(57)【要約】【課題】画面全域で良好なフォーカス性能を得ながら、フォーカス性能のバラツキを低減する。【解決手段】制御電極Ｇ１の３電子ビームの出射側の面に、３電子ビームの配列方向に長軸を有し、３電子ビームの配列方向と直交する方向に短軸を有する非円形の３個の凹部が形成されている。制御電極Ｇ１の３個の電子ビーム通過孔は、３個の凹部の底面にそれぞれ形成されており、３電子ビームの配列方向に長軸を有し、３電子ビームの配列方向と直交する方向に短軸を有する非円形である。【選択図】図３
2007335299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一列配置されたセンター電子ビーム及び一対のサイド電子ビームからなる３電子ビームを発生する３個のカソードと、一列配置された３個の電子ビーム通過孔がそれぞれ形成された制御電極及び加速電極とが前記３電子ビームの進行方向に沿って順次配置された３極部と、
前記３極部から放出される前記３電子ビームを予備集束する、少なくとも前記加速電極及びフォーカス電極を含む複数個の電極で形成されるプリフォーカスレンズと、
前記３電子ビームを最終的に蛍光体スクリーン上に加速し集束する、少なくとも前記フォーカス電極及びアノード電極を含む複数個の電極で形成される主レンズと
を備える電子銃を具備するカラー陰極線管であって、
前記制御電極の前記３電子ビームの出射側の面に、前記３電子ビームの配列方向に長軸を有し、前記３電子ビームの配列方向と直交する方向に短軸を有する非円形の３個の凹部が形成されており、
前記制御電極の前記３個の電子ビーム通過孔は、前記３個の凹部の底面にそれぞれ形成されており、前記３電子ビームの配列方向に長軸を有し、前記３電子ビームの配列方向と直交する方向に短軸を有する非円形であることを特徴とするカラー陰極線管。
【請求項２】
前記制御電極に形成された前記電子ビーム通過孔の長軸方向の開口径Ｇ１ｈおよび短軸方向の開口径Ｇ１ｖは、０．５３＜Ｇ１ｖ／Ｇ１ｈ＜１．０を満たす請求項１に記載のカラー陰極線管。
【請求項３】
前記制御電極に形成された前記電子ビーム通過孔の長軸方向の開口径Ｇ１ｈおよび短軸方向の開口径Ｇ１ｖは、０．６＜Ｇ１ｖ／Ｇ１ｈ＜０．８５を満たす請求項１に記載のカラー陰極線管。
【請求項４】
前記加速電極の前記３電子ビームの入射側の面における、前記加速電極に形成された前記電子ビーム通過孔の前記３電子ビームの配列方向の開口径Ｇ２Ｂｈおよび前記３電子ビームの配列方向と直交する方向の開口径Ｇ２Ｂｖと、前記制御電極に形成された前記電子ビーム通過孔の長軸方向の開口径Ｇ１ｈおよび短軸方向の開口径Ｇ１ｖとが、Ｇ２Ｂｈ≧Ｇ１ｈ及びＧ２Ｂｖ＞Ｇ１ｖを満たす請求項１〜３のいずれかに記載のカラー陰極線管。
【請求項５】
前記加速電極の前記３電子ビームの出射側の面における、前記加速電極に形成された前記電子ビーム通過孔の前記３電子ビームの配列方向の開口径Ｇ２Ｔｈおよび前記３電子ビームの配列方向と直交する方向の開口径Ｇ２Ｔｖと、前記加速電極の前記３電子ビームの入射側の面における、前記加速電極に形成された前記電子ビーム通過孔の前記３電子ビームの配列方向の開口径Ｇ２Ｂｈおよび前記３電子ビームの配列方向と直交する方向の開口径Ｇ２Ｂｖとが、Ｇ２Ｔｈ＞Ｇ２Ｂｈ及びＧ２Ｔｖ＞Ｇ２Ｂｖを満たす請求項１〜４のいずれかに記載のカラー陰極線管。
【請求項６】
前記プリフォーカスレンズは、前記３電子ビームの配列方向における集束作用よりも、前記３電子ビームの配列方向と直交する方向における集束作用が相対的に強い非点収差を有している請求項１〜５のいずれかに記載のカラー陰極線管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー陰極線管に関する。特に、良好な画質を得るようになされたカラー陰極線管に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、カラー陰極線管は、図１０に示すように、パネル１及びファンネル２が一体に接合された外囲器を備える。パネル１の内面には赤、緑、青に発光する３色の蛍光体層からなる蛍光体スクリーン４が形成され、蛍光体スクリーン４に対向して、多数の電子ビーム通過孔が形成されたシャドウマスク３がパネル１の内壁面に取り付けられている。ファンネル２のネック部５内には３電子ビーム７Ｂ，７Ｇ，７Ｒを放出する電子銃６が配設されている。カラー陰極線管のファンネル２の外周面に偏向ヨーク８が搭載されてカラー陰極線管装置が構成される。電子銃６から放出された３電子ビーム７Ｂ，７Ｇ，７Ｒは、偏向ヨーク８が発生する磁界により偏向され、シャドウマスク３の電子ビーム通過孔を通過して、蛍光体スクリーン４を水平方向及び垂直方向に走査して、蛍光体スクリーン４上にカラー画像が表示される。
【０００３】
この様なカラー陰極線管のうち、特に、電子銃６を、同一水平面上に一列配置されたセンタービーム及びこの両側の一対のサイドビームからなる３電子ビームを放出するインライン型電子銃とし、一方、偏向ヨーク８が発生する水平偏向磁界を糸巻型、垂直偏向磁界を樽型とする非斉一磁界として、３電子ビームを蛍光体スクリーン４上にセルフコンバーゼンスさせるインライン型カラー陰極線管が一般的である。
【０００４】
一列配置された３電子ビームを放出する電子銃としては、各種方式があるが、その一種にＢＰＦ（Ｂｉ−Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  Ｆｏｃｕｓ）型スタティックフォーカス方式と呼ばれるものがある。
【０００５】
