JP2001307655A - カラーブラウン管装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蛍光体スクリーン全面で電子ビームスポッ
トが最適に集束され、且つ、楕円歪を少なくし、蛍光体
スクリーン全面で良好な性能を有するカラーブラウン管
装置を提供するにある。 【解決手段】 この発明のカラーブラウン管装置は、回
転対称なバイポテンシャル型レンズを形成するフォーカ
ス電極１１とアノード電極１２との間の機械的中心に中
間電極１３-２が配置され、フォーカス電極１１と中間
電極１３-２との間の機械的中心にディスク状の中間電
極１３-１が配置されている電子銃を備えている。ディ
スク状中間電極１３−１には、水平径より垂直径の方が
大きい電子ビーム通過孔が形成され、中間電極１３-２
には、円形の電子ビーム通過孔が形成され、ディスク状
中間電極１３−１及び中間電極１３-２には、ディスク
状中間電極１３-１が存在しない場合と同様の電子レン
ズが形成されるような電圧が印加されている。

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
管に係り、特に、蛍光体スクリーン周辺における電子ビ
ームスポット形状の楕円歪を改良し、良好な画質を有す
る画像を表示することができるカラーブラウン管に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】一般にカラーブラウン管は、図１に示す
ように、パネル１がファンネル２に一体に接合され、パ
ネル１のフェースプレート内面には、赤、緑及び青に発
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
成されている。パネル１の内側には、蛍光体スクリーン
４に対向するよう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３が装着されている。ファンネル２の
ネック５内には、電子銃６が配置され、この電子銃６か
ら放出される３電子ビーム７Ｂ、７Ｇ、７Ｒは、ファン
ネル２の外側に装置された偏向ヨーク８の発生する磁界
により偏向されて蛍光体スクリーン４に向けられてい
る。蛍光体スクリーン４が偏向された電子ビーム７Ｂ、
７Ｇ、７Ｒによって水平及び垂直に走査されることによ
り、この蛍光体スクリーン４上にカラー画像が表示され
る。

【０００３】このようなカラーブラウン管においては、
特に電子銃６が同一水平面上を通るセンタービーム及び
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電子銃に構成され、一方、水平偏
向磁界が糸巻型（ピンクションタイプ）及び垂直偏向磁
界が樽型（バレルタイプ）となる非斉一磁界を偏向ヨー
ク８が発生して３電子ビームを自己集中（セルフコンバ
ージェンス）させるインライン型カラーブラウン管があ
る。

【０００４】一列配置の３電子ビームを放出するインラ
イン型の電子銃としては、各種方式のものがあるが、そ
の一種にＢＰＦ(Bi-Potential Focus)型ダイナミックフ
ォーカス（Dynamic Astigmatism Correction and Focu
s）方式といわれるものがある。このＢＰＦ型ダイナミ
ック歪み補償フォーカス方式電子銃は、図２に示すよう
に、一列配置の３個のカソードＫから蛍光体スクリーン
４方向に沿って順次配置された一体構造の第１グリッド
Ｇ１乃至第４グリッドＧ４からなり、その各グリッドＧ
１〜Ｇ４には、一列配置の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形成されている。この電子銃
では、カソードＫに約１５０Ｖ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３-１グリッドＧ３−１
には、約６ＫＶの電圧が印加され、第３-２グリッドＧ
３-２にも約６ＫＶの電圧が印加されている。第４グリ
ッドＧ４には、約２６ＫＶの高電圧が印加されている。

【０００５】このような電圧が印加される上述した電極
構造においては、カソードＫ、第１グリッドＧ１及び第
２グリッドＧ２により電子ビームが発生され、且つ、後
述する主レンズに対する物点を形成する三極部が構成さ
れる。第２グリッドＧ２乃至第３-１グリッドＧ３−１
間には、プリフォーカスレンズが形成され、このプリフ
ォーカスレンズは、前記三極部から放出される電子ビー
ムを予備集束する機能を有している。第３−２グリッド
Ｇ３-２乃至第４グリッドＧ４によりこの予備集束され
た前記電子ビームを、最終的に蛍光体スクリーン上に集
束させるBPF(Bi-Potential Focus)型の主レンズが形成
される。又、偏向ヨーク８によって、蛍光体スクリーン
周辺に電子ビームが偏向される場合、その偏向距離に応
じて、第３-２グリッドＧ３-２には、予め設定された電
圧が印加される。この電圧は、電子ビームが蛍光体スク
リーンの中心に向けられている場合に、最も低く、電子
ビームが蛍光体スクリーンコーナーに向けられるように
偏向される場合に高くなるパラボラ状の波形を有してい
る。蛍光体スクリーンコーナーに前述の電子ビームが偏
向されるに伴い、第３-２グリッドＧ３-２と第４グリッ
ドＧ４との電位差も小さくなり、前述の主レンズ強度
は、弱められ、蛍光体スクリーンコーナーに電子ビーム
が向けられた際に主レンズの強度が最も小さくなる。主
レンズの強度の変化に伴い、第３-１グリッドＧ３-１乃
至第３-２グリッドＧ３-２によって４極子レンズが形成
され、蛍光体スクリーンのコーナーに電子ビームが向け
られる際に、この４極子レンズは、最も強くなる。この
４極子レンズは、水平方向で集束作用を有し、垂直方向
で発散作用を有している。これによって、電子銃と蛍光
体スクリーンの距離が離れ、像点が遠くなることに対応
して主レンズ強度が弱められる。その結果、距離の変化
に基づくフォーカスエラーが補償され、又、偏向ヨーク
の糸巻型水平偏向磁界と樽型垂直偏向磁界とにより発生
する偏向収差が４極子レンズで補償される。

