JP2003338253A - カソード構体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】陰極線管装置のカットオフ特性や解像度の劣化
を軽減することが可能であるとともに、蛍光体スクリー
ン全面にわたって高解像度が得られ、しかも忠実な輝度
及び色度を再現できるカソード構体を提供することにあ
る。 【解決手段】 カソード構体Ｋは、カソード１２、及
び、カソード１２を保持する円筒状のホルダー１３を備
えたカソード本体１１と、ホルダー１３の外径より大き
な内径を有するとともにその内部にホルダー１３が固定
される第１円筒部２１、及び第１円筒部２１より大きな
内径を有するとともに第１円筒部２１と同軸上の第２円
筒部２２を備えたシリンダー２０と、を備えている。シ
リンダー２０の内径、シリンダー２０の長さ、及び、ホ
ルダー１３の外径は、シリンダー２０に対するホルダー
１３の傾きを１．５°以下に規制するように設定されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、カソード構体に
係り、特に、陰極線管装置に適用される電子銃構体に装
着され電子ビームを放出するカソード構体に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カラー陰極線管装置では、電子
銃構体から放出された電子ビームを偏向し、シャドウマ
スクを介して、３色蛍光体層からなる蛍光体スクリーン
上を水平方向及び垂直方向に走査することにより、カラ
ー画像を表示している。電子銃構体は、電子ビームを発
生するカソード構体と、複数のグリッドと、これらを支
持する絶縁支持体と、を備えている。カソード構体は、
端面にカソードを備えたホルダからなるカソード本体
と、カソード本体を内側で溶接固定する円筒状のシリン
ダーと、シリンダーの周りを覆うように配設され絶縁支
持体に植設されるストラップと、を備えている。

【０００３】このカソード構体は、一般的に非常に精密
な精度で固定されることが必要とされる。例えば、カソ
ード構体とこれに隣接する第１グリッドとの間隔は、通
常１００μｍ前後と非常に小さな間隔に設定される。こ
の間隔が少しでも変化すると、電子銃構体のカットオフ
特性に影響を及ぼす。このカットオフ特性が劣化する
と、陰極線管装置の輝度特性が変化する。特にカラー陰
極線管装置の場合、３色のバランスも変化してしまうた
め、所望の輝度及び色度を得ることができなくなる。し
たがって、カソード構体は、非常に強固な構造とするこ
とが必要となる。

【０００４】さらに、カソード構体は、カソードから熱
電子を放出する。カソードの熱電子放出特性は、カソー
ド温度によって変化する。このため、カソード構体は、
非常に高い温度を安定して維持する必要がある。すなわ
ち、カソード構体は、熱伝導や熱放射といった熱特性に
優れた構造とすることも必要となる。

【０００５】カソード構体を上述した条件を満足するよ
うな構造とすることにより、熱特性に優れ、かつ非常に
強固な構造とすることができる。すなわち、シリンダー
を径大の円筒部及び径小の円筒部によって構成し、径小
の円筒部においてカソード本体を溶接することによって
固定している。シリンダーにおいて、溶接部分以外すな
わち径大の円筒部をカソード本体と非接触としているた
め、熱伝導による熱損失を最小限にとどめることが可能
な構造となっている。また、カソード本体との非接触部
分すなわち径大の円筒部でストラップにより支持される
ため、同様に熱伝導による熱損失を最小限にとどめ、か
つ外部からの振動を直接カソード本体に伝導しない構造
となっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、カソー
ド構体、特にシリンダーを上述した構造とした場合、以
下のような問題がある。

【０００７】すなわち、上述したように、シリンダー
は、熱特性を考慮した形状とする必要がある。したがっ
て、熱容量をできるだけ小さくするためにシリンダーの
長さは短い方が望ましい。また、シリンダーの溶接部分
を含む径小の円筒部の内径については、カソード本体を
挿入する際に生じるシリンダーとの衝突を避けるため、
ある程度の大きさが必要となる。すなわち、シリンダー
については、製造歩留まり及び熱特性を考慮すると、長
さは短く、径小の円筒部の内径は大きくすることが望ま
しい。

【０００８】しかしながら、シリンダーをこのような構
造とすると、シリンダーに対するカソード本体の傾きが
非常に大きくなってしまう。このため、この傾きによ
り、上述したカソード構体と第１グリッドとの間隔が変
化してしまい、陰極線管装置のカットオフ特性が劣化す
るおそれがある。また、このカソード構体と第１グリッ
ドとの間隔の変化により、電子ビーム放出面が非対称と
なって蛍光体スクリーン上に形成されるビームスポット
に不所望な歪みやにじみを生じて解像度の劣化を招くお
それがある。

