JPH03233838A - 電子銃および陰極線管 - 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〕 本発明は陰極線管に係り、特に蛍光面の全域においてフ
ォーカス特性を向上させて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蛍光面を少
なくとも備える陰極線管において、該蛍光面の中心部か
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
しては従来から次のような技術が知られている。

例えば、収束レンズを形成する電極（第２電極と第３電
極）の領域内に非点収差レンズを設けたちのく特開昭５
３−１８８６６号公報）、インライン３ビーム電子銃の
第１電極と第２電極の電子ビーム通過孔を縦長とし、そ
れら各電極形状を異ならせたり、センター電子銃の縦横
比をサイド電子銃のそれより小さくしたもの（特開昭５
１−６４３６８号公報）、インライン配列電子銃の第３
電極の陰極線側に形成したスリットにより非回転対称レ
ンズを形成し、スリットの電子銃軸方向の深さをセンタ
ービームの方がサイドビームよりも深＜シた少なくとも
１個所の非回転対称レンズを介して蛍光面に電子ビーム
を射突させるもの（特開昭６０−８１７３６号公報）な
どがある。

〔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、かつ低電
流域ではモアレの発生がなく、さらに全電流域での画面
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は高度な技術を要する。

本発明の出願人等の研究によれば、陰極線管に上記緒特
性を兼備させるためには、非点収差付のレンズと大口径
主レンズの組み合わせが不可欠であることが分かった。

しかし、上記従来技術においては、電子銃に非点収差レ
ンズや非回転対称レンズを発生させる電極を用い、画面
全域にわたって良好な解像度を得るためには電子銃の収
束電極にダイナミックなフォーカス電圧を印加する等の
必要があり、複数の非点収差レンズを用いてその相乗効
果を利用することや、非回転対称レンズを形成する電極
の数を増加させ各々の電極の特性の複合作用で総合的な
フォーカス特性を改善し、画面全域で良好な解像度を有
する再生画像を得ることについては考慮されていない。

例えば、第５３図は電子銃の一例（ＥＡ−ＵＢ型）を説
明する（ａ）全体側面図（ｂ）要部部分断面図であって
、同図に示したように、陰極側から第１電極１　（Ｇｌ
）、第２電極２（Ｇ２）、第３電極３（Ｇ３）、第４電
極４　（Ｇ４）、第５電極５（Ｇ５）、第６電極６　（
Ｇ６）を備えた電子銃では、その各電極の長さ、電子ビ
ーム通過孔の口径等による電界の電子ビームに与える影
響は全て異なる。例えば、陰極に近い第２電極の電子ビ
ーム通過孔の形状は小電流域から大電流域までの電子ビ
ームのスポット形状を左右するが、第６電極に陽極電圧
を供給して第５電極と第６電極の間に主レンズを形成す
るものにおいては、主レンズを構成する第５電極と第６
電極の電子ビーム通過孔の形状は大電流域での電子ビー
ムスポット形状には大きな影響を与えるが、小電流域で
の電子ビームスポット形状に与える影響は上記大電流域
に比較して小さい。さらに、上記電子銃の第４電極の管
軸方向の長さは最適フォーカス電圧の大きさに影響し、
かつ小電流時と大電流時での各々の最適フォーカス電圧
の差に著しい影響を与えるが、第５電極の管軸方向の長
さ変化による影響は第４電極に比較して著しく小さい。

したがって、電子ビームの持つ各々の特性値を最適化す
るためには、各々の特性に最も効果的に作用する電極の
構造を適正化する必要がある。

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解消し、特に
ダイナミックフォーカス電圧の供給を行うことなく画面
全域でフォーカス特性を向上させ、良好な解像度を得る
ことのできる構成を備え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。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、電子銃を構成する複数の電極に、蛍光面の
中央部での大電流域の電子ビームスポットの形状が略円
形で、かつ電子ビームの特定走査方向１例えば水平走査
方向に作用する適正フォーカス電圧の方がこの走査方向
と直角方向１例えば垂直走査方向に作用する適正フォー
カス電圧より高いフォーカス特性を有する静電レンズを
形成する電極と、上記画面中央部での小電流域の電子ビ
ームスポットの水平走査方向径よりこの走査方向と直角
方向（垂直走査方向）径を大とするフォーカス特性を有
する静電レンズを形式する電極とを具備させることによ
り達成される。

例えば、陰極側から第１電極、第２ｉ電極、第３電極、
第４電極、第５電極、第６電極の順で配置し、少なくと
も第２電極と第４電極に制御電圧を印加し、かつ少なく
とも第３電極と第５電極にフォーカス電圧を印加する形
式の電子銃、所謂Ｕ　−Ｂ型電子銃（ＵＰＦ−ＢＰＦハ
イブリッド型電子銃）では、その複数の電極の少なくと
も２箇所に非回転対称電界を発生する構造を付与するこ
とで上記の目的が達成される。

〔作用〕

電子銃を構成する複数の電極で構成される複数の静電レ
ンズの作る電界の少なくとも２つを非回転対称電界とし
たことにより、蛍光面の画面中央部の大電流域での電子
ビームスポットの形状を略円形とし、かつ電子ビーム走
査方向に作用する適正フォーカス電圧が走査方向と直角
方向に作用する適正フォーカス電圧より高いフォーカス
特性を有する静電レンズと、上記画面中央部での小電流
域の電子ビームスポットの走査方向径より走査方向と直
角方向の径を大とする静電レンズが形式され、これらの
非回転対称電界によるレンズは電子ビームを蛍光面の画
面上の全域で良好なフォーカス特性をもたらす。