【０００６】ところで、カラーブラウン管の画質を良好
にする為には、蛍光体スクリーン上でのフォーカス特性
を良好にすることが必要である。特に、一列配置の３電
子ビームを放出する電子銃を封入した方式のカラーブラ
ウン管においては、図３（ａ）に示すような偏向収差に
起因する電子ビームスポットの楕円歪及びにじみの発生
が問題となる。しかしながら、一般的にＢＰＦ型ダイナ
ミック歪み補償フォーカス方式と呼ばれるところの偏向
収差を補償する方式においては、主レンズを形成する低
電圧側電極が第３-１グリッドＧ３-１及び第３-２グリ
ッドＧ３-２のように複数に分割され、電子ビームの偏
向に応じて４極子レンズが発生される。この方式では、
図３（ｂ）に示すようなにじみの問題を解消することが
できる。ところが、図３（ｂ）に示すように、蛍光体ス
クリーン水平軸端及び対角軸端では、電子ビームスポッ
トが横につぶれる現象が依然発生し、前記シャドウマス
ク３との干渉によるモアレ等が引き起こされ、電子ビー
ムスポットで文字等を構成した場合、見づらくなるとい
う問題がある。

【０００７】図４及び図５に示される光学レンズモデル
を参照して電子ビームが横に潰れる現象を以下に説明す
る。

【０００８】図４（ａ）は、電子ビームが偏向されずに
蛍光体スクリーン中央に到達する場合に形成される光学
系及び電子ビームの軌跡を示している。図４（ｂ）は、
電子ビームが偏向磁界により偏向されて画面周辺に到達
した場合に形成される光学系及び電子ビームの軌跡を示
している。蛍光体スクリーン上の電子ビームスポットの
大きさは、倍率(Ｍ)に依存し、電子ビーム水平方向の倍
率をＭh、垂直方向倍率をＭvと定義される。ここで、倍
率Ｍは、図４（ａ）及び（ｂ）に示される(発散角αo/
入射角αi)で表すことが出来る。即ち、 Ｍh(水平倍率)=αoh(水平発散角)/αih(水平入射角) Ｍv(垂直倍率)=αov(垂直発散角)/αiv(垂直入射角) となる。

【０００９】水平発散角αohと垂直発散角αovとが等し
い場合（αoh=αov）、図４（ａ）に示す無偏向時にお
いては、水平入射角αihと垂直入射角αivが等しく(αi
h=αiv)、水平倍率Ｍhと垂直倍率Ｍvが等しくなり（Ｍh
=Ｍ）、図４（ｂ）に示す偏向時においては、水平発散
角αohが垂直発散角αovより小さく（αih＜αiv）な
り、垂直倍率Ｍvが水平倍率Ｍhよりも小さくなる（Ｍv<
Ｍh）。即ち、電子ビームスポット形状は、蛍光体スク
リーン中央では、円形となるが、蛍光体スクリーン周辺
では横長となってしまう。

【００１０】この蛍光体スクリーン周辺で電子ビームス
ポットが横長となる現象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。この方法を
図５に示した光学モデルを参照して説明する。

【００１１】図４に示したモデルと同様に Ｍ_h'(水平倍率)=α_oh'(水平発散角)/α_ih'(水平入射角) Ｍ_v'(垂直倍率) =α_ov'(垂直発散角)/α_iv'(垂直入射
角) である。

【００１２】ここで、図４（ｂ）と第５図とを比較すれ
ば、明らかなように４極子レンズが偏向磁界によって形
成される４極子により近づくことで、 α_oh(水平発散角)=α_oh'(水平発散角) α_ov(垂直発散角)=α_ov'(垂直発散角) α_ih(水平入射角)>α_ih'(水平入射角) α_iv(垂直入射角)>α_iv'(垂直入射角) となる。すなわち、 Ｍh'<Ｍh Ｍv'>Ｍv が得られ画面周辺での電子ビームスポット楕円率は、図
６に示すように緩和される。

