JP3355086B2 - インライン型電子銃 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、カラー陰極線管
に用いられるインライン型電子銃、特に互いに逆極性の
２段の可変強度四極レンズを備えたインライン型電子銃
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】３個のカソードを同一直線上に並べて配
置したインライン型電子銃を備えたカラー陰極線管にお
いては、通常いわゆるセルフコンバーゼンス方式の偏向
ヨークが用いられる。セルフコンバーゼンス偏向磁界
は、斉一な偏向磁界成分に加えて六極子磁界成分を重畳
し、水平偏向磁界においてはピンクッション形の磁力線
分布、また垂直偏向磁界においてはバレル形の磁力線分
布としたものである。この六極子磁界成分の作用によ
り、電子銃からインラインに射出される３本の電子ビー
ムはスクリーン全面において正しく１ヶ所に集中され
る。

【０００３】ところが一本一本の電子ビームについて見
ると、セルフコンバーゼンス偏向磁界は水平方向につい
ては発散レンズ、また垂直方向については集束レンズと
して作用する。このように、セルフコンバーゼンス方式
の偏向ヨークには非点レンズ作用があるため、画面中央
でジャストフォーカス状態にある電子ビームをそのまま
画面周辺に偏向すると、水平方向については上記発散レ
ンズ作用が偏向に伴う電子ビーム光路長の伸びを相殺す
るためジャストフォーカス状態は維持されるものの、垂
直方向については上記集束レンズ作用と光路長が伸びた
効果とが相乗してオーバーフォーカス状態となる。

【０００４】上記の現象は画面周辺部において輝点の上
下方向に広くハローを生じさせ、その結果、垂直解像度
を著しく劣化させるため、改善のための試みが数多く提
案されている。中でも現在一般的に実用に供されている
のは、電子銃の主レンズの強度を可変とするとともに、
水平方向に集束作用を有し、垂直方向に発散作用を有す
る可変強度四極レンズを電子銃内に新たに設け、偏向磁
界により生じる垂直方向のオーバーフォーカスをダイナ
ミックに補正する方式である。

【０００５】図６は、上記方式を用いた従来のインライ
ン型電子銃による電子ビームの結像状態を模式的に示し
た光線図であり、図において、１は電子ビーム、２ａは
無偏向時（画面中央）のスクリーン面、２ｂは偏向時
（画面周辺部）のスクリーン面、３はインライン型電子
銃中の主レンズ、４はセルフコンバーゼンス方式の偏向
ヨークの偏向磁界による非点レンズ、５はインライン型
電子銃中の可変強度四極レンズである。なお、図におけ
る横軸は一本の電子ビームの主光線軌道に沿う距離を表
しており、上半分に垂直方向の結像状態、下半分に水平
方向の結像状態を、また、破線は無偏向時（画面中央）
の結像状態、実線は偏向時（画面周辺部）の結像状態を
それぞれ示している。

【０００６】次に動作について説明する。画面中央にお
いては、電子ビーム１がスクリーン面２ａにて水平方向
・垂直方向ともジャストフォーカス状態となるように主
レンズ３の強度が設定される。画面周辺部においては、
偏向角度の増大とともに偏向磁界の非点レンズ４の作用
が強くなるが、これと同期して非点レンズ４と逆極性の
可変強度四極レンズ５を強め、かつ主レンズ３を弱める
ことにより、スクリーン面２ｂでのジャストフォーカス
状態は水平方向・垂直方向とも維持される。

【０００７】このように画面周辺部における垂直方向の
オーバーフォーカスをダイナミックに補正する方式によ
り、カラー陰極線管の画面周辺部の垂直解像度は顕著な
向上を遂げた。しかしながら近時、カラー陰極線管に求
められる解像能力はますます高まっており、それに伴っ
て画面周辺部の水平解像度の劣化が次なる問題として浮
上している。

【０００８】水平解像度が画面周辺部で劣化する原因は
以下のように説明される。電子光学理論から導かれる定
理によれば、物面側空間電位と像面側空間電位の比が一
定であれば、倍率（より正確には横倍率）は角度倍率に
反比例することが知られている。この定理を図６の光線
図に適用すれば、電子ビーム１を画面中央から画面周辺
部へ偏向すると、水平方向では偏向時にスクリーン面２
ｂに集束する電子ビーム１の集束角が小さくなるので倍
率は大きくなり、また垂直方向では偏向時に集束角が大
きくなるので倍率は小さくなる。従って画面中央で真円
状の微細な電子ビームスポットが形成されたとしても、
画面周辺部では水平方向に長く伸びた扁平な電子ビーム
スポット形状となり、その結果、水平解像度が低下す
る。

