の各セグメントには、第１画像信号または第２画像信号が印加され、
（第２画像信号の振幅）／（第１画像信号の振幅）の値を可変することで前記電子ビーム発生部から発生する電子ビーム量を制御すること特徴とする。
【００１８】
これらの陰極線管によれば、良好なフォーカス特性を有し、高輝度且つ高精細を両立した表示品位良好な画像を表示することが可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態に係る陰極線管について図面を参照して説明する。
【００２０】
図１に示すように、陰極線管装置、すなわちセルフコンバージェンス方式のインライン型カラー陰極線管装置は、真空外囲器９を備えている。この真空外囲器９は、パネル１、及びパネル１と一体に接合されたファンネル２を有している。蛍光体スクリーン３は、パネル１の内面に配置されている。この蛍光体スクリーン３は、青、緑、赤にそれぞれ発光するドット状またはストライプ状の３色蛍光体層を有している。シャドウマスク４は、蛍光体スクリーン３に対向して配置されている。このシャドウマスク４は、その面内に多数のアパーチャを有している。
【００２１】
インライン型電子銃構体７は、ファンネル２の径小部に相当する円筒状のネック５の内部に配設されている。この電子銃構体７は、同一水平面上を通るセンタービーム６Ｇおよび一対のサイドビーム６Ｂ，６Ｒからなる一列配置の３電子ビーム６Ｂ，６Ｇ，６Ｒを放出する。
【００２２】
偏向ヨーク８は、ファンネル２の径大部からネック５にかけて装着されている。この偏向ヨーク８は、電子銃構体７から放出された３電子ビーム６Ｂ，６Ｇ，６Ｒを水平方向（Ｘ）及び垂直方向（Ｙ）に偏向する非斉一な偏向磁界を発生する。この非斉一磁界は、ピンクッション型の水平偏向磁界及びバレル型の垂直偏向磁界によって形成される。
【００２３】
電子銃構体７から放出された３電子ビーム６Ｂ、６Ｇ、６Ｒは、蛍光体スクリーン３に向けてコンバージェンスされるとともに、蛍光体スクリーン３における対応する色の蛍光体層上にフォーカスされる。また、これらの３電子ビーム６Ｂ、６Ｇ、６Ｒは、偏向ヨーク８によって発生された非斉一磁界により偏向され、シャドウマスク４を介して蛍光体スクリーン３を水平方向Ｘ及び垂直方向Ｙに走査する。これにより、カラー画像が表示される。
【００２４】
図２に示すように、電子銃構体７は、水平方向Ｘに一列に配置された３個のカソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、これらカソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を個別に加熱する３個のヒータ、及び５個の電極を有している。５個の電極、すなわち第１グリッドＧ１、第２グリッドＧ２、補助電極ＧＳ、第３グリッド（フォーカス電極）Ｇ３、及び、第４グリッド（アノード電極）Ｇ４は、カソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）から蛍光体スクリーンに向かって管軸方向Ｚに沿って順次配置されている。これらカソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、及び５個の電極は、一対の絶縁支持体によって一体に支持・固定されている。
【００２５】
第１グリッドＧ１及び補助電極ＧＳは、３個のカソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対応して３つのセグメントを有して構成されている。すなわち、第１グリッドＧ１は、図３に示すように、水平方向Ｘに一列に配置された３個のセグメントＧ１Ｒ、Ｇ１Ｇ、Ｇ１Ｂを有している。各セグメントＧ１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、同じ板厚の薄い板状電極によって構成されている。また、各セグメントＧ１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、その板面に、それぞれ１個の電子ビーム通過孔１１を有している。これら３個の電子ビーム通過孔１１は、径小の円形状に形成されている。これら第１グリッドＧ１を構成するセグメントＧ１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、セラミック基板などの絶縁性基板上に互いに絶縁した状態で固定して一体化しても良い。
【００２６】