【００１３】主レンズ内には、具体的には、４極子レン
ズが次の方法で形成される。フォーカス電極とアノード
電極の中間にディスク状の付加電極が設置され、フォー
カス電極とアノード電極に印加される電圧の中間の電圧
がこのディスク状の付加電極に印加される。ディスク状
電極には、第７図に示すように縦長の電子銃通過孔が形
成される。フォーカス電極には、後に再び参照する図１
７に示すように偏向磁界の変化に同期し、電子ビームの
偏向量が増大するのに伴い上昇するパラボラ状電圧が印
加される。フォーカス電極の電圧が上昇すると、フォー
カス電極と付加電極の電位差が減少し、付加電極とアノ
ード電極の電位差が上昇し、付加電極の電子ビーム通過
孔を介して電位浸透が発生し、電子ビームの水平方向と
垂直方向に集束力の差が生じ、主レンズ内に４極子レン
ズ作用が形成される。

【００１４】ところが、図７に示す電極を採用した電極
構造では、実際には、付加電極の電子ビーム通過孔に電
位浸透させて形成される４極子レンズでは、４極子レン
ズ作用が小さい問題がある。即ち、電子ビームが蛍光体
スクリーン周辺へ偏向された場合に必要とされる４極子
レンズ作用が不足し、第８図に示されるように、蛍光体
スクリーン周辺に偏向された電子ビームは、水平方向が
不足集束、垂直方向が過集束といった現象が発生し、良
好な画質は得ることができない問題がある。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、カラー
ブラウン管の画質を良好にするためには、蛍光体スクリ
ーン全面で良好なフォーカス状態を保ち、且つ、電子ビ
ームスポットの楕円歪を少なくすることが必要である。
従来のＢＰＦ型ダイナミックフォーカス方式の電子銃で
は、主レンズの低電圧側に適当なパラボラ電圧を印加し
て主レンズのレンズ強度（レンズパワー）を可変にする
と同時に動的に変化する４極子レンズを形成すること
で、偏向収差による電子ビームの垂直方向のにじみを消
すことができ、蛍光体スクリーン全面でフォーカスする
ことが可能となる。しかしながら、蛍光体スクリーン周
辺における電子ビームスポットの横潰れは、顕著であ
る。この現象は、電子ビームが蛍光体スクリーンの周辺
を走査した場合に、電子銃によって形成される電子レン
ズと偏向磁界の非点収差によって、水平方向倍率Ｍhと
垂直/方向倍率Ｍvが、Ｍv>Ｍhの関係にあるために生じ
るものである。

【００１６】この対策として、主レンズ内に４極子レン
ズを形成する方法が有効であり、フォーカス電極とアノ
ード電極との中間に板状の付加電極が設置され、フォー
カス電極とアノード電極との中間電圧がこの付加電極に
印加され、付加電極に縦長の電子ビーム通過孔が形成さ
れ、フォーカス電極に適当なパラボラ電圧が印加される
ことによって、主レンズ内に４極子レンズを形成するこ
とが可能となる。

【００１７】しかしながら、この方法では、十分に４極
子レンズの効果を得ることができず、蛍光体スクリーン
周辺での電子ビームスポットは、水平方向が不足集束及
び垂直方向が過集束となってしまい、良好な画質を得る
ことが出来ない。

【００１８】この発明は、上述したような事情に鑑みな
されたものであって、その目的は、蛍光体スクリーン全
面で電子ビームスポットが最適に集束され、且つ、楕円
歪を少なくし、蛍光体スクリーン全面で良好な性能を有
するカラーブラウン管装置を提供するにある。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明によれば、電子
ビームをスクリーン上に向けて加速及び集束する主レン
ズが形成される電子銃と、この電子銃から放出した電子
ビームを偏向してこの偏向された電子ビームによってス
クリーンを水平及び垂直方向に走査させる偏向ヨーク
と、を備えたカラーブラウン管装置において、前記主レ
ンズは、電子ビーム通過孔が形成された、電子ビーム進
行方向に沿ってフォーカス電極、複数の中間電極及びア
ノード電極よって構成され、前記中間電極の少なくとも
１個は、ディスク状に形成され、前記ディスク状中間電
極は、（フォーカス電極とディスク状中間電極との距
離)≠(ディスク状中間電極とアノード電極との距離)を
充足する位置に配置され、前記ディスク状の中間電極に
は、非円形電子ビーム通過孔が形成され、それぞれの中
間電極に印加される電圧は、フォーカス電極電圧とアノ
ード電極電圧との間に定められ、且つ、フォーカス電極
に対向して配置される中間電極に印加される電圧が他の
中間電極に印加される電圧に比べて低く、中間電極に印
加される電圧は、電子ビームの進行方向に沿って順次高
くなるように印加され、前記ディスク状の中間電極に印
加される電圧は、ある偏向量のときに電子ビーム通過孔
を通る軸上の電位分布が前記ディスク状中間電極が設け
られていない場合と実費的に等価となるように印加さ
れ、電子ビーム偏向量の増大に同期して｛(ディスク状
中間電極電圧)-(フォーカス電極電圧)｝−｛(アノード
電圧)-(フォーカス電極電圧)｝の値が変化され、偏向ヨ
ークにより偏向される電子ビームの偏向量が増大するに
従い、フォーカス電極乃至アノード電極で形成される主
レンズの水平方向の集束力より垂直方向の集束力が弱く
なる方向に変化されることを特徴としたカラーブラウン
管装置が提供される。

