(57)【要約】【課題】  一種類の構造の電子銃で多種多様なフォーカス状態を調整することできる電子銃を提供する。  【解決手段】  電子銃６は、電子ビームを生成する電子ビーム生成部８（カソードＫ、Ｇ１電極、Ｇ２電極）と電子ビーム集束部９（Ｇ３電極、Ｇ４電極、Ｇ５Ａ電極、Ｇ５Ｂ電極、Ｇ５Ｃ電極、Ｇ６電極）とからなる。電子ビーム集束部９は、電子ビームの発散角を水平方向と垂直方向とで同じように変化させる第１フォーカス調整レンズ部と、第１フォーカス調整レンズ部とは独立して電子ビームのフォーカス調整が可能な第２フォーカス調整レンズ部とを有する。Ｇ３電極には、第１フォーカス電圧（Ｖｆ１）が印加される。Ｇ５Ｃ電極には、第２フォーカス電圧（Ｖｆ２）に偏向に同期したダイナミック電圧（Ｖｄ）が重畳されたダイナミックフォーカス電圧（Ｖｆ２＋Ｖｄ）が印加される。【選択図】  図２
2005322520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面にスクリーンが形成されたパネルと、前記パネルに接合されたファンネルと、前記ファンネルのネック部に収納された電子銃と、前記電子銃を構成する電極に所定の電圧を供給するピンが設けられたステムとを備えた陰極線管であって、
前記電子銃は、前記スクリーンに向かって順次に配設された少なくとも陰極、Ｇ１電極およびＧ２電極からなる電子ビーム生成部と、前記電子ビーム生成部によって生成された電子ビームを前記スクリーン上で集束させる電子ビーム集束部とを有し、
前記電子ビーム集束部は、前記電子ビームの発散角を水平方向と垂直方向とで同方向に変化させる第１フォーカス調整レンズ部と、前記第１フォーカス調整レンズ部とは独立して前記電子ビームのフォーカス調整が可能な第２フォーカス調整レンズ部とを有することを特徴とする陰極線管。
【請求項２】
前記電子ビーム集束部は、前記電子ビーム生成部の前記Ｇ２電極に隣接して配置されたＧ３電極と、陽極電圧が印加される陽極電極とを有し、
前記Ｇ３電極に、前記陽極電圧よりも低く、かつ、前記Ｇ２電極に印加される電圧よりも高い第１フォーカス電圧が前記ピンから供給されることを特徴とする請求項１記載の陰極線管。
【請求項３】
前記第１フォーカス調整レンズ部の所定の電極に印加する第１フォーカス電圧を調整することにより、前記電子ビームの発散角を水平方向と垂直方向とで同方向に変化させるとともに、前記Ｇ２電極近傍に形成されるプリフォーカスレンズのレンズ強度を変化させることを特徴とする請求項１記載の陰極線管。
【請求項４】
前記電子ビーム集束部は、前記電子ビーム生成部の前記Ｇ２電極から前記スクリーンに向かって順次に配設されたＧ３電極、Ｇ４電極およびＧ５電極と、陽極電圧が印加される陽極電極とを含んで構成され、
前記Ｇ３電極および前記Ｇ５電極には、前記陽極電圧よりも低く、かつ、前記Ｇ２電極に印加される電圧よりも高い第１フォーカス電圧が前記ピンから供給されることを特徴とする請求項１記載の陰極線管。
【請求項５】
前記電子ビーム集束部は、前記電子ビーム生成部の前記Ｇ２電極から前記スクリーンに向かって順次に配設されたＧ３電極、Ｇ４電極およびＧ５電極を含んで構成され、
前記Ｇ４電極には、前記Ｇ３電極及び前記Ｇ５電極に印加される電圧よりも低い第１フォーカス電圧が前記ピンから供給されることを特徴とする請求項１記載の陰極線管。
【請求項６】
前記電子ビーム集束部の前記第２フォーカス調整レンズ部は、少なくとも１つの非軸対称レンズと最終主集束レンズとを含むことを特徴とする請求項１に記載の陰極線管。
【請求項７】
前記電子銃を構成する電極の近傍に抵抗器が設けられ
前記最終主集束レンズは、低圧側電極と陽極電圧が印加される高圧側電極の少なくとも２つの電極によって生成され、
前記非軸対称レンズは、前記最終主集束レンズの前記低圧側電極と、前記低圧側電極の前記陰極側に隣接して配置されたフォーカス電極とによって生成され、
前記フォーカス電極には、前記陽極電圧が前記抵抗器により抵抗分割された抵抗分割電圧が印加されるとともに、前記低圧側電極には、前記ピンから第２フォーカス電圧が供給されることを特徴とする請求項６記載の陰極線管。
【請求項８】
前記低圧側電極には、前記第２フォーカス電圧に加えて前記電子ビームの偏向に応じて変動するダイナミック電圧が重畳されていることを特徴とする請求項７記載の陰極線管。
【請求項９】
前記最終主集束レンズを生成する複数の電極に、前記抵抗器によって抵抗分割された電圧が印加される中間電極が含まれることを特徴とする請求項７または請求項８記載の陰極線管。
【請求項１０】
前記抵抗器の一端が可変抵抗素子に接続されており、前記可変抵抗素子によって前記抵抗分割電圧を調整することにより、前記スクリーンの中央における前記電子ビームの水平方向および垂直方向のフォーカス調整を行うことを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の陰極線管。
【請求項１１】
