JP4174365B2

JP4174365B2 - In-line type electron gun and color picture tube apparatus using the same

Info

Publication number: JP4174365B2
Application number: JP2003117484A
Authority: JP
Inventors: 恭典和田; 泰治森本
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-05-09
Filing date: 2003-04-22
Publication date: 2008-10-29
Anticipated expiration: 2023-04-22
Also published as: JP2004031332A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インライン型電子銃及びそれを用いたカラー受像管装置に関する。さらに詳細には、テレビジョン受像機やコンピュータディスプレイ等に用いられるカラー受像管装置、及びそれに用いられる、主レンズを形成する集束電極と最終加速電極とを備えたインライン型電子銃に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー受像管装置において、蛍光体スクリーン面上の画像を高解像度とするためには、電子銃から射出されるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応する３本の電子ビームの蛍光体スクリーン面上でのスポット径を小さくすると共に、そのスポット形状を真円形状とし、また、３本の電子ビームを、蛍光体スクリーン面上で同一のフォーカス電圧で同時にジャストフォーカスさせる必要がある。また、電子銃の組み立てに際しては、電子銃の各電極に穿設された３つの電子ビーム通過孔を高精度に位置決めする必要がある。
【０００３】
従来、電子銃としては、例えば、特許文献１に開示されているものが知られている。この公報に開示された電子銃においては、主レンズを形成する集束電極と最終加速電極とが所定の間隔をもって配置されている。そして、集束電極の最終加速電極と対向する端面には、水平方向に長軸を置く小判形の１つの開口が設けられている。また、集束電極には、開口から後退した位置に電界補正用金属板が設けられており、この電界補正用金属板には水平方向にインライン配列された３つの電子ビーム通過孔が穿設されている。一方、最終加速電極の集束電極と対向する端面にも、水平方向に長軸を置く小判形の１つの開口が設けられている。また、最終加速電極にも、開口から後退した位置に電界補正用金属板が設けられており、この電界補正用金属板には水平方向にインライン配列された３つの電子ビーム通過孔が穿設されている。
【０００４】
この従来の電子銃の電界補正用金属板に穿設された３つの電子ビーム通過孔は、以下のような形状を有している。すなわち、図１１に示すように、中央の電子ビーム通過孔１０１ｂは、垂直方向に長軸を置く小判形又は楕円形に形成されている。また、電子ビーム通過孔１０１ｂの両側に設けられた電子ビーム通過孔１０１ａ、１０１ｃ（右側の電子ビーム通過孔１０１ｃについては図示せず）は、外側半分が半円形状に形成されている。また、インライン方向をＸ軸方向、インライン方向に垂直な方向をＹ軸方向とし、電子ビーム通過孔１０１ａ、１０１ｃの中心をＸ＝０、Ｙ＝０としたとき、電子ビーム通過孔１０１ａ、１０１ｃの内側半分は、Ｘⁿ ＋Ｙⁿ ＝Ｒⁿ （Ｒは定数）によって表記され、かつ、ｎが２．０を超え３．０以下である曲線で囲まれた形状に形成されている。尚、図１１中、１００は電界補正用金属板である。尚、図１１には、ｎが２．０、２．１５、２．２５、２．５のときの電子ビーム通過孔１０１ａの内側半分の外形線が描かれている。
【０００５】
