JPH07296740A - カラー陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】電子銃の主レンズの球面収差や非点収差を充分
に抑えて、等価口径の大きな主レンズを持つ電子銃を備
えたカラー陰極線管を得る。 【構成】蛍光面に向けて一方向に略々平行に並んだ３本
の電子ビームを蛍光面に集束させる電子銃の主レンズ
を、上記一方向に沿った径Ｈが上記一方向に垂直な方向
に沿った径Ｖより大きい偏平形状の開口をもって互いに
対向配置した少なくとも二つの電極から構成し、主レン
ズを通過する３本の電子ビームのうちの両サイドの電子
ビームの軌道と中央の電子ビームの軌道との間に一定の
間隔Ｓを有すると共に、サイド電子ビームの軌道と主レ
ンズを構成する電極の上記一方向の内周面との間の距離
をＲとしたとき、Ｈ＝２（Ｓ＋Ｒ）、かつＲ＞Ｓとし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー陰極線管に係
り、特に等価口径を拡大してフォーカス特性を大幅に改
善したインライン型電子銃を備えたカラー陰極線管に関
する。

【０００２】

【従来の技術】テレビジョン受像機や情報機器端末の表
示デバイスとして多用されているカラー陰極線管は、表
示画像の高精細化、高品質化に伴い、そのフォーカス特
性の大幅な改善が要求されている。

【０００３】カラー陰極線管のフォーカス特性に大きく
影響を与える要因に、その電子銃の主レンズのレンズ倍
率および収差があり、これらはレンズ集束作用の強度に
強く依存する。

【０００４】カラー陰極線管では、電子ビームの走査面
積と最大偏向角を定めると、主レンズから結像面（蛍光
面）までの距離が確定する。結像面までの距離が一定の
条件下でレンズ集束作用を弱めることはレンズ倍率の低
下をもたらし、更に偏向収差の増大を防ぐために主レン
ズ内での電子ビームの拡がりを一定値に抑えるという条
件を加えると、主レンズへの電子ビーム入射角度を低下
させることになる。

【０００５】電子ビーム入射角度をαi とすると主レン
ズの収差の中で最も優勢な球面収差による電子ビームの
最小錯乱円直径：δは下式で表される。

【０００６】δ＝（１／２）Ｍ・Ｃｓｐ・αi³ ここで、Ｍはレンズ倍率、Ｃｓｐは球面収差係数であ
る。

【０００７】このように、陰極線管の電子銃では、主レ
ンズのレンズ集束作用を弱めるとレンズ倍率、および球
面収差が低減されてフォーカス特性が向上する。

【０００８】主レンズのレンズ集束作用を弱める方法の
一つは主レンズを形成する電極の開口部の径を極力大き
くすることである。

【０００９】しかし、上記主レンズを形成する電極の開
口部の径を大きくとることは電子銃を収納するネツク部
を太くなるので、必然的にこの場合に使用する偏向ヨー
クが大きくなり、偏向電力の増大などの不具合を招いて
しまう。

【００１０】図１８は制限されたネツク部の径に対して
主レンズを形成する電極の開口部の径を大きくとるため
に提案された従来技術のカラー陰極線管に用いられてい
る電子銃の構成を説明する模式断面図であって、１０は
カソード、１１は第１グリツド電極（Ｇ１電極）、１２
は第２グリツド電極（Ｇ２電極）、１３は第３グリツド
電極（Ｇ３電極）、１４は第４グリツド電極（Ｇ４電
極）、１５は第５グリツド電極（Ｇ５電極）、１６は第
６グリツド電極（Ｇ６電極）、１７はシールドカップ、
１５’は第５グリッド電極１５の内部電極、１６’は第
６グリッド電極１６の内部電極、Ｄ５は内部電極１５’
の後退量、Ｄ６は内部電極１６’の後退量である。

【００１１】同図に示されたような３本の電子ビームＢ
Ｒ，ＢＧ，ＢＢが間隔Ｓで水平に並ぶインライン型電子
銃において、その主レンズを形成する電極は３本の電子
ビームＢＲ，ＢＧ，ＢＢが並ぶ方向（インライン方向）
が長軸となる扁平形状の単一開口をもった二つの円筒電
極（第５グリッド電極１５と第６グリッド電極１６）を
対向させている。

【００１２】図１９は図１８のＭ−Ｍ線から第５グリッ
ド電極方向を見た正面図であって、同図（ａ）はＳ寸法
（インライン配列方向：一方向に沿った電子ビーム軌道
間間隔、すなわち、センター電子ビームＢＧとサイド電
子ビームＢＲ，ＢＢ間距離）が大きい場合の、また同図
（ｂ）はＳ寸法が小さい場合の主レンズ口径の説明図で
ある。

【００１３】なお、図１８のＮ−Ｎ線から第６グリッド
電極方向を見た正面図は図１９の符号１５を１６と読み
替えたものになる。

【００１４】ここで、図１８の例では、図１９に示され
たように、上記第５グリッド電極１５と第６グリッド電
極１６（図１９には図示せず）の開口の扁平形状は二つ
の半円弧を二本の互いに平行な直線でつないだ非円形の
ものであるが、当該開口はインライン方向が長軸となる
扁平形状であれば、特にこれに限定されるものではな
い。

【００１５】このような非円形の主レンズでは水平方向
の径が垂直方向の径より大きいので電界の侵入は水平方
向で著しく、水平方向の実効径が垂直方向の実効径より
大きくなる。このため、垂直方向のレンズ集束作用が強
くなり、電子ビームを集束する際に非点収差が現われ
る。なお、この従来技術は、特公平２−１８５４０号公
報に開示されている。

【００１６】そこで、図１９に示されたように、円筒電
極（第５グリッド電極、第６グリッド電極）１５，１６
の内部に３本の電子ビームが個々に挿通する垂直方向
（上記一方向と直角方向）に長軸を持つ楕円形の開口１
５₂ ，１６₂ （１６₂ は図示せず）を設けた内部電極１
５’，１６’で非点収差を補正している。

【００１７】この内部電極１５’，１６’の楕円形の開
口の形状寸法と図１８に示した取付け位置（すなわち、
両電極の対向面からの後退量）Ｄ５，Ｄ６を調整するこ
とで前述した球面収差や非点収差を抑えつつ、実効的な
大口径レンズを形成している。

【００１８】また、主レンズを構成する二つの電極の内
部に設置する内部電極の位置を調整することで球面収差
や非点収差を抑えると共に、サイドの電子ビームＢＲ，
ＢＢをセンターの電子ビームＢＧ方向に偏向させて３本
の電子ビームが蛍光面上で集中するように指向させるこ
ともできる。

【００１９】この種の電子銃をもつカラー陰極線管は、
例えば前記公報および特公平４−４４３７９号公報に開
示されている。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】以上のような構成で、
インライン型電子銃において更に大口径レンズを得るた
めには、三本の電子ビームの間隔（Ｓ寸法）は小さい方
が好都合である。

【００２１】ここで、電子銃の主レンズ部におけるＳ寸
法と円筒電極１５，１６の開口部形状の対応について、
図１９（図１８のＭ−Ｍ断面）で見ると、水平方向の開
口寸法Ｈは Ｈ＝２（Ｒ＋Ｓ） で表すことができる。

【００２２】ここで、垂直方向の開口寸法Ｖを２Ｒにほ
ぼ一致させ、また内部電極１５’，１６’の位置および
形状を調整することで中央と両サイドの電子ビームに対
する実効的なレンズ口径を垂直と水平方向で概略２Ｒに
一致させることができる。

【００２３】例えば通称画面サイズで１４インチ〜２５
インチ程度のネック外径２９ｍｍのカラー陰極線管に広
く使用されている上記のような構成のインライン型電子
銃をこのようなネック外径が２９ｍｍの陰極線管に収納
しようとすれば、上記Ｈ寸法は電極の厚みやネック内壁
とのギャップなどを含めると、１９ｍｍ程度が限度とな
る。

【００２４】同一のネック径で、いいかえると水平方向
の開口寸法Ｈが同一である時は、図１９の（ａ）と
（ｂ）の比較でも明らかなように、Ｓ寸法の小さい同図
（ｂ）の方がＳ寸法の大きい同図（ａ）よりも主レンズ
において中央及び両サイドの電子ビームに対する口径寸
法“２Ｒ”が大きくなる。従って、前述した主レンズの
球面収差や非点収差が同図（ｂ）より同図（ａ）の方が
大きくなり、フォーカス特性が劣る。

