(57)【要約】【課題】レンズを用いて低コスト、低消費電力でコンバーゼンスを実現しようとする場合において、複数の電子ビーム間に生じるフォーカス差を適切に解消することができるカラー受像管装置を提供する。【解決手段】複数の電子ビームがレンズ１５３を通過した場合に、電子ビームのそれぞれに作用するレンズ強度が異なることにより、複数の電子ビーム間に生じるフォーカス差を補正するレンズ１６３を発生させる。【選択図】          図４
2004171791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インライン配列された複数の陰極を有する電子銃から放出される複数の電子ビームを、水平偏向コイルと垂直偏向コイルとコアとを含む偏向ヨークを用いて偏向させ、蛍光体スクリーン上にカラー画像を表示させるカラー受像管装置であって、
前記複数の電子ビームが通過するレンズであって、前記複数の電子ビームが偏向されていない状態において当該複数の電子ビームを水平方向に近づける、若しくは遠ざける作用を有し、当該レンズの水平方向のレンズ強度分布が、水平方向に対して曲線的な分布となるレンズを発生させるレンズ発生手段と、
前記複数の電子ビームが前記レンズを通過した場合に、前記電子ビームのそれぞれに作用する前記レンズ強度が異なることによる前記複数の電子ビーム間のフォーカス差を補正するレンズを発生させる補正レンズ発生手段とを含む
ことを特徴とするカラー受像管装置。
【請求項２】
前記レンズ発生手段は、
水平方向磁界成分と垂直方向磁界成分とを有する４極磁界による磁界レンズであって、前記垂直方向磁界成分の磁束密度分布が、前記複数の電子ビームが通過する位置によって当該複数の電子ビームのそれぞれに与える水平方向の収束力が異なるように、水平方向に対して曲線的に調整された磁界レンズを、前記コアの電子銃側末端に対応する位置から前記蛍光体スクリーンまでの間の位置に発生させ、
前記補正レンズ発生手段は、
前記磁界レンズの磁束密度分布の曲線性を補正するような磁束密度分布を有するレンズを発生させる
ことを特徴とする請求項１に記載のカラー受像管装置。
【請求項３】
前記補正レンズ発生手段は静止４極磁界による磁界レンズを発生させると共に、前記静止４極磁界の垂直方向磁界成分の磁束密度分布は、管軸に対し水平方向左右に二つのピークを有し、
当該ピーク間の水平方向の距離は、前記複数の電子ビームのうち、両端に位置する電子ビーム間の間隔よりも短い
ことを特徴とする請求項２に記載のカラー受像管装置。
【請求項４】
前記レンズ発生手段により発生される４極磁界の垂直方向磁界成分の磁束密度分布は、管軸に対し水平方向左右に二つのピークを有し、
前記補正レンズ発生手段により発生される４極磁界の垂直方向磁界成分の磁束密度分布のピーク間の水平方向の距離は、前記レンズ発生手段により発生される４極磁界の垂直方向磁界成分の磁束密度分布のピーク間の水平方向の距離のほぼ２分の１である
ことを特徴とする請求項３に記載のカラー受像管装置。
【請求項５】
前記補正レンズ発生手段は、
管軸方向において、前記コアの電子銃側末端に対応する位置と前記電子銃の主レンズとの間の位置に補正レンズを発生させる
ことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のカラー受像管装置。
【請求項６】
前記水平偏向コイルは、
水平偏向磁界の偏向中心よりも電子銃側の少なくとも一部の領域においてバレル型となっている水平偏向磁界を発生させる
ことを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のカラー受像管装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インライン配列された複数の陰極を有する電子銃から放出される複数の電子ビームを偏向させ、蛍光体スクリーン上にカラー画像を表示させるカラー受像管装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色に対応した電子銃が水平方向に並べて配置されるインライン型電子銃を備えるカラー受像管装置では、電子銃から放出される三本の電子ビームが蛍光体スクリーン上の適切な位置で重なり合う（これをコンバーゼンスという。）必要がある。コンバーゼンスの方法として一般的に用いられている方法として、セルフコンバーゼンスやダイナミックコンバーゼンスがある。
【０００３】
一般的にセルフコンバーゼンス型のカラー受像管装置は、蛍光体スクリーンの周辺部に近づくと電子ビームによるスポット形状が歪んでしまうという問題点を有している。このようなスポット形状の歪みは解像度の劣化を招来するため、補正のための技術も種々考案されているところであるが（例えば特許文献１参照）、近年の急速な表示密度上昇や、奥行き短縮のための偏向角増大への対応は困難となっているのが現状である。
