JPH0689672A

JPH0689672A - 電子銃構体

Info

Publication number: JPH0689672A
Application number: JP5133845A
Authority: JP
Inventors: Jiee Odensaru Konratsudo; コンラッド・ジェー・オデンサル
Original assignee: Sony Tektronix Corp
Current assignee: Tektronix Japan Ltd
Priority date: 1992-05-12
Filing date: 1993-05-12
Publication date: 1994-03-29
Also published as: US5221875A

Abstract

(57)【要約】【構成】離間部材５８により制御グリッド６０及び加
速グリッド６６を離間し、加速グリッド電極の離間部材
側の面に環状凹部７０を設けた。【効果】環状凹部により制御グリッド電極及び加速グ
リッド電極間のキャパシタンスを減少させ、更に高い周
波数のビデオ変調信号に応答できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子銃構体、特に、高
解像度、高帯域表示機能を有する電子放電デバイスとな
る電子銃構体に関する。

【０００２】

【従来の技術】高輝度高解像度陰極線管は、例えば、医
療画像に使用される単色表示器及びボス他による米国特
許第４５８２３９６号に記載されているフィールド順次
液晶カラー表示器を含む種々の用途に使用されている。
これらの表示器は、陰極線管（以下ＣＲＴという）の解
像度に従った高解像度画像を表示できるので好ましい。
しかし、このＣＲＴは、比較的に高輝度表示できること
が必要とされる。

【０００３】更に、フィールド順次カラー表示器は、液
晶光シャッタを通って伝達される３色成分の画像を順番
に発生する単一の電子銃を備えたＣＲＴを使用し、フル
カラー表示を行う。画像を伝達する液晶光シャッタは、
ＣＲＴが発生する光の輝度を約９３〜９５％だけ減衰さ
せる。同様に、高解像度の単色表示器は、光の輝度を８
１％減衰させる高コントラスト・ノッチフィルタ即ち濃
度フィルタを含む。従って、ＣＲＴは満足な高解像度画
像を形成するために、十分な輝度の光を発生する必要が
ある。

【０００４】多くの高解像度表示器の表示画面は、対角
線寸法が約２５.４ｃｍ以下で比較的小さい。この表示
画面の画素即ちピクセルは、わずかに約３０万個で、単
色表示では約３０ＭＨｚ、フィールド順次カラー表示で
は８５ＭＨｚの帯域幅を必要とする。大抵のＣＲＴ電子
銃が電子ビームを変調できる最大ビデオ信号帯域幅は、
約１１０ＭＨｚである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】大抵のＣＲＴのビデオ
信号帯域幅性能を制限する１つの要因は、電子ビームを
変調するために協動するカソード電極及びそれと直接に
隣接する制御グリッド電極の各々が、比較的大きなキャ
パシタンスを有することである。低キャパシタンスのカ
ソード電極及び低キャパシタンスの制御グリッド電極を
有する電子銃は、オデンサルによる米国特許第４５００
８０９号に記載されている。

【０００６】この電子銃は、円錐台状に構成された加速
グリッド電極を含むので、電子ビームの球面収差を拡大
する傾向がある。球面収差の影響で、電子ビーム・スポ
ット・サイズ特性を拡大し、その結果として、ＣＲＴの
高解像度性能が妨げられるので、球面収差は特に高解像
度表示器に不都合である。この型の電子銃は、高解像
度、高輝度の表示画像には不適当な性能特性を有する。

【０００７】オデンサルの米国特許第５０７７４９８号
には、高キャパシタンスのカップ状制御グリッド電極と
協動し、球面収差が減少した電子ビームを生成する平板
状で、比較的厚い加速グリッド電極を有するＣＲＴが記
載されている。加速グリッド電極の厚さは、電極の開口
の直径に略等しいので、ここでは、加速グリッドの厚さ
は「比較的厚い」という。。この型の電子銃は、ある高
輝度、高解像度表示用途に適しているが、制御グリッド
電極の高キャパシタンス特性は、電子銃のビデオ信号帯
域幅性能を制限する。よって、この電子銃では、大表示
画面で高解像度、高輝度の表示画像が得られない。