この電子銃の一例を図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示す。図１１（Ａ）は水平方向断面図であり、図１１（Ｂ）は垂直方向断面図である。電子銃の中心軸（即ちカラー陰極線管の管軸）をＺ軸とする。水平面内においてＺ軸と直交する方向を水平方向、垂直面内においてＺ軸と直交する方向を垂直方向とする。矢印９０は電子ビームの進行方向を示す。
【０００６】
この電子銃は、水平方向に一列配置された３個のカソードＫと、これから蛍光体スクリーン（図示せず）側に順次配置された一体構造の制御電極Ｇ１，加速電極Ｇ２，フォーカス電極Ｇ３，及びアノード電極Ｇ４と、アノード電極Ｇ４の蛍光体スクリーン側端に取り付けられたシールドカップＳＣとからなる。
【０００７】
制御電極Ｇ１及び加速電極Ｇ２には、上記一列配置された３個のカソードＫに対応した３個の電子ビーム通過孔がそれぞれ形成されている。
【０００８】
フォーカス電極Ｇ３は、３電子ビームの入射側端面すなわち加速電極Ｇ２と相対する面に３電子ビームにそれぞれ対応する３個の電子ビーム通過孔が形成され、３電子ビームの出射側端面すなわちアノード電極Ｇ４と相対する面に３電子ビームの配列方向（即ち水平方向）に長軸を有する３電子ビームに共通の長円形の電子ビーム通過孔９が形成された筒体１０を備える。筒体１０の内部には、３電子ビームにそれぞれ対応する３個の電子ビーム通過孔が形成された電界補正板１１が配置されている。
【０００９】
アノード電極Ｇ４は、３電子ビームの入射側端面すなわちフォーカス電極Ｇ３と相対する面に３電子ビームの配列方向に長軸を有する３電子ビームに共通の長円形の電子ビーム通過孔１２が形成された筒体１３を備える。筒体１３の内部には、３電子ビームにそれぞれ対応する３個の電子ビーム通過孔が形成された電界補正板１４が配置されている。
【００１０】
この電子銃では、カソードＫに約２０Ｖ乃至約１７０Ｖの映像信号が重畳された電圧が印加され、制御電極Ｇ１は接地され、加速電極Ｇ２には４００乃至８００Ｖの加速電圧が印加される。フォーカス電極Ｇ３には６乃至９ｋＶのフォーカス電圧が印加される。アノード電極Ｇ４には約３０ｋＶのアノード電圧が印加される。
【００１１】
これによって、カソードＫ、制御電極Ｇ１及び加速電極Ｇ２が３電子ビームを発生し、かつ後述する主レンズに対する物点を形成する３極部を構成し、加速電極Ｇ２及びフォーカス電極Ｇ３が前記３極部から放出される３電子ビームを予備集束させるプリフォーカスレンズを形成する。さらにフォーカス電極Ｇ３とアノード電極Ｇ４が３電子ビームを最終的に蛍光体スクリーン上に加速、集束させるＢＰＦ型主レンズを形成する。
【００１２】
ところでカラー陰極線管の画質を良好とするためには、蛍光体スクリーン上でのフォーカス性能を良好にすること、すなわち蛍光体スクリーン全面で電子ビームスポットを小さくすることが必要である。
【００１３】
ところが、特にインライン型電子銃を備えるカラー陰極線管では、図１２に示すように、画面周辺部において、電子ビームスポット５０のコア５１が水平方向を長軸とする横長楕円状に歪み、且つコア５１に対して垂直方向の両側にハロー５２が発生して、電子ビームスポットが拡大し、フォーカス性能が劣化するという問題がある。
【００１４】
コア５１の上下に生じるハロー５２は、３電子ビームを画面全面でコンバーゼンスさせるために偏向ヨーク８が発生する偏向磁界を、水平偏向磁界を糸巻型、垂直偏向磁界を樽型とする非斉一磁界としていることが主因である。すなわち電子ビームが画面周辺に偏向されるとき、偏向磁界によって電子ビームは垂直方向に強い集束作用を受け、垂直方向に電子ビームが過集束されるためである。
【００１５】
この現象は偏向収差と呼ばれ、偏向磁界中を通過する電子ビームの垂直方向径が大きいほど顕著に現れる。従って、３極部から放出される電子ビームの垂直方向の発散角を小さくすれば、偏向磁界中を通過する電子ビームの垂直方向の径を小さくすることができ、偏向収差によるハロー５２の発生を軽減することが可能となる。
【００１６】
偏向収差の影響を軽減する第１の従来技術として、図１３に示すように、加速電極Ｇ２の３電子ビームの出射側の面に水平方向を長軸とする略矩形状の３つの凹部１５Ｒ，１５Ｇ，１５Ｂを形成し、その底面に電子ビーム通過孔１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂをそれぞれ形成する方法がある。この方法によれば加速電極Ｇ２とフォーカス電極Ｇ３とで形成されるプリフォーカスレンズに水平方向における集束作用よりも垂直方向における集束作用が相対的に強い非点収差を付加することができる。これによりプリフォーカスレンズを通過する電子ビームを垂直方向に強く集束させて、電子ビームの垂直方向の発散角を縮小し、偏向収差を軽減する。
【００１７】
また第１の従来技術の別の方法として、図１４に示すように、フォーカス電極Ｇ３の３電子ビーム入射側の端面に垂直方向を長軸とする略矩形状の３つの凹部１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂを形成し、その底面に電子ビーム通過孔１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂをそれぞれ形成する方法がある。この方法によっても加速電極Ｇ２とフォーカス電極Ｇ３とで形成されるプリフォーカスレンズに水平方向における集束作用よりも垂直方向における集束作用が強い非点収差を付加して電子ビームの垂直方向の発散角を縮小し偏向収差の影響を軽減することができる。