【００２５】このことから、フォーカス特性が優れた電
子銃とするために、Ｓ寸法を小さく設定したいところで
あるが、Ｓ寸法を小さくすると前述したように３本の電
子ビームのうち、両サイドの電子ビームのシャドウマス
クへの入射角度が小さくなる。これは、シャドウマスク
と蛍光面間の距離（これを以下Ｑ寸法と称する）を大き
くとらなければならないことを意味している。

【００２６】電子銃とシャドウマスクとの間の空間で
は、シャドウマスクと磁気シールドにより地磁気の影響
は遮蔽される。ところが、Ｑ寸法が大きいと、電子ビー
ムが地磁気の影響を受ける区間が長くなってしまう。そ
の結果、ある一方向にカラー陰極線管を向けて、電子ビ
ームが正しい位置にランディングするように調整したと
しても、カラー陰極線管を他の方向に向けた場合は異な
る地磁気の影響を受けて、電子ビームが移動してしまい
正しい位置にランディングすることができなくなり、カ
ラー陰極線管の色純度（ピュリティ）が劣化してしま
う。

【００２７】上記地磁気の影響を補正する手段として、
特開昭５８−１２３２８８号公報や特開平３−２３２３
８７号公報に開示の発明では、カラー陰極線管のパネル
部の廻りに管軸方向の外部磁気（地磁気の水平成分）を
打ち消す補正コイルを設けてピュリティ劣化を抑制して
いる。

【００２８】また、特開昭５５−１０４１８７号公報や
特開平２−７８３８８号公報には、地磁気の垂直成分を
打ち消す補正コイルを備えたものが開示されている。

【００２９】従来、ネック外径が２９ｍｍの陰極線管の
場合、主レンズ部で３本の電子ビームが個々に通過する
直径５．５ｍｍ程度の円筒レンズをもつ形式の電子銃で
は、Ｓ寸法は６．６ｍｍであったが、前記特公平２−１
８５４０号公報や特公平４−４４３７９号公報に開示さ
れた形式の電子銃ではＳ寸法は５．５ｍｍまで狭められ
ている。

【００３０】図２０はＳ寸法とピュリティの関係の説明
図であって、横軸にＳ寸法（ｍｍ）を、縦軸に電子ビー
ムランディング裕度（μｍ）をとって示す。

【００３１】同図は、有効画面対角寸法が３６ｃｍ、偏
向角９０°の情報処理端末機用高精細カラー陰極線管
（シャドウマスクのピッチが０．２８ｍｍ）を東西方向
から南北方向に回転させた時の画面中央部での他色打ち
裕度とＳ寸法の関係を実験により求めたものである。

【００３２】なお、電子ビームランディング裕度とは電
子ビーム中心が上記の回転によりランディングすべき蛍
光体中心よりシフトし、隣接する他の色の蛍光体に接近
して行く時の他の色の蛍光体の端部から電子ビーム端部
までの距離を表す。

【００３３】この電子ビームランディング裕度は、画面
周辺部では画面中心部より縮小するので、電子ビームラ
ンディング裕度がほぼ７μｍ以下になるとピュリティの
劣化が生じ易い。

【００３４】図２０から、上記画面周辺部でのピュリテ
ィの劣化を防止する如く、製造偏差も考慮して電子ビー
ムランディング裕度を７μｍ以上にするためには、Ｓ寸
法は４．８ｍｍ程度を必要とする。

【００３５】このことから、前記Ｈの値が１９ｍｍ程度
であるとすると、サイド電子ビームの中心から電極内壁
までの距離Ｒは４．７ｍｍ程度であり、距離Ｒの拡大は
Ｒ≒Ｓ程度までが限度となる。

【００３６】この距離Ｒの値（Ｒ寸法）は、サイド電子
ビームの中心から電極内壁までの至近距離を表すのでサ
イド電子ビームに対する外側方向の電子銃主レンズの実
効的な半径を与えることになる。

【００３７】前記した特公平２−１８５４０号公報に示
された電子銃主レンズでは、電極内部に設置された内部
電極１５’，１６’の楕円開口形状およびその取付け位
置（両電極の対向部からの後退位置、図１８における寸
法Ｄ５，Ｄ６）を最適化してセンターおよびサイドの電
子ビームに対する全ての方向での主レンズ口径を実効的
に上記Ｒ寸法のほぼ２倍に一致させることでフォーカス
特性のバランスをとるようにしている。

【００３８】ある一方向でフォーカス特性のバランスが
崩れると、その方向での電子ビームのフォーカスが崩れ
るので、Ｒ寸法を増大させて主レンズ口径を大きくして
球面収差を低減させることでフォーカス特性の向上を図
ることができるが、前記従来技術ではＲ寸法がＳ寸法以
内に制限されていた。

【００３９】なお、単一円筒形の主レンズ部で３本の電
子ビームを交差させて大口径レンズとするカラー陰極線
管用電子銃が特公昭４９−５５９１号公報などで知られ
ている。

【００４０】図２１は単一円筒形の主レンズ部で３本の
電子ビームを交差させて大口径レンズとする従来のカラ
ー陰極線管用電子銃の概略構造を説明する模式断面図で
あって、図１８と同一符号は同一部分に対応し、２０は
偏向手段、ＢＲ，ＢＧ，ＢＢはそれぞれ赤，緑，青の蛍
光体にランディングする電子ビームを示す。

【００４１】この形式の電子銃では、同図からも明らか
なように、主レンズで３本の電子ビームＢＲ，ＢＧ，Ｂ
Ｂを交差させているので主レンズ部でのＳ寸法は最小と
なるが、主レンズ部を経た後、両サイドの電子ビームＢ
Ｒ，ＢＢのコンバーゼンスをとる偏向手段２０の位置で
は、上記のピュリティの劣化が生じないＳ寸法まで再び
両サイドの電子ビームを広げる必要がある。

【００４２】そのために両サイドの電子ビームＢＲ，Ｂ
Ｂの間隔が徐々に広がっていく空間を持ち、主レンズを
構成する高電圧が印加される電極（図２１では第５グリ
ッド電極１５）を軸方向に一定以上長くしなければなら
ず、従って電子銃の全長が長くなってしまうという欠点
がある。

【００４３】本発明の目的は、上記の事情に基づき、電
子銃の主レンズの球面収差や非点収差を充分に抑えて、
等価口径の大きな主レンズを持つ電子銃を備えたカラー
陰極線管を提供することにある。

【００４４】また、本発明の目的は、ピュリティ特性の
劣化を招くことなく、また電子銃の全長を長くすること
なしにフォーカス特性の更なる向上を図った電子銃を備
えたカラー陰極線管を提供することにある。

【００４５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、前記のような構成のカラー陰極線管にお
いて、前記Ｓ寸法をＲ寸法よりも小さくして電子銃主レ
ンズの口径を極力大とし、また、必要に応じてＳ寸法を
小さくしたことによってＱ寸法が増大し、これに伴うピ
ュリティの劣化を抑制するための補正手段を設けたこと
を特徴とする。また、本発明は、前記のような構成のカ
ラー陰極線管において、電子銃内部における３本の電子
ビームの両サイドの電子ビームの軌道を調整して、主レ
ンズ内部ではできるだけＳ寸法を小さくして、両サイド
の電子ビームが主レンズを出射する時にＳ寸法が広がる
方向に軌道修正すると共に、電子銃端部に偏向手段を設
けて両サイドの電子ビームのコンバーゼンスをとること
により、シャドウマスクへの両サイドの電子ビームの入
射角を大きくすることを特徴とする。

【００４６】すなわち、請求項１に記載の第１の発明
は、蛍光面に向けて一方向に略々平行に並んだ一つのセ
ンター電子ビームと二つのサイド電子ビームからなる３
本の電子ビームを発生する電子ビーム発生手段と、上記
３本の電子ビームを上記蛍光面に集束させる主レンズと
を少なくとも具備した電子銃を持つカラー陰極線管にお
いて、上記電子銃の主レンズは、上記一方向に沿った径
Ｈが上記一方向に垂直な方向に沿った径Ｖより大きい偏
平形状の開口をもって互いに対向配置した少なくとも二
つの電極からなり、上記主レンズを通過する上記３本の
電子ビームのうちの両サイドの電子ビームの軌道は、中
央の電子ビームの軌道と一定の間隔Ｓを有し、上記２つ
のサイド電子ビームの軌道と上記主レンズを構成する電
極の上記一方向の内周面との間の距離をＲとしたとき、
Ｈ＝２（Ｓ＋Ｒ）で、かつＲ＞Ｓとしたことを特徴とす
る。

【００４７】また、請求項２に記載の第２の発明は、第
１の発明において、前記主レンズを構成する電極の上記
一方向に垂直な方向に沿った径Ｖと上記サイド電子ビー
ムの軌道から上記主レンズ構成電極の上記一方向の内周
面までの距離Ｒの関係を、Ｖ＞２Ｒとしたことを特徴と
する。

