JPS58126653A - ビ−ム浸透型陰極線管 - 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】 本発明ハヒーム浸透型陰極線管（ｂｅａｍ　ｐｅｎｅｔ
ｒａｔｉｏｎｃａｔｈｏｄｅ　ｒａｙ　ｔｕｂｅ　）に
関し、４ＩＫその発色を変化させるため可変加速電圧を
変化させた場合のスポットの位置の変門を打ち消すこと
に関する。

ビーム浸透型カラー陰極線管（以ＦではＣｆｔＴと称す
る）では、電子ビームが前面板の螢光物質に衝突する速
度を変えることによつ°〔その電子ビームが衝突したこ
とにより発光し”（いる箇所（μ丁、トレースと称する
）の発色を変化させることができる。所要の速度変化は
、電子ビームが受ける加速電圧を変えることによつ°〔
作られる。ある加えられる単一電圧を変えることによっ
てなされる。いわゆる「分割陽極ＪＣＲＴにおい′〔は
、前述の速度変化は前面板のみに加えられる電圧を変え
、漏斗部に加えられる電圧を一定に保つことＫよつ°Ｃ
得られる。いずれの場合も、いま入手できる螢光物質に
おいては充分な発色の変化を得るためには数千ボルトの
前記電圧変化を必要とする。

ビーム浸透型カラーＣＲＴの積年の問題はトレースの発
色を変化させると偏向率が４０％も変化することである
。色が変えられるにつれ°〔、電子速度のＣＲＴの縦軸
（μ下では前面板に垂直な方向を縦方向、またＣＲＴの
縦軸を通りかつ縦軸に直交する面内にある直線の方向を
半径方向と称する）方向成分は変化するため、偏向機構
によつ°〔電子が偏向を受ける時間が変化する。その結
果偏、地。

向電界或は磁界が同一であつ′〔も発色を変化されると
前面板上のトレース位置も変化する。縦方向の速度が低
下するにつれ”Ｃ半径方向の変位が大きくなり、かつ偏
向率（ｖ／ｃＩＬ）が低くなる。もし補償をしないなら
ば、これらの変化によって、発色を変化させると像の大
きさも同時に変化し°Ｃしまうことになる。当然ながら
儂の大きさはその色には影響を受けないことが望ましい
。

偏向率の色依存性の問題に対する従来の解決法は、色が
変えられるＫつれて偏向増幅器の利得を変えることであ
った。これは、偏向増幅器の回路と、ビーム浸透型カラ
ーＣＲＴの制御全体との双方を複雑にする。その理由は
所要の利得変化がいくつかの値をとることがある高い印
加電圧の関数なければならないからである。偏向率のこ
の変化がＣＲＴ自体の内部で打ち消され、ＣＲＴに加わ
る高圧の可変電圧の（ｔＬＫかかわりなく、偏向増幅器
を固定利得で作動させることができればその方が望まし
い。

水平および垂直偏向率の補償を行った場合、例えば前面
板の中心からその隅へ伸びる主対角線のような、対角線
方向についてもこれらの補償の合成量が正しい補償を与
えるようにならなければならない。対角線方向の補償が
不適切な場合、表示パターンに樽形ひすみまたは糸巻形
ひずみをもたらす。拡散メツシュ（ｅｘｐａｎｓｉｏｎ
　ｍｅｓｈ　）を備え°ＣいるＣＲＴでは、水平および
垂直拡散度は、拡散メツシュを囲む電界強度の変化によ
って調節することができる。このような拡散度の変化に
よって所要の偏向率補償を得ることができる。しかし拡
散メツシュは水平および垂直の横方向速度に単に独立し
°〔影響を及ぼすものではなく、あらゆる半径方向への
拡散が行われる。したがって、各半径方向毎に適切な拡
散率を選択し°〔実現することにより、ひずみのない偏
向率補償を行わねばならない。

に深たれるビーム浸透型カラーＣＲＴを提供することで
ある。

本発明の他の目的は、最大の色変化に相当する範囲内で
印加高圧を任意に変化させ°Ｃも、水平および垂直偏向
率が自動的かつ連続的に一定に保たれるビーム浸透型カ
ラーｃａ’ｒを提供することである。

本発明のもう１つの目的は、拡散メツシュを備える静電
偏向ビーム浸透型カラーＣＲＴの偏向率を一定にし、発
色の変化による樽形または糸巻形ひずみをなくすことで
ある。

本発明によれば、上記及びその他の目的は、静電偏向分
割陽極ビーム浸透型カラーＣＲＴにおい°〔、管の軸を
中心として補正レンズを置くことにより達成される。好
適な実施例において、補正レンズは拡散メツシュの近傍
であるＣＲＴの外管の漏斗領域の入口における円錐部分
の内側の導電領域によつ°〔構成される。この補正レン
ズは分！１ＪＩＩ極前面板に電気的に接続され、両者は
同じスイッチされた高圧を受ける。補正レンズの形状は
、水平、垂直および対角線方向に関し”〔の半径方向速
度の補償に変化を与える（すなわちこれらの各方向毎に
拡散量を異ならせる）ために、拡散メツシュの作用と相
互作用するように選択される。これらの半径方向速度の
変化は、縦方向加速度の変化によって引きおこされる偏
向率の変化を打ち消す。

この補償動作は単に選択された電圧につぃ°Ｃだけでは
な（、前面板への全ての印加電圧について正しく動作す
る。かくて、発色を変化させ°Ｃも垂直および水平の偏
向率は全体とし°Ｃ見ると変化せず自動的に一定に保た
れる。選択された量の補正は対角線方向を含むすべての
半径方向につい゛〔行われ、表示骨にはひずみが誘起さ
れない。

また、磁気偏向分割陽極ビーム浸透型ＣＲＴＫ関する水
平および垂直偏向率の補正は、管の軸を中心としかつ偏
向ヨークの入口端に近いＣＲＴのネック部の内側に胃か
れる禰正レンズによって行われる。補正レンズの電圧は
前面板の高圧に応じて変化される。磁気偏向領域内の電
子ビームの縦方向速度変化は前面板領域内における縦方
向速度の変化な補償するように制御される。これＫより
磁気偏向領域における偏向量が変化し、その結果偏向率
は最終的に一定となる。

