JP3546729B2 - 電子銃、電子銃の製造方法、陰極線管装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は陰極線管の電子銃に関し、特に電子銃の高周波磁界透過特性を向上させるための技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、投写型のモノクローム陰極線管の電子銃部分の構造例を示す。図５に示すように、ネック管１４内に配置された電子銃にネック管１４の外部から速度変調コイル１８によって磁界変調をかけ、電子ビームのいわゆる速度変調を行って、フォーカス性能の向上を図っているのが現在の進んだディスプレイ技術である（特開平１０−７４４６５号公報）。すなわち、カソード６から出射した電子ビームが蛍光体スクリーン面に到達するまでに、偏向ヨーク１６、コンバージェンスヨーク１５、速度変調コイル１８等により発生する交流磁界により、電子ビーム軌道が変調される。このうち偏向ヨーク１６は、陰極線管のファンネルコーン部に装着され、交流磁界を発生して電子ビーム軌道を偏向することにより、陰極線管蛍光体スクリーン面を電子ビームで走査する。コンバージェンスヨーク１５は、陰極線管のネック管１４の外側に装着され、交流磁界を発生して電子ビーム軌道を変調することにより、ラスター歪みと色ズレを補正する。速度変調コイル１８は、陰極線管のネック管１４の外側に装着され、交流磁界を発生して電子ビームの走査速度を変調することにより、蛍光体スクリーン面上での高輝度部の低輝度部へのはみ出しを防ぎ、画像をシャープにする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
電子ビームを変調するための交流磁界の周波数は映像周波数と同等のメガヘルツオーダに及ぶため、ステンレスなどの金属材料を深絞り加工等することにより形成された電子銃の金属部品によってこの交流磁界が減衰を受け、所望の電子ビーム変調を得られないという問題があった。
【０００４】
図５に示すように、コンバージェンスヨーク１５によって生成された交流磁界２０のほとんどは、陽極電極１０（Ｇ５電極）を通過する。偏向ヨーク１６はファンネルコーン部に装着されており、偏向ヨーク１６によって生成された交流磁界１７の一部は陽極電極１０を通過する。速度変調コイル１８は前段陽極電極８（Ｇ３電極）と集束電極９（Ｇ４電極）の中間に配置されており、速度変調コイル１８によって生成された交流磁界１９のほとんどは前段陽極電極８と集束電極９を通過する。
【０００５】
これらの金属電極を通して交流磁界をかけた際、金属電極部に渦電流が発生する。また、交流磁界の周波数が高くなればなるほど、この渦電流損は大きくなるため、高周波変調域において磁界による電子ビーム軌道の変調効果が減少する。例えばコンバージェンスヨーク１５によって生成された交流磁界２０により、陽極電極１０に渦電流が発生し、コンバージェンスヨーク１５による電子ビーム軌道変調効果が減少する。
【０００６】
また、この渦電流損により、電極が発熱し、ネック管を破壊する場合もある。これらの交流磁界のロスや電極の発熱を防止するため、交流磁界の発生源と電子銃の金属電極との距離を大きくした設計とすれば、必然的に電子ビーム集束レンズと蛍光体スクリーン面との距離が大きくなり、電子レンズ倍率が大きくなるため、解像度が低下するという問題がある。とくに、高品位テレビジョン等の高偏向周波数、広信号帯域の画像表示装置では、これらの交流磁界のロスが大きくなるため、実使用上支障が生じるという問題がある。
【０００７】
従来、深絞り状の金属部品をいくつかの部分に分割し、各々の部品の間に隙間を設け磁界の透過特性を改善しているものが提案されている（特開平８−１１５６８４号公報）が、組み立て精度の問題やコストが割高になるなどの問題があった。また、分割した各部品の機械的強度を保つために各部品をあまり小さくできないので、磁界透過特性が大幅に改善できないという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、真空外部からの変調磁界に対してこの磁界の透過を妨げることなく、所望の電子ビーム変調効果が得られる電子銃を備えた陰極線管を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の電子銃は、内部を電子ビームが通過する筒状の電極を備える電子銃であって、前記電極の筒状部の少なくとも一部が、線材をコイル状に巻いて形成したコイル状部を有し、前記コイル状部は隣り合う前記線材の間にすき間を有することを特徴とする（請求項１）。この構成によれば、コイル状部を構成する線材の間隙を変調磁界が通り抜けるので、渦電流損を低減することができる。
