本发明涉及彩色显像管等阴极射线管装置，尤其涉及校正偏转 磁轭产生的磁场所引起的偏转像差的动态聚焦方式的阴极射线管 装置。

一般，彩色显像管装置如图1所示，具有屏板1以及与该屏板1 连接成一体的漏斗2所组成的管壳，该屏板1的内面形成的荧光体屏 面3，由发出蓝光、绿光、红光的条状或点状的三色荧光体层组成。 与该荧光体屏面3相对、安装着其内侧形成许多孔的荫罩4。漏斗 2的颈部5内则配置了射出3束电子束6B、6G、6R的电子枪组 件7。而且，从该电子枪组件7出射的3束电子束6B、6G、6R由 于装在漏斗2外侧的偏转装置8所产生的水平、垂直偏转磁场的作 用而偏转，通过荫罩4在水平以及垂直方向上扫描荧光体屏面3，在 荧光体屏面上显示彩色图像。

这类彩色显像管装置中，具体来说有一种一列式彩色显像管装 置，其电子枪组件7作成为发射出一列配置的3束电子束6B、6G、 6R的电子枪，由处于同一水平的中心束6G以及一对边束6B、6R 所组成。

通常，电子枪组件7具有电子束发生部与主电子透镜部。电子 束发生部由阴极以及在该阴极上依次邻接配置的多个电极组成，控 制阴极的电子发射，使射出的电子束聚焦，形成3束电子束6B、 6G、6R。主电子透镜部由多个电极组成，使来自该电子束发生部 的3束电子束6B、6G、6R聚焦并且会聚在荧光体屏面3上。

这类彩色显像管装置，要使上述荧光体屏面3上的图像特性良 好，需要使电子枪组件出射的3束电子束6B、6G、6R分别合适地 聚焦(focus)，并使3束电子束6B、6G、6R会聚(converge)于荧光 体屏面3的全域。

这当中，3束电子束6B、6G、6R的会聚有例如美国专利 2,957,106说明书中揭示的方法，即预先使电子枪组件出射的3束电 子束倾斜射出。还有如美国专利3,772,554说明书中揭示的方法，在 构成主电子透镜部的电极的3个电子束通过孔中，使一对边束通过 孔比电子束发生部一侧的邻接电极的边束通过孔更加向外偏离中 心一点儿，通过这种办法会聚。两种方法均得到了广泛地采用。

但是，即使将采用这类方法的电子枪组件7装入阴极射线管，实 际的彩色显像管装置在偏转电子束时仍然产生3束电子束6B、 6G、6R的会聚误差。因此，针对处于同一水平面上的一列配置的3 束电子束有这种方法，即设法使偏转装置8产生的水平偏转磁场呈 枕形，垂直偏转磁场呈桶形，由这些偏转磁场使一列配置的3束电子 束6B、6G、6R会聚于荧光体屏面3的全域。这种彩色显像管装 置称为自会聚一列式彩色显像管装置，现在成为彩色显像管装置的 主流。

但是，由偏转装置8的偏转磁场如上所述使3束电子束6B、 6G、6R会聚时，3束电子束6B、6G、6R有明显的偏转像差，荧 光体屏面3上的束斑失真变大，致使解像度变差。也就是如图2就水 平偏转磁场所示的那样，当电子束6偏转至图面右侧时，电子束6受 到枕形水平偏转磁场10如箭头11所示的垂直方向(Y轴方向)的聚 焦作用。另一方面，电子束6在水平方向(X轴方向)上，因电子束6的 右侧与左侧磁通密度不同，右侧比左侧磁通密度大，因而右侧受到较 大的偏转作用，在左右方向上被拉伸。

也就是说，枕形水平偏转磁场10不仅对电子束6起到了水平方 向上发散、垂直方向上聚焦的四极透镜作用，而且具有偏转电子束6 的棱镜作用。结果是如图3所示，上述水平偏转磁场10偏转的电子 束6位于屏面周边的束斑13，在垂直方向上呈过度聚焦状态，在高亮 度部分14的上下产生低亮度的光晕15，而且水平方向上处于欠聚焦 状态，呈左右伸长的形状，使得屏面周边的解像度明显变差。

为防止这类偏转像差引起的解像度变差，特开昭61-99249号公 报、特开昭61-250934号公报、特开平2-72546号公报等揭示了一 种电子枪组件，如图4所示，沿电子束6行进方向依次配置第1至第5 栅极G1～G5，在这第3栅极G3上加上规定的直流电压Vf，第4栅 极G4上加上的电压则是相同的直流电压Vf叠加了随电子束6偏转 量变化的变动电压Vd，第5栅极G5则加上阳极电压Eb。

这种电子枪组件通过加上这类电压Vf、Vd，在第3、第4栅 极G3、G4间形成四极透镜，第4、第5栅极G4、G5间形成最终 聚焦透镜。上述各公报的各电子枪组件只是电极构造有所不同，形成 的电子透镜全都基本相同，具有相同作用。

