JPS5825042A - 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】 本発明は陰極線管（ＣＲＴ　）、％に被数の電子銃及び
シャドウマスクを備えたＣＲＴに関する。

従来の３電子銃、シャドウマスク型のＣＲＴの一般的構
成及びラスク走査カラー儂を得るための動作力法線当業
者には周知である。又、ダイナミック補正が無いと、斯
るＣＲＴに生ずる偉は成る固有の歪を有するととも当業
者には周知である。この歪の主要なものは、３つの電子
ビームの偏向中心を表示管のスクリーンの曲間の中心か
ら離れて配置することによシ生じる糸巻歪（カラーＣＲ
Ｔと同様に単色ＣＲＴにも存在する）、複数の電子銃を
管体の管軸からずれて配置することにょシ生ずる台形歪
及び複数の電子銃を横方向に離間して配置することＫよ
シ生じるシャドウマスク管のビーム・コンバージェンス
誤差である。デルタ（三角形）配置の電子銃構成では、
３個の電子銃全てを管軸から離間し、インライン（−線
状）配置の電子銃構成では１個の電子銃を管軸上に配置
し、他の２個をその両側に離間する。

幾可学的歪を補正する通常の方法状、画倫ラスタを得る
ために単−又は複数ビームを表示スクリーンを横切って
偏向するために使用する偏向信号に適轟なアナログ補正
成分を加えることである。

通常、３つの電子ビームをスクリーンの中心に集めるた
めに用いる電磁界に異なるアナログ補正成分を同様に加
えてコンバージェンス誤差を補正する。上述の２つの歪
のうち、正確且つ均一に補正することが最も困難なのは
間欠的に調整を必要とするコンバージェンス誤差である
。

グイナミックピーム俸コンパージェンスヲスるための基
本的方法は管球内の各ビームに関して独立し九垂直及び
水平偏向信号を発生させることである。補正信号はスク
リーンの中心において零点補正をし、ビームの偏向が中
心から離れるにつれて、補正量を増加して、補正量はわ
ずかに歪んだ放物線に近くなる。視聴者がそれほど精密
さを望まず視距離が約１．８〜３割である家庭用テレビ
ジョン環境ではこの様な基本的補正で充分である。しか
し、情報表示の分野では精密さが望まれ、視距離が更に
短かい、特に、厳密な解像度が要求される場合に杜、基
本的補正では補正されないコンバージェンス残留誤差量
は許されない。

上述の基本的方法の改良は、本発明の譲受人であるテク
トロニツクス・インコーホレイテッドにより製造された
４０２７カラー・グラフィック命ターミナルに施されて
いる。即ち、表示スクリーンを幾つかの区分領域に分割
し、独立して調整可能である異なる補正信号を各区分領
域ごとに発生させる。この様な改良によシ、スクリーン
全面で、３つのビームの正確なコンバージェンスがでキ
ル。

上述の４０２７　においては、表示スクリーンを９個の
区分領域に分謁し、３つのビームを各ビームに対応する
３個のポテンショメータの調整により各領域で一点に集
める。しかし、補正は改良できるが、この方法では９個
の区分領域を有するので３つのビームに対して２７個の
異なるポテンショメータの調整が必要で、調整に時間が
かがる。他の従来の方法では表示スクリ７ンを一様な多
数の区分領域に分割しく例えばテクトロニツクス・イン
コー？レイテッド製６９０カラー・（％ニタでは１３個
）、更に多数のポテンショメータによる関連調整を必要
とする。これら装置に共通の欠点は各独立した区分領域
で幾つかの調整をするために、表示装置の完全な制御を
行う操作者が必要なことである。

最近の技術では補正情報をキーが一ド又は他の同等の手
段を介してデジタル的に入力して、所望量のビーム調整
をするアナログ信号に肇換するデジタル・コンＩ童−ゾ
エンス装置がある。斯る装置を開示又は使用し丸ものを
して、例えば、バレットその他による米国特許第４，２
０３．０５１号、ソウターによる米国特許第４．２０３
．０５４号（これらはＩＢＭ社に饋渡）及びオハイオ州
ディトンのシステム・リサーチ・うＩラトリイズ社製８
ＲＬモデル３８２カラー・ディスグレーがある。斯るＩ
ＢＭの装置は１９８０年９月ＩＢＭ社発行のジエイ・レ
ス・デペロッ！（Ｊ、　Ｒｅｓ、　Ｄｅｖｅｌｏｐ　）
　２４巻第１号、５９８−ｅ−ジの「３ビ一ム高解偉度
カラー情報表示のコンノク−ジエンス用デジタル・シス
テム」と題したりエイ・ニス・ビーテソンその他による
論文にも記述されている。８ＲＬのコンバ−ジェンス装
置はシステム・リサーチ・うがラトリー社のアール・イ
ー・ホルムス及びジエイ・ニー・メイズによる「シュミ
レータ−・ビジュアル・システム用２５インチ精密カラ
ー表示」と題した論文に記述されている。ＩＢＭ及び８
ＲＬシステム両方に共通の特徴はコン・ぐ−ジエンス又
は他の幾可学的調整を為すために３つのビームの各々に
必要な移動角度を表わすデジタル情報を操作者が入力す
るのにキーゲートを使用することである。ＩＢＭシステ
ムは表示領域全面の１３個の異なる点でビームを個々に
調整できる、然るにＳＲＬシステムは２５６個の異なる
点で調整できる。

偏向調整のみができる半自動装置はプリストウによる米
国特許第４．０９９．０９２号に開示されている。この
装置では、ＣＲＴ表示の前面に配置されたフォト・ダイ
オード・プレイ又は固体素子撮倫管及びデジタル・コン
ぎニーターを補正成分を発生するために使用する。この
補正成分は後でプログラム可能な固定記憶装置（ＲＯＭ
）を介して従来の偏向波形に加えられる。

