JP2002237261A

JP2002237261A - 陰極線管装置

Info

Publication number: JP2002237261A
Application number: JP2001032707A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Ueno; 博文上野; Tsutomu Takegawa; 勉武川
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Development and Engineering Corp
Priority date: 2001-02-08
Filing date: 2001-02-08
Publication date: 2002-08-23

Abstract

(57)【要約】【課題】蛍光体スクリーン全面で電子ビームを最適な状
態で集束し、かつビームスポットの楕円歪を緩和し、良
好な画質の画像を表示することができる陰極線管装置を
提供することを目的とする。【解決手段】電子銃構体は、電子ビームを発生する電子
ビーム発生部と、電子ビームを蛍光体スクリーンに向け
て加速し、蛍光体スクリーン上に集束する電子レンズ部
と、を有している。電子レンズ部を形成する少なくとも
１つの電極Ｇｓは、電子ビーム通過孔３１（Ｒ、Ｇ、
Ｂ）を備えた所定板厚の板状電極であり、電子ビーム通
過孔３１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を形成する板状電極の縁部は、
電子ビームに実質的に作用する電子レンズを形成する領
域において、その水平方向の板厚が部分的に所定板厚よ
り厚く形成された突出部３２を備えている。

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、陰極線管装置に
係り、特に、特に、画面周辺部におけるビームスポット
の楕円歪を軽減して品位良好な画像を表示するカラー陰
極線管装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、ＢＰＦ（Ｂｉ−Ｐｏｔｅｎｔｉａ
ｌＦｏｃｕｓ）型ＤＡＣ＆Ｆ（ＤｙｎａｍｉｃＡｓ
ｔｉｇｍａｔｉｓｍＣｏｒｒｅｃｔｉｏｎａｎｄ
Ｆｏｃｕｓ）方式の電子銃構体を備えたセルフコンバー
ゼンス・インライン型カラー陰極線管装置が広く実用化
されている。

【０００３】このＢＰＦ型ＤＡＣ＆Ｆ方式の電子銃構体
は、図１３に示すように、一列に配置された３個のカソ
ードＫ、これらカソードＫから順次蛍光体スクリーン方
向に配置された第１グリッドＧ１，第２グリッドＧ２，
第３グリッドＧ３の２つのセグメントＧ３−１，Ｇ３−
２、および第４グリッドＧ４を有している。各グリッド
は、それぞれ３個のカソードＫに対応して形成された一
列配置の３個の電子ビーム通過孔を有している。

【０００４】カソードＫには、約１５０Ｖの電圧に映像
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６００
Ｖの電圧が印加される。第３グリッドの第１セグメント
Ｇ３−１には、約６ｋＶの直流電圧が印加される。第３
グリッドの第２セグメントＧ３−２には、約６ｋＶの直
流電圧に、電子ビームの偏向量の増大に伴って上昇する
パラボラ状の交流電圧成分Ｖｄが重畳されたダイナミッ
ク電圧が印加される。第４グリッドＧ４には、約２６ｋ
Ｖの電圧が印加される。

【０００５】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、
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、第２グリッドＧ２及び第
１セグメントＧ３−１によって形成され、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。ＢＰＦ
型主レンズは、第２セグメントＧ３−２及び第４グリッ
ドＧ４によって形成され、予備集束された電子ビームを
蛍光体スクリーンに向けて加速するとともに、最終的に
蛍光体スクリーン上に集束する。

【０００６】電子ビームが蛍光体スクリーンのコーナ部
に偏向される場合、第２セグメントＧ３−２と第４グリ
ッドＧ４との間の電位差が最も小さくなり、これらの間
に形成される主レンズの強度は最も弱くなる。同時に、
第１セグメントＧ３−１と第２セグメントＧ３−２との
間に最大の電位差が形成され、水平方向に集束作用、垂
直方向に発散作用を有する４極子レンズが形成される。
このときの４極子レンズの強度は、最も強くなる。

【０００７】電子ビームが蛍光体スクリーンのコーナ部
に偏向される場合、電子銃構体から蛍光体スクリーンま
での距離が最も大きくなり、像点が遠くなる。上述した
ＢＰＦ型ＤＡＣ＆Ｆ方式の電子銃構体では、像点が遠く
なることは、主レンズの強度を弱くすることで補償す
る。また、電子ビームを偏向するためのピンクッション
形水平偏向磁界及びバレル形垂直偏向磁界により発生す
る偏向収差は、４極子レンズを形成することで補償す
る。

【０００８】ところで、カラー陰極線管装置の画質を良
好にするためには、蛍光体スクリーン上の全域でのフォ
ーカス特性およびビームスポットの形状を良好にする必
要がある。しかし、従来のインライン型カラー陰極線管
装置においては、図１４の（ａ）に示すように、蛍光体
スクリーン中央部のビームスポットは、円形であるが、
蛍光体スクリーン周辺部のビームスポットは、偏向収差
により水平軸（Ｘ軸）方向に長い楕円状に歪み（横つぶ
れ）、かつ垂直軸（Ｙ軸）方向ににじみを発生し、画質
を劣化させる。

【０００９】これに対応するために、上述したＢＰＦ型
ＤＡＣ＆Ｆ方式の電子銃構体では、主レンズを形成する
低電圧側グリッドを図１３に示したような第３グリッド
Ｇ３のように複数個のセグメントによって構成し、これ
らセグメント間に電子ビームの偏向量に応じてレンズ強
度が動的に変化する４極子レンズを形成することによ
り、ビームスポットのにじみは、図１４の（ｂ）に示す
ように、解消することができる。

【００１０】しかしながら、ＢＰＦ型ＤＡＣ＆Ｆ方式の
電子銃構体においても、図１４の（ｂ）に示すように、
蛍光体スクリーンの周辺部のビームスポットは、横つぶ
れを発生する。このため、シャドウマスクとの干渉によ
るモアレなどを発生し、ビームスポットで文字などを表
示した場合、見づらくなるという問題が発生する。

【００１１】このビームスポットの横つぶれを図１５の
（ａ）及び（ｂ）に示す光学モデルにより説明する。図
１５の（ａ）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入射する場合の光学モデルであ
り、図１５の（ｂ）は、偏向された電子ビームが蛍光体
スクリーンの周辺部に入射する場合の光学モデルであ
る。ここで、ＭＬは主レンズ、ＱＬは４極子レンズ、Ｄ
Ｙは偏向磁界により形成される偏向収差成分である。

【００１２】一般に、蛍光体スクリーン上におけるビー
ムスポットの大きさは、倍率Ｍに依存する。その倍率Ｍ
は、電子ビームの発散角α０と蛍光体スクリーンへの入
射角αｉの比Ｍ＝α０／αｉで表される。そこで、水平
方向の倍率Ｍｈ１、及び、垂直方向の倍率をＭｖ１は、
水平方向の発散角をα０ｈ１、入射角をαｉｈ１、垂直
方向の発散角をα０ｖ１、入力角をαｉｖ１とすると、Ｍｈ１＝α０ｈ１／αｉｈ１Ｍｖ１＝α０ｖ１／αｉｖ１で表される。

