JPS5947860B2 - カラ−受像管用露光装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はカラー受像管用露光装置に関するものである。

第１図に示す如きカラー受像管、即ちネック部１に封入
された水平Ｘ軸方向に直列配設されたインライン型電子
銃と、垂直Ｙ軸方向に長い矩形孔を水平Ｘ軸、垂直Ｙ軸
方向に所定のピッチをもって配置した矩形孔を有するス
リット型シャドウマスク（図示せず）と、前記シャドウ
マスクを介してパネル２内面に露光形成された、垂直Ｙ
軸方向に連続した螢光体ストライプ又は光吸収細条（以
下ストライプと総称する）を有するカラー受像管を製造
する場合、前記矩形孔を有するスリット型シャドウマス
クを介してパネル２内面に垂直Ｙ軸方向に連続したスト
ライプを露光形成する露光装置としては、その光源とし
てシャドウマスク矩形孔の長手方向に長さを有する長光
源、又は点光源を前記矩形孔の長手方向に移動しつつ用
いるのが一般的である。

これは、例えば、固定点光源にて露光した場合パネル２
内面に形成した螢光面上のシャドウマス久秀過光分布は
シャドウマスクの矩形孔の垂直方向の接続部となるブリ
ッジに対応した影（暗部）を持ち、垂直方向に連続した
ストライプが得られないためである。

しかし前記の如き反光源を使用した場合でも特に螢光面
パネル２の４偶に於いてストライプの蛇行現象が生じ、
そのためにカラー受像管の色純度特性等に著しい障害を
およばず。

前記蛇行現象は既に周知の如く、シャドウマスクが所定
の曲面を持っているために上記スリット型シャドウマス
クの矩形孔の長手（Ｙ軸）方向と反光源の長手（Ｙ軸）
方向が１ねじれ”の位置にあるために生じ、前記”ねじ
れ”は螢光面のパネル４偶に於いて最も大きくなるため
である。

次に前述したストライプの蛇行現象を第２図及び第３図
を用いて説明する。

即ち第２図に於いて矩形孔を有するスリット型シャドウ
マスク２１と前記シャドウマスク矩形孔の長手（Ｙ軸）
方向と一致する反光源２２を用いて螢光面２０上に垂直
方向（Ｙ軸）に連続した螢光体ストライプを露光形成す
る場合を考えると前記反光源２２とシャドウマスク２１
の注目する矩形孔２４の中心に含む平面２３を仮設し、
この平面２３とシャドウマスク２１の交＠ｂ−ｂ’と矩
形孔の垂直方向（Ｙ軸）の配列方向を示す線ａ−ａ’は
注目する矩形孔２４上にて、角度θだけ１）ねじれ＋１
を生じる。

この原因は前述の如く、シャドウマスク２１が所定の曲
率を持って成形された曲面である事による。

即ち矩形孔２４上に於ける反光源２２の像は矩形孔２４
に対し角度θだけ“１ねじれ”を呈する。

従って、反光源２２より射出して矩形孔２４を透過し、
螢光面２０に到達する透過光、換言すれば螢光面２０上
の反光源２２の像２５は上記矩形孔の配列方向を示す線
ａ −ａ’に対応する螢光面２０上の線ｃ −ｃ’に対
しほぼθなる角度を有して形成される。

矩形孔２４とＹ軸方向に隣り合う矩形孔２６についても
全く同様な現象が生じる事は明らかである。

その結果矩形孔２４．２６に夫々対応する露光面２０上
の反光源２２の像２５，２７はその中心点は上記線Ｃ−
ｅ’上にあり、且つ＠ ｃ −ｃ’に対し夫夫角度θだ
け１ねじれ１また状態で隣接することになる。

その結果第３図に示す如く蛇行した螢光体ストライプ３
０が形成される。

このストライプの蛇行現象を軽減するため前述の反光源
を使用する露光法或いはその装置に於いては、光源と螢
光面の間に配置される開口を有するシャッターにより螢
光面の露光範囲を限定し、上記露光範囲に於ける前記１
ねじれ１′を補正しながら露光し、更にこれを夫々の露
光範囲毎に逐時繰返し行なう所謂ゾーン露光を行なうの
が一般的な方法である。

