JPS60208027A - 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、少なくとも２つの電子ビームを発生する製置
を真空容器内に有し、これ等の電子ビームは、表示スク
リーン上に集中され、この表示スクリーンを横切って偏
向されて１つのフィールドが表示され、各電子ビームは
少なくとも１つの集束レンズによって前記の表示スクリ
ーン上に１つのスポットを形成するようにされた陰極線
管に関するものである。

このような陰極線管は、カラーテレビジョン受像管、符
号および７才たは字を表示するカラーデータグラフィッ
ク（ＤＧＤ）表示管（ＤＧＤ＝　ＤａｔａＱｒａｐｈｉ
ＯＤｉｓｐＡ’ａｙ）、コンピュータデータを表示する
ための高表示速度を有する管または投写受像管として用
いられる。

このような陰極線管は米国特許明細置薬、３，９０６，
２７９号に示されている。この明細書には８つの電子ビ
ームを発生する電子銃装置が記載されており、この装置
は、平行な軸を有して１つの平面内に配設された８つの
電子銃を有する。最外側の電子銃の最後の電極の偏心配
置の結果２極素子が前記の電子銃の集束レンズのレンズ
電界と関係し、このため最外側電子ビームは中央の電子
ビームに向けて偏向され、したがって３つの電子ビーム
が表示スクリーンに集中される。

米国特許明細書第４，２９１，２５１号には、４外側の
電子ビームが集束レンズ内で集中されずに２つの媛外側
電子銃のトライオード部分内で集束されるようにした同
様の電子銃装置が示されている。電子銃のトライオード
部分は、カソード、制御電極（ｇ−１）および第１アノ
ード（ｇ−２）で形成される。

米国特許明細書第８，０１１，０９０号には、その平行
な軸が互に等間隔にある電子銃をそなえた電子銃装置を
有する陰極線管が示されている。この電子銃装置の最後
の円筒電極は８つの電子ビームに共通であり、陰極線管
のネックの内壁上の導電性被色と共に全ビームを集中す
る電子レンズを形成する。この集中レンズの有効直径は
、最後の円筒電極の直径と４′ｌｉ性の壁被覆を有する
ネックの内径との間にある。この後者については後で更
に説明する。

米国特許明ａＳ第３，７４８，５１４号Ｇ］’！、電子
銃装置θが長いヘリカル電極を有し、このヘリカル電極
が、ビームの空間電荷反撥が互に補償されるように多数
の電子ビームを加速するようにした陰極線管が示されて
いる。前記のヘリカル電極の最後０９部分では全電子ビ
ームは同時に集中され、集束され、次いで表示スクリー
ンを横切って偏向される。集中と集束は磁気的で、ヘリ
カル電極の表示スクリーン側の一部の周凹の集束コイル
によって生じる。この陰極管の欠点は、すべての電子ビ
ームが同じレンズによって集束され集中されるというこ
とである。集束と集中とはしたがって結合され、このた
め動集中は不可能となる。

前記の米国特許明細置薬８，９０６，２７９号、４．２
９１，２５１号および３．Ｏ１’ｌ、０９０号に記載さ
れたような集中のやり方は、その結果として電子ビーム
の球面収差が増力口する。米国特許明細書第３．９０６
，２７９号による集中は更ζこ集束と結合されている間
に起きる。

したがって不発明の目的は、集中の結果の球面収差が最
小で、電子ビームの集束と集中が個々にそしてまた若し
必要ならば動的に調節可能な陰極線管を得ることにある
。

本発明は、冒頭に記載した様式の陰極線管１こおいて次
のようにしたことを特徴とするものである、即ち、集束
レンズより出る丁べての電子ビームは、・すべての電子
ビームに共通でまたｌをらせんの長さとしＤをらせんの
直径とした場合にｌ≦２Ｄの長さを有するヘリカルレン
ズによって少なくとも部分的に集中される。

従来公知の多数のヘリカル電極例えば前述の米国特許明
細置薬８，７４８，５１４号に記載された電極では、長
さｌは直径りの数倍以上で、その結果電子レンズよりも
寧ろ加速アノードが得られた。ｌを≦２Ｄに選ぶことに
より、十分に強いレンズ作用を得ることができる。

多数の電子ビームを集中するレンズが用いられる場合、
前記のビームは集束された１つの大きなビームの開放射
線と見做してもよい。例えば陰極線管のネックの内壁上
のヘリカルレンズを用いることによって、レンズの直径
は可能な限り大きく、Ｖすんはネックの内径と等しい。