以上のように、３つの電子ビーム通過孔１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃが穿設された電界補正用金属板１００を、集束電極と最終加速電極の端面から遠ざけて配置することにより、３つの主レンズ電界が隣り合うもの同士でオーバーラップして、主レンズの実効レンズ口径が拡大されるので、蛍光体スクリーン面上でのビームスポット径を小さくすることができる。また、両側の電子ビーム通過孔１０１ａ、１０１ｃの内側半分の上下の円弧が外側に膨らんだ形状となり、ｎの値を適当に選択することにより、縦長の孔とした場合と同様に、水平方向と垂直方向とで最適な集束条件を得ることができるので、蛍光体スクリーン面上に形成される両側の電子ビームのスポット形状を真円に近いものとすることができる。しかも、両側の電子ビーム通過孔１０１ａ、１０１ｃは、真円形状の場合と同様に水平方向の径と垂直方向の径が等しくなると共に、内側半分の上下の円弧が外側に膨らんだ形状となるので、円形断面の在来の規制ピンを両側の電子ビーム通過孔１０１ａ、１０１ｃに通すことができる。そして、この場合、外側半分の円弧全域と内側半分の中央点（水平軸との交点）において両側の電子ビーム通過孔１０１ａ、１０１ｃと規制ピンとが接するので、高精度にセンター合わせをすることが可能となる。
【０００６】
【特許文献１】
特許第３０５６５１５号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の電子銃においては、集束電極内又は最終加速電極内の電界補正用金属板が、最終加速電極又は集束電極との対向端面から後退した位置にあるので、３本の電子ビームのそれぞれに作用する３つの主レンズ電界のうち、中央の主レンズ電界と両側の主レンズ電界の強度を同一にすることができず、その結果、３本の電子ビームを蛍光体スクリーン面上で同時にジャストフォーカスさせることができないという問題があった。
【０００８】
また、３本の電子ビームがフォーカス及びコンバーゼンスされて蛍光体スクリーン面上に形成されるビームスポットのうち、両側のものは真円形状とすることができるが、中央のものは真円形状とすることができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、集束電極内又は最終加速電極内の電界補正用金属板を、最終加速電極又は集束電極との対向端面から遠ざけて配置して、主レンズの実効レンズ口径を大きくした場合においても、３本の電子ビームのそれぞれに作用する３つの主レンズ電界のうち、中央の主レンズ電界とその両側の主レンズ電界の強度を同一にすることができると共に、蛍光体スクリーン面上に形成される中央の電子ビームのスポット形状をも真円形状とすることができるインライン型電子銃及びそれを用いたカラー受像管装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明に係るインライン型電子銃の構成は、所定の間隔をもって配置された、主レンズを形成する集束電極と最終加速電極とを備え、前記集束電極は、前記最終加速電極側の端面に第１の開口を有すると共に、前記第１の開口から後退した位置に第１の電界補正用金属板を内蔵し、前記最終加速電極は、前記集束電極側の端面に第２の開口を有すると共に、前記第２の開口から後退した位置に第２の電界補正用金属板を内蔵するインライン型電子銃であって、
前記第１及び第２の電界補正用金属板にはそれぞれ、インライン配列された、中央の電子ビーム通過孔と、前記中央の電子ビーム通過孔の両側に配置され、前記中央の電子ビーム通過孔側に向かって凸の半円弧形状部を有する開口又は切り欠きとが設けられ、
前記インライン方向をＸ軸方向、前記インライン方向に垂直な方向をＹ軸方向とし、前記中央の電子ビーム通過孔の中心をＸ＝０、Ｙ＝０としたとき、前記集束電極又は前記最終加速電極の少なくとも一方の前記中央の電子ビーム通過孔が、（Ｘ／Ｒ１）² ＋（Ｙ／Ｒ２）² ＝１（Ｒ１、Ｒ２は定数）によって表記される曲線とＸ軸及びＹ軸との交点を通り、かつ、前記曲線で囲まれた面積よりも小さい面積となるような形状を有することを特徴とする。
