JPH0778573A - 陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ダイナミックフォーカス電圧を供給することな
く、画面全域かつ全電流域で良好な解像度を得る。 【構成】主レンズ３８を構成する高電圧側電極４の径を
低電圧側電極３の径より大とすると共に、偏向磁界中に
位置して、前記偏向磁界により偏向される電子ビームが
その軌道を変化するとき、前記電子銃の陽極電極に当該
偏向角に応じて電子ビームの集束作用を変化させる集束
制御電極３９を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は陰極線管に係り、特に蛍
光面の全域でしかも電子ビームの全電流域においてフォ
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
る電子銃を備えた陰極線管に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子ビーム発生部，前段集束レンズ部，
主集束レンズ部等を構成する複数の電極から成る電子銃
と偏向装置および蛍光面（蛍光膜を有する画面、以下蛍
光膜あるいは単に画面ともいう）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。

【０００３】例えば、前段集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
けたもの（特開昭５３−１８８６６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５１−６４３６８号公報）、インライ
ン配列電子銃の第３電極の陰極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
くした少なくとも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６０−８１
７３６号公報）などがある。

【０００４】

【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、画面の全域でしかも電子ビームの
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。

【０００５】本発明者等の研究によれば、陰極線管に上
記諸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をもった電子銃を設けるこ
とが不可欠であることが分かった。

【０００６】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
を用いて画面全域にわたって良好な解像度を得るために
は電子銃の集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。

【０００７】図６８は陰極線管用電子銃の一例であるＥ
Ａ−ＵＢ型電子銃の全体側面図、図６９はその要部部分
断面図であって、陰極Ｋ側から第１電極１（Ｇ１），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
備えた電子銃である。なお、第５電極５（Ｇ５）は２つ
の電極５１，５２で構成されている。

【０００８】同各図において、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Ｋに近い第１電極１の電子
ビーム通過孔の形状は小電流域の電子ビームのスポット
形状を左右するが、第２電極２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。

【０００９】更に、第６電極６に陽極電圧を供給して第
５電極５と第６電極６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５と第６電極６
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。

【００１０】さらに、上記電子銃の第４電極４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５の管軸方向の長さ
変化による影響は第４電極４に比較して著しく小さい。

【００１１】したがって、電子ビームのもつ各々の特性
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。

【００１２】また、陰極線管の電子ビーム走査方向と直
角方向の解像度を増すため、電子ビーム走査方向と直角
方向のシャドウマスクの開孔ピッチを小さくしたり、電
子ビーム走査線の密度を大きくした場合、特に電子ビー
ムの小電流域では電子ビームとシャドウマスクとの間で
光学的な干渉が生じるため、モアレコントラストを適正
化する必要がある。しかし、従来の技術では、上記した
様々な問題点を克服することができなかった。

【００１３】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、しかも電子ビーム全電流域におい
てフォーカス特性を向上させ、良好な解像度を得ること
ができると共に、小電流域でのモアレを低減できる構成
を備えた電子銃を備えた陰極線管を提供することにあ
る。

【００１４】例えば、図７０はフォーカス電圧の与え方
による電子銃の構造比較のための要部断面模式図であっ
て、（ａ）はフォーカス電圧固定方式、（ｂ）ダイナミ
ックフォーカス電圧方式を示す。

【００１５】同図（ａ）のフォーカス電圧固定方式電子
銃の電極構成は前記図６８，図６９に示したものと同じ
であり同一作用部分は同一符号を付してある。

【００１６】上記（ａ）のフォーカス電圧固定方式電子
銃では、その第５電極５を構成する電極５１と５２には
同一電位のフォーカス電圧Ｖf₁が印加される。

【００１７】一方、（ｂ）のダイナミックフォーカス電
圧方式電子銃では、２つの電極５１，５２で構成されて
いる第５電極５（Ｇ５）のそれぞれに異なるフォ−カス
電圧が供給される。特に片方の電極５２にはダイナミッ
クフォーカス電圧ｄＶf が供給される。更に、このダイ
ナミックフォーカス電圧方式電子銃では符号４３で示し
たように他の電極内に入り組んだ部分も有り、（ａ）に
示した電子銃に比べて構造が複雑で部品のコストが高
く、かつ電子銃として組み立てる場合の作業性が劣ると
いう欠点がある。

【００１８】図７１は上記図７０に示した電子銃に供給
するフォ−カス電圧の説明図であって、（ａ）はフォー
カス電圧固定方式の電子銃におけるフォーカス電圧波
形、（ｂ）はダイナミックフォーカス電圧方式の電子銃
におけるフォーカス電圧の波形図である。

【００１９】同図（ｂ）では固定のフォーカス電圧Ｖf₁
があり、更に別の固定のフォーカス電圧Ｖf₂₀にダイナ
ミックフォーカス電圧Ｖf₂を重畳した波形の電圧を用い
ている。このために、図６９（ｂ）に示したダイナミッ
クフォーカス電圧方式の電子銃では陰極線管のステムの
ダイナミックフォーカス供給用ピンが２本必要になり、
他のステムピンからの絶縁に（ａ）のフォーカス固定方
式電子銃以上の注意が必要になる。

【００２０】このことは、テレビセットに組み込むため
のソケットも特別な構造が必要と成り、２系統の固定の
フォーカス電源に加えて、更にダイナミックフォーカス
電圧発生回路、テレビセットの組立ラインでのフォーカ
ス電圧調整に時間を要するなどの問題が有る。

【００２１】本発明の他の目的は、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電圧値
が低くても画面全域でしかも電子ビーム全電流域におい
てフォーカス特性を向上させ、良好な解像度を得ること
ができる構成を備えた電子銃を備えた陰極線管を提供す
ることにある。

【００２２】本発明の更に他の目的は、陰極線管の蛍光
面と電子銃の主収束レンズ間で作用する電子ビ−ムの空
間電荷反発によるフォーカス特性低下を軽減した陰極線
管を提供することにある。

【００２３】陰極線管では電子ビ−ムの最大偏向角はほ
ぼ決まっているので、蛍光面のサイズが大形化するほど
蛍光面と電子銃の主収束レンズ間の距離が伸びこの領域
で作用する電子ビ−ムの空間電荷反発によるフォーカス
特性低下を助長する。

【００２４】従って、空間電荷反発によるフォーカス特
性低下を軽減する手段があれば蛍光面のサイズを縮小し
たような細い電子ビ−ムを得られるので陰極線管の解像
度は向上する。

【００２５】本発明の更にまた他の目的は、上記フォー
カス特性を向上させると同時に、陰極線管の全長を短縮
できる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。

【００２６】現行テレビセットの奥行き寸法は陰極線管
の全長に依存しているがテレビセットを家具と考えると
その奥行きは短いのが好ましい。更にテレビセットメー
カなどが沢山のテレビセットを搬送する場合セットの奥
行きの短いのは輸送効率上好ましい。

【００２７】上記従来技術においては、陰極線管の管軸
長を短縮することによる陰極線管のネック部における電
子ビ−ム偏向磁界発生構体取付け部の温度上昇抑制につ
いては考慮されていない。

【００２８】

【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、複数の電極から成る電子銃と、前記電子
銃から発射される電子ビームを水平方向と垂直方向に偏
向する偏向装置および電子ビームの射突により画像を生
成する蛍光面を少なくとも備える陰極線管において、前
記陰極線管の偏向磁界中に位置して、前記偏向磁界によ
り偏向される電子ビームがその軌道を変化するとき、前
記電子銃の陽極電極に当該偏向角に応じて電子ビームの
集束作用を変化させる集束制御電極を設けたことを特徴
とする。すなわち、本発明は、複数の電極から成る電子
銃と、前記電子銃から発射される電子ビームを水平方向
と垂直方向に偏向する偏向装置および電子ビームの射突
により画像を生成する蛍光面を少なくとも備える陰極線
管において、前記電子銃に、前記偏向装置により形成さ
れる電子ビーム偏向磁界領域に位置して前記電子ビーム
を特定方向に集束する集束制御電極を設けると共に、前
記電子銃の主レンズを構成する複数の電極のうち、高電
位側電極の径の少なくとも一部が低電位側電極の径より
大であることを特徴とする。

【００２９】また、本発明は、複数の電極から成る電子
銃と、前記電子銃から発射される電子ビームを水平方向
と垂直方向に偏向する偏向装置および電子ビームの射突
により画像を生成する蛍光面を少なくとも備える陰極線
管において、前記電子銃に、前記偏向装置により形成さ
れる電子ビーム偏向磁界領域に位置して前記電子ビーム
を特定方向に集束する集束制御電極を設け、前記電子銃
の主レンズを構成する複数の電極のうち、高電位側電極
の径の少なくとも一部が低電位側電極の径より大である
と共に、前記低電位側電極の少なくとも一部が前記高電
位側電極の内に位置することを特徴とする。

【００３０】さらに、本発明は、複数の電極から成る電
子銃と、前記電子銃から発射される電子ビームを水平方
向と垂直方向に偏向する偏向装置および電子ビームの射
突により画像を生成する蛍光面を少なくとも備える陰極
線管において、前記電子銃の主レンズが前記偏向装置に
より形成される電子ビーム偏向磁界領域に配置されると
共に、前記電子銃に、前記偏向装置により形成される電
子ビーム偏向磁界領域に位置して前記電子ビームを特定
方向に集束する集束制御電極を設け、かつ、前記電子銃
の前記主レンズを構成する複数の電極のうち高電位側電
極の径の少なくとも一部が低電位側電極の径より大であ
ることを特徴とする。

【００３１】そして、本発明は、複数の電極から成る電
子銃と、前記電子銃から発射される電子ビームを水平方
向と垂直方向に偏向する偏向装置および電子ビームの射
突により画像を生成する蛍光面を少なくとも備える陰極
線管において、前記電子銃の主レンズが前記偏向装置に
より形成される電子ビーム偏向磁界領域に配置されると
共に、前記電子銃に、前記偏向装置により形成される電
子ビーム偏向磁界領域に位置して前記電子ビームを特定
方向に集束する集束制御電極を設け、前記電子銃の前記
主レンズを構成する複数の電極のうち高電位側電極の径
の少なくとも一部が低電位側電極の径より大で、かつ、
前記低電位側電極の少なくとも一部が前記高電位側電極
の内部に位置することを特徴とする。