【００２０】また、この発明によれば、上述したカラー
ブラウン管装置において、前記ディスク状中間電極は、
(フォーカス電極とディスク状中間電極との距離)＜(デ
ィスク状中間電極とアノード電極との距離)となるよう
な位置に配置され、且つ、前記ディスク状中間電極に
は、前記スクリーンの垂直方向と平行な方向に長軸を有
する非円形の電子ビーム通過孔が形成され、電子ビーム
の偏向量の増大に同期して｛(ディスク状中間電極電圧)
-(フォーカス電極電圧)｝−｛(アノード電圧)-(フォー
カス電極電圧)｝の値が小さくなるように電圧が前記各
電極に印加されていることを特徴とするカラーブラウン
管装置が提供される。

【００２１】また、この発明によれば、上述したカラー
ブラウン管装置において、前記ディスク状中間電極は、
(フォーカス電極とディスク状中間電極との距離)>(ディ
スク状中間電極とアノード電極との距離)となるような
位置に配置され、且つ、前記ディスク状中間電極には、
スクリーンの水平方向と平行な方向に長軸をもつ非円形
電子ビーム通過孔が形成され、電子ビーム偏向量の増大
に同期して｛（ディスク状中間電極電圧）−（フォーカ
ス電極電圧）｝／｛（アノード電圧）−（フォーカス電
極電圧）｝の値が大きくなるように電圧が前記各電極に
印加されていることを特徴とする請求項１のカラーブラ
ウン管装置が提供される。

【００２２】主レンズ内に動的に変化する十分感度の高
い４極子レンズを形成することによって従来技術で述べ
た問題を解決することができる。その方法とその作用に
ついて以下に説明する。

【００２３】図９（ａ）には、一般的な回転対称なバイ
ポテンシャル型の主レンズを形成する電極の断面図とこ
の電極によって形成される電界の等電位線が示されてい
る。この図９（ａ）に示される電界は、水平方向と垂直
方向が対称に形成され、水平方向の電子ビーム９及び垂
直方向の電子ビーム１０は、ほぼ同一の集束力で集束さ
れる。電極中心軸の電位は、図９（ｂ）に示すように、
電子ビーム進行方向に沿って増加される。この場合、フ
ォーカス電極１１に６ＫＶの電圧が印加され、アノード
電極１２に２６ＫＶの電圧が印加されると、主レンズの
機械的な中心に形成される等電位面は、平面であり、且
つ、１６ＫＶ電位となる。

【００２４】次に、図１０（ａ）に示されるように、第
９図と同様に回転対称なバイポテンシャル型レンズの機
械的中心に水平径より垂直径の方が大きい電子ビーム通
過孔が形成されているディスク電極１３が配置され、こ
のディスク電極１３に１６ＫＶの電位が印加されている
と、電極によって形成される電位分布が図１０（ａ）に
示されるように形成される。この図１０（ａ）に示され
る電極構造においては、その軸上電位は、図１０（ｂ）
に示すように変化され、ディスク電極１３が存在しない
場合の電極構造と実質的に等価の電子レンズが形成され
る。即ち、水平方向の電子ビーム９と垂直方向の電子ビ
ーム１０は、ほぼ同一の集束力で集束される。

【００２５】図１１（ａ）には、フォーカス電極の電圧
が６Ｋvより高い電圧に変化された場合の水平断面と垂
直断面の等電位線及び図９（ａ）並びに図１０（ａ）と
同様に電子ビームが入射された場合の電子ビームの軌道
が示されている。図１１（ｂ）は、フォーカス電極の電
圧を上昇させた場合の軸上電位の変化を示している。フ
ォーカス電極に与えられる電圧が上昇されると、ディス
ク状中間電極１３からフォーカス電極側に向かう電位勾
配ＴＦとディスク状中間電極１３からアノード電極側に
向かう電位勾配ＴＡに差が生じる。ここで、ＴＦ＜ＴＡ
である。これによりアノード電極側からフォーカス電極
側へとディスク電極１３の電子ビーム通過孔を介して電
位浸透が発生し、アパーチャーレンズが形成される。デ
ィスク電極１３の電子ビーム通過孔は、縦長孔であるこ
とから、電子ビームの集束力は、水平方向に強い集束効
果を発生し、垂直方向には弱い集束効果を発生する。即
ち、主レンズに非点収差を与えることが可能となる。し
かしながら、上記の構成では、電子ビーム水平方向につ
いて、フォーカス電極の電圧が上昇される際に生じる主
レンズのレンズ作用低下分を補償するに十分な強い非点
収差効果を得ることができない。その理由は、フォーカ
ス電極の電圧の上昇によって、生じる電位浸透が比較的
少なく、十分なレンズ効果が得られないためである。