【００１１】
このインライン型電子銃の構成によれば、集束電極内の第１の電界補正用金属板又は最終加速電極内の第２の電界補正用金属板を、最終加速電極又は集束電極との対向端面から遠ざけて配置して、主レンズの実効レンズ口径を大きくした場合においても、３本の電子ビームのそれぞれに作用する３つの主レンズ電界のうち、中央の主レンズ電界とその両側の主レンズ電界の強度を同一にして、３本の電子ビームを蛍光体スクリーン面上で同時にジャストフォーカスさせることができる。また、蛍光体スクリーン面上に形成される両側の電子ビームのスポット形状だけでなく、中央の電子ビームのスポット形状をも真円形状とすることができる。
【００１２】
また、前記本発明のインライン型電子銃の構成においては、前記中央の電子ビーム通過孔が、（Ｘ／Ｒ１）ⁿ＋（Ｙ／Ｒ２）ⁿ＝１によって表記され、かつ、ｎが１．５を超え２．０未満である曲線で囲まれた形状を有するのが好ましい。この好ましい例によれば、ｎの値を１．５＜ｎ＜２．０の範囲で最適化することにより、３本の電子ビームのそれぞれに作用する３つの主レンズ電界のうち、中央の主レンズ電界とその両側の主レンズ電界の強度差を小さくすることができる。その結果、集束電極及び最終加速電極に３本の電子ビームに共通の一つのフォーカス電圧を印加しても、３本の電子ビームを蛍光体スクリーン面上で同時にジャストフォーカスさせることができる。そしてさらに、このような構成とすることにより、蛍光体スクリーン面上に形成される中央の電子ビームのスポット形状を真円に近いものとすることもできる。また、この場合には、ｎ＝１．９０〜１．９５であるのが好ましい。
【００１３】
また、前記本発明のインライン型電子銃の構成においては、Ｒ１＜Ｒ２なる関係を満たすのが好ましい。この好ましい例によれば、水平方向のレンズ作用が垂直方向のレンズ作用よりも弱い主レンズ電界を、水平方向のレンズ作用が垂直方向のレンズ作用よりも強い主レンズ電界でキャンセルすることにより、容易に水平方向と垂直方向のレンズ作用を同一にして、蛍光体スクリーン面上に形成される中央の電子ビームのスポット形状を真円形状とすることができる。
【００１４】
また、前記本発明のインライン型電子銃の構成においては、前記集束電極と前記最終加速電極との間に筒状の中間電極をさらに備えているのが好ましい。この好ましい例によれば、中間電極の電位を、集束電極の電位と最終加速電極の電位との間の任意の電位とすることにより、主レンズ電界を電子銃の軸方向に拡張して、主レンズの実効レンズ口径をさらに大きくすることができる。その結果、蛍光体スクリーン面上でのビームスポット径をさらに小さくして、カラー受像管装置のさらなる高解像度化を図ることができる。
【００１５】
また、本発明に係るカラー受像管装置の構成は、内面に複数色の蛍光体からなる蛍光体スクリーン面を有するフェイスパネルと、前記フェイスパネルの後方に接続されたファンネルとからなるバルブと、
前記ファンネルのネック部に内蔵された電子銃と、
前記電子銃から射出された電子ビームを通過させるための複数の電子ビーム通過孔を有し、かつ、前記蛍光体スクリーン面と所定の間隔を保って前記バルブ内の所定の位置に配置されたシャドウマスクと、
前記ファンネルの前記ネック部側外周に装着された偏向ヨークとを備えたカラー受像管装置であって、
前記電子銃として前記本発明のインライン型電子銃が用いられていることを特徴とする。
【００１６】