【００３２】なお、本発明は、さらに次のような構成を
備えた陰極線管としたことを特徴とする。

【００３３】（１）陰極線管の偏向磁界中に位置して、
偏向される電子ビームがその軌道を変化するとき、当該
偏向角に応じて電子ビームの集束作用が変化する構造の
電極をもつ電子銃を備えたこと。

【００３４】（２）上記（１）において、電子ビームが
画面中央に位置するとき非点収差を緩和する電極構造を
持つ電子銃を備えたこと。

【００３５】（３）上記（１）（２）において、当該偏
向角に応じて電子ビームの集束作用が変化する構造の電
極の一部に電子銃の陽極電圧を供給する構造としたこ
と。

【００３６】（４）上記（１）（２）において、当該偏
向角に応じて電子ビ−ムの集束作用が変化する構造の電
極の少なくとも一部に電子銃の陽極電圧以外の電圧を供
給する構造としたこと。

【００３７】（５）上記（４）において、当該偏向角に
応じて電子ビームの集束作用が変化する構造の電極の少
なくとも一部に電子銃の陽極電圧以外の電圧を供給する
ために必要な電圧を陰極線管内で発生させる構造とした
こと。

【００３８】（６）上記（５）において、当該偏向角に
応じて電子ビームの集束作用が変化する構造の電極の少
なくとも一部に電子銃の陽極電圧以外の電圧を供給する
ために必要な電圧を陰極線管内で発生させる手段とし
て、陰極線管内に設置した電気抵抗体の分電圧を用いる
構造としたこと。

【００３９】（７）上記（１）〜（６）において、電子
銃の主集束レンズを陰極線管の蛍光面に近い位置に設置
する構造としたこと。

【００４０】（８）上記（１）〜（７）において、電子
銃の集束電極にダイナミックなフォーカス電圧を印加す
ることで達成される。

【００４１】（９）上記（１）〜（８）において、陰極
線管のネック部の偏向磁界発生構体を、その取付け部の
温度上昇を緩和する構造としたこと。

【００４２】（１０）上記（１）〜（９）において、陰
極線管の陰極加熱構体の消費電力を低減する構造とした
こと。

【００４３】（１１）上記（１）〜（１０）において、
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または略矩
形で、かつ電子ビームの特定走査方向，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，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、上記蛍光面中央部での小電流域の電子
ビームスポットの形状が略円形または略矩形、もしくは
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）径を大とし、かつ水平走査方向に作用する適正フ
ォーカス電圧の方が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
形成する電極とを具備させたこと。

【００４４】（１２）例えば、陰極側から第１電極，第
２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
る構造を付与したこと。 （１３）上記（１２）において、陰極に近い電極（例え
ば第１電極，第２電極）のうち少なくとも１箇所の電子
ビーム通過孔の形状を、電子ビーム走査方向と直角方向
（例えば垂直走査方向）径を電子ビーム走査方向（水平
走査方向）径以下として、特に小電流域においてなお一
層のフォーカス特性を向上させた構造としたこと。

【００４５】（１４）上記（１２）または（１３）にお
いて、第１電極の電子ビーム通過孔径の縮小に伴う陰極
へのローディングの増加を軽減する必要がある場合は、
第１電極の電子ビーム通過孔の垂直走査方向径を小さく
した分、水平走査方向径を大きくして電子ビーム通過孔
の開口面積を減少させない構造としたこと。

【００４６】上記した偏向される電子ビ−ムがその軌道
を変化するとき、当該偏向角に応じて電子ビームの集束
作用が変化する構造の電極を、以下収束制御電極とい
う。

【００４７】

【作用】上記構成とした本発明の陰極線管においては、 （１）偏向磁界中に位置して電子ビームが偏向されてそ
の軌道が変化するとき偏向角に応じて電子ビームの集束
作用が変化する構造の電極を構成することにより、蛍光
面の全域で適正な電子ビ−ムの集束作用が可能になり蛍
光面の全域で解像度が良好な特性を得られる。

【００４８】（２）偏向磁界中に位置して電子ビームが
偏向されてその軌道が変化するとき偏向角に応じて電子
ビームの集束作用が変化する構造の電極に陽極電圧を印
加することで、偏向により当該電極に接近した電子ビー
ムの集束作用を緩和して蛍光面の中央から離れた位置で
も適切な電子ビームの集束作用を得ることが可能にな
る。

【００４９】（３）偏向磁界中に位置して電子ビームが
偏向されてその軌道が変化するとき偏向角に応じて電子
ビームの集束作用が変化する構造の電極の一部に陽極電
圧以外の電圧を印加することで、偏向により当該電極に
接近した電子ビームの集束作用を加速して、特定方向に
生じる偏向磁界に依る電子ビームの集束緩和作用を抑制
することで蛍光面の中央から離れた位置でも適切な電子
ビームの集束作用を得ることが可能になる。

【００５０】（４）上記陽極電圧以外の電圧は陰極線管
の内部でも発生させることも出来、例えば陰極線管の内
部に抵抗値の大きな電気抵抗体を設置し、その一端を陽
極に、他端を接地等の電位に接続して、その中間部の適
当な位置から所要の電圧を取り出すことで必要な電圧を
得ることが出来る。

【００５１】（５）電子銃内部で電子ビームの径が最大
となる場所は主集束レンズ付近である。陰極線管におい
て、特にインライン型カラー受像管やカラー表示管など
では、一般にコンバーゼンス調整の簡便化から電子ビー
ムの偏向磁界は非斉一である。このような場合、偏向磁
界による電子ビームの歪みを抑制するために主集束レン
ズは可能な限り偏向磁界発生部より離した方が良いた
め、通常、偏向磁界発生部は電子銃の主集束レンズより
も蛍光面に近い位置に設置する。

【００５２】一方、電子銃の陰極から主集束レンズ間の
長さは、電子銃の像倍率を縮小して蛍光面上のビームス
ポット径を小さくするためには長い方が良い。

【００５３】従ってこれらの２つの作用に対応した解像
度の良い陰極線管は必然的に管軸長が長くなる。

【００５４】しかし、本発明により、電子銃の陰極から
主集束レンズまでの間の長さを変化させない状態で主集
束レンズの位置を蛍光面に近付けることで、電子銃の像
倍率は更に縮小して蛍光面上の電子ビームスポット径を
更に小さく出来、同時に管軸長も短縮できる。

【００５５】（６）主集束レンズの位置が蛍光面に近付
くことにより、電子ビーム中の空間電荷の反発の持続す
る時間が短縮されるので、蛍光面上のビームスポット径
を更に小さく出来る。

【００５６】この状態では主集束レンズ中の電子ビーム
は、偏向磁界発生部に近づくか、偏向磁界発生部の中に
入ってしまうので、偏向磁界により歪み易くなるが上記
偏向角に応じて集束作用が変化する本発明による電極構
造の作用で上記歪みは抑制される。

【００５７】（７）電子ビームスポットが蛍光面の中央
に位置する時は偏向磁界の影響を受けないので、偏向磁
界による歪み対策は不要になるため電子銃のレンズ作用
は回転対象の集束系となり、蛍光面上での電子ビームス
ポット径をより小さくすることが出来る。

【００５８】（８）電子銃の集束電極にダイナミックな
フォーカス電圧を印加することにより一層螢光面の全域
で適正な電子ビームの集束作用が可能になり蛍光面の全
域で解像度が良好な特性を得られるが、偏向磁界中に位
置して電子ビームが偏向されてその軌道が変化するとき
偏向角に応じて電子ビームの集束作用が変化する本発明
による電極構造との組合せにより、必要なダイナミック
フォーカス電圧を低くすることが可能になる。

【００５９】（９）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
非回転対称電界とすることにより、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また
は略矩形とし、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、上記蛍光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走査方
向と直角方向のシャドウマスクピッチや走査線密度に適
合させ、かつ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が形成され、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しかも全電流域においてモアレのな
い良好なフォーカス特性をもたらす。

【００６０】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。

【００６１】次に、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。

【００６２】図５７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。

【００６３】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。

【００６４】図５８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は画面対角方向（コーナ部）端でのビームスポット
を示す。

【００６５】また、図５９は陰極線管の偏向磁界分布の
説明図であって、Ｈは水平偏向磁界分布、Ｖは垂直偏向
磁界分布を示す。

【００６６】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同図に示したように水平偏向
磁界Ｈをピンクッション形、垂直偏向磁界Ｖをバレル形
の非斉一磁界分布を用いている。

【００６７】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１０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１０
は螢光膜１３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１０による発光スポットの形状は円
形ではなくなる。

【００６８】前記図５８に示したように、水平方向端に
おけるビームスポット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、水平方向端のビームスポット１６の大
きさが大となり、かつハロー１７の発生でスポット１６
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。

【００６９】さらに、電子ビーム１０の電流が少ない場
合は、電子ビーム１０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。

【００７０】また、画面垂直方向端におけるスポット１
８は、垂直方向の偏向磁界によって電子ビーム１０が上
下方向（垂直方向）に集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。

【００７１】画面のコーナ部での電子ビームスポット１
９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１０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、著しく画質の低下をもたらす。

【００７２】図６０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
てある。

【００７３】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。

【００７４】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
らのレンズで図５６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り生じるレンズと偏向によ
る電子ビームが蛍光膜１３に対して斜めに射突すること
により見掛け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。

【００７５】先ず、陰極Ｋから発射される画面の垂直方
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ｌ₁ 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で蛍光膜
１３に向けて集束される。

【００７６】偏向が零である画面中央部では軌道２８を
通って蛍光膜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で示すように、蛍光膜１３に達する前に焦点を結ん
でしまう。これが前記図５７に示したような画面垂直方
向端のビームスポット１８のハロー１７やコーナ部のビ
ームスポット１９のハロー１７が発生する理由である。

【００７７】一方、陰極Ｋから発射された画面の水平方
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により集束され、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
光膜１３に射突する。