图5以光学模型来表示这种电子透镜。该光学模型中，阴极出 射的电子束6在到达荧光体屏面3之前，通过形成于上述第3、第4 栅极G3、G4间的四极透镜QL，形成于第4、第5栅极G4、G5 间的最终聚焦透镜EL，偏转装置的四极透镜qL以及棱镜pL。而且， 在电子束6未被偏转地朝向荧光体屏面3中央时，第3、第4栅极 G3、G4则几乎为相同电位，这些电极间未形成四极透镜QL。因而， 电子束6如实线所示，由最终聚焦透镜EL正确地聚焦在荧光体屏面 3的中央，荧光体屏面3上的束斑基本上呈圆形。

反之，电子束偏转时，第4栅极G4的电位随其偏转量而上升，第 3、第4栅极G3、G4间形成四极透镜QL，同时减弱第4、第5栅 极G4、G5间最终聚焦透镜EL在水平、垂直方向上的聚焦作用。 因此，如虚线所示，电子枪出射的电子束6在垂直方向上欠聚焦，但由 于受到偏转像差即像散像差的聚焦作用，因而可以在垂直方向上正 确地聚焦。另一方面，在水平方向上，四极透镜QL的聚焦作用几乎未 变，因偏转磁场而呈聚焦稍稍不足。但荧光体屏面3的周边比起中央 部分更加离开电子枪组件，因而水平方向也可正确聚焦，荧光体屏面 3上的束斑13成为接近圆形的形状。

然而，这种借助于动态聚焦方式的电子束6的聚焦存在以下问 题。

随着管子大型化、偏转角度变大，偏转像差增大，需要增强校正 这种偏转像差所需的四极透镜QL在垂直方向上的发散作用，结果是， 由于四极透镜QL的水平方向的聚焦作用增大，需要使最终聚焦透镜 EL的聚焦作用大幅度降低。因此，需要使电极间的电位差加大，以降 低该最终聚焦透镜EL的聚焦作用，但有电视机电路负担加重、放 电、耐压等安全、可靠性方面的问题。而且，更大的问题还在于处于 荧光体屏面周边的束斑形状呈水平方向较长的横长形。束斑形状象 这样呈横长形时，画面的水平方向解像度就明显变差。而且发生这类 问题，即束斑的垂直方向的直径极小时，就因与荫罩孔的配列间距相 干涉，而产生莫尔条纹，致使图像质量变差。

这种束斑形状呈横长形的原因如下。如图5所示，阴极出射的 电子束6形成交迭点，受到第2、第3栅极形成的前置聚焦透镜的稍 弱的预聚焦，以发散角α射入电子透镜系统，若假设在水平方向以聚 焦角βHc，垂直方向以聚焦角βVc聚焦于荧光体屏面3中央，设Vo 为交迭点部分的电位，Vi为荧光体屏面3一侧的电位，这时，水平方向 成像倍率MHc、垂直方向成像倍率MVc则分别由式(1)、式(2)表 示。

MHc＝(α/βHc)(Vo/V)1/2       式(1)

MVc＝(α/βVc)(Vo/Vi)1/2      式(2)

聚焦在该荧光体屏面3的中央时，则成立

βHc＝βVc                    式(3)

因而，成像倍率MHc、MVc有如下关系：

MHc＝Mvc                      式(4) 荧光体屏面3中央的束斑便呈圆形。

但在使电子束偏转时，偏转装置的四极透镜qL起作用，而且补 偿偏转像差的四极透镜QL也起作用。这时，假设水平方向以聚焦角 βHp、垂直方向以聚焦角βVp聚焦于荧光体屏面3的周边，水平 方向成像倍率MHp、垂直方向成像倍率MVp则分别成立式(5)、 式(6)。

MHp＝(α/βHp)(Vo/Vi)1/2      式(5)

MVp＝(α/βVp)(Vo/Vi)1/2      式(6)

聚焦于该荧光体屏面3周边时，

βHp＜βVp                    式(7) 成立，成像倍率MHp、MHv成立式(7)，因而在荧光体屏面3周边， 束斑呈横长形。

MHp＞Mvp                      式(8)

为解决这种荧光体屏面3周边的束斑成横长形状的问题，特开 平3-95835号公报、特开平3-93135号公报揭示了一种电子枪组件， 它是除电子枪组件的四极透镜、最终聚焦透镜之外，在阴极与该四极 透镜之间增加另一四极透镜形成的，并使之起到一种与增加四极透 镜以前，前述电子枪组件的四极透镜的聚焦以及发散作用相反的作 用，使电子束在水平方向上发散，垂直方向上聚焦，从而使上述电子束 水平方向的聚焦角βHp接近垂直方向上的聚焦角βVp，成像倍率 MHp、MVp由下式决定。

MHp≈MVp

但是，这类技术手段如电视学会技报IDY92-17所述，大电流时 电子束发散角α变大。因此存在以下原理上的问题，当由附加四极透 镜使该电子束进一步在水平方向上发散时，受最终聚焦透镜在水平 方向上的球面像差的影响较大，荧光体屏面上的束斑直径在水平方 向上不够小。