【００１８】
しかしながら、上記の第１の従来技術の方法で電子ビームの垂直方向の発散角を小さくしていくと、プリフォーカスレンズの水平方向における集束作用が弱いため電子ビームの水平方向の発散角は拡大し、主レンズに入射する電子ビームの水平方向径が拡大する。従って主レンズ口径に余裕がない場合においては、水平方向において電子ビームは主レンズの球面収差を強く受けて電子ビームスポットの水平方向径が拡大するという問題がある。さらに電子ビームの垂直方向の発散角の縮小は物点の垂直方向径の拡大を伴うため、電子ビームスポットの垂直方向径が拡大するという問題がある。即ち、前述の第１の従来技術では、画面周辺部で発生する電子ビームスポットの上下のハロー５２を低減しようとすると、画面全域で電子ビームスポットの水平方向径と垂直方向径とが拡大する。従って、妥協設計を行わざるを得ず、電子ビームの垂直方向の発散角の縮小に限界があった。
【００１９】
このような問題を改善する第２の従来技術として、前述の第１の従来技術に加えて、図１５に示すように、制御電極Ｇ１に形成された電子ビーム通過孔１９Ｒ，１９Ｇ，１９Ｂの垂直方向径を縮小して横長孔とする方法がある。制御電極Ｇ１の電子ビーム通過孔の垂直方向径を縮小することにより、電子ビームの垂直方向の発散角の縮小と同時に物点の垂直方向径も縮小されるため、第１の従来技術の問題である物点の垂直方向径が拡大するという問題を解決することが可能となる。
【００２０】
しかしながら、この第２の従来技術の方法では、制御電極Ｇ１の電子ビーム通過孔の開口面積が縮小するため、カソードＫの負荷が増大し、カソードＫの寿命が短くなるという問題がある。カソードＫとして含浸型カソードを用いることでカソードＫの寿命を改善できるが、コストが上昇するという問題がある。
【００２１】
また、制御電極Ｇ１の電子ビーム通過孔の垂直方向径を縮小し且つ水平方向径を拡大して電子ビーム通過孔の開口面積を維持すれば、カソードＫの負荷の増大によるカソードＫの短寿命化の問題を回避できる。しかしながら、電子ビームの水平方向の発散角と物点の水平方向径とが拡大して、電子ビームスポットの水平方向径が拡大するという問題がある。
【００２２】
電子ビームの水平方向の発散角の拡大や物点の水平方向径の拡大による電子ビームスポットの水平方向径の拡大という問題を解決するには、主レンズ口径を拡大して球面収差およびレンズ倍率を低減することが有効である。しかしながら、ネック部５の径を維持しながら主レンズ口径を拡大するには、アノード電極Ｇ４とフォーカス電極Ｇ３との間に中間電極を挿入して、電子銃に内蔵された抵抗器から中間電極に電圧を供給する方法が必要となり、部品点数の増大によってコストが上昇するという問題がある。また、ネック部５の径を拡大すれば電極の実際の寸法を拡大することができ、主レンズ口径を拡大することは可能であるが、電子ビームの偏向に必要な電力が増大し、モニターセットやＴＶセットのコスト上昇や消費電力の増大を招くという問題が生じる。この問題は陰極線管の管軸方向寸法を小さくするために広偏向角化する場合に特に深刻である。
【００２３】
上記の問題を解決する第３の従来技術として、特許文献１に示される方法がある。この方法では、図１５に示した制御電極Ｇ１において、電子ビーム通過孔１９Ｒ，１９Ｇ，１９Ｂを、その水平方向の開口径Ｇ１ｈに対する垂直方向の開口径Ｇ１ｖの比Ｇ１ｖ／Ｇ１ｈが０．３５以上０．６以下の極めて横長のスリット状に形成し、かつ図１６に示すように加速電極Ｇ２に形成された電子ビーム通過孔２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの水平方向の開口径Ｇ２ｈを制御電極Ｇ１の電子ビーム通過孔１９Ｒ，１９Ｇ，１９Ｂの水平方向の開口径Ｇ１ｈよりも小さくし、電子ビーム通過孔２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの垂直方向の開口径Ｇ２ｖを電子ビーム通過孔１９Ｒ，１９Ｇ，１９Ｂの垂直方向の開口径Ｇ１ｖよりも大きくする。この方法によれば、加速電極Ｇ２の電子ビーム通過孔２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの近傍に水平方向に強い発散作用を有する電界が形成されるので、水平方向においてクロスオーバーが形成されなくなり、プリフォーカスレンズに入射する電子ビームの水平方向の発散角が縮小する。従ってプリフォーカスレンズに強い非点収差を付加して電子ビームの垂直方向の発散角を縮小しても、電子ビームの水平方向の発散角の拡大を抑制することが可能となるから画面周辺部でのフォーカス性能を改善できるとされている。
【００２４】
しかしなからこの方法では、制御電極Ｇ１の電子ビーム通過孔１９Ｒ，１９Ｇ，１９Ｂの水平方向の開口径Ｇ１ｈが加速電極Ｇ２の電子ビーム通過孔２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂの水平方向の開口径Ｇ２ｈよりも大きいため、電子銃の製造過程において各電極の電子ビーム通過孔にアノード電極Ｇ４側から位置規制棒を挿入して各電極の軸を一致させる際に、制御電極Ｇ１を位置規制することができない。従って制御電極Ｇ１を高い精度で他の電極の軸と一致させることが難しく、フォーカス性能などの品質のバラツキを生じやすいという問題がある。また、制御電極Ｇ１の電子ビーム通過孔１９Ｒ，１９Ｇ，１９Ｂの開口面積を従来と同等に維持すると物点の水平方向径が拡大し電子ビームスポットの水平方向径が拡大するという問題は解決されない。さらに、制御電極Ｇ１に、水平方向の開口径Ｇ１ｈに対する垂直方向の開口径Ｇ１ｖの比Ｇ１ｖ／Ｇ１ｈが小さいスリット状電子ビーム通過孔１９Ｒ，１９Ｇ，１９Ｂを精度良く形成することが難しいという問題がある。
