JPH08162038A - カラー陰極線管用電子銃 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子銃の全長を短くし、しかも三本のカソー
ドを同一平面状に配置することが可能でありながら、収
束電圧差の補正を行い、フォーカス特性の向上、耐電圧
特性の向上、スポット形状の改善を図ることができるカ
ラー陰極線管用電子銃を提供すること。 【構成】 三原色用の三本のカソード２ｒ，２ｇ，２ｂ
が配置された陰極構体の前部に、主電子レンズ用電極を
含む複数の電極が配置されたカラー陰極線管用電子銃。
主電子レンズ用電極の蛍光面側に、後段補助電子レンズ
用電極Ｇ₅ 〜Ｇ ₇ を配置する。また、三本のカソードか
ら放出される電子ビームの交差角θを１０〜１４度に設
定することが好ましい。後段補助電子レンズ用電極は、
ユニポテンシャルレンズおよびバイポテンシャルレンズ
のいずれであっても良い。後段補助電子レンズ用電極
が、四重極電界を発生することができる構造であること
も好ましい。後段補助電子レンズ用電極に形成してある
電子ビーム通過孔のうち、サイドビーム通過孔６ｒ，６
ｂがセンタービーム通過孔６ｇよりも大きく形成してあ
ることが好ましい。

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（ＣＲ
Ｔ）用電子銃に係り、さらに詳しくは、いわゆるトリニ
トロン方式の電子銃の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラー陰極線管の大型化と共に、
ＣＲＴセットの奥行きの縮小と、フォーカス特性の向上
とが重要な課題となっている。従来例に係るトリニトロ
ン方式のカラーＣＲＴ用電子銃の概略構成を図１３に示
す。

【０００３】図１３に示すように、ＲＧＢ用の三本のカ
ソード２ｒ，２ｇ，２ｂの前部に、第１〜第５電極Ｇ
₁ 、Ｇ₂ 、Ｇ₃ 、Ｇ₄ 、Ｇ₅ およびコンバージェンス用
電極４が、この順で配置してある。第３〜第５電極Ｇ
₃ 、Ｇ₄ 、Ｇ₅ が主電子レンズ用電極を構成する。図１
３に示す電子銃の基本光学モデルを図１４に示す。図１
３，１４に示すように、サイドのカソード２ｒ，２ｂか
ら放出される電子ビームは、主電子レンズのほぼ中央、
すなわちコマ収差が零になる条件の位置で交差するよう
に斜めに入射し、第５電極Ｇ₅ の後段では、静電偏向板
により構成されたコンバージェンス用電極４により、三
本の電子ビームが蛍光面上にコンバージェンスされるよ
うになっている。

【０００４】このような構成の電子銃においては、サイ
ドビームが主電子レンズを交差してからコンバージェン
ス用電極４において、所定のビームスペースＳを得るた
めに、ある程度の長さが必要となる。つまり、いわゆる
トリニトロン方式の電子銃の全長を縮小するためには、
主電子レンズにおいて、サイドビームとセンタービーム
との交差角度θを大きくとり、主電子レンズ通過後にサ
イドビームが、短い距離で、要求されるビームスペース
Ｓに到達する必要がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、サイドビー
ムとセンタービームとの交差角度θを大きくとると、主
電子レンズの像面湾曲収差により、センタービームとサ
イドビームとの収束電圧値の差異が大きくなる。つま
り、サイドビームは、主電子レンズの中心に斜めに入射
するため、像面湾曲収差により、垂直入射のセンタービ
ームよりも強い収束効果を受けることになる。そのた
め、電子ビームの出射位置が同一平面にある場合には、
センタービームとサイドビームとの間に収束電圧差（Δ
Ｅｃ４）が生じ、図１５に示すように、センターの電子
ビーム（Ｇの電子ビーム）１２Ｇをジャストフォーカス
とした場合に、サイドの電子ビーム（Ｒ，Ｂの電子ビー
ム）１２Ｒ，１２Ｂがオーバーフォーカスとなり、ハレ
ーションを起こしてしまう。

【０００６】そこで、収束電圧差を補正するために、図
１６に示すように、センターの電子ビームを出射するカ
ソード２ｇの電子放出面を、サイドの電子ビームを出射
するカソード２ｒ，２ｂの電子放出面に対して、補正距
離Ｈ₃ だけ後退させ、収束用主レンズまでの物点距離を
等しくしている。すなわち、センタービームとサイドビ
ームとの物点位置を調節することにより、図４（Ａ）に
示すように、収束電圧値の差を補正し、収束点を共に蛍
光面上に一致させていた。また、プリフォーカス部を構
成する第１電極Ｇ₁ および第２電極Ｇ₂ にも、同様な理
由から、それぞれ高さＨ₂ ，Ｈ₁ の瘤状段差を設ける必
要があった。なお、Ｈ₁ ＝Ｈ₂ ＝Ｈ₃ である。

【０００７】このような段差を設けることは、部品の形
状として加工が困難であり、また、カソード２ｒ，２
ｇ，２ｂを所定の段差を設けて高精度に取り付けること
は、組立作業を煩雑なものとしている。その結果、電子
銃の製造コストを増大させる要因となっている。

【０００８】さらに、第１，第２電極に形成された瘤状
段差を深く形成することは、そこに形成される電界によ
りセンタービームのフォーカス特性を著しく劣化させる
ことになる。また、電子銃の全長縮小に伴い焦点距離も
小さくなり、像倍率が大きくなり、フォーカス特性を劣
化させることにもなっていた。

