JP2000251758A

JP2000251758A - 電子銃構体

Info

Publication number: JP2000251758A
Application number: JP11053797A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Sato; 和則佐藤
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2000-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】耐電圧特性の劣化を防止しながら、比較的簡単
な構造で蛍光体スクリーン上の全面に良好形状のビーム
スポットを形成し、良好な画像を表示するカラー受像管
に適用される電子銃構体を提供することを目的とする。【解決手段】電圧供給手段２１０は、第２グリッドＧ２
に第１レベルの電圧を供給し、第３グリッドＧ３に第１
レベルより高い第２レベルの電圧を供給し、第４グリッ
ドＧ４に第２レベルより高い第３レベルの電圧を供給
し、プリフォーカスレンズ２０１を、これら３つのグリ
ッドによって構成する。これにより、プリフォーカスレ
ンズのレンズ領域が長くなり、且つ集束力の強いレンズ
が形成できる。

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、電子銃構体に係
り、特に、カラー陰極線管に適用される電子銃構体の改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー陰極線管は、近年、大型化、高精
細化、高電流化する傾向にあり、このようなカラー陰極
線管に適用される電子銃構体は、益々性能向上が望まれ
ている。

【０００３】一般に、蛍光体スクリーン上に集束される
電子ビームのビームスポット径は、主レンズヘ入射する
電子ビームの質と主レンズの性能とによって決まる。主
レンズの性能は、ほぼレンズ口径によって決まる。

【０００４】主レンズは、主に、図５の（ａ）及び
（ｂ）に示すようなバイポテンシャル型や、図６の
（ａ）及び（ｂ）に示すようなユニポテンシャル型を基
本としている。バイポテンシャル型レンズは、図５の
（ａ）に示すように、電位の異なる２つの電極３１、３
２によって形成され、その軸上電位２０は、図５の
（ｂ）に示すように、電極３１から３２にかけて連続的
に上昇する。一方、ユニポテンシャルレンズは、図６の
（ａ）に示すように、同電位の２つの電極３３、３５と
これら電極間に配置された電位の異なる電極３４によっ
て形成され、その軸上電位２０は、図６の（ｂ）に示す
ように、電極３４付近で極値を持つ。

【０００５】バイポテンシャル型の主レンズを備えた電
子銃構体は、例えば、図７の（ａ）に示すように、４つ
のグリッドＧ１乃至Ｇ４によって構成される。カソード
Ｋより放出された電子ビームＢは、接地された第１グリ
ッド（制御電極）Ｇ１と、相対的に低電位の６００〜１
０００Ｖの電圧が印加される第２グリッド（加速電極）
Ｇ２との間でほぼクロスオーバーし、発散する。この電
子ビームは、第２グリッドＧ２と６〜１０ｋＶの相対的
に中電位の電圧が印加される第３グリッド（集束電極）
Ｇ３とによって形成されるプリフォーカスレンズ２０１
で予備集束される。プリフォーカスレンズ２０１で予備
集束された電子ビームは、第３グリッドＧ３と２５〜３
５ｋＶの相対的に高電位の電圧が印加される第４グリッ
ド（最終加速電極）Ｇ４とによって形成される主レンズ
２０２によって蛍光体スクリーン上に集束される。この
電子銃構体の軸上電位は、図７の（ｂ）に示す通りであ
る。なお、最終加速電極の電位を１００％としている。

【０００６】バイポテンシャル型の主レンズを備えた電
子銃構体の場合、主レンズ入射前に、電子ビームを集束
するレンズは、プリフォーカスレンズのみなので、高電
流時には、主レンズに入射する電子ビーム径が大きくな
る。このため、電子ビームは、主レンズの球面収差を受
け、蛍光体スクリーン上に形成されるビームスポットの
形状が劣化しやすくなる。

【０００７】一般に、蛍光体スクリーン上のビームスポ
ット径をＤＴ、主レンズ部の倍率による物点の広がりを
Ｄｘ、主レンズ部の球面収差による電子ビーム径の広が
りをＤＳＡ、蛍光体スクリーン近傍での空間電荷の反撥
による電子ビームの広がりをＤＳＣとすると、下式で示
される。