また、補助電極ＧＳは、図４に示すように、水平方向Ｘに一列に配置された３個のセグメントＧＳＲ、ＧＳＧ、ＧＳＢを有している。各セグメントＧＳ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、同じ板厚の板状電極によって構成されている。また、各セグメントＧＳ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、その板面に、それぞれ１個の電子ビーム通過孔１２を有している。これら３個の電子ビーム通過孔１２は、非円形状であり、例えば水平方向Ｘに長い横長形状である。図４に示した例では、電子ビーム通過孔１２は、水平方向Ｘを長辺とし、垂直方向Ｙを短辺とする長方形状であるが、水平方向Ｘに長軸を有する長円形状であっても良い。また、これら補助電極ＧＳを構成するセグメントＧＳ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、セラミック基板などの絶縁性基板上に互いに絶縁した状態で固定して一体化しても良い。
【００２７】
第２グリッドＧ２は、一体構造の薄い板状電極によって構成されている。この板状電極は、その板面に、３個のカソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対応して水平方向Ｘに一列に配列された３個の電子ビーム通過孔を有している。これら３個の電子ビーム通過孔は、径小の円形状に形成されている。
【００２８】
第３グリッドＧ３、及び、第４グリッドＧ４は、一体構造の筒状電極によって構成されている。すなわち、これらの筒状電極は、複数のカップ状電極及び筒状電極の開放端を突き合わせた構造を有している。これら第３グリッドＧ３及び第４グリッドＧ４を構成する電極は、その両端面に、３個のカソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対応して水平方向Ｘに一列に配列された３個の電子ビーム通過孔を有している。第３グリッドＧ３の第２グリッドＧ２との対向面に形成された３個の電子ビーム通過孔は、やや径大な円形状に形成されている。第３グリッドＧ３の第４グリッドＧ４との対向面、及び、第４グリッドＧ４の両端面に形成された３個の電子ビーム通過孔は、径大な円形状に形成されている。
【００２９】
上述した構成の電子銃構体７において、各カソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）には、図５の（ａ）に示すように、約５０乃至２００Ｖ程度の直流電圧Ｖｋ（例えば１９０Ｖ）に、所定の画像信号を変調した第１画像信号を重畳した変調電圧が印加される。この第１画像信号は、第１ドライブ電圧に対応するものである。すなわち、赤用カソードＫＲには、（直流電圧Ｖｋ＋第１ドライブ電圧ＶｄＲ１）が印加される。また、緑用カソードＫＧには、（直流電圧Ｖｋ＋第１ドライブ電圧ＶｄＧ１）が印加される。さらに、青用カソードＫＢには、（直流電圧Ｖｋ＋第１ドライブ電圧ＶｄＢ１）が印加される。
【００３０】
第１グリッドＧ１を構成する各セグメントＧ１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）には、図５の（ｂ）に示すように、所定の画像信号に同期して変調した第２画像信号が印加される。この第２画像信号は、第２ドライブ電圧に対応するものである。すなわち、赤用第１グリッドＧ１Ｒには、第２ドライブ電圧ＶｄＲ２が印加される。また、緑用第１グリッドＧ１Ｇには、第２ドライブ電圧ＶｄＧ２が印加される。さらに、青用第１グリッドＧ１Ｂには、第２ドライブ電圧ＶｄＢ２が印加される。
【００３１】
つまり、赤用の電子ビーム量すなわち赤用カソード電流を決定する画像信号は、赤用カソードＫＲに印加される第１ドライブ電圧ＶｄＲ１と、赤用第１グリッドＧ１Ｒに印加される第２ドライブ電圧ＶｄＲ２と、に分配して印加される。また、緑用の電子ビーム量すなわち緑用カソード電流を決定する画像信号は、緑用カソードＫＧに印加される第１ドライブ電圧ＶｄＧ１と、緑用第１グリッドＧ１Ｇに印加される第２ドライブ電圧ＶｄＧ２と、に分配して印加される。さらに、青用の電子ビーム量すなわち青用カソード電流を決定する画像信号は、青用カソードＫＢに印加される第１ドライブ電圧ＶｄＢ１と、青用第１グリッドＧ１Ｂに印加される第２ドライブ電圧ＶｄＢ２と、に分配して印加される。
【００３２】
