JP3798551B2 - カラーブラウン管 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、インライン型3電子銃構体を有するカラーブラウン管に係り、特に電子銃構体のカソード電流を動作開始から短時間で所定の一定値に近づけることができるカラーブラウン管に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、インライン型3電子銃構体は、図1に示すように、同一平面上に水平配置された互いに独立した3個のカソード構体Kと、これら3個のカソード構体Kから所定間隔離れて配置され、3個のカソード構体Kから放出された3電子ビームに対して共通するとともにこの3電子ビームを制御する制御格子(以下、第1グリッドと称する)G1と、を備えている。なお、図1では、インライン型3電子銃構体のカソード構体Kと、その周辺の構造の垂直断面を概略的に示しているため、1個のカソード構体Kのみを図示している。
【0003】
また、インライン型3電子銃構体は、図示しないが、この第1グリッドG1から所定間隔離れて配置され、第1グリッドG1を通過した3電子ビームに対して共通するとともに第1グリッドG1による電界の変化を遮蔽する遮蔽格子(以下、第2グリッドと称する)G2と、この第2グリッドG2から所定間隔はなれて配置され、第2グリッドG2を通過した3電子ビームに対して共通するとともに3電子ビームを加速する加速格子(以下第3グリッドと称する)G3とを備えている。
【0004】
このように、1個のカソード構体K、第1グリッドG1、第2グリッドG2、および第3グリッドG3により、電子銃構体が構成される。
このようなインライン型3電子銃構体を用いたブラウン管は、水平偏向磁界をピンクッション状にし、垂直偏向磁界をバレル状にすることにより、電子銃構体から出射された3電子ビームを自己集中(セルフコンバージェンス)させて、消費電力を少なくすることが可能である。このため、インライン型3電子銃構体を用いたブラウン管は、現在、一般用カラーブラウン管の主流となっている。
【0005】
図1に示すように、インライン型3電子銃構体のカソード構体Kは、ディスク状に形成された陰極1と、このディスク状の陰極1を保持する円筒形状のカソードスリーブ2と、カソードスリーブ2を取り巻くように成形され、外囲器としての役割を果たす円筒形状のカソードホルダー3と、カソードスリーブ2とカソードホルダー3とを接続する薄い長板状のカソードストラップ4とによって構成されている。カソードスリーブ2内には、陰極を加熱するためのヒーター5が設置されている。
【0006】
カソードホルダー3およびカソードストラップ4は、図1に示したように、溶接位置aにおいて、互いに溶接されることにより固定されている。カソードスリーブ2およびカソードストラップ4は、溶接位置cにおいて、互いに溶接されることにより固定されている。
【0007】
このカソード構体Kは、図2に示すような保持構体10に保持されている。すなわち、保持構体10は、カソード構体Kを固定する円筒形状をしたカソードサポートシリンダー6と、このカソードサポートシリンダー6を保持する円筒湾曲部を有するカソードサポートストラップ7とを備えている。このカソードサポートシリンダー6は、図1及び図2に示したように、カソードサポートストラップ7の円筒湾曲部に覆われるようにして保持され、溶接位置dにおいて、互いに溶接されることにより固定されている。カソード構体Kは、保持構体10に対して溶接位置bにおいて、互いに溶接されることにより固定されている。
【0008】
このようなインライン型3電子銃構体を用いたカラーブラウン管においては、良好な白色画面を得るため各電子銃構体のカットオフ電圧が同一となるように、すなわち各カソード構体Kのカソード電流(以後、Ikと称する)が所定の一定値となるように設計されている。しかしながら、通常、各電子銃構体のカットオフ電圧は、必ずしも同一とはならないため、各電子銃構体のカットオフ電圧を同一値、すなわちIk値を所定の一定値とすべく、カラーブラウン管製造後に各電子銃構体の特性に応じてバイアス電圧を調整して、各電子銃構体のIk値間の同等性を得ている。
【0009】
しかしながら、このようなカラーブラウン管では、短時間のウォーミングアップ期間中には、各Ik値を所定の一定値にすることはできない。このウォーミングアップ期間とは、ヒーター5に通電し、所定の電流を流すことにより、電子銃構成部品が熱的平衡状態に達するまでの期間で、一般的には約20分間である。
【0010】
その理由は、ヒーター5に通電してから電子銃構成部品が熱的平衡状態に達するまでの時間にそれぞれ差があり、その間に各電子銃構体の陰極1におけるカソード面と第1グリッドG1との間隔G1/Kが変化を示す事に起因している。さらに詳細には、直接発熱するヒーター5の近傍に設置されるカソード構体Kと、カソード構体Kを保持固定する保持機構10との構造の影響が大きい。
