JPH06162952A - カラー受像管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 一列配置の３電子ビームをターゲット上に集
束する主電子レンズ部に３電子ビームが交差することな
く通過する共通の大口径電子レンズ部が設けられ、この
大口径電子レンズ部が相対的に低電位の第１電極G5と高
電位の第２電極G6とからなる電子銃22を有するカラー受
像管において、第１電極を３電子ビームの配列方向を長
径とする非円形筒状電極部G5B とそのターゲット側端部
に同軸的に取付けられた円筒状電極部G5T とから構成
し、この円筒状電極部のターゲット側の３電子ビームの
配列方向の側壁に一対の電位浸透用開孔29を形成すると
ともに、円筒状電極部内にセンタービームの３電子ビー
ムの配列方向の集束を強める補正電極部GSを設け、かつ
第２電極を少なくとも第１電極の円筒状電極部を包囲す
る電極とした。 【効果】 解像度の高い高性能のカラー受像管とするこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、同一平面上を通るセ
ンタービームおよび一対のサイドビームからなる一列配
置の３電子ビームを放出するインライン型カラー受像管
に係り、特に３電子ビーム共通の大口径電子レンズによ
り、３電子ビームをターゲット上に良好に集束かつ集中
させる電子銃を有するカラー受像管に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カラー受像管は、図１３に示す
ように、パネル1 およびこのパネル1に一体に接合され
たファンネル2 からなる外囲器を有し、そのパネル1 の
内面に、青、緑、赤に発光するストライプ状あるいはド
ット状の３色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン3 が形
成され、この蛍光体スクリーン3 に対向して、その内側
に多数のアパーチャの形成されたシャドウマスク4 が装
着されている。一方、ファンネル2 のネック5 内に、３
電子ビーム6B，6G，6Rを放出する電子銃7 が配設されて
いる。そして、この電子銃7 から放出される３電子ビー
ム6B，6G，6Rをファンネル2 の外側に装着された偏向装
置8 の発生する水平および垂直偏向磁界により偏向し、
その電子ビーム6B，6G，6Rをシャドウマスク4 を介して
上記蛍光体スクリーン3 を走査することにより、カラー
画像を表示する構造に形成されている。

【０００３】このようなカラー受像管装置において、特
に電子銃7 を同一水平面上を通るセンタービーム6Gおよ
び一対のサイドビーム6B，6Rからなる一列配置の３電子
ビーム6B，6G，6Rを放出するインライン型電子銃とし、
一方、偏向装置8 の発生する水平偏向磁界をピンクッシ
ョン形、垂直偏向磁界をバレル形として、上記一列配置
の３電子ビーム6B，6G，6Rを自己集中するセルフコンバ
ーゼンス方式インライン型カラー受像管が広く実用化さ
れている。

【０００４】通常上記電子銃7 は、カソードからの電子
放出を制御しかつ放出された電子を集束して３電子ビー
ム6B，6G，6Rを形成するカソードおよびこのカソード上
に順次隣接して配置された複数個のグリッドからなる電
子ビーム発生部GEと、この電子ビーム発生部から放出さ
れる３電子ビーム6B，6G，6Rを蛍光体スクリーン3 上に
集束かつ集中する複数個のグリッドからなる主電子レン
ズ部MLとを有する。

【０００５】このようなカラー受像管装置において、上
記蛍光体スクリーン3 上の画像特性を良好にするために
は、電子銃7 から放出される３電子ビーム6B，6G，6Rを
適正に集束し、かつ蛍光体スクリーン3 全面に集中する
ようにすることが必要である。この３電子ビーム6B，6
G，6Rの集束、集中は、セルフコンバーゼンス方式イン
ライン型カラー受像管においても例外ではない。

【０００６】このような３電子ビーム6B，6G，6Rの集中
に関し、米国特許第２，９５７，１０６号明細書には、
電子銃から放出される３電子ビームをあらかじめ傾斜さ
せて放出する手段が示されている。また、米国特許第
３，７７２，５５４号明細書には、主電子レンズ部を形
成するグリッドの３個の電子ビーム通過孔のうち、一対
のサイドビームの通過孔を電子ビーム発生部側の隣接グ
リッドのサイドビームの通過孔よりもわずかに外側に偏
心させることにより、集中させる手段が示されており、
いずれも実用化されている。

【０００７】しかし上記のように電子銃を構成しても、
管の大形化、高品位化が進むにつれて、つぎのような問
題が新たにクローズアップしてきている。

【０００８】（イ） 蛍光体スクリーン上におけるビー
ムスポット径 （ロ） 偏向磁界に起因する蛍光体スクリーン周辺部に
おけるビームスポットの歪み （ハ） 画面全面における３電子ビームの集中 すなわち、たとえば管が大形化すると、電子銃から蛍光
体スクリーンまでの距離が長くなり、電子レンズの電子
光学的倍率が大きくなって、蛍光体スクリーン上のビー
ムスポット径が大きくなり、解像度が劣化する。この蛍
光体スクリーン上のビームスポット径を小さくするため
には、電子銃のレンズ性能を向上させなければならな
い。

【０００９】一般に、電子ビームを蛍光体スクリーン上
に集束かつ集中させる主電子レンズ部は、これを形成す
る複数個のグリッドにそれぞれ所定の電位を与えること
により形成される。その結果形成される静電レンズは、
電極構成の相違により、いくつかの種類があるが、レン
ズ性能を向上させるためには、基本的に電極の開孔径を
大きくして大口径電子レンズとするか、あるいは電極間
隔を大きくして電位変化の緩やかな長焦点電子レンズと
することが有効である。

