JP2001084923A - 電子銃および陰極線管受像機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子銃の外側からＶＭコイルによる高周波磁
界を印加した際に、グリッド電極内で渦電流が発生し、
エネルギーロスとなる。 【解決手段】 陰極線管バルブのネック４内に電子銃６
を挿入するとともに、電子銃６の外側のネック４外周部
にＶＭコイル（高周波コイル）８を配置してなる陰極線
管受像機において、ＶＭコイル８の内側に位置する第４
グリッド電極Ｇ４の一部を、金属よりも抵抗値が高い非
金属部（セラミック）９で構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーテレビジョ
ン受像機やコンピュータ用ディスプレイ等に用いられる
陰極線管受像機に係り、特に、電子ビームの出射源とな
る電子銃の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】テレビジョン受像機等に用いられる陰極
線管では、電子銃から出射される電子ビームを上下左右
に偏向することにより、画面上に画像を組み立ててい
る。電子ビームの偏向には、水平偏向コイルと垂直偏向
コイルを有する偏向ヨークが用いられる。この偏向ヨー
クでは、水平偏向コイルによる偏向磁界によって電子ビ
ームを左右に偏向する一方、垂直偏向コイルによる偏向
磁界によって電子ビームを上下に偏向することにより、
陰極線管の画面上で電子ビームのスポットを水平および
垂直方向に走査している。その際、水平および垂直偏向
コイルには、それぞれに対応する偏向回路からノコギリ
波電流が供給され、このノコギリ波電流の繰り返し周波
数に応じて画面上での電子ビーム（ビームスポット）の
走査速度が設定される。

【０００３】また、陰極線管のなかには、電子ビームの
水平走査速度を変調する走査速度変調コイル（以下、
「ＶＭコイル」という）を備えたものがある。このＶＭ
コイルは、上記水平偏向コイルとは別に電子ビームに偏
向磁界を作用させることにより、ビーム走査速度を変調
する。具体的には、陰極線管の画面上で輝度が変化する
ところ、例えば白部分と黒部分の境界において、輝度の
高い側（白側）ではビーム速度を瞬間的に遅くする一
方、輝度の低い側（黒側）ではビーム走査速度を瞬間的
に速くすることにより、白／黒の境界部にメリハリを持
たせて表示画像の鮮明化を実現している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、陰極線管の
軸方向（管軸方向）においては、陰極線管バルブのネッ
クからファンネルに至る部分（コーン部）に偏向ヨーク
が装着される。これに対して、ＶＭコイルは偏向ヨーク
よりもネック端寄りに設けられることから、ネック内に
挿入された電子銃の外側にＶＭコイルが配置されること
が多い。

【０００５】このＶＭコイルには、輝度信号を２回微分
した波形の偏向電流（高周波電流）が供給される。よっ
て、ＶＭコイルが発生する偏向磁界は高周波磁界とな
る。一方、電子銃には、カソードから放射される電子の
量や移動速度、軌道等を制御する複数のグリッド電極が
設けられている。そして、それらの電極材料には、金属
（例えば、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼）が用いられ
ている。

【０００６】そうした場合、前述のように電子ビームの
水平走査速度を変調すべく、電子銃の外側からＶＭコイ
ルによって高周波磁界を印加すると、その磁界中に存在
するグリッド電極（金属）内で渦電流が発生する。そう
すると、渦電流損によるエネルギーロスが起こるため、
ＶＭコイルによる変調効率が悪化してしまう。

【０００７】この対策としては、ＶＭコイルの内側に位
置するグリッド電極を軸方向に二分割し、その間に隙間
を開けることも考えられる。この対策を採用すれば、Ｖ
Ｍコイルによる高周波磁界が上記隙間部分を通して電子
ビームに作用するようになるため、変調効率を改善する
ことができる。ただし、上記グリッド電極の隙間をあま
り広く開けると、グリッド電極外の電位状態の影響を電
子ビームが受けてしまう。そのため、グリッド電極に隙
間を開ける手法では、十分な改善効果が期待できないと
いう難点がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明による電子銃で
は、電子を放出するカソード部と、このカソード部から
放出された電子を制御する複数のグリッド電極とを有す
るとともに、複数のグリッド電極の所定部位を金属より
も抵抗値が高い非金属部で構成している。

