JP2002505800A - 電子銃を検査するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 電子銃用の電極の組立品が検査される。多数の開口部（少なくとも３個であるが好適には４個）の相対位置が、一方は電極の２個の開口部、例えばＧ１電極及びＧ２電極の位置を決定するため、他方はその他の１個又は複数個の開口部の位置を決定するための、２個の光学システムによって決定される。

Description

【発明の詳細な説明】 電子銃を検査するための方法及び装置 本発明は、少なくとも一本の電子ビームを通すための開口部を有する多数の電 極を有する電子銃を具えている、陰極線管を製造する方法に関するものであり、 その方法においては、方法ステップ中に電極の組立品が検査される。 本発明は、電極の組立品を検査するための装置にも関係している。 陰極線管は、例えばテレビジョン装置及びコンピュータモニタ及びオシロスコ ープに用いられる。 そのような方法及び装置は欧州特許出願第EP 0 793 250号から既知である。こ の既知の方法においては、電子銃用の電極組立品の第１電極（Ｇ１）の上側表面 の位置と、第２電極（Ｇ２）の下側表面の位置とが、電気マイクロメータによっ て測定される。その第１電極はいわゆるＧ１電極、すなわち陰極がその電子銃内 に設置される場合に、その陰極に最も近い電極である。そのような検査は有益で あり得るけれども、非常に限られた検査、すなわち二つの表面の位置の検査のみ が可能である。電子銃は、種々の理由のために、品質要求を満たし得ない。全体 としてその電子銃を組み立てるに先だって、その組立品を検査することが、製造 ラインから電極の組立品を選択的に除去する、すなわち「不完全な」組立品から 「良好な」組立品を分離することを可能にする。しかしながら、この既知の方法 においては、検査の後に、電子銃がその要求を満たさないと言う危険が比較的高 い。動作中に一本又は複数本の電子ビームを形成し、進めて且つ合焦する電界は 電極Ｇ１及びＧ２間の距離にもある程度依存するが、他のパラメータにも依存す る。 電極の組立品を検査するための、改善された製造方法及び改善された装置を提 供することが、本発明の目的である。 これを達成するために、本発明による方法は、電極の組立品が第１及び第２光 学システムの間に置かれ、且つ前記組立品の第１及び第２電極の第１及び第２開 口部の位置が前記第１光学システムによって決定され、且つ第３電極の第３開口 部の位置が前記第２光学システムによって決定されることを特徴としている。 本発明による装置は、該装置が、電子銃の第１及び第２開口部を検査するため の第１光学システムと、電子銃の第３開口部を検査するための第２光学システム との間に、電極の組立品用の保持器を具えていることを特徴としている。 動作中に一本又は複数本の電子ビームを形成し、進めて且つ合焦する電界は、 種々の電極の内の開口部の誤整列に対して、及びそれらの開口部の形成における 誤差に対して非常に敏感である。開口部の誤整列及び又は変形は、一本又は複数 本の電子ビームの望まれない偏差又は変形を導入するだろう。 本発明は、光学システムを用いて、第１及び第２開口部の位置を決定すること が可能であると言う洞察を基礎としている。第２開口部は普通第１開口部と同じ 大きさか、あるいは第１開口部よりも大きいけれども、本発明は、光学システム を用いて、第１開口部を通して第２開口部を見ることが可能であるから、第１及 び第２開口部の相対位置が決定され得ることを実現した。第２光学システムを用 いて、その電子銃の他方側から、第３開口部の位置が決定され得る。第１、第２ 及び第３開口部の相対位置を決定することにより、理想的相対位置に関してこれ らの開口部の誤整列が決定され得る。