(57)【要約】【課題】  電子銃の設計時に楕円度及び非点収差を独立して調節することができ、且つ、電子ビーム電流の変化時に楕円度及び非点収差の殆ど変化しない電子ビームを得ることが本発明の目的である。【解決手段】  本発明は陰極線管のための電子銃三極管に関する。三極管において、陰極は、電子銃のＺ軸を中心とし、且つ、第一電極に向かって前進する突出放射ゾーンを有する。突出放射ゾーンは、第一軸の周りで如何なる回転対称も有さない。適用：陰極線管。【選択図】  図５
2006108085.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陰極と、
該陰極の電位よりも代数学的に低い電位を有する第一電極と、
前記陰極の電位よりも正の電位を有する第二電極と、を備える、
第一軸に従って配置された陰極線管のための電子銃三極管であって、
上記第一電極及び第二電極は、前記第一軸を中心とする開口をそれぞれ有し、
前記陰極は、前記第一軸を中心とし且つ前記第一電極の方向に前進する少なくとも１つの突出放射ゾーンを有し、
該突出放射ゾーンは、前記第一軸の周りに回転対称を有さず、
前記第一電極の開口は、前記第一軸に対して如何なる回転対称をも有さないことを特徴とする、
電子銃三極管。
【請求項２】
前記第一軸に対して直交する第二軸及び第三軸によって定められる、前記突出放射ゾーンの頂上線と前記電極開口縁部の縁部との間の、平面上の突出部において測定された間隔は、前記第二軸及び前記第三軸に従って異なる、ことを特徴とする請求項１に記載の電子銃三極管。
【請求項３】
前記突出放射ゾーンは、第一軸を含む２つの対称平面を有する、ことを特徴とする請求項２に記載の電子銃三極管。
【請求項４】
前記第一グリッドの前記開口は、第一軸を含む２つの対称平面を有する、ことを特徴とする請求項３に記載の電子銃三極管。
【請求項５】
前記頂上線上で測定された前記突出放射ゾーンの最大寸法は、第一電極の前記開口の寸法よりも小さい、ことを特徴とする請求項１に記載の電子銃三極管。
【請求項６】
前記第一電極の前記平面からの前記隆起突出部の前記頂上線の前記直角突出部は、前記第一電極の前記開口の内側にある、ことを特徴とする請求項１に記載の電子銃三極管。
【請求項７】
前記突出部の前記頂上線は、第一の長方形の形状を有し、該長方形の寸法比は、放出される電流密度プロファイル、従って、前記ビームの楕円度を決定する、ことを特徴とする請求項１に記載の電子銃三極管。
【請求項８】
前記第一電極の前記開口は、第二の長方形の形状を有し、該長方形の側辺は前記第一の長方形の側辺と平行であり、前記第三軸と平行に測定される両方の長方形の前記側辺間の間隔に対する前記第二軸と平行に測定される両方の長方形の側辺間の間隔の比が、水平クロスオーバと垂直クロスオーバとの間の距離を決定し、よって、前記電子ビームの非点収差を決定する、請求項７に記載の電子銃三極管。
【請求項９】
前記陰極は幾つかの突出放射ゾーンを含み、該幾つかの突出放射ゾーンは前記第一軸の周りに如何なる回転対称をも有さない、ことを特徴とする上記請求項のうちいずれか１項に記載の電子銃三極管。
【請求項１０】
当該電子銃三極管は、上記請求項のうちいずれか１項に記載の三極管を３つ含む、ことを特徴とするカラー陰極線管のための電子銃三極管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は陰極線管のための電子銃三極管に関する。
【背景技術】
【０００２】
陰極線管の電子銃は、熱放射によって電子を放射する陰極と、陰極によって放射される電子からの電子ビームの形成を初期化する２つの電極とを含む。このようにして、焦点が形成される。この焦点のサイズは可能な限り特定的である。残余の記載において、この焦点を「クロスオーバ」と呼ぶ。
【０００３】
図１は、陰極線管用の電子銃に適用されるそのような三極管を概略的に示している。陰極及び両方の電極はＺ軸に従って整列している。
【０００４】
Ｚ軸は電子銃の主長手軸であり、赤、緑、及び、青の３つの電子ビームが本質的にＺ軸と平行に走っている。
【０００５】
水平のＸ軸はＺ軸に対して直交しており、電極Ｇ１の赤、緑、及び、青の開口の中心を通過している。
【０００６】
垂直のＹ軸はＸ及びＺ軸に対して直交しており、電極Ｇ１の緑の開口の中心を通過している。
【０００７】
