JP2645097B2

JP2645097B2 - カラー受像管装置

Info

Publication number: JP2645097B2
Application number: JP20808488A
Authority: JP
Inventors: 武敏下間; 英治蒲原; 繁菅原; 慈郎下河邊
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-08-24
Filing date: 1988-08-24
Publication date: 1997-08-25
Anticipated expiration: 2012-08-25
Also published as: JPH0260029A

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明はカラー受像管装置に係り、特にインライン配
列された３本の電子ビームを、これらの電子ビームに共
通な大口径電子レンズにより集束ならびに集中させる電
子銃を有するカラー受像管装置に関する。

（従来の技術）一般的なカラー受像管装置の水平断面を第11図に示
す。

同図において、カラー受像管装置１は、スクリーン面
２をもつフェースプレート３と、このフェースプレート
３の側壁部3aにファンネル４を介し連結されたネック５
と、このネック５に内装された電子銃６と、ファンネル
４からネック５にかけてこの外壁に装着された偏向装置
６と、前記スクリーン面２と所定間隔をもって対設され
た多数のアパーチャ８を有するシャドウマスク９と、前
記ファンネル４の内壁から前記ネック５の一部にかけて
一様に塗布された内部導電膜10とファンネル４の外部に
塗布された外部導電膜11と、ファンネル４の一部に設け
られた陽極端子（図示せず）とを具備している。

そして、スクリーン面２には赤色発光蛍光体、緑色発
光蛍光体および青色発光蛍光体がストライプ状又は点状
に多数塗布されており、電子銃６から出た３本の電子ビ
ームB_R,B_GおよびB_Bはシャドウマスク９により選択され
てそれぞれの蛍光体を衝撃し、これを発光させる。

また、電子銃６はインライン配列の平行な３本の電子
ビームB_R,B_GおよびB_Bを発生、加速ならびに制御するた
めの電子ビーム形成部GEと、これらの電子ビームを集
束、集中させるための主電子レンズ部MLを有している。
そして、３本の電子ビームB_R,B_GおよびB_Bを前記偏向装
置７によりスクリーン全面に偏向走査することにより、
ラスタを形成する。

３電子ビームを集中させる方法は、例えば米国特許第
2957106号明細書に示されているように、陰極から射出
される電子ビームをはじめから傾斜して集中する技術が
あり、又、米国特許第3772554号明細書に示されるよう
に、電子銃電極に設けられた３電子ビーム通過用開口の
うち一部電極の両側の開口を電子銃の中心軸から僅かに
外側へ偏芯させることにより、電子ビームの集中を行な
っている技術があり、いずれも広く採用されている。偏
向装置は基本的には電子ビームを水平方向に偏向する水
平偏向磁界を発生するための水平偏向コイルおよび電子
ビームを垂直方向に偏向する垂直偏向磁界を発生するた
めの垂直偏向コイルとを有している。実際のカラー受像
管装置においては電子ビームを偏向したときに、３電子
ビームスポットのフェースプレートでの集中がくずれて
くるので、この集中のくずれを防止するため工夫が施さ
れている。これはコンバーゼンスフリーシステムと称さ
れ、水平偏向磁界をピンクッション形に、垂直偏向磁界
をバレル形にすることにより自己集中型磁界とし、蛍光
面全域に於いて３電子ビームが集中するようにしたもの
である。

以上述べた如く、カラー受像管は多くの開発技術の採
用により品位は向上しているが管の大型化、高品位化が
普及するにつれて新たな問題がクローズアップされつつ
ある。

即ち電子ビームのスクリーン上でのスポット径の問
題、偏向されたときのスクリーン周辺部での電子ビー
ムスポットの歪の問題、スクリーン全面でのコンバー
ゼンスの問題である。

管が大形になると電子銃からスクリーン面までの距離
が長くなり電子レンズの電子光学的倍率が大きくなって
スクリーン上でのスポット径を大きくしてしまい解像度
は劣化させてしまう。スポット径を小さくするには電子
銃の電子レンズの性能を向上させねばならない。

一般に主電子レンズ部は開口を有する複数の電極が同
軸上に配置されそれぞれ所定の電位が印加されることに
よって形成される。このような静電レンズは電極構成の
違いによりいくつかの種類があるが、基本的には電極開
口径を大きくした大口径レンズを形成させるか又は、電
極間の距離を長くして緩やかな電位変化にして長焦点レ
ンズを形成することによりレンズ性能を向上させること
ができる。

