KR910009989B1 - 칼라 수상관 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

칼라 수상관 장치

제1도는 본 발명을 실시한 칼라 수상관장치의 주요부 X-Z 단면도.

제2도는 본 발명을 실시한 칼라 수상관장치의 주요부 X-Z 단면도.

제3도 및 제4도는 제1도 및 제2도에 대응하는 광학적 등가도.

제5도 및 제6도는 본 발명의 대구경 전자렌즈를 설명하는 도면.

제7도는 본 발명의 대구경 비대칭 렌즈를 형성하기 위해서의 전극을 나타낸 도면.

제8도, 제9도 및 제10도는 본 발명의 다른 실시예의 주요부 단면도.

제11도는 본 발명 및 종래예의 전자비임형상을 나타낸 도면.

제12도는 일반적인 칼라 수상관장치의 개략 단면도.

제13도 및 제14도는 종래 기술의 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 칼라 수상관장치 2 : 스크린

7 : 편향장치 100 : 전자총부

GE : 전자비임형성부 ML₁: 주전자 렌즈부

QEL : 비대칭 렌즈 LEL : 공통 대구경 렌즈

본 발명은 칼라 수상관장치에 관한 것으로, 특히 인라인 배열된 3개의 전자비임을 이들 전자비임으로 공통하는 대구경 전자렌즈에 의해 집속 및 집중시키는 전자총을 갖는 칼라 수상관장치에 관한 것이다.

일반적인 칼라 수상관장치의 수평단면을 제12도에 나타낸다.

동 도면에 있어서 칼라 수상관장치(1)는 스크린면(2)을 갖는 페이스 플레이트(3)와, 이 페이스 플레이트(3)의 측벽부(3a)에 퍼넬(4)을 통해서 연결된 네크(5)와, 이 네크(5)에 내장된 전자총(6)과, 퍼넬(4)에서 네크(5)에 걸쳐서 외벽에 장착된 편향장치(7)와, 전술한 스크린면(2)과 소정간격을 가지고 마주보고 설치된 다수의 애퍼쳐(8)를 갖는 새도우 마스크(9)와, 전술한 퍼넬(4)의 내벽으로부터 전술한 네크(5)의 일부에 걸쳐서 일정하게 도포된 내부 도전막(10)과 퍼넬(4)의 외부에 도포된 외부 도전막(11)과, 퍼넬(4)의 일부에 설치된 양극단자(도시않음)를 구비하고 있다.

그래서 스크린면(2)에는 적색 발광 형광체, 녹색 발광 형광체 및 청색 발광 형광체가 스트라이프상 또는 점상으로 다수 도포되어 있고, 전자총(6)으로부터 나온 3개의 전자비임(B_R),(B_G) 및 (B_B)은 새도우 마스크(9)에 의해 선택된 각각의 형광체를 충격시켜 발광시킨다.

또한 전자총(6)은 인라인 배열의 평행한 3개의 전자비임(B_R),(B_G) 및 (B_B)을 발생, 가속 및 제어하기 위한 전자비임형성부(G_E)와, 이들 전자비임을 집속, 집중시키기 위해서의 주전자 렌즈부(ML)를 가지고 있다.

그래서 3개의 전자비임(B_R),(B_G) 및 (B_B)을 전술한 편향장치(7)에 의해 스크린 전면에 편향 주사함에 따라 래스터를 형성한다.

3전자비임을 집속시키는 방법은 예를들면 미국 특허 제2957106호 명세서에 나타난 것처럼 음극으로부터 사출되는 전자비임을 처음부터 경사지게 집중하는 기술이 있고 또 미국특허 제3772554호 명세서에 표시된 것처럼 전자총 전극에 설치된 3전자비임 통과용 개구 가운데 일부 전극의 양측의 개구를 전자총의 중심축으로부터 근소하게 외측으로 편심시킴으로서 전자비임의 집중을 행하는 기술이 있는데, 어느 것도 널리 사용되고 있다.

편향장치는 기본적으로는 전자비임을 수평방향으로 편향하는 수평편향 자계를 발생하기 위해서의 수평편향 코일 및 전자비임을 수직방향으로 편향하는 수직편향 자계를 발생하기 위해서의 수직편향 코일을 가지고 있다.

실제의 칼라 수상관장치에 있어서는 전자비임을 편향했을 때, 3전자비임 스폿트의 페이스 플레이트에서의 집중이 흩어져 오는데, 이 집중의 흩어짐을 방지하기 위한 연구가 실시되고 있다.

이것은 컨버젼스 후리 시스템이라 칭하여지고, 수평편향 자계를 핀 쿳션형, 수직편향 자계를 배럴형으로 함에 의해 자기 집중형 자계 형광면 전역에 있어서, 3전자비임이 집중되도록 한 것이다.

이상 서술한 것처럼 칼라 수상관은 많은 개발 기술의 이용으로 품위는 향상해 있으나 관의 대형화, 고품위화가 보급됨에 따라 새로운 문제가 부가되고 있다.

즉 ① 전자비임의 스크린상에서의 스폿트 직경의 문제 ② 편향된 때의 스크린 주변부에서의 전자비임 스폿트의 왜곡의 문제 ③ 스크린 전면에서의 컨버젼스의 문제이다.