前述の米国特許明Ｊ１１Ｗ第３，０１１，０９０号では
、レンズの有効直径は、歳ｌこ述べたように、最後の円
筒電極の直径と導電性の壁被覆を有するネックの内径と
の間にある。

したがってこの有効直径はネックの壁土のヘリカルレン
ズの直径より小さく、この結果、この米国特許明細書に
よるレンズに基く球面収差は大きい０本発明のヘリカル
レンズに基く電子ビームの球面収差は、比較的大きなレ
ンズ直径によるだけでなしにらせんの存在によっても低
減される、というのは、らせんの長さの結果レンズの電
界傾斜が小さく保たれるからである。従来公知のレンズ
に比して電子ビームがレンズ軸から比較的小さく且つ等
しい距離に位置されれば、表示スクリーン上の外側電子
ビームのスポットのコンマエラートシテ表されるような
前記の集中レンズの小さな球面収差は、電子ビームに実
質上伺等邪魔となる影餐を与えない。

米国特許明＃ｌ誓第３，４５２，２４６号ｔこは、１つ
の電子ビームを集束するためのものであって、少舷の既
に個々に集束された電子ビームを集中するためのもので
はないヘリカルレンズが示されている。

本発明の陰極線管の好ましい実施形態では、集束レンズ
より出る電子ビームは互に平行に延在し、ヘリカルレン
ズにより集中され、このヘリカルレ・ンズの焦点は表示
スクリーン上にある。

各電子ビームの集束は集束レンズによって生じる。焦点
距離ｆ。を有する集中レンズお焦点距離ｆｍを有する集
束レンズが表示スクリーンより略々等しい距ＭＩＱに置
かれると、集中レンズは若しｆｏ＝Ｑならば平行な電子
ビームをスクリーン上ｌこ集中する。集束レンズは電子
ビームを表示スクリーン上に集束し、この場合カソード
直後に形成された所謂クロスオーバ（ｃｒｏｓｓ　−ｏ
ｖｅｒ　）が表示スクリーンに表示される。対象物（例
えば６クロスオーバー”）を表示するために、倍率Ｍは
次のように了く丁ことができる ｆｏ＝Ｑを代入すると 一！１１　＝　１−　Ｍ ｍ 琶は−２と−７の間にあるので、実際に使用される殆ん
どの電子銃に対しては集束レンズが常に集中レンズより
も強いこと１こなる。Ｍの値が大きくなれば差が大きく
なる〇 本発明の陰極線の別の好ましい実施形態では、集束レン
ズより出る電子ビームは集中し、この集中は、電子ビー
ムが表示スクリーン上に集中するヨウにヘリカルレンズ
で補正される。

集中の補正は偏向中に動的に行われることができ、この
ため例えば非自己集中（ｎｏｎ−ｓｅｌｆｃｏｎｖｅｒ
ｇｉｎｇ　）コイルを用いることもできる。ヘリカルレ
ンズはパイポテンシャル形ヘリカルレンズでもユニポテ
ンシャル形ヘリカルレンズでもよい。パイポテンシャル
形ヘリカルレンズは加速レンズでも減速レンズでモヨい
。ユニポテンシャル形ヘリカルレンズはタップを有する
ヘリカルｔｍより成り、このタップには、らせんの一部
内の電位傾度が反対１こなるような電圧がガロえられる
。このようなユニポテンシャル形ヘリカルレンズの利点
は、電子銃装置の最後の電極が表示スクリーン上の電位
と等しくでもよく、このため電子銃装置の電極は辿富の
電位で作動されることができるということである。

タップはヘリカル電極の中心に設ける必安はない〇以下
に本発明を添附の図面を参照して実施例により更に詳し
く説明する。

第１図は、この場合にはカラー表示管である陰極線管の
縦断面図を示す。この表示管の容器１は表示窓２、コー
ン８およびネック４より成る。８つの電子銃６，７およ
び８を有する電子銃装置５が前記のネック内に設けられ
、各電子銃は夫々電子ビーム９．ｌＯおよび１１を発生
する。中央の電子銃７の軸は管の軸１２と一致する。表
示窓２の内側には表示スクリーン１８が設けられている
。