しかし、カラー受像管の電子銃は一般に細いガラス円
筒であるネック内に封入されるため、まず電極の開口、
即ちレンズ口径が物理的に制約される。また、電極間に
形成される集束電界がネック内の他の不所望な電界の影
響を受けないようにするために電極間の距離が制限され
る。

特に、シャドウマスク型カラー受像管のように３本の
電子銃がデルタ配列やインライン配列として一体化した
場合には前述した如く電子ビーム間隔（S_g）が小さなも
の程、３本の電子ビームをスクリーン全面の近傍で一点
に集中させ易いし、また偏向電力が小さいという利点が
あるので、電子銃間隔を小さくするために電極の開口は
さらに小さくせざるを得ない。

そこで、同一平面上に並んだ３個の電子レンズを完全
に重ね合わせ１個の大きな電子レンズとし、この大口径
電子レンズにより電子レンズ性能を最大限に発揮させよ
うとする方法が考えられる。第12図はこれを光学的に図
示したものである。図に示す通り、映出される電子ビー
ムのコアは小さくなるが電子ビーム全体でみるとまだ不
十分な結果である。すなわち、ビーム間隔がS_gである３
本の平行電子ビーム（B_R），（B_G），（B_B）が１個の共
通大口径電子レンズLELを通過すると、第12図の様に中
央の電子ビーム（B_G）が適正集束した状態では両側の電
子ビーム（B_R），（B_B）は過集束状態、且つ過集中状態
となると共に大きなコマ収差を伴いスクリーン（101）
上では、３本のビームスポット（SP_R），（SP_G），（SP
_B）は大きく離れ両側のビームは歪む。

これら３本の電子ビームの集束状態を合せ、コマ収差
分を減少させるには、電子レンズLELのレンズ口径Ｄに
対する３本のビームの間隔S_gをある程度小さくしてゆけ
ば実用上問題はなくなるが、３本のビームのスクリーン
上での集中状態に関してはS_gを極めて小さくしなければ
ならず、電子ビーム発生部の機械的配置の面で限界があ
る。

そこで、特公昭49−5591号公報（米国特許第3,448,31
6号明細書）及び米国特許4,528,476号明細書では第11図
に示す如く電子レンズLELに入射する３本の電子ビーム
に予め傾角θをもたせておいて３本の電子ビームが同時
に電子レンズLELの中央部を通過するようにして３本の
ビームの集束状態を合せ、その後、発散していく両側の
ビームを第２のレンズLEL2により反射方向に強く（φ
゜）偏向させスクリーン上で３本のビームが集中する様
にしている。その結果３電子ビームの集束および集中が
改善される。しかしながら両側のビームには大きな偏向
収差又はコマ収差が発生するという問題を残している。

以上の如く３本の電子ビームに共通に働く大口径電子
レンズを利用することは難しく大口径電子レンズの性能
を最大限に発揮させることができない。

そこで、発明者らは特願昭63−95411に示すような大
口径電子レンズの性能を充分に発揮する電子銃を備えた
カラー受像管装置を提案した。かかるカラー受像管装置
に内蔵される電子銃は、３本の電子ビームを発生、加
速、制御する電子ビーム形成部と、この電子ビームを集
束、集中させる主電子レンズ部とを備え、この主電子レ
ンズ部には、３本の電子ビームに共通に作用する大口径
非対称電子レンズを有し、この非対称電子レンズは３本
の電子ビームそれぞれに作用する水平方向の集束力が垂
直方向の集束力よりも弱くしたものであり、この非対称
電子レンズに入射する３本の電子ビーム軸は、相互に平
行であり、個々の電子ビームは水平方向よりも垂直方向
に強く発散するビームとしたものである。

このような大口径非対称電子レンズ部に前記特定した
ような電子ビームが入射すると入射ビームは大口径非対
称電子レンズのレンズ作用を受けて、スクリーン上に映
出される３電子ビームは良好に集中し、個々の電子ビー
ムは小径で歪のないものとなる。しかも３電子ビームは
大口径レンズを通過するので大口径レンズとしてのメリ
ットを最大限に得ることができる。

