(57)【要約】【課題】駆動回路のコスト上昇や耐圧特性の低下を招くことなく、高精細かつ高解像度の画像を表示可能な安定して陰極線管装置を提供することを目的とする。【解決手段】主レンズは、フォーカス電極Ｇ３、中間電極ＧＭ、及びアノード電極Ｇ４によって構成されている。中間電極ＧＭには、フォーカス電圧より高くアノード電圧より低い電圧が印加される。中間電極ＧＭは、フォーカス電極Ｇ３及びアノード電極Ｇ４のそれぞれの対向面に配置され電子ビーム進行方向に延びた筒状電極ＧＭ−１及びＧＭ−３と、筒状電極の間に配置された電界補正板ＧＭ−２と、によって構成され、筒状電極及び電界補正板のそれぞれは、水平方向に長軸を有する長円形の複数の電子ビームに共通の電子ビーム通過孔を有し、電界補正板ＧＭ−２に形成された電子ビーム通過孔１８は、垂直方向径を規制する少なくとも１箇所のくびれ部１８ａを備えている。【選択図】　　図２
2004022495.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平方向に一列に配列された複数の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蛍光体クリーン上に向けて加速するとともにフォーカスする電子レンズ部と、を有する電子銃構体と、
前記電子銃構体から放出された電子ビームを前記蛍光体スクリーン上の水平方向及び垂直方向に偏向する偏向磁界を発生する偏向ヨークと、
を備えた陰極線管装置において、
前記電子レンズ部は、フォーカス電圧が印加されるフォーカス電極と、フォーカス電圧より高レベルのアノード電圧が印加されるアノード電極と、前記フォーカス電極と前記アノード電極との間に配置されるとともにフォーカス電圧とアノード電圧との間のレベルの電圧が印加される少なくとも１つの中間電極と、によって構成され、
前記中間電極は、前記フォーカス電極及び前記アノード電極のそれぞれの対向面に配置され電子ビーム進行方向に延びた筒状体と、前記筒状体の間に配置された電界補正板と、によって構成され、
前記筒状体及び前記電界補正板のそれぞれは、水平方向に長軸を有する複数の電子ビームに共通の電子ビーム通過孔を有し、
前記電界補正板に形成された電子ビーム通過孔は、垂直方向径を規制する少なくとも１箇所のくびれ部を備えたことを特徴とする陰極線管装置。
【請求項２】
前記電界補正板に形成された電子ビーム通過孔は、複数の電子ビームそれぞれが通過する領域に垂直方向径が拡大された径大部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の陰極線管装置。
【請求項３】
前記フォーカス電極及び前記アノード電極のそれぞれは、前記中間電極との対向面に配置され電子ビーム進行方向に延びた筒状体を備えたことを特徴とする請求項１に記載の陰極線管装置。
【請求項４】
前記フォーカス電極及び前記アノード電極のそれぞれは、複数の電子ビームを個別に通過する複数の電子ビーム通過孔を有した電界補正板を備えたことを特徴とする請求項１に記載の陰極線管装置。
【請求項５】
アノード電圧を分圧する抵抗器を備え、
前記中間電極に、前記抵抗器によりアノード電圧を分圧した電圧を印加することを特徴とする請求項１に記載の陰極線管装置。
【請求項６】
前記フォーカス電極は、少なくとも２つのセグメントによって構成され、電子ビームを偏向する際にこれらのセグメント間に水平方向にフォーカス作用を有するとともに垂直方向に発散作用を有する非軸対称レンズ部を形成することを特徴とする請求項１に記載の陰極線管装置。
【請求項７】
前記セグメントの少なくとも一方に、基準電圧に前記偏向磁界に同期して変化する交流成分を重畳したダイナミックフォーカス電圧を印加することを特徴とする請求項６に記載の陰極線管装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、陰極線管装置に係り、特に、蛍光体スクリーン全面において小さいビームスポットを形成し、高解像度で良好な画質を安定して供給するようになされたカラー陰極線管装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、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、同一水平面上を通るセンタービームおよび一対のサイドビームからなる一列配置の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。インライン型電子銃構体の一種として、ＢＰＦ（Ｂｉ−Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　Ｆｏｃｕｓ）型Ｄｙｎａｍｉｃ　Ａｓｔｉｇｍａｔｉｓｍ　Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｆｏｃｕｓ方式の電子銃構体がある。