【００１３】したがって、 α０ｈ１＝α０ｖ１の場合、図１５の（ａ）に示すような無偏向時には、主
に、水平方向及び垂直方向に均等な集束作用を有する主
レンズＭＬにより、 αｉｈ１＝αｉｖ１となり、Ｍｈ１＝Ｍｖ１となる。したがって、蛍光体スクリーン中央部では、ビ
ームスポットは円形となる。これに対して、図１５の
（ｂ）に示す偏向時には、水平方向に発散作用を有する
とともに垂直方向に集束作用を有する偏向磁界の偏向収
差成分ＤＹを補償するために、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４極子レンズ
ＱＬを主レンズＭＬより手前に形成したため、 αｉｈ１＜αｉｖ１となり、Ｍｈ１＞Ｍｖ１となる。したがって、蛍光体スクリーンの周辺部では、
ビームスポットは横長となる。

【００１４】蛍光体スクリーン周辺部でのビームスポッ
トの横歪を緩和する方法として、主レンズ内に４極子レ
ンズを形成する方法がある。この方法について、図１６
に示した光学モデルを参照して説明する。

【００１５】すなわち、水平方向の倍率Ｍｈ２、及び、
垂直方向の倍率をＭｖ２は、水平方向の発散角をα０ｈ
２、入射角をαｉｈ２、垂直方向の発散角をα０ｖ２、
入力角をαｉｖ２とすると、Ｍｈ２＝α０ｈ２／αｉｈ２Ｍｖ２＝α０ｖ２／αｉｖ２で表される。

【００１６】さらに、４極子レンズＱＬが偏向収差成分
ＤＹに近づくことにより、 α０ｈ１＝α０ｈ２、α０ｖ１＝α０ｖ２、 αｉｈ１＞αｉｈ２、αｉｖ１＞αｉｖ２となる。すなわち、Ｍｈ２＜Ｍｈ１、Ｍｖ２＞Ｍｖ１となる。したがって、蛍光体スクリーン周辺部でのビー
ムスポットの楕円率は、図１７に示すように緩和され
る。

【００１７】具体的に、主レンズ内に４極子レンズを形
成する方法としては、図１８に示すように、フォーカス
電極Ｇ３とアノード電極Ｇ４との間の中心にディスク状
の付加電極Ｇｓを配置し、フォーカス電極Ｇ３の印加電
圧とアノード電極Ｇ４の印加電極との中間の電圧を印加
する方法である。この付加電極Ｇｓは、図１９に示すよ
うに、３個のカソードに対応して３個の縦長の電子ビー
ム通過光を有している。

【００１８】フォーカス電極Ｇ３には、図２０に示すよ
うな偏向磁界の変化に同期して、電子ビームの偏向量が
増大するのに伴なって上昇するパラボラ状の電圧を印加
する。フォーカス電極Ｇ３の電圧が上昇すると、フォー
カス電極Ｇ３と付加電極Ｇｓとの電位差が減少し、付加
電極Ｇｓとアノード電極Ｇ４との電位差が増大する。こ
れにより、付加電極Ｇｓの電子ビーム通過孔に電位浸透
が発生し、電子ビームの水平方向と垂直方向とに集束力
差を生じ、主レンズ内に４極子レンズ作用を形成する。

【００１９】ところが、実際には、この方法では、付加
電極Ｇｓの電子ビーム通過孔への電位浸透によって形成
されるレンズの４極子作用が少ないという欠点がある。
すなわち、電子ビームが蛍光体スクリーン周辺部に偏向
された場合に必要な４極子作用が不足し、図２１に示す
ように、蛍光体スクリーン周辺に向けて偏向された電子
ビームは、水平方向が集束不足、垂直方向が過集束とい
った現象が発生し、良好な画質を得ることができない。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、カラ
ー陰極線管装置の画質を良好にするためには、蛍光体ス
クリーン全面で良好なフォーカス状態を保ち、且つビー
ムスポットの楕円歪を緩和することが必要である。

【００２１】従来のＢＰＦ型ＤＡＣ＆Ｆ方式の電子銃構
体では、主レンズを形成するフォーカス電極に適当なパ
ラボラ電圧を印加することで、主レンズ強度を可変する
と同時に動的に変化する４極子レンズを形成している。
これにより、偏向収差によるビームスポットの垂直方向
のにじみを解消し、かつ蛍光体スクリーンの全域にわた
ってフォーカスさせている。

【００２２】しかし、このＢＰＦ型ＤＡＣ＆Ｆ方式の電
子銃構体では、蛍光体スクリーンの周辺部でのビームス
ポットの横つぶれを解消することはできない。この現象
は、電子ビームを蛍光体スクリーン周辺に向けて偏向し
た場合に、電子レンズ及び偏向磁界の非点収差によって
水平方向倍率Ｍｈと垂直方向倍率ＭｖとがＭｖ＞Ｍｈの
関係にあるために起こるものである。

【００２３】この対策として、図１８乃至図２０に示し
たように構成することにより、主レンズ内に４極子レン
ズを形成する方法が有効である。しかしながら、上述し
たような構成では、十分な４極子レンズ効果を得ること
ができず、蛍光体スクリーン周辺でのビームスポット
は、水平方向が集束不足、垂直方向が過集束となり、良
好な画質を得ることができない。

【００２４】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたものであり、蛍光体スクリーン全面で電子ビー
ムを最適な状態で集束し、かつビームスポットの楕円歪
を緩和し、良好な画質の画像を表示することができる陰
極線管装置を提供することを目的とする。

【００２５】

【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に記載の陰極線管装置は、電
子ビームを発生する電子ビーム発生部と、電子ビーム発
生部から発生された電子ビームを蛍光体スクリーンに向
けて加速し、蛍光体スクリーン上に集束する電子レンズ
部と、を有する電子銃構体と、この電子銃構体から放出
された電子ビームを蛍光体スクリーンの水平方向及び垂
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、前記電子レンズ部を形成
する少なくとも１つの電極は、電子ビーム通過孔を備え
た所定板厚の板状電極であり、前記電子ビーム通過孔を
形成する前記板状電極の縁部は、電子ビームに実質的に
作用する電子レンズを形成する領域において、その水平
方向の板厚が部分的に前記所定板厚より厚く形成された
ことを特徴とする。

【００２６】請求項３に記載の陰極線管装置は、電子ビ
ームを発生する電子ビーム発生部と、電子ビーム発生部
から発生された電子ビームを蛍光体スクリーンに向けて
加速し、蛍光体スクリーン上に集束する電子レンズ部
と、を有する電子銃構体と、この電子銃構体から放出さ
れた電子ビームを蛍光体スクリーン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、前記電子レンズ部を形成す
る少なくとも１つの電極は、電子ビーム通過孔を備えた
所定板厚の板状電極であり、前記電子ビーム通過孔を形
成する前記板状電極の縁部は、電子ビームに実質的に作
用する電子レンズを形成する領域において、その垂直方
向の板厚が部分的に前記所定板厚より厚く形成されたこ
とを特徴とする。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の陰極線管装置の
一実施の形態について図面を参照して説明する。

