JP3570292B2 - インライン型電子銃 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、３本の電子ビームを画面上にスポット状に集束させるインライン型電子銃にかかわる。
【０００２】
【従来の技術】
図９は、従来の電子銃における三極部からプリレンズまでの構成を示す要部断面図であり、図において１は陰極、１０は制御電極、２は引き出し電極、３０は第１フォーカス電極、４０は引き出し電極２と電気的に接続された第４グリッド、４１は第４グリッド４０の前記第１フォーカス電極３０側に並列して設置され、ビームのインライン方向に長軸を持つ横長スロット４１ａが設けられたスロット電極、４は第４グリッド４０及びスロット電極４１からなり第１フォーカス電極３０よりも電位の低い第４グリッド電極である。５０は第４グリッド電極４に隣接して設けられた第２フォーカス電極を示す。
【０００３】
また、図１０はスロット電極４１を陰極側から見た平面図であり、図に於いて４１Ｈ、４１Ｖはそれぞれ横長スロット４１ａの水平及び垂直径を示す。また、図１１は前記第４グリッド４０とスロット電極４１が組合わさった状況を陰極側から見た図であり、図に於いて４０ａ〜４０ｃは３つのビームにそれぞれ対応した、第４グリッド４０のビーム通過孔を示す。
【０００４】
また、図１２は第１フォーカス電極３０と第４グリッド電極４間の電界とサイドビーム軌道を示した図であり、図において６０は等電位線、６１は電界の向き、６２はサイドビーム軌道を表す。
【０００５】
次に、その動作について説明する。通常、引き出し電極２には、第１、第２フォーカス電極３０、５０より相対的に低い一定の電位が与えられる。第４グリッド電極４は引き出し電極２に電気的に接続されているため、第１フォーカス電極３０から第４グリッド電極４に向かって減速空間が形成される。
【０００６】
このとき、第４グリッド電極４の第１フォーカス電極３０側に設けられたスロット電極４１の横長スロット４１ａの端が、図１１に示すように、第４グリッド４０に設けられたサイドビーム通過孔４０ａ、４０ｃのすぐ外側脇に設けられている。そのため、図１２に示すように、第４グリッド４０のサイドビーム通過孔４０ａ、４０ｃ近傍に生成される等電位線が、センタービーム側に向かって傾くように形成される。このとき、電界の向き６１はサイドビームを減速させながらセンタービーム側に曲げるように形成されるため、サイドビーム軌道６２はセンタービーム側に曲げられる。その結果、スクリーン上で３つのビームが１ヵ所に集まる静集中状態が形成される。
【０００７】
なお、上記従来例以外の電極構成であっても、一般的に、電位が異なる２つの電極が向かい合って設置されている場合、相対的に低い電位が与えられている電極側に、上記従来例のような横長スロットを設置することで、サイドビームをセンタービーム側に曲げる効果が得られる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の方法で静集中状態を形成する場合、次のような問題点があった。一般に主レンズの特性が異なれば、その特性に応じてサイドビーム軌道の曲げ角を調整する必要があり、曲げ角を大きくしたい場合には横長スロット４１ａの水平開口幅４１Ｈを狭め、曲げ角を小さくしたい場合には横長スロット４１ａの幅４１Ｈを広げる設計変更を行う。
【０００９】
このとき、本来横長スロット４１ａは水平発散／垂直集束の４極レンズとしての働きを持つが、横長スロット４１ａの開口幅４１Ｈによって、サイドビームの受ける４極レンズ作用が異なってくる。具体的には、横長スロット４１ａの水平開口幅４１Ｈが狭くなれば、サイドビームの受ける４極レンズ作用は弱く、また横長スロット４１ａの水平開口幅４１Ｈが広くなれば４極レンズ作用は強くなる。これは、スロット４１ａの端がサイドビームに近づくと、スロット４１ａの上下端のサイドビームに対する作用が薄れるためである。