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ｊ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４２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断面を説明する模式図であって、
７はネック、８はファンネル、９はネック７に収納した
電子銃、１０は電子ビーム、１１は偏向ヨーク、１２は
シャドウマスク、１３は蛍光膜、１４はパネル（画面）
である。

同図において、この種の陰極線管は、電子銃９から発射
された電子ビーム１０を偏向ヨーク１１で水平と垂直の
方向に偏向させながらシャドウマスク１２を通過させて
蛍光膜１３を発光させ、この発光によるパターンをパネ
ル１４側から画像として観察するものである。

第４３図は画面の中央部で円形となる電子ビームスポッ
トで画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は画面、１５は画面中央部での
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
コーナ部（隅部）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
磁界をバレル形の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、蛍光面（画面）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
画面周辺部では電子ビームは蛍光膜に対して斜めに射突
するために、画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
、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１
７が発生する。このため、水平方向のスポットの大きさ
が大となり、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、画面垂直方向の上部でのスポットは、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１７が
発生して画質の低下をもたらす。

画面のコーナ部での電子ビームスポットは、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に加え、
電子ビームの回転が生じ、ハローＩ７の発生はもとより
、発光スポット径自身も大きくなって、著しく画質の低
下をもたらす。

第４４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、図の上半分を画面の垂直方向（Ｙ−Ｙ）断面
、下半分を画面の水平方向（Ｘ−Ｘ）断面を示す。

そして、２０．２１はブ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４２図の電子銃９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るレンズと偏向による電子ビー
ムが蛍光面１３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７から射出され画面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
から距Ｍｉ、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で蛍光面に向けて収束され
る。偏向が零である画面中央部では軌道２８を通って蛍
光面１３に射突するが、画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を通って横つぶ
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、蛍光面１３に達する前に焦点を結んでしまう。こ
れが前記第４３図に示したような画面上部のスポット１
８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７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と同様に、
ブ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
ある画面中央部では軌道３２を通って蛍光面１３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、画面中央部に比較して主レンズ２３
と蛍光面１３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４３図の水平方向端部１６においても
垂直方向の断面では蛍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４５図は第４４図で説明した画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主レンズ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４２図に示したような極端な横つぶれは
発生せず、またハローも生じにくくなる。しかし、画面
中央部での軌道２８はｉｔ電子ビームスポット径を増す
方向にシフトする。

第４６図は第４５図に示したレンズ系を用いた場合の蛍
光面１３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ット１６．垂直方向端部の
スポット１８．コーナ部のスポット１９、すなわち画面
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、画面中央部でのスポット１５は、垂直方向のス
ポット径ｄＹは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。したがつて、主レン
ズ２３の画面垂直方向と水平方向の収束効果が異なった
構造とする非回転対称電界系にすると、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。

第４７図は主レンズのレンズ強度を非回転対称とする代
わりにブリフォーカスレンズの水平方向レンズ強度を強
化した電子銃の電子光学系の模式図であって、クロスオ
ーバ点Ｐの像を発散させるブリフォーカスレンズ２１−
１の水平方向強度を大きくし、電子ビーム３１の前段主
レンズ２２への入射角を増し、主レンズ２３を通過する
電子ビームの径を大きくすることによって、蛍光面１３
での水平方向での電子ビームスポット径を小さくするこ
とができる。しかし、画面垂直方向の電子ビーム軌道は
第４３図に示したものと同様であるのでハローの抑制効
果はない。

第４８図は上記の１戒にハローの抑制効果を付加した電
子銃の電子光学系の模式図であって、前段主レンズを２
２−１に示したように垂直方向のレンズ強度を増すこと
により、主レンズ２３の垂直方向の電子ビーム軌道が光
軸に接近して、焦点深度の深い結像系となり、ハロー２
８は目立たなくなって解像度が向上する。

第４９図は第４８図のレンズ系を用いたときの画面上で
の電子ビームのスポット形状を説明する模式図であって
、画面全域にわたってハローのない良好な解像度が得ら
れる様子が分かる。

以上は、電子ビームの電流量が比較的大きな場合（大電
流域）の電子ビームスポット形状の説明である。しかし
、電子ビームの電流量が少ない場合（小電流域）では、
電子ビームの軌道は結像系の近軸のみを通過するので、
口径の大きいレンズ２１．２２．２３の水平方向と垂直
方向のレンズ強度の差の影響は少なく、第４９図に３４
．３５，３６．３７で示したように、電子ビームスポッ
トは画面中央部では円形で、画面周辺部では横長と（水
平方向に長く）なってモアレ発生の原因になったり、か
つビームスポット径の横方向径（水平方向径）の増加に
より解像度が低下する。この対策としては、レンズ口径
が小さく、レンズ強度の非回転対称性が結像系の近軸付
近まで影響する部位のレンズでの対処が必要になる。

第５０図は小電流時での電子ビームの軌道を説明する模
式図であって、この場合は、陰極７からクロスオーバ点
Ｐまでの距離１２は、第４４図の同語Ｍ　ｔｒｉ　＋よ
り陰極７の近くになる。