既知の方法と比較して、電子銃のより多く の局面、特に開口部のより多くの相対位置が区別され得る。更にその上、この方 法は非接触方法である。接触方法は本質的にそれらの電極の開口部を損傷する危 険を有している。電極の開口部に対する（掻き傷のような）あらゆる損傷は、そ れ自身で、電子ビーム偏差又は変形の潜在的源泉を形成し得る。 好適に本発明による方法においては、電子銃の第４電極内の第４開口部の位置 は、第２光学システムにより決定される。第４開口部の位置の決定が本方法の弁 別能力を更に改善する。 好適に前記第１光学システムは２個の光学サブシステムを具え、その２個の光 学サブシステムは、共通に開口部の近くに置かれたレンズシステムと部分的に透 明な鏡とを有し、各光学サブシステムは更に関連する開口部の光学映像を記録す るための別のレンズシステムと記録装置とを有している。 これは第１光学システムの比較的簡単な設定である。これら２個のサブシステ ムは同様に（簡単なレンズ又は複雑なレンズシステム、及び好適には色消しレン ズであり得る）レンズシステムを有している。レンズシステムと記録装置との間 に、２個の光通路を分離する部分的に透明な鏡があり、その光通路の一方は第１ 記録装置（例えばＣＣＤカメラ）へ第１の別のレンズシステムを通って進み、他 方の光通路は第２記録装置へ第２の別のレンズシステムを通って進む。それら二 つの光通路内で異なる別のレンズシステムを用いることにより、それら二つの光 通路に対して異なるレンズ−物体距離を有することが可能であり、それらの光通 路の一方は第１開口部上に合焦され、他方は第２開口部上に合焦される。 好適に第２光学システムは２個の光学サブシステムを具え、それら２個のサブ システムが１個又は複数個の開口部と対向するレンズシステム、及び共通に部分 的に透明な鏡を有し、各光学サブシステムは、上述のと同じ利点を得るように、 更に別のレンズシステムと関連する開口部の光学映像を記録するための記録装置 とを有している。 好適にこの方法は関連する開口部の映像が前記の記録装置により記録される第 １及び第２記録ステップを具えており、それらの記録ステップの間に電極の組立 品が、それらの開口部をほぼ通って進む軸線の回りで、それらの光学システムに 対して回転される。これが、それらの記録装置により記録された映像の各々にお いて、共通軸線、すなわち共通回転軸線を確認することを可能にする。これが開 口部の相対位置を決定することにおいて、増大された精度を可能にする。上述さ れた好適な実施例はまた、あるいはそれに加えて、記録装置の相対位置の較正の ために用いられる。この場合には、上記の実施例が記録装置の相対位置を決定す るための初期化ステップとして用いられ得る。 好適に電極の組み立て品は１８０°の角だけ回転される。 好適にこの方法は電極の組立品がその光学システムに対してある距離だけ転位 され、且つ映像が転位の前と後とに記録される。 これが、その記録装置により取られる映像において、映像の尺度を確認するこ とを可能にし、それが開口部の（相対）位置を決定することにおいて、増大され た精度を可能にする。この方法ステップは、記録装置により取られる映像の尺度 が決定される初期化ステップとしても用いられ得る。 本発明のこれらの及びその他の態様が典型的な実施例によって及び添付の図面 を参照してもっと非常に詳細に記載されるだろう。 図において、 図１は陰極線管の断面図であり、 図２Ａは電子銃の斜視図であり、 図２Ｂは電極の組立品を示す電子銃の断面図である。 図３Ａ及び３Ｂは本発明による方法と装置との一実施例を図解している。 図４Ａ〜４Ｃはこの測定時の電極の組立品の回転の効果を図解している。 図５Ａ〜５Ｃはこの測定時の電極の組立品の転位の効果を図解している。 図６は、一例によって、共通回転軸からの４個の開口部の偏差を示している。 図７は本発明による方法と装置との一実施例の別の詳細を示している。 