【００１０】
一方、横長スロット４１ａの水平開口幅４１Ｈいかんによらず、センタービームの受ける４極レンズ作用はほぼ一定している。これは、横長スロット４１ａの水平開孔幅４１Ｈがセンタービームに対して十分広く、センタービームの受ける４極レンズ作用が横長スロット４１ａの垂直開孔径４１Ｖによってほぼ決まってしまうためである。
【００１１】
その結果、センタービームとサイドビームの受ける４極レンズ作用を等しく設定できない場合が起こる。また逆に、センタービームとサイドビームの受ける４極レンズ作用を異ならせようとした場合でも、その自由度は乏しい。結局、別の場所にスロット部品を付け加える必要が生じ、電子銃のコストを引き上げてしまう。
【００１２】
又、他の従来例として、例えば特公平２−１３５２号公報に示されるように、主レンズを構成するＧ３、Ｇ４電極の向かい合う面それぞれに、水平開孔径の異なる凹陥部が設けられているものがある。他の従来例について、図１３及び図１４を用いて説明する。図１３はＧ４電極を陰極側から見た平面図、図１４はＧ３、Ｇ４電極の要部断面図である。
【００１３】
図１３からわかるように、Ｇ４電極に設けられた凹陥部５６の各ビーム近傍における垂直開孔径は、センタービームとサイドビームとで若干異なっている。しかし、図１４に示すように、これらＧ３、Ｇ４電極においては、サイドビームを静集中させるために、凹陥部５６の水平開孔径Ｅが凹陥部５４の水平開孔径Ｆよりも大きくなっていることが必要であり、このような条件を満たさない場合には、サイドビームの静集中が達成されない。
【００１４】
そのため、Ｇ３、Ｇ４両方ともに凹陥部５４、５６を設けるために、その加工に手間がかかり、電子銃の製造コストが高くなる問題点があった。
【００１５】
本発明は、上記のような課題を解消するために為されたもので、３つのビームの静集中を形成すると同時に、３つのビーム各々に対する最適な４極レンズ作用を付与でき、別の場所に改めて４極レンズ作用を生成するための部品を付加する必要がないインライン型電子銃を提供することを目的とする
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るインライン型電子銃は、略直線状に配列され３本のビームを発生する３つの陰極と、第１グリッド電極と、第２グリッド電極と、第３グリッド電極と、第４グリッド電極とを少なくとも有するインライン型電子銃であって、第３グリッド電極に与えられる電位よりも低い電位が与えられる第２グリッド電極及び第４グリッド電極のどちらか一方の該電極において、第３グリッド電極と向き合う側に、水平発散かつ垂直集束の４極レンズとして働き３本のビームを静集中させる該３本のビームに共通の横長スロットを有するスロット電極を備え、横長スロットは、両サイドビーム近傍の垂直開孔径に対し、センタービーム近傍の垂直開孔径が小さいものである。
【００１７】
又、横長スロットは、両サイドビーム近傍における各垂直開孔径がそれぞれ異なるものである。
【００１８】
又、横長スロットは、その長辺を、センタービーム近傍において、曲線で凹凸形状にしているものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１における、インライン型電子銃の三極部からプリレンズまでの構成を示す要部断面図である。図において、１は陰極、１０は制御電極（１Ｇ）、２は引き出し電極（２Ｇ）、３０は第１フォーカス電極（３Ｇ）、４０は引き出し電極２０と電気的に接続された第４グリッド（４Ｇ）、４１は第４グリッド４０の第１フォーカス電極３０側に設けられ、ビームのインライン方向に長軸を持つ横長スロット４１ａが設けられたスロット電極、４は第４グリッド４０及びスロット電極４１からなり第１フォーカス電極３０よりも電位の低い第４グリッド電極、５０は第４グリッド電極４に隣接して設けられた第２フォーカス電極（５Ｇ）を示す。
【００２１】