如上所述，对于电子枪组件出射的处于同一水平面上的一列配 置的3束电子束，若偏转装置产生的水平、垂直偏转磁场呈枕形、桶 形，电子束就受到该偏转磁场的偏转像差的影响，荧光体屏面周边上 的束斑失真，解像度明显变差。

解决这种偏转像差引起的解像度变差的技术手段以前有沿电 子束行进方向形成有四极透镜、最终聚焦透镜的动态聚焦方式的电 子枪组件。但是，这种电子枪组件随着管子大型化、偏转广角化，需 要增强补偿该偏转像差的四极透镜在垂直方向上的发散作用，与此 同时，还需要加大四极透镜在水平方向上的聚焦作用，大幅度降低最 终聚焦透镜的聚焦作用。因此，形成最终聚焦透镜的电极间电位差变 大，带来电视电路负担增加、放电、耐压等安全、可靠性方面的问题。 而且，该电子枪组件还有以下问题，荧光体屏面周边的束斑其形状变 成在水平方向上较长的横长形，导致水平方向解像度变差，与荫罩孔 的配列间距相干涉产生莫尔条纹，致使画面质量变差。

为了解决这类问题，有一种电子枪组件，设法除上述四极透镜、 最终聚焦透镜之外，再在阴极与上述四极透镜之间增加另一四极透 镜。但是，象这样增加四极透镜时，在原理上有荧光体屏面的水平方 向上的束斑直径不够小的问题。

另外，还有日本专利公报特开平5-2999号公报揭示的彩色 显像管，但由该公报图12中可知，未揭示与本发明中第1电极 (G5)相对应部分。

本发明目的在于提供一种由动态聚焦方式的电子枪组件补偿 偏转装置所产生的磁场引起的偏转像差，使电子束束斑在画面全域 基本上呈圆形，因而解像度高、可靠性高的阴极射线管装置。

根据本发明的第一方面，为一种彩色阴极射线管装置，包括：

电子枪组件(21)，包括产生一列配置的3束电子束(20R，20G， 20B)的发生部(KB，KG，KR)，以及让3束电子束通过、相向设置的 第1和第2电极(G5，G6)；

使所述电子枪组件出射的3束电子束(20R，20B，20G)在水平和 垂直方向上偏转的偏转装置(8)；

偏转的电子束(20R，20B，20G)在其上面着屏，响应此着屏发光 的荧光屏(3)；

与所述第1电极(G5)连接的电阻器(22)，其一端保持恒定电压 (Eb)，另一端维持为可调节电压，以便所述第1电极(G5)加上第2 直流电压，所述第2直流电压是通过对该恒定电压(Eb)和可调节电 压间的电位差进行分压得到的；以及

向所述第2电极(G6)加上第1电压(ec6)的第1电压施加装置， 第1电压是通过在预定的第1直流电压(Vf)上叠加随所述偏转装置 偏转的电子束(20R，20B，20G)的偏转量而变动的第1变动电压(Vd) 得到的，

其特征在于，

实际向所述第1电极(G5)加上第2电压(ec5)的第2电压施加装 置，所述第2电压(ec5)是通过在第2直流电压上叠加从所述第2电 极(G6)处因所述第1和第2电极(G5，G6)间存在的电容而感应出的 第2变动电压得到的；

由所述第1和第2电极(G5，G6)形成使电子束(20R，20B，20G) 聚焦于所述荧光屏(3)上的电子透镜装置(L1，L2)，电子透镜装置(L1， L2)的聚焦透镜放大率随与电子束(20R，20B，20G)偏转同步的第1 和第2变动电压的变动而变化，从而使电子束(20R，20B，20G)聚焦 状态发生变化；

所述透镜装置(L1，L2)至少由第1电子透镜(L1)和比所述第1 电子透镜靠近所述荧光屏(3)形成的第2电子透镜(L2)所组成，所述 第1电子透镜(L1)其透镜放大率至少与电子束的水平方向偏转量同 步变动；

电子束(20R，20B，20G)射向所述荧光屏(3)中央时，所述第1和 第2电极(G5，G6)的电压几乎相等，所述电子束(20R，20B，20G)偏转 到所述荧光屏(3)周边时，所述第1和第2电极(G5，G6)间便有电压 差产生，使得所述第1电子透镜(L1)起作用。

根据本发明的第二方面，为第一方面所述的彩色阴极射线管装 置，其特征在于，

第1电极与第2电极之间的静电电容为C，与该静电电容等效 并联连接的直流电阻值为R，所述变动电压的水平偏转同步频率为 fH，它们之间存在以下关系：

2πfHCR≥104/8π        (π为圆周率)