前記電子ビーム集束部の前記第１フォーカス調整レンズ部において、ユニポテンシャル型サブレンズが生成されることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の陰極線管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は陰極線管に関し、特に電子ビームのフォーカス状態を任意に調整することが可能な電子銃を備えた陰極線管に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０は、従来の陰極線管１００の構成を示す断面図である。図１０に示すように、一般に陰極線管は、パネル１０１およびこのパネル１０１に一体に接合されたファンネル１０２からなる外囲器を有する。パネル１０１の内面には、青（Ｂ）、緑（Ｇ）および赤（Ｒ）に発光するストライプ状あるいはドット状の３色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン１０３（ターゲット）が形成される。蛍光体スクリーン１０３に対向して、多数のアパーチャ（細孔）が形成されたシャドウマスク１０４が配設される。ファンネル１０２のネック部１０２ａ内には、３本の電子ビーム１０５Ｂ、１０５Ｇおよび１０５Ｒを射出する電子銃１０６が収納される。電子銃１０６から射出された３本の電子ビーム１０５Ｂ、１０５Ｇおよび１０５Ｒは、ファンネル１０２の外側に装着された偏向ヨーク１０７から発生する水平および垂直偏向磁界により偏向され、シャドウマスク１０４を介して蛍光体スクリーン１０３の所定の蛍光体に射突する。これにより、蛍光体が発光され、カラー画像を表示する。
【０００３】
図１１は、従来の陰極線管１００に搭載される電子銃１０６の断面図である。図１１に示すように、従来の電子銃１０６は、電子ビーム生成部１０８と電子ビーム集束部１０９とからなる。電子ビーム生成部１０８は、蛍光体スクリーンに向かって順次に配設されたカソード（陰極）Ｋ、Ｇ１電極Ｇ１およびＧ２電極Ｇ２とからなる。電子ビーム集束部１０９は、Ｇ２電極Ｇ２から蛍光体スクリーンに向かって順次に配設されたＧ３電極Ｇ３、Ｇ４電極Ｇ４、Ｇ５Ｂ電極Ｇ５Ｂ、Ｇ５Ｃ電極Ｇ５ＣおよびＧ６電極Ｇ６とからなる。
【０００４】
この従来の電子銃１０６では、Ｇ５Ｃ電極Ｇ５ＣとＧ６電極Ｇ６とによって生成される最終主集束レンズにより生じる電子ビームの水平方向と垂直方向の非対称成分を、Ｇ５Ｂ電極Ｇ５ＢとＧ５Ｃ電極Ｇ５Ｃとの間に生成する非軸対称レンズにより補正すると同時に、Ｇ５Ｃ電極Ｇ５Ｃに偏向に同期したパラボラ状のダイナミック電圧が重畳印加されることにより蛍光体スクリーン３の面全域で略ジャストフォーカスとなるように構成されている。尚、非対称成分としては、水平方向の集束力よりも垂直方向の集束力が弱い正アスティグと、水平方向の集束力よりも垂直方向の集束力が強い負アスティグとがある。
【０００５】
このような電子銃１０６を備えた陰極線管１００においては、陰極線管１００の大きさおよび電子銃１０６の能力等によって、映し出される映像の能力（フォーカスパフォーマンス）が一意的に決定されてしまう。
【０００６】
すなわち、上記の電子銃１０６の場合、最終主集束レンズだけでは電子ビームスポットの水平方向または垂直方向のいずれかしかフォーカスさせることができない。従って、上述したようにＧ５Ｂ電極Ｇ５ＢとＧ５Ｃ電極Ｇ５Ｃとの間に形成される非軸対称レンズを併せて動作させることにより、ビームスポットの水平方向および垂直方向のジャストフォーカスをとっている。このとき、非軸対称レンズの動作に併せてＧ５Ｂ電極Ｇ５ＢおよびＧ５Ｃ電極Ｇ５Ｃの電位は一意的に決定されるので、電子銃のフォーカスパフォーマンスも一意的に決定されることとなる。
【０００７】
このような電子銃としては、例えば、特許文献１に開示される１つの非軸対称レンズを持つダイナミックフォーカスタイプの電子銃、特許文献２に開示される２つの非軸対称レンズを持つ２重４極子レンズのダイナミックフォーカスタイプの電子銃がある。
【特許文献１】特開昭６１−０９９２４９号公報
【特許文献２】特開平１１−３４５５７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、このような電子銃は、搭載される陰極線管のサイズに応じてフォーカスパフォーマンスが一意的に決定されることが原因で、各サイズに応じて個別に電子銃を設計しなければならないという問題があった。
【０００９】
例えば、小さいサイズの陰極線管に搭載される電子銃を大きいサイズの陰極線管に搭載しようとすると、電子銃から射出した電子ビームの蛍光体スクリーンに到達するまでの距離が大きくなり、電子ビームのスポットサイズが大きくなってしまう。これを改善するために従来は、例えば電子ビーム生成部のＧ１電極Ｇ１およびＧ２電極Ｇ２の電子ビーム通過孔の孔径を小さくしたり電子銃長を長くしたりする等、電子銃の設計を変更する必要があった。
【００１０】
逆に、大きいサイズの陰極線管に搭載される電子銃を小さいサイズの陰極線管に搭載しようとすると、電子ビームスポットが小さくなりすぎて、画面周辺でモアレが発生する。これを改善するために従来は、電子ビーム生成部のＧ１電極Ｇ１およびＧ２電極Ｇ２の電子ビーム通過孔の孔径を大きくしたり電子銃長を短くしたりする等、電子銃の設計を変更する必要があった。
【００１１】
また、陰極線管はＴＶセット等に入れて商品化されるのであるが、セットメーカーによっては所望するフォーカス状態が異なる場合もある。このため各メーカーに応じてフォーカス状態を変えなければならず、電子銃の設計変更を行わなければならない場合もあった。
【００１２】
このように、電子銃の設計を変更するということは、設計変更に従事する人件費、フォーカスをコントロールするための部品を数種類製作するための費用、さらには、この数種類の部品ごとに必要な製作用金型の費用等が増大するという問題があった。
【００１３】
