JPH0218840A - 非回転対称レンズ素子をそなえた螺施状集束レンズを有する表示管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、一方の側におけるけい光スクリーンおよび他
方の側におけるネック部分と、このネック部分内に位置
する電子銃と、発生された電子ビームをけい光スクリー
ン上に集束する集束構造とを有する容器を有する表示管
に関するものである。

（従来の技術） 表示管の電子銃を設計する場合、電子銃をつくる上での
問題の１つは、小さな球面収差を伴う小さな偏向焦点ず
れである。今迄は、他の観点はそのままにして１つの観
点に対する解決を見出すことに絶えず努力が払われてき
た。

例えば、米国特許公開公報第４．３６６、４１９号には
、それぞれが第１および第２管状電極を有する３つの個
々の集束レンズをもったインライン形の電子銃を有する
カラーテレビジョン表示管が記載されている。前記の第
１電極は、この第１電極の領域内に非回転対称（アステ
ィグマティック）レンズ素子を形成するための手段（そ
れぞれ補助電極と共働する径方向に対面する横のアパー
チャ）を有する。この場合電圧は、レンズの非点収差と
度が同時に制御されるように電極に加えられる。このよ
うにスポットの偏向焦点ずれを減少するように努力が払
われたが、この焦点ずれは、特に高解像度カラーテレビ
ジョン表示管には堪え難いものである。けれども、前記
の米国特許公開公報に記載されたカラーテレビジョン表
示管の電子銃の欠点は、３つの金属管状電極セットを管
のネック部分内に並べて入れねばならないためにこれ等
の金属管状電極セットの直径が最大寸法に制限されると
いうことで、このことは、非回転対称電気制御レンズ素
子を設けることによって偏向焦点ずれが有効に低減さ、
れこのため偏向の場合にスポット寸法は著しく大きくな
らないが、スポット寸法それ自体は球面収差の結果非常
に小さくはなり得ないことを意味する。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は、改良された電子銃を有する表示管を得ること
を目的とするものである。

特に本発明は、小さな偏向焦点ずれが小さな球面収差を
伴うようした電子銃を有する（カラー）テレビジョン表
示管を得ることを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 前記の目的を達成するために、本発明は、冒頭に記載し
たタイプの表示管において、集束構造は、内面と外面を
有し且つこれ等の面の少なくとも１つに設けられた分圧
器として働く抵抗材料の高オーム層を有する細長い中空
構造を有し、非回転対称レンズ素子を集束構造の領域に
形成するための電気装置が設けられたことを特徴とする
ものである。

本発明は次のような認識に基づいたものである。

すなわち、高オーム抵抗層を、該抵抗層の両端に電圧が
加えられた場合に遥かに大きな直径を有する１組の金属
管電極の等電位面に相当する等電位面（軸方向レンズフ
ィールドを形成する）が形成されるように円筒状表面（
例えばガラス管の）上に設けることができる。換言すれ
ば、前記したような３つの個々の集束構造を有するカラ
ー電子銃の球面収差は（同じ直径の場合）３つの金属管
状集束電極を有する通常の電子銃の球面収差よりも著し
く小さい。更に詳しく言えば（後に述べるように）集束
構造の領域における非回転対称レンズ素子の機能を断念
する必要なしに著しく小さい。

本発明の要旨を逸脱しない範囲において、前記した概念
を種々の方法で実現することが可能である。

本発明の一実施例では、細長い中空構造は、内面に設け
られた抵抗材料の高オーム層を有する同軸に配された２
つの構造部分を有し、これ等構造部分の対面する端には
それぞれアパーチャを設けた金属プレートが設けられ、
これ等金属プレートのアパーチャの形は、非回転対称レ
ンズ素子を与えるようにされる。

ビーム成形部分に隣接する集束構造部分の端の金属プレ
ートのアパーチャは例えば水平方向の長方形として形成
することができ、対面する金属プレートでは、４極レン
ズを形成するように垂直方向の長方形として形成するこ
とができる。非点収差は、金属プレートに正しい動電圧
（ｄｙｎａｍｉＣｖｏｌｔａｇｅ）を加えることによっ
て動的に制御することができる。

この実施例では、非回転対称レンズ素子は、中空構造を
、“２つの部分に”のこ引き（ｓａｗｉｎｇ）　シ、部
分構造の対向面に金属（補助電極）プレートを設けるこ
とによって容易に実現することができる。

