JPH07147146A - 受像管装置 - Google Patents

受像管装置

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JPH07147146A
JPH07147146A JP6214366A JP21436694A JPH07147146A JP H07147146 A JPH07147146 A JP H07147146A JP 6214366 A JP6214366 A JP 6214366A JP 21436694 A JP21436694 A JP 21436694A JP H07147146 A JPH07147146 A JP H07147146A
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lens
electron beam
grid
electrode
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繁 菅原
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英治 蒲原
Kumio Fukuda
久美雄 福田
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    • H01J2229/4837Electrical arrangements coupled to electrodes, e.g. potentials characterised by the potentials applied
    • H01J2229/4841Dynamic potentials

Abstract

(57)【要約】 【構成】 受像管装置において、一列配置の3電子ビー
ムを蛍光体スクリーン上に集束する主電子レンズ部を、
カソード側から蛍光体スクリーン方向に配置された少な
くとも第1、第2、第3電極G51,G52,G6を含む複数個の
電極で構成し、その第2、第3電極の形成する第1電子
レンズのレンズ作用領域内の陰極側に電子ビームを水平
方向に発散、垂直方向に集束する非対称電子レンズを、
第1、第2電極に電子ビームの水平方向と垂直方向とで
作用の異なる非対称の第2電子レンズを少なくとも形成
し、偏向装置の電子ビームの偏向に応じて第2レンズの
電子ビームを水平方向に集束、垂直方向に発散する作用
を強めるとともに第1電子レンズの作用を弱めるように
した。 【効果】 画面周辺部におけるビームスポットの水平及
び垂直方向の径を小さくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、カラー受像管などの
受像管装置に係り、特に偏向ヨークの発生する磁界によ
り生ずる偏向収差を補正するダイナミックフォーカス方
式の受像管装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、カラー受像管装置は、図6に示
すように、パネル1およびこのパネル1に一体に接合さ
れたファンネル2からなる外囲器を有し、そのパネル1
の内面に、青、緑、赤に発光するストライプ状またはド
ット状の3色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン3が形
成され、この蛍光体スクリーン3に対向して、その内側
に多数の電子ビーム通過孔の形成されたシャドウマスク
4が装着されている。一方、ファンネル2のネック5内
に、3電子ビーム6B ,6G ,6R を放出する電子銃7
が配設されている。そして、この電子銃7から放出され
る電子ビーム6B,6G ,6R をファンネル2の外側に
装着された偏向装置8の発生する水平、垂直偏向磁界に
より偏向し、シャドウマスク4を介して蛍光体スクリー
ン3を水平、垂直走査することにより、カラー画像を表
示する構造に形成されている。
【0003】このようなカラー受像管装置において、特
に電子銃7を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 を放出するインライン型
電子銃とし、一方、偏向装置8の発生する水平偏向磁界
をピンクッション形、垂直偏向磁界をバレル形として、
この非斉一磁界により上記一列配置の3電子ビーム6B
,6G ,6R を蛍光体スクリーン3の全面に集中する
ようにしたセルフコンバーゼンス・インライン型カラー
受像管装置が、現在カラー受像管装置の主流となってい
る。
【0004】しかしこのセルフコンバーゼンス・インラ