以ドでは図面に基い；本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明にかかるＣＲＴを示す図である。

第１図においてＣ）ＬＴＩの電子銃アセンブリ６の出口
端には、「メツシュ罐（ｍｅｓｈ　ｃａｎ月５の上に支
持さ７ｔた拡散メツシュ（それ自体は見えない）が置か
れている。Ｃ）ｔＴ外管の内側であって、拡散メツシュ
および漏斗の入口の近くには、４ケ所に丸い突起がある
、少しテーパが付いた円柱形をした導電性の補正レンズ
３が置かれている。補正レンズ３は、外部導線（図示さ
れていない）によって分割陽極前面板に電気的に接続さ
れている。

基本的に一定の幅を持つ誘電体被覆ギャップ４は、ＣＲ
’ｒｔの漏斗部の残り部分の内側の導電性被覆（以下、
漏斗部被覆と称する）２から補正レンズ３を分離する。

漏斗部被覆２は従来どおりであるが、ただしその細い方
の端部の形状は誘電体被覆ＣＲＴ１の前面板から電気的
に絶縁され゛〔いる。

ＣＲＴＩ　　は小形高画質カラー・グラフィック表示装
置に用いるようにされている。その前面板にはおよそ幅
（水平方向）５インチ（１２７ｍｌ）、高さく垂直方向
）４インチ（１０１，６ｍ　）の観測区域を有し、長さ
は約１５インチ（３８１８１）である。

Ｃ）ＩＴＩ　　の各部の形状を描き易（するため、第１
図におい°〔はＣＲＴＩ　　をその通常の使用位置から
縦軸のまわりに１／４回転させ°〔図示しである。

従ってここでは水平軸と垂直軸との間の空間関係は入れ
替っている。このようにして管の広い側が図示され、説
明のだめの特徴がより大きく描かれている。

第１図に示されたＣＲＴは、最大垂直偏向感度を必要と
するオシログラフ用として設計されたものではなく、む
しろ水平および垂直偏向感度がほぼ等しいことが最も好
都合であるグラフィクス方い）、その次に垂直偏向が行
われる。偏向の一方の軸が他方の軸よりもはるかに高感
度であるように設計されたＣＲＴについても本発明が等
しく適用できることは当業者にとって明らかであろう。

第１図のＣＩ（ＴＩ　　とは対照的に、第２図は在来の
分割陽極ビーム浸透型カラーＣＲＴ７の一部分の断面図
である。このようなＣＲＴ７では、外管８の漏斗部分の
内部は導電性の漏斗部被覆１０が施され〔いる。この漏
斗部被覆は拡散メツシュ１１の前方から前面板のかなり
近くＫまでのびている。

別の導電性領域９が、前面板上の螢光物質の上に被覆さ
れ゛〔いる。漏斗部被ＦｌｉＩＯは固定高電圧源に接続
されるが、導電性前面板被覆９は可変高電圧源に接続さ
れる。

この在来形分割陽極ビーム浸透型ＣＲＴによる偏向率の
色値′性の基本原理は、第２図をよ（見れば容易に理解
される。第２図において点＠１２ａ乃至１２ｄは、おの
おの前面板電圧が＋１５ｋＶである場合（＠　）レース
用）における、いろいろな量の偏向ａ乃至ｄについての
電子ビームの軌跡を表わす。軌＃１２ａ乃至１２ｄはあ
る偏向率で作られる無ひずみパターンを形成する。一方
第２図の実線１３ａ乃至１３ｄで表わされる軌椿は軌跡
１２ａ乃至１２ｄ　　と著しく異つＣいるが、その条件
の違いは前面板電圧が＋９ｋＶ　（赤トレース用）に低
下しただけである。

本釣に同一である。おのおのの軌跡に相当する電子は漏
斗部被覆ｌＯによって◆実上同じ瞳だけ加速される。ま
た半径方向の速度につい°〔も偏向板および拡散メツシ
ュによっていったん与えられた後、行程中の上記２／３
の部分におい゛（は一定に保たれる。軌跡１２ａ乃至１
２ｄの場合、電子の速度の縦軸方向の成分は、導電漏斗
部被６［１０によつ′〔いったん加速されると、電子が
前面板に当たるまで基本的に不変である。それぞれの半
径方向の速度は、拡散メツシュの領域を出た後は一定に
床たｆ’Ｌる。従つ°〔軌跡１２ａ乃至１２ｄはほぼ直
線である。ところが一方前面板電圧を低下させると電子
が画面板に近づくにつれて縦軸方向の速度は次第に減少
するが、半径方向の速度はほぼ一定に深たれる（実際に
は少し増加する）。電子が軸方向に減速するにつれて、
電子が前面板に衝突するまでに半径方向に移動できる時
間が長（なる。したがつ°Ｃ軌跡１３ａ乃至１３ｄの最
後の部分は、前面板に近づくにつれ”〔湾曲度を増す。

その結果、偏向率が大幅に減少しくすなわち偏向感度が
増加し）、糸巻形ひずみや樽形ひすみは基本的にないも
ののより大きな儂が作られる。

第３図は第２図に似ているが第１図にしたがつ°〔作ら
れたＣＲＴ１４の上部の断面図である。外管の内側には
、導電性被覆１７（第１図の補正レンズ３に相当）、１
５（第１図の漏斗部被覆２に相当）、および１６（前面
板の分割陽極）が施されている。弾性接触子、ボッグ・
スルー（ｐｏｐ　−ｔｈｒｏｕｇｈ、　　穴を密閉した
スルーホール状の構造をした表裏接続用の電極）、およ
び金量製のアノード・ボタンなどの従来からある種々の
手段によって補正レンズ用の導電性被覆１７どの電気的
接触を得ることができる。絶縁塗料の層１８が、導電性
被覆１７と１５を分けるギャップ４に施されている。同
様な絶縁層が、漏斗部の導電性被覆１５と前面板の導電
性被覆１６とを分離するように施され°Ｃいる。本例で
は、ギャップ４０幅は約２．５鵡（１７１０インチ）で
ある。導線１９は漏斗部の導電性被覆１５を固定高圧電
源に、すなわち本例では＋１５ｋｖに接続する。もう１
つの導線２０は、前面板の導電性被覆１６および補正レ
ンズ用導電性被覆１７の両方を＋９〜＋１５ｋＶの値を
とる可変高圧源に接続する。また、電子銃アセンブリ２
２の出口端にある拡散メツシュ２１も示され°Ｃいる。