【００２８】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、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漏斗
状のファンネル２からなる外囲器を有している。パネル
１は、その内面に、青、緑、赤に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、その内側に多
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。

【００２９】ネック５は、その内部に配設された、イン
ライン型電子銃構体７を備えている。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。

【００３０】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，６
Ｇ，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。

【００３１】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。

【００３２】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，第３グリッド（フォーカス電極）Ｇ３，付加
電極Ｇｓ、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方向に
順次配置されている。これらヒーター、カソードＫ
（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、及び５個の電極は、一対の絶縁支持体
によって一体に固定されている。

【００３３】第１及び第２グリッドＧ１，Ｇ２は、それ
ぞれ一体構造の板状電極によって構成されている。これ
らの板状電極は、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個の円形電子ビ
ーム通過孔を有している。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、その両端面、すなわち第２グリッドＧ２との対向面
及び付加電極Ｇｓ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個の円形電子ビーム通過孔を有している。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。この筒状電極は、その両端面、すなわち付加電極Ｇ
ｓとの対向面及び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個の円形電子ビーム通過孔を有している。

【００３４】付加電極Ｇｓは、第３グリッドＧ３と第４
グリッドＧ４との間の幾何学的中心、すなわち第３グリ
ッドＧ３及び第４グリッドＧ４から等距離の位置に配置
されている。この付加電極Ｇｓは、図３に示すように、
一体構造の所定板厚の板状電極であり、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個の非円形の電子ビーム通過孔３１Ｒ、３１Ｇ、
３１Ｂを有している。これらの電子ビーム通過孔３１
（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、例えば、図３に示すように垂直方向
Ｙを長軸とする縦長孔である。

【００３５】この板状電極は、電子ビーム通過孔３１
（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を形成する縁部において、部分的に厚く
形成された突出部３２を有している。この突出部３２
は、板状電極の所定板厚より厚く形成することによって
一体的に構成されている。この突出部３２は、電子ビー
ムに実質的に作用する電子レンズを形成する領域におい
て、その水平方向に対称に設けられている。

【００３６】ここで、電子ビームを最終的に蛍光体スク
リーン上に加速し、集束する主レンズ内に、動的に変化
する十分なレンズ強度を有する４極子レンズを形成する
方法について説明する。

【００３７】まず、一般的な回転対称のＢＰＦ型主レン
ズについて説明する。

【００３８】回転対称のＢＰＦ型主レンズは、図４に等
電位面２０で示すように、水平方向（Ｘ）及び垂直方向
（Ｙ）に対称の電界によって形成される。この主レンズ
は、垂直方向の電子ビーム９及び水平方向の電子ビーム
１０を同一の集束力で集束する。この主レンズを形成す
るフォーカス電極１１及びアノード電極１２の中心軸Ｚ
上の電位（軸上電位）は、曲線２２ａで示すように、電
子ビーム９，１０の進行方向に沿って増加する。この場
合、例えばフォーカス電極１１への印加電圧を６ｋＶ、
アノード電極１２への印加電圧を２６ｋＶとすると、こ
の主レンズの幾何学的中心（フォーカス電極及びアノー
ド電極から等距離な位置）に形成される等電位面２３
は、平面となり、１６ｋＶの電位となる。

【００３９】続いて、図５に示すように、この主レンズ
の幾何学的中心に付加電極１３を配置した場合について
説明する。この付加電極１３は、板面に垂直方向Ｙに長
軸を有する縦長の電子ビーム通過孔が形成された板状電
極によって構成されている。フォーカス電極１１に６ｋ
Ｖの電圧を印加し、アノード電極１２に２６ｋＶの電圧
を印加した場合に、付加電極１３に１６ｋＶの電位を付
与する。このとき、この主レンズの軸上電位は、曲線２
２ｂで示すように、図４に示した付加電極を配置しない
場合と同じ電位分布となる。したがって、この主レンズ
は、電子ビーム９，１０を同一の集束力で水平方向及び
垂直方向に集束する。

【００４０】続いて、図６に示すように、付加電極１３
に１６ｋＶよりも低い電圧を印加した場合について説明
する。付加電極１３のアノード電極１２側の電位は、付
加電極１３の電子ビーム通過孔を通ってフォーカス電極
１１側に浸透する。これにより、主レンズの内部にアパ
ーチャレンズ（４極子レンズ）が形成される。この場
合、主レンズの軸上電位は、曲線２２ｃで示したように
なる。付加電極１３の電子ビーム通過孔が縦長であるた
め、主レンズ内に形成されたアパーチャレンズは、電子
ビーム９，１０に対して、水平方向に相対的に強い集束
力を有するとともに、垂直方向に相対的に弱い集束力を
有する。すなわち、主レンズは、非点収差を持つように
なる。しかしながら、アパーチャレンズは、水平方向及
び垂直方向共に電子ビームを集束するため、十分に強い
非点収差を形成することはできない。

【００４１】これに対し、図３に示したような水平方向
に沿って対称な突出部３２を電子ビーム通過孔３１
（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の縁部に沿って備えた付加電極Ｇｓを、
主レンズの幾何学的中心に配置した場合について説明す
る。すなわち、回転対称のＢＰＦ型主レンズの幾何学的
中心に配置された付加電極Ｇｓは、垂直方向に長軸を有
する縦長の電子ビーム通過孔３１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を有し
ている。この非円形状の電子ビーム通過孔３１（Ｒ、
Ｇ、Ｂ）を形成する板状電極の縁部は、電子ビーム９，
１０が通過する領域において、その水平方向に板厚の突
出部３２を有している。

【００４２】このような構成の主レンズは、フォーカス
電極Ｇ３の印加電圧を６ｋＶ、付加電極Ｇｓの印加電圧
を１６ｋＶ、アノード電極Ｇ４の印加電圧を２６ｋＶと
したとき、曲線２２ｄで示すように、図５に示した主レ
ンズの軸上電位と同じ電位分布となる。したがって、こ
の主レンズは、付加電極が存在しない主レンズと同様
に、電子ビーム９，１０を同一の集束力で水平方向及び
垂直方向に集束する。

【００４３】続いて、付加電極Ｇｓに１６ｋＶよりも低
い電圧を印加した場合について説明する。図８に示すよ
うに、付加電極Ｇｓのアノード電極Ｇ４側の電位は、付
加電極Ｇｓの電子ビーム通過孔３１を通ってフォーカス
電極Ｇ３側に浸透する。これにより、主レンズの内部に
アパーチャレンズ（４極子レンズ）が形成される。この
場合、主レンズの軸上電位は、曲線２２ｅで示したよう
になる。