尚前記Ｉ＋ねじれ“の補正は実際に光源を機械的に前記
露光範囲の移動（前記開口を有するシャッターの移動）
と同期させて傾斜させる等の方法が用いられている。

前述の如＜、スリット型シャドウマスクを使用して垂直
（Ｙ軸）方向に連続したストライプを露光形成する方法
としては、反光源を使用し、且つ露光ゾーンとシャドウ
マスク矩形孔長手方向と投光源長手方向の１′ねじれ１
＋を逐時補正しつつ露光する所謂ゾーン露光法が適して
いるがこのゾーン露光法に於いては下記の如き欠点を有
する。

即ち１、螢光面を露光ゾーンを限定しつつ露光するため
、露光時間が長く、螢光面製作能率が低下し、必要設備
の増大を招く。

２、露光装置が複雑でその保守管理が難しく、従って螢
光面品位の不安定化を招く。

３、露光時間の短縮のため光源パワーの増大などが要求
されるが、その結果として光源のライフの低下を招く。

４、その他 本発明は前記反光源を利用する露光法の欠点に鑑み、そ
の欠点を解消する手段を提供するものであり、前述のス
トライプの蛇行現象を除去或いは軽減するために特別に
設計した補正レンズを使用したカラー受像管用露光装置
に関するものである。

次に第４図により本発明のカラー受像管用露光装置の一
実施例に適応する補正レンズの原理を説明する。

即ち第４図に於いて、シャドウマスク２１の矩形孔２４
の長手方向と反光源２２の中心（原点０）とを含む一点
鎖線で示す平面４１が反光源２２の配置されるＸ−Ｙ平
面と交わる交線ｄ−ｄ’は明らかにＹ軸と前述の角度θ
をなして交わる。

即ち矩形孔２４から補正レンズ４０を通して反光源２２
を見た時、見掛上の反光源４２が前記交線ｄ −ｄ’上
にあれば前述の説明で明らかな如く、見掛上前記１１ね
じれ１角θはＯとなり螢光体ストライプの蛇行現象を除
去しうる。

これを実現する補正レンズ４０は理論上下記条件を満足
すればよい。

即ち前記平面２３上に於いてシャドウマスク２１の矩形
孔２４の中心Ｍと反光源の一方の端点２８を結ぶ直線Ａ
が補正レンズ４０と交わる点を点４３゜同様に矩形孔２
４の中心Ｍと投光源の他方の端点２９を結ぶ直線Ｂが補
正レンズ４０と交わる点４４とする。

更に点Ｏを中心として投光源２２を角度θだけ回転し直
＠ｄ−ｄ’と一致させた時、投光源の端点２８，２９に
一致する直線ｄ −ｄ’の点を夫々４５．４６とする。

前記シャドウマスク２１上の矩形孔２４の中心Ｍと前記
直線ｄ−ｄ′上の点４５．４６を夫々結ぶ直線Ｃ，Ｄ（
これらの直線は明らかに前述の平面４１上にある）が補
正レンズと交わる点を夫々４７．４８とする。

第４図に於いて実際の投光源２２の一方の端点２８より
出射した光線の内補正レンズ４０の点４７に入射する光
線Ｅが補正レンズ４０を透過後、直線Ｃに一致する様に
、又投光源２２の他方の端点２９より出射した光線の内
補正レンズ４０上の点４８に入射する光＠Ｆが補正レン
ズ４０を透過後、直％ＩＤに一致する様に補正レンズ４
０の点４７゜４８に於ける境界条件（例えばレンズ厚、
傾斜など）を決定してやれば、見掛上長光源２２は点４
５．４６を端点とする必要な見掛上の光源４２と一致さ
せる事が出来る。

又、前記説明にて明らかな如く、補正レンズ４０により
偏向された後の光線の見掛上の光源はＹ軸に対し角度θ
のみ１ねじれ”の位置にあれば良く、即ち補正レンズ４
０上４７，４８に入射した光線は直線Ｏ及びＤを含む平
面内に偏向される様に補正レンズ４０の境界条件を決定
すれば良い。

前記説明に於いて、補正レンズの厚さは無いものとして
扱かったが、厚さがあっても同様な事が云える事は明ら
かである。

シャドウマスク２１上の矩形孔２４と垂直方向に隣り合
う矩形孔２６及び水平方向に隣り合う矩形孔についても
全く同様の事が成立し、夫々の矩形孔に対応する補正レ
ンズ４０上の夫々の点に対し境界条件を満足させる事が
出来る。

