(57)【要約】【課題】画面センターおよび画面周辺での電子ビームスポット形状を適正に保つことにより、画面全域において解像度の高い陰極線管を提供する。【解決手段】陰極線管において、管軸と直交する面と平行でかつ水平方向および垂直方向以外の方向を第３方向とし、開口部の第３方向における径を第３方向径、この開口部の水平方向径および垂直方向径のうち長い方を長径とし、短い方を短径とする仮想の楕円の第３方向における径を基準径とした場合に、非軸対称レンズ成分を形成する一対の電極（５２ｂ、２１ａ）、（２２ｂ、６ａ）のそれぞれに形成された互いに対向する一対の開口部のうちの一方の開口部（１５２ｂ、１２１ａ）、（１２２ｂ、１６ａ）についての第３方向径と基準径との大小関係と、他方の開口部（１５２ｂ、１２１ａ）、（１２２ｂ、１６ａ）についての第３方向径と基準径との大小関係とが同じである。【選択図】図１
2007103127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームを射出する電子ビーム発生部と、前記電子ビーム発生部から射出された電子ビームを集束させる主集束レンズ部とを有する電子銃と、前記電子銃から放出された電子ビームを水平および垂直方向に偏向走査させる偏向磁界を発生する偏向ヨークとを備えた陰極線管であって、
前記電子ビーム発生部は、カソードと電子ビームの進行方向に順次配置された複数の電極とを含み、
前記主集束レンズ部は、高位の陽極電圧が供給される陽極電極と前記高位の陽極電圧よりも低い中位のフォーカス電圧が供給されるフォーカス電極とを少なくとも含む複数の電極を備え、
前記主集束レンズ部の複数の電極のうち、少なくとも前記陽極電極および前記フォーカス電極を含む電極により、非軸対称レンズ成分を含んでいる最終主集束レンズが形成され、
水平方向および垂直方向のうちどちらか一方を第１方向、他方を第２方向、管軸と直交する面と平行でかつ前記第１方向および前記第２方向以外の方向を第３方向とし、
電極に形成された前記電子ビームが通過する開口部の前記第３方向における径を第３方向径、この開口部の前記第１方向における径および前記第２方向における径のうち長い方を長径とし、短い方を短径とする仮想の楕円の前記第３方向における径を基準径とした場合に、
前記非軸対称レンズ成分を形成する集束側および発散側の一対の電極のそれぞれに形成された互いに対向する一対の開口部のうちの一方の開口部についての前記第３方向径と前記基準径との大小関係と、前記一対の開口部のうちの他方の開口部についての前記第３方向径と前記基準径との大小関係とが同じであることを特徴とする陰極線管。
【請求項２】
前記陽極電極と前記フォーカス電極との間に補助電極が設置され、
前記最終主集束レンズは、前記陽極電極、前記フォーカス電極および前記補助電極とで形成されている請求項１に記載の陰極線管。
【請求項３】
前記非軸対称レンズ成分は、前記陽極電極および前記フォーカス電極の少なくともどちらかと前記補助電極とにより形成されている請求項２に記載の陰極線管。
【請求項４】
前記非軸対称レンズ成分を形成する集束側および発散側の一対の電極のそれぞれに形成された互いに対向する一対の開口部のうちの一方の開口部についての前記第３方向径は前記基準径よりも大きく、かつ前記一対の開口部のうちの他方の開口部についての前記第３方向径も前記基準径より大きい請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の陰極線管。
【請求項５】
電子ビームを射出する電子ビーム発生部と、前記電子ビーム発生部から射出された電子ビームを集束させる主集束レンズ部とを有する電子銃と、前記電子銃から放出された電子ビームを水平および垂直方向に偏向走査させる偏向磁界を発生する偏向ヨークとを備えた陰極線管であって、
前記電子ビーム発生部は、カソードと電子ビームの進行方向に順次配置された複数の電極とを含み、
前記主集束レンズ部は、高位の陽極電圧が供給される陽極電極と前記高位の陽極電圧よりも低い中位のフォーカス電圧が供給されるフォーカス電極とを少なくとも含む複数の電極を備え、
前記主集束レンズ部の複数の電極のうち、少なくとも前記陽極電極および前記フォーカス電極を含む電極により、極性が異なる複数の非軸対称レンズ成分を含んでいる最終主集束レンズが形成され、
水平方向および垂直方向のうちどちらか一方を第１方向、他方を第２方向、管軸と直交する面と平行でかつ前記第１方向および前記第２方向以外の方向を第３方向とし、
電極に形成された前記電子ビームが通過する開口部の前記第３方向における径を第３方向径、この開口部の前記第１方向における径および前記第２方向における径のうち長い方を長径とし、短い方を短径とする仮想の楕円の前記第３方向における径を基準径とした場合に、
少なくとも１つの前記非軸対称レンズ成分を形成する集束側および発散側の一対の電極のそれぞれに形成された互いに対向する一対の開口部のうちの一方の開口部についての前記第３方向径と前記基準径との大小関係と、前記一対の開口部のうちの他方の開口部についての前記第３方向径と前記基準径との大小関係とが同じであることを特徴とする陰極線管。
【請求項６】
前記陽極電極と前記フォーカス電極との間に補助電極が設置され、
少なくとも１つの非軸対称レンズ成分を形成する一対の電極には、前記補助電極が含まれている請求項５に記載の陰極線管。
【請求項７】
少なくとも１つの前記非軸対称レンズ成分を形成する一対の電極のそれぞれに形成された互いに対向する一対の開口部のうちの一方の開口部についての前記第３方向径は前記基準径よりも大きく、かつ前記一対の開口部のうちの他方の開口部についての前記第３方向径も前記基準径より大きい請求項５または請求項６に記載の陰極線管。
【請求項８】
前記電子ビーム発生部が射出する電子ビームは複数であって、
前記非軸対称レンズ成分は、各電子ビーム個々に対応して作用する請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の陰極線管。
【請求項９】
前記フォーカス電極に印加されるフォーカス電圧は、前記偏向磁界に同期して変化するダイナミックフォーカス電圧である請求項１または請求項５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、陰極線管に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な陰極線管について説明する。図１４は一般的な陰極線管の構成を示す断面図である。図１４に示すように、従来の陰極線管３００は、パネル３３およびパネル３３に一体に接合されたファンネル３４からなる外囲器を有している。パネル３３の内面には、青、緑、赤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３５（ターゲット）が形成され、この蛍光体スクリーン３５に対向して、その内側に多数のアパーチャの形成されたシャドウマスク３６が装着されている。ファンネル３４のネック３７内には、３電子ビーム３８Ｂ（青）、３８Ｇ（緑）、３８Ｒ（赤）を放出する電子銃３０１が配設されている。
【０００３】
電子銃３０１から放出された３電子ビーム３８Ｂ、３８Ｇ、３８Ｒは、ファンネル３４の外側に装着された偏向ヨーク３１から発生される水平および垂直偏向磁界により偏向されて、シャドウマスク３６を介して蛍光体スクリーン３５を水平および垂直走査することでカラー画像が表示される。
【０００４】
近年、このカラー画像の高解像度化への要求がますます高まってきている。解像度を決定する大きな要因である電子ビームスポット径は、電子銃３０１のフォーカス性能によって決定され、電子ビームスポット径が小さいほど解像度が向上する。
【０００５】
電子銃３０１のフォーカス性能は一般的に主レンズの口径、仮想物点径および倍率等により決定される。すなわち、解像度もこれらにより決定される。具体的には、主レンズの口径が大きいほど電子ビームスポット径が小さくなり解像度が向上し、仮想物点径が小さいほど電子ビームスポット径が小さくなり解像度が向上し、倍率が小さいほど電子ビームスポット径が小さくなり、解像度が向上する。