【００１０】しかし、カラー受像管は、一般に細いネッ
ク内に電子銃が配設されるため、幾何学的に電極の開孔
径によってレンズ口径が制約される。また電極間に形成
される集束電界がネック内に形成される他の不所望な電
界の影響を受けないようにするために、電極間隔を大き
くすることも制限される。

【００１１】特に通常の３電子ビームを放出する電子銃
では、電子ビームの間隔が小さいものほど、蛍光体スク
リーンの全面にわたり３電子ビームを一点に集中させや
すく、また偏向電力を小さくしうるという利点があるの
で、電子ビームの間隔を小さくするために電極の通過孔
を小さくすることが望まれる。

【００１２】そのような電子銃として、インライン型電
子銃の隣接電極間に形成される同一平面上に並列する３
個の電子レンズを重ね合せて、３電子ビーム共通の１個
の大口径電子レンズとし、この３電子ビーム共通の大口
径電子レンズにより、電子レンズの性能を向上させるよ
うにした１電子銃３ビーム方式の電子銃がある。

【００１３】この方式の電子銃の一つに、電子レンズの
中央部で３電子ビームを交差させるものが、特公昭４９
−５５９１号公報、米国特許第４５２８４７６号明細書
などに示されている。この電子銃は、図１３に光学的等
価図で示すように、一列配置の３個のカソードKB，KG，
KRからの３電子ビーム6B，6G，6Rのうち、一対のサイド
ビーム6B，6Rを傾斜させ、この３電子ビーム6B，6G，6R
をプリフォーカスレンズPLにより予備集束したのち、３
電子ビーム共通の大口径電子レンズLEL の中央部で交差
させ、この大口径電子レンズLEL1を通過した３電子ビー
ム6B，6G，6Rのうち、一対のサイドビーム6B，6Rを偏向
手段LEL2により＋ψ°ときわめて強く偏向して、蛍光体
スクリーン3 上に集中させるように構成されている。

【００１４】そのため、この電子銃においては、一対の
サイドビーム6B，6Rは、その偏向により大きな偏向収差
やコマ収差を受け、蛍光体スクリーン3 上のビームスポ
ット10B ，10G ，10R は、形状が異なる。そのため、こ
の電子銃では、大口径電子レンズの性能を十分に発揮さ
せることができない。また電極に対する各電子ビーム6
B，6G，6Rの衝突を避けるため、大口径電子レンズLEL1
の中央部で交差したのちの電子ビーム6B，6G，6Rの間隔
が十分に開いた位置に偏向手段LEL2を設ける必要があ
り、そのために電子銃の全長が長くなるという問題があ
る。

【００１５】また１電子銃３ビーム方式の他の電子銃と
して、図１４に光学的等価図で示すように、一列配置の
３個のカソードKB，KG，KRからの３電子ビーム6B，6G，
6Rを平行ビームとし、この３電子ビーム6B，6G，6Rをプ
リフォーカスレンズPLにより予備集束したのち、３電子
ビーム共通の１個の大口径電子レンズLEL により蛍光体
スクリーン3 上に最終的に集束かつ集中させるように構
成したものがある。

【００１６】しかしこの電子銃では、蛍光体スクリーン
3 上のビームスポット10B ，10G ，10R のコア部11B ，
11G ，11R を小さくすることはできるが、まだ不十分で
ある。すなわち、ビーム間隔がＳg であるカソードKB，
KG，KRからの平行な３電子ビーム6B，6G，6Rが共通の大
口径電子レンズLEL により最終的に集束され、このうち
センタービーム6Gが蛍光体スクリーン3 上に適正に集束
する状態では、一対のサイドビーム6B，6Rは、過集束か
つ過集中状態となるばかりでなく、大きなコマ収差をと
もない、蛍光体スクリーン3 上の３個のビームスポット
10B ，10G ，10R は大きく離れ、かつ一対のサイドビー
ム6B，6Rのビームスポット10B ，10R が歪む。

【００１７】この一対のサイドビーム7B，7Rの過集中を
防ぎ、かつコマ収差を軽減する電子銃が特開平１−１６
１６４３号公報に示されている。この電子銃は、一列配
置の３個のカソードからの３電子ビームを平行ビームと
し、この３電子ビームを最終的に蛍光体スクリーン上に
集束、集中する３電子ビーム共通の１個の大口径電子レ
ンズを、相対的に径小のほぼ円筒状の電極と、この径小
の電極を包囲する相対的に径大なほぼ円筒状の電極とに
より形成し、その径小の電極の３電子ビームの配列方向
の側壁に小開孔を形成した構造に形成されている。

【００１８】この電子銃では、上記径小の電極を低電圧
が印加される低電位電極とし、この径小の電極を包囲す
る上記径大な電極を高電圧が印加される高電位電極とし
ている。その結果、径小の電極の側壁の小開孔を通って
径大な電極の高電界が浸透し、この浸透した電界によ
り、小開孔の近くを通る一対のサイドビームの間隔を広
げて、大口径電子レンズの一対のサイドビームに対する
過集中およびコマ収差を補正するものとなっている。

【００１９】しかしこのような構造では、一対のサイド
ビームは、大口径電子レンズの周辺部を通過するため、
大口径電子レンズの球面収差を受ける。その結果、セン
タービームを蛍光体スクリーン上に適正に集束した状態
で、３電子ビームを適正に集中できても、一対のサイド
ビームは、過集束状態となり、蛍光体スクリーン上のビ
ームスポットの大きさが、センタービームと一対のサイ
ドビームとで異なるようになる。

