JPH11167880A - カラーブラウン管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】蛍光体スクリーン全面で電子ビームのフォーカ
ス特性を良好に保ち、かつ蛍光体スクリーン全面で電子
ビームスポットの楕円歪を抑制できるカラーブラウン管
を提供することを目的とする。 【解決手段】電子銃１７は、第２グリッドＧ２と第３グ
リッドＧ３との間に形成される電位分布の等電位面に沿
って配置された補助グリッドＳＧを備えている。補助グ
リッドＳＧには、電子ビームの偏向に同期して動的に変
化する電圧が印加される。すなわち、補助グリッドＳＧ
には、電子ビームを偏向しない場合、補助グリッドＳＧ
が配置された位置の等電位面の電位に相当する電圧が印
加され、電子ビームを偏向する場合、補助グリッドＳＧ
が配置された位置の等電位面の電位とは異なる電位に相
当する電圧が印加される。

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
管に係わり、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て、高品質な画像を
表示するカラーブラウン管に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、インライン型カラーブラウン管
は、同一平面上を通るセンタービーム及び一対のサイド
ビームから成る水平方向に一列配置された３電子ビーム
を放出するインライン型電子銃を備えている。このイン
ライン型電子銃から放出される３電子ビームは、偏向ヨ
ークが発生する非斉一磁界、すなわち水平方向に形成さ
れるピンクッション型の偏向磁界と、垂直方向に形成さ
れるバレル型の偏向磁界とによって蛍光体スクリーン上
で自己集中する。

【０００３】このインライン型電子銃としては、各種方
式のものがあるが、その一種にDynamic Astigmatism Co
rrect and Focus 方式といわれるものがある。このDyna
micAstigmatism Correct and Focus 方式電子銃は、図
１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Ｋから蛍光体スクリーン方向に順次配置された第
１グリッドＧ１、第２グリッドＧ２、２つのセグメント
Ｇ３−１及びＧ３−２を有する第３グリッドユニットＧ
３、及び第４グリッドＧ４を備えている。これらの各グ
リッドＧ１乃至Ｇ４は、水平方向に一列に配置された３
個のカソードＫに対応する３個の電子ビーム通過孔を有
している。

【０００４】この電子銃では、カソードＫには、約１５
０Ｖ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７００Ｖの電圧が印加さ
れ、第３グリッドの第１セグメントＧ３−１には、約６
ｋＶの電圧が印加され、第３グリッドの第２セグメント
Ｇ３−２には、約６ｋＶの電圧が印加され、第４グリッ
ドＧ４には、約２６ｋＶの高電圧が印加される。そし
て、カソードＫ、第１グリッドＧ１、及び第２グリッド
Ｇ２では、電子ビームを放出する電子ビーム形成部が構
成され、後述する主レンズに対する仮想物点を形成す
る。第２グリッドＧ２及び第１セグメントＧ３−１で
は、プリフォーカスレンズが形成される。このプリフォ
ーカスレンズは、電子ビーム発生部から放出される電子
ビームを予備集束させる働きを持つ。第２セグメントＧ
３−２及び第４グリッドＧ４では、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集束する主レン
ズが形成される。

【０００５】また、偏向ヨークによって、蛍光体スクリ
ーン周辺に電子ビームが偏向される場合、その偏向量に
応じて、第２セグメントＧ３−２には、あらかじめ設定
された電圧が印加される。この電圧は、電子ビームを蛍
光体スクリーン中心に収束する場合に最も低く、電子ビ
ームが蛍光体スクリーンコーナーに偏向された場合に最
も高くなるような放物線状となっている。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た場合、第
２セグメントＧ３−２と第４グリッドＧ４との電位差
は、最も低くなり、前述の主レンズの強度は最も弱くな
る。同時に、第１セグメントＧ３−１と第２セグメント
Ｇ３−２との間に生ずる電位差によって４極子レンズが
形成され、このレンズ強度が最も強くなる。この４極子
レンズは、水平方向が集束、垂直方向が発散を形成する
ように設定されている。この４極子レンズは、電子ビー
ムが蛍光体スクリーンに到達するまでの距離の増大によ
るフォーカスずれを補正し、また、偏向ヨークのピンク
ッション型水平偏向磁界とバレル型垂直偏向磁界とによ
り発生する偏向収差を補正しようとするものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２の
（ａ）に示したように、インライン型電子銃を備えたイ
ンライン型カラーブラウン管では、偏向収差が十分に補
正できないため、蛍光体スクリーン中央部に位置する電
子ビームのビームスポットＢ１は、実質的に円形である
のに対して、蛍光体スクリーン周辺部に偏向された電子
ビームのビームスポットＢ２は、横方向に長い楕円状に
歪む問題がある。すなわち、ビームスポットＢ２は、水
平方向に広がった楕円形の高輝度なコア部分１及びコア
部分１の周辺に広がった低輝度なハロー(halo)部分２を
有するように形成される。この問題に対し、上述したよ
うなDynamic Astigmatism Correct and Focus 方式電子
銃は、蛍光体スクリーン周辺部に偏向された電子ビーム
Ｂ２のハロー部分２を図２の（ｂ）のように解消するこ
とができるが、蛍光体スクリーン水平軸Ｈの端部、対角
軸の端部でビームスポットＢ２が横長に潰れる楕円歪は
残る。このため、シャドウマスクとの干渉によりモアレ
が発生し、ビームスポットで構成した画像の画質が低下
するという問題が発生する。

