KR890001605B1 - 확산 집속렌즈를 구비한 인라인 전자총을 갖춘 칼라 수상관 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

확산 집속렌즈를 구비한 인라인 전자총을 갖춘 칼라 수상관
제1도 본 발명을 실시한 샤도우 마스크 칼라 수상관을 축선에 따라 그 일부를 절단 도시한 평면도.
제2도는 제1도중 점선으로 도시한 전자총을, 축선에 따라 그 일부를 절단도시한 확대도.
제3도는 제2도의 전자총의 G3 및 G4전극의 축선에 따른 단면도.
제4도는 제2도의 전자총을 제3도의 4-4선에 따라 절단도시한 단면도.
제5도는 정전 집속 렌즈의 전계의 일부 등전위선을 나타내고 있는 종래의 전자총의 집속 렌즈 전극의 축선에 따라 단면의 상면도.
제6도는 제5도의 6-6선에 따른 단면도.
제7도는 정전 집속렌즈의 전계의 일부 등전위선을 나타내고 있는 제2도의 전자총의 집속렌즈 전극의 축선에 따라 단면의 상면도.
제8도는 제7도의 8-8선에 따른 단면도.
제9도는 제2도의 전자총의 G4전극을 제2도의 9-9선에 따라 절단도시한 단면도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 유리 봉입관 12 : 페이스 플레이트 패널
14 : 넥크 16 : 펀늘
18 : 페이스 플레이트 20 : 주변 플랜지
22 : 스크린 24 : 샤도우 마스크
26 : 인라인 전자총 28 : 전자 비임
30 : 요크 32 : 유리 지지대
34 : 음극 36 : 제어 그리드 전극(G1 전극)
38 : 스크리 그리드 전극(G2 전극) 40 : 제1가속 및 집속전극(G3 전극)
42 : 제2가속 및 집속전극(G4 전극) 44, 46, 48, 50 : 컵모양 부재
52 : 개구형성판 54, 56 : 리세스
58, 60, 62, 64, 66, 68 : 개구 70, 72 : 테두리
74 : G3 전극 76 : G4 전극
78, 80, 82, 84, 86, 88 : 개구 90 : 등전위선
92 : 전자 비임 94 : 등전위선
본 발명은 개량된 인라인 전자총을 갖춘 칼라 수상관에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 구면 수차를 줄일수 있는 확산 집속렌즈를 얻기 위한 인라인 전자총의 개량에 관한 것이다.
인라인 전자총은, 바람직하게는 3줄기의 전자비임을 공통평면내에 발생 또는 생성하여, 그러한 전자비임들을 그 공통평면내의 비임 집중 경로를 따라 수상관 스크린 근처의 집중(convergence)점 또는 작은 집중 영역으로 투사하도록 설계된 것이다. 1975년 3월 25일 R.H. Hughes에게 허여된 미합중국 특허 제 3,873,879호에 개시된 것과 같은 한가지 유형의 인라인 전자총에서는, 제1, 제2의 가속 및 집속전극으로 불려지는 2개의 전극사이에 전자 비임들을 집속하기 위한 주정전 집속렌즈가 형성되어 있다. 상기한 전극들은 바닥끼리 서로 대면한 2개의 컵모양부재를 구비하고 있다. 각 컵모양 부재의 바닥에는, 3줄기의 전자비임이 통과할 수 있도록 하고, 각 전자비임당 하나씩 3개의 개별 주 접속렌즈를 형성하는 3개의 개구가 형성되어 있다. 양호한 실시예에서, 전자총의 전체 직경은, 그 전자총이 29mm의 수상관 넥트(즉, 수상관 목부분)에 들어맞도록 되어 있다. 칫수에 대한 이와같은 요건 때문에, 3개의 집속렌즈는 서로 상당히 밀접되고, 이것은 집속렌즈 설계에 있어 심각한 제한요인으로 된다. 집속렌즈의 직경이 클수록, 그 렌즈의 집속능력을 제한하는 구면 수차가 적어지게 된다는 것은 당해 기술 분야에서 잘 알려져 있다.