本発明の別の実施例では、集束構造の高オーム抵抗層の
一部分は、非回転対称レンズ素子を形成するようにされ
る。

この実施例は、非回転対称レンズ素子が（回転対称）集
束レンズのように高オーム抵抗層より形成されるという
利点を有する。

非回転レンズ素子の抵抗層の設計には数多くの選択があ
る。多（の可能性を与える１つのやり方は、連続または
不連続で且つ層を２分する溝パターンを抵抗層の前記の
部分に設け、この溝のピッチを、所望の非回転対称レン
ズ素子を形成するように、方位角の関数として変えるこ
とである。この場合、層の内面に電圧差を加えると非回
転対称電界が生じるもので、電気的多重極（２極、４極
等）がつくられる。

（実施例） 以下に本発明を添付の図面を参照して実施例で説明する
。

第１図は光を通す前面プレート３、コーン部分４および
不ツタ部分５をそなえた排気された容器２を有するカラ
ーテレビジョン表示管１を示す。

多重電子銃６がネック部分５内に同軸に取付けられてい
る。この電子銃６は図示の場合には３つのビーム成形部
７を有する。更に、前記の電子銃６は集束部分を有し、
この集束部分は、図示の場合には、付勢により３つの集
束フィールドが発生されるようなパターン（例えば螺旋
）で高オーム層が設けられた３つの内面を有する３つの
集束構造９、１０．１１を有する集束部分８より成る。

ネックとコーン部分間の移行部に配設された偏向ユニッ
ト　（図示せず）により、電子ビーム７１．７２．７３
が、異なる光に発光するけい光体素子１４．１５．１６
を有するけい光スクリーン１２を横切って動かされる。

多数のアパーチャ１８を有するカラー選別電極１７がけ
い光スクリーンより僅か離れて配され、電子ビーム７１
．７２．７３を関係のけい光体に衝突させる。

集束構造９．１０．　１１は図の場合には平行に配設さ
れ、それ等の抵抗層は、電圧源に接続されると電子ビー
ム？１．７２．７３をスクリーン上に集中させる電位分
布を生じるように設計されている。３つの電子ビーム７
１．７２．７３をスクリーン上に集中させる代わりの方
法は、ビーム成形部７でつくられた外側ビームの斜めの
入射と組合せて、外側の集束構造９と１１を僅かに内側
に向けることである。

集束構造９，１０および１１は、第１図のように一平面
内に配された中空シリンダ或いはまた三角配置の中空シ
リンダの内面に設けられた高オーム抵抗層を有すること
ができる。この高オーム抵抗層は、個別の中空シリンダ
の内面に設ける代わりに、（例えばガラスまたはセラミ
ックの）単一体１９゜２０にそれぞれ設けた３つの孔（
第５Ａ図、　５８図）の壁土に設けることもできる。

第２図は、ビーム成形部２１と螺旋状抵抗層２４をそな
えた中空シリンダ２３を有する集束構造２２とより成る
電子銃を略図的に示す。前記の抵抗層２４は次のように
形成することができる、すなわち、この抵抗層の両端に
電圧が加わると集束電極Ｇ３．　Ｇ４を有する通常の集
束レンズの等電位面に相当する等電位面２５．２６．２
７が生じるように形成することができる。このことは、
比較的小さな直径を有する螺旋状抵抗層によって、大き
な直径を有する通常の銃によるのと同じ小さな球面収差
を得ることができることを意味する。このことは、単一
銃のほかに、３つの螺旋構造に対してなお極めて限られ
たスペースしか利用することのできない多重（カラー）
銃に対して特に重要である。集束レンズに高オーム抵抗
層を用いる場合にどのようにして非回転対称レンズ素子
を実現することができるかを以下に説明する。

第３図と第４図は、３重（一体化）ビーム形成部とそれ
ぞれ抵抗層パターンを有する中空シリンダより成る３つ
の個別の集束構造とを有する電子銃を詳細に示す。ここ
で本発明の原理が有効に用いられている。３つの中空シ
リンダ４２．４３．４４は、平らな金属リング４５．４
６．４７を経て、その端で、金属プレート４１で構成さ
れたビーム形成部の最終電極（Ｇ３）に固定される。３
つの個別の金属リングの代わりに、３つの孔を有する１
つの金属プレートを、中空シリンダ構造をビーム成形部
に固定するのに用いることもできる。中空シリンダ構造
４２゜４３、４４は、その反対の端に、平らな金属リン
グ７０゜７１、７２を有する。これ等のリングは（例え
ば溶接により）心合せばね？４．７５．７６、７７を有
する金属プレート７３に固定される。この４つの心合せ
ばねの代わりに、例えば３個または６個の心合せばねを
用いることも可能である。中空シリンダ構造４２゜４３
、４４の内面上の抵抗層は、リング７０．７１．７２を
経て種々の方法で電圧源に接続することができる。