【０００４】
一方、例えば、非特許文献１に開示されているような水平偏向同期のダイナミックコンバーゼンス技術では、高周波の水平偏向電流を整流する必要性等から製造コストの増大や消費電力の増加という問題点を有していた。
それらの問題点に対応し、低消費電力、低コストでコンバーゼンスを実現し、かつ水平解像度の向上を図ることができる技術として、本願発明者らは、静止４極磁界により構成される磁界レンズ等のレンズを用いてコンバーゼンスを実現する技術について既に出願している（例えば先行出願１、先行出願２等）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−１０２２８８号公報
【０００６】
【非特許文献１】
Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ＳＩＤ，  Ｖｏｌ．  ３１／３，  １９９０  Ｐ．２０５  ＤＥＦＬＥＣＴＩＯＮ  ＹＯＫＥ  ＦＯＲ  ＳＵＰＥＲ−ＦＩＮＥ−ＰＩＴＣＨ  ２０−ｉｎ．（１９Ｖ）  ＩＮ−ＬＩＮＥ  ＣＯＬＯＲ  ＣＲＴ  （ＴＲＩＮＩＴＲＯＮ）
【０００７】
【先行出願１】
特願２００２−２８７０９３
【０００８】
【先行出願２】
特願２００２―３０５０３９
【０００９】
【先行出願３】
特願２００２−１７４９２６
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記先行出願のカラー受像管装置では、例えば静止４極磁界の垂直方向磁界成分の磁束密度分布を調整することにより蛍光体スクリーン上で複数の電子ビームが重なり合うようにしている。しかしながら、本願発明者らの更なる検討により、上記のようなコンバーゼンス技術を適用した場合、各々の電子ビームの中央部については適切にコンバーゼンスさせることが可能であるものの、それぞれの電子ビーム間においてフォーカスする位置に差が生じる場合（以下、このようなフォーカス位置の差を「フォーカス差」という。）があるという問題点が明らかとなった。
【００１１】
本発明は、係る問題点に鑑みてなされたものであって、レンズを用いて低コスト、低消費電力でコンバーゼンスを実現しようとする場合において、前記フォーカス差を適切に解消することができるカラー受像管装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係るカラー受像管装置は、インライン配列された複数の陰極を有する電子銃から放出される複数の電子ビームを、水平偏向コイルと垂直偏向コイルとコアとを含む偏向ヨークを用いて偏向させ、蛍光体スクリーン上にカラー画像を表示させるカラー受像管装置であって、前記複数の電子ビームが通過するレンズであって、前記複数の電子ビームが偏向されていない状態において当該複数の電子ビームを水平方向に近づける、若しくは遠ざける作用を有し、当該レンズの水平方向のレンズ強度分布が、水平方向に対して曲線的な分布となるレンズを発生させるレンズ発生手段と、前記複数の電子ビームが前記レンズを通過した場合に、前記電子ビームのそれぞれに作用する前記レンズ強度が異なることによる前記複数の電子ビーム間のフォーカス差を補正するレンズを発生させる補正レンズ発生手段とを含むことを特徴としている。
【００１３】
本願発明者らは、上記のようなフォーカス差が生じる原因について検討したところ、４極磁界の垂直方向磁界成分の磁束密度分布を調整してコンバーゼンスを実現しようとする場合において、当該レンズ強度分布を水平方向に対して曲線的なものとすると、それぞれの電子ビームの中央部については、蛍光体スクリーン上で適切に重なり合わせてコンバーゼンスを実現することが可能であっても、複数の電子ビームのそれぞれに作用する磁界の垂直方向磁界成分の磁束密度分布の勾配が異なることにより、各々の電子ビームが集中する位置が異なる場合が生じ、これによりフォーカス差が生じているという結論に到達した。係る検討に基づき、当該フォーカス差を補正する補正レンズを発生させるという本願発明に到達したものである。
【００１４】
なお、レンズ強度は、垂直方向磁界成分の磁束密度分布の勾配を異ならせることで、その強度が異なる分布をもつ。「磁束密度分布の勾配」とは、各々の電子ビームに対して作用する集中力（本明細書では、分けて考えることが好ましい場合には、各々の電子ビームに対してフォーカス作用を及ぼす力を「集中力」、複数の電子ビームに作用してコンバーゼンスさせる力を「収束力」という。）を規定するものであり、便宜的には、１本の電子ビームの水平方向両端に作用する水平方向のローレンツ力の差と考えることができる。
