KR920007180B1 - 일그러짐 교정기를 가진 인라인 전자총을 구비한 칼라수상관 - Google Patents

일그러짐 교정기를 가진 인라인 전자총을 구비한 칼라수상관 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

일그러짐 교정기를 가진 인라인 전자총을 구비한 칼라수상관
제1도는 본 발명에 따른 새도우마스크 칼라수상관의 부분 축단면도에 대한 평면도.
제2도는 제1도에서 점선으로 도시한 전자총의 부분 축단면도.
제3도는 제2도에서 도시한 전자총의 G3 및 G4 전극의 축단면도.
제4도는 제3도의 선4-4에 따른 제2도의 전자총의 한 전극에 대한 정면도.
제5도는 제3도의 선5-5에 따른 제2도의 전자총의 다른 한 전극에 대한 정면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
8 : 칼라수상관 10 : 유리엔벨로우프
12 : 장방형 면판 캡 또는 패널 16 : 퍼넬
18 : 면판 20 :주변 플랜지 또는 측벽
22 : 3색 형광 스크리인 24 : 새도우마스크
26 : 인라인 전자총 28 : 전자비임
30 : 외부자기 편향요우크 32 : 유리 지지봉 또는 비드(bead)
34 : 캐소우드 36 : 제어그리드 전극(G1)
38 : 차폐그리드 전극(G2) 40 : 제1포커싱 전극(G3)
42 : 제2포커싱 전극(G4) 44, 46, 48, 50 : 컵형 요소
54, 56 : 리세스 58, 60, 62, 64, 66, 68 : 애퍼어쳐
70, 72 : 림 (rim)
본 발명은 인라인 전자총을 구비한 칼라수상관에 관한 것으로서, 특히 포커스렌즈에 의해 형성되는 비점 수차(astigmatism)를 교정하거나 혹은 편향요우크에 의해 초래되는 과도 포커싱을 균형있게 조정하기 위한 전자총에 관한 것이다.
인라인 전자총은 통상 공통면에서 3개의 전자비임을 집속 통로를 따라 스크리인 근방의 집속점 또는 작은 집속영역으로 발생시키도록 설계되어 있다. 1975년 3월 25일자로 R.H.Hughes씨에게 허여된 미합중국 특허 제3,873,879호에 도시되어 있는 유형의 인라인 전자총에서는 전자비임을 집속하기 위한 메인정전 포커싱 렌즈가 제1 및 제 2의 가속/집속 전극이라 일컬어지는 2개의 전극사이에 형성되어 있다. 이들 전극들은 서로 대향하는 하부를 가진 2개의 컵형요소를 포함한다. 이러한 각각의 컵형 요소의 하부에는 3개의 전자비임을 통과시키는 3개의 애퍼어쳐가 형성되어 있는데, 이들은 각각의 전자비임에 대해 하나씩 3개의 메인 포커스렌즈를 형성한다. 양호한 실시예에서는 전자총의 전체 직경이 29㎜의 관형 네크내에 꼭 맞도록 설계된다. 이와 같은 사이즈에 대한 요건으로 인해 3개의 포커싱렌즈가 서로 매우 인접하게 이격되어 있는데. 그에 따라 포커스렌즈에 대한 엄격한 설계 제한이 필요하다. 포커스렌즈 직경이 크면 클수록 포커스질을 좌우하는 구면수차(spherical aberration)가 적어진다는 것은 잘 알려져 있다.
포커스렌즈의 직경외에도 포커스렌즈 전극표면들간의 간격을 크게하는 것이 중요한데 그 이유는 간격을 크게할수록 렌즈내에 보다 양호한 전압구배(gradient)가 제공되어 구면수차를 적어지게 하기 때문이다. 그러나 불행하게도 전극들간의 간격을 특정제한값(통상 1.27㎜)이상으로 크게하는 것은 일반적으로 전극들간의 스페이스내로 통과하는 정전전하로 인하 비임사행(beam bending) 때문에 전자비임의 오집속을 초래 하므로 허용될 수 없다.
