JPH04126342A - 電子銃およびその電子銃を備えた陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、螢光面の全域においてバランスした優れたフ
ォーカス特性と、螢光面上での電子ビームスポット径が
小さく、良好な解像度を得ることのできる電子銃とこの
電子銃を備えた陰極線管に関する。

〔従来の技術］ 複数の電極から成る電子銃と偏向装置および螢光面を少
なくとも備える陰極線管において、該螢光面の中心部か
ら周辺部にわたって良好な再生画像を得るための手段と
しては従来から様々な技術が提案されている。

例えば、特公昭５Ｂ−１０３７５２号公報に開示されて
いるように、主レンズを構成する電極に非円形の電子ビ
ーム通過孔を具備させたものがある。

この構造の電子銃では、非点収差補正の適正化と電子ビ
ームの螢光面での静的集中の適正化を両立させることが
難しいため、実際には、陽極電極内部にのみ電界補正板
を設置して非点収差補正を行っている。

上記において、非点収差補正を必要とする理由には二つ
あり、その一つは、現行の３個の電子銃をインライン配
列したカラー陰極線管ではコンバーゼンス回路を簡便化
するために、非斉一な偏向磁界分布を用いているので、
この偏向磁界の作用で陰極線管の画面周辺の解像度が低
下するのを抑制するためである。

その二は、上記公報記載のような非円形の電子ビーム通
過孔を電子ビームが通過する時に発生する非点収差を補
正するためである。

特に、電子ビーム通過孔を上記公報に記載のような非円
形形状とした場合に、発生する非点収差は偏向磁界によ
る解像度の低下を加速する作用を有している。

したがって、前記電界補正板による非点収差補正量は大
きく、実際には主レンズの球面収差に比較しても無視で
きない。

そのため、螢光面での電子ビームスポット径を、非円形
の電子ビーム通過孔による電子レンズの拡大に見合う程
は縮小できない。

特公平１−３６２２５号公報に開示のものでは、主レン
ズを構成する電極の電子ビーム通過孔を円形とし、主レ
ンズを構成する集束電極と陽極から成る電極対の陽極側
のみで非点収差を補正している。

前記特公平１−３６２２５号公報に開示された構造にお
いて、さらに、陽極の内部に設置した非点収差補正部の
構造が該陽極に設けた電子ビーム通過孔の径より狭い範
囲で、３電子銃のインライン配列方向に延びるスロット
とし、このスロットを金属板で構成したものが、特公平
２−１３４４号公報に開示されている。

また、実開昭５０−１８１６４号公報には、主レンズを
構成する各電極の内側に、電界補正のための「コ字形」
の補助電極を備えた電子銃が開示されている。

そして、特公昭６０−７３７５号公報には、陽極内の螢
光面に近い側に、インライン配列方向と平行な方向に切
り起こした電界補正部を設け、集束電極にはインライン
配列方向と直角な方向において、各電子ビーム通過孔の
間に切り起こしを設けたものが開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

陰極線管におけるフォーカス特性の要求は、画面（蛍光
面）の全域で電子ビームの全電流域での解像度が良好で
、かつ全電流域での画面全体の解像度の均一さである。

このような複数の特性を同時に満足させる電子銃の設計
には高度な技術を要する。

上記特公昭５８′−１０３７５２号公報、特公平１−３
６２２５号公報、特公平２−１３４４号公報に開示の従
来技術では、ネック径が限られた値以下の陰極線管に、
主レンズを構成する電極対の電極間の電界分布が非回転
対称ではあるが、電子光学的に回転対称な大口径と等価
の電子レンズを持つ電子銃を用いて、螢光面上の電子ビ
ームスポット径を縮小して解像度を向上するために、非
回転対称電界による電子ビーム軌道の歪みを補正する手
段として、主レンズを構成する電極のうち、陽極にのみ
電界補正部を設置して、この補正部で−挙に補正を行っ
ている。

このため、電子銃の光軸付近の補正量と光軸から離れた
位置の補正量のバランスを取ることが難しく、この電界
の歪みにより、各電子ビーム軌道の補正量に過不足が生
ずる結果、螢光面上での電子ビームスポット径を十分に
縮小できないという問題がある。

したがって、本発明の第１の目的は、電子銃の光軸付近
の補正量と光軸から離れた位置の補正量のバランスをよ
り適正化することによって、電界の歪みを緩和し、螢光
面上の電子ビームスポット径をより縮小して、螢光面上
の解像度を向上させた電子銃およびこの電子銃を備えた
陰極線管を提供することにある。

また、非回転対称分布の電界を有する主レンズを用いた
電子銃では、螢光面上での電子ビームスポット形状を整
えるための電界補正機構を備えることが不可欠である。

しかし、この電界補正機構を設置する部位およびその構
造は、陰極線管として品質が良く、かつ適正価格の製品
を市場に供給するために、生産性の高いものであること
が必要であるが、上記従来技術では電界補正を陽極にお
いて１挙に行うものであるために、その設置個所を補正
効果が最も大きい部位に、かつ補正効果が最も大きくな
る構造とすることが不可欠である。

このような、補正効果が最も大きい部位、かつ補正効果
が最も大きくなる構造は、必然的に電界変化に鋭敏であ
るので、使用部品は高精度で、かつ設置精度も高精度を
要求されることになり、結果的に生産性を阻害すること
になる。