【特許文献１】欧州特許出願公開第１４９６５３８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
この発明は、従来の上記問題を解決するためになされたものであり、画面全域で良好なフォーカス性能を得ながら、フォーカス性能のバラツキが少ないカラー陰極線管を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本発明のカラー陰極線管は、一列配置されたセンター電子ビーム及び一対のサイド電子ビームからなる３電子ビームを発生する３個のカソードと、一列配置された３個の電子ビーム通過孔がそれぞれ形成された制御電極及び加速電極とが前記３電子ビームの進行方向に沿って順次配置された３極部と、前記３極部から放出される前記３電子ビームを予備集束する、少なくとも前記加速電極及びフォーカス電極を含む複数個の電極で形成されるプリフォーカスレンズと、前記３電子ビームを最終的に蛍光体スクリーン上に加速し集束する、少なくとも前記フォーカス電極及びアノード電極を含む複数個の電極で形成される主レンズとを備える電子銃を具備する。
【００２７】
前記制御電極の前記３電子ビームの出射側の面に、前記３電子ビームの配列方向に長軸を有し、前記３電子ビームの配列方向と直交する方向に短軸を有する非円形の３個の凹部が形成されている。
【００２８】
前記制御電極の前記３個の電子ビーム通過孔は、前記３個の凹部の底面にそれぞれ形成されており、前記３電子ビームの配列方向に長軸を有し、前記３電子ビームの配列方向と直交する方向に短軸を有する非円形である。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、画面全域で良好なフォーカス性能が得られ、且つ、フォーカス性能のバラツキが少ないカラー陰極線管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】
【００３０】
図３は、本発明のカラー陰極線管に搭載される、水平方向に一列配置された３電子ビームを放出するインライン型電子銃の制御電極Ｇ１を示す斜視図である。この制御電極Ｇ１は、３電子ビームの出射側の面に、３電子ビームの配列方向（即ち水平方向）に長軸を有し、３電子ビームの配列方向と直交する方向（即ち垂直方向）に短軸を有する横長非円形の３個の凹部２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂが形成されている。３個の凹部２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの底面には、３電子ビームの配列方向（即ち水平方向）に長軸を有し、３電子ビームの配列方向と直交する方向（即ち垂直方向）に短軸を有する横長非円形の電子ビーム通過孔２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂがそれぞれ形成されている。３個の電子ビーム通過孔２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂは水平方向に一列配置されている。
【００３１】
横長の電子ビーム通過孔２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂは、電子ビームの垂直方向の発散角を縮小させ、電子ビームの水平方向の発散角を拡大させる効果を有する。
【００３２】
また、横長の凹部２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは、電子ビームの垂直方向の発散角を縮小させる第１の効果を有する。これは、凹部２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂが横長形状を有しているので、加速電極Ｇ２からの電位の凹部２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ内への浸透が水平方向よりも垂直方向においてより少なくなり、カソードＫの電子放出領域が垂直方向に狭まるからである。
【００３３】
更に、横長の凹部２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは、電子ビームの水平方向の発散角を縮小させる第２の効果を有する。これは、電子ビームがクロスオーバーを形成する位置よりもカソードＫに近い側の位置に、垂直方向よりも水平方向において集束作用が弱い非点収差を有するレンズ電界が形成されるからである。
【００３４】
従って、横長の電子ビーム通過孔２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが電子ビームの水平方向の発散角を拡大させる効果は、横長の電子ビーム通過孔２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが非点収差レンズ電界を形成する第２の効果により相殺される。また、横長の電子ビーム通過孔２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂが電子ビームの垂直方向の発散角を縮小させる効果と、横長の凹部２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂが電子ビームの垂直方向の発散角を縮小させる第１の効果とが足し合わされる。以上の結果、電子ビームの水平方向の発散角を過度に拡大することなく、電子ビームの垂直方向の発散角を従来よりも縮小することが可能となる。