1983년 1월 25일자로 R. H. Hughes씨와 B. G. Marks씨에게 허여된 미합중국 특허 제4,370,592호에서는 메인 포커스렌즈를 2개의 이격된 전극으로 형성되게 한 전자총에 관한 개시되어 있다. 각각의 전극에는 전자비임의 갯수와 동일한 복수개의 애퍼어쳐와 또한 서로 대향하고 있는 2개의 전극들에 대한 주변림이 형성되어 있다. 이 주변림 뒤의 리세스내에는 애퍼어릭부가 위치되어 있다. 상기 메인 포커스렌즈의 역할은 구 면수차를 적어지게 하기 위한 상호한 전압 구배를 제공하는 것이다. 그러나 이러한 메임 포커스렌즈는 제 2 가속 및 포커싱 전극의 출구에 수평 슬롯이 부가되어 있어야만 비점수차를 교정되게 할 수 있다. 이와 같은 수평 슬롯은 3개의 전자비임 모두에 대하여 유사한 효과를 제공하는 2개의 병렬 스트립에 의해 형성된다.
상기 슬롯을 설계면에서 개선한 것이 1983년 6월 14일자로 H.-Y.Chen씨에게 허여된 미합중국 특허 제 4,388,553호에 기재되어 있다. 이건 특허에 있어서는 슬롯을 형성하는 2개의 병렬 스트립 단부가 중심 비임 상에서 보다는 2개의 측부 비임상에서 보다 약한 일그러짐 교정(stigmator)효과를 나타낸다.
이들 종래 기술의 일그러짐 교정슬롯이 비록 비점수차를 정정함에 있어서 매우 효율적인 것으로 판명되었다고 하나, 그것들은 여전허 2개의 스트립, 예컨대 부가적인 부품을 필요로할뿐 아니라 그들을 전자총에 부착함에 있어 크나큰 노력을 필요로 한다. 그러므로 부가적인 부품은 물론 그들의 부착과 관련된 노력을 필요로 하지 않고도 비점수차를 교정할 수 있는 다른 수단이 필요하다.
본 발명의 목적은 이와 같은 요구를 충족하는 수단을 제공하는 것이다. 본 발명에 따라 칼라수상관은 공통 평면 통로를 따라 3개의 전자비임, 즉 1개의 중심비임과 2개의 측부 비임을 스크리인쪽으로 발사시키기 위한 인라인 전자총을 구비하고 있다. 상기 전자총에는 전자비임을 접속시키기 위한 메인 포커스렌즈가 포함된다. 메인 포커스렌즈는 2개의 이격된 전극부재에 의해 형성되는데, 이 전극부재는 각각 그들 내부에 3 개의 인라인 애퍼어쳐, 즉 1개의 중심 애퍼어쳐와 2개의 측부 애퍼어쳐를 갖고 있다. 본 발명의 개선점은 포커스렌즈 부분을 변형시킨 관련된 전자비임에 작용하는 비점수차 효과를 적어도 부분적으로 교정시키는 형상을 가진 각각의 애퍼어쳐를 각각의 포커스렌즈 전극내에 형성한 것이다. 상기 양전극내의 측부 애퍼어쳐들은 그 각각의 측부 애퍼어쳐를 통과하는 축에 대하여 비대칭적이고 전자비임의 초기 공통 평면통로와는 수직으로 형성된다.
이하 본 발명의 양호한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하고자 한다.
제1도는 패널(16)에 의해 연결되는 장방형 면판 캡 또는 패널(12)과 관형네크(14)로 이루어진 유리 엔벨 로우프(10)를 가진 장방형 칼라수상관(8)에 대한 평면도이다. 패널(12)은 퍼넬(16)로 봉합되는 면판(18)과 주변플랜지 또는 측벽(20)으로 구성된다. 3색 형광 스크리인(22)은 상기 면판(18)의 내부면에 의해 지탱된다. 상기 스크리인은 수상관의 고주파라스터 주사선과 실질상 수직으로 연장된(제1도의 평면과 법선방향으로) 형광라인을 갖는 라인 스크리인인 것이 바람직하다. 다공 색선택 전극 또는 새도우마스크(24)는 통상의 수단에 의해 스크리인(22)과 소정의 이격된 관계로 제거가능하게 장착된다. 제1도에서 점선으로 개략 도시된 개선된 인라인 전자총(26)은 공통평면 집속통로를 따라 3개의 전자비임(28)을 새도우마스크(24)를 통해 스크리인(22)쪽으로 발생시키도록 네크(14)내의 중앙에 장착된다.
제1도는 칼라수상관(8)은 네크(14)와 퍼넬(16)을 그들의 접합부와 인접하여 에워싸고 있는 것으로 개략 도시된 요우크(30)와 같은 외부자기 편향 요우크와 함께 사용되도록 설계된다. 칼라수상관이 작동될때 상기 요우크(30)는 3개의 전자비임을 자계에 종속되게 하여 그 전자비임을 스크리인(22)상의 장방향 라스터내에 수평 및 수직으로 주사시킨다. 초기편향(제조편향)평면은 제1도에 도시한 요우크(30)의 거의 중앙에 있는 선 P-P로서 도시되어 있다.