第５１図はブリフォーカスレンズの内の発散レンズ側の
画面垂直方向のレンズ強度を大きくした場合の電子銃の
光学系を示す模式図であって、プリフォーカスレンズ２
０を構成する発散レンズの垂直方向強度を増すことで、
クロスオーバＰの陰極７からの距離ｌ、は前記１２より
も長くなる。このため、垂直方向断面の電子ビーム２７
がプリフォーカスレンズ２１に入射する位置は第５０図
の場合よりも更に近軸となり、レンズ２１．２２−１お
よび２３のレンズ効果は小さくなって画面と垂直方向の
焦点深度が深い結像系となる。ただし、大電流時と小電
流時の各レンズでの影響は完全には独立しておラス、同
図の垂直方向のプリフォーカスレンズ２０−１のレンズ
効果は大電流時の電子ビームのスポット形状に影響する
ので、各レンズの特性を活かして全体のバランスのとれ
た系にする必要がある。特に、主レンズの構造が異なっ
たり、画質のどのような項目をより向上すべきか等は陰
極線管の使途により異なるので、非回転対称のレンズの
位置および各々のレンズ強度については一意的ではない
。また、上記のように、通常の陰極線管の使途では、全
電流域での解像度を向上させるためには、大電流域と小
電流域とで別の部位での非回転対称電界を形成するレン
ズの設置が必要であり、また各レンズＣ非回転対称性に
は電界強度の変化に限界があり、かつレンズ部位に依っ
ては非回転対称電界の強度を増すとビーム形状が極端に
歪んで、解像度の低下をもたらす原因となる。

以上の考察から、全電流域で画面全域での解像度を向上
させるには、電子ビームの断面を横長の状態として偏向
磁界を通過させればよく、そのためには電子銃の複数個
所（少なくとも２個所、好適には３個所）に非回転対称
電界を持つ結像系（レンズ系）が必要とされる。

第５２図は第５１図に示した結像系を用いた場合の画面
上での大電流域と小電流域それぞれの電子ビームによる
発光スポットの形状を説明する模式同図に示したように
、電子ビームスポットが大電流域では略円形で小電流域
では縦長となる様にしたことにより、大電流域でのビー
ムスポット（１５、１６，１７，１８，１９）と小電流
域でのビームスポット（３４，３５，３６，３７）は共
に、そのスポット形状の広がりやハローの発生はなく、
蛍光面全域にわたってフォーカス特性のよい、解像度が
向上された画像を得ることができる。

以下、本発明の具体的な実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明による電子銃の第１の実施例の説明図で
あって、（ａ）は電極構成を示す模式図、（ｂ）は第２
電極（Ｇ２）の詳細図、（Ｃ）は第３電極（Ｇ３）の斜
視図、（ｄ）は第３電極（Ｇ３）の断面図、（ｅ）は第
４電極（Ｇ５）の詳細図である。

同図において、１，２，３，４，５．６はそれぞれ第１
電極（Ｇ　１　）　、第２電極（０２）、第３電極（０
３）、第４電極（Ｇ４）、第５電極（Ｇ５）、第６電極
（Ｇ６）、７は陰極、である。そして、各電極の陰極７
側の側面（電子ビーム入口側）には電極の番号にａを付
け、０６例の側面（電子ビーム出口側）には電極番号に
ｂを付けて、例えばＧ２の陰極側の側面は人口２ａ、Ｇ
６例の側面は出口２ｂとし、また電子ビーム通過孔には
各電極の番号にＣを付けて説明する。

同図（ａ）において、Ｇ１は接地、Ｇ２と０４には抑制
電圧Ｅｃ２を印加、Ｇ３とＧ５にはフォーカス電圧Ｖｆ
を印加、Ｇ６には陽極電圧Ｅｂを印加する。

第１図に示した実施例では、非回転対称レンズを形成す
る電界（非回転対称電界）を形成させる手段として、Ｇ
２の出口２ｂとＧ３の入口３ａ。

およびＧ４の出口４ｂの電子ビーム通過孔２ｃ。

３ｃ、４ｃの周囲にスリットを設けたものである。

同図に示した電子銃はインライン配列した３電子銃をも
つカラー陰極線管用電子銃である。

同図（ｂ）はＧ２の詳細構造を示し、Ｇ２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。このスリン）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（ｃ）はＧ３の入口３ａに設けてその電子ビーム通
過孔３Ｃを包囲するスリット３ｄを示す。

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のカップ状電極の０２例の側壁
に凹部を形成してスリットとしている。このスリットの
形は図示のものに限らず、長袖端が閉鎖した形状として
もよい）。上記Ｇ２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（ｄ）は同図（Ｃ）のＡ−Ａ線に沿った断面
図である。

同図（ｅ）はＧ４の詳細構造図であり、その出口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）にスリット４ｄを設けている
。この場合も、上記Ｇ２、Ｇ３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。