【０００７】この対策として、図１に示したように、第
２グリッドＧ２の第１セグメントＧ３−１との対向側に
横長の溝を形成することで第２グリッドＧ２及び第１セ
グメントＧ３−１で形成するプリフォーカスレンズの水
平方向Ｈの集束を弱め、かつ垂直方向Ｖの集束を強くし
て、主レンズに対する水平方向Ｈの仮想物点径を縮小か
つ垂直方向Ｖの仮想物点径を拡大している。これによ
り、蛍光体スクリーンに到達する電子ビームのビームス
ポットの垂直径を拡大して蛍光体スクリーン周辺での電
子ビームの楕円歪を緩和し、モアレを軽減している。と
ころが、この方法では、図２の（ｃ）に示すように、第
２グリッドＧ２に形成された横長溝を深くするほど蛍光
体スクリーン周辺部でのビームスポットＢ２の楕円歪
は、緩和されるが、蛍光体スクリーン中央部でのビーム
スポットＢ１は、垂直径が拡大されて縦長となり、解像
度が劣化する。

【０００８】すなわち、蛍光体スクリーン中央部での表
示画像の見易さを重視すれば、蛍光体スクリーン周辺部
での画像が劣化し、蛍光体スクリーン周辺部での表示画
像の見易さを重視すれば、蛍光体スクリーン中央部での
画像が劣化することになる。すなわち、従来の技術で
は、蛍光体スクリーン全面での妥協設計を行わざるをえ
ないという問題がある。

【０００９】このように、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電子ビーム
のフォーカス特性を良好に保ち、か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Dyna
mic Astigmatism Correct and Focus 方式の電子銃で
は、主レンズ強度を偏向電流に同期して可変すると同時
に、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ハロー部分を解消することがで
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。

【００１０】しかしながら、蛍光体スクリーン周辺部で
ビームスポットが横長に潰れる楕円歪は、顕著である。
蛍光体スクリーン周辺部でのビームスポットの楕円歪を
緩和するために、第２グリッドＧ２に横長の深い溝を形
成すると、蛍光体スクリーン中央部でのビームスポット
の垂直径の拡大により解像度が劣化する。

【００１１】この発明は、上記問題を解決するためにな
されたものであり、蛍光体スクリーン全面で電子ビーム
のフォーカス特性を良好に保ち、かつ蛍光体スクリーン
全面で電子ビームスポットの楕円歪を抑制できるカラー
ブラウン管を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記問題点
に基づきなされたもので、カソード、このカソードに順
次隣接して所定間隔離れて配置された第１グリッド、及
び第２グリッドにより形成されているとともに前記カソ
ード側から水平方向に一列に配置された３電子ビームを
発生する電子ビーム発生部と、前記第２グリッド、及び
前記第２グリッドに隣接して所定間隔離れて配置された
第３グリッドにより形成されているとともに前記電子ビ
ーム発生部から放出された電子ビームを予備集束するプ
リフォーカスレンズと、前記第３グリッド、及び前記第
３グリッドに隣接して所定間隔離れて配置された少なく
とも１個のグリッドにより形成されているとともに前記
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集束する主レンズとを
有する電子銃と、この電子銃から放出される電子ビーム
を水平方向に偏向するピンクッション型の水平偏向磁界
及び前記電子ビームを垂直方向に偏向するバレル型の垂
直偏向磁界を発生する偏向ヨークと、を具備するカラー
ブラウン管において、前記電子銃は、第２グリッドと第
３グリッドとの間に形成される電位分布の等電位面に沿
って配置された補助グリッドを有し、この補助グリッド
には、非円形の電子ビーム通過孔が形成され、前記補助
グリッドに印加される電圧は、前記偏向ヨークに供給さ
れる偏向電流に同期して動的に変化する電圧であって、
電子ビームを前記蛍光体スクリーンの中央部に到達させ
る無偏向時において、前記補助グリッドが配置された前
記等電位面の電位に相当する所定レベルの電圧とし、電
子ビームを前記蛍光体スクリーンの周辺部に偏向する偏
向時において、電子ビームの偏向量の増大にともなって
前記所定レベルの電圧との差が増加するような電圧とす
ることを特徴とするカラーブラウン管を提供するもので
ある。