【０００８】ＤＴ＝｛（ＤＸ＋ＤＳＡ）²＋ＤＳＣ²｝^1/2 ここで、ＤＸ＝Ｍ×ｄｘ、ＤＳＡ＝１／２×Ｍ×Ｃｓ×
αｏ³である。

【０００９】すなわち、ＤＸは、電子光学的倍率Ｍと仮
想物点径ｄｘとの積であり、ＤＳＡは、主レンズの球面
収差係数ＣＳと電子光学的倍率Ｍと電子ビーム発散角α
ｏの３乗とに比例する。

【００１０】図７に示したバイポテンシャル型の主レン
ズを備えた電子銃構体では、前述したように、高電流供
給時での電子ビームの発散角は、主レンズ入射前に電子
ビームを集束させるレンズがプリフォーカスレンズのみ
なので、集束力が不足し、大きくなる。このため、電子
ビーム径は、主レンズに入射する時だけでなく、偏向ヨ
ーク１１０によって形成される偏向磁界に入射する時も
大きくなる。これにより、蛍光体スクリーン全面のビー
ムスポット径が大きくなる。

【００１１】すなわち、偏向磁界は、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からなる非
斉一磁界である。水平偏向磁界は、図８に示すように、
磁界中を通過する電子ビーム５１に対して、垂直方向Ｖ
には、集束作用ＦＶを与え、水平方向Ｈには、発散作用
ＦＨを与える。このため、蛍光体スクリーン周辺部のビ
ームスポットＢＳは、図９に示すように、水平方向Ｈに
拡大したコアＢＳ１と垂直方向Ｖに広がったにじみＢＳ
２とを有するようになり、画質の劣化を招く。また、偏
向磁界に入射する電子ビーム径が大きいと、偏向磁界に
よる偏向収差を受けやすくなり、蛍光体スクリーン上に
集束される電子ビームの質を劣化させる。

【００１２】上記のように、バイポテンシャル型主レン
ズを備えた電子銃構体において、高電流供給時の電子ビ
ーム発散角が大きくなり、主レンズの球面収差の影響を
受けて蛍光体スクリーン上のビームスポット径が大きく
なったり、偏向磁界による偏向収差の影響を受けて蛍光
体スクリーン周辺部の画質が劣化する。

【００１３】これを改善するために、プリフォーカスレ
ンズのレンズ強度を上げる方法や、プリフォーカスレン
ズと主レンズとの間にサブレンズを設ける方法などによ
り、主レンズに入射する前の電子ビームの発散角を抑え
ている。すなわち、プリフォーカスレンズのレンズ強度
を上げる方法は、図１０の（ａ）に示すように、第２グ
リッドＧ２の電子ビーム通過孔の孔径を縮小する方法
や、図１０の（ｂ）に示すように、第２グリッドＧ２に
おける電子ビーム通過孔の孔部の板厚を厚くする方法な
どがある。

【００１４】これらの方法は、プリフォーカスレンズを
構成する電界３０１のうち、第２グリッドＧ２に浸透す
る電界３０２の曲率を利用したものである。この方法に
よれば、電子銃構体の中心軸３００から離れた領域の集
束力が部分的に強まる。これにより、中心軸３００から
離れたビームほど集束される。すなわち、中心軸３００
に近い近軸ビーム４０１と中心軸から離れたビーム４０
２とでは、それぞれに対するプリフォーカスレンズの集
束力に差が生じる。つまり、電子ビームは、プリフォー
カスレンズによる球面収差の影響を受けることになり、
集束力を強めたことにより電子ビームの発散角を抑えた
としても、仮想物点径が大きくなる。

【００１５】この結果、高電流供給時における蛍光体ス
クリーン周辺部でのビームスポット形状は良好であって
も、主レンズの球面収差の影響が少ない低電流供給時で
は、バイポテンシャル型主レンズを備えた電子銃構体よ
り、蛍光体スクリーン中央部でのビームスポット径は劣
化する。

【００１６】また、プリフォーカスレンズ強度を上げる
方法には、第２グリッドＧ２と第３グリッドＧ３との間
隔を狭めるのも方法であるが、これでは、このグリッド
間の耐電圧特性が低下し、グリッド間のリークやスパ−
クが発生しやすくなる。

【００１７】一方、プリフォーカスレンズと主レンズと
の間にサブレンズを設ける方法としては、例えば、特公
平１−１８５３６号に記載されたように、クオードラポ
テンシャルフォーカス方式の電子銃構体や、マルチステ
ップフォーカス方式の電子銃構体などが提案されてい
る。