イン型カラー受像管装置については、偏向磁界の偏向収
差(非点収差)の影響を受け、図5(a)に対応して同
(b)に画面水平方向(H軸方向)および対角方向(D
軸方向)周辺部のビームスポットについて示すように、
画面中央部のビームスポット10a を真円としても、画
面周辺部のビームスポット10b は、水平方向に長い
(横長)高輝度のコア部11の上下に低輝度のハロー部
12を伴う形状に歪み、画面周辺部の解像度が劣化す
る。
【0005】これは、非斉一の偏向磁界が電子ビ−ムを
垂直方向に集束、水平方向に発散するように等価的な4
極子レンズとして電子ビ−ムに作用し、スクリ−ン上の
電子ビ−ムは、垂直方向に過集束状態、水平方向に不足
集束状態の非点収差を受けるためである。また画面周辺
では、電子ビ−ムは、スクリ−ンに傾斜して入射するの
で、ビ−ムスポットが横長になる幾何学的な歪を受ける
ためである。
【0006】このような偏向収差による解像度の劣化を
防止するため、画面周辺部に電子ビームを偏向するにし
たがい、電子銃の形成する一部電子レンズのレンズ作用
を変化させ、画面周辺部での偏向収差を補正する高性能
電子銃が開発されている。
【0007】この一例として、特開昭64−38947
号公報には、主電子レンズ部を構成する一部電極にダイ
ナミックフォーカス電圧を印加して、主電子レンズ部に
作用の異なる2つの4極子レンズを形成するものが示さ
れている。この電子銃は、図7(a)に示すように、一
列配置の3個のカソードK、これらカソードKを各別に
加熱する3個のヒータ(図示せず)、上記カソードKか
ら順次所定間隔離れて蛍光体スクリーン方向に配置され
た第1ないし第5グリッドG1 〜G5 、2つの中間電極
GM1,GM2および第6グリッドG6 からなる。そして、
第5グリッドG5 の中間電極GM1側には、図7(b)に
示すような水平方向(インライン方向)に長い実質的に
横長の3つの電子ビーム通過孔が開いており、2つの中
間電極GM1,GM2には、図7(c)に示すような略円形
の3つの電子ビーム通過孔が開いており、また、第6グ
リッドG6 の中間電極GM2側には、図7(d)に示すよ
うな水平方向(インライン方向)に長い実質的に横長の
3つの電子ビーム通過孔が開いている。更に、第5グリ
ッドG5 に、所定の直流電圧に電子ビームの偏向量に応
じて変化する変動電圧Vd を重畳したダイナミックフォ
ーカス電圧が印加されるものとなっている。図8にその
各電極に印加される電圧を示す。
【0008】このような電圧の印加により、この電子銃
では、図9(a)に示すように、第5、第6グリッドG
5 ,G6 間に、第5グリッドG5 とこれに隣接する中間
電極GM1とにより形成される水平方向に発散、垂直方向
に集束作用をもつ4極子レンズQL2 と、2つの中間電
極GM1,GM2間に円筒レンズCL、そして中間電極GM2
とこれに隣接する第6グリッドG6 とにより形成される
水平方向に集束、垂直方向に発散作用をもつ4極子レン
ズQL1 とを含む拡張電界型の主電子レンズ部MLが形
成される。そしてこの電子銃では、図8に示したよう
に、画面周辺部に電子ビームを偏向するにしたがい、第
5グリッドG5 に印加される電圧を実線から破線で示す
ように上昇させることにより、図9(b)に示したよう
に4極子レンズQL2 と円筒レンズCLを弱め、相対的
に4極子レンズQL2 を垂直方向に発散、水平方向に集
束する作用をもたせ、主電子レンズ部ML全体の集束作
用を弱める。その結果、破線で示したように電子ビーム
に対する垂直方向の発散作用が強まるが、水平方向につ
いては、QL2 の集束作用は強まるが、主電子レンズ全
体の集束作用が弱まるため、あまり変化しない。そのた
め、非斉一磁界による電子ビ−ムの垂直方向の過集束
は、電子銃で電子ビ−ムの垂直方向を発散するために補
正され、図5(c)に示したように、画面周辺部のビー
ムスポット10bの垂直方向径は改善される。しかし電
子ビ−ムの水平方向の集束状態は、電子銃側でほとんど
変化しないため、画面周辺のビ−ムスポット径の横長
は、ほとんど改善されない。つまり、電子ビ−ムの水平
方向が偏向磁界の等価的な4極子レンズから受ける発散
作用と、スクリ−ンへ傾斜して入射することによる幾何
学的なスポット歪がまだ残っているため、画面周辺のビ
−ムスポット径の横長は、ほとんど改善されない。
【0009】したがってこのような電子銃では、高解像
度のカラー受像管装置を構成することができない。また
この電子銃では、画面周辺部のビームスポット10b の
偏向歪を補正するために、高い電圧が必要となり、耐電
