JPS5837656B2 - 静電偏向型陰極線管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、表示陰極線管のスクリーン又は蓄積管のター
ゲット等のビーム投射面に於けるフォーカス状態の均一
性を比較的容易に得ることが可能な静電偏向型陰極線管
に関するものである。

従来の静電四極レンズを有する静電集束静電偏向型陰極
線管は第１図に説明的に示すように、陰極１、第１グリ
ッド電極２、第２グリッド電極３、第１の静電四極レン
ズ４、第２の静電四極レンズ５、近軸部分のビームを利
用するためのビームカットアバーチャ電極６、一対の垂
直軸偏向板７、外部電界の影響を防ぐための一対のシー
ルド電極８、保持電極９、第３の静電四極レンズ１０、
一対の水平軸偏向板１１、ターゲット・スクリーン１２
、及びガラス管からなる真空包囲体１３等によって構或
されている。

更に詳細には，陰極１と第１グリッド電極２と第２グリ
ッド電極３とから成る電子ビーム発生源即ち電子銃によ
ってターゲット・スクリーン１２方向に放射する電子ビ
ームのクロスオーバ（図示せず）を形成し、このクロス
オーバを物点とし、この物点を第１の静電四極レンズ４
と第２の静電四極レンズ５と第３の静電四極レンズ１０
とによってスクリーン１２上に結像させるようは構威さ
れている。

また電子ビーム通路に沿って配置された一対の垂直軸偏
向板７によって電子ビームを第１の方向即ち垂直方向に
静電偏向し、第３の静電四極レンズ１０の後段に配置さ
れた一対の水平軸偏向板１１によって電子ビームを第２
の方向即ち水平方向に静電偏向するように構或されてい
る。

尚この例に於ける第１の静電四極レンズ４は鎖線で示す
如く水平軸方向に例えば凸レンズ作用を有し、垂直軸力
向に例えば凹レンズ作用を有する。

また第２の静電四極レンズ５は水平軸方向に例えば凹レ
ンズ作用を有し、垂直軸方向に例えば凸レンズ作用を有
する。

また第３の静電四極レンズ１０は水平軸方向に例えば凸
レンズ作用を有し、垂直軸力向に例えば凹レンズ作用を
有する。

ところで、ビーム進行方向（管軸方向）に直交する方向
での断面例えば第１図のＡ−Ａ’断面において、一対の
垂直軸偏向板７が平行に保たれていなければ、一対の垂
直軸偏向板７に偏向電圧を印加した場合に対向面間の電
位分布が均一にならず、場所によって異なる。

例えば第３図に示す如く一対の垂直軸偏向板７の間隔が
右から左に向って徐徐に狭い場合に、第３図に示すよう
に上の偏向板７に＋■を印加し、下の偏向板７に逆極の
ー■を印加し、電子ビームを上に垂直偏向するための電
界を発生させれば、電界の強さが矢印１４の長さで示す
ように右から左に向って徐々に大きくなる。

そして電子ビーム１５の断面積は垂直軸偏向板７の横幅
に較べて無視出来ない大きさであるので、電子ビーム１
５は位置に応じて異なった電界の作用を受け、その結果
としてスクリ・−ンの上でフォーカスが甘くなる。

即ちスクリーンにおけるビームスポットが円とならずほ
ぼ縦長の楕円状に変形し、フォーカスが悪くなる。

また電子ビームをスクリーン１２の下に偏向するために
、一対の垂直軸偏向板７の上にー■、下に＋■を印加す
れば、第３図とは逆の方向の電界が生じ、同様にフォー
カス状態が悪くなる。

