(57)【要約】【課題】水平方向における実効的レンズ口径を拡大しながら全ての主レンズ特性を満足する最適設計の実現が容易であり、一対の水平電極板の組み立て精度が良好であり、非常に大きな正の非点収差を形成することが可能な電子銃を備え、良好なフォーカス性能を有する陰極線管を提供する。【解決手段】集束電極３１内には少なくとも１つの電子ビーム通過孔が形成された第１補正電極板３２が設けられている。最終加速電極３３内には、３本の電子ビームを垂直方向に挟み、且つ水平方向と平行な一対の水平電極板３５がカップ状電極３４の底面に設けられている。一対の水平電極板３５間には、少なくとも１つの電子ビーム通過孔が形成された第２補正電極板３６が設けられている。【選択図】図１
2007317444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体スクリーンと、前記蛍光体スクリーンに向かって３本の電子ビームを放出する電子銃とを備えた陰極線管であって、
前記電子銃は、水平方向と平行な一平面内において互いに平行な３本の電子ビームを発生する電子ビーム発生手段と、主レンズを形成する集束電極及び最終加速電極と、前記最終加速電極の前記蛍光体スクリーン側端に接続されたカップ状電極とを備え、
前記集束電極内には、前記集束電極の前記最終加速電極側端よりも後退した位置に、少なくとも１つの電子ビーム通過孔が形成された第１補正電極板が設けられており、
前記最終加速電極内には、前記３本の電子ビームを垂直方向に挟み、且つ水平方向と平行な一対の水平電極板が前記カップ状電極の底面に設けられており、
前記一対の水平電極板間には、少なくとも１つの電子ビーム通過孔が形成された第２補正電極板が設けられていることを特徴とする陰極線管。
【請求項２】
前記一対の水平電極板の管軸方向における長さが、前記３本の電子ビームのうち中央の電子ビームに対応する領域と、両外側の電子ビームに対応する領域とで異なる請求項１に記載の陰極線管。
【請求項３】
前記一対の水平電極板が連続する１枚の金属板を用いて作製されている請求項１に記載の陰極線管。
【請求項４】
前記第２補正電極板に形成された前記少なくとも１つの電子ビーム通過孔は、前記第１補正電極板に形成された前記少なくとも１つの電子ビーム通過孔に比べて、水平方向及び垂直方向のうちの少なくとも一方向の開口径が小さい請求項１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、同一平面上に配列された３本の電子ビームを発するインライン型電子銃を備えた陰極線管に関する。
【背景技術】
【０００２】
陰極線管は、図４に示すように、パネル１及びファンネル２からなる外囲器を備える。パネル１の内面には、青、緑、赤の各色の蛍光体からなる略矩形状の蛍光体スクリーン４が形成され、蛍光体スクリーン４に対向して色識別機能を構成するマスク５（例えばシャドウマスク）がパネル１に取り付けられている。ファンネル２の内壁面にはカーボンからなる内部導電膜（図示せず）が形成され、この内部導電膜に外囲器外から高電圧を供給するアノードボタン（図示せず）がファンネル２に設けられている。
【０００３】
ファンネル２のネック部３内には蛍光体スクリーン４に向かって３本の電子ビームを放出する電子銃６が内装されている。電子銃６は、管軸及び蛍光体スクリーン４の長辺方向と平行な一平面内において互いに平行な３電子ビームを発生し、蛍光体スクリーン４に向かって放出する電子ビーム発生手段と、この３電子ビームを蛍光体スクリーン４に向かって加速し、集中及び集束させる主レンズとを備える。電子ビーム発生手段は、水平方向と平行な一直線上にインライン配列された３個の陰極を少なくとも備える。主レンズは、少なくとも集束電極および最終加速電極を含む複数の電極を備える。
【０００４】
以下の説明の便宜のために、管軸をＺ軸、管軸と直交し且つ蛍光体スクリーン４の長辺方向と平行な軸をＸ軸、管軸と直交し且つ蛍光体スクリーン４の短辺方向と平行な軸をＹ軸と呼ぶ。更に、Ｘ軸と平行な方向を水平方向、Ｙ軸と平行な方向を垂直方向と呼ぶ。また、水平方向は、インライン配列された３個の陰極の配列方向と一致するので、インライン方向ともいう。
【０００５】
ファンネル２の外周面上には、電子銃６から放出された３電子ビーム（中央の電子ビームを「センタービーム」、この両側の電子ビームを「サイドビーム」という）７を水平方向及び垂直方向に偏向して蛍光体スクリーン４上を走査させるセルフコンバーゼンス方式の偏向ヨーク８が搭載されている。更に、ネック部３の外周面上には、２極、４極、６極のマグネット（図示せず）が搭載されている。セルフコンバーゼンス方式の偏向ヨーク８と２極、４極、６極のマグネットとを組み合わせることにより、３電子ビーム７が蛍光体スクリーン４の中心で集中されていれば、３電子ビーム７を蛍光体スクリーン４の全体に走査させても、３電子ビーム７の集中を容易に行うことができる。
【０００６】