【０００８】したがって、本発明の目的は、高輝度、高
解像度のＣＲＴの電子銃構体の提供にある。

【０００９】本発明の他の目的は、大画面表示器に使用
可能なビデオ信号帯域幅で動作するＣＲＴの電子銃構体
の提供にある。

【００１０】本発明の他の目的は、フィールド順次液晶
カラー表示器及び単色画像表示器に使用可能なＣＲＴの
電子銃構体の提供にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の電子銃
構体を組み込んだＣＲＴは、フィールド順次液晶カラー
表示システム及び単色画像表示システムの両方に使用で
きる高輝度、高解像度の大画面表示器を形成できる。好
適には、ＣＲＴは、隣接する小直径の制御グリッド電極
を備えた小直径のカソード構体を含む。カソード組立体
及び制御グリッド電極の直径を小さくすることで、それ
らは低キャパシタンス特性を有し、よって、比較的高い
ビデオ信号帯域幅で動作が可能になる。強電界が重畳さ
れた厚い加速グリッド電極が、制御グリッド電極に隣接
して配置され、電子ビームを予め焦点合わせし、球面収
差効果を縮小する。加速グリッド電極は、その厚さが公
称上加速グリッド電極内の開口の直径と等しいので、
「厚い」と表現される。。

【００１２】第１の実施例では、カソード構体及び制御
グリッド電極により発生された電子ビームは、プッシュ
プル形式で変調される。具体的には、ビデオ変調信号及
びその反転信号は、制御グリッド電極及びカソードに夫
々供給される。ビデオ変調信号の増加及び減少は、反転
信号の減少及び増加と夫々協動して、電子ビームを変調
する。

【００１３】プッシュプル動作は、電子ビームを変調す
るために必要なビデオ変調信号振幅を約半分に減少させ
る。減少したビデオ変調信号振幅は、電子銃の低キャパ
シタンス特性と共に、約１.２ＧＨｚの極めて高い周波
数帯域幅で電子ビームを変調できる。極めて高い周波数
変調の性能により、約５００万ピクセルに相当する対角
線寸法約５８ｃｍの比較的大きな表示画面を有する高解
像度フィールド順次液晶カラー表示器を製造できる。

【００１４】第２の実施例では、略一定電位をカソード
組立体に供給し、ビデオ変調信号を制御グリッド電極に
供給することにより電子ビームは変調される。大抵の従
来のＣＲＴは、一定電位を制御グリッド電極に供給し、
ビデオ変調信号をカソード組立体に供給することにより
電子ビームを変調している。電子ビームを変調する従来
の方法は一般には満足できるが、高周波数カソード駆動
回路は、高解像度、高輝度表示器の表示画像に目立った
悪影響を及ぼす電気的ノイズを発生する。高周波数グリ
ッド駆動回路を使用して、ビデオ変調信号を制御グリッ
ド電極に供給することでノイズが減少し、それにより、
改善された高解像度、高輝度表示が得られる。

【００１５】

【実施例】図５は本発明の電子銃構体を組み込んだＣＲ
Ｔの側面断面図であり、図１は図５の電子銃構体の側面
断面図である。高輝度、高解像度のＣＲＴ１０は、管軸
１６に沿って電子ビームを形成且つ伝播させる電子銃１
４を内蔵する排気された管球１２を有する。管球１２
は、管状ガラス・ネック２０、ガラス・ファネル２２及
び光透過性ガラス・フェースプレート２４を有する。Ｐ
−４５形蛍光体材料の層２６は、フェースプレート２４
の内面に被着され、ＣＲＴ１０の表示画面２８を形成す
る。電子透過性アルミニウム膜３０は、ファネル２２の
内面及び蛍光体層２６に蒸着により被着され、管球１２
の内面の一部は電気的に抵抗性のＤＡＧ層３２で被膜さ
れる。