【００４４】付加電極Ｇｓの水平軸Ｘと交差する位置
に、板厚が厚い突出部３２を設けたため、電子ビーム通
過孔３１を介して浸透した電位は、図８に示したような
等電位面２０ａとなる。すなわち、この等電位面２０ａ
は、水平方向（Ｘ）について、電子ビーム通過孔３１の
周辺から中心軸Ｚに近づくにしたがって、徐々にフォー
カス電極Ｇ３側に浸透し、中心軸Ｚ付近で最も浸透す
る。また、この等電位面２０ａは、垂直方向（Ｙ）につ
いて、電子ビーム通過孔３１の周辺から中心軸Ｚに近づ
くにしたがって、フォーカス電極Ｇ３側に浸透する途中
で最も浸透し、さらに中心軸Ｚに近づくにしたがって、
浸透度合いは小さくなる。その結果、電位の浸透によっ
て形成されるアパーチャレンズ（４極子レンズ）は、水
平方向Ｘに相対的に強い集束作用を有するとともに、垂
直方向Ｙに相対的に発散作用を有する。これにより、ア
パーチャレンズは、電子ビーム１０を水平方向に集束す
るとともに、電子ビーム９を垂直方向に発散する。した
がって、主レンズは、十分に強い非点収差を形成するこ
とができる。

【００４５】続いて、付加電極Ｇｓに１６ｋＶよりも高
い電圧を印加した場合について説明する。図９に示すよ
うに、付加電極Ｇｓのフォーカス電極Ｇ３側の電位は、
付加電極Ｇｓの電子ビーム通過孔３１を通ってアノード
電極Ｇ４側に浸透する。これにより、主レンズの内部に
アパーチャレンズ（４極子レンズ）が形成される。この
場合、主レンズの軸上の電位は、曲線２２ｆで示したよ
うになる。

【００４６】付加電極Ｇｓの水平軸Ｘと交差する位置
に、突出部３２を設けたことにより、電子ビーム通過孔
３１を介して浸透した電位は、図９に示したような等電
位面２０ｂとなる。すなわち、この等電位面２０ｂは、
水平方向Ｘについて、電子ビーム通過孔３１の周辺から
中心軸Ｚに近づくにしたがって、徐々にアノード電極Ｇ
４側に浸透し、中心軸Ｚ付近で最も浸透する。また、こ
の等電位面２０ｂは、垂直方向Ｙについて、電子ビーム
通過孔３１の周辺から中心軸Ｚに近づくにしたがって、
アノード電極Ｇ４側に浸透する途中で最も浸透し、さら
に、中心軸Ｚに近づくにしたがって、浸透度合いは小さ
くなる。その結果、電位の浸透によって形成されるアパ
ーチャレンズ（４極子レンズ）は、水平方向Ｘに相対的
に発散作用を有するとともに、垂直方向Ｙに相対的に集
束作用を有する。これにより、アパーチャレンズは、電
子ビーム１０を水平方向Ｘに発散するとともに、垂直方
向Ｙに集束する。したがって、主レンズは、十分強い非
点収差を形成することができる。

【００４７】つまり、この実施の形態に係る回転対称の
ＢＰＦ型主レンズは、その幾何学的中心に配置された付
加電極Ｇｓを備えている。この付加電極Ｇｓは、垂直方
向（Ｙ）に長軸を有する縦長の電子ビーム通過孔３１を
有している。この非円形の電子ビーム通過孔３１を形成
する板状電極の縁部は、水平軸Ｘと交差する位置付近
に、電子ビーム通過孔３１を通過する電子ビームに対し
て作用する電子レンズを形成するために、板厚の厚い突
出部３２を有している。この付加電極Ｇｓに対して、フ
ォーカス電極Ｇ３に印加する電圧よりも高く、アノード
電極Ｇ４に印加する電圧よりも低い動的に変化する電圧
を印加することにより、主レンズの口径を損なうことな
く、水平方向の集束力と垂直方向の集束力をコントロー
ルする非点収差を形成することができる。

【００４８】なお、上記説明では、付加電極に印加する
電圧を変化する場合について説明したが、この付加電極
の電圧を変化させる代わりに、［（付加電極の印加電圧）−（フォーカス電極の印加電
圧）］／［（アノード電極の印加電圧）−（フォーカス
電極の印加電圧）］の値を変化させても同様の結果が得られる。

【００４９】上述した構成の電子銃構体７において、カ
ソードＫには、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６００Ｖの直流電圧
が印加される。第３グリッドＧ３には、図２０に示すよ
うに、約６ｋＶの直流電圧に、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４０が印加される。交流電圧成分Ｖｄは、鋸歯状の偏
向電流９に同期し、かつ、電子ビームの偏向量の増大に
伴ってパラボラ状に上昇する。第４グリッドＧ４には、
約２６ｋＶの陽極電圧Ｅｂが印加される。付加電極Ｇｓ
には、約１６ｋＶの直流電圧が印加される。

【００５０】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、及び、主レンズを形成する。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、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
れた電子ビームを予備集束する。

【００５１】主レンズは、第３グリッドＧ３（フォーカ
ス電極）、付加電極Ｇｓ、及び第４グリッドＧ４（アノ
ード電極）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集束する。また、偏向時に
は、主レンズは、第３グリッドＧ３と第４グリッドＧ４
との間に配置された付加電極Ｇｓにより、その内部に４
極子レンズを形成する。

【００５２】各電子ビーム６Ｂ、６Ｇ、６Ｒが蛍光体ス
クリーン３の中央部に集束される無偏向時には、第３グ
リッドＧ３乃至第４グリッドＧ４で形成される主レンズ
は、図７に示したような電界２０によって形成されるた
め、非点収差を持たない。したがって、電子ビーム発生
部から発生された各電子ビーム６Ｂ、６Ｇ、６Ｒは、プ
リフォーカスレンズ及び主レンズにより、水平方向及び
垂直方向に同一の集束力で集束される。このため、各電
子ビーム６Ｂ、６Ｇ、６Ｒは、蛍光体スクリーン３の中
央部に集束され、ほぼ円形のビームスポットを形成す
る。

【００５３】各電子ビーム６Ｂ、６Ｇ、６Ｒが蛍光体ス
クリーン３の周辺部に向けて偏向される偏向時には、電
子ビームの偏向量が増大するにしたがって、第３グリッ
ドＧ３に印加されるダイナミックフォーカス電圧４０が
増大する。このとき、［（付加電極の印加電圧）−（第３グリッドの印加電
圧）］／［（第４グリッドの印加電圧）−（第３グリッ
ドの印加電圧）］すなわち、［（付加電極の印加電圧）−（フォーカス電極の印加電
圧）］／［（アノード電極の印加電圧）−（フォーカス
電極の印加電圧）］の値が無偏向時に比べて小さくなる。

【００５４】この場合、付加電極Ｇｓの各電子ビーム通
過孔３１Ｂ、３１Ｇ、３１Ｒを形成する縁部に突出部３
２を設けたため、主レンズは、図８に示したような電界
２０によって形成される。したがって、この主レンズ
は、非点収差を有するようになる。すなわち、水平方向
に集束作用、及び、垂直方向に発散作用を持つアパーチ
ャレンズ（４極子レンズ）が主レンズの内部に形成され
る。同時に、第３グリッドＧ３と第４グリッドＧ４との
電位差が減少する。それにより、主レンズの水平方向の
集束力及び垂直方向の集束力を減少させる作用が生ず
る。

【００５５】この電子銃構体２９では、内部に４極子レ
ンズを形成した主レンズは、その水平方向について、付
加電極Ｇｓの突出部３２によって強くなる集束力と、第
３グリッドＧ３と第４グリッドＧ４との電位差の減少に
よって弱くなる集束力とが相殺されるように構成されて
いる。

