(57)【要約】【課題】  主レンズの水平方向の倍率を従来よりも低減して電子ビームスポットの水平方向径を縮小し、蛍光体スクリーンの全面で良好なフォーカス性能を得る。【解決手段】  電子銃の主レンズは、３電子ビームの進行方向に沿って、フォーカス電圧が印加されるフォーカス電極Ｇ３と、前記フォーカス電圧より高い電圧が印加される少なくとも１個の中間電極ＧＭと、前記中間電圧よりも更に高いアノード電圧が印加されるアノード電極Ｇ４とからなる。主レンズは、その中心軸方向に複数の集束領域と複数の発散領域とを有し、最も強い集束電界と最も強い発散電界とが前記中間電極によって形成され、前記最も強い発散電界は、前記最も強い集束電界に対して前記フォーカス電極側に形成されている。【選択図】  図５
2006202544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛍光体スクリーンと、
センター電子ビームと一対のサイド電子ビームとからなる水平方向に一列配置された３電子ビームを前記蛍光体スクリーンに向かって放出する電子銃と、
前記３電子ビームを前記蛍光体スクリーン上に水平方向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であって、
前記電子銃は、前記３電子ビームを発生する電子ビーム発生部と、前記電子ビーム発生部で発生した前記３電子ビームを最終的に前記蛍光体スクリーン上に加速、集束させる主レンズとを有し、
前記主レンズは、前記３電子ビームの進行方向に沿って順次配置された、フォーカス電圧が印加されるフォーカス電極と、前記フォーカス電圧より高い電圧が印加される少なくとも１個の中間電極と、前記中間電圧よりも更に高いアノード電圧が印加されるアノード電極とからなり、
前記主レンズは、その中心軸方向に複数の集束領域と複数の発散領域とを有し、最も強い集束電界と最も強い発散電界とが前記中間電極によって形成され、前記最も強い発散電界は、前記最も強い集束電界に対して前記フォーカス電極側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。
【請求項２】
前記主レンズは、その中心軸方向に複数の水平方向集束領域と複数の水平方向発散領域とを有し、水平方向において最も強い集束電界と水平方向において最も強い発散電界とが前記中間電極によって形成され、前記水平方向において最も強い発散電界は、前記水平方向において最も強い集束電界に対して前記フォーカス電極側に形成されている請求項１に記載のカラーブラウン管装置。
【請求項３】
前記フォーカス電極及び前記アノード電極は、前記中間電極に相対する部分に水平方向に長軸を持ち、かつ垂直方向に短軸を持つ前記３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔を備え、前記フォーカス電極及び前記アノード電極の内部には、前記３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔が形成された電界補正板が配置され、
前記フォーカス電極の前記中間電極側端から前記フォーカス電極内に配置された前記電界補正板までの距離ｄｆと前記フォーカス電極に設けられた前記３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔の垂直方向開口径Ｄｖｆとが、
ｄｆ／Ｄｖｆ≧０．５
を満足し、
前記アノード電極の前記中間電極側端から前記アノード電極内に配置された前記電界補正板までの距離ｄａと前記アノード電極に設けられた前記３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔の垂直方向開口径Ｄｖａとが、
ｄａ／Ｄｖａ≧０．５
を満足し、
前記フォーカス電極に相対する前記中間電極は、前記フォーカス電極側に少なくとも前記３電子ビームに各別に作用する発散電界を形成する手段を備え、
前記アノード電極に相対する前記中間電極は、前記アノード電極側に少なくとも前記３電子ビームに各別に作用する集束電界を形成する手段を備えている請求項１に記載のカラーブラウン管装置。
【請求項４】
前記フォーカス電極に相対する前記中間電極は、前記フォーカス電極に相対する部分に前記３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔を備え、
前記アノード電極に相対する前記中間電極は、前記アノード電極に相対する部分に前記３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔を備える請求項３に記載のカラーブラウン管装置。
【請求項５】
前記フォーカス電極に相対する前記中間電極は、前記フォーカス電極に相対する部分に水平方向に長軸を持ち、かつ垂直方向に短軸を持つ前記３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔を備え、かつその内部に前記３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔が形成された電界補正板が配置され、
前記アノード電極に相対する前記中間電極は、前記アノード電極に相対する部分に前記３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔を備える請求項３に記載のカラーブラウン管装置。
【請求項６】
前記フォーカス電極に相対する前記中間電極は、前記フォーカス電極に相対する部分に前記３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔を備え、
前記アノード電極に相対する前記中間電極は、前記アノード電極に相対する部分に水平方向に長軸を持ち、かつ垂直方向に短軸を持つ前記３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔を備え、かつその内部に前記３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔が形成された電界補正板が配置されている請求項３に記載のカラーブラウン管装置。
【請求項７】