このカラー受像管装置の構成によれば、電子銃として前記本発明のインライン型電子銃が用いられていることにより、電子銃から射出されるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応する３本の電子ビームの蛍光体スクリーン面上でのスポット径を小さくすると共に、そのスポット形状を真円形状とし、また、３本の電子ビームを、蛍光体スクリーン面上で同一のフォーカス電圧で同時にジャストフォーカスさせることができるので、高解像度のカラー受像管装置を実現することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施の形態におけるカラー受像管装置を示す水平断面図、図２は本発明の一実施の形態におけるインライン型電子銃を示す水平断面図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施の形態におけるカラー受像管装置は、ガラス等で形成されたフェイスパネル１と、フェイスパネル１の後方に接続され、同じくガラス等で形成されたファンネル２とからなるバルブを備えている。フェイスパネル１の内面には、赤色、緑色及び青色に発光する三色の蛍光体からなる蛍光体スクリーン面３が形成されている。ファンネル２のネック部５には電子銃６が内蔵されている。前記バルブ内の所定の位置には、フェイスパネル１の内面の蛍光体スクリーン面３と所定の間隔を保って、電子銃６から射出された電子ビームの到達位置を規制するためのシャドウマスク４が配置されている。ここで、シャドウマスク４は、電子銃６から射出されるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応する３本の電子ビーム８ａ、８ｂ、８ｃに対して色選別の役割を果たすものであり、平板に電子ビーム通過孔である略スロット状の開孔をエッチングによって多数形成することにより構成されている。尚、ファンネル３のネック部５側外周には、電子銃６から射出された電子ビーム８ａ、８ｂ、８ｃを垂直方向及び水平方向に偏向するための偏向ヨーク７が装着されている。
【００２０】
図２に示すように、電子銃６は、水平方向にインライン配列された３つの陰極９ａ、９ｂ、９ｃと、陰極９ａ、９ｂ、９ｃが収容されたカップ状の制御格子電極１０と、プレート状の加速電極１１と、集束電極１２と、最終加速電極１３とが順次配列されて構成されている。
【００２１】
制御格子電極１０には、３つの陰極９ａ、９ｂ、９ｃとの対向位置に３つの孔が穿設されている。また、加速電極１１、及び集束電極１２の加速電極１１と対向する端面にも、それぞれ、制御格子電極１０に形成された３つの孔のそれぞれとほぼ同軸の３つの孔が穿設されている。そして、陰極９ａ、９ｂ、９ｃと制御格子電極１０と加速電極１１とで形成されるカソードレンズ１４により、陰極９ａ、９ｂ、９ｃで発生した熱電子がビーム整形されて、電子ビーム８ａ、８ｂ、８ｃとして取り出される。また、加速電極１１と集束電極１２とで形成されるプリフォーカスレンズ１５と、集束電極１２と最終加速電極１３とで形成される主レンズ１６とにより、電子ビーム８ａ、８ｂ、８ｃが蛍光体スクリーン面３上に集束される。
【００２２】
本実施の形態の電子銃６においては、主レンズ１６の実効レンズ口径を大きくして、蛍光体スクリーン面３上でのビームスポット径を小さくするために、集束電極１２と最終加速電極１３とが以下のように構成されている。すなわち、集束電極１２の最終加速電極１３と対向する端面１７には、水平方向に長軸を置く小判形の１つの開口１８が周縁を内側に折り曲げた状態で設けられている。また、集束電極１２には、開口１８から後退した位置に電界補正用金属板２１が内蔵されている。同様に、最終加速電極１３の集束電極１２と対向する端面１９には、水平方向に長軸を置く小判形の１つの開口２０が周縁を内側に折り曲げた状態で設けられている。また、最終加速電極１３には、開口２０から後退した位置に電界補正用金属板２２が内蔵されている。ここで、電界補正用金属板２１、２２は、集束電極１２、最終加速電極１３とは別個の部材からなり、それぞれ集束電極１２、最終加速電極１３に溶接等によって固着されている。
【００２３】
さらに、本実施の形態の電子銃６においては、電界補正用金属板２１、２２にそれぞれ３本の電子ビーム８ａ、８ｂ、８ｃに対応する３つの電子ビーム通過孔が穿設されている。そして、特に、集束電極１２の電界補正用金属板２１に穿設される電子ビーム通過孔は、以下に説明するような構成を備えている。
【００２４】