프린지피일드로 인해 칼라수상관의 편향 영역은 요우크(30)에서 전자총(26)의 영역으로 축방향 연장된다. 편의상, 편향 영역내의 편향된 비임 통로의 실제 만곡에 대해서는 제1도에서 도시하지 않았다.
전자총(26)의 세부에 대해서는 제2도 내지 제5도에 도시되어 있다. 전자총에는 여러개의 전극이 장착되어 있는 2개의 유리 지지봉 또는 비드(bead; 32)가 포함된다. 이들 전극은 유리봉(32)를 따라 다음과 같이 명명된 순서대로, 즉 3개의 동일한 간격으로 이격된 캐소우드(34; 각각의 비임에 대해 하나씩), 게어그리드전극 (36), (G1) , 차폐그리드전극(38), (G2) , 제1포커싱전극(40), (G3)과 제2포커싱전극(42), (G4)을 포함한 다. G1 내지 G4 전극은 각각 3개의 공통 평면 전자비임을 통과시키는 3개의 인라인 애퍼어처를 갖는다. G3 전극(40)과 G4 전극(42)의 사이에는 전자총(26)내의 메인 정전 포커싱렌즈가 형성되어 있다.
상기 G3 전극(40)은 4개의 컵형 요소(44), (46), (48) 및 (50)로 형성된다. 이들 요소중 2개의 요소(44) 및 (46)에 대한 개방 단부는 서로에 부착되어 있고, 다른 2개의 요소(48) 및 (50)의 개방 단부도 서로에 부착되어 있다. 제 3요소(48)의 폐쇄단부는 제 2부재(46)의 폐쇄단부에 부착되어 있다. G3 전극(40)이 비록 네부분의 구조물로서 도시되어 있지만 그 갯수를 달리하여 제조될 수도 있다. 또한 G4 전극(42)도 컵형상으로 되어 있으나 그것의 개방단부가 애퍼어쳐된 판(52)으로 폐쇄되어 있다.
G3 전극(40)과 G4 전극(42)의 대향폐쇄단부는 그 내부에 각기 커다란 리세스(54) 및 (56)을 갖는단. 이 리세스들(54) 및 (56)은 3개의 애퍼어쳐(58), (60) 및 (62)를 포함한 G3 전극(40)의 폐쇄단부 부분을 3개의 애퍼어쳐(64), (66) 및 (68)을 포함한 G4 전극(42)의 폐쇄단부 부분으로 부터 뒤로 돌여 배치되게 한다. G3 전극(40)과 G4 전극(42)의 폐쇄단부에 대한 나머지 부분은 각기 리세스들(54) 및 (56)의 둘레 주변으로 연장되는 림(70) 및 (72)를 형성한다. 이러한 림(70) 및 (72)은 2개의 전극(40) 및 (42)에 대한 가장 근접된 부분이다.
제2도의 전자총(26)은 대부분의 종래 전자총에 비해서 실질상 감소된 구면수차를 가진 메인 포커싱렌즈를 제공한다. 구면수차의 감소는 메인 포커스렌즈의 사이즈를 크게함으로써 얻어진다. 이와 같은 렌즈사이즈의 증가는 전극의 애퍼어쳐를 리세싱함으로써 얻어진다. 대부분의 종래 인라인 전자총에서는 정전계의 가장 강한 등전위선이 애퍼어쳐들의 각각의 반대편쌍에서 집중된다. 그러나 제2도의 전자총(26)에 있어서 가 장 강한 등전위선이 림(70) 및 (72)사이에서 연속적으로 연장되므로 메인 포커스렌즈의 주요부는 3개의 전자비임 통로를 통해 연장된 단일의 커다란 렌즈인 것처럼 나타나 보인다. 메인 포커스렌즈의 나머지 부분은 전극내의 애퍼어쳐들에 위치된 보다 약한 등전위선에 의해 형성된다. 전자총(26)과 유사한 전자총의 성능과 장점에 대해서는 전술한 미합중국 특허 제4,370,592호에 시사되어 있다.