前記フォーカス電極に相対する前記中間電極は、前記フォーカス電極に相対する部分に水平方向に長軸を持ち、かつ垂直方向に短軸を持つ前記３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔を備え、かつその内部に前記３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔が形成された電子ビーム入射側電界補正板が配置され、
前記アノード電極に相対する前記中間電極は、前記アノード電極に相対する部分に水平方向に長軸を持ち、かつ垂直方向に短軸を持つ前記３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔を備え、かその内部には前記３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔が形成された電子ビーム出射側電界補正板が配置されている請求項３に記載のカラーブラウン管装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラーブラウン管に関し、特に、良好な画質を得ることができるカラーブラウン管に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、カラーブラウン管装置は、図１５に示すように、パネル１及びファンネル２が一体に接合された外囲器を備える。パネル１の内面には赤、緑、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、蛍光体スクリーン４に対向して、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がパネル１の内壁面に取り付けられている。ファンネル２のネック部５内には３電子ビーム７Ｂ，７Ｇ，７Ｒを放出する電子銃６が配設されている。ファンネル２の外周面には偏向ヨーク８が搭載されている。電子銃６から放出された３電子ビーム７Ｂ，７Ｇ，７Ｒは、偏向ヨーク８が発生する磁界により偏向され、シャドウマスク３の電子ビーム通過孔を通過して、蛍光体スクリーン４を水平方向及び垂直方向に走査して、蛍光体スクリーン４上にカラー画像が表示される。
【０００３】
この様なカラーブラウン管のうち、特に、電子銃６を、同一水平面上に一列配置されたセンタービーム及び一対のサイドビームからなる３電子ビームを放出するインライン型電子銃とし、一方、偏向ヨーク８が発生する水平偏向磁界を糸巻型、垂直偏向磁界を樽型とする非斉一磁界として、３電子ビームを蛍光体スクリーン４上に自己集中させるインライン型カラーブラウン管が一般的である。
【０００４】
一列配置された３電子ビームを放出する電子銃としては、各種方式があるが、その一種にＢＰＦ（Ｂｉ−Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  Ｆｏｃｕｓ）型スタティックフォーカス方式と呼ばれるものがある。また、インライン型電子銃の主レンズ構造についても各種方式のものがあるが、その一種に重畳電界型と呼ばれるものがある。
【０００５】
この電子銃の一例の水平方向断面図を図１６に示す。この電子銃は、水平方向に一列配置された３個のカソードＫと、これから蛍光体スクリーン（図示せず）方向に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を備える。矢印９０は電子ビームの進行方向を示す。
【０００６】
第１グリッドＧ１及び第２グリッドＧ２には、それぞれ上記一列配置された３個のカソードＫに対応した３個の電子ビーム通過孔がそれぞれ形成されている。第３グリッド（フォーカス電極）Ｇ３は、電子ビーム入射側端部すなわち第２グリッドＧ２と相対する部分に３個の電子ビーム通過孔が形成され、電子ビーム出射側端部すなわち第４グリッドＧ４と相対する部分には図１７に示すように３電子ビームの配列方向に長軸を持つ長円形の３電子ビームに共通の電子ビーム通過孔９が形成された筒体１０を備え、その内部には３個の電子ビーム通過孔１１Ｂ，１１Ｇ，１１Ｒが形成された電界補正板１２が配置されている。第４グリッド（アノード電極）Ｇ４は、電子ビーム入射側端部すなわち第３グリッドＧ３と相対する部分が図１８に示すように３電子ビームの配列方向に長軸を持つ長円形の３電子ビームに共通の電子ビーム通過孔１３が形成された筒体１４を備え、その内部には３個の電子ビーム通過孔１５Ｂ，１５Ｇ，１５Ｒが形成された電界補正板１６が配置されている。
【０００７】
この電子銃では、カソードＫに約２０Ｖ乃至約１７０Ｖ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が印加される。第３グリッドＧ３には約８ｋＶのフォーカス電圧が印加される。第４グリッドＧ４には約３０ｋＶの高電圧（アノード電圧）が印加される。
【０００８】
これによって、カソードＫ、第１グリッドＧ１、及び第２グリッドＧ２が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３極部を形成し、第２グリッドＧ２乃至第３グリッドＧ３が前記３極部から放出される電子ビームを予備集束させるプリフォーカスレンズを形成する。さらにフォーカス電極である第３グリッドＧ３とアノード電極である第４グリッドＧ４が電子ビームを最終的に蛍光体スクリーン上に加速、集東させる重畳電界型ＢＰＦ主レンズを形成する。
【０００９】
ところでカラーブラウン管の画質を良好とするためには、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、すなわち蛍光体スクリーン全面で電子ビームスポットを小さくすることが必要である。特に画面周辺部では、偏向収差によって電子ビームスポットの水平方向径が画面中央部での水平方向径に対して２倍乃至３倍に拡大することにより水平方向解像度が低下する。従って、電子ビームスポットの水平方向径を出来る限り縮小することが求められる。
【００１０】
電子ビームスポットの径を縮小する一手段として、主レンズの倍率を低減する方法がある。
【００１１】
