JPH05502132A - カラー陰極線管における複数電子ビームの動的収束制御の方法及びその装置 - 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】 カラー陰極線管における複数電子ビームの動的収束制御の方法及びその装置 本発明は、全体的にカラー陰極線管（ＣＲＴ）に関係し、さらに詳細には、カラ ーＣＲＴのフェイスプレートに入射する複数電子ビームの制御を対象とする。

大抵のカラーＣＲＴでは、複数の電子ビームをＣＲＴのガラス製フェイスプレー トの燐光内側スクリーンに向けるために列形電子銃を用いる。列形電子銃を用い る方法は初期の「デルタ」電子銃配列よりも様々な利点を備えており、特に電子 ビーム位置決め制御システムを簡素化し、また、電子ビームがドリフトする傾向 を本質的に除去するという大きい利点を持つ。列形カラーＣＲＴは自己収束偏向 ヨークを使用して電子ビームに不均一磁界をかけるので、好ましくない非点収差 を引き起こし、ＣＲＴのフェイスプレート上に表示される電子ビームの焦点はけ の原因となる。スクリーンの縁および隅において３つの電子ビームの収束を達成 するには、自己収束ヨークによって、ビームに動的四極磁界を作用させ、垂直方 向のビームを過集束し、水平方向のビームを不足集束する。これは、列形ヨーク 設計特有の作動特性である。

この非点収差および偏向焦点はけを排除するには、自己収束ヨークの四極磁界と ９０度の方向に配置した四極レンズをＣＲＴの集束電極と共に用いる。偏向シス テムに起因する非点収差を補償するために、電子ビームの偏向と同期した動的電 圧が四極レンズに印加される。更に、この動的電圧により、ＣＲＴスクリーン全 体に亙って電子ビームの動的集束が可能になる。四極レンズによって生ずる電子 ビームの非点収差は、カラーＣＲＴの自己収束偏向ヨークによって生ずる非点収 差を相殺する傾向があり、そして、全体的にはＣＲＴの性能を改良する。

５ｕｚｕｋｉ等によってＳＩＤ’８７　Ｄｉｇｅｓｔの１６６頁に発表された「 進行走査された３３インチ１１００度偏平方形カラーＣＲＴＪと題する論文に開 示〆れた動的非点収差及び焦点（ＤＡＦ）銃では、単一動的電圧を用いて、スポ ット非点収差と偏向焦点はけが同時に修正される。電子銃は四極レンズを用い、 これに動的電圧を印加し、この四極レンズは、全体的に垂直方向に伸延する複数 のアパーチャを集束電極の第１のセクションに備え、集束電極の第２のセクショ ンには全体的に水平方向に伸延し対として配列された別のアパーチャを備える。

各電子ビームは最初に垂直配列されたアパーチャを通過し、次に、単一四極レン ズの全体的に水平配列されたアパーチャを通過して、電子ビームに非点収差補正 を施す。

同じ＜ＳＩＤ　８７　Ｄｉｇｅｓｔの１６２頁に、５ｈｉｒａ１等によって発表 された「長円形のアパーチャを備えたレンズ銃における動的焦点および非点収差 制御のための四極レンズ」と題する論文に開示された四極レンズは、間隔を保っ て密接に配置された３つの電極で構成され、その中心電極は複数のかぎ穴アパー チャを備え、外側の電極は、各々の対応する電子ビームと直線上に配置された円 形アパーチャをそれぞれ備えた複数の方形凹部を備える。動的電圧Ｖｄは、自己 収束ヨーク偏向システムによって引き起こされた非点収差を補償するための四極 磁界を形成するように、第１および第３電極に印加される。この方法によれば、 四極に印加される動的電圧を低くすることができるが、それでも、この電圧は、 ＩＫＶを超過する。これら２つの論文は、ビームの集束と非点収差補償に関する 改良された方法について記述しているが、これらの方法は、依然として、性能上 の制限という観点から多くの難点を抱えており、特に、偏平なフェイスプレート 及びフォイル緊張型シャドウマスクを持つＣＲＴの場合はこの傾向が強く、平面 幾何学は、曲面フェイスプレートの場合に遭遇するよりも遥かに大きい問題を抱 えている。

動的電圧が印加される四極レンズを用いる電子銃は、一般に、赤および青の外側 ２０　電子ビームの動的収束欠如を修正するためのビーム形成領域（ＢＦＡ）屈 折レンズ構造を含む。列形電子銃配置のカラーＣＲＴにおける赤および青ビーム の水平ビーム衝撃場所は、電子銃に印加される集束電圧の変動と共に変化する。

自己収束電子ビーム偏向ヨークによって引き起こされた非点収差は動的四極レン ズによって補償されるか、先行技術による四極レンズ配置構成は、２つの外側の 電子ビームの水平収束の欠如には関与しない。

更に一般的な意味において、本発明は、３ビームカラー陰極線管、特に列形銃を 用いる種類のカラー陰極線管において、軸から外れたビームをどのようにして電 気的に収束するかと言う問題を取扱う。カラー陰極線管において軸から外れた電 子ビームを電気的に収束するための技法は先行技術分野にいても少なくない。そ の中の１つの技法では、体面電極におけるアパーチャの軸を片寄せする。協調作 用するアパーチャの軸を片寄せすると、電子ビームを磁界の非対性および強度に 依存する方向に曲げる非対称磁界を生ずる。この種の片寄せアパーチャ型のビー ム曲げ作用を用いる電子銃の例は、米国特許第３．７７２，５５４号、４，７７ １，２１６号、及び、４．０５８，７５３号に開示されている。

第２の方法では、同軸アパーチャを用いるが、必要な非対称磁界を作るために、 体面電極の間の間隙に角度を持たせる。このように、必要な非対称磁界を作るた めに「角度を持った間隙」技法を用いた電子銃の例は、米国特許第４，７７１， ２１６号、及び、 ４．０５８，７５３号に開示されている。第３の方法では、軸から外れたビーム に対して非対称磁界を作るために、アドレス用電極の間にくさび形間隙を設ける 。軸を外れたビームを電気的に収束するために用いられるこの第３の方法の例は 、米国特許第３，７７２，５５４号、及び、４，０５８，７５３号に開示されて いる。

これら３つの方法は、それぞれ、刊み立て工程に際して電極をマンドリル加工す ることが困難であるという難点を持つ。本発明の１つの特徴は、カラ電子ビーム を磁界の非対性および強度にＣＲＴ銃において軸を外れたビームの収束に役立て るために、電子ビームを屈折或いは曲げるための改良された手段を電子銃に提供 することである。

以上検討したように、現在のある種の高性能電子銃は、関連した自己収束ヨーク によって導入されるビームの非点収差を補償するために、動的四極レンズを用い る。３つのビーム全てに対して共通の集束磁界を用いる型の電子銃において、前 記の動的四極非点収差修正装置を使用すると、この種レンズによって軸を外れた ビームに共通して生ずる収束効果に起因する収束誤差か導入される。

ある意味では、本発明は、使用方法または特定の施工方法に無関係な改良された 四極レンズに関するものであり、更に詳細には、四極式レンズ磁界を通過する電 子ビームを曲げる方法に関する。四極レンズに印加される電位の関数としてビー ム角度を動的制御することは、本発明を用いて達成できる。

本発明の別の特徴に基き、この種の収束誤差を修正ないし軽減するための手段が 提供される。以下に説明されるように、この修正ないし軽減は、軸を外れたビー ムの経路が通過する四極レンズ磁界を不均衡にすることによって達成される。好 ましい実施例において不均衡を達成するには、軸を外れたビームを屈折させる非 対称磁界成分を発生させ、軸から外れたビームに影響する非対称的磁界の非対称 性の強度と程度の関数として軸から外れたビームを収束または発散させる。後で 更に詳しく説明するように、好ましい実施例において、非対称的磁界は、軸から 外れた（外側の）ビームに影響する磁界に非対称性を生じさせるような形状の四 極レンズ磁界を発生させるために用いられる１つ又は複数の対面電極にアパーチ ャ模様を設けることによって作られる。ここで説明する１つの実施例（図１７− ２０）において、新規な電極は、銃の軸に直角な電極軸に沿って列形に配置され た１つの中心開口部と２つの外側開口部を備える。外側開口部の輪郭は歪んでお り、中心開口部を通る電極軸および垂直軸に対しては対称形であるか、外側のビ ーム開口部を通るそれぞれの軸に対しては非対称杉である。１つの好ましい実施 例において、開口部の輪郭の歪みは、それぞれ内側向き或いは外側向きの開口延 長部分（例えば、切り欠き）の形をとる。