【００２０】また特開平４−７１１４５号公報には、１
電子ビームを放出する電子銃について、その主電子レン
ズ部を形成する集束電極の高圧電極部側の周辺部に開孔
を形成し、この開孔から浸透する高電界により、開孔近
くの電子ビームを発散させ、それにより、主電子レンズ
部の球面収差を軽減するようにしたものが示されてい
る。

【００２１】しかしこのような構造を一列配置の３電子
ビームを放出する電子銃に適用したとすると、電子レン
ズの球面収差は小さくできても、コマ収差が一対のサイ
ドビームに作用し、蛍光体スクリーン上の一対のサイド
ビームのビームスポットは歪み、円形にすることはでき
ない。しかも仮に球面収差とコマ収差とを完全になくす
ことができたとしても、３電子ビームを蛍光体スクリー
ン上の一点に集中することはできない。

【００２２】すなわち、図１５に光学的等価図で示すよ
うに、電子レンズLEを球面収差とコマ収差とを全くもた
ない理想的な電子レンズとし、この電子レンズLEから３
電子ビーム6B，6G，6Rの物点COまでの距離をＯＰ、各物
点COの間隔をＳg とし、その３電子ビーム6B，6G，6Rが
電子レンズLEから距離ＯＱ離れた位置に結像するとする
と、その結像面13における３電子ビーム6B，6G，6Rの間
隔は、電子レンズLEの倍率Ｍ分離れ、Ｍ・Ｓg となる。
一般にカラー受像管用電子銃の主電子レンズ部の倍率Ｍ
は１以上であるから、結像面での３電子7B，7G，7Rの間
隔は、物点COの間隔Ｓg 以上となり、１点に集中させる
ことはできない。

【００２３】つまり、このような構造では、電子レンズ
を球面収差とコマ収差とを全くもたない理想的な電子レ
ンズとしても、一列配置の３電子ビームに対しては、こ
れを蛍光体スクリーン上に良好に集束かつ集中すること
は不可能である。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来よ
り同一平面上を通るセンタービームおよび一対のサイド
ビームからなる一列配置の３電子ビームを放出する電子
銃のレンズ性能を向上させて、その一列配置の３電子ビ
ームを蛍光体スクリーン上に良好に集束かつ集中させる
ため、電子銃の主電子レンズ部を３電子ビーム共通の大
口径電子レンズとしたものがある。しかし主電子レンズ
部を大口径電子レンズで構成した従来の電子銃では、そ
の大口径電子レンズにより３電子ビームを蛍光体スクリ
ーン上に集束かつ集中する場合、一対のサイドビームが
過集束状態となり、蛍光体スクリーン上の３電子ビーム
のビームスポットの大きさが異なるなど、大口径電子レ
ンズのレンズ性能が十分に発揮されないという問題があ
る。

【００２５】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたものであり、電子銃の主レンズ部を３電子ビー
ム共通の大口径電子レンズで構成し、この大口径電子レ
ンズにより３電子ビームを蛍光体スクリーン（ターゲッ
ト）上のほぼ一点に集中させるとともに、各電子ビーム
を適正に集束して、蛍光体スクリーン上のビームスポッ
トを小さな円形とし、解像度の高い高性能のカラー受像
管を構成することを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】同一平面上を通るセンタ
ービームおよび一対のサイドビームからなる一列配置の
３電子ビームをターゲット上に集束する主電子レンズ部
を有し、この主電子レンズ部に３電子ビームが交差する
ことなく通過する３電子ビーム共通の大口径電子レンズ
が形成され、この大口径電子レンズがターゲット方向に
順次配置された相対的に低電位の第１電極と高電位の第
２電極とからなる電子銃を有するカラー受像管におい
て、その第１電極を３電子ビームの配列方向を長径とす
る非円形筒状電極部とこの非円形筒状電極部のターゲッ
ト側端部に同軸的に取付けられた円筒状電極部とから構
成し、この円筒状電極部のターゲット側の３電子ビーム
の配列方向の側壁に一対の電位浸透用開孔を形成し、か
つ円筒状電極部内にセンタービームの３電子ビームの配
列方向の集束を強める補正電極を設け、第２電極を少な
くとも第１電極の円筒状電極部を包囲する電極とした。

【００２７】また、同一平面上を通るセンタービームお
よび一対のサイドビームからなる一列配置の３電子ビー
ムをターゲット上に集束する主電子レンズ部を有し、こ
の主電子レンズ部に３電子ビームが交差することなく通
過する３電子ビーム共通の大口径電子レンズが設けら
れ、この大口径電子レンズがターゲット方向に順次配置
された相対的に低電位の第１電極と高電位の第２電極と
からなる電子銃を有するカラー受像管において、その第
１電極を３電子ビームの配列方向を長径とする非円形筒
状電極部とこの非円形筒状電極部のターゲット側端部に
同軸的に取付けられた円筒状電極部とから構成し、この
円筒状電極部のターゲット側の３電子ビームの配列方向
の側壁に一対の電位浸透用開孔を形成するとともに、こ
の円筒状電極部の非円形筒状電極部側の底部に３電子ビ
ームがそれぞれ通過する３個の電子ビーム通過孔を挟ん
で一対の電位浸透用開孔を形成し、かつ円筒状電極部内
にこの円筒状電極部のセンタービーム通過孔を取囲む第
１補正電極部およびセンタービーム通過孔を取囲みかつ
一対のサイドビーム通過孔の一部を取囲む第２補正電極
部からなる補正電極を設け、第２電極を少なくとも第１
電極の円筒状電極部を包囲する電極とした。

