(57)【要約】【課題】  メイン合焦用レンズの電極のエッジの形状を修正することによって“DeltaFocus”を調整することを可能とすること。【解決手段】  本発明は、３色カラー陰極線管用メイン合焦レンズに関し、各電極のアパーチャは、水平軸に沿って長い寸法を持つ長方形で、その両端部が、電子銃の前記軸（Ｚ）に関して対称で以下の式によるオーダーｎの２つの同一の半楕円であるアパーチャを含み、その式とは、（ｘ／ａ）２／ｎ＋（ｙ／b）２／ｎ＝１で表わされ、ここで、ｘ＝a cosnθ、ｙ＝b sinnθ、係数ｎは１でない値、aは、水平軸（Ｏｘ）に沿ったオーダーｎの楕円の幅の半分、ｂは、鉛直軸（Ｏｙ）に沿ったオーダーｎの楕円の高さの半分、ｘは、オーダーｎの楕円上の点の横座標、ｙは、オーダーｎの楕円上の点の縦座標、θは、０°から９０°間の一象限内で変化する角度である。【選択図】  図３ａ
2005085770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子銃の平均放出軸（Ｚ）に沿って合焦用電極（Ａ）と加速用電極（Ｂ）とが並べられ、各電極が、水平軸（Ｏｘ）に沿って伸びた形態のアパーチャ（それぞれ９，１０）と、前記電極のアパーチャの近傍に該アパーチャに平行に配置され、外側の穴（３，５及び６，８）と中心の穴（４，７）を備えるプレートとを含み、各プレートの３つの穴が、水平軸（Ｏｘ）に平行な軸に沿って並べられた、３色カラー陰極線管用メイン合焦レンズにおいて、
各電極のアパーチャは、水平軸に沿って長い寸法を持つ長方形で、その両端部が、電子銃の前記軸（Ｚ）に関して対称で以下の式によるオーダーｎの２つの同一の半楕円であるアパーチャを含み、その式とは、
（ｘ／ａ）２／ｎ＋（ｙ／b）２／ｎ＝１
で表わされ、
ここで、ｘ＝a cosnθ、ｙ＝b sinnθ、
係数ｎは１でない値、
aは、水平軸（Ｏｘ）に沿ったオーダーｎの楕円の幅の半分、ｂは、鉛直軸（Ｏｙ）に沿ったオーダーｎの楕円の高さの半分、
ｘは、オーダーｎの楕円上の点の横座標、ｙは、オーダーｎの楕円上の点の縦座標、
θは、０°から９０°間の一象限内で変化する角度である、メイン合焦レンズ。
【請求項２】
係数ｎは、０＜ｎ＜２の値である、請求項1に記載のメイン合焦レンズ。
【請求項３】
係数ｎは、次式で与えれ、
ｎ＝A11×（DeltaFocus）２＋A1×DeltaFocus＋A0
A11＝-3.576 10-6
A1＝2.867 10-2
A0＝0.987
“DeltaFocus”は、外側のビームの合焦用電圧と、中央のビームに関する合焦用電圧との差である、請求項２に記載のメイン合焦レンズ。
【請求項４】
前記外側の穴は、楕円形であり、−１ｍｍから１ｍｍの間の値δΦＶextだけ外側の直径ΦＶextから変化できる外径を有し、これにより、オーダーｎの楕円の係数ｎが値１を有する形状のスクリーン上への電子ビームの正確な合焦を得ることを可能とする、請求項１に記載のメイン合焦レンズ。
【請求項５】
前記外側の穴の鉛直方向の直径の変動δΦＶextは、次式で与えれ、
δΦＶext＝B11×ｎ２＋B1×ｎ＋B０
係数B11、B1及びB０の値は、
B11＝0.362
B1＝4.44 10-2
B0＝-0.407である、請求項４に記載のメイン合焦レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、陰極線管電子銃用のメイン電子レンズに係り、特に、管のスクリーンの各３色素子を構成する３つの光励起可能な素子、赤、緑及び青がアラインされた（インライン管）カラーテレビジョン管用のメイン電子レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のテレビジョン管は、略平面のフェースプレート若しくは長方形のスクリーンを含む。スクリーンは、燐光体若しくはピクセルのパッチのモザイクを内面に備え、燐光体若しくはピクセルは、電子ビームにより励起され、励起された燐光体に依存して、青、緑若しくは赤でありうる光を放出する。