리세스들의 개방 영역을 통해 포커싱 퍼일드가 침투함에 따라 메인 포커싱렌즈에 의해 형성되는 비점수차, 즉 비대칭 효과가 발생된다. 이와 같은 효과는 포커스렌즈의 중심 근방의 두 영역에서 보다 포커스렌즈의 측부에서의 더 큰 등전위선의 압축에 의해 초래된다. 상기 피일드 침투는 메인 포커스렌즈에 대하여 수평렌즈 강도보다 수직렌즈 강도를 더 커지게 한다. 포커스 피일드 부분을 변형시키도록 G3 전극(40)내에 각각의 애퍼어쳐(58), (60) 및 (62)를 형성하고 G4 전극(42)내에 각각의 애퍼어쳐(64), (66) 및 (68)을 형성함으로써 제2도의 전자총(26)내의 비점수차에 대한 교정이 이루어질 수 있다. 전자총의 비점수차에 대한 적어도 부분적인 교정을 위한 애퍼어쳐의 상슬한 바와 같은 형성 및 변형이 행해진다. 더우기 많은 편향 요우크에 의해 초래되는 비점수차 효과도 존재하기 때문에 그러한 요우크의 비점수차에 대해서도 적어도 부분적으로 교정하도록 애퍼어쳐 형성이 이루어질 수 있다.
제3도, 제4도 및 제5도는 각기 G3 및 G4 포커스 선극(40), (42)의 세부와 그리고 이들내의 애퍼어쳐들에 대한 세부를 도시한 것이다. G4 전극(42)의 애퍼어쳐(64), (66) 및 (68)는 제4도에 도시되어 있다. 중심 애퍼어쳐(66)의 주변부는 일반적으로 측부 애퍼어쳐 (64) 및 (68)와 대향하는 2개의 일직선 측부를 갖는 원형으로 되어 있다. 중심 애퍼어쳐(66)는 그것의 중심을 통과하는 축에 대해 대칭적이며 전자비임의 초기 공통 평면 통로와는 수직으로 되어 있다. 측부 애퍼어쳐(64) 및 (68)의 주변부들도 일반적으로 원형으로 되어 있지만 각각 중심 애퍼어쳐(66)와 대향하는 단일의 일직선 측부를 갖는다. 측부 애퍼어쳐(64) 및 (68)는 각각의 애퍼어쳐들의 중심을 통과하는 축에 대해 비대칭적이며 전자비임의 초기 공통평면 통로와는 수직으로 되어 있다. G3 전극(40)의 애퍼어쳐 (58), (60) 및 (62)에 대해서는 제5도에 도시되어 있다. 중심 애퍼어쳐 (60)의 주변부는 일반적으로 인라인 애퍼어쳐의 인라인 방향과 평행하게 연장된 2개의 양측 일직선측부를 갖는 원형으로 되어 있다. 중심 애퍼어쳐(60)는 그것의 중심을 통과하는 축에 대해 대칭적이며 전자비임의 초기 공통 평면 통로와는 수직으조 되어 있다. 측부 애퍼어쳐(58) 및 (62)의 주변부들은 일반적으로 원형으로 되어있지만 각각 중심 애퍼어쳐(60)와 대향하는 양측부내에 2개의 오목부를 갖는데, 이 오목부는 인라인 애퍼어쳐의 인라인 방향과 수직인 방향으로 측부 애퍼어쳐 (58) 및 (62)의 내부 대향부분을 좁아지게 한다. 측부 애퍼어쳐(58) 및 (62)는 각각의 애퍼어쳐들의 중심을 통과하는 축에 대해 비대칭적이며 전자비임의 초기 공통 평면 통로와는 수직으로 되어 있다.
G3 및 G4 전극에서는 대응하는 각각의 애퍼어쳐쌍들이 실질상 서로 다른 형상을 갖고 있으나 이로 인해 각각의 애퍼어쳐쌍이 비점수차 교정 효과를 제공한다. 이와 같이 서로 다른 형상으로 하는 것은 서로 다른 포커스 피일드 부분에서 동일한 효과를 얻도록 하는 것이 필요하기 때문이다. 예컨대 G3 전극(40)의 중심 애퍼어쳐(60)는 메임 포커스렌즈의 집속부분내에서 수직방향으로 좁아지고 수평방향으로는 연장되며, 반대 로 G4 전극(42)의 중심 애퍼어쳐(66)는 메인 포커스렌즈의 발산부분내에서 수직방향으로는 연장되고 수평 방향으로는 좁아진다. 그러므로, G3 전극(40)내의 중심 애퍼어쳐(60)를 먼저 통과하는 전자비임은 수평집속보다 수직집속에 더 크게 종속되며, 이어서 상기 전자비임이 G4 전극(42)의 중심 애퍼어쳐(66)를 통과할 때는 수평 발산보다 수직발산이 더 적게 종속된다. 측부 애퍼어쳐들의 수직방향 비대칭형상으로 인해 측부 전자비임의 단지 내측부분들만이 영향받게 된다는 것을 제외하고는 측부 애퍼어쳐들을 통과하는 측부 비임 들에 의해 유사한 효과가 초래된다.
