JP2629927B2 - Electron gun for color picture tube - Google Patents

Electron gun for color picture tube

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JP2629927B2 JP1004343A JP434389A JP2629927B2 JP 2629927 B2 JP2629927 B2 JP 2629927B2 JP 1004343 A JP1004343 A JP 1004343A JP 434389 A JP434389 A JP 434389A JP 2629927 B2 JP2629927 B2 JP 2629927B2
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electrode
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子ビームのスポット形状の劣化を改善
し、かつ、優れたコンバージェンス特性を有するカラー
受像管用電子銃に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron gun for a color picture tube which improves the deterioration of the spot shape of an electron beam and has excellent convergence characteristics.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

カラー受像管の解像度を上げるためには、電子ビーム
のスポット径を小さくすることと、3電子ビームのスポ
ットを画面全域に亘って1点に集中させることが必要で
あり、このどちらかが劣化しても解像度を悪化させ、画
質を劣化させてしまうことになる。
In order to increase the resolution of the color picture tube, it is necessary to reduce the spot diameter of the electron beam and to concentrate the spots of the three electron beams at one point over the entire area of the screen. However, the resolution deteriorates and the image quality deteriorates.

一般的なカラー受像管では、第3図(a),(b)に
示すように、水平方向の同一平面内に並べて配置されて
いる3本のインライン電子銃から射出された3本の電子
ビーム1B,1G,1Rと、水平偏向磁界分布は第3図(a)に
示すようなピンクッション状歪,垂直偏向磁界分布は第
3図(b)に示すようなバレル状歪とした偏向磁界を組
み合わせることにより、画面上の任意の点で3電子ビー
ムを集中させることができる、いわゆるインラインセル
フコンバージェンス方式を採用している。インラインセ
ルフコンバージェンス方式は、3電子ビームの集中に要
する電気回路,調整等が少なく、しかも高精度にできる
という多くの利点を有している。
In a general color picture tube, as shown in FIGS. 3A and 3B, three electron beams emitted from three in-line electron guns arranged side by side in the same horizontal plane. 1B, 1G, and 1R, the horizontal deflection magnetic field distribution is a pincushion distortion as shown in FIG. 3 (a), and the vertical deflection magnetic field distribution is a barrel distortion as shown in FIG. 3 (b). By combining them, a so-called in-line self-convergence method that can concentrate three electron beams at an arbitrary point on the screen is adopted. The in-line self-convergence method has many advantages that an electric circuit, adjustment, and the like required for concentrating three electron beams are small, and that high accuracy can be achieved.

しかしながら、上記のセルフコンバージェンス偏向磁
界の中を電子ビームが通過すると、その磁界歪の影響を
受け、偏向を受けない画面中央では円形状であった電子
ビームスポットが、画面周辺部に偏向された場合には、
第4図に示すような横長のビームコア5とビームコア5
の上下に放射状のハロー6を伴なう歪んだ電子ビーム形
状になってしまう。画面周辺の歪んだ電子ビームは画面
中央での円形状電子ビームよりその径が大きくなるた
め、画面周辺での解像度を著しく劣化させる欠点があ
る。画面周辺での電子ビーム形状の歪を詳細に観察する
と、水平方向径を最小にできるフォーカス電圧VFHと垂
直方向径を最小にできるフォーカス電圧VFVが異なって
おり、両者のフォーカス電圧差ΔVF=VFH−VFVが負にな
っている。つまり、垂直方向の電子ビームの集中状態は
オーバーフォーカス状態になっているため、上下方向に
ハローが出やすくなっているのである。
However, when the electron beam passes through the above-mentioned self-convergence deflection magnetic field, it is affected by the magnetic field distortion, and the electron beam spot, which was circular at the center of the undeflected screen, is deflected to the periphery of the screen. In
A horizontally long beam core 5 and a beam core 5 as shown in FIG.