【０００３】
ところで、近年、カラー陰極線管装置については、より高精細な画像を正確に再現する必要から、画素を細かくする必要がある。このような高精細な画像を表示するためには、蛍光体スクリーン全面でビームスポットを小さく、且つ円形に近い形状に形成することが望ましい。
【０００４】
そこで、主レンズの倍率を小さくすることがビームスポットを小さく形成する上で有効である。倍率を小さくする方法としては、主レンズ口径を拡大する方法がある。主レンズ口径を拡大する方法の１つとして、例えば、特開平９−１８０６４８号公報によれば、重畳拡張型主レンズを採用した電子銃構体が提案されている。
【０００５】
すなわち、図９に示すように、重畳拡張型主レンズは、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との間に配置された中間電極ＧＭを備え、管内に内蔵した抵抗器よりアノード電圧を抵抗分割して第２セグメント電圧と第４グリッド電圧との間の電圧を印加することによって形成される。中間電極ＧＭは、第２セグメントＧ３−２及び第４グリッドＧ４にそれぞれ対向する部分に筒状体と、筒状体の間に配置された電界補正板１４とを備えて構成されている。電界補正板１４は、図１０に示すように、３電子ビームを個別に通過するための３個の電子ビーム通過孔を有している。
【０００６】
このような構成の重畳拡張型主レンズによれば、重畳電界型レンズよりも更に大口径化が可能であるため、ビームスポットをより小さくすることができ、カラー陰極線管装置の画質を向上できる。
【０００７】
しかしながら、上記の方法によってＤｙｎａｍｉｃ　ＡｓｔｉｇｍａｔｉｓｍＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｆｏｃｕｓ方式の電子銃構体を構成する場合、蛍光体スクリーンの周辺部に向かう電子ビームの偏向収差を補償するために必要な第２セグメントＧ３−２の印加電圧が増大するという問題がある。この問題について以下に説明する。
【０００８】
電子ビームを偏向することなく蛍光体スクリーンの中央部に向けてフォーカスする無偏向時には、重畳拡張型主レンズは、図１１に示すような等電位面によって構成される。すなわち、第２セグメントＧ３−２と第４グリッドＧ４と間の幾何学的中心に配置された中間電極ＧＭへの印加電圧Ｅｃｍを、
Ｅｃｍ＝（第２セグメント印加電圧＋第４グリッド印加電圧）／２
とすると、第２セグメント−中間電極間の電界強度Ｅｍ３と、中間電極−第４グリッド間の電界強度Ｅｍ４とは等しくなる。
【０００９】
このため、中間電極ＧＭの内部に配置された電界補正板１４の３個の電子ビーム通過孔には、第２セグメントＧ３−２側及び第４グリッドＧ４側からそれぞれ電界が浸透することはほとんどない。このため、電界補正板１４に設けられた３個の電子ビーム通過孔の近傍には、レンズ作用はほとんど生じない。
【００１０】
これに対して、電子ビームを蛍光体スクリーンの周辺部へ向けて偏向する偏向時には、重畳拡張型主レンズは、図１２に示すような等電位面によって構成される。すなわち、第２セグメントＧ３−２の印加電圧は、無偏向時より高くなる。
【００１１】
このとき、中間電極ＧＭの印加電圧Ｅｃｍには、第２セグメントＧ３−２と中間電極ＧＭとの間の静電容量を介して、第２セグメントＧ３−２の印加電圧の上昇分の１／２が重畳するはずである。しかしながら、実際には電子銃構体が配置されるネックとの間の浮遊容量などにより、中間電極ＧＭの印加電圧Ｅｃｍには、第２セグメントＧ３−２の印加電圧の上昇分の１／２よりも小さい電圧が重畳する。
【００１２】
このため、第２セグメント−中間電極間の電界強度Ｅｍ３と、中間電極−第４グリッド間の電界強度Ｅｍ４とは
Ｅｍ３＜　Ｅｍ４
の関係となる。これにより、中間電極ＧＭの内部に配置された電界補正板１４の３個の電子ビーム通過孔には、第４グリッドＧ４側から電界が浸透する。このため、電界補正板１４に設けられた３個の電子ビーム通過孔の近傍には、電子ビームに集束作用を与える集束レンズが形成される。
【００１３】
通常、偏向時には、電子ビームの偏向量の増大に伴って電子銃構体と蛍光体スクリーンとの距離が離れ、像点が遠くなることに対応して主レンズの集束作用を弱くすることで補償している。すなわち、電子ビームの偏向量の増大に伴って第２セグメントの印加電圧を増大し、第４グリッドとの電位差を小さくすることで主レンズの集束作用を弱くしている。