【０００９】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、電子銃の全長を短くし、しかも三本のカソードを同
一平面状に配置することが可能でありながら、収束電圧
差の補正を行い、フォーカス特性の向上、耐電圧特性の
向上、スポット形状の改善を図ることができるカラー陰
極線管用電子銃を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るカラー陰極線管用電子銃は、三原色用
の三本のカソードが配置された陰極構体の前部に、主電
子レンズ用電極を含む複数の電極が配置されたカラー陰
極線管用電子銃であって、前記主電子レンズ用電極の蛍
光面側に、後段補助電子レンズ用電極を配置してあるこ
とを特徴とする。前記三本のカソードから放出される電
子ビームの交差角は４〜１０度でも良いが、１０〜１４
度に設定することが好ましい。前記後段補助電子レンズ
用電極は、ユニポテンシャルレンズおよびバイポテンシ
ャルレンズのいずれであっても良い。

【００１１】前記後段補助電子レンズ用電極が、四重極
電界を発生することができる構造であることも好まし
い。前記後段補助電子レンズ用電極に形成してある電子
ビーム通過孔のうち、サイドビーム通過孔がセンタービ
ーム通過孔よりも大きく形成してあることが好ましい。

【００１２】

【作用】収束電圧差の補正 本発明に係るカラー陰極線管用電子銃では、主電子レン
ズを構成する電極の蛍光面側に、後段補助電子レンズ用
電極を配置してある。後段補助電子レンズ用電極に形成
してある電子ビーム通過孔のうち、サイドビーム通過孔
をセンタービーム通過孔よりも大きく形成することで、
センタービームのレンズ収束効果を、サイドビームのそ
れよりも強くすることが可能になり、図４（Ｂ）に示す
ように、主レンズでの収束差を相殺し、センタービーム
とサイドビームとの収束電圧差を補正している。よっ
て、従来のようにカソードを段差状に配置する必要がな
くなり、第１〜第３電極に瘤状の段差を形成する必要が
なくなる。

【００１３】フォーカス特性の向上 図５（Ａ）に従来の電子銃の光学モデル、図５（Ｂ）に
本発明に係る電子銃の光学モデルを示す。図５（Ａ）に
示すように、従来の電子銃は、一つの主電子レンズを持
つのに対し、本発明の電子銃は、主電子レンズと後段電
子レンズとの複合レンズのため、図５（Ｃ）に示すよう
に、これらを合成した結果の合成レンズの中心は、主レ
ンズよりも蛍光面側に移動する。

【００１４】従来の電子銃の像倍率ＭはＭ＝ｂ／ａと表
わすることができ、本発明の電子銃の像倍率ＭはＭ＝
ｂ’／ａ’と表わすことができる。ここで、ａ，ａ’
は、物点位置から主レンズまたは合成レンズまでの距
離、ｂ，ｂ’は、主レンズまたは合成レンズから蛍光面
までの距離である。ａ，ａ’，ｂ，ｂ’の関係は、ａ＜
ａ’、ｂ＞ｂ’なので、両者の像倍率の関係は、Ｍ＞
Ｍ’となり、本発明の電子銃の像倍率Ｍ’は、従来の電
子銃の像倍率Ｍよりも小さくすることができる。

【００１５】ところで、一般に、蛍光面上のビームスポ
ットのサイズＤｔは以下の式で表わすことができる。

【００１６】

【数１】Ｄｔ＝｛（Ｄｘ＋Ｄｓａ）² ＋Ｄｓｃ² ｝^1/2 ただし、Ｄｘは像倍率成分であり、Ｄｓａは球面収差成
分であり、Ｄｓｃは空間電荷反発成分である。

【００１７】なお、倍率成分Ｄｘは、Ｄｘ＝Ｍ・ｄｘと
表わせる。Ｍは電子レンズの像倍率、ｄｘは仮想物点径
である。したがって、上記数式から、像倍率を小さくで
きれば、蛍光面上のビームスポットサイズを小さくでき
ることが分かる。本発明の電子銃では、従来の電子銃に
比較して、像倍率を小さくできるため、蛍光面上のビー
ムスポットサイズを小さくすることができ、従来に比較
してフォーカス特性の向上を図ることができる。

【００１８】耐電圧特性の向上 本発明において、後段補助電子レンズ用電極がバイポテ
ンシャルレンズである場合には、次に示すように、対電
圧特性の向上が期待できる。カラーＣＲＴ用電子銃で
は、一般に、カソード、第１電極Ｇ₁ および第２電極Ｇ
₂ において、電子ビームを生成するが、これらの電位
は、１ｋＶ以下程度である。第３電極Ｇ₃ に数ｋＶの電
位を与えることで、第２電極Ｇ₂ と第３電極Ｇ₃間の電
界により電子ビームは加速を受けて主電子レンズへ入射
する。この主電子レンズで、電子ビームは、フォーカス
作用を受け、蛍光面でフォーカスする。

【００１９】本発明では、主電子レンズを構成する第３
電極Ｇ₃ および第５電極Ｇ₅ を、従来の高圧電位よりも
低い電位に設定し、第４電極Ｇ₄ では、第３電極Ｇ₃ お
よび第５電極Ｇ₅ よりもさらに低い電位に設定すること
ができる（図２参照）。これにより、ユニポテンシャル
レンズの主電子レンズが形成され、ここで、トリニトロ
ン方式の電子銃の特徴である大口径主電子レンズでの３
ビームの交差が行われる。