セルフコンバーゼンス方式の偏向ヨーク８は、このような３電子ビーム７の蛍光体スクリーン４全体での自己集中特性を得るため、３電子ビーム７を水平方向に偏向させるピンクッション状に歪んだ水平偏向磁界と、３電子ビーム７を垂直方向に偏向させるバレル状に歪んだ垂直偏向磁界とを発生する（以下、このような偏向磁界を「セルフコンバーゼンス磁界」という）。このため、３電子ビーム７は、偏向磁界を通過する際、水平方向には弱く集束され、垂直方向には強く集束される。このように、水平方向よりも垂直方向で相対的に強いレンズ作用を負の非点収差という。その結果、無偏向時に比較して偏向時の蛍光体スクリーン４上でのスポットは、水平方向に引き伸ばされ、垂直方向には中央のコアと呼ばれる高輝度部の上下にヘイズと呼ばれる低輝度部を伴った形状となる。特に、蛍光体スクリーン４の周辺部では、上記の負の非点収差の影響が顕著に現れて、スポットのコアは水平方向を長軸方向とする横長扁平状となり、また、このコアに対して垂直方向の両側に現れるヘイズが大きくなるので、水平方向及び垂直方向の解像度が劣化する。
【０００７】
一般に陰極線管の蛍光体スクリーン４上のスポット径は、電子銃６の主レンズの球面収差が小さいほど小さくなる。電子ビームの主レンズへの入射角をαとすると、主レンズの中で最も優勢な球面収差が寄与するスポット径δは、
δ＝（Ｍ・Ｃｓｐ・α3）／２
と表される。ここで、Ｍはレンズ倍率、Ｃｓｐは球面収差係数である。主レンズのレンズ作用を弱めると、レンズ倍率Ｍ及び球面収差Ｃｓｐが小さくなる、即ち、主レンズ口径が実効的に大きくなることで、蛍光体スクリーン４上のスポット径を小さくすることができる。
【０００８】
図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に特許文献１に記載された電子銃の主レンズを形成する電極を示す。この電子銃では、主レンズは相対的に低電位の集束電極１０と相対的に高電位の最終加速電極１２とにより形成される。図５（Ａ）は管軸を含む水平方向断面図、図５（Ｂ）は管軸を含む垂直方向断面図、図５（Ｃ）は集束電極１０側から見た最終加速電極１２の正面図である。図示したように、最終加速電極１２と同電位のカップ状電極１４の底面に集束電極１０側に延びた衝立状の一対の水平電極板１５が立設されている。一対の水平電極板１５は水平面（Ｘ軸及び管軸Ｚを含む面）と平行に、且つ、カップ状電極１４の底面に形成された３つの電子ビーム通過孔を垂直方向に挟んで配置されている。集束電極１０内には管軸と直交する板状の補正電極板１１が設けられている。
【０００９】
集束電極１０からの相対的に低い電位が、筒状の最終加速電極１２内に延びた一対の水平電極板１５にまで浸透するので、最終加速電極１２内には発散レンズが形成される。一方、最終加速電極１２からの相対的に高い電位が筒状の集束電極１０内に浸透するので、集束電極１０内には集束レンズが形成される。
【００１０】
このようにして形成される主レンズのレンズ構成を図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示す。図６（Ａ）は垂直方向から見た図であり、図６（Ｂ）は水平方向から見た図である。レンズ１６，１７，１８は補正電極板１１により形成される、３電子ビームのそれぞれに作用する集束レンズ、レンズ１９は集束電極１０内に形成される３電子ビームに共通の集束レンズ、２０は最終加速電極１２及び一対の水平電極板１５により形成される３電子ビームに共通の発散レンズ、２１，２２，２３はカップ状電極１４の底面に形成された３つの電子ビーム通過孔により形成される、３電子ビームのそれぞれに作用する発散レンズである。
【００１１】
一対の水平電極板１５は最終加速電極１２内での電子ビームに対する発散作用を、水平方向において相対的に弱くし、垂直方向において相対的に強くする。従って、セルフコンバーゼンス方式の偏向ヨークが生成する負の非点収差を補正する正の非点収差が発生する。更に、電子ビームに対する最終加速電極１２内の発散作用が垂直方向に比べて水平方向で非常に弱いので、水平方向におけるレンズ倍率が小さくなり、セルフコンバーゼンス方式の偏向ヨークによる水平方向のスポット径の劣化を改善することができる。
【００１２】
また、スポットにおいてコアに対して垂直方向の両側に現れるヘイズを改善するため、集束電極を複数に分割し、電子ビームの偏向量の変化に応じたダイナミック電圧を集束電極に印加して、負の非点収差を補正する技術が知られている。この技術では、電子ビームの偏向量が大きいとき、複数の集束電極間に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４極レンズを形成し、正の非点収差を生成する。また、ダイナミック電圧により主レンズが弱められるため、４極レンズによる水平方向の集束作用は打ち消される。この結果、蛍光体スクリーン全域で電子ビームを良好にフォーカスすることが可能である。しかし、陰極線管のサイズが大きくなり、パネルのフラット化、偏向角の拡大化が進むにつれ、大きなダイナミック電圧が必要になる。