【００４８】さらに、請求項３に記載の第３の発明は、
第１の発明において、前記主レンズを構成する電極の上
記一方向に垂直な方向に沿った径Ｖと上記サイド電子ビ
ーム軌道から上記主レンズ構成電極の上記一方向の内周
面までの距離Ｒの関係を、２Ｒ＋０．２ｍｍ＞Ｖ＞２Ｒ
−０．２ｍｍとしたことを特徴とする。

【００４９】さらに、請求項４に記載の第４の発明は、
蛍光面に向けて一方向に略々平行に並んだ３本の電子ビ
ームを発生する電子ビーム発生手段と、上記３本の電子
ビームを上記蛍光面に集束させる主レンズとを少なくと
も具備した電子銃を持つカラー陰極線管において、上記
電子銃の主レンズは、上記一方向に沿った径が上記一方
向に垂直な方向に沿った径よりも大きい扁平形状の開口
をもって互いに対向配置した少なくとも二つの電極から
なり、上記主レンズを通過する上記３本の電子ビームの
うちの両サイドの電子ビーム軌道は中央の電子ビーム軌
道と一定の間隔を有し、更に、上記主レンズと上記蛍光
面との間に、上記両サイドの電子ビームと中央の電子ビ
ームとを蛍光面上に集中させる偏向手段を備えたことを
特徴とする。

【００５０】また、さらに、請求項５に記載の第５の発
明は、蛍光面に向けて一方向に略々平行に並んだ３本の
電子ビームを発生する電子ビーム発生手段と、上記３本
の電子ビームを上記蛍光面に集束させる主レンズとを少
なくとも具備した電子銃を持つカラー陰極線管におい
て、上記電子銃の主レンズは、上記一方向に沿った径が
上記一方向に垂直な方向に沿った径よりも大きい扁平形
状の開口をもって互いに対向配置した少なくとも二つの
電極からなり、上記主レンズを通過する上記３本の電子
ビームのうちの両サイドの電子ビームの軌道は、中央の
電子ビームの軌道と一定の間隔を有すると共に上記中央
の電子ビーム軌道に対し蛍光面に向かって平行または拡
がる方向の何れかの軌道を有し、上記主レンズと上記蛍
光面との間に、上記両サイドの電子ビームと中央の電子
ビームとを蛍光面上に集中させる偏向手段を備えたこと
を特徴とする。

【００５１】請求項６に記載の第６の発明は、第１〜５
の発明において、前記電子銃の主レンズを構成する前記
二つの電極の一方あるいは両方の内部に、前記一方向に
沿った径が前記一方向に垂直な方向に沿った径よりも小
さい寸法関係をもって前記中央の電子ビームが通過する
開口部を有する内部電極を備えたことを特徴とする。な
お、上記第１〜５の発明において、下記（１）〜（６）
の構成を有せしめてもよい。

【００５２】（１）前記電子銃の主レンズを構成する前
記二つの電極の両方に、前記一方向に沿った径が前記一
方向に垂直な方向に沿った径よりも小さい寸法関係をも
って前記中央の電子ビームが通過する開口部を有する内
部電極を備え、前記主レンズを構成する前記二つの電極
の開口端からの前記内部電極の後退寸法を、前記二つの
電極のうちの高電圧を印加する電極側で大きくする。

【００５３】（２）前記電子銃の主レンズを構成する前
記二つの電極の両方に、前記一方向に沿った径が前記一
方向に垂直な方向に沿った径よりも小さい寸法関係で中
央の電子ビームが通過する開口部を有する前記内部電極
を備え、前記主レンズを構成する前記二つの電極のう
ち、高電圧を印加する電極に対向する電極に設ける前記
内部電極の前記一方向に垂直な方向に沿った開口径を、
上記高電圧を印加する電極に設ける内部電極の前記一方
向に垂直な方向に沿った開口径より小さくする。 （３）前記電子銃の主レンズを構成する前記二つの電極
のうち、高電圧を印加する電極に対向する電極の開口端
の前記一方向に垂直な方向の径を、前記高電圧を印加す
る電極の前記一方向に垂直な方向の開口径よりも小さく
する。

【００５４】（４）前記電子銃の主レンズを構成する二
つの電極のうち、高電圧を印加する電極に対向する電極
の内部に、前記各電子ビームあるいは両サイドの電子ビ
ームまたは中央の電子ビームの何れかを挾むように配置
された前記一方向に平行な平面を有する補正電極を設け
る。

【００５５】（５）前記電子銃の主レンズを構成する二
つの電極のうち、高電圧を印加する電極の内部に、各電
子ビームを挾むようにして前記一方向に垂直な平面を有
する補正電極を設ける。

【００５６】（６）前記電子銃の主レンズを構成する二
つの電極の開口端部で形成される間隙の、前記一方向に
垂直な方向から見た形状が両サイドで陰極側に傾斜す
る。

【００５７】そして、請求項７に記載の第７の発明は、
第４または第５の発明において、前記電子銃の主レンズ
と前記蛍光面との間に設ける前記偏向手段を静電偏向に
よるものとしたことを特徴とする。

【００５８】そして、また、請求項８に記載の第８の発
明は、第７の発明において、前記偏向手段が、前記中央
の電子ビームが通過するごとく、前記一方向に対して直
角方向に長軸を持つ長方形の断面形状を有し、陽極電圧
が印加された矩形電極と、上記矩形電極を囲んで前記両
サイドの電子ビームが通過するごとく、上記陽極電圧よ
り若干低い電圧が印加された一対の平行平板電極とを設
けてなることを特徴とする。

【００５９】なおまた、上記第８の発明において、下記
（７）〜（９）の構成を有せしめてもよい。

【００６０】（７）前記一対の平行平板電極は前記一方
向に対して直角方向の端部を連結する台部分を有し、こ
の台部分のみを前記矩形電極および前記主レンズを構成
する電極を含む各電子銃構成電極と共にビーディングガ
ラスに一括固定した後に、上記台部分に上記平行平板電
極を固定する。

【００６１】（８）前記矩形電極を前記主レンズ側にお
いて前記平板電極よりも、軸方向の長さを前記主レンズ
から離れる方向に短くする。

【００６２】（９）前記偏向手段の平行平板電極に陽極
電圧より若干低い電圧を印加する手段として、高抵抗体
から構成した分圧抵抗器で上記陽極電圧を抵抗分割す
る。

【００６３】そして、請求項９に記載の第９の発明は、
第１〜５の発明において、前記電子ビームに作用する外
部磁界を打ち消す磁界を発生する補正コイルを備えたこ
とを特徴とする。

【００６４】

【作用】上記のように構成したカラー陰極線管の電子銃
によれば、同一のネック径すなわち同一のＨ寸法にても
実質的に主レンズ内部でのＳ寸法を小さくできるので、
サイドビームの外側部分の主レンズ口径を、Ｓ寸法が大
きい場合に比べて大きくとることができる。その結果、
この口径に合わせてセンタ，サイドビーム各方向にわた
り主レンズ口径の拡大が可能になるので球面収差が抑制
され、フォーカス特性が向上する。

【００６５】さらに、Ｓ寸法を小さくすることによるＱ
寸法の増大に伴うピュリティの劣化を抑制する必要があ
る時には、補正手段として地磁気等の外部磁気を打ち消
す磁界を発生する補正コイルによってシャドウマスクを
出射した電子ビームはその軌道が曲げられることなく直
進するので、前記Ｑ寸法を大きくとることができる。し
たがって、その分実質的に主レンズ内部でのＳ寸法を小
さくできるので、サイド電子ビームの外側部分の主レン
ズ口径を、Ｓ寸法が大きい場合に較べて大きくとること
ができる。

【００６６】その結果、この口径に合わせてセンターと
サイドの電子ビームの全ての方向に対する主レンズ口径
の拡大が可能となり、球面収差が抑制され、フォーカス
特性が向上する。

【００６７】また、ピュリティ劣化を抑制する他の手段
として、主レンズと蛍光面との間に、両サイド電子ビー
ムとセンター電子ビームを蛍光面上に集中させる偏向手
段を設ける方法もある。これにより、シャドウマスクへ
の両サイドの電子ビームの入射角を大きくとることがで
きるのでピュリティ劣化の問題も避けることができる。
このとき、主レンズ部でのＳ寸法は一定値以上とし、主
レンズ部で３本の電子ビームを１点に集中させていない
ので、主レンズ部と偏向手段との間隔を大きくとること
なく、偏向手段の位置のＳ寸法をピュリティ劣化が出な
い程度に拡大できる。そのため、電子銃の全長増大の不
具合を避けることができる。