これに対して無偏向時の場合には、矢印１４で示すよう
な偏向電界が存在しないので、フォーカスがとれる。

この結果、スクリーン１２の中心ではフォーカスがとれ
ても、上下でフォーカスが甘くなり、スクリーン上下で
の輝線がシャープにならない。

このため、従来は一対の垂直軸偏向板７の組立精度の高
いもの即ち一対の垂直軸偏向板７の断面における相互間
隔がほぼ等しいもののみを良品としていた。

従って陰極線管の製作の歩留りが悪かった。

勿論、組立精度を高めることによって歩留りを向上させ
ることが可能であるが、当然の結果として陰極線管のコ
ストが高くなる。

そこで、本発明の目的は組立精度に頼らずにフォーカス
補正を容易に行うことが可能な静電偏向型陰極線を提供
することにある。

上記目的を達或するための本発明は、例えば実施例のカ
ソード１、第１グリッド電極２、第２グリッド電極３等
からなる電子ビームを発生するための電子ビーム発生源
と、前記電子ビームを第１の方向に偏向するために前記
電子ビームの通路に沿って配置された例えば実施例の垂
直軸偏向板７のような第１の対の静電偏向板と、前記第
１の方向と直角な第２の方向に前記電子ビームを偏向す
るために前記電子ビームの通路に沿って配置された例え
ば実施例の水平軸偏向板１１のような第２の対の静電偏
向板と、電子ビームが投射される例えばスクリーン又は
ターゲット等のビーム投射面とがこの順序で配列され且
つガラス管のような包囲体が設けられた静電偏向型陰極
線管に於いて、前記第１の対の静電偏向板の入口端近傍
から前記第２の対の静電偏向板の人口端近傍迄の間に対
応する前記包囲体の外壁上に、前記ビーム投射面上での
フォーカス状態の不均一を補正する磁界を前記電子ビー
ムに付与する小形磁石片を配置したことを特徴とする静
電偏向型陰極線管に係わるものである。

上記本発明によれば、一対の静電偏向板の不均一な対向
間隔に基づく不均一な電界分布によって生じるフォーカ
ス状態の不均一を包囲体の外壁側に配した永久磁石片で
補正することが可能となり、組立精度の悪い陰極線管で
あっても、組立精度の良い陰極線管とほぼ同等のフォー
カス状態を容易に得ることが可能となる。

従って、今迄不良品とされていた陰極線管を良品として
使用することが可能となり、歩留りを大幅に向上させる
ことが出来る。

また今迄良品として使用していた陰極線管においては、
更にフォーカスを改善することが出来る。

また磁石片を第１の対の静電偏向板と第２の対の静電偏
向板との間に配置するので、パターン歪みの少ない状態
で効率良くフォーカス補正を行うことが出来る。

以下、図面を参照して本発明の実施例について述べる。

但し、第２図〜第６図に於いて符号１〜１３で示すもの
は第１図で同一符号で示したものと実質的に同一である
ので、その説明を省略する。

第２図〜第４図は本発明の実施例に係わる観測用静電偏
向型陰極線管を説明的に示すものである。

この実施例に於いては、ガラス管から成る真空包囲体１
３の外壁上に、２間角で厚さ０．３ｍｍの第１、第２、
第３、第４、第５、及び第６の磁石片１６，１７，１８
，１９，２０，２１が約６０度間隔で配置されている。

即ち略正六角形の各角に磁石片１６〜２１が配置されて
いる。

尚パターン歪みの発生を防ぎ且つ効率の良いフォーカス
補正を行うために、一対の垂直軸偏向板７の左端（入口
端）と一対の水平軸偏向板１１の左端（入口端）との間
から選択された箇所に６個の磁石片１６〜２１が配置さ
れている。

もし、これ等の磁石片１６〜２１を水平軸偏向板１１の
入口端近傍よりもスクリーン１２の側に配置すればパタ
ーン歪みが生じ、また垂直軸偏向板７よりもカソード１
の側に配置すればフォーカス補正効果が生じない。

６個の磁石片１６〜２１は２朋角で厚さ０． ３ ｍｍ
の小形永久磁石からなり、Ｎ極とＳ極とを表裏に有し、
第４図から明らかなようにＮ極又はＳ極が真空包囲体１
３の中心２２に向くように夫々配置され、中心２２から
第１の方向即ちこの実施例では垂直力向に伸びた直線２
３を基準にして約６０度間隔で配置され且つ隣りの磁石
片の極性と異なる極性となるように配置されている。