【００１３】この発明のカラーブラウン管によれば、非
円形の電子ビーム通過孔が形成された補助グリッドが第
２グリッドと第３グリッドとの間に形成される電位分布
の等電位面に沿って配置されている。

【００１４】そして、この補助グリッドには、無偏向時
において、補助グリッドが配置された等電位面の電位に
相当する所定レベルの電圧が印加される。これにより、
第２グリッドと第３グリッドとの間における電子ビーム
通過孔の中心軸上の電位分布が非点収差を持たないバイ
ポテンシャル型電子レンズと等価となる。したがって、
電子銃の主レンズに対する仮想物点径は、水平方向径及
び垂直方向径がともに同一の大きさとなり、蛍光体スク
リーンの中央部に到達する電子ビームのスポット形状を
円形とすることができる。

【００１５】また、この補助グリッドには、偏向時にお
いて、電子ビームの偏向量に応じて動的に変化する電圧
であって、無偏向時に印加される電圧とは異なるレベル
の電圧が印加される。たとえば、補助グリッドに形成さ
れた電子ビーム通過孔が水平方向を長軸とする横長孔で
ある場合、補助グリッドには、電子ビームの偏向量の増
大にともなって無偏向時に印加した所定レベルより次第
に低くなる電圧を印加する。これにより、補助グリッド
付近における電子ビーム通過孔の中心軸上の電位が、無
偏向時の電位より低くなる。

【００１６】したがって、第２グリッド、補助グリッ
ド、及び第３グリッドで構成されるプリフォーカスレン
ズは、垂直方向の集束力が水平方向の集束力より強い負
の非点収差を持つ非回転対称レンズとなる。このため、
主レンズに対する仮想物点径は、無偏向時と比較して水
平方向径が小さく、垂直方向径が拡大される。また、同
時に、電子ビームの水平方向の発散角が拡大し、垂直方
向の発散角が縮小するように変化する。

【００１７】その結果、蛍光体スクリーンの周辺部に到
達する電子ビームのスポット形状は、水平方向径が縮小
し、垂直方向径が拡大する。したがって、蛍光体スクリ
ーンの中央部での電子ビームのスポット形状を円形に維
持した状態で、蛍光体スクリーンの周辺部での電子ビー
ムのスポット形状が横長となる楕円歪を緩和することが
できる。

【００１８】また、補助グリッドに形成された電子ビー
ム通過孔が垂直方向に長軸を持つ縦長孔である場合、無
偏向時においては上述した場合と同様に設定し、偏向時
においては電子ビームの偏向量の増大にともなって無偏
向時に印加した所定レベルより次第に高くなる電圧を印
加するように設定しても上述した場合と同様の効果を得
ることができる。

【００１９】このようにして、蛍光体スクリーン全面に
おいて、電子ビームのフォーカス特性を良好に保ち、か
つ蛍光体スクリーン全面で電子ビームスポットの楕円歪
を抑制できるカラーブラウン管を提供することができ
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、画面を参照してこの発明に
係るカラーブラウン管の実施の形態について説明する。
図３は、この発明のカラーブラウン管の一例としてのイ
ンライン型カラーブラウン管の構造を概略的に示す断面
図である。

【００２１】このカラーブラウン管は、実質的に矩形状
のパネル１０と漏斗状のファンネル１１とからなる外囲
器を有している。このパネル１０の内面には、それぞれ
青、緑、赤に発光するドット状の３色蛍光体層からなる
蛍光体スクリーン１２が設けられている。また、パネル
１０の内側には、蛍光体スクリーン１２に対向して、シ
ャドウマスク１３が設けられている。一方、ファンネル
１１のネック１５内には、同一水平面上を通るセンター
ビーム１６Ｇ、及び一対のサイドビーム１６Ｂ、１６Ｒ
からなる一列配置された３電子ビームを放出する電子銃
１７が配設されている。また、ファンネル１１の径大部
１８とネック１５との境界部付近の外側に、ピンクッシ
ョン型の水平偏向磁界及びバレル型の垂直偏向磁界を発
生する偏向ヨーク２０が装着されている。そして、電子
銃１７から放出される３電子ビーム１６Ｂ、１６Ｇ、１
６Ｒは、ファンネル１１の外側に装着された偏向ヨーク
２０が発生する水平及び垂直偏向磁界により偏向され、
蛍光体スクリーン１２を水平及び垂直走査されることに
より、カラー画像が表示される。

【００２２】図４は、図３に示したカラーブラウン管に
適用される３電子ビームを放出するインライン型Dynami
c Astigmatism Correct and Focus 方式電子銃の構造を
概略的に示す図である。