【００１６】電子銃１４は、ガラス・ネック２０内で表
示画面２８と反対側のＣＲＴ１０の端部に配置される。
電子銃１４は、低キャパシタンスのカソード組立体３６
及び隣接する低キャパシタンスの制御グリッド電極（Ｇ
１と呼ばれる）３８を含む。カソード組立体３６は小直
径のカソード・スリーブ（筒状部材）４０を含み、カソ
ード・スリーブ４０の制御グリッド電極３８に隣接する
端部に取り付けられたカソード・キャップ４２を有す
る。加熱部材４４は、スリーブ４０内に配置され、カソ
ード・キャップ４２の前面に浸透した電子放出被膜（図
示せず）は、例えば、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウ
ム及び炭酸カルシウムの混合物を含む。

【００１７】カソード・スリーブ４０は、円板状非導電
性カソード支持部材４６の開口４５に押し込まれ、支持
部材４６は、複数の弾性フィンガ５０（２個のみを図示
する）で、管状支持部材４８内にはめ込まれる。カソー
ド支持部材４６の前面５２は弾性フィンガ５０に当接
し、制御グリッド電極３８から離間した関係で、カソー
ド・キャップ４２を位置決めする。支持部材４６は、管
状支持部材４８の内部に溶接されたカソード保持リング
５３により、弾性フィンガ５０に対して保持される。

【００１８】図２は、図１の電子銃構体に使用される制
御グリッド電極の正面図である。図１及び図２を参照す
ると、制御グリッド電極３８は、開口５６を有する薄板
部５４を含み、非導電性円板状離間部材５８に鑞付けさ
れる。制御グリッド電極３８は、薄板部５４と一体化
し、制御グリッド３８が制御グリッド駆動源（図示せ
ず）に電気的に接続できるように離間部材５８を越えて
延びる柄状部６０を含む。管状離間部材６２は、管状支
持部材４８及び離間部材５８間に鑞付けされて延びる。

【００１９】厚い略平板状加速グリッド電極（Ｇ２と呼
ばれる）６６は、制御グリッド電極３８が取り付けられ
る面と反対側の面で離間部材５８に鑞付けされる。加速
グリッド電極６６は、管軸１６に対して対称的に配置さ
れた開口６８及び内側環状凹部７０を含む。加速グリッ
ド電極６６の厚さ７１ａは、以下に詳述する様に、公称
寸法が開口６８の直径７１ｂと同じである。

【００２０】凹部７０は、制御グリッド電極３８及び加
速グリッド電極６６の間隔を増加させる領域７２を与え
ることで、制御グリッド電極３８及び加速グリッド電極
６６間のキャパシタンスを減少させる。更に、凹部７０
は、加速グリッド電極６６を離間部材５８に固定する鑞
付け材料が、不注意に制御グリッド電極３８に移り、加
速グリッド電極及び制御グリッド電極間を短絡させるの
を防止する。好適には、凹部７０は、加速グリッド電極
６６に機械加工され、距離７３だけ開口６８から離され
る（図４）。他の方法としては、凹部７０は、開口６８
を横切って加速グリッド電極６６をスタンプ又は機械加
工し、次に複数の平板ワッシャ（図示せず）を電極６６
に溶接し、開口６８での厚さを厚くすることにより形成
してもよい。

【００２１】管状支持部材４８は、加熱部材４４が接続
される１対のヒータ・タブ７５ａ及び７５ｂを支持する
非導電性タブ支持部材７４を受け入れる。電圧は、管球
１２を通って延びる１組のベース・ピン７６（図５）及
び接続導線（図示せず）を介してカソード組立体１４、
制御グリッド電極３８及び加速グリッド電極６６に印加
される。加熱電流は、ヒータ・タブ７５ａ及び７５ｂを
介して加熱部材４４に同様に印加される。