【００２０】さらに第５電極Ｇ₅ と高圧電位である第６
電極との間で形成するバイポテンシャル型後段補助レン
ズにて、３ビームを個々に後段フォーカスさせる。この
ように、本発明では、第３電極Ｇ₃ の電位を従来の高圧
電位の半分以下に設定することができ、第２電極Ｇ₂ と
第３電極Ｇ₃ との間の電位差が小さくなる。このこと
は、第２電極と第３電極との間の直接的な放電や電気的
リークを防ぐのみならず、図１２（Ｂ）に示すように、
ＣＲＴネック内壁の電位（特に第１〜第３電極Ｇ₁ 〜Ｇ
₃ と対向するネック内壁）を下げることに有効である。
また、第１電極Ｇ₁ およびカソードが関連する放電や電
気的リークを防止することにも役立つことになる。

【００２１】なお、本発明において、第４電極Ｇ₄ の電
位を第３電極Ｇ₃ および第５電極Ｇ ₄ よりも高く設定す
ることも考えられる（図３参照）。第４電極Ｇ₄ の電位
を高圧電位に設定すると、構造的にシンプルな設計が可
能となり有効である。さらに、この場合において、第３
電極Ｇ₃ と第５電極Ｇ₅ との電位をフォーカス電位とす
ると、必要なダイナミックフォーカス量が少なくて済む
などの点でも有利である。

【００２２】スポット形状の改善 図６（Ａ）は主電子レンズのみに四重極を配した電子銃
を示し、図６（Ｂ）、図７（Ａ）、図７（Ｂ）は主電子
レンズおよび後段補助電子レンズに四重極を配した（以
下、後段四重極と略す）電子銃を示す。また、図８
（Ａ）、図８（Ｂ）は、後段四重極有りの場合とない場
合との画面コーナーでの光学モデルを示す。また、図９
（Ａ）、図９（Ｂ）は、図８（Ａ）、図８（Ｂ）に対応
するレンズ系の合成レンズのモデルを示す。

【００２３】後段四重極がある場合には、その四重極電
界は、画面センターへの電子ビームにはほとんど影響せ
ず、画面コーナーを含む画面周辺において、垂直（Ｖ）
方向に凹レンズ作用、水平（Ｈ）方向に凸レンズ作用が
働き、偏向ヨークによる電子ビームの歪をキャンセルす
ることができる。

【００２４】図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、後段四
重極有りの場合とない場合とで、合成レンズの光学モデ
ルにおいて比較すれば、後段四重極有りの場合では、像
倍率はＶ方向についてＢＶ／ＡＶ＝ＭＶ、Ｈ方向につい
てＢＨ／ＡＨ＝ＭＨであり、縦横比を表わす像倍率比は
ＭＶ／ＭＨと成る。一方、図９（Ｂ）に示す後段四重極
無しの場合には、像倍率はＶ方向についてｂＶ／ａＶ＝
ｍＶ、Ｈ方向についてｂＨ／ａＨ＝ｍＨであり、縦横比
を表わす像倍率比はｍＶ／ｍＨと成る。

【００２５】これらの光学モデルから明らかなように、
ＭＶ／ＭＨ＞ｍＶ／ｍＨである。したがって、後段四重
極の採用により、画面周辺でのビームスポットの縦横比
が改善され、スポット形状を改善することができる。な
お、このようなスポット形状の改善は、後段電子レンズ
がユニポテンシャルに限らず、バイポテンシャルレンズ
でも同様である。

【００２６】また、この後段四重極は、従来検討が成さ
れてきた前段電子レンズにて四重極作用を持たせる方式
（以下、前段四重極と略す）に比較して、像倍率的に優
れている。補助電子レンズの位置による像倍率の比較を
示す図が、図１０（Ａ），（Ｂ）と図１１（Ａ），
（Ｂ）である。これらの光学モデルを比較すると、後段
にレンズ作用を持たせる方が有利であることが分かる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明に係るカラー陰極線管用電子銃
を、図面に示す実施例に基づき、詳細に説明する。ま
ず、ＣＲＴの全体構成について説明する。

【００２８】カラーＣＲＴは、パネルガラスと、ファン
ネルガラスとを有し、これらがフリットガラスで融着さ
れ、内部が高真空に維持されている。ファンネルガラス
のネック部に、電子銃が内蔵してある。パネルガラスの
内面には、蛍光面が形成してあり、その背面にアパーチ
ャグリルが装着してある。また、ネック部の外周には、
偏向ヨークが装着してあり、電子銃から放出・制御・加
速・集束された３本の電子ビームは、偏向ヨークによっ
て偏向されることにより、蛍光面の全面を走査するよう
になっている。

【００２９】第１実施例 本実施例に係るカラーＣＲＴ用電子銃は、図１（Ａ）に
示すように、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）用の三
本のカソード２ｒ，２ｇ，２ｂが配置された陰極構体の
前部に、第１電極Ｇ₁ 、第２電極Ｇ₂ 、第３電極Ｇ₃ 、
第４電極Ｇ₄ 、第５電極Ｇ₅ 、第６電極Ｇ₆ 、第７電極
Ｇ₇ およびコンバージェンス用電極４が、この順で配置
してある。

【００３０】第１電極Ｇ₁ および第２電極Ｇ₂ は、それ
ぞれ制御電極と加速電極であり、たとえば０Ｖと３００
〜６００Ｖの電圧がそれぞれ印加される。第３電極Ｇ
₃ 、第４電極₄ および第５電極₅ は、主電子レンズ用電
極であり、第３電極Ｇ₃ および第５電極Ｇ₅ および第７
電極Ｇ₇ には、約２７ｋＶ前後が印加され、第４電極Ｇ
₄ には、約８〜９ｋＶの可変電圧が印加される。第３電
極Ｇ₃ と第５電極Ｇ₅ と第７電極Ｇ₇ とは、同電位なの
で、端子により接続してある。第４電極Ｇ₄ がフォーカ
ス電極となる。各カソード２ｒ，２ｇ，２ｂから放出さ
れる電子ビームの主電子レンズでの交差角θが１０〜１
４度に成るように設計される。