【００１４】
しかしながら、主レンズの集束作用を弱めるために第２セグメントの印加電圧を高くしても、上述したように主レンズの内部に集束レンズが形成されてしまうため、十分に主レンズの集束作用を弱める効果が得られない。すなわち、第２セグメントの印加電圧の上昇に対して主レンズのレンズ強度の弱まり方が少ない。
【００１５】
一方、第３グリッドの第１セグメントＧ３−１と第２セグメントＧ３−２との間に形成される４極子レンズのレンズ強度は、主レンズのレンズ特性と整合するように設定される。上述したような第２セグメント印加電圧の上昇の割にレンズ強度の弱まり方が少ない主レンズに対しては、４極子レンズのレンズ強度を弱く設定せざるを得ない。
【００１６】
これにより、蛍光体スクリーン周辺部での偏向収差を補償するためには、第２セグメント印加電圧をより高く設定する必要がある。これは、駆動回路のコスト上昇や、耐圧特性の低下を引き起こすといった問題を生ずる。
【００１７】
なお、上述した従来例では、便宜上、中間電極電圧Ｅｃｍを（第２セグメント印加電圧＋第４グリッド印加電圧）／２としたが、これ以外の電圧を印加した場合でも同様の問題を生ずる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、カラー陰極線管装置において、高精細かつ高解像度の画像を表示するためには、蛍光体スクリーン全面で小さく、且つ楕円歪みの少ないビームスポットを形成する必要がある。
【００１９】
そのための一手段として、電子銃構体の主レンズ口径を拡大する方法がある。従来の重畳電界型主レンズを用いたＢＰＦ型電子銃構体は、比較的大きな口径の主レンズを形成することができる、得られるレンズ口径には限度がある。重畳電界型レンズよりも大きいレンズ口径を得る手段としては、特開平９−１８０６４８公報に開示された方法がある。
【００２０】
しかしながらこの方法でＤｙｎａｍｉｃ　Ａｓｔｉｇｍａｔｉｓｍ　Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｆｏｃｕｓ方式の電子銃構体を構成すると、蛍光体スクリーン周辺部での偏向収差を補償するために必要な電圧が増大し、駆動回路のコスト上昇や、耐圧特性の低下を引き起こすといった問題が生ずる。
【００２１】
そこで、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、動回路のコスト上昇や耐圧特性の低下を招くことなく、高精細かつ高解像度の画像を安定して表示可能な陰極線管装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
この発明の様態による陰極線管装置は、
水平方向に一列に配列された複数の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蛍光体クリーン上に向けて加速するとともにフォーカスする電子レンズ部と、を有する電子銃構体と、
前記電子銃構体から放出された電子ビームを前記蛍光体スクリーン上の水平方向及び垂直方向に偏向する偏向磁界を発生する偏向ヨークと、
を備えた陰極線管装置において、
前記電子レンズ部は、フォーカス電圧が印加されるフォーカス電極と、フォーカス電圧より高レベルのアノード電圧が印加されるアノード電極と、前記フォーカス電極と前記アノード電極との間に配置されるとともにフォーカス電圧とアノード電圧との間のレベルの電圧が印加される少なくとも１つの中間電極と、によって構成され、
前記中間電極は、前記フォーカス電極及び前記アノード電極のそれぞれの対向面に配置され電子ビーム進行方向に延びた筒状体と、前記筒状体の間に配置された電界補正板と、によって構成され、
前記筒状体及び前記電界補正板のそれぞれは、水平方向に長軸を有する複数の電子ビームに共通の電子ビーム通過孔を有し、
前記電界補正板に形成された電子ビーム通過孔は、垂直方向径を規制する少なくとも１つのくびれ部を備えたことを特徴とする。
【００２３】
【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装置について図面を参照して説明する。
【００２４】
図１に示すように、陰極線管装置、すなわち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、ネック５、及びパネル１とネック５とを一体に接合するファンネル２を有している。パネル１は、その内面に、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色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン３を備えている。シャドウマスク４は、その面内に多数の電子ビーム通過孔を有し、蛍光体スクリーン３に対向して配置されている。