次に、フォーカス補正力法及びフォーカス補正された陰
極線管の動作について述べる。

第２図のＡ−Ａ’断面における一対の垂直軸偏向板７の
相互間隔が第３図に示すように傾いており、第３図に示
す一対のシールド電極８にＯボルトが印加され、上の垂
直軸偏向板７に＋■が印加され、下の垂直軸偏向板７に
逆極性の−■が印加され、ビーム１５が上方向に偏向さ
れているとすれば、前述した如く矢印１４で示す方向の
電界が生じ、この電界の強さが不均一となる。

即ち管軸力向に直角な方向に生じる矢印１４の電界の強
さは、矢印１４の長さで示すように、偏向板７の間隔の
狭い左側で大きく、広い右側で小さくなる。

電界の強さは偏向量に応じて変化し、ビーム１５が管軸
を通る無偏向時には垂直偏向電界が零となり、電子ビー
ム１５は電界の影響を受けない。

このため、前述した如くフォーカス状態が場所によって
異なり、偏向角度が大きくなるに従ってビームスポット
の歪めが大きくなる。

これによるフォーカス状態の不均一はスクリーンのスポ
ット又は輝線によって容易に判断することが出来る。

そこで、今一対の垂直偏向板７が第３図に示すように傾
斜配置されていることが判明したら、６個の磁石片１６
〜２１を第４図に示す如く配置する。

即ち第１、第３、第５の磁石片１６，１８，２０をその
Ｓ極が中心２２に向くように包囲体１３の外壁に固着し
、第２、第４、第６の磁石片１７，１９．２１をそのＮ
極が中心２２に向くように包囲体１３の外壁に固着する
。

尚各磁石片１６〜２１を最終的に固着する前に仮固着し
、スクリーン１２に於けるフォーカス状態の均一性を調
べた後に本固着する。

このため、図示はされていないが、具体的には、両面接
着テープを真空包囲体１３の外壁に巻き付け、このテー
プの上に磁石片１６〜２１を接着させ、もし一枚の磁石
片で十分なフォーカス補正効果が得られない場合には、
複数枚重ね合わせ、このようにして所定のフォーカス状
態が得られたら、片面接着テープを巻付けて各磁石片１
６〜２１を最終的に固着する。

第４図に示すように６個の磁石片１６〜２１を配置する
と、ガラス管から或る非磁性包囲体１３の内部に点線２
４で示すような磁力線分布が生じる。

即ち隣接する２つの磁石片間をアーチ状の点線２４で結
ぶような磁力線分布が生じる。

そして、中心２２から第１の方向に伸びる直線２３及び
この下側への延長線の近傍を通過する電子ビームに対し
ては矢印２５，２６，２７，２Ｂで示すような力がフレ
ミングの左手の法則に従って作用する。

点線２４で示す磁力線分布から明らかなように、ガラス
管の中心２２の近傍には殆んど磁界が存在しない。

このため、管軸及びこの近傍を通過する電子ビームは磁
石片１６〜２１の影響を殆んど受けずにフォーカスする
。

これに対して、一対の垂直軸偏向板７で上方向に偏向さ
れた電子ビームには矢印２５と矢印２６とに示す力が作
用する。

即ち線２３上に位置する垂直偏向電子ビームの断面の左
半分には矢印２５の力が作用し、この電子ビームの断面
の右半分には矢印２６の力が作用する。

ビームの左半分に作用する矢印２５の力は第４図で上か
ら下に向う成分を有し、ビームの右半分に作用する矢印
２６の力は第４図で下から上に向う成分を有する。

即ち左側の矢印２５は第３図の矢印１４と反対向きの戒
分を有し、右側の矢印２６は第３図の矢印１４と同一方
向の成分を有する。

この実施例の場合は、第３図の矢印１４から明らかなよ
うに、上偏向ビーム１５の左半分では電界による力が大
き過ぎ、右半分では不足しているが、第４図の矢印２５
で示す力の下方向の成分と矢印２６で示す上方向の戒分
とが第３図の電界による力に重畳されると過不足の殆ん
どない状態となる。