【００７８】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。

【００７９】ただし、画面中央部に比較して主レンズ２
３と蛍光膜１３との間の距離が大きくなるため垂直方向
の偏向作用のない図５７の水平方向端部１６においても
垂直方向の断面では蛍光膜１３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。

【００８０】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
レンズ系において画面中央部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。

【００８１】図６１は図６０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って、図６０と
同一符号は同一部分に対応する。

【００８２】同図に示したように、画面の垂直方向（Ｙ
−Ｙ）断面での主レンズ２３−１の集束作用を水平方向
（Ｘ−Ｘ）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に示したよう
になり、図５８で説明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、画面中央部
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。

【００８３】図６２は図６１に示したレンズ系を用いた
場合の螢光面１４の電子ビームスポット形状を説明する
模式図であって、水平方向端部のビームスポット１６と
垂直方向端部のビームスポット１８およびコーナ部のビ
ームスポット１９、すなわち画面周辺部でのビームスポ
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。

【００８４】しかし、画面中央部でのビームスポット１
５を見ると、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。

【００８５】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とした非回転対称
電界系にすることでは、画面全体の解像度を同時に向上
させるという目的からは根本的解決策とはならない。

【００８６】図６３は主レンズ２３のレンズ強度を非回
転対称とする代わりにプリフォーカスレンズ２１の水平
方向（Ｘ−Ｘ）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
る水平方向プリフォーカスレンズ２１−１の強度を垂直
方向プリフォーカスレンズ２１のそれより大きくし、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、蛍光膜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図６０に示したものと同様である
のでハロー２８の抑制効果はない。

【００８７】図６４は上記図６２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であって、
前段主レンズを２２−１に示したように垂直方向（Ｙ−
Ｙ）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２８は目立たなくなって解像
度が向上する。

【００８８】図６５は上記図６４に示した構成のレンズ
系を用いたときの画面１４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、ビームスポット１５，
１６，１８，１９に示されたように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。

【００８９】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、図
６４に３４，３５，３６，３７で示したように、ビーム
スポットは画面中央部では円形（３４）で、画面周辺部
では横長（３５）あるいは斜長（３７）となってモアレ
発生の原因になり、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。

【００９０】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。

【００９１】図６６は小電流時での電子ビームの軌道を
説明する電子銃光学系の模式図であって、この場合は、
陰極Ｋからクロスオーバ点Ｐまでの距離ｌ₂ は、図６０
の同距離ｌ₁より陰極Ｋの近くになる。

【００９２】図６７はプ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（Ｙ−Ｙ）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２０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Ｋからの距
離ｌ3 は前記ｌ₂ よりも長くなる。

【００９３】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に入射する位置は図６６の
場合よりもさらに近軸となり、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の垂直方向の
焦点深度が深い結像系となる。

【００９４】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らず、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。

【００９５】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、また各レンズの非回
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。

【００９６】以上は電子ビームのスポットの変形による
フォーカス特性の低下を抑制する一般的な手段である。
実際の電子銃ではこのような目的のために、前記したよ
うに、フォーカス電圧を固定の状態で用いる方式のもの
と、陰極線管の画面上で電子ビ−ムの偏向角に応じてそ
の位置での最適フォーカス電圧をダイナミックに供給す
る方式のものが有る。

【００９７】上記２つの方式にはそれぞれ長所短所が有
る。フォーカス電圧を固定の状態で用いる方式のものは
電子銃のコストが低くかつフォーカス電圧を供給する電
源回路も簡単で、回路のコストが低い反面、非点収差補
正を行うために陰極線管の画面上での各位置でそれぞれ
最適フォーカス状態にできるわけではないので、ビーム
スポットの径は最適フォーカス状態に比べて大きくな
る。

【００９８】一方、陰極線管の画面上で電子ビームの偏
向角に応じてその位置での最適フォーカス電圧をダイナ
ミックに供給する方式は、画面上の各点で良好なフォー
カス特性が得られる反面、電子銃の構造およびフォーカ
ス電圧を供給する電源回路も複雑になり、さらにテレビ
セットやディスプレイ端末の組立ラインでのフォーカス
電圧の設定に時間を要するのでコストも上昇する。

【００９９】本発明では上記２つの方式のそれぞれの長
所を併せ持ち、かつ短所を除いた電子銃を用いた陰極線
管を提供するものである。

【０１００】

【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。

【０１０１】図１は本発明による陰極線管の１実施例を
説明する断面模式図であって、１は電子銃の第１電極
（Ｇ１）、２は第２電極（Ｇ２）、３は第３電極（Ｇ
３）でこの実施例ではフォーカス電極である。４は第４
電極（Ｇ４）でこの実施例では陽極である。７は電子銃
を収納する陰極線管のネック部、８はファンネル部、１
４はパネル部でこれら３つの組合せにより陰極線管の真
空外囲器を構成する。

【０１０２】また、１０は電子銃から発射された電子ビ
ームであり、シャドウマスク１２の開口部を通過してパ
ネル１４の内面に形成された蛍光膜１３に射突して該蛍
光膜１３を発光させ、陰極線管の画面上に表示を行う。
１１は電子ビーム１０を水平と垂直の２方向に偏向させ
る偏向ヨークで、電子ビームを制御する映像信号に同期
して磁界を発生させ電子ビ−ム１０の蛍光膜１３への射
突位置を制御する。

【０１０３】なお、３８は電子銃の主レンズで、陰極Ｋ
から発射された電子ビ−ム１０を第１電極（Ｇ１）１，
第２電極（Ｇ２）２，第３電極（Ｇ３）３を通過後、第
４電極４との間に形成される主レンズ３８の電界により
電子ビ−ム１０を蛍光面１３上に焦点を結ぶ作用をす
る。

【０１０４】そして、３９は偏向ヨ−ク１１の磁界内に
位置して、電子ビ−ム１０を偏向ヨ−ク１１の磁界で偏
向するとき、当該偏向角に応じて電子ビ−ム１０の収束
状態を制御する集束制御電極である。

【０１０５】この集束制御電極３９は、第４電極４に電
気的に接続かつ機械的に固定され、電子ビ−ム１０の垂
直方向上下に各１個、計２個の部品で構成されている。

【０１０６】同図では、上記集束制御電極３９を構成す
る２個の部品の間隔は蛍光膜１３側が第４電極４側より
やや広くなっているが、実際には上記２個の部品の取付
け位置，蛍光膜１３に向かって延びる長さ，偏向磁界の
分布，上記２個の部品間を通過するときの電子ビ−ムの
径，陰極線管の最大偏向角などの組合せで決まるので，
その広がりの程度は一意的ではない。

【０１０７】更に同図では、第４電極４の径は主レンズ
構成の一端をなす第３電極３より径が大である。この理
由は主レンズの等価口径拡張と共に主レンズ電界をより
第４電極４の奥深い位置まで浸透させることにより上記
集束制御電極３９付近の電界を強め、集束制御の効果を
高めるためである。

【０１０８】図示されたように、本実施例では、電子銃
の主レンズ３８は偏向ヨーク１１の偏向磁界内で、当該
偏向ヨーク取付け位置より蛍光膜１３側に寄った位置に
あるごとく図示しているが、この主レンズ３８は偏向ヨ
ークの磁界領域内であれば図示された位置に限るもので
はない。

【０１０９】図２は本発明による陰極線管の作用を説明
する要部断面模式図であって、図１の偏向ヨ−ク１１の
磁界内に位置して、電子ビーム１０を該偏向ヨーク１１
の磁界で偏向するとき、その偏向角に応じて電子ビーム
１０の集束状態を制御する集束制御電極３９の作用の１
例を詳細に説明するものであり。図１と同じ機能の部分
は同一符号を付してある。

【０１１０】なお、３８は主レンズ、４１は第４電極４
（Ｇ４）を構成する部分電極、Ｌ₁は主レンズ３８と偏
向中心との距離である。

【０１１１】また、図３は本発明による陰極線管におけ
る集束制御電極３９の作用を従来技術と対比説明するた
めに上記集束制御電極３９を欠如した図２と同様の要部
断面模式図である。

【０１１２】図２，図３において、電子銃の第３電極
（Ｇ３）３を通過してきた電子ビ−ム１０は第４電極
（Ｇ４）との間に形成される主レンズ３８により集束さ
れ、偏向ヨーク１１で形成される偏向磁界による偏向を
受けない場合（画面中央部）はそのまま直進して蛍光膜
１３上に径Ｄ₁のビームスポットを結ぶ。

【０１１３】ここで、蛍光膜１３の図中上側に偏向され
る場合を例にとり、集束制御電極３９の作用の有り（図
２），無し（図３）で電子ビ−ム１０の軌道がどのよう
に変わるかを定性的に説明する。

【０１１４】図３において、電子ビ−ム１０の外周軌道
のうち、下側外周軌道は集束制御電極３９の有り無しに
あまり作用されず１０_D のように進む。しかし、上側外
周軌道１０_U は収束制御電極３９の作用がないため１０
_U ’のように進み蛍光膜１３に到達する前に下側外周軌
道１０_Uと交差する。この結果、蛍光膜１３上には図３
に示した径Ｄ₂ のスポットを結ぶ。

【０１１５】これに対して、図２に示したように、集束
制御電極３９が作用すると電子ビ−ムの上側に位置する
軌道の部分は集束制御電極３９の吸引力を受けて１
０_U ’のように進み、また電子ビームの下側に位置する
軌道の部分は上記したように集束制御電極３９の影響が
殆どないので、前記と同様に１０_D のように進み蛍光膜
１３に到達する前に４２ａと交差することもなく蛍光膜
１３に到達する。この結果蛍光膜１３上には上記Ｄ₂ よ
り小さな径Ｄ₃ のスポットを結ぶ。

【０１１６】径Ｄ₃ のビームスポツトの蛍光膜１３上各
位置での分布は集束制御電極３９を構成する２つの部品
の取付け位置，蛍光面１３に向かって延びる長さ，偏向
磁界の分布，上記２つの部品間を通過するときの電子ビ
ームの径，陰極線管の最大偏向角などの組合せで適正化
でき、画面中央部でのビームスポツト径Ｄ₁ との差を小
さくして画面全域で一様な解像度とすることができる。