【０００３】
管のエンベロップ内にシールされる電子銃は、スクリーンの中心に向かって方向付けられ、穿孔されたマスク（若しくはシャドウマスク）を介してスクリーンの種々のポイントに向けて電子ビームを放出することを可能とする。電子銃は、燐光体を担持するスクリーンの内面上に電子ビームを合焦させ、そこに収束させることを可能とする。
【０００４】
管のまわり若しくはその一方側に配置される偏向システムは、電子ビームの方向に作用してその軌道を偏向させることを可能とする。従って、偏向システムの連続的な作用は、モザイク状の燐光体全体を探索するように、スクリーンの水平・鉛直の走査を可能とする。
【０００５】
電子ビームの偏向が無く、銃内に対称の電場を生成する銃の対称電極を備える場合、電子ビームはスクリーンの中心に到達する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、メイン合焦用レンズの電極のエッジの形状を修正することによって“DeltaFocus”を調整することを可能とすることをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
図１ａ及び図１ｂは、本発明が適用される電子銃の一例を示す。
【０００８】
この電子銃は、熱放出により電子を放出する陰極Ｋを含む。電極Ｇ１は、電極Ｇ２と協働して、陰極から放出される電子から軸Ｚに沿った電子ビームの形成を初期化する。
【０００９】
電極Ｇ２は、このように形成されたビームを合焦し、“クロスオーバー(crossover)”と称される合焦点に合焦する。この合焦点のサイズは、可能な限りポイント状である。例えば、電極Ｇ１は、アースと１００ボルトの間の静的電位である。電極Ｇ２は、３００ボルトと１２００ボルトの間の電位である。
【００１０】
本例では６０００ボルトと９０００ボルトの間の電位まで上昇される電極Ｇ３は、電子の加速を促進させる。
【００１１】
電極Ｇ２と略同等の電位まで上昇される電極Ｇ４は、電極Ｇ３及び電極Ｇ４に向く電極Ｇ５の一部と共に、図１ｂに示されるように電子ビーム用の事前合焦レンズを構成する。
【００１２】
電極Ｇ５，Ｇ６及びＧ７は、2次極（quadripolar）レンズを構成し、電子ビームに鉛直面内で圧縮荷重を水平面内で歪みを付与するような態様で、ビームに2次極作用を誘起するだろう。上述の如く、ビームの変形は、スクリーンの周辺でより大きく、特にスクリーンのコーナーで大きい。変形は、連続的に、スクリーンの中心から周辺へと増加していく。電極若しくは2次極Ｇ５，Ｇ６及びＧ７の組み合わせは、それ故に、ビームの偏向を関数として事前補正を実行しなければならない。この補正は、スクリーン走査システムと同期して連続的に実行されなければならない。Ｇ５，Ｇ６及びＧ７により生成される2次極の構成及び電極の制御が以下説明される。
【００１３】
デバイスＧ７−Ｇ８は、関連して上述したように、電子ビームに鉛直面内で圧縮荷重を水平面内で歪みを付与する傾向のある2次極作用を達成する。
【００１４】
電極Ｇ９は、Ｇ８と共に、主要出口レンズを構成する電極である。
【００１５】
“インライン”型の３色管では、電子銃は、一及び同一平面内に配置される３つの電子ビーム（赤、緑及び青）を扱うことを可能とする。このため、電子銃は、３つの電子ビームを扱うために３つの穴が直線的に配置される電極を備える。
【００１６】
本発明は、３色カラー陰極線管（ＣＲＴ）で使用される“インライン”型電子銃のメイン合焦レンズに関する。
【００１７】
電子銃は、次の特性により特徴付けられる。