【０００６】
例えば、従来の電子銃３０１において、フォーカス電極と陽極電極との間に２つの中間グリッドが設けられており、これら中間グリッドにはフォーカス電極の電位から陽極電極の電位までの範囲内の電位が印加されている構成のものがある。このように、フォーカス電極から陽極電極にかけての電位を電子ビームの進行方向に向かって拡張させていくことで、大口径の電界拡張型主レンズを形成することができ、解像度が向上する（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。つまり、電子ビーム進行方向に主レンズ内の電界を拡張し、緩やかな電位勾配を形成することで長焦点レンズが形成される。それにより、電子ビームスポット径が小さくなり、解像度が向上する。
【０００７】
上述のように、フォーカス電極と陽極電極との間に中間グリッドを配置し、長焦点レンズを形成している従来の電子銃３０１について説明する（例えば、特許文献３参照）。
【０００８】
図１５は、従来の電子銃の構成を示す概略断面図である。図１５に示すように、従来の電子銃３０１は、カソードｋと、カソードｋから蛍光体スクリーン方向に順次所定の間隔で配置された第１グリッドｇ１、第２グリッドｇ２、第３グリッドｇ３、第４グリッドｇ４、第５グリッド（フォーカス電極）ｇ５、第１および第２中間グリッドｇｍ１およびｇｍ２および第６グリッド（陽極電極）ｇ６を備えている。
【０００９】
電子銃３０１において、第５グリッドｇ５には約７ｋＶ程度、第６グリッドｇ６には２５ｋＶ〜３０ｋＶ程度、第１中間グリッドｇｍ１には第６グリッドｇ６に印加された電圧の約４０％の電圧が、第２中間グリッドｇｍ２には第６グリッドｇ６に印加された電圧の約６５％の電圧が印加されている。
【００１０】
図１６は、従来の第５グリッドにおいて第１中間グリッド側に形成されている電極の構成を示す斜視図であり、図１７は、従来の第１および第２中間グリッドの構成を示す斜視図である。
【００１１】
図１６に示すように、第５グリッドｇ５の第１中間グリッドｇｍ１側のカップ状電極３２５に形成された電子ビーム通過孔３０５は、電子ビーム３８Ｒ、３８Ｇ、３８Ｂにそれぞれ対応して水平方向（インライン方向）に並んで３つある。図１６に示すように、電子ビーム通過孔３０５の形状は、円の垂直方向（インライン方向に対して垂直方向）側を水平方向に沿った直線で削除した形状であり、水平方向の径よりも垂直方向の径のほうが短い形状である。水平方向が横方向であり、垂直方向が縦方向であるので、電子ビーム通過孔３０５は横長形状である。なお、第６グリッドｇｍ６の中間グリッドｇｍ２側のカップ状電極３２６に形成されている電子ビーム通過孔３０６も、図１６で示す３つの電子ビーム通過孔３０５と同一形状である。
【００１２】
また、図１７に示すように、第１および第２中間グリッドｇｍ１およびｇｍ２には、それぞれ、電子ビーム３８Ｒ、３８Ｇ、３８Ｂに対応した、円筒状の電子ビーム通過孔３０７および３０８が水平方向に並んで３つ形成されている。
【００１３】
このように、第５グリッドｇ５に電子ビーム通過孔３０５が形成され、これと対向する第１中間グリッドｇｍ１に電子ビーム通過孔３０７が形成されていることにより、水平方向に発散作用を有し、垂直方向に集束作用を有する第１非軸対称レンズが形成される。また、第６グリッドｇ６に電子ビーム通過孔３０６が形成され、これと対向する第２中間グリッドｇｍ２に電子ビーム通過孔３０８が形成されていることにより、水平方向に集束作用を有し、垂直方向に発散作用を有する第２非軸対称レンズが形成される。それにより、従来の電子銃３０１の最終主集束レンズには、２重４極子構成が形成されている。なお、最終主集束レンズとは、第５、第１中間、第２中間および第６グリッドｇ５、ｇｍ１、ｇｍ２およびｇ６により形成されるレンズである。
【００１４】
電子銃３０１の第５グリッドｇ５に、偏向に同期したダイナミックフォーカス電圧を印加した際に、電子ビームが画面周辺に偏向されるにしたがって、第５グリッドｇ５と第１中間グリッドｇｍ１との電位差が減少していく。そのため、第１非軸対称レンズが弱まり、水平方向の発散作用および垂直方向の集束作用が弱まる。それにより、第１非軸対称レンズは相対的に水平方向に集束作用を示し、垂直方向に発散作用を示す。同時に、フォーカス電極から陽極電極までの間に形成される最終主集束レンズの円筒成分は、水平および垂直方向共に弱まる。それにより、偏向磁界による電子ビームの垂直方向への集束作用が打ち消され、画面周辺においても電子ビームスポットが最適となる。このようなフォーカス状態は、ダイナミックフォーカス作用が実現されている状態である。
【００１５】
また、他に最適の電子ビームスポット形状を得ることができる陰極線管については、例えば、特許文献４等に開示されている。
【００１６】
しかし、このような構成である電子銃３０１の場合、新たに非軸対称レンズ成分が加わり、第１非軸対称レンズと第２非軸対称レンズのレンズ強度バランスがずれた場合には、電子ビームの対角方向の集束力が水平方向および垂直方向の平均集束力に比べ過集束状態となったり、あるいは不足集束状態となったりすることになる。なお、対角方向とは、水平方向および垂直方向の中間、つまり水平方向および垂直方向に対して、４５度の角度をなす方向である。
【００１７】
一般的に陰極線管においては、偏向磁界として水平方向ピンクッション型または垂直方向バレル型の磁界を用いることが多い。この場合、あらかじめ、水平方向に発散作用を有し、垂直方向に集束作用を有するレンズ成分を持たせた横長の電子ビームを最終主集束レンズに入射させて、偏向磁界の磁界収差を低減することが多い。このような横長の電子ビームを画面上で適切に集束させるためには、最終主集束レンズが、電子ビームの非軸対称成分を打ち消すような逆の非軸対称成分を有していればよい。そのためには、水平方向に発散作用および垂直方向に集束作用を有する第１非軸対称レンズの強度を弱め、水平方向に集束作用および垂直方向に発散作用を有する第２非軸対称レンズの強度を相対的に強めればよい。しかし、横長の電子ビームが有する非軸対称成分は純粋な成分であり対角方向の成分は「０」である。そのため、第１非軸対称レンズの強度を弱めることで発生する集束力の差分が対角方向に残り、電子ビームの対角方向の集束力が過集束となる。これを以下に詳しく説明する。
【００１８】
図１８は電子ビーム通過孔の形状による従来の第１非軸対称レンズおよび従来の第２非軸対称レンズの成分を説明する模式図である。図１８（ａ）は従来の第１非軸対称レンズの成分を説明する模式図であり、図１８（ｂ）は従来の第２非軸対称レンズの成分を説明する模式図である。
【００１９】
まず、図８（ａ）を用いて第１非軸対称レンズの成分について説明する。なお、図中に示した矢印は、電子ビームが受ける力の大きさと方向を示している。矢印の向きが受ける力の向きで、矢印の長さが受ける力の大きさを表している。集束側である第５グリッドｇ５の電子ビーム通過孔３０５の形状は、組み立て上の便利性を考慮して、円形の上下を直線でカットしたような形状となっている（図１６参照）。そのため、電子ビーム通過孔３０５は、図１８（ａ）に示すように水平方向および対角方向に弱い集束作用を有し、垂直方向に強い集束作用を有する。一方、発散側である第１中間グリッドｇｍ１の電子ビーム通過孔３０７は円筒状であり（図１７参照）、そのため、電子ビーム通過孔３０７は、図１８（ａ）に示すように水平、垂直および対角方向に関してそれぞれ同程度の発散作用を有する。これらの作用の和により、第１非軸対称レンズの作用を求めることができ、図１８（ａ）に示しているように、第１非軸対称レンズ３１１は、相対的に水平方向および対角方向に発散作用を有し、垂直方向に強い集束作用を有するレンズとなる。
【００２０】
