JP2001057163A - カラーブラウン管装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画面全面で最適な集束が得られ、かつ画面周
辺部におけるビームスポットの楕円歪を軽減して、良好
な画質が得られるカラーブラウン管装置を構成すること
を目的とする。 【解決手段】 同一平面上を通る一列配置の３電子ビー
ムを放出するカラーブラウン管装置において、電子銃29
の電子レンズ部を形成する電極の少なくとも１つに設け
られた電子ビーム通過孔34B,34G,34R をこの電子ビーム
通過孔での電子ビームの中心を通る３電子ビームの配列
方向の径を最小にするくびれ部を有する非円形形状に形
成した。

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、カラーブラウン
管装置に係り、特に画面周辺部におけるビームスポット
の楕円歪を軽減して品位良好な画像を表示するカラーブ
ラウン管装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にカラーブラウン管装置は、一体に
接合されたパネルおよびファンネルからなる外囲器を有
し、そのファンネルのネック内に配設された電子銃から
放出される３電子ビームをファンネルの外側に装着され
た偏向ヨークの発生する水平、垂直偏向磁界により偏向
し、シャドウマスクを介して、上記パネルの内面に設け
られた青、緑、赤に発光する３色蛍光体層からなる蛍光
体スクリーンを水平、垂直走査することにより、カラー
画像を表示する構造に形成されている。

【０００３】このようなカラーブラウン管装置は、現
在、電子銃を同一水平面上を通るセンタービームおよび
一対のサイドビームからなる一列配置の３電子ビームを
放出するインライン型とし、偏向ヨークの発生する水平
偏向磁界をピンクッション形、垂直偏向磁界をバレル形
として、これら水平、垂直偏向磁界により画面全面にわ
たり３電子ビームを集中させるセルフコンバーゼンス・
インライン型カラーブラウン管装置が広く実用化されて
いる。

【０００４】その一列配置の３電子ビームを放出する電
子銃としては、各種方式のものがあるが、その一種にバ
イポテンシャル［ＢＰＦ（Ｂｉ−Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ
Ｆｏｃｕｓ）］型ＤＡＣ＆Ｆ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ａｓｔ
ｉｇｍａｔｉｓｍ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｆ
ｏｃｕｓ）方式といわれる電子銃がある。

【０００５】この電子銃は、図１３に示すように、水平
方向に一列に配置された３個のカソードＫB ，ＫG ，Ｋ
R 、これらカソードＫB ，ＫG ，ＫR から順次蛍光体ス
クリーン方向に配置された一体構造の第１グリッドＧ1
、第２グリッドＧ2 、第３グリッドＧ3 の２つの分割
電極Ｇ31，Ｇ32および第４グリッドＧ4 を有する。これ
ら各電極には、それぞれ３個のカソードＫに対応して３
個の電子ビーム通過孔が一列配置に形成されている。

【０００６】この電子銃では、カソードＫに１５０Ｖの
電圧に映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。第２グリッドＧ2 には約６００
Ｖ、第３グリッドＧ3 の分割電極Ｇ31には約６ kＶ、分
割電極Ｇ32には、約６ kＶの直流電圧に偏向ヨークの発
生する磁界の変化に同期しかつ偏向量の増大にしたがっ
て高くなるパラボラ状の電圧Ｖd が重畳されたダイナミ
ック電圧が印加される。第４グリッドＧ4 には約２６ k
Ｖの電圧が印加される。

【０００７】それにより、カソードＫおよび第１、第２
グリッドＧ1 ，Ｇ2 により、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三極部が形成さ
れる。第２グリッドＧ2 と第３グリッドＧ3 の分割電極
Ｇ31とにより、上記三極部からの電子ビームを予備集束
するプリフォーカスレンズが形成される。第３グリッド
Ｇ3 の分割電極Ｇ32と第４グリッドＧ4 とにより、最終
的に上記電子ビームを蛍光体スクリーン上に加速、集束
するＢＰＦ型主レンズが形成される。

【０００８】そして、電子ビームが蛍光体スクリーンの
コーナー部に偏向される場合は、分割電極Ｇ32と第４グ
リッドＧ4 の電位差が最も小さくなり、上記主レンズの
強度が最も弱くなる。同時に分割電極Ｇ31，Ｇ32間に水
平方向に集束、垂直方向に発散する４極子レンズが形成
され、この４極子レンズの強度が最も強くなる。それに
より、電子ビームが蛍光体スクリーンのコーナー部に偏
向される場合、電子銃から蛍光体スクリーンまでの距離
が最も大きくなり、像点が遠くなることに対応して主レ
ンズの強度を弱くすることで補償する。また、４極子レ
ンズで偏向ヨークのピンクッション形水平偏向磁界とバ
レル形垂直偏向磁界により発生する偏向収差を補償す
る。

【０００９】ところで、カラーブラウン管装置の画質を
良好にするためには、蛍光体スクリーン上でのフォーカ
ス特性およびビームスポットの形状を良好にする必要が
ある。しかし、一列配置の３電子ビームを放出するイン
ライン型カラーブラウン管装置においては、図１４
（ａ）に示すように、画面中央部のビームスポット１
は、円形にすることができるが、水平軸（Ｘ軸）端から
対角軸（Ｄ軸）端にかけての周辺部のビームスポット１
が偏向収差により水平方向に長い楕円状に歪み（横つぶ
れ）、かつ上下方向ににじみ２が発生し、画質を劣化さ
せる。