第３図と４図の場合では、各シリンダ構造は、前集束（
ｐｒｅｆｏｃｕｓｉｎｇ）　　レンズを形成する（螺旋
状）内部抵抗層パターンを有する第１中空シリンダと主
集束レンズを形成する（螺旋状）内部抵抗層を有する第
２中空シリンダとを有する。この場合固定は、前集束レ
ンズの３つのシリンダに３つの孔を有する金属のエンド
プレート■を設け、主集束レンズの３つのシリンダに３
つの孔を有する金属のエンドプレート■を設け、これ等
エンドプレートＩと■を互いに固定することによって行
われる。

もっとも本願の発明はこのような集束構造配置に限定さ
れるものではない。第３図および４図に示したように３
つの個別の中空シリンダの内壁および／または外壁に抵
抗層パターンを設けることも必要不可欠ではない。代わ
りに、これ等の抵抗層を同じ固体１９（第５Ａ図）また
は２０（第５Ｂ図）に設けた孔の内壁上に設けることも
できる。この孔は同一面配置および三角状配置の何れも
有することができる。

本発明は、ダイナミックおよび／またはアスティグマテ
ィック焦点補正（Ｄｙｎａｍｉｃ　ａｎｄ１０ｒ＾ｓｔ
ｉｇｍａｔｉｃ　Ｆｏｃｕｓ　ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）
の使用の可能性を与える。この目的で、非回転対称（ア
スティグマティック）レンズ素子が集束レンズに必要と
されるが、これ等の素子は種々の方法で実現されること
ができる。

集束構造が第３図および４図に示したように２部分で形
成された場合には、アスティグマティックレンズ素子を
形成するための非円孔を例えば金属のエンドプレートＩ
およびＨに設けることができる。カラー電子銃に対して
、エンドプレートＩおよび■の実施例が第６Ａ図および
６Ｂ図に示されている。符号３１Ａ、　３２Ａ、　３３
Ａは、垂直方向の長方形孔を有する３ビーム用のエンド
プレー）Ｉ上の位置を示し、符号３１Ｂ、　３２Ｂ、　
３３Ｂは、水平方向の長方形孔を有する３ビーム用のエ
ンに′プレート■上の位置を示す。位置３４と３５にあ
る・４は、必要なアライメントおよび心合せに用いるこ
とができる。

この場合、別個のプレートＡと別個のプレートＢを、ア
パーチャ　（円形）を設けたエンドプレート■と■上に
取付けたものとしている。第６Ａ図と６Ｂ図は原理を示
したに過ぎないものである。種々の実施態様が勿論可能
である。アスティグマティック素子は、エンドプレート
■とＨに動的に変化する電圧を加えることにより動的に
制御することができる。

各電子ビームに対する前集束レンズと主レンズとが、一
体の高オーム抵抗層を有する単一管状構造に一体化され
れば、非回転対称レンズ素子は、以下に述べるように（
螺旋状）抵抗層に特別なパターンを与えることによって
形成することができる。

第７図は、ビーム成形部の（プレート状）電極と非回転
対称レンズ素子をそなえた集束構造の高オーム抵抗層パ
ターンとをそれぞれ有する３つの個々の（ガラス）管状
構造３７．３８．３９を示す。このような構造は時には
″′ガラス銃軸１ａｓｓ　ｇｕｎ）”と呼ばれる。（３
つの）このようなガラス銃（同一面配置または三角状配
置における）の組合せのほかに、本発明はまた単一ガラ
ス銃に関するものである。後者の場合には、高オーム抵
抗層を管のネック内に位置する中空支持体の内面および
／または外面に設けるか或いは管口体のネックの内面に
設けることができる。

とりわけ、ガラスエナメル粒子をＲｕＯ２またはＭｎや
Ｃｏのような他の金属の酸化物と混合し、かくして得ら
れた混合物を吸引技法によって中空構造の内側に層の形
で設けることにより、非常に安定な高オーム抵抗層をつ
くることが可能である。