次に、図１８（ｂ）を用いて第２非軸対称レンズの成分について説明する。集束側である第２中間グリッドｇｍ２の電子ビーム通過孔３０８は円筒状であり（図１７参照）、そのため、電子ビーム通過孔３０８は、図１８（ｂ）に示すように水平、垂直および対角方向に関してそれぞれ同程度の集束作用を有する。一方、発散側である第６グリッドｇ６の電子ビーム通過孔３０６は、組み立て上の便利性を考慮して、円形の上下を直線でカットしたような形状となっており（図１６参照）、そのため、電子ビーム通過孔３０６は、図１８（ｂ）に示すように水平方向および対角方向に弱い発散作用を有し、垂直方向に強い発散作用を有する。これらの作用の和により、第２非軸対称レンズの作用を求めることができる。すなわち、図１８（ｂ）に示しているように、第２非軸対称レンズ３１２は、相対的に水平方向および対角方向に集束作用を有し、垂直方向に強い発散作用を有するレンズとなる。
【００２１】
第１非軸対称レンズ３１１および第２非軸対称レンズ３１２のレンズ成分は、上述のようになっており、そのままでは、水平方向、垂直方向および対角方向において集束力はバランスが取れている。しかし、例えば、最終主集束レンズに、水平方向に発散、垂直方向に集束、対角方向に集束力「０」といった、純粋な非軸対称レンズ成分を有する横長の電子ビームを入射した場合には、第１非軸対称レンズ３１１のレンズ強度を弱めて最終主集束レンズの各々のレンズ強度を調整したとしても、第１非軸対称レンズ３１１成分の対角方向成分である発散が弱まることにより発生する集束成分が残る結果となる。その結果、水平方向と垂直方向とが適度に集束していても、対角方向に集束成分が残ってしまい、画面上に到達する電子ビームのスポットは歪んでしまうのである。
【００２２】
図１９は、従来の陰極線管における画面上の電子ビームスポットの形状を示す模式図である。図１９には電子ビームのコア３１３とハロー３１４とが示されている。上述のように、横長の電子ビームがこの最終主集束レンズに入射する場合に、画面に形成する電子ビームスポットは、図１９に示すような形状となる。すなわち、画面上に集束される電子ビームは、水平および垂直方向にジャストフォーカスであるにも関わらず、対角方向に過集束ビームであるハロー３１４を伴った電子ビームスポット形状となってしまうのである。なお、コア３１３とは、電子ビームの中心部分であり、ビームの濃い部分である。また、ハロー３１４とはコア３１３の周りに形成されるビームが希薄な部分である。
【００２３】
また、電子ビームを画面周辺に偏向する場合は、電子ビームはさらに歪むことになる。この理由について以下に説明する。まず、電子ビームには偏向磁界という非軸対称レンズ成分が作用することになる。水平方向にピンクッション、垂直方向にバレルの一般的な磁界成分を有する偏向磁界であれば、垂直方向に強い集束、水平方向に弱い発散といった非軸対称レンズ成分を有しており、対角方向には集束力を持たない純粋な非軸対称レンズ成分を有している。偏向磁界によって発生したこの非軸対称レンズ成分を打ち消すために、第１非軸対称レンズ３１１のレンズ強度を弱めると、垂直方向では集束レンズが弱まり発散作用となって偏向磁界の集束作用を打ち消し、また、水平方向では発散レンズが弱まり、集束作用となって偏向磁界の発散作用を打ち消す。しかし、対角方向においては、偏向磁界の非軸対称レンズ成分に対角成分がないため、第１非軸対称レンズのレンズ変化である発散レンズが弱まることによる集束作用のみが発生することになる。その結果、水平方向と垂直方向のジャストフォーカスを合わせることができても、対角方向には集束成分が残ることになる。したがって、電子ビームスポットの対角方向は過集束状態となり、画面周辺での画像が特に劣化する。
【００２４】
このように、電子ビームの対角方向の過集束は、画面全域、特に画面周辺における解像度を著しく劣化させる。
【特許文献１】特開昭６０−１３６１３３号公報
【特許文献２】特開昭６２−１３６７３８号公報
【特許文献３】特開昭６４−３８９４７号公報
【特許文献４】特開平７−１４７１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、画面センターおよび画面周辺での電子ビームスポット形状を適正に保つことにより、画面全域において解像度の高い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】
本発明の第１の陰極線管は、電子ビームを射出する電子ビーム発生部と、前記電子ビーム発生部から射出された電子ビームを集束させる主集束レンズ部とを有する電子銃と、前記電子銃から放出された電子ビームを水平および垂直方向に偏向走査させる偏向磁界を発生する偏向ヨークとを備えた陰極線管であって、前記電子ビーム発生部は、カソードと電子ビームの進行方向に順次配置された複数の電極とを含み、前記主集束レンズ部は、高位の陽極電圧が供給される陽極電極と前記高位の陽極電圧よりも低い中位のフォーカス電圧が供給されるフォーカス電極とを少なくとも含む複数の電極を備え、前記主集束レンズ部の複数の電極の内、少なくとも前記陽極電極および前記フォーカス電極を含む電極により、非軸対称レンズ成分を含んでいる最終主集束レンズが形成され、水平方向および垂直方向のうちどちらか一方を第１方向、他方を第２方向、管軸と直交する面と平行でかつ前記第１方向および前記第２方向以外の方向を第３方向とし、電極に形成された前記電子ビームが通過する開口部の前記第３方向における径を第３方向径、この開口部の前記第１方向における径および前記第２方向における径のうち長い方を長径とし、短い方を短径とする仮想の楕円の前記第３方向における径を基準径とした場合に、前記非軸対称レンズ成分を形成する集束側および発散側の一対の電極のそれぞれに形成された互いに対向する一対の開口部のうちの一方の開口部についての前記第３方向径と前記基準径との大小関係と、前記一対の開口部のうちの他方の開口部についての前記第３方向径と前記基準径との大小関係とが同じである。
【００２７】
また、本発明の第２の陰極線管は、電子ビームを射出する電子ビーム発生部と、前記電子ビーム発生部から射出された電子ビームを集束させる主集束レンズ部とを有する電子銃と、前記電子銃から放出された電子ビームを水平および垂直方向に偏向走査させる偏向磁界を発生する偏向ヨークとを備えた陰極線管であって、前記電子ビーム発生部は、カソードと電子ビームの進行方向に順次配置された複数の電極とを含み、前記主集束レンズ部は、高位の陽極電圧が供給される陽極電極と前記高位の陽極電圧よりも低い中位のフォーカス電圧が供給されるフォーカス電極とを少なくとも含む複数の電極を備え、前記主集束レンズ部の複数の電極の内、少なくとも前記陽極電極および前記フォーカス電極を含む電極により、極性が異なる複数の非軸対称レンズ成分を含んでいる最終主集束レンズが形成され、水平方向および垂直方向のうちどちらか一方を第１方向、他方を第２方向、管軸と直交する面と平行でかつ前記第１方向および前記第２方向以外の方向を第３方向とし、電極に形成された前記電子ビームが通過する開口部の前記第３方向における径を第３方向径、この開口部の前記第１方向における径および前記第２方向における径のうち長い方を長径とし、短い方を短径とする仮想の楕円の前記第３方向における径を基準径とした場合に、少なくとも１つの前記非軸対称レンズ成分を形成する集束側および発散側の一対の電極のそれぞれに形成された互いに対向する一対の開口部のうちの一方の開口部についての前記第３方向径と前記基準径との大小関係と、前記一対の開口部のうちの他方の開口部についての前記第３方向径と前記基準径との大小関係とが同じである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の陰極線管は、画面センターおよび画面周辺での電子ビームスポット形状を適正に保つことにより、画面全域において高解像度を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の第１の陰極線管は、非軸対称レンズ成分を形成する集束側および発散側の一対の電極のそれぞれに形成された互いに対向する一対の開口部のうちの一方の開口部についての第３方向径と基準径との大小関係と、一対の開口部のうちの他方の開口部についての第３方向径と基準径との大小関係とが同じである。そのため、最終主集束レンズ内に存在する非軸対称レンズ成分において、その対角方向の集束力と、垂直および水平方向の平均の集束力とを同じにすることができる。それにより、画面センターにおいて、水平垂直方向にジャストフォーカスさせた際に、対角方向の過集束状態または不足集束状態が生じないようにすることができる。