【００１０】しかし、上記ビームスポット１のにじみ２
は、主レンズを形成する低電圧側電極を上記電子銃の第
３グリッドのように複数個の電極に分割し、これら分割
電極間に偏向ヨークの発生する磁界の変化に応じて変化
する４極子レンズを形成するＤＡＣ＆Ｆ方式とすること
により同（ｂ）に示すように解消することができる。し
かし、電子銃をＤＡＣ＆Ｆ方式としても、画面の水平軸
端から対角軸端にかけての周辺部のビームスポット１の
横つぶれは解消されない。そのため、このビームスポッ
ト１の横つぶれがシャドウマスクの電子ビーム通過孔と
干渉してモアレなどを引おこし、文字などを表示した場
合に見にくくする。

【００１１】上記周辺部でのビームスポット１の横つぶ
れは、電子銃をインライン型とし、偏向ヨークの発生す
る水平偏向磁界をピンクッション形、垂直偏向磁界をバ
レル形としていることが原因となっている。

【００１２】この周辺部でのビームスポット１の横つぶ
れを光学モデルにより説明する。図１５（ａ）は電子ビ
ーム４が偏向されることなく蛍光体スクリーン５の中央
に入射する場合、図１５（ｂ）は偏向されて蛍光体スク
リーン５の周辺部に入射する場合であり、ＭＬは主レン
ズ、ＱＬは４極子レンズ、ＤＬは偏向磁界により形成さ
れる４極子レンズである。

【００１３】一般に画面上のビームスポットの大きさ
は、倍率Ｍに依存する。その倍率Ｍは、電子ビーム４の
発散角α0 と蛍光体スクリーン５への入射角αi の比α
0 ／αi で表すことができる。そこで、水平方向の倍率
をＭh 、垂直方向の倍率をＭv、水平方向の発散角α0
h、入射角αih、垂直方向の発散角α0v、入射角αivと
すると、 Ｍh ＝α0h／αih Ｍv ＝α0v／αiv で表される。

【００１４】したがって、 α0h＝α0v の場合、図１５（ａ）に示した無偏向時には、 αih＝αiv Ｍh ＝Ｍv となり、画面中央部のビームスポットは円形となる。こ
れに対して、図１５（ｂ）に示した偏向時には、 αih＜αiv Ｍh ＞Ｍv となり、周辺部のビームスポットは横長となる。

【００１５】上記ビームスポットの横長を緩和する方法
として、主レンズ内に４極子レンズを形成する方法があ
る。このように主レンズ内に４極子レンズを形成する
と、図１６に示すように、水平方向の発散角α0h´、入
射角αih´、垂直方向の発散角α0v´、入射角αiv´、
水平方向の倍率をＭh ´、垂直方向の倍率をＭv ´とす
ると、 α0h＝α0h´ α0v＝α0v´ αih＞αih´ αiv＞αiv´ となり、 Ｍh ´＜Ｍh Ｍv ´＞Ｍv となり、図１７に示すように、画面周辺部のビームスポ
ット１の横長は緩和される。

【００１６】この主レンズ内に４極子レンズを形成する
方法は、具体的には、集束電極と最終加速電極により形
成される主レンズの幾何学的中心に、図１８に示す縦長
の電子ビーム通過孔７が形成されたディスク状の付加電
極ＧS を設け、集束電極に、図１９に示すように、一定
の直流電圧に偏向ヨークに供給される偏向電流９に同
期、すなわち偏向ヨークの発生する磁界の変化に同期
し、かつ偏向量の増大にしたがって高くなるパラボラ状
の電圧ＶD が重畳されたダイナミック電圧１０を印加す
るとともに、付加電極に集束電極と最終加速電極との中
間の電圧を印加することにより形成される。

【００１７】このような電圧を印加すると、集束電極の
電圧の上昇にともなって、集束電極と付加電極との電位
差が減少するとともに、付加電極と最終加速電極との電
位差が大きくなり、最終加速電極側の電位が付加電極の
電子ビーム通過孔を通って集束電極側に浸透する。それ
により電子ビームに対する水平方向の集束作用と垂直方
向の集束作用に差が生じ、主レンズ内に４極子レンズが
形成される。

【００１８】しかし、上記電極構成では、４極子レンズ
としての作用が不足し、蛍光体スクリーンの周辺部に偏
向される電子ビームは、図２０に蛍光体スクリーン上の
ビームスポット１の形状で示すように、水平方向に不足
集束、垂直方向に過集束となり、画質を良好にすること
ができない。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、カラー
ブラウン管装置の画質を良好にするためには、蛍光体ス
クリーン上でのフォーカス特性およびビームスポット形
状を良好にする必要がある。

【００２０】このフォーカス特性およびビームスポット
形状に関し、従来のＢＰＦ型ＤＡＣ＆Ｆ方式の電子銃
は、主レンズを形成する集束電極に、偏向ヨークの発生
する磁界の変化に同期しかつ偏向量の増大にしたがって
高くなるパラボラ状の電圧が重畳されたダイナミック電
圧を印加して、主レンズの強度を可変にするとともに、
動的に変化する４極子レンズを形成することで、偏向収
差によるビームスポットの上下方向のにじみをなくし、
かつ画面全面にわたりフォーカスさせている。しかし、
このＢＰＦ型ＤＡＣ＆Ｆ方式の電子銃では、画面の水平
軸端から対角軸端にかけての周辺部のビームスポットの
横つぶれをなくすことはできない。これは、電子ビーム
を画面周辺部に偏向する場合、電子銃に形成される電子
レンズと偏向ヨークの発生する磁界の非点収差により、
水平方向倍率Ｍh と垂直方向倍率Ｍv が、 Ｍh ＞Ｍv となるためである。

