JP4169980B2 - 受像管装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータモニタやテレビジョン受像機等に用いられる受像管装置およびカラー受像管装置に関し、特に解像度を改善するための技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータモニタやテレビジョン受像機に用いられる受像管装置やカラー受像管装置は、電子銃により電子ビームを蛍光体スクリーン上に照射し、蛍光体を発光させて画像を表示する。この電子ビームが蛍光体スクリーンを発光させるスポットの大きさ（以下、「スポット径」という。）が小さいほど高い解像度を得ることが出来る。
【０００３】
図２５は電子銃の典型的な構成を模式的に示した縦断面図である。図２５に示すように、電子銃１はカソード１０、制御電極１１、加速電極１２、集束電極１３および最終加速電極１４から構成されている。カソード１０から放出された電子は、加速電極１２により、蛍光体スクリーン１５側へと加速移動される。集束電極１３と最終加速電極１４は、電界レンズ（以下、「主レンズ」という。）１６を発生させて、電子ビームを蛍光体スクリーン１５上にフォーカスさせる。
【０００４】
一般にスポット径は主レンズ内における電子ビームの径（以下、「ビーム径」という。）に依存して変化する。スポット径が最小となるようなビーム径を最適ビーム径という。最適ビーム径は輝度信号、すなわち、カソードを流れる電流（以下、「ビーム電流」という。）Ｉａによって異なっている。
そして、ビーム電流Ｉａがより大きい場合、すなわち高輝度の場合に最適ビーム径となるように設計すると、ビーム電流Ｉａがより小さいときに最適ビーム径とならず、逆にビーム電流Ｉａがより小さい場合に最適ビーム径となるようにすると、ビーム電流Ｉａがより大きいときに最適ビーム径から外れてしまうことが知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このような問題に対して、従来、一般にビーム電流Ｉａが大きいほどビーム径がより大きくなる傾向があることに着目して、ビーム電流Ｉａが大きい場合に最適ビーム径となるような構成がとられていた。しかし、このような構成では、ビーム電流Ｉａが小の場合に最適ビーム径から外れるため、輝度の低い映像においては解像度が低下する。その結果、例えば、暗くて細かい模様は細部が表現され難くなってしまう。
【０００６】
また、別の従来技術である、特開平７−８５８１２号公報に開示の電子銃は、加速電極と集束電極との間に補助電極を設けた構成をとっている。そして、輝度信号に応じて補助電極に対して印加する電圧の高さを調節することによって、プリフォーカスレンズの強度（集束力）を変化させ、ビーム径を制御してスポット径を最小化する。
【０００７】
しかしながら、補助電極に数百〜数千Ｖもの高い電圧を印加する必要があるので、輝度の変化の激しい画像を解像度よく表示できるようにプリフォーカスレンズの強度を変化させるためには、このような高電圧を高速（数Ｍ〜数十ＭＨｚ）に変化させることができる増幅回路が必要となり、現実的であると到底言えない。
【０００８】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、輝度によらず高い解像度を実現する受像管装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る受像管装置は、制御電極と各色に対応する３つのカソードとを備えている電子銃と、色毎に、輝度信号に応じて前記カソードのカットオフ電圧と前記制御電極の電圧との差を変化させることにより、スポット径を制御するスポット径制御手段とを備えることを特徴とする。このようにすれば、輝度に応じてカソードのカットオフ電圧と制御電極の電圧との差を変化させることにより、カソードレンズの強度を変化させることができる。これに応じて、クロスオーバーの位置が変化するので、結果として、スポット径を制御して、受像管装置の解像度を改善することが出来る。
【００１４】
また、本発明に係る受像管装置は、制御電極と各色に対応する３つのカソードとを備えている電子銃と、色毎の輝度信号のうち、最も高い輝度を指標する輝度信号に応じて前記カソードのカットオフ電圧と前記制御電極の電圧との差を変化させることにより、スポット径を制御するスポット径制御手段とを備えることを特徴とする。このようにすれば、３つのカソードを備えているカラー受像管装置において、最も輝度の高い色のスポット径を縮小することによって３色全体としてスポット径を縮小することができるので、より簡略な構成をとりながら、カラー受像管装置の解像度を向上させることができる。
【００１５】
この場合、前記スポット径制御手段は、前記最も高い輝度を指標する輝度信号が指標する輝度が高いほど、前記カソードのカットオフ電圧と前記制御電極の電圧との差が大きくなるように制御して、スポット径を小さくするのが望ましい。このような制御をするためには、前記電子銃は加速電極を備え、前記スポット径制御手段における前記カソードのカットオフ電圧と前記制御電極の電圧との差の変化は、前記最も高い輝度を指標する輝度信号に応じて前記加速電極の電圧を制御することによりなされるとしても良く、これに加えて、前記スポット径制御手段は、前記最も高い輝度を指標する輝度信号が指標する輝度が高いほど、前記加速電極の電圧を高めるように制御をするとすれば更に望ましい。更に、前記スポット径制御手段は、前記輝度信号に関わらず、前記カソードの電圧をそれぞれ一定に保つように制御をするとすれば尚好適である。
【００１６】
また、前記スポット径制御手段における前記カソードのカットオフ電圧と前記制御電極の電圧との差の変化は、前記最も高い輝度を指標する輝度信号に応じて前記制御電極の電圧を制御することによりなされるとしても良く、これに加えて、前記スポット径制御手段は、前記最も高い輝度を指標する輝度信号が指標する輝度が高いほど、前記制御電極の電圧を低めるように制御をするとすれば更に好適である。
【００１７】
前記電子銃は加速電極を備え、前記スポット径制御手段における前記カソードのカットオフ電圧と前記制御電極の電圧との差の変化は、前記最も高い輝度を指標する輝度信号に応じて前記制御電極の電圧と前記加速電極の電圧との両方ともを制御することによりなされる。前記スポット径制御手段は、前記最も高い輝度を指標する輝度信号が指標する輝度が高いほど、前記制御電極の電圧を低め、かつ、前記加速電極の電圧を高めるように制御をする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る受像管装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
［１］ 第１の実施の形態
図１は、本実施の形態に係る受像管装置について、管軸Ｚを含む縦断面を示した図である。図１において、受像管装置２は、前面パネル２２とファンネル２５とが接合されてなるガラスバルブを備え、ファンネル２５のネック部２５ａの内部にはインライン型電子銃２０が配されている。なお、画面サイズは７６ｃｍ、偏向角は１０６度である。