しかしながら、このような構成のカラー受像管装置で
は、電子銃のスクリーン側端部において、電子ビームの
垂直方向径が大きくい、水平方向径が小さいという問題
点がある。これにより次の欠点が生じる。

まず、電子銃のスクリーン側端部において電子ビーム
の垂直方向径が大きいことにより、偏向磁界の歪の影響
を強く受け、電子ビームを画面周辺部に偏向した時にビ
ームスポットが大きく歪む現象が生じる。これは、いわ
ゆるデフレクション・デフォーカスという現象であり、
ピンクッション型の水平偏向磁界とバレル型の垂直偏向
磁界により、画面周辺部に偏向した時に第10図（ｂ）に
示すようなビームとなる。このような偏向磁界によるビ
ームスポットの歪は、偏向磁界の形成される領域（以
後、偏向領域と言う）における電子ビーム径が大きいほ
ど強く生じ、周辺でのビームスポットを大きく歪ませ
る。また、偏向磁界によって歪んだ周辺ビームスポット
において特に問題になるのは、ビームスポットの垂直方
向径の増大であり、水平方向径はあまり劣化しない。従
って、偏向領域において電子ビームの垂直方向径が大き
いと、偏向磁界によるビームスポットの歪を多く受け、
周辺においてビームスポット径が増大する。これによ
り、画面周辺部での解像度が劣化し、画像の品位を低下
させる。

（発明が解決しようとする課題）以上に述べたように、カラー受像管装置の画像性能を
更に向上させるためには、３本の電子ビームに共通な大
口径電子レンズを用いることにより電子銃の性能を向上
させ、スクリーン面上のビームスポット径を小さくする
ことが有効である。このため、３本の電子ビームに共通
に作用する大口径非対称電子レンズを有し、この非対称
電子レンズは３本の電子ビームそれぞれに作用する水平
方向の集束力が垂直方向の集束力よりも弱いものとし、
この非対称電子レンズに入射する３本の電子ビーム軸
は、相互に平行なものとし、個々の電子ビームは水平方
向よりも垂直方向に強く発散するビームとするカラー受
像管装置により、スクリーン上に映出される３電子ビー
ムは良好に集中し、小径で歪のないビームスポットとな
る。しかし電子銃のスクリーン側端部におけるビームス
ポット径が大きいため、偏向磁界の歪の影響を強く受
け、画面周辺部でのビームスポットが大きく歪み、解像
度が劣化するという問題点がある。

本発明は、かかる従来技術の課題を解決すべくなされ
たもので、偏向磁界によるビームスポットの歪を低減
し、３本の電子ビームに共通な大口径電子レンズの性能
を充分に発揮させうる電子銃を備えたカラー受像管装置
を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明はインライン形電子銃部、偏向部、およびスク
リーン部を備え、前記電子銃部から発射される電子ビー
ムを偏向部により垂直方向および水平方向に偏向走査す
るカラー受像管装置において、前記電子銃部は３本の電
子ビームを発生、加速、制御する電子ビーム形成部と、
この電子ビームを集束、集中させる主電子レンズ部とを
備え、この主電子レンズ部には前記電子ビームの進行方
向に沿って第１の電子レンズ部、第２の電子レンズ部お
よび第３の電子レンズ部を有し、前記第１の電子レンズ
部は３本の電子ビームに作用する垂直方向の集束力が水
平方向の集束力よりも強いインライン状に配置された３
個の電子レンズを形成し、前記第２の電子レンズ部は３
本の電子ビームに対し水平方向には集束作用、垂直方向
には発散作用を有するインライン状に配置された３個の
電子レンズを形成し、前記第３の電子レンズ部は３本の
電子ビームに共通に作用する大口径非対称電子レンズか
ら成り、この大口径非対称電子レンズは３本の電子ビー
ムにそれぞれ作用する水平方向の集束力が垂直方向の集
束力よりも弱くなっていることを特徴とする。