而且所述变动电压的垂直偏转同步频率为fV，它们之间存在 以下关系：

2πfVCR≤1/4                  (π为圆周率)。

根据本发明的第三方面，为第二方面所述的彩色阴极射线管装 置，其特征在于，

所述第1电子透镜(L1)通过第5和第6栅极间所加的电位差， 随3束电子束(20R，20G，20B)的偏转，在水平方向上使3束电子束 (20R，20G，20B)聚焦，在垂直方向上使3束电子束(20R，20G，20B) 发散。

根据本发明的第四方面，为第二方面所述的彩色阴极射线管装 置，其特征在于，

所述第1电极与第2电极的实际相对面的面积为S，间距为l， 它们之间存在以下关系：

S/l≤0.45。

图1是大致表示以往彩色显像管装置构造的截面图。

图2是说明以往彩色显像管装置的枕形水平偏转磁场对于电 子束作用的说明图。

图3表示的是由图2所示的枕形水平偏转磁场偏转的电子束在 画面周边处的束斑形状。

图4是大致表示具有防止偏转像差引起的解像度变差用的 电极布置的已有电子枪组件构造的剖面图。

图5是说明图4所示的电子枪组件各电极间形成的电子透镜的 说明图。 

图6是大致表示本发明一实施例彩色显像管装置构造的剖面 图。

图7是大致表示图6所示的电子枪组件构造的模式图。

图8A是表示图7所示的电子枪组件的第5栅极与第6栅极相 对的一面的电子束通过孔的形状的平面图。

图8B是表示图7所示的第6栅极的电子束通过孔的形状的平 面图。

图8C是表示图7所示的第7、第8栅极的电子束通过孔形状 的平面图。

图8D是表示图7所示的第9栅极与第8栅极相对的一面的电 子束通过孔的形状的平面图。

图9是说明图7所示的电子枪组件中电子束水平偏转时由第5 至第9栅极各电极间的静电容量感应产生的变动电压的等效电路 图。

图10表示图9所示的电路中由变动电压的感应而得出的第5 至第9栅极的电压变化。

图11是表示图7所示的电子枪组件中第5至第9栅极的电位 的曲线图。

图12是说明图7所示的电子枪组件中第5至第9栅极各电极 间形成的电子透镜的模式图。

图13是说明图7所示的电子枪组件中垂直偏转电子束时通过 第5至第9栅极各电极间的静电容量感应产生的变动电压的等效电 路图。

以下参照附图根据实施例说明本发明。

图6表示本发明一实施例彩色显像管装置。该彩色显像管装置 具有屏板1以及与该屏板1结合为一体的漏斗2所形成的管壳，该屏 板1的内面形成有荧光体屏面，即靶面3，它由发蓝、绿、红光的条状 的3色荧光体层组成。在屏板1的内侧与该荧光体屏面3相对装着 形成有许多孔的荫罩4。另一方面，在漏斗2的颈部5内配置了处于 同一水平面一列配置的，射出3束电子束20B、20G、20R的电子 枪21。而且，在这一侧沿该电子枪组件21配置了电阻器(未图示)。 而且，在漏斗2外侧装着偏转装置8。而且，由偏转装置8产生的水 平以及垂直偏转磁场来使该电子枪组件21出射的3束电子束 20B、20G、20R偏转，通过荫罩4在水平以及垂直方向上扫描荧 光体屏面3，从而显示出彩色图像。

电子枪组件21如图7所示，由一列配置于水平方向的3个阴极 KB、KG、KR(图7中仅图示出KR)，分别加热这些阴极KB、 KG、KR的加热器H，以及从阴极KB、KG、KR向荧光体屏面 方向顺序以规定间隔配置的第1至第9栅极G1～G9组成。另外， 图7中22是电阻器，配置于电子枪组件的一侧，沿电子枪组件延伸。

第1、第2栅极G1、G2由板状电极构成，第3、第4、第5、 第6栅极G3、G4、G5、G6由筒状电极构成，第7、第8栅极 G7、G8由厚度较厚的板上电极构成，第9栅极G9由帽状电极构 成。而且，在该第1、第2、第3、第4栅极G1、G2、G3、G4 以及第5栅极G5相对于第4栅极G4一侧的面上，对应于3个阴极 KB、KG、KR，形成了一列配置的三个圆形电子束通过孔。第5 栅极G5靠第6栅极G6一侧的相对面则对应于3个阴极KB、KG、 KR如图8A所示，形成一列配置的垂直方向(Y轴方向)为长边的大致 矩形的3个电子束通过孔24。第6栅极G6上对应于3个阴极KB、 KG、KR，如图8B所示形成一列配置的水平方向(X轴方向)为长边 的大致矩形的3个电子束通过孔25。第7以及第8栅极G7、G8 对应于3个阴极KB、KG、KR如图8C所示形成有一列配置的 基本上为圆形的3个电子束通过孔26。第9栅极G9靠第8栅极 G8一侧的相对面，对应于3个阴极KB、KG、KR，如图8D所示形 成一列配置的水平方向为长边的大致矩形的3个电子束通过孔 27。