【００１９】
前面パネル２２の内側には赤、緑、青の３色の蛍光体が塗布され、蛍光体スクリーン２４が形成されている。電子銃２０から射出された電子ビーム２１は、ファンネル２５の外側に装着された偏向ヨーク２６によって偏向され、シャドウマスク２３によって色選別された後、蛍光体スクリーン２４に照射して蛍光体を発光させる。
【００２０】
［２］ 電子銃２０の構成
図２は、本実施の形態に係る電子銃２０の構成を示した外観斜視図であり、他の部材が見えるように集束電極２０３と最終加速電極２０４は一部が切り欠かれている。図２において、電子銃２０はＲＧＢ各色に対応するカソード２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂ、制御電極２０１、ＲＧＢ各色に対応する加速電極２０２Ｒ、２０２Ｇ、２０２Ｂ、集束電極２０３及び最終加速電極２０４から成っており、カソード２００Ｒ、２００Ｇ、２００Ｂはインライン配置されている。
【００２１】
図３は、電子銃２０についてカソード２００Ｒの中心軸を含む縦断面図を示した図である。なお、カソード２００Ｇやカソード２００Ｂの中心軸を含む縦断面も図３と同様であるので、以下、カソード２００Ｒの中心軸を含む縦断面を代表として説明する。
さて、図３に示すように、カソード２００Ｒと制御電極２０１はカソードレンズ２１０を形成し、加速電極２０２Ｒと集束電極２０３はプリフォーカスレンズ２１２を形成する。また、図示しないが、集束電極２０３と最終加速電極２０４は主レンズを形成する。
【００２２】
カソード２００Ｒから放出された電子ビーム２１３はカソードレンズ２１０によってクロスオーバー２１１に集束された後、所定の発散角で出射してプリフォーカスレンズ２１２に入射する。そして、電子ビーム２１３はプリフォーカスレンズ２１２によって予備集束された後、電子ビームは主レンズで集束されて、蛍光体スクリーン２４上にスポットを形成する。
【００２３】
なお、制御電極２０１は、板厚が０．０６ｍｍ、電子ビームを通過させる各開口の孔径がφ０．５ｍｍである。加速電極２０２Ｒ〜２０２Ｂは、それぞれ板厚が０．５５ｍｍ、各開口の孔径がφ０．５ｍｍである。集束電極２０３の加速電極２０２Ｒ〜２０２Ｂに対向する側の板厚は０．３５ｍｍ、孔径がφ０．９ｍｍである。
【００２４】
カソード２００Ｒ〜２００Ｂと制御電極２０１との距離はいずれも０．０７ｍｍである。制御電極２０１と加速電極２０２Ｒ〜２０２Ｂとの距離はいずれも０．２２ｍｍである。また、加速電極２０２Ｒ〜２０２Ｂと集束電極２０３との距離はいずれも０．７ｍｍである。
また、制御電極２０１には０Ｖ、集束電極２０３には約６８００Ｖ、最終加速電極２０４には３２ｋＶというようにそれぞれ一定電圧が印加される。一方、カソード２００Ｒ〜２００Ｂと加速電極２０２Ｒ〜２０２Ｂには輝度信号に応じた電圧が印加される。
【００２５】
［３］ 加速電極電圧Ｖｇ２を制御する回路の構成
次に、このような加速電極２０２Ｒ〜２０２Ｂに印加する電圧を制御する回路について説明する。図４は、加速電極電圧Ｖｇ２を制御する回路の構成を示した機能ブロック図である。図４において、制御回路３０は、ＹＣ分離部３００、信号処理部３０１、加速電極電圧制御部３０２、およびアンプ３０３、３０４を備えている。
【００２６】
制御回路３０は、映像信号を受け付けるとＹＣ分離部３００にて、映像信号から輝度信号（Ｙ）と色信号（Ｃ）とを分離する。信号処理部３０１は、ＹＣ分離部３００から輝度信号と色信号を受け付けると、画質調整、コントラスト調整、帰線消去等の処理を行う。そして、アンプ３０３に対してはＲＧＢの各色に対応する原色信号（Ｒ）〜（Ｂ）を出力し、加速電極電圧制御部３０２に対してはＲＧＢの各色に対応する輝度信号（Ｒ）〜（Ｂ）を出力する。
【００２７】
加速電極電圧制御部３０２は、信号処理部３０１から輝度信号（Ｒ）〜（Ｂ）を受け付けて、加速電極２０２Ｒ〜２０２Ｂに印加する各電圧を制御するために制御信号（Ｒ）〜（Ｂ）をアンプ３０４に向けて出力する。この制御信号（Ｒ）〜（Ｂ）により最終的にＲＧＢの各色に対応する各スポットのスポット径が最小化される。
【００２８】
アンプ３０３は、信号処理部３０１から原色信号（Ｒ）〜（Ｂ）を受け付けて、これを増幅し、対応するカソード２００Ｒ〜２００Ｇに出力する。また、アンプ３０４は、加速電極電圧制御部３０２から受け付けた制御信号（Ｒ）〜（Ｂ）を増幅して、対応する加速電極２０２Ｒ〜２０２Ｇに印加する。
［４］ 加速電極電圧制御部３０２の動作
加速電極電圧制御部３０２の動作について更に詳しく説明する。加速電極電圧制御部３０２は、輝度信号に応じて加速電極２０２Ｒ〜２０２Ｇに印加する電圧を変化させることによりスポット径を最小化させる。
【００２９】
図５は、受像管装置２における加速電極の電圧Ｖｇ２とのスポット径関係について、カソードを流れる電流、すなわち、ビーム電流Ｉａの値毎に示したグラフである。図５に示すように、ビーム電流Ｉａ毎に加速電極電圧Ｖｇ２とスポット径は異なるグラフを描き、それぞれスポット径が最小となる加速電極電圧Ｖｇ２を有していることが分かる。
【００３０】
例えば、ビーム電流Ｉａが３．０ｍＡの場合、加速電極電圧Ｖｇ２が約３７０Ｖのときにスポット径が最小値をとり、約１．９ｍｍとなる。また、ビーム電流Ｉａが０．５ｍＡの場合には、加速電極電圧Ｖｇ２が約２５０Ｖのときにスポット径が最小の約０．９ｍｍとなる。このように、実測によりビーム電流Ｉａ毎にスポット径を最小とする加速電極電圧Ｖｇ２が定められる。
【００３１】
ところで、ビーム電流Ｉａは輝度と比例関係にあり、ビーム電流Ｉａが大きいほど輝度が高く、逆にビーム電流Ｉａが小さいほど輝度が低くなる。従って、ビーム電流Ｉａ毎にスポット径を最小とする加速電極電圧Ｖｇ２が定められるので、加速電極電圧制御部３０２は、このビーム電流Ｉａと加速電極電圧Ｖｇ２の関係に基づいて制御信号を生成すればよい。
【００３２】
図６は、加速電極電圧制御部３０２の構成を示した図である。図６において、加速電極電圧制御部３０２はひとつのＣＰＵ（中央演算処理装置：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３０２０から成っており、アナログ入力端子ＡＩ（Ｒ）、ＡＩ（Ｇ）、ＡＩ（Ｂ）にて加速電極２０２Ｒ〜２０２Ｂのそれぞれに対応する輝度信号を受け付ける。また、加速電極２０２Ｒ〜２０２Ｂの各電圧を制御する制御信号はアナログ出力端子ＡＯ（Ｒ）、ＡＯ（Ｇ）、ＡＯ（Ｂ）から出力される。
【００３３】
ＣＰＵ３０２０の内部ＲＯＭには輝度信号と制御信号とを対応付けたテーブルが格納されている。図７は、当該テーブルの構成を示した図である。図７に示すように、テーブル３０２１には２５６段階の輝度信号（Ｒ）〜（Ｂ）の電圧のそれぞれに対応して出力すべき制御信号（Ｒ）〜（Ｂ）の電圧値が格納されている。
【００３４】
図８は、ＣＰＵ３０２０の動作を表したフローチャートである。ＣＰＵ３０２０はアナログ入力端子ＡＩ（Ｒ）、ＡＩ（Ｇ）、ＡＩ（Ｂ）を参照して輝度信号を受け付けると（Ｓ１）、受け付けた輝度信号電圧とテーブル３０２１を照らし合わせて（Ｓ２）、制御信号電圧を決定する（Ｓ３）。そして、決定した制御信号（Ｒ）〜（Ｂ）の電圧をアナログ出力端子ＡＯ（Ｒ）、ＡＯ（Ｇ）、ＡＯ（Ｂ）から出力する（Ｓ４）。
