(57)【要約】【課題】水平解像度の向上を図ることができるカラー受像管装置を提供すること。【解決手段】複数の電子ビーム８０が通過する領域に、前記複数の電子ビームそれぞれを水平方向に集束させる水平集束作用を有するレンズを発生させ、複数の電子ビームのうちの少なくとも両端の電子ビームの、前記レンズに進入する際の間隔が、前記水平偏向コイルによる水平偏向の度合いが大きくなるほど広くなるようにする。【選択図】　図４
2004071546.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インライン配列された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ると共に、蛍光体スクリーン上で集めてカラー画像を表示させるカラー受像管装置であって、
管軸方向において、前記コアの電子銃側端部の位置から前記蛍光体スクリーンまでの間の位置であり、前記複数の電子ビームが通過する領域に、前記複数の電子ビームそれぞれを水平方向に集束させる水平集束作用を有す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のうちの少なくとも両端の電子ビームの、前記レンズに進入する際の間隔が、前記水平偏向コイルによる水平偏向の度合いが大きくなるほど広くなるように、当該間隔を調整するビーム間隔調整手段と、
を備えることを特徴とするカラー受像管装置。
【請求項２】
前記レンズは、
前記水平偏向の度合いに応じて前記水平集束作用の強さが変化す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】
前記レンズは、
少なくとも前記垂直偏向コイルおよび前記水平偏向コイルによる偏向作用が前記複数の電子ビームに対して働いていない場合に、前記水平集束作用を有していることを特徴とする請求項１または２に記載のカラー受像管装置。
【請求項４】
前記複数の電子ビームは、
前記水平偏向の度合いの大きさに応じて、前記レンズを通過する位置が水平方向に移動することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のカラー受像管装置。
【請求項５】
前記レンズは、
前記蛍光体スクリーンの水平方向中央から水平方向外側に向けて徐々に前記水平集束作用の強さが変化するレンズ強度分布を有してい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】
前記水平集束作用の強度は、
前記水平方向中央から水平方向両側に向けて徐々に大きくなることを特徴とする請求項５に記載のカラー受像管装置。
【請求項７】
前記水平偏向コイルは、
ピンクッション磁界である偏向磁界分布を発生させることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載のカラー受像管装置。
【請求項８】
前記ピンクッション磁界が、前記ビーム間隔調整手段の少なくとも一部として用いられることを特徴とする請求項７に記載のカラー受像管装置。
【請求項９】
前記複数の電子ビームは、
少なくとも前記垂直偏向コイル及び前記水平偏向コイルによる偏向作用が前記複数の電子ビームに対して働いていない場合に、管軸方向における前記コアの電子銃側端部において、それぞれが管軸に略平行な状態になっていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のカラー受像管装置。
【請求項１０】
前記偏向ヨークの、管軸方向における前記コアの電子銃側端部から電子銃までの間の位置において、前記複数の電子ビームのうちの中央の電子ビームに対する少なくとも両端の電子ビームを、その間隔が水平方向に広がる方向に曲げる角度調整手段が配されていることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載のカラー受像管装置。
【請求項１１】
前記角度調整手段は、
磁界を発生させることにより曲げる角度を調整することを特徴とする請求項１０に記載のカラー受像管装置。
【請求項１２】
前記角度調整手段が前記ビーム間隔調整手段の少なくとも一部として用いられることを特徴とする請求項１０または１１に記載のカラー受像管装置。
【請求項１３】
前記レンズは、複数のレンズから構成されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載のカラー受像管装置。
【請求項１４】
前記レンズの少なくとも一部が磁界レンズであることを特徴とする請求項１から１３のいずれかに記載のカラー受像管装置。
