JPH09259766A - 電子ビームの測定装置および測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インライン３ビーム方式陰極線管の蛍光体ス
クーリン上でのビームスポットサイズを正確に測定す
る。 【解決手段】 電子銃（図示せず）で発生した電子ビー
ム２はアパーチャーグリル３を透過して蛍光体スクーリ
ン４に到達し、蛍光体を発光させる。この蛍光体スクリ
ーン４上に到達した電子ビーム２のビームスポットの測
定は、ＣＣＤカメラ等の撮像装置５で取り込み、コンピ
ュータ６で画像処理して、スポット形状を評価し、その
評価に基づいて電磁コイル７ａ、７ｂに流す電流を求
め、直流電源８を制御して電流を流す。この流された電
流に応じて磁界Ｂが発生し、これと飛行する電子ビーム
の電荷との作用により、電子ビームに力Ｆが作用し、電
子ビームの飛行軌道を変化させる。磁界Ｂおよび力Ｆの
方向は電流の向きによって反転し、電子ビームの飛行軌
道も水平面内のいずれの方向にも制御を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子ビームの測定装
置と測定方法に関し、更に詳しくはインライン３ビーム
方式カラー陰極線管の蛍光体スクリーン上でのビームス
ポットを測定に適した位置に移動し、測定する電子ビー
ムの測定装置と測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のインライン３ビーム方式カラー陰
極線管（以下、単に「陰極線管」と記す）のビームスポ
ットサイズの測定について図４ないし図８を参照して説
明する。図４は陰極線管の構造を示す上面から見た断面
図であり、図５はこの陰極線管のビームスポットサイズ
測定系の概略構成図である。図６ないし図８は蛍光体ス
クリーン上のビームスポット位置と輝度分布を示す図で
ある。

【０００３】図４はインライン３ビーム方式のカラー陰
極線管で、Ｒ、Ｇ、Ｂはそれぞれ赤、緑、青の電子ビー
ムでインライン配置され、その３本の電子ビームを含む
面が水平面となる（紙面と一致）。パネル１３の内面の
蛍光体スクリーン４には赤、緑、青の蛍光体ストライプ
（図６の符号２０）が繰り返して構成され、その配列方
向は水平方向であり、その延在方向は垂直方向（紙面に
対して垂直方向）である。また、符号３は蛍光体スクリ
ーン４に対向して配置されたアパーチャーグリルであっ
て、フレーム１４に多数の金属線が平行に架張されて構
成され、その配列方向は水平方向であり、その延在方向
は垂直方向となっている。ネック１０の内部に３つのカ
ソードと５つのグリッド電極および集束電極を具備した
電子銃１が設けられ、この電子銃１から発するＲ、Ｇ、
Ｂのビームが偏向コイル１１で偏向され、アパーチャー
グリル３を通過して蛍光体スクリーン４上に到達する。

【０００４】従来、図５に示すように、この蛍光体スク
リーン４上に到達した電子ビーム２のビームスポットの
測定は、ＣＣＤカメラ等の撮像装置５で取り込み、コン
ピュータ６で画像処理して、スポット形状を評価し、そ
の評価に基づいて電子銃１等の調整が行われてきた。

【０００５】ここで図６ないし図８を参照して蛍光体ス
クリーン４上に到達した電子ビーム２のビームスポット
１５の位置と輝度分布、およびこれによるビームスポッ
ト形状の評価について説明する。尚、ここでは緑色
（Ｇ）のビームに関して説明しており、赤色（Ｒ）およ
び青色（Ｂ）の蛍光体ストライブ２０では発光しない。
また、赤色（Ｒ）および青色（Ｂ）のビームに関しても
緑色（Ｇ）のビームと同様に説明されることは当然であ
る。

【０００６】まず、図６（ａ）に示すように、緑色のビ
ームスポット１５が蛍光体スクリーン４上の緑色用の蛍
光体ストライブ２０に当たったところは発光し、赤色
（Ｒ）および青色（Ｂ）の蛍光体ストライブ２０とカー
ボンストライプ２１に当たったところは暗いままであ
る。従って、水平方向（Ｘ軸）の端部が発光せず隠れて
見えないことがおこる。このようなビームスポット１５
を撮像装置５で取り込むと、その輝度分布のデータは同
図（ｂ）のようになる。この場合、水平方向の端部での
データが無いため、近似曲線からビームスポット１５の
形状を推定することとなり、その値の精度が低くなると
いう問題があった。