電子銃を構成する複数電極の３個所以上を非回転対称電
界を形成する電極構造の組合わせとした第１図の例では
、２ｂの面の電子ビーム通過孔２Ｃ部分の構造で主とし
て小電流域の電子ビームスポットの形状並びに画面全体
の解像度を向上させる非回転対称電界を発生させる。３
ａの電子ビーム通過孔３ｃの周囲又は電子ビーム通過孔
の構造で主として大電流域の電子ビームスポット形状並
びに画面全体の均一性を向上させる。３ｂの電子ビーム
通過孔３ｃの周囲または電子ビーム通過孔３ｃの構造は
、上記２つの非回転対称電界の作用の不足分を補うもの
である。

第２図は本発明の第２の実施例の電極構成を示す模式図
であって、この実施例は２ｂ、３ａ、４ａに非回転対称
電界形成構造を付与したもので、２ｂと３ａの部分の効
果は上記第１図の実施例と同様であり、４ａの部分は上
記第１図における３ｂの部分の構造よりも大電流域の電
子ビームスポット形状の制御で、かつ画面の中央部で電
子ビームの縦横径の制御に寄与する。

第３図は本発明の第３の実施例の電極構成を示す模式図
であって、この実施例は２ｂ、３ａ、５ａに非回転対称
電界形成構造を付与したもので、２ｂと３ａの部分の効
果は上記第１図の実施例と同様であり、５ａの部分は上
記第２図の実施例よりも更に大電流域での電子ビームの
スポット形状の制御を可能とし、かつ精密な制御を可能
とする。

第４図は本発明の第４の実施例の電極構成を示す模式図
であって、この実施例は３ａ、５ａ、５ｂに非回転対称
電界形成構造を付与したもので、小電流域のフォーカス
特性が回転対称電界のみでも良好な電子銃に適用するも
のである。同構成において、３ａに設けた非回転対称電
界形成構造の効果は第１の実施例と、また５ａの効果は
上記第３の実施例のものと同様である。５ｂの部分は、
主レンズの口径を増して画面中央部での電子ビームのス
ポット径を減らすときに０５の寸法上の制限から横方向
と縦方向の電極の構造を変えざるを得ないときに採用す
る。この場合、３ａ並びに５３の構造を上記主レンズの
特性に見合ったものとする必要がある。

第５図は本発明の第５の実施例の電極構成を示す模式図
であって、この実施例は３ａ、５ｂ、６ａに非回転対称
電界形成構造を付与したもので、Ｇ３の３８の効果と小
電流域での特性が第１５図の実施例と同じ電子銃で、更
に主レンズの口径を大きくする場合に採用する。

第６図は本発明の第６の実施例の電極構成を示す模式図
であって、この実施例は３ｂ、　　５ｂ、　　６ａに非
回転対称電界形Ｉｆｃ構造を付与したもので、上記第５
図の実施例よりも更に大きい電流域での特性を制御する
ために採用される。

第７図は本発明の第７の実施例の電極構成を示す模式図
であって、この実施例は５ａ、５ｂ、６ａに非回転対称
電界形成構造を付与したもので、上記第６図の実施例よ
りも更に大きい電流域での特性を制御するために採用さ
れる。

第８図は本発明の第８の実施例の電極構成を示す模式図
であって、この実施例は２ｂ、３ａ、５ｂ、６ａに非回
転対称電界形成構造を付与したもので、上記各実施例よ
りも更に精密にフォーカス特性を制御する場合に採用さ
れ、４箇所以上（同図では４箇所）に非回転対称電界を
形成する構成としたものである。

第９図は本発明の第９の実施例の電極構成を示す模式図
であって、この実施例は２ａ、３ａ、５ｂ、６ａに非回
転対称電界形成構造を付与したもので、５ｂと６ａ側の
電子ビーム通過孔５ｃと６０の口径を可能な限り拡大し
て画面中央部の電子ビームのスポット径を小さくし、か
っ２ｂと３ａにより画面全体にわたって電子ビームの形
状と大きさとを均一にする上記第１図と同様の効果を得
るものである。

第１Ｏ図は本発明の第１０の実施例の電極構成を示す模
式図であって、２　ｂ、３　ｂ、５　ｂ、　　６　ａニ
非回転対称電界形成構造を付与することにより、小電流
域のクロスオーバの位置が特に陰極側に近い電子銃にお
いて２ａによる非回転対称電界で主として小電流域での
電子ビームのスポット形状と画面全体の均一性を制御す
ると共に、上記第９図の実施例と同様の効果を得るもの
である。

第１１図は本発明の第１１の実施例の電極構成を示す模
式図であって、２ｂ、３ａ、３ｂ、５ａに非回転対称電
界形成構造を付与することにより、第６図の電子銃より
更に小電流域での画面全体の電子ビームスポットの均一
性を向上させ、かっモアレの発生を抑制しながら解像度
の低下も抑えるようにしたものである。

第１２図は本発明の第１２の実施例の電極構成を示す模
式図であって、２ｂ、３ａ、３ｂ、４ａに非回転対称電
界形式構造を付与したものであり、主レンズの口径は十
分であるが小電流域並びに大電流域での画面全体の電子
ビームスポットの均一性が不足な場合、特に大電流域で
の均一性がより不足な場合に効果的なものである。

第１３図は本発明の第１３の実施例の電極構成を示す模
式図であって、２ｂ、３ａ、４ｂ、５ａに非回転対称電
界形成構造を付与したものであり、主レンズの口径は十
分であるが上記第１２実施例より更に大電流域での画面
全体の電子ビームスポットの形状と均一性の制御が必要
で、かつ大電流域と小電流域の最適フォーカス電圧差の
制御を要する場合に適用されるものである。