他の配置構成（図２２、後述される）において、非対称磁界は、３つのビーム全 てを横切って伸延する水平なアパーチャを備えた電極において作られ、水平アパ ーチャの末端部分は中心部分より垂直方向に広げられており、前述した開口の広 くなった部分を形成し、非対称磁界を生じさせる。本発明のこの特徴は、単一電 位（アインツエル）型四極式レンズ、或は、二電位その他の型の四極式レンズに 採用することができる。軸を外れたビーム用の磁界非対称性を生しさせるための 輪郭歪みは、四極式レンズを構成する電極の全て又はいずれかに設けても差し支 えない。高い方の電圧のかかる単数または複数の電極に輪郭歪みを設けた場合に は、輪郭の延長部分が伸びる方向は中央ビーム開口部から離れる方向であり、低 い方の電位のかかる単数または複数の電極に輪郭歪みを設けた場合には、非対称 磁界を作る開口延長部分の伸びる方向は中央ビーム開口部に向かう方向である。

既に述べたように、より広義に解釈すると、本発明は、四極式レンズの使用方法 又は実現する方法に拘わりなく、レンズを通るビームを曲げる能力を持つ電子銃 のための四極式レンズに関する。この意味から、本発明は、少なくとも２つの対 面配置されたアパーチャを備えた電極を提供することに関し、この場合、そのう ちの一方には高い方の励起電圧が印加され、電極は、対面配置された電極に等し くない励起電圧が印加された場合、電極の間にビームのための四極磁界成分が作 られるように作成および配置されるものとし、四極式成分は、例えば、印加され た等しくない電位の関数としてビームを直線経路から外れさせる機能を持つもの とする。既に述べたように、不均衡は、好ましくは四極式レンズの非対称磁界成 分により作られ、ひいては、対面電極の一方または両方に設けられたアパーチャ の模様によって生成されることが好ましく、これら全てについては既に概説１− たとうりであり、詳細については後で記述することとする。　ビームを曲げる機 能を持つ四極レンズは、一般に、電子銃に使用できるが、既に述べたタイプおよ び以下に述べるタイプに限られるこ−となく、この場合、四極レンズは、関連す る自己収束ヨークによって生じた非点収差を相殺するための非点収差補正を提供 する。

更に広義に解釈した場合、本発明は、四極式または他の特定のタイプのレンズの 使用方法に関係無く、電子ビームの経路を電気的に曲げ、或いは、転換するため の改良された手段を提供する。既に述べた本発明の背景として、電子ビームをそ の直線経路から外れさせるためにその経路に非対称磁界を生じさせる３つのタイ プの電子屈折装置について説明しておくこととする。第１は片寄りアパーチャを 使用し、第２は角度をもった電極間隙を使用し、第３は作動電極の間の楔形の間 隙を使用する方法である。出願者は、ここで第４の方法、即ち、対面する電極の １つ又は両方にアパーチャの模様を設ける方法を提供する。この場合、通過する 電子ビームに影響を及ぼす非対称磁界を生じさせるように対面配置された電極に アパーチャ模様を設ける。従って、本発明にかかるビーム曲げ器は、上記３つの タイプのビーム曲げ器を使用するあらゆる使用方法、及び、電気的にビーム発散 を必要とする他の使用方法において上記３つのタイプのビーム曲げ器の代わりに 使用できる。本発明は、先行技術による既に述べた３つのタイプのビーム曲げ器 よりも優れた利点を持つ、即ち、電子銃の組み立てに際して、３つのタイプのい ずれの配置構成の場合よりもマンドリル加工が容易である。

この最も一般的な意味から、本発明は、電子ビームを生成するための形成手段、 及び、ビームを直線経路から外すためにビームの経路に非対称磁界を生成するた めのビーム曲げ手段とみなすことができる。ビーム曲げ手段は、等しくない励起 電圧を印加し、同軸ビーム通過開口部を持つ少なくとも２つの対面電極を備え、 開口の少なくとも１つは第１の電極軸に対しては対称であるが、直角配置された 第２の軸に対しては非対称であり、それによって前記非対称磁界を生成する。

この種のビーム曲げ器は、軸から外れたビームに対して使用し、作動対面電極の １つ或いは両方に変化する電位を印加することによって、印加電圧の関数として 非対称磁界の強さを変化させることにより動的収束用に使用できる。動的収束機 能を持っ３ビ一ム列形銃カラーＣＲＴに使用する場合には、電極の１つ又は全部 に、スクリーンを横断するビームの偏向と関連した可変電圧を印加することかで きる。

従って、本発明の１つの特徴は、列形多重ビームカラーＣＲＴにおいて、収束誤 差を導入することなしに、非点収差及びビーム集束誤差を動的に補償することに 関係する。

本発明の他の特徴は、事実上あらゆる一般的な列形カラーＣＲＴに使用可能であ り、電子ビームの収束／発散を精密に制御することのできる四極レンズを提供す ることである。

本発明の他の特徴は、ＣＲＴ電子ビームの水平および垂直の発散／収束を動的に 制御することによって、カラーＣＲＴにおける自己収束偏向ヨークの非均−磁界 を補償することである。

更に本発明の特徴は、カラーＣＲＴ用四極電子ビーム集束レンズに供給する動的 集束電圧を低くすることが可能であり、そして、ＣＲＴネックビンを介して追加 的な高電圧を印加することに関係した問題を最小限にすることが可能であること である。更に本発明の他の特徴は、動的非点収差補償機能を持つ列形カラーＣＲ Ｔにおける外側の電子ビーム（一般に赤ビームと青ビーム）動的誤収束を訂正す ることである。　本発明の更なる特徴及び利点は、添付図面を参照しながら好ま しい実施例について詳細に記述することにより、よく理解されるはずである。添 付図面においては、類似する構成要素を識別するために類似の参照文字を使用す ることとする。

図１は、本発明の原理に基づく列形カラーＣＲＴ用動的四極レンズの透視図であ る。

図２は、本発明にかかる四極レンズに印加される動的電圧の時間的変動を図式的 に表現したものである。

図３は、ＣＲＴガラス製フェイスプレートの内側表面上の発光スクリーンの簡素 化された平面図であり、スクリーン上での電子ビームの様々な偏向位置を示す。

図４８及び４ｂは、電子ビームの断面図であり、それぞれ、本発明の動的四極レ ンズによって実施される垂直収束／水平発散（負の非点収差効果）、及び、垂直 発散／水平収束（正の非点収差効果）を示す。

図５は、２つの帯電した電極の間の空間において電子にかかる静電力および静電 位線を示す簡素化された断面図である。

図６から１２までは、本発明の原理に基づき、列形カラーＣＲＴにおける複数の 電子ビームを集束するための動的四極レンズの追加実施例を示す。

図１３ａ及び１３ｂは、それぞれ、先行技術における二電位型Ｍ　Ｌ電子集束レ ンズの断面図であり、本発明にかかる動的四極レンズをこの種の先行技術による 電子ビーム集束レンズに組み込む方法を示す。

図１４ａ及び１４ｂは、先行技術にかかるアインツエルタイプのＭＬ電子集束レ ンズ、及び、本発明に基ずく動的四極レンズを組み込んだ前記集束レンズ構造の 断面図である。

図１５　ａ　ｓ　１５　ｂ　Ｓｌ　５　ｃ　、及び、１５ｄは、それぞれ、先行 技術によるＱＰＦ型ＭＬ電子集束レンズ、及び、本発明に基づく動的四極レンズ を組み込んだこの種ＱＰＦ型ＭＬレンズの３機種の断面図である。

図１６ａ及び１６ｂは、それぞれ、先行技術によるＢＵ型ＭＬ電子集束レンズ、 及び、各々本発明の対象である動的四極レンズを組み込んだこの種の電子集束レ ンズの断面図である。

図１７は、列形カラーＣＲＴ用動的四極レンズにおいて用いられた本発明に基づ く電子ビーム誤収束補正配置構成の透視図である。

図１８は、図１７に示す電子ビーム誤収束補正配置構成の長さ方向の断面図であ る。

図１９は、本発明に基づく電子銃における列形多重電子集束配置構造において使 用するための片寄りかぎ穴形電極構造の平面図である。

図２０は、図１９の集束電極の端面図である。

図２１は、本発明の他の実施例に基づいて中央電極に設けられた全体的に円形で あって切り欠き部分を持つ外側アパーチャを備えた電子ビーム誤収束補正配置構 造の透視図である。