ここで、主レンズの倍率を図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）を用いて説明する。図１９（Ａ）は２つの円筒電極８１，８２で形成されたＢＰＦレンズの電界を示した断面図、図１９（Ｂ）は図１９（Ａ）のＢＰＦレンズの等価光学レンズモデル図である。図１９（Ａ）に示すように、円筒形状のフォーカス電極８１にはフォーカス電圧Ｖｆが印加され、円筒形状のアノード電極８２にはアノード電圧Ｖａが印加されている。アノード電圧Ｖａはフォーカス電圧Ｖｆより高い。８３は等電位曲線、８４は電子ビーム束の最外周に位置する電子ビームの軌道を示す。このＢＰＦレンズでは、低電圧の電極（ここではフォーカス電極８１）側に集束電界が形成され、高電圧の電極（ここではアノード電極８２）側に発散電界が形成される。図１９（Ｂ）に示すように、物点Ｏより出射角αｏで出射された電子ビーム８４は、前記集束電界によってレンズ中心軸８５方向のカを受けるため、その進行方向がレンズ中心軸８５方向に曲げられる。次に前記発散電界よってレンズ中心軸８５と反対方向のカを受けるため、レンズ中心軸８５に対する角度が小さくなるようにその進行方向が曲げられ、最終的に入射角αｉで蛍光体スクリーン４に集束される。このときのレンズ倍率Ｍは次の式で表される。
【００１２】
Ｍ＝（Ｖｆ／Ｖａ）1/2×（αｏ／αｉ）
従って、上式より主レンズ倍率を低減するには、フォーカス電圧Ｖｆとアノード電圧Ｖａとの比が一定かつ主レンズに入射する電子ビームの出射角αｏが一定とした場合、蛍光体スクリーン４ヘの電子ビームの入射角αｉが大きくなるようにすることが必要である。言い換えれば、主レンズから出射した電子ビームの軌道を、その進行方向とは逆に主レンズ中心線８６まで直線で延長して主レンズ中心線８６と交わる点Ｐｉのレンズ中心軸８５からの距離（以下、「仮想出射ビーム径」と称す）ｒｉを大きくすればよい。そのための手段として、集束電界及び発散電界を弱くする方法がある。
【００１３】
図２０に、集束電界及び発散電界が相対的に強い場合の電子ビーム軌道を細線で、集束電界及び発散電界が相対的に弱い場合の電子ビーム軌道を太線でそれぞれ示す。図２０に示されているように、集束電界及び発散電界が相対的に弱い場合の仮想出射ビーム径ｒｉは、集束電界及び発散電界が相対的に強い場合の仮想出射ビーム径ｒｉ’よりも大きい。従って、集束電界及び発散電界を相対的に弱くすることにより、蛍光体スクリーン４ヘの電子ビームの入射角αｉを大きくすることが可能であることがわかる。このような主レンズは、主レンズロ径をより大きくすることで実現される。
【００１４】
ネック部５の限られた内径内で大ロ径の主レンズを得る方法が特許文献１に開示されている。この方法を前述の図１６に示したＢＰＦ型電子銃に適用した場合の一例の水平方向断面を図２１に示す。この電子銃では、図１６に示した重畳電界型レンズを形成する第３グリッドＧ３と第４グリッドＧ４との間に中間電極ＧＭが配置され、この中間電極ＧＭに、管内に内蔵した抵抗器１７よりアノード電圧を抵抗分割して得た電圧が印加される。中間電極ＧＭに印加される電圧は、第３グリッドＧ３に印加されるフォーカス電圧より高く、第４グリッドに印加されるアノード電圧より低い。中間電極ＧＭは、図２２に示すように、電子ビームの入射側である第３グリッドＧ３と相対する部分と、電子ビームの出射側である第４グリッドＧ４と相対する部分とに、それぞれ３電子ビームに共通の一つの電子ビーム通過孔１８，１９を有する筒体２０と、筒体２０内に配置された３個の電子ビーム通過孔２１Ｂ，２１Ｇ，２１Ｒが形成された電界補正板２２とからなる。この特許文献１の方法によれば、重畳電界型レンズよりも更に大きい口径の主レンズを形成し、主レンズ倍率を低減することが出来る。
【００１５】
大ロ径の主レンズを得る別の方法が特許文献２に開示されている。この方法を前述の図１６に示したＢＰＦ型電子銃に適用した場合の一例の水平方向断面を図２３に示す。この電子銃は、図２１に示した電子銃と比較すると、第３グリッドＧ３と第４グリッドＧ４との間に中間電極ＧＭが配置される点で一致するが、中間電極ＧＭの筒体２０内に、３個の電子ビーム通過孔が形成された２枚の電界補正板２２ａ，２２ｂが配置される点で相違する。２枚の電界補正板２２ａ，２２ｂを配置することで中間電極ＧＭの長さをより長くして、主レンズの軸方向の電位分布の勾配を更に緩やかにすることができるので、主レンズロ径を更に拡大できる。
【００１６】
しかしながら、前記の主レンズロ径を拡大することにより主レンズ倍率を低減する方法には限界がある。なぜならば、主レンズロ径を拡大しても、仮想出射ビーム径ｒｉは、主レンズに入射する電子ビームの軌道を主レンズ中心線８６まで直線で延長して主レンズ中心線８６と交わる点Ｐｏのレンズ中心軸８５からの距離（以下、「仮想入射ビーム径」と称す）ｒｏ（図１９（Ｂ）、図２０参照）を超えることはできないからである。従って、蛍光体スクリーン４ヘの電子ビームの入射角αｉの拡大には限度があり、よって、主レンズロ径の拡大による主レンズ倍率の低減に限度がある。
【００１７】
さらに、図２３に示された特許文献２の方法は、中間電極ＧＭの長さを長くすることによって主レンズが２個のレンズに分裂されるので、むしろ球面収差の劣化を引き起こすという欠点もある。
【００１８】
当然ながら、物点Ｏと主レンズとの距離を拡大すれば仮想入射ビーム径ｒｏが拡大するため、電子ビームの入射角αｉを拡大することは可能であるが、この方法は、電子銃長の増大を伴い、ブラウン管の全長の増大を招くため、実用上の問題がある。
【特許文献１】特開平９−１８０６４８号公報
【特許文献２】特開平９−３２０４８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
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、主レンズ口径を拡大して、蛍光体スクリーンの全面で電子ビームスポットを小さくすることが必要である。従来の重畳電界型主レンズを用いたＢＰＦ型電子銃により、ネック部の限られた内径内で比較的大きなロ径の主レンズを形成することができるが、レンズロ径の拡大には限度がある。
【００２０】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、主レンズの水平方向の倍率を従来よりも低減して電子ビームスポットの水平方向径を縮小し、蛍光体スクリーンの全面で良好なフォーカス性能を得られるカラーブラウン管装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明のカラーブラウン管装置は、蛍光体スクリーンと、センター電子ビームと一対のサイド電子ビームとからなる水平方向に一列配置された３電子ビームを前記蛍光体スクリーンに向かって放出する電子銃と、前記３電子ビームを前記蛍光体スクリーン上に水平方向及び垂直方向に走査させる偏向ヨークとを備える。