관이 대형으로 되면 전자총으로부터 스크린면까지의 거리가 길어져서 전자렌즈의 전자 광학적 배율이 커져서 스크린상에서의 스폿트 직경을 크게 해 버려서 해상도를 악화시켜 버린다.

스폿트 직경을 작게 하는데는 전자총의 전자렌즈의 성능을 향상시키지 않으면 안된다.

일반적으로 주전자 렌즈부는 개구를 갖는 복수의 전극의 같은 축상에 배치되어 각각 소정의 전위가 가해짐에 따라 형성된다.

이와같은 정전 렌즈는 전극 구성의 차이에 따라 몇 종류가 있으나 기본적으로는 전극 개구 직경을 크게 한 대구경 렌즈를 형성시키던가 또는 전극간의 거리를 길게해서 완만한 전위 변화로 해서 장 촛점 렌즈를 형성함으로서 렌즈 성능을 향상시킬 수 있다.

그러나 칼라 수상관의 전자총은 보통 작은 유리 원통인 네크내에 봉입되기 때문에 먼저 전극의 개구 즉 렌즈 구경이 물리적으로 제약된다.

또한 전극간에 형성되는 집속자계가 네크내의 다른 원하지 않는 전계의 영향을 받지 않도록 하기 위해서 전극간의 거리가 제한된다.

특히 새도우 마스크형 칼라 수상관과 같이 3개의 전자총 델타배열 및 인라인 배열로서 일체화한 경우에는 전술한 것과 같이 전자비임 간격(S_g)이 작을수록 3개의 전자비임을 스크린 전면의 근방에서 한점으로 집중시키기 쉽고 또 편향 전력이 작다는 이점이 있어서, 전자총 간격을 작게 하게 위해서 전극의 개구는 더욱 작게 할 수밖에 없다.

그래서 동일 평면상에 늘어선 3개의 전자렌즈를 완전히 합쳐서 1개의 큰 전자렌즈로 하여 이 대구경 전자렌즈에 의해 전자 렌즈 성능을 최대한으로 발휘시키도록 하는 방법이 생각된다.

제13도는 이것을 광학적으로 도시한 것이다.

도면에 나타낸 대로 투사되는 전자비임의 코어는 작게 되나 전자비임 전체에서 보면 또 불충분한 결과이다.

즉 비임 간격이 “S_g”인 3개의 평행 전자비임(B_R),(B_G),(B_B)이 1개의 공통 대구경 전자렌즈(LEL)를 통과하면 제13도와 같이 중앙의 전자비임(B_G)이 적정하게 집속한 상태에서는 양측의 전자비임(B_R),(B_B)은 과집속 상태, 또 과집중 상태로 되면서 큰 코마 수차를 동반하여 스크린(101)상에서는 3개의 비임 스폿트(SR_R),(SP_G),(SP_B)는 크게 떨어져 양측의 비임은 왜곡한다.

이들 3개의 전자비임의 집속상태를 합해서, 코마 수차분을 감소시키는 데는 전자렌즈(LEL)의 렌즈 구경(D)에 대한 3개의 비임의 간격(S_g)을 어느 정도 작게 해두면 실용상 문제는 없어지나, 3개의 비임의 스크린상에서의 집중상태에 관해서는 “S_g”를 극히 작게하지 않으면 안되고, 전자비임 발생부의 기계적 배치의 면에서 한계가 있다.

여기서 일본 특공소 49-5591호 공보(미국특허 제3,448,316호 명세서) 및 미국특허 제4,528,476호 명세서에서는 제14도에 나타낸 것과 같이 전자렌즈(LEL)에 입사하는 3개의 전자비임에 경사각 θ를 주고 3개의 전자비임이 동시에 전자렌즈(LEL)의 중앙부를 통과하도록 해서 3개의 비임의 집속상태를 합해서, 그후 발산해 가는 양측의 비임을 제2의 렌즈 LEL(2)에 의해 반대방향으로 강하게(ø) 편향시켜 스크린상에서 3개의 비임이 집중하도록 하고 있다.

그 결과 3전자비임의 집속 및 집중이 개선된다.

그러나 양측의 비임에는 큰 편향 수차 또는 코마 수차가 발생한다는 문제를 남기고 있다.

이상과 같이 3개의 전자비임에 공통으로 작용하는 대구경 전자렌즈를 이용하는 것은 어려워서 대구경 전자렌즈의 성능을 최대한으로 발휘시킬 수 없다.

이와같이 칼라 수상관장치의 화상 성능을 더욱 향상시키기 위해서는 3개의 전자비임에 공통인 대구경 전자렌즈를 이용함으로서 전자총의 성능을 향상시켜 스크린 면상의 비임 스폿트 직경을 작게 하는 것이 유효하나, 종래 기술에서는 대구경 전자렌즈의 성능을 충분히 발휘시킬 수 없고 칼라 수상관장치의 화상 성능을 더욱 향상시키기 곤란하다는 문제가 있었다.