【００３５】
以上のようにすれば、輝度信号に応じて加速電極電圧Ｖｇ２を制御することにより、カソードレンズの強度（集束力）を変化させ、クロスオーバーの位置を前後に移動させるので、ビーム径を最適化することができ、延いてはスポット径を最小化することができる。
［５］ 電子銃２０の動作特性
次に、電子銃２０の動作特性について、電子銃２０を構成する各電極の電圧に注目して説明する。
【００３６】
図９は、図３と同様に、電子銃２０について１のカソード２００Ｒの中心軸を含む縦断面図を示した図であって、最終加速電極２０４と主レンズ２１４を含む電子銃２０の全体が示されている。なお、カソード２００Ｇやカソード２００Ｂの中心軸を含む縦断面も図９と同様であるので、以下、カソード２００Ｒの中心軸を含む縦断面を代表として説明する。
【００３７】
図９において、輝度を一定に保った状態で加速電極電圧Ｖｇ２を高くすると、カソードレンズ２１０の強度が増して、クロスオーバーが管軸Ｚに沿ってカソード２００Ｒに近づく。逆に、輝度を一定に保った状態で加速電極電圧Ｖｇ２を低くすると、カソードレンズ２１０の強度が減じて、クロスオーバーが管軸Ｚに沿ってカソード２００Ｒから遠ざかる。
【００３８】
例えば、クロスオーバーが点２１１にある場合、電子ビーム２１３は主レンズ２１４において半径２１５をとり、また、クロスオーバーが点２１１´にある場合には、電子ビーム２１３´は主レンズ２１４において半径２１５´をとる。このように、受像管装置１においては、加速電極電圧Ｖｇ２を加減することによってビーム径を最適化することができる。
【００３９】
次に、ビーム電流Ｉａと各電極の電圧との関係について説明する。図１０は、本実施の形態に係る受像管装置１におけるビーム電流Ｉａと各電極電圧の関係を示したグラフと、従来技術に係る同型の受像管装置におけるビーム電流Ｉａと各電極電圧の関係を示したグラフとを併記した図である。なお、ここで従来技術に係る同型の受像管装置とは、加速電極電圧Ｖｇ２が一定に保たれている他は本実施の形態に係る受像管装置１とまったく同じ構成を備えた受像管装置をいう。
【００４０】
図１０において、実線４００〜４０３は本実施の形態に係る受像管装置１についてビーム電流Ｉａと各電極電圧の関係を示したグラフであって、実線４００は加速電極電圧Ｖｇ２を表し、実線４０１はカットオフ電圧Ｖｋｃを表している。実線４０２、４０３はそれぞれカソード電圧Ｖｋ、制御電極電圧Ｖｇ１を表している。
【００４１】
なお、必要とされるビーム電流を流すために制御電極電圧、加速電極電圧、カソード電圧がそれぞれ決められる。ここで、制御電極電圧および加速電極電圧を決められた値のままとしカソード電圧だけを変化させていくと、その電子銃のカソードから電流が放出されなくなる点がある。ここでは、この点をカットオフ電圧という。
【００４２】
破線４００´〜４０２´は、従来技術に係る同型の受像管装置についてビーム電流Ｉａと各電極電圧の関係を示したグラフである。破線４００´〜４０２´、それぞれ加速電極電圧Ｖｇ２、カットオフ電圧Ｖｋｃ及びカソード電圧Ｖｋを表している。なお、いずれの受像管装置においても制御電極電圧Ｖｇ１はビーム電流Ｉａに関わらず０Ｖを保つ。なお、前述のように、輝度はビーム電流Ｉａと比例関係にある。
【００４３】
本実施の形態においては、加速電極電圧Ｖｇ２を実線４００のようにビーム電流Ｉａに応じて昇圧させるので、カソード電圧Ｖｋがビーム電流Ｉａに応じて実線４０２のように推移する。一方、従来技術においては、加速電極電圧Ｖｇ２は破線４００´のようにビーム電流Ｉａに関わらず一定値をとるので、カソード電圧Ｖｋは破線４０２´のように推移する。
【００４４】
従って、カソード電圧Ｖｋと制御電極電圧Ｖｇ１との差、すなわちカソードと制御電極の電位差のビーム電流Ｉａに関する変動幅は、従来技術におけるよりも本実施の形態においてより小さくなる。
ところで、カソードレンズの強度はカソード電圧Ｖｋと制御電極電圧Ｖｇ１の差に応じて変化する。すなわち、従来技術においては、カソード電圧Ｖｋと制御電極電圧Ｖｇ１との差のビーム電流Ｉａに関する変動幅が大きいので、カソードレンズの強度の変化が大きくなる。従って、クロスオーバーの位置が大きく変動し、ビーム電流Ｉａによらずビーム径を最適な大きさに保つのが困難である。
【００４５】
一方、本実施の形態においては、カソードレンズの強度の変化が小さく、クロスオーバーの位置が変動し難くいので、ビーム径を最適な大きさに保つのが容易である。したがって、輝度によらず、常にスポット径を最小化することができる。
図１０について更に説明する。一般に、カットオフ電圧Ｖｋｃは、制御電極電圧Ｖｇ１や加速電極電圧Ｖｇ２に応じて決まるものであるが、従来技術では、制御電極電圧Ｖｇ１と加速電極電圧Ｖｇ２をビーム電流Ｉａの変動に関わらず一定としていたため、カットオフ電圧Ｖｋｃもビーム電流Ｉａの変動に関わらず一定であった。
【００４６】
本実施の形態においては、ビーム電流Ｉａが大きいほど加速電極電圧Ｖｇ２が高くなるように制御しているので、ビーム電流Ｉａが大きいほどカットオフ電圧Ｖｋｃも高くなる。一方、制御電極電圧Ｖｇ１はビーム電流Ｉａによらず一定である。したがって、本実施の形態では、カットオフ電圧Ｖｋｃと制御電極電圧Ｖｇ１の差Ｖｋｃ−Ｖｇ１はビーム電流が大きいほど大きくなる。
【００４７】
図１０から分かるように、本実施の形態では、従来技術に比べ、破線４０２´から実線４０２のようにカソード電圧Ｖｋが下げられて、カソード電圧Ｖｋと制御電極電圧Ｖｇ１との差の変動幅が抑えられるので、上述のような機序によってビーム径が最適な大きさに保たれる。換言すると、本実施の形態は、輝度信号に応じてカットオフ電圧Ｖｋｃと制御電極電圧Ｖｇ１との差Ｖｋｃ−Ｖｇ１を制御することによって、スポット径を最小化しているのである。
【００４８】
［６］ スポット径と加速電極電圧Ｖｇ２との関係
一般に、蛍光体スクリーン上に形成されるスポットの大きさ、すなわち、スポット径はビーム電流Ｉａの値によって異なり、またビーム径にも依存している。図１１は、ビーム電流Ｉａに応じてビーム径とスポット径との関係について、ビーム電流Ｉａ毎に示したグラフである。ビーム電流Ｉａ毎のスポット径が最小となるビーム径を最適ビーム径という。図１１中の●印はビーム電流Ｉａ毎の最適ビーム径を示している。
【００４９】
本実施の形態においては、前述のように、ビーム電流Ｉａの変化に伴うカソードレンズ強度の変動が小さく、ビーム径の変動も小さい。このため、加速電極電圧Ｖｇ２を調整することにより、図１１中の実線５０のように、ビーム電流Ｉａに応じて最適ビーム径を得ることができる。従って、どんな輝度においても解像度の優れた受像管を実現することができる。
【００５０】
なお、ビーム電流Ｉａが最も大きい場合に最適ビーム径が得られるように制御電極や加速電極等に一定電圧を印加するという従来の受像管装置においては、ビーム電流Ｉａがより小さい場合に、例えば、図中の破線５０´のようになる。このため、ビーム電流Ｉａが小さいほど最適ビーム径から外れスポット径を最小化することが出来なかったのである。