圧ばかりでなく、経済的にも不利であるという問題があ
る。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、電子銃
から放出される同一水平面上を通る一列配置の3電子ビ
ームを蛍光体スクリーンの全面に集中するために、偏向
装置の発生する水平偏向磁界をピンクッション形、垂直
偏向磁界をバレル形とすると、電子ビームは、その偏向
磁界の偏向収差の影響とスクリ−ンに傾斜して入射する
ことによる幾何学的な歪を受け、画面周辺部でのビーム
スポットが歪み、解像度がいちじるしく劣化する。
【0011】この偏向収差による解像度の劣化を防止す
るために、先に述べたように第5グリッドと第6グリッ
ドとの間に2つの中間電極を配置し、その第5グリッド
にダイナミックフォーカス電圧を印加して、第5、第6
グリッド間に、水平方向に発散、垂直方向に集束作用を
もつ4極子レンズと、水平方向に集束、垂直方向に発散
作用をもつ4極子レンズとを含む主電子レンズを形成す
るようにした電子銃がある。
【0012】この電子銃では、画面周辺部に電子ビーム
を偏向するにしたがい、第5グリッドに印加されるダイ
ナミックフォーカス電圧を上昇させることにより、水平
方向に発散、垂直方向に集束作用をもつ4極子レンズを
弱め、等価的に主電子レンズを弱めて、垂直方向の発散
作用を強めることはできるが、水平方向の集束作用はほ
とんど変化しない。
【0013】そのため、画面周辺部のビームスポットの
垂直方向径は改善されるが、水平方向径はほとんど変化
せず、高解像度のカラー受像管装置を構成することがで
きない。しかもこの電子銃では、画面周辺部のビームス
ポットの偏向歪をとるために、高い電圧が必要であり、
耐電圧ばかりでなく、経済的にも不利であるという問題
がある。
【0014】この発明は、上記問題点に鑑みてなされた
ものであり、画面周辺部におけるビ−ムスポットの水平
径を改善すると同時に、偏向歪を低電圧のダイナミック
フォーカス電圧で補正することを可能とし、画面全域に
わたりビ−ムスポット径の小さな高解像度の受像管装置
を構成することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】カソードを含む複数個の
電極からなる水平方向に一列配置の3電子ビームを発生
する電子ビーム発生部およびこの電子ビーム発生部から
の電子ビームを蛍光体スクリーン上に集束する複数個の
電極からなる主電子レンズ部を有する電子銃と、この電
子銃から放出される電子ビームを水平および垂直方向に
偏向する偏向装置とを備える受像管装置において、主電
子レンズ部を、カソード側から蛍光体スクリーン方向に
配置された少なくとも第1、第2、第3電極を含む複数
個の電極を有し、第2、第3電極の形成する第1電子レ
ンズのレンズ作用領域内の陰極側に電子ビームを水平方
向に発散、垂直方向に集束する非対称電子レンズを少な
くとも形成し、第1、第2電極に電子ビームの水平方向
と垂直方向とで作用の異なる非対称の第2電子レンズを
少なくとも形成し、偏向装置の電子ビームの偏向に応じ
て第2レンズの電子ビームを水平方向に集束、垂直方向
に発散する作用を強めるとともに第1電子レンズの作用
を弱めるものとした。
【0016】
【作用】上記のように主電子レンズ部を構成し、電子ビ
ームの偏向に応じて、第1電子レンズの作用を弱めると
ともに、非対称の第2電子レンズを作用させ、第1電子
レンズと第2電子レンズの2段により、電子ビ−ムを垂
直方向に発散して、偏向磁界による過集束を補正すると
同時に、第2電子レンズにより、電子ビ−ムの水平方向
径を集束しかつ電子ビ−ムの水平方向を絞った状態で、
第1電子レンズに入射し、偏向磁界を通過する電子ビ−
ムの水平方向を径の小さな過集束状態とすることによ
り、偏向磁界による発散作用と、スクリ−ンに傾斜入射
する際の幾何学的な歪を補正することができる。また、
第2電極に電子ビ−ムの偏向に応じて変化する電圧を供
給することで、実質的に水平方向に集束、垂直方向に発
散する作用の電子レンズを2段設けることができ、従来
の1つの電極で、1段の水平方向に集束、垂直方向に発
散する作用をもたせる場合にくらべて、低いダイナミッ
クフォーカス電圧で、画面周辺部のビ−ムスポット歪を
補正することが可能となる。
【0017】
【実施例】以下、図面を参照してこの発明を実施例に基
づいて説明する。図1にその一実施例であるカラー受像
管装置を示す。このカラー受像管装置は、パネル1およ
びこのパネル1に一体に接合されたファンネル2からな