【００２１】その対策として、集束電極と最終加速電極
により形成される主レンズの幾何学的中心に縦長の電子
ビーム通過孔が形成されたディスク状の付加電極を設
け、集束電極に一定の直流電圧に偏向ヨークの発生する
磁界の変化に同期しかつ偏向量の増大にしたがって高く
なるパラボラ状の電圧が重畳されたダイナミック電圧を
印加するとともに、付加電極に集束電極と最終加速電極
との中間の電圧を印加することにより、主レンズ内に４
極子レンズを形成する方法がある。しかし、この方法で
は、４極子レンズとしての作用が不足し、蛍光体スクリ
ーンの周辺部に偏向される電子ビームは、水平方向に不
足集束、垂直方向に過集束となり、画質を良好にするこ
とができない。

【００２２】この発明は、上記問題点を解決するために
なされたものであり、画面全面で最適な集束が得られ、
かつ画面周辺部におけるビームスポットの楕円歪を軽減
して、良好な画質が得られるカラーブラウン管装置を構
成することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】（１） 同一平面上を通
る一列配置の３電子ビームを発生するカソードおよびこ
のカソードに順次隣接する複数の電極からなる電子ビー
ム発生部、およびこの電子ビーム発生部からの電子ビー
ムを蛍光体スクリーン上に加速、集束する複数個の電極
からなる電子レンズ部を有する電子銃と、この電子銃か
ら放出される電子ビームを水平および垂直方向に偏向す
る磁界を発生する偏向ヨークとを備えるカラーブラウン
管装置において、電子レンズ部を形成する電極の少なく
とも１つに設けられた電子ビーム通過孔をこの電子ビー
ム通過孔での電子ビームの中心を通る３電子ビームの配
列方向の径を最小にするくびれ部を有する非円形形状に
形成した。

【００２４】（２） 同一平面上を通る一列配置の３電
子ビームを発生するカソードおよびこのカソードに順次
隣接する複数の電極からなる電子ビーム発生部、および
この電子ビーム発生部からの電子ビームを蛍光体スクリ
ーン上に加速、集束する複数個の電極からなる電子レン
ズ部を有する電子銃と、この電子銃から放出される電子
ビームを水平および垂直方向に偏向する磁界を発生する
偏向ヨークとを備えるカラーブラウン管装置において、
３電子ビームを最終的に蛍光体スクリーン上に加速、集
束する主レンズを集束電極、最終加速電極およびこれら
集束電極と最終加速電極との間に配置された少なくとも
１個の付加電極で構成し、この付加電極の電子ビーム通
過孔をこの電子ビーム通過孔での電子ビームの中心を通
る３電子ビームの配列方向の径を最小にするくびれ部を
有する非円形形状に形成し、この付加電極に集束電極の
電圧よりも高く最終加速電極の電圧よりも低い電圧を印
加し、［（付加電極の電圧）−（集束電極の電圧）］／
［（最終加速電極の電圧）−（集束電極の電圧）］の値
が偏向ヨークの発生する磁界の変化に同期して変化かつ
電子ビームの偏向量の増大にしたがって小さくなる構成
に形成した。

【００２５】（３） （２）のカラーブラウン管装置に
おいて、電子ビームの偏向量の増大にしたがって主レン
ズの水平方向の集束作用よりも垂直方向の集束作用が弱
くなる構成に形成した。

【００２６】（４） 同一平面上を通る一列配置の３電
子ビームを発生するカソードおよびこのカソードに順次
隣接する複数の電極からなる電子ビーム発生部、および
この電子ビーム発生部からの電子ビームを蛍光体スクリ
ーン上に加速、集束する複数個の電極からなる電子レン
ズ部を有する電子銃と、この電子銃から放出される電子
ビームを水平および垂直方向に偏向する磁界を発生する
偏向ヨークとを備えるカラーブラウン管装置において、
電子レンズ部を形成する電極の少なくとも１つに設けら
れた電子ビーム通過孔をこの電子ビーム通過孔での電子
ビームの中心を通る３電子ビームの配列方向と直交する
方向の径を最小にするくびれ部を有する非円形形状に形
成した。

【００２７】（５） 同一平面上を通る一列配置の３電
子ビームを発生するカソードおよびこのカソードに順次
隣接する複数の電極からなる電子ビーム発生部、および
この電子ビーム発生部からの電子ビームを蛍光体スクリ
ーン上に加速、集束する複数個の電極からなる電子レン
ズ部を有する電子銃と、この電子銃から放出される電子
ビームを水平および垂直方向に偏向する磁界を発生する
偏向ヨークとを備えるカラーブラウン管装置において、
３電子ビームを最終的に蛍光体スクリーン上に加速、集
束する主レンズを集束電極、最終加速電極およびこれら
集束電極と最終加速電極との間に配置された少なくとも
１個の付加電極で構成し、この付加電極の電子ビーム通
過孔をこの電子ビーム通過孔での電子ビームの中心を通
る３電子ビームの配列方向と直交する方向の径を最小に
するくびれ部を有する非円形形状に形成し、この付加電
極に集束電極の電圧よりも高く最終加速電極の電圧より
も低い電圧を印加し、［（付加電極の電圧）−（集束電
極の電圧）］／［最終加速電極の電圧）−（集束電極の
電圧）］の値が偏向ヨークの発生する磁界の変化に同期
して変化かつ電子ビームの偏向量の増大にしたがって大
きくなる構成に形成した。

【００２８】（６） 電子ビームの偏向量の増大にした
がって主レンズの水平方向の集束作用よりも垂直方向の
集束作用が弱くなる構成に形成した。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態について説明する。