【０００９】画面周辺部で水平解像度の劣化が生じる現
象論は上記の通りであるが、その背景となっている光学
系構成上の原因は、画面周辺部において可変強度四極レ
ンズ５および偏向磁界の非点レンズ４が本質的にダブレ
ット四極子光学系を構成することにある。結像点が水平
方向・垂直方向とも一致していても、倍率が水平方向と
垂直方向とでは大きく異なる擬スティグマチック結像
は、一般にダブレット四極子光学系の典型的な結像状態
として知られる。また同時に、このような水平方向と垂
直方向とでの倍率の乖離を軽減するには、トリプレット
四極子光学系構成が有用であることも周知である。

【００１０】以上に基づけば、画面周辺部の水平解像度
改善のための方策として、可変強度四極レンズ５の前段
に当該可変強度四極レンズ５とは逆極性に作用するもう
一つの可変強度四極レンズを設け、これら２つの可変強
度四極レンズおよび偏向磁界の非点レンズ４とによって
トリプレット四極子光学系を構成することが想到され
る。

【００１１】図７は、互いに逆極性の２段の可変強度四
極レンズおよび偏向磁界の非点レンズ４とによってトリ
プレット四極子光学系を構成した従来のインライン型電
子銃による電子ビームの結像状態を模式的に示した光線
図であり、図において、６は図６に示した光学系に追加
された可変強度四極レンズである。なお、図６に示した
部分と同一または相当の部分については同一符号を付し
て重複説明を省略する。可変強度四極レンズ６は次段の
可変強度四極レンズ５の極性とは逆に、水平方向には発
散レンズ、垂直方向には集束レンズとなるように構成さ
れている。以下において、２つの可変強度四極レンズを
区別するために、可変強度四極レンズ６を第１可変強度
四極レンズ６、また可変強度四極レンズ５を第２可変強
度四極レンズ５と呼ぶことにする。

【００１２】次に動作について説明する。画面中央にお
いては、電子ビーム１がスクリーン面２ａにて水平方向
・垂直方向ともジャストフォーカス状態となるように主
レンズ３の強度が設定されている。画面周辺部において
は、偏向角度の増大とともに偏向磁界の非点レンズ４の
作用が強くなるが、これと同期して第１可変強度四極レ
ンズ６および第２可変強度四極レンズ５を強め、かつ主
レンズ３を弱めることにより、スクリーン面２ｂでのジ
ャストフォーカス状態を水平方向・垂直方向とも維持す
る。

【００１３】この光学系の特徴は、電子ビーム１を画面
周辺部に偏向すると、第１可変強度四極レンズ６によっ
て電子ビーム１が一旦水平方向に広げられるので、スク
リーン面２ｂでの電子ビーム１の水平方向集束角は、図
６に示した単段の可変強度四極レンズ５を備えたインラ
イン型電子銃による場合と比べて大きくなり、従って画
面周辺部での水平方向の倍率の増大が減殺されることで
ある。

【００１４】このようなトリプレット四極子光学系の一
般的性質に基づく水平解像度向上の原理を、実際の電子
銃構造の中で実現する具体的手段には、種々の形態が存
在する。

【００１５】図８はトリプレット四極子光学系の一般的
性質に基づく水平解像度向上を行う従来のインライン型
電子銃の構成の一例を示す横断面図である。類似の構成
が、特開平７−２６２９３５号公報に開示されている。
図において、７ａ，７ｂ，７ｃはインラインに配置され
た３個のカソード、８はグリッド電極、９は引き出し電
極であり、これらによって３本の電子ビームを発生する
三極部を構成している。また、１０は第１予備集束電
極、１１は第２予備集束電極、１２は第３集束電極、１
３は第１集束電極、１４は第２集束電極、そして１５は
アノード電圧が印加される最終加速電極である。第２集
束電極１４の内部には第１主レンズ電界補正電極１６が
接合され、最終加速電極１５の内部には第２主レンズ電
界補正電極１７が接合されている。引き出し電極９およ
び第２予備集束電極１１には一定電圧のスクリーン電圧
Ｖｇが印加され、第１予備集束電極１０および第１集束
電極１３には一定電圧のスタティックフォーカス電圧Ｖ
ｆｓが印加され、第３集束電極１２および第２集束電極
１４には一定電圧に偏向角度の増大に同期して上昇する
電圧を重畳したダイナミックフォーカス電圧Ｖｆｄが印
加される。

【００１６】図９から図１２は、図８に示したインライ
ン型電子銃の各電極の正面図であり、図９（ａ）は第３
集束電極１２を第１集束電極１３側から見た正面図、図
９（ｂ）は第１集束電極１３を第３集束電極１２側から
見た正面図、図１０（ａ）は第１集束電極１３を第２集
束電極１４側から見た正面図、図１０（ｂ）は第２集束
電極１４を第１集束電極１３側から見た正面図、図１１
（ａ）は第２集束電極１４を最終加速電極１５側から見
た正面図、図１１（ｂ）は最終加速電極１５を第２集束
電極１４側から見た正面図、図１２（ａ）は第１主レン
ズ電界補正電極１６の正面図、図１２（ｂ）は第２主レ
ンズ電界補正電極１７の正面図である。