る外囲器を有し、そのパネル1の内面に、青、緑、赤に
発光するストライプ状の3色蛍光体層からなる蛍光体ス
クリーン3が形成され、この蛍光体スクリーン3に対向
して、その内側に多数の電子ビーム通過孔の形成された
シャドウマスク4が装着されている。一方、ファンネル
2のネック5内に、同一水平面上を通る一列配置の3電
子ビーム20B ,20G ,20R を放出する電子銃21
が配設されている。さらにこの電子銃21に沿って、そ
の一側に抵抗器(図示せず)が配設されている。またフ
ァンネル2の外側に偏向装置8が装着されている。そし
て、上記電子銃21から放出される3電子ビーム20B
,20G ,20R を偏向装置8の発生する水平、垂直
偏向磁界により偏向し、シャドウマスク4を介して蛍光
体スクリーン3を水平、垂直走査することにより、蛍光
体スクリーン3上にカラー画像を表示する構造に形成さ
れている。
【0018】上記電子銃21は、図2(a)に示すよう
に、水平方向に一列配置された3個のカソードKB ,K
G ,KR 、これらカソードKB ,KG ,KR を各別に加
熱するヒータ(図示せず)、上記KB ,KG ,KR から
蛍光体スクリーン方向に順次所定間隔離間して配置され
た第1ないし第4グリッドG1 〜G4 、2分割された第
5グリッドG51,G52(第1電極、第2電極)、2つの
中間電極GM1,GM2および第6グリッドG6 (第3電
極)からなる。なお、図2(a)において、22は、電
子銃の一側に配設された抵抗器である。
【0019】上記第1、第2グリッドG1 ,G2 は板状
電極からなり、第3、第4グリッドG3 ,G4 、2分割
された第5グリッドG51,G52および第6グリッドG6
は筒状電極、2つの中間電極GM1,GM2は板厚の厚い板
状電極からなる。
【0020】その第1、第2、第3、第4グリッドG1
,G2 ,G3 ,G4 および第5−1グリッドG51に
は、図2(b)に示すように、3個のカソードKB ,K
G ,KRに対応して、3個の略円形の電子ビーム通過孔
が一列配置に形成されている。第5−2グリッドG52
の第5−1グリッドG51側および中間電極GM1側には、
図2(c)に示すように、それぞれ3個のカソードKB
,KG ,KR に対応して、水平方向(H軸方向)を長
径とするほぼ矩形状の3個の電子ビーム通過孔が一列配
置に形成されている。2つの中間電極GM1,GM2には、
図2(d)に示すように、3個のカソードKB ,KG ,
KR に対応して、ほぼ円形の3個の電子ビーム通過孔が
一列配置に形成されている。第6グリッドG6 の中間電
極GM2側には図2(e)に示すように、3個のカソード
KB ,KG ,KR に対応して、水平方向を長径とするほ
ぼ矩形状の3個の電子ビーム通過孔が一列配置に形成さ
れている。
【0021】この電子銃は、第2グリッドG2 と第4グ
リッドG4 、第3グリッドG3 と第5−2グリッドG52
がそれぞれ管内で接続され、第6グリッドG6 には、フ
ァンネル2の径大部に設けられた陽極端子24およびフ
ァンネル2の内面に塗布形成された内面導電膜25(図
1参照)などを介して陽極高電圧Eb が印加され、第5
−1グリッドG51および2つの中間電極GM1,GM2に
は、それぞれその陽極高電圧Eb を抵抗器22により分
割して得られる所定の電圧が印加される。また上記管内
で接続された第3グリッドG3 と第5−2グリッドG52
には、ネック5端部を封止するステム26を気密に貫通
するステムピン27を介して、ダイナミックフォーカス
電圧Vd が印加される。またカソードKB ,KG ,KR
、第1、第2、第4グリットG1 ,G2 ,G4 にも、
それぞれステム26を気密に貫通するステムピン27を
介して、所定の電圧が印加される。
【0022】上記電圧の印加によりこの電子銃21で
は、カソードKB ,KG ,KR および第1、第2、第3
グリットG1 ,G2 ,G3 により、各カソードKB ,K
G ,KR からの電子放出を制御し、放出された電子を集
束して電子ビームを形成する電子ビーム形成部が形成さ
れ、2分割された第5グリッドG51,G52、2つの中間
電極GM1,GM2および第6グリットG6 により、上記電
子ビーム形成部からの電子ビームを蛍光体スクリーン上
に集束する主電子レンズ部が形成される。
【0023】この主電子レンズ部は、図3に示すよう
に、第5−2グリッドG52、2つの中間電極GM1,GM2
および第6グリットG6 に形成される大きな第1電子レ
ンズMLと、電子ビームを画面中央部から周辺部へと偏
向するにしたがって、第5−2グリッドG52に印加され