【００５１】
［７］ 実験結果
図１２は、本実施の形態に係る受像管装置１と従来技術に係る同型の受像管装置とについて、ビーム電流Ｉａ毎に実測した画面中央のスポット径を示したグラフである。図１２において、実線５１は本実施の形態に係る受像管装置についてスポット径とビーム電流Ｉａとの関係を示したグラフであり、破線５２は従来技術に係る同型の受像管装置のものである。
【００５２】
なお、この計測に際して、当該従来技術に係る受像管装置の電子銃は、輝度が高いときに最適ビーム径が得られるように各電極の電圧が調整されている。図１２に示すように、受像管装置１はビーム電流Ｉａの大きさに関わらず、従って輝度の高低によらず、従来よりもスポット径が小さくなることが確認された。
また、受像管装置１について、ビーム電流Ｉａの大きさを変動させて（０ｍＡ〜４ｍＡの範囲）、加速電極電圧Ｖｇ２がとり得る範囲を計測したところ、加速電極電圧Ｖｇ２の変化幅は約２００Ｖであることが確認された。変化幅が２００Ｖであれば、大がかりな増幅回路を特別に設けることなく、高速（数Ｍ〜数十ＭＨｚ）に加速電極電圧Ｖｇ２を変動させることができるので、受像管装置１の実現性が実証されたといえる。
【００５３】
［８］ 第１の実施の形態に関する変形例
本発明は上記の実施の形態に限定されないのは言うまでもなく、第１の実施の形態に関して以下のような変形例を実施することができる。
［８−１］ 第１の実施の形態においては、ＲＧＢの各色毎に加速電極電圧Ｖｇ２を設けて、これらの電圧を個別に制御するとしたが、これに代えて次のようにしても良い。すなわち、ＲＧＢの各色毎に加速電極を設け、いずれかひとつの加速電極電圧Ｖｇ２のみを輝度信号に応じて変化させ、他の加速電極電圧Ｖｇ２は一定としても良い。
【００５４】
例えば、比視感度の高い緑色の蛍光体に対応するカソードの加速電極のみ可変とすると、３つが重なり合ったスポットの大きさを支配している緑色のスポットを小さくできるので、解像度を向上させることができる。また、これと同時に、他２色に対応する加速電極の電圧Ｖｇ２を制御する回路を省くことができるのでコスト面でも有利である。
【００５５】
［８−２］ 第１の実施の形態においては、ＲＧＢの各色毎に個別に加速電極を設けるとしたが、これに代えて次のようにしても良い。すなわち、ＲＧＢの３色で共通して加速電極をひとつとしても良い。図１３は、ＲＧＢの３色で共通して加速電極をひとつとした電子銃の構成を示した外観斜視図であり、図２と同様に一部切り欠かれている。
【００５６】
図１３において、電子銃２０ａは図２の電子銃２０と概ね同様の構成をとっており、インライン配置されたカソード２２０Ｒ〜２２０Ｂ、制御電極２２１、加速電極２２２、集束電極２２３及び最終加速電極２２４を備えている。
（ａ） この場合、例えば、加速電極電圧Ｖｇ２は、ＲＧＢの３色のうち最も輝度が高い色（換言すると、最もビーム電流Ｉａが大きい色）に合わせて制御するのが好ましい。スポット径は輝度が高いほど大きくなる傾向があるため、ＲＧＢの３色のスポットが蛍光体スクリーン上で重ね合わされてなるスポットの径は最も輝度が高い色のスポット径に一致する。従って、ＲＧＢの３色のうち最も輝度が高い色の輝度信号に合わせて加速電極電圧Ｖｇ２を制御すれば、蛍光体スクリーン上でのスポット径を小さくすることができるので、受像管装置の解像度を改善することができる。
【００５７】
（ｂ） また、例えば、ＲＧＢ３色のうち緑色の輝度信号に合わせて加速電極電圧Ｖｇ２を制御するとしても良い。緑色はＲＧＢ３色のうちで最も比視感度が高く、スポット径の見え方について支配的だからである。
（ｃ） この他、ＲＧＢ３色のそれぞれに対応するビーム電流Ｉａの値に所定の重み付けをして足し合せて得られる指数に応じて加速電極電圧Ｖｇ２を制御しても良い。この所定の重み付けはＲＧＢ各色の比視感度に応じてするとしても良いし、他の要素を勘案しても良い。
【００５８】
［８−３］ 第１の実施の形態においては、３つのカソードを備えたカラー受像管装置に対して本発明を適用する場合について説明したが、本発明の適用範囲はこれに限られることなく、カソードを１つしか有さないモノクロ受像管装置に対しても適用することができる。
［８−４］ 第１の実施の形態においては、個々のスポットの輝度信号に応じてスポット径が最小となるように加速電極電圧Ｖｇ２を制御するとしたが、これに代えて次のようにしても良い。
【００５９】
例えば、１画面（１フレーム）についての平均輝度、すなわち、１画面に亘って輝度信号の平均を求めることにより得られる平均輝度に応じて加速電極電圧Ｖｇ２を決定し、１フレーム毎に加速電極電圧Ｖｇ２を変化させるとしても良い。また、平均輝度を求める範囲を１フレーム以外の範囲としても良く、例えば、予め定められた時間間隔毎に平均輝度を求めて加速電極電圧Ｖｇ２を決定するとしても良い。このようにすれば、加速電極電圧Ｖｇ２を変化させる頻度を下げることができるので、加速電極に電圧を印加するための回路についてコストを低減することができる。
【００６０】
また、平均輝度に代えて、輝度信号をローパスフィルタにて処理した信号や、輝度信号のピーク値を包絡線検波して得られた信号に応じて加速電極電圧Ｖｇ２を決定するとしても良い。
［８−５］ 第１の実施の形態においては、ビーム電流Ｉａの値によらず常に最適ビーム径が得られ、延いてはスポット径が最小となるように加速電極電圧Ｖｇ２を制御するとしたが、これに代えて次のようにしても良い。
【００６１】
例えば、ビーム電流Ｉａがとり得る値の範囲が０〜４ｍＡの場合に、ビーム電流Ｉａの値が０〜３ｍＡの範囲ではビーム電流Ｉａの値に応じて加速電極電圧Ｖｇ２を決定するものとし、ビーム電流Ｉａの値が３〜４ｍＡの範囲では３ｍＡの場合に対応する加速電極電圧Ｖｇ２を加速電極に印加するとしても良い。
このようにすれば加速電極電圧Ｖｇ２の値がとり得る範囲が狭くなるので、加速電極に電圧を印加するために用いるアンプ等の回路の耐圧を低く抑えることができ、延いては消費電力を削減したり、当該回路のコストを低減することができる。
【００６２】
［８−６］ 第１の実施の形態においては、制御電極電圧Ｖｇ１を０Ｖ一定としたが、これに代えて次のようにしても良い。すなわち、制御電極に負の電圧Ｖｇ１を印加しても良い。図１４は、ビーム電流Ｉａとカソード電圧Ｖｋ、カットオフ電圧Ｖｋｃ、制御電極電圧Ｖｇ１、及び加速電極電圧Ｖｇ２の関係を示したグラフであって、実線４１０〜４１３はそれぞれ加速電極電圧Ｖｇ２、カットオフ電圧Ｖｋｃ、カソード電圧Ｖｋ及び制御電極電圧Ｖｇ１を示している。
【００６３】
図１４に示すように、制御電極電圧Ｖｇ１を負の一定値とすることによって、電極電圧どうしの関係を図１０と同様に保ちながら、電極電圧の絶対値を抑えることができるので、加速電極に電圧を印加する回路の耐圧を抑えることができる。従って、当該回路の消費電力を削減し、コストダウンを実現することができる。
【００６４】
［８−７］ 第１の実施の形態においては、集束電極と最終加速電極とのそれぞれに対して常に一定電圧を印加するとしたが、これに代えて例えば次のようにしても良い。すなわち、電子ビームの偏向角に応じて集束電極に印加する電圧を変化させる、いわゆるダイナミック方式の電子銃に対して本発明を適用しても良い。図１５はダイナミック方式の電子銃の構成を示した外観斜視図である。