更に前述の１ねじれ”角θは、周知の如くシャドウマス
ク２１が所定の曲率を持って成型されている為に生じる
ものであるから、シャドウマスク２１の全面にわたって
連続関数で表示される事は明らかであり、従って補正レ
ンズ曲面も亦連続関数で表示され、その結果螢光面スク
リーンに到達する光線は前述のゾーン露光法を使用しな
くとも螢光体ストライプの蛇行現象は自動的に補正され
る事は明らかである。

次に本発明の具体的実施例につき述べる。

第５図に本発明のカラー受像管用露光装置の一実施例を
示す。

第５図に於いて第１の補正レンズ５０は前述の螢光体ス
トライプの蛇行現象を軽減するための補正レンズ、第２
の補正レンズ５１はカラー受像管の螢光面形成に使用さ
れ被偏向電子ビームと螢光体ストライプを螢光面スクリ
ーン（図示せず）に於いて正しく整合させるための補正
レンズを示す。

第１の補正レンズ５０はその少なくとも１つの表面がＺ
＝ΣＡｎｙｎ（Ａｎは係数）Ｎ＝２ にて表わせる曲面を有しており、Ｙ軸と中心Ｏを中心に
対称に設置せしめた投光源２２の中心Ｏより射出してほ
ぼＹ軸に平行な直線Ｇ上に入射する光線に対し、第５図
に示す如き見掛上の光源の位置の変位を与える特性を有
している。

即ち、上記中心Ｏより射出して直１上の点Ｇ１． Ｇ２
． Ｇ３に夫々入射する光線は、その見掛上の光源位置
が各々Ｇ１１．Ｇ２□、Ｇ３３となり、更に換言すれば
その入射位置のｙ座標に対する見掛上の光源の変位量（
投光源２２の中心の見掛上の変位量）のＸ成分は単純増
加関数で与えられる。

この特長光源２２の一方の接点２８より射出してＧ３点
に入射し、更にシャドウマスク上の点Ｍに達する光線と
、他方の端点２９より射出して０１点に入射し、更にシ
ャドウマスク上の点Ｍに達する光線の見掛上の光源位置
は第５図に示す如く、そのＸ成分が夫夫Ｇ１０．Ｇ３３
にほぼ等しい点Ｇ１□、Ｇ３□に移動する。

この結果はぼ点Ｇ１１とＧ３３の△Ｘ成分の差に対応し
た投光源２２の見掛上の１′ねじれ１′角θが得られ、
これを前述のシャドウマスク２１の曲率により生ずる点
Ｍに於ける１１ねじれ＋＋角θと相殺する様に前除の第
１のレンズ５０の曲面係数Ａｎが決められている。

即ち、第１の補正レンズではストライプの長手方向と直
角方向成分の補正に際し、電子ビームの前記直角成分と
は逆方向の補正を行なうか、または画面Ｙ軸と平行な任
意の軸に沿って、ｙ座標に関し、単調減少関数（第１象
現のみ、他の象限は第１象限に対し、ＸＸＹ軸に対しほ
ぼ対称）にて表わされる補正を行なうことになる。

しかしながら、第１のレンズ５０による見掛上の光源移
動即ち投光源２２の重心が見掛上Ｇ２□点に移動するこ
とは本来ストライプが満足すべき螢光面スクリーン上に
於ける電子ビームとの整合条件を阻害するため、第２の
補正レンズ５１は以下の条件を満足する様に設計されて
いる。

即ち、電子ビームの見掛上の電子ビーム源の変位量のＸ
成分を△ＸＢ。

第２の補正レンズ５１による授光源の中心Ｏの見掛上の
変位量のＸ成分を△Ｘとするとき、螢光面スクリーンの
位置の点に到達する光線に対し△ＸＢ＝△Ｘ＋△Ｘｍな
る関係を満足する様に設計される。

ここに△ＸｍはＧ２２点のＸ成分である。すなわち第１
のレンズ５０のＸ成分の補正は負で、第２のレンズ５１
のＸ成分の補正は正で、かつ第１のレンズ及び第２のレ
ンズの補正を加えることによりストライプは電子ビーム
との整合条件を満足する補正量を得る。