【００３１】本実施例では、第５電極Ｇ₅ 、第６電極Ｇ
₆ および第７電極Ｇ₇ が後段補助電子レンズ用電極を構
成し、後段ユニポテンシャルレンズとなっている。第６
電極Ｇ₆ には、８〜２４ｋＶの電圧が印加される。これ
ら第５電極Ｇ₅ 、第６電極Ｇ₆ および第７電極Ｇ₇ に
は、図１（Ｂ）に示すように、三つの電子ビーム通過孔
６ｒ，６ｇ，６ｂが形成してある。本実施例では、中央
の電子ビーム（センタービーム）通過孔６ｇに比較し、
両サイドの電子ビーム（サイドビーム）通過孔６ｒ，６
ｂが、直径で好ましくは１３０〜１５０％程度に大きく
形成してある。

【００３２】コンバージェンス用電極４は、偏向板を構
成する平板状の電極であり、外側の平行平板電極には、
２４〜２５ｋＶの電圧が印加され、内側の平行平板電極
には、２７ｋＶ程度の電圧が印加される。本実施例に係
る電子銃によれば、三本のカソード２ｒ，２ｇ，２ｂか
ら放出される電子ビームの交差角を１０〜１４度に設定
することと、主電子レンズ用電極Ｇ₃ ，Ｇ₄ ，Ｇ₅ の蛍
光面側に、後段補助電子レンズ用電極Ｇ₅ ，Ｇ₆ ，Ｇ₇
を配置することで、焦点距離Ｌおよび第４電極からコン
バージェンス用電極４までの距離を短くし、電子銃の全
長の短縮を図ることができる。

【００３３】また、本実施例では、後段補助電子レンズ
用電極Ｇ₅ ，Ｇ₆ ，Ｇ₇ に形成してある電子ビーム通過
孔６ｒ，６ｇ，６ｂのうち、サイドビーム通過孔６ｒ，
６ｂをセンタービーム通過孔６ｇよりも大きく形成する
ことで、センタービームのレンズ収束効果を、サイドビ
ームのそれよりも強くすることが可能になり、図４
（Ｂ）に示すように、主レンズでの収束差を相殺し、セ
ンタービームとサイドビームとの収束電圧差を補正して
いる。よって、従来のようにカソードを段差状に配置す
る必要がなくなり、第１〜第３電極Ｇ₁ 〜Ｇ₃ に瘤状の
段差を形成する必要がなくなる。

【００３４】さらに、本実施例に係る電子銃では、フォ
ーカス特性の向上も図ることができる。図５（Ａ）に従
来の電子銃の光学モデル、図５（Ｂ）に本実施例に係る
電子銃の光学モデルを示す。

【００３５】図５（Ａ）に示すように、従来の電子銃
は、一つの主電子レンズを持つのに対し、本発明の電子
銃は、主電子レンズと後段電子レンズとの複合レンズの
ため、図５（Ｃ）に示すように、これらを合成した結果
の合成レンズの中心は、主レンズよりも蛍光面側に移動
する。

【００３６】従来の電子銃の像倍率ＭはＭ＝ｂ／ａと表
わすることができ、本実施例の電子銃の像倍率ＭはＭ＝
ｂ’／ａ’と表わすことができる。ここで、ａ，ａ’
は、物点位置から主レンズまたは合成レンズまでの距
離、ｂ，ｂ’は、主レンズまたは合成レンズから蛍光面
までの距離である。ａ，ａ’，ｂ，ｂ’の関係は、ａ＜
ａ’、ｂ＞ｂ’なので、両者の像倍率の関係は、Ｍ＞
Ｍ’となり、本実施例の電子銃の像倍率Ｍ’は、従来の
電子銃の像倍率Ｍよりも小さくすることができる。

【００３７】像倍率を小さくできれば、蛍光面上のビー
ムスポットサイズを小さくできることは前述した通りな
ので、本実施例の電子銃では、従来の電子銃に比較し
て、像倍率を小さくできるため、蛍光面上のビームスポ
ットサイズを小さくすることができ、従来に比較してフ
ォーカス特性の向上を図ることができる。

【００３８】第２実施例 次に、本発明の第２実施例に係る電子銃について説明す
る。図２に示す実施例に係る電子銃は、後段バイポテン
シャルレンズ型の電子銃である点を除けば、図１に示す
電子銃と構成が共通するので、共通部分の説明は、一部
省略する。

【００３９】本実施例では、第１電極Ｇ₁ および第２電
極Ｇ₂ は、それぞれ制御電極と加速電極であり、たとえ
ば０Ｖと５００〜６００Ｖの電圧がそれぞれ印加され
る。第３電極Ｇ₃ 、第４電極Ｇ₄ および第５電極Ｇ₅
は、主電子レンズ用電極であり、第３電極Ｇ₃ および第
５電極Ｇ₅ には、約２０ｋＶ前後が印加され、第４電極
Ｇ ₄ には、約６ｋＶの可変電圧が印加される。第３電極
Ｇ₃ と第５電極Ｇ₅ とは、同電位なので、端子により接
続してある。第４電極Ｇ₄ がフォーカス電極となる。
各カソード２ｒ，２ｇ，２ｂから放出される電子ビーム
の主電子レンズでの交差角θが１０〜１４度に成るよう
に設計される。

