JPS6340349B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はターゲツト上に焦点を結ばせる電子ビ
ームを発生する電子銃を排気したエンベロープ内
に設け、該電子銃はその軸を中心として陰極、開
孔を有するグリツド、開孔を有する第１陽極を有
しており、前記グリツドの先の位置に非点交差を
生ずるようにした陰極線管に関するものである。

このような陰極線管は現在テレビジヨン画像の
表示用およびオツシロスコープ用に使用されてい
る。このような場合、例えば白黒表示管またはオ
ツシロスコープ管では、ターゲツトは蛍光層を有
する表示スクリーンであり、また、カラー表示管
では異なつた色で発光する蛍光素子のパターンを
有する表示スクリーンである。

また、このような管を画像記録用に使用するこ
ともできる。この場合、ターゲツトは光導電層、
例えば光感光層である。

これら総ての応用例において、電子ビームがタ
ーゲツトに衝突する時に形成されるスポツトは、
一般に小さいあらかじめ決められた寸法を持たな
ければならず、且つ、このターゲツトの周囲のヘ
ーズ（ぼけ）を最小にしなければならない。

上述の型式の陰極線管は、IEEEトランスアク
シヨンズ オン コンシユーマーズ エレクトロ
ニクス1978年８月Vol、CE−24、No.３、第481〜
487頁の“30AXセルフ アライニング（自己整
列型）110度インライン型カラーテレビジヨン”
に発表されている。この記事には、カラーテレビ
ジヨン表示管の３組の電子銃について記載されて
おり、この管において各々の電子銃のグリツドは
互いに対向させて配置した２枚の板から構成され
ており、一方の板は水平のスロツトを有し、他方
の板は垂直のスロツトを有している。これらのス
ロツトを通つて、陰極と協働してグリツドによつ
て第１静電４極レンズ電界を形成すると共に、第
１陽極と協働するグリツドによつてこの第１電界
に対して90度回転した第２静電４極レンズ電界を
形成する。これらレンズ電界によつて電子ビーム
を２本の焦点ライン中に焦点合わせし、電子の相
互反撥（空間電荷の反撥）が、点交差（クロスオ
ーバ）が１個の場合に比べて少なくなるようにし
ている。しかし乍らこの既知の管では、電圧変動
が存するとグリツドと陰極、グリツドと陽極間の
電界強度が変化し、この結果として表示スクリー
ン上のスポツトの形状が変化するという欠点があ
る。更にまた、このような構造のグリツドにおい
ては、電子放射が陰極の放射層の非円形領域から
行われるが、このことは多くの応用例において余
り好ましいものではないということがわかつた。

また、米国特許明細書第3217200号によれば、
薄い永久磁石板を同様な電子銃の第１陽極に接し
て接着している陰極線管が開示されている。この
磁石板によつて第１陽極板の孔を通つて強力な磁
界が保持されており、この磁界は円環形状であ
り、これによつて電子ビームに対する回転対称な
磁気レンズを構成している。ビーム電流が増加し
たり減少すると交差（クロスオーバ）は陰極から
遠避かつたり陰極に向いて近づいたりするので、
この磁気レンズにおける交差は電流の変化により
ビーム軸に沿つて移動する。すなわちビームと交
差に関するこのレンズの焦点合わせの影響力はビ
ーム電流に従つて変化し、さらに、この交差が表
示スクリーン上に表示されるのでこの影響は表示
スクリーン上においてスポツトの寸法の変動とな
つて表われる欠点がある。

本発明の目的は、スポツトの周囲のヘーズが最
小であり、スポツトの形状がグリツド電圧に殆ど
影響されず、電子放射が陰極の放射層の円形領域
から行われるような陰極線管を提供することにあ
る。

本発明陰極線管は非回転対称磁界を生ずる永久
磁石をグリツドの近傍の管内に配置して、前記電
子ビームの非点交差を生ぜしめる構成を特徴とす
るものである。

この非回転対称磁界はほぼ４極磁界とすること
が好ましく、この磁界の磁力線は電子ビームに対
して垂直またはほぼ垂直である。

この非回転対称磁界の結果、電子ビームは１個
のみの交差点で焦点を結ぶことがない。この磁界
によつて電子ビームのコンバーゼンスを一方向に
強調し、この方向と垂直な方向に弱めることがで
きる。この結果として、上述の刊行物記載の陰極
線管のように２本の焦点ラインが形成される。従
つて、これら焦点ラインにおける空間電荷反撥
（電子の相互間反撥）は１個の点交差の時より少
なくなる。このような第１グリツドに接して存在
するかまたは近傍に存在する磁気レンズには更に
次のような重要な利点が存在する。即ち、このレ
ンズの強さはこの第１グリツドにおける電圧に殆
ど影響されないという利点である。この第１グリ
ツドの開孔を回転対称にすることも可能であるか
ら、そのようにするときは電子が陰極の放射表面
の回転対称領域から放射するようになる。このこ
とは、極めて多数の応用例、例えばカメラ（撮
像）管が考えられる利点となる。