第１４図は本発明の第１４の実施例の電極構成を示す模
式図であって、２ｂ、３ａ、３ｂ、５ａ、５ｂに非回転
対称電界形成構造を付与したものであり、上記第１３実
施例において小電流と大電流の最適フォーカス電圧差の
制御が不要なものの場合に適用される。

第１５図は本発明の第１５の実施例の電極構成を示す模
式図であって、２ｂ、３ａ、５ａ、５ｂ、６ａに非回転
対称電界形成構造を付与したものであり、上記第８乃至
１４の実施例において最適フォーカス特性を更に細かく
制御する場合に適用する。

第１６図は本発明の第１６の実施例の電極構成を示す模
式図であって、２ｂ、３ｂ、４ａ、５ｂ、６ａに非回転
対称電界形成構造を付与したものであり、主レンズ口径
を増すために主レンズ自体を非回転対称とした場合の電
子ビームスポット形状の小電流域並びに大電流域での制
御および画面全体の均一性を制御するが、特に大電流域
での制御を重視した場合に適用する。

第１７図は本発明の第１７の実施例の電極構成を示す模
式図であって、２ｂ、４ｂ、５ａ、５ｂ、６ａに非回転
対称電界形式構造を付与したものであり、第１６図にお
いて更に大電流域でのフォーカス特性制御を重視した場
合に通用する。

第１８図は本発明の第１８の実施例の電極構成を示す模
式図であって、２ｂ、３ａ、３ｂ、５ａ、５ｂ、６ａに
非回転対称電界形式構造を付与したものであり、第２８
図において小を流域と大電流域の最適フォーカス電圧差
も制御する場合に適用するものである。

第１９図は本発明の第１９の実施例の電極構成を示す模
式図であって、２ｂ、３ａ、３ｂ、４ａ、５ｂ、６ａに
非回転対称電界形式構造を付与したものであり、主レン
ズ口径を増すために主レンズが非回転対称となった場合
において小電流域での画面全体の均一性およびモアレの
抑制、並びに大電流域での電子ビームスポット形状の制
御および画面全体の均一性！ＩＪ御を行う場合に適用さ
れる。

第２０図は本発明の第２０の実施例の電極構成を示す模
式図であって、２ｂ、３ａ、４ｂ、５ａ、５ｂ、６ａに
非回転対称電界形式構造を付与したものであり、上記第
２６乃至３０図の電子銃において更に精密に電子ビーム
のフォーカス特性を制御する場合に適用する。

第２１図は本発明による非回転対称レンズを形式する前
記第５２図に示した電子銃の電極の組合せの例を示した
。しかし、この組合せ以外にも様々な組合せが可能であ
ることは言うまでもない。

第２２図はＢ−Ｕ型電子銃に本発明を適用した第２１の
実施例であり、２ｂと３ａに非回転対称電界形成用の電
極構造を付与したものである。

なお、以上の各実施例において、Ｇ５．Ｇ６に非回転対
称電界形式構造を付与するものについて、その具体的構
造例をそれぞれ第３９図、第３８に示した。

以上、本発明の種々の実施例を説明したが本発明は上記
の実施例に限られるものではなく、第２３図に示したよ
うな（ａ）　ＢＰＦ型、　（ｂ）　ＵＰＦ型、（ｃ）８
１−ＦＯ型（高フォーカス電圧ＢＰＦ）、（ｄ）旧−Ｕ
ＰＦ型（高フォーカス電圧ＵＰＦ）、（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、その他の多段収束型電子銃、
等積々の形式の電子銃の複数電極に互いに直交する非回
転対称電界を形成する電極構造を付与することによって
画面全域でのフォーカス特性を向上させ、解像度の高い
陰極線管を提供できる。

第２４図は上記第２３図に示した電子銃の内の代表的な
ものにおける非回転対称電界形成構造を付与する電極の
組み合わせの説明図である。

次に、上記した非回転対称電界を形成させるための電子
銃電極の前記第１図に示した以外の構造例を第２３図乃
至第２９図により説明する。

第２５図、第２６図、第２７図、第２８図、第２９図、
第３０図、第３１図は第３電極（Ｇ３）の非回転対称電
界形成構造の具体例を示す説明図であって、２乃至４枚
の電極板により電子ビーム通過孔３Ｃとこの電子ビーム
通過孔３Ｃの周囲に設けるスリットを形成したもので、
電子ビーム通過孔とスリットとをそれぞれ別個の電極板
で形成し、電子ビーム通過孔とスリットを電極板の開口
形状で形成することにより、発生する電界が非回転対称
電界となるようにする。

第３２図、第３３図、第３４図は第４電極（Ｇ４）の非
回転対称電界形成構造の具体例を示す説明図であって、
第３０図はＧ４の４ａ、４ｂそれぞれを円形開口とスリ
ットとを開けた各２枚の電極板により構成したものであ
り、４ａと４ｂとでスリットの長軸方向が互いに直角と
なるように配置している。第３３図と第３４図は４ａと
４ｂの何れか一方に非回転対称電界形状を付与する場合
の構成例であり、板状電極の一方に円形の電子ビーム通
過孔４Ｃを、他方にスリン１−４ｄを設け、その組合せ
により水平方向または垂直方向の非回転対称電界を形成
させるものである。