この表示スクリーンは、螢光体の平行な線条の多数のト
リップレート（ｔ、ｒｉｐｌｅｔ　）より成る。各トリ
ップレートは同じ順序で赤発光線条、緑発光線条、青発
元線条を有する。表示スクリーンの前には色選択電極１
４（例えばシャドーマスク）が設けられ、この電極は線
条に平行な長孔１５の多数の列を有する。電子ビームは
、偏向コイル１６によって互に直角な２方向に偏向され
る。各電子銃６．７および８はその表示面ｌこ面する端
に集束レンズを有し、仁れ等の集束レンズによって電子
ビ・−ムが表示スクリーン上に集束される。電子ビー□
ムはヘリカルレンズ１７によって表示スクリーン上に集
中される。この集中の結果電子ビームは色選択電極１４
の前で互に小さな角度を有するので、電子ビームはこの
角度で孔１５を通り、夫々１つの色の螢光体の線条にだ
け衝突する。電子ビームの集中は、第３図および第１図
で詳述するように、ヘリカルレンズ１７だけで行っても
よい。けれども、第２図および第５図において説明する
ように、既に部分的ｔこ集中している電子ビームをヘリ
カルト・レンズで集中することも可能である。電子ビー
ムの集中をヘリカルレンズによって行う本発明は、ラー
表示管ｔこ限られるものでないことは勿論である。多重
ビーム管では、スポットが成る規定された小さな距離例
えばライン距離に互に位置するように電子スポットを集
中する必要のあることが屡々ある。ヘリカルレンズはこ
の目的−こ特に通している。本発明は原理的には２つま
たはそれ以上の・電子ビームを有する多重ビーム管に用
いることができる。このような管では、スポットは、表
示管上に偏向された列またはマトリックス内に位置され
ることがセきる。

ヘリカルレンズ１１の表示スクリーン側の端１８は、コ
ーン８の導電性の内部被覆１９と接続され、この内部被
覆は、表示スクリーン１３のアルミニウム膜（図示せず
）、高圧接点２２および色選択Ｔｌｉ極１４ｉこ接続さ
れる。ヘリカルレンズ１７の他９ｊｉ２ｏは接触ばね２
１により銃端２３および集束レンズの最後の電極に接続
される。

第２図は、第１図のタイプの表示管内のヘリカルレンズ
の電圧Ｖｓ（ＫＶ）の関数としてスポットＲ（赤）、Ｇ
（緑）およびＢ（青）の相対スポット位置Ｘ　（ｍｍ）
の測定値を示したものである。この測定に対しては、外
径３６朋および内径３２絽を有する表示管ネック４（第
１図）の内側にユニポテンシャル形ヘリカルレンズが設
けられた表示管が用いられた。このヘリカルレンズの長
さは３０ｉｉｉである。このヘリカルレンズは０．８５
ｔｓｘの巾と０．４１１のピッチを有する７５ターンを
もつ。全抵抗は１０１０Ωであった。このことは、らせ
ん両端の電圧が２５ＫＶにおいて略々０．６Ｗの電力消
費を意味する。このようなヘリカルレンズは、電気抵抗
もつくれるような材料例えば金属、導電性エナメルおよ
びガラス等の公知の材料からつ（ることができる◇この
ヘリカルレンズは普通は１　ｘｍ当り２力１ら８ターン
を有する。けれども、ヘリカルレンズで問題なのは電位
傾度なので、１１当りのターンの数は決定的なものでは
ない。この管のへりカルレンズの中心から表示スクリー
ン塩の距離は２０５顛であった。使用された電子銃は、
フィリップス（Ｐｈ１ｌｉｐｓ　）のタイプ３Ｏ−ＡＸ
Ｏ）カラー表示管（ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ、　ｃｏｎｓ
、　Ｅｌ、　、　ＣＥ　２４（１９７８）　４８１の３
０　Ａ　Ｘ　５ｅｌｆ−ａｌｉｇｎｉｎｇｌｌｏｏｉｎ
　１ｉｎｅ　ｃｏｌｏｕｒ　−ｔ、ｖ、　ｄｉｓｐｌａ
ｙ　″蒙照）に用いられたような水平（ｉｎ　１ｉｎｅ
　）電子銃であった。この電子銃からヘリカルレンズの
中心Ｃ迄の距離は３２ｉ＋ｉ＋であった。測定の間、電
子銃の最後の電極とこれｆｃ接続されたヘリカルレンズ
端は１゜・ＫＶに保たれた。測定の結果Ｖｓ＝１０ＫＶ
ではスボツ）Ｒ，ＧおよびＢは互に略々１．５ｍ’ｌ離
れて位１αされた。前記のパイポテンシャル形ヘリカル
レンズ両端の電圧Ｖｓを増加または減少することによっ
て、８つの電子ビームを、加速または減速レンズをつく
ることｆこよって夫々孤立して集束させることができた
。