【００３０】電子ビームを最終的に蛍光体スクリーン上
に加速、集束する主レンズ内に十分な感度を有する４極
子レンズを形成する方法について説明する。

【００３１】まず一般的な回転対称のＢＰＦ型主レンズ
について説明すると、回転対称のＢＰＦ型主レンズは、
図１（ａ）に等電位線２０で示すように水平、垂直方向
に対称の電界２１が形成され、電子ビーム４に対して水
平、垂直方向に同一集束力を及ぼす。またこの主レンズ
を形成する集束電極Ｇf と最終加速電極Ｇa の中心軸Ｚ
g 上の電位（軸上電位）は、同（ｂ）に曲線２２a で示
すように、電子ビーム４の進行方向に沿って増加する。
この場合、たとえば集束電極Ｇf の電圧を６ kＶ、最終
加速電極Ｇa の電圧を２６ kＶとすると、この主レンズ
の幾何学的中心に形成される等電位面２３は、平面とな
り、１６ kＶの電位となる。

【００３２】ここで、図２（ａ）に示すように、上記回
転対称のＢＰＦ型主レンズの幾何学的中心に図１８に示
したように縦長の電子ビーム通過孔が形成されたディス
ク状の付加電極Ｇs を配置し、フォーカス電極Ｇf の６
kＶの電圧、最終加速電極Ｇa の２６ kＶの電圧に対し
て、この付加電極Ｇs に１６ kＶの電位を付与したとす
ると、この主レンズの軸上電位は、同（ｂ）に曲線２２
b で示すように、図１（ｂ）に示した付加電極を配置し
ない場合と同じ電位となり、電子ビーム４に対して水
平、垂直方向に同一集束力を及ぼす。

【００３３】しかし、付加電極Ｇs に１６ kＶよりも低
い電位を付与すると、図３（ａ）に示すように、最終加
速電極Ｇa 側の電位が付加電極Ｇs の電子ビーム通過孔
を通って集束電極Ｇf 側に浸透し、アパーチャレンズが
形成される。この場合、主レンズの軸上電位は、同
（ｂ）に示す曲線２２c となり、付加電極Ｇs の電子ビ
ーム通過孔が縦長であるため、電子ビーム４に対して水
平方向には相対的に強い集束力、垂直方向には相対的に
弱い集束力が生ずる。すなわち、主レンズは、非点収差
をもつようになるが、水平、垂直方向ともに電子ビーム
を集束するため、十分に強い非点収差を形成することは
できない。

【００３４】これに対し、図４（ａ）に示すように、回
転対称のＢＰＦ型主レンズの幾何学的中心に付加電極Ｇ
s を配置し、この付加電極Ｇs の電子ビーム通過孔での
電子ビーム４の中心を通る水平方向径を最小にするくび
れ部を有する縦長の非円形形状に形状にすると、この付
加電極Ｇs に１６ kＶの電位を付与した場合には、同
（ｂ）に曲線２２d で示すように、図２（ｂ）に示した
軸上電位と同じ電位となり、図１に示した付加電極が存
在しない主レンズと同様の主レンズが形成され、電子ビ
ーム４に対して水平、垂直方向に同一集束力を及ぼす。

【００３５】しかし、付加電極Ｇs に１６ kＶよりも低
い電位を付与すると、図５（ａ）に示すように、最終加
速電極Ｇa 側の電位が付加電極Ｇs の電子ビーム通過孔
を通って集束電極Ｇf 側に浸透する。この場合、主レン
ズの軸上電位は、同（ｂ）に示す曲線２２e となり、付
加電極Ｇs にその電子ビーム通過孔での電子ビーム４の
中心を通る水平方向径を最小にするくびれ部が形成され
ているため、その電位は、水平方向には電子ビーム通過
孔の中心から離れるにしたがって減少し、垂直方向には
電子ビーム通過孔の中心から離れるにしたがって一旦増
加し、その後電子ビーム通過孔の周辺に近づくにしたが
って減少する。その結果、上記電位の浸透により形成さ
れるアパーチャレンズは、電子ビーム４に対して水平方
向には集束力、垂直方向には発散力をもつ。それにより
主レンズに十分に強い非点収差を形成することができ
る。

【００３６】また付加電極Ｇs に１６ kＶよりも高い電
位を付与すると、図６（ａ）に示すように、集束電極Ｇ
f 側の電位が付加電極Ｇs の電子ビーム通過孔を通って
最終加速電極Ｇa 側に浸透する。この場合、主レンズの
軸上電位は、同（ｂ）に示す曲線２２f となり、付加電
極Ｇs にその電子ビーム通過孔での電子ビームの中心を
通る水平方向径を最小にするくびれ部が形成されている
ため、その電位は、水平方向には電子ビーム通過孔の中
心から離れるにしたがって減少し、垂直方向には電子ビ
ーム通過孔の中心から離れるにしたがって一旦増加し、
その後電子ビーム通過孔の周辺に近づくにしたがって減
少する。その結果、上記電位の浸透により形成されるア
パーチャレンズは、電子ビーム４に対して水平方向には
集束力、垂直方向には発散力をもつ。それにより主レン
ズに十分に強い非点収差を形成することができる。

【００３７】つまり、回転対称のＢＰＦ型主レンズの幾
何学的中心に付加電極Ｇs を設け、この付加電極Ｇs の
電子ビーム通過孔を、この電子ビーム通過孔での電子ビ
ームの中心を通る水平方向径を最小にするくびれ部を有
する形状にし、この付加電極Ｇs に集束電極Ｇf に印加
する電圧よりも高く、最終加速電極Ｇa に印加する電圧
よりも低い動的に変化する電圧を印加することにより、
主レンズの口径を損なうことなく、水平方向の集束力と
垂直方向の集束力をコントロールする非点収差を形成す
ることができる。