【００１８】クオードラポテンシャルフォーカス方式の
電子銃構体は、図１１の（ａ）に示すように構成され、
このときの軸上電位は、図１１の（ｂ）に示すような分
布となる。マルチステップフォーカス方式の電子銃構体
は、図１２の（ａ）に示すように構成され、このときの
軸上電位は、図１２の（ｂ）に示すような分布となる。

【００１９】これらの電子銃構体は、第２グリッドＧ２
と第３グリッドＧ３とでプリフォーカスレンズ２０１を
形成し、第３グリッドＧ３乃至第５グリッドＧ５により
ユニポテンシャル型のサブレンズ２０３を形成し、第５
グリッドＧ５と第６グリッドＧ６とでバイポテンシャル
型の主レンズ２０２を形成する。

【００２０】クオードラポテンシャルフォーカス方式の
電子銃構体と、マルチステップフォーカス方式の電子銃
構体とでは、第４グリッドＧ４に印加される電圧が異な
る。すなわち、前者の場合、図１１の（ａ）及び（ｂ）
に示すように、第４グリッドＧ４には、第２グリッドＧ
２と同等の約６００〜１０００Ｖの電圧が印加され、第
３グリッドＧ３及び第５グリッドＧ４には、第２グリッ
ドＧ２及び第４グリッドＧ４より高位の６〜１０ｋＶの
電圧が印加される。このような電圧印加により、ユニポ
テンシャル型のサブレンズ２０３が形成されると、第３
グリッドＧ３から第４グリッドＧ４にかけて電圧が一旦
低下するので、電子ビームは減速される。

【００２１】電子ビームは、負の電荷であるので、減速
すると電子ビーム相互の反撥の影響が大きくなること
や、サブレンズ２０３の位置がプリフォーカスレンズ２
０１と主レンズ２０２との間に有ることから、サブレン
ズ２０３に入射する電子ビーム径は、プリフォーカスレ
ンズ２０１に入射する場合よりも大きくなり、サブレン
ズ２０３の球面収差の影響を受ける。このため、主レン
ズ２０２に入射する電子ビームの発散角が絞れても、仮
想物点径が大きくなってしまう。

【００２２】この結果、クオードラポテンシャルフォー
カス方式の電子銃構体は、図７に示したようなバイポテ
ンシャル型の主レンズを備えた電子銃構体に比べ、高電
流供給時では蛍光体スクリーン全面でのビームスポット
形状が良好であるが、主レンズの球面収差の影響が少な
い低電流供給時における蛍光体スクリーン中央でのビー
ムスポット径が劣化し、解像度が劣ることになる。

【００２３】また、後者の場合、図１２の（ａ）及び
（ｂ）に示すように、第４グリッドＧ４に第６グリッド
Ｇ６と同等の高電圧が印加されるので、耐電圧特性が劣
化する。

【００２４】さらに、図１３の（ａ）及び（ｂ）に示し
たように、ユニポテンシャル型主レンズを備えた電子銃
構体の場合、第３グリッドＧ３には、最終加速電極であ
る第５グリッドＧ５と同等の高電圧が印加されるので、
マルチステップフォーカス方式の電子銃構体と同様に耐
圧特性上の不利がある。

【００２５】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、蛍光
体スクリーン全面のビームスポット径を改善して画質を
改善するために、主レンズに入射する前の電子ビームの
発散角を絞る必要がある。

【００２６】しかしながら、従来の方法では、電子ビー
ムの発散角を絞ると仮想物点径が大きくなってしまい、
低電流域では、蛍光体スクリーンの中央におけるビーム
スポット形状が劣化し、解像度が劣るという問題が発生
する。また、高電圧が印加される電極の近傍に、低電圧
が印加される電極を配置する電極構造とすると、耐電圧
特性が劣化するという問題が発生する。

【００２７】この発明は、上記問題を解決するためにな
されたものであり、耐電圧特性の劣化を防止しながら、
比較的簡単な構造で蛍光体スクリーン上の全面に良好形
状のビームスポットを形成し、良好な画像を表示するカ
ラー受像管に適用される電子銃構体を提供することを目
的とする。