【０１１７】以上の結果、本実施例によれば、フォーカ
ス電圧を電子ビームの偏向角に同期させてダイナミック
に供給しなくても蛍光膜（画面）上で偏向角に同期して
ダイナミックにフォーカス状態の制御が可能となり、安
価でかつ画面全体での表示の均一な陰極線管を提供可能
となる。

【０１１８】図４は主レンズ３８と蛍光膜１３の間で電
子ビーム１０に対して空間電荷の反発がどのように影響
するのかを示す説明図であって、Ｌ₂ は主レンズ３８と
蛍光膜１３との間の距離である。

【０１１９】同図において、電子ビーム１０が第４電極
４から十分離れると電子ビームの周囲は陽極電位となり
電界はほぼなくなる。この状態では主レンズ３８による
収束作用を受けて進んできた電子ビーム１０は空間電荷
の反発による軌道変化の作用が増し蛍光膜１３に到達す
る前に最小径Ｄ₄ となり、以後蛍光膜１３に近づくに連
れて径は増加して蛍光膜１３において径Ｄ₁ になる。こ
の作用は陰極線管を同一条件で駆動する場合に主レンズ
３８と蛍光膜１３間の距離Ｌ₂ に依存し、図５に示した
ようにＬ₂ が増加するに連れてＤ₁ も増加する。

【０１２０】カラーテレビなどに使用する陰極線管を例
にとれば、最大偏向角が決まればＬ₂ は陰極線管の画面
サイズが増すに連れて増加する。従って、陰極線管の画
面サイズが増すと蛍光膜１３上の電子ビームスポット径
が増して画面サイズの増加にもかかわらず解像度はそれ
ほど増さない。

【０１２１】図６は本発明による陰極線管の１実施例に
おける寸法例を説明する断面模式図であり、図７は本発
明による陰極線管の１実施例における寸法例を比較する
ための従来技術による陰極線管の断面模式図であって、
前記図１と同一符号は同一部分に対応する。

【０１２２】図６、図７の何れも全く同一仕様の電子銃
を用いている。従って、陰極線管の底部であるステム部
から主レンズ３８に至る距離Ｌ3 はどちらも等しい。

【０１２３】しかし、図７に示した従来技術による陰極
線管では、電子銃の主レンズ３８を通過中の電子ビ−ム
が偏向磁界により乱されるのを避けるために該主レンズ
３８を偏向ヨーク１１によって形成される偏向磁界領域
から離さなければならないので、電子銃は偏向ヨーク１
１よりネック部７方向に後退した位置に設置されていた
ため、主レンズ３８と蛍光膜１３との間の距離Ｌ2 を偏
向ヨーク１１と蛍光膜１３間の距離より短くすることが
できなかった。

【０１２４】これに対し、図６に示した本発明の１実施
例では、偏向磁界で主レンズ３８を通過中の電子ビ−ム
が乱されるの予め見込んで補正する集束制御電極３９を
設けた構造としたことで、この距離Ｌ2 を偏向ヨーク１
１と蛍光膜１３間の距離より短くすることが可能となっ
た。

【０１２５】従って、上記本発明の実施例によれば、陰
極管の主レンズと蛍光面間の距離を従来技術による陰極
線管のそれよりも短縮可能となり、陰極線管の画面サイ
ズが増しても空間電荷の反発作用の影響を低減して蛍光
膜１３上での電子ビームスポット径を縮小し高解像度の
陰極管を提供できる。

【０１２６】このように、いままで、電子銃のフォーカ
ス特性の低下を抑制して電子銃の長さを短縮することは
難しいため、陰極管の全長Ｌ₄ を短縮することに制約が
あり、困難であったが、図６に示したように、本発明の
１実施例では主レンズ３８と蛍光膜１３間の距離短縮に
より陰極線管の全長Ｌ₄ を、電子銃の陰極から主レンズ
に至る部分の変更なしで、従来例に比較して大幅に短縮
できる。

【０１２７】一般に、カラーテレビセットやコンピュー
タ端末のディスプレイ装置では、キャビネットの奥行き
は陰極線管の全長Ｌ₄ に依存している。特に、最近のカ
ラーテレビセットでは陰極線管の画面サイズが増す傾向
に有り、一般家庭の住居に設置する場合にキャビネット
の奥行き寸法は無視出来ない状態である。特に他の家具
と並べて設置する場合数十ミリの奥行き寸法が問題にな
るケースも有り、キャビネットの奥行き寸法の短縮は設
置効率，使い勝手の観点からみても極めて大きな効果で
あるということができる。

【０１２８】このように、本発明の上記実施例によれ
ば、陰極管の全長短縮によりフォーカス特性を損なわず
にキャビネットの奥行き寸法が従来製品より格段に短く
なったカラーテレビセットを提供でき、大きなセールス
ポイントに成り得る。

【０１２９】一般に、カラーテレビセットや完成した陰
極線管，並びにファンネルのような陰極線管の材料は、
半導体素子のような電子部品に比べて体積が著しく大き
いので単位個数当りの輸送費は高価である。特に、海外
向けなど輸送経路が長大な場合この点は無視出来なくな
る。本発明の上記実施例では、陰極線管の全長が短く、
かつキャビネットの奥行き寸法の短いカラーテレビセッ
トを提供できるので輸送費の節約が可能である。

【０１３０】次に、本発明の実施例の構造の詳細をさら
に具体的に説明する。

【０１３１】図８は本発明による陰極線管に用いる電子
銃の主レンズ部の構造例の説明図であって、（ａ）は断
面図、（ｂ）は斜視図であり、３は第３電極、４は第４
電極３９は集束制御電極である。なお、第３電極３と第
４電極４とで主レンズを構成し、第３電極３が低電位側
電極、４が高電位側電極で、第４電極４の電子ビーム出
射開口部に集束制御電極３９が設置されている。

【０１３２】この構造例は、第３電極３の径が第４電極
４の径より小であり、第４電極４の第３電極３側に一対
の張出部４’を有し、この一対の張出部４’間に第３電
極３の一部が入り込んでいる。そして、第３電極３にフ
ォーカス電圧が印加され、第４電極４に上記フォーカス
電圧より高い陽極電圧が印加される。

【０１３３】主レンズは第３電極３と第４電極４の間に
形成され、この主レンズで集束された電子ビームが偏向
磁界で集束加速されると共に、集束制御電極３９によっ
てその偏向角に応じた集束状態が制御される。

【０１３４】図９は本発明による陰極線管に用いる電子
銃の主レンズ部の他の構造例の説明図であって、（ａ）
は断面図、（ｂ）は斜視図であり、３は第３電極、４は
第４電極３９は集束制御電極である。なお、第３電極３
と第４電極４とで主レンズを構成し、第３電極３が低電
位側電極、４が高電位側電極で、第４電極４の電子ビー
ム出射開口部に集束制御電極３９が設置されている。

【０１３５】この構造例は、第３電極３の径が第４電極
４の径より小であり、筒状の第４電極４の内部に第３電
極３の前記第４電極４に近い一部がその全周に渡って入
り込んでいる。そして、第３電極３にフォーカス電圧が
印加され、第４電極４に上記フォーカス電圧より高い陽
極電圧が印加される。

【０１３６】主レンズは第４電極４の内部の第３電極３
の端部と第４電極４の間に形成され、この主レンズで集
束された電子ビームが偏向磁界で集束加速されると共
に、集束制御電極３９によってその偏向角に応じた集束
状態が制御される。

【０１３７】図１０は本発明による陰極線管に用いる電
子銃の主レンズ部のさらに他の構造例の説明図であっ
て、（ａ）は断面図、（ｂ）は斜視図であり、３は第３
電極、４は第４電極３９は集束制御電極である。なお、
第３電極３と第４電極４とで主レンズを構成し、第３電
極３が低電位側電極、４が高電位側電極で、第４電極４
の電子ビーム出射開口部に集束制御電極３９が設置され
ている。

【０１３８】この構造例は、第３電極３の径が第４電極
４の径より小であり、筒状の第４電極４に第３電極３の
大部分が入り込んでいる。そして、第３電極３にフォー
カス電圧が印加され、第４電極４に上記フォーカス電圧
より高い陽極電圧が印加される。

【０１３９】主レンズは第４電極４の内部で第３電極３
の端部と第４電極４の間に形成され、この主レンズで集
束された電子ビームが偏向磁界で集束加速されると共
に、集束制御電極３９によってその偏向角に応じた集束
状態が制御される。

【０１４０】上記何れの構造例も、第３電極３の径より
第４電極４の径が大きく、第４電極４の蛍光面側開口部
に集束制御電極３９が設置されている。このような構造
とすることにより、大口径の主レンズが得られ、かつ偏
向角に応じて蛍光面上での集束状態が適正フォーカスと
なるように制御される。

【０１４１】そして、上記図８〜図１０あるいは前記図
１，図３，図６の何れの形状が望ましいかは、当該電子
銃を使用する陰極線管の構造，使途，動作条件，目標特
性などにより決定すべきであり、一意的に決まるもので
はない。

【０１４２】図１１は本発明の陰極線管における電子銃
の構造例における集束作用の説明図であって、集束制御
電極３９を第４電極４の径大部に設置した場合の作用説
明で、電子銃の第３電極（Ｇ３）３を通過してきた電子
ビ−ム１０は第４電極（Ｇ４）との間に形成される主レ
ンズ３８により集束され、偏向ヨークで形成される偏向
磁界による偏向を受けない場合（無偏向時：画面中央
部）はそのまま直進して蛍光膜１３上に適正な径のビー
ムスポットを結ぶ。

【０１４３】集束制御電極３９が設置されない場合で
は、画面周辺部に指向された電子ビーム１０は１０_U で
示したような軌跡をたどって蛍光面１３上に大きな径の
ビームスポツトが形成される。一方、集束制御電極３９
を設置した場合は、電子ビーム１０が偏向磁界で偏向を
受け、蛍光面の周辺部に指向された時は、図示の態様で
設置された集束制御電極３９の作用で１０_U ’に示した
ような適正な径のビームスポツトを蛍光面１３上に形成
する。