【００２２】
前記電子銃は、前記３電子ビームを発生する電子ビーム発生部と、前記電子ビーム発生部で発生した前記３電子ビームを最終的に前記蛍光体スクリーン上に加速、集束させる主レンズとを有する。
【００２３】
前記主レンズは、前記３電子ビームの進行方向に沿って順次配置された、フォーカス電圧が印加されるフォーカス電極と、前記フォーカス電圧より高い電圧が印加される少なくとも１個の中間電極と、前記中間電圧よりも更に高いアノード電圧が印加されるアノード電極とからなる。
【００２４】
前記主レンズは、その中心軸方向に複数の集束領域と複数の発散領域とを有し、最も強い集束電界と最も強い発散電界とが前記中間電極によって形成され、前記最も強い発散電界は、前記最も強い集束電界に対して前記フォーカス電極側に形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、主レンズの水平方向の倍率を従来よりも低減できる。これにより電子ビームスポットの水平方向径を従来よりも縮小して、画面周辺部でも良好なフォーカス性能が得られるカラーブラウン管装置を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
上記の本発明のカラーブラウン管装置において、前記主レンズは、その中心軸方向に複数の水平方向集束領域と複数の水平方向発散領域とを有し、水平方向において最も強い集束電界と水平方向において最も強い発散電界とが前記中間電極によって形成され、前記水平方向において最も強い発散電界は、前記水平方向において最も強い集束電界に対して前記フォーカス電極側に形成されていることが好ましい。
【００２７】
前記フォーカス電極及び前記アノード電極は、前記中間電極に相対する部分に水平方向に長軸を持ち、かつ垂直方向に短軸を持つ前記３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔を備え、前記フォーカス電極及び前記アノード電極の内部には、前記３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔が形成された電界補正板が配置されていることが好ましい。
【００２８】
前記フォーカス電極の前記中間電極側端から前記フォーカス電極内に配置された前記電界補正板までの距離ｄｆと前記フォーカス電極に設けられた前記３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔の垂直方向開口径Ｄｖｆとが、
ｄｆ／Ｄｖｆ≧０．５
を満足し、
前記アノード電極の前記中間電極側端から前記アノード電極内に配置された前記電界補正板までの距離ｄａと前記アノード電極に設けられた前記３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔の垂直方向開口径Ｄｖａとが、
ｄａ／Ｄｖａ≧０．５
を満足しすることが好ましい。
【００２９】
前記フォーカス電極に相対する前記中間電極は、前記フォーカス電極側に少なくとも前記３電子ビームに各別に作用する発散電界を形成する手段を備え、前記アノード電極に相対する前記中間電極は、前記アノード電極側に少なくとも前記３電子ビームに各別に作用する集束電界を形成する手段を備えていることが好ましい。
【００３０】
前記フォーカス電極に相対する前記中間電極は、前記フォーカス電極に相対する部分に前記３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔を備え、前記アノード電極に相対する前記中間電極は、前記アノード電極に相対する部分に前記３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔を備えていても良い。
【００３１】
あるいは、前記フォーカス電極に相対する前記中間電極は、前記フォーカス電極に相対する部分に水平方向に長軸を持ち、かつ垂直方向に短軸を持つ前記３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔を備え、かつその内部に前記３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔が形成された電界補正板が配置され、前記アノード電極に相対する前記中間電極は、前記アノード電極に相対する部分に前記３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔を備えていても良い。
【００３２】
あるいは、前記フォーカス電極に相対する前記中間電極は、前記フォーカス電極に相対する部分に前記３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔を備え、前記アノード電極に相対する前記中間電極は、前記アノード電極に相対する部分に水平方向に長軸を持ち、かつ垂直方向に短軸を持つ前記３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔を備え、かつその内部に前記３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔が形成された電界補正板が配置されていても良い。
【００３３】
あるいは、前記フォーカス電極に相対する前記中間電極は、前記フォーカス電極に相対する部分に水平方向に長軸を持ち、かつ垂直方向に短軸を持つ前記３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔を備え、かつその内部に前記３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔が形成された電子ビーム入射側電界補正板が配置され、前記アノード電極に相対する前記中間電極は、前記アノード電極に相対する部分に水平方向に長軸を持ち、かつ垂直方向に短軸を持つ前記３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔を備え、かその内部には前記３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔が形成された電子ビーム出射側電界補正板が配置されていても良い。