るダイナミックフォーカス電圧Vd を図4に示すよう
に、実線から破線で示すように変化させることにより、
第5−1グリッドG51と第5−2グリッドG52との間に
形成される水平方向に集束、垂直方向に発散作用をもつ
4極子レンズの第2電子レンズQL3 とからなる。その
第1電子レンズMLの陰極側の第5−2グリッドG52と
中間電極GM1との間には、水平方向に発散、垂直方向に
集束作用をもつ4極子レンズQL2 が形成され、2つの
中間電極GM1,GM2の間には円筒レンズCLが形成さ
れ、第1電子レンズのスクリ−ン側の中間電極GM2と第
6グリットG6 との間には、水平方向に集束、垂直方向
に発散作用をもつ4極子レンズQL1 が形成される。
【0024】主電子レンズ部にこのような電子レンズQ
L2 ,CL,QL1 を形成すると、電子ビーム20B ,
20G ,20R を偏向しない場合は、第5−1グリッド
G51と第5−2グリッドG52とは、略同一電位または数
百Vの電位差に保つことにより、これら第5−1グリッ
ドG51、第5−2グリッドG52間に形成される第2電子
レンズQL3 の作用は極めて弱い状態となり、実質的に
電子ビーム形成部からの電子ビーム20B ,20G ,2
0R は、図3の実線で示すように第1電子レンズMLに
より集束されて蛍光体スクリーンに達する。これに対
し、電子ビーム20B ,20G ,20R を画面周辺部方
向に偏向する場合は、その偏向に応じて第5−2グリッ
ドG52に印加されるダイナミックフォーカス電圧が上昇
し、第5−1グリッドG51、第5−2グリッドG52間
に、そのダイナミックフォーカス電圧Vd の変化に応じ
た強さの水平方向に集束、垂直方向に発散作用をもつ第
2電子レンズQL3 が形成され、同時に第5−2グリッ
ドG52と中間電極GM1との間に形成される水平方向に発
散、垂直方向に集束作用をもつ4極子レンズQL2 と3
つの中間電極GM1、GM2間の円筒レンズCLの強さが弱
まる。その結果、第5−1グリッドG51から中間電極G
M1にかけて、図3の破線で示すように実質的に電子ビ−
ムを水平方向に集束、垂直方向に発散作用をもつレンズ
効果が相対的に生ずる。
【0025】したがって上記のように第5グリッドを2
分割し、その中間電極GM1と対向する他方の第5−2グ
リッドG52にダイナミックフォーカス電圧Vd を印加す
ると、1つの電極の電位を変化させるだけで、2段の水
平方向に集束、垂直方向に発散作用をもたせることがで
き、従来の1つの電極で、1段の水平方向に集束、垂直
方向に発散する作用をもたせる場合にくらべて、ダイナ
ミックフォーカス感度が上がり、低いダイナミックフォ
ーカス電圧で画面周辺部の偏向歪の補正を実現すること
ができる。また4極子レンズQL3 を第5−2グリッド
G52と第6グリットG6 との間に形成される第1電子レ
ンズMLのカソードKB ,KG ,KR 側に形成すること
により、この第1電子レンズMLに電子ビーム20B ,
20G ,20R の水平方向径をあらかじめ細く絞った状
態で入射させるので、画面周辺部に偏向される電子ビー
ム20B ,20G ,20R の偏向磁界を通過するときの
水平方向径は小さくなって、過集束状態となり、偏向磁
界のもつ水平方向に発散する作用の影響を減少しながら
補正する。また同時に、電子ビ−ムの水平方向は細く、
蛍光体スクリ−ン3に集束されるので、蛍光体スクリ−
ン3に傾斜して入射する際の幾何学的な電子ビ−ムの横
長歪を補正する。その結果、図5(d)に示したよう
に、画面周辺部におけるビームスポット10b の水平方
向径を小さくすることができる。
【0026】このような電子銃では、第1電子レンズM
Lと第2電子レンズQL3 の距離が重要となる。つま
り、電子ビ−ムの偏向にともなって、第2電子レンズQ
L3 を、電子ビ−ムの水平方向に集束、垂直方向に発散
するように作用させ、水平方向の集束作用によって蛍光
体スクリ−ン周辺における電子ビ−ムの幾何学的な歪を
補正し、発散作用によって偏向収差を補正する。その幾
何学的な歪の補正には、第2電子レンズQL3 をビ−ム
径の比較的小さな陰極側に配置した方が電子ビ−ムをよ
り細く集束できるので効果的であり、偏向歪の補正に
は、第1電子レンズMLに近い位置、つまり偏向装置に
近い場所に配置した方が、偏向磁界の等価的な4極子レ
ンズから見込んだ補正時の物点位置がより偏向磁界の等
価的な4極子レンズ側に移動するので効果的である。
【0027】第1電子レンズMLと第2電子レンズQL
3 を接近しすぎると、第1電子レンズMLを形成する陰