また本発明の好適実施例においては、前述の非
回転対称磁界を、グリツドに接着した磁性材料を
含む有孔板によつて発生させ、この板を磁化して
中央開孔の縁に沿つてＮ極、Ｓ極、Ｎ極およびＳ
極が交互に存在するようにする。

この磁性材料板をグリツドに接して固着する前
に、所望の強さおよび所望の極性で磁化すること
ができる。しかし、この代わりに最初グリツドに
磁性材料板を接着させ、その後に磁化することも
可能である。この場合は、一度調整した磁界が、
例えばスポツト溶接によつて狂うという危険性が
無い利点がある。

また、本発明の他の実施例によれば、前述の非
回転対称磁界を少なくとも２個の棒磁石によつて
誘起し、これら棒磁石をグリツドに接着し、開孔
から半径方向に延在させ、更に、互いの同極が対
向するように設けることもできる。この場合は、
これら棒磁石をガラスエンベロープのネツク部の
内壁付近まで延在できるので、磁化を内壁を通さ
ずに簡単に行うことができる利点がある。

また、４個の棒磁石を使用し、これらをグリツ
ドに接着し、更に開孔から半径方向外側に向けて
延在させ、これら磁石の２つの面がＮ極の対向と
なり、残りの２つの面がＳ極の対向となるように
配置することもできる。

更にまた本発明の他の実施例では、前記グリツ
ドの少なくとも一部分を磁性材料から製造し、こ
の材料をグリツドの孔の縁に沿つて４極磁界とし
て磁化することによつて、Ｎ極、Ｓ極、Ｎ極およ
びＳ極が循環的に存在するようにすることもでき
る。

グリツドは陰極の近傍に位置しているので、陰
極線管の動作中、約400℃の温度になる。従つて
この温度で磁気特性を保持できる永久磁石材料を
使用する必要がある。適当な材料としては、例え
ば市販のフエロツクスデユア（商品名）およびチ
コナール（商品名）が知られている。また、種々
のスチールも好適材料であり、例として、重量％
で表すと20％鉄、20％ニツケル、60％銅または56
％鉄、27％クロム、15％コバルト、１％ニオブ、
１％アルミニウムを含有するエツチング加工でき
るスチールがある。

以下図面により本発明を説明する。

第１図は本発明による陰極線管の一実施例の断
面図である。本例は直列配置（インライン）型の
カラー表示管を示す。表示窓２、フアネル部３お
よびネツク部４から成るガラスエンベロープ１内
に、電子ビーム８，９，１０を発生する３本の電
子銃５，６，７を設ける。各電子銃の軸は図面の
面内にある。中央の電子銃６の軸は管軸１１にほ
ぼ一致している。これら３本の電子銃はネツク部
４内にネツク部と同軸上に位置したスリーブ１６
に向けて開口している。表示窓２の内側には沢山
の蛍光ラインのトリプレツト（３個組合せたも
の）が設けられている。このトリプレツトの各々
は、縁色発光蛍光ラインと、青色発光蛍光ライン
と、赤色発光蛍光ラインとから成つている。これ
らトリプレツトの総てが組み合わせされてスクリ
ーン１２を構成する。この蛍光ラインは図面の面
と垂直な方向に延在する。極めて多数の細長い隙
孔１４が形成され、且つこの隙孔１４を通つて電
子ビーム８，９および１０を出射するシヤドーマ
スク１３をスクリーン１２の前方に設ける。電子
ビームを偏向コイル系１５によつて水平方向（図
面の平面）および垂直方向（図面の面と垂直な方
向）に偏向する。３本の電子銃を、これらの銃の
軸によつて小さな角度を形成するように組み立て
る。この結果、電子ビームはこの角度で開孔１４
を通過し（この角度を所謂色選択角と呼ぶ）、
各々の電子ビームが或る色の蛍光ラインのみに衝
突する。