【００３８】なお、上記説明では、付加電極の電圧を変
化る場合について説明したが、この付加電極の電圧を変
化させる代わりに、 ［（付加電極の電圧）−（集束電極の電圧）］／［（最
終加速電極の電圧）−（集束電極の電圧）］ の値を変化させても同様の結果が得られる。

【００３９】以下、この発明の実施の形態を実施例によ
り説明する。

【００４０】

【実施例１】図７にカラーブラウン管装置の全体の構成
を示す。このカラーブラウン管装置は、一体に接合され
たパネル２４と漏斗状のファンネル２５とからなる外囲
器を有し、そのパネル２４の内面に、青、緑、赤に発光
する３色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン５が設けら
れている。また、この蛍光体スクリーン５に対向してそ
の内側に多数の電子ビーム通過孔が形成されたシャドウ
マスク２６が配置されている。一方、ファンネル２５の
ネック２８内に、同一水平面上を通るセンタービーム４
G および一対のサイドビーム４B ，４R からなる一列配
置の３電子ビーム４B ，４G ，４R を放出するインライ
ン型電子銃２９が配設されている。さらに、ファンネル
２５の径大部３０からネック２８にかけて偏向ヨーク３
２が装着されている。そして、上記電子銃２９から放出
される３電子ビーム４B ，４G ，４R を偏向ヨーク３２
の発生する水平、垂直偏向磁界により偏向し、シャドウ
マスク２６を介して蛍光体スクリーン５を水平、垂直走
査することにより、カラー画像を表示する構造に形成さ
れている。

【００４１】上記電子銃２９は、図８に示すように、水
平方向に一列に配置された３個のカソードＫB ，ＫG ，
ＫR 、これらカソードＫB ，ＫG ，ＫR を各別に加熱す
る３個のヒーター（図示せず）、および上記カソードＫ
B ，ＫG ，ＫR から蛍光体スクリーン方向に順次配置さ
れた一体構造の第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 を有し、さらにそ
の第３グリッドＧ3 と第４グリッドＧ4 との間に付加電
極Ｇs が配置され、これらヒーター、カソードＫおよび
各電極Ｇ1 〜Ｇ4 ，Ｇs が一対の絶縁支持体（図示せ
ず）により一体に固定された構造に形成されている。

【００４２】上記電極のうち、第１、第２グリッドＧ1
，Ｇ2 は、一体構造の板状電極からなり、これら電極
には、３個のカソードＫB ，ＫG ，ＫR に対応して３個
の円形電子ビーム通過孔が一列配置に形成されている。
第３グリッドＧ3 は、一体構造の筒状電極からなり、こ
の第３グリッドＧ3 の第２グリッドＧ2 および付加電極
Ｇs との対向面には、３個のカソードＫB ，ＫG ，ＫR
に対応して３個の円形電子ビーム通過孔が一列配置に形
成されている。第４グリッドＧ4 は、一体構造のカップ
状電極からなり、この電極の付加電極Ｇs との対向面に
は、３個のカソードＫB ，ＫG ，ＫR に対応して３個の
円形電子ビーム通過孔が一列配置に形成されている。付
加電極Ｇs は、一体構造の板状のディスク電極からな
り、この付加電極Ｇs には、３個のカソードＫB ，ＫG
，ＫR に対応して３個の電子ビーム通過孔３４B ，３
４G ，３４R が一列配置に形成されている。この付加電
極Ｇs の電子ビーム通過孔３４B ，３４G ，３４R は、
図９に示すように、その各電子ビーム通過孔３４B ，３
４G ，３４R での各電子ビーム４B ，４G ，４R の中心
を通る水平方向径（Ｘ軸方向径）を最小にするくびれ部
３５を有する縦長の非円形形状に形成されている。

【００４３】この電子銃２９では、カソードＫに１５０
Ｖの電圧に映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。第２グリッドＧ2 には約６
００Ｖ、第３グリッドＧ3 には、約６ kＶの直流電圧に
図１９に示した偏向電流９に同期、すなわち、偏向ヨー
クの発生する磁界に同期しかつ偏向量の増大にしたがっ
て高くなるパラボラ状の電圧Ｖd が重畳されたダイナミ
ック電圧１０が印加される。付加電極Ｇs には約１６ k
Ｖ、第４グリッドＧ4 には約２６ kＶの電圧が印加され
る。

【００４４】上記電圧の印加により、カソードＫおよび
第１、第２グリッドＧ1 ，Ｇ2 により、電子ビームを発
生し、かつ主レンズに対する物点を形成する三極部が形
成される。第２グリッドＧ2 と第３グリッドＧ3 によ
り、上記三極部からの電子ビームを予備集束するプリフ
ォーカスレンズが形成される。第３グリッドＧ3 （集束
電極）、付加電極Ｇs および第４グリッドＧ4 （最終加
速電極）により、上記プリフォーカスレンズにより予備
集束された電子ビームを最終的に蛍光体スクリーン上に
加速、集束する主レンズが形成される。

【００４５】その主レンズは、各電子ビーム４B ，４G
，４R が偏向ヨーク３２により偏向されない場合は、
非点収差をもたず、したがって、各電子ビーム４B ，４
G ，４R は、蛍光体スクリーン５の中央に集束され、ほ
ぼ円形のビームスポットが形成される。