【請求項１５】
前記レンズ発生手段の少なくとも一部が電磁コイルで構成されていることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載のカラー受像管装置。
【請求項１６】
前記レンズ発生手段の少なくとも一部がマグネットで構成されていることを特徴とする請求項１から１５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称する。）必要がある。コンバーゼンスの方法として、従来から広く利用されているものにセルフコンバーゼンス及びダイナミックコンバーゼンスがある。
【０００３】
セルフコンバーゼンスとは、電子ビームを偏向させる偏向磁界を不均一にすることでコンバーゼンスを行なうものであり、一般的には、水平偏向磁界及び垂直偏向磁界をそれぞれピンクッション型及びバレル型に歪ませる。即ち、三本の電子ビームが偏向磁界中を飛行する過程で各電子ビームの偏向量に差を生ぜしめることにより、蛍光体スクリーン全域で三本の電子ビームの結像点が重なるようにしたものである。
【０００４】
ダイナミックコンバーゼンスとは、各電子ビームが偏向される前に、両サイドの電子ビームの角度を動的に変化させる磁界（ダイナミックコンバーゼンス磁界）を発生させ、当該磁界の強度を偏向量に応じて変化させることにより、蛍光体スクリーン全域で三本の電子ビームの結像点が重なるようにしたものである。
ところで、カラー受像管装置においては、近年の急速な表示密度上昇や表示画面の大型化に対応するために、特に水平方向においてさらなる解像度の向上が求められている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２１０１６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、セルフコンバーゼンス方式では水平方向の偏向の度合いが大きくなるに連れて偏向磁界の歪みも大きくなることから、蛍光体スクリーン面上における電子ビームのスポットが、特に水平方向周辺領域では水平方向に細長く伸びる（歪む）ような形状になってしまい、水平方向における解像度（水平解像度）の向上が困難となっているのが現状である。
【０００７】
一方、ダイナミックコンバーゼンスの場合には、偏向磁界として、歪みを持たない斉一磁界を用いることができるので、通常、セルフコンバーゼンスの場合よりも水平解像度の劣化を抑制することができる。しかしながら、各電子ビームのビームスポットの形状が蛍光体スクリーン面の水平方向周辺領域で歪むようになることには変わりがなく不十分であり、全体的により一層の水平解像度の向上が求められている。
【０００８】
本発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであって、セルフコンバーゼンス、ダイナミックコンバーゼンスのいずれの場合でも水平解像度の向上を図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する。
【０００９】
【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は、インライン配列された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ると共に、蛍光体スクリーン上で集めてカラー画像を表示させるカラー受像管装置であって、管軸方向において、前記コアの電子銃側端部の位置から前記蛍光体スクリーンまでの間の位置であり、前記複数の電子ビームが通過する領域に、前記複数の電子ビームそれぞれを水平方向に集束させる水平集束作用を有す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のうちの少なくとも両端の電子ビームの、前記レンズに進入する際の間隔が、前記水平偏向コイルによる水平偏向の度合いが大きくなるほど広くなるように、当該間隔を調整するビーム間隔調整手段と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
この構成によれば、電子ビームの蛍光体スクリーンへの水平方向の結像倍率を特に小さくすることができ、蛍光体スクリーン上での電子ビームスポットを小さくすることができるので、スクリーン全域における水平解像度の向上を図ることができる。
また、前記レンズは、前記水平偏向の度合いに応じて前記水平集束作用の強さが変化することを特徴としている。
【００１１】