【００２３】図４に示すように、この電子銃１７は、水
平方向すなわちＨ軸方向に一列に配置された３個のカソ
ードＫと、これらのカソードＫを各別に加熱する３個の
ヒーター（図示せず）と、カソードＫから順次蛍光体ス
クリーン方向すなわちＺ軸方向に所定間隔離れて互いに
隣接して配置された第１グリッドＧ１乃至第４グリッド
Ｇ４とを有している。第３グリッドＧ３は、Ｚ軸方向に
沿って順次配置された第１セグメントＧ３−１と、第２
セグメントＧ３−２を有している。また、第２グリッド
Ｇ２と第１セグメントＧ３−１との間には、補助グリッ
ドＳＧが配置されている。

【００２４】第１グリッドＧ１及び第２グリッドＧ２
は、板状電極であり、その板面には、それぞれ３個のカ
ソードＫに対応して水平方向に一列に配置された３個の
略円形の電子ビーム通過孔が形成されている。第３グリ
ッドＧ３の第１セグメントＧ３−１及び第２セグメント
Ｇ３−２は、筒状電極であり、隣接するグリッドとの対
向面にそれぞれ３個のカソードＫに対応して水平方向に
一列に配置された３個の略円形の電子ビーム通過孔が形
成されている。第４グリッドＧ４は、カップ状電極であ
り、隣接するグリッドとの対向面にそれぞれ３個のカソ
ードＫに対応して水平方向に一列に配置された３個の略
円形の電子ビーム通過孔が形成されている。

【００２５】これに対して、補助グリッドＳＧは、図５
に示すように、板状電極であり、その板面には、３個の
カソードＫに対応して水平方向に一列に配置された３個
の非円形の電子ビーム通過孔ＳＧｒ、ＳＧｇ、ＳＧｂが
形成されている。これらの３個の電子ビーム通過孔ＳＧ
ｒ、ＳＧｇ、ＳＧｂは、水平方向すなわちＨ軸方向の径
が垂直方向すなわちＶ軸方向の径より大きくなるように
形成されている。図５に示した例では、これらの３個の
電子ビーム通過孔ＳＧｒ、ＳＧｇ、ＳＧｂは、横長孔で
あり、Ｈ軸方向を長辺とし、Ｖ軸方向を短辺とする長方
形に形成されている。

【００２６】この電子銃１７では、各カソードＫに約１
５０Ｖの電圧が印加され、第１グリッドＧ１は接地さ
れ、第２グリッドに約７００Ｖの電圧が印加されてい
る。第３グリッドＧ３の第１セグメントＧ３−１には、
約６ＫＶの電圧が印加されている。第３グリッドＧ３の
第２セグメントＧ３−２には、電子ビームの偏向量に応
じた電圧、すなわち、第１セグメントＧ３−１に印加さ
れる約６ＫＶの電圧を基準電圧として、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部に向かうと
きに最も低くなり、蛍光体スクリーンのコーナー部に向
かうときに最も高くなるような放物線状の電圧が印加さ
れている。第４グリッドＧ４には、約２６ＫＶの電圧が
印加されている。

【００２７】補助グリッドＳＧには、偏向ヨークが発生
する偏向磁界に同期して動的に変化する電圧が印加され
ている。すなわち、補助グリッドＳＧには、図６の
（ａ）及び（ｂ）に示すように、第２グリッドＧ２乃至
第３グリッドＧ３の電子ビーム通過孔の中心軸上の電位
分布がバイポテンシャル型電子レンズと同等となるよう
な電圧３を基準電圧として、水平偏向電流４Ｈ及び垂直
偏向電流４Ｖに同期して放物線状に減少する電圧５Ｈ、
５Ｖが印加される。

【００２８】そして、カソード、第１グリッドＧ１、及
び第２グリッド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電子ビーム発生部が構
成される。第２グリッドＧ２、補助グリッドＳＧ、及び
第３グリッドＧ３により、電子ビーム発生部から放出さ
れた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、及び第４グリッドＧ４
により、予備集束された電子ビームを最終的に蛍光体ス
クリーンに集束させる主レンズが形成される。

【００２９】また、第３グリッドＧ３において、電子ビ
ームが蛍光体スクリーンの中央部に向かう無偏向時に
は、第１セグメントＧ３−１及び第２セグメントＧ３−
２にそれぞれ６ＫＶの電圧が印加され、両セグメント間
に電位差が生じない。これに対して、第３グリッドＧ３
において、電子ビームが蛍光体スクリーンの周辺部に偏
向される偏向時には、第１セグメントＧ３−１に６ＫＶ
の電圧が印加される一方で第２セグメントＧ３−２に電
子ビームの偏向量に応じた放物線状の電圧が印加される
ため、両セグメント間に電位差が生じ、偏向収差を補償
する４極子レンズが形成される。この４極子レンズは、
Ｈ軸方向に集束性を有し、Ｖ軸方向に発散性を有するよ
うに設定されている。