【００４６】これに対して、各電子ビーム４B ，４G ，
４R が偏向ヨーク３２により偏向される場合は、偏向量
が増大し、蛍光体スクリーン５の周辺部に偏向されるに
したがって、第３グリッドＧ3 に印加されるダイナミッ
ク電圧１０が高くなり、 ［（付加電極の電圧）−（第３グリッドの電圧）］／
［（第４グリッドの電圧）−（第３グリッドの電圧）］ すなわち、 ［（付加電極の電圧）−（集束電極の電圧）］／［（最
終加速電極の電圧）−（集束電極の電圧）］ の値が小さくなる。この場合、付加電極Ｇs には、各電
子ビーム４B ，４G ，４R が通過する電子ビーム通過孔
２４B ，２４G ，２４R での各電子ビーム４B ，４G ，
４R の中心を通る水平方向径を最小にするくびれ部３５
を有する形状に形成されているため、水平方向に集束、
垂直方向に発散作用をもつようになる。同時に第３グリ
ッドＧ3 と第４グリッドＧ4 との電圧差が減少する。そ
れにより、水平方向の集束力と垂直方向の集束力を減少
させる作用が生ずる。

【００４７】そこで、上記付加電極Ｇs によって強くな
る水平方向の集束力と、第３グリッドＧ3 と第４グリッ
ドＧ4 との電圧差が減少によって弱くなる水平方向の集
束力があらかじめ相殺されるように構成しておくことに
より、蛍光体スクリーン５の周辺部においても、電子ビ
ーム４B ，４G ，４R を最適に集束しかつ主レンズに非
点収差をもたせることで、ビームスポットの楕円形状を
改善することができる。

【００４８】また、第３グリッドＧ3 と第４グリッドＧ
4 とにより形成される主レンズが、水平方向の集束力が
垂直方向の集束力よりも強い電子レンズとして形成され
る場合は、各電子ビーム４B ，４G ，４R が偏向ヨーク
３２により偏向されない場合、付加電極Ｇs の電圧を低
く設定することで、上記効果と同様の効果を得ることが
できる。また各電子ビーム４B ，４G ，４R が偏向ヨー
ク３２により偏向される場合、第３グリッドＧ3 に印加
されるダイナミック電圧により、 ［（付加電極の電圧）−（集束電極の電圧）］／［（最
終加速電極の電圧）−（集束電極の電圧）］ の値を大きくすることにより、付加電極Ｇs によって強
くなる水平方向の集束力と、第３グリッドＧ3 と第４グ
リッドＧ4 との電圧差が減少によって弱くなる水平方向
の集束力があらかじめ相殺されるように構成しておくこ
とにより、上記場合と同様に、蛍光体スクリーン５の周
辺部においても電子ビーム４B ，４G ，４R を最適に集
束しかつ主レンズに非点収差をもたせることで、ビーム
スポットの楕円形状を改善することができる。

【００４９】

【実施例２】電子銃の全体の構成は、図１０に示すよう
に、図８に示した実施例１の電子銃と同様の構成からな
るが、特にこの実施例２では、第３グリッドＧ3 と第４
グリッドＧ4 との間の付加電極Ｇs に図１１（ａ）また
は（ｂ）に示すように、横長の電子ビーム通過孔３４B
，３４G ，３４R に形成され、その電子ビーム通過孔
３４B ，３４G ，３４R での各電子ビームの中心を通る
垂直方向径を最小にするくびれ部３５を有する横長非円
形形状に形成されている。

【００５０】この電子銃２９では、カソードＫに１５０
Ｖの電圧に映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。第２グリッドＧ2 には約６
００Ｖ、第３グリッドＧ3 には、約６ kＶの直流電圧に
図１９に示した偏向電流９に同期、すなわち、偏向ヨー
クの発生する磁界に同期しかつ偏向量の増大にしたがっ
て高くなるパラボラ状の電圧Ｖd が重畳されたダイナミ
ック電圧１０が印加される。付加電極Ｇs には約１６ k
Ｖの直流電圧に図１２に示す偏向電流９に同期、すなわ
ち、偏向ヨークの発生する磁界の変化に同期しかつ偏向
量の増大にしたがって高くなるパラボラ状の電圧３７が
重畳されたダイナミック電圧３８が印加される。

【００５１】この電子銃では、各電子ビームが偏向ヨー
クにより偏向されない場合、第３グリッドＧ3 と第４グ
リッドＧ4 との間に形成される主レンズは、非点収差を
もたず、各電子ビームは、蛍光体スクリーンの中央に集
束され、ほぼ円形のビームスポットが形成される。

【００５２】これに対して、各電子ビームが偏向ヨーク
により偏向される場合は、第３グリッドＧ3 の電圧が高
くなり、この第３グリッドＧ3 の電圧の変化に同期して
付加電極Ｇs の電圧も高くなり、 ［（付加電極の電圧）−（集束電極の電圧）］／［（最
終加速電極の電圧）−（集束電極の電圧）］ の値が小さくなる。この場合、付加電極Ｇs には、その
電子ビーム通過孔３４B，３４G ，３４R での各電子ビ
ームの中心を通る垂直方向径を最小にするくびれ部を有
する形状に形成されているため、水平方向に集束、垂直
方向に発散作用をもつようになる。同時に第３グリッド
Ｇ3 と第４グリッドＧ4 との電圧差が減少する。それに
より、水平方向の集束力と垂直方向の集束力を減少させ
る作用が生ずる。

