(57)【要約】【課題】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】プリフォーカスレンズは、スクリーン電極Ｇ２及び筒状の第１追加電極Ｇ３によって構成されている。サブレンズは、第１追加電極Ｇ３、板状の第２追加電極Ｇ４、及びフォーカス電極Ｇ５によって構成される。主レンズは、フォーカス電極Ｇ５、中間電極ＧＭ、及びアノード電極Ｇ６によって構成されている。第１追加電極及び中間電極には、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。第２追加電極には、フォーカス電圧より低い電圧が印加される。【選択図】　　図２
2004022232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【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加速するとともにプリフォーカスする第１電子レンズ部と、前記第１電子レンズ部によりプリフォーカスされた電子ビームをさらにプリフォーカスする第２電子レンズ部と、前記第２電子レンズ部によりプリフォーカス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第２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、
前記第１電子レンズ部は、少なくとも、スクリーン電極と、第１追加電極と、によって構成され、
前記第２電子レンズ部は、少なくとも、前記第１追加電極と、第２追加電極と、フォーカス電圧が印加されるフォーカス電極と、によって構成され、
前記第３電子レンズ部は、前記フォーカス電極と、少なくとも１つの中間電極と、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、によって構成され、しかも、前記フォーカス電極、前記中間電極、及び前記アノード電極は、それぞれの対向面に電子ビーム進行方向に延びた筒状体を備え、
前記スクリーン電極にフォーカス電圧よりも低レベルの電圧を印加し、前記第１追加電極及び前記中間電極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を印加し、前記第２追加電極にフォーカス電圧よりも低レベルの電圧を印加し、
前記第１追加電極は、前記スクリーン電極及び前記第２追加電極に対向する端面に電子ビーム通過孔を備えた筒状電極によって構成され、前記第２追加電極は、電子ビーム通過孔を備えた板状電極によって構成されたことを特徴とする陰極線管装置。
【請求項２】
アノード電圧を分圧する抵抗器を備え、
前記第１追加電極及び前記中間電極に、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３】
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集束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４】
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３に記載の陰極線管装置。
【請求項５】
前記第１追加電極及び前記中間電極は、電気的に接続され、常に同一レベルの電圧が印加され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】
前記中間電極は、前記第１追加電極より常に高い電圧が印加され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】
前記中間電極は、前記第１追加電極より常に低い電圧が印加され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８】
前記第２追加電極及び前記スクリーン電極は、電気的に接続され、常に同一レベルの電圧が印加されることを特徴とする請求項１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細か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。
【０００３】
インライン型電子銃構体の一種であるダイナミックフォーカス方式の電子銃構体は、図１１に示すように、一列配置の３個のカソードＫから蛍光体スクリーンに向かって順次配置された第１グリッドＧ１乃至第４グリッドＧ４を備えて構成されている。各グリッドＧ１乃至Ｇ４は、それぞれ一列配置の３個のカソードＫに対応して形成された３個の電子ビーム通過孔を有している。
【０００４】
この電子銃構体では、カソードＫには約１９０Ｖの電圧が印加され、第１グリッド（グリッド電極）Ｇ１は接地され、第２グリッド（スクリーン電極）Ｇ２には約８００Ｖが印加され、第３グリッド（フォーカス電極）の第１セグメントＧ３−１には約７ｋＶが印加され、第３グリッドの第２セグメントＧ３−２にも約７ｋＶが印加され、第４グリッドＧ４（アノード電極）には約３０ｋＶの高電圧が印加される。
【０００５】
これにより、カソードＫ、第１グリッドＧ１、及び第２グリッドＧ２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電子ビーム発生部を構成する。第２グリッドＧ２及び第３グリッドＧ３は、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プリフォーカスレンズを形成する。第３グリッドの第２セグメントＧ３−２及び第４グリッドＧ４は、プリフォーカスレンズにより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フォーカスさせる主レンズを形成する。
【０００６】
蛍光体スクリーンの周辺部に向けて電子ビームが偏向される場合、第３グリッドの第２セグメントＧ３−２には、電子ビームの偏向距離に応じてあらかじめ設定されたパラボラ状に変化する電圧が印加される。この電圧は、電子ビームを蛍光体スクリーンの中心部にフォーカスする場合に最も低く、蛍光体スクリーンのコーナー部にフォーカスする場合に最も高くなる。
【０００７】
蛍光体スクリーンのコーナー部に向けて電子ビームが偏向された場合、第２セグメントＧ３−２と第４グリッドＧ４との電位差が最も小さくなり、主レンズの強度は最も弱くなる。同時に、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との電位差により、４極子レンズが形成され、この４極子レンズのレンズ強度が最も強くなる。この４極子レンズは、水平方向に集束作用を有するとともに、垂直方向に発散作用を有するように設定されている。