【００１７】以下、図９から図１２に示した各電極の正
面図を参照しながら、各電極の電子ビーム通過孔の形状
等の構造について順次説明する。第３集束電極１２に
は、図９（ａ）に示すように、円形の電子ビーム通過孔
１８ａ，１８ｂ，１８ｃが設けられ、また上記電子ビー
ム通過孔１８ａ，１８ｂ，１８ｃの左右位置から第１集
束電極１３側に向けて突出した３対の垂直方向衝立状部
材１９ａ，１９ｂ，１９ｃが設けられている。また、第
１集束電極１３の第３集束電極１２に対向する面には、
図９（ｂ）に示すように、円形の電子ビーム通過孔２０
ａ，２０ｂ，２０ｃが設けられ、また上記電子ビーム通
過孔２０ａ，２０ｂ，２０ｃの上下位置から第３集束電
極１２側に向けて突出した３対の水平方向衝立状部材２
１ａ，２１ｂ，２１ｃが設けられている。また、第１集
束電極１３の第２集束電極１４と対向する面には、図１
０（ａ）に示すように、垂直方向を長軸とする縦長の矩
形開口２２ａ，２２ｂ，２２ｃが設けられている。ま
た、第２集束電極１４の第１集束電極１３と対向する面
には、図１０（ｂ）に示すように、水平方向を長軸とす
る横長の矩形開口２３ａ，２３ｂ，２３ｃが設けられて
いる。また、第２集束電極１４と最終加速電極１５との
相対向する面には、図１１（ａ），（ｂ）に示すよう
に、それぞれ略長円状の開口２４，２５が設けられてい
る。また、第１主レンズ電界補正電極１６および第２主
レンズ電界補正電極１７には、図１２（ａ），（ｂ）に
示すように、周縁形状が典型的には円弧および楕円弧で
形成された電子ビーム通過孔２６ａ，２６ｂ，２６ｃお
よび２７ａ，２７ｂ，２７ｃが設けられている。

【００１８】上記のような構成の電子銃においては、第
１予備集束電極１０、第２予備集束電極１１、および第
３集束電極１２の３電極間には、予備集束レンズが形成
される。予備集束レンズは、三極部から発せられる電子
ビームの発散角や物点位置の変動による画質への影響を
軽減し、広範なビーム電流域にわたって良好な解像度を
得る目的で設けられる。

【００１９】また、第１主レンズ電界補正電極１６の電
子ビーム通過孔２６ａ，２６ｂ，２６ｃおよび第２主レ
ンズ電界補正電極１７の電子ビーム通過孔２７ａ，２７
ｂ，２７ｃには、それぞれの孔ごとに個別の電子レンズ
が形成されるとともに、第２集束電極１４の略長円状開
口２４と最終加速電極１５の略長円状開口２５の対向部
には単一の大口径電子レンズが形成され、これらが複合
的に主レンズ３を構成する。このようないわゆる複合型
主レンズは、３対の円形開口同士を対向させた単純な構
成のレンズと比べて球面収差係数を小さくできるため、
近時多用されている。

【００２０】次に動作について説明する。電子ビームを
画面周辺部に偏向すると、ダイナミックフォーカス電圧
Ｖｆｄの上昇により、第３集束電極１２と第１集束電極
１３との対向部には、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可変強度レンズ、すなわち第１
可変強度四極レンズ６が形成される。また、第１集束電
極１３と第２集束電極１４との対向部には、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可変強度
レンズ、すなわち第２可変強度四極レンズ５が形成され
る。また、第２集束電極１４と最終加速電極１５の間の
電位差が低下するので、主レンズ３の強度は弱められ
る。

【００２１】以上により、図７に示したような、互いに
逆極性の２段の可変強度四極レンズによるダイナミック
フォーカス系が実現され、画面周辺部での水平方向の倍
率増大を減殺して水平解像度を向上することができる。
なお、トリプレット四極子光学系の一般的性質に基づく
水平解像度向上の原理を、互いに逆極性の２段の可変強
度四極レンズを備えることにより具現化したその他のイ
ンライン型電子銃は、例えば特開平３−９３１３５号公
報などにも開示されている。

【００２２】以上に説明した互いに逆極性の２段の可変
強度四極レンズを備えた従来のインライン型電子銃を含
むインライン型電子銃全般においては、電子銃を構成す
る部材に加工誤差や組立誤差があると画質の劣化が生
じ、とりわけ、３本の電子ビームのうち、両外側２本の
電子ビーム（以下、サイドビームと呼ぶ）が中央の電子
ビーム（以下、センタービームと呼ぶ）と比較して加工
誤差・組立誤差による画質劣化が生じやすく、また画面
周辺部で画質劣化が著しくなるという特徴がある。