外表面上の抵抗層とくらべると、中空構造の内表面上の
抵抗層は、動作中に内壁の不確定荷電（ｕｎｄｅｆｉｎ
ｅｄ　ｃｈａｒｇｉｎｇ）による問題が起きることがな
いという利点を有する。管を点火すると、ガラスエナメ
ルは溶けて壁上の高オーム抵抗層が得られるが、この抵
抗層は、非常に安定で、管の加工（ネックの溶着、アク
アダラグ焼成、ガラスフリットシール、排気プロセス）
および管の所謂スパーキングプロセスの量変化すること
がない。

内部抵抗層素子は、例えば中空構造の容器の開口部を通
り抜ける金属ストリップまたはワイヤによって電気的に
接触させることができる。

高オーム抵抗層は分圧器として働く。この抵抗層は中空
構造の璧に直接設けられた連続した層とすることもでき
る（連続集束レンズ）。代わりに、多数の狭い環状電極
を中空構造の内壁に設けることもできる。この場合高オ
ーム抵抗層が電極の間またはこれ等電極を横切って設け
られる。この（リング）レンズは連続した均質のフィー
ルドを生じる。

好ましい実施態様は、前述の２つの代わりの方法（“螺
旋”レンズ）におけるよりも小さなオーム抵抗を用いる
ことができるように、焼く前に抵抗層に螺旋状の中絶部
を（例えばレーザまたはのみにより）設けることにより
形成される。

シリンダ４０の壁土の高オーム抵抗層４１（第８図）に
この層を２分し且つ一定のピッチを有する螺旋溝４２を
設けると、残りの抵抗層パターンの両端に電圧差が加え
られた時回転対称電界が発生される。

第８図（および以後の図面）の層４１は見易くするため
に外壁上に示されている。けれども、実際には（前述し
た理由により）抵抗層をシリンダの内壁に設けるのが好
ましい。これは、螺旋の上側の抵抗ストリップの２位首
が螺旋の下側のストリップの２位首の中途あるという事
実の結果である。

シリンダ４０の前側が実線で示されまたその後ろ側が破
線で示された第８図を参照され度い。上側の２つの続い
た（頂部）ストリップにおける電圧をｖｌとｖ２で示す
とすれば、前側の（底部）ストリップにおける電圧は（
Ｖ、＋Ｖ２＞／２である。この電Ｊ−Ｆは、下側のスト
リップと同じ２位首を有する上側のストリップの中間の
素子の電圧と同じである。

このことは、少なくとも１次近似ではダイポールフィー
ルドが発生しないことを意味する。第９図は、シリンダ
４３の壁上に設けられ、底部のス）　ＩＪツブが頂部ス
トリップの中間に位置しないように螺旋溝を有する高オ
ーム抵抗層４４を示ず。この場合にはダイポールフィー
ルドが発生される。このダイポールフィールドは、傾斜
角αが大きくなるにつれて強くなる。所望する効果に応
じて、静電圧または動的に変化する電圧を、かくして得
られたダイポールレンズ素子に加えることができる。