例えば、水平偏向の度合いが大きくなるに連れて、電子ビームの集束する点の位置が蛍光体スクリーンから電子銃側に近づく傾向にある場合に、水平方向中央から水平方向外側に向かうほど水平集束作用が弱まるようにすることで、より水平解像度の向上を図ることができる。
さらに、前記レンズは、少なくとも前記垂直偏向コイルおよび前記水平偏向コイルによる偏向作用が前記複数の電子ビームに対して働いていない場合に、前記水平集束作用を有していることを特徴としている。
【００１２】
また、前記複数の電子ビームは、前記水平偏向の度合いの大きさに応じて、前記レンズを通過する位置が水平方向に移動することを特徴としている。
さらに、前記レンズは、前記蛍光体スクリーンの水平方向中央から水平方向外側に向けて徐々に前記水平集束作用の強さが変化するレンズ強度分布を有していることを特徴としている。
【００１３】
例えば、蛍光体スクリーンの水平方向中央から外側に向けて、電子ビームの集束する点の位置が蛍光体スクリーンから電子銃側に近づく傾向にある場合に、水平方向中央から外側に向かうほど水平集束作用が弱まるようにすることで、より水平解像度の向上を図ることができる。
また、前記水平集束作用の強度は、前記水平方向中央から水平方向両側に向けて徐々に大きくなることを特徴としている。
【００１４】
例えば、蛍光体スクリーンの水平方向中央から外側に向けて、スクリーン上における電子ビームのビームスポットの水平方向の幅が大きくなるような傾向にある場合に適用すれば、より水平解像度の向上を図ることができる。
また、前記水平偏向コイルは、ピンクッション磁界である偏向磁界分布を発生させることを特徴としている。
【００１５】
これにより、簡易な構成で、両端の電子ビームのレンズに進入する際の間隔を水平偏向の度合いが大きくなるほど広くなるように調整することが可能になる。さらに、前記ピンクッション磁界を前記ビーム間隔調整手段の少なくとも一部として用いることを特徴としている。
また、前記複数の電子ビームは、少なくとも前記垂直偏向コイル及び前記水平偏向コイルによる偏向作用が前記複数の電子ビームに対して働いていない場合に、管軸方向における前記コアの電子銃側端部において、それぞれが管軸に略平行な状態になっていることを特徴としている。
【００１６】
また、前記偏向ヨークの、管軸方向における前記コアの電子銃側端部から電子銃までの間の位置において、前記複数の電子ビームのうちの中央の電子ビームに対する少なくとも両端の電子ビームを、その間隔が水平方向に広がる方向に曲げる角度調整手段が配されていることを特徴としている。
例えば、水平偏向コイルがピンクッション磁界である磁界分布を発生させて、両端の電子ビームのレンズに進入する際の間隔を水平偏向の度合いが大きくなるほど広くなるように調整する構成をとる場合に、さらに角度調整手段を備えるようにすれば、角度調整手段によりビーム間隔が広げられる分だけ、ピンクッション磁界の歪み量を弱めることが可能になり、水平解像度向上の点で有利になる。
【００１７】
ここで、前記角度調整手段は、磁界を発生させることにより曲げる角度を調整するものとすることができる。当該磁界としては、いわゆるダイナミックコンバーゼンス磁界を利用することができる。この磁界の強度はレンズの水平集束作用の強さに応じて調整することが望ましい。
また、前記角度調整手段を前記ビーム間隔調整手段の少なくとも一部として用いるとすることができる。
【００１８】
さらに、前記レンズは、複数のレンズから構成されているとすることができる。単一とするよりも複数を組み合わせる構成とすることで設計し易くなり自由度が広がる。
また、前記レンズの少なくとも一部が磁界レンズであることを特徴としている。
【００１９】
さらに、前記レンズ発生手段の少なくとも一部が電磁コイルで構成されていることを特徴としている。
また、前記レンズ発生手段の少なくとも一部がマグネットで構成されていることを特徴としている。
【００２０】
【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、三本の電子ビームが略平行の状態で水平偏向磁界に入射するようにしている。また、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、これの配列は変更しても構わない。
【００２１】
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）から外側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。
【００２２】
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で発生する偏向磁界に対する磁心あるいは帰磁路を形成する働きを有する。