電子銃のクロスオーバの形態、位置、及び、広がりは、電子が陰極Ｋの放射ゾーンによって放射されるや否や、電子は極めて収束的な電子レンズの作用を陰極と電極Ｇ１との間で受けるという事実によって引き起こされる。換言すれば、放射ゾーンよりも遠くに放射される電子の軌跡は、電子銃の長手Ｚ軸に対する角度がより一層大きい。その結果、ビームの軌跡は、異なるＺ位置で且つ異なる角度で、それ故に、Ｚ及び横断線（平面（ＸＹ））におけるクロスオーバの広がりで、Ｚ軸と交差する。
【０００８】
その上、ビーム電流が変化すると、次の２つの効果によってクロスオーバの移動が引き起こされる。
【０００９】
（１）ビーム電流が大きければ大きいほど、電子は放射ゾーンの中心からより遠くに放射され、よって、上記の段落で記載された効果を生む。
【００１０】
（２）ビーム電流が大きければ大きいほど、陰極／電極Ｇ１レンズは余り収束的でないので、より多くの軌跡が陰極から離れて交差する。効果（２）は効果（１）よりも支配的なので、ビーム電流が増大すると、クロスオーバの位置は陰極から離れる方向に移動する。この結果、電子銃の主レンズによる最適な収束はビーム電流に従って変化する。これは「焦点トラッキング」と呼ばれ、電子銃設計者はその低減に努めている。
【００１１】
これから先、電子を放射し得る表面を放射面と呼ぶ。選択された三極管及びその動作のために選択された電気パラメータに従って、放射面の多少の延出部分は効果的に電子ビームを放射する。
【００１２】
【特許文献１】非点ビーム形成領域（ＢＦＲ）を備える米国特許第５，７６０，５５０号に記載されているような標準的な電子銃において、非対称な開口、即ち、Ｚ軸の周りで回転対称を有さず且つ軸対称な開口が、陰極に対向する第一電極Ｇ１の部分に設計されている。この開口は、例えば、長方形、楕円形、又は菱形の形状である。そのような電子銃では、ビームの楕円度及び非点収差は独立していない。何故ならば、それらの両方は放射ゾーンの形状に関係しているからであり、非点収差は水平面及び垂直面における収束レンズ陰極／Ｇ１の力にさらに関係している。ビーム電流が変化すると、楕円度及び非点収差は変化する（何故ならば、放射ゾーンが変化するからである）。楕円度及び非点収差が独立していないという事実は、図２ａ乃至２ｄによって例示されている。これらの図面は電子銃三極管を表わしており、そこでは、電極Ｇ１の開口は、最大寸法が垂直軸Ｙに従った長方形の形状を取る。図２ａ及び２ｂは低い電子ビーム電流で動作する三極管を示しており、図２ａは平面ＸＺに従い、図２ｂは平面ＹＺに従っている。図２ｃ及び２ｄは高い電子ビーム電流で動作する三極管を示している。
【００１３】
これらの図面は、水平面と垂直面との間の非対称の故に、陰極／電極Ｇ１レンズの力が水平面と垂直面との間の非対称を有することを示しており、よって、水平クロスオーバは垂直クロスオーバから離れている。
【００１４】
【特許文献２】さらに、米国特許第４，０９１，３１１号は、電子銃内に筒状電子ビーム、即ち、「中空ビーム」を生成し得る平坦な環状陰極を記載している。この環状陰極は、陰極、電極Ｇ１、及び、電極Ｇ２によって形成される組立体内に配置されている。図３ａ乃至３ｃは、２つの電子ビーム電流値のための平坦な環状陰極が取り付けられた三極管の場合を示している。ビーム電流が最大のとき、クロスオーバは位置を変えるが、放射ゾーンはほぼ同一の広がりを保持していることが分かるであろう。環状の形状は、放射ゾーンがディスクの形状である標準的な平坦な陰極に対して次の利点を有する。
【００１５】
−  ビーム電流が変化時におけるクロスオーバのより小さな移動。何故ならば、ビームを放射するゾーンが（ビーム電流が増大するときに）環状ゾーンの中央リングの両側で拡大するからであり、よって、クロスオーバはＺ軸に従って拡大するが、その共通重心は殆ど移動しない。
【００１６】
−  ビデオ制御電圧におけるより小さな変調（より少ない「駆動振幅」）。これによって、駆動回路を単純化し、使用される電力を削減することが可能となる。
【００１７】
−  「モアレ」として知られるテレビ画像のアーチファクト（技術的欠陥）の低減。ビームが高電流から低電流に流れるとき、クロスオーバがそのＺ位置をほとんど変えない結果、電子スポットの細やかさが低いビーム電流値で余り求められないからである。
【００１８】