【０００７】また、図７はビームスポット１５の右端の
端部のみが、図８は左端の端部のみが蛍光体ストライブ
２０に当って発光し、正しく見えている場合である。従
って、このときはその近辺の輝度分布の近似曲線は精度
の高いものが得られる。しかしながら、ビームスポット
１５が蛍光体スクリーン４上に到達する位置は一定では
なく、図６のように水平方向の両端が隠れている場合が
多い。これは電子銃１の組み立て精度、電子銃１のネッ
ク１０に対する取付け精度等がばらつきを持っているこ
とに起因している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、インライン３ビーム方式カラー陰極線管のビーム軌
道を、コンピュータで制御できる簡易な装置を以て水平
方向に変位させ、蛍光体スクリーン上でのビームスポッ
トの位置を修正し、精度の高いスポットサイズの測定が
できる装置と方法を提供しようとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
成されたものであり、インライン３ビーム方式カラー陰
極線管の蛍光体スクリーン上でのビームスポットを測定
する測定装置において、電子銃の主レンズの中心より蛍
光体スクリーン方向の所定の位置に、カラー陰極線管の
ネックを挟んで上下に一対の電磁コイルと、前記電磁コ
イルに電流を印加する電源と、蛍光体スクリーン上のビ
ームスポットを撮影する撮像装置と、撮像装置の撮影映
像を解析し、その結果に応じて前記電源を制御する制御
手段とを具備した電子ビームの測定装置を構成する。

【００１０】前記電子ビームの測定装置を用い、前記電
源から前記電磁コイルに極性を替えて電流を流し、この
電流により発生する磁界によって前記ビームスポットの
軌道を制御し、蛍光体スクリーン上でのビームスポット
の位置を測定に最適な位置に移動し、測定を行う電子ビ
ームの測定方法を用いて上記課題を解決する。

【００１１】従って本発明による電子ビームの測定装置
と測定方法を用いることにより、陰極線管のネックに配
した電磁コイルの電圧をコンピュータで制御し、蛍光体
スクリーン上のビームスポットを最適な位置に移動させ
ることにより、より精度の高いスポットサイズを測定す
ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明による電子ビームの測定装
置と測定方法の実施形態例について図１ないし図３を参
照して説明する。図１は本発明による陰極線管のビーム
スポットサイズ測定系の概略構成図であり、図２はこの
測定系における電子銃と電磁コイルの位置関係を示す図
であり、また、図３は電磁コイルによる磁界と電子ビー
ムとの相互作用を説明するための図である。

【００１３】まず、本発明による電子ビーム２の測定装
置は図１に示すように、図５に示した従来の測定装置に
コンピュータ６で制御する直流電源８と、この直流電源
８から電流が供給される電磁コイル７ａ、７ｂを付加し
た構成になっている。この電磁コイル７ａ、７ｂは、そ
の発生する磁界Ｂによって飛行する電子ビーム２に力Ｆ
をおよぼし、その飛行軌道を調整するために設けられて
いる。

【００１４】電子銃（図示せず）で発生した電子ビーム
２はアパーチャーグリル３を透過して蛍光体スクーリン
４に到達し、蛍光体を発光させる。この蛍光体スクリー
ン４上に到達した電子ビーム２のビームスポットの測定
は、ＣＣＤカメラ等の撮像装置５で取り込み、コンピュ
ータ６で画像処理して、スポット形状を評価し、その評
価に基づいて電磁コイル７ａ、７ｂに流す電流を求め、
直流電源８を制御して電流を流す。この流された電流に
応じて磁界Ｂが発生し、これと飛行する電子ビームの電
荷との作用により、電子ビームに力Ｆが作用し、電子ビ
ームの飛行軌道を変化させる。磁界Ｂおよび力Ｆの方向
は電流の向きによって反転し、従って電子ビームの飛行
軌道も水平面内のいずれの方向にも制御が可能である。

【００１５】つぎに、上述した電磁コイル７ａ、７ｂの
設定位置について図２を参照して説明する。図４に示す
陰極線管のネック１０の部分を拡大したものが図２であ
る。電子銃１は赤カソードＫＲ、緑カソードＫＧ、青カ
ソードＫＢ、グリット電極Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ
５、および集束電極ＣＰからなり、電磁コイル７ａ、７
ｂは、グリット電極Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５からなるメインレ
ンズの中心より蛍光体スクリーン４の方向の所定の位置
で、グリット電極Ｇ５の中央部付近（破線部）のネック
１０を挟んで上下に設定される。