補正レンズ用の導電性被覆１７が置かれる外管の内部は
、２個の円錐面から成っている。漏斗部の左側のギャッ
プ４の近傍部分は８°の円錐面になつ°〔いるが、すぐ
左の隣接部分（いわゆる「レデューサ」）は３ダの円錐
面になっている。以下の図の説明のために好都合なので
第３図において２翻 つの円錐円の交線である円（第３図では直線になつＣい
るが３次元空間では円である）について触れ°〔おく。

第３図によれば、拡散メツシュ２１の先端部は、ＣＲＴ
の縦軸に添ツ”〔約５．１ｆｉ（０，２インチ）だけそ
の円形交線の面を越えた位置にある。

補正レンズ用の導電性被覆１７０３８°部分の最も狭い
開口部がどんな形状でもほとんど或は全く影響しない。

それはこの開口部の位置が拡散メツシュ２１から出る電
子から遠く離れ゛〔いるからである。その形状は円形と
し”Ｃも良い。２個の円錐面の交わる形状は、既に円形
として説明され“〔いる。補正レンズ用の導電性被覆１
７のもう一方の端である８°の円錐面側の縁の形状（第
３図）、および漏斗部の導電性波１［１５の左縁の対応
する形状は、そんなに簡単には説明されない。これｋは
、前述のとおり、また第１図ｈｃ見られるようく４ケ所
に丸い突起がついた形状をし゛〔いる。この突起付きの
形状は、補正レンズ用の導電性被覆１７と漏斗被覆１５
との間のギャップ４の形状にょっ°〔説明される。その
理由は、ギャップ４０寸法形状がそれによって分けられ
るものの形状よりもはるかに描きやすいからである。ギ
ャップ４の形状がわかれば、残りの部分の形状も明白か
つ確実にわかることはもちろんであろう。

ギャップ４の形状の性質およびその形状が所望の補正を
果たす理由を述べる前に最後の注意をしておいた方が良
いだろう。ギャップ４が８°の円錐面に限定されるだけ
ではなく、４ケ所で３８°の円錐面まで延びていること
がすぐにわかる。第５Ｂ図をざっと見れば、ギャップ４
をそれ自身１つの面と考えるなら、ギャップ４は４つの
折り曲げられた耳部２４乃至２７を具備している。知ら
れる限り、ギャップのこれらの曲げ領域は、曲げられて
いることにより特に望ましい性質を持つ−〔いるわけで
はない。所望の結果を得るため、４つの突起部の出入は
ある長さでなければならず、かつ拡散メツシュに関して
特定の位置に置かれなければならないということによる
ものである。すなわちレデューサおよび漏斗部の交線が
これらの出入の範囲内圧入ってきたので、突起部の最後
の部分が曲がったのである。本ＣＲＴは既存のＣＲＴの
変形であり、これらの曲げを除去するため、拡散メツシ
ュの位置および外管の形状を再設計することは本プロジ
ェクトの範囲外であった。別のＣＲＴではこのギャップ
の曲がった耳部はな（なったりまたもつとはつきりした
ものになったりもすム本ＣｆＬＴにおい′〔はこの曲が
りははっきりした悪影響なしに単に無視された。

第４〜図および第４Ｂ図は、第１図および第３図の特定
なＣＲＴについて、ギャップ４の正確な形状を示すため
、その作図法を説明する図であム図示されＣいるのは平
面形状であり、これは紙またはマイラーのような適当な
媒体によつ０作られた場合は切り抜かれ、その端で接合
されかつ点線に沿って曲げられることによりギャップ４
の実際の三次元形状を構成する。すなわち、第４Ａ図お
よび第４Ｂ図は基本的に形状を作る方法を示すものであ
る。この様にし０作られる形の大部分は８゜の円錐の表
面上にある。。

第４Ａ図におい′〔、点線２３は半径２７１．８酋（Ｉ
Ｑ、フインチ）の円であり、２個の円錐の円形交線に相
当する。角０は約５１°であり、８°の円錐を作るよう
に選択された。第４Ｂ図の形状を作るに・インチ）、２
９８．５０（１１，７５インチ）の同心の扇形を作る。

これらの扇形のセグメントは、同じ５１゜の中心角に対
向し゛〔いなければならない。中心角を水平および垂直
軸に相当する４つの等しい部分に分割する。その主対角
線の位置（縦横比によって定められる）に相当するよう
に、４つの等しい各部分を細分する。第４Ａ図において
角αが角βより小であるのは、異なる主対角線につい°
（の対称性が異なるからである。前面板が正方形の管で
は、α＝βである。中心から一番外側のセグメントまで
９本の放射状の直線をツ匹パ〔８つの部分を作る。これ
らの放射状の直線に沿って規定半径のいろいろな小円セ
グメントの図示された中心を置き、小円を描（。これら
の各小円は関連する放射状の直線−ヒの一点で関連する
大きな円と相接する。

そこで、このギャップの形状の内縁および外縁に沿う連
続小円を結ぶ接線を引（。そしてこのギャップの形状に
図示の通りＨ，ＶおよびＤの記号を与える。出来上った
形状を切抜き、第１および第９の放射状の直線に沿って
相当する縁を接合する。

そして半径２７１．８１＋ＪＩ　（１０，フインチ）の
円の中にある半径６．４１１ｍ（０，２５インチ）の形
状の部分を内方に曲げる。

この様にし０作られた円環状線片は、ひずみなしに第５
図Ｂに示されるような４ケの突起部を持つ円錐面を構成
する。記号Ｈ２ｖおよびＤによつ・Ｃ１第５図へと第５
図Ｂは第１図ならびに第３図のＣＲＴにあるギャップ４
の方向を示す。これが重要であるのは、記号Ｖの突起部
が記号Ｈの突起部より６．４１１１（１／４インチ）だ
け長いからである。

言うまでもないと思うが、第４Ａ図および第４Ｂ図にお
いて述べられた具体的な値は、ＣＲＴ外管の大きさ、形
状、およびその拡散メツシュに依存するものである。し
かし当業者は、補正レンズの形状を知れば、本例を参考
にし−〔異なる拡散メツシュを持つ異なるＣＲＴについ
て同様な作図をすることができる。任意のＣＲＴについ
て補正レンズの形状を選択する方法を以ドに簡潔に説明
する。