따라서 칼라 수상관장치의 화상 성능을 더욱 향상시키기 위해서는 대구경 전자렌즈의 성능을 충분히 발휘시킬 수 있는 전자총을 갖춘 칼라 수상관장치를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 과제를 해결하도록 된 것으로 3개의 전자비임에 공통인 대구경 전자렌즈에 의해 각 전자비임의 집속과 집중을 동시에, 또한 용이하게 행할 수 있는 전자총으로 이 대구경 전자렌즈의 성능을 충분히 발휘시킬 수 있는 전자총을 갖춘 칼라 수상관장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉 본 발명의 칼라 수상관장치는 인라인형 전자총부, 편향부 및 스크린부를 갖추고 전술한 전자총으로부터 발사되는 전자비임을 편향부에 의해 수직방향 및 수평방향으로 편향 주사하는 칼라 수상관장치에 있어서, 전술한 전자총부는 3개의 전자비임을 발생, 가속, 제어하는 전자비임형성부와, 이 전자비임을 집속, 집중시키는 주전자 렌즈부를 갖추고, 이 주전자 렌즈부에는 3개의 전자비임에 공통으로 작용하는 대구경 비대칭 전자렌즈를 갖고, 이 비대칭 전자렌즈는 3개의 전자비임 각각에 작용하는 수평방향의 수속력이 수직방향의 수속력 보다도 약하고, 이 비대칭 전자렌즈에 입사하는 3개의 전자비임축은 상호 평행으로, 개개의 전자비임은 수평방향보다도 수직방향으로 강하게 발산하는 비임인 것을 특징으로 하는 칼라 수상관장치이다.

전술한 비대칭 전자렌즈에 입사하는 개개의 전자비임은 수평방향에 대해서 발산성의 비임인 것을 의미하는 것은 아니다.

수평방향에 대해 집속성의 비임의 경우도 포함된다.

또한 본 발명은 인라인형 전자총부, 편향부 및 스크린부를 갖추고 전술한 전자총으로부터 발사되는 전자비임을 편향부에 의해 수직방향 및 수평방향으로 편향 주사하는 칼라 수상관장치에 있어서 전술한 전자총부는 3개의 전자비임을 발생, 가속, 제어하는 전자비임형성부와, 이 전자비임을 집속, 집중시키는 주전자 렌즈부를 갖추고, 이 주전자 렌즈부에는 3개의 전자비임에 공통으로 작용하는 대구경 비대칭 전자렌즈를 갖고, 이 비대칭 전자렌즈는 3개의 전자비임에 대해서 공통인 원통 전자렌즈와, 이 원통 전자렌즈의 렌즈영역내에 있어서 3전자비임을 공통으로 통과시키는 비원형 비임 통과구멍을 가지고, 비대칭 전자렌즈의 앞단에는 이 비대칭 전자렌즈에 입사하는 3개의 전자비임축이 서로 평행으로 되어 개개의 전자비임이 수평방향보다도 수직 방향으로 강하게 발산하는 비임으로 되는 비임 형성장치를 갖는 것을 특징으로 하는 칼라 수상관장치이다.

본 발명에 있어서 전자총의 주렌즈에 입사하는 3개의 전자비임의 비임축은 서로 평행으로 각각의 전자비임은 수평방향보다도 수직방향으로 강하게 발산하도록 디자인되어 있다.

한편 주전자 렌즈부에는 3개의 전자비임에 공통으로 작용하는 대구경 비대칭 전자렌즈를 가지고 이 비대칭 전자렌즈는 전자비임에 작용하는 수평방향의 집속력이 수직방향의 집속력 보다도 약하게 되도록 디자인되어 있다.

이와같은 대구경 비대칭 전자렌즈부에 전술한 특정한 것과 같은 전자비임이 입사하면 입사 비임은 대구경 비대칭 전자렌즈의 렌즈작용을 받아서 스크린상에 나타나는 3전자비임은 양호하게 집중하고 각각의 전자비임은 작은 직경으로 왜곡없는 것으로 된다.

특히 3전자비임은 대구경 렌즈를 통과하므로 대구경 렌즈로서의 장점을 최대한 살릴 수 있다.

본 발명에 있어서 주전자 렌즈에 입사하는 개개의 전자비임은 수평방향에의 확장이 없는 결국 대략 평행인 경우가 가장 바람직한 집중, 집속 특성이 얻어진다.

또한 본 발명과 대조하기 위해 주전자 렌즈에 입사하는 각각의 전자비임을 수평방향, 수직방향 모두 대략 평행으로 하고, 다른 제 조건을 본 발명과 같게 한 것은 집속 특성이 나쁘다.

이하 도면을 참조해서 본 발명을 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명을 실시한 칼라 수상관장치의 네크부 근처에 스크린부의 일부분의 X-Z면의 단면을 나타내고, 제2도는 전자총부분의 Y-Z면의 단면을 나타낸다.

제1도, 제2도에 있어서 네크(5)내에 배치되어 있는 전자총부(100)는 캐소우드(음극)(K), 제1그리드(G1), 제2그리드(G2), 제3그리드(G3), 제4그리드(G4), 제5그리드(G5), 제6그리드(G6), 제7그리드(G7)와 이들을 지지하는 절연지지체((B_G) 및 밸브 스페이서(112)로 되고, 전자총(100)은 네크 하부의 스탬핀(113)으로 고정되어 있다.

