JP2001110335A - 陰極線管用電子銃 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 陰極線管用電子銃を提供する。 【解決手段】 カソード２１と、前記カソード２１から
放出された電子ビームが通過する縦長形の電子ビーム通
過孔２４が形成された制御電極２２と、前記制御電極２
２の前方に設けられ、入射側面及び出射側面に前記電子
ビーム通過孔２４と対向するように多段からなる二重の
電子ビーム通過孔２５が形成されたスクリーン電極２３
と、前記スクリーン電極２３から順次複数個設けられて
電子ビームを予備集束及び加速するフォーカス電極２
６，２７，２８，２９と、前記フォーカス電極２６，２
７，２８，２９と対向するように設けられて主レンズ部
を形成する最終加速電極３０とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子銃に係り、より
詳細には、三極部をなす電極のうちスクリーン電極の電
子ビーム通過孔の形状を変えた陰極線管用電子銃に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】通常、陰極線管はバルブのネック部内に
電子銃を封入し、電源が印加された電子銃から電子ビー
ムを放出させる。放出された電子ビームはバルブのコー
ン部に設けられた偏向ヨークによって選択的に偏向さ
れ、パネルの内面に形成された蛍光膜を励起させて画像
を具現することになる。

【０００３】前記電子銃は、一般に、カソードと、制御
電極、及びスクリーン電極からなる三極部と、前記スク
リーン電極と対向するように設けられて予備集束レンズ
部を形成する複数個のフォーカス電極、及び前記フォー
カス電極のうち最終フォーカス電極と対向するように設
けられて主集束レンズ部を形成する最終加速電極を含
む。

【０００４】このような陰極線管は、偏向ヨークの不均
一な偏向磁界の影響によって蛍光膜にランディングする
電子ビームスポットの寸法が大きくなったり、歪まれた
りする現象を防止するために、電子銃から放出される電
子ビームの断面を偏向ヨークの磁界方向と逆方向に歪ま
せ、電子ビームが蛍光膜の中央部及び周辺部に走査され
るときに可変する四重極レンズを用いたダイナミック集
束方式を採用した電子銃を使用するなど、種々の構造の
電子銃を採用している。

【０００５】図４に示されたように、従来の三極部は、
赤色、緑色、青色のカソード１１と、制御電極１２、及
びスクリーン電極１３を含む。前記スクリーン電極１３
は、フォーカス電極（図示せず）の間で予備集束レンズ
部を形成する。

【０００６】前記制御電極１２には、カソード１１から
放出される電子が通過可能に独立した小口径形態の電子
ビーム通過孔１４が形成されている。前記電子ビーム通
過孔１４は、制御電極１２から縦長形のスロット形態を
呈している。

【０００７】前記制御電極１２と対向するように設けら
れるスクリーン電極１３には、フォーカス電極との間で
予備集束レンズ部を形成するために電子ビーム通過孔１
５が形成されている。前記電子ビーム通過孔１５は、制
御電極１２に形成された電子ビーム通過孔１４とは異な
って、前記スクリーン電極１３から横長形にスロット形
態を呈している。

【０００８】前述のような構造をもった従来の陰極線管
においては、カソード１１から放出された電子が前記制
御電極１２及びスクリーン電極１３の電子ビーム通過孔
１４，１５を通過することになり、その結果、電子ビー
ムが予備集束される。

【０００９】このとき、前記制御電極１２及びスクリー
ン電極１３の厚さ、あるいは電子ビーム通過孔１４，１
５の寸法や形状などによって主レンズへの入射角が小さ
くなったり、大きくなったりすることができる。

【００１０】例えば、前記制御電極１２の厚さが薄い場
合には、仮想物点の寸法が減少でき、その結果、電子ビ
ームスポットの寸法が減少できる。これにより、主レン
ズへの入射角を減らして球面収差を減少させることにな
る。また、前記スクリーン電極１３の場合には、その厚
さが大きくなると、主レンズ部の入射角が小さくなって
電子ビームをより強く集束できる。

【００１１】また、前記電子ビーム通過孔１４，１５の
寸法や形状による影響も相当大きい。

【００１２】例えば、前記制御電極１２の電子ビーム通
過孔１４が大きくなると、カソード１１から電子放出面
積が大きくなって、他の条件が同一であるとしたときよ
りも多くのビーム電流が発生でき、物点及び電子ビーム
スポットの寸法が大きくなる。これに対し、電子ビーム
通過孔１４の寸法が小さければ、同一の輝度を得るため
に電流密度が大きくなるので、カソード１１の寿命が短
縮される。

