背景技术
现在广泛采用所谓自会聚一字型彩色阴极射线管装置。该阴极射线管装置
具有发射一字排列配置的三束电子束的一字型电子枪构件及产生枕型水平偏
转磁场及桶型垂直偏转磁场的偏转装置，所述三束电子束由通过同一水平面上
的中束及一对边束构成。该阴极射线管装置是将所述电子枪构件及偏转装置组
合起来，不需要特别的校正手段，在整个屏幕范围内使三束电子束会聚。
在这样的自会聚一字型彩色阴极射线管装置中，一般电子枪构件以规定的
角度发射边束，使三束电子束会聚于屏幕中心。在屏蔽中心的三束电子束会聚
状态，是利用彩色阴极射线管管颈部分设置的环状磁性体构成的色纯会聚磁性
体(PCM)进行调整。
以往为了提高三束电子束的会聚特性，提出了偏转装置设置各种校正线圈
的方案。例如日本特开平9-265922号公报揭示，为了校正三束电子束的会聚
状态，在偏转线圈的电子枪构件一侧安装产生四极磁场的校正线圈。另外，日
本特开平10-112272号公报揭示，为了同样的目的，在偏转装置的磁心上卷绕
校正线圈。再有，为了校正电子束的偏转失真(偏转散焦)，日本特开昭51一
85630号公报揭示，使动会聚校正用的磁场不是形成枕形，而是形成桶型。
但是，现在普及的大屏幕彩色阴极射线管装置，随着其屏幕尺寸的扩大，
其纵深也增加。这是因为，在维持电子束最大偏转角为一定的状态下，扩大屏
幕尺寸时，为了使电子束在整个大屏幕范围内偏转，必须使偏转基准点远离屏
幕。
然而与上不同的是，近年来对于阴极射线管装置，越来越希望大屏幕而且
纵深要小。阴极射线管装置为了实现大屏幕而且纵深小，最有效的方法是扩大
偏转角。但是，扩大偏转角将使屏幕周边的图像质量显著恶化，或者引起所需
要的动态聚焦电压上升。
在该屏蔽周边的图像质量恶化，是由于电子束的偏转失真即横向压扁随偏
转角扩大而增加。即偏转装置为了使三束电子束在屏幕周边也会聚，产生由桶
形垂直偏转磁场及枕型水平偏转磁场构成的非均匀磁场。这样的非均匀磁场对
于电子束的形状也产生影响。特别成为问题的是由于水平偏转磁场产生的偏转
失真。
下面参照图6A及图6B说明水平偏转磁场对电子束的影响。在该图中，假
设是使电子束面向屏幕向右偏转。如图6A所示，枕型水平偏转磁场由于其磁
场形状的作用，产生在电子束的上下压扁电子束那样的力，另外在电子束的左
右产生扩展的力。电子束的偏转角越大，即越指向屏幕的水平方向端部，上述
这些力越大。
结果，在屏幕的水平方向端部，束斑如图6B所示，变成横长形状。为此
产生的问题是，即使屏幕中心的束斑为圆形，但由于水平偏转磁场作用，在水
平方向偏转后的屏幕水平方向端部的束斑变成横长形状，使屏蔽的清晰度恶
化。
另外，该横向压扁还存在的问题是，促使在屏蔽周边产生莫尔条纹。偏转
角越大，则必须使水平偏转磁场即枕型磁场越强。因此，该横向压扁随着偏转
角增大而越发增加。
若扩大偏转角，则电子束到达屏幕中心与屏幕周边的路径长度差扩大。路
径长度差扩大将导致由于水平偏转磁场作用而使电子束向垂直方向的过聚焦。
因此，屏幕中心及周边所要求的电子枪构件适当倍率之差将扩大。
因而，将电子束聚焦于屏幕中心的情况与将电子束聚焦于屏幕周边的情况
这两种情况下动态聚焦电压之差增大。即若想要在屏幕中心具有允许的聚焦特
性，同时又在屏幕周边保持聚焦，则将电子束聚焦在屏幕周边时，必须使动态
聚焦电压上升。如果是通常的偏转角(110°左右)，则为了分别将电子束以最佳
的状态聚焦在屏幕中心及屏蔽水平方向端部，动态聚焦电压之差约为1kV左右。
与此不同的是，在偏转角增加(120°左右)时，动态聚焦电压之差高达数倍，约
为数kV。
该动态聚焦电压的上升，对于电视机及监视器电路，则负载增加。再有，
若动态聚焦电压过高，则作为阴极射线管装置本身，也存在耐压方面的问题。
即动态聚焦电压与其上升分量即动态分量一起都由管颈端部设置的芯柱管脚