집속렌즈 전극 표면들 사이의 간격이 클수록, 렌즈에서의 전압 구배가 완만해지고, 그 때문에 구면수차도 감소하는 것으로 알려져 있기 때문에, 집속렌즈 직경과 더불어 집속렌즈 전극표면들 사이의 간격도 또한 매우 중요하다. 그런데, 전극들 사이의 간격이 특정의 한계치(통상 1.27mm)를 초과하게 되면, 전극들 사이의 간격으로 침투하는 비임이 넥크 유리상의 정전하들로 인해 휘어져서 전자비임의 오집중을 유발하기 때문에, 전극들 사이의 간격이 특정의 한계치를 넘는 것은 허용되지 않는다. 따라서, 구면 수차를 줄일수 있는 개량된 집속렌즈를 제공하기 위해 집속렌즈 전극들의 설계를 더욱 개선할 필요가 있다.
본 발명에 따른 수상관의 전자총에 있어서는, 주 집속렌즈가 간격을 두고 설치된 2개의 전극에 의해서 형성된다. 각 전극은, 그 내부에 전자비임의 수와 동일한 복수개의 개구를 포함한다. 각 전극은 또한 주변 테두리를 포함하는데, 두 전극의 주변 테두리들은 서로 대향한다. 각 전극의 개구 형성부분은 테두리로부터 후퇴하여 설치된 리세스내에 배치된다.
본 발명은 첨부 도면을 참조로한 이하의 상세한 설명을 통해보다 명백히 이해될 수 있을 것이다.
제1도는 장방형의 페이스 플레이트 패널 또는 캡(12)과, 장방형의 편늘 또는 깔대기 모양 부재(16)로 연결된 관형 넥크(14)로 이루어진 유리 봉입관(10)을 갖는 장방형의 칼라 수상관의 부분 절단 평면도이다. 패널(12)은 전면 페이스 플레이트(18)와, 펀늘(16)에 봉합된 주변 플랜지 또는 측벽(20)으로 이루어져 있다. 페이스 플레이트(18)의 내면상에는 모자이크 형 3색 형광스크린(22)이 형성되어 있다. 이 스크린(22)은, 수상관의 고주파 래스터 라인 주사와 실질적으로 직교하여(즉, 제1도의 평면에 수직인 방향으로)연장하는 형광라인들을 갖는 라인 스크린 인것이 바람직하다. 다공 칼라 선택 전극, 즉 샤도우 마스크(24)가 통상의 수단에 의해서 스크린(22)과 소정의 간격으로 착탈 가능하게 부착된다. 제1도에서 점선으로 개략 도시된 본 발명의 개량된 인라인 전자총(26)은 넥크(14)내의 중심부위에 장치되어, 공통 평면상의 집중 경로들을 따라 샤도우 마스크(24)를 통과해서 스크린(22)으로 향하는 3줄기의 전자 비임(28)을 발생 및 유도한다.
제1도의 수상관, 넥크(14)와 펀늘(16)주위에 개략 도시된 그들의 접합부 부위의 요크(30)와 같은 외부 자기편향 요크와 함께 사용되도록 설계된다. 동작시, 요크(30)는 3줄기의 비임(28)에 대해 수직 및 수평 자계를 발생하여, 이 자계에 의해서, 그 비임들이 스프링(22)에 걸쳐 장방형 래스터를 형성하도록 수평 및 수직으로 각각 주사되게 한다. 편향의 초기면(즉, 0편향위치)은 제1도에서 요크(30)의 대략 중간 부분에 p-p선으로 나타내어져 있다. 외부 자계 때문에, 수상관의 편향 대역은 요크(30)로부터 전자총(26)의 영역내로 축방향으로 연장한다. 편향 대역 내에서의 편향된 비임 경로들의 실제 곡률은, 편의상 제1도에서는 나타내지 않았다.
본 발명의 개량된 인라인 전자총(26)의 보다 상세한 구조가 제2도 내지 제4도에도시되어 있다. 이 전자총은 각종의 전극이 장착된 2개의 유리 지지대(32)를 구비하고 있다. 전극들로서는, 서로 등간격으로 공통평면내에 배치된 3개의 음극(34)(각 비임당 하나씩), 제어 그리드 전극(또는, G1 전극).(36), 스크린 그리드 전극(또는, G2 전극)(38), 제1가속 및 집속전극(또는, G3 전극)(40), 그리고 제2가속 및 집속전극(또는, G4 전극)등이 있는데, 이들은 나열된 순서대로 유리지지대(32)를 따라 격리 배치된다. 음극 다음의 모든 전극에는 3줄기의 공통 평면 전자비임의 통로로 되는 3개의 인라인 개구가 형성되어 있다. 전자총(26)내의 주정전 집속렌즈는 G3 전극(40)과 G4 전극(42)사이에 형성된다. G3 전극(40)은 4개의 컵모양 부재(44, 46, 48, 50)로 이루어진다. 이들중 두 부재(44, 46)의 개방 단부들 끼리는 서로 결합되어 있고, 다른 두 부재(48, 50)의 개방 단부들 끼리도 역시 서로 결합되어 있다. 제3부재(48)의 폐쇄단부는 제2부재(46)의 폐쇄단부와 결합되어 있다. 제2도에서는 이 G3 전극(40)이 비록 4조각 구조로 도시되어 있지만, 같은 길이의 단일 부재를 포함한 어떤수의 부재로 제조되어도 좋다.