【００２８】

【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、この発明は、電子ビームを発生する電
子ビーム発生部と、前記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プリフォーカスレンズと、
前記プリフォーカスレンズにより予備集束された電子ビ
ームをターゲット上に集束する主レンズと、前記電子ビ
ーム発生部、プリフォーカスレンズ、及び主レンズを構
成するカソード及びカソードからターゲットまでの間に
並設された複数の電極にそれぞれ所定の電圧を供給する
電圧供給手段と、を備えた電子銃構体において、前記電
圧供給手段は、前記プリフォーカスレンズを構成する最
も前記カソード側に位置する第１電極に、第１レベルの
電圧を供給し、前記プリフォーカスレンズを構成する最
もターゲット側に位置する第３電極に、前記第１レベル
より高く、前記主レンズを構成する電極に供給される最
高位の電圧より低い第３レベルの電圧を供給し、前記第
１電極と第３電極との間に位置する少なくとも１つの第
２電極及び前記第３電極の前記ターゲット側に隣接する
第４電極に、前記第１レベルより高く、前記第３レベル
より低い第２レベルの電圧を供給することを特徴とする
電子銃構体を提供するものである。

【００２９】この発明の電子銃構体によれば、電圧供給
手段が第１電極に第１レベルの電圧を供給し、第２電極
に第１レベルより高い第２レベルの電圧を供給し、第３
電極に第２レベルより高い第３レベルの電圧を供給する
ことにより、プリフォーカスレンズは、少なくとも第１
電極、第２電極、及び第３電極によって構成される。こ
れにより、プリフォーカスレンズのレンズ領域が長くな
り、且つ集束力の強いレンズが形成できる。この結果、
プリフォーカスレンズの球面収差を軽減しながら、電子
ビームの集束力を上げることができる。

【００３０】また、電圧供給手段は、プリフォーカスレ
ンズを構成する少なくとも３つの電極それぞれに対し
て、これら電極の軸上電位が連続的に上昇するような電
圧を供給することにより、プリフォーカスレンズを通過
する電子ビームは、従来より加速され、それにより、電
子ビーム相互の反撥が減り、高品質な電子ビームを形成
できる。

【００３１】さらに、プリフォーカスレンズは、すくな
くとも３つの電極によって構成しているので、中間に配
置される電極の電位や配置位置により、プリフォーカス
レンズの電位勾配を任意にすることができる。

【００３２】またさらに、プリフォーカスレンズの第３
電極に印加される第３レベルの電圧は、主レンズを構成
する電極に供給される最高位の電圧より低いため、耐電
圧特性の劣化を防止できる。

【００３３】このような構成としたことにより、プリフ
ォーカスレンズは、耐電圧特性に優れた電極構造で形成
され、電子ビームの発散角を絞ることが可能となり、且
つ発散角を絞っても仮想物点径の小さい電子ビームを形
成することができる。

【００３４】これにより、主レンズに入射する電子ビー
ムの発散角が小さくなるため、電子ビームは、主レンズ
の球面収差の影響を受けにくくなり、蛍光体スクリーン
周辺部に偏向するために高電流を供給した時であって
も、蛍光体スクリーン周辺部に集束された電子ビームの
ビームスポット形状を改善できる。また、プリフォーカ
スレンズによって電子ビームを強く集束できるので、偏
向磁界中に入射する電子ビームの発散角も小さくなるた
め、偏向収差の影響を受けにくくなり、蛍光体スクリー
ン周辺部でのビームスポットのにじみも抑制できる。

【００３５】以上により、耐電圧特性の劣化を防止しな
がら、蛍光体スクリーン全域にわたり、ビームスポット
形状を改善することが可能となる。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の電子銃構体の一
実施の形態、すなわちインライン型電子銃構体の実施の
形態について図面を参照して説明する。

【００３７】図１に示すように、このカラー陰極線管
は、水平方向Ｈに一列配置された３電子ビームを放出す
るインライン型電子銃構体を備えた、いわゆるインライ
ン型カラー陰極線管である。

【００３８】このインライン型カラー陰極線管は、パネ
ル１０１と、ネック１０５と、パネル１０１とネック１
０５とを接続するファンネル１０２と、からなる外囲器
を有している。