【００２８】

【作用】上記のように、電子銃の主電子レンズ部に３電
子ビームが交差することなく通過する３電子ビーム共通
の大口径電子レンズを形成し、この３電子ビーム共通の
大口径電子レンズを上記のように構成すると、第１電極
の円筒状電極部内には、この円筒状電極部に形成された
３個の電子ビーム通過孔から浸透する主電界のほかに、
この円筒状電極部に形成された一対の電位浸透用開孔か
ら補助電界が浸透し、この補助電界により、特に一対の
サイドビームが通過する部分の主電界を局部的に弱めか
つ成形して、大口径電子レンズの球面収差やコマ収差を
効果的に補正することができる。一方、一対のサイドビ
ームは、大口径電子レンズの周辺部を通るため、大口径
電子レンズの中央部を通るセンタビームよりも、強い集
束作用を受けるが、一対のサイドビームに対してセンタ
ビームの集束作用を強める補正電極を設けたことによ
り、一列配置の３電子ビームをターゲット上のほぼ一点
に集中するとともに、各電子ビームを良好に集束して、
ターゲット上のビームスポットを小さな円形とすること
ができ、解像度の高い高性能のカラー受像管とすること
ができる。

【００２９】

【実施例】以下、図面を参照してこの発明を実施例に基
づいて説明する。

【００３０】図１にその一実施例であるカラー受像管を
示す。このカラー受像管は、パネル1 およびこのパネル
1 に一体に接合されたファンネル2 からなる外囲器を有
し、そのパネル1 内面に、青、緑、赤に発光するストラ
イプ状の３色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン3 （タ
ーゲット）が形成され、この蛍光体スクリーン3 に対向
して、その内側に多数のアパーチャの形成されたシャド
ウマスク4 が装着されている。一方、ファンネル2 の径
大部20の内面からネック5 の隣接部内面にかけて内面導
電膜21が形成されている。この内面導電膜21は、ファン
ネル2 の径大部20に設けられた図示しない陽極端子に接
続されている。またファンネル2 のネック5 内には、同
一水平面（ X-Z平面）上を通るセンタービーム6Gおよび
一対のサイドビーム6B，6Rからなる一列配置の３電子ビ
ーム6G，6B，6Rを放出する電子銃22が配設されている。
この電子銃22は、一端部がネック5 端部を封止している
ステム23を気密に貫通するステムピン24に取付けられ、
他端部が電子ビーム放出端部（蛍光体スクリーン3 側）
の後述する第６グリッドG6に取付けられて内面導電膜21
に圧接する複数個のバルブスペーサ25により支持されて
いる。またファンネル2 の外側には、上記電子銃22から
放出される３電子ビーム6G，6B，6Rを水平方向（ｘ軸方
向）に偏向する水平偏向磁界および垂直方向（ｙ軸方
向）に偏向する垂直偏向磁界を発生する偏向装置8 が装
着されている。さらにネック5 の外側には、３電子ビー
ム6G，6B，6Rの軌道を調整するための多極磁石26が装着
されている。

【００３１】上記電子銃22は、水平方向に一列配置され
た３個のカソードKB，KG，KRと、これら各カソードKB，
KG，KRを個々に加熱する３個のヒータH と、上記カソー
ドKB，KG，KR上に順次蛍光体スクリーン3 方向に配置さ
れた一体構造の第１ないし第６グリッドG1〜G6とを有
し、これらヒータH 、カソードKB，KG，KRおよび第１な
いし第６グリッドG1〜G6が一対の絶縁支持体28により一
体に固定された構造に形成されている。

【００３２】その第１および第２グリッドG1，G2は、そ
れぞれ水平方向を長軸とするほぼ長円形状の板状電極か
らなり、上記一列配置の３個のカソードKB，KG，KRに対
応して、３電子ビームが個々に通過する比較的小さな３
個の電子ビーム通過孔が水平方向に一列配置に形成され
ている。

【００３３】第３、第４グリッドG3，G4は、それぞれ水
平方向を長軸とする一対のほぼ長円形状のカップ電極を
突合わせた筒状電極からなり、これらグリッドG3，G4の
隣接グリッドと対向する端面には、それぞれ一列配置の
３個のカソードKB，KG，KRに対応して、比較的大きな３
個の電子ビーム通過孔が水平方向に一列配置に形成され
ている。

【００３４】第５グリッドG5（第１電極）は、水平方向
を長軸とするほぼ長円形状の２個のカップ電極を突合わ
せた長円形状筒状電極部G5B と、この筒状電極部G5B の
蛍光体スクリーン3 側端面に底部が同軸的に取付けられ
た実質的に円形状のカップ電極部G5T とからなり、その
筒状電極部G5B の両端面およびカップ電極部G5T の底面
には、それぞれ一列配置の３個のカソードKB，KG，KRに
対応して、上記第４グリッドG4の電子ビーム通過孔とほ
ぼ同じ大きさの３個の電子ビーム通過孔が水平方向に一
列配置に形成されている。