【００１３】また、前記スクリーン電極１３の電子ビー
ム通過孔１５が小さくなると、予備集束作用が強くなっ
て主レンズ部への入射角が小さくなる。これにより、主
レンズ部の球面収差は少なく受けるが、集束力を小さく
受けて電子ビームスポットの寸法が大きくなる。

【００１４】そして、前記スクリーン電極１３の電子ビ
ーム通過孔１５の寸法の変化はカットオフに影響する。
例えば、前記電子ビーム通過孔１５の直径が大きければ
第１フォーカス電界への浸透効果が大きくなってカソー
ド１１の表面での電界強度を大きくするが、スクリーン
電極１３による効果は減少するため、実際にカットオフ
電圧に対する影響はあまり深刻でない。

【００１５】一方、前記制御電極１２とスクリーン電極
１３との間隔が広ければ、陰極レンズの強度が大きくな
ってクロスオーバーでの入射角が小さくなる。これに対
し、制御電極１２とスクリーン電極１３との間隔が広く
なると、画面周辺部での偏向時にデフォーカシング効果
は大幅に改善できるが、中央部での電子ビームスポット
の寸法が大きくなって解像度を低下させるので、これに
対する慎重な考慮をする必要がある。

【００１６】このように、三極部は電子ビームを発生さ
せ、これを予備集束する部分としてカットオフ、電子ビ
ーム電流、電子ビームの電流密度分布に敏感な影響を及
ぼすため、電子銃の設計に際して注意が要される。特
に、ヒーターの高温及び薄い材質の電極使用による変形
と電子ビームのコンバージェンス変化、そしてカソード
の寿命を考慮して設計する必要がある。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みて成されたものであり、その目的は、三極部のうちス
クリーン電極の電子ビーム通過孔の形状を改善してクロ
スオーバーの位置調節が可能であり、カットオフレベル
の特性を向上させるように構造が改善された陰極線管用
電子銃を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明の一側面による陰極線管用電子銃は、電
子を放出するカソードと、前記カソードから放出される
電子ビームが通過する複数個の縦長形電子ビーム通過孔
が形成された制御電極と、前記制御電極の前方に設けら
れ、入射側面及び出射側面に前記電子ビーム通過孔と対
向するように多段からなる二重の電子ビーム通過孔が形
成されたスクリーン電極と、前記スクリーン電極から順
次複数個設けられて電子ビームを予備集束及び加速する
フォーカス電極と、前記フォーカス電極と対向するよう
に設けられて主レンズ部を形成する最終加速電極とを含
むことを特徴とする。

【００１９】また、前記スクリーン電極には入射側面に
前記スクリーン電極の厚さの所定部位まで貫通する第１
電子ビーム通過孔が形成され、前記第１電子ビーム通過
孔の底面から出射側面には前記第１電子ビーム通過孔よ
りも相対的に小さい第２電子ビーム通過孔が形成される
ことを特徴とする。

【００２０】さらに、前記第１及び第２電子ビーム通過
孔はその形状が互いに同一であり、かつ、連続的に形成
されることを特徴とする。

【００２１】さらに、前記第１電子ビーム通過孔は円形
であり、前記第１電子ビーム通過孔の底面からは前記第
１電子ビーム通過孔よりもその直径が小さい円形の第２
電子ビーム通過孔が形成されることを特徴とする。

【００２２】さらには、前記第１電子ビーム通過孔は多
角形であり、前記第１電子ビーム通過孔の底面からこれ
よりも小さい多角形の第２電子ビーム通過孔が形成され
ることを特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき、本
発明の一実施形態による陰極線管用電子銃について詳細
に説明する。

【００２４】図１は、本発明の第１実施形態による電子
銃の三極部を示すものである。

【００２５】図１に示されたように、三極部は、赤色、
緑色、青色の電子を放出するカソード２１と、前記カソ
ード２１の前方に設けられる板材の制御電極２２、及び
前記制御電極２２の前方に設けられてフォーカス電極
（図示せず）と共に予備集束レンズ部を形成するスクリ
ーン電極２３を含む。

【００２６】前記制御電極２２には、カソード２１から
放出される電子が通過可能に、独立した小口径の電子ビ
ーム通過孔２４が複数個形成される。前記電子ビーム通
過孔２４は、制御電極２２から縦長形のスロット形態を
呈している。

【００２７】前記制御電極２２と対向するように設けら
れるスクリーン電極２３には、その前方に設けられる複
数個のフォーカス電極群のうち第１フォーカス電極との
予備集束レンズ部を形成するために独立した小口径形態
の電子ビーム通過孔２５が形成される。