【特許文献３】国際公開第ＷＯ／０２０５２５９９号は、環状陰極の変形を記載しており、環状陰極はその主表面から隆起する１つ又はそれ以上の環状隆起を有する。隆起は回転対称を有し、半トロイダル又は類似の形状を有する。
【００１９】
図４ａ乃至４ｃは、そのような陰極を備える三極管を示している。放射面は回転対称を備えて突出し、三極管の全体が回転対称を有する。図４ｂ及び４ｃは、２つのビーム電流値のためのこの三極管の動作を示している。ビーム電流が最大であるとき、クロスオーバは位置を変えるが、放射ゾーンはほぼ同一の広がりを保持するのが分かる。放射ゾーンは突出部の頂上ゾーンの両側上の僅かにより広がった領域を占めるので、放射ゾーンは僅かにより広がっている。
【００２０】
平坦な冠状放射ゾーンを有する陰極は、冠部の放射ゾーンを限定することによって、クロスオーバの展開を制限する特性を有するが、この特性は隆起した放射ゾーンの場合に得られる。何故ならば、この隆起はより強い電気抽出場を受け、従って、放射はこのゾーンに制限されるからである。
【００２１】
これらの隆起リング放射陰極は、上記列挙された平坦リング放射ゾーン陰極と同一の利点を有する。しかしながら、それらは、所与のビーム電流のために、より制限された放射ゾーン、従って、スクリーン上の減少されたスポットサイズ、従って、より良い画像解像度の利点も有する。
【００２２】
欠点は、放射ゾーンが回転対称に維持されるので、楕円度及び非点収差は独立しておらず、具体的には、それらは設定中に独立して調節され得ないことである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明の１つの目的は、電子ビーム形成領域の出力で、電子銃の設計時に楕円度（水平面ＸＺと垂直面ＹＺとの間の電流密度プロファイルの非対称の度合い）及び非点収差（水平クロスオーバと垂直クロスオーバとの間のＸ軸に沿った間隔）を独立して調節することができ、且つ、電子ビーム電流の変化時に楕円度及び非点収差の殆ど変化しない電子ビームを得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
従って、本発明は、陰極と、サインを考慮にいれて、陰極の電位よりも代数的数の尺度で低い電位を有する第一電極と、陰極の電位よりも大きい電位を有する第二電極とを備える、第一軸に従って配置された陰極線管のための電子銃三極管に関する。陰極は、第一軸を中心とし且つ第一電極の方向に前進する少なくとも１つの突出放射ゾーンを有する。第一及び第二電極は、第一軸を中心とする開口をそれぞれ有する。本発明によれば、突出放射ゾーンは、第一軸の周りに回転対称を示さない。
【００２５】
１つの形態の実施態様によれば、第一電極の開口は、第一軸に対して如何なる回転対称をも有さない。
【００２６】
一般的に、第一軸に対して直交する第二軸及び第三軸によって定められる、頂上線と電極開口縁部の縁部との間の、平面上の突出部において測定される間隔は、第二軸及び第三軸に従って異なる。
【００２７】
有利に、突出放射ゾーンは第一軸を含む２つの対称平面を有する。
【００２８】
第一グリッドの開口も第一軸を含む２つの対称平面を有し得る。
【００２９】
頂上線上で測定された突出放射ゾーンの最大寸法は、第一電極の開口の直径でより少ない。
【００３０】
１つの形態の実施態様によれば、第一電極の平面からの隆起突出部の頂上線の直角突出部は、この第一電極の内側にある。
【００３１】
好ましくは、突出部の頂上線は第一の長方形の形状を有し、その寸法比は放射される電流密度プロファイルを決定し、従って、ビーム楕円度を決定する。
【００３２】
また、陰極と対向する第一電極の開口の部分は第二の長方形を有し、その側辺は第一の長方形の側辺と平行であり、第三軸と平行に測定された両方の長方形の側辺間の間隔に対する第二軸と平行に測定された両方の長方形の側辺間の間隔の比は、水平クロスオーバと垂直クロスオーバとの間の距離を決定し、よって、電子ビームの非点収差を決定する。
【００３３】
陰極が幾つかの突出放射ゾーンを有し、これらのゾーンが第一軸の周りに回転対称を有さないことを保証することも可能である。
【００３４】
本発明は、このように記載され且つ前記第一軸と平行に配置された３つの三極管を含むカラー陰極線管のための電子銃に適用可能である。
【００３５】