・合焦用電圧Vf(図5参照)及び陽極電圧(図5参照)は、スクリーンに電子ビームをそれぞれ合焦及び加速させることを可能とする。DFM銃の場合（Dynamic Focus Modulationの略）、合焦用電圧は動的であり、Vｄと称される(図5参照)。
・“バイアス（bias）”は、スクリーンの中心でVｄとVｆ間の差として定義される（bias＝Vｄ−Vｆ）。
・“DeltaFocus”は、外側の電子ビーム（例えば赤及び青のビーム）がスクリーン上の一点（例えば中心点）で合焦することを可能とする合焦用電圧（Vdext）と、中央ビーム（例えば緑のビーム）を同一点で合焦することを可能とする合焦用電圧（Vdint）との間の差として定義される。一般的な法則として、“DeltaFocus＝Vdext−Vdint”がゼロであることが重要である。
・スクリーンの中心での3つの電子ビーム（赤、緑及び青）の収束（コンバージェンス）は、スクリーン上の中央ビーム（例えば緑のビーム）に関して、外側ビーム（例えば赤及び青のビーム）のスクリーン上への当たり方として定義される。
【００１８】
一般的に、“DeltaFocus”は、水平方向の穴の直径（図３ａにおける、ΦH1、ΦHint＝２RHint、ΦHext＝２RHext）を修正することによって補正される。ある構成では、ハードウェアの使用を介してこれらの直径を修正することにより全体のデルタフォーカスを補正することは可能でない。それ故に、“DeltaFocus”を調整する新しいパラメータを見つけることが必要とされてきた。
【００１９】
本発明は、メイン合焦用レンズの電極のエッジの形状を修正することによって“DeltaFocus”を調整することを可能とする。
【００２０】
それ故に、本発明は、電子銃の平均放出軸に沿って並べられた合焦用電極と加速用電極とを含む３色カラー陰極線管電子銃用メイン合焦レンズに関する。各電極は、水平軸に沿って伸びた形態のアパーチャと、前記電極のアパーチャの近傍に該アパーチャに平行に配置され、外側の穴と中心の穴を備えるプレートとを含む。各プレートの３つの穴は、水平軸に平行な軸に沿って並べられる。各電極のアパーチャは、該水平軸に沿って長い寸法を持つ長方形で、その両端部が、電子銃の前記軸（Ｚ）に関して対称で以下の式によるオーダーｎの２つの同一の半楕円であるアパーチャを含み、その式とは、
（ｘ／ａ）２／ｎ＋（ｙ／b）２／ｎ＝１
で表わされ、
ここで、ｘ＝a cosnθ、ｙ＝b sinnθ、
係数ｎは１でない値、
aは、水平軸（Ｏｘ）に沿ったオーダーｎの楕円の幅の半分、ｂは、鉛直軸（Ｏｙ）に沿ったオーダーｎの楕円の高さの半分であり（図3ａ）、
ｘは、オーダーｎの楕円上の点の横座標、ｙは、オーダーｎの楕円上の点の縦座標、
θは、０°から９０°間の一象限内で変化する角度である。
【００２１】
好ましくは、係数ｎは、０＜ｎ＜２の値である。特に、ｎの値は、約０．５と約１．５の間の値であってよい。
【００２２】
本発明の一実施例によれば、係数ｎは、次式で与えれ、
ｎ＝A11×（DeltaFocus）２＋A1×DeltaFocus＋A0、係数A11、A1及びA0の値は、
A11＝-3.576 10-6
A1＝2.867 10-2
A0＝0.987である。
【００２３】
好ましくは、前記電極の外側の穴は、楕円形であり、−１ｍｍから１ｍｍの間の値δΦＶextだけ外側の直径ΦＶextから変化できる外径を有し、これにより、オーダーｎの楕円の係数ｎが値１を有する形状のスクリーン上への電子ビームの正確な合焦を得ることを可能とする。
【００２４】
前記外側の穴の鉛直方向の直径の変動δΦＶextは、次式で与えれ、
δΦＶext＝B11×ｎ２＋B1×ｎ＋B０
係数B11、B1及びB０の値は、
B11＝0.362
B1＝4.44 10-2