【００１６】本発明の測定装置による電子ビーム２の軌
道制御について図３を参照して詳しく説明する。

【００１７】まず、図３（ａ）は１対の電磁コイル７
ａ、７ｂの上側がＮ極、下側がＳ極となるように電流を
流し、上から下へ向く磁界Ｂを電子ビーム２に与えた場
合である。この場合、電子ビーム２には磁界Ｂとの相互
作用によって左向きの水平方向に力Ｆが加わり、電子ビ
ーム２は左方向に変位する。これにより蛍光体スクリー
ン４上のビームスポット１５を図６（ａ）に示す水平方
向の端部が見えない状態から、図７（ａ）に示すように
右端部が見える状態まで移動させることができ、従っ
て、ビームスポット１５の右端部の位置を正確に撮像装
置５で撮影することができる。このビームスポット１５
の輝度分布は図６（ｂ）に示したものとなり、この場
合、右側の近似精度が高いので、輝度分布のピークの位
置から右端の距離までをビームスポット１５の右半分の
サイズとする。

【００１８】つぎに、図３（ｂ）は１対の電磁コイル７
ａ、７ｂの上側がＳ極、下側がＮ極となるように電流を
流し、下から上へ向く磁界Ｂを電子ビーム２に与えた場
合である。この場合、電子ビーム２には磁界Ｂとの相互
作用によって右向きの水平方向に力Ｆが加わり、電子ビ
ーム２は右方向に変位する。これにより蛍光体スクリー
ン４上のビームスポット１５を図６（ａ）に示す水平方
向の端部が見えない状態から、図８（ａ）に示すように
左端部が見える状態まで移動させることができ、従っ
て、ビームスポット１５の左端部の位置を正確に撮像装
置５で撮影することができる。このビームスポット１５
の輝度分布は図７（ｂ）に示したものとなり、この場
合、左側の近似精度が高いので、輝度分布のピークの位
置から左端の距離までをビームスポット１５の左半分の
サイズとする。

【００１９】上述したように、２つの測定結果を合算す
ることによって、水平方向のビームスポット１５のサイ
ズを正確に測定することができる。ここでは緑色（Ｇ）
の電子ビームに着目して説明したが、赤色（Ｒ）または
青色（Ｂ）のビームに関しても同様に説明されることは
当然である。

【００２０】

【発明の効果】本発明による測定装置と測定方法によれ
ば、インライン３ビーム方式のカラー陰極線管におい
て、蛍光体スクリーン上のビームスポットの水平方向サ
イズを従来よりも高精度に測定することができ、更に、
水平方向のスタティックコンバージェンスも高精度に測
定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるインライン３ビーム方式カラー
陰極線管のビームスポットサイズ測定系の概略構成図で
ある。

【図２】 本発明の測定系における電子銃と電磁コイル
の位置関係を示す図である。

【図３】 電磁コイルによる磁界と電子ビームとの相互
作用を説明するための図である。

【図４】 インライン３ビーム方式カラー陰極線管の構
造を示す断面図である。

【図５】 従来のインライン３ビーム方式カラー陰極線
管のビームスポットサイズ測定系の概略構成図である。

【図６】 蛍光体スクリーン上のビームスポット位置と
輝度分布を示す図である。

【図７】 蛍光体スクリーン上のビームスポット位置と
輝度分布を示す図である。

【図８】 蛍光体スクリーン上のビームスポット位置と
輝度分布を示す図である。

【符号の説明】

１…電子銃、２…電子ビーム、３…アパーチャーグリ
ル、４…蛍光体スクリーン ５…撮像装置、６…コンピュータ、７ａ，７ｂ…電磁コ
イル、８…直流電源 １０…ネック、１１…偏向コイル、１２…ファンネル、
１３…パネル １４…フレーム、１５…ビームスポット、２０…蛍光体
ストライブ ２１…カーボンストライブ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インライン３ビーム方式カラー陰極線管
   の蛍光体スクリーン上でのビームスポットを測定する測
   定装置において、 電子銃の主レンズの中心より蛍光体スクリーン方向の所
   定の位置に、カラー陰極線管のネックを挟んで上下に一
   対の電磁コイルと、 前記電磁コイルに電流を印加する電源と、 蛍光体スクリーン上のビームスポットを撮影する撮像装
   置と、 撮像装置の撮影映像を解析し、その結果に応じて前記電
   源を制御する制御手段とを具備したことを特徴とする電
   子ビームの測定装置。
2. 【請求項２】 前記電源から前記電磁コイルに極性を替
   えて電流を流し、この電流により発生する磁界によって
   前記ビームスポットの軌道を制御し、蛍光体スクリーン
   上でのビームスポットの位置を測定に最適な位置に移動
   し、測定を行うことを特徴とする、請求項１に記載の電
   子ビームの測定装置を用いた電子ビームの測定方法。