図２２は、本発明に基づく電極の他の実施例の平面図であり、電極の電圧が隣接 した集束電極の電圧よりも高い場合を示す。

図２３は、外側の電子ビームが本発明によって電気的に収束される３ビ一ム列形 銃における集束レンズ構造の概略図である。

図２４は、本発明の更に他の実施例の簡素化された概略図であり、この場合、非 対称磁界成分は、等しくない電圧に保持された１対の隣接集束電極における外側 のビームアパーチャを歪ませることによって形成される。

カラーＣＲＴの列形電子銃において使用するための動的四極レンズ２０の透視図 を図１に示す。本発明に基づく動的四極レンズを、様々な既存の電子銃配置構造 に統合する方法をＭ　１３　ａ及び１３ｂから図１６ａ及び１６ｂまてに示し、 次に詳しくせつめいする。本発明に基づく動的四極レンズの様々な代替実施例を 図１０から１６までに示し、次に詳しく説明する。図６から１２までに示す種々 の実施例に適用できる本発明の原理と共に、図１に示す動的四極レンズ２０の実 施例の詳細について次に説明する。本発明は、例えば、管ヨーク最適組合わせ（ ＣＯＴＹ）型ＣＲＴおよび後で説明する非Ｃ０ＴＹ型ＣＲＴのように、３つのビ ーム全てに共通の集束磁界を持つ電子銃を備えたＣＲＴにおける非点収差を修正 するために使用できる。Ｃ０ＴＹ型メインレンズは、列形電子銃に使われ、そし て、改良されたスポットのサイズのためにメインレンズの水平開空間を共有する ことにより、３つの電子銃が更に大きい垂直のレンズを持つことを可能にする。

「電極」、「グリッド」、及び、「極板」という用語は、次の記述では互換性を 持って使われる。

動的四極レンズ２０は、相互配置された第１、第２および第３電極２８．３０及 び３２を備える。第１電極２８は、実質的に電極の長さ全体に亙って伸延するア パーチャ２８ａをそなえる。アパーチャの広くなった３つの部分がアパーチャ２ ８ａの長さに沿って間隔を保って配置される。

第２電極３０には、３つのかぎ穴形アパーチャ３０ａ１３０ｂ、及び、３０ｃが 電極の長さに沿い間隔を保って配置される。第１電極２８の場合と同様に、第３ 電極３２は、実質的に電極の全長に亙って伸延し、間隔を保つ３つの延長部分を 持つアパーチャ３２ａを備える。前述のかぎ穴形アパーチ＋３０ａ、３０ｂ、及 び、３０ｃは、それぞれ、図１に示すように全体として垂直に、又は、第１及び 第３電極２８および３２に設けられた長さ方向の軸を全体として横切る方向に配 置された長さ方向の軸を持つ。第１、第２および第３の電極２８．３０、及び、 ３２は全体として平行に、−直線上に配置され、電極の対応するそれぞれのアパ ーチャは、図に鎖線で示すように、３つの電子ビーム２２．２４、及び、２６か 通過可能であるように配置される。

第２電極３０は、一定電圧電源３４に接続され、固定電位ＶＦ、に帯電される。

第１および第３電極２８．３２は、動的電圧ＶＦ２をこれらの電極へ印加するた めに、可変電圧電源３６に接続される。「電圧」、及び、「電位」という用語は 、以下に記述では互換性をもって使われる。本発明は、動的および静的な電圧が 指示に従って印加された状態において、詳細に説明されるが、本発明の原理は、 第１及び第３電極２８．３２を固定電圧に保持した状態で第２の中間電極３０に 動的電圧を印加する場合にも適用される。

第２電極３０、及び、第１および第３電極２８．３２か長時間に亙って保持され る電圧を相対的に図式表現して図２に示す。図２に示すように、ＶＦ１Ｆ１電圧 定値に保持され、一方、ＶＦ２電圧は、電子ビームのスィーブと共に周期的に変 動する。動的電圧ｖＦ２が電子ビームスィーブと共に変動する様相は、その内側 表面に発光スクリーン３８を備えたＣＲＴフェイスプレート３７の簡素化された 平面図である図３を参照して説明できる。

第１及び第３電極２８．３２に印加される動的集束電圧ＶＦ２は、図２に示すよ うに、Ａ点における最小値とＣ点における最大の値の間で周期的に変化する。Ａ 点における最小値は、例えば、電子ビームがスクリーンを横断して水平に偏向さ れる際に点へ゛で示されるような、ＣＲＴスクリーン３８の垂直中心線に沿って 位置決めされた電子ビームに対応する。点Ｂの近傍において電子ビームが図３の 右方に向かって更に偏向されるにつれて、図２の点Ｂで示されるように、動的電 圧ＶＦＩは、固定集束電圧ＶＦ２の値まで増加する。動的焦点電圧　ＶＦ２は、 図３の点Ｃにおいて■Ｆ２より大きい最大値まで増大するので、電子ビームは点 Ｃ°においてＣＲＴスクリーン３８の右縁に向かって更に偏向される。次に、電 子ビームがＣＲＴスクリーン３８上の中心と横縁の中間位置である点Ｂ°に向か って図３の左方向に偏向されるにつれて、動的電圧Ｖ　Ｆ　２は固定集束電圧ｖ Ｆ１の値まで減少する。ＣＲＴスクリーンのもう一方の半分をカバーするために 図３の点Ａ′の左に向がって電子ビームが偏向される場合と同様の様態で、動的 電圧Ｖ　Ｆ　２は、固定電圧Ｖ　Ｆ　１に対して変化する。例えばＣ０ＴＹ型の 場合のように、現在使用されている成る種のカラー　ＣＲＴにおいては、動的集 束電圧は周期的に変化されるが、固定集束電圧ＶＦ１以下には低下しない。この タイプの動的焦点電圧は、図２にＶＦ２として表示し、点線で示す。動的集束電 圧は、電子ビームにかかる四極磁界を変化させるために、偏向ヨーク電流と同期 して第１および第３電極２８．３２に印加され、後で説明する偏向ヨークに起因 する非点収差及びビーム焦点はけ効果の修正状態におけるＣＲＴスクリーン上の 電子ビームの位置に応じて電子ビームを収束または発散させる。

電子ビーム４０のスポットが四極レンズの静電界によって制御される様相を図４ ａ及び４ｂに示す。図４８及び４ｂの矢印は、静電界によって電子ビームにかけ られる力の方向を示す。図４ａにおいて、四極レンズは、水平方向に発散し、垂 直方向に収束し、電子ビーム４０の負の非点収差を引き起こす。この負の非点収 差は、Ｃ０ＴＹ型メインレンズによって導入されるビームの正の非点収差を修正 する。Ｃ０ＴＹ型メインレンズにおいてＣＲＴスクリーンの垂直中心の近傍にビ ームが位置決めされると、負の非点収差補正が導入される。図４ｂにおいて、四 極レンズは、電子ビームに正の非点収差補正を導入するために、垂直方向に発散 し、水平方向に収束する。正の非点収差補正は、ＣＲＴスクリーンの横縁に近接 するまで電子ビームか偏向された場合に自己収束磁界偏向ヨークによって引き起 こされる電子ビームスポットの負の非点収差を補償する。正及び負の非点収差補 正は、Ｃ０ＴＹ型ＣＲＴの電子ビームに適用される。非Ｃ０ＴＹ型ＣＲＴでは、 正の非点収差に限り電子ビームに適用される。本発明により、双方の型のＣＲＴ における非点収差の補償方法を次に詳細に説明する。

図１に示す列形カラーＣＲＴにおける動的四極レンズ２０の動作を、表Ｉを参照 しながら説明する。表Ｉは、レンズを通って方向づけられた電子ビームに及ぼさ れる動的四極レンズ２０の静電界の影響について簡潔に要約したものである。動 的四極レンズの静電界により電子ビームの電子にかかる静電力を図５に示す。