【００３０】
また、フォーカス電極にフォーカス電圧を印加させた際に、非軸対称レンズ成分による水平方向、垂直方向の平均集束力と対角方向の集束力の均衡が取れている。そのため、非軸対称レンズの強度が変化しても、対角方向に過集束ビームが発生することがない。それにより、特に、画面周辺での電子ビームスポットにおける対角方向の過集束状態をなくすことができる。したがって、画面全域において、良好な電子ビームスポット形状を形成することができる。
【００３１】
また、第１の陰極線管は、好ましくは、前記陽極電極と前記フォーカス電極との間に補助電極が設置され、前記最終主集束レンズは、前記陽極電極、前記フォーカス電極および前記補助電極とで形成されている。
【００３２】
さらに、好ましくは、前記非軸対称レンズ成分は、前記陽極電極および前記フォーカス電極の少なくともどちらかと前記補助電極とにより形成されている。
【００３３】
また、第１の陰極線管は、好ましくは、前記非軸対称レンズ成分を形成する集束側および発散側の一対の電極のそれぞれに形成された互いに対向する一対の開口部のうちの一方の開口部についての前記第３方向径は前記基準径よりも大きく、かつ前記一対の開口部のうちの他方の開口部についての前記第３方向径も前記基準径より大きい。
【００３４】
また、本発明の第２の陰極線管は、少なくとも１つの前記非軸対称レンズ成分を形成する一対の電極のそれぞれに形成された互いに対向する一対の開口部のうちの一方の開口部についての第３方向径と基準径との大小関係と、前記一対の開口部のうちの他方の開口部についての前記第３方向径と前記基準径との大小関係とが同じである。そのため、最終主集束レンズ内に存在する少なくとも１つの非軸対称レンズ成分において、その対角方向の集束力と、垂直および水平方向の平均の集束力とを同じにすることができる。それにより、画面センターにおいて、水平垂直方向にジャストフォーカスさせた際に、対角方向の過集束状態または不足集束状態が生じないようにすることができる。
【００３５】
また、フォーカス電極にフォーカス電圧を印加させた際に、非軸対称レンズ成分による水平方向、垂直方向の平均集束力と対角方向の集束力の均衡が取れている。そのため、非軸対称レンズの強度が変化しても、対角方向に過集束ビームが発生することがない。それにより、特に、画面周辺での電子ビームスポットにおける対角方向の過集束状態をなくすことができる。したがって、画面全域において、良好な電子ビームスポット形状を形成することができる。
【００３６】
また、第２の陰極線管は、好ましくは、前記陽極電極と前記フォーカス電極との間に補助電極が設置され、少なくとも１つの非軸対称レンズ成分を形成する電極には、前記補助電極が含まれている。
【００３７】
また、第２の陰極線管は、好ましくは、少なくとも１つの前記非軸対称レンズ成分を形成する一対の電極のそれぞれに形成された互いに対向する一対の開口部のうちの一方の開口部についての前記第３方向径は前記基準径よりも大きく、かつ前記一対の開口部のうちの他方の開口部についての前記第３方向径も前記基準径より大きい。
【００３８】
また、第１および第２の陰極線管は、好ましくは、前記電子ビーム発生部が射出する電子ビームは複数であって、前記非軸対称レンズ成分は、各電子ビーム個々に対応して作用する。
【００３９】
また、第１および第２の陰極線管において、好ましくは、前記フォーカス電極に印加されるフォーカス電圧は、前記偏向磁界に同期して変化するダイナミックフォーカス電圧である。
【００４０】
第１および第２の陰極線管において、一方の開口部についての第３方向径と基準径との大小関係と、他方の開口部についての第３方向径と基準径との大小関係とが同じであるとは、以下の（Ａ）〜（Ｃ）のいずれかを満たすことをいう。
【００４１】
（Ａ）  一方の開口部について第３方向径が基準径よりも大きいとき、他方の開口部について第３方向径が基準径よりも大きい。
【００４２】
（Ｂ）  一方の開口部について第３方向径と基準径とが等しいとき、他方の開口部について第３方向径と基準径とが等しい。
【００４３】
（Ｃ）  一方の開口部について第３方向径が基準径よりも小さいとき、他方の開口部について第３方向径が基準径よりも小さい。
【００４４】
以下、本発明の実施形態のさらに具体的な例について図を用いて説明する。
【００４５】
本発明の実施の形態に係る陰極線管について説明する。図１は本発明の実施の形態に係る陰極線管用電子銃の構成を示す概略断面図である。なお、本実施の形態に係る陰極線管の基本構成は、図１４に示した一般的な陰極線管と同様であるため、実施の形態について図１４も参照しながら説明する。なお、全図において、同様の機能および働きをする部材については同一符号を付している。
【００４６】
図１４に示すように、本実施の形態の陰極線管３０は、パネル３３およびパネル３３に一体に接合されたファンネル３４からなる外囲器を有している。パネル３３の内面には、青、緑、赤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３５（ターゲット）が形成され、この蛍光体スクリーン３５に対向して、その内側に多数のアパーチャの形成されたシャドウマスク３６が装着されている。ファンネル３４のネック３７内には、３電子ビーム３８Ｂ（青）、３８Ｇ（緑）、３８Ｒ（赤）を放出する電子銃３９が配設されている。
【００４７】
電子銃３９から放出された３電子ビーム３８Ｂ、３８Ｇ、３８Ｒは、ファンネル３４の外側に装着された偏向ヨーク３１から発生される水平および垂直偏向磁界により偏向されて、シャドウマスク３６を介して蛍光体スクリーン３５を水平および垂直走査することでカラー画像が表示される。なお、本実施の形態においては、インライン方向を水平方向とし、インライン方向に対して垂直方向を垂直方向とする。
【００４８】
また、本実施の形態の電子銃３９の構成について説明する。図１に示されているように、カソードＫと、電極である第１グリッドＧ１、第２グリッドＧ２、第３グリッドＧ３、第４グリッドＧ４、第５−１グリッド（フォーカス電極）Ｇ５１、第５−２グリッド（フォーカス電極）Ｇ５２、第１中間グリッド（補助電極）ＧＭ１、第２中間グリッド（補助電極）ＧＭ２、第６グリッド（陽極電極）Ｇ６とが、この順に管軸方向に配置され、これらは絶縁支持体（図示せず）により支持固定されている。上記電極には、電子ビームが通過するための開口部である電子ビーム通過孔が形成されている。さらに、電子銃３９は抵抗Ｒ１を備えている。
【００４９】
この電子銃３９において、電子ビーム発生部と電子ビーム発生部から射出された電子ビームを集束させる主集束レンズ部とを備える。電子ビーム発生部は、カソードＫ、第１グリッドＧ１および第２グリッドＧ２を備えている。また、主集束レンズ部は、第３グリッドＧ３、第４グリッドＧ４、第５−１グリッドＧ５１、第５−２グリッドＧ５２、第１中間グリッドＧＭ１、第２中間グリッドＧＭ２および第６グリッドＧ６を備えている。最終主集束レンズは、第５−２グリッドＧ５２、第１中間グリッドＧＭ１、第２中間グリッドＧＭ２および第６グリッドＧ６により形成される。
【００５０】
第１グリッドＧ１は接地されているか、あるいは制御電圧Ｖ１のマイナス電位が印加されている。また、第２グリッドＧ２および第４グリッドＧ４は管内で接続され、ともに、４００〜８００Ｖ程度の低電位の加速電圧Ｖ２が管外部より印加されている。第３グリッドＧ３および第５−２グリッドＧ５２は管内で接続され、ともに、一定のフォーカス電圧Ｖｆ１に偏向ヨーク８（図１４参照）の偏向磁界に同期した交流電圧Ｖｄが重畳されたダイナミックフォーカス電圧（Ｖｆ１+Ｖｄ）が管外部より印加されている。なお、中位の電圧であるフォーカス電圧Ｖｆ１は、６〜９ｋＶ程度であり、高位の電圧である陽極電圧の約２５％程度である。第６グリッドＧ６には、管外部から２５〜３０ＫＶ程度の陽極電圧が供給されている。
【００５１】