全ての従来技術に共通の欠点はコンバージェンス又は幾
可学的補正動作を達成する間、システムの完全な制御を
確認する操作者を必要とすることである。

本発明の陰極線管（ＣＲＴ　）によれば走査電子ビーム
の水平及び垂直位置を表わす情報が得られる。

閉ルーグ補正システムにおいて、ＣＲＴは表示儂のコン
バージェンス及び幾可学補正の両方を自動的に制御する
様に動作する。

本発明のＣＲＴは螢光体材料の表示スクリーン、及び電
子ビームを表示スクリーンに向けて発生する１個又は複
数の電子銃を含む点において従来と同様のＣＲＴと、電
子ビームで衝撃すると２次元内で電子ビームの正確な位
置を表わす指示を発生する丸めに、電子銃及び表示スク
リーン間に配置した位置検出用帰還手段とを有する。本
発明のＣＲＴの一実施例はシャドウマスクの一面全体に
離間して配置した複数の帰還素子即ち位置検出素子を有
するシャドウマスク型カラーＣＲＴを含み、この検出素
子によシ特定の信号が生じる。素子は通過電子ビームに
よシ走査される際に、所望の正確な位置情報を含む単−
又は複数の信号を発生するように構成され、離間して配
置される。

本発明のＣＲＴの他の実施例は表示スクリーンの内面の
全体に離間して又は周囲に配置した複数の小さな帰還素
子を有する単色ＣＲＴを含む・当業者にはモノクコ−１
１フライング・スイット・スキャナ及びビーム・インデ
ックスＣＲＴの様な種々の装置と本発明のＣＲＴとの間
のわずかな類似点が理解できるであろう。モノスコーグ
は特定の２次電子放出材料の複数の文字限定領域に区分
されたターグットを有する略従来のＣＲＴを含む。

選択した領域に走査ラスタを偏向すると、選択した文字
を限定する指示を生じる。フライング・スイット・スキ
ャナは文字限定開口によって穴をあけられた不透明材料
で被覆され九螢光性スクＩＪ−ンを含むことで類似する
。選択された開口に同様の走査ラスタを偏向するとき、
指示が生じ、選択した文字を限定する。当然、ビーム・
インデックス・カラーＣＲＴは当業者には周知である。

これらの主たる特徴は複数のインデックス縞のすき間の
ある配列によシ、片側が被覆され九多数の縞模様表示ス
クリーンである。

本発明のＣＲＴの主要な機能はＣＲＴ表示システムのコ
ンバージェンス調整及び幾可学的整列の両方を容易且つ
自動的に実行することである（ここで「幾可学的整列」
とは糸巻歪及び台形歪の如き像の乱れを補正するために
必要なビーム調整のはか、表示像の大きさ、位置、直線
性、直交性郷に影響を及ぼすために必要なビーム調整の
意味を含む。）。シャドウマスク型カラーＣＲＴＫ特に
関連スル力、コンバージェンス即チコンパージエンス娯
差を制御することは複数の電子銃及び共通の偏向システ
ムを有する単色又はカラーのいかなるＣＲＴの動作にお
いても重要な問題である。

本発明のＣＲＴの使用に適当な閉ループ補正システムが
１本出願の譲受人であるテクトロニツクス・インツー４
レイテツドに譲渡され、米国において本出願と同日（１
９８１年７月６日）に出願された、ロナルド−Ｃ・ロピ
ンメー及ヒタン・Ｆ・デンハムによる米国特許出願４２
８０．４２０に開示されている。

説明のために本明細書では斯る米国出願を引用する。

ＣＲＴ内の帰還素子は種々の異なる構成でよいが、シャ
ドウマスク型ＣＲＴで使用するため特に有効な構成は、
垂直脚部及びこれに対して傾斜した傾斜脚部で直角三角
形を形成し、３電子銃側のシャドウマスク面の所定位置
に離間して配置することである。特定の実施例では帰還
素子は短残光（ｒａｐｉｄ−ｄｅｃａｙ　）螢光性材料
で形成され、帰還信号を検出する手段紘単数又は複数の
光電子増倍管又は半導体光検出器を含む。これらの手段
は、特定の発光ス（クトルに反応し、ビームの通過にょ
シ励起される螢光体から生じる可視ス（クトル発光を検
出できる。他の実施例では、素子は同様な励起で２次電
子を放出する材料で形成され、検出手段は単数又は複数
の２次電子用コレクタを含む。更に他の実施例で拡素子
はマスク面から絶縁され良導電被膜に開口のように形成
され、検出手段は通過ビームによシ導電被膜及ヒ／又は
シャドウマスクに誘起される電流を検出する手段を含む
、全ての素子はＣＲＴのシャドウマスクの裏面に形成さ
れるので、表示像に悪影譬を及ぼさない。

単色ＣＲＴＫ特に有効な帰還素子構造は、連続したラス
タ線走査によシ調査することができる小さなドツト又は
点である。帰還素子をＣＲＴ表示スクリーンのアルミニ
ウムで被膜された内面の所定位置に離間して配置する。

素子を充分に小さく形成できるなら、いかなる表示像の
保全にも大きな影響を与えることなく、可視領域に配置
できる。どちらの場合においても、上述のシャドウマス
クの実施例又は他のものに適当な短残光螢光性材料で形
成してよい。