전술한 캐소우드(K)는 내부에 각각 히터를 가지고 있고 3개의 전자비임(B_R),(B_G) ,(B_B)을 발생한다.

또한 제1그리드(G1), 제2그리드(G2)는 전술한 3개의 캐소우드(K)에 대응해서 3개의 비교적 작은 비임 통과구멍을 가지고, 이 부분에 있어서 캐소우드(K)로부터의 전자비임을 제어, 가속하는 이른바 전자비임형성부(G_E)로 된다.

계속해서 제3그리드(G3), 제4그리드(G4), 제5그리드(G5)는 같은 3개의 캐소우드(K)에 대응해서 3개의 비교적 큰 비임 통과구멍을 갖는다.

제5그리드(G5)의 제6그리드(G6)측에는 인라인 배열방향(X-Z면)에 수직한 방향으로 4개의 전극(20),(21),(22),(23)이 3개의 비임 통과구멍(52R),(52G),(52B)을 끼우도록 배치되어 있고 제6그리드(G6)는 제5그리드(G5)측에 인라인 배열방향으로 평행으로 2개의 전극(24),(25)이 3개의 비임 통과구멍(61R),(61G),(61B)의 상하로 배치해서 있고, 제5그리드(G5)측의 4개의 전극(20),(21),(22),(23)과 제6그리드(G6)측의 2개의 전극(24),(25)은 서로 겹치도록 배치되어 있어서 제5그리드(G5)와 제6그리드(G6)사이에 전압을 가하면 제5그리드(G5)의 4장의 전극판과 제6그리드(G6)의 2장의 전극판과의 사이에 각각 4극자 렌즈가 형성되도록 되어 있다.

또한 제6그리드(G6)의 제5그리드(G5)측에는 제5그리드(G5)의 비임 통과구멍(52R),(52G),(52B)과 같은 크기의 3개의 비임 통과구멍(61R),(61G),(61B)이 설치되어 있고, 제7그리드(G7)측에는 1개의 큰 원형이 비임 통과구멍(62)이 설치되어 있는 실질적으로 원통상의 전극이다.

그래서 이 원통전극 내부에 있어서, 그 길이 방향 중간부에는 인라인 배열방향(X방향)으로 긴 직경을 갖는 트랙 필드 형상의 비임 통과구멍(63)을 갖는 전극(60)이 배치되어 있다.

이 비임 통과구멍(63)은 제6그리드(G6)의 제7그리드 측단부에서 소정 거리(a)만큼 떨어진 곳에 있어서, 큰 원형 비임 통과구멍(62)의 직경(D6)에 대해 a〈D6의 관계에 있다.

제7그리드(G7)는 제6그리드(G6)와 일부 중복되어 원통상 전극인 제6그리드(G6)를 포함한 실질적으로 원통상의 전극으로 제6그리드(G6)의 큰 원형 비임 통과구멍(62)과의 사이에 실질적으로 대구경 원통 렌즈를 형성한다.

제7그리드(G7)의 원통상 전극의 내부에 있어서 제6그리드 단부로부터 스크린부(2)측으로 소정 거리(b)만큼 떨어진 곳에 인라인 배열방향(X방향)으로 짧은 직경을 갖는 트랙 필드 형상의 비임 통과구멍(73)을 갖는 전극(70)이 설치되어 있고 제7그리드(G7)의 원통직경(D7)에 대해 b〈D7의 관계이다.

또한 본 실시예에 있어서는 a〉b로 되어 있다. 제7도에 전극(60)(70)을 나타낸다.

제7그리드(G7)의 선단외주에는 밸브 스페이서(112)가 붙어 있어서 퍼넬(4) 내벽으로부터 네크(5) 내벽에 도포해 있는 도전막(10)과 접촉해 있고, 퍼넬에 설치되어 있는 양극단자로부터 양극고전압을 공급하도록 되어 있다.

제7그리드(G7)의 선단에는 편향 요크에 의한 잔계에 대하여 자계 수정 소자를 놓을 수도 있다.

이상 캐소우드(K), 제1그리드(G1)로부터 제7그리드(G7)까지 절연지지체(B_G)에 의해 고정 지지되어 있다.

또한 네크(5)로부터 퍼넬(4)에 걸쳐서 편향요크(7)가 부착되어 있고, 전자총으로부터의 3개의 전자비임(B_R),(B_G),(B_B)을 수평, 수직으로 편향하기 위해서의 수평편향 코일과 수직편향 코일로 된다.

또한 비임의 궤도의 조정을 위해 다극자석(51)이 배치해 있다.

전술한 전자총은 제7그리드(G7)를 제외한 모든 전극은 스탬핀(113)을 통해 외부에서 소정의 전압이 가해지도록 되어 있다.

이상 전극 구성에 있어서 예를들면 캐소우드(K)는 약 150v의 키트오프 전압으로 하고 이것에 영상신호를 더해, 제1그리드(G1)는 접지 전위로 하고 제2그리드(G2)는 500v-1kv, 제3그리드(G3)는 5-10kv, 제4그리드(G4)는 500-3kv, 제5그리드(G5)는 5-10kv, 제6그리드(G6)는 제5그리드(G5)보다 약간 높은 5-10kv, 제7그리드(G7)는 양극 고전압의 25-35kv를 가한다.