【０００９】そこで、この発明は、上述した問題点に鑑
みなされたものであって、その目的は、陰極線管装置の
カットオフ特性や解像度の劣化を軽減することが可能で
あるとともに、蛍光体スクリーン全面にわたって高解像
度が得られ、しかも忠実な輝度及び色度を再現できるカ
ソード構体を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の様態によるカ
ソード構体は、少なくともカソード、及び、前記カソー
ドを保持する円筒状のホルダーを備えたカソード本体
と、前記ホルダーの外径より大きな内径を有するととも
にその内部に前記ホルダーが固定される第１円筒部、及
び前記第１円筒部より大きな内径を有するとともに前記
第１円筒部と同軸上の第２円筒部を備えたシリンダー
と、を備え、前記シリンダーの内径、前記シリンダーの
長さ、及び、前記ホルダーの外径は、前記シリンダーに
対する前記ホルダーの傾きを１．５°以下に規制するよ
うに設定されたことを特徴とする。

【００１１】このカソード構体によれば、ホルダーは、
シリンダーの第１円筒部に固定されている。また、シリ
ンダーの内径、シリンダーの長さ、及び、ホルダーの外
径は、ホルダーのシリンダーに対する傾きを規制するよ
うに設定されている。これにより、保持強度や熱特性を
劣化することなく保持精度に優れたカソード構体を提供
することができる。

【００１２】また、このカソード構体を備えた電子銃構
体では、カソード構体とこれに隣接する第１グリッドと
の間に所定間隔を規定することができる。このため、こ
の電子銃構体を搭載した陰極線管装置によれば、カット
オフ特性の劣化を防止することができ、所望の輝度及び
色度を再現することが可能となる。

【００１３】さらに、このカソード構体を備えた電子銃
構体では、カソード構体における電子ビーム放出面を対
称形にすることができる。このため、この電子銃構体を
搭載した陰極線管装置によれば、蛍光体スクリーン上に
形成されるビームスポットの不所望な歪みやにじみを改
善することができ、蛍光体スクリーン全面にわたって高
い解像度を得ることが可能となる。したがって、上記の
ような構造とすることにより、安定した特性を得ること
ができるとともに、高品質な陰極線管装置を提供するこ
とができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態に
係るカソード構体について図面を参照して説明する。

【００１５】図１に示すように、陰極線管装置、すなわ
ちセルフコンバージェンス方式インライン型カラー陰極
線管装置は、真空外囲器９を備えている。この真空外囲
器９は、パネル１、及びパネル１と一体に接合されたフ
ァンネル２を有している。蛍光体スクリーン（ターゲッ
ト）３は、パネル１の内面に配置され、青、緑、赤にそ
れぞれ発光するドット状またはストライプ状の３色蛍光
体層を備えている。シャドウマスク４は、その面内に多
数の電子ビーム通過孔を有し、蛍光体スクリーン３に対
向して配置されている。

【００１６】インライン型電子銃構体７は、ファンネル
２の径小部に相当する円筒状のネック５の内部に配設さ
れている。この電子銃構体７は、同一水平面上を通るセ
ンタービーム６Ｇおよび一対のサイドビーム６Ｂ，６Ｒ
からなる一列配置の３電子ビーム６Ｂ，６Ｇ，６Ｒを放
出する。電子銃構体７の主レンズを構成する低電圧側の
電極及び高電圧側の電極のそれぞれに形成されたサイド
ビーム通過孔の位置を互いに偏心させることにより、放
出した３電子ビーム６Ｒ、６Ｇ、６Ｂを蛍光体スクリー
ン３の中央部にコンバージェンスさせる。

【００１７】偏向ヨーク８は、ファンネル２の径大部か
らネック５にかけて装着されている。この偏向ヨーク８
は、電子銃構体７から放出された３電子ビーム６Ｂ，６
Ｇ，６Ｒを水平方向（Ｘ）及び垂直方向（Ｙ）に偏向す
る非斉一な偏向磁界を発生する。この非斉一磁界は、ピ
ンクッション型の水平偏向磁界及びバレル型の垂直偏向
磁界によって形成される。

【００１８】電子銃構体７から放出された３電子ビーム
６Ｂ、６Ｇ、６Ｒは、偏向ヨーク８の発生する非斉一磁
界により偏向され、シャドウマスク４を介して蛍光体ス
クリーン３を水平方向Ｘ及び垂直方向Ｙに走査する。こ
れにより、カラー画像が表示される。