帰還素子の構成にかかわらず、走査励起によ）生じる信
号は、ＣＲＴ内の各電子ビームの他のビーム及び各素子
の物理的位置に対する正確な位置を示すタイミング関係
を有する。これらのタイミング関係は判別され、更にマ
イクロプロセッサ又は他の適当な処理装置により処理さ
れて、所望の幾可学的及びコンバージェンス調整をする
ために必要な補正成分を決定する。補正成分を決定する
と、この補正成分は上述したＩＢＭ、８ＲＬ及びブリス
トウの例に開示された装置を含むアナ１０グ又はデジタ
ルの周知の手段によシコン／々−ジエンス及び偏向回路
に印加される。

本発明のＣＲＴの主たる効果はコン・々−ゾエンス調整
及び幾可学的補正処理に操作者が必要ないことである。

更に、これらの補正処理は充分に速いので周辺の表示シ
ステムの通常の動作を妨害することがない。

従って、本発明の目的は走査電子シームの正確な位置決
めをする帰還手段を有するＣＲＴを提供することである
。

本発明の他の目的は通過電子ビームにより励起されて、
２次元内で電子ビームの位置を示す帰還信号を発生する
帰還手段を含むＣＲＴを提供することである。

本発明の他の目的は斯る帰還信号を発生できる帰還手段
を有するシャドウマスク型カラーＣＲＴを提供すること
である。

本発明の他の目的は管内の電子ビームの位置を示す指示
を発生する手段を含むシャドウマスクを提供することで
ある。

本発明の上述の目的、特徴及び効果はｉ付図を参照して
行う以下の説明より明らかとなろう。

以下の説明はＣＲＴ表示装置の基本的理解のためシャド
ウマスク型ＣＲＴについて行う。

当業者には周知である様に、従来のシャドウマスク型Ｃ
ＲＴの３つのビームは色忠実度が許容範囲にある１儂を
得るためシャドウマスク開口で一点に集中しなければな
らない。デルタ電子銃配置では、通常各ビームがマスク
開口を通るように電磁界を変調してコンバージェンスを
行う。インライン電子銃配置では方法が少し異なるが基
本概念は応用できる。説明を簡単にするため、ここでは
デルタ電子銃配置について説明するが、これは本発明の
限定を意図をするものではない。更には、本発明はシャ
ドウマスクｆｉｃＲＴに限定するものではなく、共通の
偏向システムを有する複数ビーム単色ＣＲＴにも応用で
きる。

第１図はデルタ電子銃ＣＲＴのビームをコンバ−ジェン
スするために通常必要であるビーム調整の４つの例を示
す。ＣＲＴ表示スクリーンの操作者−側から見た第１図
において、各ビーム位置はビームにより生ずる特定の色
、即ち赤、緑及び青を夫々示す文字Ｒ，Ｇ及びＢを囲む
円で示される。矢印は有効な調整方向を示す。従来の様
に、赤及び緑のビームは第１図中１＋”で示す共通のコ
ンノ々−ジエンス点に向って又は遠ざかる斜め方向に動
き、−男前のビームは水平及び垂直方向に動く。実際に
は、第２図に示す様に赤及び緑のビームが黄色表示を形
成するように先ずコンノク−ジエンスし、次に青のビー
ムを空間的に一致させて白色表示を形成するようにして
完全なコンバ−ジェンスを行う。コンパーツ、エンス工
程を容易にするためＣＲＴスクリーン上に実際に表示す
る印は任意に選択すればよい。

コンバージェンス処理を行う基本的従来装置を第３図に
示す、この装置は３要素電子銃構体（２）及びシャドウ
マスク（ハ）を有するＣＲＴ（１）、コンバージェンス
構体ｃ！し偏向ヨーク（又は偏向板）（至）、１偉信号
を発するＺ軸信号源（至）、水平及び垂直同期信号源（
至）、全体のコン・々−ジエンス及び偏向波形を発生す
る波形発生器（至）及び発生器（至）の総合波形に成る
補正成分を操作者（至）が手動で選択できる手。

段（ロ）を含む０例えば従来の装置とは上述したテクト
ロニツクス・インコーホレイテッド製４０２７カラー・
グラフィック・ターミナル、ＩＢＭ及びＳＲＬの装置で
ある。テクトロニツクス・インコーホレイテッド製４０
２７では波形発生器（至）及び手動１Ｍ！整手段（ロ）
はアナログであり、ＳＲＬ社製装置では波形発生器はア
ナログで調整手段はデジタルであり、ＩＢＭ社製装置で
は両方ともデジタルである。各社の装置に共通する特徴
は補正動作を行うために必要な時間中、装置に操作者（
至）が必要であることである。上述した様に、従来の装
置の主要な機能は第１に３つの電、子ビーム（６４ａ）
　、　（６４ｂ）　、　（６４ｃ）をシャドウマスク（
至）でコンバージェンスさせ、第２に幾可学的に許容範
囲の儂を決定させるように操作者が手動で補正波形を調
整することである。

第４のシステムのプリストウの装置では外部検出装置の
操作者（至）が追加され、補正波形は自動的に発生され
るが、操作者を依然必要とする。

第４図は本発明のＣＲＴの一実施例及びこれと共に使用
する閉ルー！補正システムを示す。図示する様に、ＣＲ
Ｔ■は一方に螢光体被覆表示スクリーン（４４、他方に
３要素電子銃構体に）を有する管体（４３を含む、開口
を設けた金属製シャドウマスク噛を電子銃側で表示スク
リーン（財）に近接して配置し、後述する様に複数の帰
還素子（至）を互いに離間して配置する。帰還素子間を
除いてはＣ）’ＬＴ（イ）は従来のシャドウ・マスク型
カラー・ＣＲＴと同様である。