이와같은 전위 구성으로 함으로서 각 캐소우드(K)로부터 그 변조 신호에 따라 발생한 비임은 캐소우드(K), 제1그리드(G1), 제2그리드(G2)에 따른 제3도, 제4도와 같이 크로스오버(CO)를 형성해서, 제2그리드(G2), 제3그리드(G3)에 의한 프리포커스 렌즈(PL)에 의해 약하게 집속되어 가상 크로스오버(VCO)를 형성해서 제3그리드(G3)의 가운데로 발산하면서 들어간다.

제3그리드(G3)로 들어온 각 비임(B_R),(B_G),(B_B)은 제3그리드(G3)로부터 제7그리드(G7)에 의한 주전자 렌즈부(ML₁)에 있어서, 집속 작용 또는 양측의 비임은 집중 작용을 받아서 스크린(2)상에 집속, 집중한다. 제3도, 제4도는 각각 제1도, 제2도에 대응하는 등가 광학적 모델이다.

제3그리드(G3)에서 제7그리드(G7)까지의 주전자 렌즈부의 렌즈 작용을 제3도, 제4도에 나타내는 등가 광학 모델을 이용해서 더욱 상세히 설명해간다.

가상 크로스오버(VCO)를 형성해서 제3그리드(G3)로 들어온 개개의 전자비임은 제3그리드(G3), 제4그리드(G4), 제5그리드(G5)에 의해 형성되는 각각의 약한 유니포텐셜 렌즈(EL₂)(제2의 렌즈)에 의해 조금 집속된다.

그런데 제5그리드(G5)에는 전술한 것처럼 인라인 배열방향(X-Z평면)에 수직한 방향에 4개의 전극(20),(21),(22),(23)이 배치되어 있고, 제6그리드(G6)에는 인라인 배열방향에 평행한 방향으로 2장의 전극(24),(25)이 배치해 있는데 제5그리드(G5)와 제6그리드(G6)사이에 전압을 가하면 이들의 전극간에 4극자 렌즈(QEL)가 형성된다.

따라서 여기에 입사하는 전자비임은 렌즈 작용을 받아서 수평방향 보다도 수직방향으로 강하게 발산하도록 대구경 전자렌즈(LEL)로 향해서 진행해간다.

4극자 렌즈(QEL)에 의한 전술한 발산력의 강도는 스크린에 나타나는 전자비임의 왜곡 및 집중도에 의해 가감해야 되고 때문에 전술한 6개의 전극(20),(21),(22),(23),(24),(25)의 각각의 치수 및 상대 간격등이 적절히 선택된다.

본 발명에 있어서는 4극자 렌즈(QEL)로부터 나오는 전자비임은 수직방향으로는 발산하고, 수평방향으로는 대략 평행 비임으로 되도록 4극자 렌즈(QEL)를 구성하는 것이 가장 바람직하다.

이와 같은 4극자 렌즈(QEL)를 통과한 전자비임은 대구경 전자렌즈(LEL)에 입사하면 대구경 렌즈의 렌즈작용을 받아서 최종적으로 스크린에 나타나는 전자비임은 양호한 집중, 집속 특성을 나타낸다.

이점은 제1도, 제5도를 이용해서 상세히 설명한다.

대구경 전자 렌즈(LEL)는 앞부분의 렌즈(CL)와 뒷부분의 렌즈(DL)를 가진, 전체적으로는 하나의 대구경 전자 렌즈(LEL)로 볼 수 있다.

즉 제6그리드(G6)의 원통전극 내부에는 수평방향으로 얇고 긴 비임 통과구(63)가 있는데 제7그리드로부터 침투하는 고압 전계는 비임 통과구(63)에 의해 왜곡되어, 수평방향(X방향)에는 약한 집속력, 수직방향(Y방향)으로는 강한 집속력이 작용하는 앞부분의 집속렌즈(CL)가 될 수 있게 된다.

한편 제7그리드(G7)의 원통 전극 내부에는 수직방향으로 얇고 긴 비임 통과구(73)가 있어서, 제6그리드로부터 침투하는 저압 전계는 비임 통과구(73)에 의해 왜곡, 수평방향(X방향)에는 강한 발산력, 수직방향(Y방향)으로는 약한 발산력이 작용하는 뒷부분의 발산 렌즈(DL)가 되게 된다.

그래서 대구경 전자렌즈(LEL) 전체로서는 수평방향(X방향)으로 약한 집속이, 수직방향(Y방향)으로 강한 집속이 작용하도록 하고 있다.

즉 공통 대구경 비대칭 렌즈를 조성하고 있다.

여기서 실시예에 있어서의 집중 및 집속 특성에 대해서 설명한다.

공통 대구경 렌즈(LEL)에 입사하는 3개의 전자비임은 그 축이 서로 평행으로 되어 있어서, 대구경 전자렌즈(LEL)의 수평방향의 약한 집속력을 받아서 스크린상에서 양호하게 집중한다.