该电子枪组件通过图6所示的杆型引脚29分别在阴极KB、 KG、KR上加一100～200V电压与图像信号电压迭加的电压，在 第1栅极G1上加接地电位。第2、第4栅极G2、G4以及第3、 第6栅极G3、G6分别在管内连接，该第2、第4栅极通过杆型引 脚29加上500～1000V电压，第3、第6栅极则通过杆型引脚29 加一电压，该电压为阳极电压Eb的20％～30％的聚焦电压Vf之上 叠加了与流入偏转装置中的偏转电流同步变化的变动电压Vd。而 且，第5、第7、第8栅极G5、G7、G8分别加上阳极电压Eb经 电阻器22分压的各分压。即，第5栅极G5上所加的电压与第3以 及第6栅极G3、G6上所加的聚焦电压Vf相同，或稍许高些，而第7 栅极G7加上阳极电压Eb的35～40％，第8栅极则加上阳极电压 Eb的50～70％。此外，通过图6所示的阳极端子30以及形成于漏 斗内面的导电膜31等将阳极电压Eb加在第9栅极G9上。

不过，上述电子枪组件通过各电极两两之间存在的静电容量对 第3以及第6栅极G3、G6上所加的变动电压Vd产生感应。即， 该电子枪组件中，第4至第9栅极G4～G9各电极间存在静电电容， 第5、第7、第8栅极G5、G7、G8由电阻器22提供阳极电压 Eb的分压，因而，第5、第7、第8栅极G5、G7、G8还叠加有 通过该静电电容对第3和第6栅极G3、G6所加的变动电压Vd产 生的感应电压，电极间的静电电容交流阻抗与电阻器22的直流阻 抗相比非常小时，可以忽略直流阻抗。

这里，要求出该第4至第9栅极G4～G9各电极上感应出的变 动电压，该第4、第5栅极G4、G5间的静电电容为C5，第5、第6 栅极G5、G6间的静电电容为C4，第6、第7栅极G6、G7间的 静电电容为C3，第7、第8栅极G7、G8间的静电电容为C2，第8、 第9栅极G8、G9间的静电电容为C1，若使直流电压短路，且忽略电 阻器的电阻，对于交流电压由等效电路来表示，便如图9所示。这里， 若假设各电极间的静电电容C1～C5全部相同，第5栅极则感应出 第6栅极G6所加的变动电压Vd的1/2，第7栅极G7则感应出变动 电压Vd的2/3，而第8栅极G8则感应出变动电压Vd的1/3。

这里，图7中所示的与第6栅极G6连接的由变动电压Vd等 组成的部分构成所说的第1电压施加装置。图7所示的与第5栅极 G5连接的由电阻器22等组成的部分构成所说的第2电压施加装 置。

图10示出以感应出这些变动电压的各电极电位为纵轴，横轴为 时间轴。曲线32表示第6栅极上所加的聚焦电压Vf之上叠加了变 动电压Vd的电压(Vf+Vd)，曲线33表示第5栅极电压ec5，曲线34 表示第7栅极电压ec7，曲线35表示第8栅极电压ec8，直线36表示 第9栅极G9所加的阳极电压Eb。另外，虚线33a、34a、35a分 别是未叠加变动电压时第5、第7、第8栅极的电压Ec5、Ec7、 Ec8。另外，该图10所示的1H表示水平偏转1个周期的时间。

图11示出了第5至第9栅极所加的电压的曲线，而图12则对 应于这第5至第9栅极所加的电压以光学模型表示这些电极间形成 的电子透镜。图11中实线37a表示的电压曲线相当于电子束未偏 转地射向荧光体屏面中央时的电压，虚线37b表示的曲线则相当于 偏转时的电压。图12在管轴Z以上的附图上部区域示出包括垂直 方向的垂直面内电子束20的轨迹以及垂直面内形成的电子透镜，在 管轴Z以下的附图下部区域示出包括水平方向的水平面内电子束 20的轨迹以及水平面内形成的电子透镜，实线表示电子束20未偏转 地射向荧光体屏面3中央时的轨迹以及形成的电子透镜，虚线则表 示电子束20未偏转时的轨迹以及形成的电子透镜。

如这些图11以及图12所示，当电子束20未偏转而射向荧光体 屏面3中央时，第6栅极的电压ec6等于聚焦电压Vf，如式(9)所示。 而第5栅极电压ec5则是在经电阻器分压的电压Ec5之上叠加通过 第5、第6栅极间的静电容量感应出的变动电压，如式(10)所示。该 第5栅极电压ec5基本上与等于聚焦电压Vf的第6栅极电压ec6 同电位，在第5、第6栅极间不产生电位差。因此，这时在第5、第6 栅极间未形成电子透镜L1(第1电子透镜)。

ec6＝Vf                          式(9)

ec5≈Ec5-(1/4)Vd                 式(10)