ＣＲＴ（４Ｑの例示的システムは、管体（６）のネック
部６３の周囲（又は内部）に取付けたコンバージェンス
電磁構体（ロ）及び偏向ヨーク（又は板）＠、Ｚ軸信号
源■、水平及び垂直傷内信号源−及び波形発生器（２）
を含む。更に、適当なインターフェイス（至）を介して
ＣＲＴ［の動作中に現われる帰還信号を検出し、この信
号に応答してＣＲＴ内の各ビーム（４７ｍ）　。

（４７ｂ）　、　（４７ｃ）の位置を示す第２信号を発
生する検出回路−及び第２信号に応答して発生器−の総
合コンバージェンス及び偏向波形に印加する補正成分を
発生する処理手段即ちプロセッサ岐を含む。

後述する様に、動作中、電子ビーム偵ηで帰還素子（至
）を走査して得た位置情報を用いて、プロセッサーは発
生器（２）により発生するコンバージェンス及び偏向波
形に印加する補正信号を発生し、コンバージェンス及び
幾可学的補正を行う。第４図のシステムの更に詳細な説
明は上述したロビンダー及びデンハムの特許出願を参考
にされたい。

帰還素子（至）は種々の構成が考えられる。成る構成は
、シャドウマスク（橋の電子銃側の表面の所定の位置に
被着した例えばＰ４７螢光体の様な短残光螢光性材料で
ある。他の構成を以下に掲げる。螢光性材′料の素子（
至）に関して１．適当なインター、フェイス（至）はＣ
ＲＴ（４９の外に面して且つ管体（４つに形成され九透
明覗き窓に近接して設けた光電子増倍管である。インタ
ーフェイス（至）を示すための第４図の小さな円は、単
なる記号であり、特定の機械的、光学的又は電気的接続
を意味するものではない。

後述する様に、インターフェイス（至）は他の同等のも
のでよい。

通過する電子ビームの水平及び垂直位置情報を発生する
ものならば素子団はいかなる大きさ及び構成であっても
よい。これまで、説明した帰還素子構成は第５図のもの
も含む。図中の各素子は、ＣＲＴ表示スクリーンの観測
者側から見た様に描かれている。シャドウマスクの表面
に配列されるので、素子は左右が逆になる。垂直及び傾
斜部材即ち境界標を含む素子構成は最も確実で明瞭な帰
還信号を発生することが解かつている。必要とする水平
及び垂直位置情報を与えることができる他の素子構・成
が、上述した様な本発明から逸脱することなく可能であ
る。しかし、シャドウマスク又は表示スクリーンに完全
に広がった、ビームインデックス管の様な単−帯の帰還
素子は１次元内のみでビーム位置情報を与えるだけであ
るので、帰還素子として不適当である。

特に効果的である帰還素子の実施例を第６図に示す。素
子は直角三角形を形成する、非結合の脚部−及び＠２を
含み、第１脚部即ち立上り脚部−は垂直方向に向けられ
第２脚部即ち立下り脚部■は水平方向に対して３０°の
角度＠４（脚部−に対して６０°）に傾斜している。こ
こで用語「立上り」及び「立下り」とは図において左か
ら右へのビーム走査の方向に関してである（第６図に示
した素子は表示スクリーンの操作者側から見た図である
。シャドウマスクの電子銃側から見ると、ビーム進行は
右から左となり素子は逆向きになる。）。更に用語「水
平」及び「垂直」はＣＲＴ表示装置の電子ビーム偏向に
対応する。

第６図の素子の代表的寸法は、高さく至）は約７．６〜
２５．４■、全長（ハ）は約１５．２〜１４．５■、水
平方向の脚の幅（至）は約０．２５〜２．５４ｍ、脚の
間隔−は脚の幅に略等しい。装置の特性によっては他の
寸法であってもよい。ここで、重要なことは素子によシ
走査中の電子ビームの位置を検出し、この検出により生
じる信号を明確に認識することである。更に、高さく至
）は走査ビームを垂直方向で調整するに充分であり脚部
■からはずれることなくコンバージェンスを得るために
必要な長さである。脚部間隔（至）は、たとえ垂直面で
素子が走査されても、２つの別個の信号を確実に発生す
る距離である。脚部−及び姉の一定且つ等しい水平幅−
を２つの信号の振幅及び周期が同じになるように選択す
る。例えば３０°の角度（２）は脚部がシャドウマスク
＋４１の開口と一直線になるように選択される。しかし
、開口の直径の関係、ビーム直径及び素子の全長は開口
配列と素子構成の配置誤差によシ生ずる不均一を最小限
にするので、後者の特性は厳密ではない。同様の素子構
成がインライン電子銃配置のシャドウマスク管及び単色
管にも使用できる。

第７図はシャドウマスク−の電子銃側の表面を示す。こ
こで１＋”で示す帰還素子（至）は、第４図の側面図か
ら解る様に、この素子は規則的に離間された配列を形成
するようにシャドウマスク表面上に配置される。設計上
の選択により、素子を点線の枠（財）で表わす所定の保
証領域内の全体に設けてもよい。各素子は、ＣＲ，Ｔの
３つのビームが正確にコンバージェンス及び配列される
表示面積の区分領域の中心を定めるので、使用する素子
の数及び位置は補正の精度を決定する重要な要素である
。

第７図に示す／？ターンでは、１７個の異なる位置即ち
中心、上下、左右、４隅及びこれらの間の同様の点でコ
ンバージェンス及び幾可学的補正ができる。総合的にデ
ジタルコンバージェンスを使用した装置に関しては、例
えば３０乃至２５６個の等間隔で更に小さい多くの配列
及び素子を必要とする。