【０１４４】この図はインライン配置した３電子ビーム
のカラー陰極線管の電子銃に用いる３電子ビームに共通
の主レンズを構成する陽極部を説明図するものであり、
各電子ビームの集束作用をバランスさせるために設置し
ている仕切り部は極力縦方向の開孔部を大きくすること
により、主レンズ部の電界を内部に浸透させることが可
能となる。

【０１４５】図１２は本発明の陰極線管における電子銃
の構造例における集束作用の説明図であって、前記図８
で説明した構造の主レンズにおいて集束制御電極３９を
第４電極４の径大部に設置した場合の作用説明で、電子
銃の第３電極（Ｇ３）３を通過してきた電子ビ−ム１０
は第４電極（Ｇ４）との間に形成される主レンズ３８に
より集束され、偏向ヨークで形成される偏向磁界による
偏向を受けない場合（無偏向時：画面中央部）はそのま
ま直進して蛍光膜１３上に適正な径のビームスポットを
結ぶ。

【０１４６】図１１と同様に、集束制御電極３９が設置
されない場合では、画面周辺部に指向された電子ビーム
１０は１０_U で示したような軌跡をたどって蛍光面１３
上に大きな径のビームスポツトが形成される。一方、集
束制御電極３９を設置した場合は、電子ビーム１０が偏
向磁界で偏向を受け、蛍光面の周辺部に指向された時
は、図示の態様で設置された集束制御電極３９の作用で
１０_U ’に示したような適正な径のビームスポツトを蛍
光面１３上に形成する。

【０１４７】この図も図１１と同様に、インライン配置
した３電子ビームのカラー陰極線管の電子銃に用いる３
電子ビームに共通の主レンズを構成する陽極部を説明図
するものであり、各電子ビームの集束作用をバランスさ
せるために設置している仕切り部は極力縦方向の開孔部
を大きくすることにより、主レンズ部の電界を内部に浸
透させることが可能となる。

【０１４８】図１３は本発明による陰極線管に用いる電
子銃の主レンズ部のさらにまた他の構造例とその支持構
造の説明図であって、第３電極３が大径の第４電極４に
入り込んだ形状とした前記図３に類似の主レンズ構造と
した場合の支持構造例を示す。

【０１４９】同図において、第４電極４の径は、ネック
部の内径で許容される寸法まで拡大されている。この第
４電極４を支持するために、第３電極３以前の各電極を
その側面方向から支持するためのビードガラス棒９は、
第４電極４の絞り込み部分Ａで終端しており、第４電極
４の絞り込み部分の端部をビードガラス棒９の終端部に
潜り込ませて固定している。

【０１５０】このような支持構造とすることにより、第
４電極はネック内径で許容される最大限まで拡大でき、
大径の主レンズをもつ電子銃を得ることができる。

【０１５１】以上説明した実施例の電子銃構成によれ
ば、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、画面全域でしかも電子ビームの全電流域において
フォーカス特性を向上させ、良好な解像度を得ることが
できると共、小電流域でのモアレを低減できる構成を備
えた陰極線管を提供できる。

【０１５２】次に、本発明の他の実施例を説明する。

【０１５３】図１４は本発明による陰極線管に用いる電
子銃の他の実施例の詳細構造例を説明する側面図、図１
５はその要部を示す部分破断した側面図であって、前記
図６８，図６９と同一符号は同一部分を示す。なお、同
図においては、前記図６８，図６９と同様に第５電極５
と第６電極６で主レンズを構成し、第６電極６に陽極電
圧が印加される。

【０１５４】同各図において、陰極Ｋから陽極６（第６
電極）に至る間に５個の電極（第１電極１，第２電極
２，第３電極３，第４電極４，第５電極５（電極５１，
５２からなる）を持ち、このうち第３電極３と第５電極
５にフォーカス電位を、第２電極２と第４電極４にスク
リーン電位をそれぞれ供給する。そして、第１電極１に
は遮蔽電位が与えられ、一般にはこれを接地して使用す
る場合が多い。

【０１５５】なお、図１４はインライン配列された一体
型３電子ビーム電子銃をインラインと直角方向からみた
側面図、図１５は図１４の主レンズ付近をインライン方
向から見た側面図である。

【０１５６】この電子銃を陰極線管内において、その偏
向ヨーク１１の磁界内に位置させ、電子ビーム１０を該
偏向ヨーク１１の磁界で偏向するときに偏向角に応じて
電子ビーム１０の集束状態を制御する集束制御電極３９
は、３電子ビームがインライン方向に偏向されないとき
に通過する部分の蛍光面に向かって延びる長さＬ₅ が３
電子ビームがインライン方向に偏向されるときに通過す
る部分の蛍光面に向かって延びる長さＬ₆ より短い。

【０１５７】また、この集束制御電極３９は陽極６に接
続かつ固定されている。このような構造としたことによ
り次のような作用が奏される。

【０１５８】この電子銃を前記図１のように陰極線管内
に配置して、電子ビーム１０がインライン方向と直角方
向にのみ偏向した場合の作用は図２で説明したものと同
様である。しかし、この状態で同時にインライン方向に
も偏向した場合、電子ビーム１０は集束制御電極３９の
長さＬ₆ の長い部分を通過するので図２で説明した集束
制御電極３９の作用はより強くなる。この結果、例えば
前記図５８に示した画面コーナ部のビームスポツト１９
におけるハローを効果的に抑制できる。

【０１５９】図１６，図１７，図１８，図１９，図２０
は、偏向ヨ−クの磁界内に位置して、電子ビームを偏向
ヨークの磁界で偏向するときに当該偏向角に応じて電子
ビームの集束状態を制御する電極、例えば図８，図９の
集束制御電極３９のように陽極電位を供給する場合の集
束制御電極の各種の具体的構造例を説明する３面図（図
１６，図１７，図１８）あるいは４面図（図１９，図２
０）であって、（ａ）はインライン方向と直角方向から
みた上面図、（ｂ）は（ａ）を矢印Ａ方向からみた正面
図、（ｃ）は（ａ）を矢印Ｂ方向からみた側面図、
（ｄ）は（ａ）を矢印Ｃ方向からみたである。なお、図
中、Ｅは偏向を受けない場合の電子ビームを示す。

【０１６０】図１６の集束制御電極３９は、第６電極６
から蛍光膜１３方向に平行に延びる第１板体３９−１と
第２板体３９−２とから構成され、各板体３９−１，３
９−２には３本の電子ビームの通過位置にそれぞれ台形
の切り欠き３９０を有し、偏向を受けない状態では、こ
の切り欠き３９０の中央位置を電子ビームが通過するよ
うになっている。そして、この切り欠き３９０の上底の
蛍光膜１３方向の長さがＬ₅ 、各板体の蛍光膜１３方向
の長さがＬ₆ となっている。

【０１６１】図１７の集束制御電極３９は、図１６と同
様の形状をもつ第１板体３９−３と第２板体３９−４と
が蛍光膜１３方向に漸次間隔が狭くなるように伸びた構
成とされている。

【０１６２】図１８の集束制御電極３９は、第６電極６
から蛍光膜１３方向に平行に延びる第１板体３９−５と
第２板体３９−６とから構成され、各板体３９−５，３
９−６には３本の電子ビームの通過位置にそれぞれ半円
形の切り欠き３９１を有し、偏向を受けない状態では、
この切り欠き３９１の中央位置を電子ビームが通過する
ようになっている。そして、この切り欠き３９１の中央
縁の蛍光膜１３方向の長さがＬ₅ 、各板体の蛍光膜１３
方向の長さがＬ₆ となっている。

【０１６３】すなわち、上記切り欠き３９０，３９１の
中央縁の蛍光膜１３方向の長さＬ₅は、３電子ビームが
インライン方向に偏向されるときに通過する部分の蛍光
面に向かって延びる長さＬ₆ より短くなっている。

【０１６４】図１９の収束制御電極３９は、第６電極６
から蛍光膜１３方向に平行に延びる第１板体３９−７と
第２板体３９−８とから構成され、蛍光膜１３方向に漸
次間隔が広くなるような曲面とした構成とされている。

【０１６５】図２０の収束制御電極３９は、第６電極６
から蛍光膜１３方向に平行に延びる第１板体３９−９と
第２板体３９−１０とから構成され、蛍光膜１３方向に
漸次間隔が広くなるような曲面をもつと共に、半楕円形
の切り欠き３９２を有し、偏向を受けない状態では、こ
の切り欠き３９２の中央位置を電子ビームが通過するよ
うになっている。そして、この切り欠き３９２の中央縁
の蛍光膜１３方向の長さがＬ₅ 、各板体の蛍光膜１３方
向の長さ，すなわち、３電子ビームがインライン方向に
偏向されるときに通過する部分の蛍光面に向かって延び
る長さがＬ₆ となっている。

【０１６６】なお、２枚の板体の間隔は、上記のように
平行な場合、非平行な場合に限らず、インライン方向に
部分的に非平行とすることもできることは言うまでもな
い。図２１，図２２，図２３，図２４，図２５，図２６
は、偏向ヨークの磁界内に位置して、電子ビームを偏向
ヨークの磁界で偏向するときに、当該偏向角に応じて電
子ビームの収束状態を制御する収束制御電極を、例えば
図１４，図１５に示したような位置に設置するが、陽極
とは接続せず、陽極電位よりも低い電位を供給する場合
の構造例を説明する３面図（図２１，図２２，図２３）
あるいは４面図（図２４，図２５，図２６）である。

【０１６７】同各図において、（ａ）はインライン方向
と直角方向からみた上面図、（ｂ）は（ａ）を矢印Ａ方
向からみた正面図、（ｃ）は（ａ）を矢印Ｂ方向からみ
た側面図、（ｄ）は（ａ）を矢印Ｃ方向からみたであ
る。なお、図中、Ｅは偏向を受けない場合の電子ビーム
を示す。