供给。在该芯柱管脚上加上控制阴极射线管装置用的阴极电压、热丝电压及聚
焦电压等各种电压。若动态聚焦电压过高，则用芯柱管脚供给电压时，芯柱管
脚间的电压差增大，则存在超过芯柱管脚间耐压极限的危险。
再有，一般情况下，为了使三束电子束在屏幕周边会聚，在构成主透镜部
分的相对电极之间，采用使边束通过孔的中心轴错开等方法，在电子枪构件内
使边束轨迹改变，边束以规定角度从电子枪构件射出。因此，若动态聚焦电压
之差增大，则边束的横向压扁失真增大，与中束的形状差别不能忽略。
这样，若想要得到大角度偏转的彩色阴极射线管装置，则存在的问题是，
由于偏转装置的非均匀偏转磁场导致电子束横向压扁，清晰度恶化，另外由于
动态聚焦电压的上升，导致耐压方面存在问题。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明一实施形态的彩色阴极射线管装置。
如图1所示，本实施形态的彩色阴极射线管装置由彩色阴极射线管1及阴
极射线管1的外侧安装的偏转装置2构成。彩色阴极射线管1具有由近似矩形
形状的玻屏3、与玻屏3周边封接的玻锥4、以及从玻锥伸出的管颈5构成的
管壳。
玻屏3在其内表面具有由发出蓝、绿及红色光的点状或条状配置的三色荧
光层构成的荧光屏6。选色电极即荫罩9在其内侧具有大量电子束通过孔，与
荧光屏6相对配置。荫罩9的电子束通过孔的形状，根据不同用途，采用点型
或槽型等适当的最佳形状。
一字型电子枪构件8设置在管颈5的内部。该电子枪构件8发射在水平轴
(X轴)上一字排列的三束电子束，即配置在水平方向两侧的一对边束7B及7R
和配置在中心的中束7G。
该电子枪构件8是动态聚焦方式，如图10所示，具有在水平方向X-字排
列配置的三个阴极K、分别对这些阴极K加热的三个热丝(未图示)、以及五个
电极。五个电极即第1栅极G1、第二栅极G2、第3栅极G3(聚焦电极)、第4
栅极G4(动态聚焦电极)及第5栅极(阳极)，沿管轴方向Z从阴极K向荧光屏方
向依次配置。这些热丝、阴极K及多个电极利用一对绝缘支承体加以支承，形
成一体。各栅极与三个阴极对应，具有在水平方向X-字排列配置的三个电子
束通过孔。
在这样构成的电子枪构件8中，对阴极K加上在约150至200V的直流电
压上叠加图像信号的电压。第1栅极G1接地。对第2栅极G2加上例如约600
至1000V的直流电压。对第3栅极G3加上例如约6至10kV的一定的固定电压
(聚焦电压)Vf。对第4栅极G4加上在与聚焦电压Vf近似相等的固定电压上叠
加与电子束偏转同步变化的动态分量的动态聚焦电压Vd。对第5栅极G5加上
例如25至30kV的一定的阴极电压Eb。
电子枪构件8通过对各栅极加上上述那样的电压，形成电子束发生部分、
预聚焦透镜及主透镜。即电子束发生部分由阴极K、第1栅极G1及第2栅极G2
形成。该电子束发生部分产生电子束，而且形成相对于主透镜的物点。预聚焦
透镜在第2栅极G2与第3栅极G3之间形成。该预聚焦透镜将电子束发生部分
产生的电子束进行预聚焦。主透镜由第3栅极G3、第4栅极G4及第5栅极G5
形成。该主透镜将预聚焦的电子束最后聚焦在荧光屏6上。
该电子枪构件8发射各电子束截面形状呈横长形状的三束电子束7B、7G
及7R。具有这样的横长截面的电子束，通过适当设定各栅极形成的电子束通过
孔的形状、各栅极所加的电压以及电子枪构件8内形成的各种电子透镜的透镜
作用等能够形成。
另外，该电子枪构件8实际上以非会聚状态面向荧光屏6的中心部分发射
三束电子束。在本实施形态中，非会聚状态最好是三束电子束呈近似平行的程
度，即三束电子束若呈发射程度的非会聚状态，则其电子束有与配置电子枪构
件8的管颈5的内壁碰撞的危险，没有实用性。另外，即使不接触，但若电子
束靠近管颈内壁，电子束的轨迹也不稳定。这意味着三束电子束的会聚不稳定。