【００２６】次に本発明の作用を説明する。回転対称な
バイポテンシャル型レンズのフォーカス電極１１とアノ
ード電極１２との間の機械的中心に中間電極１３-２が
配置され、フォーカス電極１１と中間電極１３-２との
間の機械的中心にディスク状の中間電極１３-１が配置
される。ディスク状中間電極１３−１には、水平径より
垂直径の方が大きい電子ビーム通過孔が形成され、中間
電極１３-２には、円形の電子ビーム通過孔が形成さ
れ、ディスク状中間電極１３−１には、１１ＫＶの電位
が印加され、中間電極１３-２には、１６ＫＶの電位が
印加された場合の電界分布が図１２（ａ）に示されてい
る。この図１２（ａ）に示されるように、軸上電位は、
図１２（ｂ）に示すように変化され、ディスク状中間電
極１３-１が存在しない場合と同様の電子レンズが形成
される。即ち、水平方向の電子ビーム９と垂直方向の電
子ビーム１０とは、ほぼ同じ集束作用を受けることとな
る。

【００２７】図１３（ａ）には、フォーカス電極の電圧
が６ＫＶより高い電圧に変化させた場合における水平断
面と垂直断面の等電位線と、図１０（ａ）、図１１
（ａ）と同様に電子ビームが入射された場合における電
子ビーム軌道を示している。図１３(ｂ)は、フォーカス
電極の電圧を上昇させた場合の軸上電位の変化を示して
いる。フォーカス電極の電圧を上昇させることにより、
アノード電極側からフォーカス電極側へとディスク電極
１３の電子ビーム通過孔を介して電位浸透が発生し、ア
パーチャーレンズが形成される。ディスク電極の電子ビ
ーム通過孔は、縦長孔であることから、電子ビームの集
束力については、水平方向に強い集束効果が発生され、
垂直方向には、弱い集束効果が発生される。即ち、主レ
ンズに非点収差が形成される。しかも、この場合は、前
述したバイポテンシャル型レンズの機械的中心にディス
ク状中間電極が配置された場合に比べて、ディスク状中
間電極よりフォーカス電極側の電位勾配とディスク状中
間電極よりアノード電極側の電位勾配との差は、ディス
ク状中間電極をバイポテンシャル型レンズの機械的中心
に配置した場合に比べて大きくすることができるため電
位浸透をより増大させることができ、十分なレンズ効果
を得ることが可能となる。

【００２８】次に、回転対称なバイポテンシャル型レン
ズのフォーカス電極１１とアノード電極１２との機械的
中心に中間電極１３−１が配置され、中間電極１３−１
とアード電極１２との機械的中心にディスク状の中間電
極１３−２が配置されている。中間電極１３−１には、
円形の電子ビーム通過孔が形成され、ディスク状中間電
極１３−２には、垂直径より水平径の方が大きい電子ビ
ーム通過孔が形成され、中間電極には、１６ＫＶの電位
が印加され、ディスク状中間電極には、２１ＫＶの電位
が印加された場合が図１４（ａ）に示されている。この
場合の軸上電位は、図１４（ｂ）に示すように変化さ
れ、ディスク電極の存在しない場合と同様の電子レンズ
を形成することができる。即ち、水平方向の電子ビーム
（９）と垂直方向の電子ビーム(１０)は、ほぼ同じ集束
作用を受けることとなる。

【００２９】図１５（a）にはフォーカス電極の電圧を
６ＫVより高い電圧に変化させるとともにディスク状中
間電極の電圧も２１ＫVより高い電圧に変化させた場合
の水平断面と垂直断面の等電位線と、図１０（ａ）及び
図１１（ａ）と同様に電子ビームが入射された場合の電
子ビーム軌道が示されている。図１５(ｂ)は、その場合
の軸上電位を示している。フォーカス電極電圧とディス
ク状中間極の電圧を上昇させることにより、フォーカス
電位側からアノード電極側へとディスク電極の電子ビー
ム通過孔を介して電位浸透が発生し、アパーチャーレン
ズが形成される。ディスク電極の電子ビーム通過孔は、
横長孔であることから、電子ビームの集束力は、水平方
向に弱い発散効果を発生し、垂直方向には、強い発散効
果を発生する。即ち、主レンズに非点収差が形成され
る。しかも、この場合も十分なレンズ効果を得ることが
可能となる。

【００３０】以上の説明はフォーカス電極の電圧のみを
変化させる場合及びフォーカス電極の電圧とディスク状
中間電極電圧を変化させる場合について説明をしたが、
｛(ディスク状中間電極電圧)-(フォーカス電極電圧)｝
／｛(アノード電極電圧)-(フォーカス電極電圧)｝の値
を変化させることができれば良く、従って電圧を変化さ
せる電極は、何れでも良く、複数の電極電圧が同時に変
化されても良い。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
カラーブラウン管を実施例に基づいて説明する。

【００３２】この発明のカラーブラウン管は、図１に示
した一般的なブラウン管とほぼ同様の構造を有している
ことから、その説明は、省略する。従って、ブラウン管
の構造については、図１及びその説明を参照されたい。

【００３３】図１６には、この発明の一実施例に係るカ
ラーブラウン管に組み込まれる電子銃が示されている。
この図１６に示される電子銃は、同一水平面上を通るセ
ンタービーム及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の電子銃であ
る。この電子銃は、３個のカソードＫと、このカソード
Ｋを各別に加熱する図示しない３個のヒータと、上記カ
ソードＫ上に順次隣接して配置された一体構造の第１グ
リッドＧ１乃至第４グリッドＧ４とを有し、それらが図
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。