【００６８】すなわち、上記一方向に沿った径が上記一
方向に垂直な方向に沿った径よりも大きい扁平形状の開
口をもって互いに対向配置した少なくとも二つの電極か
らなる上記電子銃の主レンズを、上記３本の電子ビーム
のうちの両サイドの電子ビーム軌道は中央の電子ビーム
軌道と間隔を有して通過する。この間隔であるＳ寸法は
従来のカラー陰極線管におけるＳ寸法に比較して小さ
い。

【００６９】したがって、３本の電子ビームは主レンズ
の中央部分を通過することで、これら３本の電子ビーム
に対して等価口径が大きいレンズとして作用する。

【００７０】更に、上記主レンズと上記蛍光面との間
に、上記両サイドの電子ビームと中央の電子ビームとを
蛍光面上に集中させる偏向手段を備えたことで、シャド
ウマスクと蛍光体層との間の距離Ｑ寸法の拡大を抑え
る。

【００７１】また、上記一方向に沿った径が上記一方向
に垂直な方向に沿った径よりも大きい扁平形状の開口を
もって互いに対向配置した少なくとも二つの電極からな
る上記電子銃の主レンズを、上記３本の電子ビームのう
ちの両サイドの電子ビーム軌道は中央の電子ビーム軌道
と間隔を有すると共に上記中央の電子ビーム軌道に対し
蛍光面に向かって平行または拡がる方向の何れかの軌道
を進行する。

【００７２】上記主レンズと上記蛍光面との間に設置し
た偏向手段は、主レンズを通過した３本の電子ビームの
うちの両サイドビームをセンタービームに対して離れる
方向に偏向させた後、蛍光体層に向かって集中する方向
に偏向させる。この偏向作用により、Ｑ寸法の拡大が回
避される。

【００７３】

【実施例】以下、本発明の実施例につき、図面を参照し
て詳細に説明する。

【００７４】図１は本発明によるカラー陰極線管の第１
実施例に用いられる電子銃の構成を説明する模式断面図
であって、１０はカソードでありそれぞれの内部にヒー
タを持ち、表面の熱電子放射物質を加熱して３本の電子
ビームＢＲ，ＢＧ，ＢＢの発生源となる。１１〜１６は
第１グリッド電極（Ｇ１電極）から第６グリッド電極
（Ｇ６電極）、１５’は第５グリッド電極の内部電極、
１６’は第６グリッド電極の内部電極、１７はシールド
カップである。

【００７５】同図において、カソード１０、第１グリッ
ド電極１１、第２グリッド電極１２とで電子を発生して
電子ビームを形成する所謂三極部を構成し、第３グリッ
ド電極１３、第４グリッド電極１４、第５グリッド電極
１５および第６グリッド電極１６にてＵ−ＢＰＦ（ Uni
-Bi-Potential-Focusing）型多段レンズを構成してい
る。

【００７６】駆動電圧としては、第２グリッド電極１２
と第４グリッド電極１４を結線して４００〜１０００ｖ
（ボルト）を、第３グリッド電極１３と第５グリッド電
極１５を結線して５〜１０ｋｖ（フォーカス電圧）を印
加し、また第６グリッド電極１６には２０〜３５ｋｖ
（陽極電圧）程度を印加する。なお、シールドカップ１
７は外部からの電界ノイズを遮断するためのものであ
る。

【００７７】また、図２は図１の矢印Ａ−Ａ方向からみ
た第５グリッド電極の正面図であって、図１と同一符号
は同一部分に対応する。

【００７８】図示した構成の電子銃では、第５グリッド
電極１５と第６グリッド電極１６の間に主レンズが形成
され、この主レンズにおいてセンターの電子ビームＢＧ
と両サイドの電子ビームＢＲ，ＢＢとが互いに干渉しな
い範囲で極力Ｓ寸法を小さく設定する。

【００７９】すなわち、図２に示した主レンズの開口寸
法について、両サイドの電子ビームＢＲ，ＢＢと第５グ
リッド電極１５の３本の電子ビームが並ぶ方向（インラ
イン方向）に沿った径Ｈの内周面との間の距離Ｒは、Ｈ
＝２（Ｓ＋Ｒ）の関係となるが、ここで、Ｒ＞Ｓとなる
ように設定する。

【００８０】次に、前記図１に示したような第５グリッ
ド電極１５と第６グリッド電極１６の内部にそれぞれ内
部電極１５’、１６’を設けた場合の実施例を説明す
る。

【００８１】図３は本発明によるカラー陰極線管の第２
実施例に用いられる電子銃の構成を説明する前記図２と
同様の第５グリッド電極の正面図であって、前記実施例
の説明における図面と同一符号は同一部分に対応する。

【００８２】同図において、主レンズを構成する第５グ
リッド電極１５の開口部のインライン方向（水平方向）
の寸法をＨ、直角方向（垂直方向）の寸法をＶ、内部電
極１５’の開口の垂直方向の寸法を２Ｖ５としたとき、
Ｖ＞２Ｖ５なる関係にあると、インライン方向と直角方
向の電位の侵入が抑制されることになり、センターとサ
イドの電子ビームの垂直方向の主レンズ口径をＶ寸法よ
りも低下させることになる。

【００８３】したがって、サイド電子ビームの水平方向
の外側方向における口径２Ｒとバランスさせるために
は、Ｖ＞２Ｒのように寸法を設定する。

【００８４】これにより、前記図１８で説明した従来構
成の電子銃に対し、同一のＨ寸法にもかかわらずに、従
来のＲ＜Ｓとした構成に比較して大幅に口径の大きな主
レンズを得ることができる。

【００８５】図４は本発明によるカラー陰極線管の第３
実施例に用いる電子銃の構成を説明する前記図２と同様
の第５グリッド電極の正面図であって、前記実施例の説
明における図面と同一符号は同一部分に対応する。

【００８６】同図において、主レンズを構成する第５グ
リッド電極１５の開口部の垂直方向寸法Ｖとその内部電
極１５’の開口の同方向寸法２Ｖ５とがＶ≒２Ｖ５なる
関係にあるとき、センターとサイドの電子ビームの垂直
方向については内部電極１５’への電位の侵入を抑える
ことがないので、主レンズの等価口径は縮小することな
くほぼＶ寸法と一致する。

【００８７】一方、サイド電子ビームの水平方向外側の
等価口径はほぼ２Ｒであるから、Ｖ≒２Ｒとすれば口径
は各方向でバランスする。この場合、２Ｒ＋０．２ｍｍ
＞Ｖ＞２Ｒ−０．２ｍｍとなるように寸法設定すれば、
以下に説明するように、センター電子ビームとサイド電
子ビームのフォーカス電圧差によるフォーカス特性の劣
化を防ぐことができる。

【００８８】ここで、Ｒ寸法の変化は主レンズの口径の
変化につながり、とりわけ両サイドの電子ビームＢＲ，
ＢＢが通過するレンズ口径に依存する。

【００８９】図５は電子ビーム軌道のシミュレーション
によって求めたフォーカス電圧とレンズ口径の関係の説
明図であって、横軸にレンズの口径（ｍｍ）を、縦軸に
フォーカス電圧Ｖｆ（ｋＶ）をとって示す。

【００９０】同図に示されたように、レンズ口径が０．
１ｍｍにつき略々５０ｖ（ボルト）のフォーカス電圧Ｖ
ｆの変化がある。したがって、上記Ｖ寸法の変動範囲で
は両サイドの電子ビームＢＲ，ＢＢとセンターの電子ビ
ームＢＧとのフォーカス電圧の差は±１００Ｖ内に納め
られていることが分かる。

【００９１】図６は本発明によるカラー陰極線管の第４
実施例に用いられる電子銃の構成を説明する模式断面図
であって、３１、３２はサイド電子ビームが通過する第
３グリッド電極１３の開口、前記実施例と同一符号は同
一部分に対応する。

【００９２】前記各実施例では、Ｓ寸法は主レンズ部に
おける寸法として説明したが、図６は電子銃のカソード
を含めた三極部のＳ寸法が主レンズ部のＳ寸法より大き
い場合の実施例である。

【００９３】同図において、カソード１０から大きなＳ
寸法をもって平行に発射された３本の電子ビームＢＲ，
ＢＧ，ＢＢは第１グリッド電極１１、第２グリッド電極
１２を通過して第３グリッド電極１３に入射する。

【００９４】第３グリッド電極１３では、その入射側の
開口のうち、両サイドの電子ビームＢＲ，ＢＢが通る開
口３１、３２をインライン配列方向外側にΔＳだけ偏心
（オフセット）させておくことにより、第３グリッド電
極１３を通過する両サイドの電子ビームＢＲ，ＢＢはセ
ンターの電子ビームＢＧに漸近する方向に曲げられる。