因而，在本实施形态的电子枪构件8沿管轴方向Z近似平行发射三束电子束。
偏转装置2安装在玻锥4的大口径部分至管颈5的区域内，该偏转装置2
产生使电子枪构件8发射的三束电子束7B、7G及7B在水平方向(X)及垂直方
向(Y)偏转的非均匀偏转磁场。
电子枪构件8发射的三束电子束7B、7G及7R，由于偏转装置2产生的非
均匀磁场而偏转，通过荫罩9在水平方向及垂直方向对荧光屏6进行扫描，通
过这样，显示彩色图像。
另外，本实施形态的彩色阴极射线管装置具有设置在彩色阴极射线管1的
管颈5的环状磁性体构成的色纯会聚磁性体(PCM)10。该PCM 10调整屏幕中心
部分的三束电子束会聚状态。
如图2所示，偏转装置2具有圆锥状的磁心11，该圆锥状的磁心具有配置
在荧光屏6一侧的大口径部分及配置在电子枪构件8一侧的小口径部分。另外，
偏转装置2具有鞍型水平偏转线圈12及鞍型垂直偏转线圈13作为配置在磁心
11内的主偏转线圈。
这所谓的双鞍型偏转装置2产生使三束电子束在水平方向X及垂直方向Y
偏转同时进行会聚的自会聚方式的非均匀磁场。该非均匀磁场由利用水平偏转
线圈12产生的图3虚线所示的枕型水平偏转磁场14及由利用垂直偏转线圈13
产生的图4虚线所示的桶型垂直偏转磁场15形成。
另外，该偏转装置2具有作为辅助磁场发生装置的四个一组辅助磁场发生
线圈16a、16b、16c及16d。这些辅助磁场发生线圈16a、16b、16c及16d，
在图2所示的实施形态中，卷绕在磁心11上。对这些辅助磁场发生线圈16a
至16d通以直流电流。这样，这些辅助磁场发生线圈16a至16d产生图5所示
的四极磁场分量17。
本实施形态的偏转装置2，如上所述，除了主偏转磁场14及15以外，还
产生四极磁场分量17。主偏转磁场中的枕型水平偏转磁场14产生使电子束变
形为在水平方向伸长的横长形的力。即如图6A所示，若考虑使电子束向右侧
偏转的情况，则枕型水平偏转磁场14由于其磁场形状作用，产生使各电子束
7B、7G及70在上下方向缩小的力18a及18b，同时产生使各电子束在左右方
向扩大的力19a及19b。受到这些力18a、18b、19a及19b的电子束，在屏幕
的水平方向端部形成图6B所示的横长形状的束斑。
另外，本实施形态的辅助磁发生线圈16a～16d产生的四极磁场分量17，
产生使电子束变形为在垂直方向伸长的纵长形的力。即如图7A所示，若考虑
使电子束向右侧偏转的情况，则四极磁场分量17利用其磁场形状，产生使各
电子束在上下方向扩大的力20a及20b，同时产生使电子束在左右方向缩小的
力21a及21b。即该四极磁场分量17具有相对来说水平方向比垂直方向更强的
聚焦作用。在本实施形态中，四极磁分量17在水平方向具有聚焦作用，同时
在垂直方向具有发散作用。
结果，利用枕型水平偏转磁场14的作用及辅助磁场发生线圈16a～16d的
四极磁场分量17的作用，能够改善在屏幕水平方向端部形成的束斑形状。即
屏幕水平方向端部的束斑形状，如图7B实线所示，比以往的形状(点划线所示)
纵向变长，能够减少横长的程度。
这里，是假设使电子束面向屏幕向右侧偏转的情况，而面向屏幕向左侧偏
转的情况也有同样的结果。也就是说，使电子束向屏幕左侧偏转时，图3及图
4的表示磁场方向的箭头方向相反，向左侧的偏转状态是将图6A旋转180度的
状态。而且，对于图7A也成为旋转180度的状态。因而与向右侧偏转的情况
相同，四极磁场分量17由于其作用与枕型水平偏转磁场14相反，因此能够减
少束斑形状的横长的程度。
即这些状态表示，图6A及图7A的磁场合成，处于近似均匀磁场的状态。
由于偏转磁场近似均匀，因此缓和了若是以往在枕型水平偏转磁场产生的垂直
方向的过聚焦。因此，能够大幅度减少若是以往为了校正该过聚焦而加在电子
枪构件上的动态聚焦电压。因而能够解决耐压方面的问题。