この−膜形状の作動理由を説明する面に、かかる補正レ
ンズの組立Ｃ法を簡潔に説明する。補正レンズおよび漏
斗部の導電性被覆はいずれも、アルミニウムの蒸着によ
って形成される。ギャップ形状を有するマスキング取付
具は、ステンレス鋼の薄板で作られている。それはレデ
ューサの内部に対して重力によつ′〔定位置に保持され
ている。

それは円錐表面のどんなわずかな偏心にも十分従電被覆
（３および２、または１７および１５）がブラシによる
手塗りなどのような任意の好都合な手段によって施すこ
とができる。

第６図は、電子ビームが拡散メツシュ２１を出るとき電
子ビームに及ぼす補正レンズ１７の補償作用を示すため
の図である。第２図に示されたものと同様、点線２８ａ
乃至２８ｄ　は分割陽極前面板１６と漏斗部の導電性被
覆とを同電位（＋１５ｋＶ）に保った状態でのいろいろ
な偏向量に対する電子ビームの軌跡を表わす。実線で示
された軌跡２９ａ乃至２９ｄは分割陽極前面板の電圧が
＋９ｋＶに丁について電子ビームが最終的に前面板に衝
突する位置は前面板電圧の影響を受けない。

前面板１６が漏斗部の導電性被覆１５と同じ電圧で作動
されるとき、補正レンズ１７も同じ電圧になる。結局全
体とし°ＣはＣ）ｔＴ全全体別の分割陽極や別の補正レ
ンズを持たない一様な内部導電性被覆を具備したのと同
じである。拡散メツシュ２１は正常に作動する。すなわ
ち、拡散メツシュ２１のすぐ外側の領域（例えば＋１０
０Ｖ）とＣＲＴの外管の隣接部分（＋１５ｋＶ）との間
の電界は高傾度である。この高傾度の電界は、拡散メツ
シュ２１の倍率を最大にする。

しカシ、前面板１６　ｔｆ）電圧ヲ＋９　ｋ　Ｖ　、　
或ハ＋ｘ　５ｋｖ〜＋９ｋＶ　の任意な都合のよい電圧
まで減少させると、補正レンズ１７における電圧もそれ
にともなって減少する。これによつＣ拡散メツシュ２１
の周囲の電界傾度が減少する。前面板に印加されるどの
様な電圧につい“〔も、この作用によって電子ビームが
拡散メツシュ２１から出るときに電子ビームが受ける全
ての偏向角につい゛〔倍率が正しく減少する。この倍率
の減少量の選択は、この減少量と、電子ビームが前面板
に近づくにつれ”〔電子ビームが受ける進行方向軸（縦
軸）の減速およびわずかな半径方向の加速とｂ’一つり
合う様になされる。前面板電圧が套゛の様に変化しよう
とも、上述の倍率の減少も正しく追随する。第６図に示
されているのはＣＲＴの平面図の一部であるから、ここ
で示され°〔いるのは水平偏向に関する電子ビームの軌
跡である。従って補正レンズ１７の作動に関する上記記
事は、垂直偏向がないことを暗に想定し〔いる。すなわ
ち、対角線に沿うパターン補正は考慮されない。しかし
、かかる考慮は軸からはずれた方向の大きなパターンひ
ずみを防止するために必要である。

前述のとおり、第４図をよく見ると、補正レンズの垂直
方向に対応する突起部は水平方向のものよりも長いこと
が分かる。この理由から説き起こせば、対角線方向のパ
ターン補正方法に関するμ丁の説明がやりやすくなる。

補正レンズ素子３または１７の電圧を減少させると、拡
散メツシュ２１０倍率はそれに応じて減少する。この基
礎となるスネルの法則を以下にごく手短かに説明する。

以下の様な定義を与える。

ｖｌ：拡散メツシュの内部および表面の領域の電位。

■２：拡散メツシュの外部領域の近くにおける電位。

０１：メツシュを通過する電子の通路と通過点における
メツシュの接線とのなす角の余角。

０□：メツシュを通過したばかりの電子の通路と通過点
におけるメツシュの接線とのなす角の余角。

すると下式が成立する。

、灰ｓｉｎθ１　＝Ｊ￥；　ｓｉｎ偽・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・ｆｉｌいま、拡散メツシュ
の表面の電位は約＋１００■である。拡散メツシュの外
部の電位は主に漏斗部の導電性被覆２または１５による
ものである。補正レンズの目的はまず在来の分極陽極ビ
ーム浸透型ＣＲＴにおい゛〔漏斗部の導電性被覆のよう
な高圧で作動することであり、次に低圧で動作して低圧
の領域を作り、この領域を介在させることにより漏斗部
の導電性被覆に境れる高圧の影響から拡散メツシュ２１
を一部遮へいし、それにより第（１）式の電位ｖ２の実
効喧を小さくすることである。

拡散メツシュ上の１つの点と漏斗部の導電性被覆上で拡
散メツシュの前記点く最も近い点との関の距離を一定と
すれば、これらの点の間に介在する低電位部における物
理的分離が太き（なるほど、遮へいが大きくなりかつ電
位ｖ２の実効値の減少量が太き（なる。しかし、電界の
性質をよく知つ〔いる者け、メツシュ上の今考え°Ｃい
る点を漏斗部へ近づけ５につれ°〔（すなわち前の文の
［一定電位■２の埴が低いことは、輪車着意電位ｖ２が
分布する領域へ向かつ゛（入っていく電子ビームの倍率
が低くなることを意味する。明らかに、拡散メツシュの
外部に半径方向に分布し°Ｃいる電位ｖ２のいろいろな
値は、補正レンズ素子３または１７の形状の変化によつ
“〔変えることができる。すなわち、任意の半径方向へ
向けて拡散メツシュを離れた場合の水平および垂直軸方
向への倍率の低減の程度は、少なくとも次の２つの事項
の関数である：すなわち＋１１その半径方向における補
正レンズの幅；および（２）拡散メツシュの中心からビ
ームがメツシュを出るまでの半径方向に沿って測った距
離。第２の条件は第１の条件と同じ理由で重要である。