図は比例尺では画かれていない。一般に、類似の参照符号は図において類似の 部分を参照させる。 図１は陰極線管を、この例では、表示窓３、円錐体部分４及び頚部５から成る 排気されたエンベロープ２を具えた、カラー陰極線管１を示している。前記の頚 部５内に電子銃６が一平面、この例では図面の平面であるインライン平面内に延 在する３本の電子ビーム７，８及び９を発生するために設けられている。表示ス クリーン１０がその表示窓の内側に設けられている。前記の表示スクリーン１０ は、赤、緑及び青で発光する多数の燐光体素子を具えている。表示スクリーンへ 行く途中で、電子ビームが電磁偏向ユニット１１によってその表示スクリーンを 横切って偏向されて、表示窓３の前方に配置され且つ多数の開口部１３を有する 薄板を具えているカラー選択電極１２を通過する。そのカラー選択電極（しばし ば「シャドーマスク」とも呼ばれる）は懸架素子によって表示窓内に懸架されて いる。３本の電子ビーム７，８及び９が相互に対して小さい角でそのカラー選択 電極の開口部１３を通過し、且つ続いて各電子ビームが唯一のカラーの燐光体素 子上に衝突する。この陰極線管は更に動作中に電圧がそれを通って電子銃の電極 へ印加される貫通接続１６を具えている。 図２Ａは電子銃６の部分的斜視図である。前記の電子銃は、この例では、３個 の陰極２１，２２及び２３（図２Ｂ参照）を具えている。前記の電子銃６は、第 １共通電極２０(Ｇ１電極とも呼ばれる)、第２共通電極２４(Ｇ２電極)、第３ 共通電極２５（Ｇ３電極）及び第４共通電極２６（Ｇ４電極）を有する電極の組 立品を更に具えている。それらの電極は支持具２７上に取り付けられ、且つ電圧 を印加するための接続部を有している。電極間に電圧及び、特に電圧差を印加す ることにより、動作中に電子光学的フィールドが発生され、それらのフィールド が電子ビーム７，８及び９を形成し、加速し且つ合焦する。幾つかの電極間に非 点収差電子光学素子が形成される。これらの電極の各々は少なくとも１個、この 例では３個の、電子ビーム７，８及び９を通すための開口部を有している。電極 （Ｇ１〜Ｇ４）及び支持具２７を具えているこの電極組立品が最初に作られ、そ の後陰極とその他の部品とが電子銃を形成するために電極のその組立品へ加えら れる。この電極組立品はしばしば「ベッドユニット」とも呼ばれる。この電子銃 の電子光学的品質は、電極を通る開口部の相対位置により、特に開口部Ａ，Ｂ， Ｃ及びＤの相対位置により、大いに影響される。 図３Ａ及び３Ｂは本発明の一実施例及び本発明による装置を図解しており、そ こで、図３Ａは一般的段取りを示し、且つ図３Ｂは詳細を示している。２個の光 学システム３１，３２の間において、電極の組立品５１が組立品保持器３３内に 位置決めされている。第１レンズシステム３１が、１個は光通路３４用、且つ１ 個は光通路３５用の、２個のサブシステムを具えている。これら２個のサブシス テムは共通レンズＬ１及び２個の光通路を創出するための手段、この例では半透 明鏡Ｍ１を具えている。光通路３４用のサブシステムはレンズ（又はレンズシス テム）Ｌ３及び記録装置４１、この例ではＣＣＤカメラを具えている。このサブ システムによって、第１電極（Ｇ１）内の開口部が記録される。第２光学サブシ ステム（光通路３５用）は、レンズＬ４及び記録装置４２（ＣＣＤカメラ）を具 えている。第２サブシステムが第２電極内の第２開口部を記録する。図３Ｂは電 極２０（Ｇ１）及び２４（Ｇ２）の近くに位置決めされている、レンズＬ１を示 している。電極２４内の開口部Ｂは電極２０内の開口部Ａの後に位置決めされて おり、且つ従って肉眼では見えないけれども、開口部Ａの近くに位置決めされて いるレンズＬ１を通してその開口部を記録することは、それにもかかわらず可能 である。典型的にはレンズＬ１と開口部Ａとの間の距離は４〜１５ｍｍである。 