(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央ビームとその両側に配置されている両側ビームとからなる電子ビームを一定量集束する少なくとも二つ以上の電極からなるプリフォーカスレンズ部と、その電子ビームをスクリーンに集束する二つ以上の電極から構成されたメインレンズ部とを備えた陰極線管用インライン型電子銃において、
少なくとも一つのメインレンズ部を構成する電極内に配置された静電場制御電極には電子ビームの通過孔が形成されており、その通過孔のうち、両側ビームの通過孔は、円形孔と、前記円形孔の一方の半円形部の部分に形成される四角形孔とが結合された形状とされ、その四角形孔の垂直高さＶ２が静電場制御電極の中央ビームの通過孔の垂直径Ｖ１より大きいことを特徴とする陰極線管用インライン型電子銃。
【請求項２】
前記静電場制御電極のうちプリフォーカスレンズ部側に位置した静電場制御電極の両側ビームの通過孔は；
円形孔と、円形孔の中心に対して中央ビームの通過孔と反対側の半円形部に形成される四角形孔とを組み合わせた形状であることを特徴とする請求項１に記載の陰極線管用インライン型電子銃。
【請求項３】
前記静電場制御電極のうちスクリーン側に位置した静電場制御電極の両側ビームの通過孔は；
円形孔と、円形孔の中心に対して中央ビームの通過孔側の半円形部に形成される四角形孔とを組み合わせた形状であることを特徴とする請求項１に記載の陰極線管用インライン型電子銃。
【請求項４】
前記四角形の孔は；
前記円形孔の直径と同一の大きさの垂直高さと、前記円形孔の半径より小さい大きさの水平幅を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の陰極線管用インライン型電子銃。
【請求項５】
前記静電場制御電極のうちプリフォーカスレンズ部側に位置した静電場制御電極の両側ビームの通過孔は；
楕円形孔と、前記楕円形孔の中心に対して中央ビームの通過孔側の半楕円形部に四角形の孔とが組み合わせたことを特徴とする請求項１に記載の陰極線管用インライン型電子銃。
【請求項６】
前記四角形の孔は、
前記楕円形孔の垂直径と同一の大きさの垂直高さと、前記楕円形孔の水平径の大きさの半分より小さい大きさの水平幅を有することを特徴とする請求項５に記載の陰極線管用インライン型電子銃。
【請求項７】
前記静電場制御電極に形成された中央ビームの通過孔が円形であることを特徴とする請求項１に記載の陰極線管用インライン型電子銃。
【請求項８】
前記静電場制御電極に形成された中央ビームの通過孔が楕円形であることを特徴とする請求項１に記載の陰極線管用インライン型電子銃。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陰極線管に関するもので、特に、詳細にはフォーカス特性を向上させるカラー陰極線管用電子銃に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、陰極線管用インライン型電子銃の各電極は、電子ビームが通過する経路に対して垂直の方向に相互に一定の間隔を保って配置し、陰極で発生した電子ビームを必要とする形態に制御してスクリーンに到達させるようにしている。
【０００３】
以下、図面に基づいて従来技術を詳細に説明する。
図１のように、インライン型電子銃は、前述のように相互独立に配置された三つの陰極１０を備え、その前に陰極から一定距離離して配置した陰極の共通電極である第１電極１１を配置し、さらにその前に順に第２電極１２、第３電極１３，第４電極１４，第５電極１５、第６電極１６がそれぞれ所定の間隔を保つように配置されている。
これと共に、前記第６電極１６の上部にはシールドカップ１７が備えられており、さらに、電子銃とチューブを電気的に連結しながら電子銃をチューブのネック３の部位に固定させる役割を行うＢ．Ｓ．Ｃ（Ｂｕｌｂ  Ｓｐａｃｅ  Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）１８が前記シールドカップに取り付けられている。
【０００４】