図２に示した例では、補助電極ＧＳ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、それぞれ対応するカソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に電気的に接続されており、各カソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と同一の電圧が印加される。第２グリッドＧ２には、約３００乃至１０００Ｖ程度の直流電圧Ｅｃ（例えば８００Ｖ）が印加される。第３グリッドＧ３には、約６乃至１０ｋＶ程度の一定のフォーカス電圧Ｖｆ（例えば８ｋＶ）が印加される。第４グリッドＧ４には、約２０乃至３５ｋＶ程度のアノード電圧Ｅｂ（例えば３０ｋＶ）が印加される。
【００３３】
上述した構成の電子銃構体７は、各グリッドに上述したような電圧を印加することにより、電子ビーム発生部、プリフォーカスレンズ部、及び、主レンズ部を形成する。すなわち、電子ビーム発生部は、カソードＫ、第１グリッドＧ１、及び第２グリッドＧ２によって形成される。この電子ビーム発生部は、電子ビームを発生し、クロスオーバを形成する。
【００３４】
プリフォーカスレンズ部は、第２グリッドＧ２、補助電極ＧＳ、及び、第３グリッドＧ３によって形成される。このプリフォーカスレンズ部は、電子ビーム発生部から発生された電子ビームを加速するとともにプリフォーカスする。主レンズ部は、第３グリッドＧ３及び第４グリッドＧ４によって形成される。この主レンズは、プリフォーカスレンズ部によりプリフォーカスされた電子ビームを加速するとともに最終的に蛍光体スクリーン上にフォーカスする。
【００３５】
上述した電子銃構体７によれば、各カソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）には第１ドライブ電圧（第１画像信号）を印加するとともに、第１グリッドＧ１を構成する各セグメントＧ１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）にはそれぞれ対応するカソーＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に印加された第１ドライブ電圧に同期して変調された第２ドライブ電圧（第２画像信号）を印加する。なお、第１グリッドＧ１に印加される第２ドライブ電圧ＶＤ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）２は、図５の（ａ）及び（ｂ）に示したように、カソードＫに印加される第１ドライブ電圧Ｖｄ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）１とは逆極性になるように設定される。
【００３６】
このとき、（第２ドライブ電圧の振幅）／（第１ドライブ電圧の振幅）の値、すなわち（第２画像信号の振幅）／（第１画像信号の振幅）の値を可変することにより、電子ビーム発生部から発生する電子ビーム量すなわちカソード電流を制御している。
【００３７】
つまり、カソードＫ−第１グリッドＧ１間に印加されるドライブ電圧は、所望するカソード電流が得られるような比率で、第１ドライブ電圧及び第２ドライブ電圧に分配される。このとき、第１ドライブ電圧と第２ドライブ電圧との分配比率は、それぞれのドライブ電圧の振幅をともにできる限り小さくするように設定される。このように、第１ドライブ電圧と第２ドライブ電圧との分配比率は、常に一定ではなく、カソード電流に応じて適宜設定される。
【００３８】
また、この電子銃構体７では、（第２ドライブ電圧の振幅）／（第１ドライブ電圧の振幅）の値を０から１の範囲で変化させることによって、所望するカソード電流を得ている。つまり、第１グリッドＧ１に印加される第２ドライブ電圧の振幅は、常に、カソードＫに印加される第１ドライブ電圧の振幅以下に設定されることになる。
【００３９】
また、カソード電流を増大するために、カソードＫに印加される第１ドライブ電圧の振幅が増加するにしたがって、第２ドライブ電圧の振幅も第１ドライブ電圧の振幅以上に増加する。結果として、第１ドライブ電圧の振幅増加に伴って、（第２ドライブ電圧の振幅）／（第１ドライブ電圧の振幅）の値が増加するよう設定されている。つまり、カソード電流が高くなるほど、第１ドライブ電圧及び第２ドライブ電圧の振幅は増加するが、第２ドライブ電圧への分配比率が大きくなり、（第２ドライブ電圧の振幅）／（第１ドライブ電圧の振幅）の値が大きくなるような設定となっている。
【００４０】
図６は、カソードに印加する第１画像信号の振幅値を表す第１ドライブ電圧と得られるカソード電流との関係に対応した電流特性を示す図である。ここで、横軸に示したドライブ電圧（％）とは、カットオフ電圧を１００％としたときに実際にカソードに印加されたドライブ電圧の割合に相当する。なお、図６の（ａ）に示した比較例は、カソードのみにドライブ電圧を印加するカソードドライブ方式の電子銃構体を適用した場合の例である。また、図６の（ｂ）に示した例は、この実施の形態に係る電子銃構体を適用した場合の例であり、横軸は、カットオフ電圧を１００％とした時の第１ドライブ電圧の割合に相当する。