【００２３】加工誤差・組立誤差があると画質が劣化す
るのは、主にコマ収差が増大し、電子ビームの集束スポ
ットに長く尾を曳くハローが現れるためである。まず図
１３に、加工誤差・組立誤差が軽微である場合の画面中
央での電子ビームスポット形状の典型例を示す。３本の
電子ビームの集束スポットは、それぞれ高輝度のコア２
８ａ，２８ｂ，２８ｃと、低輝度のハロー２９ａ，２９
ｂ，２９ｃからなる。サイドビームのハロー２９ａ，２
９ｃは、主レンズ３のコマ収差により、それぞれのスポ
ット中心に関して左右非対称となっている。次に加工誤
差・組立誤差が大きい場合の画面中央での電子ビームス
ポット形状の一例を図１４に示す。特にサイドビームで
は、主レンズ３本来のコマ収差と加工誤差・組立誤差に
より誘発される寄生コマ収差とが相乗するため、同図の
ように、一方向に長く尾を曳く形態のハローが現れやす
い。さらに電子ビームを画面周辺部に偏向すると、偏向
ヨークの巻線や磁性体コアに近い軌道経路を通過するサ
イドビームには強い偏向コマ収差が重畳されるので、一
方向に長く尾を曳くコマ性ハローはいっそう顕著とな
り、使用に堪えない画質不良までに至ることもある。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】従来のインライン型電
子銃は以上のように構成されているので、互いに逆極性
の２段の可変強度四極レンズによるダイナミックフォー
カス方式を用いて画面周辺部における水平解像度を向上
することができるものの、電子ビームの画面周辺部への
偏向時に第１可変強度四極レンズにより電子ビームが水
平方向に広げられる特徴を持っているため、電子銃を構
成する部材の加工精度および組立精度が極めて高く保た
れていない場合には、特にサイドビームにおいて後続レ
ンズで発生するコマ収差が大きくなり、極めて敏感に画
質が劣化してしまう課題があった。

【００２５】また、以上の理由により、互いに逆極性の
２段の可変強度四極レンズを備えた従来のインライン型
電子銃の製造にあたっては、電子銃構成部材の加工誤差
・組立誤差を極めて厳しく管理する必要があり、製造コ
ストが極めて高くなるなどの課題があった。

【００２６】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、互いに逆極性の２段の可変強度四
極レンズによるダイナミックフォーカス方式を採りなが
ら、電子銃構成部材の加工誤差・組立誤差に起因する画
質の劣化を軽減することができるインライン型電子銃を
得ることを目的とする。

【００２７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
るインライン型電子銃は、第１可変強度四極レンズを、
３個の孔のうち外側の孔を通過する２本の赤色用及び青
色用の電子ビームに対する水平方向の発散作用を中央の
孔を通過する緑色用の電子ビームに対する水平方向の発
散作用に比べて弱くして形成したものである。

【００２８】

【００２９】

【００３０】

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１によるイ
ンライン型電子銃の構成を示す横断面図であり、図にお
いて、７ａ，７ｂ，７ｃはインラインに配置された３個
のカソード、８はグリッド電極、９は引き出し電極であ
り、これらによって３本の電子ビームを発生する三極部
を構成している。また１０は第１予備集束電極、１１は
第２予備集束電極、１２は第３集束電極（ダイナミック
フォーカス電圧が印加される電極）、１３は第１集束電
極（スタティックフォーカス電圧が印加される電極）、
１４は第２集束電極（ダイナミックフォーカス電圧が印
加される他の電極）、そして１５は最終加速電極（アノ
ード電圧が印加される電極）である。第２集束電極１４
の内部には第１主レンズ電界補正電極１６が接合され、
最終加速電極１５の内部には第２主レンズ電界補正電極
１７が接合されている。引き出し電極９および第２予備
集束電極１１には一定電圧のスクリーン電圧Ｖｇを印加
し、第１予備集束電極１０および第１集束電極１３には
一定電圧のスタティックフォーカス電圧Ｖｆｓを印加
し、第３集束電極１２および第２集束電極１４には一定
電圧に偏向角度の増大に同期して上昇する電圧を重畳し
たダイナミックフォーカス電圧Ｖｆｄを印加する。