【００２８】ここで、前記スクリーン電極２３に形成さ
れる電子ビーム通過孔２５は多段からなる二重の通過孔
形状である。すなわち、前記制御電極２２と対向するス
クリーン電極２３の入射側面には第１電子ビーム通過孔
２５ａが複数個形成されている。前記第１電子ビーム通
過孔２５ａは円形である。そして、前記スクリーン電極
２３の出射側、例えば、第１フォーカス電極と対向する
面には第２電子ビーム通過孔２５ｂが形成されている。

【００２９】このとき、前記第１電子ビーム通過孔２５
ａは板材形態のスクリーン電極２３の厚さ方向に１／２
程度のところまで形成されており、前記第２電子ビーム
通過孔２５ｂは第１電子ビーム通過孔２５ａの底面の中
央からスクリーン電極２３を貫通する円形の形状であ
る。

【００３０】前述したように、前記制御電極２２と対向
するスクリーン電極２３の入射側面に形成された第１電
子ビーム通過孔２５ａと、前記スクリーン電極２３の出
射側面に形成された第２電子ビーム通過孔２５ｂは多段
からなる一体形の電子ビーム通過孔２５を成している。
また、前記第１電子ビーム通過孔２５ａは第２電子ビー
ム通過孔２５ｂに比べて相対的に直径が大きい。

【００３１】図２は、本発明の第２実施形態による電子
銃の三極部を示すものである。

【００３２】ここでは、本実施例の特徴部のみを抜粋し
て説明する。

【００３３】これを参照すれば、三極部は、カソード３
１と、制御電極３２、及びスクリーン電極３３を含む。

【００３４】前記スクリーン電極３３の入射側面には前
記制御電極３２の電子ビーム通過孔３４と対向するよう
に第３電子ビーム通過孔３５ａが形成され、前記スクリ
ーン電極３３の出射面側には第４電子ビーム通過孔３５
ｂが形成される。

【００３５】このとき、前記第３及び第４電子ビーム通
過孔３５ａ，３５ｂからなる電子ビーム通過孔３５は、
図１の場合とは異なって、多角形を呈している。すなわ
ち、第３電子ビーム通過孔３５ａは四角形であって、そ
の厚さが前記スクリーン電極３３の半分のところまで形
成されている。前記第４電子ビーム通過孔３５ｂは、前
記第３電子ビーム通過孔３５ａの底面から前記スクリー
ン電極３３を貫通した四角形である。前記第３電子ビー
ム通過孔３５ａは、第４電子ビーム通過孔３５ｂに比べ
て相対的に大きく形成されている。そして、前記第３及
び第４電子ビーム通過孔３５ａ，３５ｂは多段からなる
一体形の電子ビーム通過孔３５を成している。

【００３６】図３は、図１に記載された三極部を採用し
た電子銃２０を示すものである。

【００３７】これを参照すれば、前記電子銃２０は、熱
電子の放出源であるカソード２１と、前記カソード２１
から放出された電子の放出量を外部信号によって制御す
る制御電極２２、及びスクリーン電極２３からなる三極
部を含む。

【００３８】また、前記スクリーン電極２３と対応する
ように設けられて電子ビームを集束及び加速するための
電子レンズ部を形成する第１、２、３、４フォーカス電
極２６、２７、２８、２９、及び第４フォーカス電極２
９と隣接するように設けられて主レンズ部を形成する最
終加速電極３０を含む。

【００３９】前記電子銃２０において、集束電極の数は
前述した数に限定されるものではなく、電子ビームを多
段に集束するための電子レンズ部の形成によって調整可
能である。また、各電極にはパネルの内面に塗布された
赤色、緑色、青色の蛍光体を励起させるための電子ビー
ムが通過するように三つの電子ビーム通過孔がインライ
ン状に形成され、この電子ビーム通過孔は電極間に形成
される電子レンズ部の寸法によって変わり得る。また、
電極によって単一の大口径電子ビーム通過孔を形成する
こともでき、三つの電子ビームが共に通過する大口径の
電子レンズ部を形成することもできる。

【００４０】このような電極は、バルブのネック部内で
電子銃２０の両側部に設けられるビードガラス（図示せ
ず）に融着されて固定可能である。

【００４１】このとき、前記電極のうち四重極レンズ部
を形成する第３フォーカス電極２８にはスタティック状
態のフォーカス電圧が印加され、前記第３フォーカス電
極２８に対向するように設けられる第４フォーカス電極
２９には偏向信号に同期されて変化するダイナミック電
圧が加えられたダイナミックフォーカス電圧が印加さ
れ、前記第４フォーカス電極２９と対向するように設け
られる最終加速電極３０には前述した電極に印加される
電圧よりも高電圧であるアノード電圧が印加される。