【００３５】そしてこの第５グリッドG5のカップ電極部
G5T の３個の電子ビーム通過孔の配列方向、すなわちこ
の３個の電子ビーム通過孔を通る３電子ビームの配列方
向の側壁には、このカップ電極部G5T の側壁の円周方向
を長径とする一対のほぼ長方形状の電位浸透用開孔28が
形成されている。またこの電位浸透用開孔29よりも底部
側のカップ電極部G5T の内側には、一列配置の３個のカ
ソードKB，KG，KRに対応して、図２に示すように、垂直
方向を長径とする３個の電子ーム通過孔30B ，30G ，30
R が形成された板状の補正電極Gsが配設されている。

【００３６】第６グリッドG6（第２電極）は、上記第５
グリッドG5のカップ電極部G5T よりも径大な筒状電極か
らなり、そのカソードKB，KG，KR側端部は、第５グリッ
ドG5のカップ電極部G5T および筒状電極部G5B の蛍光体
スクリーン3 側端部を包囲している。

【００３７】この電子銃22においては、第６グリッドG6
以外の他の電極には、ステム23を気密に貫通するステム
ピン24を介して所定の電圧が印加され、第６グリッドG6
については、ファンネル2 の径大部20に設けられた陽極
端子、内面導電膜21、この内面導電膜21に圧接するバル
ブスペーサ25を介して所定の電圧が印加される。その電
圧は、たとえばカソードKB，KG，KRに約１００Ｖのカツ
トオフ電圧に映像信号電圧を重畳した電圧が印加され、
第１グリッドG1を接地電位とし、第２グリッドG2に５０
０Ｖ〜１kV、第３グリッドG3に５〜１０kV、第４グリッ
ドG4に５〜３kV、第５グリッドG5に５〜１０kV、第６グ
リッドG6に２５〜３５kVの陽極高電圧が印加される。

【００３８】上記電圧の印加により、カソードKB，KG，
KRおよびこのカソードKB，KG，KR上に順次配置された第
１ないし第３グリッドG1〜G3により、カソードKB，KG，
KRからの電子放出を制御しかつ放出された電子を集束し
て、平行な電子ビームを6B，6G，6Rを形成する電子ビー
ム発生部GEが形成され、第３ないし第６グリッドG3〜G6
により、上記電子ビーム形成部から放出される３電子ビ
ームを6B，6G，6Rを蛍光体スクリーン3 上に集束かつ集
中する主電子レンズ部MLが形成され、特に第５、第６グ
リッドG5，G6により、３電子ビーム共通の大口径電子レ
ンズが形成される。そして、電子ビーム発生部GEからの
平行な３電子ビーム6B，6G，6Rは、交差させることな
く、上記大口径電子レンズを通過する。

【００３９】図３（ａ）および（ｂ）に上記第５、第６
グリッドにより形成される大口径電子レンズの電位分布
を示す。この電位分布は、第５グリッドG5の電位を７．
０kV、第６グリッドG6の電位を３２kVとして、３次元電
界シュミレーションにより解析した結果であり、図３
（ａ）の上半分は、ｙ−ｚ断面の電位分布31ａ、下半分
は、ｘ−ｚ断面の電位分布31ｂである。また図３（ｂ）
は、第５グリッドG5の電位浸透用開孔29形成部分におけ
るｘ−ｙ断面の電位分布31c である。この例の電子銃の
第５、第６グリッドにより形成される大口径電子レンズ
の電位分布と比較のために、図５（ａ）に第５グリッド
G5の側壁に電位浸透用開孔を形成しない場合のｙ−ｚ断
面およびｘ−ｚ断面の電位分布32a ，32b を、また同
（ｂ）にｘ−ｙ断面の電位分布32c を示す。

【００４０】これら図３および図５の比較からわかるよ
うに、この例の電子銃では、第６グリッドG6側から電位
浸透用開孔29を通って第５グリッド内に補助電界SEF が
浸透し、この補助電界SEF が第５、第６グリッドG5，G6
の各電子ビーム通過孔を通って浸透する主電界MEF と結
合する。その結果、特に図３（ａ）に示されているよう
に、一対のサイドビームの通過する第５グリッドG5の周
辺部において、等電位線が図５（ａ）の場合よりも疎に
なる。このことは、図５（ａ）の場合にくらべて、第５
グリッドG5の周辺部での集束力が局部的に弱められるこ
とを意味し、図６に示すように、センタービームを適正
に集束したとき、一対のサイドビームのビームスポット
は、33B ，33R のようになる。したがって上記のようの
第５、第６グリッドを構成することにより、大口径電子
レンズの球面収差を減少させることができる。

【００４１】これに対し、前記特開平１−１６１６４３
号公報におる大口径電子レンズは、低電圧側電極に側壁
にあけた小開孔から高電圧側電極からの高電位を浸透さ
せ、その浸透した電界により一対のサイドビームをセン
タービームから遠ざける方向に偏向する作用をおこなう
ものである。この場合、偏向される一対のサイドビーム
は、大口径電子レンズの周辺部に接近して通過するよう
になるため、大口径電子レンズの球面収差の影響を大き
く受け、その結果生ずる電子ビームのビームスポットの
歪を補正することはきわめて困難である。

【００４２】つまり、この例の電子銃は、低電圧側電極
の側壁に開孔を設ける点では、前記特開平１−１６１６
４３号公報の電子銃と類似しているが、その開孔を通っ
て浸透する電界SEF により、大口径電子レンズの主電界
MEF を直接弱める作用をおこない、それにより大口径電
子レンズの球面収差を減少させる点が特開平１−１６１
６４３号公報の電子銃の作用と大きく異なる。