【００２２】電子銃１４を動作させる好適な方法では、
制御グリッド電極３８は、約０〜＋１.７５Ｖの高周波
数ビデオ変調信号を受け取り、カソード組立体３６は、
約０〜−１.７５Ｖの反転高周波数ビデオ変調信号を受
け取る。ビデオ変調信号及び反転ビデオ変調信号は、約
１.２ＭＨｚの帯域幅を有し、協動してプッシュプル形
式で電子ビームを変調してもよい。

【００２３】更に、電子ビーム輝度の最大及び最小変調
は、ビデオ変調信号及びその反転信号間の各最大及び最
小電圧差により与えられる。ビデオ変調信号の電圧の増
加及び減少は、反転ビデオ変調信号の電圧の夫々減少及
び増加と同時に生じる。その結果、ビデオ変調信号及び
その反転信号は、協動してプッシュプル形式で電子ビー
ム変調を高める反対極性の電圧変化を受ける。

【００２４】加速グリッド電極６６は、制御グリッド電
極３８に印加される最大電圧（約＋１７.５Ｖ）に対し
て、＋７５Ｖ〜＋２５０Ｖ、好適には約＋１００Ｖの電
位が印加される。加速グリッド電極６６に印加される約
１００Ｖの電位は、電子銃１４に対して、約３５Ｖ低い
カソード・カットオフ電圧Ｖcoを生成する。ビデオ変調
信号及びその反転信号の反対の１７.５Ｖの電圧変化は
協動し、最大及び最小値の間で電子輝度を変化させる最
高約３５Ｖの変化を生じさせる。

【００２５】ビデオ変調信号及びその反転信号は、振幅
が十分に小さく（約１７.５Ｖの変化）、高解像度フィ
ールド順次液晶カラー表示システムは、大きな表示画面
（例えば、対角線５８ｃｍ）を使用できる。この様な表
示システムは、最大約５００万個のピクセルを含み、最
大約１.２ＧＨｚの非常に高いビデオ信号周波数を必要
とする。、従来の電子銃に必要なビデオ変調信号変化
は、約６０Ｖであるので、現行のビデオ駆動回路は、こ
の様な高周波数のビデオ信号を発生できない。これに対
し、プッシュプル動作により得られる電子銃１４の低電
圧振幅性能により、電子ビーム変調は最大１.２ＧＨｚ
の周波数に達する。

【００２６】図５を参照すると、ＣＲＴ１０は、更に、
円筒状部８２ａ及び平板状端部円板プレート８２ｂ（Ｇ
３と呼ばれる）を備えた管状部材８０を含む。プレート
８２ｂは、加速グリッド電極６６の開口６８に隣接して
配置された開口８４を有する。管状部材８０は、３.５
〜７.０ｋＶ、好適には５ｋＶの電圧電位を受け取り、
円板プレート８２ｂに高電界を生じさせる。円板プレー
ト８２ｂは、厚い加速グリッド電極６６と協動して、電
子ビームを極度に予め焦点合わせし、球面収差効果を縮
小する。

【００２７】１組の非点収差補正プレート８６及び大直
径管状焦点レンズ８８は、夫々、電子ビームの非点収差
を補正し、電子ビームを１８〜３０ｋＶの電位が印加さ
れる画面２８に向かう電子ビームを焦点合わせする。電
気的に抵抗性のＤＡＧ層３２と位置合わせされ、陰極線
管１０に沿って配置された高効率偏向ヨーク９０は、表
示画面上でラスタ走査形式で電子ビームを偏向する。表
示プレート組立体９２は、ＣＲＴ１０の表示画面２８の
前に配置され、例えば、高コントラスト濃度フィルタ即
ちノッチ・フィルタ又は液晶光シャッタを含み、夫々単
色医療画像システム又はフィールド順次カラー表示シス
テムを形成する。