したがって、本発明の第２の目的は、電極精度の公差を
緩くしても特性にバラツキが少ない電子銃を提供するこ
とにある。

さらに、３個のインライン配列した電子銃を有するカラ
ー陰極線管では、３個の電子銃から射出された電子ビー
ムを、螢光面上で１点に集中する手段が必要である。

通常は、電子銃電極の構造により、予め集中させた３個
の電子ビームスポットを、陰極線管ネック部に装着した
磁石で更に高精度に集中させるようにしている。

上記の予め集中させる機構は、主レンズを構成する電極
の対向部の光軸をオフセットしたり、上記電極内の電界
を電子ビームの軌道が曲がるような分布とする、等の方
法が採られる。

この方法による電子ビームの集中時には、必然的に電子
レンズ中の電界が非回転対称となって、非点収差が発生
する。

電子銃の設計上は、上記電子ビームの集中と同時に生ず
る非点収差以外に、電子ビームの集中への影響が少なく
、かつ非点収差の大幅な変更が可能な機能を併せ持つの
が望ましい。

このような状況下では、実用上、電子ビームの集中と非
点収差とは独立量として扱えるので、設計の自由度が増
し、必要な特性をもつ電子銃の設計が容易になる。

したがって、本発明の第３の目的は、電子ビームの集中
と非点収差とを独立に補正し、画面全域で適正にバラン
スのとれたフォーカス特性と、良好な解像度を得ること
のできる構造を備えた電子銃およびその電子銃を備えた
陰極線管を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記本発明の第１の目的を達成するために、本発明は、
主レンズを構成する電極の内部に、複数の電界補正機構
を設置したことを特徴とする。

上記本発明の第２および第３の目的を達成するために、
本発明は、主レンズを構成する電極の対向部に設置した
３つの電子ビーム通過孔を分離する部分よりも前記対向
部から光軸方向に離れる方向に、複数の電界補正機構を
設置したことを特徴とする。

上記本発明の第１．第２および第３の目的を達成するた
めに、本発明は、前記電界補正機構に、非回転対称の電
子ビーム通過孔を設けたことを特徴とし、この電子ビー
ム通過孔は、３個の電子ビームツレツレに電子ビーム通
過孔を設けて成ること、および３個の電子ビームに共通
の電子ビーム通過孔を設けて成ることを特徴とする特（
作用］ 主レンズを構成する電極内部の複数箇所に非点収差補正
機構を付与したことにより、従来技術における如き急激
な非点収差補正を施すことによって生ずる蛍光面上での
電子ビームスポット径の広がりを抑制することができる
。

すなわち、電子ビームの光軸方向に沿って該電子ビーム
の軌道修正を徐々に施すことにより、前記光軸付近とそ
の光軸から離れた位置での電界補正のバランスを適正化
することができる。

その結果として、蛍光面上での電子ビームスポット径を
縮小でき、蛍光面全域での解像度を向上できる。

また、主レンズを構成する電極対の対向部から光軸方向
に離れる方向に、前記電極それぞれに電界補正機構を付
与することによって、非点収差補正に用いる各電界補正
機構の補正精度を緩和させることができる。

これにより、主レンズを構成する電極対の対向部付近に
比較して、該対向部から離れる方向では電界が弱くなり
、電界補正機構の精度を低くしても形成される電界に与
える影響が少な（なる。

電界補正機構を主レンズを構成する各電極に設置し、各
電界補正機構ごとの補正量を少なくすることによって、
電界補正機構それぞれの設置位置を前記対向部から光軸
方向に沿って離すことが可能となり、製作精度基準を緩
やかにすることが可能となる。

さらに、主レンズを構成する電極の対向部から離れた位
置に電界補正機構を設置したことによって、３本の電子
ビームの蛍光面上での集中と非点収差補正のための電界
補正とが、実用上独立させることが可能となり、電子銃
の設計の自由度が増大する。

そして、電界補正機構を主レンズを構成する電極対の対
向部から離れた位置に設置しても、該対向部のシールド
作用により非点収差補正が可能で、かつ電子ビームの集
中への影響は無視できるものとなる。

なお、本発明において使用している「非回転対称」とは
、円の如く回転中心から等距離の点の軌跡で表されるも
の以外を意味する。たとえば「非回転対称のビームスポ
ット」とは非円形のビームスポットのことである。

〔実施例〕

以下、まず本発明による電子銃を用いたことによる陰極
線管のフォーカス特性と解像度が向上されるメカニズム
を説明する。

第２０図はインライン型電子銃を備えたシャドウマスク
方式カラー陰極線管の説明図であって、１０７はネック
、１０Ｂはファンネル、１０９はネック１０７に収納し
た電子銃、１００は電子ビーム、１１１は偏向ヨーク、
１１２はシャドウマスク、１１３は螢光膜、１１４はパ
ネル（画面）である（なお、以下では、蛍光膜１１３を
被着したパネル１１４を蛍光面１４と称する）。

同図において、この種の陰極線管は、電子銃０９から発
射された電子ビーム１００を偏向ヨーク１１１で水平と
垂直の方向に偏向させながらシャドウマスク１１２を通
過させて螢光膜１１３を発光させ、この発光によるパタ
ーンをパネル１１４側から画像として観察するものであ
る。