【００２５】
インライン型電子銃構体７は、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。
【００２６】
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。
【００２７】
電子銃構体７から放出された３電子ビーム６Ｂ、６Ｇ、６Ｒは、偏向ヨーク８の発生する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。
【００２８】
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個のヒーター、および６個の電極を有している。６個の電極、すなわち第１グリッド（グリッド電極）Ｇ１，第２グリッド（スクリーン電極）Ｇ２，第３グリッド（フォーカス電極）Ｇ３，中間電極ＧＭ、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。第３グリッドＧ３は、管軸方向Ｚに沿って順に配置された少なくとも２つのセグメント、すなわち第１セグメントＧ３１及び第２セグメントＧ３２を備えている。これらカソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、及び６個の電極は、一対の絶縁支持体によって一体に固定されている。
【００２９】
第１及び第２グリッドＧ１，Ｇ２は、それぞれ板状電極によって構成されている。これらの板状電極は、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に一列に形成された３個の電子ビーム通過孔を有している。
【００３０】
第３グリッドＧ３の第１セグメントＧ３１は、一体構造の筒状電極によって構成されている。この筒状電極は、第２グリッドＧ２との対向面及び第２セグメントＧ３２との対向面に、３個のカソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対応して水平方向Ｘに一列に形成された３個の電子ビーム通過孔を有している。この実施の形態では、第２セグメントＧ３２との対向面に形成された電子ビーム通過孔は、垂直方向Ｙに長軸を有する縦長の形状を有している。
【００３１】
第３グリッドＧ３の第２セグメントＧ３２は、２個の筒状電極と１個の電界補正板とによって構成されている。すなわち、第２セグメントＧ３２は、２個の筒状電極Ｇ３２−１及びＧ３２−３の間に電子ビーム通過孔を有する電界補正板Ｇ３２−２を挟み込むことによって構成されている。
【００３２】
第１筒状電極Ｇ３２−１は、第１セグメントＧ３１に対向して配置されている。この第１筒状電極Ｇ３２−１は、第１セグメントＧ３１との対向面に、３個のカソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対応して水平方向に一列に形成された３個の電子ビーム通過孔を有している。この実施の形態では、これらの電子ビーム通過孔は、水平方向Ｘに長軸を有する横長の形状を有している。
【００３３】
電界補正板Ｇ３２−２は、第１筒状電極Ｇ３２−１の中間電極ＧＭ側に配置された板状電極であり、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に一列に形成された３個の電子ビーム通過孔を有している。すなわち、３個の電子ビーム通過孔は、それぞれ個別に３電子ビームを通過する。
【００３４】
第２筒状電極Ｇ３２−３は、電界補正板Ｇ３２−２の中間電極ＧＭ側に配置されている。この第２筒状電極Ｇ３２−３は、中間電極ＧＭとの対向面に、３電子ビームを共通に通過する電子ビーム通過孔を有している。この電子ビーム通過孔は、３電子ビームの配列方向すなわち水平方向に長軸を有する長円形状に形成されている。
【００３５】
中間電極ＧＭは、２個の筒状電極と１個の電界補正板とによって構成されている。すなわち、中間電極ＧＭは、２個の筒状電極ＧＭ−１及びＧＭ−３の間に電子ビーム通過孔を有する電界補正板ＧＭ−２を挟み込むことによって構成されている。
【００３６】
第１筒状電極ＧＭ−１は、第２セグメントＧ３２に対向して配置されている。この第１筒状電極ＧＭ−１は、第２セグメントＧ３２との対向面に、３電子ビームを共通に通過する電子ビーム通過孔を有している。この電子ビーム通過孔は、３電子ビームの配列方向すなわち水平方向に長軸を有する長円形状に形成されている。