本発明の目的は、一種類の構造の電子銃で多種多様なフォーカス状態を調整することでき、しかも安価に製造できる電子銃を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係る陰極線管は、内面にスクリーンが形成されたパネルと、前記パネルに接合されたファンネルと、前記ファンネルのネック部に収納された電子銃と、前記電子銃を構成する電極に所定の電圧を供給するピンが設けられたステムとを備えた陰極線管であって、前記電子銃は、前記スクリーンに向かって順次に配設された少なくとも陰極、Ｇ１電極およびＧ２電極からなる電子ビーム生成部と、前記電子ビーム生成部によって生成された電子ビームを前記スクリーン上で集束させる電子ビーム集束部とを有し、前記電子ビーム集束部は、前記電子ビームの発散角を水平方向と垂直方向とで同方向に変化させる第１フォーカス調整レンズ部と、前記第１フォーカス調整レンズ部とは独立して前記電子ビームのフォーカス調整が可能な第２フォーカス調整レンズ部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、一種類の電子銃で多種多様なフォーカス状態を調整することでき、しかも安価に製造できる電子銃を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の実施の形態に係る陰極線管において、前記電子ビーム集束部は、前記電子ビーム生成部の前記Ｇ２電極に隣接して配置されたＧ３電極と、陽極電圧が印加される陽極電極とを有し、前記Ｇ３電極に、前記陽極電圧よりも低く、かつ、前記Ｇ２電極に印加される電圧よりも高い第１フォーカス電圧が前記ピンから供給されることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の実施の形態に係る陰極線管において、前記第１フォーカス調整レンズ部の所定の電極に印加する第１フォーカス電圧を調整することにより、前記電子ビームの発散角を水平方向と垂直方向とで同方向に変化させるとともに、前記Ｇ２電極近傍に形成されるプリフォーカスレンズのレンズ強度を変化させることが好ましい。
【００１８】
また、本発明の実施の形態に係る陰極線管において、前記電子ビーム集束部は、前記電子ビーム生成部の前記Ｇ２電極から前記スクリーンに向かって順次に配設されたＧ３電極、Ｇ４電極およびＧ５電極と、陽極電圧が印加される陽極電極とを含んで構成され、前記Ｇ３電極および前記Ｇ５電極には、前記陽極電圧よりも低く、かつ、前記Ｇ２電極に印加される電圧よりも高い第１フォーカス電圧が前記ピンから供給されることが好ましい。
【００１９】
また、本発明の実施の形態に係る陰極線管において、前記電子ビーム集束部は、前記電子ビーム生成部の前記Ｇ２電極から前記スクリーンに向かって順次に配設されたＧ３電極、Ｇ４電極およびＧ５電極を含んで構成され、前記Ｇ４電極には、前記Ｇ３電極及び前記Ｇ５電極に印加される電圧よりも低い第１フォーカス電圧が前記ピンから供給されることが好ましい。
【００２０】
また、本発明の実施の形態に係る陰極線管において、前記電子ビーム集束部の前記第２フォーカス調整レンズ部は、少なくとも１つの非軸対称レンズと最終主集束レンズとを含むことが好ましい。
【００２１】
さらに、前記電子銃を構成する電極の近傍に抵抗器が設けられ、前記最終主集束レンズは、低圧側電極と陽極電圧が印加される高圧側電極の少なくとも２つの電極によって生成され、前記非軸対称レンズは、前記最終主集束レンズの前記低圧側電極と、前記低圧側電極の前記陰極側に隣接して配置されたフォーカス電極とによって生成され、前記フォーカス電極には、前記陽極電圧が前記抵抗器により抵抗分割された抵抗分割電圧が印加されるとともに、前記低圧側電極には、前記ピンから第２フォーカス電圧が供給されることが好ましい。
【００２２】
さらに、前記低圧側電極には、前記第２フォーカス電圧に加えて前記電子ビームの偏向に応じて変動するダイナミック電圧が重畳されていることが好ましい。
【００２３】
さらに、前記最終主集束レンズを生成する複数の電極に、前記抵抗器によって抵抗分割された電圧が印加される中間電極が含まれることが好ましい。
【００２４】
さらに、前記抵抗器の一端が可変抵抗素子に接続されており、前記可変抵抗素子によって前記抵抗分割電圧を調整することにより、前記スクリーンの中央における前記電子ビームの水平方向および垂直方向のフォーカス調整を行うことが好ましい。
【００２５】
以上、本発明の実施の形態に係る陰極線管においては、前記電子ビーム集束部の前記第１フォーカス調整レンズ部において、ユニポテンシャル型サブレンズが生成されることが好ましい。
【００２６】
以下、本発明の実施形態に係る陰極線管について図を参照しながら説明する。
【００２７】
まず、本発明の実施形態に係る陰極線管について図１を用いて説明する。図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る陰極線管の構成を示す断面図である。本発明の実施形態に係る陰極線管の基本構造は図１０に示す陰極線管と同じである。すなわち、陰極線管は、パネル１およびこのパネル１に一体に接合されたファンネル２からなる外囲器を有する。パネル１の内面には、青（Ｂ）、緑（Ｇ）および赤（Ｒ）に発光するストライプ状あるいはドット状の３色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン３が形成される。蛍光体スクリーン３に対向して、多数のアパーチャ（細孔）が形成されたシャドウマスク４が配設される。ファンネル２のネック部２ａ内には、３本の電子ビーム５Ｂ、５Ｇおよび５Ｒを射出する電子銃６が収納される。電子銃６から射出された３本の電子ビーム５Ｂ、５Ｇおよび５Ｒは、ファンネル２の外側に装着された偏向ヨーク７から発生する水平および垂直偏向磁界により偏向され、シャドウマスク４を介して蛍光体スクリーン３の所定の蛍光体に射突する。これにより、蛍光体が発光され、カラー画像が表示される。