이것은 제13도에 나타낸 것처럼 공통 대구경 렌즈(LEL)의 수평방향의 집속력이 강한 경우에는 스크린상에서 3비임이 과집중하는 것과 대조적이다.

전자비임의 집속 특성에 대하여 설명한다.

4극자 렌즈(QEL)를 통과하는 전자비임은 여기를 통과하는 사이에 약한 집속작용을 받고, 수직방향에는 발산작용을 받는다.

그래서 대구경 전자렌즈(LEL)에서는 수평방향에는 약한 집속작용을 받고, 또 수직방향에는 강한 집속 작용을 받아서 스크린상에서는 양호하게 집속한 비임으로 된다.

본 실시예에서 나타낸 “G3”,“G4”,“G5” 사이에 형성되는 각각의 약한 유니포텐셜 렌즈(EL₂)(제2의 전자렌즈)는 대구경 전자렌즈(LEL)로 입사하는 비임의 직경 및 주전자 렌즈부(ML₁) 전체로서의 집속 상태를 조정하는 것으로, 본 발명에서는 대구경 전자렌즈의 렌즈 영역밖에 설치하는 비대칭 렌즈를 이 렌즈(EL₂)부에 설치할 수도 있다.

설명을 간단히 하기 위해 약한 집속 작용을 주고 있는 제2의 전자렌즈(EL₂)를 무시하면 축상에 있는 가상 크로스오버점(VCO)으로부터 나온 비임이 비대칭 렌즈(QEL)부에서 수평방향에 있어서는 각 비임축에 대해 대략 평행으로 되는 정도로 집속하기 때문에, 수평방향의 가상 크로스오버점(VCOH)은 캐소우드로부터 후방 무한대로 멀어진다.

이 때문에 인라인 배열된 평행한 3개의 전자비임은 대구경 전자렌즈(LEL)에 의해 스크린상에 집중함과 동시에 각 비임은 스크린상에 집속하게 된다.

이것은 바꿔 말하면 수평방향에 관해서는 대구경 전자렌즈의 상점(像點)측의 촛점이 스크린상에 있는 것이다.

그러나 실제에서는 렌즈의 구면 수차 및 캐소우드로부터 투사해 오는 비임의 에미턴스 때문에 QEL의 강도와 LEL의 강도는 조정이 필요하다.

한편 수직방향에 있어서는, 비대칭 렌즈(QEL)부에서 발산(또는 약한 집속)이 되기 때문에 수직방향의 가상 크로스오버점(VCOV)은 수평방향의 VCOH에 비교해서 상당히 스크린쪽으로 접근한 곳에 위치하고, 대구경 전자렌즈(LEL)에 보다 강한 집속을 받아서 각 비임은 스크린상에 집속하게 된다.

따라서 인라인으로 배열한 3개의 전자비임은 집중함과 동시에 각 비임은 스크린상에 둥글게 집속한다.

전술한 실시예의 상세한 사양은 예를들면 다음과 같이 되어 있다.

캐소우드 간격 S_g=4.92mm

각 전극의 열린구멍 직경

각 전극의 길이

각 전극의 간격

전술한 실시예에서는 대구경 전자렌즈(LEL)의 뒷부분에서 수평방향으로 강한 발산력을 얻도록 하는 렌즈 상태로 되어 있기 때문에 제6도와 같이, 이 대구경 전자렌즈를 나와서 스크린상에 집중하는 3개의 전자비임의 편향 중심면에서의 간격(SD)은 단순히 집중하는 경우(도면중 점선)의 간격(SD′)에 비교해서 상당히 작게 되고, 따라서 3개의 비임을 스크린 전면에 편향한 때의 집중 오차를 작게 억제할 수 있는 것 및 편향 전력을 작게 할 수 있기 때문에 고해상도, 고품질의 칼라 수상관장치를 제공할 수 있다.

또한 전술한 실시예에 있어서 편향 요크를 컨버젼스 후리 자계로 한 경우에는 편향 자계에 의한 비임 왜곡이 심해서 수평, 수직 편향에 동기해서 제5그리드(G5)의 전압을 가변하도록 하면 전술한 비 대칭 렌즈(QEL)의 렌즈힘이 변하고, 전술한 편향 왜곡을 상쇄하도록 할 수도 있고 혹은 편향자계를 균일자계로 하고 편향자계에 의한 비임 왜곡을 없애고 컨버젼스는 영상 신호와 편향 전류의 상호 관계를 조정해서 행하도록 할 수도 있다.

전술한 실시예에서는 공통 대구경 비대칭 렌즈로서 바이 포텐셜형의 원통 렌즈를 기본형으로 하여 앞부분(a)의 거리에 횡길이의 비임 통과구멍(48), 뒷부분(b)의 거리에 종길이의 비임 통과구멍(50)을 배치하여 a〉b로 함으로서 뒷부분에 의한 수평방향의 발산 작용을 강하게 하나 본 발명은 이것에 한하지 않고 a=b의 경우도 a〈b의 경우도 공통 대구경 비대칭 렌즈는 형성할 수 있고 또한 예를들면 앞부분의 횡길이 비임 통과구멍을 없앨 수도 있다.