【００９５】第３グリッド電極１３を通過した各電子ビ
ームは、次に第４グリッド電極１４を通過して第５グリ
ッド電極１５に入射し、第５グリッド電極１５と第６グ
リッド電極１６の電極間に形成される主レンズで集束お
よび加速を受ける。

【００９６】ここで、両サイドの電子ビームＲＲ，ＢＢ
は上記主レンズのところで実質的にＳ寸法が小さくなる
ようにΔＳ’だけインライン方向内側を通過する。

【００９７】なお、同図においては、両サイドの電子ビ
ームＢＲ，ＢＢは第３グリッド電極１３でオフセットさ
せているが、第４グリッド電極１４でもオフセットさせ
て軌道を二段修正させる構成としてもよい。その場合
は、両サイドの電子ビームＢＲ，ＢＢが主レンズに入射
する角度を調整することができる。

【００９８】以上説明した各実施例では、主レンズ部の
開口部の偏平形状は両サイドの電子ビーム軌道を中心と
する半円弧を互いに平行な直線で結んだ長円形とした構
成を例として説明したが、半円弧の代わりに半楕円形の
弧を２本の互いに平行な直線で結んだ長円形とした構造
においても同様であり、また上記の半円弧や半楕円の弧
よりも大きな径の弧を２本の互いに平行な直線で結んだ
長円形としても同様の効果を得ることができるものであ
る。

【００９９】ここで、上記で説明した電子銃をネック部
の径が２９ｍｍの通称２１インチ型カラー陰極線管に適
用した場合の主レンズ近傍の具体的な寸法例を以下に示
す。第５グリッド電極１５と第６グリッド電極１６の開
口寸法は、Ｈ＝１９．４ｍｍ、Ｖ＝１０．４ｍｍ、Ｓ＝
４．５ｍｍとし（したがって、Ｒ＝５．２ｍｍ）、それ
ぞれの内部電極１５’と１６’にかかる寸法として垂直
方向の開口径（中央の楕円開口の長径の半分）Ｖ５，Ｖ
６は、それぞれＶ５＝４．４ｍｍ，Ｖ６＝４．４ｍｍと
し、水平方向の開口径（中央の楕円開口の短径の半分）
Ａ５，Ａ６はＡ５＝１．８ｍｍ，Ａ６＝１．８ｍｍ、水
平方向の開口径（両サイドの楕円開口の短径の半分）Ｂ
５，Ｂ６はＢ５＝２．２ｍｍ，Ｂ６＝２．２ｍｍとし、
両電極の対向端面からの後退寸法Ｄ５，Ｄ６はＤ５＝
５．０ｍｍ，Ｄ６＝５．０ｍｍとした。

【０１００】以上のような寸法に設定した主レンズをも
つ電子銃を用いたカラー陰極線管では、従来の電子銃を
用いたカラー陰極線管に較べて約２０％程度のフォーカ
ス特性の改善が得られた。

【０１０１】なお、上記の各実施例では、第５グリッド
電極についてのみ説明したが、第６グリッド電極につい
ても同様であり、第６グリッド電極１６については上記
の符号「１５」「１５’」を「１６」「１６’」と読み
代える。

【０１０２】次に、Ｓ寸法を小さくして電子銃の蛍光面
側に当該電子銃から発散方向に出射した３本の電子ビー
ムを集束方向に軌道修正するための偏向手段を備えた実
施例について説明する。

【０１０３】図７は本発明によるカラー陰極線管の第５
実施例に用いる電子銃の構成を説明する模式断面図であ
って、２０は偏向電極、２１は矩形電極、２２は平板電
極、前記実施例と同一符号は同一部分に対応する。

【０１０４】同図においては、第６グリッド電極１６の
蛍光面側に偏向電極２０を設けた点に特徴がある。

【０１０５】図８は図７のＮ−Ｎ線に沿って第６グリッ
ド電極側をみた正面図であって、偏向電極２０は中央の
電子ビームＢＧを囲む矩形電極２１と、両サイドの電子
ビームＢＲ，ＢＢを囲む平行平板電極２２とから構成さ
れている。なお、２２ａ，２２ｂは一対の平行平板電極
２２の端部を連結する台部分である。

【０１０６】矩形電極２１には第６グリッド電極１６と
同一の陽極電圧が印加され、平行平板電極２２には陽極
電圧より若干低い電圧を印加して両サイドの電子ビーム
ＢＲ，ＢＢを蛍光面へ向かって集中（コンバーゼンス）
するように機能する。

【０１０７】本実施例のカラー陰極線管用電子銃は図７
にて示したように、第５グリッド電極１５と第６グリッ
ド電極１６間に形成される主レンズの部分において、３
本の電子ビームの中央ビームＢＧに対するサイドビーム
ＢＲ，ＢＢの間隔であるＳ寸法を小さく設定して、前記
図１９の（ｂ）に示すような開口部の形状で、球面収差
や非点収差を抑制することができる。

【０１０８】ここで、両サイドの電子ビームＢＲ，ＢＢ
が主レンズのところでＳ寸法が小さいところを通過した
まま蛍光面の方へ向かってコンバーゼンスさせると、前
述したように両サイドの電子ビームＢＲ，ＢＢの入射角
度が小さくなり過ぎて、蛍光面の正しい位置にランディ
ングすることが困難になってしまう。

【０１０９】従って、本実施例では主レンズを形成する
第５グリッド電極１５と第６グリッド電極１６の内側に
内部電極１５’，１６’を設けて両サイドの電子ビーム
ＢＲ，ＢＢが主レンズを通過してからはＳ寸法が大きく
なるように軌道修正する。

【０１１０】その結果、２本のサイド電子ビームＢＲ，
ＢＢはセンター電子ビームＢＧから離れる方向に発散す
る。この発散したサイド電子ビームＢＲ，ＢＢを偏向電
極２０を通すことでセンター電子ビームＢＧ方向に軌道
修正して蛍光面上に集中させる。

【０１１１】なお、Ｓ寸法が大きい三極部系を本発明に
適用する場合、主レンズのＳ寸法を小さくするために両
サイドの電子ビームを主レンズへ入射する前に中央ビー
ム方向に偏向する必要がある。次の実施例は、上記三極
部でのＳ寸法を小さくした場合の電子銃の構成例の説明
図である。

【０１１２】図９は本発明によるカラー陰極線管の第６
実施例に用いる電子銃の構成を説明する模式断面図であ
って、図７と同一符号は同一部分に対応する。

【０１１３】同図において、カソード１０から大きなＳ
寸法の間隔をもって平行に発射された３本の電子ビーム
ＢＲ，ＢＧ，ＢＢは第１グリッド電極１１、第２グリッ
ド電極１２を通過し、第３グリッド電極１３の入射側の
開口のうち、両サイドの電子ビームＢＲ，ＢＢが通る開
口３１，３２をΔＳ分外側へ偏心（所謂、オフセット）
させておく。これにより、両サイドの電子ビームＢＲ，
ＢＢは図中二点鎖線で示したようにセンターの電子ビー
ムＢＧに漸近する方向に曲げられる。

【０１１４】次に、それぞれの電子ビームＢＲ，ＢＧ，
ＢＢは第４グリッド電極１４を通過し、第５グリッド電
極１５へ入射されるが、第５グリッド電極１５と第６グ
リッド電極１６の間に形成される主レンズで集束及び加
速力を受ける。

【０１１５】ここで、両サイドの電子ビームＢＲ，ＢＢ
は上記主レンズのところでは実質的にＳ寸法が小さくな
るようにΔＳ’分だけ内側（センター電子ビームＢＧ
側）を通過する。これにより、３本の電子ビームＢＲ，
ＢＧ，ＢＢは主レンズの中心部を通過するため、主レン
ズは実質的に大口径レンズとなる。

【０１１６】主レンズを通過した３本の電子ビームＢ
Ｒ，ＢＧ，ＢＢが主レンズにおいてそのＳ寸法が小さく
なるために、これを第６グリッド電極１６の内部電極１
６’の開口オフセットで発散方向に軌道修正し、これを
偏向電極２０によって再び集束方向に軌道修正する。

【０１１７】なお、図９の実施例では両サイドの電子ビ
ームＢＲ，ＢＢを第３グリッド電極１３の開口オフセッ
トにより軌道修正するようにしているが、第４グリッド
電極１４でもオフセットをとって軌道を二段修正するよ
うにしても良い。この構成によれば両サイドの電子ビー
ムＢＲ，ＢＢが主レンズへ入射する角度を調整すること
ができる。