【００５６】また、この電子銃構体２９では、主レンズ
は、その垂直方向について、付加電極Ｇｓの突出部３２
によって形成される発散力と、第３グリッドＧ３と第４
グリッドＧ４との電位差の減少によって弱くなる集束力
とによって、相対的に発散作用を有する。

【００５７】このように、偏向時において、主レンズ
は、非点収差を有する、すなわち、その水平方向に相対
的に弱い集束力を有するとともにその垂直方向に発散力
を有する。これにより、電子ビームを蛍光体スクリーン
３上に最適に集束する条件が成立し、かつ集束された電
子ビームのビームスポット形状の楕円率を改善すること
ができ、ほぼ円形のビームスポットを得ることが可能と
なる。

【００５８】なお、第３グリッドＧ３と第４グリッドＧ
４とにより形成されるバイポテンシャル型の主レンズ
が、水平方向の集束力が垂直方向の集束力よりも強い電
子レンズとして構成される場合、無偏向時に、付加電極
Ｇｓの印加電圧を１６ｋＶより低く設定する（すなわ
ち、主レンズの幾何学的中心における電位より低い電位
を付加電極Ｇｓに印加する）ことで、前述した実施の形
態と同様の効果を得ることができる。また、偏向時に第
３グリッドＧ３にパラボラ状に変化する交流電圧成分を
重畳し、［（付加電極の印加電圧）−（第３グリッドの印加電
圧）］／［（第４グリッドの印加電圧）−（第３グリッ
ドの印加電圧）］の値を無偏向時に比べて小さくし、付加電極の効果によ
って強くなる水平方向の集束力と、第３グリッドＧ３と
第４グリッドＧ４との電位差の減少によって弱くなる水
平方向の集束力とが相殺されるように構成することによ
り、前述した実施の形態と同様の効果を得ることができ
る。

【００５９】なお、付加電極Ｇｓに形成される板厚の厚
い突出部３２の形状は、図３に示したような形状に限定
されるものではなく、図２２に示したような衝立状に形
成しても良い。このような形状の突出部３２を備えた付
加電極Ｇｓを用いても、上述した実施の形態と同様の効
果を得ることができる。

【００６０】また、図１０に示したように、付加電極Ｇ
ｓを構成する板状電極は、電子ビーム通過孔３１（Ｒ、
Ｇ、Ｂ）を形成する縁部において、部分的に厚く形成さ
れた突出部３２を有し、且つ、電子ビーム通過孔３１
（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、電子ビームが通過する領域の水平方
向径を最小とする括れ部３３を有するように構成しても
良い。すなわち、括れ部３３を形成する板状電極の縁部
は、部分的に厚く形成された突出部３２によって形成さ
れている。

【００６１】このように、付加電極Ｇｓに形成された電
子ビーム通過孔の水平方向に板厚が厚く、且つ水平方向
の電子ビーム通過孔が小さくなる括れ部を有する形状と
した場合、上述した実施の形態と同様の作用で且つ発生
する非点収差の効果をさらに高めることができる。

【００６２】すなわち、図１０に示したような水平方向
に沿って対称な突出部３２を電子ビーム通過孔３１
（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の縁部に沿って備え、且つ電子ビーム通
過孔３１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の水平方向径を最小とする括れ
部３３を備えた付加電極Ｇｓを、主レンズの幾何学的中
心に配置した場合について説明する。すなわち、回転対
称のＢＰＦ型主レンズの幾何学的中心に配置された付加
電極Ｇｓは、垂直方向に長軸を有すると共に水平方向径
を最小とする括れ部３３を有する縦長の電子ビーム通過
孔３１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を有している。この非円形状の電
子ビーム通過孔３１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を形成する板状電極
の縁部は、電子ビーム９，１０が通過する領域におい
て、その水平方向に板厚の突出部３２を有している。

【００６３】このような構成の主レンズは、フォーカス
電極Ｇ３の印加電圧を６ｋＶ、付加電極Ｇｓの印加電圧
を１６ｋＶ、アノード電極Ｇ４の印加電圧を２６ｋＶと
したとき、曲線２２ｄで示すように、図７に示した主レ
ンズの軸上電位と同じ電位分布となる。したがって、こ
の主レンズは、付加電極が存在しない主レンズと同様
に、電子ビーム９，１０を同一の集束力で水平方向及び
垂直方向に集束する。

【００６４】続いて、付加電極Ｇｓに１６ｋＶよりも低
い電圧を印加した場合について説明する。図１１に示す
ように、付加電極Ｇｓのアノード電極Ｇ４側の電位は、
付加電極Ｇｓの電子ビーム通過孔３１を通ってフォーカ
ス電極Ｇ３側に浸透する。これにより、主レンズの内部
にアパーチャレンズ（４極子レンズ）が形成される。こ
の場合、主レンズの軸上電位は、曲線２２ｅで示したよ
うになる。

【００６５】付加電極Ｇｓの水平軸Ｘと交差する位置
に、板厚が厚い突出部３２を設け、且つ電子ビーム通過
孔の水平方向径を規制する括れ部３３を設けたため、電
子ビーム通過孔３１を介して浸透した電位は、図１１に
示したような等電位面２０ｃとなる。すなわち、この等
電位面２０ｃは、水平方向（Ｘ）について、電子ビーム
通過孔３１の周辺から中心軸Ｚに近づくにしたがって、
徐々にフォーカス電極Ｇ３側に浸透し、中心軸Ｚ付近で
最も浸透する。また、この等電位面２０ｃは、垂直方向
（Ｙ）について、電子ビーム通過孔３１の周辺から中心
軸Ｚに近づくにしたがって、フォーカス電極Ｇ３側に浸
透する途中で最も浸透し、さらに中心軸Ｚに近づくにし
たがって、浸透度合いは小さくなる。

【００６６】その結果、電位の浸透によって形成される
アパーチャレンズ（４極子レンズ）は、水平方向Ｘに相
対的に強い集束作用を有するとともに、垂直方向Ｙに相
対的に発散作用を有する。これにより、アパーチャレン
ズは、電子ビーム１０を水平方向に集束するとともに、
電子ビーム９を垂直方向に発散する。したがって、主レ
ンズは、図３に示した付加電極を用いた場合よりさらに
強い非点収差を形成することができる。

【００６７】続いて、付加電極Ｇｓに１６ｋＶよりも高
い電圧を印加した場合について説明する。図１２に示す
ように、付加電極Ｇｓのフォーカス電極Ｇ３側の電位
は、付加電極Ｇｓの電子ビーム通過孔３１を通ってアノ
ード電極Ｇ４側に浸透する。これにより、主レンズの内
部にアパーチャレンズ（４極子レンズ）が形成される。
この場合、主レンズの軸上の電位は、曲線２２ｆで示し
たようになる。