従って、陰極１０の内部に設けられたヒータ（図示省略）によって電子ビーム４が放射され、制御電極の第１電極１１によって電子ビームが制御され、加速電極の第２電極１２によって電子ビームが加速され、第２電極１２，第３電極１３，第４電極１４，第５電極１５の間に形成されるプリフォーカスレンズによって電子ビームが部分的に集束／加速され、メインレンズ形成電極のフォーカス電極とも言われる第５電極１５と、アノード電極とも言われる第６電極１６とによって電子ビームは主な集束／加速を行うことになる。
【０００５】
電子ビーム４は色選別を行うシャドーマスク１を通過して蛍光面２に衝突して発光することになる。
電子銃から放出された電子ビーム４は偏向ヨーク５によってスクリーン全体に偏向させられ、スクリーンに画面が表示される。
【０００６】
図２は従来技術によるメインレンズ形成電極の一例を示した斜視図であり、図３は従来技術のメインレンズ形成電極内に備えられる静電場制御電極を示した正面図である。
図２に示すように、メインレンズを形成する電極はフォーカス電極１５とアノード電極１６とであり、それぞれ断面形状が長辺を平坦にしたほぼ楕円形の筒状に薄板で形成されており、それらの筒の向かい合った先端部にその先端部をそれぞれ筒の内側に折り曲げたリム部１５ａ，１６ａを形成させている。それぞれの電極の筒状の内側部分、すなわちリム部から一定間隔電極内部に入った箇所に図３に示すような静電場制御電極２５，２６が備えられている。
この静電場制御電極２５，２６は円形の三つの通過孔２５ａ、２６ａを有する平板状で、メインレンズを拡大させる役割を行う。
【０００７】
なお、前記のように成されたメインレンズ形成電極の一実施形態は次のような問題があった。
問題点の説明に先立って画面上のスポット径に影響を及ぼす要素は次の通りである。
一般に電子銃の設計特性のうち、画面上のスポット径に影響を及ぼす要素にはレンズ倍率、空間電荷の反発力、およびメインレンズの球面収差の特性がある。
そのうち、レンズ倍率によるスポット径（Ｄｘ）への影響は、基本的な電圧条件と焦点距離及び電子銃の長さなどが確定されているので、電子銃において設計要素として活用できる部分が少なく、その効果も僅かである。
空間電荷の反発力は電子ビーム内の電子間の相互反発力及び衝突によってスポット径を拡大するので、空間電荷の反発力によるスポット径（Ｄｓｔ）の拡大を減らすためには電子ビームが発散する角度（以下、“発散角”と称する）が大きくなるように設計するのが望ましい。
【０００８】
一方、メインレンズの球面収差の特性はレンズの中心部を通過した電子と周辺部を通過した電子と間の焦点距離の差によるスポット径（Ｄｉｃ）が拡大する特性であって、この特性は発散角が小さいと画面上でより小さいスポット径とすることができる。
画面上のスポット径Ｄｔは一般的に下記式の通り三要素から示される。
Ｄｔ＝｛（Ｄｘ＋Ｄｓｔ）２＋Ｄｉｃ２｝１／２
特に空間電荷の反発力を減らし、かつ球面収差を減らす方法の最善の方法が、メインレンズ径を拡大する方法である。
【０００９】
しかしがら、メインレンズ径の増大のためにリム部１５ａ、１６ａの幅を拡大し、リム部から静電場制御電極２５，２６までの深さを深く構成することによって次のように電子ビームのスポット劣化が生じる。
図３に示すように、静電場制御電極２５，２６には三電子ビームのＲＧＢを各々通過させる通過孔２５ａ、２５ｂが形成されている。
Ｇビーム、すなわち中央ビームは静電場制御電極の中心部に位置した中央の通過孔２５ｂを通過し、Ｒ、Ｂビームの両側ビームは中心部の両方向に所定距離離れた部位に各々位置した両側ビームの通過孔２５ａを通過する。
【００１０】
図４は従来技術のメインレンズ形成電極の一例によるスポット形状を示す概略図である。
図４に示すように、中央ビームによるスポットはほぼ円形であるが、両側ビームによって発生されるスポット形状は図示のように二等辺三角形と類似した形状にる。しかも、それぞれの二等辺（Ｂ）が互いに一点で会う頂点部（Ａ）が外側（中央ビーム側の反対側）に向かう方向を向くようになる。それとともに、その二等辺部（Ｂ）のまわりに沿ってハロー（ｈａｌｏ）現象が発生して両側ビームにスポット劣化を招いている。
その理由はフォーカス電極１５のリム部１５ａの集束作用によって両側ビームの内側（中央ビーム側）の上／下部（図面上、孔の並びに対して直角方向）では集束が弱くなり、両側ビームの外側（中央ビーム側と反対側）の上／下部では集束が強化されるからである。
即ち、電子ビームは空気の入っているゴムボールにように一方側から押すと、反対側は膨らむ性質を持っており、その性質によって、電子ビームの外側を強く集束させると、内側は集束が弱くなり、スクリーン上ではスポット形状が図示のように二等辺三角形と類似した形状になる。さらに、二等辺部Ｂに沿って微細なハロー有する。