【００６５】
図１５に示すように、ダイナミック方式の電子銃６０はインライン配置されたカソード６００Ｒ〜６００Ｂ、制御電極６０１、加速電極６０２、第１集束電極６０３１、第２集束電極６０３２及び最終加速電極６０４から成っている。
そして、第１集束電極６０３１と最終加速電極６０４にはそれぞれ端子６０３Ｔ、６０４Ｔから一定の電圧が印加され、また、第２集束電極６０３２には電子ビームの水平偏向に同期して変化する電圧が印加されて、フォーカスが調整される。
【００６６】
このような電子銃６０についても本発明を適用することにより、輝度によらずスポット径を最小化することができる。なお、上記において、加速電極６０２は色毎に別体としても良い。
また、上記以外の構成として、磁界等によって主レンズを形成するような電子銃においては、集束電極と最終加速電極は必ずしも必要ではなく、カソード及び制御電極、加速電極のみを備えるとしても、本発明を適用することができる。
【００６７】
［８−８］ 本発明は、スポット径、ビーム径に関する他の技術と組み合わせても良い。例えば、特公平１−３２６２３号公報に開示の受像管装置と組み合わせても良い。当該公報に開示の受像管装置は、ビーム電流Ｉａが大きい場合にスポット径をより小さくするというものである。このような技術と本発明とを組み合わせることにより、スポット径がより大きくなる高輝度の場合にスポット径をより小さくすることができるので、その結果、受像管装置の解像度を向上させることができる。
【００６８】
［８−９］ 上記実施の形態においては、画面サイズを７６ｃｍ、偏向角を１０６度としたが、本発明に係る受像管装置はこれに限定されず、上記とは異なる画面サイズ、偏向角をとるとしてもその効果を発揮することができる。
また、上に記した制御電極２０１等の寸法は一例に過ぎず、異なる寸法をとるとしても良く、各電極の電圧についても上記に限定されず、異なる電圧値としても本発明の効果に変わりはない。
【００６９】
［９］ 第２の実施の形態
第２の実施の形態に係る受像管装置について説明する。本受像管装置は、第１の実施の形態に係る受像管装置と概ね同様の構成をとっているが、ビーム電流Ｉａの変化に関わらずカソード電圧Ｖｋを一定に保つ点において第１の実施の形態に係る受像管装置と相異している。
【００７０】
本実施の形態に係る受像管装置の電子銃は、第１の実施の形態に係る受像管装置の電子銃と同様に、図２に示したような構成をとる。第１の実施の形態においては、カソード電圧Ｖｋはビーム電流Ｉａの電流量に応じて変化するとしたが、本実施の形態においては、電子銃を構成する３つのカソードに対してそれぞれ直流電源により常に一定の電圧が印加されており、このような構成によって各カソード電圧Ｖｋが常に一定に保たれている。
【００７１】
また、加速電極の電圧Ｖｇ２は、第1の実施の形態におけるのと同様に、ビーム電流Ｉａの電流量に応じて変化する。図１６は、本実施の形態における加速電極電圧Ｖｇ２の制御回路について、その機能構成を示したブロック図である。
図１６において、制御回路３０ａ、第１の実施の形態に係る制御回路３０と同様に、ＹＣ分離部３１０、信号処理部３１１、加速電極電圧制御部３１２およびアンプ３１３を備えている。一方、上述のようにカソード電圧Ｖｋは常に一定として制御を要しないので、図４のアンプ３０３に相当する機能ブロックは有していない。
【００７２】
制御回路３０ａに入力された映像信号は、第１の実施の形態におけるのと同様に、ＹＣ分離部３１０において輝度信号（Ｙ）と色信号（Ｃ）とに分離される。更に、信号処理部３１１において画質調整やコントラスト調整等の処理を受けて輝度信号（Ｒ）〜（Ｂ）に変換された後、加速電極電圧制御部３１２に入力される。
【００７３】
加速電極電圧制御部３１２は輝度信号（Ｒ）〜（Ｂ）を受け付けて各加速電極の電圧Ｖｇ２を決定し、決定した加速電極電圧Ｖｇ２に応じた制御信号（Ｒ）〜（Ｂ）をアンプ３１３に入力する。アンプ３１３は制御信号（Ｒ）〜（Ｂ）を受け付けて、これを増幅し、加速電極電圧Ｖｇ２を所望の値に設定する。このようにすることによって、最終的に各加速電極の電圧Ｖｇ２が各ビーム電流Ｉａの大きさに応じた電圧値に制御される。
【００７４】
なお、加速電極電圧制御部３１２は、例えば、第１の実施の形態において図６に例示した加速電極電圧制御部３０２と同様の構成とすれば良い。そして、輝度信号と制御信号を対応付けたテーブルに格納するデータについても、第１の実施の形態におけるのと同様に実測により決定すれば、本実施の形態に係る加速電極電圧制御部３１２を実現することができる。
【００７５】
さて、図１７は、本実施の形態に係る受像管装置が備える電子銃の動作特性を表した図であって、ビーム電流Ｉａに関するカソード電圧Ｖｋ、カットオフ電圧Ｖｋｃ、制御電極電圧Ｖｇ１及び加速電極電圧Ｖｇ２の変化を示したグラフである。図１７において、実線４２０〜４２３はそれぞれ加速電極電圧Ｖｇ２、カットオフ電圧Ｖｋｃ、カソード電圧Ｖｋ及び制御電極電圧Ｖｇ１を表している。
【００７６】
図１７に示したように、制御電極電圧Ｖｇ１はビーム電流Ｉａに関わらず一定で、常に０Ｖを保つ。同様に、カソード電圧Ｖｋも常に一定値（本実施の形態においては５０Ｖである。）を保つ。また、加速電極電圧Ｖｇ２は、加速電極電圧制御部３１２の制御によって、ビーム電流Ｉａが大きいほど高い値をとる。
加速電極電圧制御部３１２の制御に応じて、カットオフ電圧Ｖｋｃは、ビーム電流Ｉａがゼロの場合はカソード電圧Ｖｋと等しい値をとり、ビーム電流Ｉａが大きいほど高い値をとる。一方、前述のように、制御電極電圧Ｖｇ１はビーム電流Ｉａによらず一定である。従って、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、カットオフ電圧Ｖｋｃと制御電極電圧Ｖｇ１との差Ｖｋｃ−Ｖｇ１はビーム電流Ｉａが大きいほど大きくなる。
【００７７】
さて、本実施の形態によれば、ビーム電流Ｉａが大きいほど制御電極電圧Ｖｇ１と加速電極電圧Ｖｇ２との差Ｖｇ１−Ｖｇ２が大きくなるので、プリフォーカスレンズの強度が弱くなる。一方、カソード電圧Ｖｋと制御電極電圧Ｖｇ１との差Ｖｋ−Ｖｇ１はビーム電流Ｉａに関わらず一定となるので、カソードレンズの強度はビーム電流Ｉａに関わらず一定となる。
【００７８】
ここで、ビーム径は、電子銃が発生させるレンズのうち専らカソードレンズによってその大きさが決定されるのに比べて、ビーム径に対するプリフォーカスレンズの寄与はあまり大きくない。従って、本実施の形態によれば、制御電極電圧Ｖｇ１を調整することによって、ビーム電流Ｉａの大きさに関わらずビーム径をより適当な大きさに安定させることができるので、スポット径を小さくすることができる。
【００７９】
また、本実施の形態においては上述のように、カソード電圧Ｖｋを一定としているため、カソードへの電力供給は直流電源のみで足り、ビーム電流Ｉａを制御するための信号増幅回路は加速電極用に設置するだけで良いので、電子銃の周辺回路を簡素化できるという長所も有する。