물론 비원형의 비임 통과구멍도 수직방향이 수직방향보다 강한 집속력을 갖는 대구경 비대칭 렌즈로 된 것이라면 적당히 변화를 줄 수도 있다.

또한 바이포텐셜형 원통 렌즈 이외에 유니포텐셜형 렌즈 및 확장 전계형 렌즈등도 사용할 수 있는 것은 말할 것도 없다.

또한 전술한 실시예에서는 공통 대구경 비대칭 렌즈(LEL)로 입사하는 독립한 3개의 전자비임의 각각을 수평방향 단면에서 대략 평행으로, 수직방향 단면에서 발산계로 하기 위해서 제5그리드(G5)와 제6그리드(G6)의 사이에 비대칭 렌즈(QEL)를 설치하고 있으나, 본 발명은 이것에 한정되지 않고 전술한 것처럼 제4그리드(G4)부에 비대칭 렌즈를 만들 수도 있고, 혹은 전자비임형성부에 있어서 비대칭 렌즈를 만들어 각 전자비임의 수평방향 단면을 대략 평행 비임으로 할 수도 있다.

본 발명의 다른 실시예를 이하에 나타낸다.

제8도, 제9도는 제1도, 제2도에 대응하는 X-Z단면, Y-Z단면이고, 같은 것은 같은 번호로 나타낸다.

제8도, 제9도에 있어서 제5그리드(G5)의 선단에는 3개의 비임 통과구(52R)-(52B)의 상하에 2개의 전극판(53),(54)이 있고, 제51그리드(G51)의 제5그리드측에는 같은 3개의 비임 통과구(511R)-(511B)의 상하로 2개의 전극판(511),(512)이 있고, 제51그리드(G51)의 제6그리드(G6)측에는 수직방향으로 4개의 전극판(513),(514),(515),(516)이, 제6그리드(G6)의 제51그리드측에도 수직방향으로 3개의 비임 통과구(61R)-(61G)를 끼우도록 4개의 전극판(612),(613),(614),(615)이 있다.

제6그리드(G6) 및 제7그리드(G7)는 전술한 실시예의 경우와 같이 대구경 원통렌즈를 기본으로서 비원형의 비임 통과구(63),(73)를 내포한다.

제5그리드(G5), 제51그리드(G51), 제6그리드(G6), 제7그리드(G7)를 차례로 고전위를 공급하면 제5그리드(G5)와 제51그리드(G51)의 대향하는 전극판 사이에 있어서 수직방향으로만 집속 작용을 갖는 평행 평판렌즈(FL_v)가 형성되고(수평방향으로는 어떤 힘도 작용하지 않음), 제51그리드(G51)와 제6그리드(G6)의 대향하는 전극판 사이에 있어서 수평방향으로만 집속 작용을 갖는 평행 평판렌즈(FLH)가 형성된다.

(수직방향으로는 어떤 힘도 작용하지 않는다).

이때 렌즈 FL_v보다 렌즈 FLH가 강하게 집속하도록 되어 있고 이것에 의해 전자비임형성부로부터의 비임은 각각 수평방향으로 강하게 집속되는 대략 평행비임으로 되고, 수직방향으로는 약하게 집속되는 아직 발산 비임인체 공통 대구경 비대칭 렌즈부(LEL)로 입사해 가서 전술한 실시예와 같이 대구경 렌즈부에서 3개의 비임은 스크린상으로 집속, 집중한다.

본 실시예에 있어서는 제5그리드(G5)에 공급하는 전압이 편향요크(7)에의 수평, 수직 편향 전류(H),(V)와 동기해서 포물선상으로 가변하도록 외부에서 동적 보정회로(72)가 접속되어 있다.

따라서 편향 요크에 의한 수평 편향 자계가 강한 핀 쿠션 자계의 경우 제11도와 같이 전자비임이 스크린 주변부로 편향될 때 핀쿠션 자계에 따라 수직방향으로 강한 과집속 상태로 되나, 이것에 동기해서 전자렌즈(FL_v)의 집속이 약하게 되고, 수직 단면 방향에 있어서 집속 부족 상태로 가지고 가기 때문에 전술한 편향 왜곡이 보정되어 둥근 비임으로 되어간다.

여기서 또한 다른 실시예를 설명한다.

즉 제11도에 나타낸 것처럼 제6그리드(G6)에 배치해 있는 2개의 전극(24),(25)은 중앙의 전자비임 통과구멍부에 있어서 2개의 전극간 거리(V_G)는, 양측의 전자비임 통과구멍부에 있어서 2개의 전극간 거리(V_RB)보다도 작게 되어있기 때문에(V_G〈V_RB), 중앙의 전자비임에 대해서 형성되는 4극자 렌즈(QEL)(G)는 양측의 전자비임에 대해서 형성되는 4극자 렌즈(QEL)(R) 및 (QEL)(B)보다도 강한 4극자 렌즈로 된다.

이 때문에 중앙의 전자비임은 양측의 전자비임 보다도 수평방향으로 강하게 집속되어 대구경 전자렌즈(LEL)로 입사해간다.