また授光源２２と第１の補正レンズ５０との２方向の距
離に比し、授光源２２と第２の補正レンズ５１との距離
は充分に大きくとって設計される。

この特長光源２２より出て、シャドウマスク２１上の点
Ｍに到達する光が第１の補正レンズ５０を通過する領域
Ｇ１Ｇ３に比し、第２の補正レンズ５１を通過する領域
…ま充分に小さく、換言すれば第２の補正レンズ５１に
対し授光源２２は充分に小さく、はぼ点光線と見なされ
るため、第２の補正レンズ５１の与える見掛上の光源の
高位置は第１の補正レンズ５０にて行なう前述の１１ね
じれ１ｊ角θに対しほとんど影響しない。

即ち第２の補正レンズはストライプの長手方向と直角方
向成分の補正に際し、第１の補正レンズとの補正量の総
和が電子ビームの前記直角方向成分と一致する様に決め
られた補正を行なう事になる。

第６図は本発明に係わる露光装置に用いられる補正レン
ズのストライプの長手方向に直交する断面形状の一例で
ある。

即ち、第１の補正レンズ５０は少なくともその周辺部に
於ては凸レンズ状をなし、第２の補正レンズ５１は少な
くともその周辺部に於ては凹レンズ状をなしている。

ここで両レンズ共に中央部分に変位部分が存在するのは
補正レンズと光源との位置関係によるものであって必ら
ずしも本質的なものではない。

何にせよ、補正レンズのストライプの長手方向に直交す
る断面の少なくとも周辺部において、第１の補正レンズ
の補正量は単調減少、第２の補正レンズの補正レンズは
単調増加となるようにすればよい。

以上の如く、本発明のカラー受像管用露光装置に適応す
る補正レンズを使用すれば、ゾーン露光を用いずとも電
子ビームとストライプの整合状態を保ちつつ、ストライ
プの蛇行現象を除去或いは軽減することができ、前記ゾ
ーン露光法の欠点を除去することが可能となった。

上述の如く、従来使用される電子ビームとストライプの
スクリーン面に於ける整合をとる目的と全く異なる補正
レンズを用いる事により、上記整合条件を全く阻害する
ことなく、ストライプの蛇行を解決できるので、カラー
受像管のパネル内面に塗布された螢光面金面を同時に露
光することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図はカラー受像管の外観を示す簡略斜視図、第２図
は従来のカラー受像管用露光装置によるストライプの蛇
行原因を説明するための説明図、第３図は第２図に示す
露光装置により螢光面を露光した時の螢光面に於けるス
トライプの蛇行状態を示す説明図、第４図は本発明のカ
ラー受像管用露光装置の原理を説明するための説明図、
第５図は本発明のカラー受像管用露光装置に適応する補
正レンズの説明図、第６図は補正レンズのストライプの
長手方向に直交する断面形状の一例を示す概略図である
。 ２１・・・・・・シャドウマスク、２２・・・・・・露
光光源、２４．２６・・・・・・スリット状矩形孔、４
０，５０゜５１・・・・・・補正レンズ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ カラー受像管の内面に形成した螢光面が螢光体スト
   ライプ及びまたは光吸収細条からなるカラー受像管用露
   光装置に於いて、前記露光装置が少なくとも光源と第１
   の補正レンズ及び第２の補正レンズとを具備し、前記第
   １の補正レンズは前記ストライプ及びまたは光吸収細条
   の長手方向と直角方向成分の補正に際し、電子ビームの
   前記直角成分とは逆方向の補正を行なうか又は画面Ｙ軸
   と平行な任意の軸に沿って、ｙ座標に関し第１象現のみ
   に於て単調減少関数にて表わされる補正を行なうように
   前記ストライプに直交する方向の断面は少なくともその
   周辺部分に於て凸レンズ状をなし、第２の補正レンズは
   前記直角方向成分の補正に際し、第１の補正レンズとの
   補正量の総和が電子ビームの前記直角方向成分の一致す
   る様に決められた補正を行なうように前記ストライプに
   直交する方向の断面は少なくともその周辺部分において
   凹レンズ状をなしている事を特徴とするカラー受像用露
   光装置。 ２ 第１の補正レンズが第２の補正レンズと光源との間
   に配設してなる事を特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載のカラー受像用露光装置。 ３ 第１のレンズの少なくとも一面が Ｚ＝ΣＡｎｙ”にて表わされる曲面を有することＮ、＝
   ２ を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラー受像管
   用露光装置。 但し、座標軸は画面短軸に一致する軸をＹ軸、長軸に一
   致する軸をＹ軸、それらに直行する軸をＺ軸とし、Ａｎ
   は特許請求の範囲第１項に記載による第１の補正レンズ
   の特性を満足する曲面を表わす係数である。