【００２３】
本実施の形態では、窓部１１１ａ、１１１ｂ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）発生のためのコイルを備えている。以下、窓部１１１ａ内に設けられたコイルを上側コイル１５１、窓部１１１ｂ内に設けられたコイルを下側コイル１５２という。上側コイル１５１及び下側コイル１５２（以下、両者を併せて「４極コイル」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集束するように構成されている。４極コイル１５０の作用の詳細については後述する。
【００２４】
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、４極コイル１５０のスクリーン側先端位置を管軸（Ｚ軸）上の基準点（Ｚ＝０）として設定し、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極コイル１５０のコアはＺ＝−２６〜０に位置している。なお４極コイル１５０のコアの幅は１５ｍｍであり、窓部１１１ａ、１１１ｂ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。
【００２５】
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。
【００２６】
本実施の形態では、４極コイル１５０によって４極磁界レンズを構成しており、このレンズが、水平方向に集束作用を有する。なお、水平偏向コイル１１０により生じる水平偏向磁界の磁界分布は通常のセルフコンバーゼンス方式で用いられるのと同様のピンクッション磁界である。この磁界分布により、三本の電子ビームは、その間隔が水平偏向に同期して徐々に広がりながら磁界レンズに進入し、磁界レンズによる水平方向の集束作用を受けて蛍光体スクリーンに集束される。
【００２７】
図４は、三本の電子ビームの間隔が徐々に広がる様子を模式的に示す図である。同図は、水平方向に並ぶ三本の電子ビームの軌道を垂直方向から見たものである。同図に示されるように電子銃３０から射出される三本の電子ビーム８０の間隔Ｗ（ＲとＢとの間の間隔）は、水平偏向に従い徐々に広がる（Ｗ’＞Ｗ）。
本実施の形態では、このように三本の電子ビーム８０の間隔Ｗを、水平偏向される範囲の中央から両端に行くに連れて（水平偏向の度合いが大きくなるほど）徐々に広げることで水平解像度をより向上させるようにしている。
【００２８】
すなわち、磁界レンズは、三本の電子ビーム８０を水平方向に集束させる（このことは、それぞれの電子ビームを水平方向に集束させることでもある。）凸レンズの機能を有している。
一般に、光学の凸レンズには、結像倍率をＭ、物点からレンズまでの距離をＳ１、レンズから像までの距離をＳ２としたとき、Ｍ＝Ｓ２／Ｓ１の関係が成立することが知られている。このような関係は、上記凸レンズの機能を有している磁界レンズにも適用することができ、例えば仮に電子銃を物点と仮定すると、管軸方向において電子銃からレンズまでの距離をＳ１、レンズから蛍光体スクリーン面までの距離をＳ２としたとき、同様にＭ＝Ｓ２／Ｓ１の関係がほぼ成立することになる。
【００２９】
結像倍率Ｍが小さいほど像が小さくなるため、磁界レンズの場合も同様に、レンズを蛍光体スクリーンに近づけてＳ１を大きくＳ２を小さくした方が、蛍光体スクリーンでの各電子ビームのスポット径を小さくできる。
実際には、物点は、電子銃内部に形成される電子ビームのクロスオーバ点であり、電子銃のメインレンズが凸レンズとして働くため、前記磁界レンズによる凸レンズが加わった場合は、両者の合成レンズとして考えることができる。
【００３０】
磁界レンズが蛍光体スクリーンに近づくということは、図中の角度αが大きくなることである。換言すると、角度αを大きくとれるようにすれば、結像倍率Ｍを小さくでき、磁界レンズの水平方向の集束力を強めることができることになる。凸レンズによる水平方向の集束力は、各電子ビームそれぞれについても同様に作用するので、角度αを大きくすると各電子ビームに働く集束力も強くなることになり、各電子ビームの蛍光体スクリーン上でのスポット径も水平方向に小さくなる。
【００３１】
電子銃から蛍光体スクリーンまでの距離は、水平方向中央から外側（両端）に行くに連れて長くなるから、水平偏向の際に、間隔Ｗが水平方向中央でも外側でも同じであれば（変わらなければ）、水平偏向の度合いが大きくなるに連れて角度αは小さくなり、その結果として結像倍率が大きくなって行く。