【0011】
すなわち、図1に示すように、各グリッドに対して、ある所定の電圧を印加した電子銃構体において、Ik値を決定するのは、主にカソード構体Kの陰極1におけるカソード面と第1グリッドG1との間隔(以下、G1/Kギャップと称する)である。ヒーター5近傍の部品は、ヒーター5に通電すると、それぞれ熱せられて熱変形を起こす。
【0012】
この場合、最も早く熱平衡状態に達するのは、ヒーター5自体であり、最も早く安定状態に達し、一般的にはG1/Kギャップにはほとんど影響を及ぼさない。このヒーター5の次に熱平衡状態に達するのは、最も体積が小さく、薄い板状に形成されたカソードストラップ4であり、熱平衡状態に達する時間が早いことで、熱変形の速度も急速に進む。そして、次に、カソードスリーブ2が熱平衡状態に達し、その次にカソードホルダー3が熱平衡状態に達する。
【0013】
さらに、カソードサポートシリンダー6、カソードサポートストラップ7および第1グリッドG1の順で熱平衡状態へと達するが、カソードサポートシリンダー6およびカソードサポートストラップ7は、熱変形の過程のG1/Kへの影響は微量であって無視できる。また、第1グリッドG1の変形も板状に形作られた電極のグリッド周辺にビード等を形成することでグリッド位置が変化しないように設計が施されており、ほとんど無視することができる。
【0014】
すなわち、ヒーター5に通電後、熱平衡状態に達するまでの間、Ikに影響を与えるのは、主にカソードストラップ4、カソードスリーブ2、およびカソードホルダー3の熱平衡状態に達するまでの時間差と、各部品間の熱変形量である。
【0015】
図3は、一般的なインライン型3電子銃構体におけるヒーター通電後の経過時間に対するIk値の変化を示す図である。
Ik値の変化の様子は、以下のように各部品の安定時間によって分けることが可能である。すなわち、ヒーター通電後、ヒーター自体が発熱してカソードが熱せられ、電子ビームを発生するのに要する期間すなわちA期間、カソードストラップ4が加熱されて熱平衡状態となるまでに要する期間すなわちB期間、カソードスリーブ2が加熱されて熱平衡状態となるまでに要する期間すなわちC期間、および、カソードホルダー3加熱されて熱平衡状態になるまでに要する期間すなわちD期間に分けることが可能である。
【0016】
図3に示した例では、完全に熱平衡状態に達する、すなわちカソード電流が所定のIk値に達するまでには約20分を要し、視感においてほぼ安定状態と確認される所定のIk値に対して所定の許容範囲A内に達するまでに要する期間すなわちE期間に達するには約15分が必要である。
【0017】
すなわち、ウォームアップ期間にIk値が変動することで問題となるのは、カラーブラウン管起動時に画面の輝度、および色度の安定が遅いことである。すなわち、望ましいのは、視感において素早く安定状態に達することであり、E期間を短縮することで達成される。
【0018】
このウォームアップ時間のE期間を短くする方法として、最も熱平衡状態に達する時間の長いカソードホルダー3の熱変形を少なくする方法が効果的である。そこで、カソードストラップ4およびカソードホルダー3を溶接固定している溶接位置aと、カソードサポートシリンダー6およびカソードホルダー3を溶接固定している溶接位置bとの間隔を狭くする方法が考えられる。しかしながら、溶接位置aを溶接位置bに近づける方法は、カソード構体Kの機械的強度のバランスを損ない、カラーブラウン管に対する少ない振動・衝撃でカソード面が揺れるといった問題が発生する可能性が高く、好ましくない方法である。反対に、溶接位置bを溶接位置aに近づける方法があるが、図2に示したように、カソードサポートストラップ7の円筒湾曲部がカソードサポートシリンダー6の側面を覆うようにして保持しているため、困難である。
【0019】
すなわち、カラーブラウン管のウォームアップ時間を短縮する方法として、有効な方法の一つとして、カソード構体Kにおけるカソードホルダー3の熱変形量を少なくすることが有効であり、このために、カソードストラップ4との溶接位置aと、カソードサポートシリンダー6との溶接位置bとの間隔を狭くすることで達成されるが、このような構造とすることは、上述した保持構体10の構造からして困難である。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、カラーブラウン管は、起動時において、所定の画面輝度、および色度を得るために要するウォームアップ時間が長くなるといった問題が発生する。すなわち、カソード構体におけるカソード電流が所定の言って位置に安定するまでに要する時間が長いといった問題がある。
【0021】