また、インライン形電子銃部、偏向部、およびスクリ
ーン部を備え、前記電子銃部から発射される電子ビーム
を偏向部により垂直方向および水平方向に偏向走査する
カラー受像管装置において、前記電子銃部は３本の電子
ビームを発生、加速、制御する電子ビーム形成部と、こ
の電子ビームを集束、集中させる主電子レンズ部とを備
え、この主電子レンズ部には前記電子ビームの進行方向
に沿って第１の電子レンズ部、第２の電子レンズ部およ
び第３の電子レンズ部を有し、前記第１の電子レンズ部
は垂直方向孔径が水平方向孔径よりも小さくなっている
３個の電子ビーム通過孔を有する対向した１組の電極板
より成る非対称電子レンズを形成し、前記第２の電子レ
ンズ部は前記電子ビームの進行方向と平行な方向に突出
して前記電子ビームを垂直方向に挟む様に配置された１
対の電極板を有する電極と前記電子ビームの進行方向と
平行な方向に突出し前記電子ビームを水平方向に挟む様
に配置された４枚の電極板を有する電極から成る３個の
４極子電子レンズを形成し、前記第３の電子レンズ部は
３本の電子ビームに対して共通に作用する大孔径非対称
電子レンズから成り、このレンズ内の集束領域において
垂直方向孔径が水平方向孔径よりも小さい非円形電子ビ
ーム通過孔を有し発散領域においては垂直方向孔径が水
平方向孔径よりも大きい非円形電子ビーム通過孔を有す
ることにより画面全面にわたって電子ビームスポットの
歪を低減することが可能となる。

（作用）本発明において、電子銃の主電子レンズに入射する３
本の電子ビームのビーム軸は相互に平行であり、個々の
電子ビームは水平方向よりも垂直方向に強く発散し、水
平方向径よりも垂直方向径のほうが小さいビームとなる
ようにデザインされている。

一方主電子レンズ部には３本の電子ビームに共通に作
用する大口径非対称電子レンズを有し、この非対称電子
レンズは電子ビームに作用する水平方向の集束力が垂直
方向の集束力よりも弱くなるようにデザインされてい
る。

このような主電子レンズを出射した電子ビームも水平
方向径よりも垂直方向径が小さいビームとなる。このた
め、偏向領域にいても電子ビームの垂直方向径は小さ
く、歪んだ偏向磁界によるビームスポットの歪も小さく
なる。このため、電子ビームを周辺に偏向しても、あま
りビームスポットが歪まず、画面周辺部においても良好
な解像度を得ることができる。

（実施例）以下、図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。

第１図は、本発明を実施したカラー受像管装置のネッ
ク部付近にスクリーン部の一部分のＸ−Ｚ面の断面を示
し、第２図は電子銃部のみのＹ−Ｚ面の断面を示す。

第１図、第２図に於いて、ネック（５）内に配置され
ている電子銃部（100）は、カソード（陰極）K,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G₅,第６グリッドG₆,第７グリッドG₇
とこれらを支持する絶縁支持体B_G及びバルブスペーサ
（112）から成り、電子銃（100）はネック下部のステム
ピン（113）に固定されている。

前記カソードＫは、内部にそれぞれヒータをもってお
り、３本の電子ビームB_R,B_G,B_Bを発生する。

また、第１グリッドG₁,第２グリッドG₂は前記３個の
カソードＫに対応して３つの比較的小さなビーム通過孔
を有し、この部分においてカソードＫからの電子ビーム
を制御、加速し、いわゆる電子ビーム形成部GEとなる。
次いで、第３グリッドG₃,第４グリッドG₄,第５グリッド
G₅は同じく３つのカソードＫに対応して３つの比較的大
きなビーム通過孔を有する。かかる第３グリッドG₃,第
４グリッドG₄,第５グリッドG₅のビーム通過孔は第６図
に示すように垂直方向孔径が水平方向孔径よりも小さい
形状となっている。

第５グリッドG₅の第６グリッドG6側にはインライン配
列方向（Ｘ−Ｚ面）に垂直な方向に４枚の電極（20），
（21），（22），（23）が３つのビーム通過孔（52
R），（52G），（52B）を挟むように配置してあり、第
６グリッドG₆は第５グリッドG₅側にインライン配列方向
に平行に２枚の電極（24），（25）が３つのビーム通過
孔（61R），（61G），（61B）の上下に配置してあり、
第５グリッドG₅側の４枚の電極（20），（21）（22），
（23）と第６グリッドG₆側の２枚の電極（24），（25）
は互いに重なるように配置されていて、第５グリッドG₅
と第６グリッドG₆間に電圧を印加すると、第５グリッド
G₅の４枚の電極板と第６グリッドG₆の２枚の電極板との
間にそれぞれ四極子レンズが形成されるようになってい
る。