図３は本発明の一実施の形態におけるインライン型電子銃の集束電極を示す正面図である。図３に示すように、集束電極１２の電界補正用金属板２１には、水平方向にインライン配列された３つの電子ビーム通過孔２３ａ、２３ｂ、２３ｃが穿設されている。そして、電界補正用金属板２１に穿設される中央の電子ビーム通過孔２３ｂは、以下のような形状を有している。すなわち、インライン方向をＸ軸方向、インライン方向に垂直な方向をＹ軸方向とし、電子ビーム通過孔２３ｂの中心をＸ＝０、Ｙ＝０としたとき、中央の電子ビーム通過孔２３ｂは、（Ｘ／Ｒ１）² ＋（Ｙ／Ｒ２）² ＝１（Ｒ１、Ｒ２は定数）によって表記される曲線とＸ軸及びＹ軸との交点を通り、かつ、前記曲線で囲まれる面積よりも小さい面積となるような形状を有している。ここで、Ｒ１は楕円の長軸の半分の長さを表しており、Ｒ２は楕円の短軸の半分の長さを表している。また、中央の電子ビーム通過孔２３ｂにおけるＸ軸及びＹ軸と基準楕円面：（Ｘ／Ｒ１）² ＋（Ｙ／Ｒ２）² ＝１との４つの交点を結ぶ曲線は、第１〜第４象限のそれぞれにおいて、外側に向かって凸で、かつ、なだらかな形状となる。より具体的には、電界補正用金属板２１に穿設される中央の電子ビーム通過孔２３ｂは、図４に示すように、（Ｘ／Ｒ１）ⁿ ＋（Ｙ／Ｒ２）ⁿ ＝１（Ｒ１、Ｒ２は定数）によって表記され、かつ、ｎが１．５を超え２．０未満である曲線で囲まれた形状を有しているのが望ましい。また、後述する理由により、中央の電子ビーム通過孔２３ｂは、上記の式においてＲ１＜Ｒ２なる関係を満たすのが望ましい。図４には、ｎが１．６、１．７、１．８、１．９、２．０のときの電子ビーム通過孔２３ｂの外形線が描かれている。この場合、ｎを２．０から１．５まで小さくしていくと、中央の電子ビーム通過孔２３ｂの形状は、楕円から菱形へと変化していく。尚、最終加速電極１３の電界補正用金属板２２に穿設される中央の電子ビーム通過孔を、以上のような形状としてもよく、また、電界補正用金属板２１、２２に穿設される中央の電子ビーム通過孔を、ともに以上のような形状としてもよい。
【００２５】
また、図３、図４に示すように、電子ビーム通過孔２３ｂの両側に設けられた電子ビーム通過孔２３ａ、２３ｃは、少なくとも中央の電子ビーム通過孔２３ｂ側の半分が半円形状となっている。すなわち、両側の電子ビーム通過孔２３ａ、２３ｃは、中央の電子ビーム通過孔２３ｂ側に向かって凸の半円弧形状部を有している。尚、本実施の形態においては、両側の電子ビーム通過孔２３ａ、２３ｃが真円形状に形成されている。このように、両側の電子ビーム通過孔２３ａ、２３ｃを、中央の電子ビーム通過孔２３ｂ側に向かって凸の半円弧形状部を有するように構成することにより、円形断面の在来の規制ピンを両側の電子ビーム通過孔２３ａ、２３ｃに通すことができる。そして、この場合、内側半分の円弧全域と外側半分の中央点（水平軸との交点）において両側の電子ビーム通過孔２３ａ、２３ｃと規制ピンとが接するので、高精度にセンター合わせをすることが可能となる。以上のことは、最終加速電極１３の電界補正用金属板２２に穿設される両側の電子ビーム通過孔についても言えることである。
【００２６】
電界補正用金属板２１、２２に穿設される中央の電子ビーム通過孔の少なくとも一方を、（Ｘ／Ｒ１）² ＋（Ｙ／Ｒ２）² ＝１（Ｒ１、Ｒ２は定数）によって表記される曲線とＸ軸及びＹ軸との交点を通り、かつ、前記曲線で囲まれる面積よりも小さい面積となるような形状とし、かつ、電界補正用金属板２１に穿設される両側の電子ビーム通過孔と電界補正用金属板２２に穿設される両側の電子ビーム通過孔を共に上記のような構成とすることにより、以下のような効果が得られる。すなわち、集束電極１２内の電界補正用金属板２１又は最終加速電極１３内の電界補正用金属板２２を、集束電極１２の端面１７又は最終加速電極１３の端面１９から遠ざけて配置して、主レンズ１６の実効レンズ口径を大きくした場合においても、３本の電子ビーム８ａ、８ｂ、８ｃのそれぞれに作用する３つの主レンズ電界のうち、中央の主レンズ電界とその両側の主レンズ電界の強度を同一にして、３本の電子ビーム８ａ、８ｂ、８ｃを蛍光体スクリーン面３上で同時にジャストフォーカスさせることができる。また、蛍光体スクリーン面３上に形成される両側の電子ビーム８ａ、８ｃのスポット形状だけでなく、中央の電子ビーム８ｂのスポット形状をも真円形状とすることができる。