後述するように各帰還素子■を走査電子ビームによシ個
々に調べてもよく、コンバージェンス及び補正動作祉同
時に点毎に即ち表示全体で行われる。

第４図のＣＲＴ及びシステムと共に使用する代表的位置
検出回路を第８図に示す。帰還素子（至）は螢光性材料
で形成され、従って七ンサ鏝は光電子増倍管として簡略
して示す、第８図の回路は所定の一連の切換え入力信号
に応答して出力状態が交互に変わるトグル・フリップ・
フロラｆ　（１１０）　、）グル（１１０）の出力状態
をアナログ量に変換するラング発生器（１１２）及びア
ナログ量をデジタル量に変換するアナログ・デジタル変
換器（ＡＤＣ）　（１１４）を含む、ランプ発生器（１
１２）は増幅器（１１６）及びコンデンサＣに蓄積した
電荷を制御するトランジスタ・スイッチＱｌ、Ｑ２を含
む。ＡＩ）Ｃ（１１４）はデジタル発振器（１１８）　
、デフタル計数用カウンタ（１２０）、デジタル・アナ
ログ変換器（１２２）及びカウンタの計数値がコンデン
サの充電電荷に相当するようになるとカウンタ（１２０
）の計数を停止させ、ラング発生器（１１２）をリセッ
トする比較器（１２４）を含む。光電子増倍信号の振幅
を制御する増幅器（１２６）が第８図の回路に含まれる
。この回路の機能は特定のラスク線分の水平及び垂直位
置を表わすデジタル・タイミング信号を供給することで
ある（用語「ラスク線分」は本発明をラスク走査型の装
置に限定するものではない。）。当業者には明らかな様
に、本発明はダイレクト・ビーム（即ちカリグラフィッ
ク）型の装置にも応用でき、有用である。

第８図の回路の動作は第９図の信号図を参照して、理解
されるであろう。例えば表示領域の左中央端の素子の様
な選択された帰還素子に関して表示領域の中央を通過す
る赤色の線の様な、特定の走査線の位置を決定するため
には選択された素子の両方の脚部を横切るように、充分
な長さの走査線を発生させることのみが必要である。第
１の横断走査は走査線の水平位置を表わす信号を発生さ
せ、第２の横断走査は走査線の垂直位置を表わす信号を
発生させる。同一走査線の３つの色要素の各々に対して
処理を繰り返すことにより、コンバージェンス又は他の
空間的関係を制御する丸めに必要な調整が敏速にできる
。表示軸域に関して物理的位置を知ることより、幾可学
的補正を行うに必要な調整ができる。

第９図は第８図の回路に印加される２軸２及び帰還ＰＭ
Ｔ信号、トグル状態（ＴＯＧＧｉ）及びこれに応答して
生ずるコンデンサの電荷Ｃを示す。

ＴＯＧＧＬＥ及びＣ信号には２組あシ、一方は帰還素子
の第１横断走査用であり、他方は帰還素子の第２横断走
査用である。第９図はＺ軸信号により生ずる走査線ＬＩ
ＮＢを示す。素子の２つの脚部■及び■に関係する発生
線分即ち走査線の位置を簡略的に示すため、第６図の帰
還素子を走査線信号に重ねである。ＬＩＮＥ曲線の水平
座標の時間及び距離の両方を測定する。

選択された走査線が発生する前の時刻１（、において、
プロセッサーは適当な制御信号を発生し、トグル（１１
０）を高出力状態にセットし、カウンタ（１２０）を初
期状態即ち零にセットする。この状態において、増幅器
（１１６）の入力端は接地され、コンデンサＣは放電す
る。次に水平偏向が始まシ、ＣＲＴ内の３つのビームは
表示領域を左から右゛に移動し始める１選択した帰還素
子間に到達する前の所定時刻ｔｌにおいて、例えば赤の
如き電子ビームに対する２軸信号は均一な輝度の掃引線
を生ずるよう−に一定の振幅に維持される。これと同時
に、緑色及び青色電子銃へ印加する２軸信号を零にセッ
トする。プロセッサ（財）は適当な制御信号を発生し、
図中で上のトグル曲線で示すように、トグル（１１０）
を低出力状態にする。トグル（１１０）の低出力状態に
よυ、トランジスタＱｌが非導通になる様にバイアスさ
れ、コンデンサＣは充電を始める。

これを第９図の上のＣ曲線で示す０時刻ｔ２では、赤色
のビームは素子間の立上多脚部−を衝撃し、素子の材料
を発光させ、第１帰還指示をする。光電子増倍管（１０
０）はこの指示を検出し第１ＰＭＴ／４ルス（１４０）
を発生する。ＰＭＴ−々ルス（１４０）を印加すると、
トグル（１１０）の出力は高出力状態に榎帰し、その結
果増幅器（１１６）の入力端は再び接地され、コンデン
サＣの充電動作が終了する。次に適当な制御信号が発生
し、後述するようにトグル信号が次のＰＭＴパルス（１
４２）に応答するのを妨げる。

この時点でコンデンサＣの電荷は一定な輝線セグメン）
　（１４４）の出発点から素子（至）の立上シ脚部−に
出合う即ち交差する時点までの水平方向距離及び経過時
間を表わすアナログ量である。

走査線（１４４）を決定する２軸信号は有効な帰還信号
を発生するに足りる振幅が必要であることに留意された
い。この振幅は少なくとも装置の操作者が見ることがで
きる掃引線を発生するに必要な大きさである。

第８図の回路の次の動作の前に、適当な制御信号が発生
され、カウンタ（１２０）は計数し始める。

この様に発生し、Ｄ／Ａ変換器（１２２）によりアナロ
グ量に変換されるデジタル計数値がコンデンサＣに充電
され走電荷量に相当する値に達すると、比較器（１２４
）は計数を停止させ、コンデンサＣを放電させる信号を
発生する。停止時において、カウンタ（１２０）の計数
値は上述の如く水平距離及び時間を表わすデジタル量で
ある。このデジタル表示は素子（至）の立上シ脚部翰に
より表わされる垂直面での走査線（１４４）の位置を表
わす。