【００２８】
次に、本発明の実施形態に係る陰極線管に搭載される以下の各実施形態に係る電子銃の構成について説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
図２は、実施の形態１に係る陰極線管に搭載される電子銃６の構成を示す断面図である。図２に示すように、電子銃６は、電子ビーム生成部８と電子ビーム集束部９とからなる。電子ビーム生成部８は、蛍光体スクリーンに向かって順次に配設されたカソード（陰極）Ｋ、Ｇ１電極Ｇ１およびＧ２電極Ｇ２とからなる。尚、カソードＫは、インライン方向に３個配設される。電子ビーム集束部９は、Ｇ２電極Ｇ２から蛍光体スクリーンに向かって順次に配設されたＧ３電極Ｇ３、Ｇ４電極Ｇ４、Ｇ５Ａ電極Ｇ５Ａ、Ｇ５Ｂ電極Ｇ５Ｂ（フォーカス電極）、Ｇ５Ｃ電極Ｇ５Ｃ（低圧側電極）およびＧ６電極Ｇ６（高圧側電極）とからなる。Ｇ６電極Ｇ６には、コンバーゼンスカップが設けられる。尚、これらの電子銃部材は、一対の絶縁支持体（不図示）によって支持固定される。また、電子銃６を構成する電極の近傍には抵抗器Ｒ１が設けられ、その一端はＧ６電極Ｇ６に接続されるとともに、他端は管外に設けられた可変抵抗を介して接地される。尚、可変抵抗を介さずに直接接地しても構わない。
【００３０】
次に、電子銃を構成する各電極の形状等について説明する。
【００３１】
Ｇ１電極Ｇ１は、薄い板状の電極であり、径小の３個の電子ビーム通過孔（例えば、０．３０〜０．７０ｍｍ程度の円孔）が穿設されている。
【００３２】
Ｇ２電極Ｇ２もＧ１電極Ｇ１と同様に薄い板状の電極であり、Ｇ１電極Ｇ１に穿設されている孔径と同じか、それよりも若干大きい３個の電子ビーム通過孔（例えば、０．３５〜０．８０ｍｍ程度の円孔）が穿設されている。
【００３３】
Ｇ３電極Ｇ３も板状の電極であり、Ｇ２電極Ｇ２に穿設されている孔径よりもさらに若干大きい３個の電子ビーム通過孔（例えば、０．８〜１.５ｍｍ程度の円孔）が穿設されている。尚、Ｇ２電極Ｇ２とＧ３電極Ｇ３との間の電極間距離は１ｍｍ以下に設定されており、Ｇ３電極Ｇ３の印加電圧の影響が大きくなるように構成されている。
【００３４】
Ｇ４電極Ｇ４およびＧ５Ａ電極Ｇ５Ａも板状の電極であり、比較的に大きい電子ビーム通過孔（例えば、１．５〜６．０ｍｍ程度の円孔）が穿設されている。
【００３５】
Ｇ５Ｂ電極Ｇ５Ｂは、３個のカップ状電極と板状電極とで構成されており、Ｇ５Ａ電極Ｇ５Ａの対向面には、Ｇ５Ａ電極Ｇ５Ａと同じかそれよりも径大の３個の電子ビーム通過孔（例えば、３．０〜６．０ｍｍ程度の円孔）が穿設されており、また、Ｇ５Ｃ電極Ｇ５Ｃの対向面には、縦長形状（例えば、横径／縦径＝５．０ｍｍ／７．０ｍｍ）の３個の電子ビーム通過孔が穿設されている。
【００３６】
Ｇ５Ｃ電極Ｇ５Ｃは、開放端同士が突き合わされたカップ状電極に薄板状の電極と厚板状の電極とが一体構成されたものである。Ｇ５Ｂ電極Ｇ５Ｂと対向するカップ状電極のＧ５Ｂ電極Ｇ５Ｂ側面には、横長形状（例えば、横径／縦径＝６．０ｍｍ／５．０ｍｍ）の電子ビーム通過孔が穿設されている。Ｇ６電極Ｇ６と対向する厚板状の電極には、径大の３個の電子ビーム通過孔（例えば、６．０ｍｍ程度の円孔）が穿設されている。厚板状の電極とカップ状電極に挟まれた薄板状の電極には、横長の３個の電子ビーム通過孔（例えば、横径／縦径＝６．０ｍｍ／５．０ｍｍ）が穿設されている。
【００３７】
Ｇ６電極Ｇ６はＧ５Ｃ電極Ｇ５Ｃと同様に、厚板状の電極、薄板状の電極及び開放端同士が突き合わされたカップ状電極で一体構成されたものである。Ｇ５Ｃ電極Ｇ５Ｃと対向する厚板状の電極には、径大の３個の電子ビーム通過孔（例えば、６．０ｍｍ程度の円孔）が穿設されている。厚板状電極とカップ状電極に挟まれた薄板状の電極には、横長の３個の電子ビーム通過孔（例えば、横径／縦径＝６．０ｍｍ／５．０ｍｍ）が穿設されている。
【００３８】
ここで再び図１に戻るが、図１（ａ）に示すように、ファンネル２のネック部２ａの端部には、上記電子銃６を構成する電極に所定の電圧を供給するピンが設けられたステム１０が設けられる。図１（ｂ）は、ステム１０の構成を示す平面図である。図１（ｂ）に示すように、ステム１０には壁部１１が設けられる。壁部１１の内側には、Ｇ３電極Ｇ３及びＧ５Ａ電極Ｇ５Ａに所定の第１フォーカス電圧を印加する第１フォーカスピンＰ１と、Ｇ５Ｃ電極Ｇ５Ｃに所定の第２フォーカス電圧とダイナミック電圧とを印加する第２フォーカスピンＰ２が設けられる。壁部１１の外側領域には、Ｇ１電極Ｇ１、Ｇ２電極Ｇ２、Ｇ４電極Ｇ４、３本の電子ビームに対応する３つのカソードＫおよびカソードＫのヒータ等に所定の電圧を印加するピンＰ５〜Ｐ１４が設けられる。
【００３９】
次に、電子銃を構成する電極に印加する電圧関係について図２を参照しながら説明する。
【００４０】