【００４３】上記この例の電子銃のコマ収差などのビー
ムスポットの歪を補正する作用を明確にするため、第５
グリッドの電位浸透用開孔がその側壁の円周方向を長径
とする長方形状でなく、円周方向径と直交する方向の径
が同じ正方形状とした場合の電位分布を図７に示す。こ
の例の電子銃の電位分布は、図３（ａ）および（ｂ）と
同様、図７（ａ）の上半分は、ｙ−ｚ断面の電位分布34
ａ、下半分は、ｘ−ｚ断面の電位分布34ｂである。また
図７（ｂ）は、第５グリッドG5の正方形状開孔35形成部
分におけるｘ−ｙ断面の電位分布34c である。

【００４４】この場合も、正方形状開孔35を通って第５
グリッド内に補助電界SEF が浸透し、この補助電界SEF
が第５、第６グリッドの各電子ビーム通過孔を通って浸
透する主電界MEF と結合する。しかしこの場合、長方形
状の開孔を形成したこの例の電子銃では、図３（ｂ）に
示したように電界の等電位線が第５および第６グリッド
の中心（ｘ−ｙ断面の中心）からほぼ同心円状に分布す
るが、正方形状開孔35を形成した場合は、一対のサイド
ビームの通過する周辺部の等電位線は、その正方形状開
孔35部分に集中し、大きく傾斜する。そのため、蛍光体
スクリーン上のビームスポットは、図８に示すように、
センタービームを適正に集束したとき、一対のサイドビ
ームは、水平方向には適正に集中されるが、垂直方向に
は過集束されると同時に、水平方向にも強く集束され、
ビームスポット33B ，33R の形状は、弓形に歪んだもの
となる。

【００４５】以上の説明から明らかように、大口径電子
レンズを形成する低電圧側電極の３電子ビームの配列方
向の側壁に、その円周方向を長径とする電位浸透用開孔
29を設け、この開孔29の形状、寸法を適切に設定するこ
とにより、大口径電子レンズを形成する電界を局部的に
弱めて、球面収差やコマ収差を効果的に補正する電子銃
とすることができる。

【００４６】しかし上記のように大口径電子レンズを形
成する電界を局部的に弱めて球面収差やコマ収差を効果
的に補正することができても、その電界の周辺部を通過
する一対のサイドビームは、センタービームにくらべ
て、相対的に集束作用を強く受ける。そのため、センタ
ービームと一対のサイドビームとは、集束に若干の差が
生ずる。また上記大口径電子レンズを形成する電界を局
部的に弱めて球面収差やコマ収差を補正する方法は、大
口径円筒電子レンズの電界に局部的な大口径の四極子レ
ンズを重畳したものとほぼ等価となるため、センタービ
ームと一対のサイドビームに対する水平、垂直方向の集
束力がそれぞれ異なり、相対的に水平方向よりも垂直方
向の集束力が強い、いわゆる非点収差をもつ大口径電子
レンズとなる。

【００４７】図１および図２に示した補正電極Gsは、こ
のセンタービームおよび一対のサイドビームに対する集
束力の差と非点収差を補正する。すなわち、補正電極Gs
は、第５グリッドG5のカップ電極部G5T 内の大口径電子
レンズの電界の及ぶ位置にあって、その各電子ビーム通
過孔30B ，30G ，30R に大口径電子レンズの主電界と補
助電界が浸透し、図４に示す電位分布35の電界を形成す
る。特にその中央のセンタービーム通過孔30G には、一
対のサイドビーム通過孔30B ，30R よりも高い電位が浸
透し、相対的にセンタービームを一対のサイドビームよ
りも強く集束する電界が形成される。またこの電界の等
電位線は、相対的に垂直方向よりも水平方向に密に分布
するため、各電子ビームを相対的に垂直方向よりも水平
方向に強く集束し、上記大口径電子レンズの特性とは逆
特性の局部的な非点収差をもつ電子レンズを形成する。

【００４８】したがってこの補正電極Gsにより、上記大
口径電子レンズのセンタービームおよび一対のサイドビ
ームに対する集束力の差と非点収差とを同時に補正す
る。

【００４９】つぎに、他の実施例について説明する。

【００５０】上記実施例では、第５グリッドのカップ電
極部の電子ビームの配列方向の側壁に、その側壁の円周
方向を長径とする長方形状の電位浸透用開孔を形成した
が、特にコマ収差を効果的に補正するために、図９に示
すように、第５グリッドのカップ電極部G5T の電子ビー
ム配列方向の側壁に形成される電位浸透用開孔29を側壁
の円周方向に分割された複数個の開孔29a ，29b で形成
してもよい。

【００５１】また球面収差とコマ収差を効果的に補正す
るために、図１０に示すように、第５グリッドのカップ
電極部G5T の電子ビーム配列方向の側壁に形成される浸
透用開孔29の大きさを電子ビーム配列方向であるｘ軸に
対して所定角度ごとに異ならしめてもよい。

【００５２】図１１に示す第５グリッドG5のカップ電極
部G5T は、センタービームに対する３電子ビームの配列
方向の集束力を一対のサイドビームに対するそれよりも
強めて、３電子ビームを蛍光体スクリーン上に集中する
ようにしたものである。