また、図２はスロット電極４１を陰極側から見た平面図であり、図に於いて４１Ｈは横長スロット４１ａの水平開孔径を、４１ＣＶは横長スロット４１ａのセンタービーム近傍における垂直径を、４１ＳＶは横長スロット４１ａのサイドビーム近傍における垂直径を示す。
【００２２】
ここで、図２に示すように、横長スロット４１ａの水平開孔径４１Ｈはそのままに、横長スロット４１ａのセンタービーム近傍における垂直開孔径４１ＣＶを、サイドビーム近傍における垂直開孔径４１ＳＶに比べて小さくなるよう構成している。そのため、３つのビームの静集中状態を形成したまま、従来例における横長矩型形状に比べてセンタービームに対する４極レンズ作用を強めることができる。
【００２３】
実施の形態２．
本実施の形態はスロット電極４１に設けられた横長スロット４１ａの形状を除いて、その他は実施の形態１と同様の構成である。図３は本発明の実施の形態２におけるスロット電極４１を陰極側から見た平面図である。
【００２４】
ここで、図３に示すように、横長スロット４１ａの水平開孔径４１Ｈはそのままに、横長スロット４１ａのセンタービーム近傍における垂直開孔径４１ＣＶを、サイドビーム近傍における垂直開孔径４１ＳＶに比べて大きくなるよう構成している。そのため、３つのビームの静集中状態を形成したまま、従来例における横長矩型形状に比べてセンタービームに対する４極レンズ作用を弱めることができる。
【００２５】
実施の形態３．
本実施の形態はスロット電極４１に設けられた横長スロット４１ａの形状を除いて、その他は実施の形態１と同様の構成である。図４は本発明の実施の形態３におけるスロット電極４１を陰極側から見た平面図である。
【００２６】
上記第１、２の実施の形態では、センタービーム近傍でのスロット４１ａの凹凸形状が直線で構成されるものを示したが、図４に示すように、円弧や楕円弧の一部を切り取ったような曲線で凹凸形状を構成してもよい。もちろん、直線と曲線の組み合わせでもよい。
【００２７】
実施の形態４．
本実施の形態はスロット電極４１に設けられた横長スロット４１ａの形状を除いて、その他は実施の形態１と同様の構成である。図５は本発明の実施の形態４におけるスロット電極４１を陰極側から見た平面図である。図に於いて４１Ｈは横長スロット４１ａの水平開孔径を、４１ＣＶは横長スロット４１ａのセンタービーム近傍における垂直径を、４１ＳＶ１および４１ＳＶ２は横長スロット４１ａの２つのサイドビーム各々の近傍における垂直径を示す。
【００２８】
図のように、横長スロット４１ａの水平開孔径４１Ｈはそのままに、横長スロット４１ａにおける３つのビーム各々に対する垂直開孔径４１ＣＶ、４１ＳＶ１および４１ＳＶ２を異なるように構成したことで、３つのビームの静集中状態を形成したまま、３つのビームにそれぞれ最適な４極レンズ作用を付与することができる。
【００２９】
また、第４の実施の形態における特殊な例として、サイドビームに対する横長スロット４１ａのスロット開孔垂直径４１ＳＶ１、４１ＳＶ２のうちいずれか一方が、センタービームに対する横長スロット４１ａのスロット開孔垂直径４１ＣＶと同じ値に構成されていても差し支えない。
【００３０】
実施の形態５．
図６は本発明の実施の形態５における、インライン型電子銃の三極部から第１フォーカス電極までの構成を示す要部断面図である。図において、１は陰極、１０は制御電極、２０は第２グリッド、２１は第２グリッド２０の第１フォーカス電極３０側に設けられ、ビームのインライン方向に長軸を持つ横長スロット２１ａが設けられたスロット電極、２は第２グリッド２０及びスロット電極２１からなり第１フォーカス電極３０よりも電位の低い第２グリッド電極、３０は第１フォーカス電極を示す。
【００３１】
また、図７はスロット電極２１を陰極側から見た平面図であり、図に於いて２１Ｈは横長スロット２１ａの水平開孔径を、２１ＣＶは横長スロット２１ａのセンタービーム近傍における垂直径を、２１ＳＶは横長スロット２１ａのサイドビーム近傍における垂直径を示す。