【０１６８】図２１の集束制御電極３９’は、第６電極
６から蛍光膜１３方向に平行に延びる第１板体３９−１
１と第２板体３９−１２の２枚の平板から構成され、各
板体３９−１１，３９−１２には３本の電子ビームの通
過位置にそれぞれ図示したような蛍光膜１３方向に突出
する突形形状３９−３を有し、偏向を受けない状態で
は、この突形形状３９−３の中央位置を電子ビームＥが
通過するようになっている。そして、この突形形状３９
−３の蛍光膜１３方向の最大突出長さがＬ₅ となって、
インライン方向に漸次この突出長さが減少するような形
状とされている。図２２の集束制御電極３９’は、第６
電極６から蛍光膜１３方向に漸次間隔が大きくなるよう
に延びる第１板体３９−１３と第２板体３９−１４の２
枚の平板から構成され、各板体３９−１３，３９−１４
には３本の電子ビームの通過位置にそれぞれ蛍光膜１３
方向に突出する図２１と同様の突出部３９−３を有し、
偏向を受けない状態では、この突形形状３９−３の中央
位置を電子ビームＥが通過するようになっている。そし
て、この突形形状３９−３の蛍光膜１３方向の最大突出
長さがＬ₅ となって、インライン方向に漸次この突出長
さが減少するような形状とされている。

【０１６９】図２３の集束制御電極３９’は、第６電極
６から蛍光膜１３方向に平行に延びる第１板体３９−１
５と第２板体３９−１６の２枚の平板から構成され、各
板体３９−１５，３９−１６には３本の電子ビームの通
過位置にそれぞれ図示したような蛍光膜１３方向に突出
する半円形の突出部３９−４を有し、偏向を受けない状
態では、この突形部３９−４の中央位置を電子ビームＥ
が通過するようになっている。そして、この突出部３９
−４の蛍光膜１３方向の最大突出長さがＬ₅ となってい
る。

【０１７０】図２４の収束制御電極３９’は、第６電極
６から蛍光膜１３方向に平行に延びる第１板体３９−１
７と第２板体３９−１８の２枚の平板から構成され、各
板体３９−１１，３９−１２には３本の電子ビームの通
過位置にそれぞれ図示したような蛍光膜１３方向に突出
する突形形状３９−３を有すると共に、第６電極６側に
は蛍光膜１３方向に凹となる凹部３９−５を有し、偏向
を受けない状態では、この凹部３９−５と突形形状３９
−３の中央位置を電子ビームＥが通過するようになって
いる。そして、この突形形状３９−３の蛍光膜１３方向
の最大突出長さがＬ₅ となって、インライン方向に漸次
この突出長さが減少するような形状とされている。

【０１７１】図２５の収束制御電極３９’は、第６電極
６から蛍光膜１３方向に漸次間隔が大きくなるように延
びる第１板体３９−１９と第２板体３９−２０の２枚の
板体から構成され、各板体３９−１９，３９−２０には
３本の電子ビームの通過位置にそれぞれ蛍光膜１３方向
に突出する図２４と同様の突出部３９−６を有すると共
に、各電子ビームＥをインライン方向で包む凹面となる
ような波形面を有し、かつ第６電極６側には蛍光膜１３
方向に凹となる凹部３９−７を有し、偏向を受けない状
態では、この凹部３９−７と突出部３９−６の中央位置
を電子ビームＥが通過するようになっている。そして、
この突形形状３９−６の蛍光膜１３方向の最大突出長さ
がＬ5 となって、インライン方向に漸次この突出長さが
減少するような形状とされている。

【０１７２】図２６の収束制御電極３９’は、第６電極
６から蛍光膜１３方向に平行に延びる第１板体３９−２
１と第２板体３９−２２の２枚の平板から構成され、各
板体３９−２１，３９−２２には３本の電子ビームの通
過位置にそれぞれ図２３と同様に蛍光膜１３方向に突出
する半円形の突出部３９−４を有すると共に、第６電極
６側には蛍光膜１３方向に凹となる上記突出部３９−４
より大なる凹部３９−８を有し、偏向を受けない状態で
は、この凹部３９−８と突出部３９−４の中央位置を電
子ビームＥが通過するようになっている。そして、この
突出部３９−４の蛍光膜１３方向の最大突出長さがＬ5
となっいる。

【０１７３】上記した収束制御電極の各例において説明
したように、３電子ビ−ムＥがインライン方向に偏向さ
れないときに通過する部分の蛍光膜に向かって延びる長
さＬ5 は３電子ビ−ムＥがインライン方向に偏向される
ときに通過する部分の蛍光膜に向かって延びる長さより
長い形状を有している。この構成により、この収束制御
電極を通過する電子ビームＥが偏向を受けた場合、その
軌道は偏向を受けない場合よりも大きく偏向され、偏向
角の変化に伴う蛍光面上のビームスポツトの拡大やハロ
ーの発生を抑制することができるのである。

【０１７４】上記した図２１〜図２６における収束制御
電極を構成する２個の板体の間隔は上記で説明したよう
な平行配置，非平行配置，あるいは部分的に非平行配置
としたもの以外に種々の配置が可能であることは言うま
でもない。

【０１７５】なお、図２１〜図２６に示したように、偏
向ヨ−クの磁界内に位置して、電子ビ−ムを該偏向ヨ−
クの発生磁界で偏向するときに当該偏向角に応じて電子
ビ−ムの収束状態を制御する収束制御電極を陽極とは接
続せずに、陽極電位よりも低い電位を供給するための上
記陽極電位よりも低い電位を得る手段としては、ステム
ピンから独立して所要の電圧を供給することもできる
が、陰極線管内部に電気抵抗体を設置して、例えばその
一端を陽極に接続し、他端を他の低電位の電極に接続す
るかまたは、接地し、その中間から適当な電圧を取り出
すようにすれば、電子銃への給電構造を従来どおりのま
まで上記所要の電圧供給を行うことができる。

【０１７６】図２７，図２８，図２９，図３０，図３
１，図３２は、本発明を適用する種々の電極構成の電子
銃基本構造例を説明する断面模式図であり、図中Ｋはカ
ソード（陰極）、Ｇ1 は第１電極、Ｇ2 は第２電極、Ｇ
3 は第３電極、Ｇ4 は第４電極、Ｇ5 は第５電極、Ｇ6
は第６電極、Ｖf はフォーカス電圧、Ｅb は陽極電圧で
ある。

【０１７７】すなわち、図２７はＢＰＦ型電子銃、図２
８はＵＰＦ型電子銃、図２９はＨＩ−ＦＯ型電子銃、図
３０はＨＩ−ＵＰＦ型電子銃、図３１はＢ−Ｕ型電子
銃、図３２はＴＰＦ型電子銃である。

【０１７８】これらの各形式の電子銃の主レンズ電極部
分を陰極線管の偏向ヨ−クにより形成される偏向磁界内
に位置させ、その電子ビ−ムを偏向ヨ−クの発生磁界で
偏向するとき、当該偏向角に応じて電子ビ−ムの収束状
態を制御する前記図１４〜図２６で説明した構成の収束
制御電極を設置することにより、本発明の所要の効果を
奏することができるのである。

【０１７９】なお、本発明は、このような形式以外の電
子銃との組合せが可能であることは言うまでもない。

【０１８０】図３３は本発明を適用する他の電子銃の構
成を説明する模式図であって、前記説明と同一符号は同
一部分に対応し、１ａ，１ｂは第１電極１（Ｇ１）のカ
ソード（Ｋ）側，第２電極（Ｇ２）側、２ａ，２ｂは第
２電極（Ｇ２）の第１電極（Ｇ１）側，第３電極（Ｇ
３）側、３ａ，３ｂは第３電極（Ｇ３）の第２電極（Ｇ
２）側，第４電極（Ｇ４）側、４ａ，４ｂは第４電極
（Ｇ４）の第３電極（Ｇ３）側，第５電極（Ｇ５）側、
５ａ，５ｂは第５電極（Ｇ５）の第４電極（Ｇ４）側，
第６電極（Ｇ６）側、６ａは陽極である第６電極（Ｇ
６）の第５電極（Ｇ５）側の各電子ビーム入口側，出口
側を示す。

【０１８１】同図に示した電子銃は、第１電極（Ｇ１）
を接地し、第２電極（Ｇ２）と第４電極（Ｇ４）に抑制
電圧ＥC2を、第３電極（Ｇ３）と第５電極（Ｇ５）にフ
ォーカス電圧Ｖf を与える構成である。

【０１８２】図３４は図３３における第２電極の詳細構
成の説明図であって、２ｃは電子ビーム通過孔、２ｄは
電子ビーム通過孔２ｃの出口側２ｂの周囲に形成された
インライン方向（Ｘ−Ｘ）と平行な方向に長軸を有する
スリット、Ｗ1 ，Ｗ2はスリット２ｄの長辺寸法，短辺
寸法、Ｄは第２電極２の電極厚寸法である。

【０１８３】図３５は図３３における第３電極の詳細構
成の説明図であって、（ａ）は電子ビームの入口側斜視
図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線で切断した断面図であ
る。

【０１８４】同図において、３ｃは電子ビーム通過孔、
３ｄは第３電極３の電子ビーム入口側の各電子ビーム通
過孔の周囲に形成されたインライン方向と直角方向（Ｙ
−Ｙ）に長軸をもつスリットである。

【０１８５】図３６は図３３における第４電極の詳細構
成の説明図であって、４ｃは電子ビーム通過孔、４ｄは
第４電極４の電子ビーム出口側の電子ビーム通過孔にイ
ンライン方向と直角方向（Ｙ−Ｙ）に長軸を有するスリ
ットである。

【０１８６】上記したように、この形式の電子銃は、図
２７に斜線で示した電極面に図３４，図３５，図３６に
示したように、電子ビ−ム通過孔近傍の構造が非円形の
電極を組み合わせることで、非点収差補正を行いフォ−
カス特性を改善したものである。

【０１８７】このような電子銃を従来のネック部位置に
設置した陰極線管によれば、その画面全体でのフォ−カ
スの均一性が格段に向上する。しかし、さらに画面全体
でのフォ−カスの均一性を増すために非点収差補正の量
を追加すると、画面中央の電子ビ−ムスポット径が増加
して解像度が低下する。このような場合に、本発明のご
とく偏向ヨ−クの磁界内に主レンズを位置させて、かつ
前記した収束制御電極を設けて電子ビ−ムを偏向ヨ−ク
の磁界で偏向させることにより、そのフォ−カス特性を
改善することができる。