【００１５】
なお、上記のフォーカス差は、レンズとして磁界レンズを用いた場合に限定されず、静電レンズを含めたレンズを用い、レンズ強度分布を調整することによってコンバーゼンスを実現しようとする場合において、レンズ強度分布を水平方向に対して曲線的なものとし、それにより各々の電子ビームに作用する集中作用に差が生じれば発生し得るものである、従って補正レンズも磁界レンズに限らず静電レンズを用いることも可能である。もっとも、コンバーゼンス用の収束レンズ又は発散レンズや、補正レンズのレンズ強度分布について最適化を行うことが好ましいのは当然であるし、さらに水平偏向磁界の磁束密度分布を調整することにより、コンバーゼンス及びフォーカスの最適化を行うようにすることもできる。
【００１６】
本願発明の具体的な構成の一例として、例えば前記レンズ発生手段は、水平方向磁界成分と垂直方向磁界成分とを有する４極磁界による磁界レンズであって、前記垂直方向磁界成分の磁束密度分布が、前記複数の電子ビームが通過する位置によって当該複数の電子ビームのそれぞれに与える水平方向の収束力が異なるように、水平方向に対して曲線的に調整された磁界レンズを、前記コアの電子銃側末端に対応する位置から前記蛍光体スクリーンまでの間の位置に発生させ、前記補正レンズ発生手段は、前記磁界レンズの磁束密度分布の曲線性を補正するような磁束密度分布を有するレンズを発生させることが考えられる。なお、ここでの「収束力」は遠ざける場合の力も含む。
【００１７】
ここで、前記補正レンズ発生手段は静止４極磁界による磁界レンズを発生させると共に、前記静止４極磁界の垂直方向磁界成分の磁束密度分布は、管軸に対し水平方向左右に二つのピークを有し、当該ピーク間の水平方向の距離は、前記複数の電子ビームのうち、両端に位置する電子ビーム間の間隔よりも短いとすることもできる。このようにピーク間の間隔が短い補正レンズを用いることもできる点は、従来種々用いられてきた補正技術とは異なる点である。なお、ピークとは、正負の符号は関係なく、絶対値が最大である部分をいう。
【００１８】
また、前記レンズ発生手段により発生される４極磁界の垂直方向磁界成分の磁束密度分布は、管軸に対し水平方向左右に二つのピークを有し、前記補正レンズ発生手段により発生される４極磁界の垂直方向磁界成分の磁束密度分布のピーク間の水平方向の距離は、前記レンズ発生手段により発生される４極磁界の垂直方向磁界成分の磁束密度分布のピーク間の水平方向の距離のほぼ２分の１であるとすることができる。
【００１９】
さらに、前記補正レンズ発生手段は、管軸方向において、前記コアの電子銃側末端に対応する位置と前記電子銃の主レンズとの間の位置に補正レンズを発生させるとすることが好ましい。この場合、実質的に複数の電子ビームが偏向される前に補正レンズを通過することとなり、補正レンズがコンバーゼンスに影響を与えることを防止しやすいからである。もっとも、コンバーゼンスを実現しながらフォーカス差を補正する補正レンズを発生させる位置はこれに限定されるわけではない。
【００２０】
なお、前記水平偏向コイルは、水平偏向磁界の偏向中心よりも電子銃側の少なくとも一部の領域においてバレル型となっている水平偏向磁界を発生させるとすることもできる。レンズ発生手段として４極磁界レンズを用いるコンバーゼンス技術では、例えば、電子ビームの水平偏向により、前記複数の電子ビームが前記磁界レンズを通過する位置が変化し、複数の電子ビームに与える収束力が変化することを利用してコンバーゼンスを実現することができる。この場合、電子ビームの偏向前に補正磁界を作用させると、電子ビームの偏向による収束力の変化に起因する集中力の変化により微妙なフォーカス差が生じる可能性もあり、これを微調整するために水平偏向磁界を一部バレル型とするのが好ましいからである。なお、バレル型とする領域は、コンバーゼンスに与える影響を抑制するためには、少なくとも水平偏向磁界の偏向中心よりも電子銃側とすることが好ましい。厳密な位置は他の条件も考慮して最適化することが好ましい。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るカラー受像管装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（１）カラー受像管装置の全体構成
図１は、本発明の実施の形態に係るカラー受像管装置の外観を示す側面図である。カラー受像管装置は、内面に蛍光体スクリーンが形成されたパネル部１０及びファンネル２０で形成された外囲器と、ファンネル２０のネック部内に設置され前記蛍光体スクリーンに向けて三本の電子ビームを放出するインライン型の電子銃３０と、ファンネル２０の外周に装着された偏向ヨーク１００などから構成される。なお、本実施の形態では、電子銃３０として、水平方向に並んだ三本の電子ビームが互いに平行に管軸に沿って放出されるものを用いている。