静電界は、上側電極は電圧Ｖ１に帯電し、下側電極は電圧Ｖ２に帯電した２つの 帯電電極の間で形成され、この場合Ｖ１がｖ２より大きいものとする。静電界ベ クトルの陰電荷により上側電極に向けられる。同じでない電圧に保持された帯電 した隣接電極のアパーチャを経て方向づけられた電子または電子ビームに静電力 がかかる状態を簡潔に図５に示す。電極に設けられた２つのアパーチャの相対的 な幅および２つの電極の相対的な極性により、電子ビームがＡ−Ａ’軸から遠ざ かる方向に向けられる（発散）か、或いは、Ａ−Ａ’軸方向に向けられる（収束 ）かが決定されることか分かるはずである。

図１及び表１を参照して、例えば電子ビームがＣＲＴスクリーンの横縁に近接し て位置決めされるように第１および第３電極２８．３２の電圧が第２電極３０に 電圧よりも高い状態に保たれる場合、第１および第３電極２８．３２の水平スロ ット２８　ａ　ｓ　３２　ａは電子ビームに垂直方向の発散を生じさせる。図２ の０点に示すように、第２電極３０の電圧ＶＦ１が他の２つの電極の電圧よりも 低い状態に保持されて、電子ビームがＣＲＴスクリーンの横縁に近接して位置決 めされる場合、第２電極の垂直配列されたアパーチャは電子ビームを水平方向に 収束させ、他の２つの電極による垂直方向の発散の補正を補強する。このような 電子ビーム４０の垂直発散と水平収束の合成状態を図４ｂに示し、ＣＲＴの自己 収束磁界偏向ヨークによって電子ビームに導入される負の非点収差を補償する正 の非点収差修正を示す。

電子ビームがＣＲＴスクリーンの中心と横縁の間に位置決めされる場合、３つの 電極は全て同電圧であり、動的四極レンズは、電子ビームに非点収差または集束 補正ファクタいずれかを導入しない。非Ｃ０ＴＹ型ＣＲＴにおいては、動的集束 電圧ｖＦ２の場合について図２に図式的に示すように、電子ビームがＣＲＴスク リーンの垂直方向中心部分上に位置決めされる場合、３つの電極は、同様に同じ 電圧に保たれる。この場合、３つ全ての電極が同様に同し電圧に保たれるので、 動的四極レンズは、偏向ヨーク非点収差および焦点はけ効果を補償するために、 電子ビームに補正ファクタを導入しない。コテイタイブＣＲＴにおいては、第１ および第３電極２８．３２に印加される動的集束電圧Ｖ　Ｆ　２は、ＣＲＴスク リーンの中心近傍における第２電極３０の固定電圧ＶＦ１よりも低い。電極の極 性が変わると、第１および第３電極２８．３２は、表１に示すように電子ビーム に垂直方向の収束を導入する。この状態において他の２つの電極よりも電圧の高 い第２電極３０は、全体的に垂直方向に配列されたアパーチャによって水平方向 の発散を導入する。

第１および第３電極２８．３２による垂直方向の収束作用、及び、第２電極によ る水平方向の発散作用により、図４ａに示すように、電子ビームに負の非点収差 補正が導入される。負の非点収差補正は、ＣＲＴスクリーンの中心部においてコ テイタイブのメインレンズが電子ビームに及ぼす正の非点収差を補償する。

第１および第３電極２８．３２は、それぞれ、全体的に水平に配置された細長い １つの単一アパーチャを備えるが、同様に現在の本発明は、これらの電極それぞ れに、間隔を保って配列された複数のアパーチャを備える場合も考慮しており、 各アパーチャは、水平長さ方向の軸を持ち、それぞれ対応する電子ビームを通す ように施工される。更に１本発明の作動原理は、動的四極レンズが電子ビーム交 差の後方または交差とＣＲＴスクリーンの間に配置された場合について説明して きたが、動的四極レンズは、ビーム交差の前または電子ビーム源と電子ビーム交 差の間に配置しても差し支えない。表１に示すように、動的四極レンズが電子ビ ームに及ぼす影響は、これらの２つの配置構成においては逆になる。　本発明の 動的四極レンズの様々な代替実施例を図６がら１２までに示す。図６の動的四極 レンズ５０において、第１および第３電極５１及び５３は、電子ビームを通すこ とによって３つの電子ビームを方向づけするそれぞれ対応する細長く全体的に矩 形のアパーチャ５１ａ及び　５３ａを備える。第２電極５２は、間隔を保ち全体 的に矩形の複数のアパーチャ５２ａ、５２ｂ及び５２（を備える。各々の矩形ア パーチャ５２ａ、５２ｂ及び５２（は、垂直長さ方向に配列される。

図８の動的四極レンズ６０は、図６の動的四極レンズに類似し、第１及び第３電 極６１及び６３はそれぞれ、対応する水平方向を向いた矩形のアパーチャ６１ａ 及び６３ａを備える。ただし、図８の動的四極レンズ６０において、第２電極６ ２は、３つの円形アパーチャ６２ａ１６２ｂ１及び、６２ｃを備える。円形アパ ーチャを用いる場合には、第１および第３電極６１及び６３の機能は同じである が、第２電極６２は、四極レンズエレメントとして機能しない。３つのアパーチ ャ６２ａ、６２ｂ。

及び、６２ｃは、全体的に垂直方向を向いた主軸を持つ長円形であっても差し支 えなく、この場合、第２電極６２は、場合に応して、電子ビームを収束または発 散させる四極レンズエレメントとして機能する。　図７の動的四極レンズ５５は 、図１及び８に示すレンズの組み合わせであり、第２電極５７が３つの円形成い は長円形のアバーチ＋５７ａ、５７ｂ、及び、５７ｃを備えるが、第１および第 ３電極５６及び５８はそれぞれ、対応する細長く水平方向のアパーチャ５６ａ及 び５８ａを備える。

各々のアパーチャ５６ａ及び５８ａは、電子ビームの対応する１つが通過する複 数の間隔を保つ細長い部分を備える。それぞれ図９及び１ｏに示す動的四極レン ズ６５及び７０は、３つの電子ビームと直線配置された間隔を保つ電極を備える 。この場合、電極は、以前に図示および記述した様々の組合わせのアパーチャを 備える。図９において、第１および第３電極６６及び６７は、それぞれ、列形電 子ビームと共通直線上に配置された長さ方向の軸を持つ間隔を保った複数の細長 いアパーチャを備える。

本発明の原理に従った動的四極レンズ７５の更に他の実施例を図１１に示す。動 的四極レンズ７５は、それぞれ電子ビームが通過する一般的に開口枠の形をした 第１及び第３電極７６及び７８を備え、更に、対応するそれぞれの通過電子ビー ムを方向づけるための間隔を保った全体的に垂直方向を向いた３つのアパーチャ を持つ第２電極を備える。第１及び第３電極７６及び７８は、通過する電子ビー ムを方向づけするためのアパーチャを備えず、或は、帯電した電極内に無限大の アパーチャか配置されているとみなすこともできる。ともかく、第１及び第３電 極７６及び７８に印加された動的集束電圧か第２電極７７の電荷および電極のア パーチャと共に機能し、電子ビームの非点収差および焦点ぼけを補償するために 電子ビームの収束／発散制御を提供することか判明した。

図１２の動的四極レンズ８０は、次の点を除き、図１１の場合と同様である。即 ち、図１２の場合は、第２電極８２の３つのアパーチャは全体的に矩形であり、 第１および第３の動的に帯電された電極８１及び８３と共に機能する。

動的四極レンズ７５は次の方法において機能する。

Ｃ０ＴＹ型ＣＲＴにおいて、電子ビームかＣＲＴスクリーンの中心の近くに位置 決めされる状態では、第２電極７７の電圧は、第１および第３の電極７６．７８ の電圧より高い。従って、図４ａに示すように、第２電極７７は水平方向の発散 を生じさせ、結果として負の非点収差補正を実施する。第１および第３電極７６ ．７８は、電子ビームを垂直方向に収束させ、更に負の非点収差補正を実施する 。電子ビームかＣＲＴスクリーンの横の縁に近接している場合には、第２電極７ ７の電圧は第１及び第３の電極７６．７８の電圧より低く、その結果として、表 Ｉおよび図４ｂに示すように、電子ビームの水平収束と垂直発散を生じさせ、正 の非点収差補正を実施する。