第３５図、第３６図、第３７図は第５電極（Ｇ５）の非
回転対称電界形成構造の具体例を示す説明図であって、
５ａ側に非回転対称電界形成構造を付与する手段として
、円形の電子ビーム通過孔５Ｃとスリン）５ｄとをそれ
ぞれ別個の電極体で形成するか、共通の電極体に電子ビ
ーム通過孔とスリットとを形成するかは任意である。

なお、第３８図と第３９図は第５３図に示した前記本発
明の第８の実施例（第８図）の電子銃における主レンズ
の具体例を示す説明図であって、第３８図のＧ６電極６
は大口径の開口６１を持つ円筒状電極内に３個の電子ビ
ームに対応させた開口を有するインナー電極６０備え、
また第３９図のＧ５電極５は大口径間口５１を持つ第１
の円筒状電極５゛、３つの電子ビーム通過孔５２を持つ
第２の円筒状電極５”、３つの電子ビーム通過孔５２゛
　を持つ板状電極５“および３個の電子ビームに対応さ
せた開口を有するインナー電極５０を備えている。モし
てＧ５．Ｇ６電極により形成されるレンズは、インライ
ン型３電子銃のサイドビームに作用する主レンズ電界形
成電極（Ｇ５．Ｇ６）の電子ビーム通過孔を図示の如く
水平方向に非対称とすることにより、画面全域での電子
ビームスポットの歪みを低減させるものである。

次に、本発明を適用した電子銃について、その各電極の
入口と出口での電子ビームの断面形状の変化について第
４０図と第４１図により説明する。

第４０図は第２電極（Ｇ２）の出口２ｂと第３電極（Ｇ
３）の入口３ａに非回転対称電界発生形状を付与した電
子銃の模式図であって、（ａ）乃至（ｋ）は電子ビーム
の断面形状測定点である。

この電子銃は画面中央部で大電流域での電子ビームスポ
ット形状が略円形で、かつ特定走査方向（水平走査方向
）の適性フォーカス電圧が上記走査方向と直角な方向（
垂直方向）の適性フォーカス電圧より高く、更に画面中
央部で小電流域での電子ビーム形状が上記走査方向に比
べてこの走査方向と直交する方向が長いフォーカス特性
とすると共に、電子銃の主レンズ内の電子ビームスポッ
トの断面形状が電子ビームの光軸付近では上記走査方向
と直角の方向（垂直方向）に電子密度の高い分布を持ち
、かつ電子ビームの外周では上記走査方向に径が長くな
るようにしたものである。

第４１図は第４０図における測定点（ａ）乃至（ｋ）で
の電子ビームの電子密度分布すなわちビームスポット形
状の説明図であり、同図（ａ）乃至（ｋ）は第４０図の
測定点（ａ）乃至（ｋ）における測定結果を示す、そし
て、縦軸は垂直方向寸法、横軸は水平方向寸法を示し、
図中の矢印は電子ビームの進行を示し、電子ビームは（
ａ）→（ｂ）→・・・（ｋ）のように進行して蛍光面（
画面）に向かう。

同図に示したように、まず陰極７（第４０図）から出射
した電子ビームはＧ１の入口において第４１図（７）　
（ａ）のような断面の形状であるとする。

Ｇ２の出口には水平走査方向に長いスリットがその電子
ビーム通過孔の周囲に、あるいは電子ビーム通過孔自体
に設けてあり、またＧ３の人口側には垂直走査方向に長
いスリットのビーム進行方向底部に円形の電子ビーム通
過孔が形式されている。

電子ビームが６１を出射しＧ２に入射するとき（ｃ）の
ような円形断面の電子ビームはＧ２を出てＧ３のスリッ
トに入射するときは（ｅ）のようになり、Ｇ３のビーム
孔人口では＜ｆ）　　になり、Ｇ３を出るときには（ｇ
）のように水平方向に長い断面んビームとなる。

このビームはＧ４．Ｇ５．Ｇ６の通過に従って（ｈ）−
＋（ｉ）→（ｊ）弓（ｋ）のように、主レンズを構成す
る電極Ｇ５と０６で形成されるレンズ位置では垂直走査
方向に電子密度が高く、水平走査方向の断面径が垂直走
査方向の断面径より大となるような電子ビームとなる。