【００１１】
また、アノード電極１６では、前記で触れたフォーカス電極１５の作用と反対の作用によって両側ビームのスポットの形状をわずかに修正するが、メインレンズはアノード電極の加速作用よりフォーカス電極の集束作用がより強いので、結果的には集束作用によるスポット形状が現れることになる。
【００１２】
図５は従来技術によるメインレンズ形成電極の他の例を示す斜視図である。
図６Ａは従来技術のメインレンズ形成電極のフォーカス電極内に備えられる静電場制御電極を示す正面図であり、図６Ｂは従来技術のメインレンズ形成電極のアノード電極内に備えられる静電場制御電極を示す正面図である。
【００１３】
図５に示すように、メインレンズ形成電極はフォーカス電極１５とアノード電極１６から構成され、双方の対向部分には三つの電子ビームの共通のリム部１５ａ、１６ａを備え、リム部から一定間隔の電極内側の位置に図６Ａと図６Ｂのような静電場制御電極３５，３６が備えられている。
【００１４】
図６Ａに示すように、静電場制御電極３５は、フォーカス電極１５の内側に備えられるもので、縦長の楕円形状の三つの通過孔３５ａ，３６ａを有する平板状となっており、メインレンズ径を拡大させる役割を行う。中央のものを両側のものより小さくしている。
【００１５】
図６Ｂに示すように、静電場制御電極３６はアノード電極１６の内部に備えられるもので、円形の通過孔３６ａを有した平板状をしており、電子ビームを加速させる役割を行う。中央ビームに対してのみ設けられている。
【００１６】
前記のように形成されたメインレンズ形成電極の他の例は次のような問題があった。
フォーカス電極１５の集束作用は先に説明した例と類似するが、静電場制御電極３６がアノード電極の内壁面から離れているので、アノード電極１６の加速作用が弱くなり、相対的に発散作用が非常に弱化して画面上では中央の両側ビームのスポット形状が同様に三角形状となるが、図４とはその向きが逆になり図７のようになる。ハローも図４とは逆位置になる。
【００１７】
以上詳細に述べたように、従来技術によるメインレンズ形成電極の一例及び他の例は次のような問題を有している。
両側ビームに働くメインレンズの作用によって中央ビームの内側と両側ビームの外側と間に収束の差が発生することによって、スクリーンの中央では垂直方向の微細なハローを有していても、スクリーンの周辺部ではスポット形状が歪むと共にきれいなスポットに集束されないため、高解像度、画面の大型化、平面化または広角化要求を満たされるフォーカスが具現され難い。
【００１８】
また、従来の電子銃は、片側ハローの誘発特性が電極の各孔間のアライメント及び電極の平坦度などの電子銃の組立の正確さに敏感であるので、両側ビームを円形とするためには組立性が低下するという問題を有する。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためのもので、本発明はメインレンズ形成電極の構造を改善して、優れたフォーカス性を実現すると共に組立性を向上させることができる陰極線管用インライン型電子銃を提供することを目的とするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明による陰極線管用インライン型電子銃は、電子ビームを一定量集束する少なくとも二つ以上の電極で構成されるプリフォーカスレンズ部と、電子ビームをスクリーンに集束する二つ以上の電極から構成されたメインレンズ部とを備えており、少なくとも一つのメインレンズ形成電極内に備えられた静電場制御電極には電子ビームの通過孔が形成されており、その電子ビームの通過孔のうち、中央に配置された通過孔の両側に配置されている双方の両側ビーム通過孔が円弧形と四角形とが結合された形状を成しており、その四角形の垂直幅Ｖ２が前記静電場制御電極の中央ビームの通過孔の垂直径Ｖ１より大きいことを特徴とする。なお、本明細書による垂直、水平は図面上の方向である。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明を更に詳細に説明する。
【００２２】