すなわちこの条件は高圧がかかつ“でいる漏斗部の導電
性被覆２または１５とメツシュ七一部分の分離度に影響
し、したがって電位ｖ２の実効値に影響するからである
。第２の条件（メツシュの中心からビームが出る位置ま
での距離）は基本的に、ビームが拡散メツシュを通過す
る前に偏向板がビームに影響を及ぼした程度の関数であ
ることに注意されたい。

補正レンズの垂直方向の突起部が水平方向の突起部より
も大きい理由を次に説明する。

水平偏向を考える。前述のとおり、ここで説明している
ＣＲＴにおい°Ｃ１水平偏向がまず行われるのは、前面
板の水平方向が垂直方向よりも広く、また水平偏向率と
垂直偏向率との差を最小にすることが望ましいからであ
る。これは、水平偏向をいっばいにかけた場合（ただし
垂直偏向なし）に、ビームが拡散メツシュの中心から十
分遠く（すなわち大きな半径方向の距離の位置において
）拡散メツシュを通過することを意味する。

他方では、最大垂直偏向（水平偏向なし）をかけ（も、
ビームはそんなに半径方向に大きな距離だけ離れた位置
では拡散メツシュを通過することはない。その理由は垂
直偏向板がメツシュに近い（垂直向きの半径方向速度に
よつ゛〔番番蓄岑１宴２偏向される時間が少ない）から
であるとともに、そもそも所要の偏向が少ない（前面板
の垂直寸法が水平寸法よりも小さい）からである。

前面板を低圧に切り替えると、水平および垂直の両偏向
率が率しい割合で減少するものと仮定する（実際には、
垂直偏向率の減少のほうが数パーセント大きい傾向があ
る。）そのとき要求されることは、拡散メツシュによる
水平および垂直倍率の等しい減少である（或はむしろ垂
直倍率の方の減少度を多少太きく（シなければならない
かもしれない）。しかし最大垂直偏向が大書丼かかつて
いる電子ビームが拡散メツシュから出る位置と拡散メツ
シュの中心との距離は水平偏向の場合に（らべて小さく
、また電圧傾度のうちの垂直偏向に関連するものは最大
水平偏向に関連するものほど大きくないにもかかわらず
、補正を行う装置はビームが拡散メツシュから出る場所
から遠く離れて作用してかつしかもより近い位置から作
用する水平方向の補正装置と同じ結果が得られなければ
ならない（少し大きな結果が必要とされる場合はなおさ
らである。）。したがつ゛〔所要の補正を行うためＫは
、補正レンズ素子の垂直方向突起部なより長くしなけれ
ばならない。

いま主対角線方向の偏向を考え゛〔みる。これが起こる
のは、最大垂直偏向および最大水平偏向が同時に生じる
ときである。この条件下では、電子ビームがメツシュを
通過するとき、拡散メツシュの中心から偏向された電子
ビームの出口点までの距離が最大になる。この電子ビー
ムの出口点は漏斗部の導電性の被覆の高電圧に接近し゛
（いるの１狭い幅の介在電圧だけで電位■２の実効値の
所要変化を得ることができる。したがつ°〔補正レンズ
素子の幅は主対角線方向において最小である。これらの
最小値がおのおの等しいのは、半径方向の距離が各主対
角線につい°〔同じだからである。また４つの最小対角
線幅部分の関には太き（、また大きさが異なる水平部、
垂直部の幅がある。以上になる。

補正レンズ素子と漏斗部の導電性被覆との間のギャップ
４の幅の変化も補正レンズ自体の輪廓に影響することが
ある。これらの変化は１つの一定な全幅からもう１つの
幅への変化であったり、ギャップ４０１つの位置からも
う１つの位置への幅の局部変化であったりする。

ここに説明した補正レンズは、どんなＣＲＴが与えられ
Ｃも、正確に補正する様に形成されるが、その補正レン
ズの形状はＣＲＴの外管の大きさおよび形状に一部左右
される。外管の公差に注意を払わないと、各ＣＲＴが同
じ形式でありかつ他のものと直接置換可能であっても、
成るＣＲＴでは正しい補正作用をする補正レンズの形状
が他のＣＩ（Ｔでも正しい補正作用をするとは限らない
。外管の大きさおよび形状に関する適当な公差が保たれ
ない場合は、調節可能な量の電気可変利得を持つ偏向増
幅回路を備えることがどっちみち望ましいかもしれない
。しかし、ここでの可変性は２〜３％の利得変化量にす
ぎず、４０％の変化を得るよりもはるかに容易である。

利得変化の正確な量は、ＣＲＴが取り付けられた後の較
正工程において調節されるが、これはその量がそれぞれ
のＣＲＴ＊に変わり得るからである。

このＣＲＴの経験よりすれば、外管の公差はそれほど格
別厳しいものは要求されないだろうし、また同一型式の
ＣＲＴであれば公差に特別の注意を払うことなしにＣＲ
Ｔをいろいろ取りかえてもほぼ正確な補正がなされるで
あろうということが予想される。

補正レンズ素子の作動ＩｊＫ埋について、以下に第７図
乃至第９図を用いて詳細に説明するっ第７図は、拡散メ
ツシュ３１を備えた従来の静電偏向ＣＲＴ３０の断面図
である。前述のとおり、拡散メツシュ３１の電位は約＋
１００Ｖであり、漏斗部の導電性被覆３２および前面板
３３の電位はおのおの＋１５ｋＶ　　である。また同図
中には拡散メツシュ３１とＣＲＴ内のその他の部分との
間におけるいろいろな等電位線も図示されている。

図から見られるとおり、電界傾度および等電位線の曲率
は拡散メツシュ３１の最近部において最大となつ〔いる
。電子ビームの軌跡３４ａ乃至３４ｄに対してなされる
拡散作用の大部分は、軌跡上の電子が１１．９ｋＶ　　
の等電位線に達するまでに生じる。そし°〔１３，９ｋ
Ｖ　　の等電位線に達するまでには極（小部分を除いた
全拡散が終了する。この点から先は電子はドリフト領域
に入り、その軌道はほぼ完全な直線となる。