【０１８８】図３７，図３８，図３９，図４０，図４
１，図４２，図４３，図４４，図４５，図４６，図４
７，図４８，図４９，図５０，図５１，図５２，図５
３，図５４，図５５，図５６は本発明による陰極線管の
フォーカス状態を説明するために陰極線管の動作条件を
変えて従来技術の陰極線管と対比して示すテストパター
ン図であって、テスト用の陰極線管は５９ｃｍ，１１０
°偏向管、陽極電圧Ｅｂ＝３０ｋＶ，１電子銃当りのＫ
−Ｇ１間電流値ＩKG＝０．３０ｍＡ、ノーインターレー
ス信号、抑制格子電圧ＥC₂＝６５０Ｖの条件でテストし
た結果である。

【０１８９】図３７〜図４６は従来の陰極線管による表
示、図４７〜図５６は本発明による集束制御電極を有す
る電子銃を備えた陰極線管による表示である。

【０１９０】図３７〜図４１は、偏向ヨークは従来の位
置のままで、フォーカス電圧を７．１０ｋＶ（図３
７），７．３０ｋＶ（図３８），７．５０ｋＶ（図３
９），７．７０ｋＶ（図４０），７．９０ｋＶ（図４
１）とした場合のテストパターンであり、図４２〜図４
６は、偏向ヨークを蛍光膜方向に２５ｍｍ移動して偏向
ヨークの偏向磁界中に主レンズを位置させ、フォーカス
電圧を７．１０ｋＶ（図４２），７．３０ｋＶ（図４
３），７．５０ｋＶ（図４４），７．７０ｋＶ（図４
５），７．９０ｋＶ（図４６）とした場合のテストパタ
ーンである。

【０１９１】図４７〜図５０は本発明による収束制御電
極を有する電子銃を用いた陰極線管で偏向ヨークは従来
の陰極線管と同様の位置に配置し、フォーカス電圧を
７．７３ｋＶ（図４７），７．９３ｋＶ（図４８），
８．１３ｋＶ（図４９），８．５３ｋＶ（図５０）とし
た場合のテストパターンであり、図５１〜図５６は偏向
ヨークを蛍光膜方向に２０ｍｍ移動して偏向ヨークの偏
向磁界中に主レンズを位置させ、フォーカス電圧を７．
７３ｋＶ（図５１），８．３３ｋＶ（図５２），７．９
３ｋＶ（図５３），８．１３ｋＶ（図５４），８．３３
ｋＶ（図５５），８．５３ｋＶ（図５６）とした場合の
テストパターンである。

【０１９２】これらの各テストパターンから明らかなよ
うに、図５２〜図５６に示した本発明の陰極線管によれ
ば、画面の中央部と上端部共にハローの少ない良好なフ
ォーカス状態の画像が得られることが分かる。

【０１９３】なお、上記の図３７〜図５６は写真から作
図したものであり、画面周辺部でのパターン表示の明る
さが中央部のそれより若干低下しており、この明るさの
差を線と点で表現したため、同図では上端部で画質が劣
化しているごとく見られるが、実際は画面全域で均一な
解像度となっているものである。

【０１９４】以上のように、本発明の実施例によれば、
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
画面全域でしかも電子ビーム全電流域においてフォーカ
ス特性を向上させ、良好な解像度を得ることができると
共に、小電流域でのモアレを低減できる構成を備えた電
子銃を備えた陰極線管を提供することができる。

【０１９５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明による構成
を有する電子銃を備えた陰極線管においては、偏向磁界
中に主レンズを位置させて、電子ビームの偏向がなされ
てその軌道が変化するときに、当該偏向角に応じて電子
ビームの集束作用が変化する構造の集束制御電極を設け
ることにより、蛍光膜（画面）の全域、かつ電子ビーム
の全電流域で適正な電子ビームの集束作用を得ることが
可能になり、画面全域における解像度が格段に向上した
陰極線管を得ることができる。

【０１９６】すなわち、上記偏向角に応じて電子ビーム
の集束作用が変化する構造の電極に陽極電圧を印加する
ことで、偏向により当該電極に接近した電子ビームの集
束作用を緩和して蛍光面の中央から離れた位置でも適切
な電子ビームの集束作用を得ることが可能となる。

【０１９７】また、上記偏向角に応じて電子ビームの集
束作用が変化する構造の電極の一部に陽極電圧以外の電
圧を印加することで、偏向により当該電極に接近した電
子ビームの集束作用を加速して、特定方向に生じる偏向
磁界による電子ビームの集束緩和作用を抑制することで
蛍光面の中央から離れた位置でも適切な電子ビームの集
束作用を得ることが可能となる。上記陽極電圧以外の電
圧は、例えば陰極線管の内部に値の大きな電気抵抗体を
設置し、その一端を陽極に、他端を接地等の電位に接続
して、その中間部の適当な位置から所要の電圧を取り出
すことができる。

【０１９８】さらに、電子銃内部で電子ビームの径が最
大となる場所は主集束レンズ付近であり、特にインライ
ン型カラー受像管やカラー表示管などでは、一般にコン
バーゼンス調整の簡便化から電子ビームの偏向磁界は非
斉一であるが、このような場合、偏向磁界による電子ビ
ームの歪みを抑制するために主集束レンズは可能な限り
偏向磁界発生部より離した方が良いため、通常、偏向磁
界発生部は電子銃の主集束レンズよりも蛍光面に近い位
置に設置する。一方、電子銃の陰極から主集束レンズ間
の長さは、電子銃の像倍率を縮小して蛍光面上のビーム
スポツト径を小さくするためには長い方がよい。

【０１９９】従って、これらの２つの作用に対応した解
像度の良い陰極線管は必然的に管軸長が長くなる。しか
し、本発明により、電子銃の陰極から主集束レンズまで
の間の長さを変化させない状態で主集束レンズの位置を
蛍光面に近づけることで、電子銃の像倍率は更に縮小し
て蛍光面上の電子ビームスポツト径を更に小さくでき、
同時に管軸長も短縮できる。

【０２００】この管軸長の短縮により、主レンズの位置
が蛍光膜に近づいて電子ビーム中の空間電荷の反発の持
続する時間が短縮されるので、蛍光面上のビームスポツ
ト径を更に小さくできる。この状態では、主集束レンズ
中の電子ビームは偏向磁界発生部に近づくか、偏向磁界
発生部の中に入ってしまうので、偏向磁界により歪み易
くなるが、上記偏向角に応じて集束作用が変化する集束
制御で電極の作用で上記歪みは抑制される。

【０２０１】そして、電子ビームスポツトが画面の中央
に位置する時は偏向磁界の影響を受けないので、偏向磁
界による歪み対策は不要になるため、電子銃のレンズ作
用は回転対称の集束系となり、画面上での電子ビームス
ポツト径をより小さくすることができる。

【０２０２】そして、さらに電子銃の集束電極にダイナ
ミックフォーカス電圧を印加すれば一層画面の全域で適
正な電子ビームの集束作用が可能となり、画面の全域で
良好な解像度特性を得ることができるが、偏向磁界中に
位置して電子ビームが偏向されてその軌道が変化すると
き、偏向角に応じて電子ビームの集束作用が変化する本
発明による集束制御電極との組合せにより、必要なダイ
ナミックフォーカス電圧を低くすることが可能となる。

【０２０３】また、電子銃の集束電極に特定方向の偏向
に合わせてダイナミックフォーカス電圧を印加し、他の
方向の偏向時の電子ビームの集束作用のダイナミックな
制御に偏向磁界中に位置して電子ビームが偏向されてそ
の軌道が変化するとき、偏向角に応じて電子ビームの集
束作用が変化する本発明による集束制御電極との組合せ
により必要なダイナミックフォーカス電源の簡素化が可
能になる。

【０２０４】また、さらに、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することにより、画面中央部
の大電流域での電子ビームスポツトの形状を略円形また
は略矩形とし、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ツ
トの走査方向径より走査方向と直角方向の径を走査方向
と直角方向のシャドウマスクピッチや走査線密度に適合
させ、かつ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が形成される。

【０２０５】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しかも全電流域に
おいてモアレのない良好なフォーカス特性を与え、高品
質の画像再生特性をもつ陰極線管を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による陰極線管の１実施例の構成を説明
する断面模式図である。

【図２】本発明による陰極線管の１実施例の作用を説明
する要部断面模式図である。

【図３】本発明による陰極線管の１実施例における集束
制御電極の作用を従来技術と対比説明するために集束制
御電極を欠如した図２と同様の要部断面模式図である。

【図４】主レンズと蛍光膜との間で電子ビームに対して
空間電荷の反発がどのように影響するかを示す説明図で
ある。

【図５】主レンズと蛍光膜との間の距離と蛍光膜上のビ
ームスポツトの大きさの関係の説明図である。

【図６】本発明による陰極線管の１実施例における寸法
例を説明する断面模式図である。

【図７】本発明による陰極線管の１実施例における寸法
例を従来例と比較して説明するための従来技術の陰極線
管の構造を示す断面模式図である。

【図８】本発明による集束制御電極を有する電子銃を備
えた陰極線管の主レンズを構成する電極の１例の説明図
である。

【図９】本発明による集束制御電極を有する電子銃を備
えた陰極線管の主レンズを構成する電極の他の例の説明
図である。

【図１０】本発明による集束制御電極を有する電子銃を
備えた陰極線管の主レンズを構成する電極のさらに他の
例の説明図である。

【図１１】本発明の陰極線管における電子銃の構造例に
おける集束作用の説明図である。

【図１２】本発明の陰極線管における電子銃の構造例に
おける集束作用の説明図である。

【図１３】本発明による陰極線管に用いる電子銃の主レ
ンズ部のさらにまた他の構造例とその支持構造の説明図
である。

【図１４】本発明による陰極線管に用いる電子銃の他の
実施例の詳細構造例を説明する側面図である。

【図１５】本発明による陰極線管に用いる電子銃の他の
実施例の詳細構造例を説明する図１４の要部を示す部分
破断した側面図である。

【図１６】偏向ヨ−クの磁界内に位置して、電子ビーム
を偏向ヨークの磁界で偏向するときに当該偏向角に応じ
て電子ビームの集束状態を制御する集束制御電極の各種
の具体的構造例の説明図である。