本発明の異なる目的及び特徴は、以下の記載及び添付の図面により明確に現れるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本発明の基本的構成は以下の通りである。
【００３７】
Ａ）例えば、突出部の頂上線で、隆起する突出放射ゾーンに長方形の形状を付与することによって、平面ＸＹにおいて、突出放射ゾーンに非回転対称な形状を付与する。よって、放射された電流密度プロファイルの幾何学的な非対称効果、言わば、ビームの楕円度が生成される。
【００３８】
Ｂ）平面（Ｘ，Ｙ）における突出部で測定された、陰極の突出部と開口の縁部との間の間隔を、Ｘに従って及びＹに従って異なるよう選択することによって、平面（Ｘ，Ｙ）において、電極Ｇ１の開口に非対称の形状をもたらす。Ｚ軸上の水平クロスオーバ及び垂直クロスオーバの場所はこのようにして決定される。換言すれば、ビームの非点収差は制御される。実に、放射ゾーンは制限されたままであり、空間的に突出部に固定されているのに対し、Ｘに従った及びＹに従った開口の寸法は、突出部上の等電位線の曲線を制御し、よって、軌跡の角方向を制御し、最後に、「水平クロスオーバ」及び「垂直クロスオーバ」のＺ軸上の位置を制御する。
【００３９】
図５は本発明の第一実施態様を示している。ここでは、突出部は回転対称ではなく、長方形である。例えば、突出部の頂上線Ｓは長方形であり、平面ＸＺと平行な長方形の幅は２ａであり、平面ＹＺと平行な長方形の幅は２ｂである。
【００４０】
電極Ｇ１の開口は、Ｚ軸の周りで回転対称である。この開口は半径Ｒを有する。
【００４１】
図５の実施態様によれば、電極Ｇ１の開口の直径は、長方形の突出部の対角線よりも大きい。この直径は、突出部の頂上線Ｓによって形成される長方形の対角線よりも少なくとも大きく設計されるのが好ましい。よって、電極Ｇ１の平面上の頂上線の直角の突出部は、この電極の開口の外周の内側に入る。
【００４２】
図６ａ及び６ｄは、電子ビーム電流の２つの値のためのこの三極管の動作を示している。図６ａ及び６ｂは低いビーム電流での動作を示しており、図６ｃ及び６ｄはより高いビーム電流での動作を示している。
【００４３】
ビーム電流がより高いとき、クロスオーバは場所を変えるが、放射ゾーンは突出部の頂上ゾーンの両側上のより広がった領域を占めるので、放射ゾーンは僅かにより広がっているのが分かる。陰極と電極Ｇ１の開口との間に位置する等電位線は一層湾曲し、且つ、平面ＸＹと余り平行でないので、それらはＺ軸から遠く離れていることも分かる。ａ／Ｒ比
が大きくなればなるほど一層大きくなる角度をＺ軸と共に形成することによって、ビームは突出長方形の長さ２ａの側部によって放射される。それ故、このａ／Ｒ比はＺ軸上の「水平クロスオーバ」の場所Ｃｈを決定する。同様に、ｂ／Ｒ比はＺ軸上の「垂直クロスオーバ」の場所Ｃｖを決定する（図面６ｂ及び６ｄ）。
【００４４】
これらの条件で、水平クロスオーバＣｈと垂直クロスオーバＣｖとの間の距離は、第一電極の開口の半径Ｒで、突出部の長方形の寸法のａ／Ｒ比及びｂ／Ｒ比によって決定される。よって、これらの比率によって、システムの非点収差を決定し得る。
【００４５】
その上、突出部の寸法について決定を下し、且つ、寸法ａ／ｂの比率を選択することによって、放射されるビームの楕円度が決定される。
【００４６】
図７は本発明の他の実施態様を示している。そこでは、突出部は長方形であり、頂上線は長方形であり、平面ＸＺにおける長方形の幅は２ａであり、平面ＹＺにおける長方形の幅は２ｂである。
【００４７】
電極Ｇ１の開口も長方形である。電極Ｇ１の開口は長方形の形状であり、平面ＸＺにおける長方形の幅は２ｆであり、平面ＹＺにおける長方形の幅は２ｇである。
【００４８】
図８ａ乃至８ｄは、ビーム電流の２つの場所のための、図７のシステムの動作を示している。
【００４９】
ａ／ｆ比がＺ軸上の「水平クロスオーバ」Ｃｈの場所を支配し（図８ｂ及び８ｄ）、ｂ／ｇ比が「垂直クロスオーバ」Ｃｖの場所を決定する（図８ａ及び８ｃ）ことが分かる。
【００５０】
従って、第三軸（Ｙ）と平行に測定される２つの長方形の側部間の間隔（ｇ−ｂ）に対する第二軸（Ｘ）と平行に測定される２つの長方形の側部間の間隔（ｆ−ａ）の比が、水平クロスオーバと垂直クロスオーバとの間の距離を決定し、よって、電子ビームの非点収差を決定すると考え得る。
【００５１】
ａ／ｂ比が放射される電流プロファイルの幾何学的な非対称、従って、ビームの楕円度を制御し、この楕円度はクロスオーバの場所から独立していることも分かる。