水平基準に関して走査線（１４４）を位置づけるために
、第８図の回路は再び初期状態とし、水平走査動作を繰
シ返す。時刻ｔ１で一定輝度走査線（１４４）が開始し
、トグル（１１０）には信号は印加されずトグルは第９
図の下のＴＯＧＯＬＥ曲線により示す様に高出力状態を
維持する。時刻ｔ２÷走査ビームが素子（至）の立上り
脚■と交差すると、生じたＰ　Ｍ　Ｔ　／ＩＰルス（１
４０）はトグル（１１０）を低出力状態に切換え、コン
デンサＣの充電を開始させる。これを第９図の下のＣ曲
線で示す。時刻ｔ３でビームが素子間の立下り脚部−と
交差する時生じた第２ＰＭＴ／＃ルス（１４２）はトグ
ル（１１０）を高出力状態に復帰させ、充電動作を終了
させる。Ａ／Ｄ変換器（１１４）の再開始動作によシカ
ウンタ（１２０）内で発生するデジタル信号は走査線（
１４４）及び２個の素子脚部−，＠りの交差点間の水平
距離及び経過時間を表わす。立下シ脚部−の傾斜により
、デジタル信号は素子（至）に関する走査線セグメン）
　（１４４）の垂直位置を示す。素子（至）の正確な物
理的位置が既知であるなら、この垂直位置の情報を用い
て例えば、検出した経過時間と素子−の既知の物理的位
置に相当する経適時間との間の誤差を所定の範囲以下に
減少させる方向に、走査線（１４４）を移動させて幾可
学的補正を行うようにしてもよい。しかし、コンバージ
ェンスをするために素子の物理的位置を知る必要はない
。

非飛越しラスク走査型式での使用上、第８図の位置検出
回路及びプロセッサーは選択した帰還素子鴫の最初の水
平走査期間に得た情報を同一の素子の次に続く走査前に
充分敏速にデジ、タル化及び蓄積できる。従って、連続
したラスク線を発生するに必要な時間以内で特定の走査
線に対する水平及び垂直位置情報が得られる。特定の線
分及び帰還素子に対して、赤色ビームの情報を得て且つ
蓄積した後、緑色及び青色ビームに関して相当する情報
を得るため上述の工程を繰シ返す。水平位置情報は特定
の色の走査に関して同じであるので、上述の２つの動作
のうちどちらを先に行ってもよい、ここでは垂直情報を
得るために使用する線分が３色の各々について同じであ
ることが必要である。

この様にして得九情報はかなシ敏速に分析され、それに
ついては上述めロビンダー及びデンノ・ムの特許出願に
一示されでいる。コンバージェンス波形に加える補正成
分を計算するために使う特定な処理即ちアルｆ　ＩＪズ
ムは熟練した設計者の設計上の選択による。斯る選択に
は、コンバージェンスを得るまでビームを１工程づつ繰
り返して移動させる単に繰り返しの解決法、必要な補正
量を計算し、ビームを１回移動させる単に数学的解決法
及びビームを繰り返し、ｌ工程ごとにコンバージェンス
誤差の程度に関係してビームを移動させる混成即ち前者
２つの中間の解決法を含む。実際には各経過時間の差が
所定の限界以下に減少するとコンバージェンスが得られ
る。特定のシステムに最も適当である解決法は、計算に
必要な時間、及び実際の計算の速電、及び能力に依存す
る。

上述の様に、補正工程は所定の工程に従って自動的に又
は操作者の制御によシ行なわれる。自動的に行うとき、
線分（１４４）は非常に速く且つたまに現われるので操
作者は実際上はとんど気が付かない。５Ｑ　Ｈｚの画像
？スタとすると、各線分の試験は１／６０秒以内であシ
、初期ウオーム・アップ後は、補正の時間間隔は数時間
である。たとえそうでも、いかなる中断も許されず、補
正処理の手動による機能停止又は開始を必要とする表示
写真にも応用できる。手動制御を行なうのに必要な回路
は当業者には周知である。

上述では帰還素子（至）はシャドウマスク（祷の電、子
銃側表面に塗布した短残光螢光体によ多形成されるとし
た。好適な螢光体材料はＰ４６及びＰ４７螢光体でおる
。Ｐ４６及びＰ４７螢光体の発光は夫々黄色範囲及び紫
外線範囲である。両壁光体は残光時間がかな９短いので
ビームの通過を明瞭に示すことができる。螢光体及びセ
ンサ（至）は例えば上述した光電子増倍管の様な、螢光
体の放射線に適合するセンサが選ばれる。光電子増倍管
又は他の光学式セ／すに関して、当然、透明窓即ち覗き
窓をＣＲＴ管体の側壁に設けることが必要である。ここ
で注意すべきことは、センサが受ける発光に電子ビーム
の通過により生じる光以外の光が混じるのを防止するこ
とである。この様な考察は当業者、特にビームインデッ
ク管技術に関連した分野に従事する当業者には明らかで
ある。

帰還素子は電子ビームが通過することによる衝突で２次
電子を放出可能な材料で形成してもよい。

この場合、インターフェイス（至）は管体の内部に配置
され、外部から適当な導体を介してアクセスできる２次
電子用の適当な単−又は複数のコレクタを含む。周知の
２次電子放出材料は一酸化マグネシウム（ＭｇＯ）でお
る。２次電子用コレクタの構成及び設置は例えばモノス
コープ型の文字発生器管の設計及び製造に携わる当業者
には周知である。