さらに、電子ビームは、水平方向外側に行くほど蛍光体スクリーンに斜めに入射することになるため、そのスポット形状が水平方向に伸びたようになり、またピンクッション磁界により水平方向外側に行くほど水平方向に伸びるように力を受けるため、蛍光体スクリーン上の水平方向周辺で歪みが大きくなり易い。このような状況において、水平方向外側で結像倍率が大きくなると、一層、水平方向の歪みが大きくなってしまう。
【００３２】
そこで、本実施の形態では、間隔Ｗを水平偏向の度合いに従い徐々に広げることにより、積極的に外側でも角度αを大きくとれるようにして結像倍率を小さくし、これにより水平方向の伸びを抑えて、水平方向におけるスポット径を小さくし歪みをより少なくして水平解像度を向上させているのである。
このように、三本の電子ビーム８０の間隔Ｗが徐々に広がることにより蛍光体スクリーン面７０上のどの位置でも適切にコンバーゼンスが得られると共に水平解像度を向上できるように構成したものである。
【００３３】
本実施の形態では水平偏向磁界の磁界分布を通常のセルフコンバーゼンス方式で用いられるピンクッション磁界としており、これにより電子ビームの水平偏向に伴い水平方向の間隔が徐々に広がるようにしているが、このように、複数の電子ビームの間隔を水平偏向に同期して広げる手法として、水平偏向磁界をピンクッション磁界とした場合は、ラスタの上下の辺の歪みの解消が容易になるという利点がある。なお、本実施の形態では、偏向ヨークのフェライトコアの電子銃側端部に入射する際の三本の電子ビームを互いに略平行としている。
【００３４】
このとき画面周辺部でのコンバーゼンスを微調整するためには、ピンクッション磁界の分布を調整することが考えられる。それでも足りない場合には、４極磁界レンズを水平方向中央部から水平方向両端側に向けて徐々に水平集束作用の強度が変わるように調整してもよい。
なお、本実施の形態では偏向ヨークの絶縁枠１２０に４極コイル１５０を埋め込んで４極磁界レンズを発生させるようにしているが、水平集束作用を持つレンズは、上記したようにできるだけ蛍光体スクリーン側に近づけることにより、電子ビームの蛍光体スクリーンへの結像倍率を小さく設定できるので、画面上の電子ビームスポットの水平径を小さくして水平解像度を向上することができ、同時に水平偏向コイルのピンクッション磁界と前記レンズの水平集束作用の水平強度分布とによって、サイドビーム（Ｒ、Ｂ）の間隔を水平偏向に同期して広げ、蛍光体スクリーンの水平方向両端辺でのコンバーゼンスを実現することができる。
【００３５】
以下、４極コイル１５０により発生する４極磁界レンズの作用について、詳しく説明する。図５は、上側コイル１５１と下側コイル１５２とこれらの間を通過する三本の電子ビーム（Ｒ、Ｇ、Ｂ）とを蛍光体スクリーンの側から見た図である。本実施の形態では、上側コイル１５１及び下側コイル１５２は、Ｎｉ系フェライト材からなるそれぞれ別の芯部材に導線４０を巻回したものであり、導線４０に定常電流を通電させる。コイルの巻数は任意に調整することが可能であるが、本実施の形態では、上下とも１００巻としている。
【００３６】
このようにすることで、上下コイルを電磁コイルとして機能させて両端部に磁極を作り、図５に示すような４極磁界を発生させる。上側コイル１５１のＮ極から下側コイル１５２のＳ極へと向かう垂直方向成分をもった磁界１５１１、及び下側コイル１５２のＮ極から上側コイル１５１のＳ極へと向かう垂直方向成分をもった磁界１５２１によって、電子ビームは水平方向の力の作用を受ける。
【００３７】
この４極磁界の垂直方向成分は、その磁束密度をＢｙとすると、水平方向の位置に応じて図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のいずれかに示すような磁束密度分布を有している。本実施の形態における磁束密度分布の調整について、図７を参照しながら以下に説明する。図６に示すような磁束密度分布は、図７に示す上側コイル１５１のＮ極１５１Ｎ及びＳ極１５１Ｓ、下側コイル１５２のＮ極１５２Ｎ及びＳ極１５２Ｓの４つの極の位置関係を調整することで選択することができる。
【００３８】
例えば、図７において４極コイル１５０の水平方向の幅Ｘｐ、及び垂直方向の長さＹｐが、サイドビーム（Ｂ、Ｒ）間の間隔Ｘｂｒよりも大きい条件において、Ｘｐを大きく、Ｙｐを小さくしていくと、図６（ａ）の分布となる。逆にＸｐを小さく、Ｙｐを大きくしていくと図６（ｂ）の分布となる。ＸｐとＹｐとをほぼ等しくしたまま両者を適当な値に調整すると図６（ｃ）の分布となる。
【００３９】