而且，在第6至第9栅极间形成有轴电位分布连续变化的扩张 电子透镜(第2电子透镜)。该扩张电子透镜L2由第6、第7栅极间 形成的电子透镜L21(四极透镜)，第7、第8栅极间形成的电子透镜 L22(圆筒电子透镜)，第8、第9栅极间形成的电子透镜L23(四极透 镜)组成。亦即，相对于式(9)所示的第6栅极的电压ec6，第7栅极的 电压ec7则是在经电阻器分压的分压Ec7之上再叠加通过第6、第 7栅极间的静电电容感应出的变动电压，如式(11)所示。而且，该第6 以及第7栅极上分别形成如图8A以及8C所示的电子束通过孔，因 而在该第6、第7栅极间形成水平方向起发散作用、垂直方向有聚 焦作用的四极透镜所组成的电子透镜L21。

ec7≈Ec7-(1/3)Vd                 式(11)

而且，相对于上述第7栅极电压ec7，第8栅极的电压ec8则是在 经电阻器分压的电压Ec8之上叠加通过第7、第8栅极间的静电电 容感应出的变动电压，如式(12)。而且，该第7以及第8栅极分别形成 如图8C所示的电子束通过孔，因而该第7、第8栅极间形成水平、 垂直方向均起聚焦作用的圆筒电子透镜组成的电子透镜L22。

ec8≈Ec8-(1/6)Vd              式(12)

而且，相对上述第8栅极电压ec8，第9栅极则加上阳极电压Eb， 而且这第8以及第9栅极分别形成有图8C以及图8D所示的电子 束通过孔，因而在该第8、第9栅极间形成水平方向起聚焦作用、垂 直方向有发散作用的四极透镜组成的电子透镜L23。

也就是说，第6至第9栅极间形成的扩展电子透镜L2由包含双 重四极透镜(即透镜作用相反的两个四极透镜)的3个电子透镜 L21、L22、L23组成。而且，电子束不偏转地指向荧光体屏面中央 时，由该扩展电子透镜L2无论在水平以及垂直方向均可以正确地聚 焦在荧光体屏面3的中央。

反之，电子束20偏转时，由偏转装置产生的偏转磁场在电子枪 组件与荧光体屏面3之间等效地形成四极透镜的电子透镜qL与棱 镜pL。而且变动电压Vd随之上升，第6栅极电压ec6则为聚焦电 压Vf叠加上述变动电压Vd，如式(13)所示。

ec6＝Vf+Vd                   式(13)

而且，第5栅极的电压ec5则由于通过与第6栅极间的静电电容 所感应的变动电压，而变成式(14)所示的电压。第7栅极的电压ec7 同样因通过与第6栅极间的静电电容所感应的变动电压，而变成式 (15)所示的电压。第8栅极的电压ec8因通过与第7栅极间的静电 电容所感应的变动电压，而成为式(16)所示的电压。

ec5≈Ec5+(1/4)Vd          式(14)

ec7≈Ec7+(1/3)Vd          式(15)

ec8≈Ec8+(1/4)Vd          式(16)

结果，在第5、第6栅极间产生电位差，并且这第5、第6栅极 间分别形成了如图8A以及图8C所示的电子束通过孔，因而该第 5、第6栅极间形成的电子透镜L1由如虚线所示在水平方向上起聚 焦作用、在垂直方向上有发散作用的四极透镜组成。

反之，第6、第7栅极间电位差变小，这些电极间形成的四极透 镜所组成的电子透镜L21的作用如虚线所示，与实线所示的电子束 未偏转的情况相比有所减弱，电子束20相对来说在水平方向聚焦， 在垂直方向上发散。而且，第7、第8栅极间的电位差也减小，这些 电极间形成的圆筒电子透镜所组成的电子透镜L22的作用与电子束 20未偏转的情况相比也有所减弱，电子束20相对来说在水平、垂直 方向上均发散。而且，第8、第9栅极间的电位差也有一些减小，这 些电极间形成的四极透镜所组成的电子透镜L23的作用与电子束 20未偏转的情况相比有所减弱，电子束20相对来说在水平方向稍稍 发散，在垂直方向上聚焦。

因而，第6至第9栅极间形成的第2电子透镜L2随上述3个电 子透镜L21、L22、L23的变化，在水平方向上电子束L21的相对 聚焦作用与电子透镜L22、L23的相对的发散作用相互抵消，就第2 电子透镜L2整体而言，基本上保持与电子束20未偏转的时候相同 的聚焦状态。而且在垂直方向上，电子透镜L21、L22的相对发散 作用比电子透镜L23的相对聚焦作用大，就第2电子透镜L2整体而 言，使得电子束20发散。

结果是，电子束20偏转时，由于上述第1电子透镜L1的水平方 向聚焦、垂直方向发散的作用，与第2电子透镜L2的水平方向聚 焦、垂直方向发散的作用，在水平方向先由第1电子透镜L1的聚焦 作用聚焦，再由第2电子透镜L2的聚焦作用聚焦，而后进入偏转磁 场。这时，电子束20经该偏转磁场的等效的四极透镜qL受到发散作 用，但由于电子束20经第1电子透镜L1的聚焦作用使束径在水平方 向已收缩，因而通过偏转磁场时电子束20的束径较小，因而偏转磁场 的发散作用的影响较小。而在垂直方向上，先经第1电子透镜L1的 发散作用发散，再经第2电子透镜L2的发散作用发散，来补偿偏磁场 的等效的四极透镜qL的聚焦作用。结果是，电子束20偏转时无论在 水平还是垂直方向上也都可以正确地聚焦在荧光体屏面3上。