さらに、抵抗器Ｒ１の一端は第６グリッドＧ６に電圧供給端子（図示せず）を介して接続され、他端は管外部で可変抵抗を介して接地されている。なお、可変抵抗を介さずに、直接接地してもよい。抵抗器Ｒ１の中間部はそれぞれ電圧供給端子を介して、第５−１グリッドＧ５１、第１中間グリッドＧＭ１および第２中間グリッドＧＭ２に接続されている。第５−１グリッドＧ５１には、第５−２グリッドＧ５２に印加される電圧と同程度の電圧（陽極電圧の約２５％程度）が印加されている。また、第１中間グリッドＧＭ１には陽極電圧の約４０％程度の電圧である中高位の電圧が、第２中間グリッドＧＭ２には陽極電圧の約６０％程度の電圧である中高位の電圧が、それぞれ印加されるように、抵抗器Ｒ１と第１中間グリッドＧＭ１および第２中間グリッドＧＭ２とが電圧供給端子を介して接続されている。
【００５２】
第１グリッドＧ１は薄い板状電極であり、カソードＫからの電子ビームに対応する３つの、比較的径の小さい電子ビーム通過孔１１（例えば、直径が０．３０〜０．７０ｍｍ程度の円孔）が形成されている。なお、図１は、垂直軸と管軸とを含む面による断面図であるため、電子ビーム通過孔１１は１つしか図示されていない。なお、以下で説明する第１グリッドＧ１以外の電極についても同様である。
【００５３】
第２グリッドＧ２は薄い板状電極であり、第１グリッドＧ１の電子ビーム通過孔１１と同等かそれよりも若干大きい径を有する３つの電子ビーム通過孔１２（例えば、直径が０．３０〜０．８０ｍｍ程度の円孔）が形成されている。
【００５４】
第３グリッドＧ３は、第２グリッドＧ２と対向する浅いカップ状電極３ａと、第４グリッドＧ４と対向するカップ状電極３ｂとがそれぞれの開放端を突き合わして構成されている。カップ状電極３ａには、電子ビーム通過孔１２よりも若干大きい程度の３つの電子ビーム通過孔１３ａ（例えば、直径が０．８〜１．５ｍｍ程度の円孔）が形成されている。また、カップ状電極３ｂには、径大の３つの電子ビーム通過孔１３ｂ（例えば、直径が３．０〜６．０ｍｍ程度の円孔）が形成されている。
【００５５】
第４グリッドＧ４は径大の３つの電子ビーム通過孔１４ａおよび１４ｂ（例えば、直径が３．０〜６．０ｍｍ程度の円孔）をそれぞれ有する２つのカップ状電極４ａおよび４ｂがそれぞれの開放端を突き合わして構成されている。
【００５６】
第５−１グリッドＧ５１は３つのカップ状電極５１ａ、５１ｂおよび５１ｃと１つの板状電極５１ｄとで構成され、電子ビーム通過方向（管軸方向）に長い形状を有している。カップ状電極５１ａおよび５１ｂはそれぞれの開放端を突き合わして構成されている。また、カップ状電極５１ｂおよび５１ｃはそれぞれの開放端の逆端同士が接触するように配置されている。また、カップ状電極５１ｃの開放端には板状電極５１ｄが設置されている。第５−１グリッドＧ５１における、第４グリッドＧ４と対向する面には、第４グリッドＧ４に形成された電子ビーム通過孔１４ｂと同じように径大の３つの電子ビーム通過孔１５１ａ（例えば、直径が３．０〜６．０ｍｍ程度の円孔）が形成されている。すなわち、カップ電極５１ａに電子ビーム通過孔１５１ａが形成されている。また、第５−１グリッドＧ５１における、第５−２グリッドＧ５２と対向する面には縦長形状（例えば、横径／縦径＝５.５／６.０）の３つの電子ビーム通過孔１５１ｄが形成されている。なお、縦とは垂直方向のことであり、横とは水平方向（インライン方向）のことである。
【００５７】
第５−２グリッドＧ５２は、第５−１グリッドＧ５１に対向する浅いカップ状電極５２ａと、第１中間グリッドＧＭ１と対向する深いカップ状電極５２ｂとがそれぞれの開放端を突き合わして構成されている。カップ状電極５２ａには、横長形状（例えば横径／縦径＝６．２／５.０）の３つの電子ビーム通過孔１５２ａが形成されている。また、カップ状電極５２ｂには、横長形状（例えば横径／縦径＝６.２／５.０）の３つの電子ビーム通過孔１５２ｂが形成されている。電子ビーム通過孔１５２ｂの形状について、図２および図３を用いて、さらに詳しく説明する。
【００５８】
図２は第５−２グリッドの第１中間グリッド側のカップ状電極の構成を示す斜視図であり、図３は第５−２グリッドの第１中間グリッド側のカップ状電極の構成を示す正面図である。図３は、第１中間グリッドＧＭ１側から第５−２グリッドＧＭ５２を見た状態である。図２および図３に示すように、カップ状電極５２ｂの電子ビーム通過孔１５２ｂの形状は、円の上下（垂直方向側）を水平方向に沿った直線で削除した形状であり、横長形状である。
【００５９】
第１中間グリッドＧＭ１は、径大の３つの電子ビーム通過孔１２１ａおよび１２１ｂをそれぞれ有する２つの浅いカップ状電極２１ａおよび２１ｂがそれぞれの開放端を突き合わして構成されている。電子ビーム通過孔１２１ａの形状について、図４、図５、図６および図７を用いて、さらに詳しく説明する。
【００６０】
図４は第１中間グリッドの構成を示す斜視図であり、図５は、第１中間グリッドの構成を示す図４と異なる角度から見た斜視図である。また、図６は第１中間グリッドの一部であるカップ状電極の構成を示す正面図であり、図７は図６とは別の、第１中間グリッドの一部であるカップ状電極の構成を示す正面図である。図６は、第２中間グリッドＧＭ２側から第１中間グリッドＧＭ１のカップ状電極２１ｂを見た状態であり、図７は、第５−２グリッドＧ５２側から第１中間グリッドＧＭ１のカップ状電極２１ａを見た状態である。第１中間グリッドＧＭ１の第５−２グリッドＧ５２に対向する面には３つの電子ビーム通過孔１２１ａが形成されている。すなわち、カップ状電極２１ａには、電子ビーム通過孔１２１ａが形成されている。電子ビーム通過孔１２１ａは、図４、図５および図７に示されているように、水平方向径と垂直方向径との平均径よりも大きい対角方向径をもつような形状である。なお、対角方向とは、水平方向および垂直方向の中間、つまり水平方向および垂直方向に対して、４５度の角度をなす方向である。また、図４、図５および図６に示すように、第１中間グリッドＧＭ１の、第２中間グリッドＧＭ２に対向する面には、３つの円形状（例えば、直径が５．０〜７．０ｍｍ程度の円形）の電子ビーム通過孔１２１ｂが形成されている。すなわち、カップ状電極２１ｂには、電子ビーム通過孔１２１ｂが形成されている。
【００６１】
第２中間グリッドＧＭ２の形状は、第１グリッドＧＭ１の形状と同様であるので、図４、図５、図６および図７を用いて説明する。すなわち、第２中間グリッドＧＭ２は、径大の３つの電子ビーム通過孔１２２ａおよび１２２ｂをそれぞれ有する２つの浅いカップ状電極２２ａおよび２２ｂがそれぞれの開放端を突き合わして構成されている。電子ビーム通過孔１２２ａは円形状（例えば、直径が５．０〜７．０ｍｍ程度の円形）であり、電子ビーム通過孔１２２ｂは、水平方向径と垂直方向径の平均径よりも大きい対角方向径をもつような形状である。
【００６２】
第２中間グリッドＧＭ２は、電子ビーム通過孔１２２ａが第１中間グリッドＧＭ１と対向するように、かつ、電子ビーム通過孔１２２ｂが第６グリッドＧ６と対向するように配置されている。なお、図６は、第１中間グリッドＧＭ１側から第２中間グリッドＧＭ２のカップ状電極２２ａを見た状態であり、図７は、第６グリッドＧ６側から第２中間グリッドＧＭ２のカップ状電極２２ｂを見た状態である。
【００６３】
第６グリッドＧ６は、第２中間グリッドＧＭ２に対向する深いカップ状電極６ａと、浅いカップ状電極６ｂと、コンバーゼンスカップ６ｃとを備えている。カップ状電極６ａとカップ状電極６ｂとはそれぞれの開放端を突き合わしていて、さらに、カップ状電極６ｂとコンバーゼンスカップ６ｃとはそれぞれの開放端の逆端が接触するように構成されている。図８は第６グリッドの第２中間グリッド側のカップ状電極の構成を示す斜視図であり、図９は第６グリッドの第２中間グリッド側のカップ状電極の構成を示す正面図である。図９は、第２中間グリッドＧＭ２側から第６グリッドＧ６を見た状態である。図８および図９に示すように、カップ状電極６ａには、３つの電子ビーム通過孔１６ａ、１６ｂ、１６ｃが形成されている。カップ状電極６ａには、図９において左側から順に、電子ビーム通過孔１６ｂ、電子ビーム通過孔１６ａ、電子ビーム通過孔１６ｃが形成されている。真中に位置する電子ビーム１６ａは円の上下（垂直方向側）を水平方向に沿った直線で削除した形状であり、横長形状である。また、電子ビーム１６ａの両側に配置された電子ビーム通過孔１６ｂ、１６ｃは、それぞれ内側より、外側の方が広がった形状を有している。なお、電子ビーム通過孔１６ｂ、１６ｃの内側とはそれぞれ電子ビーム通過孔１６ａ側であり、外側とはそれぞれその反対側である。なお、電子ビーム通過孔１６ｂ、１６ｃがこのような形状であるのは、電子ビーム通過孔１６ｂ、１６ｃを通過するサイドビームが、センタービーム方向へ偏向される際に発生するコマ収差を補正するためである。