【００２２】
偏向ヨーク１００はファンネル２０の内部に偏向磁界を形成して電子銃３０から放出された電子ビームを偏向する。図２は、本実施の形態の偏向ヨーク１００の構成の一例を示す斜視図である。また、図３は、偏向ヨーク１００を、管軸（Ｚ軸）を含み水平方向（Ｘ軸方向）に垂直な面で切断した断面の上半分を示す部分断面図である。偏向ヨーク１００は、中央側（ファンネル２０側）から外に向かって順に設けられた水平偏向コイル１１０、絶縁枠１２０、垂直偏向コイル１３０、フェライトコア１４０から構成されている。なお、本実施の形態では、フェライトコア１４０の電子銃３０側端部と、電子銃３０の主レンズとの間に、前記したフォーカス差を補正する補正磁界を発生させる補正磁界発生部１６０（図２には不図示）が設けられており、補正磁界発生部１６０は、電子ビームが通過する領域の上下にそれぞれ設けられた上側補正磁界発生部１６１及び下側補正磁界発生部１６２を含む。
【００２３】
水平偏向コイル１１０は、導線が鞍状（サドル状）に巻かれてなる１対の水平コイル部１１０ａ、１１０ｂから成る。水平コイル部１１０ａ、１１０ｂはそれぞれ中央に窓部１１１ａ、１１１ｂが向かい合って形成されており、絶縁枠１２０の内周面に沿ってこれに密接して配置されている。なお、垂直偏向コイル１３０も水平偏向コイル１１０と同様に、導線が鞍状に巻かれてなる１対の垂直コイル部からなり、それを取り囲むようにフェライトコア１４０が設けられている。フェライトコア１４０は、水平偏向コイル１１０及び垂直偏向コイル１３０の磁心等の働きを有する。
【００２４】
本実施の形態では、窓部１１１ａ、１１１ｂに対応する位置に、それぞれレンズ（本実施の形態では、４極磁界による磁界レンズ）発生のためのマグネットを備えている。以下、窓部１１１ａ内に対応する位置に設けられたマグネットを上側マグネット１５１、窓部１１１ｂ内に対応する位置に設けられたマグネットを下側マグネット１５２という。上側マグネット１５１及び下側マグネット１５２（以下、両者を併せて「４極磁界発生用マグネット１５０」という。）により磁界レンズが形成され、三本の電子ビームが、パネル部１０内面に形成された蛍光体スクリーン面上でコンバーゼンスするように構成されている。
【００２５】
本実施の形態における偏向ヨーク１００における各部の設置位置について、図３を参照しながら簡単に説明する。なお、図３では、カラー受像管のリファレンスラインと呼ばれる偏向中心の位置を管軸（Ｚ軸）上の基準点（Ｚ＝０）として設定し、これより蛍光体スクリーン側を正方向、電子銃側を負方向としている。そして、水平偏向コイル１１０は−５０〜２３（単位はｍｍ）、垂直偏向コイル１３０は―５０〜１０、フェライトコア１４０は―４５〜４の位置にある。４極磁界発生用マグネット１５０（図３では上側マグネット１５１）は、Ｚ＝−４３．５〜―２８．５（管軸方向の中心はＺ＝−３６）に位置している。４極磁界発生用マグネット１５０は、Ｘ軸方向の幅が１４．２ｍｍ、Ｚ軸方向の幅が１５ｍｍであり、窓部１１１ａ、１１１ｂに対応する位置において、それぞれ絶縁枠１２０に埋め込まれて設置されている。もっとも必ずしも埋め込まれる必要はなく、絶縁枠１２０により、水平偏向コイル１１０と絶縁されていればよい。なお、補正磁界発生部１６０は、その管軸方向の中心の位置がＺ＝−７１となるように設けられている。
【００２６】
水平偏向コイル１１０には、水平偏向周波数に対応したのこぎり波水平偏向電流が通電される。これに伴い水平偏向コイル１１０は、ファンネル２０内に垂直方向の磁界を発生し、電子ビームを水平方向に偏向する。垂直偏向コイル１３０には、垂直偏向周波数に対応したのこぎり波垂直偏向電流が通電される。これに伴い、ファンネル２０内に水平方向の磁界を発生し、電子ビームを垂直方向に偏向する。
【００２７】
図４は、４極磁界発生用マグネット１５０、及び補正磁界発生部１６０と、三本の電子ビーム８０との関係を模式的に示したものである。各色の電子ビームの配列は、蛍光体スクリーン側から見て左からＢ、Ｇ、Ｒの順で並んでいるものとして説明するが、この配列は変更しても構わない。本実施の形態の補正磁界発生部１６０は、電子ビームの通過する領域の上下のそれぞれにおいて、二つのマグネットを貼り合わせて構成され、４極磁界発生用マグネット１５０とは極性が逆の静止４極磁界が発生するように構成されている。
【００２８】