【００１０】
また、カソード、Ｇ１電極、Ｇ２電極、Ｇ３電極、Ｇ４電極、Ｇ５電極が順次配列された電子銃であって、前記Ｇ３電極および前記Ｇ４電極のいずれかに前記コイル状部を有することが好ましい（請求項２）。この構成によれば、コイル状部の線材によって、Ｇ３電極およびＧ４電極のいずれかの内部に等電位空間を形成することができる。
【００１１】
また、請求項１に記載の電子銃において、前記コイル状部が非金属材料からなることが好ましい（請求項３）。この構成によれば、変調磁界の透過効果をさらに向上させることができる。
【００１２】
また、請求項１に記載の電子銃において、前記コイル状部は、隣り合う線材の間隔が２．５〔ｍｍ〕以下であることが好ましい（請求項４）。この構成によれば、外部電界の影響を低減できる。
【００１４】
また、本発明の電子銃の製造方法は、請求項１に記載の電子銃の製造方法であって、前記線材を巻いてコイル状部を成形した後、前記コイル状部の端部を隣接する電極部品に溶接することを特徴とする（請求項５）。この方法によれば、コイル状部を容易に製作できる。
【００１５】
また、本発明の陰極線管装置は、電子銃をネック部の内部に備える陰極線管と、速度変調コイルとを備えた陰極線管装置であって、前記電子銃は、カソード、Ｇ１電極、Ｇ２電極、Ｇ３電極、Ｇ４電極、Ｇ５電極が順次配列され、前記Ｇ３電極および前記Ｇ４電極のいずれかが線材をコイル状に巻いて形成したコイル状部を有し、前記コイル状部は隣り合う前記線材の間にすき間を有し、前記速度変調コイルは、前記陰極線管の外部でかつ前記コイル状部の周囲に設けられていることを特徴とする（請求項６）。この構成によれば、速度変調効果を高めた陰極線管装置を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をモノクローム陰極線管に適用した場合の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の電子銃の側面図を示す。電子銃４は、カソード６を収容したカップ状のＧ１電極（制御電極）５、Ｇ１電極５と底部同士を向き合わせたカップ状のＧ２電極（加速電極）７、Ｇ２電極７の開口部と所定間隔をあけて配置された筒状のＧ３電極（前段陽極電極）８、Ｇ３電極８との間に主レンズを形成するＧ４電極（集束電極）９、Ｇ４電極９の先端部を包囲し、Ｇ４電極９との間でかつＧ５電極１０の内部に電子レンズ２１を形成するＧ５電極（陽極電極）１０が順番に配列されたものである。
【００１８】
Ｇ３電極８は、その内部に等電位空間を形成しており、その一部にコイル状部１１が設けられる。コイル状部１１は、Ｇ４電極９側の端部に電子レンズを形成するためのプレート状電極１３が設けられ、他の端部はＧ２電極側端部１２と接続される。コイル状部１１を設ける位置は、速度変調磁界の浸透の点から速度変調コイルが装着される箇所が好ましい。したがって、Ｇ４電極９の一部をコイル状部としてもよい。しかし、Ｇ３電極８の方が電子ビームの速度が遅い分だけ速度変調の効果が高いので、Ｇ４電極９よりもＧ３電極８にコイル状部１１を設けるのがより好ましい。
【００１９】
コイル状部１１は、線材を巻いてコイル状に成形した後、Ｇ２電極側端部１２およびプレート状電極１３と溶接される。また、Ｇ３電極全体を深絞りにより一体成形した後、その一部にらせん状に切り込みを入れ、Ｇ３電極をその長さ方向（管軸方向）に引っ張って伸ばすことにより、Ｇ２電極側端部１２、コイル状部１１、プレート状電極１３を一体として形成してもよい。このようにすればコイル状部１１を容易に形成することができる。
【００２０】
図２に示すように、上記電子銃４がフェイスプレート２とファンネル３とからなる外囲器のネック部内に組み込まれ、陰極線管１を構成する。
【００２１】