【００３４】
（作用）
本発明の上記の構成によれば、水平方向において従来よりも低い倍率の主レンズを形成することが可能となる。以下にその作用を説明する。
【００３５】
まず、本発明における電子銃の主レンズの集束および発散電界の光学レンズモデルを図１に示す。物点Ｏから出射角αｏで出射された電子ビームは、フォーカス電極で形成された比較的弱い集束電界Ｅｆによってわずかに集束される。次に中間電極のフォーカス電極側に形成される最も強い発散電界Ｅｍｆによって電子ビームは発散され電子ビーム径が拡大する。更に中間電極のアノード電極側に形成される最も強い集束電界Ｅｍａで集束され、最後にアノード電極で形成される比較的弱い発散電界Ｅａによってわずかに発散される。主として集束に寄与する最も強い集束電界Ｅｍａの前段に最も強い発散電界Ｅｍｆがあることにより、仮想出射ビーム径ｒｉを仮想入射ビーム径ｒｏよりも拡大することが可能となる。これにより蛍光体スクリーン４ヘの電子ビーム入射角αｉを従来以上に拡大することが可能となり、水平方向のレンズ倍率をより低減することができる。
【００３６】
次に電極構成について説明する。フォーカス電極は、中間電極に相対する部分に水平方向に長軸を持ち、かつ垂直方向に短軸を持つ３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔を備え、かつフォーカス電極の内部に３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔が形成された電界補正板が配置され、かつ前記フォーカス電極の中間電極側端からフォーカス電極内に配置された前記電界補正板までの距離ｄｆと前記フォーカス電極に設けられた３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔の垂直方向開口径Ｄｖｆとが、
ｄｆ／Ｄｖｆ≧０．５
を満たすことで、３電子ビームに共通の、水平方向の集束作用が弱く、垂直方向の集束作用が強い集束電界が形成される。
【００３７】
中間電極は、フォーカス電極側に３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔を備えているため、ここに電位が浸透し、３電子ビームに各別に作用する発散電界が形成される。この３個の電子ビーム通過孔は３電子ビームに共通の１個の電子ビーム通過孔よりも開口径が小さいため、前記発散電界は相対的に強い。
【００３８】
また、中間電極は、アノード電極側に３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔を備えているため、ここに電位が浸透し、３電子ビームに各別に作用する集束電界が形成される。この３個の電子ビーム通過孔は３電子ビームに共通の１個の電子ビーム通過孔よりも開口径が小さいため、前記集束電界は相対的に強い。
【００３９】
アノード電極は、中間電極に相対する部分に水平方向に長軸を持ち、かつ垂直方向に短軸を持つ３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔を備え、かつアノード電極の内部に３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔が形成された電界補正板が配置され、かつ前記アノード電極の中間電極側端からアノード電極内に配置された前記電界補正板までの距離ｄａと前記アノード電極に設けられた３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔の垂直方向開口径Ｄｖａとが、
ｄａ／Ｄｖａ≧０．５
を満たすことで、３電子ビームに共通の、水平方向に発散作用が弱く、垂直方向に発散作用が強い発散電界が形成される。
【００４０】
以上のような電極構成によって、水平方向について図１の光学レンズモデルと等価な電界レンズを形成することができ、主レンズの水平方向の倍率を低減することが可能となる。
【００４１】
ところで、本発明において水平方向におけるレンズ倍率の低減効果は、フォーカス電極で形成される水平方向集束電界及びアノード電極で形成される水平方向発散電界が強まるほど減殺される。従って、フォーカス電極で形成される水平方向集束電界及びアノード電極で形成される水平方向発散電界の強度を一定以上に強くならないようにする必要がある。
【００４２】
集束電界及び発散電界の強さは、電界強度のレンズ中心軸に垂直な方向成分で表すことができる。図２は、レンズ中心軸を含む水平面上において、レンズ中心軸近傍のレンズ中心軸と平行な直線上に沿った、電界強度のレンズ中心軸に垂直な方向成分の分布を示した図である。図２において、横軸（Ｚ軸）は、レンズ中心軸方向の位置を示し、縦軸は電界強度のレンズ中心軸に垂直な水平方向成分を示す。電界強度が「＋」（正）であるとき水平方向に集束作用を有するレンズ電界が形成されていることを意味し、電界強度が「−」（負）であるとき水平方向に発散作用を有するレンズ電界が形成されていることを意味する。図２において、領域Ａではフォーカス電極による集束電界が形成され、領域Ｂでは中間電極による発散電界が形成されている。主レンズ内において、電界強度は、領域Ｂ内で最小値をとり、ここで最も強い発散電界が形成されている。領域Ｃでは中間電極による集束電界が形成されている。主レンズ内において、電界強度は、領域Ｃ内で最大値をとり、ここで最も強い集束電界が形成されている。領域Ｄではアノード電極による発散電界が形成されいる。
【００４３】
図３は、フォーカス電極における３電子ビームに共通の電子ビーム通過孔の垂直方向径Ｄｖｆとフォーカス電極の中間電極側端から電界補正板までの距離ｄｆとの比ｄｆ／Ｄｖｆと、フォーカス電極に形成される集束電界強度の最大値の、中間電極に形成される集束電界強度の最大値に対する比との関係を表した図である。水平方向倍率の低減効果を得るには、フォーカス電極に形成される集束電界強度の最大値の、中間電極に形成される集束電界強度の最大値に対する比を０．３以下とすることが望ましい。従って、図３より、比ｄｆ／Ｄｖｆは０．５以上とすることが望ましい。
【００４４】