【００３７】
電界補正板ＧＭ−２は、第１筒状電極ＧＭ−１の第４グリッドＧ４側に配置された板状電極である。この板状電極は、その板面に、３電子ビームを共通に通過する電子ビーム通過孔を有している。この電子ビーム通過孔は、３電子ビームの配列方向すなわち水平方向に長軸を有する。
【００３８】
第２筒状電極ＧＭ−３は、第４グリッドＧ４に対向して配置されている。この第２筒状電極ＧＭ−３は、第４グリッドＧ４との対向面に、３電子ビームを共通に通過する電子ビーム通過孔を有している。この電子ビーム通過孔は、３電子ビームの配列方向すなわち水平方向に長軸を有する長円形状に形成されている。
【００３９】
第４グリッドＧ４は、２個の筒状電極と１個の電界補正板とによって構成されている。すなわち、第４グリッドＧ４は、２個の筒状電極Ｇ４−１及びＧ４−３の間に電子ビーム通過孔を有する電界補正板Ｇ４−２を挟み込むことによって構成されている。
【００４０】
第１筒状電極Ｇ４−１は、中間電極ＧＭに対向して配置されている。この第１筒状電極Ｇ４−１は、中間電極ＧＭとの対向面に、３電子ビームを共通に通過する電子ビーム通過孔を有している。この電子ビーム通過孔は、３電子ビームの配列方向すなわち水平方向に長軸を有する長円形状に形成されている。
【００４１】
電界補正板Ｇ４−２は、第１筒状電極Ｇ４−１の蛍光体スクリーン側に配置された板状電極であり、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に一列に形成された３個の電子ビーム通過孔を有している。すなわち、３個の電子ビーム通過孔は、それぞれ個別に３電子ビームを通過する。
【００４２】
第２筒状電極Ｇ４−３は、電界補正板Ｇ４−２の蛍光体スクリーン側に配置されている。この第２筒状電極Ｇ４−３は、その蛍光体スクリーン側の端面に、３個のカソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対応して水平方向に一列に形成された３個の電子ビーム通過孔を有している。
【００４３】
この実施の形態では、上述した第２セグメントＧ３２の第２筒状電極Ｇ３２−３、中間電極ＧＭの第１筒状電極ＧＭ−１及び第２筒状電極ＧＭ−３、及び、第４グリッドＧ４の第１筒状電極Ｇ４−１は、例えば図３に示すように、電子ビームの進行方向に沿って延出された筒状体によって構成されている。
【００４４】
また、第２セグメントＧ３２の電界補正板Ｇ３２−２、及び、第４グリッドＧ４の電界補正板Ｇ４−２は、例えば図４に示すような垂直方向Ｙに長軸を有する非円形の電子ビーム通過孔を有している。
【００４５】
さらに、中間電極ＧＭの電界補正板ＧＭ−２は、例えば図５に示すような水平方向Ｘに長軸を有する非円形の電子ビーム通過孔１８を有している。この電子ビーム通過孔１８は、垂直方向径を規制する少なくとも１箇所のくびれ部１８ａを備えている。この実施の形態では、電子ビーム通過孔１８は、３電子ビームそれぞれが通過する領域に垂直方向径が拡大された３箇所の径大部１８ｂを備え、これらの径大部１８ｂの間にくびれ部１８ａを備えている。
【００４６】
上述した構成の電子銃構体７において、カソードＫには、約１５０Ｖの直流電圧に映像信号が重畳された電圧が印加される。第１グリッドＧ１は、接地されている。第２グリッドＧ２には、約８００Ｖの直流電圧が印加される。第３グリッドＧ３の第１セグメントＧ３１には、約８．０ｋＶの固定の直流電圧すなわちフォーカス電圧Ｖｆ１が印加される。
【００４７】
第３グリッドＧ３の第２セグメントＧ３２には、フォーカス電圧Ｖｆ１とほぼ同等の約８．０ｋＶの固定の直流電圧Ｖｆ２に、パラボラ状に変化する交流電圧成分Ｖｄが重畳されたダイナミックフォーカス電圧（Ｖｆ２＋Ｖｄ）が印加される。このダイナミックフォーカス電圧（Ｖｆ２＋Ｖｄ）は、図６に示すように、鋸歯状の偏向電流に同期し、かつ、電子ビームの偏向量の変化に伴ってパラボラ状に変化する。このダイナミックフォーカス電圧（Ｖｆ２＋Ｖｄ）は、最も低いときで約８．０ｋＶとなる。第４グリッドＧ６には、約３０ｋＶのアノード電圧Ｅｂが印加される。
【００４８】
中間電極ＧＭには、フォーカス電圧とアノード電圧との間のレベルの電圧が印加される。例えば、中間電極ＧＭが第２セグメントＧ３２と第４グリッドＧ４との間の幾何学的中心に配置されている場合、中間電極に印加される電圧Ｅｃｍは、
Ｅｃｍ＝（第２セグメント印加電圧＋第４グリッド印加電圧）／２