, Resulting in a distorted electron beam shape with radial halos 6 above and below. Since the diameter of the distorted electron beam at the periphery of the screen is larger than that of the circular electron beam at the center of the screen, there is a disadvantage that the resolution at the periphery of the screen is significantly deteriorated. When observing the distortion of the electron beam shape around the screen in detail, the focus voltage V FH that can minimize the horizontal diameter and the focus voltage V FV that can minimize the vertical diameter are different, and the focus voltage difference ΔV F = V FH -V FV is negative. That is, since the concentration state of the electron beam in the vertical direction is in the overfocus state, the halo tends to appear in the vertical direction.

前述したセルフコンバージェンス偏向磁界により画面
周辺での電子ビーム形状を改善する方法として、種々の
提案がなされている。例えば、特開昭61−99249では、
第5図に示すように第1集束電極24の第2集束電極25側
の端面に縦長の電子ビーム通過孔を設け、そして第2集
束電極25の第1集束電極24側の端面には横長の電子ビー
ム通過孔を設け、第1集束電極24には一定の第一集束電
圧を印加し、第2集束電極25には電子ビームの偏向角の
増大に伴ない第7図に示すようなダイナミック電圧を印
加する方法が提案されている。このようにすると、第1
集束電極と第2集束電極との間に第6図に示すような四
重極レンズ9が構成されるので、電子ビーム10には垂直
方向に発散の力が加わり、逆に水平方向に集束の力が加
わり、セルフコンバージェンス磁界による電子ビームの
歪が相殺され、画面全体で一様でしかも小さなビームス
ポット径を得ることができる。
Various proposals have been made as a method for improving the shape of the electron beam around the screen by the above-described self-convergence deflection magnetic field. For example, in JP-A-61-99249,
As shown in FIG. 5, a vertically elongated electron beam passage hole is provided on the end face of the first focusing electrode 24 on the side of the second focusing electrode 25, and a horizontally elongated electron beam passing hole is provided on the end face of the second focusing electrode 25 on the side of the first focusing electrode 24. An electron beam passage hole is provided, a constant first focusing voltage is applied to the first focusing electrode 24, and a dynamic voltage as shown in FIG. 7 is applied to the second focusing electrode 25 as the deflection angle of the electron beam increases. Has been proposed. In this case, the first
Since a quadrupole lens 9 as shown in FIG. 6 is formed between the focusing electrode and the second focusing electrode, a diverging force is applied to the electron beam 10 in the vertical direction, and the electron beam 10 is converged in the horizontal direction. When a force is applied, the distortion of the electron beam due to the self-convergence magnetic field is canceled, and a uniform and small beam spot diameter can be obtained over the entire screen.

また、特願昭62−207453では、第8図に示すように第
1集束電極24の第2集束電極25側には第2集束電極側に
突出した左右の円弧状バーリング41を有する円形電子ビ
ーム通過孔を設け、第2集束電極25の第1集束電極24側
には第1集束電極側に突出した上下の円弧状バーリング
42を有する円形電子ビーム通過孔を設け、第1集束電極
24には一定の第1集束電圧を印加し、第2集束電極25に
は電子ビームの偏向角の増大に伴ない第7図に示すよう
なダイナミック電圧を印加することにより、第1集束電
極24と第2集束電極25との間に第6図に示したようなダ
イナミック四重極レンズを構成し、セルフコンバージェ
ンス磁界による電子ビームの歪を相殺させる方法が提案
されている。
In Japanese Patent Application No. 62-207453, a circular electron beam having left and right arc-shaped burrings 41 protruding toward the second focusing electrode is provided on the second focusing electrode 25 side of the first focusing electrode 24 as shown in FIG. A through hole is provided, and an upper and lower arc-shaped burring protruding toward the first focusing electrode side is provided on the first focusing electrode 24 side of the second focusing electrode 25.