【０００８】
これによって、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強度を弱くすることで補償し、また、偏向ヨークのピンクッション型水平偏向磁界とバレル型垂直偏向磁界とにより発生する偏向収差を４極子レンズで補償する。
【０００９】
ところで、近年、カラー陰極線管装置については、ハイビジョン放送の一般化やインターネットテレビの普及に伴い、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。
【００１０】
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ている。
【００１１】
すなわち、図１２に示すように、重畳拡張型主レンズは、第３グリッドの第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を備えている。この中間電極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を備えている。また、第２セグメントＧ３−２及び第４グリッドＧ４は、中間電極ＧＭとの対向面に電界補正板を備えている。これにより、大口径の重畳型主レンズを形成することができる。
【００１２】
しかしながら、主レンズを大口径化すると、電子銃構体におけるレンズ系の焦点距離を固定とした場合、蛍光体スクリーン上で電子ビームをジャストフォーカスするためのフォーカス条件を成立させるためには、主レンズ強度を増強する必要がある。このため、フォーカス電圧を低下させてアノード電圧との電位差を拡大する必要がある。
【００１３】
フォーカス電圧を低下させた場合、第２グリッドＧ２と第１セグメントＧ３−１との電位差が減少する。このため、プリフォーカスレンズのレンズ強度が低下し、これによって電子ビームの発散角が拡大する。発散角が拡大した電子ビームが主レンズに入射すると、主レンズの球面収差の影響を大きく受ける。その結果、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は拡大する。
【００１４】
また、第１セグメントＧ３−１への印加電圧を低下させた場合、第２グリッドＧ２への電位浸透が減少し、電子ビーム発生部における電位が低下し、電子ビームの主レンズに対する仮想物点径が拡大する現象が発生する。その結果、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は拡大する。
【００１５】
すなわち、蛍光体スクリーン上のビームスポットを小さくする方法として、主レンズの口径を拡大することで主レンズの倍率を低下させることが有効である。しかしながら、この方法では、プリフォーカスレンズのレンズ強度が低下することで主レンズに入射する前の電子ビームの発散角が拡大し、電子ビームが主レンズ周辺の球面収差の影響を受ける。また同時に、この方法では、第１セグメントから第２グリッドへの電位浸透が減少し、仮想物点径が拡大する。これらの現象の結果、十分に小さいビームスポットを形成することができない。
【００１６】
また、低下したフォーカス電圧を上昇させる方法としては、フォーカス電極を電子ビーム進行方向に沿って長く形成することが知られている。しかしながら、この方法でフォーカス電圧を上昇させた場合、主レンズに入射する電子ビーム束が拡大し、主レンズの球面収差の影響を多く受けることに繋がる。結果として、小さいビームスポットを形成することができない。
【００１７】
【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。
【００１８】
蛍光体スクリーン上のビームスポットを小さくする方法として、主レンズの口径を拡大して主レンズの倍率を小さくする方法が有効である。しかしながら、この方法では、フォーカス電圧の低下を招き、この結果、プリフォーカスレンズのレンズ強度が低下する現象と、仮想物点径が拡大する現象が同時に発生する。これらの現象は、ビームスポットの拡大を招き、主レンズの倍率を小さくしてビームスポットを小さく形成する本来の目的と相反する。したがって、蛍光体スクリーン上に十分に小さいビームスポットを形成することはできない。
【００１９】
また、フォーカス電極を電子ビーム進行方向に長く構成する方法は、主レンズ口径の拡大によって低下したフォーカス電圧を上昇させることができるが、主レンズに入射する電子ビームの径を拡大させ、主レンズの球面収差の影響を強く受ける。その結果、蛍光体スクリーン上に十分に小さいビームスポットを形成することができない。
【００２０】
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、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。
【００２１】
【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、
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加速するとともにプリフォーカスする第１電子レンズ部と、前記第１電子レンズ部によりプリフォーカスされた電子ビームをさらにプリフォーカスする第２電子レンズ部と、前記第２電子レンズ部によりプリフォーカス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第２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、
前記第１電子レンズ部は、少なくとも、スクリーン電極と、第１追加電極と、によって構成され、
前記第２電子レンズ部は、少なくとも、前記第１追加電極と、第２追加電極と、フォーカス電圧が印加されるフォーカス電極と、によって構成され、
前記第３電子レンズ部は、前記フォーカス電極と、少なくとも１つの中間電極と、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、によって構成され、しかも、前記フォーカス電極、前記中間電極、及び前記アノード電極は、それぞれの対向面に電子ビーム進行方向に延びた筒状体を備え、
前記スクリーン電極にフォーカス電圧よりも低レベルの電圧を印加し、前記第１追加電極及び前記中間電極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を印加し、前記第２追加電極にフォーカス電圧よりも低レベルの電圧を印加し、