第８図は第７図のＣＲＴ３０　　に似たやはり従来のＣ
）ｔＴ３５の断面図であるが、漏斗部の導電性被覆３７
から分離された分割陽極前面板３８を使用する点が第７
図のＣＲＴと違う。第８図の拡散メツシュ３６は第７図
の拡散メツシュ３１と同じであり、その周囲の電界も＠
７図のものと（恐ら（完全にというわけではなく、はと
んど）同じである。したがってドリフト領域の端までは
、第８図のＣＲＴ３５についても第７図のＣＲＴ３０　
についても、任意の偏向曖に対して同じ拡散が生じる。

しかし、第８図のＣＲＴ３５におい′Ｃはドリフト領域
は前面板３８のかなり手前の、低減された電圧がかかっ
た前面板３８０近く２曲った等電位線の所で終る。いろ
いろな軌跡３９ａ乃至３９ｄの電子が半径方向に少し加
速されるとともに縦軸方向に大きく減速されるのはこの
領域内である。いろいろな記号Δａ乃至Δｄは、最終的
なトレース位置の誤差量を示す。

第９図は、本発明の一例がどの様にし°Ｃ第７図および
第８図の情況を変更しかつ組み合わせて動作するかを示
す図である。同図において静電偏向ビーム浸透型カラー
ＣＲＴ４０には、分割陽極前面板４３に電気接続された
導電補正レンズ素子４１が備えられ−〔いる。両者の間
には、おのおのから電気絶縁された漏斗部の導電性被覆
４２がある。

第９図の左部分には拡散メツシュ４４のまわりの電界の
等電位線が示されている。第７図および第８図の相当す
る電界とは対照的に、第９図の拡散メツシュ４４の同り
の電界は電界−傾度が低（、また等電位線の曲率度も低
い。これらの図面を比べると、縦軸のご（近くでは電界
の傾度は基本的に同一であるが、拡散メツシュ４４の周
辺に８つ°〔傾度の明確な減少が見られ、それとともに
等電位線はメツシュの曲率に従わなくなる。曲率の減少
は、約９ｋＶ未満のこれら等電位線を、導電補正レンズ
素子４１と漏斗部の導電性被覆４２との間のギャップの
方に「引き寄せる」ことによつ°〔生じる。明らかに、
拡散メツシュ４４の中心から周辺へ向か５につれて顕著
になる電界傾度の減少とそれにともなう等電位線曲率の
減少とＫよって、拡散メツシュ４４上の各点における拡
散量は、中心から遠ざかるにつれて、第７図及び第８図
における拡散メツシュの対応する点の拡散よりも一層少
なくなつ゛〔いく。またギャップの位置は拡散量減少を
決定する重要な役割を演じ゛〔いることも明らかである
。ある種のＣＲＴにおい°〔は既に述べた様に、偏向の
方向毎に補正レンズによる拡散量減少の瞼を異ならせる
ことが要求される。従ってこの補正レンズの形状は偏向
の方向に従い規則的に変化しかつ対称形となる。

したがって、軌跡４５ａ乃至４５ｄ　はおのおの、第８
図の対応する軌跡３９ａ乃至３９ｄ　　よりも少な（・
量だけ拡散される。軌跡４５ａ乃至４５ｄが前面板４３
を囲む等電位線を通過するＫっれ〔それらの線が受ける
縦軸方向の減速およびわずかな半径方向の加速は、先程
述べた拡散の減少な相殺し′〔結局第７図の軌跡３４ａ
乃至３４ｄと同じ点に衝突する（ここで記号ａ乃至ｄは
第７図乃至第９図で夫々同量の初期偏向を示す）。

拡散メツシュ４４を囲む曲がった等電位線及び前面板４
３０近くにある曲がった等電位線はおのオノ、レンズと
考えられる。各レンズの屈折力は、レンズを構成する素
子の電圧差およびこれら素子の形状によつ゛〔定められ
る。これらの素子である補正レンズ４１および前面板４
３の電圧は相等しく、共に変化り、そして常にメツシュ
電圧より大きく、漏斗部電圧以下であるので、「拡散メ
ツシュ・レンズ」の電圧差（補正レンズ４１と拡散メツ
シュ４４との間）の減少はそのレンズの屈折力を低下す
るが、同じ電圧変化（この場合は漏斗部の導電性被覆４
２と前面板４３との間）は「前面板レンズ」の屈折力を
増大する。これらのレンズの屈折力の変化は、電圧差の
複雑な関数である。おおざっばに首えば、屈折力とは電
界が電子を加減速する能力である。

容易にわかると思うが、補正レンズ素子（第９図では補
正レンズ４１）の大きさおよび形状は、前面板電圧を最
も低い電圧まで振ったとき（例えば＋１５ｋＶの高圧か
ら＋９ｋＶへ）正しい補正を与えるとき、中間の電圧直
でも基本的に正しく自動作動するように選択されること
が望ましい。補正素子電圧の低下によって作られる拡散
メツシュ・レンズによる半径方向の加速を減少させる機
能は、前面板レンズによる軸方向速度に減速させまた半
径方向の速度を増加させる機能によく似ている。補正レ
ンズ素子の寸法を調節することによって、拡散メツシュ
・レンズ機能は、最も低い電圧だけではなく中間の籠で
も、前面板レンズ機能の組合せ効果に合うように定める
ことができる。その後、１つのレンズの変化は、任意の
与えられた電圧変化について、他のレンズの相補変化に
よって自動的に相殺される。

第９図には示され°Ｃいないが、言うまでもなく、漏斗
部の導電性被覆４２と前面板４３との間の電界は前面板
の隅で最大の曲率を持っている。すなわち、漏斗部の導
電性被覆４２から出°（前面板４３に至る電気力線（等
電位線ではない）が密集し合うのは、「垂直側」と「水
平側」の表面が交わって１つの縁を構成する領域で外管
が曲るからである。したがって前面板レンズの屈折力は
隅が最大である。それにもかかわらず、本例の特定な管
では、これがある初期型の補正素子形状で見られたパタ
ーンひずみの大きな原因でなかったことは全く確かだと
思う。例えば、本ＣＲＴで、どんな補正レンズ素子も機
能させずに前面板電圧を低下させると偏向率が大幅に変
化するが、隅におけるパターンひずみは識別されない。