【００４１】
図６の（ａ）は、比較例の電子銃構体による電流特性を示し、この場合の電流特性を式で近似すると、Ｉｋ＝２．３５＊Ｅ−０．５＊Ｘ２．８３である。なお、このＸの指数が大きいほど、効率よく大きなカソード電流を得ることができる指標とする。一般的にはＸの指数は２．５乃至３．０程度である。
【００４２】
一方、図６の（ｂ）は、この実施の形態に係る電子銃構体７によって得られる電流特性の一例を示す。この場合の電流特性を式で近似すると、Ｉｋ＝２５．６＊Ｅ−０．５＊Ｘ６．０２となる。Ｘの指数は、６．０２となり、比較例より明らかに効率よくカソード電流を得ることができる。この実施の形態では、カソードに印加する第１ドライブ電圧は約半分でありながら、比較例並の高電流を得ることが可能となる。
【００４３】
つまり、これは、多くのカソード電流を得るために必要なドライブ電圧をカソード及び第１グリッドにそれぞれ最適な分配比率で分配したことにより、カソード及び第１グリッドにそれぞれ印加される画像信号の振幅を小さくすることができたことを意味するものである。これにより、回路設計の負担を軽減できるとともに、カソード及び第１グリッドにそれぞれ印加される画像信号の劣化を抑制することができる。
【００４４】
また、この実施の形態に係る電子銃構体７によれば、カソード電流が増加しても電子ビーム発生部から発生された電子ビームの発散角の拡大を防止することができる。すなわち、この電子銃構体７は、プリフォーカスレンズ部を構成する第２グリッドＧ２と第３グリッドＧ３との間に配置された補助電極ＧＳを備えている。図２に示した電子銃構体７では、補助電極ＧＳは、カソードＫと電気的に接続されており、水平方向径が垂直方向径より大きな横長の電子ビーム通過孔を有している。
【００４５】
カソード電流が少ない場合には、カソードＫに印加される第１ドライブ電圧の振幅が小さいため、補助電極ＧＳに印加される電圧も直流電圧Ｖｋに近い高い値となる。そして、カソード電流が増大するとともに、第１ドライブ電圧の振幅が拡大するため、補助電極ＧＳの電位は低下する。補助電極ＧＳに印加される電圧が高い場合と低い場合とでそれぞれ形成されるプリフォーカスレンズ部のレンズ作用について説明する。
【００４６】
すなわち、図７において、実線は、補助電極電圧が高い場合に形成されるプリフォーカスレンズ部の電界の等電位線を示し、点線は、補助電極電圧が低い場合に形成されるプリフォーカスレンズ部の電界の等電位線を示す。実線の状態から点線の状態に変化する、すなわち補助電極電圧が次第に低下するのに伴って、第３グリッドＧ３側から補助電極ＧＳの電子ビーム通過孔に浸透する等電位線の分布が変化する。
【００４７】
すなわち、垂直方向Ｙについては、補助電極電圧が低下するにしたがって、電位の浸透が弱まる。一方で、水平方向Ｈについては、補助電極電圧が低下するにしたがって、電位の浸透が強まる。これにより、プリフォーカスレンズ部は、垂直方向Ｙについては電子ビームをフォーカスする作用が強まるとともに、水平方向Ｈについては電子ビームを発散する作用が強まる。すなわち、プリフォーカスレンズ部は、カソード電流の増加に伴って、垂直方向Ｙと水平方向Ｈとでレンズ作用の異なる４極子レンズ作用を有する。
【００４８】
このようなレンズ作用を有するプリフォーカスレンズ部は、垂直方向Ｙについて電子ビームの発散角を縮小するとともに、水平方向Ｈについて発散角を拡大する。このような作用により、カソード電流の増加によって拡大する電子ビームの垂直方向の発散角を抑制することが可能となる。また、電子ビームが偏向磁界を通過する際に受ける偏向収差の影響を最小限に抑制することができる。
【００４９】
これらの作用によってカソード電流の増加に伴いフォーカス特性が劣化する現象を緩和することができる。これは、電子ビーム発生部から発生された電子ビームの垂直方向Ｙについての発散角が著しく大きくなることを抑制し、偏向収差の増大によるフォーカス特性の劣化を最小限に抑えることが可能なことを意味するものである。
【００５０】
したがって、フォーカス特性の劣化を防止することができ、周波数の高い画像であっても高輝度且つ高精細を両立した表示品位良好な画像を表示することができる。
【００５１】
次に、他の実施の形態に係る電子銃構体について説明する。ここでは、図８に示すように、補助電極ＧＳ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、それぞれ対応する第１グリッドＧ１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に電気的に接続されており、各第１グリッドＧ１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と同一の電圧が印加される。