【図１７】偏向ヨ−クの磁界内に位置して、電子ビーム
を偏向ヨークの磁界で偏向するときに当該偏向角に応じ
て電子ビームの集束状態を制御する集束制御電極の各種
の具体的構造例の説明図である。

【図１８】偏向ヨ−クの磁界内に位置して、電子ビーム
を偏向ヨークの磁界で偏向するときに当該偏向角に応じ
て電子ビームの集束状態を制御する集束制御電極の各種
の具体的構造例の説明図である。

【図１９】偏向ヨ−クの磁界内に位置して、電子ビーム
を偏向ヨークの磁界で偏向するときに当該偏向角に応じ
て電子ビームの集束状態を制御する集束制御電極の各種
の具体的構造例の説明図である。

【図２０】偏向ヨ−クの磁界内に位置して、電子ビーム
を偏向ヨークの磁界で偏向するときに当該偏向角に応じ
て電子ビームの集束状態を制御する集束制御電極の各種
の具体的構造例の説明図である。

【図２１】偏向ヨークの磁界内に位置して、電子ビーム
を偏向ヨークの磁界で偏向するときに、当該偏向角に応
じて電子ビームの収束状態を制御する収束制御電極の他
の構造例の説明図である。

【図２２】偏向ヨークの磁界内に位置して、電子ビーム
を偏向ヨークの磁界で偏向するときに、当該偏向角に応
じて電子ビームの収束状態を制御する収束制御電極の他
の構造例の説明図である。

【図２３】偏向ヨークの磁界内に位置して、電子ビーム
を偏向ヨークの磁界で偏向するときに、当該偏向角に応
じて電子ビームの収束状態を制御する収束制御電極の他
の構造例の説明図である。

【図２４】偏向ヨークの磁界内に位置して、電子ビーム
を偏向ヨークの磁界で偏向するときに、当該偏向角に応
じて電子ビームの収束状態を制御する収束制御電極の他
の構造例の説明図である。

【図２５】偏向ヨークの磁界内に位置して、電子ビーム
を偏向ヨークの磁界で偏向するときに、当該偏向角に応
じて電子ビームの収束状態を制御する収束制御電極の他
の構造例の説明図である。

【図２６】偏向ヨークの磁界内に位置して、電子ビーム
を偏向ヨークの磁界で偏向するときに、当該偏向角に応
じて電子ビームの収束状態を制御する収束制御電極の他
の構造例の説明図である。

【図２７】本発明を適用する種々の電極構成の電子銃基
本構造例を説明する断面模式図である。

【図２８】本発明を適用する種々の電極構成の電子銃基
本構造例を説明する断面模式図である。

【図２９】本発明を適用する種々の電極構成の電子銃基
本構造例を説明する断面模式図である。

【図３０】本発明を適用する種々の電極構成の電子銃基
本構造例を説明する断面模式図である。

【図３１】本発明を適用する種々の電極構成の電子銃基
本構造例を説明する断面模式図である。

【図３２】本発明を適用する種々の電極構成の電子銃基
本構造例を説明する断面模式図である。

【図３３】本発明を適用する他の電子銃の構成を説明す
る模式図である。

【図３４】図３３における第２電極の詳細構成の説明図
である。

【図３５】図３３における第３電極の詳細構成の説明図
である。

【図３６】図３３における第４電極の詳細構成の説明図
である。

【図３７】本発明による陰極線管のフォーカス状態を説
明するために従来の陰極線管の動作条件を変えて示すテ
ストパターン図である。

【図３８】本発明による陰極線管のフォーカス状態を説
明するために従来の陰極線管の動作条件を変えて示すテ
ストパターン図である。

【図３９】本発明による陰極線管のフォーカス状態を説
明するために従来の陰極線管の動作条件を変えて示すテ
ストパターン図である。

【図４０】本発明による陰極線管のフォーカス状態を説
明するために従来の陰極線管の動作条件を変えて示すテ
ストパターン図である。

【図４１】本発明による陰極線管のフォーカス状態を説
明するために従来の陰極線管の動作条件を変えて示すテ
ストパターン図である。

【図４２】本発明による陰極線管のフォーカス状態を説
明するために従来の陰極線管の動作条件を変えて示すテ
ストパターン図である。

【図４３】本発明による陰極線管のフォーカス状態を説
明するために従来の陰極線管の動作条件を変えて示すテ
ストパターン図である。

【図４４】本発明による陰極線管のフォーカス状態を説
明するために従来の陰極線管の動作条件を変えて示すテ
ストパターン図である。

【図４５】本発明による陰極線管のフォーカス状態を説
明するために従来の陰極線管の動作条件を変えて示すテ
ストパターン図である。

【図４６】本発明による陰極線管のフォーカス状態を説
明するために従来の陰極線管の動作条件を変えて示すテ
ストパターン図である。

【図４７】本発明による陰極線管のフォーカス状態を説
明するためにその動作条件を変えて示すテストパターン
図である。

【図４８】本発明による陰極線管のフォーカス状態を説
明するためにその動作条件を変えて示すテストパターン
図である。

【図４９】本発明による陰極線管のフォーカス状態を説
明するためにその動作条件を変えて示すテストパターン
図である。

【図５０】本発明による陰極線管のフォーカス状態を説
明するためにその動作条件を変えて示すテストパターン
図である。

【図５１】本発明による陰極線管のフォーカス状態を説
明するためにその動作条件を変えて示すテストパターン
図である。

【図５２】本発明による陰極線管のフォーカス状態を説
明するためにその動作条件を変えて示すテストパターン
図である。

【図５３】本発明による陰極線管のフォーカス状態を説
明するためにその動作条件を変えて示すテストパターン
図である。

【図５４】本発明による陰極線管のフォーカス状態を説
明するためにその動作条件を変えて示すテストパターン
図である。

【図５５】本発明による陰極線管のフォーカス状態を説
明するためにその動作条件を変えて示すテストパターン
図である。

【図５６】本発明による陰極線管のフォーカス状態を説
明するためにその動作条件を変えて示すテストパターン
図である。

【図５７】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る。

【図５８】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
の説明図である。

【図５９】陰極線管の偏向磁界分布の説明図である。

【図６０】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る。

【図６１】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。

【図６２】図６１に示したレンズ系を用いた場合の螢光
面１４の電子ビームスポット形状を説明する模式図であ
る。

【図６３】主レンズのレンズ強度を非回転対称とする代
わりにプ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る。

【図６４】図６２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である。

【図６５】図６４に示した構成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
図である。

【図６６】小電流時での電子ビームの軌道を説明する電
子銃光学系の模式図である。

【図６７】プ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る。

【図６８】陰極線管用電子銃の一例であるＥＡ−ＵＢ型
電子銃の全体側面図である。

【図６９】図６８に示した電子銃の要部部分断面図であ
る。

【図７０】フォーカス電圧の与え方による電子銃の構造
比較のための要部断面模式図である。

【図７１】図７０に示した電子銃に供給するフォ−カス
電位の説明図である。

【符号の説明】

１ 第１電極 ２ 第２電極 ３ 第３電極 ４ 第４電極 ５ 第５電極 ６ 第６電圧 ７ ネック部 ８ ファンネル部 ９ ビードガラス棒 １０ 電子ビーム １１ 偏向ヨーク １２ シャドウマスク １３ 蛍光膜 １４ パネル部 ３８ 主レンズ ３９ 集束制御電極。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の電極から成る電子銃と、前記電子銃
   から発射される電子ビームを水平方向と垂直方向に偏向
   する偏向装置および電子ビームの射突により画像を生成
   する蛍光面を少なくとも備える陰極線管において、 前記電子銃に、前記偏向装置により形成される電子ビー
   ム偏向磁界領域に位置して前記電子ビームを特定方向に
   集束する集束制御電極を設けると共に、 前記電子銃の主レンズを構成する複数の電極のうち、高
   電位側電極の径の少なくとも一部が低電位側電極の径よ
   り大であることを特徴とする陰極線管。
2. 【請求項２】複数の電極から成る電子銃と、前記電子銃
   から発射される電子ビームを水平方向と垂直方向に偏向
   する偏向装置および電子ビームの射突により画像を生成
   する蛍光面を少なくとも備える陰極線管において、 前記電子銃に、前記偏向装置により形成される電子ビー
   ム偏向磁界領域に位置して前記電子ビームを特定方向に
   集束する集束制御電極を設け、 前記電子銃の主レンズを構成する複数の電極のうち、高
   電位側電極の径の少なくとも一部が低電位側電極の径よ
   り大であると共に、 前記低電位側電極の少なくとも一部が前記高電位側電極
   の内に位置することを特徴とする陰極線管。
3. 【請求項３】複数の電極から成る電子銃と、前記電子銃
   から発射される電子ビームを水平方向と垂直方向に偏向
   する偏向装置および電子ビームの射突により画像を生成
   する蛍光面を少なくとも備える陰極線管において、 前記電子銃の主レンズが前記偏向装置により形成される
   電子ビーム偏向磁界領域に配置されると共に、 前記電子銃に、前記偏向装置により形成される電子ビー
   ム偏向磁界領域に位置して前記電子ビームを特定方向に
   集束する集束制御電極を設け、 かつ、前記電子銃の前記主レンズを構成する複数の電極
   のうち高電位側電極の径の少なくとも一部が低電位側電
   極の径より大であることを特徴とする陰極線管。
4. 【請求項４】複数の電極から成る電子銃と、前記電子銃
   から発射される電子ビームを水平方向と垂直方向に偏向
   する偏向装置および電子ビームの射突により画像を生成
   する蛍光面を少なくとも備える陰極線管において、 前記電子銃の主レンズを前記偏向装置により形成される
   電子ビーム偏向磁界領域に配置されると共に、 前記電子銃に、前記偏向装置により形成される電子ビー
   ム偏向磁界領域に位置して前記電子ビームを特定方向に
   集束する集束制御電極を設け、 前記電子銃の前記主レンズを構成する複数の電極のうち
   高電位側電極の径の少なくとも一部が低電位側電極の径
   より大で、かつ、前記低電位側電極の少なくとも一部が
   前記高電位側電極の内部に位置することを特徴とする陰
   極線管。