【００１３】
特許文献２にはダイナミック電圧を低減することができる電子銃が開示されている。図７（Ａ）〜図７（Ｂ）に特許文献２に記載された電子銃の主レンズを形成する電極を示す。この電子銃では、主レンズはダイナミック電圧が印加される相対的に低電位の集束電極１０と相対的に高電位の最終加速電極１２とにより形成される。図７（Ａ）は管軸を含む水平方向断面図、図７（Ｂ）は集束電極１０側から見た最終加速電極１２の正面図である。図示したように、最終加速電極１２内に管軸と直交する板状の補正電極板１３が設けられ、この補正電極板１３の集束電極１０側の面に、集束電極１０側に延びた衝立状の一対の水平電極板１５が立設されている。一対の水平電極板１５は水平面（Ｘ軸及び管軸Ｚを含む面）と平行に、且つ、補正電極板１３に形成された３つの電子ビーム通過孔を垂直方向に挟んで配置されている。集束電極１０内には管軸と直交する板状の補正電極板１１が設けられている。
【００１４】
一対の水平電極板１５は電子ビームに対する発散作用を、水平方向において相対的に弱くし、垂直方向において相対的に強くして、非常に強い正の非点収差を発生する。その結果、セルフコンバーゼンス方式の偏向ヨークが生成する負の非点収差を補正されるとともに、集束電極１０に印加されるダイナミック電圧を低減することが可能になる。
【００１５】
ダイナミック電圧を低減する方法については特許文献３に詳しく記載されている。
【特許文献１】特開２００１−３５７７９６号公報
【特許文献２】特開２００３−３４６６８２号公報
【特許文献３】特許第３０４０２７２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
図７（Ａ）〜図７（Ｂ）に示した電子銃では、一対の水平電極板１５は最終加速電極１２内に設けられた補正電極板１３に立設されているのに対して、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示した電子銃では、一対の水平電極板１５はカップ状電極１４の底面に設けられている。従って、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示した電子銃は以下のような問題を有している。
【００１７】
最終加速電極１２の管軸方向長さが比較的長い場合、集束電極１０内に設けられた補正電極板１１の管軸方向位置、補正電極板１１の電子ビーム通過孔、一対の水平電極板１５、及びカップ状電極１４の電子ビーム通過孔の形状を調整することにより、全ての主レンズ特性（例えば、蛍光体スクリーン上での電子ビームの集中及び集束状態、３電子ビーム間の水平方向ジャストフォーカス電圧の差及び３電子ビーム間の垂直方向ジャストフォーカス電圧の差がそれぞれ小さいこと、所望の正の非点収差量を形成すること、スポット径が小さく且つスポット形状が良好であることなど）を満足するような最適設計を実現することは困難であり、設計上の実現性が乏しい。
【００１８】
また、図７（Ａ）〜図７（Ｂ）に示した電子銃における、集束電極１０から最終加速電極１２内の補正電極板１３までの相対的に低い電位の浸透状態と同様に、集束電極１０からの相対的に低い電位がカップ状電極１４の底面にまで十分に浸透するように、最終加速電極１２の管軸方向長さを調整することは、金型作製を伴うためコストの面で課題がある。
【００１９】
更に、一対の水平電極板１５は互いに平行に、且つ水平面とも平行に配置されなければならない。この条件が満たされないと、形成されるレンズの中心と電子ビームの中心とがずれて、電子ビームの中心に対して大きな非対称電圧が発生するので、スポットにおいて上側又は下側にヘイズが生じ、フォーカス品位が劣化する。
【００２０】
また、図７（Ａ）〜図７（Ｂ）に示した電子銃は以下のような問題を有している。
【００２１】
集束電極１０に印加されるダイナミック電圧を低くするためには、セルフコンバーゼンス方式の偏向ヨークが発生する負の非点収差を補正するための正の非点収差の発生量を非常に大きくしなければならない。そのためには、一対の水平電極板１５を集束電極１０側に伸ばすか、または、一対の水平電極板１５の間隔を小さくする必要がある。しかし、一対の水平電極板１５を集束電極１０側に伸ばして、その先端が集束電極１０と最終加速電極１２との間のギャップに近づきすぎると、好ましくない放電が発生する可能性が高まる。従って、正の非点収差の発生量が不十分な場合、一対の水平電極板１５の間隔を小さくしなければならない。このためには、一対の水平電極板１５によって挟まれた、補正電極板１３に形成された３つの電子ビーム通過孔の垂直方向の開口径を小さくする必要がある。しかしながら、補正電極板１３の３つの電子ビーム通過孔の垂直方向の開口径を小さくすると、非常に大きな正の非点収差を形成することが困難となる。
【００２２】