【００３５】
図４は、制御電極Ｇ１に形成された電子ビーム通過孔２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの開口形状と３極部の性能との関係を示す図である。図４において、縦軸は、電子ビーム通過孔２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの水平方向開口径Ｇ１ｈに対する垂直方向開口径Ｇ１ｖの比Ｇ１ｖ／Ｇ１ｈである。横軸は、ビーム発散角αと仮想物点径ｄｘとの積α・ｄｘを、比Ｇ１ｖ／Ｇ１ｈ＝１のときの値を１として換算した値（以下、「比α・ｄｘ」と称する）である。ここで、ビーム発散角α及び仮想物点径ｄｘはいずれも水平方向の値と垂直方向の値との平均値である。比α・ｄｘが小さいほど３極部の性能は高い。
【００３６】
図４より、比Ｇ１ｖ／Ｇ１ｈが０．５３より大きくかつ１．０より小さい範囲では比α・ｄｘが１以下となり、本発明の効果が良好に発揮されることが判る。なお、本発明者らの実験から、比α・ｄｘが０．９５以下であれば更に良好な結果が得られることが判っている。従って、比Ｇ１ｖ／Ｇ１ｈが０．６より大きくかつ０．８５より小さいことが望ましい。
【００３７】
以上より、電子ビーム通過孔２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂを極端な横長形状にする必要がないため、電子ビーム通過孔２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの開口面積を従来同等に維持しても物点の水平方向径の拡大による電子ビームスポットの水平方向径の拡大は軽微またはほとんど観察されない程度に抑制され、かつ電子ビーム通過孔の形成精度に問題が生じることもない。
【００３８】
図５は、本発明のカラー陰極線管に搭載されるインライン型電子銃の加速電極Ｇ２を示す斜視図である。この加速電極Ｇ２には、水平方向に一列配置された３個の電子ビーム通過孔２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂが形成されている。加速電極Ｇ２の３電子ビームの入射側の面における、電子ビーム通過孔２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの３電子ビームの配列方向（即ち水平方向）の開口径Ｇ２Ｂｈおよび３電子ビームの配列方向と直交する方向（即ち垂直方向）の開口径Ｇ２Ｂｖと、制御電極Ｇ１に形成された電子ビーム通過孔２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの長軸方向の開口径Ｇ１ｈおよび短軸方向の開口径Ｇ１ｖとが、Ｇ２Ｂｈ≧Ｇ１ｈ及びＧ２Ｂｖ＞Ｇ１ｖを満たすことが好ましい。これを満たす限り、加速電極Ｇ２の３電子ビームの入射側の面における電子ビーム通過孔２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの開口形状は円形であっても又は非円形であってもよい。
【００３９】
加速電極Ｇ２の電子ビーム通過孔２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの３電子ビームの入射側の面における開口形状が上記を満足すると、電子ビームがクロスオーバーを形成する位置よりもカソードＫに近い側の位置、即ち加速電極Ｇ２の電子ビーム通過孔２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの近傍に、水平方向よりも垂直方向において集束作用が弱い非点収差を有するレンズ電界が形成されるので、電子ビームの垂直方向の発散角を更に縮小することが可能となる。また加速電極Ｇ２の電子ビーム通過孔２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの開口径が、制御電極Ｇ１の電子ビーム通過孔２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの開口径に対して同等以上であるため、各電極の電子ビーム通過孔に位置規制棒を挿入して各電極の軸を一致させる電子銃の組立方法を実施することが可能であり、組み立て精度不良によるフォーカス性能のバラツキを抑制することができる。
【００４０】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は別の加速電極Ｇ２を示す図であり、図６（Ａ）は電子ビーム出射側から見た斜視図、図６（Ｂ）は電子ビーム入射側から見た斜視図である。この加速電極Ｇ２は、３電子ビームが出射する側の面と入射する側の面とで電子ビーム通過孔の開口寸法が相違している点で、両面での電子ビーム通過孔２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの開口寸法が同じである図５の加速電極Ｇ２と異なる。加速電極Ｇ２の３電子ビームの出射側の面における電子ビーム通過孔２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂの３電子ビームの配列方向（即ち水平方向）の開口径Ｇ２Ｔｈおよび３電子ビームの配列方向と直交する方向（即ち垂直方向）の開口径Ｇ２Ｔｖと、加速電極Ｇ２の３電子ビームの入射側の面における電子ビーム通過孔２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂの３電子ビームの配列方向（即ち水平方向）の開口径Ｇ２Ｂｈおよび３電子ビームの配列方向と直交する方向（即ち垂直方向）の開口径Ｇ２Ｂｖとが、Ｇ２Ｔｈ＞Ｇ２Ｂｈ及びＧ２Ｔｖ＞Ｇ２Ｂｖを満たすことが好ましい。これを満たす限り、加速電極Ｇ２の３電子ビームの出射側の面における電子ビーム通過孔２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂの開口形状は円形であっても又は非円形であってもよい。