の電圧が印加される。ここで、第２セグメント印加電圧とは、第２セグメントＧ３２にダイナミックフォーカス電圧（Ｖｆ２＋Ｖｄ）が印加される場合、蛍光体スクリーンの中央部に向けて電子ビームをフォーカスする無偏向時の電圧レベル、すなわちこの実施の形態では約８．０ｋＶである。これにより、この実施の形態では、中間電極印加電圧Ｅｃｍは、約１９．０ｋＶとなる。
【００４９】
陰極線管装置のネック５内における電子銃構体７の近傍には、抵抗器Ｒが配置されている。この抵抗器Ｒの一端は、第４グリッドＧ４に電気的に接続されているとともに、抵抗器Ｒの他端は、接地されている。中間電極ＧＭには、抵抗器Ｒによりアノード電圧Ｅｂを分圧した電圧が印加される。この実施の形態では、中間電極ＧＭには、抵抗器Ｒの電圧供給端子Ｒ０を介して約１９．０ｋＶの電圧が印加される。
【００５０】
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、４極子レンズ（非軸対称レンズ部）、及び、主レンズ（電子レンズ部）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、かつ主レンズに対する物点を形成する。
【００５１】
プリフォーカスレンズは、少なくとも２つの電極すなわち第２グリッドＧ２及び第３グリッドＧ３の第２セグメントＧ３１によって形成される。このプリフォーカスレンズは、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。
【００５２】
主レンズは、第３グリッドＧ３（第２セグメントＧ３２）、少なくとも１つの中間電極ＧＭ、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、大口径の重畳拡張型電子レンズであり、プリフォーカスレンズ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。
【００５３】
電子ビームを蛍光体スクリーンの中央部に向けてフォーカスする無偏向時には、第２セグメントＧ３２に印加されるダイナミックフォーカス電圧（Ｖｆ２＋Ｖｄ）は、第１セグメントＧ３１に印加されるフォーカス電圧Ｖｆ１とほぼ同等である。このため、これら第１セグメントＧ３１と第２セグメントＧ３２との間に電位差が形成されず、電子レンズは形成されない。
【００５４】
一方、電子ビームを蛍光体スクリーン周辺部に向けて偏向する偏向時には、第３グリッドＧ３の第１セグメントＧ３１と第２セグメントＧ３２との間に、水平方向Ｘと垂直方向Ｙとでフォーカス力が異なる非軸対称レンズ部が形成される。すなわち、偏向時には、第２セグメントＧ３２に印加されるダイナミックフォーカス電圧（Ｖｆ２＋Ｖｄ）が電子ビームの偏向量の増大に伴って上昇し、第１セグメントＧ３１と第２セグメントＧ３２との間の電位差が形成される。
【００５５】
この電位差は、電子ビームの偏向量の増大に伴って拡大し、電子ビームの偏向角が最大のときに最大となる。この電位差により、第１セグメントＧ３１と第２セグメントＧ３２との間には、水平方向Ｘにフォーカス作用を有するとともに、垂直方向Ｙに発散作用を有する非軸対称レンズ部すなわち４極子レンズが形成される。この４極子レンズにより、電子ビームの偏向収差が補償される。
【００５６】
同時に、偏向時には、ダイナミックフォーカス電圧（Ｖｆ２＋Ｖｄ）の上昇に伴って、第２セグメントＧ３２と第４グリッドＧ４との間の電位差が縮小し、電子ビームの偏向角が最大のときに最大となる。つまり、偏向時には、電子ビームの偏向量の増大に伴って電子銃構体と蛍光体スクリーンとの距離が離れ、像点が遠くなることに対応して、第２セグメントＧ３２と第４グリッドＧ４との間に形成される主レンズのレンズ強度（集束作用）が低下することで補償している。
【００５７】
ところで、上述した主レンズの構成についてより詳細に説明する。
すなわち、無偏向時には、重畳拡張型主レンズは、図７に示すような等電位面によって構成される。すなわち、第２セグメントＧ３−２と第４グリッドＧ４と間の幾何学的中心に配置された中間電極ＧＭへの印加電圧Ｅｃｍを、
Ｅｃｍ＝（第２セグメント印加電圧＋第４グリッド印加電圧）／２
とすると、第２セグメント−中間電極間の電界強度Ｅｍ３と、中間電極−第４グリッド間の電界強度Ｅｍ４とは等しくなる。
【００５８】
このため、中間電極ＧＭの内部に配置された電界補正板ＧＭ−２の電子ビーム通過孔には、第２セグメントＧ３−２側及び第４グリッドＧ４側からそれぞれ電界が浸透することはほとんどない。このため、電界補正板１４に設けられた電子ビーム通過孔の近傍には、レンズ作用はほとんど生じない。
【００５９】
これに対して、偏向時には、重畳拡張型主レンズは、図８に示すような等電位面によって構成される。すなわち、第２セグメントＧ３−２の印加電圧は、無偏向時より高くなる。