【００５３】そこで、上記付加電極Ｇs によって強くな
る水平方向の集束力と、第３グリッドＧ3 と第４グリッ
ドＧ4 との電圧差が減少によって弱くなる水平方向の集
束力があらかじめ相殺されるように構成しておくことに
より、蛍光体スクリーンの周辺部においても、各電子ビ
ームを最適に集束し、かつ主レンズに非点収差をもたせ
ることで、ビームスポットの楕円形状を改善することが
できる。

【００５４】また、第３グリッドＧ3 と第４グリッドＧ
4 とにより形成される主レンズが、水平方向の集束力が
垂直方向の集束力よりも強い電子レンズとして形成され
る場合は、各電子ビームが偏向ヨークにより偏向されな
い場合、付加電極Ｇs の電圧を高く設定することで、上
記効果と同様の効果を得ることができる。また各電子ビ
ームが偏向ヨークにより偏向される場合、第３グリッド
Ｇ3 に印加されるダイナミック電圧により、 ［（付加電極の電圧）−（集束電極の電圧）］／［（最
終加速電極の電圧）−（集束電極の電圧）］ の値を大きくすることにより、付加電極Ｇs によって強
くなる水平方向の集束力と、第３グリッドＧ3 と第４グ
リッドＧ4 との電圧差が減少によって弱くなる水平方向
の集束力があらかじめ相殺されるように構成しておくこ
とにより、上記場合と同様に蛍光体スクリーンの周辺部
においても、電子ビームを最適に集束し、かつ主レンズ
に非点収差をもたせることで、ビームスポットの楕円形
状を改善することができる。

【００５５】

【発明の効果】上述のように、電子銃に電子ビームの中
心を通る３電子ビームの配列方向または直交する方向の
径を最小とするくびれ部を有する非円形形状の電子ビー
ム通過孔が形成された電極を配置し、この電極を含む電
子レンズ部に動的に変化する非点収差をもたせると、電
子ビームを蛍光体スクリーンの全面にわたり最適に集束
し、かつビームスポットの楕円歪を緩和して、品位良好
な画像を表示するカラーブラウン管を構成することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は回転対称のＢＰＦ型主レンズの電
界を示す図、図１（ｂ）はその電極の中心軸上の電位を
示す図である。

【図２】図２（ａ）は上記回転対称のＢＰＦ型主レンズ
の幾何学的中心に付加電極を配置した場合に形成される
電界を示す図、図２（ｂ）はその電極の中心軸上の電位
を示す図である。

【図３】図３（ａ）は上記付加電極の電圧を低くした場
合に形成される電界を示す図、図３（ｂ）はその主レン
ズを形成する電極の中心軸上の電位を示す図である。

【図４】図４（ａ）は上記付加電極にその電子ビーム通
過孔での電子ビームの中心を通る水平方向にくびれ部を
有する形状した場合に形成される電界を示す図、図４
（ｂ）はその主レンズを形成する電極の中心軸上の電位
を示す図である。

【図５】図５（ａ）は上記付加電極の電圧を低くした場
合に形成される電界を示す図、図５（ｂ）はその主レン
ズを形成する電極の中心軸上の電位を示す図である。

【図６】図６（ａ）は上記付加電極の電圧を高くした場
合に形成される電界を示す図、図６（ｂ）はその主レン
ズを形成する電極の中心軸上の電位を示す図である。

【図７】この発明の実施例１のカラーブラウン管装置の
構成を示す図である。

【図８】上記カラーブラウン管装置の電子銃の構成を示
す図である。

【図９】上記電子銃の付加電極の電子ビーム通過孔の形
状を示す図である。

【図１０】この発明の実施例２のカラーブラウン管装置
の電子銃の構成を示す図である。

【図１１】図１１（ａ）および（ｂ）はそれぞれ上記実
施例２のカラーブラウン管装置の電子銃の付加電極の電
子ビーム通過孔の形状を示す図である。

【図１２】上記実施例２のカラーブラウン管装置の付加
電極に印加されるパラボラ状変動電圧と偏向ヨークの偏
向電流との関係を示す図である。

【図１３】従来のカラーブラウン管装置の電子銃の構成
を示す図である。

【図１４】図１４（ａ）は従来のセルフコンバーゼンス
・インライン型カラーブラウン管装置の蛍光体スクリー
ン上のビームスポットの形状を示す図、図１４（ｂ）は
電子銃をＢＰＦ型ＡＤＣ＆Ｆ方式とした場合の蛍光体ス
クリーン上のビームスポットの形状を示す図である。

【図１５】図１５（ａ）は従来のセルフコンバーゼンス
・インライン型カラーブラウン管装置において、電子ビ
ームが偏向されることなく蛍光体スクリーンの中央に入
射する場合の光学モデル、図１５（ｂ）は蛍光体スクリ
ーンの周辺部に入射する場合の光学モデルである。

【図１６】主レンズ内に４極子レンズを形成した場合の
光学モデルである。

【図１７】上記主レンズ内に４極子レンズを形成した場
合の蛍光体スクリーン上のビームスポットの形状を示す
図である。

【図１８】上記主レンズ内に４極子レンズを形成するた
めに配置される従来の付加電極の電子ビーム通過孔の形
状を示す図である。

【図１９】上記従来の付加電極に印加されるパラボラ状
変動電圧と偏向ヨークの偏向電流との関係を示す図であ
る。

【図２０】上記付加電極を配置して主レンズ内に４極子
レンズを形成した場合の蛍光体スクリーン上のビームス
ポットの形状を示す図である。

【符号の説明】

４B ，４R …一対のサイドビーム ４G …センタービーム ５…蛍光体スクリーン ２９…電子銃 ３２…偏向ヨーク ３４B ，３４G ，３４R …付加電極の電子ビーム通過孔 ３５…くびれ部 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 Ｇf …集束電極 Ｇa …最終加速電極 Ｇs …付加電極 ＫB ，ＫG ，ＫR …カソード