【００３４】上記グリッドのうち、第１グリッドＧ１乃
至第２グリッドＧ２は、板状に形成され、その板面に
は、それぞれ上記一列配置の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形成されている。また、第
３グリッドＧ３は、筒状の電極からなり、それぞれの電
極の両端には、電子ビームの通過孔が形成されている。
第４グリッドＧ４の第３グリッドＧ３側にも、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間の機械的中心には、円形孔が形成されてい
る中間電極ＧＭ２が配置され、また、第３グリッドＧ３
と中間電極ＧＭ２間の機械的中心には、図７に示したよ
うな縦長孔を形成したディスク状中間電極ＧＭ１が配置
されている。

【００３５】第３グリッドＧ３には、約６ＫＶの電圧が
印加され、且つ、図１７（ａ）に示すような偏向ヨーク
に同期して、偏向量が増大するに従い電圧が高くなるパ
ラボラ状の電圧が印加されている。ディイスク状中間電
極ＧＭ１には、約１１ＫＶの電圧が印加され、他方の中
間電極ＧＭ２には、約１６ＫVの電圧が印加され、第４
グリッドＧ４には約２６ＫVの電圧が印加されている。

【００３６】まず、電子ビームが偏向ヨークによって偏
向されていない場合は、第３グリッドＧ３乃至第４グリ
ッドＧ４で形成される電子レンズは、非点収差を有して
いない。カソードＫから射出された電子ビームは、第１
グリッドＧ１、第２グリッドＧ２を通過し、第３グリッ
ドＧ３乃至第４グリッドＧ４で形成された主レンズで蛍
光体スクリーン中央に集束されてほぼ円形の電子ビーム
スポットが形成される。

【００３７】次に、電子ビームが偏向ヨークによって偏
向される場合について、説明する。電子ビームが偏向ヨ
ークによって、蛍光体スクリーンの周辺へ偏向されるに
従って第３グリッドＧ３の電圧は、パラボラ電圧によっ
て高くなる。ここで、 ｛(ディスク状中間電極電圧)−(Ｇ３電圧)｝/｛(Ｇ４電
圧)−(Ｇ３電圧)｝ の値が小さくなる。ディスク状中間電極には、縦長孔が
形成されていることから、水平方向の集束力は、垂直方
向の集束力より強くなる。また、第３グリッドＧ３と第
４グリッドＧ４の電圧差が減少することから、水平方向
の集束力と垂直方向の集束力が同時に減少する作用も発
生する。ここで、ディスク状中間電極の効果によって強
くなる水平集束力と第３グリッドＧ３と第４グリッドＧ
４の電圧差の減少によって弱くなる水平集束力は、予め
相殺するよう構成されている。この効果によって蛍光体
スクリーン周辺においても、電子ビームの集束条件が成
立し、且つ、主レンズが非点収差効果を有することで電
子ビームスポット形状の楕円率が改善される。

【００３８】また、第３グリッドＧ３と第４グリッドＧ
４によって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強い電子レンズとして構成されてい
る場合は、無偏向時にディスク電極の電圧を低く設定す
ることで前述同様の効果を得ることが出来る。また、偏
向時に第３グリッドＧ３にパラボラ状に変化する電圧が
印加され、 ｛(ディスク状中間電極電圧)−(Ｇ３電圧)｝/｛(Ｇ４電
圧)-(Ｇ３電圧)｝ が小さく設定され、ディスク電極の効果によって強くな
る水平集束力と第３グリッドＧ３と第４グリッドＧ４の
電圧差の減少によって弱くなる水平集束力は、予め相殺
されることから、前述の実施例と同様の効果を得ること
が出来る。

【００３９】次に、上記実施例と同様の基本構造でディ
スク電極の電子ビーム通過孔が図１８或いは図１９に示
すような横長孔である場合の実施例を述べる。電子銃の
基本構造は、図２１に示されている。ディスク電極の電
子ビーム通過孔が横長孔であるため、第３グリッドＧ３
には、約６ＫＶの電圧が印加され、且つ、図１７に示す
ような偏向ヨークに同期して、偏向量が増大するに従い
電圧が高くなるパラボラ状の電圧が印加される。中間電
極ＧＭ１には、約１６ｋＶの電圧が印加され、更に、デ
ィスク状中間電極ＧＭ２は、約２１ＫＶの電圧が印加さ
れ、図１７（ａ）に示すような偏向ヨークに同期して、
偏向量が増大するに従い電圧が高くなるパラボラ状の電
圧が印加される。第４グリッドＧ４には、約２６ＫＶの
電圧が印加されている。