【００６８】付加電極Ｇｓの水平軸Ｘと交差する位置
に、突出部３２を設け、且つ、電子ビーム通過孔の水平
方向径を規制する括れ部３３を設けたことにより、電子
ビーム通過孔３１を介して浸透した電位は、図１２に示
したような等電位面２０ｄとなる。すなわち、この等電
位面２０ｄは、水平方向Ｘについて、電子ビーム通過孔
３１の周辺から中心軸Ｚに近づくにしたがって、徐々に
アノード電極Ｇ４側に浸透し、中心軸Ｚ付近で最も浸透
する。また、この等電位面２０ｄは、垂直方向Ｙについ
て、電子ビーム通過孔３１の周辺から中心軸Ｚに近づく
にしたがって、アノード電極Ｇ４側に浸透する途中で最
も浸透し、さらに、中心軸Ｚに近づくにしたがって、浸
透度合いは小さくなる。

【００６９】その結果、電位の浸透によって形成される
アパーチャレンズ（４極子レンズ）は、水平方向Ｘに相
対的に発散作用を有するとともに、垂直方向Ｙに相対的
に集束作用を有する。これにより、アパーチャレンズ
は、電子ビーム１０を水平方向Ｘに発散するとともに、
垂直方向Ｙに集束する。したがって、主レンズは、図３
に示した付加電極を用いた場合よりさらに強い非点収差
を形成することができる。

【００７０】つまり、この実施の形態に係る回転対称の
ＢＰＦ型主レンズは、その幾何学的中心に配置された付
加電極Ｇｓを備えている。この付加電極Ｇｓは、垂直方
向（Ｙ）に長軸を有する縦長の電子ビーム通過孔３１を
有している。この非円形の電子ビーム通過孔３１を形成
する板状電極の縁部は、水平軸Ｘと交差する位置付近
に、電子ビーム通過孔３１を通過する電子ビームに対し
て作用する電子レンズを形成するために、板厚の厚い突
出部３２を有している。さらに、電子ビーム通過孔３１
は、電子ビームが通過する領域の水平方向径を最小とす
る括れ部３３を有している。この付加電極Ｇｓに対し
て、フォーカス電極Ｇ３に印加する電圧よりも高く、ア
ノード電極Ｇ４に印加する電圧よりも低い動的に変化す
る電圧を印加することにより、主レンズの口径を損なう
ことなく、水平方向の集束力と垂直方向の集束力をコン
トロールするさらに強い非点収差を形成することができ
る。

【００７１】なお、このような構造の付加電極において
も、前述した場合と同様に、付加電極に印加する電圧を
変化する場合について説明したが、この付加電極の電圧
を変化させる代わりに、［（付加電極の印加電圧）−（フォーカス電極の印加電
圧）］／［（アノード電極の印加電圧）−（フォーカス
電極の印加電圧）］の値を変化させても同様の結果が得られる。

【００７２】次に、この発明の他の実施の形態について
説明する。

【００７３】この実施の形態のインライン型カラー陰極
線管装置は、上述した実施の形態と同一に構成されてい
る。このカラー陰極線管装置に適用される電子銃構体７
は、図２８に示すように、基本的に図２に示した実施の
形態と同様に構成されている。特に、この実施の形態で
は、第３グリッドＧ３と第４グリッドＧ４との間の付加
電極Ｇｓは、図２３に示すように、水平方向（Ｘ）に長
軸を有する横長の非円形の電子ビーム通過孔３４Ｂ、３
４Ｇ、３４Ｒを有している。または、付加電極Ｇｓは、
図２４に示すように、水平方向に長軸を有する３電子ビ
ーム共通の非円形の電子ビーム通過孔３４を有していて
も良い。

【００７４】この付加電極Ｇｓは、電子ビーム通過孔３
４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を形成する縁部において、部分的に厚
く形成された突出部３５を有している。この突出部３５
は、板状電極の所定板厚より厚く形成することによって
一体的に構成されている。この突出部３５は、電子ビー
ムに実質的に作用する電子レンズを形成する領域におい
て、その垂直方向に対称に設けられている。

【００７５】このような構成の電子銃構体７において、
カソードＫ、第１グリッドＧ１、第２グリッドＧ２、第
３グリッドＧ３、及び第４グリッドＧ４には、実施例１
と同一の電圧が印加されている。付加電極Ｇｓには、図
２９に示すように、約１６ｋＶの直流電圧に、パラボラ
状に変化する交流成分電圧が重畳されたダイナミックフ
ォーカス電圧５０が印加される。交流成分電圧は、鋸歯
状の偏向電流に同期し、かつ、電子ビームの偏向量の増
大に伴ってパラボラ状に上昇する。

【００７６】この電子銃構体において、無偏向時には、
第３グリッドＧ３と第４グリッドＧ４との間に形成され
る主レンズは、非点収差を持たない。したがって、各電
子ビームは、水平方向及び垂直方向に同一の集束力で集
束される。このため、各電子ビームは、蛍光体スクリー
ン３の中央部に集束され、ほぼ円形のビームスポットを
形成する。

【００７７】偏向時には、電子ビームの偏向量が増大す
るにしたがって、第３グリッドＧ３に印加されるダイナ
ミックフォーカス電圧４０が増大するとともに、付加電
極Ｇｓに印加されるダイナミックフォーカス電圧５０も
増大する。このため、［（付加電極の印加電圧）−（第３グリッドの印加電
圧）］／［（第４グリッドの印加電圧）−（第３グリッ
ドの印加電圧）］の値が無偏向時に比べて大きくなる。

【００７８】この場合、付加電極Ｇｓの各電子ビーム通
過孔３４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を形成する縁部に突出部３５を
設けたため、主レンズは、非点収差を有するようにな
る。すなわち、水平方向に集束作用、及び、垂直方向に
発散作用を持つアパーチャレンズ（４極子レンズ）が主
レンズの内部に形成される。同時に、第３グリッドＧ３
と第４グリッドＧ４との電位差が減少する。それによ
り、主レンズの水平方向の集束力及び垂直方向の集束力
を減少させる作用が生ずる。

【００７９】この電子銃構体７では、付加電極Ｇｓの突
出部３５によって強くなる水平方向の集束力と、第３グ
リッドＧ３と第４グリッドＧ４との電位差の減少によっ
て弱くなる水平方向の集束力が相殺されるように構成さ
れている。

【００８０】これにより、上述した実施の形態と同様
に、蛍光体スクリーン３の周辺部においても各電子ビー
ムを最適に集束する条件が成立し、かつ、主レンズに非
点収差を持たせることで集束された電子ビームのビーム
スポット形状の楕円率を改善することができ、ほぼ円形
のビームスポットを得ることが可能となる。

【００８１】なお、第３グリッドＧ３と第４グリッドＧ
４とにより形成されるバイポテンシャル型の主レンズ
が、水平方向の集束力が垂直方向の集束力よりも強い電
子レンズとして構成される場合、無偏向時に、付加電極
Ｇｓの印加電圧を１６ｋＶより高く設定する（すなわ
ち、主レンズの幾何学的中心における電位より高い電位
を付加電極Ｇｓに印加する）ことで、同様の効果を得る
ことができる。また、偏向時に第３グリッドＧ３にパラ
ボラ状に変化する交流電圧成分を重畳し、［（付加電極の印加電圧）−（第３グリッドの印加電
圧）］／［（第４グリッドの印加電圧）−（第３グリッ
ドの印加電圧）］の値を無偏向時に比べて大きくし、付加電極の効果によ
って強くなる水平方向の集束力と、第３グリッドＧ３と
第４グリッドＧ４との電位差の減少によって弱くなる水
平方向の集束力とが相殺されるように構成することによ
り、前述した実施の形態と同様の効果を得ることができ
る。