即ち垂直軸偏向板７の電界の作用を受けると共に磁石片
１６〜２１の磁界の作用を受けると、電子ビーム１５の
左半分と右半分とに働く力が実質的に等しくなり、ビー
ムスポットの変形が少なくなり、フォーカス状態が良く
なる。

この実施例で電子ビーム１５が下方向に偏向される場合
には、第３図の矢印１４の向きが逆となり、またビーム
は第４図に示す矢印２７．２８の近傍を通過する。

そして、左側の矢印２７は上方向の或分を威し、右側の
矢印２８は下方向の戒分を有するので、上方向偏向の場
合と同様に偏向電界分布の不均一に基づくビームの歪み
を打ち消すことが出来る。

尚矢印２５，２６，２７，２８は第４図で垂直方向（上
下方向）の成分のみならず、水平方向（左右方向）の成
分も有するので、電子ビームが上又は下に振られると、
電子ビームを水平力向（左右力向）に移動させる力が働
くため、微小ではあるが縦輝線が曲がる。

このため、垂直軸偏向板７の組立精度が極端に悪い場合
には、スクリーンの上下でのフォーカス補正は出来ても
、縦輝線の曲がりが実用上間となるが、通常の組立精度
の範囲であれば縦輝線の曲がりは極めて少なく、実用上
全く問題がない。

上述から明らかなように、本実施例によれば、機械的精
度に頼らずに静電偏向型陰極線管のフォーカスの精度を
上げることが出来る。

従って、今迄良品とされていた陰極線管においては更に
フォーカス状態を良くすることが可能となり、また今迄
不良品とされていた陰極線管を良品として使用すること
が可能となる。

この結果、陰極線管の製作歩留りを大幅に向上させ、コ
ストを低減させることが出来る。

またこの実施例のように第３の四極レンズ１０を有する
場合には、この四極レンズ１０の組立誤差も当然フォー
カス状態に影響するが、これも同時に補正することが可
能となる。

またこの実施例では中心２２に磁界がないので、無偏向
時の輝点の移動を伴わないでフォーカス補正することが
出来る。

第５図は本発明の別の実施例に係わる静電偏向型陰極線
管を示す、第２図のＢ−Ｂ’線に相当する部分の断面図
である。

この陰極線管は、磁石片の数及び配置場所が変更された
点を除いては、第２図〜第４図の陰極線管と同一に構成
されている。

この実施例では第１、第２、第３及び第４の磁石片３１
．３２，３３，３４が配置され、これによって点線３５
で示すようなアーチ状の磁力線分布が形成されている。

即ち管の中心２２から第１の方向（垂直方向）に伸びた
直線３６を基準にして、約６０度の位置に第１の磁石片
３１が配置され、約１２０度の位置に第２の磁石片３２
が配置され、約２４０度の位置に第３の磁石片３３が配
置され、約３００度の位置に第４の磁石片３４が配置さ
れている。

尚第１及び第４の磁石片３１ ，３４はそのＮ極が中心
２２に向くように配置され、第２及び第３の磁石３２，
３３はそのＳ極が中心２２に向くように配置されている
。

従って、上方向に偏向された電子ビームには矢印３７
，３８に示す力が作用し、下方向に偏向された電子ビー
ムには矢印３９．４０に示す力が作用し、中心２２を通
る電子ビームには矢印４１で示す力が作用する。

ところで、矢印３７は第５図で下方向の成分を有し、矢
印３８は第５図で上方向の成分を有するので、今、一対
の垂直軸偏向板７が第３図と同様に傾いているとすれば
、第４図の場合と同様に上方向偏向ビームのフォーカス
補正を行うことが出来る。