第２レンズシステム３２はこの実施例においてはまた、１個は光通路３６用、 且つ１個は光通路３７用の、２個のサブシステムを具えている。これら２個のサ ブシステムは共通レンズＬ２及び２個の光通路を創出するための手段、この例で は半透明鏡Ｍ２を具えている。光通路３６用のサブシステムはレンズ（又はレン ズシステム）Ｌ５及び記録装置４３、この例ではＣＣＤカメラを具えている。こ のサブシステムによって第３電極（Ｇ３）内の開口部が記録される。この第２光 学サブシステム（光通路３７用）は、レンズＬ６及び第４電極（Ｇ４）内の第４ 開口部を記録するための記録装置４４（ＣＣＤカメラ）を具えている。それらの 開口部の各々の位置を記録することが、３個（又はこの例では４個）又はそれ以 上の開口部の相対位置が確立されることを可能にする。開口部の整列が確立され 得る。例えばプリセットされた品質標準に合致とない電極の組立品を製造ライン から除去するために、あるいは製造ライン内の品質チェックとして、この測定が 用いられ得る。好適には電極のこの組立品がそれらの開口部をほぼ通って進む軸 線の周囲で回転される。図３Ａにおいては、これが回転の軸線Ｒにより示されて いる。共通軸線、すなわち共通回転の軸線の周囲での回転の前及び後の、それら の開口部の記録された映像が、それらの映像の各々において確認され得る。これ らの光学システムが回転され得るかその電子銃が回転され得るかの双方又はいず れか一方であるが、好適には、実行することが簡単であるから、光学システムが 固定されている間に電子銃が回転される。その回転は、例えば１２０°の角を、 ２回だけ実行され得る。各開口部の３個の映像がそれで記録され得る。共通軸線 はその時各開口部の３個の映像により形成される三角形の中心点により形成され る。好適には回転は１８０°の角だけ行われる。各開口部の２個の映像が記録さ れる。共通回転軸線は２個の映像の間の途中の点により形成される。それらの開 口部の映像の各々において共通軸線が確認できるので、この共通軸線の偏差が回 転無しよりももっと正確に定義される。 好適にはこの電子銃と光学システムとが相互に対して転位され、且つそれらの 開口部の各々の映像は、その転位に先だってと後とに記録される。その転位の絶 対値はそれらの映像の各々に対して同じであるから、映像の各々において尺度を 測定することが可能である。これがそれらの開口部の相対位置の回線された決定 を可能にする。図３には、可能な転位方向ｘ及びｙが示されている。それらの映 像の尺度の決定は２又はそれ以上の方向での、例えばｙ方向におけるのと同時に ｘ方向における転位により更に改善され得る。 図４Ａ〜４Ｃは測定に際する回転の効果を図解している。図４Ａは回転に先だ って（４０）と回転の後（４１）のＧ１電極内の開口部の記録された映像を示し ている。回転Ｒが矢印により示されており、この例ではその回転は１８０°の角 だけである。回転の軸線は範囲４０及び４１の間の中途の点４２により与えられ る。 図４Ｂは回転に先だって（４３）と回転の後（４４）のＧ２電極内の開口部の 記録された映像を示している。回転Ｒが矢印により示されており、この例ではそ の回転は１８０°の角だけである。回転の軸線は範囲４３及び４４の間の中途の 点４５により与えられる。 これらの方法ステップは初期化する方法ステップにおいて、それらの記録装置 を較正するためにも用いられ得る。点４２と４５とは共通の回転の軸線と一致す る。それ故に開口部Ａを記録する記録装置において記録された映像の中心Ｃは、 回転の軸線と一致せずに、右及び下側（図４Ａ参照）へわずかにオフセットされ る。開口部Ｂを記録する記録装置においては、記録された映像の中心Ｃ’は、回 転の軸線と一致せずに、右及び下側（図４Ｂ参照）へオフセットされる。