【００５２】
前の例において、陰極の突出放射ゾーンはＸＹ平面において長方形の形状を有するものと考えられた。本発明の範囲の外に逸脱することなく、軸Ｘ及びＹに従って２つの異なる寸法が得られるよう、それは楕円形のような他の形状を有し得る。
【００５３】
陰極に対向する電極Ｇ１の開口の部分に関して、開口は、（図５におけるような）回転対称を備えた形状の代わりに、正方形の形状を有し得る。或いは、図７の長方形の形状の代わりに、それは長円形を有し得る。
【００５４】
以上の記載では、１つの突出放射ゾーンを備える陰極が設けられた。しかしながら、本発明は、陰極が幾つかの突出放射ゾーンを有する三極管にも適用可能である。例えば、図９ａ及び９ｂは、陰極が突出ゾーンｚｅ１，ｚｅ２を含む三極管を示している。これらのゾーンは概ね長方形の形状であり、それらの頂上線Ｓ１，Ｓ２は等間隔である。
【００５５】
上記の記載において、中央陰極の形状、及び、Ｚ軸に従って位置する電極の開口が記載され、それはカラー陰極線管のスクリーンの緑の画素を励起するよう設計された電子ビームを放射する電子銃の部分に対応している。陰極、及び、Ｚ軸の両側に位置し、且つ、赤及び青の画素を励起する電極の開口は、類似又は同一の方法で構成される。
【００５６】
本発明は含浸陰極に有利に適用可能であり、放射面の形状をそのために正確に選択し得る。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】既に上記された技術の異なる状態を示す概略図である。
【図２】ａは、既に上記された技術の異なる状態を示す概略図であり、ｂは、既に上記された技術の異なる状態を示す概略図であり、ｃは、既に上記された技術の異なる状態を示す概略図であり、ｄは、既に上記された技術の異なる状態を示す概略図である。
【図３】ａは、既に上記された技術の異なる状態を示す概略図であり、ｂは、既に上記された技術の異なる状態を示す概略図であり、ｃは、既に上記された技術の異なる状態を示す概略図である。
【図４】ａは、既に上記された技術の異なる状態を示す概略図であり、ｂは、既に上記された技術の異なる状態を示す概略図であり、ｃは、既に上記された技術の異なる状態を示す概略図である。
【図５】本発明に従った電子銃三極管の実施態様を示す概略図である。
【図６】ａは、低い電子ビーム電流を備えた図５の三極管の動作モードを示す概略図であり、ｂは、低い電子ビーム電流を備えた図５の三極管の動作モードを示す概略図であり、ｃは、高い電子ビーム電流を備えた図５の三極管の動作モードを示す概略図であり、ｄは、高い電子ビーム電流を備えた図５の三極管の動作モードを示す概略図である。
【図７】本発明に従った三極管の他の実施態様を示す概略図である。
【図８】ａは、低い電子ビーム電流を備えた図７の三極管の動作モードを示す概略図であり、ｂは、低い電子ビーム電流を備えた図７の三極管の動作モードを示す概略図であり、ｃは、高い電子ビーム電流を備えた図７の三極管の動作モードを示す概略図であり、ｄは、高い電子ビーム電流を備えた図７の三極管の動作モードを示す概略図である。
【図９】ａは、陰極が幾つかの突出放射ゾーンを含む本発明に従った三極管を示す概略図であり、ｂは、陰極が幾つかの突出放射ゾーンを含む本発明に従った三極管を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５８】
Ｋ      陰極
Ｇ１    第一電極
Ｇ２    第二電極
２ａ    幅
２ｂ    幅
２ｆ    幅
２ｇ    幅
Ｓ      頂上線
Ｓ１    頂上線
Ｓ２    頂上線
Ｃｈ    水平クロスオーバの場所
Ｃｖ    垂直クロスオーバの場所
ｚｅ１  突出ゾーン
ｚｅ２  突出ゾーン
【図１】
2006108085.tif 000003
【図２】
2006108085.tif 000004
【図３】
2006108085.tif 000005
【図４】
2006108085.tif 000006
【図５】
2006108085.tif 000007
【図６】
2006108085.tif 000008
【図７】
2006108085.tif 000009
【図８】
2006108085.tif 000010
【図９】
2006108085.tif 000011