【００８２】なお、付加電極Ｇｓに形成される板厚の厚
い突出部３５の形状は、図２３及び図２４に示したよう
な形状に限定されるものではなく、図２５及び図２６に
示したような衝立状に形成しても良い。このような形状
の突出部３５を備えた付加電極Ｇｓを用いても、上述し
た実施の形態と同様の効果を得ることができる。

【００８３】また、図２７に示したように、付加電極Ｇ
ｓを構成する板状電極は、電子ビーム通過孔３４（Ｒ、
Ｇ、Ｂ）を形成する縁部において、部分的に厚く形成さ
れた突出部３５を有し、且つ、電子ビーム通過孔３４
（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、電子ビームが通過する領域の垂直方
向径を最小とする括れ部３６を有するように構成しても
良い。すなわち、括れ部３６を形成する板状電極の縁部
は、部分的に厚く形成された突出部３５によって形成さ
れている。

【００８４】このように、付加電極Ｇｓに形成された電
子ビーム通過孔の垂直方向に板厚が厚く、且つ垂直方向
の電子ビーム通過孔が小さくなる括れ部を有する形状と
した場合、上述した実施の形態と同様の作用で且つ発生
する非点収差の効果をさらに高めることができる。

【００８５】上述したように、カラー陰極線管装置に適
用される電子銃構体は、電子ビームを最終的に蛍光体ス
クリーン上に集束する主レンズを有している。この主レ
ンズは、カソード側に配置されたフォーカス電極と、蛍
光体スクリーン側に配置されたアノード電極と、フォー
カス電極とアノード電極との間に配置された付加電極と
によって形成される。付加電極は、主レンズの幾何学的
中心に配置されている。この付加電極は、所定の板厚を
有する板状電極であり、非円形状の電子ビーム通過孔を
有している。電子ビーム通過孔を形成する板状電極の縁
部は、電子ビームに実質的に作用する電子レンズを形成
する領域において、その水平方向または垂直方向の板厚
が部分的に所定板厚より厚く形成されている。

【００８６】このようなフォーカス電極、付加電極、及
びアノード電極によって形成される主レンズは、電子ビ
ームの偏向量の増大に伴って動的に変化する非点収差を
有する。この非点収差は、電子ビームの偏向量の増大に
伴って強くなる。このような非点収差を有する主レンズ
は、水平方向に集束作用を有するとともに、垂直方向に
発散作用を有している。このため、蛍光体スクリーンの
周辺部におけるビームスポットの横つぶれを緩和するこ
とができる。したがって、蛍光体スクリーン全面にわた
り、ビームスポットは、最適に集束される。また、ビー
ムスポットの楕円ひずみを緩和して品位良好な画像を表
示するカラー陰極線管を構成することができる。

【００８７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、蛍光体スクリーン全面で電子ビームを最適な状態で
集束し、かつビームスポットの楕円歪を緩和し、良好な
画質の画像を表示することができる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かかるカラ
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に示したカラー陰極線管装置に適
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
付加電極の構造を概略的に示す斜視図である。

【図４】図４は、回転対称のバイポテンシャル型の電子
レンズを形成する水平方向及び垂直方向の電界と、電子
ビーム通過孔の中心軸上の電圧分布を示す図である。

【図５】図５は、図４に示した電子レンズの幾何学的中
心に付加電極を配置し、且つ付加電極に幾何学的中心の
電位に相当する電圧を印加した時の水平方向及び垂直方
向の電界と、電子ビーム通過孔の中心軸上の電圧分布を
示す図である。

【図６】図６は、図５に示した付加電極に幾何学的中心
の電位より低い電圧を印加した時の水平方向及び垂直方
向の電界と、電子ビーム通過孔の中心軸上の電圧分布を
示す図である。

【図７】図７は、図３に示した付加電極を電子レンズの
幾何学的中心に配置し、且つ付加電極に幾何学的中心の
電位に相当する電圧を印加した時の水平方向及び垂直方
向の電界と、電子ビーム通過孔の中心軸上の電圧分布を
示す図である。

【図８】図８は、図３に示した付加電極を電子レンズの
幾何学的中心に配置し、且つ付加電極に幾何学的中心の
電位より低い電圧を印加した時の水平方向及び垂直方向
の電界と、電子ビーム通過孔の中心軸上の電圧分布を示
す図である。

【図９】図９は、図３に示した付加電極を電子レンズの
幾何学的中心に配置し、且つ付加電極に幾何学的中心の
電位より高い電圧を印加した時の水平方向及び垂直方向
の電界と、電子ビーム通過孔の中心軸上の電圧分布を示
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
れる他の付加電極の構造を概略的に示す斜視図である。

【図１１】図１１は、図１０に示した付加電極を電子レ
ンズの幾何学的中心に配置し、且つ付加電極に幾何学的
中心の電位より低い電圧を印加した時の水平方向及び垂
直方向の電界と、電子ビーム通過孔の中心軸上の電圧分
布を示す図である。

【図１２】図１２は、図１０に示した付加電極を電子レ
ンズの幾何学的中心に配置し、且つ付加電極に幾何学的
中心の電位より高い電圧を印加した時の水平方向及び垂
直方向の電界と、電子ビーム通過孔の中心軸上の電圧分
布を示す図である。

【図１３】図１３は、従来のカラー陰極線管装置におけ
る電子銃構体の構成を示す図である。

【図１４】図１４の（ａ）は、従来のセルフコンバーゼ
ンス・インライン形カラー陰極線管装置における蛍光体
スクリーン上のビームスポットの形状を示す図であり、
図１４の（ｂ）は、電子銃構体をＢＰＦ型ＡＤＣ＆Ｆ方
式とした場合における蛍光体スクリーン上のビームスポ
ットの形状を示す図である。

【図１５】図１５の（ａ）は、従来のセルフコンバーゼ
ンス・インライン形カラー陰極線管装置において無偏向
時の光学モデルであり、図１５の（ｂ）は、偏向時の光
学モデルである。