A first focusing electrode provided with a circular electron beam passage hole having
A constant first focusing voltage is applied to the first focusing electrode 24 and a dynamic voltage as shown in FIG. 7 is applied to the second focusing electrode 25 as the deflection angle of the electron beam increases. A method has been proposed in which a dynamic quadrupole lens as shown in FIG. 6 is formed between the first focusing electrode 25 and the second focusing electrode 25 to cancel the distortion of the electron beam due to the self-convergence magnetic field.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

前述したように、従来技術においてはセルフコンバー
ジェンス磁界による電子ビームの歪を相殺するために、
集束電極を第1集束電極と第2集束電極とに2分割して
種々の四重極の電極構成とし、第1集束電極には一定の
第1集束電圧を印加し、第2集束電極には電子ビームの
偏向角に伴なって変化するダイナミック電圧を印加する
ことにより、四重極レンズを構成するものである。第1
集束電極に印加される一定の第1集束電極と第2集束電
極に印加されるダイナミック電圧は、共に数kV〜十数kV
の中高圧電圧であり、通常ネックのステムピンから各々
の電極に給電されることになる。そのために、このカラ
ー受像管を動作させる回路側には中高圧を発生させる電
源が二つ必要となるため、カラー受像機全体のコストア
ップになる。また、通常のカラー受像管よりも1本ピン
数の多い専用ステムが必要となるといった問題点もあ
る。
As described above, in the prior art, in order to cancel the distortion of the electron beam due to the self-convergence magnetic field,
The focusing electrode is divided into a first focusing electrode and a second focusing electrode so as to have various quadrupole electrode configurations, a constant first focusing voltage is applied to the first focusing electrode, and a second focusing electrode is applied to the second focusing electrode. A quadrupole lens is formed by applying a dynamic voltage that changes according to the deflection angle of the electron beam. First
The dynamic voltage applied to the fixed first focusing electrode and the constant dynamic voltage applied to the second focusing electrode applied to the focusing electrode is several kV to several tens of kV.
, Which is usually supplied to each electrode from the stem pin of the neck. For this reason, two power supplies for generating a medium and high voltage are required on the circuit side for operating the color picture tube, which increases the cost of the entire color picture receiver. There is also a problem that a dedicated stem having one pin more than a normal color picture tube is required.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明のカラー受像管用電子銃は、少なくとも陰極,
制御電極,加速電極,第1集束電極,第2集束電極,第
3集束電極及び最終加速電極とを有し、3本の電子ビー
ムが同一平面内に並んで配置されているインライン型カ
ラー受像管用電子銃において、第2集束電極と第3集束
電極により四重極レンズを構成し、第1集束電極と第3
集束電極とを短絡して電子ビームの偏向角に伴って変化
するダイナミック電圧を印加し、第2集束電極は電気的
に他から絶縁し浮かせてあることを特徴とする。
The electron gun for a color picture tube of the present invention comprises at least a cathode,
For an in-line color picture tube having a control electrode, an acceleration electrode, a first focusing electrode, a second focusing electrode, a third focusing electrode, and a final accelerating electrode, in which three electron beams are arranged side by side in the same plane. In the electron gun, a quadrupole lens is constituted by the second focusing electrode and the third focusing electrode, and the first focusing electrode and the third focusing electrode are formed.