【００３０】次に、補助電極ＳＧに印加される電圧につ
いてより詳細に説明する。まず、電子ビームが蛍光体ス
クリーンの中央部に向かう無偏向時には、補助グリッド
ＳＧに印加される電圧は、第２グリッドＧ２乃至第３グ
リッドＧ３の電子ビーム通過孔の中心軸上の電位分布が
バイポテンシャル型電子レンズと同様となるような電圧
に設定される。

【００３１】図７の（ａ）は、無偏向時における第２グ
リッドＧ２乃至第３グリッドＧ３の電位分布を示した図
であり、図７の（ｂ）は、図７の（ａ）から補助グリッ
ドＳＧのみを除去したときの電位分布を示した図であ
る。

【００３２】図７の（ｂ）において、図７の（ａ）にお
ける補助グリッドＳＧの位置を破線で表している。図７
の（ｂ）に示したように、補助グリッドＳＧが設けられ
ていない場合、第２グリッドＧ２と第３グリッドＧ３と
で形成されるプリフォーカスレンズは、回転対称なバイ
ポテンシャル型電子レンズであり、非点収差を持たな
い。このとき、補助グリッドＳＧが配置される破線で示
した位置に生じる等電位面の電位が例えば１５００Ｖで
あったとすると、図７の（ａ）において補助グリッドＳ
Ｇに印加する電圧を１５００Ｖとすれば、第２グリッド
Ｇ２乃至第３グリッドＧ３間に生じる電子ビーム通過孔
中心軸上の電位分布を、図７の（ｂ）に示したバイポテ
ンシャル型電子レンズと同等とすることができる。

【００３３】すなわち、補助グリッドＳＧは、第２グリ
ッドＧ２と第３グリッドＧ３との間において、補助グリ
ッドＳＧを配置しない状態で形成される電子ビーム通過
孔の中心軸上の電位分布を乱さないように配置される。
言い換えると、補助グリッドＳＧは、第２グリッドＧ２
と第３グリッドＧ３との間に形成される電位分布におけ
る所定の等電位面に沿って配置され、補助グリッドＳＧ
には、配置位置の等電位面の電位に等しい電圧が印加さ
れる。

【００３４】これにより、図７の（ａ）及び（ｂ）に示
すように、電子ビーム通過孔の中心軸上における電位分
布は、等価となる。そして、第２グリッドＧ２、補助グ
リッドＳＧ、及び第３グリッドＧ３によって形成される
プリフォーカスレンズは、非点収差を持たない回転対称
なバイポテンシャル型電子レンズと等価となる。

【００３５】したがって、無偏向時において、電子銃の
主レンズに対する仮想物点径は、水平方向及び垂直方向
ともに同一の大きさとなり、最終的に主レンズにより集
束されて蛍光体スクリーン中央部に到達する電子ビーム
スポット形状が円形となる。

【００３６】一方、電子ビームが蛍光体スクリーンの周
辺部へ偏向される偏向時には、補助グリッドＳＧに印加
される電圧は、無偏向時より低い電圧に設定される。言
い換えると、補助グリッドＳＧには、補助グリッドＳＧ
の配置位置における等電位面の電位より低い電圧が印加
される。これにより、図８の実線で示したように、第２
グリッドＧ２乃至第３グリッドＧ３の電子ビーム通過孔
の中心軸上の電位分布において、補助グリッド付近の電
位は、破線で示したような無偏向時より低くなる。

【００３７】より具体的には、補助グリッドＳＧが配置
される位置に生じる等電位面の電位が例えば１５００Ｖ
であったとすると、補助グリッドＳＧへの印加電圧を無
偏向時より低く、たとえば１０００Ｖに設定すればよ
い。

【００３８】この補助グリッドＳＧには、上述したよう
に、偏向ヨークが発生する偏向磁界に同期して動的に変
化する電圧が印加される。すなわち、補助グリッドＳＧ
には、図６の（ａ）及び（ｂ）に示したように、補助グ
リッドＳＧが配置された位置に生じる等電位面の電位に
相当する電圧３を基準電圧として、水平偏向電流４Ｈ及
び垂直偏向電流４Ｖに同期して電子ビームの偏向量の増
大にともなって放物線状に減少する電圧５Ｈ、５Ｖが印
加される。言い換えると、補助グリッドＳＧには、無偏
向時に、最も高い電圧として基準電圧に相当する電圧３
が印加され、偏向時に、電子ビームの偏向量の増大とと
もに下降する電圧が印加され、蛍光体スクリーン周辺部
に電子ビームが偏向されるときに最小の電圧が印加され
る。