【００４０】本実施例では、第５電極Ｇ₅ および第６電
極Ｇ₆ が後段補助電子レンズ用電極を構成し、後段バイ
ポテンシャルレンズとなっている。第６電極Ｇ₆ には、
アノード電位である２９．５〜３０ｋＶの電圧が印加さ
れる。本実施例に係る電子銃によれば、前記第１実施例
の電子銃の作用に加えて、新たに次の作用が期待でき
る。

【００４１】本実施例の電子銃では、第３電極Ｇ₃ の電
位を従来の高圧電位に比較して低く設定することがで
き、第２電極Ｇ₂ と第３電極Ｇ₃ との間の電位差が小さ
くなる。このことは、第２電極と第３電極との間の直接
的な放電や電気的リークを防ぐのみならず、ＣＲＴネッ
ク内壁の電位（特に第１〜第３電極Ｇ₁ 〜Ｇ₃ と対向す
るネック内壁）を下げることに有効である。また、第１
電極Ｇ₁ およびカソードが関連する放電や電気的リーク
を防止することにも役立つことになる。

【００４２】第３実施例 次に、本発明の第３実施例に係る電子銃について説明す
る。図３に示す実施例に係る電子銃は、後段バイポテン
シャルレンズ型の電子銃である点を除けば、図１に示す
電子銃と構成が共通するので、共通部分の説明は、一部
省略する。

【００４３】本実施例では、第１電極Ｇ₁ および第２電
極Ｇ₂ は、それぞれ制御電極と加速電極であり、たとえ
ば０Ｖと５００〜６００Ｖの電圧がそれぞれ印加され
る。第３電極Ｇ₃ 、第４電極₄ および第５電極₅ は、主
電子レンズ用電極であり、第３電極Ｇ₃ および第５電極
Ｇ₅ には、約６ｋＶの可変電圧が印加される。第４電極
Ｇ₄ には、約２０ｋＶの電圧が印加される。第３電極Ｇ
₃ と第５電極Ｇ₅ とは、同電位なので、端子により接続
してある。第３電極Ｇ₃ と第５電極Ｇ₅ とがフォーカス
電極となる。各カソード２ｒ，２ｇ，２ｂから放出され
る電子ビームの主電子レンズでの交差角θが１０〜１４
度に成るように設計される。

【００４４】本実施例では、第５電極Ｇ₅ および第６電
極Ｇ₆ が後段補助電子レンズ用電極を構成し、後段バイ
ポテンシャルレンズとなっている。第６電極Ｇ₆ には、
アノード電位である２９．５〜３０ｋＶの電圧が印加さ
れる。本実施例に係る電子銃によれば、前記第１実施例
の電子銃の作用に加えて、新たに次の作用が期待でき
る。

【００４５】本実施例の電子銃では、第３電極Ｇ₃ の電
位を従来の高圧電位に比較して約半分以下程度低く設定
することができ、また、第２電極Ｇ₂ と第３電極Ｇ₃ と
の間の電位差が小さくなる。このことは、第２電極と第
３電極との間の直接的な放電や電気的リークを防ぐのみ
ならず、図１２（Ｂ）に示すように、ＣＲＴネック内壁
の電位（特に第１〜第３電極Ｇ₁ 〜Ｇ₃ と対向するネッ
ク内壁）を下げることに有効である。また、第１電極Ｇ
₁ およびカソードが関連する放電や電気的リークを防止
することにも役立つことになる。図３に示す本実施例の
電子銃では、図２に示す電子銃に比べてさらに耐圧が向
上する。

【００４６】第４実施例 次に、本発明の第４実施例に係る電子銃について説明す
る。図６（Ｂ）に示す実施例に係る電子銃は、主電子レ
ンズおよび補助電子レンズに、四重極電界を発生する電
極を用いた点を除けば、図１に示す電子銃と構成が共通
するので、共通部分の説明は、一部省略する。

【００４７】図６（Ｂ）に示すように、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）および青（Ｂ）用の三本のカソード２ｒ，２ｇ，
２ｂの前部に、第１電極Ｇ₁ 、第２電極Ｇ₂ 、第３電極
Ｇ₃ 、第４電極Ｇ_4A，Ｇ_4B，Ｇ_4C、第５電極Ｇ₅ 、第６
電極Ｇ₆ 、第７電極Ｇ₇ およびコンバージェンス用電極
４が、この順で配置してある。

【００４８】本実施例では、第１電極Ｇ₁ および第２電
極Ｇ₂ は、それぞれ制御電極と加速電極であり、たとえ
ば０Ｖと５００〜６００Ｖの電圧がそれぞれ印加され
る。第３電極Ｇ₃ 、第４電極Ｇ₄ および第５電極Ｇ₅
は、主電子レンズ用電極であり、第３電極Ｇ₃ 、および
第５電極Ｇ₅ および第７電極Ｇ₇ には、アノード電圧の
２９．５〜３０ｋＶの電圧が印加される。第４電極Ｇ_4B
には約６ｋＶの固定電圧が印加される。第４電極Ｇ_4A，
Ｇ_4Cおよび第６電極Ｇ₆ には、約６ｋＶの可変電圧が印
加される。第４電極Ｇ_4A，Ｇ_4Cと第６電極₆ とがフォー
カス電極となる。各カソード２ｒ，２ｇ，２ｂから放出
される電子ビームの主電子レンズでの交差角θが１０〜
１４度に成るように設計される。