また、第６グリッドG₆の第５グリッドG₅側には第５グ
リッドG₅のビーム通過孔（52R），（52G），（52B）と
同じ大きさの３個のビーム通過孔（61R），（61G），
（61B）が設けてあり、第７グリッドG₇側には１個の大
きな円形のビーム通過孔（62）が設けてある実質的に円
筒状の電極である。そしてこの円筒電極内部であって、
その長さ方向中間部にはインライン配列方向（Ｘ方向）
に長径をもつトラックフイールド形状のビーム通過孔
（63）をもつ電極（60）が配置してある。

このビーム通過孔（63）は、第６グリッドG₆の第７グ
リッド側端部から所定距離ａだけ離れたところにあり、
大円形ビーム通過孔（62）の直径D₆に対し、ａ＜D₆の関
係にある。

第７グリッドG₇は、第６グリッドG₆と一部重なり、円
筒状電極である第６グリッドG₆を包含した実質的に円筒
状の電極であり、第６グリッドG₆の大円形ビーム通過孔
（62）との間に実質的に大口径円筒レンズを形成する。

第７グリッドG₇の円筒状電極の内部であって、第６グ
リッド端部からスクリーン部（２）側へ所定距離ｂだけ
離れたところに、インライン配列方向（Ｘ方向）に短径
をもつトラックフィールド形成のビーム通過孔（73）を
もつ電極（70）が設けてあり、第７グリッドG₇の円筒型
D₇に対し、ｂ＜D₇の関係にある。

また、本実施例においてはａ＞ｂとしている。第７図
に電極（60）と（70）を示す。

第７グリッドG₇の先端外周には、バルブスペーサ（11
2）が付いていて、ファンネル（４）内壁からネック
（５）内壁に塗布してある導電膜（10）と接触してい
て、ファンネルに設けてある陽極端子から陽極高電圧を
供給するようになっている。第７グリッドG₇の先端に
は、偏向ヨークによる磁界に対する磁界修正素子を置く
こともできる。以上カソードK,第１グリッドG₁から第７
グリッドG₇まで絶縁支持体B_Gによって固定支持されてい
る。

また、ネック（５）からファンネル（４）にかけて偏
向ヨーク（７）が取付けられており、電子銃からの３本
の電子ビームB_R,B_G,B_Bを水平，垂直に偏向するための水
平偏向コイルと垂直偏向コイルから成る。さらにビーム
の軌道の調整のための多極磁石（51）が配置してある。

前記電子銃は、第７グリッドG₇を除いて全ての電極は
ステムピン（113）を通じ外部より所定の電圧が印加さ
れるようになっている。

以上の電極構成において、例えば、カソードＫは約15
0Vのカットオフ電圧とし、これに映像信号を加え、第１
グリッドG₁は接地電位とし、第２グリッドG₂は500V〜1k
V,第３グリッドG₃は５〜10kV,第４グリッドG₄は500〜3k
V,第５グリッドG₅は５〜10kV,第６グリッドG₆は第５グ
リッドG₅より僅かに高く５〜10kV,第７グリッドG₇は陽
極高電圧の25〜35kVを印加する。

このような電位構成とすることによって、各カソード
Ｋからその変調信号に応じて発生したビームはカソード
K,第１グリッドG₁,第２グリッドG₂により第３図，第４
図の如くクロスオーバCOを形成して、第２グリッドG₂,
第３グリッドG₃によるプリフォーカスレンズPLにより僅
かに集束され、仮想クロスオーバVCOを形成して、第３
グリッドG₃の中へ発散しながらはいっていく。第３グリ
ッドG₃へはいってきた各ビームB_R,B_G,B_Bは第３グリッド
G₃から第７グリッドG₇による主電子レンズ部ML1におい
て、集束作用且つ両側のビームは集中作用を受けてスク
リーン（２）上に集束・集中する。第３図，第４図はそ
れぞれ第１図，第２図に対応する等価光学的モデルであ
る。

