(57)【要約】【課題】製造が容易で安価な電極部品を用いながら、蛍光体スクリーンの全域で良好な蛍光体スポットを形成し、且つ偏向角の増大の要求に対応する。【解決手段】プリフォーカスレンズが形成される第２グリッドＧ２と第３グリッドＧ３の間に、電子ビーム通過孔２５が形成された補助第２グリッドＳＧ２が配置される。補助第２グリッドＳＧ２には第２グリッドＧ２と同じか又はこれより低い一定の電圧が印加される。第１グリッドＧ１の電子ビーム通過孔２１は水平方向の開口径が垂直方向の開口径より大きい非円形である。補助第２グリッドＳＧ２の電子ビーム通過孔２５は、第２グリッドＧ２の電子ビーム通過孔２２に比べて、水平方向及び垂直方向の開口径がいずれも大きい。【選択図】図１
2007335300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カソード、第１グリッド、及び第２グリッドにより形成され、前記カソードから電子ビームを発生させる電子ビーム発生部と、前記第２グリッド及び第３グリッドにより形成され、前記電子ビームを予備集束するプリフォーカスレンズと、前記第３グリッドを含む少なくとも２つ以上の電極により形成され、前記プリフォーカスレンズで予備集束された電子ビームを最終的にスクリーン上に集束する主レンズとを有する電子銃を具備するカラー陰極線管であって、
前記第２グリッドと前記第３グリッドとの間に、前記電子ビームが通過する電子ビーム通過孔が形成された補助第２グリッドが配置されており、
前記補助第２グリッドには前記第２グリッドと同じか又はこれより低い一定の電圧が印加され、
前記第１グリッドに形成された電子ビーム通過孔は水平方向の開口径が垂直方向の開口径より大きい非円形であり、
前記補助第２グリッドの前記電子ビーム通過孔の水平方向の開口径は前記第２グリッドの電子ビーム通過孔の水平方向の開口径より大きく、前記補助第２グリッドの前記電子ビーム通過孔の垂直方向の開口径は前記第２グリッドの前記電子ビーム通過孔の垂直方向の開口径より大きいことを特徴とするカラー陰極線管。
【請求項２】
前記補助第２グリッドの前記電子ビーム通過孔は水平方向の開口径より垂直方向の開口径が大きい非円形であり、
前記第３グリッドの前記補助第２グリッド側端面に形成された電子ビーム通過孔は水平方向の開口径より垂直方向の開口径が大きい非円形である請求項１に記載のカラー陰極線管。
【請求項３】
前記補助第２グリッドの前記電子ビーム通過孔の水平方向の開口径は前記第３グリッドの前記補助第２グリッド側端面に形成された前記電子ビーム通過孔の水平方向の開口径と同じか又はこれより大きく、
前記補助第２グリッドの前記電子ビーム通過孔の垂直方向の開口径は前記第３グリッドの前記補助第２グリッド側端面に形成された前記電子ビーム通過孔の垂直方向の開口径と同じか又はこれより小さい請求項２に記載のカラー陰極線管。
【請求項４】
前記補助第２グリッドの前記電子ビーム通過孔は水平方向の開口径より垂直方向の開口径が大きい非円形であり、
前記第３グリッドの前記補助第２グリッド側端面には水平方向の寸法より垂直方向の寸法が大きい非円形の凹部が形成されており、前記凹部の底面に電子ビーム通過孔が形成されている請求項１に記載のカラー陰極線管。
【請求項５】
前記補助第２グリッドの前記電子ビーム通過孔の水平方向の開口径は前記第３グリッドの前記補助第２グリッド側端面に形成された前記凹部の水平方向の寸法と同じか又はこれより大きく、
前記補助第２グリッドの前記電子ビーム通過孔の垂直方向の開口径は前記第３グリッドの前記補助第２グリッド側端面に形成された前記凹部の垂直方向の寸法と同じか又はこれより小さい請求項４に記載のカラー陰極線管。
【請求項６】
前記第２グリッドの前記第１グリッドと向き合う前記電子ビーム通過孔が形成された面と、前記補助第２グリッドの前記第３グリッドと向き合う前記電ビーム通過孔が形成された面との距離は、前記第２グリッドの前記電子ビーム通過孔の最小開口径と同じか又はこれより大きい請求項１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。特に蛍光体スクリーン全面において良好な電子ビームスポットが形成され、安定した画質を有する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８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が発生する偏向磁界を、その水平偏向磁界をピンクッション型、その垂直偏向磁界をバレル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】