【００１９】図２に示すように、電子銃構体７は、水平
方向Ｘに一列に配置された３個のカソード構体Ｋ（Ｒ、
Ｇ、Ｂ）、及び、少なくとも４個の電極を有している。
４個の電極、すなわち第１グリッドＧ１，第２グリッド
Ｇ２，第３グリッドＧ３（フォーカス電極），及び、第
４グリッド（アノード電極）Ｇ４は、カソード構体Ｋ
（Ｒ、Ｇ、Ｂ）から蛍光体スクリーンに向かって順次配
置されている。これらカソード構体Ｋ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）、
及び４個の電極は、一対の絶縁支持体すなわちビードガ
ラス１０によって一体に支持固定されている。第１乃至
第４グリッドＧ１乃至Ｇ４は、それぞれの板面に、３個
のカソード構体Ｋ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対応して水平方向Ｘ
に一列に形成された３個の電子ビーム通過孔を有してい
る。

【００２０】上述した構成の電子銃構体７において、カ
ソードＫには、例えば１９０Ｖの直流電圧に映像信号が
重畳された電圧が印加される。第１グリッドＧ１は、接
地されている。第２グリッドＧ２には、低電位の加速電
圧、例えば約５００乃至８００Ｖの直流電圧が印加され
る。第３グリッドＧ３には、フォーカス電圧、例えば約
５乃至１０ｋＶの固定の直流電圧が印加される。第４グ
リッドＧ４には、陽極電圧、例えば約２５乃至３５ｋＶ
の電圧が印加される。

【００２１】電子銃構体７は、各グリッドに上述したよ
うな電圧を印加することにより、電子ビーム発生部、プ
リフォーカスレンズ、及び、主レンズを形成する。すな
わち、電子ビーム発生部は、カソードＫ、第１グリッド
Ｇ１、及び第２グリッドＧ２によって形成される。この
電子ビーム発生部は、電子ビームを発生する。プリフォ
ーカスレンズは、第２グリッドＧ２及び第３グリッドＧ
３によって形成される。このプリフォーカスレンズは、
電子ビーム発生部から発生された電子ビームを加速する
とともにプリフォーカスする。主レンズは、第３グリッ
ドＧ３及び第４グリッドＧ４によって形成される。この
主レンズは、プリフォーカスされた電子ビームを加速す
るとともに最終的に蛍光体スクリーン上にフォーカスす
る。

【００２２】カソード構体Ｋは、図３に示すように、カ
ソード本体１１、及び、シリンダー２０を備えている。
このカソード本体１１は、熱電子を放出可能なカソード
１２、このカソード１２を一端面に保持する円筒状のホ
ルダー１３、及び、ホルダー１３の内部に配置されると
ともにカソード１２を加熱するヒータＨを備えて構成さ
れる。

【００２３】シリンダー２０は、径小の第１円筒部２
１、及び、径大の第２円筒部２２を備えて構成される。
第１円筒部２１は、ホルダー１３の外径より大きな内径
を有している。この第１円筒部２１は、その内部に挿入
されたホルダー１３を溶接点３０で溶接することにより
固定している。第２円筒部２２は、第１円筒部２１より
大きな内径を有している。この第２円筒部２２は、第１
円筒部２１と同軸上すなわち同一の中心軸Ｏを有するよ
うに配置される。この第２円筒部２２は、中心軸Ｏに沿
って第１円筒部２１に連接されている。シリンダー２０
の中心軸Ｏに沿った長さ、すなわち第１円筒部２１及び
第２円筒部２２の全長は、ホルダ１３より短い。

【００２４】ストラップ２３は、第２円筒部２２の周囲
を覆うように配設されている。このストラップ２３の一
部が絶縁支持体１０に植設されることにより、カソード
本体１１を内部に備えたシリンダー２０は、電子銃構体
を構成する他のグリッドとともに固定される。

【００２５】上述したような構成のカソード構体Ｋにお
いて、シリンダー２０の内径、シリンダー２０の中心軸
Ｏに沿った長さ、及び、ホルダー１３の外径は、シリン
ダー２０に対するホルダー１３の傾きを１．５°以下に
規制するように設定されている。以下に、第１実施例に
ついて説明する。

【００２６】すなわち、図４に示すように、第１実施例
に係るカソード構体Ｋは、第２円筒部２２の内径を従来
のものと比べて径小に形成することにより、シリンダー
２０の中心軸ＯＡに対するホルダー１３の中心軸ＯＢの
最大の傾きθを従来のものと比べて非常に小さく、１．
５°以下に規制している。この第１実施例では、ホルダ
ー１３のシリンダー２０に対する傾きθは、第１円筒部
２１の後端部２１Ａと、第２円筒部２２の先端部２２Ａ
とで規制される。