第２１図は蛍光面の中央部で円形となる電子ビームスポ
ットで蛍光面の周囲を発光させた場合の電子ビームスポ
ットの説明図であって、１４は蛍光面、１５は螢光面１
４に形成される画面中央部でのビームスポット、１６は
画面の水平方向（Ｘ−Ｘ方向）端でのビームスポット、
１７はハロー１８は画面垂直方向（Ｙ−Ｙ方向）端での
ビームスポット、１９は画面対角方向（コーナ部）端で
のビームスポットを示す。

最近のカラー陰極線管では、コンバーゼンス調整を簡略
化するために水平偏向磁界をビンクツション形に、垂直
磁界をバレル形にした非斉一磁界分布を用いている。

このような磁界分布のためと、螢光血中央部とその周囲
とでは電子ビームの軌道が異なることのためと、かつ蛍
光面周辺部では電子ビームは螢光膜に対して斜めに射突
するために、蛍光面の周辺部では電子ビームによる発光
スポットの形状は円形ではなくなる。

同図に示したように、画面水平方向端におけるスポット
１６は中央部でのスポット１５が円形であるのに対し横
長となり、かつハロー１７が発生する。

このため、水平方向のスポットの大きさが大とナリ、か
つハローの発生でスポットの輪郭が不明瞭となって解像
度が劣化し画像品質を著しく低下させてしまう。

さらに、電子ビームの電流が少ない場合は、電子ビーム
の垂直方向の径が過剰に縮小してシャドウマスク１２の
垂直方向のピッチと光学的に干渉を起こし、モアレ現象
を呈すると共に、画質の低下をもたらす。

また、画面垂直方向端におけるスポット１８は、垂直方
向の偏向磁界によって電子ビームが上下方向（垂直方向
）に収束されて横つぶれの形状となると共に、ハロー１
７が発生して画質の低下をもたらす。

蛍光面１４のコーナ部での電子ビームスポット１９は、
上記スポット１６のように横長となるのと、上記スポッ
ト１８のように横つぶれになるのとが相乗的に作用する
の二こ加え、電子ビームの回転が生じ、ハロー１７の発
生はもとより、発光スポット径自身も大きくなって、著
しい画質の低下をもたらす。

第２２図は上記した電子ビームスポット形状の変形を説
明する電子銃の電子光学系の模式図であって、理解を容
易にするために上記系を光学系に置き換えである。

同図では、図の上半分を蛍光面の垂直方向（Ｙ−Ｙ）断
面、下半分を蛍光面の水平方向（Ｘ−Ｘ）断面を示す。

そして、２０．２１はプリフォーカスレンズ、２２は前
段主レンズ、２３は主レンズであり、これらプリフォー
カスレンズ２０，２１　、前段主レンズ２２、主レンズ
２３で第２０図の電子銃０９に相当する電子光学系を構
成する。

また、２４は垂直偏向磁界により生じるレンズ、２５は
水平偏向磁界により生じるレンズと偏向による電子ビー
ムが螢光面１４に対して斜めに射突することにより見掛
は上水平方向に引き延ばされるのを等価的なレンズとし
て表したものである。

先ず、陰極Ｋから射出され蛍光面１４と垂直方向断面の
電子ビーム２７はプリフォーカスレンズ２０と２１の間
で陰極Ｋから距離Ｉ！、ｃのところでクロスオーバＰを
形成後、前段主レンズ２２と主レンズ２３で螢光面１４
に向けて集束される。

偏向が零である蛍光面中央部では軌道２日を通って螢光
面１４に射突するが、蛍光面周辺部では垂直偏向磁界に
より生じるレンズ２４の作用で軌道２９を通って横つぷ
れのビームスポットとなる。

さらに、主レンズ２３には球面収差があるので、一部の
電子ビームは軌道３０のように、螢光面１４に達する前
に焦点を結んでしまう。これが前記第２１図に示したよ
うな蛍光面の垂直方向端部のスポット１８のハロー１７
やコーナ部のスポット１９のハロー１７が発生する理由
である。

一方、陰極Ｋから射出された画面と水平方向断面の電子
ビーム３１は、上記垂直方向断面の電子ビーム２７と同
様に、プリフォーカスレンズ２０，２１、前段主レンズ
２２．主レンズ２３により収束され、偏向磁界の作用が
零である蛍光面中央部では軌道３２を通って螢光面１４
に射突する。

偏向磁界が作用する領域でも、水平偏向磁界によるレン
ズ２５の発散作用のために軌道３３を通って横長のスポ
ット形状となるが、水平方向にハローが発生することは
ない。

ただし、蛍光面１４の中央部に比較して主レンズ２３と
螢光面１４との間の距離が大きくなるため垂直方向の偏
向作用のない第２１図の水平方向端部での電子ビームス
ポット１６においても垂直方向の断面では螢光面に到達
する以前に一部の電子ビームは焦点を結ぶため、ハロー
１７が発生する。

このように、電子銃のレンズ系を、水平方向。

垂直方向共に同一な系となる構造とした回転対称のレン
ズ系で、画面中央での電子ビームのスポット形状を円形
にすると、画面周辺部での電子ビームのスポット形状は
歪んでしまい、画質を著しく低下させる。

第２３図は第２２図で説明した蛍光面周辺部での画質の
低下を抑制する手段の説明図である。

同図に示したように、画面の垂直断面での主レンズ２３
−１の収束作用を水平断面での王レンズ２３より弱くす
る。

これにより、電子ビームの軌道は垂直偏向磁界により生
じるレンズ２４を通過した後でも図示の軌道２９のよう
になり、第２２図に示したような極端な横つぶれは発生
せず、またハローも生じ難くなる。