【００４０】まず、電子ビームが偏向ヨークによって偏
向されない場合は、第３グリッドＧ３乃至第４グリッド
Ｇ４で形成される電子レンズは、非点収差を有せず、カ
ソードＫから射出された電子ビームは、第１グリッドＧ
１及び第２グリッドＧ２を通過し、第３グリッドＧ３乃
至第４グリッドＧ４で形成された主レンズで蛍光体スク
リーン中央に集束され、ほぼ円形の電子ビームスポット
が形成される。

【００４１】次に、電子ビームが偏向ヨークによって偏
向される場合について説明する。電子ビームが偏向ヨー
クによって蛍光体スクリーン周辺へ偏向されるに従って
第３グリッドＧ３の電圧は、パラボラ電圧によって高く
なる。また、ディスク状中間電極電圧にも、第３グリッ
ドＧ３に印加したパラボラ電圧とほぼ同等の振幅をもつ
パラボラ電圧が印加される。

【００４２】これによって、 ｛(ディスク状中間電極電圧)-(Ｇ３電圧)｝/｛(Ｇ４電
圧)-(Ｇ３電圧)｝ の値は大きくなる。ディスク電圧には、横長孔が形成さ
れていることから、水平方向の集束力は、垂直方向の集
束力より強くなる。また、第３グリッドＧ３と第４グリ
ッドＧ４の電圧差が減少することから、水平方向の集束
力と垂直方向の集束力が同時に減少する作用も発生す
る。ここで、ディスク状中間電極の効果によって強くな
る水平集束力と第３グリッドＧ３と第４グリッドＧ４の
電圧差の減少によって弱くなる水平集束力は、予め相殺
するよう構成されている。この効果によって蛍光体スク
リーン周辺においても電子ビームの集束条件が成立し、
且つ、主レンズに非点収差効果を与えることで電子ビー
ムスポット形状の楕円率は、改善される。

【００４３】また、第３グリッドＧ３と第４グリッドＧ
４によって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強い電子レンズとして構成されてい
る場合は、無偏向時にディスク状中間電極の電圧を高く
設定することで前述同様の効果を得ることができる。ま
た、偏向時に第３グリッドＧ３にパラボラ状に変化する
電圧が印加され、 ｛(ディスク状中間電極電圧)-(Ｇ３電圧)｝/｛(Ｇ４電
圧)-(Ｇ３電圧)｝ が大きく設定され、ディスク電極の効果によって強くな
る水平集束力と第３グリッドＧ３と第４グリッドＧ４の
電圧差の減少によって弱くなる水平集束力が予め相殺す
るように構成することで、前述の実施例と同様の効果を
得ることができる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明した通り、この発明によれば、
電子ビームを最終的に蛍光体スクリーン上に集束する主
レンズに動的に変化する非点収差効果を与えることによ
って、蛍光体スクリーン全面で電子ビームスポットの楕
円歪みを緩和させることができる。即ち、良好な画質の
カラーブラウン管装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的なカラーブラウン管の構造を概略的に示
す断面図である。

【図２】図１に示されるカラーブラウン管に組み込まれ
る電子銃の構造を水平断面に沿って概略的に示す断面図
である。

【図３】（ａ）及び（ｂ）は、図２に示された電子銃に
よって蛍光体スクリーン上に形成される電子ビームスポ
ットの楕円歪を説明的に示す平面図である。

【図４】（a）(b)は、図２に示された電子銃の電子光学
系を光学レンズモデルで表した説明図である。

【図５】この発明の一実施例に係るカラーブラウン管に
組み込まれる電子銃の電子銃の電子光学系を光学レンズ
モデルで表した説明図である。

【図６】図５に示される光学系を有する電子銃によって
蛍光体スクリーン上に形成される電子ビームスポットの
楕円歪が改善されることを説明的に示す平面図である。

【図７】従来の電子銃の電極構造に組み込まれるディス
ク状中間電極を示す斜視図である。

【図８】従来の図７に示されたディスク状中間電極を組
み込んだ電子銃によって蛍光体スクリーン上に形成され
る電子ビームスポットの楕円歪みを説明的に示す平面図
である。

【図９】（ａ）及び（ｂ）は、回転対称のバイポテンシ
ャルレンズの水平垂直断面における電位分布図及び等電
位線を示すグラフである。

【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、回転対称のバイポテン
シャルレンズ間にディスク電極を挿入した場合の水平垂
直断面における電位分布図及び等電位線を示すグラフで
ある。

【図１１】（ａ）及び（ｂ）は、回転対称のバイポテン
シャルレンズ間にディスク電極を挿入した場合の水平垂
直断面における電位分布図及び等電位線を示すグラフで
ある

【図１２】（ａ）及び（ｂ）は、この発明の一実施例に
係る電子銃において、回転対称のバイポテンシャルレン
ズ間に２個の中間電極を挿入した場合の水平垂直断面に
おける電位分布図及び等電位線を示すグラフである。

【図１３】（ａ）及び（ｂ）は、この発明の他の実施例
に係る電子銃において、回転対称のバイポテンシャルレ
ンズ間に２個の中間電極を挿入した場合の水平垂直断面
における電位分布図及び等電位線を示すグラフである。