【０１１８】ここで、上記実施例において、非点収差を
抑制する構成についてさらに具体化した実施例を以下に
説明する。

【０１１９】前記図７に示した構成の電子銃において、
第５グリッド電極１５の内側に設ける内部電極１５’の
第６グリッド電極１６側開口端部からの後退寸法Ｄ５を
小さくすると、両サイドの電子ビームＢＲ，ＢＢを内側
に偏向する作用が弱くなり、外側方向に偏向されるよう
になる。

【０１２０】逆に、第６グリッド電極１６の内側に設け
る内部電極１６’の第５グリッド電極１５側開口端部か
らの後退寸法Ｄ６を小さくすると、両サイドの電子ビー
ムＢＲ，ＢＢを内側に偏向する作用が強くなり、内側方
向に偏向されるようになる。従って、両サイドの電子ビ
ームＢＲ，ＢＢを外側に偏向させるために、上記後退寸
法Ｄ５よりも後退寸法Ｄ６の方を大きくする（Ｄ５＜Ｄ
６）必要がある。

【０１２１】一方、このＤ５＜Ｄ６の関係は電子ビーム
の集束作用を水平方向で強く、垂直方向で弱くする効果
をもち、電子ビームを縦長に変形するような非点収差を
発生させる傾向になる。

【０１２２】図１０は非点収差を補正するための構成を
具体化した本発明の第７実施例を説明する電子ビームの
インライン配列方向からみた模式断面図であって、図７
と同一符号は同一部分に対応する。

【０１２３】同図において、第５グリッド電極１５と第
６グリッド電極１６の内側に設ける内部電極１５’と１
６’の垂直方向の開口径２Ｖ５と２Ｖ６は、第５グリッ
ド電極１５側の２Ｖ５の方を小さくする（２Ｖ５＜２Ｖ
６）ことによって、各々の電子ビームＢＲ，ＢＧ，ＢＢ
の非点収差を抑制することができる。

【０１２４】これは、２Ｖ５＜２Ｖ６なる関係から、第
５グリッド電極１５内の垂直方向の集束力を強め、第６
グリッド電極１６の垂直方向の発散力を弱めることによ
ってもたらされるものである。

【０１２５】図１１は非点収差を補正するための構成を
具体化した本発明の第８実施例の説明図であって、同図
（ａ）は電子ビームのインライン配列方向からみた模式
断面図、同図（ｂ）は同図（ａ）の矢印方向からみた第
５グリッド電極の正面図である。なお、図７と同一符号
は同一部分に対応する。

【０１２６】同図において、主レンズを構成する第５グ
リッド電極１５と第６グリッド電極１６のうち、高電圧
を印加する第６グリッド電極１６に対向する第５グリッ
ド電極１５の開口端の垂直方向の径Ｖを同図（ａ）に示
すように、第６グリッド電極１６の開口端の垂直方向の
開口径Ｖ’よりも若干小さくすることによって、各々の
電子ビームＢＲ，ＢＧ，ＢＢの非点収差を抑制すること
ができる。

【０１２７】これは、上記の２Ｖ５＜２Ｖ６の関係と同
様な作用によるもので、設定寸法によっては内部電極１
５’、１６’の省略も可能である。

【０１２８】なお、この場合の第５グリッド電極１５の
開口部形状は同図（ｂ）に示すように、両サイドの電子
ビームＢＲ，ＢＢに近い側の円弧を小さくすることな
く、垂直方向の開口径Ｖだけを狭めた形状が好ましい。

【０１２９】図１２は非点収差を補正するための構成を
具体化した本発明の第９実施例を説明する電子ビームの
インライン配列方向からみた模式断面図であって、５０
は補正電極、５０’は平坦面、図７と同一符号は同一部
分に対応する。

【０１３０】同図において、主レンズを構成する第５グ
リッド電極１５、第６グリッド電極１６のうち、高電圧
を印加する第６グリッド電極１６に対向する第５グリッ
ド電極１５の内部に、同図に示すように水平方向（イン
ライン配列方向）に平坦面５０’を有する補正電極５０
を各電子ビームＢＲ，ＢＧ，ＢＢを挾むようにして設け
ることによって、各々の電子ビームＢＲ，ＢＧ，ＢＢの
非点収差を抑制することができる。

【０１３１】これは、第５グリッド電極１５内の補正電
極５０が電子ビームを押しつぶすように作用し（水平方
向に扁平となる）、蛍光面では真円に近い形状に結像す
る。なお、この補正電極５０は非点収差の状況により両
サイドの電子ビームＢＲ，ＢＢに対してだけ設けるか、
あるいは中央の電子ビームＢＧに対してだけ設けてもよ
い。

【０１３２】図１３は非点収差を補正するための構成を
具体化した本発明の第１０実施例を説明する電子ビーム
のインライン配列方向と直角方向からみた要部模式断面
図であって、５１は補正電極、５１’は平坦面、図７と
同一符号は同一部分に対応する。

【０１３３】同図において、主レンズを構成する第５グ
リッド電極１５と第６グリッド電極１６のうち、高電圧
を印加する第６グリッド電極１６の内部に、同図に示す
ように垂直方向に平坦面５１’を有する補正電極５１を
各電子ビームＢＲ，ＢＧ，ＢＢを挾むようにして設ける
ことによって、各々の電子ビームＢＲ，ＢＧ，ＢＢの非
点収差を抑制することができる。

【０１３４】これは、上記図１２の第５グリッド電極１
５内の補正電極５０の代わりに、第６グリッド電極１６
の内部に補正電極５１を設けることによって電子ビーム
を引き込み（水平方向に扁平となる）、蛍光面では真円
に近い形状に結像する。

【０１３５】なお、この補正電極５１の大きさは非点収
差の状況により、両サイドの電子ビームＢＲ，ＢＢ、あ
るいは中央の電子ビームＢＧに対する寸法を調整する。

【０１３６】また、両サイドの電子ビームＢＲ，ＢＢを
外側に偏向させる方法として、図７に示したように、内
部電極１５’，１６’の後退寸法Ｄ５，Ｄ６を調整する
方法の他に次のように構成する方法もある。

【０１３７】図１４は主レンズを通過する電子ビームの
うちの両サイドの電子ビームを外側に偏向させるための
構成をさらに具体化した本発明の第１１実施例を説明す
る要部模式断面図であって、図７と同一符号は同一部分
に対応する。

【０１３８】同図において、主レンズを構成する第５グ
リッド電極１５と第６グリッド電極１６の開口端部間の
間隙の形状について、垂直方向（インライン方向と直角
方向）から見て、同図（ａ）では両サイドの電子ビーム
ＢＲ，ＢＢが通過する側を陰極寄りに傾斜させることで
両サイドの電子ビームを中心の電子ビームに対して外側
に偏向させる（Ｓ寸法を拡大させる）ことができる。

【０１３９】また、同図（ｂ）に示したように主レンズ
を構成する第５グリッド電極１５と第６グリッド電極１
６の開口端部間の中央部が蛍光面側に突きでた緩やかな
曲線となるように形成することによって、両サイドの電
子ビームＢＲ，ＢＢをＳ寸法を拡げる方向に軌道修正さ
せることが可能となる。

【０１４０】これは、主レンズの電界が第５グリッド電
極１５と第６グリッド電極１６の開口端部間の間隙の形
状に沿うことで両サイドの電子ビームＢＲ，ＢＢがその
Ｓ寸法を拡げる方向に軌道修正されるためである。ま
た、この設定寸法によっては内部電極１５’，１６’を
省略することも可能である。

【０１４１】また、両サイドの電子ビームＢＲ，ＢＢが
主レンズを通過したところで、その軌道の拡がり（中央
の電子ビームＢＧより遠くなる方向）を更に大きく修正
したい場合には、図１５に示すように構成すればよい。

【０１４２】図１５は両サイドの電子ビームを中央の電
子ビームに対してさらに大きく外側に広げた本発明の第
１２の実施例を説明する要部断面模式図である。

【０１４３】同図において、偏向電極２０の矩形電極２
１を主レンズ側において平板電極２２よりも、軸方向の
長さを図示寸法でＬの分だけ主レンズから離れる方向に
短くすることによって、両サイドの電子ビームＢＲ，Ｂ
Ｂが主レンズを通過したところで、その軌道の拡がりを
更に大きく修正することができる。

【０１４４】これは、偏向電極２０の中で同図に点線で
示すような電界を形成することによる。

【０１４５】なお、同図の構成では、矩形電極２１が短
くなって第６グリッド電極１６との間隔が拡がり、外部
の電界ノイズの影響を受け易くなるという問題が起きる
が、例えば平板電極２２の側面を延長して折り曲げた部
分にて上記の間隔を覆うことにより、上記の問題を回避
することができる。