しかし、蛍光面中央部での軌道２８は、電子ビームのス
ポット径を増す方向にシフトする。

第２４図は第２３図に示したレンズ系を用いた場合１７
）螢光１１１４の電子ビームスポット形状を説明する模
式図であって、水平方向端部のスポラ目６．垂直方向端
部のスポラ目８．コーナ部のスポット１９、すなわち蛍
光面周辺部でのスポットではハローが抑制されるので、
これらの個所の解像度は向上する。

しかし、蛍光面中央部でのスポットＩ５は、垂直方向の
スポット径ｄＹが水平方向のスポット径ｄＸより大きく
なり、垂直方向の解像度は低下する。

したがって、主レンズ２３の画面垂直方向と水平方向の
集束効果が異なった構造の非回転対称電界系にすること
は、画面全体の解像度を同時に向上させる目的からは根
本的解決策とはならない。

以上の考察に基づき、本発明は前記した解決手段を講す
ることによって、電子ビームの集束と解像度とを同時に
向上させたものであり、以下、実施例を図面を参照して
具体的に説明する。

第１図は本発明による電子銃の一実施例の説明図であっ
て、（ａ）は電子銃をその陽極側からみた正面図、（ｂ
）は電子銃をＺ−Ｚ軸（管軸）に沿って切断したＸ−Ｘ
断面図である。

同図において、１はＧ１電極、２はＧ２電極、３はＧ３
電極、４はＧ４電極、５はＧ、電極、６はＧ、電極、Ｋ
は陰極である。そして、Ｇ３電極３とＧ５電極５は集束
電極（フォーカス電極）であり、Ｇ６電極６は陽極で、
Ｇ、電極（集束電極）５とＧ、電極（陽極）６とから成
る電極対の対向部で主レンズが形成される。

これらの各電極は、互いに適正な距離で離間されて図示
しないビードガラスで保持される。

この電子銃の動作時には、Ｇ２電極２とＧ４を極４に抑
制電源を、Ｇ３電極３とＧ、電極５にフォーカス電源を
、Ｇｈｈ極６に陽極電源を、それぞれ接続し、Ｇ、電極
１は接地される。

また、５１はＧ、電極５のＧ、電極対向部、５２はＧ、
インナー電極、５３はＧ、インナー電極５２の開口部、
５４はＧｓ電極補正板、５５，５６はＧ、電界補正板５
４の開口部、５７．５８はＧ、電極５の側壁部、５９は
Ｇ、電極５のＧ４電極４側電子ビーム通過孔である。

そして、６１はＧ６電極６のＯｓ電極対向部、６２はＧ
６インナー電極、６３はＧ６インナー電極６２の開口部
、６４はシールドカップ、６５はＧ、電界補正板、６６
．６７はＧ、電界補正板６５の開口部である。

同図において、Ｇ、電極５のＧ、電極対向部５１および
Ｇ、インナー電極５２並びにＧ、電極６のＧ、電極対向
部６１及びＧｈインナー電極６２が、主としてＧ、イン
ナー電極５２とＧ、インナー電極６２の間の電界を決定
し、Ｇ、インナー電極５２の内部で、かつＧｂ電電極対
郡部５１ら軸方向に離れる側の電界はＧ、電界補正板５
４で決定し、Ｇ６インナー電極６２の内部で、かつＧ。

電極対向部６１から軸方向に離れる側の電界はＧ６電界
補正板６５で決定して主レンズを形成する。

第１図に示した構成では、Ｇ６電界補正板６５はシール
ドカップ６４の一部で代用している。

同図では、Ｇ５インナー電極５２の開口部５３とＧｈイ
ンナー電極６２の開口部６３は円形でなく、かつ、Ｇ、
電極５０Ｇ、電極対向部５１とＧ、電極６のＧ、電極対
向部６１も円形でないため、陰極線管の動作時、Ｇ、イ
ンナー電極５２と０６インナー電極６２の間で生じる電
子ビームの集束及び発散作用は、インライン方向とイン
ラインと直角方向とで異なるが、Ｇｈ電電価側はＧ６電
界補正板６５の開口部６６．６７の形状並びに０６イン
ナー電極６２と０６電界補正板６５の間の距１ｉｌｉＩ
Ｉ！、２を適正化することで、主レンズを通過する電子
ビームの集束作用でインライン方向とインラインと直角
方向の集束作用を一致させることができる。

しかし、主レンズのインライン方向とインラインと直角
方向の集束作用を一致させるＧ５電界補正板５４の開口
部の形状及び位置、Ｇｈ電界補正板６５の開口部の形状
及び位置は一意的ではない。

例えば、Ｇ５電界補正板５４の電界補正作用がゼロであ
っても、Ｇｈ電界補正板６５の電界補正作用を適宜な状
態とすれば、主レンズのインライン方向とインラインと
直角方向の集束作用を一致させることができる。

しかし、主レンズの機能は、陰極線管の蛍光面上により
小さな電子ビームスポットを集束させることにあるので
、単にインライン方向とインラインと直角な方向の集束
作用を一致させることのみでは不十分である。