B0＝-0.407である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の種々の局面及び特徴が、以下の説明と添付図面とからより明らかとなるだろう。
【００２６】
本発明は、それ故に、“デルタフォーカス”、即ち外側ビーム（赤及び青ビーム）に対する合焦電圧と、中央ビーム（緑ビーム）に関連した電圧との間の差を、“スーパー楕円”とも称される“オーダーｎの楕円”の形状を電極に持たせることによって、より正確には、電極のエッジ１１’、１２’に関する前記“スーパー楕円”の係数を修正することによって、調整することを可能とするメイン合焦レンズシステムに関する。本発明は、DFM銃（Dynamic Focus Modulationの略）及び非DFM銃（位置Vf＝Vdに無関係）に関する。
【００２７】
一般的に、“オーダーｎの楕円”若しくは“スーパー楕円”は、次のタイプの関係式によって表わされる。
（ｘ／ａ）２／ｎ＋（ｙ／b）２／ｎ＝１
ここで、
ｘ＝a cosnθ、ｙ＝b sinnθ、 
a及びｂは、それぞれ、水平軸（図３ｂ中のＯｘ）に沿った“スーパー楕円”の幅の半分、及び、鉛直軸（図３ｂ中のＯｙ）に沿った“スーパー楕円”の高さの半分であり、
ｘは、“スーパー楕円” 上の点の横座標、ｙは、“スーパー楕円”上の点の縦座標であり、
θは、０°から９０°間の一象限内で変化する角度であり、
ベキ指数ｎは、楕円性の係数であり、即ちｎが０ならば長方形と得られ、ｎ＝１ならば楕円が得られ、ｎ＝２ならばダイアモンドが得られる。ｎ＝０．５及び１．５の係数で本発明に適合して形作られた“スーパー楕円”の例は、図４ａ及び図４ｂにそれぞれ示される。
【００２８】
図2に示すように、メイン合焦レンズは、加速用電極Aと、合焦用電極Bとを含む。各電極は、電極Bに対するアパーチャ9、及び、電極Aに対するアパーチャ１０を含む。図３ｂに示すように、各アパーチャ９，１０は、半径ａ，ｂで係数ｎの2つの半“オーダーｎの楕円”１３，１５により拡張される長方形アパーチャ14を含む。各電極Ａ，Ｂは、それぞれ、互いに反対に深さＬ２，Ｌ１を有する。
【００２９】
更に、2つのアパーチャ９，１０は、水平方向に大幅に延長される。それらは、深さＰ１，Ｐ２の2つの同一の材料の折り返し部１１，１２からなる。
【００３０】
これらは、更に、２つのプレート1,2を有し、それぞれのプレート1,2には、3つの穴３，４，５，６，７，８が水平方向で直線的にあけられる。これらのプレートは、2つのアパーチャ９，１０のエッジから距離Ｌ１，Ｌ２離れて配置される。距離Ｌ１，Ｌ２は、2つの長さＬtotalAとＬtotalBが一定に保たれるように調整される。
【００３１】
中心穴４，７は、楕円形であり、同一の寸法である。外側の穴３，５，６，８は、内側の水平方向の直径ΦHint＝２RHintと、外側の水平方向の直径ΦHext＝２RHextと、鉛直方向の直径ΦＶextとからなる楕円形である。これらの外側の穴３，５，６，８は、中心穴４，７に関して対称で、同じ寸法である。ピースBは、動的電圧Vdに接続され、ピースAは、電子の最終加速を可能とする電圧に接続される(陽極)。
【００３２】
本発明は、各電極A,Bに対して、これら電極のアパーチャ９，１０の端部の“スーパー楕円”の式のパラメータｎを修正することによって、“デルタフォーカス（delta focus）”を無くす(キャンセルする)ことを可能とする。
【００３３】
このパラメータｎは、次の多項式により与えられる。
【００３４】
ｎ＝A11×（DeltaFocus）２＋A1×DeltaFocus＋A0
好ましくは、係数A11、A1及びA0は次のとおりである。
【００３５】
A11＝-3.576 10-6
A1＝2.867 10-2
A0＝0.987