Ｇ１電極Ｇ１には、接地またはマイナス電圧が印加される。Ｇ２電極Ｇ２とＧ４電極Ｇ４とは管内で電気的に接続され、３００〜８００Ｖ程度の低電位の加速電圧（Ｖ２）が印加される。Ｇ３電極Ｇ３とＧ５Ａ電極Ｇ５Ａとは管内で電気的に接続され、これらの電極には４〜１２ｋＶ程度（陽極電圧の１５〜４０％程度）の一定の第１フォーカス電圧（Ｖｆ１）が印加される。Ｇ５Ｃ電極Ｇ５Ｃには、６〜９ｋＶ程度（陽極電圧の２５％程度）の第２フォーカス電圧（Ｖｆ２）に、偏向に同期したパラボラ状で交流のダイナミック電圧（Ｖｄ：１０００Ｖ程度）が重畳されたダイナミックフォーカス電圧（Ｖｆ２＋Ｖｄ）が印加される。Ｇ６電極Ｇ６には、陰極線管の外部から供給される２５〜３０ｋＶ程度の陽極電圧（Ｖａ）が印加される。Ｇ５Ｂ電極Ｇ５Ｂは抵抗器Ｒ１の中間部に設けられた電圧供給端子を介して抵抗器Ｒ１に電気的に接続されており、Ｇ５Ｂ電極Ｇ５Ｂには、陽極電圧が抵抗器Ｒ１により抵抗分割された抵抗分割電圧が印加される。Ｇ５Ｂ電極Ｇ５ＢにはＧ５Ｃ電極Ｇ５Ｃに印加される電圧と同程度の電圧が印加される。尚、Ｇ５Ｂ電極Ｇ５Ｂには、抵抗器Ｒ１からの抵抗分割電圧を印加したが、これは、図１（ｂ）で示すように現在の陰極線管のステムの主流が２ピン形式のもの（中位の電位を供給できるピンとして第１フォーカスピンＰ１と第２フォーカスピンＰ２の２ピン）であるからであり、必ずしも抵抗分割電圧を印加しなければならないというものではない。例えば、中位の電位を供給できるピンが３ピン以上のステムであれば、このステムのピンからＧ５Ｂ電極Ｇ５Ｂに所定の電圧を供給してもかまわない。
【００４１】
次に、本実施形態に係る陰極線管の作用効果について説明する。
【００４２】
上記のように電子銃を構成することにより、Ｇ２電極Ｇ２とＧ３電極Ｇ３の間に生成されるプリフォーカスレンズのレンズ強度と、Ｇ３電極Ｇ３、Ｇ４電極Ｇ４およびＧ５Ａ電極Ｇ５Ａによって生成されるユニポテンシャル型サブレンズのレンズ強度とを、第１フォーカス電圧のみを変化させることで自由に調整することができる。すなわち、プリフォーカスレンズやユニポテンシャル型サブレンズの電子レンズが生成される第１フォーカス調整レンズ部においては、第２フォーカス電圧にかかわらず第１フォーカス電圧のみを変化させることで、プリフォーカスレンズやユニポテンシャル型サブレンズの電子レンズ強度を自由に調整することができる。従って、第１フォーカス電圧のみを変化させるだけで、第１フォーカス調整レンズ部において電子ビーム生成部から射出された電子ビームの発散角を水平方向と垂直方向とで同じ方向に変化させることができるとともに、Ｇ２電極Ｇ２近傍の電位分布を自由に変化させることができる。ここで電子ビームの発散角が水平方向と垂直方向とで同じ方向に変化するとは、電子ビームの発散角が水平方向において大きくなる（又は小さくなる）ように変化する時、垂直方向においても大きくなる（又は小さくなる）ように変化することを意味する。
【００４３】
また、ビームスポットの水平方向および垂直方向のジャストフォーカス設定は、第２フォーカス電圧が印加されるＧ５Ｃ電極Ｇ５Ｃと、抵抗器からの陽極電圧を抵抗分割した抵抗分割電圧が印加されるＧ５Ｂ電極Ｇ５Ｂとの間に生成される４極子レンズ（非軸対称レンズ）と、Ｇ５Ｃ電極Ｇ５ＣとＧ６電極Ｇ６との間に生成される最終主集束レンズとの２つのレンズ強度を調整することにより行われる。つまり、抵抗器Ｒ１の一端に接続された可変抵抗素子を変化させてＧ５Ｂ電極Ｇ５Ｂへ印加される抵抗分割電圧を調整してＧ５Ｂ電極Ｇ５ＢとＧ５Ｃ電極Ｇ５Ｃとの間に生成される非軸対称レンズのレンズ強度を調整するとともに、第２フォーカス電圧を調整して最終主集束レンズのレンズ強度を調整することにより、スクリーンの中央における電子ビームの水平方向および垂直方向のフォーカス調整を行うことができる。
【００４４】
本実施形態のように電子銃を構成することにより、プリフォーカスレンズやユニポテンシャル型サブレンズが生成される第１フォーカス調整レンズ部とは独立して、非軸対称レンズや最終主集束レンズが生成される第２フォーカス調整レンズ部において電子ビームのフォーカス調整が可能となる。つまり、第１フォーカス電圧がどのように設定されているかにかかわらず、第２フォーカス電圧を調整するだけで、非軸対称レンズや最終主集束レンズの電子レンズ強度を自由に調整することができる。
【００４５】
これにより、スクリーン中央における電子ビームスポットについて水平方向と垂直方向とのいずれもジャストフォーカスすることができる。尚、第１フォーカス電圧は全体的なフォーカスレベルを変化させるために用いられる。
【００４６】
例えば、第１フォーカス電圧を上げると、Ｇ２電極Ｇ２とＧ３電極Ｇ３の間に生成されるプリフォーカスレンズのレンズ強度が増大し、Ｇ２電極Ｇ２近傍においてＧ３電極Ｇ３からの浸透電圧が増大するため、物点電位を上昇させることができ物点径を縮小することができる。また、この場合、プリフォーカスレンズのレンズ強度が増大することから電子ビームの発散角が水平方向および垂直方向共に小さくなる。併せてＧ３電極Ｇ３、Ｇ４電極Ｇ４およびＧ５Ａ電極Ｇ５Ａによって生成されるユニポテンシャル型サブレンズのレンズ強度も強くなることからも電子ビームの発散角が水平方向および垂直方向共に小さくなる。これにより、最終主集束レンズでの収差成分を受けにくくなり、蛍光体スクリーン上での電子ビームスポット径を小さくすることができる。
【００４７】
逆に、第１フォーカス電圧を下げると上記とは逆の現象が起き、蛍光体スクリーン上での電子ビームスポット径は大きくなる。
【００４８】