一般的に、蛍光面上に、より小径な電子ビームスポット
を集束させるためには、主レンズによる電子ビームの集
束は可能な限り緩慢に行なうのがよい。

このような状態は、主レンズ内の電界が陰極線管の管軸
方向と主レンズの半径方向とに滑らかに、かつ徐々に変
化させることにより実現できる。

本発明によれば、これを実現することができるものであ
る。

第１図では、前記したように、主レンズ内の電界の分布
を滑らかに、かつ徐々に変化させるため、Ｇ、電極５の
内部に電界補正板５４を設置し、Ｇ６電極６の内部にも
電界補正板６５を設置している。

Ｇ、電極５の内部では、電界補正板５４の作用で、イン
ライン方向とインラインと直角方向の電子ビームの集束
作用を略々一致させていると共に、Ｇ６電極６の内部で
も、電界補正板６５の作用で、インライン方向とインラ
インと直角方向の電子ビームの集束作用を略々一致させ
ている。

第２図は主レンズ系での電子ビームの集束および発散作
用を従来技術との対比で説明する模式図であって、（ａ
）は従来技術を、（ｂ）は本発明を説明するもので、説
明を容易にするために電子レンズ系を光学レンズ系で表
現している。

同図において、光学系の中心軸Ｚ−Ｚの上方をインライ
ンと直角方向（Ｘ方向）の断面を、下方をインライン方
向（Ｘ方向）の断面を示し、Ｘ方向とＸ方向の同様な作
用をもつ箇所には、符号の後にＸまたはＹを付して示す
。

そして、７５は第１図におけるＧ５インナー電極５２近
傍での集束作用と等価な凸レンズであり、本実施例の場
合はＸ断面に比し、Ｘ断面の方が集束作用が弱い。７６
は第１図のＧ、インナー電極６２近傍の発散作用と等価
な凹レンズである。

さらに、８５はＧ、電極５の内部に設置した電界補正板
５４によるＧ５インナー電極５２近傍の集束作用を加速
するのと等価な凸レンズ、８６はＧ、電極６の内部に設
置した電界補正板６５によるＧ６インナー電極６２近傍
の発散作用を加速するのと等価な凹レンズである。

第２図（ａ）はＧｈ電極のみに電界補正板６５を設置し
た従来技術であって、この構成ではＸ断面の発散作用の
みをもつ電界補正板６５で一挙に補正を行なうものであ
るため、電界補正板６５近傍の電界に乱れが生じ、蛍光
面１４での電子ビームスポット径を小さくするのが困難
である。

これに対し、第２図（ｂ）の構成は、本発明によるもの
であり、Ｇｓｔ極５の内部にＸ断面のみ集束作用を持つ
Ｇｓ　Ｎ界補正板５４と、Ｘ断面のみ発散作用を持つＧ
、電界補正板６５とを用いている。

Ｇ５電界補正板５４とＧ、電界補正板６５の組み合わセ
によるＸ断面とＸ断面の系全体での集束作用は、上記（
ａ）と等価となるようにする。

（ｂ）では、２箇所で電界補正を施すことにより、（ａ
）に比して電界補正板による電界の変化は緩やかで、電
子ビーム軌道の歪みもより少ないので、蛍光面１４上で
の電子ビームスポット径を（ａ）のそれよりも小さくで
きる。

前記第１図では、電界補正板５４は板状の導体に３個の
独立した開口部５５．５６を設置し、電界補正板６５も
板状の導体に３個の独立した開口部６６．６７を設置し
ている。

なお、電界補正板６５は、シールドカップ６４の一部で
も、またはシールドカンプロ４から独立した部品で構成
してもよい。

第３図は第１図におけるＧ５電界補正板５４の一例を示
す（ａ）正面図、（ｂ）（ａ）のＸ−Ｘ断面図であって
、この電界補正板５４は中央電子銃用（センター電子ビ
ーム用）開口部５５と脇電子銃用（サイド電子ビーム用
）開口部５６のインライン方向の開口幅ＷＩおよびＷ、
を持つ。

このＷ、およびＷ２の具体的数値は主レンズ系全体の目
標特性に応じて決定する。

特に、第１図のように中央電子銃と脇電゛子銃の構造が
等しくない場合には、ＷｌおよびＷ２は違った値となる
。

第３図におけるインライン方向と直角な方向の開口幅ｈ
１も主レンズ系全体の目標特性に対して決定する。

ここでも、中央（センター）電子銃と脇（サイド）電子
銃とで、上記開口部ｈ１の値が異なる場合もあり得る。

第４図は第１図におけるＧ５電極５の一例を示す（ａ）
正面図、（ｂ）（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。

同図において、電界補正板５４はインナー電極５２より
更にＧ６電極対向部から離れる位置に設置する。

インナー電極５２はインライン配列した３電子銃のうち
、中央電子銃に相当する開口部５３のインライン方向の
径が短い楕円形であり、両脇電子銃に相当する部分の中
央電子銃寄りは、やはりインライン方向の径が短い楕円
形を成し、中央電子銃と離れる側には板状部分がなく、
Ｇ、電極５の側壁部５７の一部で代用している。

インナー電極５２と電界補正板５４の間の距離ｌ、は、
インナー電極５２の形状、インナー電極５２とＧｈ電極
対向部間の距離、１を子銃のフォーカス特性、蛍光面上
での３電子銃から投射した電子ビームの静的集中１等の
特性のバランスした状態を得る位置に設置する。

実際には、本発明では主レンズ構成電極であるＧ５電極
５とＧＭ’ｉ極６の両方に各々電界補正板５４．６５を
設置するので、どちらかを単独に用いる場合に比べ、各
電界補正板のそれぞれによる必要補正量は少ないため、
インナー電極５２と電界補正板５４間の距Ｍｌ、は大き
な値を取り得る。