前記第１追加電極は、前記スクリーン電極及び前記第２追加電極に対向する端面に電子ビーム通過孔を備えた筒状電極によって構成され、前記第２追加電極は、電子ビーム通過孔を備えた板状電極によって構成されたことを特徴とする。
【００２２】
【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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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８個の電極を有している。８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（第１追加電極）Ｇ３，第４グリッド（第２追加電極）Ｇ４，第５グリッド（フォーカス電極）Ｇ５，中間電極ＧＭ、及び第６グリッド（アノード電極）Ｇ６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５グリッドＧ５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Ｇ５１及び第２セグメントＧ５２を備えている。これらカソードＫ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、及び８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。
【００２８】
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。
【００２９】
第３グリッドＧ３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４グリッドＧ４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。
【００３０】
第４グリッドＧ４は、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に一列に形成された３個の電子ビーム通過孔を有している。
【００３１】
第５グリッドＧ５の第１セグメントＧ５１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４グリッドＧ４との対向面及び第２セグメントＧ５２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Ｇ５２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。
【００３２】
第５グリッドＧ５の第２セグメントＧ５２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Ｇ５２は、２個の筒状電極Ｇ５２−１及びＧ５２−３の間に電子ビーム通過孔を有する電界補正板Ｇ５２−２を挟み込むことによって構成されている。
【００３３】
第１筒状電極Ｇ５２−１は、第１セグメントＧ５１に対向して配置されている。この第１筒状電極Ｇ５２−１は、第１セグメントＧ５１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。
【００３４】
電界補正板Ｇ５２−２は、第１筒状電極Ｇ５２−１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。第２筒状電極Ｇ５２−３は、電界補正板Ｇ５２−２の中間電極ＧＭ側に配置されている。この第２筒状電極Ｇ５２−３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開口を有している。
【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Ｇ５２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Ｇ５２との対向面に、３電子ビームを共通に通過する開口を有している。電界補正板ＧＭ−２は、第１筒状電極ＧＭ−１の第６グリッドＧ６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２１を有している。第２筒状電極ＧＭ−３は、第６グリッドＧ６に対向して配置されている。この第２筒状電極ＧＭ−３は、第６グリッドＧ６との対向面に、３電子ビームを共通に通過する開口を有している。
【００３７】
第６グリッドＧ６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６グリッドＧ６は、２個の筒状電極Ｇ６−１及びＧ６−３の間に電子ビーム通過孔を有する電界補正板Ｇ６−２を挟み込むことによって構成されている。
【００３８】
第１筒状電極Ｇ６−１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Ｇ６−１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開口を有している。電界補正板Ｇ６−２は、第１筒状電極Ｇ６−１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。
【００３９】
第２筒状電極Ｇ６−３は、電界補正板Ｇ６−２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Ｇ６−３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。
【００４０】
この実施の形態では、上述した第２セグメントＧ５２の第２筒状電極Ｇ５２−３、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６グリッドＧ６の第１筒状電極Ｇ６−１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。また、第２セグメントＧ５２の電界補正板Ｇ５２−２、中間電極ＧＭの電界補正板ＧＭ−２、及び、第６グリッドＧ６の電界補正板Ｇ６−２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。
【００４１】
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１９０Ｖ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５グリッドＧ５の第１セグメントＧ５１には、約６．０ｋＶ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。