即ち、図４に示されるように、補正磁界発生部１６０が、偏向前の電子ビームの軌道上に水平発散作用を持つレンズ（本実施の形態では補正磁界による磁界レンズ）１６３を発生させ、４極磁界発生用マグネット１５０は、偏向している電子ビームの軌道上に水平収束作用を持つレンズ（本実施の形態では静止４極磁界による磁界レンズ）１５３を発生させる。従って、三本の電子ビーム８０は電子銃３０から出射されて、レンズ１６３で水平方向に発散作用を受け、レンズ１５３で水平方向に収束作用を受けた後、蛍光体スクリーン７０へ到達する。このように、電子銃３０に近い側に水平発散レンズ１６３、蛍光体スクリーン７０に近い側に水平収束レンズ１５３が配置されることとなると、電子ビームの水平倍率を小さくすることができ、水平解像度を向上するために好ましい。
【００２９】
次に、上記に説明したようなレンズ１５３及び１６３の電子ビームに対する水平（ｘ）方向の作用について説明する。図５は、本実施の形態の４極磁界発生用マグネット１５０による作用について説明するための図である。同図は、上側マグネット１５１と下側マグネット１５２とこれらの間を通過する三本の電子ビーム（Ｂ、Ｇ、Ｒ）とを蛍光体スクリーン７０の側から見た図である。上側マグネット１５１と下側マグネット１５２により、垂直方向磁界成分１５１１及び１５２１を有する静止４極磁界が発生し、これが磁界レンズとして三本の電子ビームに収束作用を及ぼす。なお、同図には垂直方向磁界成分のみを図示しており、ここでは水平方向磁界成分ついての図示及び説明は省略する。
【００３０】
図６は、４極磁界発生用マグネット１５０による磁界レンズ１５３の磁束密度分布の一例を示す図である。このように、本実施の形態では４極磁界発生用マグネット１５０による４極磁界の垂直方向磁界成分Ｂｙが、下記の（式１）の関係を満たすように調整されている。
Ｂｙ＝Ｂ０｛θ＋（１／２）・ｓｉｎ２θ｝    ・・（式１）
以下、上記のような磁束密度分布とする理由について簡単に説明する。
【００３１】
４極磁界による水平収束レンズ１５３から蛍光体スクリーン７０上における電子ビームの到達点までの距離（ここでは、水平収束レンズを偏向中心に配置した場合を考える。）は、無偏向時と比較して水平偏向されるほど、即ち偏向角θが大きくなるほど（電子ビームのｘ軸方向の通過位置が水平方向周辺に近づくほど）、大きくなる。この傾向は、蛍光体スクリーン面がより平面に近くなるほど顕著となる。従って、偏向角θが大きくなるほど両サイドの電子ビームを内側に曲げる水平収束レンズの収束力Ｆを弱めなければならない。以下では、この点について簡単に説明するために垂直偏向されていない場合において、常にコンバーゼンスを成立させる条件を考える。
【００３２】
まず、水平偏向された場合においても常に収束力Ｆが同一であるとすると、三本の電子ビームが重なる点はほぼ円軌道上に位置することとなり、以下、中央の電子ビームの偏向角をθ０で表すことにすると、中央の電子ビームが偏向中心を通過する位置から、三本の電子ビームが重なる位置までの距離Ｌｍは、無偏向時の当該距離Ｌ０との間で近似的に以下の関係を有する。
【００３３】
Ｌｍ≒Ｌ０・ｃｏｓθ０          ・・（式２）
一方、蛍光体スクリーン上で三本の電子ビームを重ね合わせるとした場合の当該距離Ｌｍ‘は、前記距離Ｌ０との間で近似的に以下の関係を有する。
Ｌｍ‘≒Ｌ０／ｃｏｓθ０          ・・（式３）
通常は、中央の電子ビームの偏向角と両サイドの電子ビームの偏向角とは、ほぼ等しいと考えてよいと思われる。従って、電子ビームの偏向角をθとした場合に、収束力Ｆをどの程度弱めればよいかは、結局ＬｍとＬｍ‘との比で考えることができる。以上より、収束力Ｆは、偏向角θ（無偏向時を０とし、水平（ｘ）軸方向のプラス側とマイナス側に偏向された場合をそれぞれ＋θ及び−θとする。）に対して、近似的に次式で表す関係となるようにすればよいことがわかる。
【００３４】
Ｆ＝Ｌｍ／Ｌｍ‘＝ｃｏｓ２θ        ・・（式４）
この（式４）をグラフで表すと図７のようになる。
偏向角θに応じてこのような収束力Ｆの変化をもたらすためには、水平収束レンズを形成する４極磁界のｘ軸上の磁束密度Ｂｙを偏向角θに対して前記（式１）の関係にあることが必要となる。これは前記（式４）を積分した結果から求められるものである。
【００３５】
なお、（式１）においてＢ０は比例定数であり、ｘ軸の正方向を図５に示されたものとするならばＢ０＜０となる。なお、図６においては横軸を偏向角θとしているが、４極磁界レンズを偏向中心付近に配置したような場合であれば、横軸をｘとした場合でもほぼ同様の分布で近似できる。従って、図６に一例を示したような磁束密度分布（横軸をｘ軸方向の変位とした分布）を有する静止４極磁界を発生させ、三本の電子ビームが磁束密度の左右に存在する両ピークの間を通過するようにすることで、水平偏向がされた場合でも、適切に三本の電子ビームをコンバーゼンスさせることが可能となるのである。
【００３６】