第２図は３本の電子銃５，６および７の斜視図
である。この３電子銃システムの電極はガラスロ
ツド１８内に封止された金属ストリツプ１７によ
つて互いに離間して配置されている。各々の電子
銃は陰極（図面では見えない）、グリツド２１、
第１陽極２２および電極２３と２４から成つてい
る。

開孔３０を有する磁化された板３２をグリツド
２１に接して設ける。この開孔３０の端部に沿つ
てこの板３２を磁化するので、循環的にＮ極、Ｓ
極、Ｎ極およびＳ極が現れる。これらの極によつ
て孔３０内に４極磁界が誘起され、この磁界の磁
力線は電子ビームの軸に対して垂直に延在する。
本発明においては、これらの極を水平および垂直
の偏向方向間の二等分線上に位置させる必要はな
い。

第３図は１本の電子銃の縦断面図を示す。陰極
１９の放射表面３１を開孔３０に向けて設ける。
この陰極軸２９内に加熱素子２８を通常の方法で
設ける。第４図に示すように板３２を開孔３０の
周りで４極磁界状に磁化する。

第４図はこの磁化された板３２の拡大図であ
る。４つの磁極が開孔３０の周りに設けられてい
る。磁力線３３は電子ビームの軸に対してほぼ垂
直である（この軸は図面の平面に対して垂直であ
る）。

第５ａ図および５ｂ図は、グリツドに接して設
けた磁性材料の板３５の開孔３４に非対称な磁界
を得る他の実施例を示す。板３５の一側上に２つ
のＮ極を磁化によつて発生させると共に、このＮ
極と対向する他側上に２つのＳ極を発生させるの
で、非回転対称磁界が開孔３４内にこの開孔を通
過する環状磁界の２つの部分によつて形成され
る。

第６図は、２個の棒磁石３７および３８によつ
てグリツド４０内の開孔３９の付近に非回転対称
磁界を形成する方法を表す。これら棒磁石３７お
よび３８を互いにＮ極が対向するように設ける。

また、第７図は４個の棒磁石４１，４２，４３
および４４によつてグリツド４６内の開孔４５の
付近に非回転対称磁界を形成する方法を表す。

第４，６および７図に示した実施例によれば、
磁気４極レンズがグリツドの開孔の中または付近
に形成される。この磁気４極レンズの既知の原理
を第８図に参照し乍ら説明する。交互にＮ−Ｓ−
Ｎ−Ｓ極で磁化された４個の磁極によつて磁界が
形成され、これらの磁力線の一部分を番号４７，
４８，４９および５０を付して図示した。電子ビ
ームは矢印５２，５３，５４および５５によつて
表された力を受ける。このビームの軸は４極レン
ズの軸と一致し、この電子は図面の平面と垂直に
後方へ移動する。この結果、電子ビームの垂直方
向のコンバーゼンスは更に弱まり、反対に水平方
向のコンバーゼンスは更に強まるようになる。

第９図は、本発明による非回転対称磁気レンズ
をグリツド５６に形成しない場合に、このグリツ
ド５６を通過する電子ビーム５７を１個の交差点
５８に焦点合わせする方法を表す。

第１０図は、グリツド５９に非回転対称磁気レ
ンズを設けることによつて２本の焦点ライン
（focal line）６０および６１を電子ビーム６２
中に形成する方法を示す。電子ビームに関して水
平方向に磁気レンズのコンバーゼンス強調作用が
働くために、水平方向に全体の焦点が直ちに得ら
れ、これによつて焦点ライン６０はグリツドに近
くなる。また、電子ビームに関して垂直方向に磁
気レンズのコンバーゼンス減衰作用が働くため
に、垂直方向の全体の焦点合わせ力が弱められ、
これによつて焦点ライン６１は第９図の場合と比
べてグリツド５９からかなり遠ざかつたところに
位置するようになる。

また、本発明は本願人の米国特許明細書第
3610991号から既知である集積型の電子銃にも適
用することが可能である。

第１１図はそのような集積型の電子銃システム
の縦断面図である。３本の陰極６４，６５および
６６を共通のグリツド６３内に組み込む。第１陽
極６７および電極６８，６９，７０は３本の一体
形成された電子銃に対し共通なものである。電極
６９および７０は共に、このレンズ系の主レンズ
を構成する。この第１グリツド６３をすでに説明
したスチールで製造し、各開孔の周りを第１２図
で示したように磁化する。各々の電子ビームは第
８図を参照して説明した磁界の影響を受ける。