この電子銃の一例の水平方向断面図を図９に示す。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第１〜第４グリッドＧ１〜Ｇ４とからなる。各グリッドＧ１〜Ｇ４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に一例配置された３個の電子ビーム通過孔が形成されている。第３グリッドＧ３と第４グリッドＧ４とが相対向する部分に３電子ビームを蛍光体スクリーンに向けて最終的に加速し集束する主レンズが形成される。
【０００７】
この電子銃では、カソードＫに約２０Ｖ〜１７０Ｖの電圧が印加され、第１グリッドＧ１は接地され、第２グリッドＧ２には約６００Ｖの電圧が印加され、第３グリッドＧ３には約８ＫＶの電圧が印加され、第４グリッドＧ４は約３０ＫＶの高電圧が印加される。
【０００８】
これによってカソードＫ、第１グリッドＧ１及び第２グリッドＧ２が３電子ビームを発生する電子ビーム発生部（トライオード部）を形成する。第２グリッドＧ２乃至第３グリッドＧ３はプリフォーカスレンズを形成し、このプリフォーカスレンズは、前記電子ビーム発生部から放出された３電子ビームを予備集束させる。第３グリッドＧ３及び第４グリッドＧ４は主レンズを形成し、予備集束された３電子ビームを最終的に蛍光体スクリーン上に集束させる。
【０００９】
ところで、近年、ハイビジョン放送の一般化や、パーソナルコンピュータと接続してモニターとしても使用できるインターネットテレビの普及に伴い、よりきめの細かい画像を正確に再現するため、画素を細かくする必要が生まれてきている。カラー陰極線管できめの細かい画像を実現するためには蛍光体スクリーン上の全面で電子ビームスポットを小さく形成する必要がある。
【００１０】
一方、液晶パネルディスプレイに代表される様なフラットパネルディスプレイテレビの普及に対抗する為に、カラー陰極線管の奥行き寸法（管軸方向寸法）を小さくする設計が進められている。この場合カラー陰極線管の偏向角を拡大する必要が生じ、その結果、偏向収差が増大し、蛍光体スクリーン周辺で画質が低下するという問題が発生する。即ち、図１０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（Ｘ軸方向）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（Ｙ軸方向）の両側にハロー５２が発生する。この現象は偏向収差が増大すればするほど顕著になり、その結果、蛍光体スクリーン上に形成される電子ビームスポット５０が大きくなって画質が劣化し、前述のきめの細かい画像に対する要求とは相反する結果を招いていた。
【００１１】
前述の偏向収差による画質劣化を低減するためには偏向磁界内での電子ビーム束の断面積を出来るだけ少なくする方法が一般的である。この考え方に沿った第１の従来技術として、図１１に示すように、第２グリッドＧ２の第３グリッド側の面に水平方向を長軸とする略矩形状の３つの凹部１０を形成し、その底面に３個の電子ビーム通過孔９をそれぞれ形成する方法がある。この方法によれば、第２グリッドＧ２の電子ビーム通過孔９と横長の凹部１０とによって水平方向よりも垂直方向において集束作用が強い集束レンズが形成される。従って、第２グリッドＧ２と第３グリッドＧ３とで形成されるプリフォーカスレンズにも水平方向よりも垂直方向において集束作用が強い非点収差が発生する。これにより電子ビームの垂直方向の発散角が縮小されるので、電子ビームは、その断面形状を水平方向を長軸とする横長形状に保ったまま、偏向ヨークが発生する偏向磁界を通過する。従って、垂直方向の偏向収差が低減されハロー５２を減少させることができる。
【００１２】
しかしながら、この第１の従来技術では、電子ビームの水平方向の発散角が拡大するので、主レンズの球面収差及び偏向磁界の偏向収差による影響が増大し、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が発生する。また、電子ビームの垂直方向の発散角が縮小される反面、主レンズに対する仮想物点の垂直方向径が拡大するので、蛍光体スクリーンの中央での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発生する。これらの問題が発生した状態を図１２に示す。