しかしながら、上記のように水平方向に対して曲線的であるような磁束密度分布Ｂｙとした場合、各電子ビームのフォーカス状態に差が生じる。即ち、図６に示した例では、図中Ｇの電子ビームの位置するところでＢｙの変化は最も急峻である（曲線の傾きが大きい）。Ｇの電子ビームの中心ではＢｙ＝０で、中心より右側へ行くほどＢｙは負の値が大きくなり、電子ビーム内の各電子を左へ移動させる力が増加する。また、中心から左へ行くほどＢｙは正の値が大きくなり電子ビーム内の各電子を右へ移動させる力が増加する。
【００３７】
その結果、Ｇの電子ビーム自身が水平方向に縮小され、最終的に蛍光体スクリーン上でのフォーカスをより強める方向に変化させる（例えば、もとのフォーカスがアンダーフォーカスの場合はジャストフォーカスに近づく方向）。
一方で、ＲとＢの電子ビームの位置では、Ｂｙの変化はＧの電子ビームの位置よりも緩やかであり（曲線の傾きが小さい）、電子ビームの中心に対して電子ビームの周辺での水平方向の変化量は、Ｇの電子ビームの場合に比べて小さい。すなわち、Ｒ、Ｂの電子ビームに働くレンズ（Ｂ）のフォーカス作用は、Ｇの電子ビームに働くフォーカス作用より小さく、Ｇの電子ビームが蛍光体スクリーン上でジャストフォーカスのとき、Ｒ、Ｂの電子ビームはアンダーフォーカスとなる、上記フォーカス差と呼ばれる現象を引き起こす。この現象は、解像感を損なうと共に、赤や青の色にじみとなって画質を低下させる。
【００３８】
このフォーカス差の改善策の一つとして、図６のＢｙの分布曲線を、同図に点線で示されるような直線に近づける方法が考えられる。このように磁束密度分布を水平方向に対して直線的なものとした場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂいずれの電子ビームに対しても同じ大きさの集中力がかかる。
ただし、上記に説明したようなコンバーゼンス上の理由に加えて、４極磁界発生用マグネット１５０を、図３に示したように偏向ヨーク１００の内部に配置する場合には、偏向ヨークの大きさや水平偏向コイル、垂直偏向コイルの巻線の位置等によって配置できる範囲や形状に制限を受けるため、４極磁界発生用マグネット１５０の垂直方向磁界成分の磁束分布（Ｂｙ）曲線を直線に近づけることは実質的には困難である。
【００３９】
以上のような理由に基づき、偏向ヨーク内部の限られた設置条件でレンズ１５３を使用することができ、またコンバーゼンス調整上の理由から、レンズ１５３のレンズ強度分布、即ち４極磁界発生用マグネット１５０による４極磁界の垂直方向磁界成分の磁束密度分布（Ｂｙ）をあえて水平方向に対して曲線的なものとしながら、フォーカス差を補正する方法として、補正磁界発生部１６０により補正磁界を発生させるようにしたものである。
【００４０】
なお、厳密には、レンズから蛍光体スクリーン上の収束点までの間の距離が、Ｒ、Ｇ、Ｂの各電子ビームで異なるため（無偏向時はＲ、ＢのビームとＧのビームとで異なる。）、上記のフォーカス差とは別に、当該距離の差に起因するフォーカス差が生じるようにも思われるが、ビーム間の距離が５ｍｍ〜６ｍｍであるのに対し、レンズから蛍光体スクリーンまでの距離は約４００ｍｍ程度であり、距離の差は通常は無視してよい範囲内である。もっとも、より厳密にフォーカスを調整するためには、水平収束レンズのレンズ強度分布（ビームが水平方向中央部に近い位置を通過する場合）などを調整することで対処するようにしてもよい。
【００４１】
ここで、補正磁界発生部１６０の構成について詳細に説明する。
図８は、補正磁界発生部１６０を蛍光体スクリーンの側から見た様子を示す図である。本実施の形態の補正磁界発生部１６０は、電子銃３０の主レンズとフェライトコア１４０の電子銃側端部との間に、かつ三本の電子ビームの通過領域の上下に、それぞれ、二つのマグネットを張り合わせた構成の部材を設けて構成される。即ち、上側補正磁界発生部１６１はマグネット１６１１とマグネット１６１２、下側補正磁界発生部１６２はマグネット１６２１とマグネット１６２２とをそれぞれ貼り合わせて構成され、三本の電子ビームが偏向磁界により偏向される前に補正磁界を作用させる。
【００４２】
図９は、本実施の形態の補正磁界発生部１６０による水平発散レンズ１６３のｘ軸上における磁束密度の垂直方向磁界成分Ｂｙの分布と、その分布を通過する各電子ビームＢ、Ｇ、Ｒの蛍光体スクリーン側から見た位置関係を示したものである。同図では図６に合わせて横軸をθとしているが、これをｘ軸方向の変位と考えてよい点は図６と同様である。
【００４３】