【００４９】本実施例では、第５電極Ｇ₅ 、第６電極Ｇ
₆ および第７電極Ｇ₇ が後段補助電子レンズ用電極を構
成し、後段ユニポテンシャルレンズとなっている。第６
電極Ｇ₆ および第５電極Ｇ₅ ，第７電極Ｇ₇ には、それ
ぞれ６ｋＶの可変電圧、アノード電位の２９．５〜３０
ｋＶが印加される。

【００５０】本実施例では、主電子レンズにおいて、四
重極電界を発生させるように、図に示すように、垂直方
向に縦長の電子ビーム通過孔１６ａを有する電極Ｇ_4Bと
横長の電子ビーム通過孔１６ｂを有する電極Ｇ_4A，Ｇ_4C
とを交互に配置してある。また、同様に、後段補助電子
レンズにおいて、四重極電界を発生させるように、図に
示すように、垂直方向に縦長の電子ビーム通過孔２６
ｒ，２６ｇ，２６ｂを有する電極Ｇ₅ ，Ｇ₇ と横長の電
子ビーム通過孔３６ｒ，３６ｇ，３６ｂを有する電極Ｇ
₆ とを交互に配置してある。電子ビーム通過孔２６ｒ，
２６ｇ，２６ｂを有する電極Ｇ₅ ，Ｇ₇ と電子ビーム通
過孔３６ｒ，３６ｇ，３６ｂを有する電極Ｇ₆ とにおい
て、センタービームの通過孔に比較して、サイドビーム
の通過孔を大きくしてあるのは、前記第１実施例と同様
な理由である。

【００５１】本実施例に係る電子銃によれば、前記第１
実施例の電子銃の作用に加えて、新たに次の作用が期待
できる。本実施例の電子銃では、後段四重極の四重極電
界は、画面センターへの電子ビームにはほとんど影響せ
ず、画面コーナーを含む画面周辺において、図８（Ａ）
に示すように、垂直（Ｖ）方向に凹レンズ作用、水平
（Ｈ）方向に凸レンズ作用が働き、偏向ヨーク（ＤＹ）
による電子ビームの歪をキャンセルすることができる。

【００５２】図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、後段四
重極有りの場合とない場合とで、合成レンズの光学モデ
ルにおいて比較すれば、後段四重極有りの場合では、像
倍率はＶ方向についてＢＶ／ＡＶ＝ＭＶ、Ｈ方向につい
てＢＨ／ＡＨ＝ＭＨであり、縦横比を表わす像倍率比は
ＭＶ／ＭＨと成る。一方、図９（Ｂ）に示す後段四重極
無しの場合には、像倍率はＶ方向についてｂＶ／ａＶ＝
ｍＶ、Ｈ方向についてｂＨ／ａＨ＝ｍＨであり、縦横比
を表わす像倍率比はｍＶ／ｍＨと成る。

【００５３】これらの光学モデルから明らかなように、
ＭＶ／ＭＨ＞ｍＶ／ｍＨである。したがって、後段四重
極の採用により、画面周辺でのビームスポットの縦横比
が改善され、スポット形状を改善することができる。ま
た、この後段四重極は、従来検討が成されてきた前段電
子レンズにて四重極作用を持たせる方式（以下、前段四
重極と略す）に比較して、像倍率的に優れている。補助
電子レンズの位置による像倍率の比較を示す図が、図１
０（Ａ），（Ｂ）と図１１（Ａ），（Ｂ）である。これ
らの光学モデルを比較すると、後段にレンズ作用を持た
せる方が有利であることが分かる。

【００５４】第５実施例 次に、本発明の第５実施例に係る電子銃について説明す
る。図７（Ａ）に示す実施例に係る電子銃は、主電子レ
ンズおよび後段補助電子レンズに、四重極電界を発生す
る電極を用い、後段補助電子レンズをバイポテンシャル
レンズとした点を除けば、図１に示す電子銃と構成が共
通するので、共通部分の説明は、一部省略する。

【００５５】図７（Ａ）に示すように、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）および青（Ｂ）用の三本のカソード２ｒ，２ｇ，
２ｂの前部に、第１電極Ｇ₁ 、第２電極Ｇ₂ 、第３電極
Ｇ_3A，Ｇ_3B，Ｇ_3C、第４電極Ｇ₄ 、第５電極Ｇ_5A，
Ｇ_5B，Ｇ_5C、第６電極Ｇ₆ およびコンバージェンス用電
極４が、この順で配置してある。

【００５６】本実施例では、第１電極Ｇ₁ および第２電
極Ｇ₂ は、それぞれ制御電極と加速電極であり、たとえ
ば０Ｖと５００〜６００Ｖの電圧がそれぞれ印加され
る。第３電極、第４電極および第５電極は、主電子レン
ズ用電極であり、第５電極および第６電極が後段補助電
子レンズ用電極である。電極Ｇ_3A，Ｇ_3B，Ｇ_5B，Ｇ_5Cに
は、８〜９の可変電圧が印加され、電極Ｇ_3C，Ｇ_5Aに
は、約８ｋＶの固定電圧が印加される。また、電極Ｇ
₄ ，Ｇ₆ には、それぞれ、１６〜２４ｋＶ、アノード電
圧の２９．５〜３０ｋＶの電圧が印加される。