【００１３】
前述の問題を解決する第２の従来技術として、図１３に示すように、第１グリッドＧ１の電子ビーム通過孔１１を、水平方向の開口径が垂直方向の開口径より大きい横長の孔とする方法がある。この方法によれば、電子ビームを出射するカソード領域を第１グリッドＧ１の電子ビーム通過孔１１の開口形状と類似した形状にすることが出来るため、水平方向の発散角が大きく垂直方向の発散角が小さい電子ビームを形成することが出来る。更に仮想物点の垂直方向径も小さく保つことが出来る。この結果、偏向収差による画質劣化を抑えることができるので蛍光体スクリーンの周辺で電子ビームスポット５０のハロー５２を少なくすることができ、且つ、仮想物点径の拡大を抑えることができるので蛍光体スクリーンの中央で電子ビームスポット５０の垂直方向径の拡大を抑制することができる。
【００１４】
しかしながら、近年要求される偏向角の拡大に対応して更に効果を高めるためには、第１グリッドＧ１の水平方向の開口径を拡大し垂直方向の開口径を縮小し、開口径比（水平方向開口径／垂直方向開口径）を大きくする必要がある。これは実質的に第１グリッドＧ１の電子ビーム通過孔１１の開口面積を縮小することになり、電子ビームを出射するカソードＫへの負担が増加するため信頼性低下の問題を引き起こす。また、第１グリッドＧ１の開口径比を大きくせずに偏向角の拡大に対応する方法として、第１の従来技術が適用された図１１に示す第２グリッドＧ２と組み合わせる方法があるが、上述した第１の従来技術の問題は解決されない。
【００１５】
前述の問題を解決する第３の従来技術が特許文献１及び特許文献２に提案されている。これは、図１４に示すように、電子ビームの進行方向９０に沿って第１板材１２と第２板材１３とを貼り合わせた第２グリッドを用いる方法である。第２板材１３は第１板材１２より厚く、且つ、第２板材１３に形成された電子ビーム通過孔１３ａは第１板材１２に形成された電子ビーム通過孔１２ａよりも開口径が大きい。特許文献２では、更に図１３に示したのと同様の横長の電子ビーム通過孔が形成された第１グリッドＧ１を併用することを開示している。この第１グリッドＧ１による効果は上述の第２の従来技術による効果と同じである。第２グリッドＧ２の第２板材１３は、第２グリッドＧ２の電子ビーム出射側に形成される集束レンズのレンズ口径を大きくする。よって、第２グリッドＧ２及び第３グリッドＧ３が形成するプリフォーカスレンズの口径が拡大し球面収差を少なくできる。水平方向よりも垂直方向において集束作用が強い負の非点収差をプリフォーカスレンズに与えて、電子ビームの垂直方向の発散角を縮小し、偏向収差の影響が少ない設計を行っても、仮想物点径の拡大は少ない。その結果、蛍光体スクリーンの周辺で電子ビームスポット５０のハロー５２を少なくし、且つ、蛍光体スクリーンの中央で電子ビームスポット５０の垂直方向径の拡大を抑制することができる。
【００１６】
この第３の従来技術において偏向角の拡大に対応して更に前述の効果を高めためには、第２グリッドＧ２の第２板材１３の厚みを増大させ、電子ビーム通過孔１３ａの開口径を拡大する必要がある。しかしながら、このような厚い第２板材１３を、電極部品の一般的な製造方法であるプレス加工で製造しようとすると、電子ビーム通過孔１３ａの加工精度を確保するのが困難となり、製造バラツキが増大し、不良品が増大して生産効率が低下し製造コストが上昇する。厚みが増大するほどこの問題は深刻となるから、目標とする効果を安定且つ安価に得ることが困難である。
【特許文献１】国際公開第０３／０５４９０８号パンフレット
【特許文献２】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】
【００１７】
以上のように、カラー陰極線管の奥行き寸法を小さくするためには、偏向角を増大させる必要がある。ところが、偏向角を増大させると偏向収差が増大し、蛍光体スクリーンの周辺で電子ビームスポットが劣化する。この問題を解決する従来の方法では、蛍光体スクリーンの中央での電子ビームスポットの垂直方向径が拡大したり、電極部品を精度良く安価に製造することが困難になったりするなどの別の問題が生じる。
【００１８】