【００４１】
加速電極Ｇ２の電子ビーム通過孔の両面における開口形状が上記を満足すると、加速電極及びフォーカス電極で形成されるプリフォーカスレンズの口径が拡大し、球面収差の少ないプリフォーカスレンズが形成される。これにより電子ビームの発散角の縮小に伴う仮想物点径の拡大が抑制されるため、電子ビームの発散角の更なる縮小が可能となる。
【００４２】
更に、加速電極及びフォーカス電極で形成されるプリフォーカスレンズが、３電子ビームの配列方向（即ち水平方向）における集束作用よりも、３電子ビームの配列方向と直交する方向（即ち垂直方向）における集束作用が相対的に強い非点収差を有していることが好ましい。これにより、電子ビームの水平方向の発散角を適正としながら、電子ビームの垂直方向の発散角をさらに縮小することが可能となる。
【００４３】
以上のように、本発明によれば、電子ビームの垂直方向の発散角を従来以上に縮小することにより、偏向収差によって画面周辺部で電子ビームスポットに発生する上下のハローを軽減しながら、電子ビームの水平方向の発散角の過度な拡大と、それに伴う電子ビームスポットの水平方向径の拡大とを防止できる。更に、各電極の電子ビーム通過孔に位置規制棒を挿入して各電極の軸を一致させる電子銃の組立方法を実施することが可能である。従って、画面全域で良好なフォーカス性能が得られ、且つ、フォーカス性能のバラツキが少ないカラー陰極線管を提供することができる。
【００４４】
以下、本発明を具体的な実施の形態を示しながら更に詳細に説明する。
【００４５】
本発明のカラー陰極線管の基本的構成は、電子銃を除いて特に制限はなく、例えば図１０と同じであっても良い。従って、従来と同じ部分についての重複する説明を省略する。
【００４６】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るカラー陰極線管に搭載される電子銃の概略構成を示した図であり、（Ａ）はその水平方向断面図、（Ｂ）はその垂直方向断面図である。電子銃の中心軸（即ちカラー陰極線管の管軸）をＺ軸とする。水平面内においてＺ軸と直交する方向を水平方向、垂直面内においてＺ軸と直交する方向を垂直方向とする。矢印９０は電子ビームの進行方向を示す。
【００４７】
この電子銃は、同一水平面上に一列配置されたセンタービーム及びこの両側の一対のサイドビームからなる３電子ビームを放出するインライン型電子銃であり、水平方向に一列配置された３個のカソードＫと、これから蛍光体スクリーン（図示せず）側に順次配置された一体構造の制御電極Ｇ１，加速電極Ｇ２，フォーカス電極Ｇ３，及びアノード電極Ｇ４と、アノード電極Ｇ４の蛍光体スクリーン側端に取り付けられたシールドカップＳＣとからなる。
【００４８】
図３に示すように、制御電極Ｇ１の３電子ビームの出射側の面には、水平方向寸法Ｇ１Ｓｈが約２ｍｍ、垂直方向寸法Ｇ１Ｓｖが０．４ｍｍ乃至０．７ｍｍのほぼ矩形状の３個の凹部２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂが、一列配置された３個のカソードＫに対応して水平方向の一直線上に形成されている。３個の凹部２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの底面には、水平方向開口径Ｇ１ｈが０．６ｍｍ乃至０．９ｍｍ、垂直方向開口径Ｇ１ｖが０．４乃至０．６ｍｍのほぼ矩形状の３個の電子ビーム通過孔２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂがそれぞれ形成されている。制御電極Ｇ１の板厚（Ｚ軸方向寸法）は０．１ｍｍ乃至０．３ｍｍの範囲で選択される。凹部２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの垂直方向寸法Ｇ１Ｓｖは、電子ビーム通過孔２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの垂直方向開口径Ｇ１ｖに対して、０乃至０．１５ｍｍ程度大きいことが望ましい。また、凹部２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂの深さは制御電極Ｇ１の板厚の２０乃至８０％の範囲であることが望ましい。
【００４９】
図５に示すように、加速電極Ｇ２には、一列配置された３個のカソードＫに対応して水平方向の一直線上に３個の電子ビーム通過孔２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂが形成されている。加速電極Ｇ２の３電子ビームの入射側の面において、電子ビーム通過孔２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂの水平方向開口径Ｇ２Ｂｈは０．６乃至０．９ｍｍ、垂直方向開口径Ｇ２Ｂｖは０．６乃至１．５ｍｍであり、その開口形状は円形又は非円形である。更に、制御電極Ｇ１の電子ビーム通過孔２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの水平方向開口径Ｇ１ｈおよび垂直方向開口径Ｇ１ｖに対して、Ｇ２Ｂｈ≧Ｇ１ｈ及びＧ２Ｂｖ＞Ｇ１ｖを満たすようにそれぞれの寸法が選択される。加速電極Ｇ２の板厚（Ｚ軸方向寸法）は０．２ｍｍ乃至０．８ｍｍの範囲で選択される。