전극(42)도 역시 컵모양으로 되어 있지만, 그것의 개방단부는 개구형성판(52)으로 덮어져 있다.
서로 대향하는 G3전극(40)과 G4전극(42)의 폐쇄 단부들에는 각각 커다란 리세스(54, 56)가 형성되어 있다. 이 리세스들(54, 56)은, 3개의 개구(58, 60, 62)를 포함하는 G3전극(40)의 폐쇄단부 부분이 역시 3개의 개구(64, 66, 68)를 포함하는 G4 전극(42) 폐쇄단부 부분으로부터 후퇴하여 있도록 한다. G3전극(40) 및 G4전극(42)의 나머지 폐쇄단부 부분들은 각각 리세스(54, 56)주위로 연장하는 테두리(70, 72)를 형성한다. 이 테두리들(70, 72)은 양전극(40, 42)의 가장 근접한 부분들로 된다.
제5도 및 제6도는, 각각 종래 기술에 따른 유니타이즈드 타입, 즉 일체형 전자총의 주 집속렌즈를 형성하는 2개의 전극(74, 76)의 상부 단면 및 측부단면을 나타내는 도면이다. 전극(74)은 G3전극이고, 전극(76)은 G4전극이다. 전극(74)은 컵모양으로 되어 있고, 그 바닥에 3개의 개구(78, 80, 82)를 가지고 있다. 마찬가지로, 전극(76)도 컵모양으로 되어 있고, 그 바닥에 3개의 개구(84, 86, 88)를 가지고 있다. 수상관의 동작중, G3전극(74)에는 7KV의 전위가 인가되고, G4전극(76)에는 25KV의 전위가 인가된다. 이러한 전위들 때문에, G3전극 개구들(78, 80, 82) 및 G4전극 개구들(84, 86, 88)부근에 정전계가 형성된다. 이 정전계의 등전위선들의 형상이 종래 기술의 전자총의 주 집속렌즈를 결정한다. 일부의 등전위선(90)이 제5도 및 제6도에 도시되어 있다. 이들 등전위선(90)들을 비교해 보면, 제5도의 평면도에서의 외부 등전위선(90)들의 곡률이 제6도의 측면도에서의 외부 등전위선(90')들의 곡률보다 대체로 작음을 알수 있다. 이러한 곡률차는 특히 8, 9, 5, 22, 24KV의 등전위선들에서 현저하다. 비점수차로 지칭되는 이러한 곡률차 때문에, 중심 개구들(80, 86)를 통과하는 전자비임(92)은 제5도에 도시된 바와같이 수평 방향보다도 제6도에 도시된 바와같이 수직방향으로 보다 많이 집속될 것이다. 제5도로부터 알 수 있듯이, 외측의 두 전자비임은 중심 비임 보다 더 큰 정전 라인 곡률에 마주치게 되므로, 중심 비임 보다는 약간 더 수평방향으로 집속될 것이다. 그에 따라 외측의 비임들에 대한 비점수차는 약간 작아지게 된다.