【００３４】以下、前記従来例において図９から図１２
に示した各電極の正面図および図１を参照しながら、各
電極の電子ビーム通過孔の形状等の構造について順次説
明する。第３集束電極１２には、図９（ａ）に示したよ
うに、円形の電子ビーム通過孔（孔）１８ａ，１８ｂ，
１８ｃを設け、また上記電子ビーム通過孔１８ａ，１８
ｂ，１８ｃの左右位置から第１集束電極１３側に向けて
突出した３対の垂直方向衝立状部材１９ａ，１９ｂ，１
９ｃを設ける。また、第１集束電極１３の第３集束電極
１２に対向する面には、図９（ｂ）に示したように、円
形の電子ビーム通過孔（孔）２０ａ，２０ｂ，２０ｃを
設け、また上記電子ビーム通過孔２０ａ，２０ｂ，２０
ｃの上下位置から第３集束電極１２側に向けて突出した
３対の水平方向衝立状部材２１ａ，２１ｂ，２１ｃを設
ける。ただしこの場合、図１に示すように、中央の水平
方向衝立状部材２１ｂの突出長と比較して、両外側２対
の水平方向衝立状部材２１ａ，２１ｃの突出長を短くす
る。

【００３５】上記の電子ビーム通過孔２０ａ〜２０ｃ以
降の各電子ビーム通過孔の形状的特徴は、図８から図１
２に示した従来技術によるインライン型電子銃と同様で
ある。すなわち、第１集束電極１３の第２集束電極１４
と対向する面には、図１０（ａ）に示したように、垂直
方向を長軸とする縦長の矩形開口２２ａ，２２ｂ，２２
ｃを設ける。また、第２集束電極１４の第１集束電極１
３と対向する面には、図１０（ｂ）に示したように、水
平方向を長軸とする横長の矩形開口２３ａ，２３ｂ，２
３ｃを設ける。また、第２集束電極１４と最終加速電極
１５との相対向する面には、図１１（ａ），（ｂ）に示
したように、それぞれ略長円状の開口２４，２５を設け
る。また、第１主レンズ電界補正電極１６および第２主
レンズ電界補正電極１７には、図１２（ａ），（ｂ）に
示したように、周縁形状が典型的には円弧および楕円弧
で形成された電子ビーム通過孔２６ａ，２６ｂ，２６ｃ
および２７ａ，２７ｂ，２７ｃを設ける。

【００３６】上記のような構成の電子銃においては、第
１予備集束電極１０、第２予備集束電極１１、および第
３集束電極１２の３電極間には、予備集束レンズが形成
される。予備集束レンズは、図８に示した従来技術によ
るインライン型電子銃と同様、三極部から発せられる電
子ビームの発散角や物点位置の変動による画質への影響
を軽減し、広範なビーム電流域にわたって良好な解像度
を得ることを目的とするものであり、要求される性能と
製造費用等の条件の兼ね合いによっては、第１予備集束
電極１０および第２予備集束電極１１を省略した予備集
束レンズを設けない構成としてもよい。

【００３７】また、第１主レンズ電界補正電極１６の電
子ビーム通過孔２６ａ，２６ｂ，２６ｃおよび第２主レ
ンズ電界補正電極１７の電子ビーム通過孔２７ａ，２７
ｂ，２７ｃには、それぞれの孔ごとに個別の電子レンズ
が形成されるとともに、第２集束電極１４の略長円状開
口２４と最終加速電極１５の略長円状開口２５の対向部
には単一の大口径電子レンズが形成され、これらが複合
的に主レンズ３を構成する。なお、主レンズは、上記の
ような構成に限定されるものではなく、数々知られる他
の主レンズ構成に置き換えてもよい。

【００３８】次に動作について説明する。電子ビームを
画面周辺部に偏向すると、ダイナミックフォーカス電圧
Ｖｆｄの上昇により、第３集束電極１２と第１集束電極
１３との対向部には、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可変強度レンズ、すなわち第１
可変強度四極レンズ６が形成される。また第１集束電極
１３と第２集束電極１４との対向部には、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可変強度レ
ンズ、すなわち第２可変強度四極レンズ５が形成され
る。また第２集束電極１４と最終加速電極１５の間の電
位差が低下するので、主レンズ３の強度は弱められる。
以上より、互いに逆極性の２段の可変強度四極レンズに
よるダイナミックフォーカス系が実現され、特に第１可
変強度四極レンズ６の作用により画面周辺部での水平方
向の倍率増大が減殺される。

【００３９】ここで、上記構成による特徴的な効果につ
いて説明する。この実施の形態１によるインライン型電
子銃においては、第１可変強度四極レンズ６を形成する
第３集束電極１２と第１集束電極１３との対向部におい
て、両外側２対の水平方向衝立状部材２１ａ，２１ｃの
突出長を、中央の水平方向衝立状部材２１ｂより短くし
ているため、電子ビームの経路近傍に垂直方向衝立状部
材１９ａ〜１９ｃと水平方向衝立状部材２１ａ〜２１ｃ
とが共存している領域、つまり四極レンズ電界の活性領
域の長さが、センタービームに対して長く、サイドビー
ムに対して短くなる。これにより、電子ビームを画面周
辺部に偏向し、ダイナミックフォーカス電圧Ｖｆｄが上
昇する際の、第１可変強度四極レンズ６の水平方向の発
散作用を、センタービームに対するよりもサイドビーム
に対して弱くすることができ、電子銃構成部材の加工誤
差・組立誤差に敏感なサイドビームの水平方向への広が
りをセンタービームより小さくして後続レンズで発生す
るコマ収差を小さく抑え、加工誤差・組立誤差に起因す
る特にサイドビームにより画面周辺部で起こる画質の劣
化を軽減することができる。