【００４２】
第５グリッドＧ５の第２セグメントＧ５２には、フォーカス電圧Ｖｆ１とほぼ同等の約６．０ｋＶ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が印加される。このダイナミックフォーカス電圧は、図５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は、最も低いときで６．０ｋＶで、最も高いときで例えば約７．０ｋＶとなる。第６グリッドＧ６には、約３０ｋＶのアノード電圧Ｅｂが印加される。
【００４３】
第３グリッドＧ３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、例えば約１８．０ｋＶの電圧が印加される。また、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、例えば約１８．０ｋＶの電圧が印加される。
【００４４】
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６グリッドＧ６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。第３グリッドＧ３及び中間電極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、第３グリッドＧ３及び中間電極ＧＭは、電気的に接続され、抵抗器Ｒの電圧供給端子Ｒａを介して常に同一レベルの電圧が印加される。また、第４グリッドＧ４には、抵抗器Ｒの電圧供給端子Ｒｂを介してフォーカス電圧より低い約８００Ｖの電圧が印加される。
【００４５】
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（第１電子レンズ部）、サブレンズ（第２電子レンズ部）、４極子レンズ（非軸対称レンズ部）、及び、主レンズ（第３電子レンズ部）を形成する。
【００４６】
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。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。
【００４７】
サブレンズは、少なくとも３つの電極すなわち第３グリッドＧ３、第４グリッドＧ４、及び第５グリッドＧ５（第１セグメントＧ５１）によって形成される。このサブレンズは、プリフォーカスされた電子ビームをさらにプリフォーカスする。
【００４８】
主レンズは、第５グリッドＧ５（第２セグメントＧ５２）、少なくとも１つの中間電極ＧＭ、及び第６グリッドＧ６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。
【００４９】
また、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５グリッドＧ５の第１セグメントＧ５１と第２セグメントＧ５２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１セグメントＧ５１と第２セグメントＧ５２との間の電位差が偏向量の増大に伴って拡大する。この電位差は、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Ｇ５１と第２セグメントＧ５２との間には、水平方向Ｘに集束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。
【００５０】
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。この場合、第３グリッドＧ３からの高い電位浸透の影響を受け、形成される仮想物点は十分小さくなる。
【００５１】
続いて、電子ビームは、第２グリッドＧ２と第３グリッドＧ３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。このとき、第３グリッドＧ３の印加電位が相対的に高いことにより、電子ビームは、強い集束作用を受け、小さい電子ビーム束を形成する。
【００５２】
さらに、電子ビームは、第３グリッドＧ３、第４グリッドＧ４、及び第１セグメントＧ５１によって形成されるサブレンズを通過し、さらなるプリフォーカス作用を受けると同時にさらに小さい電子ビーム束を形成する。
【００５３】
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５グリッドＧ５の第１セグメントＧ５１と第２セグメントＧ５２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、水平方向に集束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。
【００５４】
最後に、電子ビームは、第２セグメントＧ５２、中間電極ＧＭ、及び第６グリッドＧ６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、最終集束作用を受ける。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。
【００５５】
また、プリフォーカスレンズとサブレンズとの相乗効果により主レンズに入射する前の電子ビーム束が小さく形成されているため、主レンズのレンズ収差の影響が少なく、ビームスポットを小さく形成することができる。したがって、蛍光体スクリーン上に、十分小さな径を有するとともに歪みの少ないビームスポットを形成することができる。
【００５６】
上述したように、電子銃構体に重畳拡張型主レンズを採用して主レンズ口径を拡大した場合、フォーカス電極電位の低下に伴ってプリフォーカスレンズのレンズ強度が低下する。これに対して、この実施の形態では、スクリーン電極（第２グリッド）とフォーカス電極（第５グリッド）との間に第１追加電極（第３グリッド）及び第２追加電極（第４グリッド）を順次配置し、第１追加電極にはフォーカス電極電位より高い電圧を印加し、第２追加電極にはフォーカス電極電位より低い電圧を印加する。
【００５７】
このため、スクリーン電極と第１追加電極との間に形成されるプリフォーカスレンズは、十分強いレンズ強度を有する。これにより、主レンズに入射する電子ビーム束を小さくすることができる。
【００５８】
また、第１追加電極電圧が相対的に高いことにより、スクリーン電極側に浸透する電位も高くなり、電子ビームの主レンズに対する仮想物点径を小さく形成することが可能となる。したがって、蛍光体スクリーン上でのビームスポット径を小さくすることができる。