【００２７】なお、実験の結果、ホルダー１３がシリン
ダー２０に対して傾く最大の角度θを１．５°以下（望
ましくは０°：すなわちシリンダー２０の中心軸ＯＡと
ホルダー１３の中心軸ＯＢとが平行）にすることによ
り、カソード構体Ｋの傾きによって発生していたカット
オフ特性の劣化や、電子ビーム放出面が非対称となるこ
とに起因した蛍光体スクリーン上に形成されるビームス
ポットの不所望な歪みやにじみによる解像度の劣化を防
ぐことが可能となる。

【００２８】この第１実施例では、第１円筒部２１の内
径をＡ１、第２円筒部２２の内径をＡ２、第１円筒部２
１の中心軸ＯＡに沿った長さをＬ１、第２円筒部２２の
中心軸ＯＡに沿った長さをＬ２、ホルダー１３の外径を
Ｂとしたとき、Ａ１、Ａ２、Ｌ１、Ｌ２、Ｂが （Ａ１／２＋Ａ２／２―Ｂ／ｃｏｓ（１．５°））／（Ｌ１＋Ｌ２） ≦ ｔａｎ（１．５°） …（１） で表わす関係を満たすように設定されている。

【００２９】例えば、従来例では、Ａ１を３．１８ｍ
ｍ、Ａ２を３．３２ｍｍ、Ｌ１を１．９ｍｍ、Ｌ２を
３．０ｍｍ、Ｂを３．１ｍｍに設定していた。この場
合、シリンダー２０に対するホルダー１３の傾きθを
１．５°以下に規制することができず、カットオフ特性
や解像度の劣化を招く結果となった。

【００３０】これに対して、第１実施例では、上述した
式（１）を満足するように第２円筒部２２の内径Ａ２を
従来例より径小な３．２４ｍｍに設定している。これに
より、シリンダー２０に対するホルダー１３の傾きθが
１．５°以下に規制され、カソード本体１１の傾きによ
る影響を最小限にとどめることが可能となる。このた
め、カットオフ特性や解像度の劣化を軽減し、蛍光体ス
クリーン全面にわたって高解像度が得られ、かつ忠実な
輝度及び色度を再現することが可能なカソード構体を提
供することができる。

【００３１】次に、第２実施例について説明する。

【００３２】すなわち、図５に示すように、第２実施例
に係るカソード構体Ｋは、第１円筒部２１の内径を従来
のものと比べて径小に形成し、かつ、第１円筒部２１の
長さを従来のものと比べて長く形成することにより、シ
リンダー２０の中心軸ＯＡに対するホルダー１３の中心
軸ＯＢの最大の傾きθを従来のものと比べて非常に小さ
く、１．５°以下に規制している。この第２実施例で
は、ホルダー１３のシリンダー２０に対する傾きθは、
第１円筒部２１の後端部２１Ａ、及び、第１円筒部２１
と第２円筒部２２との連結部２１Ｂによって規制され
る。

【００３３】この第２実施例では、第１円筒部２１の内
径をＡ１、第１円筒部２１の中心軸ＯＡに沿った長さを
Ｌ１、ホルダー１３の外径をＢとしたとき、Ａ１、Ｌ
１、Ｂが （Ａ１―Ｂ／ｃｏｓ（１．５°））／Ｌ１≦ｔａｎ（１．５°） …（２） で表わす関係を満たすように設定されている。

【００３４】例えば、従来例では、Ａ１を３．１８ｍ
ｍ、Ａ２を３．３２ｍｍ、Ｌ１を１．９ｍｍ、Ｌ２を
３．０ｍｍ、Ｂを３．１ｍｍに設定していた。この場
合、シリンダー２０に対するホルダー１３の傾きθを
１．５°以下に規制することができず、カットオフ特性
や解像度の劣化を招く結果となった。

【００３５】これに対して、第２実施例では、上述した
式（２）を満足するように第１円筒部２１の内径Ａ１を
従来例より径小な３．１６ｍｍに設定するとともに、第
１円筒部２１の長さを２．４０ｍｍに設定している。こ
れにより、シリンダー２０に対するホルダー１３の傾き
θが１．５°以下に規制され、カソード本体１１の傾き
による影響を最小限にとどめることが可能となる。この
ため、カットオフ特性や解像度の劣化を軽減し、蛍光体
スクリーン全面にわたって高解像度が得られ、かつ忠実
な輝度及び色度を再現することが可能なカソード構体を
提供することができる。