【００５０】
フォーカス電極Ｇ３は、図７に示すように３電子ビームの入射側端面に水平方向開口径が０．９乃至２．０ｍｍ、垂直方向開口径が１．３乃至４．０ｍｍの縦長の３個の電子ビーム通過孔２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂが形成され、３電子ビームの出射側端面に水平方向に長軸を有し垂直方向に短軸を有する３電子ビームに共通の概ね長円形の電子ビーム通過孔２７が形成された筒体２８を備える。筒体２８の内部には、３電子ビームにそれぞれ対応する３個の電子ビーム通過孔が形成された電界補正板２９が配置されている。
【００５１】
アノード電極Ｇ４は、３電子ビームの入射側端面に水平方向に長軸を有し垂直方向に短軸を有する３電子ビームに共通の概ね長円形の電子ビーム通過孔３０が形成された筒体３１を備える。筒体３１の内部には、３電子ビームにそれぞれ対応する３個の電子ビーム通過孔が形成された電界補正板３２が配置されている。
【００５２】
この電子銃では、カソードＫに約２０Ｖ乃至約１７０Ｖの映像信号が重畳された電圧が印加され、制御電極Ｇ１は接地され、加速電極Ｇ２には４００乃至８００Ｖの加速電圧が印加される。フォーカス電極Ｇ３には６乃至９ｋＶのフォーカス電圧が印加される。アノード電極Ｇ４には約３０ｋＶのアノード電圧が印加される。
【００５３】
以上のような電子銃を備えることにより、電子ビームの水平方向の発散角を最適としながら電子ビームの垂直方向の発散角を効果的に縮小することが可能となり、画面周辺部でのフォーカス性能を向上させることができる。
【００５４】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２に係るカラー陰極線管に搭載される電子銃の概略構成を示した図であり、（Ａ）はその水平方向断面図、（Ｂ）はその垂直方向断面図である。電子銃の中心軸（即ちカラー陰極線管の管軸）をＺ軸とする。水平面内においてＺ軸と直交する方向を水平方向、垂直面内においてＺ軸と直交する方向を垂直方向とする。矢印９０は電子ビームの進行方向を示す。
【００５５】
本実施の形態２は、加速電極Ｇ２のみが実施の形態１と相違する。実施の形態１と同じ部分については説明を省略する。
【００５６】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は本実施の形態２の加速電極Ｇ２を示す図であり、図６（Ａ）は電子ビーム出射側から見た斜視図、図６（Ｂ）は電子ビーム入射側から見た斜視図である。
【００５７】
加速電極Ｇ２の３電子ビームの入射側の面において、電子ビーム通過孔２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂの水平方向開口径Ｇ２Ｂｈは０．６乃至０．９ｍｍ、垂直方向開口径Ｇ２Ｂｖは０．６乃至１．５ｍｍであり、その開口形状は円形又は非円形である。更に、制御電極Ｇ１の電子ビーム通過孔２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂの水平方向開口径Ｇ１ｈおよび垂直方向開口径Ｇ１ｖに対して、Ｇ２Ｂｈ≧Ｇ１ｈ及びＧ２Ｂｖ＞Ｇ１ｖを満たすようにそれぞれの寸法が選択される。
【００５８】
加速電極Ｇ２の３電子ビームの出射側の面において、電子ビーム通過孔２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂの水平方向開口径Ｇ２Ｔｈは０．９乃至２．０ｍｍ、垂直方向開口径Ｇ２Ｔｖは１．０乃至３．０ｍｍであり、その開口形状は円形又は非円形である。更に、Ｇ２Ｔｈ＞Ｇ２Ｂｈ及びＧ２Ｔｖ＞Ｇ２Ｂｖを満たすようにそれぞれの寸法が選択される。
【００５９】
加速電極Ｇ２の板厚（Ｚ軸方向寸法）は０．５ｍｍ乃至２．５ｍｍの範囲で選択される。
【００６０】
本実施の形態２では、加速電極Ｇ２のコストが増加する点で実施の形態１に比べて若干不利であるが、実施の形態１以上の効果を得ることが可能である。
【００６１】
本発明は上記の実施の形態１，２に限定されず，各種の変更が可能である。
【００６２】
実施の形態２で示した図２及び図６の加速電極Ｇ２では、単一の板材に対して、３電子ビームが出射する側の面から形成された３個の電子ビーム通過孔２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂと３電子ビームが入射する側の面から形成された３個の電子ビーム通過孔２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂとが、この板材内で相互に連続していた。しかしながら、加速電極Ｇ２は、これに限定されない。例えば、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示す加速電極Ｇ２のように、３個の電子ビーム通過孔２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂが形成された３電子ビームが出射する側の板材と、３個の電子ビーム通過孔２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂが形成された３電子ビームが入射する側の板材とが互いに接合されていても良い。加速電極Ｇ２の内部構造にかかわらず、加速電極Ｇ２に形成された３個の電子ビーム通過孔の、３電子ビームの出射側面での開口径Ｇ２Ｔｈ，Ｇ２Ｔｖ及び入射側面での開口径Ｇ２Ｂｈ，Ｇ２Ｂｖが上記の関係を満足すれば、本発明の上記の効果を得ることができる。