【００５９】
さらに、板状の第２追加電極を挟んで第１追加電極からフォーカス電極までの間に、電子ビームをさらにプリフォーカスするサブレンズが形成される。このサブレンズは、第１追加電極に高位の電圧が印加され、第２追加電極に低位の電圧が印加され、フォーカス電極に中位の電圧が印加されることによって形成されている。このような構成のサブレンズは、図９に示したような第２追加電極を配置することなしに構成されたサブレンズと比較して、電子ビームの発散角の拡大を抑え、しかも、電子ビーム束を小さくすることができ、主レンズの球面収差の影響を低減することができる。
【００６０】
すなわち、図９に示したサブレンズは、第１追加電極に高位の電圧が印加され、フォーカス電極に低位の電圧が印加されることによって形成されている。このように構成されたサブレンズは、電子ビーム進行方向に沿って発散レンズを形成し続いて集束レンズを形成する。その結果、電子ビームの集束効果が得られると同時に電子ビーム束の拡大を招くことになる。この電子ビーム束の拡大は、主レンズを通過する際に、よりレンズ収差の影響を受けやすくなる。その結果、蛍光体スクリーンに到達した電子ビームによって形成されるビームスポットを十分小さくすることができない。
【００６１】
これに対して、この実施の形態に適用される図１０に示したサブレンズは、電子ビーム進行方向に沿って発散レンズ、集束レンズ、発散レンズを順に形成する。その結果、電子ビームの発散角を抑制する集束効果が得られると同時に電子ビーム束を小さくする作用も発生し、主レンズに入射する電子ビーム束を小さくすることができる。したがって、主レンズに入射する電子ビームの発散角を十分に抑え、主レンズにおける球面収差の影響を緩和することができる。
【００６２】
また、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おいて、小さいビームスポットを形成することが可能となる。
【００６３】
つまり、上述した電子銃構体によれば、十分小さい仮想物点径を形成し、主レンズに入射する電子ビーム束を小さく維持することができ、大口径の重畳拡張型主レンズの小倍率により、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。
【００６４】
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。
【００６５】
例えば、図６には、上述した実施の形態と同様の基本構造で且つ第３グリッド（第１追加電極）及び中間電極への印加電圧が異なる電子銃構体の実施の形態を示す。なお、上述した実施の形態と同一の構成については同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
【００６６】
すなわち、上述した実施の形態では、第３グリッドＧ３及び中間電極ＧＭには、抵抗器Ｒの共通の電圧供給端子Ｒａから同一レベルの電圧が供給されていたが、この実施の形態では、中間電極ＧＭには、電圧供給端子Ｒａを介して電圧が供給されのに対して、第３グリッドＧ３には、抵抗器Ｒの電圧供給端子Ｒｃを介して電圧が供給される。
【００６７】
これら第３グリッドＧ３及び中間電極ＧＭに印加される電圧は、フォーカス電圧とアノード電圧との間のレベルの電圧であって、抵抗器Ｒによりアノード電圧を分圧した電圧である。また、中間電極ＧＭには、第３グリッドＧ３に印加される電圧より常に高い電圧が印加される。
【００６８】
このような構成の実施の形態においても、先に説明した実施の形態と同様の効果が得られる。
【００６９】
また、図７に示すように、中間電極ＧＭに、第３グリッドＧ３に印加される電圧より常に低い電圧が印加されるような構成の実施の形態においても、先に説明した実施の形態と同様の効果が得られる。
【００７０】
さらに、上述した実施の形態では、第４グリッドＧ４には、抵抗器Ｒの電圧供給端子Ｒｂから電圧が供給されていたが、図８に示しように、第４グリッドＧ４は、第２グリッドＧ２に電気的に接続され、第２グリッドＧ２と常に同一レベルの電圧が供給されるように構成してもよい。このような構成においても、先に説明した実施の形態と同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００７１】
なお、上述した各実施の形態では、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、スクリーン電極とフォーカス電極との間に配置された追加電極も３個以上配置してもよい。
【００７２】
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。
【００７３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、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６】図６は、図１に示した陰極線管装置に適用可能な他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７】図７は、図１に示した陰極線管装置に適用される他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８】図８は、図１に示した陰極線管装置に適用される他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９】図９は、図２に示した電子銃構体に適用されるサブレンズの比較構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、図２に示した電子銃構体に適用されるサブレンズの構成例を示す図である。
【図１１】図１１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１２】図１２は、従来の重畳型主レンズを備えた電子銃構体の構造を概略的に示す水平断面図である。
【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（第１追加電極）
Ｇ４…第４グリッド（第２追加電極）
Ｇ５…第５グリッド（フォーカス電極）
Ｇ５１…第１セグメント
Ｇ５２…第２セグメント
ＧＭ…中間電極
Ｇ６…第６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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