【００３９】偏向時において、放物線状に減少する電圧
が補助グリッドＳＧに印加されると、第２グリッドＧ２
と補助グリッドＳＧとの電位差は小さくなると同時に、
補助グリッドＳＧと第３グリッドＧ３との電位差は大き
くなるため、補助グリッドＳＧと第３グリッドＧ３で形
成された電子レンズの作用がより支配的となる。結果と
して、第２グリッドＧ２、補助グリッドＳＧ、及び第３
グリッドＧ３によって形成されるプリフォーカスレンズ
は、水平方向の集束力が垂直方向の集束力よりも強くな
り、負の非点収差を持つ非回転対称レンズとなる。これ
により、電子ビームの主レンズに対する仮想物点径は、
無偏向時より水平方向径が小さく、垂直方向径が大きく
なる。また、電子ビーム発散角は、無偏向時と比較して
水平方向が拡大し、垂直方向が縮小する。

【００４０】このようなプリフォーカスレンズを通過し
た電子ビームは、第３グリッドＧ３の第１セグメントＧ
３−１、第２セグメントＧ３−２、及び第４グリッドＧ
４で形成される主レンズで最終的に集束され、蛍光体ス
クリーンに到達される。

【００４１】このとき、第２セグメントＧ３−２には、
偏向ヨークに供給される偏向電流に同期して電子ビーム
の偏向量が大きくなるほど放物線状に上昇する電圧が印
加されているため、無偏向時と比較して第２セグメント
Ｇ３−２及び第４グリッドＧ４で形成される主レンズの
強度が弱められ、蛍光体スクリーンまでの到達距離の増
大分が補正される。同時に、第１セグメントＧ３−１及
び第２セグメントＧ３−２により、正の非点収差すなわ
ち水平方向の集束力が垂直方向の集束力よりも強い非点
収差を持つ４極子レンズが形成され、偏向収差とプリフ
ォーカスレンズに発生した負の非点収差で生じた電子ビ
ームの発散角の変化とを補正する。

【００４２】この結果、主レンズで最終集束され、蛍光
体スクリーンに到達した電子ビームは、水平方向、垂直
方向ともに蛍光体スクリーンに結像した状態となり、プ
リフォーカスレンズで受けた負の非点収差により、仮想
物点の水平方向が縮小したことで蛍光体スクリーン上の
電子ビームスポットの水平径が縮小され、また、仮想物
点の垂直方向が拡大したことで蛍光体スクリーン上の電
子ビームスポットの垂直径が拡大する。

【００４３】結果として、図９に示すように、蛍光体ス
クリーン周辺部に到達した電子ビームのビームスポット
の楕円歪は、緩和され、略円形のビームスポットを得る
ことが可能となる。また、画面全面にわたって電子ビー
ムのフォーカス状態を均一化することが可能となり、良
好な品質の画像を表示することが可能となる。

【００４４】上述した実施の形態では、補助グリッドＳ
Ｇに形成された電子ビーム通過孔が横長の非円形である
場合について説明したが、これに限られるものではな
い。すなわち、補助グリッドＳＧは、図１０に示すよう
に、板状電極とし、その板面には、３個のカソードＫに
対応してＨ軸方向に一列に配置された３個の縦長の非円
形の電子ビーム通過孔ＳＧｒ、ＳＧｇ、ＳＧｂが形成さ
れている。これらの３個の電子ビーム通過孔ＳＧｒ、Ｓ
Ｇｇ、ＳＧｂは、Ｈ軸方向の径がＶ軸方向の径より小さ
くなるような縦長の長方形に形成されている。

【００４５】この補助グリッドＳＧには、図１１の
（ａ）及び（ｂ）に示すように、補助グリッドＳＧが配
置された位置に生じる等電位面の電位に相当する電圧３
を基準電圧として、水平偏向電流４Ｈ及び垂直偏向電流
４Ｖに同期して電子ビームの偏向量の増大にともなって
放物線状に増大する電圧５Ｈ、５Ｖが印加される。言い
換えると、補助グリッドＳＧには、無偏向時に、最も低
い電圧が印加され、偏向時に、電子ビームの偏向量の増
大とともに上昇する電圧が印加され、蛍光体スクリーン
周辺部に電子ビームが偏向されるときに最大の電圧とし
ての基準電圧に相当する電圧３が印加される。

【００４６】これにより、第２グリッド（Ｇ２）乃至第
３グリッド（Ｇ３）の電子ビーム通過孔中心軸上の電位
分布は、図１２に示したようになる。すなわち、無偏向
時には、破線で示したような電位分布となり、偏向時に
は、実線で示したように、補助グリッドＳＧ付近で、無
偏向時より高い電位分布となる。