【００４０】なお、この発明によるインライン型電子銃
においては、サイドビームに対する第１可変強度四極レ
ンズの作用を弱めるので、水平方向倍率のダイナミック
変調度が低下し、画面周辺部における水平解像度が不十
分となる可能性が懸念されるが、以下に述べる理由によ
り、これは実用上重大な問題とはならない。

【００４１】一般的なカラー陰極線管では、赤色（Ｒ）
に発光する蛍光体、緑色（Ｇ）に発光する蛍光体、青色
（Ｂ）に発光する蛍光体がスクリーン内面に規則的に配
置され、インライン型電子銃から発せられる３本の電子
ビームのうち、センタービームがＧ蛍光体、２本のサイ
ドビームがＲ蛍光体およびＢ蛍光体をそれぞれ独立に衝
撃するよう構成されるのが普通である。いま、実用上最
も重視される、ＲＧＢ全発光の白色発光時の視感解像度
について考えると、ヒトの目は緑色に対して最も高い視
感度を示すので、センタービームについては極力微細な
ビームスポットを形成しなければならない。しかしサイ
ドビームについては、Ｒ蛍光体およびＢ蛍光体の発光に
対するヒトの目の視感度が相対的に低いため、ビームス
ポット径がセンタービームに比べて若干大きくなったと
しても、目に感じられる視感解像度はほとんど変化しな
い。このように、センタービームには高い解像度を追求
する一方で、サイドビームについては、水平方向倍率の
ダイナミック変調度を多少犠牲にしても、加工誤差・組
立誤差による致命的な画質不良を回避するという選択は
全く合理的であり、また得策でもある。

【００４２】実施の形態２．前記実施の形態１において
は、第１集束電極１３に設けた両外側２対の水平方向衝
立状部材２１ａ，２１ｃの突出長を、中央の水平方向衝
立状部材２１ｂより短くすることにより、第１可変強度
四極レンズ６の水平方向への発散作用が、センタービー
ムに対するよりもサイドビームに対する方が弱くなるよ
うにしたが、第３集束電極１２に設けた両外側２対の垂
直方向衝立状部材１９ａ，１９ｃの突出長を、中央の垂
直方向衝立状部材１９ｂよりも短くしても、四極レンズ
電界の活性領域の長さを、センタービームに対して長
く、サイドビームに対して短くすることができ、前記実
施の形態１と同様の効果が得られる。

【００４３】実施の形態３．図２はこの発明の実施の形
態３によるインライン型電子銃の第１可変四極レンズ部
分の構成を示す要部断面図であり、通過する電子ビーム
１ａ，１ｂ，１ｃそれぞれの上下左右の四方が各垂直方
向衝立状部材１９ａ〜１９ｃと各水平方向衝立状部材２
１ａ〜２１ｃにより囲まれている四極レンズ電界の活性
領域を、管軸方向を法線とする平面で切断して示してい
る。

【００４４】図２において、両外側２対の垂直方向衝立
状部材１９ａ，１９ｃの幅を、中央の垂直方向衝立状部
材１９ｂよりも短くし、また両外側２対の水平方向衝立
状部材２１ａ，２１ｃの幅を、中央の水平方向衝立状部
材２１ｂより短くしており、これによっても、第１可変
強度四極レンズ６の水平方向の発散作用を、センタービ
ームに対するよりサイドビームに対して弱くすることが
でき、前記実施の形態１と同様の効果が得られる。

【００４５】実施の形態４．図３はこの発明の実施の形
態４によるインライン型電子銃の第１可変四極レンズ部
分の構成を示す要部断面図であり、通過する電子ビーム
１ａ，１ｂ，１ｃそれぞれの上下左右の四方が各垂直方
向衝立状部材１９ａ〜１９ｃと各水平方向衝立状部材２
１ａ〜２１ｃにより囲まれている四極レンズ電界の活性
領域を、管軸方向を法線とする平面で切断して示してい
る。

【００４６】図３において、両外側２対の垂直方向衝立
状部材１９ａ，１９ｃおよび両外側２対の水平方向衝立
状部材２１ａ，２１ｃの電極間の間隔を、中央の垂直方
向衝立状部材１９ｂおよび中央の水平方向衝立状部材２
１ｂの電極間の間隔より広くしており、これによって
も、第１可変強度四極レンズ６の水平方向の発散作用
を、センタービームに対するよりサイドビームに対して
弱くすることができ、前記実施の形態１と同様の効果が
得られる。