【００３９】パネル１０１は、水平方向Ｈに長軸及び垂
直方向Ｖに短軸を有する略矩形状に形成され、その内面
に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）にそれぞれ発光する
ストライプ状あるいはドット状の３色蛍光体層及びメタ
ルバック層からなる蛍光体スクリーン１０３（ターゲッ
ト）を備えている。また、このカラー陰極線管は、蛍光
体スクリーン１０３に対向する位置に所定の間隔をおい
て装着されたシャドウマスク１０４を有している。この
シャドウマスク１０４は、その内側に、電子ビームを通
過させるための多数のアパーチャを有している。

【００４０】ネック１０５は、管軸に一致する中心軸を
有する略円筒状に形成され、その内径の断面形状も略円
形である。このネック１０５は、その内部に、同一水平
面上を通る一列配置の３電子ビーム１０６Ｂ、１０６
Ｇ、１０６Ｒを放出する電子銃構体１０７、いわゆるイ
ンライン型電子銃構体を備えている。

【００４１】これら３電子ビーム１０６Ｇ、１０６Ｂ、
１０６Ｒは、水平方向Ｈに一列配置され、管軸方向Ｚに
平行な方向に沿って放出される。３電子ビームのうち、
センタービームとしての電子ビーム１０６Ｇは、ネック
１０５の中心軸に最も近接した軌道を進行する。また、
一対のサイドビームとしての電子ビーム１０６Ｂ、１０
６Ｒは、センタービーム１０６Ｇの両サイドの軌道を進
行する。

【００４２】この電子銃構体１０７は、これら３電子ビ
ーム１０６Ｒ、１０６Ｇ、１０６Ｂをそれぞれ蛍光体ス
クリーン１０３面上において集束すると同時に、３電子
ビームを蛍光体スクリーン１０３面上でコンバーゼンス
する。

【００４３】また、このカラー受像管は、ファンネル１
０２の外側に装着された偏向装置１０８と、ファンネル
１０２の外側に形成された外部導電膜１１３と、ファン
ネル１０２からネック１０５の一部にわたる内面に被着
形成された内部導電膜１１７と、を有している。内部導
電膜１１７は、陽極電圧を供給する陽極端子に導通され
ている。

【００４４】このような構造のカラー陰極線管では、電
子銃構体１０７から放出された３電子ビーム１０６Ｂ，
１０６Ｇ，１０６Ｒは、偏向装置１０８によって発生さ
れたピンクッション型の水平偏向磁界およびバレル型の
垂直偏向磁界からなる非斉一磁界により、自己集中しな
がら偏向され、シャドウマスク１０４を介して蛍光体ス
クリーン１０３を水平方向Ｈ及び垂直方向Ｖに走査され
る。これにより、カラー画像が表示される。

【００４５】このカラー陰極線管に適用される電子銃構
体１０７は、図２の（ａ）及び（ｃ）に示すように、水
平方向Ｈに一列配置された３個のカソードＫ（Ｂ、Ｇ、
Ｒ）と、これらのカソードＫを各別に加熱する図示しな
い３個のヒータと、これらカソードＫから蛍光体スクリ
ーン１０３に向かう管軸方向Ｚに順次配置された第１グ
リッドＧ１乃至第６グリッドＧ６と、を備え、これらを
一対の絶縁支持体によって一体に支持している。

【００４６】第１グリッドＧ１、第２グリッドＧ２（第
１電極）、及び第３グリッドＧ３（第２電極）は、板状
の電極であり、その板面に、水平方向Ｈに一列配置され
た３個のカソードＫに対応して、３個の略円形の電子ビ
ーム通過孔を有している。

【００４７】第４グリッドＧ４（第３電極）は、筒状電
極であり、その第３グリッドＧ３側及び第５グリッドＧ
５側の両端面に、３個のカソードＫに対応して３個の電
子ビーム通過孔を有している。

【００４８】第５グリッドＧ５（第４電極）は、筒状電
極であり、その第４グリッドＧ４側及び第６グリッドＧ
６側の両端面に、３個のカソードＫに対応して３個の電
子ビームの通過孔を有している。

【００４９】第６グリッドＧ６は、筒状電極であり、そ
の第５グリッドＧ５側及び蛍光体スクリーン側の両端面
に、３個のカソードＫに対応して３個の電子ビーム通過
孔を有している。