以上のように、同一の陰極線管であっても本実施形態に係る電子銃を搭載することにより、第１フォーカス電圧のみをコントロールするだけで、蛍光体スクリーン上での電子ビームスポット径を大きくしたり小さくしたりすることができ、容易に全体のフォーカスレベルを調整することができる。このため、陰極線管をＴＶセット等に搭載する場合、各セットメーカーの好みに合わせたフォーカス設定をすることができる。例えば、モアレを重視するセットメーカーの場合は、第１フォーカス電圧を低く設定することでフォーカス状態は若干犠牲にしてモアレのない良好な画像を得ることができるし、逆に、フォーカスを重視するセットメーカーの場合は、第１フォーカス電圧を高めに設定することで、フォーカス重視の良好な画像を得ることができる。
【００４９】
また、本実施形態に係る電子銃を異なるサイズの陰極線管に搭載する場合、第１フォーカス調整レンズ部と第２フォーカス調整レンズ部とは独立してフォーカス調整が可能であるので、大きなサイズの陰極線管に搭載する電子銃と小さいサイズの陰極線管に搭載する電子銃とを同一にすることができるという効果を奏することができる。例えば、大きいサイズの陰極線管に搭載した場合は、第１フォーカス電圧を高く設定することによりフォーカスレベルを上げることができ、小さいサイズの陰極線管に搭載した場合は、第１フォーカス電圧を低く設定することによりフォーカスレベルを下げることができる。
【００５０】
このように本実施形態に係る陰極線管に搭載される電子銃は、一種類の電子銃で多種多様なフォーカス状態を調整することできるので、陰極線管のサイズの違いや各ＴＶセットメーカーの異なる要望に伴って余儀なくされる電子銃の設計変更を行う必要がない。従って、電子銃の設計変更に伴う費用の増大を抑えることができるという効果をも奏することができる。
【００５１】
（実施の形態２）
図３は、実施の形態２に係る陰極線管に搭載される電子銃６Ａの構成を示す断面図である。尚、図２で示した実施の形態１に係る電子銃６の構成要素と同一の構成要素については同一の参照符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５２】
実施の形態２に係る電子銃６Ａが、実施の形態１に係る電子銃６と異なる点は、図３に示すように、実施の形態２に係る電子銃６Ａが、Ｇ５Ｃ電極Ｇ５ＣとＧ６電極Ｇ６との間に２つの板状の中間電極ＧＭ１、ＧＭ２を備える点である。すなわち、本実施形態に係る電子銃６Ａは、最終主集束レンズを電界拡張型のものとして、レンズ口径の大口径化を図ったものである。
【００５３】
中間電極ＧＭ１、ＧＭ２は抵抗器Ｒ１にそれぞれ接続されており、中間電極ＧＭ１、ＧＭ２には抵抗器Ｒ１からの分割電圧が供給される。例えば、中間電極ＧＭ１、ＧＭ２にはそれぞれ陽極電圧の４０％程度、６５％程度の電圧が印加される。
【００５４】
このように構成することにより、最終主集束レンズのレンズ口径を実質的に拡大することができる。さらに、実施の形態２に係る電子銃６Ａは、実施の形態１に係る電子銃６の作用効果に加え、次のような作用効果をも奏することができる。
【００５５】
すなわち、従来の電子銃（図１１参照）に、中間電極ＧＭ１、ＧＭ２を設けて電界拡張型の最終主集束レンズを採用した場合、最終主集束レンズの大口径化により電子ビームに対するレンズ強度が弱くなり、これを補うために蛍光体スクリーンにジャストフォーカスさせる電圧、すなわち、第２フォーカス電圧を小さくしなければならないという問題があった。第２フォーカス電圧を小さくするということは、非軸対称レンズを決定するＧ５Ｂ電極Ｇ５Ｂの印加電圧を下げることになり、Ｇ５Ｂ電極Ｇ５Ｂに接続されるＧ３電極Ｇ３の電位も下げざるを得ないことになる。これによりＧ３電極Ｇ３に隣接したＧ２電極Ｇ２近傍の電位も下がるため物点電位が小さくなり、フォーカスが逆に劣化してしまうという現象が生じる。具体的には、従来の電子銃において、中間電極ＧＭ１、ＧＭ２がない構造の場合は、第２フォーカス電圧が陽極電圧の３０％程度であったものが、中間電極を２つ配設し、それぞれに陽極電圧の４０％、６５％の電圧を印加した場合は、第２フォーカス電圧を陽極電圧の２０％程度まで下げなければならない場合があった。
【００５６】
一方、図３に示す本実施形態に係る電界拡張型の電子銃６Ａによれば、Ｇ３電極Ｇ３周辺の第１フォーカス調整レンズ部と、非軸対称レンズ等を生成する第２フォーカス調整レンズ部とは独立してフォーカス調整が可能であるため、Ｇ３電極Ｇ３に印加する第１フォーカス電圧を第２フォーカス電圧とは別個に調整することが可能である。従って、例えば、第２フォーカス電圧が陽極電圧の２０％程度に下がった場合であっても、Ｇ３電極Ｇ３に印加する第１フォーカス電圧を陽極電圧の３０％程度等に所望の値に設定することができる。
【００５７】
従って、中間電極ＧＭ１、ＧＭ２を用いた電界拡張型の電子銃であっても、実施の形態１の効果に加えて良好なフォーカス品位を保持することが可能となる。
【００５８】
（実施の形態３）
図４は、実施の形態３に係る陰極線管に搭載される電子銃６Ｂの構成を示す断面図である。尚、図２で示した実施の形態１に係る電子銃６の構成要素と同一の構成要素については同一の参照符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５９】
実施の形態３に係る電子銃６Ｂが、実施の形態１に係る電子銃６と異なる点は、図４に示すように、実施の形態３に係る電子銃６Ｂが、Ｇ５Ｃ電極Ｇ５ＣとＧ６電極Ｇ６との間に、内部に補正電極板が設けられた筒状の中間電極ＧＭを備える点である。すなわち、本実施形態に係る電子銃６Ｂは、最終主集束レンズを電界拡張型のものとして、レンズ口径の大口径化を図ったものである。