【００５３】この例では、第５グリッドG5のカップ電極
部G5T の内側に、このカップ電極部G5T の底部に形成さ
れた３個のほぼ円形の電子ヒーム通過孔36B ，36G ，36
R のうち、センタービーム通過孔36G を取囲む第１中央
電極部37a と、この第１中央電極部37a の先端に一対の
サイドビーム通過孔36B ，36R のセンタービーム通過孔
36G 側を取囲むように設けられた第２中央電極部37b と
からなる補正電極Gsが設けられている。またこの第５グ
リッドG5のカップ電極部G5T の先端部側の３電子ビーム
の配列方向の側壁には、前記実施例の第５グリッドのカ
ップ電極部（図１参照）と同様に、一対の電位浸透用開
孔29（第１の電位浸透用開孔）が形成され、さらにこの
カップ電極部G5T の底部には、上記３個の電子ヒーム通
過孔36B，36G ，36R をその配列方向と直交する方向か
ら挟むように一対の第２の電位浸透用開孔38が設けられ
ている。そしてこのカップ電極部G5T の陰極側に位置す
る長円形筒状電極部G5B は、カップ電極部G5T の底部の
一対の第２の電位浸透用開孔38間にカップ電極部G5T と
同軸に取付けられている。

【００５４】このような構造の第５グリッドG5を備える
電子銃において、その第５グリッドG5のカップ電極部G5
T および長円形筒状電極部G5B の一部を包囲する第６グ
リッドG6には、２５〜３５kVの陽極電圧が、また第５グ
リッドG5には、その陽極電圧の２０〜３５％の電圧が印
加される。

【００５５】その結果、第６グリッドG6に印加された高
い陽極電圧が第５グリッドG5のカップ電極部G5T の第２
の電位浸透用開孔38を通って、カップ電極部G5T 内に浸
透する。この第２の電位浸透用開孔38からカップ電極部
G5T 内に浸透する電界は、センタービーム通過孔37G を
取囲むように設けられた第１中央電極部37a とその先端
に取付けられた第２中央電極部37b とにより成形され、
その成形された電界が、一対のサイドビームの通過領域
に局部的な四極子レンズを形成し、相対的にセンタービ
ームに対して一対のサイドビームを水平方向に強く集束
する。一方、センタービームに対しては、第２中央電極
部37b の内側に大口径電子レンズを形成する主電界の一
部が浸透する。この第２中央電極部37b の内側に浸透す
る主電界は、水平方向と垂直方向とで異なり、センター
ビームを相対的に垂直方向よりも水平方向に強く集束す
る、いわゆるアスティグレンズを形成する。

【００５６】それにより、第５および第６グリッドG5，
G6により形成される大口径電子レンズの第１の電位浸透
用開孔29によるセンタービームと一対のサイドビームに
対する集束力の差と非点収差をともに補正し、３電子ビ
ームを蛍光体スクリーン上に適正に集束するものとな
る。

【００５７】

【発明の効果】同一平面上を通るセンタービームおよび
一対のサイドビームからなる一列配置の３電子ビームを
ターゲット上に集束する主電子レンズ部を３電子ビーム
が交差することなく通過する３電子ビーム共通の大口径
電子レンズで形成し、その大口径電子レンズをターゲッ
ト方向に順次配置された相対的に低電位の第１電極と高
電位の第２電極とで構成し、その第１電極を３電子ビー
ムの配列方向を長径とする非円形筒状電極部とこの非円
形筒状電極部のターゲット側端部に同軸的に取付けられ
た円筒状電極部とから構成し、この円筒状電極部のター
ゲット側の３電子ビームの配列方向の側壁に一対の電位
浸透用開孔を形成し、かつ円筒状電極部内にセンタービ
ームの３電子ビームの配列方向の集束を強める補正電極
部を設け、第２電極を少なくとも第１電極の円筒状電極
部を包囲する電極とするか、または、その円筒状電極部
のターゲット側の３電子ビームの配列方向の側壁に一対
の電位浸透用開孔を形成するとともに、その円筒状電極
部の非円形筒状電極部側の底部に３電子ビームがそれぞ
れ通過する３個の電子ビーム通過孔を挟んで一対の電位
浸透用開孔を形成し、かつ円筒状電極部内にこの円筒状
電極部のセンタービーム通過孔を取囲む第１補正電極部
およびセンタービーム通過孔を取囲みかつ一対のサイド
ビーム通過孔の一部を取囲む第２補正電極部からなる補
正電極を設け、第２電極を少なくとも第１電極の円筒状
電極部を包囲する電極とすると、第１電極の円筒状電極
部内には、この円筒状電極部に形成された３個の電子ビ
ーム通過孔から浸透する主電界のほかに、この円筒状電
極部に形成された一対の電位浸透用開孔から補助電界が
浸透し、この補助電界により、一対のサイドビームが通
過する部分の主電界を局部的に弱めかつ成形して、大口
径電子レンズの球面収差やコマ収差を効果的に補正する
ことができる。一方、一対のサイドビームは、大口径電
子レンズ部の周辺部を通るため、大口径電子レンズの中
央部を通るセンタビームよりも、強い集束作用を受ける
が、一対のサイドビームに対してセンタビームの集束作
用を強める補正電極を設けたことにより、一列配置の３
電子ビームをターゲット上のほぼ一点に集中するととも
に、各電子ビームを良好に集束して、ターゲット上のビ
ームスポットを小さな円形とすることができる。その結
果、解像度の高い高性能のカラー受像管とすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）はこの発明の一実施例の要部構成を
示す図、図１（ｂ）はその電子銃の構成を示す図であ
る。