第３図は、パイポテンシャル形ヘリカルレンズが続く電
子銃装置を有する陰極線管のネック２８の縦断面図を示
す。図面が複雑になるのを避けるために接続ピン２９と
電子銃装置の電極との接続は図示してない。このネック
の内径りは２８１１である。らせんの長さｌもまた２８
１１１である。カソード３１は第１グリツド８２内にあ
り、これ等の第１グリツドは、３つの電子銃に共通な第
２グリッド３３円に集められる。カソード、第１グリツ
ドおよび第２グリツドはセラミック材２７によって互に
連結される。他の電極の連結は図示しないガラス貫通部
によって普通のように行われる。共ｍ１！極３４および
３５の対向して位置する孔の間には、電圧を印加するこ
とによって８つの電子ビーム８６．８７および８８に対
する集束レンズが形成される。印加電圧は種々の電極に
示されている。電子銃装置８０より出る平行な電子ビー
ムはパイポテンシャル形ヘリカルレンズ８９により集中
され、８つのビームのスポットは、ヘリカルレンズの中
心Ｏから２８０朋離れて位置する表示スクリーン上に重
なって入射される。ヘリカルレンズの集中電圧は１７　
ＫＶである。

第４図は、ユニポテンシャルヘリカルレンズが続く電子
銃装置を有する陰極線管のネック２８の第８図と同様な
縦断面図を示す。接続ピン２９と電子銃装置の電極との
接続はやはり図面を複雑にしないために図示されてない
。このネックの内径りは２８ｍである。らせんの長さｌ
も２８關である。電子銃装置８ｏは第８図と同じである
。を子銃８０より出た平行な電子ビームはユニポテンシ
ャル形ヘリカルレンズ４ｏによって集中され、ヘリカル
レンズの中心Ｃから２８０ｍ離れて位置する表示スクリ
ーン上に３つのビームは土に市な・つて入射する。ヘリ
カルレンズは導電性のガラス貫通部４１の形のタップを
有する。このユニポテンシャル形ヘリカルレンズは、ヘ
リカルレンズ両端における電圧（この場合には２５　Ｋ
Ｖ　）に比して高いかまたは低い電圧（この場合には８
０ＫＶ）を前記のタップに加えることによって得られる
。

第５図は、パイポテンシャル形ヘリカルレンズを有する
陰極線管のネック２８の第８図と第４図同様の縦断面図
を示す。接続ピン２９と電子銃装置の電極との接続はや
はり図面の復雑さを避けるために図示してない。ネック
の内径りは２８１ｊｌである。らせんの長さｌも２８ｍ
ｍである。電子銃装置１ｔ５１は、米国特許明細書落４
，２９１，２５１号に記載されたような別々の電子銃を
有する装置である。

この場合電子ビーム５２．５８および５４の集中は、電
極５７と５８に対向して位置され且つ普通は電子銃軸と
９０°の角度をなす電極５５と５６の端７０を電子銃軸
と８７°の角度をなすようにすることによって得られる
。カソード６ｏは第１グリツド５９内にある。電子ビー
ムは、電極５６と６２、電極６１と６８および電極５５
と６４の間のレンズ電界によって集束される。前記の電
極６２．６３および６４はセンターリングキャップ６５
に接続され、このキャップは、接触ばねによって導電性
の壁被覆６７と接続される。ヘリカルレンズ６８は、前
記の被覆６７と、表示スクリーンのアルミニウム膜に接
続されたコーンの壁被覆６９との間に設けられる。この
壁被覆は高圧接点２２（ｉ１図）とも接続され、２５Ｋ
Ｖの電圧に保たれる。

偏向の間ヘリカルレンズ６８の他端の電圧（例えば２Ｏ
−２５ＫＶ）ｉ変えることによって、表示スクリーン全
面に亘って集中を動的に生じさせることが可能である。

この場合には自己集中偏向コイルを使用する必要は最早
やなく、このタイプのコイルは垂直方向の偏向焦点外れ
が生じるという欠点を有する。第５図のパイポテンシャ
ル形ヘリカルレンズの代りに第４図のユニポテンシャル
形ヘリカルレンズを用いることも勿論町ロヒである。