【０００９】上記構成の電子銃においては、複数のグリ
ッド電極の所定部位を金属よりも抵抗値の高い非金属部
で構成している。これにより、陰極線管バルブのネック
内に電子銃を挿入するにあたって、ネック外周部に配置
される高周波コイルの内側に上記非金属部が位置するよ
うに電子銃を配置することにより、実際に電子銃の外側
から高周波コイルによる高周波磁界を印加した場合に、
グリッド電極内での渦電流の発生が従来よりも少なくな
る。

【００１０】また、本発明による陰極線管受像機では、
陰極線管バルブと、この陰極線管バルブのネック内に挿
入されるとともに、電子を放出するカソード部および該
カソード部から放出された電子を制御する複数のグリッ
ド電極を有する電子銃と、この電子銃の外側のネック外
周部に配置された高周波コイルとを備えるとともに、高
周波コイルの内側に位置する複数のグリッド電極の所定
部位を金属よりも抵抗値が高い非金属部で構成してい
る。

【００１１】上記構成の陰極線管受像機においては、高
周波コイルの内側に位置する複数のグリッド電極の所定
部位を金属よりも抵抗値が高い非金属部で構成したこと
により、実際に電子銃の外側から高周波コイルによる高
周波磁界を印加した場合に、グリッド電極内での渦電流
の発生が従来よりも少なくなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００１３】図１は本発明に係る陰極線管の構成例を示
す側面概略図である。図１において、陰極線管バルブ
（ガラスバルブ）１は、パネル２、ファンネル３および
ネック４により構成されている。パネル２の内面には、
赤，緑，青の各色蛍光体を所定のパターンで配列してな
る蛍光面が形成されている。一方、ネック４からファン
ネル３に至る部分（コーン部）には、偏向ヨーク５が装
着されている。偏向ヨーク５には、一対の水平偏向コイ
ルと一対の垂直偏向コイルが設けられている。また、ネ
ック４の内部には、電子銃６が挿入されている。この電
子銃６は、図２にも示すように、ヒータを内蔵するカソ
ード部７と、このカソード部７から放射された電子の量
や移動速度、軌道等を制御する複数のグリッド電極Ｇ
１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５とを有している。また、各
々のグリッド電極Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５は、こ
れらを両側から挟み込むように取り付けられた一対の絶
縁支持棒１１（図２では片側のみ表示）によって一体に
保持されている。

【００１４】上記構成の陰極線管においては、電子銃６
から出射された電子ビームが偏向ヨーク５の偏向磁界に
よって上下左右に偏向される。これにより、パネル２内
面の蛍光面に対して、電子ビームがスポット的に照射さ
れ、かつそのビームスポットが蛍光面上で垂直および水
平方向に走査される。その結果、陰極線管の画面上に所
望の画像（カラー画像，白黒画像等）が表示される。こ
の陰極線管は、パネル２内面の蛍光面に画像を再現（表
示）するのに必要な各種の付属部品とともに図示せぬ筐
体に組み込まれ、これによってテレビジョン受像機やコ
ンピュータ用ディスプレイ等の陰極線管受像機が構成さ
れる。

【００１５】図２は本発明の実施形態に係る電子銃の要
部を示す拡大図である。図２においては、陰極線管の軸
方向（図の左右方向）に沿うかたちで、カソード部７か
ら順に、第１グリッド電極Ｇ１，第２グリッド電極Ｇ
２，第３グリッド電極Ｇ３，第４グリッド電極Ｇ４，第
５グリッド電極Ｇ５が直列に配置されている。このう
ち、第４グリッド電極Ｇ４は、各色（赤，緑，青）に対
応する電子ビームが放射された場合に、それら３本の電
子ビームを集束させるフォーカス電極として機能する。