A dynamic voltage that varies with the deflection angle of the electron beam is applied by short-circuiting the focusing electrode, and the second focusing electrode is electrically insulated and floated from the other.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明について図面を用いて詳細に説明する。
第1図は本発明のカラー受像管用電子銃の第1の実施例
示す斜視図である。21B,21G,21Rはそれぞれ電子源とな
る陰極である。陰極から射出された電子ビームは、制御
電極22,加速電極23,第1集束電極34,第2集束電極35,第
3集束電極36を通過し、最終加速電極26に至り、その後
表示面に達することになる。第1集束電極34の第2集束
電極35側と第2集束電極35の第1集束電極34側にはそれ
ぞれ円形の電子ビーム通過孔が設けられている。また、
第2集束電極35の第3集束電極36側には縦長の電子ビー
ム通過孔が設けられており、第3集束電極36の第2集束
電極35側には横長の電子ビーム通過孔が設けられてい
る。この横長の電子ビーム通過孔は独立に設けてもよ
い。また、第1集束電極34と第3集束電極36は短絡し、
共通にネックのステムピンから従来と同様な電子ビーム
の偏向角と共に変化するダイナミック電圧を加える。第
1集束電極34と第3集束電極36で挟まれている第2集束
電極35は電気的には他から絶縁し、浮かせた状態にして
おく。第1集束電極34と第3集束電極36に中高圧のダイ
ナミック電圧が印加されると、第2集束電極35にダイナ
ミック電圧が時間平均されたほぼ直流の電圧として誘起
される。このような直流電圧が誘起される理由を説明す
る。第1集束電極34、第2集束電極35及び第3集束電極
36の各電極は絶縁性の支持棒により保持されている。従
って、この関係を等価的に示すと第9図のように表わせ
る。ここで抵抗R1,R2は具体的な抵抗が存在するのでは
なく、電極間に微小なリーク電極が流れるため模式的に
表わした抵抗である。これらの抵抗R1,R2は極めて高抵
抗であるために、第1及び第3集束電極に中高圧のダイ
ナミック電圧が印加されたとき、第2集束電極35にその
平均電圧が生ずる。このため第2集束電極35と第3集束
電極36との間には電位差が生じ、それぞれの電極端面に
縦長の電子ビーム通過孔、横長の電子ビーム通過孔が設
けられているため、この部分で四重極レンズ効果をも
ち、セルフコンバージェンス磁界による電子ビームの歪
を相殺させ、画面全体で一様で小さなスポット径を得る
ことができる。
Next, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of an electron gun for a color picture tube according to the present invention. 21B, 21G, and 21R are cathodes serving as electron sources, respectively. The electron beam emitted from the cathode passes through the control electrode 22, the accelerating electrode 23, the first focusing electrode 34, the second focusing electrode 35, and the third focusing electrode 36, reaches the final accelerating electrode 26, and then reaches the display surface. Will be. Circular electron beam passage holes are provided on the second focusing electrode 35 side of the first focusing electrode 34 and on the first focusing electrode 34 side of the second focusing electrode 35, respectively. Also,
A vertically long electron beam passage hole is provided on the third focusing electrode 36 side of the second focusing electrode 35, and a horizontally long electron beam passing hole is provided on the second focusing electrode 35 side of the third focusing electrode 36. I have. The horizontally elongated electron beam passage holes may be provided independently. Further, the first focusing electrode 34 and the third focusing electrode 36 are short-circuited,
A dynamic voltage that varies with the deflection angle of the electron beam as in the conventional case is applied from the stem pin of the neck in common. The second focusing electrode 35 sandwiched between the first focusing electrode 34 and the third focusing electrode 36 is electrically insulated from the others and kept in a floating state. When a medium-to-high voltage dynamic voltage is applied to the first focusing electrode 34 and the third focusing electrode 36, the dynamic voltage is induced at the second focusing electrode 35 as a time-averaged substantially DC voltage. The reason why such a DC voltage is induced will be described. First focusing electrode 34, second focusing electrode 35, and third focusing electrode
Each of the 36 electrodes is held by an insulating support rod. Therefore, this relationship can be expressed equivalently as shown in FIG. Here, the resistors R 1 and R 2 do not have a specific resistance, but are resistors that are schematically represented because a minute leak electrode flows between the electrodes. Since these resistors R 1 and R 2 are extremely high in resistance, an average voltage is generated at the second focusing electrode 35 when a medium-to-high voltage dynamic voltage is applied to the first and third focusing electrodes. For this reason, a potential difference is generated between the second focusing electrode 35 and the third focusing electrode 36, and a vertically long electron beam passage hole and a horizontally long electron beam passage hole are provided on the respective electrode end faces. It has a quadrupole lens effect, cancels out the electron beam distortion due to the self-convergence magnetic field, and can obtain a uniform and small spot diameter over the entire screen.