例えば、カラー電子銃の外側の集束構造にこのような動
的に変化されるダイポールを用いると動的にコンバーゼ
ンス効果を得ることができる。

非回転対称レンズ素子の別の形は４極素子である。第１
０図は、シリンダの壁土に設けられ且つ溝４８（連続し
た）を有する高オーム抵抗層４７を示す。

若し異なる電圧が溝の両側で抵抗層４７に加えられると
、４極電界が発生される。４極電界は第１１図の場合で
も発生することができ、この第１１図では、第１０図の
溝の基本的な形を有する溝４９（不連続）が繰返されて
いる。第８図から１１図に示した溝構造を有する抵抗層
は、非回転対称電子−光学レンズを設けるために螺旋状
レンズに容易に組込むことができる。これは２極および
４極に限られるももではない。溝構造の（方位角ψの関
数としての）適当な変化によりターン当りの抵抗を所望
のように変えることができ、このため任意のオーダーの
電気多重極を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子銃を有する（カラー）テレビジョ
ン表示管の一部切欠き斜視図、第２図は２つの異なる集
束レンズ構造を有する電子銃とこれにより発生される等
電位面を示す路線図、 第３図は第１図の表示管に使用するのに適した電子銃の
断面図、 第４図は第３図の電子銃のＩＶ−ＴＶにおける断面図、 第５Ａ図は中空シリンダに代わる一実施例の斜視図、 第５Ｂ図は中空シリンダに代わる別の実施例の斜視図、 第６Ａと第６Ｂ図は第３図および４図の電子銃における
非回転対称レンズ素子を形成する２つの金属素子の正面
図、 第７図は３電子銃の別の実施例の縦断面図、第８図は回
転対称レンズ素子を形成する中空シリンダ上の抵抗層パ
ターンを示す斜視図、第９図から第１１図までは非回転
対称レンズ素子を形成する中空シリンダ上の抵抗層パタ
ーンの異なる実施例をそれぞれ示す。 ５・・・ネック部分　　　　６・・・電子銃７・・・ビ
ーム成形部　　　１２・・・けい光スクリーン９、１０
．１１．２２・・・集束構造 ２３、４０．４２．４３．４４・・・中空シリンダ２４
・・・中空螺旋抵抗層 ３１Ａ、　３２Ａ、　３３Ａ、　３１８．３２Ｂ、　３
３Ｂ・・・ビーム位置３７、３８．３９・・・管状構造 ４１、４４’　、　４７’　・・・高オーム抵抗層４１
’、７３・・・金属プレート ４２、４５’・・・螺旋溝 ４５、４６．４７．７０．７１．７２・・・金属リング
４８、４９・・・溝　　　　　　■、■・・・エンドリ
ングｅド

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一方の側におけるけい光スクリーンおよび他方の側
   におけるネック部分と、このネック部分内に位置する電
   子銃と、発生された電子ビームをけい光スクリーン上に
   集束する集束構造とを有する容器を有する表示管におい
   て、集束構造は、内面と外面を有し且つこれ等の面の少
   なくとも１つに設けられた分圧器として働く抵抗材料の
   高オーム層を有する細長い中空構造を有し、非回転対称
   レンズ素子を集束構造の領域に形成するための電気的手
   段が設けられたことを特徴とする表示管。 ２、細長い中空構造は、内面に設けられた抵抗材料の高
   オーム層を有する同軸に配された２つの構造部分を有し
   、これ等構造部分の対面する端にはそれぞれアパーチャ
   を設けた金属プレートが設けられ、これ等金属プレート
   のアパーチャの形は、非回転対称レンズ素子を与えるよ
   うにされた請求項１記載のカラーテレビジョン表示管。 ３、集束構造の高オーム抵抗層の一部分は、非回転対称
   レンズ素子を形成するようにされた請求項１記載の表示
   管。 ４、抵抗層の前記の部分は、層を２分する溝パターンを
   有し、螺旋のピッチは、所望の非回転対称レンズ素子を
   形成するように、方位角の関数として変わる請求項３記
   載の表示管。 ５、一方の側のけい光スクリーンと他方の側のネック部
   分およびこのネック部分内に位置する電子銃を有し、３
   つの電子ビームをつくるためのビーム成形分およびつく
   られた電子ビームをけい光スクリーン上に集束するため
   の３つの個々の集束構造を有するカラーテレビジョン表
   示管において、各集束構造は、内面と外面を有し且つこ
   れ等の面の少なくとも１つに設けられた分圧器として働
   く抵抗材料の高オーム層を有する細長い中空構造を有し
   、非回転対称レンズ素子を各集束構造の領域に形成する
   ための電気的手段が設けられたことを特徴とするカラー
   テレビジョン表示管。 ６、各細長い中空構造は、内面に設けられた抵抗材料の
   高オーム層を有する同軸に配された２つの構造部分を有
   し、これ等構造部分の対面する端にはそれぞれアパーチ
   ャを設けた金属プレートが設けられ、これ等金属プレー
   トのアパーチャの形は、非回転対称レンズ素子を与える
   ようにされた請求項５記載のカラーテレビジョン表示管
   。 ７、集束構造の高オーム抵抗層の一部分は、非回転対称
   レンズ素子を形成するようにされた請求項６記載のカラ
   ーテレビジョン表示管。 ８、抵抗層の前記の部分は、層を２分する溝パターンを
   有し、螺旋のピッチは、所望の非回転対称レンズ素子を
   形成するように、方位角の関数として変わる請求項７記
   載のカラーテレビジョン表示管。