本発明を１６〔ｃｍ〕（７インチ）、ネック管径φ２９．１〔ｍｍ〕の投射管用モノクローム陰極線管に適用する場合の、コイル状部の好ましい一実施例を示す。コイル状部は、直径０．８〔ｍｍ〕のステンレス線からなり、長さが８．６〔ｍｍ〕、内径が１０．４〔ｍｍ〕、ピッチが１．６〔ｍｍ〕である。
【００２２】
コイル状部の隣り合う線材の間隔は、０〜２．５〔ｍｍ〕の範囲が好ましい。間隔が０〔ｍｍ〕のときには隣り合う線材が接触することになるが、このような場合においても、まったく継ぎ目のない場合、たとえば一枚の板材を深絞り加工したような場合と比べて、十分大きな変調磁界の透過効果が得られる。しかし、より大きな変調効果を得るためには、隣り合う線材の間にわずかでもすき間を設けることが好ましい。一方、隣り合う線材の間隔が２．５〔ｍｍ〕より大きいと外部電界の影響を受けやすくなる。
【００２３】
図３は本発明の効果を示すものであり、変調磁界の周波数と磁界変調との関係を示す。ここに縦軸の「磁界変調」とは、蛍光体スクリーン面上に縦縞を映出させる画像信号である矩形信号を受像管に入力した場合において、速度変調をかけた時とかけない時とで、蛍光体スクリーン面上の縦線の幅がどれだけ変化したかを示すものであり（単位は〔ｍｍ〕）、この値が大きいほど磁界変調の効果が大きいことを示す。図３において、曲線ａはコイル状部を設けない従来の電子銃の場合、曲線ｂはコイル状部を金属で形成した本発明に係る電子銃の場合、曲線ｃはコイル状部を導電性セラミックで形成した本発明に係る電子銃の場合をそれぞれ示す。図３に示すように、本発明は広い周波数帯域にわたって、従来例よりも大きな磁界変調効果が得られる。また、コイル状部を導電性セラミックで形成すると、金属で形成した場合より大きな磁界変調効果が得られることがわかる。
【００２４】
図４は、図２と同様、本発明をモノクローム陰極線管用電子銃のＧ３電極８に適用した例を示す。この例では、コイル状部１１のＧ４電極９側の端部にプレート状電極が設けられておらず、コイル状部１１の端面自体が電極を形成し、Ｇ４電極９との間に電子レンズ２１を形成している。
【００２５】
以上、本発明をモノクローム陰極線管に適用した場合について説明したが、カラー陰極線管に適用してもよい。カラー陰極線管に適用する場合には、たとえば３本の電子ビームを包囲するＧ３電極にコイル状部を設ける。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、陰極線管の外部からの変調磁界に対してこの磁界の透過を妨げることなく、所望の電子ビーム変調効果が得られる電子銃を備えた陰極線管を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子銃の側面図
【図２】本発明に係る陰極線管の斜視図
【図３】本発明の磁界変調効果を示す図
【図４】本発明に係る電子銃の他の例を示す図
【図５】従来の陰極線管の電子銃付近の拡大断面図
【符号の説明】
１ 陰極線管
８ Ｇ３電極
１１ コイル状部
１８ 速度変調コイル

Claims (6)

1. 内部を電子ビームが通過する筒状の電極を備える電子銃であって、前記電極の筒状部の少なくとも一部が、線材をコイル状に巻いて形成したコイル状部を有し、前記コイル状部は隣り合う前記線材の間にすき間を有することを特徴とする電子銃。
2. カソード、Ｇ１電極、Ｇ２電極、Ｇ３電極、Ｇ４電極、Ｇ５電極が順次配列された電子銃であって、前記Ｇ３電極および前記Ｇ４電極のいずれかに前記コイル状部を有する請求項１に記載の電子銃。
3. 前記コイル状部が非金属材料からなる請求項１に記載の電子銃。
4. 前記コイル状部は、隣り合う線材の間隔が２．５〔ｍｍ〕以下である請求項１に記載の電子銃。
5. 請求項１に記載の電子銃の製造方法であって、前記線材を巻いてコイル状部を成形した後、前記コイル状部の端部を隣接する電極部品に溶接することを特徴とする電子銃の製造方法。
6. 電子銃をネック部の内部に備える陰極線管と、速度変調コイルとを備えた陰極線管装置であって、
   前記電子銃は、カソード、Ｇ１電極、Ｇ２電極、Ｇ３電極、Ｇ４電極、Ｇ５電極が順次配列され、前記Ｇ３電極および前記Ｇ４電極のいずれかが線材をコイル状に巻いて形成したコイル状部を有し、前記コイル状部は隣り合う前記線材の間にすき間を有し、
   前記速度変調コイルは、前記陰極線管の外部でかつ前記コイル状部の周囲に設けられていることを特徴とする陰極線管装置。

Images