【００６０】
このとき、中間電極ＧＭの印加電圧Ｅｃｍには、第２セグメントＧ３−２と中間電極ＧＭとの間の静電容量を介して、第２セグメントＧ３−２の印加電圧の上昇分の１／２が重畳するはずである。しかしながら、実際にはネックとの間の浮遊容量などにより、中間電極ＧＭの印加電圧Ｅｃｍには、第２セグメントＧ３−２の印加電圧の上昇分の１／２よりも小さい電圧が重畳する。
【００６１】
このため、第２セグメント−中間電極間の電界強度Ｅｍ３と、中間電極−第４グリッド間の電界強度Ｅｍ４とは
Ｅｍ３＜　Ｅｍ４
の関係となる。これにより、中間電極ＧＭの内部に配置された電界補正板ＧＭ−２の電子ビーム通過孔１８には、第４グリッドＧ４側から電界が浸透する。
【００６２】
このとき、電界補正板ＧＭ−２は、図５を参照して説明したように、水平方向に長軸を有する３電子ビーム共通の電子ビーム通過孔１８を有している。しかも、この電子ビーム通過孔１８は、通過する３電子ビームに対応して垂直開口径の大きい３箇所の径大部１８ｂを備え、これら径大部１８の間の２箇所にくびれ部１８ａを備えている。
【００６３】
このような構造のため、第４グリッドＧ４側からの電界は、径大部１８ｂでは浸透し、径大部１８ｂ以外のくびれ部１８ａでは浸透が抑制される。結果として、第４グリッドＧ４側から浸透する電界は、電子ビームの通過する領域で水平方向についてほぼ平坦になる。
【００６４】
すなわち、中間電極ＧＭの内部に配置された電界補正板ＧＭ−２の電子ビーム通過孔１８近傍では、水平方向について主レンズのレンズ強度（集束作用）の低下を妨げる集束作用を有した電子レンズが形成されない。このため、偏向収差の補償に必要な第２セグメント印加電圧の増大を抑制することができ、駆動回路のコスト上昇や、耐圧特性の低下を防止することが可能となる。
【００６５】
このように構成された電子銃構体７において、カソードから出射された電子ビームは、第１グリッドＧ１乃至第２グリッドＧ２を通過する際、一旦クロスオーバを結ぶと共に主レンズに対する仮想物点を形成する。続いて、電子ビームは、第２グリッドＧ２と第１セグメントＧ３１とによって形成されるプリフォーカスレンズを通過し、プリフォーカス作用を受ける。
【００６６】
この後、蛍光体スクリーンの周辺部に向かう電子ビームは、第１セグメントＧ３１と第２セグメントＧ３２とによって形成される４極子レンズを通過する際に、偏向収差を補償する作用を受ける。すなわち、電子ビームは、水平方向にフォーカス作用を受けるとともに、垂直方向に発散作用を受ける。これにより、蛍光体スクリーンの周辺部に到達した電子ビームのビームスポットの横長歪みが緩和される。また、蛍光体スクリーンの中央部に向かう電子ビームは、この４極子レンズの作用を受けることなく主レンズに入射する。
【００６７】
最後に、電子ビームは、第２セグメントＧ３２、中間電極ＧＭ、及び第４グリッドＧ４によって形成される主レンズに入射し、最終的に蛍光体スクリーンに向けて加速されるとともに、最終フォーカス作用を受ける。この主レンズは、大口径の重畳拡張型電子レンズであるため、十分に倍率を小さく抑えることが可能となる。
【００６８】
したがって、蛍光体スクリーンの中央部に到達した電子ビームのビームスポットを小さく形成することができる。また、蛍光体スクリーンの周辺部に到達した電子ビームは、４極子レンズによって偏向収差が補償され、さらに、主レンズによってジャストフォーカスされるため、良好な形状の小さなビームスポットを形成することができる。
【００６９】
上述した電子銃構体によれば、主レンズは、重畳型拡張レンズとして構成することにより、大口径化を実現でき、レンズ倍率を小さくすることができる。これにより、蛍光体スクリーン上に到達した電子ビームのビームスポット径を十分小さくすることができる。これにより、高精細且つ高解像度の画像を表示可能な陰極線管装置を提供することが可能となる。
【００７０】
また、偏向時においては、ダイナミックフォーカス電圧の上昇に伴って４極子レンズが形成されるとともに主レンズのレンズ強度（集束作用）を十分に弱める効果が得られる。このため、ダイナミックフォーカス電圧の上昇の割にレンズ強度の弱まり方が大きい主レンズに対して、４極子レンズのレンズ強度を強く設定することが可能となる。
【００７１】
これにより、ダイナミックフォーカス電圧をより高く設定しなくても、蛍光体スクリーン周辺部での偏向収差を十分に補償することができる。つまり、ダイナミックフォーカス電圧の増大を抑制することができ、駆動回路のコスト上昇や耐圧特性の低下といった問題を解消することができる。