제2도에 도시된 본 발명의 개량된 전자총(26)은, 제7도 및 제8도에 보다 상세히 도시된 바와같이, 제5도 및 제6도의 종래 기술에 따른 전자총과 관련하여 설명된 것에 비해 현저히 저하된 구면 수차를 갖는 주집속렌즈를 제공한다. 구면수차의 감소는 주 집속렌즈의 규격을 증가시킴에 의해서 달성된다. 이 규격의 증가는 전극 개구들을 서로 대해 후되시킴으로써 실현된다. 제5도 및 제6도에 도시된 종래 기술의 전자총에서는, 정전계의 가장 강한 등전위선이 서로 대향하는 각 개구쌍에 집중되고 있다. 그러나, 제2도의 전자총(26)에서는, 가장 강한 등전위선이 테우리(70, 72)들 사이에서 연속적으로 연장하고 있고, 그 때문에 주 집속렌즈의 우세한 부분은 3개의 전자비임 통로를 통해 연장하는 단일의 커다란 렌즈로서 나타난다. 주 집속렌즈의 나머지 부분은, 전극들내의 개구들에 위치하는 보다 약한 등전위선들에 의해서 형성된다. 본 발명의 개량된 전자총(26)의 주 집속 정전계의 일부 등전위선이 제7도 및 제8도의 상면도 및 측면도에 각각 도시되어 있다. 제8도에 도신된 등전위선들의 수직방향의 곡률은, 종래기술의 전자총에 대한 마찬가지의 도면들에 도시된 것에 비해, 제7도에 도시된 수평방향의 곡률에 보다 근사함을 알수 있다. 곡률의 이러한 근사성 때문에, 하나의 전자비임 통로를 통과하는 전자비임은 수직 및 수평 평면내에서 보다 균등하게 집속될 것이다. 따라서, 제5도 및 제6도의 종래 기술의 전자총과 관련하여 설명된 형식의 수차는 현저히 감소된다.
본 발명의 개량된 전자총(26)의 양호한 실시예(제3도 및 제4도)에 있어서, 리세스들(54, 56)의 깊이 "F"는, 그 리세스들의 두 직선 측부 사이의 거리 "C"의 대략 1/4정도인 것이 바람직하다. G3전극(40)내의 개구들의 직경은, 그 전극에 개구부가 제공되지 않았을때 존재하게 되는 전극 전압의 4% 범위내의 등전위선과 꼭 맞도록 되어 있다. 도시된 실시예에서, 이 4% 라인은 대략 반원형이다. 두 전극(40, 42)사이의 간격은, 넥크 부분이 대전되어 전자비임들이 비임들이 만곡되지 못하도록 하기에 충분한 만큼 가까워야 한다.
집속전계가 리세스들의 개구영역을 통과하여 침투하기 때문에, 주 집속렌즈에 의해 형성되는 슬로트 효과에 의한 비점수차가 존재한다. 이 효과는, 제7도의 실시예의 측부에서의 등전위선(94)들의 압축상태를, 집속렌즈 중심부근의 두 영역에서의 같은 등전위선들의 압축상태와 비교해 봄으로써 알수 있다. 이러한 전계의 침투에 의해서, 집속렌즈의 수직방향의 렌즈 강도는 수직방향의 렌즈강도 보다 강하게 된다. G4전극(42)의 출구측에 수평방향의 슬로트형 개구를 설치함으로써 제2도의 전자총(26)에서의 이러한 비점수차에 대한 보정이 이루어진다. 그 슬로트는 렌즈직경의 1/2정도의 폭을 갖도록 하는 것이 바람직하다. 또 G4전극의 반대측의 표면으로부터 렌즈 직경의 86%정도 떨어져 있는 것이 바람직하다. 이 슬로트는, 제2도 및 제9도에 도시된 바와같이, G4전극(42)의 3개의 개구에 걸쳐 연장하도록 상기 G4전극(42)의 개구형성판(52)에 용접된 2개의 스트립(96, 98)에 의해서 형성된다.
외측의 두 전자 비임을 중심 비임과 정적으로 집중시키기 위하여, G4전극(42)내의 리세스(56)의 폭 "E"은 G3전극(40)내의 리세스(54)의 폭 "D"보다 약간 크게 되어 있다(제3도 참조). G4전극(42)내의 리세스(56)의 폭을 더 크게 한 효과는 1973년 11월 13일부 R.H. Hughes에게 허여된 미합중국 특허 제 3,772,554호에 개시된 오프-셋형 개구들과 관련하여 설명된것과 같다.
제2도의 전자총(26)의 각 부분의 대표적인 칫수를 다음표에 나타내었다.
[표]
Figure kpo00001
인라인 전자총의 다른 각종의 실시예로서, 전극들(40, 42)내의 리세스들의 깊이를 1.30mm 내지 2.80mm범위로 변경시키는 것도 가능하다.