この発明は、ウォームアップ時間を短縮し、短時間で視感において有意差のないレベルの所定の輝度、および色度を得ることができるカラーブラウン管を提供することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】
この発明の目的は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、
請求項1に記載の発明によれば、
ディスク状に形成された陰極、および、この陰極を保持するホルダーを備えたカソード構体と、
前記カソード構体のホルダー内部に設置され、通電により発熱するヒーターと、
前記カソード構体を内部に挿入して溶接固定するカソードサポートシリンダー、および、このカソードサポートシリンダーの側面に係合する係合面を有する長板状のカソードサポートストラップを備えた保持機構と、
前記陰極に対向配置されたグリッドと、
前記保持機構の一部と、前記グリッドの一部を埴設固定する絶縁ガラスと、によって構成されるインライン型3電子銃を具備し、
前記インライン型3電子銃から放出される3電子ビームを蛍光面上に集中させて蛍光面上に画像表示するカラーブラウン管において、
前記カソードサポートストラップは、前記係合面の一部に少なくとも一つ形成された開口部を有し、
前記開口部を介して前記カソード構体と前記保持機構の前記カソードサポートシリンダーとを溶接固定したことを特徴とするカラーブラウン管が提供される。
【0023】
この発明のカラーブラウン管によれば、
本発明のカラーブラウン管に於いては、長板状のカソードサポートストラップのカソードサポートシリンダーを固定する係合面の少なくとも一部に開口部を形成し、この開口部を通してカソードサポートシリンダーとカソード構体とを溶接固定している。
【0024】
これによって、熱平衡状態に達する時間は変化しないものの、熱変形量を大幅に減少させることができる。
すなわち、正確には熱平衡状態に達する時間は変化しないが、視感による熱平衡状態と有意差のない状態へ、いち早く到達させることができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、この発明のカラーブラウン管の実施の形態について図面を参照して説明する。
図4は、この発明のカラーブラウン管に適用されるインライン型3電子銃構体におけるカソード構体、およびこのカソード構体周辺のグリッドの構造を概略的に示す垂直断面図である。
【0026】
図5は、図4に示したカソード構体の構造をより拡大して示した垂直断面図である。
図4および図5に示すように、インライン型3電子銃構体は、同一平面上の水平方向に配置された互いに独立した3個のカソード構体Kと、これら3個のカソード構体Kから所定間隔離れて配置され、3個のカソード構体Kから放出された3電子ビームに対して共通するとともにこの3電子ビームを制御する制御格子すなわち第1グリッドG1と、を備えている。なお、図4では、3個のカソード構体Kが配列された水平方向に対して直交する垂直方向の断面を図示している。
【0027】
また、インライン型3電子銃構体は、図4に示すように、第1グリッドG1から所定間隔離れて配置され、第1グリッドG1を通過した3電子ビームに対して共通するとともに第1グリッドG1による電界の変化を遮蔽する遮蔽格子すなわち第2グリッドG2と、この第2グリッドG2から所定間隔はなれて配置され、第2グリッドG2を通過した3電子ビームに対して共通するとともに3電子ビームを加速する加速格子すなわち第3グリッドG3とを備えている。
【0028】
電子銃構体は、このような1個のカソード構体K、第1グリッドG1、第2グリッドG2、および第3グリッドG3により構成され、これらの電子銃構体が水平方向に3個並列して配置されることにより、インライン型3電子銃構体が構成される。
【0029】
このようなインライン型3電子銃構体を用いたブラウン管は、水平偏向磁界をピンクッション状にし、垂直偏向磁界をバレル状にすることにより、電子銃構体から出射された3電子ビームを図示しない赤、緑、青の蛍光体層を有する蛍光面上において自己集中(セルフコンバージェンス)させつつ、蛍光面上を水平方向および垂直方向に走査することにより、カラー画像を表示する。
【0030】
図4及び図5に示すように、インライン型3電子銃構体のカソード構体Kは、ディスク状に形成された陰極1と、このディスク状の陰極1を保持する円筒形状のカソードスリーブ2と、カソードスリーブ2を取り巻くように成形され、外囲器としての役割を果たす円筒形状のカソードホルダー3と、カソードスリーブ2とカソードホルダー3とを接続する薄い長板状のカソードストラップ4とによって構成されている。カソードスリーブ2内には、陰極1を加熱するためのヒーター5が設置されている。
【0031】
カソードホルダー3およびカソードストラップ4は、図5に示したように、溶接位置aにおいて、互いに溶接されることにより固定されている。カソードスリーブ2およびカソードストラップ4は、溶接位置cにおいて、互いに溶接されることにより固定されている。