이와같은 4극자 렌즈(QEL)를 통과한 전자비임은 전술한 실시예와 같이 대구경 전자렌즈로 입사하면 대구경 렌즈의 렌즈 작용을 받아서 최종적으로 스크린에 나타난 전자비임은 특히 양호한 집중, 집속 특성을 나타낸다.

본 발명에서는 주전자 렌즈부에서 독립한 3개의 전자비임에 대해서 공통인 대구경 전자렌즈를 배치함에 따라 렌즈성능을 향상시키도록 한 것이다. 이때 3개의 전자비임의 집속과 집중을 동시에 만족하기 위해서 전술한 공통 대구경 전자렌즈를 수평방향 또는 수직방향으로 집속력이 약한 비대칭 렌즈로 하고, 이 공통 대구경 비대칭 전자렌즈로 입사하는 독립한 3개의 전자비임이 각각 수평 방향으로는 대략 평행한 비임, 수직방향으로는 발산 비임을 이루는 것으로, 전술한 공통 대구경 비대칭 전자렌즈는 예를들면 전자비임형성부로부터 발사된 독립한 3개의 전자비임에 대해서 공통인 원통 전자렌즈와, 이 원통 전자 렌즈의 렌즈 영역내에 있어서 캐소우드측 또는 스크린부측의 적어도 한쪽에 3전자비임을 공통으로 통과시키는 비원형 비임 통과구멍을 설치함에 의해 형성하고 또는 이 원통 전자렌즈의 렌즈 영역외에 있어서, 음극측에는 3개의 전자비임에 대해서 독립한 비대칭 전자렌즈가 배치되어 있고, 이 전자렌즈에 의해 수직방향보다도 수평방향을 강하게 집속시킴으로서 수평방향으로 대략 평행한 비임을 만들어 내는 것이다.

또한 바꾸어 말하면 전술한 원통 전자렌즈의 렌즈 영역내에 있어서 캐소우드측에 배치되는 비원형 비임 통과구멍의 수직방향 보다도 수평방향의 실질적으로 긴 것이고, 스크린측에 배치되는 비원형 비임 통과구멍은 수직방향보다도 수평방향이 실질적으로 짧은 것이다.

또한 전술한 원통 전자렌즈 영역외에 있어서 캐소우드측에 배치된 3개의 전자비임에 대해서 독립한 비대칭 전자렌즈는 편향부에 의한 평향량에 따라 그 전자렌즈의 강도를 가변토록 하는 장치를 설치해 둘 수도 있다.

이상 서술한 것처럼 본 발명의 칼라 수상관장치에 따르면 공통 대구경 전자렌즈의 성능을 충분히 발휘시켜서 이 공통 대구경 전자렌즈에 의해 캐소우드로부터 발생한 평행한 3개의 전자비임을 각각 최적 집속상태 및 최적 집중 상태에서 스크린 면상으로 집속시킬 수 있다.

따라서 스크린 면상에서 대단히 작은 비임 스폿트를 실현할 수 있고 화상 성능이 향상된 칼람 수상관장치를 얻을 수 있다.

Claims (2)

1. 인라인형 전자총부(100), 편향부(7) 및 스크린부(2)를 구비하고 상기 전자총에서 발사되는 전자비임(B_R),(B_G),(B_B)을 수직 및 수평방향으로 편향 주사하여 상기 스크린상에 영상을 출력하는 칼라 수상관장치(1)에 있어서, 상기 전자총부(100)는 서로 평행한 3개의 전자비임(B_R),(B_G),(B_B)을 발생, 제어, 가속시키는 전자비임형성부(GE)와 상기 3개의 전자비임을 집속, 집중시키는 주전자 렌즈부(ML₁)를 구비하며, 이 주전자 렌즈부(ML₁)는 3개의 전자비임에 공통으로 작용하는 대구경 비대칭 전자렌즈(LEL) 및 각각의 전자비임에 수평방향 보다 수직방향으로 강한 발산작용을 주고, 또한 3개의 전자비임을 상호 평행한 상태에서 상기 비대칭 전자렌즈로 입사시키는 비임 형성수단(QEL)으로 구성되며, 상기 대구경 비대칭 전자렌즈(LEL)는 적어도 상기 전자비임내의 발산영역에 수직방향 구멍직경이 수평방향 구멍직경 보다도 큰 비원형 전자비임 통과구멍(73)을 가지며, 상기 전자비임 형성수단(QEL)은 전자비임의 진행방향에 대해서 평행하게 전자비임을 수직방향으로 사이에 두도록 배치된 4개의 전극판(20,21,22,23)을 갖는 전극으로 된 4극자 전자렌즈이며, 상기 전자비임 형성수단(QEL)을 상기 비 대칭 전자 렌즈(LEL)의 사기 전자비임형성부(GE)측에 설치한 것을 특징으로 하는 칼라 수상관장치.
2. 제1항에 있어서, 주전자 렌즈부(ML₁)의 전자비임 형성장치(QEL)는 전술한 주전자 렌즈부(ML₁)의 대구경 비대칭 전자렌즈(LEL)로 입사하는 전자비임에 대해서 중앙의 전자비임이 양측의 전자비임 보다도 수평방향으로 강하게 집속하도록 작용하는 것을 특징으로 하는 칼라 수상관장치.

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