【００６４】
実施の形態１の陰極線管用電子銃３９において、第５−２グリッドＧ５２と、第１中間グリッドＧＭ１と、第２中間グリッドＧＭ２と、第６グリッドＧ６とにより最終主集束レンズが形成される。具体的には、第５−２グリッドＧ５２および第１中間グリッドＧＭ１により形成される第１非軸対称レンズ成分と、第２中間グリッドＧＭ２および第６グリッドＧ６により形成される第２非軸対称レンズ成分により、最終主集束レンズが形成される。
【００６５】
ここで、水平方向および垂直方向のうちどちらか一方を第１方向、他方を第２方向、管軸と直交する面と平行でかつ前記第１方向および前記第２方向以外の方向を第３方向とする。例えば、第１方向を水平方向とし、第２方向を垂直方向とする。また、電極に形成された電子ビーム通過孔の第３方向における径を第３方向径とし、この電子ビーム通過孔の水平方向径および垂直方向径のうち長い方を長径とし、短い方を短径とする仮想の楕円の第３方向における径を基準径とする。
【００６６】
このとき、第１非軸対称レンズおよび第２非軸対称レンズを形成する一対の電極のそれぞれに形成された互いに対向する一対の電子ビーム通過孔のうちの一方の電子ビーム通過孔についての第３方向径と基準径との大小関係と、一対の電子ビーム通過孔のうちの他方の電子ビーム通過孔についての第３方向径と基準径との大小関係とが同じである。
【００６７】
このように構成することにより、各非軸対称レンズの集束側および発散側の各電子ビーム通過孔部分での電子ビームの対角方向の集束力と、垂直および水平方向の平均の集束力とを同じにすることが可能となる。
【００６８】
上記について図を用いて説明する。図１０は電子ビーム通過孔の形状による本実施の形態の第１非軸対称レンズおよび第２非軸対称レンズの成分を説明する模式図である。図１０（ａ）は本実施の形態の第１非軸対称レンズの成分を説明する模式図であり、図１０（ｂ）は本実施の形態の第２非軸対称レンズの成分を説明する模式図である。
【００６９】
図１０（ａ）を用いて第１非軸対称レンズの成分について説明する。なお、図中に示した矢印は、電子ビームが受ける力の方向を示している。矢印の向きが受ける力の向きで、矢印の長さが受ける力の大きさを表している。集束側である第５−２グリッドＧ５２の電子ビーム通過孔１５２ｂの形状は、組み立て上の便利性を考慮して、円形の上下を直線でカットしたような形状となっている（図３参照）。ここで、図１０（ａ）には、電子ビーム通過孔１５２ｂの水平方向径を長径とし、垂直方向径を短径として描いた楕円４０を仮想的に図示している。電子ビーム通過孔１５２ｂの形状は、水平方向径と垂直方向径以外の方向の径（第３方向径）が楕円４０の径（基準径）よりも大きい。すなわち、一方の電子ビーム通過孔１５２ｂについての水平方向径と垂直方向径以外の方向の径（第３方向径）が基準径よりも大きくなっている。それにより、電子ビーム通過孔１５２ｂ内部への電界の浸透を考えた場合、対角方向の浸透電界の曲率が、水平方向と垂直方向との浸透電界の曲率の平均値に対して、大きいことになる。結果的に、水平方向と垂直方向との平均の集束力に対して、対角方向の集束力が弱い構成となる。
【００７０】
一方、発散側である第１中間グリッドＧＭ１の電子ビーム通過孔１２１ａは、水平方向径と垂直方向径との平均径よりも大きい対角方向径をもつ形状である（図７参照）。ここで、図１０（ａ）には、電子ビーム通過孔１２１ａの水平方向径および垂直方向径を直径として描いた円４１を仮想的に図示している。なお、この場合は、水平方向径および垂直方向径の長さが等しいので、円４１と電子ビーム通過孔１２１ａとを比較する。電子ビーム通過孔１２１ａの形状は、水平方向径と垂直方向径以外の方向の径（第３方向径）が円４１の径（基準径）よりも大きい。すなわち、他方の電子ビーム通過孔１２１ａについての水平方向径と垂直方向径以外の方向の径（第３方向径）が基準径よりも大きい構成となっている。このことにより、集束側である第５−２グリッドＧ５２側と同様、第１中間グリッドＧＭ１内部への電界の浸透を考えた場合、対角方向の浸透電界の曲率は、水平方向および垂直方向の浸透電界の曲率よりも大きいことになる。結果的に、発散側である電子ビーム通過孔１２１ａは、水平方向および垂直方向に発散作用を有し、対角方向に水平方向および垂直方向の発散作用よりも弱い発散作用を有することになる。つまり、水平方向と垂直方向との平均の発散力に対して、対角方向の発散力が弱い構成となっている。
【００７１】
電子ビーム通過孔１５２ｂおよび電子ビーム通過孔１２１ａにより、第１非軸対称レンズが形成され、これらの作用の和により、第１非軸対称レンズの作用を求めることができる。上述のように、第１非軸対称レンズにおける集束側と発散側において、ともに水平方向および垂直方向の平均よりも対角方向でのレンズ作用が弱くなっているため、図１０（ａ）に示しているように、第１非軸対称レンズ４４のレンズ作用のバランスを取ることができる。すなわち、水平方向に発散作用、垂直方向に強い集束作用、そして対角方向に略「０」のレンズ作用を有する非軸対称レンズとすることができる。
【００７２】
次に、図１０（ｂ）を用いて第２非軸対称レンズの成分について説明する。なお、図１０（ａ）と同様に、図中に示した矢印は電子ビームが受ける力の方向を示し、矢印の向きが受ける力の向きで、矢印の長さが受ける力の大きさを表している。集束側である第２中間グリッドＧＭ２の電子ビーム通過孔１２２ｂの形状は、水平方向径と垂直方向径の平均径よりも大きい対角方向径をもつ形状である（図７参照）。ここで、図１０（ｂ）には、電子ビーム通過孔１２２ｂの水平方向径および垂直方向径を直径として描いた円４２を仮想的に図示している。なお、この場合は、水平方向径および垂直方向径の長さが等しいので、円４２と電子ビーム通過孔１２２ｂとを比較する。電子ビーム通過孔１２２ｂの形状は、水平方向径と垂直方向径以外の方向の径（第３方向径）が円４２の径（基準径）よりも大きい。すなわち、一方の電子ビーム通過孔１２２ｂについての水平方向径と垂直方向径以外の方向の径（第３方向径）が基準径よりも大きくなっている。このことにより、第２中間グリッドＧＭ２の電子ビーム通過孔１２２ｂ内部への電界の浸透を考えた場合、水平方向および垂直方向よりも対角方向の浸透電界の曲率が大きい。結果的に、集束側である電子ビーム通過孔１２２ｂにおいて、対角方向の集束作用が、水平方向および垂直方向の集束作用よりも弱い構成となる。つまり、水平方向と垂直方向との平均の集束力に対して、対角方向の集束力が弱い構成となっている。
【００７３】
一方、発散側である第６グリッドＧ６の電子ビーム通過孔１６ａは、組み立て上の便利性を考慮して、円形の上下を直線でカットしたような形状となっている（図９参照）。ここで、図１０（ｂ）には、電子ビーム通過孔１６ａの水平方向径を長径とし、垂直方向径を短径として描いた楕円４３を仮想的に図示している。電子ビーム通過孔１６ａの形状は、水平方向径と垂直方向径以外の方向の径（第３方向径）が楕円４３の径（基準径）よりも大きい。すなわち、他方の電子ビーム通過孔１６ａについての水平方向径と垂直方向径以外の方向の径（第３方向径）が基準径よりも大きい構成となっている。なお、電子ビーム通過孔１６ｂ、１６ｃも同様に、水平方向径と垂直方向径以外の方向の径（第３方向径）が基準径よりも大きい構成となっていることは明らかである（図９参照）。このことにより、第６グリッドＧ６の電子ビーム通過孔１６ａ内部への電界の浸透を考えた場合、浸透電界の曲率は、水平方向および垂直方向の平均値より、対角方向で大きくなる。結果的に、水平方向と垂直方向との平均の発散力に対して、対角方向の発散力が弱い構成となる。