【００４７】実施の形態５．図４はこの発明の実施の形
態５によるインライン型電子銃の構成を示す横断面図で
あり、図において、１２’は第３集束電極（ダイナミッ
クフォーカス電圧が印加される電極）、１３’は第１集
束電極（スタティックフォーカス電圧が印加される電
極）、３０ａ〜３０ｃおよび３１ａ〜３１ｃ矩形開口で
ある。なお、図１および図９（ａ），（ｂ）に示した部
分と同一または相当の部分については同一符号を付して
重複説明を省略する。また、図５（ａ）は第３集束電極
１２’の第１集束電極１３’に対向する面に設ける電子
ビーム通過孔の形状を示す平面図、図５（ｂ）は第１集
束電極１３’の第３集束電極１２’に対向する面に設け
る電子ビーム通過孔の形状を示す平面図である。

【００４８】第３集束電極１２’には、第２予備集束電
極１１に対向する面に円形の電子ビーム通過孔１８ａ，
１８ｂ，１８ｃを設け、また第１集束電極１３’に対向
する面に垂直方向を長軸とする縦長の矩形開口３０ａ，
３０ｂ，３０ｃを設ける。ただしこの場合、矩形開口３
０ａ，３０ｂ，３０ｃの［垂直開口径／水平開口径］比
は、中央の矩形開口３０ｂよりも両外側の矩形開口３０
ａ，３０ｃの方を小さくする。また、第１集束電極１
３’の第３集束電極１２’に対向する面には、水平方向
を長軸とする横長の矩形開口３１ａ，３１ｂ，３１ｃを
設ける。ただしこの場合、両外側の矩形開口３１ａ，３
１ｃの［垂直開口径／水平開口径］比を、中央の矩形開
口３１ｂの［垂直開口径／水平開口径］比より大きくす
る。

【００４９】なお、他の部分の構成ならびに電圧印加方
法については、図１を用いて説明した前記実施の形態１
と同様であり、重複説明を省略する。

【００５０】次に動作について説明する。上記のよう
に、縦長の矩形開口３０ａ〜３０ｃと横長の矩形開口３
１ａ〜３１ｃを対向させることによっても、前記各実施
の形態における第１可変強度四極レンズ６と同様の作用
を有する第１可変強度四極レンズ６を形成することがで
きる。また、矩形開口３０ａ〜３０ｃおよび３１ａ〜３
１ｃの［垂直開口径／水平開口径］比を、中央と両外側
とで上記のように異ならせて構成することにより、第１
可変強度四極レンズ６の水平方向の発散作用を、センタ
ービームに対するよりサイドビームに対して弱くするこ
とができ、前記実施の形態１と同様の効果が得られる。

【００５１】実施の形態６．なお、上記各実施の形態
は、第１可変強度四極レンズ６のサイドビームに対する
水平方向の発散作用をセンタービームに対する水平方向
の発散作用に比べて弱くする構成の例の一部であり、そ
の他にも、例えば、実施の形態１と実施の形態２を適宜
組み合わせるなどしてサイドビームに対する四極レンズ
電界の活性領域の長さをセンタービームに対する四極レ
ンズ電界の活性領域の長さに比べて短くした構成、実施
の形態３，４の組合せ、およびこれらと実施の形態１，
２との組合せなど、種々の構成が可能であることはいう
までもない。要は、第１可変強度四極レンズ６を、サイ
ドビームに対する水平方向の発散作用をセンタービーム
に対する水平方向の発散作用に比べて弱くして形成した
構成であればよく、同様の効果を得ることができる。

【００５２】

【発明の効果】以上のように、請求項１記載の発明によ
れば、第１可変強度四極レンズを、３個の孔のうち外側
の孔を通過する２本の赤色用及び青色用の電子ビームに
対する水平方向の発散作用を中央の孔を通過する緑色用
の電子ビームに対する水平方向の発散作用に比べて弱く
して形成するように構成したので、電子銃構成部材の加
工誤差・組立誤差に敏感なサイドビームの水平方向への
広がりをセンタービームより小さくして後続レンズで発
生するコマ収差を小さく抑え、加工誤差・組立誤差に起
因する特にサイドビームにより画面周辺部で起こる画質
の劣化を軽減することができる効果がある。また、これ
により製造工程における良品率を向上し、延いては製造
コストを低減することができる効果がある。

【００５３】

【００５４】

【００５５】

【００５６】

【００５７】

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１によるインライン型
電子銃の構成を示す横断面図である。