产生这样的四极磁场分量17的辅助磁场发生线圈16a～16d，在偏转装置2
中，在沿配置水平偏转线圈12的管轴方向的规定长度区域内，与水平偏转线
圈12重叠配置。这是由于，即使辅助磁场发生线圈16a～16d配置在比水平偏
转线圈12更靠近电子枪构件8一侧，也不能得到足够的上述束斑失真的校正
效果。
即将辅助磁场发生线圈16a～16d配置在比偏转装置2的主偏转线圈12及
13更靠近电子枪构件8一侧的情况下，变成电子束通过四极磁场分量17之后
再通过水平偏转磁场14。由于四极磁场分量17产生使电子束变形为纵长形的
力，因此变成具有纵长截面形状的电子束通过水平偏转磁场14中。
水平偏转磁场14沿管轴方向Z具有一定程度的长度分布。因此，在将纵
长截面的电子束入射至偏转磁场时，由于水平偏转磁场14的作用，有比以往
更强的使其变形为横长形的力作用于电子束。结果，形成比以往更横向失真的
束斑形状。另外，由于入射至偏转磁场的电子束垂直方向直径扩大，因此偏转
磁场对垂直方向的像散影响增大。
关于这样的现象，参照图13及图13B加以更详细的说明。在图13A及图
13B中，对于束斑形状有较大影响的仅仅图示了电子枪构件的主透镜40、偏转
装置的四极磁场分量41及偏转磁场42。四极磁场分量41在图中以垂直方向具
有发散作用、同时水平方向具有聚焦作用的等效透镜表示。另外，偏转磁场42
在图中以垂直方向具有聚焦作用、同时水平方向具有发散作用的等效透镜表
示。
如图13A所示，在将辅助磁场发生线圈配置在偏转线圈的电子枪构件一侧
时，四极磁场分量41相对于偏转磁场42配置在电子枪构件一侧。这时，垂直
方向的透镜主面43相对于水平方向的透镜主面44位于荧光屏一侧。因此，在
水平方向及垂直方向产生倍率差。即水平方向的倍率大于垂直方向的倍率，结
果荧光屏上的束斑变成垂直方向直径小、水平方向直径大的横长形状。在这样
的透镜配置情况下，不可能消除透镜主面43及44的位置差D。
与上不同的是，如图13B所示，在将辅助磁场发生线圈配置在偏转装置内
时，四极磁场分量41配置在偏转磁场42内。这时，若设四极磁场分量41与
偏转磁场42互相完全抵消，则垂直方向的透镜主面43与水平方向的透镜主面
完全一致。在这种情况下，水平方向的倍率与垂直方向的倍率相同。结果，荧
光屏上的束斑变成圆形。实际上如图13B所示，四极磁场分量41与偏转磁场
42虽没有完全抵消，但确实能够减少偏转磁场42的影响。
因而，通过将辅助磁场发生线圈16a～16d配置在配置有水平偏转线圈12
的沿管轴方向的规定区域内，能够使四极磁场分量17产生作用，以抑制由于
枕型水平偏转磁场14产生的电子束横向压扁的现象。
另外，在本实施形态中，在包含辅助磁场发生线圈16a～16d的偏转装置2
不工作时，电子束7B、7G及7R具有横长的截面形状通过偏转装置2的磁场，
聚焦在屏幕的中心部分。这样的截面形状，如上所述，最好利用电子枪构件8
具有的各栅极的电子束通过孔形状等进行控制。屏幕中心部分的束斑形状的调
整，由于电子束不受偏转磁场产生的影响，因此容易通过栅极的设计得以解决。
这样，要使得电子枪构件8发射横长截面的电子束，是因为要使屏幕中心
部分的束斑为圆形。即根据后述的理由，对辅助磁场发生线圈16a～16d供给
直流电流。为此，即使将电子束聚焦在屏幕中心部分时，电子束由于四极磁场
分量17也受到变形为纵长形状的力。这时，若电子枪构件8发射的电子束具
有横长的截面形状，则在屏幕中心部分的束斑能够成为圆形。另外，由于电子
束具有横长的截面形状，故能够减小垂直方向直径，在水平偏转磁场产生的作
用于电子束垂直方向的力中，能够减小对电子束横向压扁起作用的分量的影
响。结果，即使使电子束在水平方向偏转时，也能够缓和束斑的横向压扁现象。
另外，辅助磁场发生线圈16a～16d产生使三束电了束会聚的磁场分量。即