このため、主レンズ形成電界のうち、電界補正板は電子
ビームのインライン方向とインライン方向と直角な方向
との集束作用には影響が大であるが、蛍光面上での静電
集中に関しては、インナー電極５２のシールド作用によ
って影響は少ない。

また、このため、電子銃の設計時、電界補正板５４の開
口部の形状およびその設置位置は、電子ビームの集束作
用と蛍光面上での３を子ビームの静的集中作用をほぼ独
立した量として扱うことが可能となり、設計の自由度を
著しく増すという利点がある。

第５図は第１図における電界補正板とインナー電極との
間の距離（１１または２２）に対応する電子ビームの集
束作用の関係の説明図であって、横軸に両者間の距離Ｂ
、または！ｔ）を、縦軸に（インライン方向の最適集束
電圧）−（インラインと直角方向の最適集束電圧）をと
っている。

先ず、ＧＳ電極５の内部に設置する電界補正板５４につ
いては、同図に示されたように、電界補正板５４とイン
ナー電極５２との間の距離（１１）の増加に伴い、集束
作用への影響は減少する。

このことは、インナー電極５２から離れた位置に電界補
正板５４を設置すれば電界補正板の精度に多少の誤差が
あっても、特性のバラツキへの影響が少ないことを示し
ている。

また、電界補正板５４の開口部の形状並びにインナー電
極５２との位置関係は、インナー電極５２の形状、Ｃ，
を極５とＧ、電極６間の距離、Ｇ５電極の６６電極との
対向部の形状、求める電子銃の特性９等から決定する。

Ｇｂ電極６の内部に設置する電界補正板６５の仕様も、
略々Ｇ、電極５内部に設置する電界補正板５４と同様に
決定する。

第６図はＧ、電極６の一例を説明する（ａ）シールドカ
ップ６４側正面図、（ｂ）（ａ）のＸＸ断面図、（Ｃ）
ＧＳ電極５側正面図、（ｄ）（ｃ）のＹ−Ｙ断面図であ
る。

同図において、Ｇ、電極６の内部に設置される電界補正
板６５の電子ビーム通過孔である開口部の形状は３個の
矩形からなる。

以下、本発明による電子銃の各構成電極を順を追って説
明する。

第７図は第１図における主要電極の説明図であって、（
ａ）はＧ２電極、（ｂ）（Ｃ）はＧ３電極、（ｄ）はＧ
４電極の構造図である。

まず、同図（ａ）において、Ｇ２電極２の電子ビームの
出口側２ｂの電子ビーム通過孔２Ｃの周囲にインライン
電子銃配列方向Ｘ−Ｘと平行な方向に長袖を有するスリ
ット２ｄが設けられている。

このスリット２ｄの深さＤすなわち管軸方向の寸法、お
よび管軸に直角な方向の寸法Ｗ、、Ｗ、は、他の電極の
特性を含めた陰極線管としての全体的なフォーカス特性
の要求に見合うような仕様に決める。

この全体的なフォーカス特性の要求に見合うような仕様
は必ずしも一意的なものではない。

同図（ｂ）はＧ３電極３の電子ビーム人口３ａに電子ビ
ーム通過孔３Ｃを包囲するスリツｌ−３ｄが設けられて
いる。

このスリット３ｄは電子ビーム通過孔３Ｃの周囲にイン
ライン配列方向と直角な方向に長軸を有するスリットで
ある（この例では、Ｇ３電極３のカップ状電極のＧ２電
極側の側壁に凹部を形成してスリットとしている。

また、このスリットの形は図示のものに限らず、長軸端
が閉鎖した形状としてもよい）。

上記Ｇ２電極と同様に、スリット３ｄの深さと幅の寸法
は他の電極のフォーカス特性を含めた陰極線管としての
全体的なフォーカス特性の要求に見合うように決められ
るので、やはり一意的なものではない。

なお、同図（ｃ）は同図（ｂ）のＸ−Ｘ線に沿った断面
図である。

同図（ｄ）はＧ４電極４の詳細構造図であり、その電子
ビーム出口４ｂの電子ビーム通過孔４Ｃの周囲にインラ
イン配列方向Ｘ−Ｘと直角の方向（Ｙ−Ｙ）に長袖を有
するスリット４ｄを設けている。

この場合も、上記Ｇｚ　＋　（７３ｉｉ極と同様にスリ
ット４ｄの深さと幅の寸法は他の電極のフォーカス特性
を含めた陰極線管としての全体的なフォーカス特性の要
求に見合うように決められるので、やはり一意的なもの
ではない。

第８図、第９図、第１０図、第１１図、第１２図、第１
３図はＧ、電極（集束電極）の種々の具体例を説明する
構造図であって、各図の（ａ）はＧ６電極（陽極）６側
からみたＧ、電極５の正面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ
断面図、（Ｃ）は電界補正板５４の正面図、（ｄ）は（
ｃ）のＸ−Ｘ断面図である。

まず、第８図は電界補正板５４に矩形の電子ビーム通過
孔を形成すると共に、サイド電子ビーム通過孔５６に電
子ビームをインライン方向から挟むように、光軸Ｚ方向
に切り起こした立ち上げ部５４１．５４２を設けたもの
である。