極側にある第2電極G52の水平方向に横長の電子ビ−ム
通過孔から浸透した電界が第2電子レンズQL3 を形成
する円形電子ビーム通過孔を有する第1電極G51まで浸
透し、第1電子レンズMLの陰極側に形成すべき4極子
レンズ成分が弱まり、ダイナミックフォ−カス感度が劣
化し、この発明の効果が得られなくなる。したがって第
1電極G51は、第1電子レンズMLの電界に影響を及ば
さない位置に配置する必要がある。
【0028】円筒電子レンズ系の場合、電界は、対称軸
方向へ開口径とほぼ同程度の距離まで浸透するから、非
円形開口の電子レンズ系の場合には、開口径の最大径ま
では浸透しないが、開口径の最小径以上では、電界が浸
透すると考えられる。しかし浸透電界中の実質的なレン
ズ作用領域は、浸透電界距離の70〜80%程度が支配
すると考えることができる。
【0029】したがって図2(c)に示すように、第2
電極の第3電極側の水平方向に横長のビ−ム通過孔の水
平方向径をDH2、垂直方向径をDV2とすると、第2電極
側への浸透電界の距離は、ほぼDH2とDV2の中間値程
度、つまり、( DH2+DV2) /2と推定できる。したが
って図2(a)に示すように、第2電極の長さL2 と第
1電極と第2電極の間隔g12の和を、0.8・( DH2+
DV2) /2以上にすれば、第2電極から陰極側へ浸透す
る電界は、第1電極の影響を受けないと考えることがで
きる。つまり、 0.8・(DH2+DV2)/2≦L2 +g12 の関係を満足すればよい。
【0030】一方、第1電子レンズMLと第2電子レン
ズQL3 の距離を遠ざけすぎると、第2電子レンズQL
3 で垂直方向に発散した電子ビ−ムが第1電子レンズM
Lの離軸部分を通過することになり、第1電子レンズM
Lの球面収差を受けて集束され、十分な発散作用が得ら
れない状態になる。極端に遠ざけると、第1電子レンズ
MLを構成する電極に電子ビームが衝突する場合が生ず
る。したがって第2電子レンズQL3 は、第1電子レン
ズMLの球面収差の影響を受けない位置に配置する必要
がある。
【0031】電子レンズは、これを構成する電極の電子
ビ−ム通過孔の中心軸から開口径Dの約15%程度まで
は、球面収差は比較的小さく、開口径Dの25%を越え
ると、急激に球面収差が増加するので、開口径Dの15
%以下のビ−ム占有率で電子ビ−ムを集束するのが一般
的である。
【0032】図3に示すように、電子ビ−ム形成部から
第2電子レンズQL3 までの距離をS1 とし、第2電子
レンズQL3 から第1電子レンズMLまでの距離をS2
とすると、主電子レンズに入射する電子ビ−ムの発散角
αは、約1.5°程度であるから、第1電子レンズにお
けるビ−ム占有率を15%とすると、 (S1 +S2 )・tan 1.5°=0.15・D となり、第2電子レンズQL3 では、電子ビ−ムを発散
して、約2.5°程度の発散角になる。このとき、第1
電子レンズMLのビ−ム占有率を50%以下とすると、 S1 ・tan 1.5°+S2 ・tan 2.5°≦0.25・D となる。したがって S2 ≦5.7・D となる。ここで、レンズ中心を電極間の中央にとって、
第1電極G51と第2電極G52の間隔をg12、第2電極G
52と第3電極G6 の間隔をg23とし、第2電極G52の各
長さをL2 とすると、 S2 =L2 +(g12+g23)/2 となるから、 L2 +(g12+g23)/2<5.7・D なる関係を満足すれば、球面収差の影響を受けることは
きわめて少なくなる。
【0033】なお、この発明の好適な具体例を図2を基
に説明する。第1および第2グリッドG1 、G2 には、
カソ−ドKB 、KG 、KR に対応して直径0.3〜1.
0mmの3個の円形電子ビ−ム通過孔が設けられ、第3グ
リッドG3 の第2グリッドG2 側には、直径1.0〜
3.0mmの3個の円形電子ビ−ム通過孔が、第3グリッ
ドG3 の第4グリッドG4 側、第4グリッドG4 、第5
−1グリッドG51には、直径5.5mmの3個の円形電子
ビ−ム通過孔が、第5−2グリッドG52の第5−1グリ
ッドG51側には、垂直方向径4.7mm、水平方向径6.
2mmの水平方向を長径とするほぼ矩形状の3個の電子ビ
−ム通過孔が、第5−2グリッドG52の中間電極GM1側
には、垂直方向径4.7mm、水平方向径6.2mmの水平
方向を長径とするほぼ矩形状の3個の電子ビ−ム通過孔
が、中間電極GM1、GM2には、直径6.2mmの3個のほ
ぼ円形の電子ビ−ム通過孔が、第6グリッドG6 の中間
電極GM2側には、垂直方向径4.7mm、水平方向径6.