【図１４】（ａ）及び（ｂ）は、この発明の更に他の実
施例に係る電子銃において、回転対称のバイポテンシャ
ルレンズ間に２個の中間電極を挿入した場合の水平垂直
断面における電位分布図及び等電位線を示すグラフであ
る。

【図１５】（ａ）及び（ｂ）は、この発明の更にまた他
の実施例に係る電子銃において、回転対称のバイポテン
シャルレンズ間に２個の中間電極を挿入した場合の水平
垂直断面における電位分布図及び等電位線を示すグラフ
である。

【図１６】この発明の一実施例に係るカラーブラウン管
に組み込まれる電子銃の構造を水平断面に沿って概略的
に示す断面図である。

【図１７】（ａ）及び（ｂ）は、図１６に示す電子銃の
フォーカス電極に印加する電圧及び偏向ヨークに印加す
る電圧を示す波形図である。

【図１８】図１６に示す電子銃の電極構造に組み込まれ
るディスク状中間電極の一例を示す斜視図である。

【図１９】図１６に示す電子銃の電極構造に組み込まれ
るディスク状中間電極の他の例を示す斜視図である。

【図２０】（ａ）及び（ｂ）は、図１６に示す電子銃の
ディスク状中間電極に印加する電圧及び偏向ヨークに印
加する電圧を示す波形図である。

【図２１】この発明の他の実施例に係るカラーブラウン
管に組み込まれる電子銃の構造を水平断面に沿って概略
的に示す断面図である。

【符号の説明】

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 Ｇ３-１…第３-１グリッド Ｇ３-２…第３-２グリッド Ｇ４…第４グリッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 博文 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１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 AA10 AC06 AC07 AC19 AC35 AC42 AD02 AE01

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電子ビームをスクリーン上に向けて加速及
   び集束する主レンズが形成される電子銃と、 この電子銃から放出した電子ビームを偏向し、この偏向
   された電子ビームによってスクリーンが水平及び垂直方
   向に走査される偏向ヨークと、 を備えたカラーブラウン管装置において、 前記主レンズは、電子ビーム通過孔が形成され、電子ビ
   ーム進行方向に沿って配置されているフォーカス電極、
   複数の中間電極及びアノード電極よって構成され、 前記中間電極の少なくとも１個は、ディスク状に形成さ
   れ、 前記ディスク状中間電極は、（フォーカス電極とディス
   ク状中間電極との距離)≠(ディスク状中間電極とアノー
   ド電極との距離)を充足する位置に配置され、 前記ディスク状の中間電極には、非円形電子ビーム通過
   孔が形成され、 それぞれの中間電極に印加される電圧は、フォーカス電
   極電圧とアノード電極電圧との間の電圧に定められ、且
   つ、フォーカス電極に対向して配置される中間電極に印
   加される電圧が他の中間電極に印加される電圧に比べて
   低く、中間電極に印加される電圧は、電子ビームの進行
   方向に沿って順次高くなるように印加され、 前記ディスク状の中間電極に印加される電圧は、ある偏
   向量のときに電子ビーム通過孔を通る軸上の電位分布
   は、前記ディスク状中間電極が設けられていない場合と
   実費的に等価となるように印加され、 電子ビーム偏向量の増大に同期して｛(ディスク状中間
   電極電圧)−(フォーカス電極電圧)｝／｛(アノード電
   圧)−(フォーカス電極電圧)｝の値が変化され、 偏向ヨークにより偏向される電子ビームの偏向量が増大
   するに従い、フォーカス電極乃至アノード電極で形成さ
   れる主レンズの水平方向の集束力より垂直方向の集束力
   が弱くなる方向に変化されることを特徴としたカラーブ
   ラウン管装置。
2. 【請求項２】前記ディスク状中間電極は、(フォーカス
   電極とディスク状中間電極との距離)＜(ディスク状中間
   電極とアノード電極との距離)となるような位置に配置
   され、 且つ、前記ディスク状中間電極には、前記スクリーンの
   垂直方向と平行な方向に長軸を有する非円形の電子ビー
   ム通過孔が形成され、 電子ビームの偏向量の増大に同期して｛(ディスク状中
   間電極電圧)-(フォーカス電極電圧)｝−｛(アノード電
   圧)-(フォーカス電極電圧)｝の値が小さくなるように電
   圧が前記各電極に印加されていることを特徴とする請求
   項１のカラーブラウン管装置。
3. 【請求項３】前記ディスク状中間電極は、(フォーカス
   電極とディスク状中間電極との距離)>(ディスク状中間
   電極とアノード電極との距離)となるような位置に配置
   され、 且つ、前記ディスク状中間電極には、スクリーンの水平
   方向と平行な方向に長軸をもつ非円形電子ビーム通過孔
   が形成され、 電子ビーム偏向量の増大に同期して｛（ディスク状中間
   電極電圧）／（フォーカス電極電圧）｝／｛（アノード
   電圧）−（フォーカス電極電圧）｝の値が大きくなるよ
   うに電圧が前記各電極に印加されていることを特徴とす
   る請求項１のカラーブラウン管装置。