【００６０】
中間電極ＧＭは、そのＧ５Ｃ電極Ｇ５Ｃ側とＧ６電極Ｇ６側に、３本の電子ビームに共通の単一開口を有する。また、その内部には３つの電子ビーム通過孔が穿設された補正電極板が設けられる。中間電極ＧＭは抵抗器Ｒ１に接続されており、中間電極ＧＭには抵抗器Ｒ１からＧ５Ｃ電極Ｇ５ＣとＧ６電極Ｇ６との間の中間電圧が印加される。
【００６１】
本実施形態に係る電子銃６Ｂを備えた陰極線管も、上述した実施の形態２に係る電子銃６Ａを備えた陰極線管と同様の作用効果を奏することができる。すなわち、最終主集束レンズのレンズ口径を実質的に拡大することができるとともに、Ｇ３電極Ｇ３周辺の第１フォーカス調整レンズ部と、非軸対称レンズ等を生成する第２フォーカス調整レンズ部とは独立してフォーカス調整が可能なため、良好なフォーカス品位を保持することができる。
【００６２】
（実施の形態４）
図５は、実施の形態４に係る陰極線管に搭載される電子銃６Ｃの構成を示す断面図である。尚、図３で示した実施の形態２に係る電子銃６Ａの構成要素と同一の構成要素については同一の参照符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６３】
実施の形態４に係る電子銃６Ｃが、実施の形態２に係る電子銃６Ａと異なる点は、実施の形態４に係る電子銃６Ｃでは、第１フォーカス電圧が印加されるＧ３’電極Ｇ３’を図５に示すような構造とし、図３に示すＧ４電極Ｇ４に相当する電極を除去した点である。
【００６４】
Ｇ３’電極Ｇ３’は、Ｇ２側面では小さい孔径の電子ビーム通過孔が設けられるとともに、Ｇ５Ｂ側面では大きい孔径の電子ビーム通過孔が設けられる。
【００６５】
本実施形態に係る電子銃６Ｃを備えた陰極線管は、Ｇ３’電極Ｇ３’とＧ５Ａ電極Ｇ５Ａで生成されるサブレンズはユニポテンシャル型ではないが、電子ビームの発散角を水平方向と垂直方向とで同方向に変化させることができる電子レンズである。上記サブレンズのレンズ強度は第１フォーカス電圧を変えるだけで調整することができ、容易にフォーカス特性の調整が可能であるので、上述した実施の形態２に係る電子銃６Ａを備えた陰極線管と同様の作用効果を奏することができる。すなわち、最終主集束レンズのレンズ口径を実質的に拡大することができるとともに、Ｇ３’電極Ｇ３’周辺の第１フォーカス調整レンズ部と、非軸対称レンズ等を生成する第２フォーカス調整レンズ部とは独立してフォーカス調整が可能なため、良好なフォーカス品位を保持することができる。
【００６６】
（実施の形態５）
図６は、実施の形態５に係る陰極線管に搭載される電子銃６Ｄの構成を示す断面図である。尚、図５で示した実施の形態４に係る電子銃６Ｃの構成要素と同一の構成要素については同一の参照符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６７】
実施の形態５に係る電子銃６Ｄが、実施の形態４に係る電子銃６Ｃと異なる点は、実施の形態４に係る電子銃６Ｃでは、Ｇ５Ａ電極Ｇ５ＡはＧ２電極Ｇ２と電気的に接続されているのに対し、本実施形態に係る電子銃６Ｄでは、Ｇ５Ａ電極Ｇ５Ａは、中間電極ＧＭ１に電気的に接続されている点である。
【００６８】
本実施形態に係る電子銃６Ｄを備えた陰極線管は、Ｇ５Ａ電極Ｇ５Ａの印加電圧は第２フォーカス調整レンズ部のＧＭ１電極ＧＭ１によって一意的に決定されるが、Ｇ３’電極Ｇ３’に印加される第１フォーカス電圧を変えるだけで、Ｇ３’電極Ｇ３’とＧ５Ａ電極Ｇ５Ａで生成されるサブレンズのレンズ強度を調整することができるので、容易にフォーカス特性の調整が可能であるので、上述した実施の形態４に係る電子銃６Ｃを備えた陰極線管と同様の作用効果を奏することができる。すなわち、最終主集束レンズのレンズ口径を実質的に拡大することができるとともに、Ｇ３’電極Ｇ３’周辺の第１フォーカス調整レンズ部と、非軸対称レンズ等を生成する第２フォーカス調整レンズ部とは独立してフォーカス調整が可能なため、良好なフォーカス品位を保持することができる。
【００６９】
図７、図８は、本実施形態の変形例に係る電子銃６Ｄ’、６Ｄ”の構成を示す断面図である。尚、図６で示した電子銃６Ｄの構成要素と同一の構成要素については同一の参照符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００７０】
電子銃６Ｄ’、６Ｄ”は、図７、図８に示すように、Ｇ３’電極Ｇ３’をＧ５Ｃ電極Ｇ５Ｃと電気的に接続することで、Ｇ３’電極Ｇ３’にもダイナミックフォーカス電圧を印加する。また、Ｇ５Ａ電極Ｇ５Ａにはステムのピン等から所定の第１フォーカス電圧を印加するように構成したものである。尚、Ｇ５Ｂ電極Ｇ５Ｂに印加する電圧は、電子銃６Ｄ’の場合は抵抗器Ｒ１からの抵抗分割電圧であり、また、電子銃６Ｄ”の場合はステムのピンから供給される電圧である。
【００７１】
電子銃６Ｄ’、６Ｄ”においては、Ｇ５Ａ電極Ｇ５Ａに印加する第１フォーカス電圧を変化させることにより、前後のユニポテンシャル型レンズを動作させて、電子ビームの発散角を水平方向と垂直方向とで同一方向に調整することができる。しかも、レンズ強度は第１フォーカス電圧を変えるだけで調整することができ、容易にフォーカス特性の調整が可能であるので、電子銃６Ｄを備えた陰極線管と同様の作用効果を奏することができる。すなわち、最終主集束レンズのレンズ口径を実質的に拡大することができるとともに、Ｇ３’電極Ｇ３’周辺の第１フォーカス調整レンズ部と、非軸対称レンズ等を生成する第２フォーカス調整レンズ部とは独立してフォーカス調整が可能なため、良好なフォーカス品位を保持することができる。