補正磁界発生部１６０による静止４極磁界では、図６に示した４極磁界発生用マグネット１５０による静止４極磁界と比較して、垂直方向磁界成分Ｂｙの分布の、管軸に対して左右の正負の符号が反転しており（水平発散レンズ１６３）、かつＢｙの両ピーク（図９の例では、θ＝π／４及びθ＝−π／４に対応するところが磁束密度分布のピークとなる。）間の水平方向の距離は、図６に示した水平収束レンズ１５３の磁束密度分布Ｂｙの両ピーク（図６の例では、θ＝π／２及びθ＝−π／２に対応するところ、即ち、実線と点線との交点が磁束密度分布のピークとなる。）間の距離よりも短くなるようにしている。図６及び図９の例では、図９における両ピーク間の距離は、図６の場合の両ピーク間の距離よりも短く、ほぼ１／２である。
【００４４】
このように、補正磁界の磁束密度のピーク位置と高さとを調整することにより、図６に示された磁束密度分布と図９に示された磁束密度分布とを足し合わせることで、図６に点線で示されたような磁束密度分布、すなわちほぼ近似的に、水平方向に対して直線的な分布となる。即ち、図９の分布が、下記の（式５）に示されるような分布となり、これは図６に直線で示された（式４）に相当する磁束密度分布と、同図に点線で示された直線的な磁束密度分布との差を相殺するものに相当するからである。もっとも（式５）の関係を成立させるためには、レンズ１５３及び１６３の発生する管軸方向の位置、各マグネットの水平方向の幅等、各種の条件を最適化することが好ましいことは勿論である。
【００４５】
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なお、三本の電子ビームが水平偏向された場合には、電子ビームがレンズ１５３を通過する位置が変わり、各電子ビームに作用する垂直方向磁界成分の磁束密度が変化する。一方、各電子ビームのレンズ１６３の通過位置は変化しないことから、水平偏向時に適切な補正が可能であるか否かが問題となる。
【００４６】
しかしながら、本実施の形態のように補正磁界発生部１６０を設ける目的は、主として無偏向時（偏向磁界による補正ができない場合）のフォーカス差の補正にあり、偏向時には、水平偏向磁界の一部をバレル型の分布とすることで調整可能であることが確認されている。もっとも、この調整を行うことによるコンバーゼンスへの影響を抑制するためには、バレル型の分布とするのは、少なくとも偏向中心よりも電子銃側とすることが好ましく、他の条件に合わせて最適化することが好ましいことは勿論である。
【００４７】
以上に説明したように、本実施の形態のように補正磁界発生部１６０を設けることにより、レンズを用いたコンバーゼンスを実現するために、当該レンズ強度を水平方向に対して曲線的な分布となるようにしても、フォーカス差を生じることなく、画質の劣化を抑制することができる。
＜変形例＞
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明の内容が、上記実施の形態に示された具体例に限定されないことは勿論であり、例えば、以下のような変形例を考えることができる。
【００４８】
（１）即ち、上記実施の形態では、補助磁界発生部１６０のそれぞれを、二つのマグネットを張り合わせたもので構成したが、補正磁界発生部の構成はこれに限定されず、例えばＵ字型のマグネットで構成してもよい。
（２）上記実施の形態では、４極磁界発生用マグネット１５０と補正磁界発生部１６０との極性が逆向きとなるように構成している。即ち、４極磁界発生用マグネット１５０により発生するレンズが水平収束レンズとなり、補正磁界発生部１６０により発生する磁界レンズが水平発散レンズとなるように構成しているが、本発明の適用範囲は、このような場合に限定されるわけではない。
【００４９】
上記のように、電子銃に近い側のレンズを水平発散レンズとし、偏向ヨーク１００中に水平収束レンズとすると、一般に蛍光体スクリーン上での水平解像度の向上には好適である。しかしながら、電子銃に近い側のレンズを水平収束レンズとし、偏向ヨーク１００中のレンズを水平発散レンズとすることも不可能ではないからである。
【００５０】
また、４極磁界発生用マグネット１５０と補正磁界発生部１６０との極性も必ずしも反転したものである必要はない。４極磁界発生用マグネットによる磁界の磁束密度分布が、例えば図１０に示すように水平方向周辺部に近づくほど収束力が大きくなるような分布である場合も有り得ることであり、この場合に同図に点線で示したような直線的な磁束密度分布に補正するためには、マグネットの極性を反転させる必要はないからである。
【００５１】
（３）上記実施の形態では、４極磁界の発生のためにマグネットを設けたが、４極磁界の発生のために電磁コイルを用いることもできる。この場合は、水平あるいは垂直に同期して電磁コイルに流れる電流を変化させ、コンバーゼンスなどの特性の微調整を行うようにしてもよい。