上述实施例是电极间的静电电容C的交流阻抗z与电极间的直 流电阻R相比非常小，可忽略R的情况。在R无法忽略时，叠加在第 5栅极上的变动电压有相位差，这就成了问题。

也就是说，在使第6栅极所加的变动电压Vd与偏转装置的水平 以及垂直偏转两者同步变化时，画面上下、左右的电子束聚焦状态就 会有不同，致使画面质量不均匀。

要解决这样的问题，需要将变动电压的相位差抑制到实用上不 存在问题的量，或者使叠加的电压大小调节至实际上对画面质量不 均匀不产生影响的程度。满足这种条件的电极间静电电容C与电极 间的直流电阻R其关系如下所述。

第5、第6栅极附近的等效电路如图13所示，第4、第5栅极 间的静电电容C5与电阻R并联，第5、第6栅极间的静电电容C4 与之串联。

因而，此时第5栅极上叠加的电压ec5如式(17)。

ec5＝Vd/[(1+C5/C4)-j/(ωC4R)]     式(17) 但Vd为第6栅极所加的变动电压，j以及ω则为

j2＝-1

ω＝2πf(π：圆周率)

f为变动电压频率。这里设

C＝C4＝C5

则第5栅极电压ec5的振幅|ec5|以及相位差φ分别如式(18) 以及式(19)所示。

|ec5|＝[22+(1/ω CR)2]1/2/[22+(1/ω CR)2]    式(18)

φ＝tan-1[1/(2ω CR)]                        式(19)

这里，一般显像管装置是在比画面更宽的范围内使电子束偏转 扫描的。其比例为104％～110％。因而容许的相位差φL为

φL＝2π·(4/104)·(1/2)        ＝4π/104

因而实际容许的相位差在φL以下时R与C的关系为

1/(2·2πfcR)≤4π/104

1/(2πfCR)≤8π/104

2πfCR≥104/8π

另一方面，静电电容C基本上由电极间隔与相对的电极的面积 决定的。这种间隔出于耐压考虑，较大为好，但间隔太大的话，就产生 颈部所带的电位浸透到该电极间，而有损于电子透镜特性等问题。因 而，实际应用中电极间隔设定为0.4～1mm。电极间的静电电容C 设为1～4pF。变动电压Vd的频率f因显像管制式而有所不同，在 NTSC方式水平偏转频率fH为15.75KHz，垂直偏转频率fV为 60Hz。因而对应于这些水平、垂直偏转频率fH、fV，各交流阻抗 ZH、ZV为

ZH＝1(2πfHC)＝2.5～10MΩ

ZV＝1/(2πfVC)＝660～2700MΩ

这里，要使与水平偏转频率fH同步叠加的变动电压的相位差在 容许范围，在NTSC情况下则要成立式(20)。

R≥10·104/8πMΩ24≈40MΩ          式(20)

在R＝40MΩ时，由于

{1/(2π fHCR)}2＜＜22

因而第5栅极电压|ec5|H则如式(21)所示。

|ec5|H≈0.5Vd                       式(21)

因而可叠加变动电压Vd的50％左右。

而在设电极间阻抗R为40MΩ时，与垂直偏转频率fV同步叠 加的变动电压的相位差φV值，因1/(2π fVCR)＝32～66，所以

φV＝1.50～1.56rad＝86～89°

相位差有问题。这里

{1/(2πfHCR)}2＞＞22

因而第5栅极的电压|ec5|V如式(22)所示，

|ec5|V≈2πfVCRVd

      ≈0.01Vd～0.06Vd             式(22)

即叠加在第5栅极5上的电压是变动电压Vd的6％以下。这 时，与垂直偏转频率同步叠加在第6栅极G6上的电压为300V，因而 即使如上所述第5栅极G5所叠加的6％的电压有相位差，实际上也 不使电子束聚焦状态发生变化，因而可以忽略。

根据实验得出的评价结果，这种有相位差叠加的电压可忽略的 大小，为变动电压Vd的25％。因而满足这种条件的C与R的关系 为：

2πfVCR≤1/4

在NTSC制的情况下则为：

R≤165MΩ

这里，上述R决定使阳极电压分压供给G5的电压。分压为阳极 电压的20～30％，设电阻器的总电阻值为RT时，则由

R/RT＝0.2～0.3

设R＝165MΩ时，则

RT＝550～825MΩ

RT减小则电阻器的消耗功率变大，便带来发热损坏电阻器，或 是因电阻值随时间变化而使分压比变化这类问题，就会影响电阻器 的可靠性，进而使阴极射线管性能等变差。因而，电阻值不能太小，一 般电阻器消耗功率应在0.2W以下，因而总电阻值设定为800MΩ以 上。从而R为：