第１３図は第１１図に示したグリツドの変形例
である。このグリツドは３個のリング７１を有
し、これらリング７１を商標名“Vicalloy”で知
られているFe、Co、ＶおよびCr合金より形成
し、４極磁化する。この場合、非回転対称磁気レ
ンズの磁化に関しては沢山の方法が存在する。

以下に説明する磁化方法は極めて好適なもので
ある。即ち、磁化装置によつて充分に強力な磁界
を磁化すべき材料中に誘起させ、次で、最初、磁
化すべき材料をヒステリシス曲線の両方の飽和領
域まで磁化する減衰交番磁界を発生させることに
よつて、、この材料に強力な永久磁気が残存し、
この磁気によつて外部より加えた磁界を中和し、
従つてこの磁気は外部磁気と反対の極性であるよ
うな磁化方法である。この磁化装置を停止させた
後、磁気レンズが残存する。磁気レンズの強さは
電子銃の各部分によつて相違させ、これは実験的
に決定できるものである。この方法については、
本願人の特許出願明細書（特願昭53−81077号
（特公昭61−6966号））に詳述されている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明陰極線管の断面図、第２図は第
１図の管の電子銃部分の斜視図、第３図は第２図
の電子銃の一部の断面図、第４図〜第７図は本発
明の陰極線管の電子銃に使用する非回転対称磁気
レンズの例を示す線図、第８〜１０図は磁気レン
ズの動作の説明図、第１１図は集積型電子銃の縦
断面図、第１２図は第１１図の共通グリツドの拡
大図、第１３図は第１２図のグリツドの変形例を
示す線図である。 １７……金属ストリツプ、１９，６４〜６６…
…陰極、２２……第１陽極、２１，４０，４６，
５６，５９，６３……グリツド、３０，３４……
開孔、３７，３８，４１〜４４……棒磁石、７１
……リング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ターゲツト上に焦点を結ばせる電子ビームを
   発生する電子銃を排気したエンベロープ内に設
   け、該電子銃はその軸を中心として陰極、開孔を
   有するグリツド、開孔を有する第１陽極を有して
   おり、前記グリツドの先の位置に非点交差を生ず
   るようにした陰極線管において、 非回転対称磁界を生ずる永久磁石をグリツドの
   近傍の管内に配置して、前記電子ビームの非点交
   差を生ぜしめる構成を特徴とする陰極線管。 ２ 前記非回転対称磁界を４極磁界とし、この磁
   界の磁力線を電子ビームに対して直角、またはほ
   ぼ直角にしたことを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の陰極線管。 ３ 前記永久磁石は、前記グリツドに接着した磁
   性材料を含む有効板を有し、この板を磁化して該
   板の中央開孔の縁に沿つてＮ極及びＳ極が交互に
   存する４極レンズを形成するようにしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第２項記載の陰極線管。 ４ 前記永久磁石は２個の棒磁石を有し、これら
   棒磁石を前記グリツドの開孔から半径方向外側に
   延びるようにグリツドに接着し、互いに同極が対
   面するように配置したことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の陰極線管。 ５ 前記永久磁石は４個の棒磁石を有し、これら
   を前記グリツドの開孔から半径方向外側に延びる
   ようにグリツドに接着し、これら棒磁石のうちの
   ２個はＮ極を対向させ、他の２個はＳ極を対向さ
   せるように配置したことを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の陰極線管。 ６ 前記グリツドを非回転対称磁界の形成に利用
   し、グリツドは磁化可能材料を含み、該磁化可能
   材料をグリツドの開孔の縁に沿つて磁化し、Ｎ極
   およびＳ極が交互に存在する４極磁界を生ぜしめ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の
   陰極線管。 ７ 前記永久磁石は前記グリツドの開孔を囲んで
   接着した磁化可能材料を含むリングを有し、該リ
   ングを磁化し開孔の周りにＮ極及びＳ極が交互に
   存する４極磁界を生ぜしめることを特徴とする特
   許請求の範囲第２項記載の陰極線管。 ８ 前記永久磁石は磁化可能材料を接着した有孔
   板を有し、これを磁化して２つのＮ極が板の片側
   に生じ、２つのＳ極がＮ極と対向して板の他の側
   に生ずる如くし、前記グリツド内の開孔を通過す
   る環状磁界の２つの部分で前記非回転対称磁界が
   形成される如くしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の陰極線管。 ９ 前記永久磁石の材料を前記ガラスエンベロー
   プの壁部を通さずに磁化し得るようにしたことを
   特徴とする特許請求の範囲第１〜８項のいずれか
   １項に記載の陰極線管。