本発明は、製造が容易で安価な電極部品を用いながら、蛍光体スクリーンの全域で良好な蛍光体スポットを形成することができ、偏向角の増大の要求に対応可能な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】
【００１９】
本発明のカラー陰極線管は、カソード、第１グリッド、及び第２グリッドにより形成され、前記カソードから電子ビームを発生させる電子ビーム発生部と、前記第２グリッド及び第３グリッドにより形成され、前記電子ビームを予備集束するプリフォーカスレンズと、前記第３グリッドを含む少なくとも２つ以上の電極により形成され、前記プリフォーカスレンズで予備集束された電子ビームを最終的にスクリーン上に集束する主レンズとを有する電子銃を具備する。
【００２０】
前記第２グリッドと前記第３グリッドとの間に、前記電子ビームが通過する電子ビーム通過孔が形成された補助第２グリッドが配置されている。前記補助第２グリッドには前記第２グリッドと同じか又はこれより低い一定の電圧が印加される。前記第１グリッドに形成された電子ビーム通過孔は水平方向の開口径が垂直方向の開口径より大きい非円形である。前記補助第２グリッドの前記電子ビーム通過孔の水平方向の開口径は前記第２グリッドの電子ビーム通過孔の水平方向の開口径より大きく、前記補助第２グリッドの前記電子ビーム通過孔の垂直方向の開口径は前記第２グリッドの前記電子ビーム通過孔の垂直方向の開口径より大きい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、製造が容易で安価な電極部品を用いながら、蛍光体スクリーンの全域で良好な蛍光体スポットを形成することができ、偏向角の増大の要求に対応可能な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】
【００２２】
図１は、本発明のカラー陰極線管に搭載される一実施形態に係る電子銃の電子ビーム発生部及びプリフォーカスレンズを形成する部分の概略構成を示した斜視図である。これを用いて本発明の構成、作用、及び効果を説明する。
【００２３】
水平方向に一列配置された３個のカソードＫ、第１グリッドＧ１、第２グリッドＧ２、第３グリッドＧ２が電子ビーム進行方向９０に順次配列されている。本発明では、第２グリッドＧ２と第３グリッドＧ３との間に、板状で３個の電子ビーム通過孔２５が形成された補助第２グリッドＳＧ２が配置されている。
【００２４】
第１グリッドＧ１には、水平方向の開口径が垂直方向の開口径より大きい横長の３つの電子ビーム通過孔２１が形成されている。第２グリッドＧ２には、３つの電子ビーム通過孔２２が形成されている。補助第２グリッドＳＧ２の電子ビーム通過孔２５の水平方向の開口径は第２グリッドＧ２の電子ビーム通過孔２２の水平方向の開口径より大きく、補助第２グリッドＳＧ２の電子ビーム通過孔２５の垂直方向の開口径は第２グリッドＧ２の電子ビーム通過孔２２の垂直方向の開口径より大きい。第３グリッドＧ３は３電子ビームを包囲する略筒形状を有し、その補助第２グリッドＳＧ２側の板状の端面には３個の電子ビーム通過孔２３が形成されている。３個の電子ビーム通過孔２１，２２，２３，２５はいずれも３電子ビームに対応して設けられている。
【００２５】
補助第２グリッドＳＧ２には第２グリッドＧ２に印加される電圧と同じか又はこれより低い電圧が印加される。補助第２グリッドＳＧ２以外の電極には例えば図９に示した従来の電子銃と同程度の電圧が印加される。
【００２６】
上記の電極構成及び印加電圧により、カソードＫ、第１グリッドＧ１、及び第２グリッドＧ２がカソードＫから３電子ビームを発生させる電子ビーム発生部を形成し、第２グリッドＧ２、補助第２グリッドＳＧ２及び第３グリッドＧ３が３電子ビームを予備集束するプリフォーカスレンズを形成し、第３グリッドＧ３及びこれより後段に配された少なくとも１つ以上の電極がプリフォーカスレンズで予備集束された電子ビームを最終的にスクリーン上に集束する主レンズを形成する。
【００２７】
本発明では、補助第２グリッドＳＧ２に形成された電子ビーム通過孔２５が第２グリッドＧ２に形成された電子ビーム通過孔２２より大きいので、口径が十分に大きな集束作用を有するプリフォーカスレンズが形成される。また、補助第２グリッドＳＧ２が第２グリッドＧ２から離れて配置されているので、第３グリッドＧ３から補助第２グリッドＳＧ２の電子ビーム通過孔２５内に浸透する電界が増加し、プリフォーカスレンズの集束作用が強められる。従って、プリフォーカスレンズの口径が大きいので球面収差が少なく、また、強い集束作用を有するので電子ビームの仮想物点径が拡大するのが抑制される。更に、強い集束作用を有するので電子ビームを十分に予備集束することができる。