第３グリッドG₃から第７グリッドG₇までの主電子レン
ズ部のレンズ作用を第３図，第４図に示す等価光学モデ
ルを用いてさらに詳しく説明していく。

前述したように、第３グリッドG₃,第４グリッドG₄,第
５グリッドG5のビーム通過孔は第６図に示すように垂直
方向孔径が水平方向孔径よりも小さくなっている。この
ため第３グリッドG₃,第４グリッドG₄および第５グリッ
ドG₅により形成されるユニポテンシャルレンズは水平方
向よりも垂直方向に強く電子ビームを集束させる非点収
差レンズとなる。従って、仮想クロスオーバVCO形成し
て第３グリッドG₃に入ってきた個々の電子ビームは水平
方向よりも垂直方向において強く集束するように第５グ
リッドG₅へ進んでいく。

さて、第５グリッドG₅には前述したようにインライン
配列方向（Ｘ−Ｚ平面）に垂直な方向に４枚の電極（2
0），（21），（22），（23）が配置してあり、第６グ
リッドG₆にはインライン配列方向に平行な方向に２枚の
電極（24），（25）が配置してあるので、第５グリッド
G₅と第６グリッドG₆間に電圧を印加すると、これらの電
極間に四極子レンズQELが形成され。従ってここに入射
する電子ビームはレンズ作用を受けて、水平方向よりも
垂直方向に強く発散するように大口径電子レンズLELに
向けて進行していく。四極子レンズQELによる上記発散
力の強さはスクリーンに映出される電子ビームの歪や集
中度により加減すべきであり、そのために前記６枚の電
極（20），（21），（22），（23），（24），（25）の
個々の寸法や相対間隔等が適切に選ばれる。本発明にお
いては四極子レンズQELから出る電子ビームは垂直方向
には発散し、水平方向にほぼ平行ビームとなるように四
極子レンズQELを構成するのが最も好ましい。

このような四極子レンズQELを通過した電子ビームは
大口径レンズLELに入射すると、大口径レンズのレンズ
作用を受けて、最終的にスクリーンに映出される電子ビ
ームは良好な集中、集束特性を示す。

この点を第１図，第５図を用いて詳細に説明する。

大口径電子レンズ部LELは、前段部のレンズCLと後端
部のレンズDLとを有し、全体的には一つの大口径電子レ
ンズLELとして見ることができる。

即ち、第６グリッドG₆の円筒電極内部には水平方向に
細長いビーム通過口（63）があるので、第７グリッドか
ら浸透する高圧電界はビーム通過口（63）によって歪
み、水平方向（Ｘ方向）には弱い集束力、垂直方向（Ｙ
方向）には強い集束力が作用する前段の集束レンズCLが
出来ることになる。一方、第７グリッドG₇の円筒電極内
部には垂直方向に細長いビーム通過口（73）があるの
で、第６グリッドから浸透する低圧電界はビーム通過口
（73）によって歪み、水平方向（Ｘ方向）には強い発散
力、垂直方向（Ｙ方向）には弱い発散力が作用する後段
の発散レンズDLが出来ることになる。そして、大口径電
子レンズLEL全体としては、水平方向（Ｘ方向）に弱い
集束が、垂直方向（Ｙ方向）に強い集束が働くようにし
ている。

即ち、共通大口径非対称レンズを型造っている。ここ
で実施例における集中および集束特性について説明す
る。

共通大口径レンズLELに入射する３本の電子ビーム
は、その軸が相互に平行であるから、大口径レンズLEL
の水平方向の弱い集束力を受けて、スクリーン上で良好
に集中する。

これは、第12図で示すように共通大口径レンズLELの
水平方向の集束力が強い場合には、スクリーン上で３ビ
ームが過集中することと対照的である。

電子ビームの集束特性について説明する。

四極子レンズQELを通過する電子ビームはここを通過
する間に水平方向には僅かながら集束作用を受け、垂直
方向には発散作用を受ける。そして、大口径レンズLEL
では水平方向には弱いながら集束作用を受け、さらに垂
直方向には強く集束作用を受けるのでスクリーン上では
良好に集束したビームとなる。

説明を簡単にするために弱い集束作用を与えている第
２の電子レンズEL2を無視すると、軸上にある仮想クロ
スオーバ点VCOから出たビームが非対称レンズQEL部で水
平方向においては各ビーム軸に対して略平行となるくら
いに集束されるため、水平方向の仮想クロスオーバ点VC
OHはカソードから後方無限遠に遠ざかる。