【００２８】カソード組立体３６及び制御グリッド電極
３８の低キャパシタンス特性、加速グリッド電極６６に
より与えられる低カソード・カットオフ電圧（Ｖco）及
び電子ビームのプッシュプル変調により、ＣＲＴ１０は
最大約１.２ＧＨｚの周波数で電子ビームを変調でき
る。更に、管状部材８０及び加速グリッド電極６６が協
動して球面収差を減少させることで、高解像度、高輝度
の画像が表示画面２８に形成される。よって、ＣＲＴ１
０は、比較的に大きな表示画面に高輝度、高解像度の表
示を行うことができる。

【００２９】図３は、他の実施例の電子銃１１０を示す
側面断面図である。電子銃１１０は、低キャパシタンス
のカソード組立体１１２及び隣接する低キャパシタンス
の制御グリッド電極（Ｇ１と呼ばれる）１１４を含む。
制御グリッド電極１１４は、電子銃１４（図１）の制御
グリッド電極３８と略同様である。カソード組立体１１
２は、短く、小直径のカソード・スリーブ１１６を含
み、カソード・スリーブの制御グリッド電極１１４に隣
接する端部には、カソード・キャップ１１８が取り付け
られている。加熱部材１２０は、スリーブ１１６の内部
に配置され、カソード・キャップ１１８の前面に浸透さ
れた電子放出被膜は、例えば、炭酸ストロンチウム、炭
酸バリウム及び炭酸カルシウムの混合物を含む。

【００３０】カソード・スリーブ１１６は、管状支持部
材１２４の内部に配置された３個の内部弾性フィンガ１
２２により保持される。管状支持部材１２４は、環状非
導電性カソード支持部材１２８に当接して配置される円
筒状スリップ・フィット１２６を有する。カソード組立
体１１２、管状支持部材１２４及び環状支持部材１２８
は、好適には、ケンタッキー州、レキシントンのセミコ
ン社が製造する低キャパシタンスのＣＰＤ（商標）カソ
ード組立体の構成要素である。

【００３１】環状支持部材１２８は、複数の弾性フィン
ガ１３８により管状支持部材１３６内に嵌合する。製造
会社支給の環状支持部材１２８は、１対の対向する環状
凹部１４０ａ及び１４０ｂを含み、凹部１４０ｂは弾性
フィンガ１３８と正確に当接せずに、カソード構体１１
２の位置ずれが生じるおそれがある。この位置ずれを防
止するためには、略平板状非導電性リング１４２が環状
支持部材１２８に隣接して配置されて、弾性フィンガ１
３８に当接するための平面１４４を形成する。これによ
り、カソード・キャップ１１８を制御グリッド電極１１
４に対して離間して正確に位置決めできる。支持部材１
２８及びリング１４２は、管状支持部材１３６の内部に
溶接されたカソード保持リング１４５により弾性フィン
ガ１３８に対して保持される。

【００３２】制御グリッド電極１１４は、非導電性円板
状離間部材１４６に鑞付けされる。管状離間部材１４８
は、管状支持部材１３６及び離間部材１４６間に鑞付け
されて延びる。厚い加速グリッド電極（Ｇ２と呼ばれ
る）１５０は、制御グリッド電極１１４が取り付けられ
る面と反対の面で離間部材１４６に鑞付けされる。加速
グリッド電極１５０は、電子銃１４（図１）の加速グリ
ッド電極６６と実質的に同様である。

【００３３】カソード組立体１１２は、動作寿命が比較
的に長く、カソード・ローディングが高いので好まし
い。カソード組立体の構造は、比較的高い動作温度に適
応するが、カソード構体１４のキャパシタンスよりキャ
パシタンスが高くなる。電子銃１１０を動作させる好適
な方法では、カソード組立体１１２は約０Ｖの略一定の
電圧が印加され、制御グリッド電極１１４は約０〜３５
Ｖのビデオ変調信号を受け取る。ビデオ変調信号は、最
高約３５０ＭＨｚの周波数を有し、カソード構体１１２
に供給される略一定の電圧と協動して、電子ビームを低
ノイズで変調する。