【００５７】第３電極と第５電極とがフォーカス電極と
なる。各カソード２ｒ，２ｇ，２ｂから放出される電子
ビームの主電子レンズでの交差角θが１０〜１４度に成
るように設計される。本実施例では、主電子レンズにお
いて、四重極電界を発生させるように、図に示すよう
に、垂直方向に縦長の電子ビーム通過孔１６ａを有する
電極Ｇ_3C，Ｇ5_Aと横長の電子ビーム通過孔１６ｂを有す
る電極Ｇ_3B，Ｇ_5Bとを交互に配置してある。また、同様
に、後段補助電子レンズにおいて、四重極電界を発生さ
せるように、図に示すように、垂直方向に横長の電子ビ
ーム通過孔２６ｒ，２６ｇ，２６ｂを有する電極Ｇ_5Cと
縦長の電子ビーム通過孔３６ｒ，３６ｇ，３６ｂを有す
る電極Ｇ₆ とを交互に配置してある。電子ビーム通過孔
２６ｒ，２６ｇ，２６ｂを有する電極と電子ビーム通過
孔３６ｒ，３６ｇ，３６ｂを有する電極とにおいて、セ
ンタービームの通過孔に比較して、サイドビームの通過
孔を大きくしてあるのは、前記第１実施例と同様な理由
である。

【００５８】本実施例に係る電子銃によれば、前記第１
実施例の電子銃の作用に加えて、新たに次の作用が期待
できる。本実施例の電子銃では、前記第４実施例と同様
な理由から、後段四重極電界により、偏向ヨーク（Ｄ
Ｙ）による電子ビームの歪をキャンセルすることができ
る。また、第４実施例と同様に、後段四重極の採用によ
り、画面周辺でのビームスポットの縦横比が改善され、
スポット形状を改善することができる。さらに、第４実
施例と同様に、像倍率的に優れている。さらに、後段バ
イポテンシャルレンズであるため、前記第２，３実施例
と同様に、耐電圧特性が向上する。

【００５９】第６実施例 次に、本発明の第６実施例に係る電子銃について説明す
る。図７（Ｂ）に示す実施例に係る電子銃は、主電子レ
ンズおよび後段補助電子レンズに、四重極電界を発生す
る電極を用い、後段補助電子レンズをバイポテンシャル
レンズとした点を除けば、図１に示す電子銃と構成が共
通するので、共通部分の説明は、一部省略する。

【００６０】図７（Ｂ）に示すように、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）および青（Ｂ）用の三本のカソード２ｒ，２ｇ，
２ｂの前部に、第１電極Ｇ₁ 、第２電極Ｇ₂ 、第３電極
Ｇ_3A，Ｇ_3B，Ｇ_3C、第４電極Ｇ₄ 、第５電極Ｇ_5A，
Ｇ_5B，Ｇ_5C、第６電極Ｇ₆ 、第７電極Ｇ₇ およびコンバ
ージェンス用電極４が、この順で配置してある。

【００６１】本実施例では、第１電極Ｇ₁ および第２電
極Ｇ₂ は、それぞれ制御電極と加速電極であり、たとえ
ば０Ｖと５００〜６００Ｖの電圧がそれぞれ印加され
る。第３電極、第４電極および第５電極は、主電子レン
ズ用電極であり、第５電極、第６電極および第７電極が
後段補助電子レンズ用電極である。電極Ｇ_3A，Ｇ_3B，Ｇ
_5B，Ｇ_5Cには、８〜９ｋＶの可変電圧が印加され、電極
Ｇ_3C，Ｇ_5A，Ｇ₆ には、約８ｋＶの固定電圧が印加され
る。また、Ｇ₄ ，Ｇ₇ には、それぞれ１６〜２４ｋＶ、
アノード電圧の２９．５〜３０ｋＶの電圧が印加され
る。

【００６２】第３電極と第５電極とがフォーカス電極と
なる。各カソード２ｒ，２ｇ，２ｂから放出される電子
ビームの主電子レンズでの交差角θが１０〜１４度に成
るように設計される。本実施例では、主電子レンズにお
いて、四重極電界を発生させるように、図に示すよう
に、垂直方向に縦長の電子ビーム通過孔１６ａを有する
電極Ｇ_3C，Ｇ_5Aと横長の電子ビーム通過孔１６ｂを有す
る電極Ｇ_3B，Ｇ_5Bとを交互に配置してある。また、同様
に、後段補助電子レンズにおいて、四重極電界を発生さ
せるように、図に示すように、垂直方向に横長の電子ビ
ーム通過孔２６ｒ，２６ｇ，２６ｂを有する電極Ｇ5_Cと
縦長の電子ビーム通過孔３６ｒ，３６ｇ，３６ｂを有す
る電極Ｇ₆ とを交互に配置してある。電子ビーム通過孔
２６ｒ，２６ｇ，２６ｂを有する電極と電子ビーム通過
孔３６ｒ，３６ｇ，３６ｂを有する電極とにおいて、セ
ンタービームの通過孔に比較して、サイドビームの通過
孔を大きくしてあるのは、前記第１実施例と同様な理由
である。

【００６３】本実施例に係る電子銃によれば、前記第１
実施例の電子銃の作用に加えて、新たに次の作用が期待
できる。本実施例の電子銃では、前記第４実施例と同様
な理由から、後段四重極電界により、偏向ヨーク（Ｄ
Ｙ）による電子ビームの歪をキャンセルすることができ
る。また、第４実施例と同様に、後段四重極の採用によ
り、画面周辺でのビームスポットの縦横比が改善され、
スポット形状を改善することができる。さらに、第４実
施例と同様に、像倍率的に優れている。さらに、後段バ
イポテンシャルレンズであるため、前記第２，３実施例
と同様に、耐電圧特性が向上する。