一般に、電子銃の作製では、最終加速電極１２内の補正電極板１３に形成された両外側の電子ビーム通過孔、及び集束電極１０内の補正電極板１１に形成された両外側の電子ビーム通過孔に、２つのサイドビームに相当する互いに平行な２本の棒状の治具を順に突き刺すことにより、最終加速電極１２及び集束電極１０を位置決めした状態で、溶融させた一対の棒状のビードガラスを圧着してこれらの電極を一体化させる。その後、最終加速電極１２にカップ状電極１４を溶接する。この場合、電極１０，１２の位置決めは、補正電極板１１，１３の２つの電子ビーム通過孔の端縁と２本の棒状の治具とが接触することにより行われる。従って、治具が先に挿入される最終加速電極１２内の補正電極板１３の電子ビーム通過孔の開口径は、この後に挿入される集束電極１０内の補正電極板１１の電子ビーム通過孔の開口径と同じであるか、またはこれより大きいことが必要である。従って、最終加速電極１２内の補正電極板１３の電子ビーム通過孔の開口径には、電子銃の製造方法に起因して下限が存在する。よって、一対の水平電極板１５の間隔を小さくすることができず、非常に大きな正の非点収差を形成することが困難となる。
【００２３】
本発明は、水平方向における実効的レンズ口径を拡大しながら全ての主レンズ特性を満足する最適設計の実現が容易であり、一対の水平電極板の組み立て精度が良好であり、非常に大きな正の非点収差を形成することが可能な電子銃を備え、良好なフォーカス性能を有する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】
【００２４】
本発明の陰極線管は、蛍光体スクリーンと、前記蛍光体スクリーンに向かって３本の電子ビームを放出する電子銃とを備える。
【００２５】
前記電子銃は、水平方向と平行な一平面内において互いに平行な３本の電子ビームを発生する電子ビーム発生手段と、主レンズを形成する集束電極及び最終加速電極と、前記最終加速電極の前記蛍光体スクリーン側端に接続されたカップ状電極とを備える。
【００２６】
前記集束電極内には、前記集束電極の前記最終加速電極側端よりも後退した位置に、少なくとも１つの電子ビーム通過孔が形成された第１補正電極板が設けられている。
【００２７】
前記最終加速電極内には、前記３本の電子ビームを垂直方向に挟み、且つ水平方向と平行な一対の水平電極板が前記カップ状電極の底面に設けられている。
【００２８】
前記一対の水平電極板間には、少なくとも１つの電子ビーム通過孔が形成された第２補正電極板が設けられている。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、集束電極からの相対的に低い電位が浸透する位置に第２補正電極板を配置することができるので、水平方向の実効的レンズ口径を拡大しながら全ての主レンズ特性を満足するような最適設計を実現することが容易になる。
【００３０】
また、一対の水平電極板間の平行度や、各水平電極板の水平軸及び管軸を含む水平面に対する平行度が向上する。
【００３１】
また、集束電極内の第１補正電極板に形成された電子ビーム通過孔の開口径と、最終加速電極内の第２補正電極板に形成された電子ビーム通過孔の開口径との間に、従来のような電子銃の製造方法に起因する制限は存在しない。従って、例えば、非常に大きな正の非点収差を形成することも容易に実現できる。これにより、偏向量に応じたダイナミック電圧が集束電極に印加されるダイナミックフォーカス型電子銃においてダイナミック電圧を低くすることも容易に実現できる。
【００３２】
以上により、良好なフォーカス性能を有する陰極線管を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
上記の本発明の陰極線管において、前記一対の水平電極板の管軸方向における長さが、前記３本の電子ビームのうち中央の電子ビームに対応する領域と、両外側の電子ビームに対応する領域とで異なることが好ましい。これにより、３電子ビーム間での非点収差の補正量の調整を容易に行うことが出来る。
【００３４】
前記一対の水平電極板が連続する１枚の金属板を用いて作製されていることが好ましい。これにより、一対の水平電極板の製作コストを低減することができる。また、一対の水平電極板間の平行度、各水平電極板の水平面に対する平行度、一対の水平電極板間の距離精度が向上する。
【００３５】
前記第２補正電極板に形成された前記少なくとも１つの電子ビーム通過孔は、前記第１補正電極板に形成された前記少なくとも１つの電子ビーム通過孔に比べて、水平方向及び垂直方向のうちの少なくとも一方向の開口径が小さいことが好ましい。これにより、３電子ビーム間での非点収差の補正量の調整を容易に行うことが出来る。また、電子ビームが第１補正電極板に衝突するのを防止することができる。
【００３６】
本発明の陰極線管は、少なくとも蛍光体スクリーンと、この蛍光体スクリーンに向かって３本の電子ビームを放出する電子銃とを備えていれば、以下に説明する電子銃の構成を除いて特に制限はなく、例えば図４に示した陰極線管と同様の構成であっても構わない。従って、重複する説明を省略するため、本発明において従来と異なる部分について以下に説明する。