【００７４】
電子ビーム通過孔１２２ｂおよび電子ビーム通過孔１６ａにより、第２非軸対称レンズが形成され、これらの作用の和により、第２非軸対称レンズの作用を求めることができる。上述のように、第２非軸対称レンズにおける集束側と発散側において、ともに水平方向および垂直方向の平均よりも対角方向でのレンズ作用が弱くなっているため、図１０（ｂ）に示しているように、第２非軸対称レンズ４５のレンズ作用のバランスを取ることができる。すなわち、水平方向に集束作用、垂直方向に強い発散作用、そして対角方向に略「０」のレンズ作用を有する非軸対称レンズとすることができる。
【００７５】
図１に示す電子銃３９において、第５−２グリッドＧ５２、第１中間グリッドＧＭ１、第２中間グリッドＧＭ２および第６グリッドＧ６で形成される最終主集束レンズは、第１非軸対称レンズ４４と第２非軸対称レンズ４５とが組み合わされて形成されている（図１０（ａ）および（ｂ）参照）。そのため、最終主集束レンズの２つの非軸対称レンズ成分それぞれが、水平方向および垂直方向には非軸対称レンズ成分を有しつつ、対角方向においてはレンズ成分を略有していない構成とすることができる。すなわち、最終主集束レンズに、水平方向に発散、垂直方向に集束、そして対角方向には集束力が「０」といった、純粋な非軸対称レンズ成分を有する横長の電子ビームを入射した場合において、従来例で説明したような、第１非軸対称レンズ４４の対角方向成分が残るといったことがなく、画面上に到達する電子ビームのスポットは水平方向および垂直方向、そして対角方向においても適切な集束が行えるようになる。また、電子ビームのスポットを画面周辺に偏向する場合でも、従来例で説明したような電子ビームの歪みが生じることはない。すなわち、電子ビームに、対角方向に集束力を持たない純粋な非軸対称レンズ成分である偏向磁界の非軸対称レンズ成分が作用しても、それを打ち消す第１非軸対称レンズ４４のレンズ作用もまた、対角方向にレンズ作用を有さないため、従来例で説明したような、第１の非軸対称レンズ４４の対角方向成分が残るといったことがなく、画面上に到達する電子ビームのスポットは水平方向および垂直方向、そして対角方向においても適切な集束が行えるようになる。
【００７６】
以上、非軸対称レンズを形成する一対の電極のそれぞれに形成された互いに対向する一対の電子ビーム通過孔のうちの一方の電子ビーム通過孔についての第３方向径が基準径よりも大きく、一対の電子ビーム通過孔のうちの他方の電子ビーム通過孔についての第３方向径が基準径よりも大きい場合について説明した。なお、本実施の形態の非軸対称レンズを形成する一対の電極のそれぞれに形成された互いに対向する一対の電子ビーム通過孔の形状は、この形態に限定されるわけではない。すなわち、非軸対称レンズを形成する一対の電極のそれぞれに形成された互いに対向する一対の電子ビーム通過孔のうちの一方の電子ビーム通過孔についての第３方向径が基準径と等しく、一対の電子ビーム通過孔のうちの他方の電子ビーム通過孔についての第３方向径が基準径と等しくてもよい。また、非軸対称レンズを形成する一対の電極のそれぞれに形成された互いに対向する一対の電子ビーム通過孔のうちの一方の電子ビーム通過孔についての第３方向径が基準径よりも小さく、一対の電子ビーム通過孔のうちの他方の電子ビーム通過孔についての第３方向径が基準径よりも小さくてもよい。
【００７７】
これらの具体例について図を用いて説明する。図１１は、本実施の形態の非軸対称レンズ成分を形成する一対の電極の電子ビーム通過孔の形状の一例を説明するための模式図であり、図１１（ａ）は集束側の電極の構成を模式的に示す正面図であり、図１１（ｂ）は発散側の電極の構成を模式的に示す正面図である。また、図１２は、本実施の形態の非軸対称レンズ成分を形成する一対の電極の電子ビーム通過孔の形状の他の一例を説明するための模式図であり、図１２（ａ）は集束側の電極の構成を模式的に示す正面図であり、図１２（ｂ）は発散側の電極の構成を模式的に示す正面図である。
【００７８】
まず、図１１に示された一対の電極７０、７１について説明する。図１１（ａ）に示すように、非軸対称レンズ成分を形成する一対の電極の内、集束側の電極７０には３つの電子ビーム通過孔１７０が形成されている。電子ビーム通過孔１７０は、縦長の楕円形である。また、図１１（ｂ）に示すように、非軸対称レンズ成分を形成する一対の電極の内、発散側の電極７１には３つの電子ビーム通過孔１７１が形成されている。電子ビーム通過孔１７１は、横長の楕円形である。
【００７９】
電極７０の電子ビーム通過孔１７０の形状は、電子ビーム通過孔１７０の水平方向径を短径とし、垂直方向径を長径として描いた楕円と一致する。また、電極７１の電子ビーム通過孔１７１の形状は、電子ビーム通過孔１７１の水平方向径を長径とし、垂直方向径を短径として描いた楕円と一致する。したがって、電極７０は、電子ビーム通過孔１７０についての水平方向径と垂直方向径以外の方向の径（第３方向径）が基準径と等しい構成となっている。また、電極７１は、電子ビーム通過孔１７１についての水平方向径と垂直方向径以外の方向の径（第３方向径）が基準径と等しい構成となっている。
【００８０】
このような構成とすることで、電子ビームの対角方向の集束力が過集束となることがない。したがって、画面上に到達する電子ビームのスポットは水平方向および垂直方向、そして対角方向においても適切な集束が行えるようになる。
【００８１】
次に、図１２に示された一対の電極７２、７３について説明する。図１２（ａ）に示すように、非軸対称レンズ成分を形成する一対の電極の内、集束側の電極７２には３つの電子ビーム通過孔１７２が形成されている。電子ビーム通過孔１７２は縦長の菱形である。また、図１２（ｂ）に示すように、非軸対称レンズ成分を形成する一対の電極の内、発散側の電極７３には、３つの電子ビーム通過孔１７３が形成されている。電子ビーム通過孔１７３は横長の菱形である。電極７２の電子ビーム通過孔１７２の水平方向径と垂直方向径以外の方向の径（第３方向径）は、電子ビーム通過孔１７２の水平方向径を短径とし、垂直方向径を長径として描いた楕円の径（基準径）よりも小さい。また、電極７３の電子ビーム通過孔１７３の水平方向径と垂直方向径以外の方向の径（第３方向径）は、電子ビーム通過孔１７３の水平方向径を長径とし、垂直方向径を短径として描いた楕円の径（基準径）よりも小さい。このような構成とすることで、電子ビームの対角方向の集束力が過集束となることがない。したがって、画面上に到達する電子ビームのスポットは水平方向および垂直方向、そして対角方向においても適切な集束が行えるようになる。
【００８２】
非軸対称レンズ成分を形成する一対の電極のそれぞれの電子ビーム通過孔の形状について説明したが、電子ビーム通過孔は上記形状に限定されるわけではない。非軸対称レンズを形成する一対の電極のそれぞれに形成された互いに対向する一対の電子ビーム通過孔のうちの一方の電子ビーム通過孔についての第３方向径と基準径との大小関係が、一対の電子ビーム通過孔のうちの他方の電子ビーム通過孔についての第３方向径と基準径との大小関係と等しければよく、それぞれの電子ビーム通過孔はこのような関係を満たす形状であればよい。
【００８３】
また、本実施の形態では、補助電極である第１および第２中間グリッドＧＭ１およびＧＭ２にそれぞれ電子ビーム通過孔が形成されている構造について説明したが、このような構造に限定されるものではない。なお、補助電極に個別の電子ビーム通過孔が形成された実施例について述べたが、本願はこれに留まることはなく、例えば、少なくとも一方の非軸対称レンズが複数の電子ビームに共通な電子ビーム通過孔を有している場合においても、その非軸対称レンズ成分が形成される一対の電子ビーム通過孔に上記のような構成を適用させることにより、同様な効果を得ることができる。
【００８４】