［１０］ 第３の実施の形態
次に、第３の実施の形態に係る受像管装置について説明する。本受像管装置は、第１の実施の形態に係る受像管装置と概ね同様の構成をとっているが、ビーム電流Ｉａの変化に関わらず加速電極電圧Ｖｇ２を一定に保つと共に、ビーム電流Ｉａが大きいほど制御電極電圧Ｖｇ１を低下させる点において第１の実施の形態に係る受像管装置と相異している。
【００８０】
本実施の形態に係る受像管装置の電子銃は、第１の実施の形態に係る受像管装置の電子銃と概ね同様の構成をとっている。図１８は、本実施の形態に係る電子銃の構成を示した外観斜視図である。第１の実施の形態（図２）においては、制御電極２０１がＲＧＢ各色間で共通であるのに対して、本実施の形態（図１８）においては、３つの制御電極２３１Ｒ〜２３１Ｂが配設されている。また、図２においては、色毎に３つの加速電極２０２Ｒ〜２０２Ｂが設けられているのに対して、図１８においては、各色間で共通して加速電極２３２が用いられる。
【００８１】
そして、第１の実施の形態においては、加速電極２０２の電圧Ｖｇ２はビーム電流Ｉａの電流量に応じて変化するとし、また、制御電極２０１の電圧Ｖｇ１はビーム電流Ｉａに関わらず常に一定値をとるとしたが、これに対して、本実施の形態においては、加速電極２３２の電圧Ｖｇ２はビーム電流Ｉａに関わらず常に一定値をとり、また、制御電極２３１Ｒ〜２３１Ｂの電圧Ｖｇ１はビーム電流Ｉａの電流量が大きいほど低くなるように制御される。
【００８２】
図１９は、本実施の形態における制御電極２３１Ｒ〜２３１Ｂの電圧Ｖｇ１の制御回路について、その機能構成を示したブロック図である。図１９において、制御回路３０ｂは、ＹＣ分離部３２０、信号処理部３２１、制御電極電圧制御部３２３およびアンプ３２２、３２４を備えている。ＹＣ分離部３２０は映像信号を受け付けて輝度信号（Ｙ）と色信号（Ｃ）とに分離して出力する。
【００８３】
信号処理部３２１は輝度信号（Ｙ）と色信号（Ｃ）とを受け付けて画質調整等の処理をし、アンプ３２２に向けて原色信号（Ｒ）〜（Ｂ）を出力すると共に、制御電極電圧制御部３２３に向けて輝度信号（Ｒ）〜（Ｂ）を出力する。アンプ３２２は原色信号（Ｒ）〜（Ｂ）を受け付けて、これに応じた電圧をＲＧＢ各色に対応するカソード（Ｒ）〜（Ｂ）にそれぞれ印加する。
【００８４】
制御電極電圧制御部３２３は輝度信号（Ｒ）〜（Ｂ）を受け付けて制御信号（Ｒ）〜（Ｂ）を出力する。アンプ３２４は制御信号（Ｒ）〜（Ｂ）を受け付けて、これを増幅し、制御電極電圧Ｖｇ２を所望の値に設定する。以上のようにして、最終的に制御電極の電圧Ｖｇ１がビーム電流Ｉａの大きさに応じた電圧値に制御される。
【００８５】
なお、制御電極電圧制御部３２３は、例えば、第１の実施の形態において図６に例示した制御電極電圧制御部３０２と同様の構成とすれば良い。そして、輝度信号と制御信号を対応付けたテーブルに格納するデータについても、第１の実施の形態におけるのと同様に実測により決定すれば、本実施の形態に係る制御電極電圧制御部３２３を実現することができる。
【００８６】
次に、本実施の形態に係る受像管装置が備える電子銃２０ｂの動作特性について説明する。図２０は、電子銃２０ｂの動作特性を表した図であって、ビーム電流Ｉａに関するカソード電圧Ｖｋ、カットオフ電圧Ｖｋｃ、制御電極電圧Ｖｇ１及び加速電極電圧Ｖｇ２の変化を示したグラフである。図２０において、実線４３０〜４３３はそれぞれ加速電極電圧Ｖｇ２、カットオフ電圧Ｖｋｃ、カソード電圧Ｖｋ及び制御電極電圧Ｖｇ１を表している。
【００８７】
図２０に示すように、加速電極電圧Ｖｇ２はビーム電流Ｉａに関わらず常に一定電圧（本実施の形態においては５００Ｖである。）に保たれる。一方、カットオフ電圧Ｖｋｃ、カソード電圧Ｖｋおよび制御電極電圧Ｖｇ１はいずれもビーム電流Ｉａが大きいほど低下する。また、ビーム電流Ｉａがゼロの場合には、カソード電圧Ｖｋとカットオフ電圧Ｖｋｃは等しい値をとる。
【００８８】
図２１は、図２０のグラフを変数変換して得られたグラフであって、ビーム電流Ｉａに関する加速電極Ｖｇ２と制御電極電圧Ｖｇ１との差Ｖｇ２−Ｖｇ１、カットオフ電圧Ｖｋｃと制御電極電圧Ｖｇ１との差Ｖｋｃ−Ｖｇ１及びカソード電圧Ｖｋと制御電極電圧Ｖｇ１との差Ｖｋ−Ｖｇ１の変化を表したグラフである。図２１において、実線４３０´〜４３３´はそれぞれ差電圧Ｖｇ２−Ｖｇ１、差電圧Ｖｋｃ−Ｖｇ１、差電圧Ｖｋ−Ｖｇ１を表している。
【００８９】
図２１のグラフを図１０において実線で表されたグラフと比較すると、本実施の形態に係る受像管装置が第１の実施の形態に係る受像管装置と制御電極電圧Ｖｇ１について同様の動作特性を示していることが分かる。したがって、本実施の形態に係る受像管装置も、第１の実施の形態に係る受像管装置と同様に、ビーム電流Ｉａに関わらずカソードレンズの強度の変化が小さいので、輝度によらず、常にスポット径を最小化することができる。
【００９０】
また、本実施の形態では、上記第１の実施の形態や第２の実施の形態におけるのは異なって、加速電極電圧Ｖｇ２に代えて制御電極電圧Ｖｇ１を輝度信号に応じて変化させる。ところで、制御電極電圧Ｖｇ１加速電極電圧Ｖｇ２と比較して電位が低いため、より低い耐圧の機器を用いて制御電極電圧制御回路３０ｂを実現することができるので、制御電極電圧制御回路３０ｂの消費電力を低減することができると共に、その製造コストを削減することができるメリットがある。
【００９１】
［１１］ 第３の実施の形態に関する変形例
第３の実施の形態に関して、以下のような変形例を実施することができる。
［１１−１］ 上記の実施の形態においては、制御電極をＲＧＢ各色毎に設ける場合について示したが、これに代えて次のようにしても良い。すなわち、ＲＧＢ各色間で共通に１つの制御電極を設けるとしても良い。そして、例えば、３つのカソードのそれぞれに流されるビーム電流のうち、最も電流量が大きいビーム電流に応じた電圧を制御電極に印加するとしても良い。
【００９２】
［１１−２］ 上記の実施の形態においても、上記［８−４］におけるのと同様に、次のような変形例を実施しても良い。すなわち、１画面毎の平均輝度に応じて制御電極電圧Ｖｇ１を変化させるとしても良い。また、平均輝度を求める範囲を１フレーム以外の範囲としても良い。このようにすれば、いずれの場合も、制御電極に電圧を印加するためアンプ等の回路についてコストを低減することができる。
【００９３】
また、平均輝度に代えて、輝度信号をローパスフィルタにて処理した信号や、輝度信号のピーク値を包絡線検波して得られた信号に応じて制御電極電圧Ｖｇ１を決定するとしても良い。
［１１−３］ 上記の実施の形態においても、上記［８−５］におけるのと同様に、ビーム電流Ｉａの値が所定の範囲内にあるときのみ、ビーム電流Ｉａの値に応じて制御電極電圧Ｖｇ１を変化させ、当該範囲外では制御電極電圧Ｖｇ１を固定値とするとしても良い。このようにすれば制御電極に電圧を印加する回路の耐圧を抑えることができるので、消費電力や製造コストを低減することができる。
【００９４】
［１１−４］ 上記の実施の形態においても、上記［８−７］におけるのと同様に、ダイナミック方式の電子銃に本発明を適用することによっても、スポット径を最小化することができる。なお、この場合においても制御電極は色毎に別体としても良い。