【００２８】
カソードＫから放出された電子ビームは、第１グリッドＧ１の電子ビーム通過孔２１を通過する。この際、電子ビーム通過孔２１が横長の開口形状を有しているために、電子ビームの水平方向の発散角が相対的に拡大され、垂直方向の発散角が相対的に縮小され、且つ、垂直方向の仮想物点径が縮小される。次に、電子ビームは上記のプリフォーカスレンズを通過する。この際、電子ビームの垂直方向の発散角が更に縮小され、水平方向の発散角は拡大されたり縮小されたりすることなく、ほぼ適正値に維持される。また、仮想物点径の拡大は、水平方向及び垂直方向ともに最小限にとどめられる。その後、電子ビームは主レンズを通過し、偏向ヨーク内を通過し、蛍光体スクリーンに到達する。その結果、図２に示すように、画面周辺部において、コア５１の横長楕円状歪みが緩和され、且つコア５１に対して垂直方向の両側にハロー５２は微量に発生するか又は観察されない電子ビームスポット５０が形成される。よって、高精細画像を表示することができる。
【００２９】
補助第２グリッドＳＧ２の電子ビーム通過孔２５は水平方向の開口径より垂直方向の開口径が大きい非円形であることが好ましい。また、第３グリッドＧ３の補助第２グリッドＳＧ２側端面に形成された電子ビーム通過孔２３は水平方向の開口径より垂直方向の開口径が大きい非円形であることが好ましい。これにより、プリフォーカスレンズの垂直方向の口径を水平方向の口径より相対的に大きくすることができるので、電子ビームが垂直方向に集束作用を受けた後においても仮想物点径の拡大を抑えることができ、本発明の効果を更に高めることが出来る。
【００３０】
この場合において、補助第２グリッドＳＧ２の電子ビーム通過孔２５の水平方向の開口径は第３グリッドＧ３の補助第２グリッドＳＧ２側端面に形成された電子ビーム通過孔２３の水平方向の開口径と同じか又はこれより大きいことが好ましい。また、補助第２グリッドＳＧ２の電子ビーム通過孔２５の垂直方向の開口径は第３グリッドＧ３の補助第２グリッドＳＧ２側端面に形成された電子ビーム通過孔２３の垂直方向の開口径と同じか又はこれより小さいことが好ましい。これにより、プリフォーカスレンズの口径を最大に保ちながら効果的に水平方向より垂直方向の集束力が強い作用を維持することが出来るため、本発明の効果を更に高めることが出来る。
【００３１】
或いは、補助第２グリッドＳＧ２の電子ビーム通過孔２５は水平方向の開口径より垂直方向の開口径が大きい非円形であることが好ましい。また、第３グリッドＧ３の補助第２グリッドＳＧ２側端面には水平方向の寸法より垂直方向の寸法が大きい非円形の凹部が形成されており、凹部の底面に電子ビーム通過孔２３が形成されていることが好ましい。これによっても、プリフォーカスレンズの垂直方向の口径を水平方向の口径より相対的に大きくすることができるので、電子ビームが垂直方向に集束作用を受けた後においても仮想物点径の拡大を抑えることができ、本発明の効果を更に高めることが出来る。
【００３２】
この場合において、補助第２グリッドＳＧ２の電子ビーム通過孔２５の水平方向の開口径は第３グリッドＧ３の補助第２グリッドＳＧ２側端面に形成された凹部の水平方向の寸法と同じか又はこれより大きいことが好ましい。また、補助第２グリッドＳＧ２の電子ビーム通過孔２５の垂直方向の開口径は第３グリッド２３の補助第２グリッドＳＧ２側端面に形成された凹部の垂直方向の寸法と同じか又はこれより小さいことが好ましい。これにより、プリフォーカスレンズの口径を最大に保ちながら効果的に水平方向より垂直方向の集束力が強い作用を維持することが出来るため、本発明の効果を更に高めることが出来る。
【００３３】
また、第２グリッドＧ２の第１グリッドＧ１と向き合う電子ビーム通過孔２２が形成された面と、補助第２グリッドＳＧ２の第３グリッドＧ３と向き合う電ビーム通過孔２５が形成された面との距離Ｌは、第２グリッドＧ２の電子ビーム通過孔２２の最小開口径と同じか又はこれより大きいことが好ましい。これにより、第２グリッドＧ２の電子ビーム通過孔２２に発散レンズが形成され、これによる発散作用が、第１グリッドＧ１の電子ビーム通過孔２１による電子ビームに対する集束作用によって発生する収差を緩和する。このように収差が緩和された電子ビームをプリフォーカスレンズに入射させることで、本発明の効果を更に高めることが出来る。