【０１４６】ここで、本発明の実施例における電子銃を
ネック径２９ｍｍの２１インチカラー受像管に採用した
一具体例の主レンズ近傍の好適な寸法例を以下に示す。

【０１４７】第５グリッド電極１５と第６グリッド電極
１６の開口寸法はＨ＝１９．４ｍｍ、Ｖ，Ｖ’＝１０．
４ｍｍ（図１１参照）、Ｓ＝４．５ｍｍとし、それぞれ
の内部電極１５’，１６’に係る寸法（図７、図１０参
照）として垂直方向の開口径（中央の楕円開口の長径の
半分）はＶ５＝２．７ｍｍ、Ｖ６＝４．５ｍｍとし、水
平方向の開口径はＡ５，Ａ６＝２．１ｍｍ（中央の楕円
開口の短径の半分）、Ｂ５，Ｂ６＝１．９ｍｍ（両サイ
ドの楕円開口の短径の半分）とし、後退寸法はＤ５＝
４．５ｍｍ、Ｄ６＝８．５ｍｍとし、偏向電極２０の軸
方向の長さを２０ｍｍで、矩形電極２１はＬ＝１０ｍｍ
短くした（図１５参照）。

【０１４８】以上のような寸法構成として、目的とする
フォーカス特性の優れたカラー陰極線管用電子銃が得ら
れた。なお、言うまでもなく、上記の寸法例はあくまで
一例であって、カラー陰極線管のネック径、その他の条
件に応じて最適の寸法が選択されるものである。

【０１４９】次に、本発明によるカラー陰極線管の電子
銃の組立構造について説明する。

【０１５０】電子銃を構成する各電極は図７の直角方向
断面を示す図１０に示されるようなビーディングガラス
４０，４１にて一括固定する。

【０１５１】組立治具（図示なし）は、概ね棒状のガイ
ドに偏向電極２０、第６グリッド電極１６と順次重ねる
ようにカソード１０のサポート（図示なし）まで挿通さ
せ、各電極の位置はスペーサ（図示なし）などで設定す
る。

【０１５２】ここで、偏向電極２０は平行な平板電極２
２が主レンズを形成する第５グリッド電極１５、第６グ
リッド電極１６の開口部の幅よりも内側の位置にあり、
第６グリッド電極１６以下を通す組立用ガイドピンの邪
魔になるので、平板電極２２の端部を連結する台部分２
２ａ，２２ｂだけを矩形電極２１と他の電極と一緒にビ
ーディングガラス４０，４１にて一括固定する。その後
に、電極間の結線を行う工程で平板電極２２を固定す
る。

【０１５３】以上のような組立構造とすることにより、
主レンズを形成する第５グリッド電極１５と第６グリッ
ド電極１６の開口部を直接的に組立治具でガイドするこ
とができるので、組立精度が高い電子銃が得られる。

【０１５４】また、本発明による偏向手段の駆動は図１
０に示すように、ビーディングガラス４０，４１のどち
らか一方のネックガラス側の面上に沿わせるように分圧
抵抗器６０を設け、ファンネル側面から内装黒鉛膜を経
る陽極電圧を分圧して駆動電圧を供給する。

【０１５５】このような分圧抵抗器６０を使用すると、
陰極線管のネック端部のソケットからでは耐電圧の関係
で供給できないような高い駆動電圧をファンネル側面や
内装黒鉛膜を複雑な構造とすることなく供給することが
できる。

【０１５６】図１６は図１０で説明した分圧抵抗器の概
略構成の説明図であって、６０は分圧抵抗器、６１はア
ルミナなどからなる絶縁基板、６２は高抵抗体、Ｃ，
Ｄ，Ｅは端子である。

【０１５７】同図において、絶縁基板６１の片面に全抵
抗値で約１０００ＭΩの高抵抗体６２が形成されてあ
り、この高抵抗体６２に各端子Ｃ，Ｄ，Ｅを設けてい
る。

【０１５８】ここで、端子Ｃは陽極電圧を受け、端子Ｄ
に前記平板電極２２を結線し、端子Ｅより管外に設ける
調整抵抗器（図示せず）を介してアースに繋げている。

【０１５９】以上は静電偏向手段により電子ビームを画
面に集中する方法であるが、磁界による偏向手段でも可
能であることは勿論である。

【０１６０】また、以上の実施例では主レンズでＳ寸法
が増大する方向に両側の電子ビームを広げているが、各
ビームを主レンズ以降はほぼ平行な軌道とし主レンズと
蛍光面との間に設けられた偏向手段により各ビームを蛍
光面上に集中させる構成によっても、ピュリティ劣化や
電子銃長増大化の問題を生じることなく主レンズ口径を
拡大させる本発明の効果を得ることが可能である。

【０１６１】さらに、主レンズで両側の電子ビームを若
干中央の電子ビーム方向に偏向させ、上記偏向手段によ
り大きく偏向されて各ビームが蛍光面上に集中する構成
によっても、主レンズでの偏向量が比較的小さければ本
発明の効果を得ることが可能である。

【０１６２】図１７は本発明によるカラー陰極線管の全
体構造の一例を説明する概略断面図であって、１は水平
（インライン方向）に３本の電子ビームＢＲ，ＢＧ，Ｂ
Ｂを発射する電子銃、２は電子銃を収容するネック部、
３はファンネル部、４はパネル部、５はカラー蛍光体
層、６はシャドウマスク、７は偏向ヨーク、８は地磁気
等の外部磁気の影響を遮断する磁気シールド、９は補正
コイルである。

【０１６３】同図において、このカラー陰極線管はネッ
ク部２とファンネル部３およびパネル部４とで真空外囲
器を形成し、ネック部２に収容された電子銃１から発射
された３本の電子ビームＢＲ，ＢＧ，ＢＢは、ファンネ
ル部３に外装した偏向ヨーク７で水平と垂直に偏向さ
れ、シャドウマスク６で色選択された後にカラー蛍光体
層５を構成するそれぞれの蛍光体に射突する。

【０１６４】パネル部４の廻りに設置された補正コイル
９は、シャドウマスク６を通過した電子ビームＢＲ，Ｂ
Ｇ，ＢＢが管軸方向の外部磁気によって軌道が曲げられ
ないように、その外部磁気の主成分ベクトルと方向が反
対で大きさが等しい磁界を発生する。

【０１６５】なお、外部磁界の方向と大きさはカラー陰
極線管の近傍に具備する図示しない磁気センサーで検出
され、その検出出力で上記補正コイルに印加する電流の
方向と大きさを制御することによって、所要の磁界を発
生させる。

【０１６６】以上説明した実施例においては、カラー陰
極線管の電子銃としてＵ−ＢＰＦ(Uni-Bi-Potential-Fo
cusing) 型多段レンズを有する電子銃を例として説明し
たが、他のＢＰＦ(Bi-Potential-Focusing) 型やＵＰＦ
(Uni-Potential-Focusing)型など構成の異なる電子銃で
あっても本発明を同様に適用できるものである。

【０１６７】また、適用するカラー陰極線管に設けた補
正コイルは図１７に示した例ではパネル部の周囲に設置
して管軸方向の磁界を打ち消すものとしているが、これ
に限るものではなく、カラー陰極線管の他の部位に他の
方向の磁界（管軸に直角で、水平あるいは垂直方向の磁
界）に対する補正コイルあるいはそれらを複数個取付け
て、電子ビームの軌道を曲げる外部磁界を打ち消すコイ
ルとを組み合わせてもよい。

【０１６８】さらに、小サイズのカラー陰極線管など、
前記した他色打ち裕度が大きいものでは、上記の外部磁
界補正手段は必ずしも設ける必要はない。

【０１６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
同一のネック径における電子銃の３本の電子ビームの間
隔（Ｓ寸法）を小さくして、両サイド電子ビーム軌道と
主レンズを構成する電極の内周面との間の距離をＲとし
たときに、Ｒ＞Ｓなる関係に寸法設定することにより、
主レンズを形成する二つの電極の対向開口部において水
平方向寸法と垂直方向寸法の差が少なくなり、従来の電
子銃よりも大口径の主レンズが得られ、球面収差や非点
収差などを抑制したフォーカス特性の優れたカラー陰極
線管を提供できる。

【０１７０】しかも、Ｓ寸法が小さくなりシャドウマス
クと蛍光面間の距離（Ｑ寸法）が増大して地磁気などの
外部磁界による電子ビームの位置ずれが問題になる場合
には、この外部磁界を相殺する磁界を発生する補正コイ
ルを設置することで本発明の電子銃のフォーカス特性を
充分に生かすことができる。また、Ｓ寸法の縮小はコン
バーゼンス特性の向上にも効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるカラー陰極線管の第１実施例に用
いられる電子銃の構成を説明する模式断面図である。