R≥160MΩ

因而C为：

2πfVC·160×106≤1/4

C≤4pF

电极间的静电电容由于其间距为l，相对面积为S，故要使C≤ 4pF，由

C＝l·ε0/S≤4×10-6

则l与S应满足以下关系。

S/l≤0.45

而且相向的电极面积不同时，采用互相重合面的面积也没关 系。

如上所述，通过设定R与C的关系就可以将Vd与十几kHz以 上的水平偏转频率同步地加在第6栅极上，并且可以将约为Vd50％ 的电压伴有实用范围内的相位差、叠加在第5栅极上，就可以如前所 述改变电子束聚焦状态以补偿偏转磁场的像差。而且将Vd与几十 至几百Hz的垂直偏转频率同步地加在第6栅极时，第5栅极上叠加 的是具有约90°相位差的变动电压。这时可以是叠加电压Vd的 25％以下，这一量实际上不会给电子束的聚焦状态带来影响，因而第 5栅极与第6栅极间产生Vd电位差，图12所示的第5、第6栅极的 第1电子透镜L1变得作用较强，与第2电子透镜L2一起起作用。 因而，可以由极低电压的Vd来补偿垂直偏转的偏转像差所引起的电 子束垂直方向的过聚焦。

也就是说，使叠加在第6栅极上的变动电压与水平以及垂直偏 转两者同步变化时，由于与水平偏转同步的变动电压，第5、第6栅 极间的第1电子透镜L1，以及第6至第9栅极间的第2电子透镜L2 起到忽略R的如前所述的作用，但对于与垂直偏转相同步的变动电 压，第2电子透镜与加上跟水平偏转同步的变动电压的情况一样起 作用，但第1电子透镜可给出比与水平偏转同步时更强作用的借助 于偏转频率的自动选择作用，因而可以由低的动态电压，尤其是对画 面角落处的电子束失真进行补偿。

另外，上述各实施例中是对包含四极透镜在内的扩展电场型电 子透镜的电子枪组件进行说明的，但对于具有四极透镜与双电位聚 焦BPF(Bi-Potential Focus)型电子透镜的电子枪组件、四极透镜与其 它电子透镜组合而成的电子枪组件而言，也可以适用于将这四极透 镜部分作为第1电子透镜的电子枪组件。

如上所述，一阴极射线管装置包括电子枪组件和偏转装置，电子 枪组件具有多个电极组成使来自电子束发生部的一列配置的3束电 子束聚焦在靶面上的主电子透镜部，偏转装置使该电子枪组件出射 的3束电子束在水平以及垂直方向上偏转，其中主电子透镜部至少 由第1电子透镜与比这第1电子透镜更靠近荧光体屏面一侧形成的 第2电子透镜所组成，第1电子透镜由第1电极与至少1个第2电极 组成，第1电极由管外供给一与偏转部分至少是与电子束水平方向 偏转量同步变动的电压，第2电极通过电阻器供给电压，由第1电极 与第2电极之间的静电电容使变动电压分压叠加在第2电极的电压 上，电子束指向荧光屏面中央时第1电极与第2电极的电压几乎相等， 随着电子束偏转至荧光体屏面的周边，在第1电极与第2电极间产生 电压差。

另外，本发明具体的构成，例如第1电极与第2电极间的静电电 容为C，与该静电电容等效地并联连接的直流电阻值为R，变动电压 与水平偏转同步的频率为fH，它们之间存在以下关系，

2πfHCR≥104/8π   (π：圆周率)

而且，变动电压与垂直偏转同步的频率为fV，设法使它们之间 存在以下关系。

2πfVCR≤1/4

结果是通过第1电极与第2电极之间的静电电容，使第2电极 上叠加的变动电压实际上无相位差，从而可以形成一与电子束偏转 同步地调整主电子透镜部的电子束聚焦状态的电子透镜。

而且，若使第1电子透镜与第2电子透镜成为四极透镜，伴随电 子束的偏转，使电子束在水平方向聚焦在垂直方向上发散，就可以补 偿偏转像差引起的垂直方向过聚焦。尤其是由第1电子透镜使电子 束水平方向聚焦，可以使通过偏转磁场的电子束束径减小，因而可以 使屏面上束斑的水平直径缩小。进而，若使变动电压与水平以及垂直 偏转两者都同步的话，第1电子透镜便可给出频率选择作用，与水平 偏转相比对于垂直偏转起到相对强的透镜作用，因而可以由较低的 变动电压补偿画面角落处的束失真。

而且，由于配置于管内的电阻器将阳极电压分压提供电压，而调 整电子束聚焦状态的聚焦电压之上叠加了变动电压的电压是另外 从管外提供的，因而能做成具有耐压等可靠性，可在画面全域获得高 解像度的高性能阴极射线管。