この立ち上げ部は、サイド電子ビーム通過孔５６の側方
５４１の高さＨｓがセンター電子ビーム通過孔５５側５
４２の高さＨｃよりもインナー電極５２方向に高く形成
されている。

上記高さＨｓとＨｃＯ値は、センター電子ビーム通過孔
５５とサイド電子ビーム通過孔５６のＸ方向の開口幅の
大きさ、インナー電極５２との距離およびその開口の形
状と大きさ、および電子銃の特性全体から決定する。

第９図は前記第８図における電界補正板の形状を、サイ
ド電子ビーム通過孔をそれぞれ包囲する如く曲面板状の
立ち上げ部としたものである。

この曲面板状の立ち上げ高さを前記第８図のように、サ
イド電子ビーム通過孔５６の側方で高くすることもでき
る。

第１Ｏ図は電界補正板５４にサイド電子ビーム通過孔５
６をインライン方向から挟む立ち上げ部５４４を設ける
と共に、インナー電極５２の電子ビーム通過孔を３電子
ビームについてそれぞれ円形孔としたものである。

第１１図は第１Ｏ図のインナー電極５２の電子ビーム通
過孔５３を矩形状孔（センター電子ビームについて矩形
、サイド電子ビームについてコ字状）としたものである
。

第１２図は電界補正板５４の立ち上げ部を各電子ビーム
について、それぞれ独立の部材で構成したものであり、
センター電子ビーム通過孔５５に対して立ち上げ部５４
８を、サイド電子ビーム通過孔５６に対しては立ち上げ
部５４６と５４７を設けたものである。

第１３図は電界補正板５４に設けた立ち上げ部５４４を
、センター電子ビームとサイド電子ビームとでその間隔
（Ｘ方向幅）を異ならせたもので、図ではセンター用立
ち上げ部の間隔Ｗｃをサイド用立ち上げ部の間隔Ｗｓよ
り大きくしている。

第１４図、第１５図、第１６図、第１７図はＧ、電極（
陽極）６の前記Ｇ、電極（集束電極）の実施例とは異な
る種々の具体例を説明する構造図で、各図の（ａ）は陰
極線管のスクリーン側からみた正面図、（ｂ）は（ａ）
のＸ−Ｘ断面図、（Ｃ）はＧ、電極５側からみた正面図
、（ｄ）は（ｃ）のＹ−Ｙ断面図である。

第１４図は電界補正板６５の開口を、センター電子ビー
ムについて円形に、サイド電子ビームについてはＸ方向
に長袖を持つ楕円形としたものである。

第１５図は第１４図における電界補正板６５の開口を矩
形状としたものである。

第１６図は第１５図における電界補正板６５の開口をＸ
方向に長軸を持つ矩形としたものである。

第１７図は第１５図における電界補正板６５の開口を３
電子ビームについてそれぞれ円形の開口としたものであ
る。

以上説明したＧ、電極を構成する電界補正板６５、およ
びインナー電極６２の形状２寸法、および設置位置は、
前記Ｇ、電極と同様に、電子銃の要求特性に応して適宜
決定できるものである。

第１８図と第１９図は陰極線管の螢光面上での電子ビー
ムスポット形状の説明図であって、両図共（ａ）は螢光
面上でのスポットを、（ｂ）は螢光面上の測定点である
。

第１８図は比較のために示す従来技術による電子銃を用
いた場合の電子ビームスポット形状を、第１９図は本発
明による電子銃を用いた場合の電子ビームスポット形状
を示す。

第１８図と第１９図を比較してみると、螢光面１４のセ
ンターにおける電子ビームスポットＳｃについては、本
発明による第１９図のものは従来の第１８図のものより
小径となっている。

さらに、螢光面１４の周辺コーナ部の電子ビームスポッ
トＳｓについては、第１９図の本発明によるものは従来
技術による第１８図のものに比べて、そのコア部ＣＯが
小さくなっているのは勿論のこと、画質に大きく影響す
るハロ一部ＨＯが格段に小さくなっている。

精密な測定を行なったところ、本発明による電子ビーム
の蛍光面上でのスポット径は、全体として従来のそれよ
りも約１０％減少していることが分かった。

以上のように、主レンズを構成する集束電極と陽極電極
の内部を電界補正構造とすることによって、陰極線管の
螢光面の全面において、バランスのとれたフォーカス特
性を得ることができる。

以上、本発明の種々の具体例を説明したが本発明は上記
の所謂ＥＡ−ＵＢ型電子銃に限るものではなく、（ａ）
　ＢＰＦ型、　（ｂ）　ＵＰＦ型、（ｃ）ＨＩ−ＦＯ型
（高フォーカス電圧Ｂ　Ｐ　Ｆ　）　、　（ｄ）ＨＩ−
ＬＩＰＦ型（高フォーカス電圧Ｕ　Ｐ　、Ｆ　）　、　
（ｅ）Ｂ−Ｕ型（ＢＰＦ−ＵＰＦハイブリッド型）　、
　（ｆ）ＴＰＦ型、等各種の形式の電子銃、その他の多
段集束型電子銃、等種々の形式の電子銃の主レンズを形
成する電極対のそれぞれの内部を電界補正構造とするこ
とによって陰極線管蛍光面全域でのフォーカス特性をバ
ランスよく向上させ、解像度の高い陰極線管を提供でき
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、非点収差補正を
、主レンズを形成する電極対の各々の電極で行うように
したことにより、非点収差補正のための急激な電界の変
化を電子ビームに与えることがない。