【００３４】更に、従来の電子銃の動作では、一定電圧
を制御グリッドに供給し、ビデオ変調信号をカソード組
立体１１２に供給する。しかし、カソード組立体１１２
の加熱部材１２０は、比較的大きなキャパシタンスを生
じさせ、このキャパシタンスは、帯域幅性能を減少さ
せ、表示器の解像度を制限する。更に、電子銃１１０の
好適な動作は、カソード駆動回路の従来の動作により生
じたノイズを十分に除去し、これにより、電子銃１１０
は、高解像度表示用途に使用可能になる。

【００３５】図４は、電子銃１４の種々の構成要素の寸
法を示す。制御グリッド電極３８の厚さ１６０は約０.
０７５ｍｍ、加速グリッド電極６６の厚さ７１ａは約
０.５０ｍｍ、円板状プレート８２ｂの厚さ１６４は約
０.１７ｍｍである。制御グリッド電極３８の開口及び
加速グリッド電極６６の開口の直径７１ｂは約０.５６
ｍｍ、円板プレート８２ｂの開口８４の直径１６８は約
１ｍｍである。加速グリッド電極６６の環状凹部７０及
び開口６８の間隔７３は約０.６ｍｍ、深さ１７０が約
０.０７５ｍｍ、幅１７２が約１.６２ｍｍである。

【００３６】制御グリッド電極３８及びカソード・キャ
ップ４２の間隔１７４は、約０.１ｍｍである。加速グ
リッド電極６６及び制御グリッド電極３８の間隔１７８
は約０.２３ｍｍである。円板状プレート８２ｂ及び加
速グリッド電極の間隔１８０は約０.６３ｍｍである。

【００３７】制御グリッド電極３８及び加速グリッド電
極６６は、好適には製鉄会社数社で製造されるＫｏｖａ
ｒ（商標）合金で形成される。カソード支持部材４６、
離間部材５８、管状離間部材６２及びベース・プレート
７４は、好適にはアルミナで形成される。カソード・ス
リーブ４０及び管状支持部材４８は、好適にはニクロム
で形成され、カソード・キャップ４２は好適にはニッケ
ルで形成される。

【００３８】本発明の要旨を逸脱することなく種々の変
更が可能である。例えば、電子銃１１０は、電子銃１４
を参照して説明したプッシュプル方法で動作可能であ
り、電子銃１４は、電子１１０を参照して説明した方法
で動作可能である。

【００３９】

【発明の効果】本発明によれば、離間部材に取り付けら
れた加速グリッド電極の離間部材側の面に環状凹部を設
けたことにより、制御グリッド電極及び加速グリッド電
極間のキャパシタンスが減少し、更に高い周波数のビデ
オ変調信号に応答できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子銃構体を示す側面断面図。

【図２】図１の電子銃構体に使用する制御グリッド電極
を示す正面図。

【図３】本発明の電子銃構体の他の実施例を示す側面断
面図。

【図４】本発明の電子銃構体の構成要素の寸法を説明す
るための部分拡大側面断面図。

【図５】本発明の電子銃構体を組み込んだＣＲＴの側面
断面図。

【符号の説明】

３６カソード組立体５８離間部材６０制御グリッド電極６６加速グリッド電極４６、４８、６２支持部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非導電性支持部材により支持され、開口
を有する非導電性平板状離間部材と、上記支持部材により支持され、先端に上記離間部材の上
記開口に対向する電子放出面を有するカソード組立体
と、上記離間部材の上記カソード組立体側の一方面に取り付
けられ、上記カソード組立体の上記電子放出面からの電
子ビームが通過する開口を有する制御グリッド電極と、上記離間部材の他方面に取り付けられ、上記カソード組
立体の上記電子放出面からの電子ビームが通過する開口
を有すると共に、上記離間部材側の面に環状凹部を有す
る加速グリッドとを具えることを特徴とする電子銃構
体。