2mmの水平方向を長径とするほぼ矩形状の電子ビ−ム通
過孔が設けられ、第5−2グリッドG52と第6グリッド
G6 の内側には、3電子ビ−ムを挟むように水平方向に
長い2つの金属片がそれぞれ取り付けられている。一
方、 第3グリッドG3 の長さG3L: 3.1mm 第4グリッドG4 の長さG4L: 20.3mm 第5−1グリッドG51の長さG51L : 8.0mm 第5−2グリッドG52の長さG52L : 4.8mm 中間電極GM1の長さGM1L : 2.0mm 中間電極GM2の長さGM2L : 2.0mm 第6グリッドG6 の長さG6L: 8.6mm となっており、また、 第3グリッドG3 と第4グリッドG4 の間隔g34: 0.7mm 第4グリッドG4 と第5−1グリッドG51の間隔g451 :0.7mm 第5−1グリッドG51と第5−2グリッドG52の間隔g5152:0.5mm 第5−2グリッドG52と中間電極GM1の間隔g52M1: 0.8mm 中間電極GM1と中間電極GM2の間隔gM1M2: 0.8mm 中間電極GM2と第6グリッドG6 の間隔gM26 : 0.8mm となっている。
【0034】そしてカソ−ドKB 、KG 、KR には10
0〜200Vのカット・オフ電圧に映像信号を重ねた電
圧が印加され、第1グリッドG1 を接地電位とし、第
2、第4グリッドG2 、G4 に600〜1000Vの電
圧が、第3、第5−2グリッドG3 、G52に陽極電圧E
bの20〜40%の電圧がそれぞれステムピンを介して
印加され、第5−1グリッドG51と2つの中間電極GM
1、GM2に、電子銃近傍の管内に配置された抵抗器によ
り陽極電圧を分割して、第5−1グリッドG51に第3グ
リッドG3 とほぼ同じ電圧が、中間電極GM1に陽極電圧
の30〜50%の電圧が、中間電極GM2に陽極電圧の6
0〜80%の電圧が印加される。そして電子ビ−ムの偏
向に同期して第3グリッドG3 と第5−1グリッドG51
に500〜1500Vp-P の電圧が重畳して印加され
る。
【0035】この場合、第1電極、第2電極、第3電極
は、それぞれ第5−1グリッドG51、第5−2グリッド
G52、第6グリッドG6 に対応する。したがって第5−
2グリッドG52の中間電極GM1側の水平方向開口径DH
は6.2mm、垂直方向開口径DV は4.7mmとなり、電
極長L2 は、L52となって4.8mm、電極間隔g12は
0.5mmとしている。したがって 0.8・(DH2+DV2)/2 =0.8・(6.2+4.7)/2=4.36mm 一方、 L2 +g12=5.3mm となり、先の条件を満足し、第5−2グリッドG52に浸
透する電界が第5−1グリッドG51の影響を受けること
がない。したがって偏向収差を補正する感度が低下する
ことはない。
【0036】また、第1電子レンズMLの垂直方向径は
DV であるから、この電子レンズMLの垂直方向の球面
収差は、ほぼDV に関係する。したがって開口径DをD
V として4.7mmとし、L2 は4.8mm、g12は0.5
mm、g23は実質的に第5−2グリッドG52と第6グリッ
ドG6 の電極間隔となるから、6.4mmである。よっ
て、 5.7・D=5.7×4.7 =26.8mm となる。一方、 L2 +(g12+g23) =4.8+(0.5+6.4)/2=8.25mm となり、先の条件を満足し、第1電子レンズMLの球面
収差の影響を受けることがないので、偏向収差を補正す
る感度は低下しない。
【0037】他の実施例として、第5−1グリッドG51
の第5−2グリッドG52側の3個の電子ビ−ム通過孔の
垂直方向径を水平方向径よりも大きくして、垂直方向を
長径とするほぼ矩形状のビ−ム通過孔とし、第2電子レ
ンズの4極子レンズ作用を強めることにより、この電子
銃の効果をより一層高めることが可能である。
【0038】なお、上記実施例では、第2電極と第3電
極の間に中間電極を介在させた4極子レンズを含む拡張
電界型電子レンズを第1電子レンズとする電子銃につい
て説明したが、この発明は、これに限らず、陰極側に4
極子レンズ成分を有する電子レンズ系や4極子レンズと
BPF(Bi−Potential Focus)型電
子レンズを第1電子レンズとする電子銃など、4極子レ
ンズと他の電子レンズとを組合わせた電子銃において、
その4極子レンズ部を第1電子レンズとする電子銃にも
適用できる。
【0039】
【発明の効果】この発明によれば、電子ビームの偏向に
応じて第1電子レンズの作用を弱めるとともに、非対称
の第2電子レンズを作用させ、第1電子レンズと第2電
子レンズの2段により電子ビ−ムを垂直方向に発散し
て、偏向磁界による過集束を補正すると同時に、第2電