【００５２】
また、補助電極ＧＳを構成する３個のセグメントＧＳＲ、ＧＳＧ、ＧＳＢは、図９に示すように、水平方向Ｘに一列に配置されており、同じ板厚の板状電極によって構成されている。また、各セグメントＧＳ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）にそれぞれ形成された電子ビーム通過孔１２は、非円形状であり、例えば水平方向Ｘに直交する垂直方向Ｙに長い縦長形状である。図９に示した例では、電子ビーム通過孔１２は、垂直方向Ｙを長辺とし、水平方向Ｘを短辺とする長方形状であるが、垂直方向Ｙに長軸を有する長円形状であっても良い。また、これら補助電極ＧＳを構成するセグメントＧＳ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、セラミック基板などの絶縁性基板上に互いに絶縁した状態で固定して一体化しても良い。
【００５３】
上述した電子銃構体７によれば、各カソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）には第１画像信号（第１ドライブ電圧）を印加するととともに、第１グリッドＧ１を構成する各セグメントＧ１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、及び、補助電極ＧＳを構成する各セグメントＧＳ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）にはそれぞれ対応するカソーＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に印加された第１ドライブ電圧に同期して変調された第２ドライブ電圧（第２画像信号）を印加する。なお、第１グリッドＧ１及び補助電極ＧＳに印加される第２ドライブ電圧ＶＤ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）２は、カソードＫに印加される第１ドライブ電圧Ｖｄ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）１とは逆極性になるように設定される。
【００５４】
このとき、先の実施の形態と同様に、（第２ドライブ電圧の振幅）／（第１ドライブ電圧の振幅）の値、すなわち（第２画像信号の振幅）／（第１画像信号の振幅）の値を可変することにより、電子ビーム発生部から発生する電子ビーム量すなわちカソード電流を制御している。
【００５５】
また、この電子銃構体７では、（第２ドライブ電圧の振幅）／（第１ドライブ電圧の振幅）の値を０から１の範囲で変化させることによって、所望するカソード電流を得ている。また、カソードＫに印加される第１ドライブ電圧の振幅が増加するにしたがって、（第２ドライブ電圧の振幅）／（第１ドライブ電圧の振幅）の値が増加するよう設定されている。
【００５６】
このような構成により、多くのカソード電流を得るために必要なカソード及び第１グリッドにそれぞれ分配して印加される画像信号の振幅を小さくすることができる。このため、回路設計の負担を軽減できるとともに、カソード及び第１グリッドにそれぞれ印加される画像信号の劣化を抑制することができる。
【００５７】
また、この実施の形態に係る電子銃構体７によれば、上述した実施の形態と同様に、カソード電流が増加しても電子ビーム発生部から発生された電子ビームの発散角の拡大を防止することができる。すなわち、図８に示した電子銃構体７では、補助電極ＧＳは、第１グリッドＧ１と電気的に接続されており、水平方向径が垂直方向径より小さな縦長の電子ビーム通過孔を有している。
【００５８】
カソード電流が少ない場合には、第１グリッドＧ１に印加される第２ドライブ電圧の振幅が小さいため、補助電極ＧＳに印加される電圧も低い値となる。そして、カソード電流が増大するとともに、第２ドライブ電圧の振幅が拡大するため、補助電極ＧＳの電位は上昇する。補助電極ＧＳに印加される電圧が高い場合と低い場合とでそれぞれ形成されるプリフォーカスレンズ部のレンズ作用について説明する。
【００５９】
すなわち、図１０において、実線は、補助電極電圧が低い場合に形成されるプリフォーカスレンズ部の電界の等電位線を示し、点線は、補助電極電圧が高い場合に形成されるプリフォーカスレンズ部の電界の等電位線を示す。実線の状態から点線の状態に変化する、すなわち補助電極電圧が次第に上昇するのに伴って、第３グリッドＧ３側から補助電極ＧＳの電子ビーム通過孔に浸透する等電位線の分布が変化する。