（４）また、上記実施の形態では、４極磁界を発生させるために二つのマグネットを電子ビームに対して上下に配置したが、これに限らず、４極磁界を発生させることができる他の構成として、例えば、二つのマグネットを電子ビームに対して左右の位置に配置してもよいし、また、４つのマグネットを電子ビームに対して対角方向の位置に配置してもよい。
【００５２】
（５）上記実施の形態では、偏向ヨーク１００内に４極磁界発生用マグネット１５０を設けたが、これを設ける位置も偏向磁界と重ね合わせる必要はなく、偏向ヨーク１００よりも蛍光体スクリーン寄りの位置に発生させるようにしてもよい。また、補正磁界発生部１６０も、必ずしも電子ビームの偏向前に設ける必要はなく、他の位置に設けることもできる。
【００５３】
（６）上記実施の形態では、水平収束レンズ及び水平発散レンズの両方に磁界レンズを用いたが、いずれか一方、若しくは両方に静電レンズを用いることもできる。
（７）上記実施の形態では、水平収束レンズ１５３及び水平発散レンズ１６３の二つのレンズで構成した場合を示したが、当該レンズは、管軸方向に３つ以上の位置に設けてもよい。例えば、水平収束レンズを二つで構成し、少なくとも一つを偏向ヨーク１００のコアの内部に入れ、少なくとも残りの一つをコアの外で蛍光体スクリーンまでの位置に発生させると、コンバーゼンスとラスタ歪とを比較的独立に調整でき、両者の設計を両立させやすい。なお、この場合には、水平発散レンズ１６３を構成するマグネットのＮ極とＳ極との中央部同士の間の水平方向の距離（図４、図８に示すＤａ）が、二つの水平収束レンズを合わせた結果（平均した結果、の意味）の磁束密度分布のピーク間の水平方向の距離より小さくなるように構成されていることが好ましい。
【００５４】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係るカラー受像管装置によれば、複数の電子ビームがコンバーゼンスのためのレンズを通過した場合に、前記電子ビームのそれぞれに作用する前記レンズのレンズ強度分布の勾配が異なることによる複数の電子ビーム間のフォーカス差を補正するレンズを発生させるようにしているので、レンズ強度分布が水平方向に対して曲線的であるレンズを用いてコンバーゼンスを実現しようとする場合において、特に無偏向時に、複数の電子ビーム間に発生し得るフォーカス差を抑制し、画質の劣化を抑制することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るカラー受像管装置の外観を示す側面図である。
【図２】本実施の形態の偏向ヨーク１００の構成の一例を示す斜視図である。
【図３】偏向ヨーク１００を、管軸（Ｚ軸）を含み水平方向（Ｘ軸方向）に垂直な面で切断した断面の上半分を示す部分断面図である。
【図４】４極磁界発生用マグネット１５０、及び補正磁界発生部１６０と、三本の電子ビーム８０との関係を模式的に示したものである。
【図５】本実施の形態の４極磁界発生用マグネット１５０による作用について説明するための図である。
【図６】４極磁界発生用マグネット１５０による磁界レンズ１５３の磁束密度分布の一例を示す図である。
【図７】偏向角θ（ｘ軸方向の変位）と収束力Ｆとの間の関係を示す図である。
【図８】補正磁界発生部１６０を蛍光体スクリーンの側から見た様子を示す図である。
【図９】補正磁界発生部１６０による水平発散レンズ１６３の磁束密度の垂直方向磁界成分Ｂｙの分布と、その分布を通過する各電子ビームＢ、Ｇ、Ｒとの位置関係を示したものである。
【図１０】本発明の一変形例における４極磁界発生用マグネットによる磁界の磁束密度分布の一例について説明するための図である。
【符号の説明】
１０                パネル部
２０                ファンネル部
３０                電子銃
１００                カラー受像管装置
１１０                水平偏向コイル
１２０                絶縁枠
１３０                垂直偏向コイル
１４０                フェライトコア
１５０                ４極磁界発生用マグネット
１５１                上側マグネット
１５２                下側マグネット
１５３                水平収束レンズ
１６０                補正磁界発生部
１６１                上側補正磁界発生部
１６２                下側補正磁界発生部
１６３                水平発散レンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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