このように、電子ビームの非点収差及び焦点ぼけは、図１１及び１２の動的四極 レンズによって修正されるが、この電極配置の補償効果は、３つの電極部てにア パーチャを備えた前記の実施例の場合はど大きくはない。従来の二電位型メイン レンズ（ＭＬ）電子銃９０を図１３ａに示す。二電位型ＭＬ電子銃９０は、電子 を制御グリッド電極Ｇ１、スクリーングリッド電極Ｇ２、第１の加速及び集束電 極Ｇ３、及び、第２の加速及び集束電極Ｇ４の組み合わせ構造に電子を供給する 陰極Ｋを備える。集束電圧ＶＦ、は、第１の加速及び集束電極Ｇ３に印加され、 加速電圧ＶＡか第２の加速及び集束電極Ｇ４に印加される。

動的四極レンズ９２を従来の二電位型ＭＬ電子銃に組込む方法を図１３ｂに示す 。動的四極レンズ９２は、動的集束電圧ＶＦ　か印加されるＧ３、電極およびＧ ３□電極の近接した極板を備える。動的四極レンズ９２は、更に、固定電圧ＶＦ 　に維持されるＧ３□電極即ちグリラドを備える。図１３ａに示す陰極および他 の制御グリッドは、説明を簡潔にするために、図１３ｂおよび残りの図面には図 示しない。従って、二電位型ＭＬ電子銃は、その第１の加速及び集束電極Ｇ３を ２つの部分に分離し、２つの加速及び集束電極部分Ｇ３　及びＧ３、の間に第３ の固定主圧電ｔＭＧ３２を挿入することにより、本発明の動的四極レンズを用い る電子銃に変換できる。

Ｇ３、Ｇ４、及び、Ｇ５加速および集束電極を備えた従来のアインツエルタイプ ＭＬ電子銃９４を図１４ａに示す。

本発明に基ずく動的四極レンズ９６を従来のアインツエルタイプＭＬ電子銃に組 込む方法を図１４ｂに示す。

図１４ｂの電子銃配置において、６４電極は２つのレンズ部分Ｇ４　と０４３に 分割され、第３の集束電極■ Ｇ４　は、Ｇ４　及びＧ４３電極の帯電された近接極板の間に挿入される。固定 集束電圧ＶＦ　はＧ４２電極へ印加され、動的集束電圧ＶＦ　はＧ４１及びＧ４ ３電極に印加される。このように、アインツエルタイプＭＬ電子銃内の動的四極 レンズ９６は、固定集束電圧ＶＦ１に維持される中間Ｇ４　電極と組合わされた Ｇ４．及びＧ４３加速および集束電極の帯電された近接極板を備える。

従来のＱＰＦタイプＭＬ電子銃９８を図１５ａに示す。

ＱＰＦタイプＭ　Ｌ電子銃９８は、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、及び、Ｇ６電極を 備える。固定集束電圧ＶＦはＧ３及びＧ５電極へ印加される。

本発明に基づくＱ動的四極レンズ１００をＰＦタイプＭＬ電子銃の６４電極に組 み込む方法を図１５ｂに示す。

図１５ｂの配置構成において、Ｇ４電極は、Ｇ４□、Ｇ４　、及び、６４　電極 から成る。Ｇ２及びＧ４２電極は、電圧ＶＧり　に維持され、Ｇ４　及びＧ４３ 電極″″　ロー は、電圧ＶＧ２□に維持される。ｖＧ２ｏ電圧は固定され、ＶＧ２□電圧は、Ｃ ＲＴスクリーンを横断する電子ビームのスィーブと同期して変化する。

本発明に基づく動的四極レンズ１０２を従来のＱＰＦタイプＭＬ電子銃のＧ５電 極に組み込む方法を図１５ｃに示す。図１５ｃの配置構成において、従来のＱＰ ＦのＭＬタイプ電子銃の６５加速および集束電極は３つの制御電極Ｇ、５１、Ｇ ５２及びＧ５３に分割される。固定集束電圧ＶＦＩはＧ３及びＧ５２電極に印加 され、動的集束電圧ＶＦ２はＧ５１及びＧ５３電極に印加される。

ＶＧ２電圧はＧ２及びＧ４電極へ印加される。動的四極レンズ１０２は、Ｇ５□ と６５３電極の近接した極板と組合わされたＧ５２電極から成る。図１５ｄにお いて、Ｇ３電極は、図１５ｃのＶＦ１電圧よりも高いｖＦ２焦点電圧に接続され る。図１５ｄの配置構成において、空間的に分離した２つの四極は、それぞれ、 電子ビームを非点収差修正する。第１の四極は、Ｇ３電極の上側極板、Ｇ５□電 極の下側極板、及び、その間に配置されたＧ４電極から成る。動的集束電圧ＶＦ ２は、Ｇ３、Ｇ５、及び、Ｇ５電極に供給される。第２の四極は、Ｇ５３電極の 上側極板、Ｇ５３電極の下側極板およびその間に配置れたＧ５２電極から成る。

Ｇ５３及びＧ６電極は、電子ビーム集束領域を形成し、一方、電極Ｇ２と０３の 組み合わせ電極は、電子ビーム集束電圧の変化に伴ってＣＲＴスクリーンを横断 してビームがスィーブされる際に２つの外側電子ビームの収束修正を実施する。

これは一般にＦＲＡＴ　（集束屈折配列テスト）レンズと称する。

従来のＢＵタイプＭ　Ｌ電子銃１０４を図１６に示す。

ＢＵタイプＭＬ電子銃１０４は、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５及びＧ６電極を備える。陽極 電圧ＶＡはＧ４及びＧ６電極に印加され、一方、動的集束電圧ＶＦはＧ３及びＧ ５電極に印加される。

本発明に基づく動的四極レンズ１０６を従来のＢＵタイプＭＬ電子銃に組み込む 方法を１６ｂに示す。先行技術におけるＢＵタイプＭＬ電子銃の０５電極は、２ つの電極Ｇ５　、Ｇ５３及びその間に挿入された第３の電極Ｇ５゜に変更される 。従って、動的四極レンズ１０６は、Ｇ５　電極と組合わされたＧ５　及びＧ５ ２電極の近接した極板から成る。固定集束電圧ＶＦ１はＧ３及び０５□電極に印 加され、一方、陽極電圧ＶＡはＧ４及びＧ６電極に印加される。動的集束電圧Ｖ Ｆ２は、電子銃のＧ５　及びＧ５３電極に印加される。

本発明の別の好ましい実施例を図１７−２０に示す。

現在の本発明に基づく第２電極１３０が組込まれたカラーＣＲＴで使用する列形 電子銃で用いるための動的四極レンズ１２０の透視図を図１７に示す。動的四極 レンズ１２０は、相互直線配置された第１、第２および第３の電極１２８．１３ ０、及び、１３２を備える。第１電極１２８は、実質的に電極の長さに等しい部 分に亙って伸延する細長いアパーチャ１２８ａを備える。アパーチャ１２８ａの 長さに沿って間隔を保って配置された３つの開口は細長いアパーチャを形成する 。第１電極１２８の場合と同様に、第３電極１３２は、電極の実質的な全長に沿 って伸延し、アパーチャ１３２ａの拡大された部分を形成する間隔配置された３ つの開口を含む細長いアパーチャ］３２ａを備える。第１および第３電極１２８ 及び１３２は、第１、第２および第３電子ビーム１２２．１２４及び１２６がそ れぞれ第１および第３電極内の細長いアパーチャ１２８ａ及び１３２ａの対応す る拡大された部分を通過するように配置される。第１及び第３電極１２８．１３ ２は、これらの電極へ動的電圧ＶＦ２を印加するために可変電圧源１３６に接続 される。

第２の電極１３０は、第１と第３の電極１２８．１３２の中間に配置され、電極 の長さに沿って間隔を保って配置された１３０ａ、１３０ｂ、及び、１３０Ｃを 備える。前述のかぎ穴形アパーチャ１３０ａ、１３０ｂ、及び、１３０ｃは、図 １７に示すように、全体的に垂直に配列された長さ方向の軸を持つか、或は、第 １及び第３電極１２８及び１３２に設けられたアパーチャの長さ方向の軸に全体 的に直行する軸を持つ。第１、第２および第３電極１２８．１３０及び　１３２ を全体として線状に並置すると、電極のそれぞれのアパーチャは、一点鎖線で示 す３本の電子ビーム１２２．１２４、及び、１２６をそれぞれ通過させるように 配置される。第２電極３０は、固定電圧電源１３４に接続され、そして、固定電 位ＶＦ１に帯電される。