【００５０】この電子銃構体では、電圧供給手段２１０
により、カソード及び各グリッドに、以下のように電圧
が印加されている。

【００５１】すなわち、カソードＫ（Ｂ、Ｇ、Ｒ）に
は、１００〜１５０Ｖの電圧が印加されている。第１グ
リッドＧ１は、接地されている。第２グリッドＧ２に
は、第１レベルの電圧すなわち相対的に低電位の６００
〜１０００Ｖの電圧が印加される。第３グリッドＧ３
は、第５グリッドＧ５に接続され、これらには、第２レ
ベルの電圧すなわち相対的に中電位の約６〜１０ｋＶの
集束電圧が印加される。第６グリッドＧ６には、相対的
に高電位の約２５〜３５ｋＶの電圧すなわち陽極電圧が
印加される。

【００５２】第４グリッドＧ４には、第６グリッドＧ６
に供給される電圧を分圧する分圧抵抗器２１１により、
第３グリッドＧ３及び第５グリッドＧ５に供給される電
圧より高く、第６グリッドＧ６に供給される電圧より低
い第３レベルの電圧すなわち相対的に中高位の約１０〜
２０ｋＶの電圧が印加される。

【００５３】電圧供給手段２１０は、上述したような電
圧を各カソード及びグリッドに供給することにより、電
子銃構体の中心軸３００上での軸上電位は、図２の
（ｂ）に示すような分布となる。

【００５４】上述したような電圧を印加することによ
り、カソードＫ、第１グリッドＧ１、及び第２グリッド
Ｇ２により、３電子ビームを発生しかつ後述する主レン
ズに対する仮想物点を形成する電子ビーム発生部２００
が形成される。また、第２グリッドＧ２、第３グリッド
Ｇ３、及び第４グリッドＧ４により、電子ビーム発生部
２００から発生した３電子ビームを予備集束するプリフ
ォーカスレンズ２０１が形成される。さらに、第４グリ
ッドＧ４、及び第５グリッドＧにより、プリフォーカス
レンズ２２によって予備集束された３電子ビームをさら
に予備集束するサブレンズ２０３が形成される。また、
第５グリッドＧ５、及び第６グリッドＧ６により、サブ
レンズ２３によって予備集束された３電子ビームを蛍光
体スクリーン上に集束する主レンズ２０２が形成され
る。

【００５５】上述した構造の電子銃構体では、プリフォ
ーカスレンズ２０１は、最もカソード側に位置する第２
グリッドＧ２、最も蛍光体スクリーン側に位置する第４
グリッドＧ４、及び第２グリッドＧ２と第４グリッドＧ
４との間に位置する第３グリッドＧ３の少なくとも３つ
のグリッドによって構成される。

【００５６】これらプリフォーカスレンズ２０１を構成
する３つのグリッドにおける軸上電位は、図２の（ｂ）
に示すように、最もカソード側の第２グリッドＧ２か
ら、最も蛍光体スクリーン側の第４グリッドＧ４にかけ
て、一定レベルになることなく連続的に上昇し、第３グ
リッドＧ３及び第５グリッドに印加される第２レベルの
集束電圧の電位より高い電位で極大値を有する。この極
大値は、主レンズに印加される最高位の陽極電圧より低
い電位である。

【００５７】このプリフォーカスレンズの電界と、この
電界を通過する電子ビームとの関係は、図１１の（ｃ）
に示す通りである。すなわち、このプリフォーカスレン
ズは、第２グリッドＧ２と第４グリッドＧ４との電圧差
が大きいので、プリフォーカスレンズ２０１を構成する
電界３０１の強度を、図１１の（ａ）及び（ｂ）に示し
たような従来と同一とすると、この発明の方がプリフォ
ーカスレンズ２０１のレンズ領域が長くなり、集束力を
向上することが可能となる。したがって、電子ビームの
発散角を抑えることができる。

【００５８】また、プリフォーカスレンズ２０１のレン
ズ領域では、中心軸３００に近い近軸ビーム４０１と中
心軸３００から離れたビーム４０２とで、それぞれに対
するプリフォーカスレンズ２０１の集束力の差が小さ
い。すなわち、球面収差の少ないプリフォーカスレンズ
を提供することができる。