【００１６】フォーカス電極となる第４グリッド電極Ｇ
４の外側には、高周波コイルを構成するＶＭコイル（走
査速度変調コイル）８が配置されている。ＶＭコイル８
は、図４にも示すように、偏向ヨーク５に設けられた水
平偏向コイルと同様に一対をなすもので、それぞれネッ
ク４外周部の上下に数ターンほどの巻線回数をもって鞍
型に巻かれている。また、各々のＶＭコイル８は、図示
せぬ樹脂成形品に巻装された状態でネック４外周部に配
置されている。

【００１７】因みに、第４グリッド電極Ｇ４の外側にＶ
Ｍコイル８を配置する理由は、第１〜第５グリッド電極
Ｇ１〜Ｇ５の孔を順に通過して進行する電子ビームの進
行速度（運動エネルギー）が、第４グリッド電極（フォ
ーカス電極）Ｇ４の部分で小さくなり、その部分にＶＭ
コイル８のよる高周波磁界を印加することが、電子ビー
ムの水平走査速度を変調するうえで非常に効果的だから
である。

【００１８】そうした場合、例えば従来のように第４グ
リッド電極Ｇ４の全部を金属（例えば、ＳＵＳ３０４等
のステンレス鋼）で構成してあると、その外側からＶＭ
コイル８による高周波磁界を印加したときに、第４グリ
ッド電極Ｇ４の内部（金属内）に渦電流が発生してエネ
ルギーロスとなる。

【００１９】そこで本実施形態においては、ＶＭコイル
８の内側に配置された第４グリッド電極Ｇ４の一部を、
金属よりも抵抗値が高い非金属部９で構成してある。具
体的には、非金属部９をセラミックで形成することによ
り、その部分の抵抗値を金属（従来の電極材料）の抵抗
値よりも高くしてある。

【００２０】非金属部９は、例えば径方向の厚みが０．
３〜２．０ｍｍほどの筒状に形成されている。非金属部
９の両端（開口端）には、それぞれ筒状の金属部１０が
例えば嵌合，接着等により結合され、これによって第４
グリッド電極８が一体的に構成されている。

【００２１】また、第４グリッド電極Ｇ４に所定の電圧
が印加された状態（実使用状態）において、非金属部９
と金属部１０を同じ電位に保つために、非金属部９には
適度な導電性を有するセラミックを採用している。

【００２２】具体的なセラミック材料としては、例え
ば、フォルステライト（２ＭｇＯ・ＳｉＯ₂ ），ステア
タイト（ＭｇＯ・ＳｉＯ₂ ）、コージエライト（２Ｍｇ
Ｏ・２Ａｌ₂ Ｏ₃ ・５ＳｉＯ₂ ）、チタニア系セラミッ
ク、アルミナ（Ａｌ₂ ・Ｏ₃ ）などを採用すると良い。
また、使用するセラミック材料の固有抵抗（抵抗率）と
しては、概ね１０⁴ 〜１０¹⁴Ω・ｃｍの範囲にあれば良
く、さらに好ましくは１０⁶ 〜１０¹⁰Ω・ｃｍ程度が良
い。

【００２３】また、陰極線管の軸方向（図３の左右方
向）においては、ＶＭコイル８の高周波磁界が影響を及
ぼす範囲を十分にカバーし得るように、ＶＭコイル８の
内側にそのコイル巻装長さ寸法Ｌ１とほぼ等しい長さ寸
法Ｌ２或いはそれ以上の長さ寸法（Ｌ１≦Ｌ２）をもっ
て非金属部９を形成配置するのが良い。

【００２４】このように本実施形態においては、ＶＭコ
イル８の内側のグリッド電極部分を、金属よりも抵抗値
が高い非金属部（セラミック）９で構成してあるため、
その外側からＶＭコイル８による高周波磁界を印加した
場合に、第４グリッド電極Ｇ４内における渦電流の発生
が従来よりも少なくなる。これにより、電子ビームの水
平走査速度をＶＭコイル８で変調するにあたり、渦電流
によるエネルギーロスを大幅に低減できるため、その分
だけ変調効率を高めることができる。