第2図は本発明のカラー受像管用電子銃の第2の実施
例である。電子銃は、21B,21G,21Rのそれぞれ電子源と
なる陰極,制御電極22,加速電極23,第1集束電極44,第
2集束電極45,第3集束電極46及び最終加速電極26で構
成される。第2集束電極45の第3集束電極46側には、突
出した左右の円弧状バーリング41を有する円形電子ビー
ム通過孔が設けられており、第3集束電極46の第2集束
電極45側には突出した上下の円弧状バーリング42を有す
る円形電子ビーム通過孔が設けられている。第1集束電
極44と第3集束電極46とを短絡し、ダイナミック電圧を
印加し、第2集束電極45は電気的に浮かせておく。この
実施例の場合も、第1の実施例と同じく第2集束電極45
と第3集束電極46との間に電位差ができ、構造上,四重
極レンズを構成する様になっているため、セルフコンバ
ージェンス磁界により電子ビームの歪をダイナミックに
相殺できる。
FIG. 2 shows a second embodiment of the electron gun for a color picture tube according to the present invention. The electron gun includes a cathode serving as an electron source of each of 21B, 21G, and 21R, a control electrode 22, an accelerating electrode 23, a first focusing electrode 44, a second focusing electrode 45, a third focusing electrode 46, and a final accelerating electrode 26. You. On the third focusing electrode 46 side of the second focusing electrode 45, a circular electron beam passage hole having left and right arc-shaped burring 41 is provided, and on the second focusing electrode 45 side of the third focusing electrode 46. A circular electron beam passage hole having upper and lower arcuate burrings 42 is provided. The first focusing electrode 44 and the third focusing electrode 46 are short-circuited, a dynamic voltage is applied, and the second focusing electrode 45 is kept electrically floating. In this embodiment, the second focusing electrode 45 is also provided as in the first embodiment.
Since a potential difference is generated between the second focusing electrode 46 and the third focusing electrode 46, and the structure is such that a quadrupole lens is formed, the distortion of the electron beam can be dynamically canceled by the self-convergence magnetic field.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明は、第2集束電極と第3集
束電極により四重極レンズを構成するような電極構造と
し、第1集束電極と第3集束電極は短絡して、電子ビー
ムの偏向角に伴って変化するダイナミック電圧を印加
し、第2集束電極は電気的に他から絶縁し、浮かせた状
態としている。第2集束電極は第1集束電極と第3集束
電極に挟まれているため、第1集束電極と第3集束電極
に共通に印加されているダイナミック電圧が時間平均さ
れたほぼ直流電圧が誘起される。このため、第2集束電
極と第3集束電極の間でセルフコンバージェンス磁界に
よる電子ビームの歪を相殺するようなダイナミック四重
極レンズ効果をまたせることができ、画面全体で一様で
小さなスポット径を得ることができる。また、必要とさ
れる中高圧電源は1つであるので、従来よりもコスト的
に安価であり、かつ、電圧を供給するステムも中高圧供
給用は1ピンだけであるため、耐電圧的に信頼性のある
ものにすることができる。
As described above, the present invention has an electrode structure in which a quadrupole lens is formed by the second focusing electrode and the third focusing electrode, the first focusing electrode and the third focusing electrode are short-circuited, and the electron beam is deflected. A dynamic voltage that changes with the angle is applied, and the second focusing electrode is electrically insulated from the others and is in a floating state. Since the second focusing electrode is sandwiched between the first focusing electrode and the third focusing electrode, a substantially DC voltage is generated, which is a time-averaged dynamic voltage commonly applied to the first focusing electrode and the third focusing electrode. You. For this reason, a dynamic quadrupole lens effect can be provided between the second focusing electrode and the third focusing electrode to cancel the distortion of the electron beam due to the self-convergence magnetic field, and the spot diameter is uniform and small over the entire screen. Can be obtained. Also, since only one medium-to-high voltage power supply is required, the cost is lower than before, and the stem for supplying the voltage is only one pin for supplying the medium / high voltage. Can be reliable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明のカラー受像管用電子銃の第1の実施例