図４は、アノード電極における３電子ビームに共通の電子ビーム通過孔の垂直方向径Ｄｖａとアノード電極の中間電極側端から電界補正板までの距離ｄａとの比ｄａ／Ｄｖａと、アノード電極に形成される発散電界強度の最大値の、中間電極に形成される発散電界強度の最大値に対する比との関係を表した図である。水平方向倍率の低減効果を得るには、アノード電極に形成される発散電界強度の最大値の、中間電極に形成される発散電界強度の最大値に対する比は０．４５以下とすることが望ましい。従って、図４より、比ｄａ／Ｄｖａは０．５以上とすることが望ましい。
【００４５】
以下に本発明の好適な実施形態を、具体的な実施例を示しながら説明する。
【００４６】
（実施の形態１）
本発明の実施の形態１に係るカラーブラウン管装置の基本的構成は特に制限はなく、例えば図１５に示したカラーブラウン管装置であっても良い。
【００４７】
図５に、本実施の形態１に係るカラーブラウン管装置に搭載される電子銃の水平方向断面図を示す。この電子銃は、センター電子ビームと一対のサイド電子ビームとからな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であり、一列配置された３個のカソードＫと、これ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乃至第４グリッドＧ４を備える。矢印９０は電子ビームの進行方向を示す。
【００４８】
第１グリッドＧ１及び第２グリッドＧ２には、それぞれ上記一列配置された３個のカソードＫに対応した３個の電子ビーム通過孔がそれぞれ形成されている。
【００４９】
第３グリッド（フォーカス電極）Ｇ３は、電子ビーム入射側端部すなわち第２グリッドＧ２と相対する部分に３個の電子ビーム通過孔が形成され、電子ビーム出射側端部すなわち中間電極ＧＭと相対する部分に図６に示すように３電子ビームの配列方向に長軸を持つ長円形の３電子ビームに共通の電子ビーム通過孔２３が形成された筒体２４を備え、その内部には３個の電子ビーム通過孔２５Ｂ，２５Ｇ，２５Ｒが形成された電界補正板２６が配置されている。一実施例では、第３グリッドＧ３に設けられた３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔２３の垂直方向開口径Ｄｖｆは８．５ｍｍとし、電界補正板２６の第３グリッドＧ３の中間電極ＧＭ側端からの距離ｄｆは５．０ｍｍとした。従って、
ｄｆ／Ｄｖｆ＝５．０／８．５＝０．５８８
となり、０．５以上となる。
【００５０】
中間電極ＧＭは、図７に示すように電子ビーム入射側端部すなわち第３グリッドＧ３と相対する部分に３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔２６Ｂ，２６Ｇ，２６Ｒが形成され、電子ビーム出射側端部すなわち第４グリッドＧ４と相対する部分には３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔２７Ｂ，２７Ｇ，２７Ｒが形成された筒体２８を備える。
【００５１】
第４グリッド（アノード電極）Ｇ４は、電子ビーム入射側端部すなわち中間電極ＧＭと相対する部分に図８に示すように３電子ビームの配列方向に長軸を持つ長円形の３電子ビームに共通の電子ビーム通過孔２９が形成された筒体３０を備え、その内部には３個の電子ビーム通過孔３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒが形成された電界補正板３２が配置されている。一実施例では、第４グリッドＧ４に設けられた３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔２９の垂直方向開口径Ｄｖａは７．５ｍｍとし、電界補正板３２の第４グリッドＧ４の中間電極ＧＭ側端からの距離ｄａは４．５ｍｍとした。従って、
ｄａ／Ｄｖａ＝４．５／７．５＝０．６
となり、０．５以上となる。
【００５２】
この電子銃では、カソードＫに約２０Ｖ乃至約１７０Ｖ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が印加される。第３グリッドＧ３には約８ｋＶのフォーカス電圧が印加される。中間電極ＧＭには管内に内蔵した抵抗器３６よりアノード電圧を抵抗分割して得たフォーカス電圧より高い電圧が印加される。具体的には約１０ｋＶ乃至約２０ｋＶであり、本実施例では約１５ｋＶとした。第４グリッドＧ４には中間電極ＧＭに印加される電圧よりも更に高い約３０ｋＶのアノード電圧が印加される。
【００５３】
上記の構成によって、第３グリッドＧ３乃至第４グリッドＧ４で形成される主レンズは、水平方向の倍率が非常に低いレンズとすることができる。これにより蛍光体スクリーンの中央に到達した電子ビームスポットの水平方向径は小さく、フォーカス性能を向上させることができる。
【００５４】
なお、中間電極ＧＭは、図９に示すように３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔５１を第３グリッドＧ３に対向する部分に備えていても良い。この場合、筒体２８内の電子ビーム通過孔５１より後退した位置に、３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔５３Ｂ，５３Ｇ，５３Ｒが形成された電界補正板５４を配置して、３電子ビームに各別に作用する強い発散電界を形成させることが好ましい。
【００５５】
また、中間電極ＧＭは、図１０に示すように３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔５２を第４グリッドＧ４に対向する部分に備えていても良い。この場合、筒体２８内の電子ビーム通過孔５２より後退した位置に、３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔５５Ｂ，５５Ｇ，５５Ｒが形成された電界補正板５６を配置して、３電子ビームに各別に作用する強い集束電界を形成させることが好ましい。
【００５６】
更に、中間電極ＧＭは、図１１に示すように３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔５１，５２を第３グリッドＧ３および第４グリッドＧ４に対向する部分にそれぞれ備えていてもよい。
【００５７】
（実施の形態２）