この情 報は、記録された映像の中心が回転の軸線と一致するような距離にわたり、且つ そのような方向で、記録装置を転位するために用いられ得て、又は代りに、これ は電子的に行われ得て、すなわち図４Ａと４Ｂとの２個の映像がコンピュータ内 で比較された場合に、それらの映像は、点４２及び４５が記録された映像の中心 へ「電子的に」転位されるように操作される。必要な転位が矢印により図４Ａに 示されている。いずれの方法においても、結果として生じる結合された映像は図 ４Ｃに示されたような映像である。上述された（組立品の回転）二つの方法ステ ップは検査される各組立品に対して行われ得る。このことがまだ時間を消費する が非常に正確な方法へ導き得る。記録装置の初期化のために上述のステップを用 いることが、可能であり、且つ好適である。共通回転軸線と関連して、記録装置 の中心の相対位置が一旦確立されると、それらの記録装置は物理的にあるいは電 子的にシフトされ得るので、それらの中心が共通回転軸線と一致する。 図４Ｃは、その回転に先だって２個の開口部の２個の映像が一つの図形内に表 示されている映像を示しており、共通回転軸線はその映像の中心Ｃと一致するよ うにされる。これは図４Ａ及び４Ｂの記録された映像を受け取る計算装置におい て最も容易に行われ得る。範囲４０と４３とが共通回転軸線４２，４５に対して シフトされることは明らかである。図４Ｃもまた、図４Ａと４Ｂとにおける尺度 が同じである場合には、共通回転軸線に共に関するそれらの開口部の絶対偏差を 与え得る。しかしながらそれらの映像の尺度は限られた精度のものてあることが 知られている。しかしながら、その尺度はそれらの開口部の寸法から読み取られ 得て、好適に電子銃はこの光学システムに対して転位される。 転位の効果が図５Ａ〜５Ｃに図解されている。図５Ａにおいて、ｘ軸に沿った ０．２ｍｍの転位に先だって及びその後の、Ｇ１電極内の開口部４０の二つの映 像が記録されている。図５Ｂにおいて、ｘ軸に沿った０．２ｍｍの転位に先だっ て及びその後の、Ｇ２電極内の開口部４３の二つの映像が記録されている。これ らの映像のシフトは、それらの図に示されたような、尺度を与える。その尺度は 検査される電極の各組立品に対して決められ得るが、好適にはその尺度は初期化 ステップにおいて決められる。その尺度は図５Ａにおけるよりも図５Ｂにおいて 小さい。この情報が、二つの開口部の相対位置の正確な決定を与えるために、図 ４Ｃに示されたような情報と結合され得る。図４Ｃは共通軸線４２，４５からの ２個の開口部の偏差の方向を与え、且つ図５Ａ及び５Ｂが各映像に対する尺度を 与える。これらの二つを結合することが図５Ｃに示されるような結果を与える。 図６は、実例によって、共通回転軸線Ｏからの４個の開口部Ａ，Ｂ，Ｃ及びＤ の偏差を示している。これらの位置が、測定された位置をプリセットされた品質 基準に対して比較するための理想的な位置と比較され得る。これらのすべてが、 記録装置からデータを集める計算装置内で行われ得る。 図７は本発明の実施例の幾らか別の態様を図解している。 転位装置（ＴＳ）が示されている。電極の組立品の近くに、電極間のギャップ 内に、例えばＧ３及びＧ４電極間のギャップとＧ２及びＧ３電極間のギャップと の双方又はいずれか一方内に、光学案内６２を位置決めするための手段６１が設 けられている。スライド又はシートの形であってもよいこれらの光学案内内へ、 光源ＳＬ（側光）により発生された光が結合される。この光学案内は、動作中に 光が開口部の近くのこの光案内の外へ、且つ前記の開口部内へそれにより結合さ れる手段（例えば粗くされた表面）を有している。好適には拡散光源がそのよう な手段により形成される。この方法でそれらの開口部が良く照明され、それが記 録される映像の品質、及びそれにより位置の決定の精度を増大する。更にその上 光源ＢＬが設けられて、それが、部分的に透明な鏡Ｍ３によって、それらの開口 部を照明する。 