【図２】図１の矢印Ａ−Ａ方向からみた第５グリッド電
極の正面図である。

【図３】本発明によるカラー陰極線管の第２実施例に用
いられる電子銃の構成を説明する前記図２と同様の第５
グリッド電極の正面図である。

【図４】本発明によるカラー陰極線管の第３実施例に用
いる電子銃の構成を説明する前記図２と同様の第５グリ
ッド電極の正面図である。

【図５】電子ビーム軌道のシミュレーションによって求
めたフォーカス電圧とレンズ口径の関係の説明図であ
る。

【図６】本発明によるカラー陰極線管の第４実施例に用
いられる電子銃の構成を説明する模式断面図である。

【図７】本発明によるカラー陰極線管の第５実施例に用
いる電子銃の構成を説明する模式断面図である。

【図８】図７のＮ−Ｎ線に沿って第６グリッド電極側を
みた正面図である。

【図９】本発明によるカラー陰極線管の第６実施例に用
いる電子銃の構成を説明する模式断面図である。

【図１０】非点収差を補正するための構成を具体化した
本発明の第７実施例を説明する電子ビームのインライン
配列方向からみた模式断面図である。

【図１１】非点収差を補正するための構成を具体化した
本発明の第８実施例の説明図である。

【図１２】非点収差を補正するための構成を具体化した
本発明の第９実施例を説明する電子ビームのインライン
配列方向からみた模式断面図である。

【図１３】非点収差を補正するための構成を具体化した
本発明の第１０実施例を説明する電子ビームのインライ
ン配列方向と直角方向からみた要部模式断面図である。

【図１４】主レンズを通過する電子ビームのうちの両サ
イドの電子ビームを外側に偏向させるための構成をさら
に具体化した本発明の第１１実施例を説明する要部模式
断面図である。

【図１５】両サイドの電子ビームを中央の電子ビームに
対してさらに大きく外側に広げた本発明の第１２実施例
を説明する要部断面模式図である。

【図１６】図１０で説明した分圧抵抗器の概略構成の説
明図である。

【図１７】本発明によるカラー陰極線管の全体構造の一
例を説明する概略断面図である。

【図１８】制限されたネツク部の径に対して主レンズを
形成する電極の開口部の径を大きくとるために提案され
た従来技術のカラー陰極線管に用いられている電子銃の
構成を説明する模式断面図である。

【図１９】図１８のＭ−Ｍ線から第５グリッド電極方向
を見た正面図である。

【図２０】Ｓ寸法とピュリティの関係の説明図である。

【図２１】単一円筒形の主レンズ部で３本の電子ビーム
を交差させて大口径レンズとする従来のカラー陰極線管
用電子銃の概略構造を説明する模式断面図である。

【符号の説明】

１ 電子銃 ２ ネック部 ３ ファンネル部 ４ パネル部 ５ カラー蛍光体層 ６ シャドウマスク ７ 偏向ヨーク ８ 磁気シールド ９ 補正コイル １０ カソード １１ 第１グリッド電極（Ｇ１電極） １２ 第２グリッド電極（Ｇ２電極） １３ 第３グリッド電極（Ｇ３電極） １４ 第４グリッド電極（Ｇ４電極） １５ 第５グリッド電極（Ｇ５電極） １６ 第６グリッド電極（Ｇ６電極） １５’，１６’ 内部電極 １７ シールドカップ ２０ 偏向電極 ２１ 矩形電極 ２２ 平板電極 ３１，３２ 第３グリッド電極の開口 ４０，４１ ビーディングガラス ５０，５１ 補正電極 ６０ 分圧抵抗器 ６１ 絶縁基板 ６２ 高抵抗体。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】蛍光面に向けて一方向に略々平行に並んだ
   一つのセンター電子ビームと二つのサイド電子ビームか
   らなる３本の電子ビームを発生する電子ビーム発生手段
   と、上記３本の電子ビームを上記蛍光面に集束させる主
   レンズとを少なくとも具備した電子銃を持つカラー陰極
   線管において、 上記電子銃の主レンズは、上記一方向に沿った径Ｈが上
   記一方向に垂直な方向に沿った径Ｖより大きい偏平形状
   の開口をもって互いに対向配置した少なくとも二つの電
   極からなり、 上記主レンズを通過する上記３本の電子ビームのうちの
   両サイドの電子ビームの軌道は、中央の電子ビームの軌
   道と一定の間隔Ｓを有し、 上記２つのサイド電子ビームの軌道と上記主レンズを構
   成する電極の上記一方向の内周面との間の距離をＲとし
   たとき、Ｈ＝２（Ｓ＋Ｒ）で、かつＲ＞Ｓとしたことを
   特徴とするカラー陰極線管。
2. 【請求項２】請求項１において、前記主レンズを構成す
   る電極の上記一方向に垂直な方向に沿った径Ｖと上記サ
   イド電子ビーム軌道から上記主レンズ構成電極の上記一
   方向の内周面までの距離Ｒの関係を、Ｖ＞２Ｒとしたこ
   とを特徴とするカラー陰極線管。
3. 【請求項３】請求項１において、前記主レンズを構成す
   る電極の上記一方向に垂直な方向に沿った径Ｖと上記サ
   イド電子ビーム軌道から上記主レンズ構成電極の上記一
   方向の内周面までの距離Ｒの関係を、２Ｒ＋０．２ｍｍ
   ＞Ｖ＞２Ｒ−０．２ｍｍとしたことを特徴とするカラー
   陰極線管。
4. 【請求項４】蛍光面に向けて一方向に略々平行に並んだ
   ３本の電子ビームを発生する電子ビーム発生手段と、上
   記３本の電子ビームを上記蛍光面に集束させる主レンズ
   とを少なくとも具備した電子銃を持つカラー陰極線管に
   おいて、 上記電子銃の主レンズは、上記一方向に沿った径が上記
   一方向に垂直な方向に沿った径よりも大きい扁平形状の
   開口をもって互いに対向配置した少なくとも二つの電極
   からなり、 上記主レンズを通過する上記３本の電子ビームのうちの
   両サイドの電子ビーム軌道は中央の電子ビーム軌道と一
   定の間隔Ｓを有し、 更に、上記主レンズと上記蛍光面との間に、上記両サイ
   ドの電子ビームと中央の電子ビームとを蛍光面上に集中
   させる偏向手段を備えたことを特徴とするカラー陰極線
   管。
5. 【請求項５】蛍光面に向けて一方向に略々平行に並んだ
   ３本の電子ビームを発生する電子ビーム発生手段と、上
   記３本の電子ビームを上記蛍光面に集束させる主レンズ
   とを少なくとも具備した電子銃を持つカラー陰極線管に
   おいて、 上記電子銃の主レンズは、上記一方向に沿った径が上記
   一方向に垂直な方向に沿った径よりも大きい扁平形状の
   開口をもって互いに対向配置した少なくとも二つの電極
   からなり、 上記主レンズを通過する上記３本の電子ビームのうちの
   両サイドの電子ビームの軌道は、中央の電子ビームの軌
   道と一定の間隔Ｓを有すると共に上記中央の電子ビーム
   軌道に対し蛍光面に向かって平行または拡がる方向の何
   れかの軌道を有し、 更に、上記主レンズと上記蛍光面との間に、上記両サイ
   ドの電子ビームと中央の電子ビームとを蛍光面上に集中
   させる偏向手段を備えたことを特徴とするカラー陰極線
   管。
6. 【請求項６】請求項１、２、３、４または５において、
   前記電子銃の主レンズを構成する前記二つの電極の一方
   あるいは両方の内部に、前記一方向に沿った径が前記一
   方向に垂直な方向に沿った径よりも小さい寸法関係をも
   って前記中央の電子ビームが通過する開口部を有する内
   部電極を備えたことを特徴とするカラー陰極線管。
7. 【請求項７】請求項４または５において、前記電子銃の
   主レンズと前記蛍光面との間に設ける前記偏向手段を静
   電偏向によるものとしたことを特徴とするカラー陰極線
   管。
8. 【請求項８】請求項７において、前記偏向手段が、前記
   中央の電子ビームが通過するごとく、前記一方向に対し
   て直角方向に長軸を持つ長方形の断面形状を有し、陽極
   電圧が印加された矩形電極と、 上記矩形電極を囲んで前記両サイドの電子ビームが通過
   するごとく、上記陽極電圧より若干低い電圧が印加され
   た一対の平行平板電極とを設けてなることを特徴とする
   カラー陰極線管。
9. 【請求項９】請求項１、２、３、４または５において、
   前記電子ビームに作用する外部磁界を打ち消す磁界を発
   生する補正コイルを備えたことを特徴とするカラー陰極
   線管。