このため、インライン配列された平行な３本の電子ビ
ームは大口径電子レンズLELによりスクリーン上に集中
すると共に、各ビームはスクリーン上において集束する
ことになる。これは言い換えると、水平方向に関しては
大口径電子レンズの像点側の焦点がスクリーン上にある
ことである。しかし、実際には、レンズの球面収差やカ
ソードから出射してくるビームのエミッタンスのため
に、QELの強さとLELの強さは調整が必要である。一方、
垂直方向においては、非対称レンズQEL部で発散（又は
弱く集束）されるため、垂直方向の仮想クロスオーバ点
VCOVは水平方向のVCOHに比べかなりスクリーン側に近づ
いたところに位置し、大口径電子レンズLELにより強い
集束を受けて各ビームはスクリーン上において集束する
ことになる。

従って、インラインに配列した３本の電子ビームは集
中すると共に各ビームはスクリーン上に丸く集束する。

次に、電子銃のスクリーン側端部におけるビーム径に
ついて述べる。第３グリッドG₃,第４グリッドG₄.第５グ
リッドG₅のビーム通過孔は垂直方向孔径が水平方向孔径
よりも小さいため、かかるレンズにより３本の電子ビー
ムは垂直方向のほうが水平方向よりも強く集束されて第
５グリッドG₅,第６グリッドG₆間の四極子レンズに入射
する。従って、四極子レンズに入射する時の電子ビーム
は垂直方向径が水平方向径よりも小さいビームとなって
いる。かかる電子ビームは四極子レンズにより垂直方向
は発散水平方向は集束の作用を受けるが、ビーム径とし
ては、なおも垂直方向径が水平方向径よりも小さいまま
第６グリッドG₆,第７グリッドG₇間の主レンズに入射す
る。このレンズにより、かかる電子ビームは垂直方向に
強い集束、水平方向に弱い集束を受けて主レンズから出
射される。この時のビーム径も、主レンズ入射時と同様
に垂直方向径が水平方向径よりも小さくなる。このた
め、偏向領域においてもビームの垂直方向径は小さく、
歪んだ偏向磁界の影響をあまり受けず、画面周辺偏向時
でも歪の少ないビームスポットが得られる。

本発明の第３グリッドG₃,第４グリッドG₄,第５グリッ
ドG₅の電極形状の他の実施例を第８図に示す。第８図に
示すようにビーム通過孔は３電子ビームに対して共通の
１つの孔であり、垂直方向孔径が水平方向孔径よりも小
さくなっている。かかる電子ビーム通過孔を持つ電極に
より形成される電子レンズは水平方向にはほとんど作用
をおよぼさず垂直方向にのみ大きく集束させるレンズと
なる。従って電子ビームは垂直方向にのみ強く集束して
四極子レンズおよび主電子レンズに入射する。このため
主レンズより出射する電子ビームも垂直方向径が小さい
ものとなり、偏向磁界の歪の影響をあまり受けず、画面
周辺部偏向時でも歪の少ないビームスポットとが得られ
る。

次に本発明の第５グリッドG₅および第６グリッドG₆の
他の実施例を第９図に示す。第５グリッドG₅は第９図
（ａ）に示すように３本の電子ビームに対応する３個の
ビーム通過孔を有しており、個々のビーム通過孔は垂直
方向孔径が水平方向孔径よりも大きくなっている。ま
た、第６グリッドG₆は第９図（ｂ）に示すように３本の
電子ビームに対して共通の１個のビーム通過孔を有して
おり、垂直方向孔径が水平方向孔径よりも小さくなって
いる。このような形状の第５グリッドG₅,第６グリッドG
₆間に電位差を与えると、第１の実施例と同様に四極子
レンズを形成し、電子ビームは垂直方向において発散、
水平方向において集束作用を受ける。従って、第５グリ
ッドG₅,第６グリッドG₆として第９図に示す形状の電極
を用いても第１の実施例と同様に良好な特性を得ること
ができる。

本発明の大口径非対称レンズの形成には電極（60）と
電極（70）を使用しているが、これに限らず例えば電極
（60）又は電極（70）を省略しても同じような非対称レ
ンズを形成させることもできる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明のカラー受像管装置によれ
ば、共通大口径電子レンズの性能を充分に発揮させて、
この共通大口径電子レンズによりカソードから発生した
平行な３本の電子ビームをそれぞれ最適集束状態ならび
に最適集中状態でスクリーン面上に集束させることがで
きる。