図８は、本発明によるメインレンズ形成電極の静電場制御電極の一実施形態のうち、プリフォーカスレンズ側に位置した静電場制御電極を示す正面図である。図８に示すように、静電場制御電極１５０はフォーカス電極のリム部（図２の１５ａ参照）から一定間隔離れたフォーカス電極（図２の１５参照）内側の所定位置に配置される板状の電極である。その板には円形とされた中央ビーム（Ｇビーム）の通過孔１５２と、その両側に円形と四角形とが組み合わせられた形状の両側ビーム（Ｒ、Ｂビーム）の通過孔１５１が形成されている。
【００２３】
特に、両側ビームの通過孔１５１は円形孔と四角形状の孔が組み合わさった形状の孔であり、その四角形状は円形孔の中心に対して対称に形成されるのではなく、それぞれ中央ビームの通過孔１５２から離れる方向にずらした位置に形成させている。すなわち、円形の中心から外側の部分に四角形孔が形成されている。その四角形の孔の垂直高さ（Ｖ２）は円形孔の直径と同一であり、一方、水平幅（Ｈ）は円形孔の半径より小さい大きさである。
前記のように静電場制御電極１５０の形状を変更することによって、フォーカス電極のリム部（図２の１５ａ参照）によって両側ビームの内側（中央ビーム側）の上／下部で集束力が弱くなる現象を修正することができる。
即ち、静電場制御電極の両側ビームの通過孔１５１を円形と四角形とに組み合わせた形状に形成することによって、その四角形が形成された部分によって両側ビームの外側（中央ビームから距離が遠い側）の上／下部で集束力を弱くしてリム部による集束力の差を修正する。
【００２４】
また、両側ビームの通過孔１５１の四角形の孔の垂直幅（Ｖ２）を中央ビームの通過孔１５２の直径（Ｖ１）より大きく形成することによって、図１１と図１３Ｃとに示すように、両側ビームのスポットが円形に近い形状に現すことが出来る。
【００２５】
そうではない場合、すなわちＶ１＞Ｖ２またはＶ１＝Ｖ２の場合には、図１３Ａと図１３Ｂのように微細なハローを有し、フォーカス劣化を招く。
【００２６】
図１２は本発明による静電場制御電極の四角形の孔の水平幅の変化による両側スポットの各方向でのジャストフォーカス（合焦）電圧を示したものである。グラフから分かるように四角形の孔の水平幅が１．５ｍｍの場合、両側ビームの内側（中央ビーム側）と外側（中央ビーム側の反対側）の上／下部におけるジャストフォーカス電圧が同一になる。水平と垂直方向の集束電圧とも類似した結果が得られる。
【００２７】
即ち、図１３Ｃに示すように、円形に近い画面上のスポットが得られることが分かる。
これと共に、前記のように静電場制御電極１５０が形成されると、静電場制御電極が従来の円形孔をそのまま保持することになるので、電極を必要間隔にビードに固定させるビーディング工程の時、電極などを支持するマンドレルというジグを従来用いられていたものをそのまま使用することができるので、従来の工程を変化させずにそのまま使用することができるという長所を有する。
【００２８】
図９は本発明によるメインレンズ形成電極の静電場制御電極の一実施形態のうち、スクリーン側に位置した静電場制御電極を示す正面図である。
アノード電極によって発生される両側ビームのスポットが三角形になる問題を改善するために、図９に示すように、フォーカス電極の静電場制御電極（図８参照）形状と反対方向に四角形の孔をずらした形状の両側ビーム用通過孔１６１を有するようにアノード電極の静電場制御電極１６０を形成させている。
【００２９】
即ち、アノード電極（図２の１６参照）に配置される静電場制御電極１６０の両側ビームの通過孔１６１は、円形孔と、円形孔の中心に基づいて中央ビームの通過孔１６２と近い半円形部に四角形の孔とを組み合わせた形状とされている。
前記四角形の孔は組み合わされる円形孔の直径と同一の大きさの垂直高さ（Ｖ２）と、その円形孔の半径より小さい大きさの水平幅（Ｈ）を有する。
従って、アノード電極のリム部によって両側ビームの内側（中央ビーム側）上下部で発散力が弱くされることを修正することができる。
【００３０】
図１０は本発明による主レンズ形成電極の静電場制御電極の他の実施形態を示す正面図である。
図１０に示すように、静電場制御電極２５０はフォーカス電極のリム部から一定間隔離してフォーカス電極内部の所定位置に配置された板状の電極であり、その板には楕円形の孔とされた中央ビームの通過孔２５２と、楕円形孔と四角形孔とが組み合わせられた形状となっている両側ビームの通過孔２５１とが形成されている。
【００３１】