したがつ〔、これらの初期型の補正レンズの形状による
樽形ひずみは偏向の対角線方向についての過剰補正から
生じたものと思われる。

隅の領域の電子ビームについては、拡散メツシュ・レン
ズは主軸用についてと同量の倍率の低減隅に相当する補
正レンズ素子上の位置である。一方では、補正レンズ素
子（第９図の補正レンズ４１゜第６図及び第３図の補正
レンズ用の導電性被覆１７゜第１図の補正レンズ３）の
これらの点が、そこでの最小の幅に基いて拡散メツシュ
の作用についての倍率を低減させると主張したくなるが
、他の２つの考慮も必要である。拡散メツシュで対角線
方向の電子ビームが出る一番端の位置は、電子ビームを
漏斗部の導電性被覆から出る電界に最も近い位置に置く
ので、比較的小さな間に介在する電界でも依然とし°Ｃ
明白な効果を持つ′Ｃいる。次に、ｒＤＪと記された最
小幅の点は、それだけで完全に孤立しくいるわけではな
い。それらはかなりけわしい突起部によ・つて両側を囲
まれ゛〔いる。これらの突起部のへりはｒＤＪで表わさ
れた場所と相互作用するので、拡散メツシュにおける対
角線方向についての電界の乱れは、補正素子が「実際よ
りも広く見える」ことの結果と思われる。したがつ°〔
この２つの理由で、補正レンズ素子４１，１７゜３に関
する上述の形状は実際に、最大偏向時の対角線方向につ
い°〔他の偏向方向と同じ公称量の倍率低減をもたらす
。

解析モデルによる動作解析を行った場合、たとえコンピ
ュータを使ったとし°Ｃも、必ずしも最も正確かつ信頼
性のある情報を得ることができるわけではないというこ
とは、電子光学部門の当業者にとつ°〔驚（に当たらな
いと思う。このモデリングの手法が傾向を予測する程度
にしか役に立たないことはしばしばある。本例のＣＲＴ
の補正レンズ素子の形状を開発する場合もその例にもれ
ず、所要の大きさ、形状、および場所を知るために多く
の試行錯誤が必要とされた。

軸線上の倍率補正の実境可能性を示唆するコンピュータ
モデルを使用した最初の調査は経験的試行において確か
められた。経験に基く見積りおよび詳細な試行により、
垂直軸方向の端部に２個の突起部を持つほぼ円筒形の補
正レンズ素子が作られた。この補正レンズはすべての中
関電座でも軸上の偏向率変化を良好に補償した。しかし
これらのいろいろな初期型の補正レンズの形状は有望と
されたが、思わぬ樽形ひずみを招いた。樽形ひずみの原
因の追求の結果、拡散メツシュの中心から電子ビームが
出る場所までの半径方向の距離に関する拡散メツシュの
前述の特性がわかった。この特性の解明に基い°Ｃ４つ
の突起部のある形状が得られた。これらの突起部の効果
は著しく相互作用する。従つ゛〔その大きさおよび位置
を選択するためには、数度の試行錯誤を繰り返すことに
よりすべ゛〔の電圧で適当な偏向率補正を行うと同時に
適当なパターン補正を行う形状を選択しなければならな
い。

開発作業は下記の結果を得゛〔終了した。赤色用の＋９
ｋＶ　の電圧で、表示儂がごくわずか過剰補正される。

すなわち、赤色儂および同じ縁色儂（＋１５ｋＶ）はほ
んのわずかに認められるｔ（）レース線幅の１／４、す
なわち約ｏ、ｏ　ｏ　ｓ　インチ（１２７１Ｉｍ））だ
け、大きさが違う。前面板電圧の上昇につれて誤差はこ
の極大状態から次第に減から緑色までは基本的に完全で
ある。どんな発色をしている状態でもそれとわかるパタ
ーンひずみは存在しない。

形状の決定は、試行錯誤と、有限１！素法によるコンピ
ュータ解析とを組み合わせ°Ｃ達成された。

任意な多くの周知のコンピュータ・プログラムがこれに
関して役立つ。１つのかかるプログラム＋’４米国のス
タンフォード−線型加速器センタによって１９７３年に
発表されたウィリアムＢ、ハーマンスフルトの「電子軌
道プログラム」雄、出版番号ＳＬへＣ−１６６（Ａ　）
ＵＣ−２８であり、これは契約番号１４’ｒ（０４−３
）−５１５Ｋ基ツ＠　Ａ　Ｆ、Ｃ向１ｒｊに開発された
ものである。このＦＯＲＴＲＡＮプログラムは、米国商
務省の一部でありバージニア州スゲリングフィールドに
ある米国技術情報サービス（ＮＴＩＳ）から入手するこ
とができる。

最終的な形状がいったん知られると、補正レンズ素子の
形状と前面板の形状とにはある種の関係があるのではな
いかということが視察によって推測された。大幅に異な
る設計のＣＲＴに対しＣもこの関係を一般化して適用す
るのがどれだけ確かなことかは不明であることをことわ
った上で、この関係の推測な以下に示す。

補正レンズ素子の縁の形状は、ＣＲＴの外管の漏斗部分
に隣接する円錐表面上へ前面板の矩形形状を投影したも
のと同じであるか似°〔いることが観測された。その説
明のため、ここで８°の直円錐から作られる直円錐台で
拡散メツシュの近（におけるＣＦｔＴ外管に相当する寸
法を持つ直円錐台を考える。そし′にの直円錐の軸の上
に第１の点を選択する。多くの場合その点は断面の広い
端よりも狭い端の方に近いだろう。更に前面板と相似形
の長方形を考える。この長方形は直円錐台の軸に垂直な
面内圧あり、かつその中心が多くの場合この直円錐台の
軸上のその狭い端よりも広い端に近い１ｌｌｃある。更
に第１の点に軸支され、かつ前述の矩形の縁と交わる直
線を考え、この直線を前述の矩形の縁に添っＣ−周させ
る。その結果得られるところの、この直線と円錐台の表
面との交点の軌跡は第１図及び第５図に示された補正レ
ンズ素子４１，１７．３の縁の形状に類似したものにな
る。

本発明の原理は、拡散メツシュを持つ別の静電偏向ＣＲ
Ｔの拡散メツシュの作用に補正を加えるのに使用されＣ
いる。そのＣＲＴは固定加速電圧で作動する単色ＣＲＴ
であり、元来拡散メツシュを含まない設計のＣＲＴであ
った。標準の容易に入手できる拡散メツシュを管に入れ
て、その偏向感度を増大させることが望まれた。所望の
感度の増大は得られたが、その代わりに対角線方向ρに
沿う拡散の量が不適切であることに起因したパタわ 一ンひずみがそれとかかる量になるという副作用があら
れれた。このひずみは、基本的には上で説明されたもの
に似°Ｃいるが、固定電圧で作動される補正レンズ素子
の使用により除去された。