ここで、本実施の形態に係る陽極電極およびフォーカス電極のさらに他の構成について説明する。図１３は本実施の形態に係る陽極電極およびフォーカス電極の他の構成を示す斜視図であり、図１３（ａ）は陽極電極の他の構成を示す斜視図であり、図１３（ｂ）はフォーカス電極の他の構成を示す斜視図である。図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すフォーカス電極８０および陽極電極８１は互いに対向するよう配置され、非軸対称レンズを形成する。フォーカス電極８０および陽極電極８１はそれぞれ、複数本の電子ビームに共通な開口である共通電子ビーム通過孔１８０および１８１を有している。共通電子ビーム通過孔１８０の内部には、さらに各電子ビームに対応して形成された電子ビーム通過孔２８０ａ、２８０ｂ、２８０ｃが形成されている。また、共通電子ビーム通過孔１８１の内部には、さらに各電子ビームに対応して形成された電子ビーム通過孔２８１ａ、２８１ｂ、２８１ｃが形成されている。最終主集束レンズが、対向に配置された、これら陽極電極８０とフォーカス電極８１とにより形成されていてもよい。また、これら電子ビーム通過孔において非軸対称レンズ成分が形成されている場合においても同様に、対向する電子ビーム通過孔同士を上述の構成とすることにより、同様の効果を得ることができる。具体的には、互いに対向する一対の電子ビーム通過孔のうちの一方の電子ビーム通過孔についての第３方向径と基準径との大小関係が、一対の電子ビーム通過孔のうちの他方の電子ビーム通過孔についての第３方向径と基準径との大小関係と等しくなるようにすればよい。
【００８５】
以上のように、本実施の形態の陰極線管３０によれば、最終主集束レンズ内に存在する非軸対称レンズ成分において、その対角方向の集束力と、垂直方向および水平方向の平均の集束力とを同じにすることができる。これにより、画面センターにおいて、水平垂直方向にジャストフォーカスさせた際に発生する対角方向の過集束状態または不足集束状態を無くすことができる。それにより、画面全域での電子ビームスポット形状を適正に保つことができる。したがって、画面全域において高解像度を実現することができる。
【００８６】
また、ダイナミックフォーカス電圧を印加させた際に、非軸対称レンズ成分による水平方向、垂直方向の平均集束力と対角方向の集束力の均衡が取れている。そのため、非軸対称レンズの強度が変化しても、対角方向に過集束ビームが発生することなく、画面周辺での電子ビームスポットにおける対角方向の過集束状態をなくすことができる。したがって、画面全域において、良好なスポット形状を形成することができるので、その工業的意味は大きい。
【００８７】
なお、上述の実施の形態において、フォーカス電極には、偏向磁界に同期して変化するダイナミックフォーカス電圧が印加されることとしたが、フォーカス電極に印加される電圧は、ダイナミックフォーカス電圧に限定されるわけではない。フォーカス電極には、ダイナミックフォーカス電圧ではなく、直流成分のみからなるフォーカス電圧が印加されることとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明に係る陰極線管は、画面全域において良好な電子ビームスポットを形成することができるため、解像度が高い。したがって、あらゆる表示装置として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の実施の形態に係る陰極線管用電子銃の構成を示す概略断面図
【図２】第５−２グリッドの第１中間グリッド側のカップ状電極の構成を示す斜視図
【図３】第５−２グリッドの第１中間グリッド側のカップ状電極の構成を示す正面図
【図４】第１中間グリッドの構成を示す斜視図
【図５】第１中間グリッドの構成を示す図４と異なる角度から見た斜視図
【図６】第１中間グリッドの一部であるカップ状電極の構成を示す正面図
【図７】図６とは別の、第１中間グリッドの一部であるカップ状電極の構成を示す正面図
【図８】第６グリッドの第２中間グリッド側のカップ状電極の構成を示す斜視図
【図９】第６グリッドの第２中間グリッド側のカップ状電極の構成を示す正面図
【図１０】電子ビーム通過孔の形状による本実施の形態の第１非軸対称レンズおよび第２非軸対称レンズの成分を説明する模式図であり、図１０（ａ）は本実施の形態の第１非軸対称レンズの成分を説明する模式図であり、図１０（ｂ）は本実施の形態の第２非軸対称レンズの成分を説明する模式図
【図１１】本実施の形態の非軸対称レンズ成分を形成する一対の電極の電子ビーム通過孔の形状の一例を説明するための模式図であり、図１１（ａ）は集束側の電極の構成を模式的に示す正面図であり、図１１（ｂ）は発散側の電極の構成を模式的に示す正面図
【図１２】本実施の形態の非軸対称レンズ成分を形成する一対の電極の電子ビーム通過孔の形状の他の一例を説明するための模式図であり、図１２（ａ）は集束側の電極の構成を模式的に示す正面図であり、図１２（ｂ）は発散側の電極の構成を模式的に示す正面図
【図１３】本実施の形態に係る陽極電極およびフォーカス電極の他の構成を示す斜視図であり、図１３（ａ）は陽極電極の他の構成を示す斜視図であり、図１３（ｂ）はフォーカス電極の他の構成を示す斜視図
【図１４】一般的な陰極線管の構成を示す断面図
【図１５】従来の電子銃の構成を示す概略断面図
【図１６】従来の第５グリッドにおいて、第１中間グリッド側に形成されている電極の構成を示す斜視図
【図１７】従来の第１および第２中間グリッドの構成を示す斜視図
【図１８】電子ビーム通過孔の形状による従来の第１非軸対称レンズおよび従来の第２非軸対称レンズの成分を説明する模式図であり、図１８（ａ）は従来の第１非軸対称レンズの成分を説明する模式図であり、図１８（ｂ）は従来の第２非軸対称レンズの成分を説明する模式図
【図１９】従来の陰極線管における画面上の電子ビームスポットの形状を示す模式図
【符号の説明】
【００９０】
１１、１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂ、１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂ、１５１ａ、１５１ｄ、１５２ａ、１５２ｂ、１７０、１７１、１７２、１７３、２８０ａ、２８０ｂ、２８０ｃ、２８１ａ、２８１ｂ、２８１ｃ  電子ビーム通過孔
３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ、６ａ、６ｂ、６ｃ、２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５２ａ、５２ｂ  カップ状電極
６ｃ  コンバーゼンスカップ
３０  陰極線管
３１  偏向ヨーク
３３  パネル
３４  ファンネル
３５  蛍光体スクリーン
３７  ネック
３６  シャドウマスク
３８Ｂ、３８Ｇ、３８Ｒ  電子ビーム
３９  電子銃
４０、４３  楕円
４１、４２  円
４４  第１非軸対称レンズ
４５  第２非軸対称レンズ
５１ｄ  板状電極
７０、７１、７２、７３  電極
１８０、１８１  共通電子ビーム通過孔
Ｋ  カソード
Ｇ１  第１グリッド
Ｇ２  第２グリッド
Ｇ３  第３グリッド
Ｇ４  第４グリッド
Ｇ５１  第５−１グリッド
Ｇ５２  第５−２グリッド
ＧＭ１  第１中間グリッド
ＧＭ２  第２中間グリッド
Ｇ６  第６グリッド
Ｒ１  抵抗
３００  陰極線管
３０１  電子銃
３０５、３０６、３０７、３０８  電子ビーム通過孔
３１１  第１非軸対称レンズ
３１２  第２非軸対称レンズ
３１３  コア
３１４  ハロー
３２５、３２６  カップ状電極
ｋ  カソード
ｇ１  第１グリッド
ｇ２  第２グリッド
ｇ３  第３グリッド
ｇ４  第４グリッド
ｇ５  第５グリッド
ｇｍ１  第１中間グリッド
ｇｍ２  第２中間グリッド
ｇ６  第６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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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