【図２】 この発明の実施の形態３によるインライン型
電子銃の第１可変四極レンズ部分の構成を示す要部断面
図である。

【図３】 この発明の実施の形態４によるインライン型
電子銃の第１可変四極レンズ部分の構成を示す要部断面
図である。

【図４】 この発明の実施の形態５によるインライン型
電子銃の構成を示す横断面図である。

【図５】 この発明の実施の形態５によるインライン型
電子銃の第３集束電極１２’および第１集束電極１３’
の構造を示す正面図であり、（ａ）は第３集束電極１
２’の第１集束電極１３’に対向する面に設ける電子ビ
ーム通過孔の形状を示す平面図、（ｂ）は第１集束電極
１３’の第３集束電極１２’に対向する面に設ける電子
ビーム通過孔の形状を示す平面図である。

【図６】 従来のインライン型電子銃による電子ビーム
の結像状態を模式的に示した光線図である。

【図７】 互いに逆極性の２段の可変強度四極レンズお
よび偏向磁界の非点レンズ４とによってトリプレット四
極子光学系を構成した従来のインライン型電子銃による
電子ビームの結像状態を模式的に示した光線図である。

【図８】 トリプレット四極子光学系の一般的性質に基
づく水平解像度向上を行う従来のインライン型電子銃の
構成の一例を示す横断面図である。

【図９】 第３集束電極１２および第１集束電極１３の
正面図であり、（ａ）は第３集束電極１２を第１集束電
極１３側から見た正面図、（ｂ）は第１集束電極１３を
第３集束電極１２側から見た正面図である。

【図１０】 第１集束電極１３および第２集束電極１４
の正面図であり、（ａ）は第１集束電極１３を第２集束
電極１４側から見た正面図、（ｂ）は第２集束電極１４
を第１集束電極１３側から見た正面図である。

【図１１】 第２集束電極１４および最終加速電極１５
の正面図であり、（ａ）は第２集束電極１４を最終加速
電極１５側から見た正面図、（ｂ）は最終加速電極１５
を第２集束電極１４側から見た正面図である。

【図１２】 第１主レンズ電界補正電極１６および第２
主レンズ電界補正電極１７の正面図であり、（ａ）は第
１主レンズ電界補正電極１６の正面図、（ｂ）は第２主
レンズ電界補正電極１７の正面図である。

【図１３】 電子銃構成部材の加工誤差・組立誤差が軽
微な場合の電子ビームスポットの特徴の説明図である。

【図１４】 電子銃構成部材の加工誤差・組立誤差が大
きい場合の電子ビームスポットの特徴の説明図である。

【符号の説明】

１ 電子ビーム、３ 主レンズ、５ 第２可変強度四極
レンズ、６ 第１可変強度四極レンズ、７ａ，７ｂ，７
ｃ カソード、８ グリッド電極、９ 引き出し電極、
１２，１２’ 第３集束電極（ダイナミックフォーカス
電圧が印加される電極）、１３，１３’ 第１集束電極
（スタティックフォーカス電圧が印加される電極）、１
４ 第２集束電極（ダイナミックフォーカス電圧が印加
される他の電極）、１５ 最終加速電極（アノード電圧
が印加される電極）、１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，２０
ａ，２０ｂ，２０ｃ 電子ビーム通過孔（孔）、１９
ａ，１９ｂ，１９ｃ 垂直方向衝立状部材、２１ａ，２
１ｂ，２１ｃ 水平方向衝立状部材、３０ａ，３０ｂ，
３０ｃ，３１ａ，３１ｂ，３１ｃ 矩形開口。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01J 29/50 H01J 29/48 H01J 29/56

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インラインに配置された３個のカソード
   とグリッド電極と引き出し電極とを有する三極部と、可
   変のダイナミックフォーカス電圧が印加される電極と一
   定のスタティックフォーカス電圧が印加される電極との
   対向部に形成される第１可変強度四極レンズと、前記ス
   タティックフォーカス電圧が印加される電極とダイナミ
   ックフォーカス電圧が印加される他の電極との対向部に
   形成される第２可変強度四極レンズと、前記ダイナミッ
   クフォーカス電圧が印加される他の電極とアノード電圧
   が印加される電極との対向部に形成され、電子ビームを
   スクリーン面に集束させる主レンズとを順に備え、電子
   ビームの偏向角度の増大と同期した前記ダイナミックフ
   ォーカス電圧の上昇により、電子ビームの偏向角度の増
   大時に、前記第１可変強度四極レンズは水平方向に発散
   作用を強め、かつ垂直方向に集束作用を強め、前記第２
   可変強度四極レンズは水平方向に集束作用を強め、かつ
   垂直方向に発散作用を強め、前記主レンズは集束作用を
   弱めるインライン型電子銃において、 前記第１可変強度四極レンズは、３個の孔のうち外側の
   孔を通過する２本の赤色用及び青色用の電子ビームに対
   する水平方向の発散作用を、中央の孔を通過する緑色用
   の電子ビームに対する水平方向の発散作用に比べて弱く
   して形成されていることを特徴とするインライン型電子
   銃。