【００３４】
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。
【００３５】
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８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。
【００３６】
（実施の形態１）
図３は、本発明のカラー陰極線管に搭載される実施の形態１に係る電子銃の概略構成を示した水平方向断面図である。
【００３７】
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、３個のカソードＫと、この３個のカソードＫを各別に加熱する図示しない３個のヒータと、カソードＫから蛍光体スクリーン側に順次配置された第１グリッドＧ１、第２グリッド、補助第２グリッドＳＧ２、第３グリッドＧ３、及び第４グリッドＧ４とを有する。第１グリッドＧ１乃至第４グリッドＧ４は図示しない一対の絶縁支持体により一体に固定されている。
【００３８】
第１グリッドＧ１及び第２グリッドＧ２には、上記一列配置された３個のカソードＫに対応して３個の電子ビーム通過孔２１，２２がそれぞれ形成されている。第２グリッドＧ２と第３グリッドＧ３との間に配置された板状の補助第２グリッドＳＧ２にも、上記一列配置された３個のカソードＫに対応して３個の電子ビーム通過孔２５が形成されている。第３グリッドＧ３及び第４グリッドＧ４は、いずれも３電子ビームを包囲する略筒形状を有し、それぞれの３電子ビームが入射する側の端面及び出射する側の端面は板状で、両端面には３電子ビームに対応した３個の電ビーム通過孔が形成されている。
【００３９】
第１グリッドＧ１に形成された電子ビーム通過孔２１は、水平方向の開口径が０．６乃至０．９ｍｍ、垂直方向の開口径が０．４乃至０．６ｍｍ程度で、水平方向の開口径が垂直方向の開口径より大きい横方向に延びた横長孔である。
【００４０】
第２グリッドＧ２に形成された電子ビーム通過孔２２は、水平方向の開口径が０．６乃至０．９ｍｍ、垂直方向の開口径が０．６乃至１．５ｍｍの非円形孔である。
【００４１】
補助第２グリッドＳＧ２に形成された電子ビーム通過孔２５は、水平方向の開口径が０．９乃至２．０ｍｍ程度、垂直方向の開口径が１．０乃至２．５ｍｍの、水平方向の開口径より垂直方向の開口径が大きい縦長孔である。補助第２グリッドＳＧ２の電子ビーム通過孔２５の水平方向の開口径は第２グリッドＧ２の電子ビーム通過孔２２の水平方向の開口径より大きく、補助第２グリッドＳＧ２の電子ビーム通過孔２５の垂直方向の開口径は第２グリッドＧ２の電子ビーム通過孔２２の垂直方向の開口径より大きい。
【００４２】
第３グリッドＧ３の補助第２グリッドＳＧ２側端面に形成された電子ビーム通過孔２３は、水平方向の開口径が０．８乃至１．８ｍｍ程度、垂直方向の開口径が１．３乃至３．０ｍｍ程度で、水平方向の開口径より垂直方向の開口径が大きい縦長孔である。
【００４３】
補助第２グリッドＳＧ２の電子ビーム通過孔２５の水平方向の開口径は第３グリッドＧ３の電子ビーム通過孔２３の水平方向の開口径と同じか又はこれより大きい。また、補助第２グリッドＳＧ２の電子ビーム通過孔２５の垂直方向の開口径は第３グリッドＧ３の電子ビーム通過孔２３の垂直方向の開口径と同じか又はこれより小さい。
【００４４】
第２グリッドＧ２の第１グリッドＧ１と向き合う面Ｐ１と、補助第２グリッドＳＧ２の第３グリッドＧ３と向き合う面Ｐ２との距離Ｌは、第２グリッドＧ２の電子ビーム通過孔２２の最小開口径と同じか又はこれより大きい。
【００４５】
カソードＫには画像信号が重畳された電圧が印加され、第１グリッドＧ１は接地されるか或いは０Ｖに近い電圧が印加される。第２グリッドＧ２には７００Ｖ程度の電圧が印加され、補助第２グリッドＳＧ２には６００乃至７００Ｖの、第２グリッドＧ２と同じか又はこれより低い一定の電圧が印加される。第３グリッドＧ３には８ｋＶが印加され、第４グリッドＧ４には２６．５ｋＶが印加される。
【００４６】