【００４７】結果として、偏向時には、無偏向時と比較
して第２グリッドＧ２と補助グリッドＳＧとの電位差が
大きくなると同時に補助グリッドＳＧと第３グリッドＧ
３との電位差が小さくなる。このため、第２グリッドＧ
２と補助グリッドＳＧとで形成された電子レンズの作用
がより支配的となる。したがって、第２グリッドＧ２、
補助グリッドＳＧ、及び第３グリッドＧ３によって形成
されるプリフォーカスレンズは、水平方向の集束力が垂
直方向の集束力よりも強くなり、負の非点収差を持つ非
回転対称レンズとなり、結果として同様の効果が得るこ
とができる。

【００４８】上述したように、この発明によれば、カソ
ード、第１グリッド、及び第２グリッドで形成されると
ともに電子ビームを発生する電子ビーム発生部と、第２
グリッド及び第３グリッドで形成されるとともに電子ビ
ーム発生部から放出された電子ビームを予備集束するプ
リフォーカスレンズと、第３グリッド及びその他複数の
グリッドで形成されるとともにプリフォーカスレンズで
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
上に集束する主レンズとを備えた電子銃を具備するカラ
ーブラウン管において、第２グリッドと第３グリッドと
の間に水平方向に長軸を持つ横長の電子ビーム通過孔を
有する補助グリッドを設置し、この補助グリッドに電子
ビームを偏向する偏向ヨークに供給される偏向電流に同
期して動的に変化する電圧を印加する。

【００４９】電子ビームを蛍光体スクリーンの中央部に
到達させる無偏向時には、補助グリッドに印加される電
圧は、第２グリッド乃至第３グリッドの電子ビーム通過
孔中心軸上の電位分布がバイポテンシャル型電子レンズ
と同様となるような電圧に設定される。

【００５０】その結果、第２グリッドと補助グリッドと
第３グリッドとにより形成されるプリフォーカスレンズ
は、非点収差を持たない回転対称なバイポテンシャル型
電子レンズと等価となる。これにより、電子銃の主レン
ズに対する仮想物点径は、水平方向径及び垂直方向径が
同一の大きさとなり、蛍光体スクリーンに到達する電子
ビームのスポット形状は円形となる。

【００５１】一方、電子ビームを蛍光体スクリーンの周
辺部に偏向させる偏向時には、補助グリッドに印加され
る電圧は、無偏向時より低い電圧に設定される。すなわ
ち、第２グリッド乃至第３グリッドの電子ビーム通過孔
中心軸上の電位分布の補助グリッド付近の電位を無偏向
状態の電位より低くすることにより、第２グリッドと補
助グリッドとの電位差が小さくなると同時に、補助グリ
ッドと第３グリッドとの電位差が大きくなるため、補助
グリッドと第３グリッドとで形成された電子レンズの作
用がより支配的となる。

【００５２】結果として、プリフォーカスレンズは、水
平方向の集束力が垂直方向の集束力よりも強くなり、負
の非点収差を持つ非回転対称レンズとなる。これによ
り、電子ビームの主レンズに対する仮想物点径が無偏向
時より水平方向径が小さく、垂直方向径が大きくなる。
また、電子ビーム発散角は、無偏向時と比較して水平方
向が拡大し、垂直方向は縮小する。したがって、蛍光体
スクリーン上に到達する電子ビームのビームスポットの
水平方向径が縮小し、垂直方向径が拡大することにな
り、蛍光体スクリーン周辺での電子ビームスポットの楕
円歪が緩和されることになる。これにより、蛍光体スク
リーン全面において、良好な画質の画像を表示させるこ
とが可能となる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、蛍光体スクリーン全面で電子ビームのフォーカス特
性を良好に保ち、かつ蛍光体スクリーン全面で電子ビー
ムスポットの楕円歪を抑制できるカラーブラウン管を提
供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、従来の電子銃の構成を概略的に示す水
平断面図である。

【図２】図２の（ａ）乃至（ｃ）は、従来の電子銃によ
って発生する蛍光体スクリーン上での電子ビームの楕円
歪及びハローを説明するための図である。

【図３】図３は、この発明のカラーブラウン管の構造を
概略的に示す水平断面図である。

【図４】図４は、図３に示したカラーブラウン管に適用
される電子銃の構造を概略的に示す水平断面図である。

【図５】図５は、図４に示した電子銃に適用される補助
グリッドの構造を示す斜視図である。

【図６】図６の（ａ）は、偏向ヨークに供給される水平
偏向電流に同期して図５に示した補助グリッドに印加さ
れる電圧を示す図であり、図６の（ｂ）は、垂直偏向電
流に同期して補助グリッドに印加される電圧を示す図で
ある。