なお、図６に示す各分布において、Ｘは管軸からの水平方向の変位を示す。磁束密度の絶対値のピークは、図６には示されないｘ軸方向外側の領域にある。この２つのピークは、三本の電子ビームが通過する領域よりも外側に位置するように調整され、三本の電子ビームは、偏向作用に応じてこのピーク間での通過位置が変わることになる。
【００４０】
各分布のいずれの場合も、水平偏向磁界による偏向作用のない場合（図５で示すように三本の電子ビームのうち中央の電子ビーム（Ｇ）が水平方向中央にある場合）には、三本の電子ビームのうち中央の電子ビーム（Ｇ）の中心は、図６に示す分布のＸ＝０に対応するため４極磁界の影響を受けず、また、両外側の電子ビーム（Ｂ、Ｒ）はそれぞれ正負が逆で強度がほぼ同じである４極磁界の垂直方向成分によって中央の電子ビームに近づく方向の力を受けるので、三本の電子ビームは水平方向に集束作用を受けてコンバーゼンスされる。つまり、４極磁界によってこのような集束作用をもつ磁界レンズが発生したことになる。
【００４１】
したがって、４極磁界の設計に際しては、まず蛍光体スクリーンの中央で三本の電子ビームが集中するように４極磁界の中央部の強さ（図６におけるグラフの傾きに相当する）を設計する。電子ビームが水平偏向された場合、蛍光体スクリーンの水平方向周辺部においては、蛍光体スクリーンの中央と比べて三本の電子ビームをより遠くでコンバーゼンスさせる必要がある。
【００４２】
そこで、本実施の形態では、水平偏向コイルによる偏向磁界の分布をピンクッションとし、この偏向磁界分布と、磁界レンズの水平集束作用により、水平偏向の度合いが大きくなるに連れて両端の電子ビーム（Ｂ、Ｒ）の水平方向の間隔を広げ、三本の電子ビームがより遠い距離で一点に集中するようにしながら、結像倍率も小さくして、蛍光体スクリーンの水平方向周辺部での解像度とコンバーゼンスの向上を図っている。
【００４３】
なお、より厳密なコンバーゼンスが要求される場合には、４極磁界の分布で調整することができる。以下、この調整について説明する。
電子ビームが水平偏向された場合でも４極磁界により三本の電子ビームは互いに集まるような集束作用を受けるが、この４極磁界は偏向磁界領域の電子銃側端部よりも蛍光体スクリーン側にあるため、偏向に応じて三本の電子ビームの４極磁界での位置が変わる。即ち、４極磁界レンズを通過する三本の電子ビームの位置が水平方向に移動するため、それぞれが通過する水平位置での４極磁界レンズの強度（図６におけるグラフの傾き）も水平偏向にともなって変化する。
【００４４】
ここで、厳密にコンバーゼンスを見ると、水平偏向が大きくなるにつれて三本の電子ビームが蛍光体スクリーン上に到達したときの電子ビームの間隔が広がっていく傾向にある場合には、４極磁界の強度分布として、中央から水平方向外側へ向かうほど集束作用が強まるような分布とする必要がある（図６（ａ）の分布）。
【００４５】
逆に水平偏向が大きくなるにつれて、三本の電子ビームの集束する点が蛍光体スクリーンから電子銃側に近づく傾向にある場合には、４極磁界の強度分布として、中央から水平方向外側へ向かうほど集束作用が弱まるような分布とする必要がある（図６（ｂ）の分布）。
上記のような調整が必要ない場合には、４極磁界の強度分布は中央から水平方向外側に向けて一定の強さの集束作用を持つようにすればよいので、図６（ｃ）の分布とすればよい。
【００４６】
以上のようにすることで、水平方向の解像度を向上させることが可能になるとともに、蛍光体スクリーンの中央部から水平方向周辺部まで的確にコンバーゼンスさせることができる。
なお、４極磁界の強度を水平偏向に同期させて集束作用を可変とすることも可能ではあるが、水平偏向周波数が高いため、消費電力が増加する、回路の負荷が大きくなる等の弊害が伴う。本発明によれば、このように、水平偏向同期で集束作用を可変とするような構成とすることなく、簡単な構成で解像度およびコンバーゼンスの向上を図ることができる。
【００４７】
以上に説明したように、本実施の形態のように水平偏向磁界としてピンクッション磁界を用い、かつ、管軸方向において偏向ヨークのフェライトコアの電子銃側端部から蛍光体スクリーンまでの間に、複数の電子ビームに水平方向の集束作用を与える磁界レンズを発生させ、水平偏向に伴って複数の電子ビームのうちの、少なくとも両端のビーム間の間隔を広げるようにすることで、水平方向中央部から水平方向周辺部までにおいて水平方向の解像度の向上を図ると共に、良好なコンバーゼンスを得られる。
【００４８】