特に、楕円形孔と四角形孔とが組み合わされた両側ビームの通過孔２５１は、楕円形孔の中心に対して中央ビームの通過孔２５２と距離が近い楕円形部の半分の箇所に四角形の孔が組み合わせられた形状である。四角形の孔は楕円形孔の垂直径（長径）と同一の大きさの垂直高さ（Ｖ２）と、楕円形孔の水平径（短径）の大きさをＡとする時、Ａ／２より小さい大きさの水平幅（Ｈ）を有する。
【００３２】
前記のように静電場制御電極２５０の形状が要求される理由は、アノード電極の静電場制御電極の形状及びアノード電極のリム部によって発生される両側ビームの内側（中央ビーム側）と外側（中央ビーム側の反対側）の上下部間の集束差異を過補償して、図４とは反対に図７のようなスポット現象が現すことができるからである。このように静電場制御電極の両側ビームの通過孔２５１を楕円形と四角形とに組み合わせて形成させることによって、四角形が形成された部位によって両側ビームの内側（中央ビーム側）の集束力を弱くしてリム部による集束力の差を修正することができる。
【００３３】
また、図１１と図１３Ｃに示すように、両側ビームの通過孔２５１の四角形の孔の垂直高さＶ２は、中央ビームの通過孔２５２の垂直径Ｖ１より大きく形成すべきで、そうすることによって両側ビームのスポット形状が円形に近い形状になる。
そうでない場合、図１３Ａと図１３Ｂのように微細なハローを有することになってフォーカスが劣化する。
【００３４】
尚、図１２に示すグラフから明らかなように、四角形の孔の水平幅（Ｈ）が１．５ｍｍの場合、両側ビームの内側（中央ビーム側）と外側（中央ビーム側の反対側）の上下部におけるジャストフォーカス電圧が同一になり、水平と垂直方向の集束電圧とも類似した結果が得られる。
即ち、図１３Ｃに示すように、円形に近い画面上のスポットが得られることが分かる。
【００３５】
【発明の効果】
前記の通り、本発明は静電場制御電極の電子ビームの通過孔の形状を変形させることによって、画面上のスポット形状を円形に形成させ、全画面において優れたフォーカス特性を実現することができる。
また、従来のマンドレルをそのまま用いることができることによって、製造工程における変化は不要であり、電子銃組み立て工程が複雑になることはない。
また、電子銃のアライメントの歪みによって発生する片側ハローも従来に比べて少なくなるという結果が得られた。
また、本発明の詳細な説明において述べた全効果を含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】一般的な陰極線管の構造を示す断面図。
【図２】従来技術によるメインレンズ形成電極の一例を示す斜視図。
【図３】従来技術のメインレンズ形成電極内に配置される静電場制御電極を示す正面図。
【図４】従来技術のメインレンズ形成電極の一例によるスポット形状を示す概略図。
【図５】従来技術のメインレンズ形成電極の他の例を示す斜視図。
【図６】従来技術のメインレンズ形成電極の形成電極のうち、フォーカス電極内に配置される静電場制御電極（Ａ）とアノード電極内に備えられる静電場制御電極を示す正面図（Ｂ）。
【図７】従来技術のメインレンズ形成電極の他の例によるスポット形状を示す概略図。
【図８】本発明実施形態によるメインレンズ形成電極の静電場制御電極の一実施形態の、プリフォーカスレンズ側に位置した静電場制御電極を示す正面図。
【図９】本発明によるメインレンズ形成電極の静電場制御電極の一実施形態のスクリーン側に位置した静電場制御電極を示す正面図。
【図１０】本発明によるメインレンズ形成電極の静電場制御電極の他の実施形態を示す正面図。
【図１１】本発明による静電場制御電極による電子ビームのスポット形状を示す概略図。
【図１２】本発明の静電場制御電極に形成された四角幅と各方向のジャスト電圧との相関関係を示すグラフ。
【図１３】本発明による中央孔の垂直径（Ｖ１）とその両側の孔の四角形の孔の垂直高さ（Ｖ２）の関係に応じたスポット形状の概略図。
【符号の説明】
４  電子ビーム
１５０，２５０  フォーカス電極の静電場制御電極
１６０  アノード電極の静電場制御電極
１５１，１６１，２５１  両側ビームの通過孔
１５２，１６２，２５２  中央ビーム通過孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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