以上のような実施の形態１に係る電子銃によれば、上述した本発明の作用及び効果が発揮され、蛍光体スクリーンに到達した電子ビームスポットは良好な状態に保たれる。
【００４７】
また、本発明の上記の作用及び効果を得るために補助第２グリッドＳＧ２の厚みを図１４に示した第２板材１３のように厚くする必要がないので、従来の一般的なプレス加工により精度良く安定且つ安価に製造することができる。
【００４８】
（実施の形態２）
本実施の形態２は、第３グリッドＧ３の形態において実施の形態１と異なり、その他は実施の形態１と同じである。実施の形態１との相違点について以下に説明する。
【００４９】
図４に示すように、第３グリッドＧ３の補助第２グリッドＳＧ２側端面のプリフォーカスレンズを形成する部分には、３つの凹部２４が形成されている。凹部２４は、水平方向の寸法が０．８乃至１．８ｍｍ程度、垂直方向の寸法が１．３乃至３．０ｍｍ程度の、水平方向の寸法より垂直方向の寸法が大きい縦長形状を有している。凹部２４の底面に電子ビーム通過孔２３が形成されている。凹部２４の深さは０．３ｍｍ程度以上であることが好ましい。凹部２４内の電子ビーム通過孔２３は、直径が０．７乃至１．７ｍｍの円形孔である。
【００５０】
補助第２グリッドＳＧ２の電子ビーム通過孔２５の水平方向の開口径は第３グリッドＧ３に形成された凹部２４の水平方向の寸法と同じか又はこれより大きいことが好ましい。また、補助第２グリッドＳＧ２の電子ビーム通過孔２５の垂直方向の開口径は第３グリッドＧ３に形成された凹部２４の垂直方向の寸法と同じか又はこれより小さいことが好ましい。
【００５１】
以上のような実施の形態２に係る電子銃において形成されるプリフォーカスレンズによっても、上述した本発明の作用及び効果が発揮され、蛍光体スクリーンに到達した電子ビームスポットは良好な状態に保たれる。
【００５２】
（実施の形態３）
本実施の形態３は、第２グリッドＧ２の電子ビーム通過孔２２が円形孔である点で、実施の形態１と異なり、その他は実施の形態１と同じである。実施の形態１との相違点について以下に説明する。
【００５３】
図５に示すように、第２グリッドＧ２には、３電子ビームに対応して、直径０．６乃至０．９ｍｍの３個の円形の電子ビーム通過孔２２が形成されている。電子ビーム通過孔２２の形状が円形であるか非円形であるかは、カラー陰極線管の画面サイズや偏向角などに応じた最適化設計を行う際に決定される。
【００５４】
本実施の形態においても、上述した本発明の作用及び効果が同様に発揮され、蛍光体スクリーンに到達した電子ビームスポットは良好な状態に保たれる。
【００５５】
（実施の形態４）
本実施の形態４は、補助第２グリッドＳＧ２の形態において実施の形態１と異なり、その他は実施の形態１と同じである。実施の形態１との相違点について以下に説明する。
【００５６】
図６に示すように、補助第２グリッドＳＧ２が浅いカップ形状に成形されており、その外周端が第２グリッドＧ２に接触し固定されている。第２グリッドＧ２と補助第２グリッドＳＧ２とは導通することで同電位となる。これにより、第２グリッドＧ２及び補助第２グリッドＳＧ２に電圧を印加するための電源及び配線を少なくすることが出来る。
【００５７】
本実施の形態においても、上述した本発明の作用及び効果が同様に発揮され、蛍光体スクリーンに到達した電子ビームスポットは良好な状態に保たれる。
【００５８】
（実施の形態５）
補助第２グリッドＳＧ２の電子ビーム通過孔２５及び第３グリッドＧ３の電子ビーム通過孔２３の形状の変形例を示す。図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、電子ビーム通過孔２５及び電子ビーム通過孔２３を電子ビームの進行方向に沿って見た透視図である。図７（Ａ）〜図７（Ｃ）において、Ｘ軸は水平方向軸を、Ｙ軸は垂直方向軸を示す。
【００５９】
図７（Ａ）では、電子ビーム通過孔２５及び電子ビーム通過孔２３の端縁形状は、いずれもＸ軸に平行な一対の直線と、この一対の直線のＹ軸方向端を結ぶ一対の円弧とからなる。
【００６０】
図７（Ｂ）では、電子ビーム通過孔２５及び電子ビーム通過孔２３の端縁形状は、いずれも複数の直線をつないだ多角形状である。
【００６１】
図７（Ｃ）では、電子ビーム通過孔２５及び電子ビーム通過孔２３の端縁形状は、いずれも楕円形状である。
【００６２】