【００６３】
また、実施の形態１，２ではフォーカス電極Ｇ３の３電子ビームの入射側端面に設けられた３個の電子ビーム通過孔は図７に示すような縦長形状であったが、この形状に限定されない。本発明では、加速電極Ｇ２及びフォーカス電極Ｇ３で形成されるプリフォーカスレンズが水平方向の集束作用よりも垂直方向の集束作用が強い非点収差を有していれば良い。従って、例えば図９に示すように、フォーカス電極Ｇ３の３電子ビームの入射側端面に縦長の非円形の３つの凹部３３Ｂ，３３Ｇ，３３Ｒを形成し、その底面に電子ビーム通過孔３４Ｂ，３４Ｇ，３４Ｒをそれぞれ形成しても、本発明の上記の効果を得ることができる。また、フォーカス電極Ｇ３の３電子ビームの入射側端面に形成される３個の電子ビーム通過孔を円形とし、加速電極Ｇ２の３電子ビームの出射側の面における電子ビーム通過孔の開口形状を横長の非円形としても良い。
【００６４】
また、実施の形態１，２では、ＢＰＦ型スタティックフォーカス方式電子銃に本発明を適用した例を説明したが、電子銃の形式はこれに限定されない。例えば、フォーカス電極を複数個の電極で構成し、そのうちの少なくとも１つの電極に電子ビームの偏向量に同期して変化するダイナミックフォーカス電圧を印加するダイナミックフォーカス方式の電子銃に本発明を適用することもできる。また、プリフォーカスレンズと主レンズとの間に予備集束レンズを備える多段集束型の電子銃に適用することもできる。
【００６５】
また、主レンズは、実施の形態１，２では３電子ビームに共通の電子ビーム通過孔によって形成される一般的な電界重畳型レンズであるが、３電子ビームを最終的に蛍光体スクリーン上に加速し集束することができれば、これに限定されない。例えば、３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔によって形成される主レンズであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の利用分野は特に制限はなく、良好かつ安定した画質を得られるカラー陰極線管として各種用途に広範囲に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係るカラー陰極線管に搭載される電子銃の概略構成を示した図であり、（Ａ）はその水平方向断面図、（Ｂ）はその垂直方向断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施の形態２に係るカラー陰極線管に搭載される電子銃の概略構成を示した図であり、（Ａ）はその水平方向断面図、（Ｂ）はその垂直方向断面図である。
【図３】図３は、本発明のカラー陰極線管に搭載される電子銃の制御電極を示す斜視図である。
【図４】図４は、本発明のカラー陰極線管に搭載される電子銃の制御電極に形成された電子ビーム通過孔の縦横比に対する３極部の性能変化を示す図である。
【図５】図５は、本発明のカラー陰極線管に搭載される電子銃の加速電極を示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明のカラー陰極線管に搭載される電子銃の別の加速電極を示す図であり、（Ａ）は電子ビーム出射側から見た斜視図、（Ｂ）は電子ビーム入射側から見た斜視図である。
【図７】図７は、本発明のカラー陰極線管に搭載される電子銃のフォーカス電極の電子ビーム入射側端面の一例の斜視図である。
【図８】図８は、本発明のカラー陰極線管に搭載される電子銃の更に別の加速電極を示す図であり、（Ａ）は電子ビーム出射側から見た斜視図、（Ｂ）は電子ビーム入射側から見た斜視図である。
【図９】図９は、本発明のカラー陰極線管に搭載される電子銃のフォーカス電極の電子ビーム入射側端面の別の例の斜視図である。
【図１０】図１０は、カラー陰極線管の一例の概略構成を示す断面図である。
【図１１】図１１は、従来の電子銃の概略構成を示した図であり、（Ａ）はその水平方向断面図、（Ｂ）はその垂直方向断面図である。
【図１２】図１２は、従来カラー陰極線管の画面上の電子ビームスポット形状を示す図である。
【図１３】図１３は、第１の従来技術が適用された加速電極を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、第１の従来技術が適用されたフォーカス電極の電子ビーム入射側面を示す斜視図である。
【図１５】図１５は、第２の従来技術が適用された制御電極を示す斜視図である。
【図１６】図１６は、第３の従来技術が適用された加速電極を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  パネル
２  ファンネル
３  シャドウマスク
４  蛍光体スクリーン
５  ネック部
６  電子銃
７Ｂ，７Ｇ，７Ｒ  電子ビーム
８  偏向ヨーク
Ｋ  カソード
Ｇ１  制御電極
Ｇ２  加速電極
Ｇ３  フォーカス電極
Ｇ４  アノード電極
ＳＣ  シールドカップ
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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