【００２７】
以下、このことを、電界補正用金属板２１、２２に穿設される中央の電子ビーム通過孔の少なくとも一方が（Ｘ／Ｒ１）ⁿ ＋（Ｙ／Ｒ２）ⁿ ＝１（Ｒ１、Ｒ２は定数）によって表記される曲線で囲まれる形状である場合を例に挙げて説明する。
【００２８】
この場合には、ｎの値を１．５＜ｎ＜２．０の範囲で最適化することにより、３本の電子ビーム８ａ、８ｂ、８ｃのそれぞれに作用する３つの主レンズ電界のうち、中央の主レンズ電界とその両側の主レンズ電界の強度差を小さくすることができる。その結果、集束電極１２及び最終加速電極１３に３本の電子ビーム８ａ、８ｂ、８ｃに共通の一つのフォーカス電圧を印加しても、３本の電子ビーム８ａ、８ｂ、８ｃを蛍光体スクリーン面３上で同時にジャストフォーカスさせることができる。そしてさらに、このような構成とすることにより、蛍光体スクリーン面３上に形成される中央の電子ビーム８ｂのスポット形状を真円に近いものとすることもできる。以下に、ｎを変化させた場合の電子ビームの集束特性について詳細に説明する。
【００２９】
図５は、上記の式のｎを変化させたときの主レンズ電界による電子ビームの集束特性を調べるために、中央の電子ビーム８ｂとその両側の電子ビーム８ａ、８ｃの水平方向をジャストフォーカスにするのに必要な集束電極１２に印加されるフォーカス電圧を、三次元電界軌道計算によって求めてプロットした図である。また、図６は、同じく上記の式のｎを変化させたときの主レンズ電界による電子ビームの集束特性を調べるために、中央の電子ビーム８ｂとその両側の電子ビーム８ａ、８ｃの垂直方向をジャストフォーカスにするのに必要な集束電極１２に印加されるフォーカス電圧を、三次元電界軌道計算によって求めてプロットした図である。図５、図６から分かるように、ｎに対するジャストフォーカス電圧は、水平方向、垂直方向ともに中央の電子ビーム８ｂとその両側の電子ビーム８ａ、８ｃとで異なった変化量を示している。この場合、中央の電子ビーム８ｂとその両側の電子ビーム８ａ、８ｃで５０Ｖ程度のバラツキは集束特性には問題がないことを考慮すれば、図５及び図６から、ｎ＝約１．９０〜約１．９５とすることにより、主レンズ１６が中央の電子ビーム８ｂに及ぼす主レンズ電界の強度と両側の電子ビーム８ａ、８ｃに及ぼす主レンズ電界の強度を均一にできることが分かる。
【００３０】
尚、上記集束特性は、集束電極１２と最終加速電極１３との距離を１．０ｍｍ、集束電極１２の端面１７と電界補正用金属板２１との距離、及び最終加速電極１３の端面１９と電界補正用金属板２２との距離を３．５ｍｍ、電界補正用金属板２１、２２の縦の長さを１１．８ｍｍ、横の長さを２１．３ｍｍとし、また、中央の電子ビーム通過孔を長軸２×Ｒ１＝４．２４ｍｍ、短軸２×Ｒ２＝５．６６ｍｍの楕円孔、両側の電子ビーム通過孔を直径６．５４ｍｍの円孔として調べたものである。また、最終加速電極１３への印加電圧は２７ｋＶとした。
【００３１】
上記のように、主レンズ１６が中央の電子ビーム８ｂに及ぼす主レンズ電界の強度と両側の電子ビーム８ａ、８ｃに及ぼす主レンズ電界の強度を均一にすることができるのは、以下の理由による。
【００３２】
本実施の形態の場合と同様に、電界補正用金属板の電子ビーム通過孔は、一般に、集束電極と最終加速電極のそれぞれの対向端面に設けられた水平方向（インライン方向）に長軸を置く小判形の開口によって生成される主レンズ電界を補正するために、この開口とは逆の垂直方向に長軸を置く形状とされることが多い。この場合、本実施の形態のように、中央の電子ビーム通過孔２３ｂの形状を楕円から菱形へと変化させていくと、水平方向よりも垂直方向の開口部分が減少していくので、垂直方向で中央の電子ビーム８ｂに対する主レンズ電界の浸透が弱くなり、中央の電子ビーム８ｂに対する垂直方向のレンズ作用が強くなる（あるいは、中央の電子ビーム８ｂに対する水平方向のレンズ作用が弱くなる）。