なお、上記実施の形態では、垂直偏向作用が働いた場合については詳細な説明を省略したが、基本的には従来の垂直偏向コイルの磁界分布を調整することで、対応することが可能である。具体的には、垂直偏向コイルの磁界分布を、バレル磁界が強まる方向へ調整することができる。それだけでは不十分な場合には、垂直偏向磁界の強度に応じて磁界レンズの水平方向の集束作用を弱める構成とすることが好ましい。具体的には、垂直偏向に同期させて磁界レンズの水平方向の集束作用を可変とすることができる。垂直偏向周波数は数十Ｈｚ程度という低い値であるので、これに同期させて集束作用を可変とすることは、高い消費電力や複雑な回路構成とはならず、容易に実現できる。また、磁界レンズが、中央から垂直方向周辺へ行くほど水平方向の集束作用が弱くなるレンズ強度分布を有するような構成としてもよい。
【００４９】
＜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。
（１）即ち、上記実施の形態では、水平偏向に伴って三本の電子ビームの間隔を広げる手段（ビーム間隔調整手段）として、水平偏向コイルの偏向磁界分布としてピンクッション磁界を用いるようにしたが、同様の効果を奏する手段であれば、必ずしも偏向磁界分布によるものとする必要はない。
【００５０】
例えば、偏向ヨークの管軸方向におけるコアの電子銃側端部から電子銃までの間の位置において、複数の電子ビームのうちの中央の電子ビームに対する少なくとも両端の電子ビームを、その間隔が水平方向において広がる方向に曲げる角度調整手段を設けるようにすることができる。
より具体的には、角度調整手段として、例えばダイナミックコンバーゼンスの場合と同様に、各電子ビームが偏向される前に、両サイドの電子ビームの角度を変更させる磁界（ダイナミックコンバーゼンス磁界）を発生させる磁界発生部１８０（図１破線）を設け、当該磁界の強度を水平偏向量に応じて変化させることによっても同様に、水平偏向とともに三本の電子ビームの間隔を広げ、蛍光体スクリーン面全域で水平解像度を向上させつつ蛍光体スクリーンの水平方向周辺部でのコンバーゼンスを容易に実現することが可能である。
【００５１】
この場合には、水平偏向コイルの偏向磁界分布は上記実施の形態で説明したピンクッション磁界に限らず、ダイナミックコンバーゼンス磁界の作用に応じて、ピンクッション磁界の強度を弱めたり、斉一磁界分布を用いたり、あるいはバレル磁界にしてもよく、他の特性を考慮した総合的な設計が可能である。
要するに、両端の電子ビームの、磁界レンズに進入する際の間隔が、水平偏向の度合いが大きくなるに連れて広がるようにすれば、結像倍率を蛍光体スクリーン面周辺でも小さくでき、水平解像度を向上させることができるのである。
【００５２】
（２）また、上記実施の形態では、４極磁界の発生のためにコイルを設けたが、垂直偏向に同期して磁界の強度を変調する必要がない場合などには、４極磁界の発生のためにマグネットを用いることもできる。この場合は、例えば、アルニコ（Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｏの合金）材に樹脂材を混合したものなど、磁気特性の安定した温度係数の小さいマグネットを用いることが好ましい。また、当該マグネットに導線を巻回してコイルを形成し、微調整を行うようにしてもよい。
【００５３】
（３）また、上記実施の形態では、４極磁界を発生させるために２つのコイル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、２つのコイル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つのコイル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。また、４極磁界の替わりに６極磁界や８極磁界を用いてもよい。ただし、いずれの場合にも、三本の電子ビームが水平方向に集束する力を発生するように磁極が配置される必要があることは言うまでもない。
【００５４】
（４）上記に簡単に説明したように、電子ビームの垂直偏向に対しては、基本的には４極磁界の強度調整等によるレンズの強度の調整、あるいは垂直偏向コイルの偏向磁界分布の調整により対処することが可能である。しかしながら、より厳密なコンバーゼンスが求められる場合には、垂直偏向に伴い、図８に示すように、上側コイル１５１の両極間に生じる磁界１５１２や下側コイル１５２の両極間に生じる磁界１５２２による電子ビームへの偏向作用が、レンズの強度の調整や垂直偏向コイルの偏向磁界分布の調整だけでは完全に解消できない場合も生じる。即ち、磁界１５１２によっては電子ビームに対する上向きの偏向作用、磁界１５２２によっては下向きの偏向作用が生じるところ、当該偏向作用の強弱は三本の電子ビームそれぞれに対して異なることから、このうちレンズ強度や垂直偏向磁界の磁界分布等で補正しきれない部分が厳密にはミスコンバーゼンスの原因となる。従って、係る磁界の偏向作用が完全に解消できないような場合には、垂直偏向と同期して、これらの磁界１５１２、１５２２をキャンセル若しくは軽減するような機構を設けるようにしてもよい。