【図７】図７の（ａ）は、図４に示した電子銃の第２グ
リッド乃至第３グリッドにわたって形成される無偏向時
の電位分布を示す図であり、図７の（ｂ）は、図４に示
した電子銃から補助グリッドを取り除いた場合の第２グ
リッド乃至第３グリッドにわたって形成される電位分布
を示す図である。

【図８】図８は、図４に示した電子銃の第２グリッド乃
至第３グリッドにわたって形成される偏向時の電位分布
を示す図である。

【図９】図９は、この発明のカラーブラウン管の蛍光体
スクリーン上における電子ビームのビームスポット形状
を示す図である。

【図１０】図１０は、図４に示した電子銃に適用される
補助グリッドの他の構造を示す斜視図である。

【図１１】図１１の（ａ）は、偏向ヨークに供給される
水平偏向電流に同期して図１０に示した補助グリッドに
印加される電圧を示す図であり、図１１の（ｂ）は、垂
直偏向電流に同期して補助グリッドに印加される電圧を
示す図である。

【図１２】図１２は、図１１の（ａ）及び（ｂ）に示し
たような電圧を補助グリッドに印加したときに、第２グ
リッド乃至第３グリッドにわたって形成される無偏向時
及び偏向時の電位分布を示す図である。

【符号の説明】

Ｋ…カソード Ｇ１…第１グリッド Ｇ２…第２グリッド ＳＧ…補助グリッド Ｇ３…第３グリッド Ｇ３−１…第１セグメント Ｇ３−２…第２セグメント １０…パネル １１…ファンネル １２…蛍光体スクリーン １３…シャドウマスク １５…ネック １７…電子銃 ２０…偏向ヨーク

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カソード、このカソードに順次隣接して所
   定間隔離れて配置された第１グリッド、及び第２グリッ
   ドにより形成されているとともに前記カソード側から水
   平方向に一列に配置された３電子ビームを発生する電子
   ビーム発生部と、前記第２グリッド、及び前記第２グリ
   ッドに隣接して所定間隔離れて配置された第３グリッド
   により形成されているとともに前記電子ビーム発生部か
   ら放出された電子ビームを予備集束するプリフォーカス
   レンズと、前記第３グリッド、及び前記第３グリッドに
   隣接して所定間隔離れて配置された少なくとも１個のグ
   リッドにより形成されているとともに前記プリフォーカ
   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集束する主レンズとを有する電子銃
   と、 この電子銃から放出される電子ビームを水平方向に偏向
   するピンクッション型の水平偏向磁界及び前記電子ビー
   ムを垂直方向に偏向するバレル型の垂直偏向磁界を発生
   する偏向ヨークと、を具備するカラーブラウン管におい
   て、 前記電子銃は、第２グリッドと第３グリッドとの間に形
   成される電位分布の等電位面に沿って配置された補助グ
   リッドを有し、この補助グリッドには、非円形の電子ビ
   ーム通過孔が形成され、前記補助グリッドに印加される
   電圧は、前記偏向ヨークに供給される偏向電流に同期し
   て動的に変化する電圧であって、電子ビームを前記蛍光
   体スクリーンの中央部に到達させる無偏向時において、
   前記補助グリッドが配置された前記等電位面の電位に相
   当する所定レベルの電圧とし、電子ビームを前記蛍光体
   スクリーンの周辺部に偏向する偏向時において、電子ビ
   ームの偏向量の増大にともなって前記所定レベルの電圧
   との差が増加するような電圧とすることを特徴とするカ
   ラーブラウン管。
2. 【請求項２】前記補助グリッドに印加される電圧は、前
   記偏向ヨークに供給される偏向電流に同期して動的に変
   化する電圧であって、前記無偏向時において、前記第２
   グリッドと第３グリッドとの間に形成される前記電子ビ
   ーム通過孔の中心軸上の電位分布をバイポテンシャル型
   電子レンズと同等となすような電圧とし、前記偏向時に
   おいて、前記補助グリッドの配置位置付近の電位分布を
   前記無偏向時とは異ならしめるような電圧とすることを
   特徴とする請求項１に記載のカラーブラウン管。
3. 【請求項３】前記補助グリッドは、水平方向に長軸を持
   つ横長の電子ビーム通過孔を有し、前記偏向時におい
   て、前記補助グリッドに印加する電圧は、電子ビームの
   偏向量の増大にともなって無偏向時に印加される前記所
   定レベルの電圧より低くなる電圧とすることを特徴とす
   る請求項１に記載のカラーブラウン管。
4. 【請求項４】前記補助グリッドは、垂直方向に長軸を持
   つ縦長の電子ビーム通過孔を有し、前記偏向時におい
   て、前記補助グリッドに印加する電圧は、電子ビームの
   偏向量の増大にともなって無偏向時に印加される前記所
   定レベルの電圧より高くなる電圧とすることを特徴とす
   る請求項１に記載のカラーブラウン管。