【００７２】
なお、この発明は、上記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・変更が可能である。
【００７３】
例えば、図１３に示すように、中間電極ＧＭの電界補正板ＧＭ−２に形成される電子ビーム通過孔は、２箇所の径大部１８ｂと、これらの径大部１８ｂの間に配置された１箇所のくびれ部１８ａとを備えて構成してもよい。このような形状とした場合、電子ビーム通過孔１８の中央部に最も浸透するはずの電界をくびれ部１８ａによって規制することができ、浸透した電界を水平方向についてほぼ平坦にすることができる。このため、図５に示したような形状の電子ビーム通過孔を備えた場合と同様の効果が得られる。
【００７４】
また、図５に示した電子ビーム通過孔１８は、くびれ部１８ａの形状が水平方向にほぼ平行な突出部によって形成されたが、図１４に示すような形状としてもよい。すなわち、中間電極ＧＭの電界補正板ＧＭ−２に形成される電子ビーム通過孔は、３箇所の径大部１８ｂと、これらの径大部１８ｂの間に配置された２箇所のくびれ部１８ａとを備えて構成してもよい。つまり、２箇所のくびれ部１８ａは、水平方向に平行ではなく曲線状の突出部によって形成してもよい。このような形状とした場合でも、図５に示したような形状の電子ビーム通過孔を備えた場合と同様の効果が得られる。
【００７５】
さらに、上述した実施の形態では、フォーカス電極とアノード電極との間に配置された中間電極は１個であったが、２個以上配置しても良い。また、主レンズとプリフォーカスレンズとの間に予備集束するサブレンズを形成するような電極構成してもよい。
【００７６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、駆動回路のコスト上昇や耐圧特性の低下を招くことなく、高精細かつ高解像度の画像を安定して表示可能な陰極線管装置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水平断面図である。
【図２】図２は、図１に示した陰極線管装置に適用される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、図２に示した電子銃構体に適用される筒状電極の構造を概略的に示す斜視図である。
【図４】図４は、図２に示した電子銃構体の第１セグメント及び第４グリッドに適用される電界補正板の構造を概略的に示す正面図である。
【図５】図５は、図２に示した電子銃構体の中間電極に適用される電界補正板の構造を概略的に示す斜視図である。
【図６】図６は、図２に示した電子銃構体おけるフォーカス電極に印加される電圧と偏向電流と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無偏向時の主レンズを構成する等電位面を示す図である。
【図８】図８は、図２に示した電子銃構体における偏向時の主レンズを構成する等電位面を示す図である。
【図９】図９は、従来の陰極線管装置に適用される電子銃構体の構造を概略的に示す水平断面図である。
【図１０】図１０は、図９に示した電子銃構体に適用される中間電極に適用される電界補正板の構造を概略的に示す斜視図である。
【図１１】図１１は、図９に示した電子銃構体における無偏向時の主レンズを構成する等電位面を示す図である。
【図１２】図１２は、図９に示した電子銃構体における偏向時の主レンズを構成する等電位面を示す図である。
【図１３】図１３は、図２に示した電子銃構体の中間電極に適用可能な他の電界補正板の構造を概略的に示す正面図である。
【図１４】図１４は、図２に示した電子銃構体の中間電極に適用可能な他の電界補正板の構造を概略的に示す正面図である。
【符号の説明】
１…パネル
２…ファンネル
３…蛍光体スクリーン
４…シャドウマスク
５…ネック
６（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…電子ビーム
７…電子銃構体
８…偏向ヨーク
Ｋ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…カソード
Ｇ１…第１グリッド（グリッド電極）
Ｇ２…第２グリッド（スクリーン電極）
Ｇ３…第３グリッド（フォーカス電極）
Ｇ３１…第１セグメント
Ｇ３２…第２セグメント
ＧＭ…中間電極
Ｇ４…第４グリッド（アノード電極）
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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