本発明の枠組み内に、多くの変形が可能であることが明らかであろう。本発明 は、例えば、単一電子ビームを発生する電子銃を検査するため、又はインライン 電子銃のために用いられ得る。後者の場合には、電子ビームの各々に対する決定 の、３個の決定が行われ得る。そのような検査を可能にするために、異なる電子 ビームに対する開口部が順次に検査されるように、その装置は組立品を転位する ための転位装置７１を具えてもよい。この例においては、４個の開口部の相対位 置が決定される。もっと多くの光通路を用いることにより、例えばそれらの光通 路のうちの一つ内に特別中途鏡を置くことにより、光の一部を更に別のレンズ− カメラシステムへ分割し、２個以上の開口部が各光学システム３１，３２により 測定され得る。ｘ方向とｙ方向との両方又はいずれか一方、すなわち電子ビーム の伝播方向を横切る方向での位置が決定され得る。しかしながら、ｚ方向、すな わち電子ビームの伝播方向に沿った方向での位置を決定することも（レンズ又は レンズのセットを動かすことにより）可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも一本の電子ビームを通すための開口部を有する多数の電極を有す る電子銃を具えている陰極線管を製造する方法であって、該方法においては方 法ステップ中に電極の組立品が検査される方法において、 前記電極の組立品が第１及び第２光学システムの間に置かれ、且つ前記組立 品の第１及び第２電極の第１及び第２開口部の位置が前記第１光学システムに よって決定され、且つ第３電極の第３開口部の位置が前記第２光学システムに よって決定されることを特徴とする陰極線管を製造する方法。 ２．請求項１記載の方法において、前記電子銃の第４電極内の第４開口部の位置 が、前記第２光学システムによって決定されることを特徴とする陰極線管を製 造する方法。 ３．請求項１記載の方法において、前記第１光学システムが２個の光学サブシス テムを具え、該２個の光学サブシステムが、共通に前記開口部の近くに置かれ たレンズシステムと部分的に透明な鏡とを有し、各光学サブシステムが、関連 する開口部の光学映像を記録するために、別のレンズシステム及び記録装置を 更に有していることを特徴とする陰極線管を製造する方法。 ４．請求項２記載の方法において、前記第２光学システムが２個の光学サブシス テムを具え、該２個の光学サブシステムが、共通に前記開口部の近くに置かれ たレンズシステムと部分的に透明な鏡とを有し、各光学サブシステムが、関連 する開口部の光学映像を記録するために、別のレンズシステム及び記録装置を 更に有していることを特徴とする陰極線管を製造する方法。 ５．請求項１記載の方法において、該方法が、開口部の映像が前記記録装置によ り記録される第１及び第２記録ステップを具え、それらの記録ステップの間に 前記開口部をほぼ通って進む軸線の回りで、前記光学システムに対して、前記 電子銃が回転されることを特徴とする陰極線管を製造する方法。 ６．請求項１記載の方法において、該方法が、開口部の映像が前記記録装置によ り記録される第１及び第２記録ステップを具え、それらの記録ステップの間に 前記光学システムに対して前記電子銃が転位されることを特徴とする陰極線管 を製造する方法。 ７．請求項１記載の方法において、光学的光案内が電極間に位置決めされ、該光 学的光案内は測定されるべき開口部の近くで、前記案内の外へ光を結合するた めの手段を有していることを特徴とする陰極線管を製造する方法。 ８．電子銃を検査するための装置において、該装置が、電子銃の第１及び第２開 口部を検査するための第１光学システムと、電子銃の第３開口部を検査するた めの第２光学システムとの間に、電極の組立品用の保持器を具えていることを 特徴とする電子銃を検査するための装置。