前記の実施の形態１の電子銃は１個の中間電極ＧＭを備えていたが、複数の中間電極を備えていても良い。図１２に、本実施の形態２に係るカラーブラウン管装置に搭載される電子銃の水平方向断面図を示す。この電子銃は、センター電子ビームと一対のサイド電子ビームとからな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であり、一列配置された３個のカソードＫと、これ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乃至第４グリッドＧ４を備える。中間電極として、第１中間電極ＧＭ１及び第２中間電極ＧＭ２を備える。
【００５８】
第１グリッドＧ１及び第２グリッドＧ２には、それぞれ上記一列配置された３個のカソードＫに対応した３個の電子ビーム通過孔がそれぞれ形成されている。
【００５９】
第３グリッド（フォーカス電極）Ｇ３は、電子ビーム入射側端部すなわち第２グリッドＧ２と相対する部分に３個の電子ビーム通過孔が形成され、電子ビーム出射側端部すなわち第１中間電極ＧＭ１と相対する部分に図６に示すように３電子ビームの配列方向に長軸を持つ長円形の３電子ビームに共通の電子ビーム通過孔２３が形成された筒体２４を備え、その内部には３個の電子ビーム通過孔２５Ｂ，２５Ｇ，２５Ｒが形成された電界補正板２６が配置されている。一実施例では、第３グリッドＧ３に設けられた３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔２３の垂直方向開口径Ｄｖｆは８．５ｍｍとし、電界補正板２６の第３グリッドＧ３の第１中間電極ＧＭ１側端からの距離ｄｆは５．０ｍｍとした。従って、
ｄｆ／Ｄｖｆ＝５．０／８．５＝０．５８８
となり、０．５以上となる。
【００６０】
第１中間電極ＧＭ１は、図１３に示すように、電子ビームの入射側及び出射側の両端部、すなわち第３グリッドＧ３及び第２中間電極ＧＭ２とそれぞれ相対する部分に、３電子ビームの配列方向に長軸を持つ長円形の３電子ビームに共通の電子ビーム通過孔３３、３４がそれぞれ形成された筒体３５を備え、その内部には３個の電子ビーム通過孔３６Ｂ，３６Ｇ，３６Ｒが形成された電子ビーム入射側電界補正板３７が配置されている。
【００６１】
第２中間電極ＧＭ２は、図１４に示すように、電子ビーム入射側及び出射側の両端部、すなわち第１中間電極ＧＭ１及び第４グリッドＧ４とそれぞれ相対する部分に、３電子ビームの配列方向に長軸を持つ長円形の３電子ビームに共通の電子ビーム通過孔３８、３９がそれぞれ形成された筒体４０を備え、その内部には３個の電子ビーム通過孔４１Ｂ，４１Ｇ，４１Ｒが形成された電子ビーム出射側電界補正板４２が配置されている。
【００６２】
第４グリッド（アノード電極）Ｇ４は、電子ビーム入射側端部すなわち第２中間電極ＧＭ２と相対する部分に図８に示すように３電子ビームの配列方向に長軸を持つ長円形の３電子ビームに共通の電子ビーム通過孔２９が形成された筒体３０を備え、その内部には３個の電子ビーム通過孔３１Ｂ，３１Ｇ，３１Ｒが形成された電界補正板３２が配置されている。一実施例では、第４グリッドＧ４に設けられた３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔２９の垂直方向開口径Ｄｖａは７．５ｍｍとし、電界補正板３２の第４グリッドＧ４の第２中間電極ＧＭ２側端からの距離ｄａは４．５ｍｍとした。従って、
ｄａ／Ｄｖａ＝４．５／７．５＝０．６
となり、０．５以上となる。
【００６３】
この電子銃では、カソードＫに約２０Ｖ乃至約１７０Ｖ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が印加される。第３グリッドＧ３には約８ｋＶのフォーカス電圧が印加される。第１中間電極ＧＭ１には管内に内蔵した抵抗器４７よりアノード電圧を抵抗分割して得たフォーカス電圧より高い電圧が印加される。具体的には約９ｋＶ乃至約１５ｋＶであり、本実施例では約１２ｋＶとした。第２中間電極ＧＭ２にも抵抗器４７よりアノード電圧を抵抗分割して得たフォーカス電圧より高い電圧が印加される。具体的には約１４ｋＶ乃至約２２ｋＶであり、本実施例では約１８ｋＶとした。第４グリッドＧ４には第１及び第２中間電極ＧＭ１，ＧＭ２に印加される電圧よりも更に高い約３０ｋＶのアノード電圧が印加される。
【００６４】
このような構成でも、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
なお、第１及び第２中間電極ＧＭ１，ＧＭ２は、図７に示すように電子ビームの入射側端部と出射側端部にそれぞれ３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔を備えていても良い。
【００６６】
また、第１及び第２中間電極ＧＭ１，ＧＭ２は、図９に示すように、電子ビームの入射側端部に３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔を備え、内部に３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔が形成された電界補正板を備え、かつ電子ビームの出射側端部に３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔を備えていても良い。
【００６７】
さらに、第１及び第２中間電極ＧＭ１，ＧＭ２は、図１０に示すように、電子ビームの入射側端部に３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔を備え、電子ビームの出射側端部に３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔を備え、かつ内部に３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔が形成された電界補正板を備えていても良い。
【００６８】
あるいは、第１及び第２中間電極ＧＭ１，ＧＭ２は、図１１に示すように、電子ビームの入射側端部と出射側端部にそれぞれ３電子ビームに共通の非円形電子ビーム通過孔を備え、内部に３電子ビームが各別に通過する３個の電子ビーム通過孔が形成された２枚の電界補正板を備えていても良い。
【００６９】
更には、第１及び第２中間電極ＧＭ１，ＧＭ２は、上述の各種形態が適宜組み合わされたものであっても良い。
【００７０】