【００２５】また、非金属部９に適度な導電性（固有抵
抗：略１０⁴ 〜１０¹⁴Ω・ｃｍ）を有するセラミック材
料を用いたことにより、第４グリッド電極Ｇ４に規定の
電圧が印加された際にも非金属部９での電位の浮きを防
止して、第４グリッド電極Ｇ４全体（非金属部９，金属
部１０）を同電位に保つことができる。

【００２６】さらに、第４グリッド電極Ｇ４を他のグリ
ッド電極Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ５とともに絶縁支持棒
（ビードガラス）１１に一体に保持させる際にも、陰極
線管の軸方向で両側から非金属部９を挟むように２つの
金属部１０を配置してあるため、これらの金属部１０を
用いて第４グリッド電極Ｇ４全体を絶縁支持棒１１に簡
単かつ確実に保持させることができる。

【００２７】なお、上記実施形態においては、ＶＭコイ
ル８の内側に配置された第４グリッド電極Ｇ４の一部
（９）をセラミックで構成するようにしたが、第４グリ
ッド電極Ｇ４の全部をセラミックで構成した場合でも、
渦電流によるエネルギーロスを低減して変調効率を高め
ることができる。

【００２８】また、陰極線管の軸方向において、例えば
ＶＭコイル８が第３グリッド電極Ｇ３の外側に配置され
る場合は、その第３グリッド電極Ｇ３の一部または全部
をセラミックで構成することにより同様の効果を得るこ
とができる。さらに、ＶＭコイル８が例えば第４グリッ
ド電極Ｇ４と第５グリッド電極Ｇ５に跨がって配置され
る場合は、ＶＭコイル８の内側に位置する各グリッド電
極Ｇ４，Ｇ５の一部または全部をセラミックで構成する
ことにより同様の効果を得ることができる。

【００２９】ここで、例えば先述の如く第４グリッド電
極Ｇ４といった一つのグリッド電極を、非金属部９と２
つの金属部１０とによって構成する場合の具体的な結合
構造について述べる。

【００３０】図５は一つのグリッド電極を構成する各パ
ーツの構造を説明する側断面図である。先ず、非金属部
９は、図５（ａ）に示すように両端部を開口した筒状に
形成されている。非金属部９の両端部（開口部）の内周
側には、それぞれ段付部１２が一体に形成されている。
各々の段付部１２は、非金属部９の中心軸方向（図の左
右方向）の一方と他方で、それぞれ非金属部９の内径を
部分的に大きくしたかたちで形成されている。すなわ
ち、非金属部９の中心軸方向においては、非金属部９の
全長Ｌ３のうち、それぞれ両端から長さＬ４の範囲で段
付部１２が形成されている。これにより、両段付部１２
の間の長さＬ５は、“Ｌ３−（Ｌ４×２）”に設定され
ている。また、非金属部９の内周側では、該非金属部９
の内径ｄ１に対して、段付部１２の内径ｄ２がそれより
も大きく（ｄ１＜ｄ２で）設定されている。

【００３１】一方、金属部１０は、図５（ｂ），（ｃ）
に示すように、それぞれ両端部を開口した筒状に形成さ
れている。各々の金属部１０において、一方の開口部は
ストレート状に形成され、他方の開口部は若干外側に拡
開した状態で形成されている。また、各々の金属部１０
の外周面には、該金属部１０の外側に突出する状態で固
定用ピン１３が取り付けられている。この固定用ピン１
３は、非金属部９と２つの金属部１０から成る一つのグ
リッド電極を、先述の絶縁支持棒１１に一体に保持させ
るためのものである。