また、電子銃のスクリーン側端部における電子ビーム
の垂直方向径を小とすることにより、偏向磁界の歪によ
る電子ビームスポットの歪を低減することができる。

したがって、全スクリーン面上において非常に小さい
ビームスポットを実現することができ、画像性能の向上
されたカラー受像管装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施したカラー受像管装置の要部Ｘ−
Ｚ断面図、第２図は本発明を実施したカラー受像管装置
の要部Ｙ−Ｚ断面図、第３図および第４図は第１図およ
び第２図に対応する光学的等価図、第５図は本発明の大
口径電子レンズを説明する模式図、第６図は本発明の一
実施例を示す電極の正面図、第７図は本発明の大口径非
対称レンズを形成するための電極を示す図、第８図およ
び第９図は本発明の他の実施例の電極形状を示す正面
図、第10図は本発明および従来例の電子ビーム形状を示
す図、第11図は一般的なカラー受像管装置の概略断面
図、第12図および第13図は従来技術の説明図である。１……カラー受像管装置図 100……電子銃部７……偏向装置２……スクリーン GE……電子ビーム形成部 ML1……主電子レンズ部 QEL……非対称レンズ LEL……共通大口径レンズ

フロントページの続き (72)発明者下河邊慈郎埼玉県深谷市幡羅町１―９―２株式会社東芝深谷ブラウン管工場内 (56)参考文献特開平１−267939（ＪＰ，Ａ) 特開昭53−69（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−188838（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−250933（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−54150（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】インライン形電子銃部、偏向部、およびス
クリーン部を備え、前記電子銃部から発射される電子ビ
ームを偏向部により垂直方向および水平方向に偏向走査
するカラー受像管装置において、前記電子銃部は３本の
電子ビームを発生、加速、制御する電子ビーム形成部
と、この電子ビームを集束、集中させる主電子レンズ部
とを備え、この主電子レンズ部には前記電子ビームの進
行方向に沿って第１の電子レンズ部、第２の電子レンズ
部および第３の電子レンズ部を有し、前記第１の電子レ
ンズ部は３本の電子ビームに作用する垂直方向の集束力
が水平方向の集束力よりも強いインライン状に配置され
た３個の電子レンズを形成し、前記第２の電子レンズ部
は３本の電子ビームに対し水平方向には集束作用、垂直
方向には発散作用を有するインライン状に配置された３
個の電子レンズを形成し、前記第３の電子レンズ部は３
本の電子ビームに共通に作用する大口径非対称電子レン
ズから成り、この大口径非対称電子レンズは３本の電子
ビームにそれぞれ作用する水平方向の集束力が垂直方向
の集束力よりも弱くなっていることを特徴とするカラー
受像管装置。
【請求項２】インライン形電子銃部、偏向部、およびス
クリーン部を備え、前記電子銃部から発射される電子ビ
ームを偏向部により垂直方向および水平方向に偏向走査
するカラー受像管装置において、前記電子銃部は３本の
電子ビームを発生、加速、制御する電子ビーム形成部
と、この電子ビームを集束、集中させる主電子レンズ部
とを備え、この主電子レンズ部には前記電子ビームの進
行方向に沿って第１の電子レンズ部、第２の電子レンズ
部および第３の電子レンズ部を有し、前記第１の電子レ
ンズ部は垂直方向孔径が水平方向孔径よりも小さくなっ
ている３個の電子ビーム通過孔を有する対向した１組の
電極板より成る非対称電子レンズを形成し、前記第２の
電子レンズ部は前記電子ビームの進行方向と平行な方向
に突出して前記電子ビームを垂直方向に挟む様に配置さ
れた１対の電極板を有する電極と前記電子ビームの進行
方向と平行な方向に突出し前記電子ビームを水平方向に
挟む様に配置された４枚の電極板を有する電極から成る
３個の４極子電子レンズを形成し、前記第３の電子レン
ズ部は３本の電子ビームに対して共通に作用する大口径
非対称電子レンズから成り、このレンズ内の集束領域に
おいて垂直方向孔径が水平方向孔径よりも小さい非円形
電子ビーム通過孔を有し発散領域においては垂直方向孔
径が水平方向孔径よりも大きい非円形電子ビーム通過孔
を有することを特徴とするカラー受像管装置。