シャドウマスク−の表面上の帰還素子鴫の大きさ及び配
置は多少の制限はあるが設計上の選択による。上述した
様に第１に考慮すべき事柄は帰還素子を走査することに
よシ生ずる信号が明瞭且つ判別し得るものであることで
ある。従ってこの素子はビーム調整の制限された鹸囲内
で有効な信号を発生できるように充分大きく、シかし適
切な分離ができるように充分小さくなければならない。

仮に、帰還素子が互いに接近しすぎると、成る信号素子
の異なゐ構成部分によシ生じる各信号を区別し、更に第
１素子の構成部分及び隣接する素子の他の構成部分によ
シ生じる信号を区別するために処理能力がグロセッサ儲
に要求される。コンバージェンス又は他の補正処理の初
めにおいて、ビームが総合的配列誤差を有すると、各信
号の後者の設定を行なう。コンバージェンスを得るため
に通常必要なビーム調整量は２５４箇×１９０箇の表示
領域に対して±３．２−程度であシ、約１２．７■Ｘ　
２５．４−〇帰還素子がコンバージェンス及び幾町学的
補正に適当である。当然これら素子の間隔は表示領域の
大きさと同様に素子の大きさ及び個数に依存する。

帰還信号は、電子ビームがシャドウマスクの鉄を主成分
とする材料に衝突する際に生じるＸ線放射を含んでもよ
い。シャドウマスクの材料は比較的に原子番号が大きい
（ｈｉｇｈＺ）ので、銅の様な小さな原子番号（ｌｏｗ
Ｚ）の材料でマスクの帰還素子が存在しない領域を被覆
すると、通過する電子ビームに応答して、Ｘ線放射を発
することができる帰還素子（至）の配列になる。必要で
あれば、シャドウマスクをタングステンの如き、更に原
子番号の大きい材料の第１層で被覆して、Ｘ線放出を一
層に増進してもよい。使用する特定の材料のＸ線スペク
トルに最適な半導体検出器を管内に配置して、帰還信号
を検出してもよい。

第４の選択として、帰還素゛子（至）をシャドウマスク
−の電子銃側の表面上に被着した導電性及び絶縁性被膜
状の開口のように形成してもよい。この素子を形成する
工程は次の様である。

１、　シャドウマスクの表面を適当な絶縁材料で被覆す
る。

２、　この絶縁材料を適当な金属又は他の導電性材料で
被覆する。絶縁材料及びシャドウマスク（４１１と共に
、導電物質／絶縁物質／導電物實のサンドイッチ構造に
なる。

３、周知のフォト・エツチング技術を使って、所望の帰
還素子（至）の形成する形状に１絶縁性及び導電性材料
を共に除去する。

この様に形成すると、帰還素子（至）はシャドウマスク
を除いて導電性及び絶縁性材料の被着層全体に広がった
特定の構成の複数の開口を含む（初めに、シャドウマス
クの貫通孔を形成する非常に小さい開口が注意深く保た
れる。）０ 外部電気接続（！Ｉ合部（至）の第４実施例）をシャド
ウマスク＋４８及び導電層の両方に設けると、通過電子
ビームの正及び負の両方の指示を検出できる。

ビームが素子の開口により定めた領域にある時（第１状
態）、ビーム電流がシャドウマスク内に誘起さ′れる。

ビームが表示領域のどこか他の位置にあるとき（第２状
態）、ビーム電流は導電被榎内に誘起される。第１状ｍ
Ｆｉ正の指示、第２状態は負の指示と考えてよい。当然
、全体のサンドイッチ状のもの全体に広がり小さなドツ
トで定めた開口をビームが通過する時、成るビーム電流
はシャドウマスク＋ｉに誘起される。この電流を敏速に
帰還電流と区別する。所望の補正信号を発生するための
帰還電流の処理は上述した概略的工程で行なう。

第５図を用いて上述した様に帰還素子（至）には、多数
の異なる形状が考えられる。それはコンパージエンス工
程を単一線分を用いて行うとき、第６図の素子の構成は
任意であるからである。しかし、成る例では単一ドツト
の如く小さく簡単な素子構成にし、例えば、モノスコー
プ又はフライング・スポット・スキャナを調べるために
使用するように線分マスクを使用してコンパージエンス
工程を行うことも効果的である。この工程は第１１図に
示す。仁の図の左の部分には、帰還ドツト（至）上に重
ねた８本の赤色線分（１４４Ｒ）のマスクを示しである
。

説明の都合上、偶数の線分Ｏ乃至８にラスタの左側に沿
って番号を付している。マスクが発生されると、適当な
カウンタ又は他の手段は線番号を記録するために動作し
、時刻ｔ１に第１ＭＩ還信号を検出する。第１２図の右
の部分に示す様に新しい線番号を得るために８本の緑色
線分（１４４Ｇ）のマスクを有し、時刻ｔ２に信号を検
出するためＫもこの工程祉繰シ返される。マスクを移動
させてコンバージェンスをするに必要な補正量は実質的
に上述で概略し九ように決定する。

これまでは主にデルタ配置電子銃型ＣＲＴについて説明
してきた。しかし、本発明は３個以外の電子銃を有する
Ｃ　ＲＴ　Ｋも応用できる。第１２図はコンバージェン
スを得るために通常使用する４段階のビーム調整の指示
を有するインライン型ＣＲＴの水平配置ビームを示す。