Claims (7)

  1. 다수의 전자비임(28)을 발생하여 그 비임들을 공통 평면 경로들을 따라 수상관 스크린(22)으로 투사하는 인라인 전자총(26)을 구비한 칼라 수상관으로서, 상기 전자총은 상기 전자비임들을 집속하기 위한 주 집속렌즈를 갖고, 이 주 집속렌즈는 2개의 격리 배치된 전극(40, 42)에 의해서 형성되며, 각 전극은 전자 비임의 수와 동일한 복수의 개구(58, 60, 62 : 64, 66, 68)가 형성된 부분과, 서로 대향하여 상기 2개의 전극에 각각 설치된 주변 테두리(70, 72)를 갖고, 상기 각 전극의 개구 형성부분은 그 각각의 테두리로부터 후퇴하여 설치된 리세스(54, 56)내에 있으며, 상기 각 리세스는 상기 전자비임들의 공통 평면 경로들과 평행한 방향으로 신장되어 있는 칼라 수상관에 있어서, 상기 집속렌즈 전극들중 한 전극(42)에 있어서의 상기 전자비임(28) 평면내의 리세스폭(E)이 다른 전극(40)의 리세스폭(D)보다 크게 되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라 수상관.
  2. 제1항에 있어서, 상기 리세스폭(E)이 상기 스크린(22)에 더 가까운 주 집속렌즈(42)에서 더 크게되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라수상관.
  3. 다수의 전자비임(28)을 발생하여 그 비임들을 공통 평면 경로들을 따라 수상관 스크린(22)으로 투사하는 인라인 전자총(26)을 구비한 칼라 수상관으로서, 상기 전자총은 상기 전자비임들을 집속하기 위한 주 집속렌즈를 갖고, 이 주 집속렌즈는 2개의 격리 배치된 전극(40, 42)에 의해서 형성되며, 각 전극은 전자 비임의 수와 동일한 복수의 개구(58, 60, 62 : 64, 66, 68)가 형성된 부분과, 서로 대향하여 상기 2개의 전극에 각각 설치된 주변 테두리(70, 72)를 갖고, 상기 각 전극의 개구 형성부분은 그 각각의 테두리로부터 후퇴하여 설치된 리세스(54, 56)내에 있으며, 상기 각 리세스는 상기 전자비임들의 공통 평면 경로들과 평행한 방향으로 신장되어 있는 칼라 수상관에 있어서, 상기 전자총(26)상에, 상기 주 집속렌즈에 의해 형성된 비점수차를 보정하기 위한 수단(96, 98)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라 수상관.
  4. 제3항에 있어서, 상기 비점수차를 보정하기 위한 상기 수단(96, 98)은 상기 집속렌즈와 상기 스크린(22)사이에 위치하는 상기 전자총(26)상의 슬로트르 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라 수상관.
  5. 제4항에 있어서, 상기 슬로트는 2개의 스트립(96, 98)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 칼라 수상관.
  6. 다수의 전자비임(28)을 발생하여 그 비임들을 공통 평면 경로들을 따라 수상관 스크린(22)으로 투사하는 인라인 전자총(26)을 구비한 칼라 수상관으로서, 상기 전자총은 상기 전자 비임들을 집속하기 위한 주 집속렌즈를 갖고, 이 주 집속렌즈는 2개의 격리 배치된 전극(40, 42)에 의해서 형성되며, 각 전극은 전자비임의 수와 동일한 복수의 개구(58, 60, 62 : 64, 66, 68)가 형성된 부분과, 서로 대향하여 상기 2개의 전극에 각각 설치된 주변 테두리(70, 72)를 갖고, 상기 각 전극의 개구 형성부분은 그 각각의 테두리로부터 후퇴하여 설치된 리세스(54, 56)내에 있으며, 상기 각 리세스는 상기 전자 비임들의 공통 평면 경로들과 평행한 방향으로 신장되어 있는 칼라 수상관에 있어서, 상기 각 리세스의 깊이(F)와 그것의 신장된 벽들사이의 간격(C)의 비율은 0.19 내지 0.40의 범위내에 있는 것을 특징으로 하는 칼라 수상관.
  7. 제6항에 있어서, 상기 비율(F/C)은 0.25인 것을 특징으로 하는 칼라 수상관.
KR1019810004134A 1980-10-29 1981-10-29 확산 집속렌즈를 구비한 인라인 전자총을 갖춘 칼라 수상관 KR890001605B1 (ko)

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US201692 1980-10-29
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