【0032】
このカソード構体Kは、図6に示すような保持構体20に保持されている。すなわち、保持構体20は、カソード構体Kを固定する一方向に延出された側面すなわち円筒面を有する円筒形状のカソードサポートシリンダー6と、この円筒形状のカソードサポートシリンダー6の円筒面に係合するようにして保持する係合面としての円筒湾曲部21aを有する長板状のカソードサポートストラップ21とを備えている。このカソードサポートストラップ21は、円筒湾部21aにおける略中央に湾曲面に沿って形成された開口部21bを有している。
【0033】
このカソードサポートシリンダー6は、図5及び図6に示したように、カソードサポートストラップ21の円筒湾曲部21aに覆われるようにして保持され、溶接位置dにおいて、互いに溶接されることにより固定されている。カソード構体Kは、保持構体10におけるカソードサポートストラップ21の開口部21bを介してカソードサポートシリンダー6に対して溶接位置bにおいて、互いに溶接されることにより固定されている。すなわち、カソードサポートシリンダー6の円筒面における円筒面の延出方向に沿った略中間位置でカソード構体Kのカソードホルダー3と溶接固定されている。
【0034】
このような構造とすることにより、保持構体20のカソードサポートストラップ21とカソード構体Kのカソードホルダー3とを溶接する溶接位置bを、カソードホルダー3とカソードストラップ4とを溶接する溶接位置aに近接させることが可能となる。
【0035】
図4に示すように、保持機構20のカソードサポートストラップ21、第1グリッドG1、第2グリッドG2、及び第3グリッドは、それぞれ所定の間隔をおいて一対の絶縁ガラス11に埴設されることにより、固定されている。また、カソード構体Kは、保持機構20に保持された状態で、保持機構20のカソードサポートストラップ21の一部が絶縁ガラス11に埴設されることにより固定されている。
【0036】
このように、インライン型3電子銃構体のカソード構体K及び保持構体20を上述したような構造とすることにより、熱平衡状態に達する時間は変化しないものの、熱変形量を大幅に減少させることができる。
【0037】
すなわち、正確には、熱平衡状態に達する時間は変化しないが、視感による熱平衡状態と有意差のない状態へ、いち早く到達させることができる。
このようなインライン型3電子銃構体においては、ヒーター5に通電すると、ヒーター5が発熱し、陰極1が加熱されて陰極1のカソード面から熱電子が放出される。この陰極1から放出された熱電子は、電子ビームとなって、第1グリッドG1、第2グリッドG2、及び第3グリッドG3により、制御、加速される。各電子銃構体から同様の電子ビームが発生され、水平方向に並列した3電子ビームが形成される。
【0038】
このとき、同時に、カソード構体Kがヒーター5からの熱によって熱変形を開始する。すなわち、カソードストラップ4は、G1/kを拡大するように延びる動きをし、カソードスリーブ2は、G1/kを縮小するような動きをする。ところで、カソードホルダー3は、従来と同様に延びるが、カソードスリーブ2のカソードストラップ4との溶接位置aと、カソードサポートシリンダー6との溶接位置bが近く、このことで熱平衡状態迄の時間は従来と同様であるが、熱変形によるG1/kの変化を少量とすることが出来る。
【0039】
図7は、このカラーブラウン管におけるインライン型3電子銃構体のヒーターに通電した後の経過時間に対するIk値の変化の様子を示す図である。
図7に示すように、ヒーター通電後、ヒーター自体が発熱して陰極が熱せられ、電子ビームが発生するまでに要する期間すなわちA期間、カソードストラップが加熱され熱平衡状態となるまでに要する期間すなわちB期間、カソードスリーブが熱平衡状態となるまでに要する期間すなわちC期間については、図3に示したような従来と同様の時間を要する。また、カソードホルダーが熱平衡状態になるまでに要する期間すなわちD期間についても正確には従来と同じ時間を必要とする。つまり、カソード電流が所定のIk値に達するまでに要するD期間は、従来と略同程度の20分を要する。
【0040】
これに対して、カソード電流が所定のIk値に対して所定の許容範囲A内に安定するまでに要する時間、すなわち、視感においてほぼ安定状態と確認されるまでに要する期間すなわちE期間は、大幅に減少し、約10分であることが分かる。
【0041】
上述したように、ウオームアップ時間すなわちE期間を短縮するために、ヒーター5に通電した後、最も熱平衡状態に達する時間が長いカソードホルダー3の熱変形を小さくすることが効果的であり、これを達成するために、カソードサポートストラップ21の円筒湾曲部21aに開口部21bを形成し、この開口部21bを介して保持機構20のカソードサポートシリンダー6とカソード構体Kのカソードホルダー3とを溶接によって固定している。