【００７２】
（実施の形態６）
図９は、実施の形態６に係る陰極線管に搭載される電子銃６Ｅの構成を示す断面図である。尚、図２で示した実施の形態１に係る電子銃６の構成要素と同一の構成要素については同一の参照符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００７３】
実施の形態６に係る電子銃６Ｅが、実施の形態１に係る電子銃６と異なる点は、実施の形態６に係る電子銃６Ｅでは、図２で示す実施の形態１に係る電子銃６のＧ５Ｂ電極Ｇ５ＢとＧ５Ｃ電極Ｇ５Ｃを一体化してＧ５Ｂ’電極Ｇ５Ｂ’とするとともに、Ｇ５Ｂ’電極Ｇ５Ｂ’にはダイナミック電圧を重畳することなく第２フォーカス電圧Ｖｆ２を印加する点である。また、抵抗器Ｒ１を設けるか否かは任意であるが本実施形態では設けない構造としている。
【００７４】
Ｇ５Ｂ’電極Ｇ５Ｂ’は、開放端同士が突き合わされた２組４つのカップ状電極に薄板状の電極と厚板状の電極とが一体構成されたものである。Ｇ５Ａ電極Ｇ５Ａの対向面を含め４つのカップ状電極の底面には、Ｇ５Ａ電極Ｇ５Ａと同じかそれよりも径大の３個の電子ビーム通過孔（例えば、３．０〜６．０ｍｍ程度の円孔）が穿設されている。カップ状電極と厚板状の電極に挟まれた薄板状の電極には、横長の３個の電子ビーム通過孔（例えば、横径／縦径＝６．０ｍｍ／５．０ｍｍ）が穿設されている。Ｇ６電極Ｇ６と対向する厚板状の電極には、３個の電子ビーム通過孔（例えば、６．０ｍｍ程度の円孔）が穿設されている。
【００７５】
本実施形態に係る電子銃６Ｅはダイナミックフォーカスタイプの電子銃ではないが、本実施形態に係る電子銃６Ｅを備えた陰極線管は、上述のダイナミックフォーカスタイプの電子銃を搭載した陰極線管と同様の効果を奏することができる。すなわち、Ｇ３電極Ｇ３に印加される第１フォーカス電圧を変えるだけで、Ｇ２電極Ｇ２とＧ３電極Ｇ３との間に生成されるプリフォーカスレンズのレンズ強度や、Ｇ３電極Ｇ３、Ｇ４電極Ｇ４およびＧ５Ａ電極Ｇ５Ａによって生成されるユニポテンシャル型のサブレンズのレンズ強度を調整することができ、これにより、電子ビームの水平方向と垂直方向との発散角を同方向に変化させることができる。また、第２フォーカス電圧を変えることで第１フォーカス調整レンズ部とは別個に最終主集束レンズが生成される第２フォーカス調整レンズ部のフォーカス調整をすることができる。
【００７６】
以上、実施の形態２〜６においても実施の形態１と同様に、陰極線管のサイズの違いや各ＴＶセットメーカーの異なる要望に伴って余儀なくされる電子銃の設計変更を行う必要がない。従って、電子銃の設計変更に伴う費用の増大を抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明は、任意にフォーカス状態をコントロールし得る陰極線管に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】（ａ）は本発明の各実施形態に係る陰極線管の構成を示す断面図であり、（ｂ）は陰極線管に設けられたステムの構成を示す平面図である。
【図２】実施の形態１に係る陰極線管に搭載される電子銃６の構成を示す断面図である。
【図３】実施の形態２に係る陰極線管に搭載される電子銃６Ａの構成を示す断面図である。
【図４】実施の形態３に係る陰極線管に搭載される電子銃６Ｂの構成を示す断面図である。
【図５】実施の形態４に係る陰極線管に搭載される電子銃６Ｃの構成を示す断面図である。
【図６】実施の形態５に係る陰極線管に搭載される電子銃６Ｄの構成を示す断面図である。
【図７】実施の形態５に係る陰極線管に搭載される第一変形例の電子銃６Ｄ’の構成を示す断面図である。
【図８】実施の形態５に係る陰極線管に搭載される第二変形例の電子銃６Ｄ”の構成を示す断面図である。
【図９】実施の形態６に係る陰極線管に搭載される電子銃６Ｅの構成を示す断面図である。
【図１０】従来の陰極線管の構成を示す断面図である。
【図１１】従来の陰極線管に搭載された電子銃の断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
６  電子銃
８  電子ビーム生成部
９  電子ビーム集束部
Ｋ  カソード
Ｇ１  Ｇ１電極
Ｇ２  Ｇ２電極
Ｇ３  Ｇ３電極
Ｇ４  Ｇ４電極
Ｇ５Ａ  Ｇ５Ａ電極
Ｇ５Ｂ  Ｇ５Ｂ電極（フォーカス電極）
Ｇ５Ｃ  Ｇ５Ｃ電極（低圧側電極）
Ｇ６  Ｇ６電極（高圧側電極）
Ｒ１  抵抗器
ＧＭ１、ＧＭ２  中間電極
【図１】
2005322520.tif 000003
【図２】
2005322520.tif 000004
【図３】
2005322520.tif 000005
【図４】
2005322520.tif 000006
【図５】
2005322520.tif 000007
【図６】
2005322520.tif 000008
【図７】
2005322520.tif 000009
【図８】
2005322520.tif 000010
【図９】
2005322520.tif 000011
【図１０】
2005322520.tif 000012
【図１１】
2005322520.tif 000013