また矢印３９は上方向の戒分を有し、矢印４０は下方向
の成分を有するので、下方向偏向ビームのフォーカス補
正を第４図の場合と同様に行うことが出来る。

尚中心２２を通る無偏向ビームに対しては矢印４１で示
す水平方向（左右方向）の力が作用するのみであるから
、フォーカス状態は変化せず、輝点位置のみが僅かに左
に移動する。

しかし、この移動量は極めて少ない。

第６図は本発明の更に別な静電偏向型陰極線管を示す、
第２図のＢ−Ｂ’線に相当する部分の断面図である。

この陰極線管に於いても、磁石片の数と配置場所が変更
されている点を除いては、第２図〜第４図の陰極線管と
同一に構成されている。

この実施例では管の中心２２を通る直線５０の上に第１
の磁石片５１と第２の磁石片５２とが配置され、第１の
磁石片５１のＳ極が中心２２に向い、第２の磁石片５２
のＮ極が中心２２に向っている。

このため、管内に点線５３で示すようなアーチ形の磁力
線分布が生じ、上方向偏向電子ビームには矢印５４．５
５で示す力が作用し、下方向偏向電子ビームには矢印５
６．５７で示す力が作用し、中心２２を通る無偏向電子
ビームには矢印５８で示す力が作用する。

そして、左側上の矢印５４は下方向の成分を有し、右側
上の矢印５５は上方向の成分を有するので、第３図に示
すように一対の垂直軸偏向板７が傾いていても、第４図
の場合と同様に上方向偏向ビームのフォーカス補正を行
うことが出来る。

また、左側下の矢印５６は上方向の成分を有し、右側下
の矢印５７は下方向の成分を有するので、第４図の場合
と同様に下方向偏向ビームのフォーカス補正を行うこと
が出来る。

尚中心２２の矢印５８は上下方向の戒分を有さないので
、中心２２を通る無偏向ビームに対するフォーカス条件
は変化しない。

この矢印５８は右方向に向いているので、無偏向ビーム
に右方向の力が作用し、輝点が少し移動するが、極めて
微小であるので、殆んど問題とならない。

以上、本発明の実施例について述べたが、本発明は上述
の実施例に限定されるものではなく、更に変形可能なも
のである。

例えば、実施例では磁石片１６〜２１を一対の垂直軸偏
向板７と四極レンズ１０との間に配置したが、垂直軸偏
向板７の入口端近傍から水平軸偏向板１１の入口端近傍
の間の適当な位置に配置してもよい。

パターン歪みを生じさせず、より効果的にフォーカス補
正出来るより好ましい範囲は垂直軸偏向板７の出口端近
傍から水平軸偏向板１１の入口端近傍までである。

尚四極レンズ１０を有する場合には四極レンズ１０の組
立誤差によるフォーカスボケも効果的に補正するために
、四極レンズ１０を囲む外壁上に磁石片１６〜２１を配
置してもよい。

また、実施例ではビーム１５に対する磁界の作用を、磁
石片１６〜２１の枚数で調整したが、勿論磁気の強さの
異なる磁石片を用意し、適当な磁気の強さの磁石片を配
置してもよい。

また磁石片１６〜２１の管軸力向の位置によってフォー
カス補正効果が異なるので、磁石片１８〜２１を第２図
で左右方向に移動して適切なフォーカス状態を得、しか
る後固着してもよい。

また実施例では管軸に直交する１つの断面内に６個又は
４個又は２個の磁石片を配置したが、複数の断面内に配
置してもよい。

即ち第２図に於いてＢ−Ｂ’線断面図に６個の磁石片１
６〜２１を配置し、更に例えばＡ−Ａ’線断面上に６個
の別の磁石片を配置してもよい。

要するに磁石片の重ね合せで磁界を調整してフォーカス
状態を調整せずに、管軸方向に複数枚の磁石片を並べる
ことによってフォーカス状態を調整してもよい。

また角材の磁石片に限ることなく、例えば管軸方向に長
い磁石片を使用してもよい。

また磁石片１６〜２１等を１枚の磁石片とせずに、更に
小さい磁石片を集合させて等価的に１つの磁石としても
よい。

また実施例では第３図に示すような偏向板７の傾きを補
正したが、これと逆の傾きの場合には、第４図〜第６図
の磁石片の極性を変えることによって同様に補正するこ
とが出来る。