【００５９】つまり、この発明は、従来のように、第２
グリッドＧ２の電子ビーム通過孔の孔径を縮小したり、
孔部の板厚を厚くして第２グリッドＧ２の孔近傍の集束
力を部分的に強めるのではなく、第２グリッドＧ２乃至
第４グリッドＧ４までの電界３０１全体にて集束させる
ので、中心軸３００から離れたビーム４０２に対しても
収差を抑えることが可能となる。

【００６０】また、このプリフォーカスレンズの軸上電
位は、従来より高く、且つ連続的に上昇しているので、
電子ビームが従来より加速され、電子ビーム相互の反撥
を減少させることができ、高品質な電子ビームを提供で
きる。

【００６１】さらに、このプリフォーカスレンズは、少
なくとも３つのグリッドによって形成されるので、中間
に配置されるグリッド（この実施の形態では第３グリッ
ド）の配置位置や供給する電位を変えることにより、図
３に示すように、プリフォーカスレンズの軸上電位の勾
配を（ａ）乃至（ｃ）のように任意に設定することが可
能となる。これにより、電子銃構体の構造及び要求され
る性能に応じて、適正な電位勾配を得ることができる。

【００６２】上述したように、この電子銃構体のプリフ
ォーカスレンズは、通過する電子ビームの発散角を縮小
することができる。これにより、主レンズの球面収差の
影響を受けにくくなり、高電流域であっても、蛍光体ス
クリーン上でのビームスポット形状を改善できる。

【００６３】また、このプリフォーカスレンズは、仮想
物点径の小さな電子ビームを形成することができる。こ
れにより、低電流域であっても、蛍光体クリーン上での
ビームスポット形状を改善できる。

【００６４】また、画面周辺部に注目すると、このよう
に、プリフォーカスレンズを通過した電子ビームは、発
散角が小さく、且つ仮想物点径が小さい高品質な電子ビ
ームであるため、偏向ヨーク１１０に入射する電子ビー
ムも小さくなり、偏向収差の影響を受けにくくなる。こ
のため、蛍光体スクリーン周辺部のビームのにじみも減
少することができる。さらに、構造上生じるサブレンズ
２０３を効率良く設計することで、更にビームスポット
形状を改善することができる。

【００６５】勿論、第４グリッドＧ４には、第６グリッ
ドＧ６に供給される電圧の電位以下の電圧が印加される
ので、耐電圧特性の劣化を招くおそれもない。

【００６６】なお、この発明は、上述した実施の形態に
限定されるものではなく、種々変更が可能である。例え
ば、図４の（ａ）乃至（ｃ）に示したように、主レンズ
を形成する第５グリッドＧ５と第６グリッドＧ６との間
に、第５グリッドＧ５に供給される電圧の電位より高
く、第６グリッドＧ６に供給される電圧の電位より低い
電位が印加される中間電極Ｇ７が少なくとも１つ存在
し、これら第５グリッドＧ５、第６グリッドＧ６、及び
第７グリッドＧ７により、主レンズを形成しても良い。
この中間電極Ｇ７には、第６グリッドＧ６に供給される
電位を分圧する分圧抵抗器２１１により分圧された電圧
が供給される。

【００６７】このような構造の電子銃構体であっても、
本願発明と同様の効果を得ることができる。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、耐電圧特性の劣化を防止しながら、比較的簡単な構
造で蛍光体スクリーン上の全面に良好形状のビームスポ
ットを形成し、良好な画像を表示するカラー受像管に適
用される電子銃構体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の電子銃構体が適用されるイ
ンライン型カラー陰極線管の構造を概略的に示す水平断
面図である。

【図２】図２の（ａ）は、この発明の電子銃構体の構造
を概略的に示す水平断面図であり、（ｂ）は、この電子
銃構体における中心軸上の軸上電位の分布を示す図であ
り、（ｃ）は、（ａ）に示した電子銃構体の垂直断面図
である。

【図３】図３は、この発明の電子銃構体のプリフォーカ
スレンズを構成する電極において変更可能な軸上電位の
分布を示す図である。

【図４】図４の（ａ）は、この発明の電子銃構体の他の
構造を概略的に示す水平断面図であり、（ｂ）は、この
電子銃構体における中心軸上の軸上電位の分布を示す図
であり、（ｃ）は、（ａ）に示した電子銃構体の垂直断
面図である。