また、上記以外の構成として、磁界等によって主レンズを形成するような電子銃においては、集束電極と最終加速電極は必ずしも必要ではなく、カソード及び制御電極、加速電極のみを備えるとしても良い。
【００９５】
［１２］ 第４の実施の形態
次に、第４の実施の形態に係る受像管装置について説明する。本受像管装置も、第１の実施の形態に係る受像管装置と概ね同様の構成をとっているが、ビーム電流Ｉａの大きさに応じて制御電極電圧Ｖｇ１と加速電極電圧Ｖｇ２との両方を同時に変化させる点で、他の実施の形態に係る受像管装置と相違している。
【００９６】
本実施の形態に係る受像管装置の電子銃は、第１の実施の形態に係る受像管装置の電子銃と概ね同様の構成をとっている。図２２は、本実施の形態に係る電子銃の構成を示した外観斜視図である。第１の実施の形態（図２）においては、制御電極２０１がＲＧＢ各色間で共通であるのに対して、本実施の形態（図２２）においては、３つの制御電極２４１Ｒ〜２４１Ｂが配設されている。
【００９７】
また、第１の実施の形態においては、制御電極２０１の電圧Ｖｇ１はビーム電流Ｉａに関わらず常に一定値をとるとしたのに対して、本実施の形態においては、制御電極２４１Ｒ〜２４１Ｂと加速電極２４２Ｒ〜２４２Ｂとのいずれの電圧もビーム電流Ｉａの電流量に応じて変化する。
図２３は、本実施の形態における制御電極２３１Ｒ〜２３１Ｂと加速電極２４２Ｒ〜２４２Ｂとの電圧を制御する回路について、その機能構成を示したブロック図である。図２３において、制御回路３０ｃは、ＹＣ分離部３３０、信号処理部３３１、制御電極電圧制御部３３３、加速電極電圧制御部３３５、およびアンプ３３２、３３４、３３６を備えている。
【００９８】
ＹＣ分離部３３０は映像信号を受け付けて輝度信号（Ｙ）と色信号（Ｃ）とに分離して出力する。信号処理部３３１は輝度信号（Ｙ）と色信号（Ｃ）とを受け付けて画質調整等の処理をし、原色信号（Ｒ）〜（Ｂ）と輝度信号（Ｒ）〜（Ｂ）を出力する。アンプ３３２は原色信号（Ｒ）〜（Ｂ）を受け付けて増幅し、カソード（Ｒ）〜（Ｂ）に印加する。
【００９９】
制御電極電圧制御部３３３は輝度信号（Ｒ）〜（Ｂ）を受け付けて制御信号（Ｒ）〜（Ｂ）を出力する。アンプ３３４は制御信号（Ｒ）〜（Ｂ）を増幅し、制御電極に電圧を印加する。加速電極電圧制御部３３５は輝度信号（Ｒ）〜（Ｂ）を受け付けて制御信号（Ｒ）〜（Ｂ）を出力する。アンプ３３６は制御信号（Ｒ）〜（Ｂ）を増幅して制御電極に印加する。
【０１００】
以上のようにして、制御電極２３１Ｒ〜２３１Ｂと加速電極２４２Ｒ〜２４２Ｂとの電圧がビーム電流Ｉａの大きさに応じた値に制御される。
なお、制御電極電圧制御部３３３や加速電極電圧制御部３３５は、例えば、前記制御電極電圧制御部３０２と同様の構成とすれば良い。そして、輝度信号と制御信号を対応付けたテーブルに格納するデータについても、第１の実施の形態におけるのと同様に実測により決定すれば、制御電極電圧制御部３３３や加速電極電圧制御部３３５を実現することができる。
【０１０１】
次に、本実施の形態に係る受像管装置が備える電子銃２０ｃの動作特性について説明する。図２４は、電子銃２０ｃの動作特性を表した図であって、ビーム電流Ｉａに関するカソード電圧Ｖｋ、カットオフ電圧Ｖｋｃ、制御電極電圧Ｖｇ１及び加速電極電圧Ｖｇ２の変化を示したグラフである。
図２４において、実線４４０〜４４３はそれぞれ加速電極電圧Ｖｇ２、カットオフ電圧Ｖｋｃ、カソード電圧Ｖｋ及び制御電極電圧Ｖｇ１を表している。図２０に示すように、制御電極電圧Ｖｇ１はビーム電流Ｉａが大きいほど低くなる一方、加速電極電圧Ｖｇ２はビーム電流Ｉａが大きいほど高くなる。
【０１０２】
このようなグラフに対して、第３の実施の形態において行なったような変数変換を施すと、図２１に示したグラフと同様のグラフが得られる。したがって、本実施の形態においても、第１の実施の形態におけるのと同様に、ビーム電流Ｉａに関わらずカソードレンズの強度の変化が小さいので、輝度によらずスポット径を最小化することができる。
【０１０３】
［１３］ 第４の実施の形態に関する変形例
第４の実施の形態に関して、以下のような変形例を実施することができる。
［１３−１］ 上記の実施の形態においては、カソード電圧Ｖｋはビーム電流Ｉａによらず一定に保つとしてもよいし、或いは、好適なカソードレンズの強度を得られるように、カソード電圧Ｖｋを輝度信号に応じて変化させるとしても良い。
【０１０４】
［１３−２］ 上記の実施の形態においても、上記［８−４］におけるのと同様に、１画面等、所定の範囲の平均輝度に応じて制御電極電圧Ｖｇ１と加速電極電圧Ｖｇ２とを変化させれば、アンプ等の回路のコストを低減することができる。また、所定の範囲の平均輝度に代えて、輝度信号をローパスフィルタにて処理した信号等に応じて制御電極電圧Ｖｇ１と加速電極電圧Ｖｇ２とを変化させても良い。
【０１０５】
［１３−３］ 上記の実施の形態においても、上記［８−５］におけるのと同様に、ビーム電流Ｉａが所定の範囲内にあるか否かによって制御電極電圧Ｖｇ１や加速電極電圧Ｖｇ２を固定値とするか否かを変更するとしてもよい。このようにすることによって、制御電極電圧Ｖｇ１等を制御する回路の消費電力や製造コストを低減することができる。
【０１０６】
［１３−４］ 上記の実施の形態においても、上記［８−７］におけるのと同様に、ダイナミック方式の電子銃に対して本発明を適用しても良いし、或いは、集束電極と最終加速電極を有さずカソード及び制御電極、加速電極のみを備える電子銃に対して本発明を適用しても良く、いずれも場合も本発明の効果を得ることができる。
【０１０７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、輝度に応じてカソードのカットオフ電圧と制御電極の電圧との差を変化させることにより、カソードレンズの強度を変化させることができる。これに応じて、クロスオーバーの位置が変化するので、結局、スポット径を制御して、受像管装置の解像度を改善することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る受像管装置について、管軸Ｚを含む縦断面を示した図である。
【図２】第１の実施の形態に係る電子銃２０の構成を示した外観斜視図であって、集束電極２０３と最終加速電極２０４の一部が切り欠かれている。
【図３】電子銃２０についてカソード２００Ｒの中心軸を含む縦断面図を示した図である。
【図４】加速電極電圧Ｖｇ２を制御する回路３０の構成を示した機能ブロック図である。
【図５】受像管装置２における加速電極の電圧Ｖｇ２とのスポット径関係について、カソードを流れる電流、すなわち、ビーム電流Ｉａの値毎に示したグラフである。
【図６】加速電極電圧制御部３０２の機能構成を示したブロック図である。
【図７】輝度信号と制御信号を対応付けたテーブルの構成を示した図である。
【図８】加速電極電圧制御部３０２が備えているＣＰＵ３０２０の動作を表したフローチャートである。