図１９及び２０において、本発明の特徴の１つに関係する第２電極１３０につい て更に詳細に説明する。第２電極］３０に設けられた３つのかぎ穴形アパーチャ １３０ａ、１３０ｂ及び１３０ｃは、それぞれ対応する電子ビームを通過させる 広くなった中心部分を備える。

図に示すように、２つの外側かぎ穴形アパーチャ１３０ａ及び１３０ｃは、それ ぞれ歪んだ断面形の開口部又はその内側に切欠き１３０ｄ及び１３０ｅを持つ広 くなった開口部を備え、そして、全体として片寄ったかぎ穴の形である。片寄っ たかぎ穴形アパーチャ開口１３０ａ及び１３０Ｃに広くなった開口部（この場合 は切欠き）１３０ｄ及び１３０ｅを設けることにより、屈折レンズ効果を持つ非 対称的磁界成分を生しさせ、２つの外側片寄りかぎ穴の水平集束強度に不均衡を もたらすことができる。この場合、屈折レンズが２つの外側電子ビームに及はす 効果の強度は、第１及び第３電極１２８及び１３２に印加される動的駆動電圧■ 　に比例する。２つのＤＹん 外側かぎ穴形アパーチャ１３０ａ及び１３０Ｃ内側切欠き部分の屈折レンズ効果 により、外側（この場合は赤および青）電子ビームは、ＣＲＴのフェイスプレー トを横断する水平方向に沿って、内側または外側向き２０　に動かされ、３つの ビーム全てに対して共通集束磁界を使用することによって引き起こされる外側ビ ームの動的なミスコンバーゼンス効果を減少させるか、或いは、無効にする。外 側電子ビームは、第２電極１３０の電圧と比較した第１及び第３電極１２８及び １３２にかかる電圧に応して内側或いは外側に水平方向に位置を変えさせられる 。

本発明による集束電極１３０を組み込んだ四極集束型メインレンズ（Ｍ　Ｌ　） 電子銃１４０を用いた図１７に相当する配置構成の断面図を図１８に示す。図１ ８に示す配置構成において、第１、第２及び第３電極１２８．１３０及び１３２ は、電子ビーム偏向ヨークによって引き起こされる電子ビームの非点収差および 焦点ぼけを補償するための動的四極を形成する。固定集束電圧ＶＦ。

は第２電極１３０に印加され、一方、動的集束電圧ＶＦ＋Ｖ　は第１および第３ 電極１２８及びｌ　３２１、　ＤＹＮ に印加される。陰極には、スクリーングリッド電極Ｇ２を含む様々なグリッドに よって制御される電子を放出する。次に、これらの電子は、第１加速及び集束電 極Ｇ３に向けられる。Ｇ３電極は、Ｇ３下側区分とＧ３上側区分及び両者の間に 配置された前述の動的四極領域から成る。第１、第２、及び、第３電極１２８． １３０、及び、１３２におけるそれぞれのアパーチャ１２８ａ、１３０ａ１及び 、１３２ａ、は、既に説明した図１７に示す３つの電子ビームをそれぞれ通過さ せるように直線上に配置される。第２加速および集束電極Ｇ４は、Ｇ３及びＧ４ 電極によって形成されたＣ０ＴＹ型のメインレンズ（ＭＬ）の動的焦点領域（又 は、ステージ）と共に０３上側部分に近接して配置される。

それぞれ内側切欠きを持つ１対の外側かぎ穴形アパーチ＋１３０ａ及び１３０Ｃ を備えた第２電極１３０は、ここでは、既に述べたように、動的四極電子ビーム 集束レンズの一部を形成するものとして開示されているが、本発明の特徴である 開口断面形の歪みは動的四極レンズでの使用のみに制限されるものではなく、実 在するあらゆるタイプの従来の電子銃に全く単独で使用しても差し支えない。た とえ動的四極レンズに使われない場合であっても、発明対象とされる集束電極１ ３０の片寄りかぎ穴構造は、メインレンズの集束ステージに印加される動的集束 電圧に比例する屈折（非対称的）レンズの強度に関して、軸から外れた（外側） 電子ビームに屈折面でのレンズ効果を及はし、外側（この場合、赤および青）ビ ームを水平方向に移動させ、その結果として、多重ビーム電子銃の動的な赤／青 誤収束効果を減少、或いは、無効化する。発明対象とされる電極１３０は、電子 ビーム集束配置構成が第１および第３電極１２８．１３２を持たない四極電子ビ ーム集束レンズ以外で使用される場合には、Ｇ３の下側と上側の電極部分の間に 配置される。

第１、第２および第３の電極１５２．１５４、及び、１５６を備えた電子ビーム 誤収束補正配置構成１５０の他の実施例の透視図を図２１に示す。第２（中央） 電極１５４は、全体として円形であり間隔を保って配置されｆ二重−）のアバー チ＋１５４ａ、１５４ｂ、及び、１５４Ｃを礒える。外側の２つのアパーチャ１ ５４ａ及び１５４Ｃは、方向性切欠きの形をしたそれぞれ内向きの延長開口部１ ５４ｄ及び１５４ｅを備える。これらの切欠は、屈折レンズ効果をもたらす不均 衡な水平集束磁界を生しさせる。この場合、外側の２つの電子ビームに及ぼす屈 折レンズの影響の強度は、第１および第３電極１５２及び１５６に印加される動 的ドシブ電圧に比例する。この電極１６０は、一層高い電位が印加される電極と してレンズ配置構成で使用するために導入される。

本発明の他の実施例に基づく電極１６０の平面図を図２２に示す。電極１６０は 、既に述べたように、第１および第３電極用として、二重四極電子ビーム集束配 置構成に用いられる。この場合、第１および第３電極は、中央の第２電極よりも 高電圧に保たれる。動的集束電圧は、延長アパーチャ１６２を備えた電極１６０ に印加される。

前記の実施例の場合と同様に、延長アパーチャ１６２は、長さ方向に沿った開口 部（広くなった部分）１６２ａ、１、６２　ｂ　、及び、１６２Ｃを持つ間隔を 保って配置された複数のビーム通過開口部を備える。電子ビームは、電極１６０ の細長いアパーチャ１６２の長さ方向に沿った各々の開口部１６２ａ、１６２ｂ 、及び、１６２Ｃを通過して方向づけられる。電極１６０は、隣接した中央の電 極（図示せず）よりも高い電圧に保持され、細長いアパーチャ１６２は、細長い アパーチャ１６２のそれぞれの端に１対の延長部分１６２ｅおよび１６２ｄを備 える。

細長いアパーチャ１６２の末端延長部１６２ｅ及び１６２ｄは、動的集束電圧の 大きさの変化に起因する赤ビームと青ビームの間の焦点収束相互作用を修正する ために、２つの外側電子ビームに対して不平衡な水平集束磁界効果を及ぼす。電 極１６０と既に記述した実施例との相違は、細長いアパーチャ１６２の幅に対す る延長部１６２ｅ及び１６２ｄの幅（即ち、高さ）に所在する。

電極］６０の好ましい実施例において、延長部１６２ｅ及び１６２ｄの各々の幅 はＹ−０，１１５ミルであり、一方、アパーチャ１６２の幅は０．０６５ミルで ある。

細長いアパーチャ１６２のそれぞれの端の延長部１６２ｄＳ　１６２ｅの幅を広 くすればするほど、静電界が２つの外側電子ビームに及ぼす影響か弱められ、集 束電圧の変化に起因する焦点収束相互作用における外側電子ビームの偏向の減少 を可能にする。

既に提案したように、本発明は、既に説明した好ましい実施例たけに制限される ことなく、種々の電子銃に使用して電子ビームを電気的に屈折させ、或いは、曲 げる手段を提供するものであると広義に解釈できる。図２３は、本発明の使用に よって外側ビームが電気的に収束される３ビ一ム列形銃における集束レンズの配 置構成の使用方法を示す概略図である。更に詳細には、図２３は、３つの電子ビ ーム１７４．１７６、及び、１７８を収束するための一対の対面電極１７０．１ ７２を示す。電極１７０は、隣接電極１７２のアパーチャ１８６．１８８、及び 、１９０と共同作用するアパーチャ１８０．１８２、及び、１８４を備える。電 極１７２には低い方の電位がかかり、電極１７０には高い方の電位がかかるよう に設定される。