如图8所示，四极磁场分量17共同对三束电子束7B、7G及7R起作用。为此，
四极磁场分量17对一对边束7B及7R分别产生使它们间隔缩小的方向的力22a
及22b。即四极磁场分量17具有使三束电子束会聚的作用。因此，在本实施形
态中如上所述，电子枪构件8能够以互相近似平行状态发射三束电子束7B、7G
及7R。图9所示即为该状态。
另外，图9所示为到达屏幕中心部分的三束电子束的轨迹示意图，实线表
示本实施形态的电子束轨迹，虚线表示以往的电子束轨迹。在以往的情况下，
三束电子束7B、7G及7R以预先规定的角度从电子枪构件8发射，使得在屏幕
中心部分会聚。与此不同的是，在本实施形态的彩色阴极射线管装置的情况下，
从电子枪构件8发射的三束电子束7B、7G及7R是近似平行发射。互相近似平
行的一对边束7B及7R，利用偏转装置2内配置的辅助磁场发生线圈16a～16d
产生的四极磁场分量，转向进行会聚的方向。
另外，对辅助磁场发生线圈16a～16d不是供给动态电流，而是供给直流
电流。即在使电子束向水向(X轴)方向周边偏转时，为了改善束斑失真，最好
增强四极磁场分量17，而为了使三束电子束会聚，最好减弱四极磁场分量17。
这样，在束斑失真与会聚这两方面，对于四极磁场分量17的要求相反。因此，
动态驱动一个线圈就没有实际意义。所以比较有效的是对辅助磁场发生线圈
16a～16d供给直流电流。
如上所述，根据本实施形态的彩色阴极射线管装置，利用偏转磁场中附加
四极磁场分量，四极磁场分量由于对电子束加上变形为纵长形状的力，因此能
够抑制由于水平偏转磁场使束斑形状变为横长形状的程度。因而，能够提高清
晰度。
另外，即使扩大电子束的偏转角，辅助磁场发生线圈产生的四极磁场分量
也能够抑制由于水平偏转磁场产生的电子束垂直方向的过聚焦。因此，能够抑
制在电子束到达屏幕中心部分时及电子束到达屏幕周边部分时的动态聚焦电
压之差，即能够抑制叠加在固定电压上的动态分量的增加。因而，即使在大角
度偏转的彩色阴极射线管装置中，也能够采用完全实用的动态聚焦电压，不会
对电视机及监视器电路增加过大的负载，还可以抑制芯柱管脚之间产生的打火
等耐压方向的问题。
再有，辅助磁场发生线圈16a～16d能够使三束电子束会聚于屏幕中心部
分。因此，电子枪构件8能够以互相近似平行的状态发射一对边束7B及7R。
所以，能够抑制以往那样在电子枪构件内使一对边束7B及7R的轨迹变化而引
起的边束形状恶化的问题。
另外，本发明不限于上述实施形态，在本发明范围内可以有种种变形。
例如，在上述说明中，作为产生四极磁场分量的辅助磁场发生装置是以在
偏转装置2的磁心11上卷绕辅助磁场发生线圈16a～16d为例进行说明的，但
也可以不卷绕在磁心11上，而单独用线圈产生四极磁场分量。
另外，如图11及图12所示，也可以不用线圈，而在偏转装置2内配置永
磁体，使其产生四极磁场分量。在这种情况下，与用线圈的情况相同，永磁体
30这样配置，使得在配置有水平偏转线圈12的沿管轴方向Z的规定区域内，
与水平偏转线圈12重叠。在这样的实施形态中，也能够得到与上述情况同样
的效果。
另外，在上述实施形态中，从电子枪构件8发射的三束电子束7B、7G及
7R是互相近似平行的，但如图9所示，若设电子枪构件8内的两边束7B与7R
的间隔为2Sg，则所谓其范围意味意在屏幕中心比Sg大、比3Sg小的范围。如
果是这样大小的范围，能够利用四极磁场分量进行会聚调整，并能够确保效果。
再有，本实施形态的偏转装置，不限于双鞍型，也可以是半环型，另外这
些偏转装置的磁心也可以不是一个，而是多个。
本行业的技术人员很容易发现本发明其它的优点和作出修改，因此，本发明
的范围不受上述详细描述和典型实施例所示和所描述内容的限制。所以，可以在不
背离由权利要求及其等同物所限定的总体发明概念的精神或范围的情况下，作出多
种修改。