【００３７】
（実施の形態１）
図１（Ａ）〜図１（Ｄ）に本実施の形態１に係る電子銃の主レンズを形成する電極を示す。この電子銃では、主レンズは相対的に低電位の集束電極３１と相対的に高電位の最終加速電極３３とにより形成される。図１（Ａ）は管軸を含む水平方向断面図、図１（Ｂ）は管軸を含む垂直方向断面図、図１（Ｃ）は集束電極３１側から見た最終加速電極３３の正面図、図１（Ｄ）は最終加速電極３３側から見た集束電極３１の正面図である。
【００３８】
図示したように、筒状の集束電極３１内には、集束電極３１の最終加速電極３３側端よりも後退した位置に、管軸と直交する板状の補正電極板（第１補正電極板）３２が設けられている。補正電極板３２には、３電子ビームにそれぞれ対応する３つの電子ビーム通過孔が形成されている。
【００３９】
最終加速電極３３の蛍光体スクリーン側端にはカップ状電極３４の底面が接合されている。これにより、最終加速電極３３とカップ状電極３４とは同電位となる。
【００４０】
筒状の最終加速電極３３内には、３電子ビームを垂直方向に挟み、且つ水平方向及び管軸と平行な一対の水平電極板３５が設けられている。一対の水平電極板３５は、カップ状電極３４の底面上に、集束電極３１側に延びるように衝立状に立設されている。一対の水平電極板３５は、カップ状電極３４の底面に形成された３つの電子ビーム通過孔を垂直方向に挟んでいる。
【００４１】
一対の水平電極板３５間に管軸と直交する板状の補正電極板（第２補正電極板）３６が設けられている。補正電極板３６は、最終加速電極３３の集束電極３１側端よりも後退した位置に、カップ状電極３４の底面から離間して設けられている。補正電極板３６には、３電子ビームにそれぞれ対応する３つの電子ビーム通過孔が形成されている。
【００４２】
集束電極３１からの相対的に低い電位が筒状の最終加速電極３３内の一対の水平電極板３５にまで浸透することにより、最終加速電極３３内に、電子ビームに対して、水平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発散レンズが形成される。従って、従来と同様に、セルフコンバーゼンス方式の偏向ヨークが生成する負の非点収差を補正する正の非点収差が発生する。更に、水平方向におけるレンズ倍率が小さくなり、セルフコンバーゼンス方式の偏向ヨークによる水平方向のスポット径の劣化が改善される。
【００４３】
一対の水平電極板３５はカップ状電極３４の底面から集束電極３１に向かって延びている。従って、図７（Ａ）〜図７（Ｂ）に示した従来の電子銃における、補正電極板１３から集束電極１０に向かって延びた一対の水平電極板１５と比べて、一対の水平電極板３５の管軸方向長さは長い。これにより、一対の水平電極板３５をカップ状電極３４の底面に溶接する際の一対の水平電極板３５の位置や姿勢の規制が容易となり、溶接コストを低減することが出来る。
【００４４】
また、一対の水平電極板３５はカップ状電極３４の底面と補正電極板３６とにより支持されるので、図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示した従来の電子銃における、カップ状電極１４の底面のみにより支持される一対の水平電極板１５と比べて、一対の水平電極板３５間の平行度や、各水平電極板３５の水平軸及び管軸を含む水平面に対する平行度が向上する。従って、一対の水平電極板３５の組み立て精度が向上し、歩留まりが改善される。
【００４５】
電子銃の組み立てでは、カップ状電極３４の底面に一対の水平電極板３５を立設し、次いで、一対の水平電極板３５間に補正電極板３６を固定する。これとは別に、集束電極３１と最終加速電極３３とを治具で位置決めして一対のビードガラスを介して一体化する。その後、最終加速電極３３に、上記カップ状電極３４を接合する。従って、集束電極３１と最終加速電極３３とを治具で位置決めする際には、最終加速電極３３内には補正電極板３６は存在しない。よって、集束電極３１内の補正電極板３２に形成された電子ビーム通過孔の開口径と、最終加速電極３３内の補正電極板３６に形成された電子ビーム通過孔の開口径との間に、従来のような電子銃の製造方法に起因する制限は存在しない。従って、例えば、最終加速電極３３内の補正電極板３６に形成された電子ビーム通過孔の開口径を小さくして、非常に大きな正の非点収差を形成することも容易に実現できる。これにより、偏向量に応じたダイナミック電圧が集束電極に印加されるダイナミックフォーカス型電子銃においてダイナミック電圧を低くすることも容易に実現できる。
【００４６】
補正電極板３６の最終加速電極３３に対する管軸方向における位置を調整することにより、最終加速電極３３の管軸方向長さを変更することなく、水平方向におけるレンズ倍率を小さくし、セルフコンバーゼンス方式の偏向ヨークによる水平方向のスポット径の劣化を改善することができる。即ち、最終加速電極３３の管軸方向長さにかかわらず、全ての主レンズ特性を満足するような最適設計の実現が従来に比べて容易である。