従って、中央の電子ビーム８ｂを蛍光体スクリーン面３上でジャストフォーカスさせるためには、強くなった垂直方向のレンズ作用を弱くするために垂直方向のフォーカス電圧を上昇させ、弱くなった水平方向のレンズ作用を強くするために水平方向のフォーカス電圧を下降させる必要がある。一方、両側の電子ビーム８ａ、８ｃに対しては、中央の電子ビーム通過孔２３ｂの形状を楕円から菱形へと変化させることにより、水平方向、垂直方向ともに主レンズ電界の浸透が強くなるので、両側の電子ビーム８ａ、８ｃに対するレンズ作用が水平方向、垂直方向ともに弱くなる。従って、３本の電子ビーム８ａ、８ｂ、８ｃを蛍光体スクリーン面３上で同時にジャストフォーカスさせるためには、弱くなった水平方向、垂直方向のレンズ作用を強くするために水平方向、垂直方向のフォーカス電圧をともに下降させる必要がある。尚、この場合、中央の電子ビーム通過孔２３ｂの形状の変化は、水平方向よりも垂直方向の方が大きいので、垂直方向のフォーカス電圧の変化の方が水平方向のフォーカス電圧の変化よりも大きくなる。
【００３３】
以上のように、電界補正用金属板の中央の電子ビーム通過孔２３ｂの形状を楕円から菱形へと変化させることにより、主レンズ１６が中央の電子ビーム８ｂに及ぼす主レンズ電界の強度と両側の電子ビーム８ａ、８ｃに及ぼす主レンズ電界の強度を変化させることができるので、双方の主レンズ電界の強度を均一にする設計が可能となる。
【００３４】
図７は、集束電極１２及び最終加速電極１３の電界補正用金属板の中央の電子ビーム通過孔２３ｂを、（Ｘ／Ｒ１）ⁿ ＋（Ｙ／Ｒ２）ⁿ ＝１（Ｒ１、Ｒ２は定数）によって表記される曲線で囲まれる形状としたときの、主レンズ１６に入射する電子ビームの軌道を、主レンズ軸を中心として一定の半径で回転させ、それぞれの軌道が蛍光体スクリーン面３上で描く軌跡を計算によって求めてプロットした図である。図７において、軌跡が円形であることは、実際の電子ビームが蛍光体スクリーン面３上で円形のスポットを形成することに対応している。尚、図７における内側の軌跡は、主レンズ１６の半径０．５ｍｍの領域を通った電子ビームの軌跡を示しており、外側の軌跡は、主レンズ１６の半径１．０ｍｍの領域を通った電子ビームの軌跡を示している。図７に示すように、ｎを２．０から１．６まで小さくした場合、中央の電子ビーム８ｂの軌跡は、菱形から真円になり、やがて長方形になるのに対して、両側の電子ビーム８ａ、８ｃの軌跡は、ｎの変化によってはほとんど変化していない。このように、ｎの値を変化させることにより、両側の電子ビーム８ａ、８ｃの軌跡に影響を及ぼすことなく、中央の電子ビーム８ｂの軌跡のみを調整することができる。
【００３５】
上記したように、電界補正金属板にインライン配列された３つの電子ビーム通過孔のうち、中央の電子ビーム通過孔２３ｂは、上記の式：（Ｘ／Ｒ１）ⁿ ＋（Ｙ／Ｒ２）ⁿ ＝１（Ｒ１、Ｒ２は定数）においてＲ１＜Ｒ２なる関係を満たすのが望ましい（図３、図４参照）。すなわち、中央の電子ビーム通過孔２３ｂは、インライン方向（Ｘ軸方向）の開口幅がＹ軸方向の開口幅よりも小さいのが望ましい。この構成を採用すれば、水平方向のレンズ作用が垂直方向のレンズ作用よりも弱い主レンズ電界を、水平方向のレンズ作用が垂直方向のレンズ作用よりも強い主レンズ電界でキャンセルすることにより、容易に水平方向と垂直方向のレンズ作用を同一にして、蛍光体スクリーン面３上に形成される中央の電子ビーム８ｂのスポット形状を真円形状とすることができるからである。
【００３６】
尚、上記実施の形態においては、３つの陰極９ａ、９ｂ、９ｃが水平方向にインライン配列されている場合を例に挙げて説明したが、３つの陰極９ａ、９ｂ、９ｃは垂直方向にインライン配列されていてもよく、この場合には、上述の『水平方向』と『垂直方向』とを入れ替えればよい。
【００３７】