【００６４】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変するこ
とができる。たとえば、前記各実施例では、電子ビーム
の交差角度を１０〜１４度に設定したが、本発明では、
４〜１０度に設定しても良い。この実施例は、交差角４
〜１０度でもΔＥｃ４が少ない場合であり、フォーカス
特性の向上を重視するＣＲＴに適用することができる。
ただし、この実施例の場合には、ＣＲＴの全長短縮の効
果はあまり期待できない。

【００６５】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、主電子レンズ用電極の蛍光面側に、後段補助電子レ
ンズ用電極を配置した結果の複合レンズ効果により、像
倍率が小さくなり、フォーカス特性が改善される。

【００６６】また、本発明によれば、三本のカソードか
ら放出される電子ビームの交差角を１０〜１４度に設定
することと、主電子レンズ用電極の蛍光面側に、後段補
助電子レンズ用電極を配置することで、電子銃の全長の
短縮を図ることができる。さらに本発明によれば、プリ
フォーカス部の電極パーツに段差を付けることなく、収
束電圧差の補正が可能になり、よりシンプルな構造の設
計が可能になり、それによる製造品質の向上および製造
コストの低減が図れる。

【００６７】本発明において、、後段バイポテンシャル
レンズの場合に、従来のトリニトロン方式の電子銃より
も、放電などの耐電圧特性が改善される。本発明におい
て、後段四重極が採用されれば、画面全体で良好なスポ
ットの縦横比を実現することができ、電子ビームのスポ
ット形状を良好に改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）は本発明の一実施例に係る電子銃の構成
を示す概略図、（Ｂ）は電極形状を示す正面図である。

【図２】（Ａ）は本発明の他の実施例に係る電子銃の構
成を示す概略図、（Ｂ）は電極形状を示す正面図であ
る。

【図３】（Ａ）は本発明の他の実施例に係る電子銃の構
成を示す概略図、（Ｂ）は電極形状を示す正面図であ
る。

【図４】（Ａ）は従来例に係る電子銃の光学モデルを示
す図、（Ｂ）は本発明の電子銃の光学モデルを示す図で
ある。

【図５】（Ａ）は従来例に係る電子銃の光学モデルを示
す図、（Ｂ）は本発明の電子銃の光学モデルを示す図、
（Ｃ）は（Ｂ）のレンズを合成した光学モデルを示す図
である。

【図６】（Ａ）は従来例に係る電子銃の概略構成を示す
図、（Ｂ）は本発明の他の実施例に係る電子銃の概略構
成図である。

【図７】（Ａ）は本発明の他の実施例に係る電子銃の概
略構成図、（Ｂ）は本発明のさらにその他の実施例に係
る電子銃の概略構成図である。

【図８】（Ａ）は後段四重極有りの場合の光学モデルを
示す図、（Ｂ）は後段四重極なしの場合の光学モデルを
示す図である。

【図９】（Ａ）は後段四重極有りの場合の合成レンズ系
を示す図、（Ｂ）は後段四重極なしの場合の合成レンズ
系を示す図である。

【図１０】（Ａ）は前段レンズとする場合の光学モデル
を示す図、（Ｂ）は後段レンズとする場合の光学モデル
を示す図である。

【図１１】（Ａ）は前段レンズとする場合の合成レンズ
系の光学モデルを示す図、（Ｂ）は後段レンズとする場
合の合成レンズ系の光学モデルを示す図である。

【図１２】（Ａ）は本発明の実施例に係る電子銃の構成
を示す図、（Ｂ）は（Ａ）に示す電子銃のネック内壁電
位部分布を、従来例との比較において示す図である。

【図１３】従来例に係る電子銃の概略構成図である。

【図１４】電子銃の基本光学モデルである。

【図１５】像面湾曲収差がある場合のビームスポット形
状を示す図である。

【図１６】従来例に係る電子銃のカソード近傍を示す図
である。

【符号の説明】

２ｒ，２ｇ，２ｂ… カソード ４… コンバージェンス用電極 ６ｒ，６ｇ，６ｂ… 電子ビーム通過孔 １６ａ，１６ｂ… 電子ビーム通過孔 ２６ｒ，２６ｇ，２６ｂ… 電子ビーム通過孔 ３６ｒ，３６ｇ，３６ｂ… 電子ビーム通過孔

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 三原色用の三本のカソードが配置された
   陰極構体の前部に、主電子レンズ用電極を含む複数の電
   極が配置されたカラー陰極線管用電子銃であって、 前記主電子レンズ用電極の蛍光面側に、後段補助電子レ
   ンズ用電極を配置したことを特徴とするカラー陰極線管
   用電子銃。
2. 【請求項２】 三原色用の三本のカソードが配置された
   陰極構体の前部に、主電子レンズ用電極を含む複数の電
   極が配置されたカラー陰極線管用電子銃であって、 前記主電子レンズ用電極の蛍光面側に、後段補助電子レ
   ンズ用電極を配置し、前記三本のカソードから放出され
   る電子ビームの交差角を１０〜１４度に設定することを
   特徴とするカラー陰極線管用電子銃。
3. 【請求項３】 前記後段補助電子レンズ用電極が、ユニ
   ポテンシャルレンズおよびバイポテンシャルレンズのう
   ちのいずれかである請求項１または２に記載のカラー陰
   極線管用電子銃。
4. 【請求項４】 前記後段補助電子レンズ用電極が、四重
   極電界を発生することができる構造である請求項１〜３
   のいずれかに記載のカラー陰極線管用電子銃。
5. 【請求項５】 前記後段補助電子レンズ用電極に形成し
   てある電子ビーム通過孔のうち、サイドビーム通過孔が
   センタービーム通過孔よりも大きく形成してある請求項
   １〜４のいずれかに記載のカラー陰極線管用電子銃。