【００３２】また、各々の金属部１０のストレート開口
部においては、その内径ｄ３が上記非金属部９の内径ｄ
１とほぼ等しく設定され、その外径ｄ４が上記非金属部
９における段付部１２の内径ｄ２とほぼ等しく設定され
ている。これにより、図５（ｂ）に示す金属部１０は、
上記非金属部９の一方（図の左側）に嵌合し、図５
（ｃ）に示す金属部１０は、上記非金属部９の他方（図
の右側）に嵌合し得るものとなっている。

【００３３】図６は一つのグリッド電極を構成する各パ
ーツの結合構造を説明する側断面図である。図示のよう
に、非金属部９の両端部（開口部）にはそれぞれ金属部
１０が嵌合されている。この嵌合状態においては、非金
属部９と２つの金属部１０とが互いの中心軸を同軸上に
配置し、かつ該中心軸方向（図の左右方向）の位置を互
いに規制した状態で嵌め合わされている。すなわち、非
金属部９と各金属部１０の中心軸は、非金属部９の段付
部１２に金属部１０のストレート開口部とを緊密に嵌合
（例えば、軽圧入）させることにより、互いに同軸上に
配置されている。また、非金属部９と各金属部１０の中
心軸方向の位置は、非金属部１２の段付部１２の奥側
（段付端面）に金属部１０のストレート開口部を突き当
てることにより、互いに規制されている。さらに、こう
して結合された非金属部９と各金属部１０とは、その結
合状態を維持しつつ、各金属部１０に設けられた固定用
ピン１３に一対の絶縁支持棒１１にくい込ませて保持さ
せることにより、他のグリッド電極Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，
Ｇ５とともに一体に固定されるものとなっている。

【００３４】このような嵌め合わせによって一つのグリ
ッド電極を構成することにより、各電極パーツ（非金属
部９，金属部１０）の中心軸のずれや、該中心軸方向に
おけるパーツ相互の位置ずれを防止して、グリッド電極
全体を高精度に組み立てることができる。これにより、
寸法精度の狂いによる電子ビームの軌道ずれや、蛍光面
上でのビームスポット形状およびビームスポットサイズ
の変動（バラツキ等）を回避することができる。また、
非金属部９と金属部１０を単純な嵌め合わせによって一
体に結合しているため、各パーツの部品コストや組み立
てコストを安く抑えることができる。

【００３５】なお、非金属部９と金属部１０の結合構造
については、上記図６に示すもの以外にも種々の変形が
可能である。具体的には、例えば図７（ａ）に示すよう
に、非金属部９の開口部内周側に凹状の係合溝１４を形
成する一方、金属部１０の開口部に凸状の弾性係合片１
５を形成し、これらの係合溝１４と弾性係合片１５を互
いに係合して両者を嵌め合わせたものであってもよい。
また、図７（ｂ）に示すように、非金属部９の開口部外
周側に凹状の係合溝１６を形成する一方、金属部１０の
開口部に凸状の弾性係合片１７を形成し、これらの係合
溝１６と弾性係合片１７を互いに係合して両者を嵌め合
わせたものであってもよい。かかる変形例での弾性係合
片１５，１７は、金属部１５の開口部にスリット等の切
れ込みを形成することにより、適度なバネ性を奏するも
のとなっている。さらに他の変形例として、図７（ｃ）
に示すように、非金属部９の開口部端面に深溝１８を形
成し、この深溝１８に金属部１０を開口部を挿し込んで
両者を嵌め合わせたものであってもよい。図８に上記図
７（ａ）の結合構造によってグリッド電極を構成した場
合の例を示す。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電子
銃によれば、複数のグリッド電極の所定部位を金属より
も抵抗値が高い非金属部で構成しているため、この電子
銃を陰極線管バルブのネック内に挿入するにあたって、
ネック外周部に配置される高周波コイルの内側に上記非
金属部が位置するように電子銃を配置することにより、
グリッド電極内での渦電流の発生とこれに伴うエネルギ
ーロスを低減することができる。これにより、ＶＭコイ
ルを用いて電子ビームの水平走査速度を変調するにあた
り、ＶＭコイルによる高周波磁界を電子銃の外側から電
子ビームに有効に作用させることができるため、変調効
率を大幅に改善することができる。