【００５５】
（５）上記実施の形態では、電子銃３０として、三本の電子ビームが略平行に放出されるものを用いたが、これに限定されず、両サイドのビームが内向きに角度をもったものでもよく、また逆に外向きでもよい。ただし、偏向コイルによる偏向作用が働いていない場合に、レンズによって両サイドのビームが水平方向に集束作用を受けて内側に曲げられる分だけ、予め外向きに補正されていなければならない。
【００５６】
従って、通常用いられるような、両サイドのビームが内向きに放出され、偏向コイルによる偏向作用が働いていない場合に蛍光体スクリーンの中央部のほぼ一点に集束されるような電子銃を用いる場合には、電子ビームの電子銃からの放出後に、例えばコンバーゼンスヨークと呼ばれ広く用いられているような簡易的な磁界（ここでいう磁界は、偏向磁界とは異なる）発生装置を用いて電子ビームの進路を補正して、無偏向時にレンズによって両サイドのビームが水平方向に集束作用を受けて内側に曲げられる分だけ、両サイドのビームを予め外向きに補正してもよい。
【００５７】
（６）上記実施の形態では、偏向ヨーク１００内に４極コイル１５０を設けて磁界レンズを形成したが、磁界レンズを設ける位置も偏向磁界と重ね合せる必要はなく、偏向ヨーク１００よりもスクリーン寄りの位置に発生させるようにしてもよい。
（７）上記実施の形態では、電子ビームを水平方向に集束させるレンズとして磁界レンズを用いたが、レンズは磁界レンズだけに限られず、例えば一部に静電レンズを含む構成とすることもできる。静電レンズは、例えばパネル部１０内面に公知の色選別電極（シャドウマスク等）と、ファンネル２０内部に三本の電子ビームの通過領域を囲むようにして外部の地磁気等の磁界を遮蔽するための公知の内部磁気シールド（いずれも不図示）が配されている構成において、当該色選別電極と内部磁気シールド間に、所定の電位差を発生させることにより形成することが可能である。
【００５８】
（８）上記実施の形態では、単一の磁界レンズを用いた場合について説明したが、当該レンズは、管軸方向に二つ以上に分割して構成することもでき、これにより設計の自由度が向上する。特に、少なくとも一つを偏向ヨークのコアの内部に入れ、少なくとも残りの一つの一部分については、前記コアの外であって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。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るカラー受像管装置によれば、レンズを発生させるとともに、複数の電子ビームのうちの少なくとも両端の電子ビームの前記レンズに進入する際の間隔が、水平偏向の度合いが大きくなるに連れて広がるように構成することで、電子ビームの蛍光体スクリーンへの水平方向の結像倍率を特に小さくすることができ、蛍光体スクリーン上での電子ビームスポットを小さくすることができるので、スクリーン全域における水平解像度の向上を図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おけるカラー受像管装置の外観を示す側面図である。
【図２】本発明の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一部断面図である。
【図４】複数の電子ビームのうち、両端のビームの間の間隔が徐々に広がる様子を模式的に示す図である。
【図５】４極コイル１５０による磁界レンズの構成及び作用について説明するための図である。
【図６】垂直偏向がなされていない場合における４極磁界の磁束密度分布の例を示す図である。
【図７】４極磁界の磁束密度分布の調整について説明するための図である。
【図８】上側コイル１５１の両極間に生じる磁界１５１２や下側コイル１５２の両極間に生じる磁界１５２２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極コイル
１５１　　　　　　　　上側コイル
１５２　　　　　　　　下側コイル
【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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