本発明は、管のネックの内壁上に設けられたヘリカルレ
ンズに限られるものでないことは云う迄も・ない。例え
ば、このようなヘリカルレンズを、箱形容器内に電子銃
装置と同軸になるように組立てられた絶縁材（例えばガ
ラス）のシリンダの内壁上に設けることができるように
した箱形陰極線管は公知である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の陰極線管の縦断面図、第２図はヘリカ
ルレンズの電圧と相対スポット位置の関係を示すグラフ 第３図はパイポテンシャル形ヘリカルレンズを有する本
発明の陰極線管のネックの縦断面図第４図はユニポテン
シャル形ヘリカルレンズを茗する本発明の陰極線管のネ
ックの縦断面図第５図は動コンバーゼンス補正のための
パイポテンシャル形ヘリカルレンズを有する本発明の陰
極線管のネックの縦断面図 １・・容器　４．２８・・・ネック ５　、３０　、５１・・電子銃装置 ６．７．８・・電子銃 ９　、　ｌｏ　、　１１　、３６　、８７　、８８　、
５２　、５８　、５４・・・電子ビーム　１８・・・表
示スクリーン１４・・・色選択電極　１５・・・長孔１
６・・・偏向コイル　１７・・・ヘリカルレンズ１８　
、２０・・・レンズ端　２１・・・接触ばね２９・・・
接続ピン　８１　、６０・・カソード３２・・・第１グ
リツド　８３・・第２グリツド８４　、８５・・・共通
電極 ８９　、６８・・・パイポテンシャル形ヘリカルレンズ
４０・・・ユニポテンシャル形ヘリカルレンズ４１・・
・ガラス貫通部 ５５〜５８　、６１〜６４・・・電極 ６７・・・導電性被覆　６９・・壁被覆第１頁の続き ０発　明　者　へラルダス・アーノル ダス・６７１７７番マリ ア・ヴレイツセン オランダ国５６２１　ベーアー　アインドーフエン　フ
ルーネヴアウツウエツハ１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　少なくとも２つの電子ビームを発生する装置を真空
   容器内に有し、これ等の電子ビームは、表示スクリーン
   上に集中され、この表示スクリーンを横切って偏向され
   て１つのフィールドが表示され、各電子ビームは少なく
   とも１つの集束レンズによって前記の表示スクリーン上
   に１つのスポットを形成するようにされた陰極線管にお
   いて、集束レンズより出るすべての電子ビームは、すべ
   ての電子ビームｌこ共通でまたｌそらせんの長さとしＤ
   をらせんの直径とした場合ｌ≦２Ｄの長さを有するヘリ
   カルレンズＥこよって少なくとも部分的に集中されるよ
   うにしたことを特徴とする陰極線管。 λ　集束レンズより出る電子ビームは互に平行ニ延在し
   、ヘリカルレンズにより集中され、このヘリカルレンズ
   の焦点は表示スクリーン上にある特許請求の範囲第１項
   記載の陰極線管。 ＆　集束レンズより出る電子ビームは集中し、この集中
   は、電子ビームが表示スクリーン上に集中するようにヘ
   リカルレンズで補正される特許請求の範囲第１項記載の
   陰極線管。 表　集中の補正は偏向中に動的に生じる特許請求の範囲
   第８項記載の陰極線管。 五　ヘリカルレンズはパイポテンシャル形レンズである
   特許請求の範囲第１項から第４項の何れか１項記載の陰
   極線管。 ＆　ヘリカルレンズはタップを有するヘリカル電極より
   成るユニポテンシャル形レンズで、このタップには、レ
   ンズの一部内の電位傾度が反対になるような電位が加え
   られる特許請求の範囲第１項から第４項の何れか１項記
   載の陰極線管。 Ｌ　容器は円筒状のネックを有し、このネック内に電子
   ビーム発生装置が心取りされ、ヘリカルレンズは前記の
   ネックの内壁上に延在する特許請求の範囲第１項から第
   ６項の何れか１項記載の陰極線管。 ａ　陰極線管はカラーデータグラフィック表示管である
   特許請求の範囲第１項から第７項の何れか１項記載の陰
   極線管。 ９、　陰極線管は投写テレビジョン受像管である特許請
   求の範囲第１項から第７項の何れか１項記載の陰極線管
   。 １０　ヘリカルレンズは、管の真空容器内に連結された
   絶縁材のシリンダの内壁上に設けられた特許請求の範囲
   第１項から第９項の何れか１項記載の陰極線管。