【００３７】また、本発明に係る陰極線管受像機によれ
ば、高周波コイルの内側に位置する複数のグリッド電極
の所定部位を金属よりも抵抗値が高い非金属部で構成し
たことにより、グリッド電極内での渦電流の発生とこれ
に伴うエネルギーロスを低減することができる。これに
より、ＶＭコイルを用いて電子ビームの水平走査速度を
変調するにあたり、ＶＭコイルによる高周波磁界を電子
銃の外側から電子ビームに有効に作用させることができ
るため、変調効率を大幅に改善することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る陰極線管の構成例を示す側面概略
図である。

【図２】本発明に係る電子銃の構成例を示す側面図であ
る。

【図３】本発明の実施形態に係る電子銃の要部を示す拡
大図である。

【図４】図３のＡ−Ａ断面図である。

【図５】一つのグリッド電極を構成する各パーツの構造
を説明する図である。

【図６】一つのグリッド電極を構成する各パーツの結合
構造を説明する図である。

【図７】各パーツの他の結合構造を説明する図である。

【図８】他の結合構造によるグリッド電極の構成例を示
す図である。

【符号の説明】

１…陰極線管バルブ、２…パネル、３…ファンネル、４
…ネック、５…偏向ヨーク、６…電子銃、７…カソード
部、８…ＶＭコイル（高周波コイル）、９…非金属部、
１０…金属部、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５…グリッ
ド電極

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子を放出するカソード部と、 前記カソード部から放出された電子を制御する複数のグ
   リッド電極とを有するとともに、 前記複数のグリッド電極の所定部位を金属よりも抵抗値
   が高い非金属部で構成してなることを特徴とする電子
   銃。
2. 【請求項２】 前記非金属部をセラミックで形成してな
   ることを特徴とする請求項１記載の電子銃。
3. 【請求項３】 前記非金属部を形成するセラミック材料
   の固有抵抗が略１０⁴ 〜１０¹⁴Ω・ｃｍであることを特
   徴とする請求項２記載の電子銃。
4. 【請求項４】 前記複数のグリッド電極のうちの少なく
   とも一つを、それぞれ筒状をなす金属部と金属よりも抵
   抗値が高い非金属部とによって構成するとともに、前記
   金属部と前記非金属部とを互いの中心軸を同軸上に配置
   し、かつ該中心軸方向における位置を互いに規制した状
   態で嵌め合わせてなることを特徴とする請求項１記載の
   電子銃。
5. 【請求項５】 前記非金属部の開口部内周側に段付部を
   形成し、この段付部に前記金属部の開口部を突き当て状
   態にて嵌入してなることを特徴とする請求項４記載の電
   子銃。
6. 【請求項６】 陰極線管バルブと、 前記陰極線管バルブのネック内に挿入されるとともに、
   電子を放出するカソード部および該カソード部から放出
   された電子を制御する複数のグリッド電極を有する電子
   銃と、 前記電子銃の外側の前記ネック外周部に配置された高周
   波コイルとを備えるとともに、 前記高周波コイルの内側に位置する前記複数のグリッド
   電極の所定部位を金属よりも抵抗値が高い非金属部で構
   成してなることを特徴とする陰極線管受像機。
7. 【請求項７】 前記高周波コイルは、前記複数のグリッ
   ド電極により制御される電子ビームの水平走査速度を変
   調する走査速度変調コイルであることを特徴とする請求
   項６記載の陰極線管受像機。
8. 【請求項８】 前記非金属部をセラミックで形成してな
   ることを特徴とする請求項６記載の陰極線管受像機。
9. 【請求項９】 前記非金属部を形成するセラミック材料
   の固有抵抗が略１０⁴ 〜１０¹⁴Ω・ｃｍであることを特
   徴とする請求項８記載の陰極線管受像機。