本発明に従えば、低い方の電位のかかる電極１７２は、外側ビーム１７４．１７ ８を遠い共通点に向かって曲げ或は屈折させる効果を持つ外側ビーム１７４．１ ７８に対して対称形の磁界成分を生じさせるような模様のアパーチャを備える。

我々の同時係属出願節（ＤＦ−６２６９）号において詳細に説明かつ特許請求し ているように、動的電圧は、ビーム偏向の関数としてビーム収束角度を変えさせ る電極１７０．１７２の一方又は両方に印加しても差し支えない。

本発明に従えば、外側ビーム１７４．１．７８に作用する非対称磁界成分は、ア パーチャ１８６．１９０を中心アパーチャ１８８の方向に引き伸ばすことによっ て発生させることができる。開口部の引き伸ばしは、アパーチャ１８６．１９０ の断面内にそれぞれ設けられた丸くされた突出部１９２．１９４として示される 。本発明に従えば、外側ビームに影響を及ぼす磁界の不平衡の性質および程度の 必要度に応じて他の多くの開口歪み図形を利用できる。

図２４は本発明の更に他の実施例を示す。この場合、非対称磁界成分は、高い方 の電圧をかける電極１９６及び低い方の電圧をかける電極１９８の両方に設けら れた外側ビームのための歪んだ開口部によって形成される。

更に詳細には、電極１９６は外側のビーム通過開口部２００．２０２を備え、こ れらの開口部は、中央ビーム開口部２０８から遠ざかるように外向きに伸びる開 口延長部を備える。低い方の電位のかかる電極１９８は、中央ビーム開口部２１ ８に向かって内側に伸びる開口延長ぶ２１４．２１６を持つ外側ビームアパーチ ャ２１０及び２１２を備える。図２４の実施例は、高い方の電圧および低い方の 電圧をかける両方の電極或は一方だけに開口延長部を設けても差し支えなく、ま た、これらの延長部は様々な形状であっても差し支えないことを示す。

本発明の特定の実施例について説明したが、当該技術分野に習熟した者にとって は、広義における本発明の趣旨から逸脱することなしに変更または修正を実施す ることが可能であることは明白である。例えば、第１および第３電極に動的電圧 をかけ、これらの電極と間隔を保って配置された第２電極には固定電圧を印加す る場合について本発明の詳細な説明したが、本発明は、間隔を保って配置された 第１及び第３電極を固定電圧に保持した状態で、動的電圧を第２電極へ印加する 場合も考慮済みである。従って、添付されている請求の範囲においては、本発明 の真の趣旨及び適用範囲に含まれる全ての変化及び修正を請求の対象とすること を意図するものである。

前述の記述及び添付図面に提示された内容は、説明のためにのみ提供されたもの であり、制限的な意味を持たない。本発明の実際的な適用範囲は、先行技術に基 づき適切に展望した場合、次に示す請求の範囲において定義されることを意図す るものである。

１６１唾二Ｍ引町Ｌ ＦＩＧ、　１４ａ　ＦＩＧ、　１４ｂ 」でソ１仏４頂− し、Ｊ！３６Ｌ、ＪＪ６ 旧漏冊キ且 ＦＩＧ、　２１ ＋＋１．．＋ｕｍ＋ｌ　Ａｍ、ｒ＋＋＋、ｗ　、ＨρＣＴ／ＩＩｓ　９０１０４ ５５６