【図２】上記電子銃の補正電極の構造を示す図である。

【図３】図３（ａ）は図１に示した電子銃の第５および
第６グリッドにより形成される大口径電子レンズのｙ−
ｚ断面およびｘ−ｚ断面の電位分布を示す図、図３
（ｂ）はｘ−ｙ断面の電位分布を示す図である。

【図４】上記補正電極を通って第５グリッド内に浸透す
る大口径電子レンズの主電界の電位分布を示す図であ
る。

【図５】図５（ａ）は図１に示した電子銃の形成する大
口径電子レンズと比較のため、側壁に電位浸透用開孔を
形成しない第５グリッドおよび第６グリッドにより形成
される大口径電子レンズのｙ−ｚ断面およびｘ−ｚ断面
の電位分布を示す図、図５（ｂ）はｘ−ｙ断面の電位分
布を示す図である。

【図６】図１に示した電子銃により得られる３電子ビー
ムの蛍光体スクリーン上のビームスポットの形状を示す
図である。

【図７】図７（ａ）は図１に示した電子銃の形成する大
口径電子レンズと比較のため、側壁に正方形の電位浸透
用開孔を形成した第５グリッドおよび第６グリッドによ
り形成される大口径電子レンズのｙ−ｚ断面およびｘ−
ｚ断面の電位分布を示す図、図７（ｂ）はｘ−ｙ断面の
電位分布を示す図である。

【図８】図７に示した大口径電子レンズを形成する電子
銃により得られる３電子ビームの蛍光体スクリーン上の
ビームスポットの形状を示す図である。

【図９】電位浸透用開孔の形状が異なる第５グリッドの
他の構造を示す図である。

【図１０】電位浸透用開孔の形状がさらに異なる第５グ
リッドの他の構造を示す図である。

【図１１】図１１（ａ）ないし（ｃ）はそれぞれ電位浸
透用開孔の形状が異なる第５グリッドの他の構造を示す
図である。

【図１２】図１２は従来のカラー受像管の構成を示す図
である。

【図１３】大口径電子レンズを備え、その大口径電子レ
ンズの中央部で３電子ビームを交差させる従来の電子銃
の光学的等価図である。

【図１４】大口径電子レンズを備え、かつ３電子ビーム
を平行に放出する従来の電子銃の光学的等価図である。

【図１５】蛍光体スクリーン上における３電子ビームの
集中と集束を説明するための図である。

【符号の説明】

3 …蛍光体スクリーン 6B，6R…一対のサイドビーム 6G…センタービーム 22…電子銃 29…電位浸透用開孔（第１電位浸透用開孔） 30B ，30G ，30R …電子ビーム通過孔 33B ，33G ，33R …ビームスポット 36B ，36G ，36R …電子ビーム通過孔 37a …第１補正電極部 37b …第２補正電極部 38…第２電位浸透用開孔 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 G5B …非円形筒状電極部 G5T …円筒状電極部 GE…電子ビーム発生部 Gs…補正電極 KB，KG，KR…カソード ML…主電子レンズ部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一平面上を通るセンタービームおよび
   一対のサイドビームからなる一列配置の３電子ビームを
   ターゲット上に集束する主電子レンズ部を有し、この主
   電子レンズ部に上記３電子ビームが交差することなく通
   過する３電子ビーム共通の大口径電子レンズが形成さ
   れ、この大口径電子レンズが上記ターゲット方向に順次
   配置された相対的に低電位の第１電極と高電位の第２電
   極とからなる電子銃を有するカラー受像管において、 上記第１電極は上記３電子ビームの配列方向を長径とす
   る非円形筒状電極部とこの非円形筒状電極部のターゲッ
   ト側端部に同軸的に取付けられた円筒状電極部とを有
   し、この円筒状電極部のターゲット側の上記３電子ビー
   ムの配列方向の側壁に一対の電位浸透用開孔が形成さ
   れ、この円筒状電極部内に上記センタービームの上記３
   電子ビームの配列方向の集束を強める補正電極が設けら
   れ、上記第２電極が少なくとも上記第１電極の円筒状電
   極部を包囲する電極からなることを特徴とするカラー受
   像管。
2. 【請求項２】 同一平面上を通るセンタービームおよび
   一対のサイドビームからなる一列配置の３電子ビームを
   ターゲット上に集束する主電子レンズ部を有し、この主
   電子レンズ部に上記３電子ビームが交差することなく通
   過する３電子ビーム共通の大口径電子レンズが設けら
   れ、この大口径電子レンズが上記ターゲット方向に順次
   配置された相対的に低電位の第１電極と高電位の第２電
   極とからなる電子銃を有するカラー受像管において、 上記第１電極は上記３電子ビームの配列方向を長径とす
   る非円形筒状電極部とこの非円形筒状電極部のターゲッ
   ト側端部に同軸的に取付けられた円筒状電極部とを有
   し、この円筒状電極部のターゲット側の上記３電子ビー
   ムの配列方向の側壁に一対の電位浸透用開孔が形成され
   かつこの円筒状電極部の非円形筒状電極部側の底部に上
   記３電子ビームがそれぞれ通過する３個の電子ビーム通
   過孔を挟んで一対の電位浸透用開孔が形成されるととも
   に、上記円筒状電極部内にこの円筒状電極部のセンター
   ビーム通過孔を取囲む第１補正電極部および上記センタ
   ービーム通過孔を取囲みかつ一対のサイドビーム通過孔
   の一部を取囲む第２補正電極部からなる補正電極が設け
   られ、上記第２電極が少なくとも上記第１電極の円筒状
   電極部を包囲する電極からなることを特徴とするカラー
   受像管。