【００６０】
すなわち、垂直方向Ｙについては、補助電極電圧が上昇するにしたがって、電位の浸透が弱まる。一方で、水平方向Ｈについては、補助電極電圧が上昇するにしたがって、電位の浸透が強まる。これにより、プリフォーカスレンズ部は、垂直方向Ｙについては電子ビームをフォーカスする作用が強まるとともに、水平方向Ｈについては電子ビームを発散する作用が強まる。すなわち、プリフォーカスレンズ部は、カソード電流の増加に伴って、垂直方向Ｙと水平方向Ｈとでレンズ作用の異なる４極子レンズ作用を有する。
【００６１】
このようなレンズ作用を有するプリフォーカスレンズ部は、垂直方向Ｙについて電子ビームの発散角を縮小するとともに、水平方向Ｈについて発散角を拡大する。このような作用により、カソード電流の増加によって拡大する電子ビームの垂直方向の発散角を抑制することが可能となる。また、電子ビームが偏向磁界を通過する際に受ける偏向収差の影響を最小限に抑制することができる。
【００６２】
これらの作用によってカソード電流の増加に伴いフォーカス特性が劣化する現象を緩和することができる。これは、電子ビーム発生部から発生された電子ビームの垂直方向Ｙについての発散角が著しく大きくなることを抑制し、偏向収差の増大によるフォーカス特性の劣化を最小限に抑えることが可能なことを意味するものである。
【００６３】
したがって、フォーカス特性の劣化を防止することができ、周波数の高い画像であっても高輝度且つ高精細を両立した表示品位良好な画像を表示することができる。
【００６４】
なお、この発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々な変形・変更が可能であり、他の構成の電子銃構体であってもよい。例えば、フォーカス電極に電子ビームの偏向量に伴ってパラボラ状に変化するダイナミックフォーカス電圧を印加する構成としても良いし、主レンズ部をフォーカス電極とアノード電極との間に中間電極を備えた構成としても良いし、さらには、電子銃構体の近傍に抵抗器を配置してアノード電圧を所定の抵抗分割比で分圧して少なくとも１個の電極に供給する構成としても良い。また、各実施の形態は可能な限り適宜組み合わせて実施されてもよく、その場合組み合わせによる効果が得られる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、高輝度且つ高精細な画像を表示可能な陰極線管を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係るカラー陰極線管装置の構造を概略的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示した陰極線管に適用可能な電子銃構体の構造の一例を概略的に示す図である。
【図３】図３は、図２に示した電子銃構体の第１グリッドの構造を概略的に示す図である。
【図４】図４は、図２に示した電子銃構体の補助電極の構造を概略的に示す図である。
【図５】図５の（ａ）及び（ｂ）は、カソード及び第１グリッドにそれぞれ同時に印加される電圧を説明するための図である。
【図６】図６は、比較例及び本実施形態におけるカソードに印加される第１ドライブ電圧に対するカソード電流の大きさの関係を示す図である。
【図７】図７は、図２に示した電子銃構体におけるプリフォーカスレンズ部のレンズ作用を説明するための図である。
【図８】図８は、図１に示した陰極線管に適用可能な電子銃構体の他の構造の一例を概略的に示す図である。
【図９】図９は、図８に示した電子銃構体の補助電極の構造を概略的に示す図である。
【図１０】図１０は、図８に示した電子銃構体におけるプリフォーカスレンズ部のレンズ作用を説明するための図である。
【符号の説明】
７…電子銃構体
Ｋ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…カソード
Ｇ１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…第１グリッド
Ｇ２…第２グリッド
Ｇ３…第３グリッド
Ｇ４…第４グリッド
ＧＳ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…補助電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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