【００４７】
通常、主レンズ内を通過する電子ビームの径は、集束電極３１内の補正電極板３２を通過時に比べて、最終加速電極３３内の補正電極板３６を通過時の方が小さい。水平方向における実効的に大きな主レンズ口径を有効に活用するためには、主レンズに入射する電子ビームの水平方向径は大きい方が有利である。しかしながら、電子ビームの径が大きすぎると、電子ビームが補正電極板の電子ビーム通過孔の周縁に衝突し、補正電極板からのガス放出によるエミッション特性の劣化や電極間放電などの好ましくない問題が発生する可能性が高まる。本発明では、集束電極３１内の補正電極板３２に形成された電子ビーム通過孔の水平方向の開口径を、最終加速電極３３内の補正電極板３６に形成された電子ビーム通過孔の水平方向の開口径よりも大きくすることが可能であるので、電子ビームが補正電極板に衝突しないような主レンズの設計が容易になる。
【００４８】
次に、本実施の形態１が適用された主レンズの電極の寸法と、その効果を定量的に示す。
【００４９】
集束電極３１及び最終加速電極３３の水平方向の開口径：１９．２ｍｍ
集束電極３１及び最終加速電極３３の垂直方向の開口径：８．２ｍｍ
補正電極板３２及び補正電極板３６のセンタービームが通過する電子ビーム通過孔の水平方向の開口径：４．６ｍｍ
補正電極板３２のセンタービームが通過する電子ビーム通過孔の垂直方向の開口径：５．８ｍｍ
補正電極板３２のサイドビームが通過する電子ビーム通過孔の垂直方向の開口径：５．７ｍｍ
補正電極板３２及び補正電極板３６のサイドビームが通過する電子ビーム通過孔の水平方向の開口径：６．４ｍｍ
補正電極板３６のセンタービーム及びサイドビームが通過する電子ビーム通過孔の垂直方向の開口径：５．０ｍｍ
集束電極３１及び最終加速電極３３の管軸方向長さ：７．０ｍｍ
集束電極３１の最終加速電極３３側端から補正電極板３２までの管軸方向距離：４．３ｍｍ
最終加速電極３３の集束電極３１側端から補正電極板３６までの管軸方向距離：４．５ｍｍ
一対の水平電極板３５の水平方向長さ：１８ｍｍ
一対の水平電極板３５間の垂直方向間隔：６．０ｍｍ
一対の水平電極板３５の管軸方向長さ：５．５ｍｍ
最終加速電極３３に印加される電圧：２９．５ｋＶ
集束電極３１の最終加速電極３３側端から蛍光体スクリーンまでの管軸方向距離：３６０ｍｍ
ここで、非点収差補正量（正の非点収差量）を電子ビームの水平方向ジャスト集束電圧Ｖｈと垂直方向ジャスト集束電圧Ｖｖとの差と定義する。「水平方向ジャスト集束電圧Ｖｈ」とは、電子ビームを水平方向にジャストフォーカスさせたときに集束電極３１に印加される電圧をいい、「垂直方向ジャスト集束電圧Ｖｖ」とは、電子ビームを垂直方向にジャストフォーカスさせたときに集束電極３１に印加される電圧をいう。Ｖｈ＞Ｖｖならば、負の非点収差が補正され（正の非点収差を生成し）、Ｖｈ−Ｖｖの値が大きいほど正の非点収差量が大きくなる。主レンズの正の非点収差が大きいほど、水平方向における実効的主レンズ口径が大きくなる。
【００５０】
上記の実施例では正の非点収差量は約７００Ｖであり、水平方向における実効的主レンズ口径はφ１０．４（ｍｍ）であった。この主レンズ口径は、特許文献１の実施例に記載された、正の非点収差量が１７００Ｖであるときの水平方向における実効的な主レンズ口径φ１０．６（ｍｍ）とほぼ同じ値であり、上記実施例では水平方向のスポット径を小さくすることができる。
【００５１】
集束電極にダイナミック電圧が印加されない電子銃を備えた陰極線管において、セルフコンバーゼンス方式の偏向ヨークが生成する負の非点収差を補正する正の非点収差は、蛍光体スクリーンの周辺部では垂直方向に強く集束された電子ビームを補正し、垂直方向のヘイズを少なくする。一方、蛍光体スクリーンの中央部では、電子ビームが垂直方向に弱く集束され、垂直方向に長軸を有する縦長扁平状のスポットが形成され、垂直方向の解像度が劣化する。したがって、集束電極にダイナミック電圧が印加されない電子銃を用いた場合に垂直方向の解像度を向上するためには、蛍光体スクリーンの中央部と周辺部とで垂直方向の解像度が妥協できるように、主レンズの正の非点収差量を設定しなければない。集束電極にダイナミック電圧が印加されない電子銃を用いた場合に、比較的良好な垂直方向の解像度を得られる正の非点収差量は、蛍光体スクリーンの周辺部でセルフコンバーゼンス方式の偏向ヨークが生成する負の非点収差量の１／２程度であり、陰極線管のサイズ、パネルの平坦度、偏向角により変化するが、おおよそ２００〜１０００Ｖ程度である。従って、特許文献１の実施例に記載された正の非点収差量１７００Ｖは、集束電極にダイナミック電圧が印加されない電子銃には適さない。これに対して、上記の実施例では、これとほぼ同じ実効的な主レンズ口径を有していながら正の非点収差量は約７００Ｖである。従って、上記の実施例の電子銃は、集束電極にダイナミック電圧が印加されない電子銃に適している。