子レンズにより電子ビ−ムを水平方向径に集束し、かつ
電子ビ−ムの水平方向を絞った状態で第1電子レンズに
入射させ、偏向磁界を通過する電子ビ−ムの水平方向を
径の小さな過集束状態として、偏向磁界による発散作用
とスクリ−ンに傾斜して入射する際の幾何学的な歪を補
正することができる。また第2電極に電子ビ−ムの偏向
に応じて変化する電圧を供給することにより、実質的に
水平方向に集束、垂直方向に発散する作用の電子レンズ
を2段設けることができ、従来の1つの電極で、1段の
水平方向に集束、垂直方向に発散する作用をもたせる場
合にくらべて、低いダイナミックフォーカス電圧で画面
周辺部のビ−ムスポットの歪を補正することが可能とな
り、ダイナミックフォ−カス感度が向上し、画面全域に
わたってビ−ムスポット径の小さな高解像度の受像管装
置とすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例であるカラー受像管装置の
構成を示す図である。
【図2】図2(a)はその電子銃の構成を示す図、図2
(b)ないし(e)は電子銃に含まれる一部の電極にお
ける電子ビーム通過孔の形状を示す図である。
【図3】上記電子銃の主電子レンズ部に形成される電子
レンズを示す図である。
【図4】上記電子銃の各電極に印加される電圧を示す図
である。
【図5】図5(a)ないし(d)は上記カラー受像管装
置の画面周辺部でのビームスポットを従来のカラー受像
管装置のそれと比較して示す図である。
【図6】従来のカラー受像管装置の構成を示す図であ
る。
【図7】図7(a)はその電子銃の構成を示す図、図7
(b)ないし(d)は電子銃に含まれる一部の電極にお
ける電子ビーム通過孔の形状を示す図である。
【図8】上記電子銃の各電極に印加される電圧を示す図
である。
【図9】図9(a)および(b)はそれぞれ上記電子銃
の主電子レンズ部に形成される電子レンズを示す図であ
る。
【符号の説明】
3…蛍光体スクリーン 10b …ビームスポット 20B ,20G ,20R …一列配置の3電子ビーム 21…電子銃 22…抵抗器 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 G51,G52…2分割された第5グリッド G6 …第6グリッド GM1,GM2…中間電極 KB ,KG ,KR …カソード ML…メインレンズ QL1 ,QL2 ,QL3 …4極子レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福田 久美雄 埼玉県深谷市幡羅町一丁目9番地2号 株 式会社東芝深谷電子工場内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カソードを含む複数個の電極からなる水
    平方向に一列配置の3電子ビームを発生する電子ビーム
    発生部およびこの電子ビーム発生部からの電子ビームを
    蛍光体スクリーン上に集束する複数個の電極からなる主
    電子レンズ部を有する電子銃と、この電子銃から放出さ
    れる電子ビームを水平および垂直方向に偏向する偏向装
    置とを備える受像管装置において、 上記主電子レンズ部は、上記カソード側から上記蛍光体
    スクリーン方向に配置された少なくとも第1、第2、第
    3電極を含む複数個の電極を有し、上記第2、第3電極
    の形成する第1電子レンズのレンズ作用領域内の陰極側
    に上記電子ビームを水平方向に発散、垂直方向に集束す
    る非対称電子レンズが少なくとも形成され、上記第1、
    第2電極に上記電子ビームの水平方向と垂直方向とで作
    用の異なる非対称の第2電子レンズが少なくとも形成さ
    れ、上記偏向装置の電子ビームの偏向に応じて上記第2
    レンズの電子ビームを水平方向に集束、垂直方向に発散
    する作用を強めるとともに上記第1電子レンズの作用を
    弱めることを特徴とする受像管装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の受像管装置において、第
    2電極の長さをL2 、第1電極と第2電極の間隔をg1
    2、第2電極と第3電極の間隔をg23、第2電極の電子
    ビーム通過孔の水平方向径をDH2、垂直方向径をDV2と
    したとき、 0.8・(DH2+DV2)/2≦L2 +g12 L2 +(g12+g23)/2<5.7・DV2 の式を満足することを特徴とする受像管装置。
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