【００３６】以上説明したように、このカソード構体に
よれば、カソード構体の強度や熱特性を劣化させること
なくカソード本体のシリンダーに対する傾きを小さく規
制することができる。このため、陰極線管装置のカット
オフ特性や解像度の劣化を軽減し、蛍光体スクリーン全
面にわたって高解像度が得られる。しかも、忠実な輝度
及び色度を再現できるカソード構体を提供することがで
きる。

【００３７】なお、上述した実施の形態では、インライ
ン型カラー陰極線管装置について説明したが、上述した
電子銃構体は、３電子ビームに対応して３個独立のカソ
ード構体を形成する構成であるから、この発明は、デル
タ型に配置されたカソード構体を備えるカラー陰極線管
装置にも適用可能であり、また白黒陰極線管装置などの
単電子ビームを放出する他の陰極線管装置にも適用可能
である。

【００３８】また、この発明は、その実施の段階ではそ
の要旨を逸脱しない範囲で種々な変形・変更が可能であ
る。また、各実施の形態は可能な限り適宜組み合わせて
実施されてもよく、その場合組み合わせによる効果が得
られる。

【００３９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、陰極線管装置のカットオフ特性や解像度の劣化を軽
減することが可能であるとともに、蛍光体スクリーン全
面にわたって高解像度が得られ、しかも忠実な輝度及び
色度を再現できるカソード構体を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、インライン型カラー陰極線管装置の構
造を概略的に示す水平断面図である。

【図２】図２は、この発明の一実施の形態に係るカソー
ド構体を備えた電子銃構体の一例を概略的に示す図であ
る。

【図３】図３は、この発明の一実施の形態に係るカソー
ド構体の構造を概略的に示す図である。

【図４】図４は、図３に示したカソード構体においてカ
ソード本体の傾きを規制するための構造例を示す図であ
る。

【図５】図５は、図３に示したカソード構体においてカ
ソード本体の傾きを規制するための他の構造例を示す図
である。

【符号の説明】

Ｈ…ヒータ Ｋ…カソード構体 １０…絶縁支持体 １１…カソード本体 １２…カソード １３…ホルダー ２０…シリンダー ２１…第１円筒部 ２２…第２円筒部 ２３…ストラップ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくともカソード、及び、前記カソード
   を保持する円筒状のホルダーを備えたカソード本体と、 前記ホルダーの外径より大きな内径を有するとともにそ
   の内部に前記ホルダーが固定される第１円筒部、及び前
   記第１円筒部より大きな内径を有するとともに前記第１
   円筒部と同軸上の第２円筒部を備えたシリンダーと、を
   備え、 前記シリンダーの内径、前記シリンダーの長さ、及び、
   前記ホルダーの外径は、前記シリンダーに対する前記ホ
   ルダーの傾きを１．５°以下に規制するように設定され
   たことを特徴とするカソード構体。
2. 【請求項２】前記第１円筒部の内径をＡ１、前記第２円
   筒部の内径をＡ２、前記第１円筒部の中心軸に沿った長
   さをＬ１、前記第２円筒部の中心軸に沿った長さをＬ
   ２、前記ホルダーの外径をＢとしたとき、Ａ１、Ａ２、
   Ｌ１、Ｌ２、Ｂが （Ａ１／２＋Ａ２／２−Ｂ／ｃｏｓ（１．５°））／
   （Ｌ１＋Ｌ２）≦ ｔａｎ（１．５°） で表わされる関係を満たすように設定されたことを特徴
   とする請求項１に記載のカソード構体。
3. 【請求項３】前記第１円筒部の内径をＡ１、前記第１円
   筒部の中心軸に沿った長さをＬ１、前記ホルダーの外径
   をＢとしたとき、Ａ１、Ｌ１、Ｂが （Ａ１―Ｂ／ｃｏｓ（１．５°））／Ｌ１ ≦ ｔａｎ
   （１．５°） で表わされる関係を満たすように設定されたことを特徴
   とする請求項１に記載のカソード構体。
4. 【請求項４】前記第１円筒部は、前記第２円筒部に連接
   され、 前記第１円筒部及び前記第２円筒部の中心軸方向に沿っ
   た長さは、前記ホルダーの長さより短いことを特徴とす
   る請求項１に記載のカソード構体。
5. 【請求項５】前記ホルダーの前記シリンダーに対する傾
   きは、前記第１円筒部の後端部と、前記第２円筒部の先
   端部とで規制されることを特徴とする請求項４に記載の
   カソード構体。
6. 【請求項６】前記ホルダーの前記シリンダーに対する傾
   きは、前記第１円筒部の後端部と、前記第１円筒部と前
   記第２円筒部との連接部とで規制されることを特徴とす
   る請求項４に記載のカソード構体。