したがって、電子ビームの軌道に乱れが生じることが少
なくなり、螢光面上の電子ビームスポットの形状を小さ
くした解像度の高い陰極線管を提供できる。

すなわち、従来技術のように、主レンズを形成する電極
の一個所にのみ電界補正板から成る電界補正構造を設け
た場合に比較して、螢光面上での電子ビームスポットの
平均径を約１０％縮小できる。

また、本発明によれば、非点収差補正を主レンズの形成
する電極対の対向部から光軸方向に離れた位置において
、該電極対のおのおのの電極の内部に設置した電界補正
板から成る電界補正構造を採用したことで、この電界補
正構造の精度を従来の約３分の１にすることができた。

さらに、本発明によれば、非点収差補正を、主レンズを
形成する電極対の対向部から光軸方向に離れた位置に該
電極対それぞれに設置するため、上記電極対の対向部の
シールド作用によって、電界補正板の構造は３本の電子
ビームを螢光面上で集中させる作用に対して、著しく粗
とすることができる。

このため、電子銃の設計の自由度が増し、その設計が容
易になるという大きな効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子銃の一実施徊の説明図、第２
図は主レンズ系での電子ビームの集束および発散作用を
従来技術との対比で説明する模式図、第３図は第１図に
おけるＧ５電界補正板の一例の説明図、第４図は第１図
におけるＧ５電極の一例の説明図、第５図は第１図にお
ける電界補正板とインナー電極との間の距離に対応する
電子ビームの集束作用の関係の説明図、第６図はＧ、電
極の一例の説明図、第７図は第１図における主要電極の
説明図、第８図、第９図、第１０図、第１１図、第１２
図、第１３図はＧ５電極の種々の具体例の説明図、第１
４図、第１５図、第１６図。 第１７図はＧ６電極の種々の具体例の説明図、第１８図
と第１９図は陰極線管の蛍光面上での電子ビームスポッ
ト形状を従来技術と本発明とを対比して示す説明図、第
２０図はインライン型電子銃を備えたシャドウマスク方
式カラー陰極線管の説明図、第２１図は蛍光面の中央部
で円形となる電子ビームスポットで蛍光面の周囲を発光
させた場合の電子ビームスポットの説明図、第２２図は
電子ビームスポット形状の変形を説明する電子銃の電子
光学系の模式図、第２３図は第２２図で説明した蛍光面
周辺部での画質の低下を抑制する手段の説明図、第２４
図は第２３図に示したレンズ系を用いた場合の蛍光面の
電子ビームスポット形状の説明図である。 ｌ・・・・Ｇ、電極、２・・・・Ｇ２電極、３・・・・
Ｇ、電極（集束電極）、４・・・・Ｇ４電極、５・・・
・Ｇ、電極（集束電極）、６・・・・Ｇ６電極（陽極）
、５２．６２・・・・インナー電極、５４．６５・・・
・電界補正電極。 第 図（’ｔｌ） ６４：シールド作用フ９ ６５　：　Ｇｅ　を外＊叡正才艮 第 図（ｔの２） 第 図 第 図 第 図 （Ｊ！ｌ又１ユ１２） 第 図（’＋ｓ＋） 第 図（に−２） 第 図（３４＃Ｉ） 第 ＦＩＡ（この２） （ｂ） ａ （ｄ） Ｙ （ｂ） 第 ・４ （Ｃ） コｂ 第 図（Ｋの１） 第 図（３ｔＩ）２） 第 図（礎の１） 第 図（イー２） 第 図（Ｘの１） 第 図（Ｘめ２） 第 図（【のｌ） 第 図（イ０２） 第２０ 図 第 図 第２２ 図 第２３ 図 Ｑ７− 第 図 旧

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、主レンズを構成する電極対の軸方向対向部間に形成
   される電界が、非回転対称分布を持つ電子銃において、 前記電極対の各電極の内部に、電子ビームに対するレン
   ズ作用が、略々回転対称となる電界補正部を備えたこと
   を特徴とする電子銃。 ２、請求項１において、 前記主レンズを構成する電極対の軸方向対向部に形成さ
   れる電子ビーム通過孔の形状を、非回転対称形としたこ
   とを特徴とする電子銃。 ３、請求項１において、前記主レンズを構成する電極内
   に非円形状の電子ビーム通過孔を備えたことを特徴とす
   る電子銃。 ４、請求項２において、 前記主レンズを構成する電極内に非円形状の電子ビーム
   通過孔を備えたことを特徴とする電子銃。 ５、主レンズを構成する集束電極と陽極の対向部間に形
   成される電界が、非回転対称分布を持つ電子銃において
   、 前記主レンズの略々中間から陽極に至る間に、電子ビー
   ムに対して略々回転対称な発散または集束作用を及ぼす
   電界補正部を前記陽極の内部に備えると共に、 前記集束電極の内部、かつ前記対向部から光軸方向に離
   れる方向に、前記光軸と直交し互いに直角な二方向で集
   束作用を異ならせる電界補正部を備えたことを特徴とす
   る電子銃。６、請求項５において、 前記主レンズを構成する集束電極および陽極内に非円形
   状の電子ビーム通過孔を備えたことを特徴とする電子銃
   。 ７、請求項１、２、３、４、５または６の何れかに記載
   の電子銃を備えた陰極線管。