【００５２】
次に、複数の集束電極を備え、そのうちの少なくとも１つの集束電極にダイナミック電圧を印加した時に複数の集束電極間に４極レンズを発生させる電子銃における主レンズの電極の寸法と、その効果を定量的に示す。
【００５３】
集束電極３１及び最終加速電極３３の水平方向の開口径：１９．２ｍｍ
集束電極３１及び最終加速電極３３の垂直方向の開口径：８．２ｍｍ
補正電極板３２及び補正電極板３６のセンタービームが通過する電子ビーム通過孔の水平方向の開口径：４．６ｍｍ
補正電極板３２のセンタービーム及びサイドビームが通過する電子ビーム通過孔の垂直方向の開口径：８．８ｍｍ
補正電極板３２のサイドビームが通過する電子ビーム通過孔の水平方向の開口径：６．２５ｍｍ
補正電極板３６のサイドビームが通過する電子ビーム通過孔の水平方向の開口径：６．６ｍｍ
補正電極板３６のセンタービーム及びサイドビームが通過する電子ビーム通過孔の垂直方向の開口径：５．０ｍｍ
集束電極３１及び最終加速電極３３の管軸方向長さ：７．０ｍｍ
集束電極３１の最終加速電極３３側端から補正電極板３２までの管軸方向距離：４．３ｍｍ
最終加速電極３３の集束電極３１側端から補正電極板３６までの管軸方向距離：４．５ｍｍ
一対の水平電極板３５の水平方向長さ：１８ｍｍ
一対の水平電極板３５間の垂直方向間隔：６．０ｍｍ
一対の水平電極板３５の管軸方向長さ：５．５ｍｍ
最終加速電極３３に印加される電圧：２９．５ｋＶ
集束電極３１の最終加速電極３３側端から蛍光体スクリーンまでの管軸方向距離：３６０ｍｍ
電子銃作製の際、集束電極１０内の補正電極板１１の電子ビーム通過孔及び最終加速電極１２内の補正電極板１３の電子ビーム通過孔に治具を突き刺して集束電極１０及び最終加速電極１２を位置決めする、図７（Ａ）〜図７（Ｂ）に示した電子銃では、集束電極１０及び最終加速電極１２内の補正電極板１１，１３の電子ビーム通過孔の垂直方向の開口径は５．０ｍｍ、一対の水平電極板１５間の垂直方向間隔は５．１ｍｍであり、正の非点収差量は約１０００Ｖである。
【００５４】
これに対して、上記の実施例では、最終加速電極３３内の補正電極板３６の電子ビーム通過孔の垂直方向の開口径は、集束電極３１内の補正電極板３２の電子ビーム通過孔の垂直方向の開口径より小さい。このため、上記の実施例では正の非点収差量が約３０００Ｖになり、特許文献２と同様に、水平方向のスポット径を小さくすることができるだけでなく、ダイナミック電圧を低減することが可能である。
【００５５】
（実施の形態２）
図２（Ａ）〜図２（Ｂ）に本実施の形態２に係る電子銃の主レンズを形成する電極を示す。図２（Ａ）は管軸を含む水平方向断面図、図２（Ｂ）は集束電極３１側から見た最終加速電極３３の正面図である。実施の形態１の主レンズの電極を示した図１（Ａ）〜図１（Ｄ）と同じ部材には同じ符号を付して、それらについての説明を省略する。
【００５６】
実施の形態１では、一対の水平電極板３５の管軸方向における長さは水平方向において一定であったのに対して、本実施の形態２では、一対の水平電極板４５の管軸方向における長さは、センタービームに対応する領域（以下、「センター領域」という）の方が、サイドビームに対応する領域（以下、「サイド領域」という）よりも長い。従って、水平方向に比べて垂直方向においてより強い発散作用を電子ビームに及ぼす領域の管軸方向長さは、サイド領域よりもセンター領域の方が長い。即ち、センタービームはサイドビームに比べて垂直方向の発散作用をより強く受け、センタービームはサイドビームに比べて水平方向の発散作用をより弱く受ける。このため、センタービームに対する正の非点収差量はサイドビームに対する正の非点収差量よりも大きくなる。
【００５７】
図２（Ａ）〜図２（Ｂ）と異なり、一対の水平電極板４５の管軸方向における長さを、センター領域の方を、サイド領域よりも短くしても良い。この場合には、センタービームに対する正の非点収差量はサイドビームに対する正の非点収差量よりも小さくなる。
【００５８】
一対の水平電極板４５の管軸方向長さがセンター領域とサイド領域とで１ｍｍ異なる場合、センタービームとサイドビームとの間で正の非点収差量は約３５０Ｖ異なる。主レンズの設計上、主レンズの正の非点収差量はセンタービームとサイドビームとの間でほぼ等しいことが望ましい。正の非点収差量のセンタービームとサイドビームとの間の差は、集束電極３１の最終加速電極３３側端から補正電極板３２までの距離、補正電極板３２に形成される電子ビーム通過孔の形状、最終加速電極３３の集束電極３１側端から補正電極板３６までの距離、補正電極板３６に形成される電子ビーム通過孔の形状により通常調整可能である。しかしながら、本実施の形態２により、３電子ビーム間で正の非点収差量の調整が容易になるので、セルフコンバーゼンス方式の偏向ヨークが生成する負の非点収差の補正が容易になり、全ての主レンズ特性を満足するような最適設計の実現が一層容易になる。