【0042】
これにより、カソード構体Kの機械的強度のバランスを損なうことなく、カソードホルダー3およびカソードストラップ4の溶接位置aと、カソードホルダー3およびカソードサポートシリンダー6の溶接位置bとを近接させることが可能となる。
【0043】
このため、カラーブラウン管起動時の輝度、色度を素早く所定の値に近づけることができ、実質的なウォームアップ時間を大幅改善することができるカラーブラウン管を提供することができる。
【0044】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、ウォームアップ時間を短縮し、短時間で視感において有意差のないレベルの所定の輝度、および色度を得ることができるカラーブラウン管を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、従来のカソード構体周辺の構造を概略的に示す垂直断面図である。
【図2】図2は、図1に示したカソード構体を保持するための保持機構を概略的に示す斜視図である。
【図3】図3は、図1に示したカソード構体を備えた従来の電子銃構体におけるカソード通電後のカソード電流の経時変化を示す図である。
【図4】図4は、この発明のカラーブラウン管に適用されるインライン型3電子銃構体の構造を概略的に示す垂直断面図である。
【図5】図5は、図4に示したインライン型3電子銃構体のカソード構体周辺の構造を概略的に示す垂直断面図である。
【図6】図6は、図5に示したカソード構体を保持するための保持機構を概略的に示す斜視図である。
【図7】図7は、図5に示したカソード構体を備えた電子銃構体におけるカソード通電後のカソード電流の経時変化を示す図である。
【符号の説明】
1…陰極
2…カソードスリーブ
3…カソードホルダー
4…カソードストラップ
5…ヒーター
6…カソードサポートシリンダー
7…カソードサポートストラップ
10…保持機構
11…絶縁ガラス
20…保持機構
21…カソードサポートストラップ
21a…円筒湾曲部
21b…開口部
K…カソード構体
G1…第1グリッド
G2…第2グリッド
G3…第3グリッド
Claims (3)
- ディスク状に形成された陰極、および、この陰極を保持するホルダーを備えたカソード構体と、
前記カソード構体のホルダー内部に設置され、通電により発熱するヒーターと、
前記カソード構体を内部に挿入して溶接固定するカソードサポートシリンダー、および、このカソードサポートシリンダーの側面に係合する係合面を有する長板状のカソードサポートストラップを備えた保持機構と、
前記陰極に対向配置されたグリッドと、
前記保持機構の一部と、前記グリッドの一部を埴設固定する絶縁ガラスと、によって構成されるインライン型3電子銃を具備し、
前記インライン型3電子銃から放出される3電子ビームを蛍光面上に集中させて蛍光面上に画像表示するカラーブラウン管において、
前記カソードサポートストラップは、前記係合面の一部に少なくとも一つ形成された開口部を有し、
前記開口部を介して前記カソード構体と前記保持機構の前記カソードサポートシリンダーとを溶接固定したことを特徴とするカラーブラウン管。 - ディスク状に形成された陰極と、この陰極を保持する円筒形状のカソードスリーブと、このカソードスリーブを収納する円筒形状のカソードホルダーと、前記カソードスリーブを前記カソードホルダーに接続するカソードストラップと、を備えたカソード構体と、
前記カソード構体のカソードスリーブ内部に設置され、通電により発熱するヒーターと、
前記カソード構体を内部に挿入して溶接固定する一方向に延出された円筒面を有する円筒形状のカソードサポートシリンダーと、このカソードサポートシリンダーの側面に係合する円筒形湾曲部を有する長板状のカソードサポートストラップと、を備えた保持機構と、
前記カソード構体の陰極に対向配置されたグリッドと、
前記保持機構の一部と、前記グリッドの一部を埴設固定する絶縁ガラスと、によって構成されるインライン型3電子銃を具備し、
前記インライン型3電子銃から放出される3電子ビームを蛍光面上に集中させて蛍光面上に画像表示するカラーブラウン管において、
前記カソードサポートストラップは、前記円筒形湾曲部の一部に少なくとも一つ形成された開口部を有し、
前記開口部を介して前記カソード構体の前記カソードホルダーと前記保持機構の前記カソードサポートシリンダーとを溶接固定したことを特徴とするカラーブラウン管。 - 前記カソードホルダーと前記カソードサポートシリンダーとを溶接固定する位置は、前記カソードサポートシリンダーの円筒面における円筒の軸方向に沿って略中間に位置することを特徴とする請求項2に記載のカラーブラウン管。
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