を示す斜視図、第2図は本発明の第2の実施例を示す断
面図、第3図(a),(b)はインラインセルフコンバ
ージェンス方式の偏向磁界分布を示す図、第4図はイン
ラインセルフコンバージェンス方式の偏向磁界による電
子ビームスポットの歪パターンを示す図、第5図は電子
ビームの歪を改善するための従来例を示す斜視図、第6
図は四重極レンズを示す図、第7図は第1及び第3集束
電極に印加すべき最適なダイナミック電圧波形の一例を
示す図、第8図は電子ビームの歪を改善するための従来
の別の例を示す断面図,第9図は、本発明において直流
電圧が生じる理由を説明するための等価回路図である。 1B,1G,1R……電子ビーム、2……水平偏向磁界、3……
水直偏向磁界、5……ビームコア、6……ハロー、21B,
21G,21R……陰極、22……制御電極、23……加速電極、2
4,34,44……第1集束電極、25,35,45……第2集束電
極、36,46……第3集束電極、26……最終加速電極、41
……左右の円弧状バーリング、42……上下の円弧状バー
リング。
FIG. 1 is a perspective view showing a first embodiment of an electron gun for a color picture tube according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention, and FIGS. 3 (a) and 3 (b). FIG. 4 shows a deflection magnetic field distribution of an in-line self-convergence method, FIG. 4 shows a distortion pattern of an electron beam spot caused by a deflection magnetic field of an in-line self-convergence method, and FIG. 5 shows a conventional example for improving distortion of an electron beam. Perspective view showing the sixth
The figure shows a quadrupole lens, FIG. 7 shows an example of an optimal dynamic voltage waveform to be applied to the first and third focusing electrodes, and FIG. 8 shows a conventional technique for improving the distortion of an electron beam. FIG. 9 is a cross-sectional view showing another example, and FIG. 9 is an equivalent circuit diagram for explaining the reason why a DC voltage is generated in the present invention. 1B, 1G, 1R ... electron beam, 2 ... horizontal deflection magnetic field, 3 ...
Horizontal deflection magnetic field, 5: beam core, 6: halo, 21B,
21G, 21R: cathode, 22: control electrode, 23: acceleration electrode, 2
4, 34, 44 ... first focusing electrode, 25, 35, 45 ... second focusing electrode, 36, 46 ... third focusing electrode, 26 ... final accelerating electrode, 41
…… Right and left arc burring, 42 …… Up and down arc burring.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】少なくとも陰極,制御電極,加速電極,第
1集束電極,第2集束電極,第3集束電極及び最終加速
電極とを有し、3本の電子ビームが同一平面内に並んで
配置されているインライン型カラー受像管用電子銃にお
いて、第2集束電極と第3集束電極により四重極レンズ
を構成し、第1集束電極と第3集束電極とを短絡して電
子ビームの偏向角に伴って変化するダイナミック電圧を
印加し、第2集束電極は電気的に他から絶縁し浮かせて
あることを特徴とするカラー受像管用電子銃。
1. An apparatus comprising at least a cathode, a control electrode, an accelerating electrode, a first focusing electrode, a second focusing electrode, a third focusing electrode, and a final accelerating electrode, wherein three electron beams are arranged side by side on the same plane. In the in-line type color picture tube electron gun described above, a quadrupole lens is formed by the second focusing electrode and the third focusing electrode, and the first focusing electrode and the third focusing electrode are short-circuited to reduce the deflection angle of the electron beam. An electron gun for a color picture tube, characterized in that a dynamic voltage that changes with the application is applied, and the second focusing electrode is electrically insulated and floated from the other.
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JPH02183946A (en) 1990-07-18

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