これにより、前記したように、画面全域において良好な
フォーカス特性と解像度が得られる。

なお、本発明は基本的にはダイナミックフォーカス電圧
の印加を必要としないものであるが、本発明の構成にさ
らに従来の如きダイナミックフォーカスを与えることも
可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、電子銃を構成す
る複数の電極の少なくとも２以上の電極の電子ビーム通
過孔または該電子ビーム通過孔の周囲に形式した非回転
対称電界発生構造により、電子ビームの断面を横長の状
態として偏向磁界を通過させることで、従来技術の如き
ダイナミックフォーカス電圧を印加することなく、画面
全域において良好なフォーカス特性と解像度をモアレの
発生なく得ることのできる電子銃およびこの電子銃を用
いた陰極線管を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電子銃の第１の実施例の説明図、
第２図は本発明の第２の実施例の電極構成を示す模式図
を示す模式図、第３図は本発明の第３の実施例の電極構
成を示す模式図、第４図は本発明の第４の実施例の電極
構成を示す模式図、第５図は本発明の第５の実施例の電
極構成を示す模式図、第６図は本発明の第６の実施例の
電極構成を示す模式図、第７図は本発明の第７の実施例
の電極構成を示す模式図、第８図は本発明の第８の実施
例の電極構成を示す模式図、第９図は本発明の第９の実
施例の電極構成を示す模式図、第１０図は本発明の第１
０の実施例の電極構成を示す模式図、第１１図は本発明
の第１１の実施例の電極構成を示す模式図、第１２図は
本発明の第１２の実施例の電極構成を示す模式図、第１
３図は本発明の第１３の実施例の電極構成を示す模式図
、第１４図は本発明の第１４の実施例の電極構成を示す
模式図、第１５図は本発明の第１５の実施例の電極構成
を示す模式図、第１６図は本発明の第１６の実施例の電
極構成を示す模式図、第１７図は本発明の第１７の実施
例の電極構成を示す模式図、第１８図は本発明の第１８
の実施例の電極構成を示す模式図、第１９図は本発明の
第Ｉ９の実施例の電極構成を示す模式図、第２０図は本
発明の第２０の実施例の電極ｔｌｌｒＩｉ、を示す模式
図、第２１図は本発明による非回転対称レンズを形成す
る電子銃の電極の組合せの説明図、第２２図は本発明の
第２１の実施例の電極構成を示す模式図、第２３図は本
発明を適用する各種形式の電子銃の説明図、第２４図は
代表的な形式の電子銃に本発明を適用する場合の非回転
対称電界形成用電極の組み合わせの説明図、第２５図、
第２６図、第２７図、第２８図、第２９図、第３０図、
第３１図は第３電極の非回転対称電界形式構造の具体例
を示す説明図、第３２図、第３３図。 第３４図は第４電極の非回転対称電界形ｔｃｍ造の具体
例を示す説明図、第３５図、第３６図、第３７図は第５
電極の非回転対称電界形式構造の具体例を示す説明図、
第３８図、第３９図は電子銃の主レンズの一例を示す説
明図、第４０図は第２電極の出口と第３電極の入口に非
回転対称電界形式構造を付与した電子銃の模式図、第４
１図は第４０図における測定点（ａ）乃至（ｋ）での電
子ビームの電子密度分布すなわちビームスポット形状の
説明図、第４２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を説明する模式図、第４３
図は画面の中央部で円形となる電子ビームスポットで画
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４４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、第４５図は第
４４図で説明した画面周辺部での画質の低下を抑制する
手段の説明図、第４６図は第４５図に示したレンズ系を
用いた場合の蛍光面Ｉ３の電子ビームスポット形状を説
明する模式図、第４７図は主レンズのレンズ強度を非回
転対称とする代わりにブリフォーカスレンズの水平方向
レンズ強度を強化した電子銃の電子光学系の模式図、第
４８図は第４７図の構成にハローの抑制効果を付加した
電子銃の電子光学系の模式図、第４９図は第４８図のレ
ンズ系を用いたときの画面上での電子ビームのスポット
形状を説明する模式図、第５０図は小電流時での電子ビ
ームの軌道を説明する模式図、第５１図はブリフォーカ
スレンズの内の発散レンズ側の画面垂直方向のレンズ強
度を大きくした場合の電子銃の光学系を示す模式図、第
５２図は第５１図に示した結像系を用いた場合の画面上
での大電流域と小電流域それぞれの電子ビームによる発
光スポットの形状を説明する模式図、第５３図は電子銃
の電極構造の説明図である。 工・・・・第１電極（Ｇｌ）、２・川・第２電極（Ｇ２
）、３・・・・第３電極（（１；３）、４・・第４電極
（Ｇ４）、５・・・・第５電極（０５）、６・・・・第
６電極（Ｇ６）、７・・・・陰極。 第２４図 ｎａ：ＰｔλＭｌＴｉｔ＋うｆＩＷ ｎｂ：隙膀１；立＼１位Ｘ 第２５図 ■ 第２６図 ■ 第２７図 第２８図 ■ 第３３図 ム 第３５図 第３７図 第４１ 図（Ｙ！θ１） −Ｊｒ（ｍｍ） ０２人口 槁（ｍｍ） Ｇ３ご一ム孔λ口 つブく 第４１ 図（ｆの３） １６２″ｌ。 ＄（ｍｍ） １（ｍｍ） ０６人口 第４２図 第４３図 第４４図 第４５図 第４７図 第４９図 ７ ６ ７ 第５０図 第５１ 図 第５２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、特定方向のフォーカス作用がこの方向と直交方向の
   フォーカス作用より小であるレンズ系と、上記直交方向
   のフォーカス作用が上記特定方向のフォーカス作用より