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武川 勉 神奈川県川崎市川崎区日進町７番地１ 東 芝電子エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 宮本 紀幸 埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番２号 株式 会社東芝深谷工場内 Ｆターム(参考） 5C041 AA03 AA14 AB07 AC05 AC11 AC35 AD02 AD03 AE01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同一平面上を通る一列配置の３電子ビー
   ムを発生するカソードおよびこのカソードに順次隣接す
   る複数の電極からなる電子ビーム発生部、およびこの電
   子ビーム発生部からの電子ビームを蛍光体スクリーン上
   に加速、集束する複数個の電極からなる電子レンズ部を
   有する電子銃と、この電子銃から放出される電子ビーム
   を水平および垂直方向に偏向する磁界を発生する偏向ヨ
   ークとを備えるカラーブラウン管装置において、 上記電子レンズ部を形成する電極の少なくとも１つに設
   けられた電子ビーム通過孔がこの電子ビーム通過孔での
   電子ビームの中心を通る上記３電子ビームの配列方向の
   径を最小にするくびれ部を有する非円形形状に形成され
   ていることを特徴とするカラーブラウン管装置。
2. 【請求項２】 同一平面上を通る一列配置の３電子ビー
   ムを発生するカソードおよびこのカソードに順次隣接す
   る複数の電極からなる電子ビーム発生部、およびこの電
   子ビーム発生部からの電子ビームを蛍光体スクリーン上
   に加速、集束する複数個の電極からなる電子レンズ部を
   有する電子銃と、この電子銃から放出される電子ビーム
   を水平および垂直方向に偏向する磁界を発生する偏向ヨ
   ークとを備えるカラーブラウン管装置において、 上記３電子ビームを最終的に上記蛍光体スクリーン上に
   加速、集束する主レンズが集束電極、最終加速電極およ
   びこれら集束電極と最終加速電極との間に配置された少
   なくとも１個の付加電極からなり、この付加電極の電子
   ビーム通過孔がこの電子ビーム通過孔での電子ビームの
   中心を通る上記３電子ビームの配列方向の径を最小にす
   るくびれ部を有する非円形形状に形成され、この付加電
   極に上記集束電極の電圧よりも高く上記最終加速電極の
   電圧よりも低い電圧が印加され、［（付加電極の電圧）
   −（集束電極の電圧）］／［（最終加速電極の電圧）−
   （集束電極の電圧）］の値が上記偏向ヨークの発生する
   磁界の変化に同期して変化しかつ電子ビームの偏向量の
   増大にしたがって小さくなる構成に形成されていること
   を特徴とするカラーブラウン管装置。
3. 【請求項３】 電子ビームの偏向量の増大にしたがって
   主レンズの水平方向の集束作用よりも垂直方向の集束作
   用が弱くなる構成に形成されていることを特徴とする請
   求項２記載のカラーブラウン管装置。
4. 【請求項４】 同一平面上を通る一列配置の３電子ビー
   ムを発生するカソードおよびこのカソードに順次隣接す
   る複数の電極からなる電子ビーム発生部、およびこの電
   子ビーム発生部からの電子ビームを蛍光体スクリーン上
   に加速、集束する複数個の電極からなる電子レンズ部を
   有する電子銃と、この電子銃から放出される電子ビーム
   を水平および垂直方向に偏向する磁界を発生する偏向ヨ
   ークとを備えるカラーブラウン管装置において、 上記電子レンズ部を形成する電極の少なくとも１つに設
   けられた電子ビーム通過孔がこの電子ビーム通過孔での
   電子ビームの中心を通る上記３電子ビームの配列方向と
   直交する方向の径を最小にするくびれ部を有する非円形
   形状に形成されていることを特徴とするカラーブラウン
   管装置。
5. 【請求項５】 同一平面上を通る一列配置の３電子ビー
   ムを発生するカソードおよびこのカソードに順次隣接す
   る複数の電極からなる電子ビーム発生部、およびこの電
   子ビーム発生部からの電子ビームを蛍光体スクリーン上
   に加速、集束する複数個の電極からなる電子レンズ部を
   有する電子銃と、この電子銃から放出される電子ビーム
   を水平および垂直方向に偏向する磁界を発生する偏向ヨ
   ークとを備えるカラーブラウン管装置において、 上記３電子ビームを最終的に上記蛍光体スクリーン上に
   加速、集束する主レンズが集束電極、最終加速電極およ
   びこれら集束電極と最終加速電極都の間に配置された少
   なくとも１個の付加電極からなり、この付加電極の電子
   ビーム通過孔がこの電子ビーム通過孔での電子ビームの
   中心を通る上記３電子ビームの配列方向と直交する方向
   の径を最小にするくびれ部を有する非円形形状に形成さ
   れ、この付加電極に上記集束電極の電圧よりも高く上記
   最終加速電極の電圧よりも低い電圧が印加され、［（付
   加電極の電圧）−（集束電極の電圧）］／［（最終加速
   電極の電圧）−（集束電極の電圧）］の値が上記偏向ヨ
   ークの発生する磁界の変化に同期して変化かつ電子ビー
   ムの偏向量の増大にしたがって大きくなる構成に形成さ
   れていることを特徴とするカラーブラウン管装置。
6. 【請求項６】 電子ビームの偏向量の増大にしたがって
   主レンズの水平方向の集束作用よりも垂直方向の集束作
   用が弱くなる構成に形成されていることを特徴とする請
   求項５記載のカラーブラウン管装置。