【００３２】
ここで、図７に示すように、横長スロット２１ａの水平開孔径２１Ｈはそのままに、センタービーム近傍における垂直開孔径２１ＣＶを、サイドビーム近傍における垂直開孔径２１ＳＶに比べて小さくなるよう構成している。そのため、３つのビームの静集中状態を形成したまま、従来例における横長矩型形状に比べてセンタービームに対する４極レンズ作用を強めることができる。
【００３３】
なお、上記とは逆に、３つのビームの静集中状態を形成したままセンタービームに対する４極レンズ作用を弱めたい場合には、横長スロット２１ａの水平開孔径２１Ｈはそのままに、センタービーム近傍における垂直開孔径２１ＣＶを、サイドビーム近傍における垂直開孔径２１ＳＶに比べて大きくなるよう構成すればよいことは言うまでもない。
【００３４】
実施の形態６．
本実施の形態はスロット電極２１に設けられた横長スロット２１ａの形状を除いて、その他は実施の形態５と同様の構成である。図８は本発明の実施の形態６におけるスロット電極２１を陰極側から見た平面図である。
【００３５】
ここで、図８に示すように、横長スロット２１ａの水平開孔径２１Ｈはそのままに、横長スロット２１ａにおける３つのビーム各々に対する垂直開孔径２１ＣＶ、２１ＳＶ１および２１ＳＶ２を異なるように構成したことで、３つのビームの静集中状態を形成したまま、３つのビームにそれぞれ最適な４極レンズ作用を付与することができる。
【００３６】
上記実施の形態５、６では、各ビーム近傍での横長スロット２１ａの上下の形状が直線で構成されるものを示したが、円弧や楕円弧の一部を切り取ったような曲線で凹凸形状を構成してもよい。もちろん、直線と曲線の組み合わせでもよい。
【００３７】
また、前記第６の実施の形態における特殊な例として、サイドビームに対する横長スロット２１ａの垂直開孔径２１ＳＶ１、２１ＳＶ２のうちいずれか一方が、センタービームに対する横長スロット２１ａの垂直開孔径２１ＣＶと同じ値に構成されていても差し支えない。
【００３８】
以上述べたすべての実施の形態においては、スロット開孔の水平端の形状が直線で構成されるものを示したが、円弧や楕円弧の一部などの曲線で構成したり、直線と曲線の組み合わせで構成してもよい。
【００３９】
なお、本発明にかかわるスロット電極２１又は４１は、前記第２グリッド２０又は第４グリッド４０と一体構造をとることで、さらなるコストの低下が図れる。
【００４０】
以上、これまで述べてきた実施の形態１乃至６における電極構成は、あくまでも一例であり、三極部もしくはプリレンズ部を構成する電極のうち、対向して設置される電極の、相対的に低電位が与えられる電極側の端面に今回発明のスロット電極が一カ所以上設置されていれば、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００４１】
【発明の効果】
本発明に係るインライン型電子銃は、略直線状に配列され３本のビームを発生する３つの陰極と、第１グリッド電極と、第２グリッド電極と、第３グリッド電極と、第４グリッド電極とを少なくとも有するインライン型電子銃であって、第３グリッド電極に与えられる電位よりも低い電位が与えられる第２グリッド電極及び第４グリッド電極のどちらか一方の該電極において、第３グリッド電極と向き合う側に、水平発散かつ垂直集束の４極レンズとして働き３本のビームを静集中させる該３本のビームに共通の横長スロットを有するスロット電極を備え、横長スロットは、両サイドビーム近傍の垂直開孔径に対し、センタービーム近傍の垂直開孔径が小さいので、一方の電極に単にスロットを設けるだけで、別の場所に改めて４極レンズ作用を生成するための部品を付加する必要がなく、低コストで高性能なインライン型電子銃が得られる。
加えて、センタービーム近傍とサイドビームのいずれか一方の近傍とで別々に４極レンズ作用の調整が可能となり、好適な４極レンズ作用を奏することができる。