また四極レンズを有さない陰極線管にも適用可能である
。

また実施例の陰極線管に後段加速電極、メッシュ電極、
偏向拡大レンズ等を付加したものにも、本発明を勿論適
用出来る。

また表示陰極線管に限ることなく、蓄積管、撮像管等の
陰極線管にも適用可能である。

また上記実施例では第１の対の偏向板を垂直軸偏向板７
としたが、これが水平軸偏向板であってもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の陰極線管の説明的断面図である。 第２図は本発明の実施例に係かる陰極線管を説明的に示
す断面図、第３図は第１図及び第２図のＡ一ＡＩ部分の
説明的断面図、第４図は第２図のＢ−Ｂ′部分の説明的
断面図である。 第５図は本発明の別の実施例の陰極線管を示す説明的断
面図である。 第６図は本発明の更に別の実施例の陰極線管を示す断面
図である。 尚図面に用いられている符号において、１は陰極、７は
垂直軸偏向板、１１は水平軸偏向板、１２はスクリーン
、１３は包囲体（ガラス管）、１６は第１の磁石片、１
７は第２の磁石片、１８は第３の磁石片、１９は第４の
磁石片、２０は第５の磁石片、２１は第６の磁石片であ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電子ビームを発生する電子ビーム発生源と、前記電
   子ビームを第１の方向に偏向するために前記電子ビーム
   の通路に沿って配置された第１の対の静電偏向板と、前
   記第１の方向と直角な第２の方向に前記電子ビームを偏
   向するために前記電子ビームの通路に沿って配置された
   第２の対の静電偏向板と、電子ビームが投射されるビー
   ム投射面とがこの順序で配列され且つ包囲体が設けられ
   た静電偏向型陰極線管に於いて、前記第１の対の静電偏
   向板の入口端近傍から前記第２の対の静電偏向板の入口
   端近傍迄の間に対応する前記包囲体の外壁上に、前記ビ
   ーム投射面上でのフォーカス状態の不均一を補正する磁
   界を前記電子ビームに付与する小形磁石片を配置したこ
   とを特徴とする静電偏向型陰極線管。 ２ 前記磁石片、Ｎ極とＳ極とを表裏に有する実質的に
   ６個の磁石片であり、前記６個の磁石片は、そのＮ極又
   はＳ極が前記包囲体の中心に向くように夫々配置され、
   且つ前記中心から前記第１の方向に伸びた直線を基準に
   して約６０度間隔で配置され且つ隣りの磁石片の極性と
   異なる極性となるように配置されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の静電偏向型陰極線管。 ３ 前記磁石片は、Ｎ極とＳ極とを表裏に有する実質的
   に４個の磁石片であり、前記４個の磁石片は、そのＮ極
   又はＳ極が前記包囲体の中心に向くように夫々配置され
   且つ前記中心から前記第１の方向に伸びた直線を基準に
   して約６０度の位置、約１２０度の位置、約２４０度の
   位置、及び約３００度の位置に夫々配置され、且つ前記
   約６０度の位置の磁石片と前記約３００度の位置の磁石
   片とが同極性となり、前記約１２０度の位置の磁石片と
   前記約２４０度の位置の磁石片とが同極性であると共に
   前記約６０度及び約３００度の位置の磁石片と異極性と
   なるように、配置されていることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の静電偏向型陰極線管。 ４ 前記磁石片は、Ｎ極とＳ極とを表裏に有する実質的
   に２個の磁石片であり、前記２個の磁石片は、そのＮ極
   又はＳ極が前記包囲体の中心に向くように夫々配置され
   、且つ前記中心を通る前記第１の方向の直線の上に配置
   され、且つ前記２個の磁石片の一方はＮ極が前記中心に
   向き、前記２個の磁石片の他力はＳ極が前記中心に向く
   ように夫夫配置されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の静電偏向型陰極線管。