結果として、動作点を保持するため、ｎ＝１で電子ビームの合焦がスクリーン上に正確になされる形状から始まり、電極の外側の穴３，５，６，８の直径ΦＶextを再調整することが必要である。このため、外側の穴の鉛直方向の直径ΦＶextの必要な修正は、次の公式により、事前に得られる新たな係数ｎに基づいて計算される。
【００３６】
δΦＶext＝B11×ｎ２＋B1×ｎ＋B０
係数B11、B1及びB０の値は、好ましくは、次のとおりである。
【００３７】
B11＝0.362
B1＝4.44 10-2
B0＝-0.407
これらの公式において、ｎは、各電極において互いに対面しあう同一の半“スーパー楕円”の係数である。
【００３８】
“DeltaFocus”は、上述の如く補正したい電圧の差である。
【００３９】
δΦＶextは、外側の穴の鉛直方向のサイズにおける変動であり、外側のビームの合焦を再調整することを可能とする。
【００４０】
これらの関係は、良好な補正係数（R2＝0.99）を有する。
【００４１】
本発明によると、ｎ及びδΦＶextは、好ましくは、次の値の範囲内にある値を有する。
・０＜ｎ＜２でｎは１でない。特に、約０．５と約１．５の間の値を選択することが可能である。
・ΦＶextの値に関係なく、−１ｍｍ＜δΦＶext＜１ｍｍ。これは、次のDeltaFocusの変動に対して当てはまる。
・-300V＜DeltaFocus＜300V
図６は、スーパー楕円の係数ｎ、及び、電極の外側の穴の鉛直方向の直径δΦＶextにおける変動を決定するために曲線を示す。横軸にプロットされているのは係数ｎの種々の値であり、左側の縦軸にプロットされているのはDeltaFocusの種々の値であり、右側の縦軸にプロットされているのはδΦＶextの種々の値である。曲線“DeltaFocus”及び“δΦＶext”は、特別な電子銃により生成されている。ゼロの縦軸の参照値は、電極のスーパー楕円の係数ｎが1に等しい銃に対応する。生成したい特別なDeltaFocusを得るために、“DeltaFocus”曲線は、電極の“スーパー楕円”の係数ｎの値を得、次いで、電極の外側の穴に適用されるべきδΦＶextの修正値を得ることを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１ａ】上述のような本発明が適用される模範的な電子銃を示す図である。
【図１ｂ】上述のような本発明が適用される模範的な電子銃を示す図である。
【図２】本発明が適用される電子銃の模範的なメイン合焦レンズを示す図である。
【図３ａ】本発明による電子銃のメイン合焦レンズの模範的実施例を示す図である。
【図３ｂ】本発明による電子銃のメイン合焦レンズの模範的実施例を示す図である。
【図４ａ】本発明によるメイン合焦レンズの電極形状の一例を示す図である。
【図４ｂ】本発明によるメイン合焦レンズの電極形状の一例を示す図である。
【図５】電子銃に対する制御電圧を示す図である。
【図６】メイン合焦レンズの電極の形状を決定するための本発明による曲線を示す図である。
【符号の説明】
【００４３】
１，２    プレート
３，４，５，６，７，８    穴
９，１０    アパーチャ
【図１ａ】
2005085770.tif 000003
【図１ｂ】
2005085770.tif 000004
【図２】
2005085770.tif 000005
【図３ａ】
2005085770.tif 000006
【図３ｂ】
2005085770.tif 000007
【図４ａ】
2005085770.tif 000008
【図４ｂ】
2005085770.tif 000009
【図５】
2005085770.tif 000010
【図６】
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