지금까지는 비록 신장된 포커스렌즈를 가진 칼라수상관내의 비점수차에 대한 교정에 관하여 설명하여 왔지만, 본 발명은 이에만 국한되지 않고 다른 유형의 몇몇 교정이 요구되는 상이한 유형의 인라인 전자총을 가진 칼라수상관에도 응용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를들면 본 발명은 전자총내에사 몇가지 유형의 편향 요우크에 의해 초래되는 과도 포커싱을 균형있게 조정하기 위한 효과를 나타내는 대칭 메인 포커 스렌즈를 가진 전자총에도 응용될 수 있다.

Claims (4)

  1. 초기 공통 평면 통로를 따라 1개의 중심비임과 2개의 측부비임으로 이루어진 3개의 전자비임을 발생시켜 스크리인쪽으로 향하게 하는 인라인 전자총을 구비하고, 상기 전자총이 상기 전자비임들을 포커싱하기 위한 메인 포커스렌즈를 포함하며, 상기 메인 포커스렌즈는 1개의 중심 애퍼어쳐 및 2개의 측부 애퍼어쳐로 이루어진 3개의 분리된 인라인 애퍼어쳐를 각각 갖는 2개의 이격된 전극에 의해 형성되고, 상기 각 포커스 렌즈 전극이 서로 대향하는 주변림을 포함하며, 상기 각 전극의 애퍼어쳐된 부분은 상기 주변림 뒤의 리세스내에 위치되는 칼라수상관에 있어서, 상기 포커스렌즈 전극(40; 42)내의 각 애퍼어쳐들(58, 60, 62; 64, 66, 68)은 상기 칼라수상관(8)내에서 관련된 전자비임(28)상에 작용하는 비점수차를 적어도 부분적으로 교정 하기 위하여 상기 포커스렌즈의 일부분을 변형시킨 형상을 가지며, 상기 2개의 전극들내의 측부 애퍼어쳐들 (58, 62; 64, 68)은 그 각 측부 애퍼어쳐들의 중심을 통과하는 축에 대하여 비대칭적이며 전자비임의 초기 공통 평면 통로와는 수직으로 되어 있고, 상기 포커스렌즈 전극들중 한 전극내의 애퍼어쳐들은 다른 한 포커스렌즈 전극내의 대응하는 대향 애퍼어쳐와 상이한 형상을 가지며, 상기 포커스렌즈 전극들중 한 전극내의 애퍼어쳐들의 형상은 메인 포커스렌즈의 집속부분에서 상기 각각의 전자비임에 대한 교정을, 다른 한 전극내의 상이한 애퍼어쳐들의 형상은 메인 포커스렌즈의 발산부분에서 상기 각각의 전자비임에 대한 교정을 제공하는 것을 특징으로 하는 칼라수상관
  2. 제1항에 있어서, 상기 2개의 전극(40, 42)내의 중심 애퍼어쳐(60, 66)는 그 각 중심 애퍼어쳐를 통과하는 축에 대하여 대칭적으로 상기 전자비임(28)의 초기 공통 평면 통로와는 수직으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라 수상관.
  3. 제 2항에 있머서, 상기 전극들(40, 42)중 제1전극(42)의 중심 애퍼어쳐(66)의 주변부는 상기 측부 애퍼어쳐와 대향하는 2개의 일직선측부를 갖는 원형으로 되어 있고, 상기 전극들중 상기 제1전극의 측부 애퍼어쳐들(64, 68)의 주변부들은 상기 중심 애퍼어쳐와 대향하는 일직선측부를 갖는 원형으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 칼라수상관.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 전극들(40, 42)중 제2전극(40)의 중심 애퍼어쳐(60)의 주변부는 2개의 마주보는 일직선 측부를 갖는 원형으로 되어 있고 상기 각각의 일직선측부는 인라인 애퍼어쳐의 인라인 방향과 평행하게 연장되고, 상기 제2전극내의 측부 애퍼어척들(58, 62)의 주변부들은 원형으로 되어 있고 상기 애퍼어쳐의 주변부들은 각각 중심 애퍼어쳐와 대향하는 측부 애퍼어쳐들의 측부들내에서 인라인 애퍼어쳐들의 인라인 방향과 수직인 방향으로 상기 측부 애퍼어쳐들의 내측 대향 부분들을 좁아지게 하는 2개의 오목부분을 갖는 것을 특징으로 하는 칼라수상관.
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