上記の実施の形態１，２では、いずれもＢＰＦ型スタティックフォーカス方式電子銃を例に説明したが、本発明のカラーブラウン管装置に搭載される電子銃はこれに限定されない。例えば、プリフォーカスレンズと主レンズとの間に予備集束レンズを備える多段集束型の電子銃であっても良いし、プリフォーカスレンズと主レンズとの間に４極子レンズを備え、電子ビームの偏向量に同期して変化するダイナミックフォーカス電圧が印加されるダイナミックフォーカス方式の電子銃であっても良い。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明のカラーブラウン管装置は良好な画質を得るために有用であり、その利用分は特に制限はなく、各種用途に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラーブラウン管装置における電子銃の主レンズの等価光学レンズモデル図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るカラーブラウン管装置における電子銃の主レンズの、レンズ中心軸に垂直な水平方向の電界強度成分の、レンズ中心軸方向の分布図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るカラーブラウン管装置において、フォーカス電極における３電子ビームに共通の電子ビーム通過孔の垂直方向径Ｄｖｆとフォーカス電極の中間電極側端から電界補正板までの距離ｄｆとの比ｄｆ／Ｄｖｆと、フォーカス電極に形成される集束電界強度の最大値の、中間電極に形成される集束電界強度の最大値に対する比との関係を表した図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るカラーブラウン管装置において、アノード電極における３電子ビームに共通の電子ビーム通過孔の垂直方向径Ｄｖａとアノード電極の中間電極側端から電界補正板までの距離ｄａとの比ｄａ／Ｄｖａと、アノード電極に形成される発散電界強度の最大値の、中間電極に形成される発散電界強度の最大値に対する比との関係を表した図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るカラーブラウン管装置に搭載される電子銃の水平方向断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るカラーブラウン管装置に搭載される電子銃において、フォーカス電極の中間電極に相対する部分の形態を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係るカラーブラウン管装置に搭載される電子銃において、中間電極の形態を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態１に係るカラーブラウン管装置に搭載される電子銃において、アノード電極の中間電極に相対する部分の形態を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態１に係るカラーブラウン管装置に搭載される電子銃において、中間電極の他の形態を示す斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態１に係るカラーブラウン管装置に搭載される電子銃において、中間電極の更に他の形態を示す斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態１に係るカラーブラウン管装置に搭載される電子銃において、中間電極の更に他の形態を示す斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係るカラーブラウン管装置に搭載される電子銃の水平方向断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係るカラーブラウン管装置に搭載される電子銃において、第１中間電極の形態を示す斜視図である。
【図１４】本発明の実施の形態２に係るカラーブラウン管装置に搭載される電子銃において、第２中間電極の形態を示す斜視図である。
【図１５】カラーブラウン管の一例の概略構成を示した断面図である。
【図１６】従来の電子銃の一例の水平方向断面図である。
【図１７】図１６の電子銃において、フォーカス電極のアノード電極に相対する部分の形態を示す斜視図である。
【図１８】図１６の電子銃において、アノード電極のフォーカス電極に相対する部分の形態を示す斜視図である。
【図１９】図１９（Ａ）は、２個の円筒電極で形成されたＢＰＦレンズの電界を示した断面図、図１９（Ｂ）は図１９（Ａ）のＢＰＦレンズの等価光学レンズモデル図である。
【図２０】レンズの電界強度が相対的に弱い場合と相対的に強い場合とで電子ビーム軌道が変化する様子を示した等価光学レンズモデル図である。
【図２１】従来の方法で主レンズロ径の拡大を図った電子銃の一例の水平方向断面図である。
【図２２】図２１の電子銃の中間電極の形態を示す斜視図である。
【図２３】従来の別の方法で主レンズロ径の拡大を図った電子銃の一例の水平方向断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
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（フォーカス電極）
ＧＭ  中間電極
ＧＭ１  第１中間電極
ＧＭ２  第２中間電極
Ｇ４  第４グリッド（アノード電極）
【図１】
2006202544.tif 000003
【図２】
2006202544.tif 000004
【図３】
2006202544.tif 000005
【図４】
2006202544.tif 000006
【図５】
2006202544.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006202544.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2006202544.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
2006202544.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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