【図１６】図１６は、主レンズの内部に４極子レンズを
形成した電子銃構体の光学モデルを示す図である。

【図１７】図１７は、図１６に示した光学モデルに相当
する電子銃構体による蛍光体スクリーン上のビームスポ
ット形状を示す図である。

【図１８】図１８は、図１６に示した光学モデルに相当
する電子銃構体の構成を概略的に示す水平断面図であ
る。

【図１９】図１９は、図１８に示した電子銃構体に適用
される付加電極の構造を概略的に示す斜視図である。

【図２０】図２０は、カラー陰極線管装置に適用される
偏向ヨークに印加される偏向電流と、電子銃構体のフォ
ーカス電極に印加する電圧との関係を示す図である。

【図２１】図２１は、図１８に示した電子銃構体による
蛍光体スクリーン上のビームスポットの形状を示す図で
ある。

【図２２】図２２は、図２に示した電子銃構体に適用さ
れる付加電極の他の構造を概略的に示す斜視図である。

【図２３】図２３は、この発明のカラー陰極線管装置に
適用される他の電子銃構体に備えられる付加電極の構造
を概略的に示す斜視図である。

【図２４】図２４は、この発明のカラー陰極線管装置に
適用される他の電子銃構体に備えられる付加電極の他の
構造を概略的に示す斜視図である。

【図２５】図２５は、この発明のカラー陰極線管装置に
適用される他の電子銃構体に備えられる付加電極の他の
構造を概略的に示す斜視図である。

【図２６】図２６は、この発明のカラー陰極線管装置に
適用される他の電子銃構体に備えられる付加電極の他の
構造を概略的に示す斜視図である。

【図２７】図２７は、この発明のカラー陰極線管装置に
適用される他の電子銃構体に備えられる付加電極の他の
構造を概略的に示す斜視図である。

【図２８】図２８は、図２３乃至図２７に示した付加電
極を適用可能な電子銃構体の構造を概略的に示す垂直断
面図である。

【図２９】図２９は、図２８に示した付加電極に印加さ
れる電圧と、偏向ヨークに供給される偏向電流との関係
を示す図である。

【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３１（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…電子ビーム通過孔３２…突起部３３…括れ部３４（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…電子ビーム通過孔３５…突起部３６…括れ部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Ｇ４…第４グリッドＧｓ…付加電極

フロントページの続き (72)発明者武川勉神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地東芝電子エンジニアリング株式会社内Ｆターム(参考） 5C041 AA03 AA10 AA14 AB07 AC01 AC05 AC35 AC42 AD02 AD03 AE01

Claims

【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、電子ビーム発生部から発生された電子ビームを蛍光
体スクリーンに向けて加速し、蛍光体スクリーン上に集
束する電子レンズ部と、を有する電子銃構体と、この電
子銃構体から放出された電子ビームを蛍光体スクリーン
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、前記電子レンズ部を形成する少なくとも１つの電極は、
電子ビーム通過孔を備えた所定板厚の板状電極であり、前記電子ビーム通過孔を形成する前記板状電極の縁部
は、電子ビームに実質的に作用する電子レンズを形成す
る領域において、その水平方向の板厚が部分的に前記所
定板厚より厚く形成されたことを特徴とする陰極線管装
置。
【請求項２】前記板状電極に形成された前記電子ビーム
通過孔は、電子ビームが通過する領域の水平方向径を最
小とするくびれ部を有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】電子ビームを発生する電子ビーム発生部
と、電子ビーム発生部から発生された電子ビームを蛍光
体スクリーンに向けて加速し、蛍光体スクリーン上に集
束する電子レンズ部と、を有する電子銃構体と、この電
子銃構体から放出された電子ビームを蛍光体スクリーン
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、前記電子レンズ部を形成する少なくとも１つの電極は、
電子ビーム通過孔を備えた所定板厚の板状電極であり、前記電子ビーム通過孔を形成する前記板状電極の縁部
は、電子ビームに実質的に作用する電子レンズを形成す
る領域において、その垂直方向の板厚が部分的に前記所
定板厚より厚く形成されたことを特徴とする陰極線管装
置。
【請求項４】前記板状電極に形成された前記電子ビーム
通過孔は、電子ビームが通過する領域の垂直方向径を最
小とするくびれ部を有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】電子ビームを発生する電子ビーム発生部
と、電子ビーム発生部から発生された電子ビームを蛍光
体スクリーンに向けて加速し、蛍光体スクリーン上に集
束する複数の電子レンズ部と、を有する電子銃構体と、
この電子銃構体から放出された電子ビームを蛍光体スク
リーン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、前記電子レンズ部の少なくとも１つは、フォーカス電
極、アノード電極、及びこれらフォーカス電極とアノー
ド電極との間に配置された少なくとも１個の付加電極を
備えて構成され、前記付加電極は、電子ビーム通過孔を備えた所定板厚の
板状電極であり、前記電子ビーム通過孔を形成する前記板状電極の縁部
は、電子ビームに実質的に作用する電子レンズを形成す
る領域において、その水平方向の板厚が部分的に前記所
定板厚より厚く形成されたことを特徴とする陰極線管装
置。
【請求項６】前記板状電極に形成された前記電子ビーム
通過孔は、電子ビームが通過する領域の水平方向径を最
小とするくびれ部を有することを特徴とする請求項５に
記載の陰極線管装置。
【請求項７】前記付加電極に対して、前記フォーカス電
極に印加する電圧よりも高く、前記アノード電極に印加
する電圧よりも低い電圧が印加され、［（付加電極電圧）−（フォーカス電極電圧）］／
［（アノード電極電圧）−（フォーカス電極電圧）］の値は、前記偏向ヨークによる電子ビームの偏向に同期
して変化し、且つ、前記値は、電子ビームの偏向量の増
大にしたがって小さくなることを特徴とする請求項５に
記載の陰極線管装置。
【請求項８】電子ビームを発生する電子ビーム発生部
と、電子ビーム発生部から発生された電子ビームを蛍光
体スクリーンに向けて加速し、蛍光体スクリーン上に集
束する複数の電子レンズ部と、を有する電子銃構体と、
この電子銃構体から放出された電子ビームを蛍光体スク
リーン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、前記電子レンズ部の少なくとも１つは、フォーカス電
極、アノード電極、及びこれらフォーカス電極とアノー
ド電極との間に配置された少なくとも１個の付加電極を
備えて構成され、前記付加電極は、電子ビーム通過孔を備えた所定板厚の
板状電極であり、前記電子ビーム通過孔を形成する前記板状電極の縁部
は、電子ビームに実質的に作用する電子レンズを形成す
る領域において、その垂直方向の板厚が部分的に前記所
定板厚より厚く形成されたことを特徴とする陰極線管装
置。
【請求項９】前記板状電極に形成された前記電子ビーム
通過孔は、電子ビームが通過する領域の垂直方向径を最
小とするくびれ部を有することを特徴とする請求項８に
記載の陰極線管装置。
【請求項１０】前記付加電極に対して、前記フォーカス
電極に印加する電圧よりも高く、前記アノード電極に印
加する電圧よりも低い電圧が印加され、［（付加電極電圧）−（フォーカス電極電圧）］／
［（アノード電極電圧）−（フォーカス電極電圧）］の値は、前記偏向ヨークによる電子ビームの偏向に同期
して変化し、且つ、前記値は、電子ビームの偏向量の増
大にしたがって大きくなることを特徴とする請求項８に
記載の陰極線管装置。
【請求項１１】前記フォーカス電極乃至前記アノード電
極によって構成される前記電子レンズ部は、前記偏向ヨ
ークによる電子ビームの偏向量が増大するにしたがっ
て、水平方向の集束力より垂直方向の集束力が弱くなる
ように変化するレンズ作用を有することを特徴とする請
求項５または８に記載の陰極線管装置。