ここに説明された補正レンズ素子が必ずしもＣＩ（Ｔの
外管の内側の導電被覆である必要はないがことは理解で
きるだろう（もつともこれがしばしば最も具合のよい方
法であるが）。電子ビームの軌跡に影響を及ぼす他の手
段、たとえば薄金属板で作られかつビームの通路の回り
に適当に置かれた形状などが使用される。たとえば前項
の単色Ｃ１（Ｔの例におい゛〔は、金属タブが絶縁隔離
器によつ”（メツ７ユ罐に取り付けられた。

以上の説明は静電偏向型のＣ）ｔＴについてのものだっ
たが、磁気偏向型のＣＲＴでも同様の補正ができる。

第１０図は、漏斗部の導電性波６１１４８から分離され
た分割陽極前面板４７を持つ磁気偏向ビームい）に接続
され、またもう１つの導線５０は漏斗部の導電性被覆４
８を固定高圧源（これも図示されていない）に接続する
。ＣＲＴ４６のネック部にある電子銃アセンブリ（図示
されていない）は、集束電子ビーム５１を出す。磁気偏
向ヨーク・アセンブリ５２は水平および垂直の両偏向コ
イルを含み、これらは適当な偏向増幅器（図示されＣい
ない）によって駆動される。

静電偏向ＣＲＴの場合のように、）レースの発色変化は
分割陽極前面板に印加される正の高圧を変更することに
よって達成される。本例では、漏斗部の導電性被覆が＋
２０ｋＶ　　の固定高圧で作動すること、および分割陽
極前面板が＋１０ｋＶ　　〜＋２０ｋＶの範囲で作動す
る。

板は＋２０ｋＶの上限電圧いっばいまで振られ〔いるも
のとする。どんな補正レンズもないものとすれば、上の
軌跡５３のものと同様な初期偏向量を与えかつ分割陽極
前面板４７の電圧＆＋１０ｋＶまで低下させた場合の軌
跡は点４１５４の様になる。

静電偏向ＣＲＴの場合と同様、偏向過程により電子ビー
ムに半径方向の速度が誘起される。減少した面板電圧に
より、電子ビームが前面板に近づくにつれてビームの縦
軸方向速度が減速される。その結果生ずる走行時間の増
加により、半径方向の速度が會ｍ修−大きくなり、その
結果偏向が大きくなる。

いま環状導電表面の形をした補正レンズ５５の効果を考
えてみると、このレンズはＣＲＴ４６のネックの内側に
置かれ、電子ビーム５１の通路を中心とし−Ｃ軸方向に
置かれる。この補正レンズ５５が置かれる場所は、電子
ビーム５１がヨーク５２により作られた磁気偏向の領域
に入るより前である。導線５６は補正レンズ５５を第２
町変高圧源（図示され°〔いない）に接続する。トレー
スの発色が変えられるにつれて、第１および第２高圧源
は次のように同時に変化する。すなわち分割陽極前面板
４７に加えられる電圧が減少するＫつれて、補正レンズ
５５に加えられる正の高圧が増加する。

補正レンズ５５の電圧の増加により、電子ビーム５１は
その走行時間を一定に保つに要する量だけ縦軸方向に加
速される。その結果、電子ビームの軌跡５７の前面板４
７への衝突点が軌跡５３のものと同じであるととに示さ
れるとおり、偏向率は一定となる。同様に、分割陽極前
面板４７に加えられる電圧が増加するにつれて、補正レ
ンズ５５に加えられる正の高圧は減少する。磁気偏向Ｃ
ＲＴが自動集束回路を具備するならば、補正レンズに加
えられる電圧を制御する回路に自動集束回路をも結合す
ることが望ましいかもしれない。

上述の代替実施例は拡散メツシュのない静電偏向ＣＲＴ
にも適用できることは、当業者によつ°〔理解されるも
のと思う。

【図面の簡単な説明】

！Ｉ１図は本発明にかかるビーム浸透型カラーＣＲＴの
斜視図、第２図は従来技術によるビーム浸透型カラーＣ
ＲＴの部分断面図、第３図は第１図に示された本発明に
かかるビーム浸透型カラーＣＲＴの断面図、第４Ａ図及
び！４８図は第１図中のギャップの形状を説明する図、
ａ！５図は第１図中のギャップの立体形状を説明する図
、第６図は電子ビームが拡散メツシュを出る時の補正レ
ンズの作用を説明する図、第７図は従来の静電偏向Ｃに
Ｔにおける内部の電位と電子ビームの軌跡を示す図、第
８図は従来のビーム浸透型カラーＣＲＴにおける電子ビ
ームの軌跡の変動を説明する図、第９図は本発明にかか
るビーム浸透型カラーＣＲＴにおける補正効果を説明す
る図、第１０図は本発明にかかる電磁偏向ビーム浸透型
カラーＣＲＴの動作を説明する図である。 ２：漏斗部被覆、　３：補正レンズ、　４：ギャップ、
　　６：電子銃アセンブリ、　　１５：漏斗部の導電性
被覆、　　１６：前面板の導電性被覆、１７：補正レン
ズ用の導電性被覆、　２１：拡散メツシュ、　４７：分
割陽極前面板、　４８：漏斗部の導電性被覆、　５２：
磁気偏向ヨーク・アセンブリ、　　５５：補正レンズ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電子ビームを放射する電子銃と、 偏向信号に応答し゛ＣＣ前篭電子ビーム偏向する偏向手
   段と、 可変加速電圧に応答して偏向された前記電子ビームに加
   速度を与える可変加速手段と、偏向され加速度を与えら
   れた前記電子ビームの衝突によつ”〔励起された部分に
   発光表示を与える発光性前面板 とを有するビーム浸透型陰極線管において、前記可変加
   速電圧に応じた可変補償電圧に応答し−Ｃ補償電界を発
   生する偏向率補償手段を前記電子ビームの経路上に設け
   たことを特徴とするビーム浸透型陰極線管。