【図５】図５の（ａ）は、バイポテンシャル型レンズの
構造を概略的に示す図であり、（ｂ）は、このレンズに
おける中心軸上の軸上電位の分布を示す図である。

【図６】図６の（ａ）は、ユニポテンシャル型レンズの
構造を概略的に示す図であり、（ｂ）は、このレンズに
おける中心軸上の軸上電位の分布を示す図である。

【図７】図７の（ａ）は、バイポテンシャル型の主レン
ズを備えた電子銃構体の構造を概略的に示す図であり、
（ｂ）は、この中心軸上の軸上電位の分布を示す図であ
る。

【図８】図８は、偏向磁界のうちの水平偏向磁界が電子
ビームに及ぼす作用を説明するための図である。

【図９】図９は、蛍光体スクリーン上における偏向収差
を受けた電子ビームのビームスポット形状を示す図であ
る。

【図１０】図１０の（ａ）は、第２グリッドの孔径を縮
小した場合のプリフォーカスレンズの電界と通過する電
子ビームとの関係を示す図であり、（ｂ）は、第２グリ
ッドの孔部板厚を厚くした場合のプリフォーカスレンズ
の電界と通過する電子ビームとの関係を示す図であり、
（ｃ）は、この発明の電子銃構体におけるプリフォーカ
スレンズの電界と通過する電子ビームとの関係を示す図
である。

【図１１】図１１の（ａ）は、クオードラポテンシャル
フォーカス方式の電子銃構体の構造を概略的に示す図で
あり、（ｂ）は、この中心軸上の軸上電位の分布を示す
図である。

【図１２】図１２の（ａ）は、マルチステップフォーカ
ス方式の電子銃構体の構造を概略的に示す図であり、
（ｂ）は、この中心軸上の軸上電位の分布を示す図であ
る。

【図１３】図１３の（ａ）は、ユニポテンシャル型の主
レンズを備えた電子銃構体の構造を概略的に示す図であ
り、（ｂ）は、この中心軸上の軸上電位の分布を示す図
である。

【符号の説明】

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Ｇ５…第５グリッドＧ６…第６グリッド１０１…パネル１０３…蛍光体スクリーン１０５…ネック１０７…電子銃構体２００…電子ビーム発生部２０１…プリフォーカスレンズ２０２…主レンズ２０３…サブレンズ２１０…電圧供給手段２１１…分圧抵抗器

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、前記電子ビーム発生部から発生された電子ビームを
予備集束するプリフォーカスレンズと、前記プリフォー
カスレンズにより予備集束された電子ビームをターゲッ
ト上に集束する主レンズと、前記電子ビーム発生部、プ
リフォーカスレンズ、及び主レンズを構成するカソード
及びカソードからターゲットまでの間に並設された複数
の電極にそれぞれ所定の電圧を供給する電圧供給手段
と、を備えた電子銃構体において、前記電圧供給手段は、前記プリフォーカスレンズを構成する最も前記カソード
側に位置する第１電極に、第１レベルの電圧を供給し、前記プリフォーカスレンズを構成する最もターゲット側
に位置する第３電極に、前記第１レベルより高く、前記
主レンズを構成する電極に供給される最高位の電圧より
低い第３レベルの電圧を供給し、前記第１電極と第３電極との間に位置する少なくとも１
つの第２電極及び前記第３電極の前記ターゲット側に隣
接する第４電極に、前記第１レベルより高く、前記第３
レベルより低い第２レベルの電圧を供給することを特徴
とする電子銃構体。
【請求項２】前記電圧供給手段は、前記最高位の電圧を
分圧する分圧抵抗器を有し、この分圧抵抗器によって分
圧された電圧を前記第３レベルの電圧として前記第３電
極に供給することを特徴とする請求項１に記載の電子銃
構体。
【請求項３】前記プリフォーカスレンズを構成する少な
くとも３つの電極の軸上電位は、一定レベルになること
なく連続的に上昇することをことを特徴とする請求項１
に記載の電子銃構体。
【請求項４】前記プリフォーカスレンズを構成する少な
くとも３つの電極の軸上電位は、前記第２レベルより高
い電位で極大値を有することをことを特徴とする請求項
１に記載の電子銃構体。
【請求項５】前記プリフォーカスレンズを構成する少な
くとも第２電極は、板状電極であることを特徴とする請
求項１に記載の電子銃構体。