図７（Ａ）〜図７（Ｃ）のいずれにおいても、補助第２グリッドＳＧ２の電子ビーム通過孔２５は水平方向の開口径より垂直方向の開口径が大きい縦長孔であり、第３グリッドＧ３の電子ビーム通過孔２３も水平方向の開口径より垂直方向の開口径が大きい縦長孔である。また、補助第２グリッドＳＧ２の電子ビーム通過孔２５の水平方向の開口径は第３グリッドＧ３の電子ビーム通過孔２３の水平方向の開口径と同じか又はこれより大きく、補助第２グリッドＳＧ２の電子ビーム通過孔２５の垂直方向の開口径は第３グリッドＧ３の電子ビーム通過孔２３の垂直方向の開口径と同じか又はこれより小さい。これにより、電子ビーム通過孔２５及び電子ビーム通過孔２３の端縁形状にかかわらず、プリフォーカスレンズの口径を最大に保つことが出来、且つ水平方向より垂直方向の集束力が強い作用を維持することが出来るため、本発明の効果を発揮することが出来る。
【００６３】
電子ビーム通過孔２５及び電子ビーム通過孔２３の端縁形状は、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）に限定されない。この端縁形状は、カラー陰極線管の画面サイズや偏向角などに応じた最適化設計を行う際に選択される。
【００６４】
図７（Ａ）〜図７（Ｃ）では、電子ビーム通過孔２５の中心と電子ビーム通過孔２３の中心とがＺ軸と平行な一直線上に配置される例を示したが、本発明はこれに限定されない。電子ビーム通過孔２５の中心と電子ビーム通過孔２３の中心とを意図的にずらすこと（偏心）により電子ビーム軌道を制御することができ、そのような場合も上述した本発明の作用及び効果が発揮される。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の利用分野は特に制限はないが、偏向角が大きく、大画面であってもスポットサイズ小さく、鮮明で高密度な画質を有し、且つ安定して生産することが可能なカラーテレビ等に使用されるにカラー陰極線管として広く利用する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１は、本発明のカラー陰極線管に搭載される一実施形態に係る電子銃の一部を示した斜視図である。
【図２】図２は、本発明のカラー陰極線管の蛍光体スクリーン上の電子ビームスポット形状を示す図である。
【図３】図３は、本発明のカラー陰極線管に搭載される実施の形態１に係る電子銃の概略構成を示した水平方向断面図である。
【図４】図４は、本発明のカラー陰極線管に搭載される実施の形態２に係る電子銃の一部を示した斜視図である。
【図５】図５は、本発明のカラー陰極線管に搭載される実施の形態３に係る電子銃の一部を示した斜視図である。
【図６】図６は、本発明のカラー陰極線管に搭載される実施の形態４に係る電子銃の概略構成を示した水平方向断面図である。
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は、本発明のカラー陰極線管に搭載される電子銃において、補助第２グリッドの電子ビーム通過孔及び第３グリッドの電子ビーム通過孔の形状を示した図である。
【図８】図８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９】図９は、従来のＢＰＦ型電子銃の概略構成を示した水平方向断面図である。
【図１０】図１０は、従来カラー陰極線管の蛍光体スクリーン上の電子ビームスポット形状を示す図である。
【図１１】図１１は、第１の従来技術が適用された第２グリッドを示す斜視図である。
【図１２】図１２は、第１の従来技術が適用された従来カラー陰極線管の蛍光体スクリーン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２の従来技術が適用された第１グリッドを示す斜視図である。
【図１４】図１４は、第３の従来技術が適用された第２グリッドを示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６７】
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  第１グリッド
Ｇ２  第２グリッド
ＳＧ２  補助第２グリッド
Ｇ３  第３グリッド
Ｇ４  第４グリッド
【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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