【００４２】ここで、前記電子銃２０の各電極に電圧が
印加される時には前記制御電極２２及びスクリーン電極
２３の間に陰極レンズが形成され、前記スクリーン電極
２３及び第１フォーカス電極２６の間には予備集束レン
ズが形成される。

【００４３】すなわち、前記制御電極２２には縦長形の
電子ビーム通過孔２４が形成されている。そして、前記
スクリーン電極２３の入射側面には円形の第１電子ビー
ム通過孔２５ａが形成されており、スクリーン電極２３
の出射側面には前記第１電子ビーム通過孔２５ａよりも
直径が小さい第２電子ビーム通過孔２５ｂが連続的に形
成されている。

【００４４】したがって、前記制御電極２２及びスクリ
ーン電極２３の間に形成される電界は前記第１及び第２
電子ビーム通過孔２５ａ，２５ｂが多段に形成されてい
るので、電子ビーム通過孔２５ａ，２５ｂに浸透される
深度が浅くなり、カソード２１からクロスオーバーの位
置調整が可能になる。

【００４５】すなわち、前記第１及び第２電子ビーム通
過孔２５ａ，２５ｂは同一の形状を有し、前記スクリー
ン電極２３の入射側面の電子ビーム通過孔２５ａと、出
射側面の電子ビーム通過孔２５ｂの寸法を異にして形成
されているので、前記制御電極２２に影響せずにも前記
スクリーン電極２３の直径が小さくなる効果があり、そ
の結果、予備集束作用が強くなる。これにより、主レン
ズへの入射角が小さくなるので、球面収差を低減でき
る。

【００４６】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の陰極線管用
電子銃は、三極部のうちスクリーン電極の電子ビーム通
過孔の形状を変えることによって、電子ビームの仮想物
点がクロスオーバー位置を可変させて偏向ヨークの不均
一磁界による電子ビームの歪みを最小化でき、他の電極
間の間隔や形状を変えないながら所望のカットオフ特性
の調整が可能である。

【００４７】本発明は図面に示された一実施例を参考と
して説明されたが、これは単なる例示的なものに過ぎ
ず、本技術分野における通常の知識を有した者なら、こ
れより各種の変形及び均等な他実施例が可能なのは言う
までもない。よって、本発明の真の技術的保護範囲は請
求範囲の技術的な思想によって定まるべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による電子銃の三極部を
示す分解斜視図である。

【図２】本発明の第２実施形態による電子銃の三極部を
示す分解斜視図である。

【図３】図１の三極部を採用した電子銃を示す分解斜視
図である。

【図４】従来の電子銃の三極部を示す分解斜視図であ
る。

【符号の説明】

２１ カソード ２２ 制御電極 ２３ スクリーン電極 ２４ 電子ビーム通過孔 ２５ 電子ビーム通過孔 ２５ａ 第１電子ビーム通過孔 ２５ｂ 第２電子ビーム通過孔

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子を放出するカソードと、 前記カソードから放出される電子ビームが通過する複数
   個の縦長形電子ビーム通過孔が形成された制御電極と、 前記制御電極の前方に設けられ、入射側面及び出射側面
   に前記電子ビーム通過孔と対向するように多段からなる
   二重の電子ビーム通過孔が形成されたスクリーン電極
   と、 前記スクリーン電極から順次複数個設けられて電子ビー
   ムを予備集束及び加速するフォーカス電極と、 前記フォーカス電極と対向するように設けられて主レン
   ズ部を形成する最終加速電極とを含むことを特徴とする
   陰極線管用電子銃。
2. 【請求項２】 前記スクリーン電極には入射側面に前記
   スクリーン電極の厚さの所定部位まで貫通する第１電子
   ビーム通過孔が形成され、前記第１電子ビーム通過孔の
   底面から出射側面には前記第１電子ビーム通過孔よりも
   相対的に小さい第２電子ビーム通過孔が形成されること
   を特徴とする請求項１に記載の陰極線管用電子銃。
3. 【請求項３】 前記第１及び第２電子ビーム通過孔はそ
   の形状が互いに同一であり、連続的に形成されることを
   特徴とする請求項２に記載の陰極線管用電子銃。
4. 【請求項４】 前記第１電子ビーム通過孔は円形であ
   り、前記第１電子ビーム通過孔の底面からは前記第１電
   子ビーム通過孔よりもその直径が小さい円形の第２電子
   ビーム通過孔が形成されることを特徴とする請求項３に
   記載の陰極線管用電子銃。
5. 【請求項５】 前記第１電子ビーム通過孔は多角形であ
   り、前記第１電子ビーム通過孔の底面からこれより小さ
   い多角形の第２電子ビーム通過孔が形成されることを特
   徴とする請求項３に記載の陰極線管用電子銃。