   小であるレンズ系とを軸方向に少なくとも各１以上備え
   たことを特徴とする電子銃。 ２、陰極線管に収納され、偏向装置により蛍光面上を水
   平方向と垂直方向に走査される電子ビームを発射する電
   子銃において、上記電子銃は水平走査方向に対するフォ
   ーカス作用が垂直走査方向に対するフォーカス作用より
   小さい静電レンズと、上記フォーカス作用を受けた電子
   ビームに垂直走査方向に対するフォーカス作用が水平走
   査方向に対するフォーカス作用より小さいフォーカス作
   用を与える静電レンズとを電子ビーム軸方向に少なくと
   も各１以上形成する電極から構成されたことを特徴とす
   る電子銃。 ３、複数の電極から成る電子銃と偏向装置および蛍光面
   を少なくとも備える陰極線管において、上記電子銃は蛍
   光面の中央部での大電流域の電子ビームスポットの形状
   が略円形で、かつ電子ビーム走査方向に作用する適正フ
   ォーカス電圧が走査方向と直角方向に作用する適正フォ
   ーカス電圧より高いフォーカス特性を有する静電レンズ
   を形成する電極と、上記画面中央部での小電流域の電子
   ビームスポットの走査方向径より走査方向と直角方向の
   径を大とする静電レンズを形成するフォーカス特性を有
   する静電レンズを形成する電極とを具備し、蛍光面全域
   でのフォーカス特性と解像度を向上させたことを特徴と
   する陰極線管。 ４、請求項３において、上記電子銃の主レンズ位置での
   電子ビームの断面形状が該電子銃の電子ビーム軸近傍で
   走査方向に対して略直角の方向に高い電子密度分布を持
   ち、かつ走査方向の径が走査方向と直角方向の径より大
   となるフォーカス特性を有する静電レンズを形成する電
   極を具備したことを特徴とする陰極線管。 ５、請求項３または４において、上記電子銃はその主レ
   ンズを構成する電極を除く電極について、蛍光面の中央
   部での大電流域の電子ビームスポットの形状が略円形で
   、かつ電子ビーム走査方向に作用する適正フォーカス電
   圧が走査方向と直角方向に作用する適正フォーカス電圧
   より高いフォーカス特性を有する静電レンズを形成する
   電極と、上記画面中央部での小電流域の電子ビームスポ
   ットの走査方向径より走査方向と直角方向の径を大とす
   る静電レンズを形成するフォーカス特性を有する静電レ
   ンズを形成する電極とを具備したことを特徴とする陰極
   線管。 ６、請求項３または４において、上記電子銃はその主レ
   ンズを構成する電極を含む電極について、蛍光面の中央
   部での大電流域の電子ビームスポットの形状が略円形で
   、かつ電子ビーム走査方向に作用する適正フォーカス電
   圧が走査方向と直角方向に作用する適正フォーカス電圧
   より高いフォーカス特性を有する静電レンズを形成する
   電極と、上記画面中央部での小電流域の電子ビームスポ
   ットの走査方向径より走査方向と直角方向径を大とする
   静電レンズを形成するフォーカス特性を有する静電レン
   ズを形成する電極とを具備したことを特徴とする陰極線
   管。 ７、請求項２乃至６の何れかにおいて、上記フォーカス
   特性を有する静電レンズは、非回転対称電界を発生する
   構造の電極から成ることを特徴とする陰極線管。 ８、請求項７において、上記非回転対称電界を発生させ
   るための電極構造が、その電子ビーム通過孔そのものが
   非回転対称形または電子ビーム通過孔を包囲する部分が
   非回転対称形の何れか、あるいは双方であることを特徴
   とする陰極線管。 ９、請求項７において、上記非回転対称電界は上記電極
   にその電子ビーム通過孔の入口または出口の一方または
   双方に形成した非回転対称形状を付与した電極構造を具
   備したことによつて発生させることを特徴とする陰極線
   管。 １０、請求項３ないし９の何れかにおいて、上記電子銃
   は少なくとも第１電極、第２電極、第３電極、第４電極
   、第５電極、第６電極から成り、上記各電極の少なくと
   も２つの電極がそれらを通過する電子ビームに対して非
   回転対称電界を作用させる構造を具備し、第２電極と第
   ４電極に抑制電圧を、第３電極と第５電極にフォーカス
   電圧を印加することを特徴とする陰極線管。 １１、請求項１０において、上記非回転対称電界を発生
   させるための電極構造が第２電極のビーム出口側、第３
   電極のビーム入口側に付与されたことを特徴とする陰極
   線管。 １２、請求項１０において、上記非回転対称電界を発生
   させるための電極構造が第３電極のビーム入口側、第３
   電極のビーム出口側、第５電極のビーム入口側の少なく
   とも１箇所と、第１電極のビーム入口側、第１電極のビ
   ーム出口側、第２電極のビーム入口側、第２電極のビー
   ム出口側の少なくとも１箇所に付与されたことを特徴と
   する陰極線管。 １３、請求項１０において、上記非回転対称電界を形成
   する電極構造が、少なくとも第２電極のビーム出口側、
   第３電極のビーム入口側、第３電極のビーム出口側に具
   備したことを特徴とする陰極線間。 １４、請求項１０において、上記非回転対称電界を形成
   する電極構造が、少なくとも第２電極のビーム出口側、
   第３電極のビーム入口側、第５電極のビーム入口側に具
   備したことを特徴とする陰極線管。 １５、請求項１０において、上記非回転対称電界を発生
   させるための電極構造が、第２電極のビーム出口側、第
   ３電極のビーム入口側、および第５電極のビーム出口側
   、第６電極のビーム入口側に付与されたことを特徴とす
   る陰極線管。