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. １．螢光スクリーンを備えたカラーチューブを持つカラー陰極線管システムであ り、前記システムは前記スクリーンを励起するための３ビーム列形銃を有し、前 記銃は中心ビームおよび２つの外側ビームを発生し、そして、チューブのスクリ ーンに集束した３つの電子ビームスポットを形成するための陰極手段および集束 レンズ手段を有し、そして、適切に励起した場合にそれぞれの前記外側ビームの 経路に水平方向に不平衡な四極磁界を発生するように構成および配列された静電 四極発生手段、及び、スクリーンを横断するビームの走査と関連して振幅が変化 する信号を発生し、そして、前記信号を前記静電四極発生手段に供給して前記信 号を前記信号の強度の関数として集束および発散させるためのシステム信号発生 手段とを有することを特徴とするシステム。
2. ２．前記四極発生手段が、前記信号の変化と共にその強度が変化する非対称外側 ビーム磁界に従属する磁界強度を発生させる形状の外側ビームアパーチヤを有す る電極手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. ３．前記発生手段が少なくとも２つの対面電極を備え、その一方は高い方の励起 電圧を受け、他方は低い方の励起電圧を受けるように工夫され、そして、対応す るそれぞれの開口部を備え、それぞれの開口の輪郭は、前記の対面電極に同じで ない励起電圧が印加された状態で前記の対面電極の開口部と相互作用して例えば 両者の間に四極式磁界を作るような形状であり、前記電極の第１電極は銃軸に直 角に伸延する電極軸に沿った線上に配置された中心開口部と２つの外側開口部を 備え、前記外側開口部の輪郭は前記電極軸および中心アパーチャを通る垂直軸に 対しては対称であるが外側開口部を通るそれぞれの垂直軸に対しては非対称であ って非対称外側ビーム磁界を作ることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
4. ４．前記動的四極式レンズが３つの電極を含む単一電位型であり、そして、前記 電極の前記の第１電極が中心電極であることを特徴とする請求項３に記載のシス テム。
5. ５．スクリーンの中心を外れた領域内のビームに好ましくない非点収差を起こさ せる自己収束ヨークおよびスクリーンを有するカラー陰極線管用三ビーム列形電 子銃システムであり、前記システムは３つの電子ビームを発生させるための電子 ビーム源を備え、束管のスクリーンに前記３つの電子ビームを集束させるための 集束手段、前記集束手段は、集束磁界強度が変化するとビームの収束が好ましく なく変化するように構成及び配列され、前記レンズ手段が適切に励起された場合 に前記ビームのそれぞれの経路内に非点収差磁界成分を発生させるための前記集 束手段内に所在するか又はこれに接続される修正レンズ手段、そして、スクリー ンの前記中心外領域に前記ヨークによって引き起こされた非点収差を少なくとも 部分的に補償するために非点収差磁界成分の強度をビーム偏向角度の関数として 調節するための手段、前記非点収差磁界成分の調節により、前記集束磁界強度も 調節され、そして、前記ビームの収束に好ましくない誤差を生じさせ、前記修正 レンズ手段が、前記の偏向に関係したビーム収束誤差を少なくとも部分的に補償 するために効果的な非対称外側ビーム磁界を作るような形状のビーム通過開口模 様を備えた電極手段を含むことを特徴とするシステム。
6. ６．前記の修正レンズ手段が、第１、中央、及び、第３電極を備えた単一電位型 の動的四極レンズを含むことを特徴とする請求項５に記載のシステム。
7. ７．前記中央電極が、前記第１および第３電極よりも低い電位を受けるように工 夫され、前記中央電極が、銃軸に直角電極軸に沿った線上に配置された中心開口 部及び２つの外側開口部を有し、前記の外側開口部の輪郭は、前記電極軸及び中 心開口部を通る垂直軸に対しては対称であるが、外側開口部を通るそれぞれの垂 直軸に対しては非対称であるような歪んだ形状であることを特徴とする請求項６ に記載のシステム。
8. ８．前記の歪んだアパーチャは、前記中心アバーチャに向かって内側に伸延する 切り欠きの形状であることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
9. ９．三ビーム列形カラーＣＲＴ電子銃であり、前記電子ビームに影響を及ぼすた めの電子レンズを含み、少なくとも２つの対面電極を含み、第１電極は高い方の 励起電圧を受け、そして、第２電極は低い方の励起電圧を受けるように工夫され 、前記電極の少なくとも１つは、銃軸に直角な電極軸に沿った線上に配置された 中心開口部及び２つの外側開口部を有し、前記外側アパーチャの輪郭は、前記電 極軸及び中心開口部を通る垂直軸に対しては対称であるが、外側関口部を通るそ れぞれの垂直軸に対しては非対称であるような歪んだ形状であることを特徴とす る電子銃。
10. １０．カラー陰極線管用三ビーム列形電子銃であり、中心ビームと２つの外側ビ ームに共通な平面内に配列された３つの電子ビームを発生するための手段を含み 、そして、それぞれの直線経路から収束共通点に向かって前記の外側ビームを転 換させるために前記外側ビームの経路内に非対称磁界を作るためのビーム曲げ手 段を含み、少なくとも２つの対面電極を備え、第１電極は高い方の励起電圧を受 けるように工夫され、そして、第２電極は、低い方の励起電圧を受けるように工 夫され、前記電極の少なくとも１つは、銃軸に直角な電極水平軸に沿った線上に 配置された中心開口部及び２つの外側開口部を有し、前記外側アパーチャの輪郭 は、前記電極水平軸及び中心開口部を通る垂直軸に対しては対称であるが、外側 開口部を通るそれぞれの垂直軸に対しては非対称であるような歪んだ形であり、 それによって前記非対称磁界を作ることを特徴とする電子銃。
11. １１．前記の１つの電極が前記の低い方の電位を受けるように工夫された前記の 電極であり、そして、その外側のビーム開口部が、前記中心開口部に向かって内 側に伸延する広くなった開口部を持つ前記の歪んだ形であることを特徴とする請 求項１０に記載の電子銃。
12. １２．前記の１つの電極が前記の高い方の電位を受けるように工夫された前記の 電極であり、そして、その外側のビーム開口部が、前記中心開口部かり外に向か って伸延する広くなった開口部を持つ前記の歪んだ形状であることを特徴とする 請求項１０に記載の電子銃。
13. １３．カラー陰極線管用三ビーム列形電子銃システムにおいて、スクリーンの中 心を外れた領域におけるビームに好ましくない非点収差を生じさせる自己収束ヨ ーク及びスクリーンを備え、３つの電子ビームを発生させるための電子ビーム源 ソースを含む装置を備え、前記３つの電子ビームを束管のスクリーンに集束させ るための集束手段を備え、前記集束手段は、集束磁界の強度が変化するとビーム 収束作用が好ましくなく変化するように構成および配列され、前記レンズ手段が 適切に励起された場合に前記ビームのそれぞれの経路内に非点収差磁界成分を発 生させるための前記集束手段内に所在するか又はこれに接続される修正レンズ手 段、 そして、スクリーンの前記中心外領域に前記ヨークによって引き起こされた非点 収差を少なくとも部分的に補償するために非点収差磁界成分の強度をビーム偏向 角度の関数として調節するための手段、前記非点収差磁界成分の調節により、前 記集束磁界強度も調節され、そして、前記ビームの収束に好ましくない誤差を生 じさせ、前記修正レンズ手段が、前記の偏向に関係したビーム収束誤差を少なく とも部分的に補償するために、前記非点収差成分の強度の関数として例えば前記 外側ビームを収束または発散させるように外側ビーム非点収差磁界成分を不均衡 にする手段を含むことを特徴とするシステム。
14. １４．前記不均衡手段が、一方または両方の輪郭が歪んだ前記対面電極の関連同 軸ビーム通過開口部を備えることを特徴とする請求項１３記載の電子銃。
15. １５．陰極発光スクリーンを備えたカラー束管を有するカラー陰極線管システム において使用するためのシステムであり、前記システムは、スクリーンの中心外 領域における前記ビームに好ましくない非点収差を起こさせる前記ビームを自己 収束するための非対称ヨーク磁界を持つ偏向ヨークと共に用いるように工夫され 、前記システムは前記スクリーンを励起する３つの電子ビームを発生するための 列形電子銃を含み、前記銃は、各々の前記ビームに対して前記ビームを発生する ための陰極手段を備えた手段を含み、集束レンズ手段は前記電子ビームを受けて 束管のスクリーンに集束された電子ビームスポットを形成するための集束電極手 段を含み、前記集束レンズ手段は、レンズ軸に沿って間隔を保って配置された複 数の電極手段を有し、ビーム修正手段は、ビーム修正手段が適切に励起された場 合に前記ビームの経路内に非点収差磁界成分を発生させるために前記集束電極手 段に組み込まれ、スクリーンを横断するビームの走査と関連して振幅が変化する 信号を発生するためのシステム信号発生手段、前記信号を前記修正手段に供給し 、ビーム偏向角度の関数として前記非点収差磁界成分の強度を変えることにより 、前記ヨークのビーム非点収差化を少なくとも部分的に補償する動的非点収差修 正効果を得るための手段、前記集束レンズ手段は、前記ビームがスイープされる 際に前記ビーム修正手段の動作により前記ビームの偏向に関係した好ましくない 誤収束起きるように構成および配置され、前記ビーム修正手段は、前記の好まし くないビーム誤収束を少なくとも部分的に補償する誤収束補償手段を含み、少な くとも２つの体面電極を含み、第１電極は高い方の励起電圧をうけ、第２電極は 低い方の励起電圧を受けるように工夫され、前記電極の少なくとも１つは、銃軸 に直角な電極軸に沿った線上に配置された中心開口部及び２つの外側開口部を備 え、前記外側開口部は、前記電極軸及び中心開口部を通る垂直軸にたいしては対 称であるが、外側開口部を通るそれぞれの垂直軸に対しては非対称であるような 歪んだ輪郭を持つことを特徴とするシステム。
16. １６．前記誤収束補償手段が、第１および第３電極を備えた単一電位型の非対称 動的四極式レンズを含み、中央電極は、第１及び第３電極よりも低い励起電圧を 受けるように工夫され、中央電極は歪んだ輪郭の外側アパーチャを備えることを 特徴とする請求項１５に記載のシステム。
17. １７．前記中央電極の外側ビーム開口部が、前記中心アパーチャに向かって内側 に伸延する歪んだ開口部であることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
18. １８．陰極発光スクリーンを備えたカラー束管を持つカラー陰極線管システムで あり、前記システムは前記スクリーンを励起する３つの電子ビームを発生するた めの列形電子銃含み、前記銃は、各々の前記ビームに対して、ビーム発生のため の陰極手段、前記電子ビームを受けて、束管のスクリーンに集束された電子ビー ムスポットを形成する集束レンズ手段を含む手段を備え、前記の集束電極手段は 、集束電極手段、前記電子ビームを偏向するためのヨーク手段を含みレンズ軸に 沿って間隔を保って配置された複数の電極手段を備え、前記のヨーク手段は、ス クリーンの中心を外れた領域内の前記ビームを好ましくなく非点収差化する前記 ビームを自己収束するための非対称的磁界を持ち、ビーム修正手段は、適切に励 起されだ場合に前記ビームの経路内に第１非点収差加速磁界成分および第２非点 収差減速磁界成分を発生させるための前記集束電極手段に組み込まれ、前記ビー ム修正手段は、３つ以上の電極を含み、その中の第１電極は前記ビームのための 水平に細長いアパーチャを持ち、そして、スクリーンを横断するビーム走査と関 連して振幅が変化する信号を発生するためのシステム信号発生手段、及び、ビー ムの偏向角度の関数として前記信号を前記ビーム修正手段に供給し、前記第１及 び第２非点収差磁界成分の強度を変化させ、前記ヨークのビーム非点収差化効果 を少なくとも部分的に補償する動的非点収差修正効果を生じさせるための手段を 有することを特徴とするシステム。
19. １９．スクリーンを持つカラー陰極線管用電子銃の動的収束制御を提供する方法 であり、前記方法が、３つの電子ビームを発生する段階、前記３つの電子ビーム を束管のスクリーンに集束させる段階、その第１エレメントが水平方向に細長い ３つのアパーチャを備える多重エレメントレンズを用いて、適切に励起した状態 で少なくとも１つの非点収差磁界成分を各々の前記ビームの経路内に発生させる 段階、及び、ビーム偏向角度の関数として前記第１の非点収差磁界成分の強度を 調節する段階で構成されることを特徴とする方法。
20. ２０．電子銃システムが、スクリーンの中心を外れた領域内のビームに好ましく ない非点収差を起こさせる自己収束ヨークを備え、前記の方法が、背合わせ配置 において、適切に励起した場合に、各々の前記ビームの経路内に第１の非点収差 磁界成分および第２の非点収差減速磁界成分を発生させ、スクリーンの前記の中 心外れ領域内のヨークが引き起こした非点収差を少なくとも部分的に補償するた めにビームの偏向角度の関数として非点収差磁界成分の強度を調節する段階を含 むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
21. ２１．多重エレメントレンズが３つのエレメントレンズを含むことを特徴とする 請求項１９または２０に記載の方法。