【００４２】
又、横長スロットは、両サイドビーム近傍の垂直開孔径に対し、センタービーム近傍の垂直開孔径が小さいので、上記センタービームに対する４極レンズ作用を強めることができる。
【００４４】
又、横長スロットは、両サイドビーム近傍における各垂直開孔径がそれぞれ異なるので、３本のビームに対して各別に４極レンズ作用の調整が可能となり、さらに好適な４極レンズ作用を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるインライン型電子銃の要部断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における、スロット電極を陰極側から見た平面図である。
【図３】本発明の実施の形態２における、スロット電極を陰極側から見た平面図である。
【図４】本発明の実施の形態３における、スロット電極を陰極側から見た平面図である。
【図５】本発明の実施の形態４における、スロット電極を陰極側から見た平面図である。
【図６】本発明の実施の形態５におけるインライン型電子銃の要部断面図である。
【図７】本発明の実施の形態５における、スロット電極を陰極側から見た平面図である。
【図８】本発明の実施の形態６における、スロット電極を陰極側から見た平面図である。
【図９】従来例におけるインライン型電子銃の要部断面図である。
【図１０】従来例における、スロット電極を陰極側から見た平面図である。
【図１１】従来例における、スロット電極と第４グリッドの組み合わせを陰極側から見た図である。
【図１２】従来例における、第１フォーカス電極および第４グリッド電極間の電界およびサイドビーム軌道の様子を示した説明図である。
【図１３】他の従来例における、Ｇ４電極を陰極側から見た平面図、
【図１４】他の従来例における、Ｇ３、Ｇ４電極の要部断面図である。
【符号の説明】
１ 陰極、 ２ 第２グリッド電極、 ４ 第４グリッド電極、
１０ 制御電極、 ２０ 第２グリッド、 ２１ スロット電極、
２１ａ スロット電極の横長スロット、
２１Ｈ 横長スロットの水平開孔径、
２１ＣＶ 横長スロットのセンタービーム近傍の垂直開孔径、
２１ＳＶ 横長スロットのサイドビーム近傍の垂直開孔径、
３０ 第１フォーカス電極、 ４０ 第４グリッド、
４０ａ〜４０ｃ 第４グリッドに設けられたビーム通過孔、
４１ スロット電極、 ４１ａ スロット電極の横長スロット、
４１Ｈ 横長スロットの水平開孔径、
４１ＣＶ 横長スロットのセンタービーム近傍の垂直開孔径、
４１ＳＶ 横長スロットのサイドビーム近傍の垂直開孔径、
５０ 第２フォーカス電極、 ６０ 等電位線、 ６１ 電界の向き、
６２ サイドビーム軌道。

Claims (3)

1. 略直線状に配列され３本のビームを発生する３つの陰極と、第１グリッド電極と、第２グリッド電極と、第３グリッド電極と、第４グリッド電極とを少なくとも有するインライン型電子銃であって、
   前記第３グリッド電極に与えられる電位よりも低い電位が与えられる前記第２グリッド電極及び前記第４グリッド電極のどちらか一方の該電極において、前記第３グリッド電極と向き合う側に、水平発散かつ垂直集束の４極レンズとして働き前記３本のビームを静集中させる該３本のビームに共通の横長スロットを有するスロット電極を備え、
   前記横長スロットは、両サイドビーム近傍の垂直開孔径に対し、センタービーム近傍の垂直開孔径が小さいことを特徴とするインライン型電子銃。
2. 前記横長スロットは、前記両サイドビーム近傍における各垂直開孔径がそれぞれ異なることを特徴とする請求項１記載のインライン型電子銃。
3. 前記横長スロットは、その長辺を、前記センタービーム近傍において、曲線で凹凸形状にしていることを特徴とする請求項１記載のインライン型電子銃。

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