【図９】電子銃２０について１のカソード２００Ｒの中心軸を含む縦断面図を示した図であって、最終加速電極２０４と主レンズ２１４を含む電子銃２０の全体が示されている。
【図１０】第１の実施の形態に係る受像管装置１におけるビーム電流Ｉａと各電極電圧の関係を示したグラフと、従来技術に係る同型の受像管装置におけるビーム電流Ｉａと各電極電圧の関係を示したグラフとを併記した図である。
【図１１】一般的なビーム径とスポット径との関係について、ビーム電流Ｉａ毎に示したグラフである。
【図１２】第１の実施の形態に係る受像管装置１と従来技術に係る同型の受像管装置とについて、ビーム電流Ｉａ毎に実測した画面中央のスポット径を示したグラフである。
【図１３】ＲＧＢの３色で共通して加速電極をひとつとした電子銃の構成を示した外観斜視図であり、集束電極等の一部が切り欠かれている。
【図１４】ビーム電流Ｉａとカソード電圧Ｖｋ、カットオフ電圧Ｖｋｃ、制御電極電圧Ｖｇ１、及び加速電極電圧Ｖｇ２の関係を示したグラフである。
【図１５】ダイナミック方式の電子銃の構成を示した外観斜視図である。
【図１６】第２の実施の形態における加速電極電圧Ｖｇ２の制御回路について、その機能構成を示したブロック図である。
【図１７】第２の実施の形態に係る受像管装置が備える電子銃の動作特性を表した図であって、ビーム電流Ｉａに関するカソード電圧Ｖｋ、カットオフ電圧Ｖｋｃ、制御電極電圧Ｖｇ１及び加速電極電圧Ｖｇ２の変化を示したグラフである。
【図１８】第３の実施の形態に係る電子銃の構成を示した外観斜視図である。
【図１９】第３の実施の形態における制御電極２３１Ｒ〜２３１Ｂの電圧Ｖｇ１の制御回路について、その機能構成を示したブロック図である。
【図２０】電子銃２０ｂの動作特性を表した図であって、ビーム電流Ｉａに関するカソード電圧Ｖｋ、カットオフ電圧Ｖｋｃ、制御電極電圧Ｖｇ１及び加速電極電圧Ｖｇ２の変化を示したグラフである。
【図２１】図２０のグラフを変数変換して得られたグラフであって、ビーム電流Ｉａに関する加速電極Ｖｇ２と制御電極電圧Ｖｇ１との差Ｖｇ２−Ｖｇ１、カットオフ電圧Ｖｋｃと制御電極電圧Ｖｇ１との差Ｖｋｃ−Ｖｇ１及びカソード電圧Ｖｋと制御電極電圧Ｖｇ１との差Ｖｋ−Ｖｇ１の変化を表したグラフである。
【図２２】第４の実施の形態に係る電子銃の構成を示した外観斜視図である。
【図２３】第４の実施の形態における制御電極２３１Ｒ〜２３１Ｂと加速電極２４２Ｒ〜２４２Ｂとの電圧を制御する回路について、その機能構成を示したブロック図である。
【図２４】電子銃２０ｃの動作特性を表した図であって、ビーム電流Ｉａに関するカソード電圧Ｖｋ、カットオフ電圧Ｖｋｃ、制御電極電圧Ｖｇ１及び加速電極電圧Ｖｇ２の変化を示したグラフである。
【図２５】従来技術に係る電子銃の典型的な構成を模式的に示した縦断面図である。
【符号の説明】
２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…………電子銃
２００Ｒ〜２００Ｂ、２２０Ｒ〜２２０Ｂ…カソード
２３０Ｒ〜２３０Ｂ、２４０Ｒ〜２４０Ｂ…カソード
２０１、２２１、２３１Ｒ〜２３１Ｂ……制御電極
２４１Ｒ〜２４１Ｂ……………………………制御電極
２０２Ｒ〜２０２Ｂ、２２２、２３２………加速電極
２４２Ｒ〜２４２Ｂ……………………………加速電極
２０３、２２３、２３３、２４３…………集束電極
２０４、２２４、２３４、２４４…………最終加速電極
２１４…………………………………………電界レンズ（主レンズ）
２１３、２１３´……………………………電子ビーム
２１０……………………………………………カソードレンズ
２１１、２１１´………………………………クロスオーバー
２１２……………………………………………プリフォーカスレンズ
２１５、２１５´………………………………主レンズにおける電子ビームの半径
３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ………………制御回路
３００、３１０、３２０、３３０……………ＹＣ分離部
３０１、３１１、３２１、３３１……………信号処理部
３０２、３１２、３３５………………………加速電極電圧制御部
３２３、３３３…………………………………制御電極電圧制御部
３０３、３０４、３１３、３２２……………アンプ
３２４、３３２、３３４、３３６……………アンプ
３０２０…………………………………………ＣＰＵ
３０２１…………………………………………輝度信号と制御信号とを対応付けたテーブル

Claims (9)

1. 制御電極と各色に対応する３つのカソードとを備えている電子銃と、
   色毎の輝度信号のうち、最も高い輝度を指標する輝度信号に応じて前記カソードのカットオフ電圧と前記制御電極の電圧との差を変化させることにより、スポット径を制御するスポット径制御手段と
   を備えることを特徴とする受像管装置。
2. 前記スポット径制御手段は、前記最も高い輝度を指標する輝度信号が指標する輝度が高いほど、前記カソードのカットオフ電圧と前記制御電極の電圧との差が大きくなるように制御して、スポット径を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の受像管装置。
3. 前記電子銃は加速電極を備え、
   前記スポット径制御手段における前記カソードのカットオフ電圧と前記制御電極の電圧との差の変化は、前記最も高い輝度を指標する輝度信号に応じて前記加速電極の電圧を制御することによりなされることを特徴とする請求項１に記載の受像管装置。
4. 前記スポット径制御手段は、前記最も高い輝度を指標する輝度信号が指標する輝度が高いほど、前記加速電極の電圧を高めるように制御をすることを特徴とする請求項３に記載の受像管装置。
5. 前記スポット径制御手段は、前記輝度信号に関わらず、前記カソードの電圧をそれぞれ一定に保つように制御をすることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の受像管装置。
6. 前記スポット径制御手段における前記カソードのカットオフ電圧と前記制御電極の電圧との差の変化は、前記最も高い輝度を指標する輝度信号に応じて前記制御電極の電圧を制御することによりなされることを特徴とする請求項１に記載の受像管装置。
7. 前記スポット径制御手段は、前記最も高い輝度を指標する輝度信号が指標する輝度が高いほど、前記制御電極の電圧を低めるように制御をすることを特徴とする請求項６に記載の受像管装置。
8. 前記電子銃は加速電極を備え、
   前記スポット径制御手段における前記カソードのカットオフ電圧と前記制御電極の電圧との差の変化は、前記最も高い輝度を指標する輝度信号に応じて前記制御電極の電圧と前記加速電極の電圧との両方ともを制御することによりなされることを特徴とする請求項１に記載の受像管装置。
9. 前記スポット径制御手段は、前記最も高い輝度を指標する輝度信号が指標する輝度が高いほど、前記制御電極の電圧を低め、かつ、前記加速電極の電圧を高めるように制御をすることを特徴とする請求項８に記載の受像管装置。

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