【００５９】
（実施の形態３）
図３（Ａ）〜図３（Ｂ）に本実施の形態３に係る電子銃の主レンズを形成する電極を示す。図３（Ａ）は管軸を含む水平方向断面図、図３（Ｂ）は管軸を含む垂直方向断面図である。実施の形態１の主レンズの電極を示した図１（Ａ）〜図１（Ｄ）と同じ部材には同じ符号を付して、それらについての説明を省略する。
【００６０】
実施の形態１では、一対の水平電極板３５は別個に作製した２枚の金属板からなるのに対して、本実施の形態３では、一対の水平電極板５５は、連続する１枚の金属板を「コ」字状に折り曲げ成形することにより作製されている。これにより、一対の水平電極板５５の製作コストを低減することができる。また、一対の水平電極板５５間の平行度、各水平電極板５５の水平軸及び管軸を含む水平面に対する平行度、一対の水平電極板５５間の距離精度が向上する。よって、実施の形態１，２よりも組立精度が一層向上する。
【００６１】
本実施の形態３の一対の水平電極板５５の管軸方向における長さを、実施の形態２で示したように、センター領域とサイド領域とで異ならせても良い。これにより、実施の形態２で説明したのと同様の効果が得られる。
【００６２】
本発明は上記の実施の形態及び実施例に限定されず、各種の変更が可能である。
【００６３】
例えば、実施の形態１に示した実施例では、補正電極板３２に形成されたセンタービームが通過する電子ビーム通過孔の水平方向の開口径と、補正電極板３６に形成されたセンタービームが通過する電子ビーム通過孔の水平方向の開口径とを同一にしたが、いずれか一方を他方より大きくしても良い。これにより、センタービームとサイドビームとの間で正の非点収差量を調整することが出来る。
【００６４】
電子銃を構成する電極の数や形状、各電極に形成される電子ビーム通過孔の数や形状は上記の実施の形態及び実施例に限定されず、目的に応じて適宜変更してもよい。また、上記の説明では、電子銃を構成する電極のうち、集束電極、最終加速電極、及びカップ状電極のみを示したが、これ以外の電極や陰極の構成は特に制限はなく、周知の構成の中から適宜選択して使用することが出来る。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明に係る陰極線管は、簡潔な方法で非点収差を補正することができ、大口径主レンズを形成することができる電子銃を備えるので、良好なカラー表示を行うことができる陰極線管等として広く利用することができる。例えば、テレビジョン受像機やコンピューターディスプレイモニタをはじめとする各種ＯＡ機器のモニタ装置として広範に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】図１（Ａ）は本発明の実施の形態１に係る電子銃の主レンズの電極構成を示す水平方向断面図、図１（Ｂ）はその垂直方向断面図、図１（Ｃ）は集束電極側から見た最終加速電極の正面図、図１（Ｄ）は最終加速電極側から見た集束電極の正面図である。
【図２】図２（Ａ）は本発明の実施の形態２に係る電子銃の主レンズの電極構成を示す水平方向断面図、図２（Ｂ）は集束電極側から見た最終加速電極の正面図である。
【図３】図３（Ａ）は本発明の実施の形態３に係る電子銃の主レンズの電極構成を示す水平方向断面図、図３（Ｂ）はその垂直方向断面図である。
【図４】図４は、陰極線管の一例の概略構成を示す断面図である。
【図５】図５（Ａ）は従来の電子銃の主レンズの電極構成を示す水平方向断面図、図５（Ｂ）はその垂直方向断面図、図５（Ｃ）は集束電極側から見た最終加速電極の正面図である。
【図６】図６（Ａ）は図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示した従来の電子銃の主レンズの水平面内でのレンズ構成を示す図であり、図６（Ｂ）は図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示した従来の電子銃の主レンズの垂直面内でのレンズ構成を示す図である。
【図７】図７（Ａ）は従来の別の電子銃の主レンズの電極構成を示す水平方向断面図、図７（Ｂ）は集束電極側から見た最終加速電極の正面図である。
【符号の説明】
【００６７】
１・・・パネル
２・・・ファンネル
３・・・ネック部
４・・・蛍光体スクリーン
５・・・マスク
６・・・電子銃
７・・・電子ビーム
８・・・偏向ヨーク
１０、３１・・・集束電極
１１、３２、・・・集束電極内の補正電極板（第１補正電極板）
１２、３３・・・最終加速電極
１３、３６・・・最終加速電極内の補正電極板（第２補正電極板）
１５、３５、４５、５５・・・水平電極板
１４、３４・・・カップ状電極
【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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