前と同様に、各電子銃を特定の色即ち赤色、緑色及び青
色を夫々表わすＲ２Ｏ及びＢを囲む円で表わす。中心ビ
ームを固定し、即ち偏向によってのみ動くようにし、一
方、外側のビームはコンバージェンスを得るに必要な平
面で動かせる。このコンバージェンスを得て、維持する
ための本発明による工程は第１０図を用いて行った上述
の説明から理解できる。赤色及び緑色ビームをコンバー
ジェンスし、次に青色ビームを一致させる代シに、外側
の２個のビームを中心に向って移動させる。信号検出及
び時間評価工程のその他の説明は前と略同様である。

以上の説明は主に自動ビームコンバージェンスについて
行ったが、基本的概念を周知の種類の幾可学的歪の自動
補正に応用できる。この様な補正をするため、各帰還素
子の既知の物理的位置に関する各被コンバージェンス走
査線の所望位置を知ることのみが必要である。物理的位
置は製造工程中の物理的測定によシ決定してもよく、又
はそれ自体の補正システムによシ得てもよい。一度、表
示ラスタをコンバージェンスし、幾可学的許容値に調整
すると、帰還素子に関する特定の走査線の検出位置（ｔ
ｌ　ｅ　’２及びｔ３で表わす。）は簡単に蓄積でき、
その後の自動検出、比較及び調整によりその位置を維持
できる。

当業者には明らかな様に、ＣＲＴ内の帰還素子の基本概
念はシャドウマスク型カラーＣＲＴに限定されるもので
はなく、単−又は多電子銃を有する単色又はカラーの他
のＣＲＴにも同様に応用できる。

シャドウマスクＣＲＴのビーム・コンノ々−ジエンスに
関する大部分の原理は単一の共有偏向システムを有する
複数ビーム単色ＣＲＴＫおけるビーム・コンバージェン
ス制御に応用できる。例えば、単色表示システムは周知
であシ、このシステムでは、２個以上め電子ビームが表
示手段を横切って平行に偏向されて、ラスタ線数が増加
し、フレーム速度が減少した１偉ラスタを発生させる。

この様なシステムでは、′正確なコンバ−ジェンスより
むしろ正確なビームコンバージェンス誤差の方が重要で
ある。轟然、幾可学的補正はシャドウマスクを使用して
もしなくても、カラー及び単色ＣＲＴで重要である。

シャドウマスクを有さないＣ）ｔＴに関して、帰還素子
員は管内に配置された周囲保持フレーム上に形成するか
又は表示スクリーン自体の上に形成し、画質領域の周辺
に最も都合よく離間される。帰還素子（至）を画質領域
外に配置する限セ、表示像に及ぼす影蕃は最小になり、
帰還素子は上述の様な構成である。しかし、素子を画質
領域に配置すると、システム操作者にそれが見える程度
を最小にし、その可視出力をシステム表示の可視出力か
ら分離するために、特別の注意を払わなければならない
。

従って、好適な素子の構成は第１１図の例で説明した様
に、小さなドツト又は点である。ドツト素子は、小さく
且つ点状形であるため、表示像に悪影響を及ぼすことな
く表示スクリーン上の選択した位置に配置できる。第１
１図の実施例を用いて上述した様に、表示スクリーン・
上のドツト素子の走査は確実な帰還信号を生じるように
、充分な強さのビームを使用する。低レベルのビーム強
度でも表示螢光体を励起することができるが、Ｌ２＞−
Ｌ比較的に目だたない程低いレベルではいけない。

以上、明細書中で用いた用語及び表現は本発明を限定す
るものではない。又、上記説明は本発明の好適な実施例
について行ったが、本発明の要旨を逸脱することなく種
々の変更及び変形を成し得る゛ことは当業者には明らか
である。

【図面の簡単な説明】 第１図は従来のデルタ配置電子銃、シャドウマスク型Ｃ
ＲＴに用いるビーム調整を示す略図、第２図は第１図の
ビームをコンノ々−ジエンスするために通常用いる手順
を示す略図、第３図は従来の補正システムのブロック線
図、第４図は本発明のＣＲＴ及びそれを使用する閉ルー
！補正システムを示す構成図、第５図は本発明のＣＲＴ
と共に使用するに好適な帰還素子の構成例を示す略図、
第６図は特に有効な帰還素子の構成を示す拡大図、第７
図は帰還素子の適当な配列を示す本発明のＣＲＴのシャ
ドウマスクを示す正面図、第８図は第４図のシステムの
一部を形成する位置検出回路を示すブロック線図、第９
図は第８図の回路で動作中に生じる信号を示すタイミン
グ・チャートを示す線図、第１０図は第４図のシステム
の動作中に生じる特定の時間関係を示す第６図の帰還素
子の略図、第１１図は第４図のシステムの特定の動作中
に生じる２つのラスク線群の略図、第１２図は従来のイ
ンライン電子銃配置ＣＲＴにおいて用いるビーム調整を
示す略図である。 図中において、（４４は表示面、補は電子銃、（４？）
は電子ビーム、（祷はシャドウマスク、■は位置検出素
子、（ロ）はコンパーノエンス構体、（至）は偏向手段
を示す。 二互二 巨至４− ５二ニー 第１頁の続き ０発　明　者　デーピッド・ジエイ・−バテスアメリカ
合衆国オレゴン州９７０６ ８ウェスト・リン・ノースイー スト・フェーリング・ストリー ト６５９１ ０発　明　者　ダン・フランクリン・デンハムアメリカ
合衆国オレゴン州９７２２ ５ポートランド・ノースウェス ト・ダマスカス１１１２０

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 表示面を電子ビームで走査して表示像を形成する陰極線
   管において、上記表示面に近接して所定位置且つ所定形
   状に形成され、上記電子ビームによる走査線の上記表示
   面における２次元位置を検出する位置検出素子を有する
   ことを特徴とする陰極線管。