また、上記実施の形態においては、電界補正用金属板２１、２２にそれぞれ３本の電子ビーム８ａ、８ｂ、８ｃに対応する３つの電子ビーム通過孔が穿設されているが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。例えば、図８に示すように、電界補正用金属板２４の中央に電子ビーム通過孔２５を穿設すると共に、電界補正用金属板２４の両側端に中央の電子ビーム通過孔２５側に向かって凸の半円弧形状部を有する切り欠き２６ａ、２６ｂを設けるようにしてもよい。そして、この場合、両側の２本の電子ビーム８ａ、８ｃは、切り欠き２６ａ、２６ｂの半円弧形状部と集束電極１２又は最終加速電極１３とで取り囲まれた領域を通過することとなる。
【００３８】
また、上記実施の形態においては、電界補正用金属板２１、２２として、集束電極１２、最終加速電極１３とは別個の部材が用いられているが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。例えば、図９に示すように、集束電極１２と電界補正用金属板２１がプレスで一体成型された構成であってもよく、また同様に、最終加速電極１３と電界補正用金属板２２がプレスで一体成型された構成であってもよい。
【００３９】
また、上記実施の形態においては、集束電極１２と最終加速電極１３とが、他の部材を介在させることなく対向配置されているが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。例えば、図１０に示すように、集束電極１２と最終加速電極１３との間に筒状の中間電極２７を配置した構成であってもよい。そして、このような構成を採用すれば、中間電極２７の電位を、集束電極１２の電位と最終加速電極１３の電位との間の任意の電位とすることにより（集束電極電位＜中間電極電位＜最終加速電極電位）、主レンズ電界を電子銃の軸方向に拡張して、主レンズの実効レンズ口径をさらに大きくすることができる。その結果、蛍光体スクリーン面３上でのビームスポット径をさらに小さくして、カラー受像管装置のさらなる高解像度化を図ることができる。また、この場合、中間電極２７に電界補正用金属板２８を内蔵させることもできる。尚、中間電極の数は１つに限られるものではなく、複数の中間電極を配置してもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のインライン型電子銃によれば、集束電極内の第１の電界補正用金属板又は最終加速電極内の第２の電界補正用金属板を、最終加速電極又は集束電極との対向端面から遠ざけて配置して、主レンズの実効レンズ口径を大きくした場合においても、３本の電子ビームのそれぞれに作用する３つの主レンズ電界のうち、中央の主レンズ電界とその両側の主レンズ電界の強度を同一にして、３本の電子ビームを蛍光体スクリーン面上で同時にジャストフォーカスさせることができる。また、蛍光体スクリーン面上に形成される両側の電子ビームのスポット形状だけでなく、中央の電子ビームのスポット形状をも真円形状とすることができる。
【００４１】
また、本発明のカラー受像管装置によれば、電子銃として前記本発明のインライン型電子銃が用いられていることにより、電子銃から射出されるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応する３本の電子ビームの蛍光体スクリーン面上でのスポット径を小さくすると共に、そのスポット形状を真円形状とし、また、３本の電子ビームを、蛍光体スクリーン面上で同一のフォーカス電圧で同時にジャストフォーカスさせることができるので、高解像度のカラー受像管装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるカラー受像管装置を示す水平断面図
【図２】本発明の一実施の形態におけるインライン型電子銃を示す水平断面図
【図３】本発明の一実施の形態におけるインライン型電子銃の集束電極を示す正面図
【図４】本発明の一実施の形態におけるインライン型電子銃の電界補正用金属板の要部を示す正面図
【図５】本発明の一実施の形態における電界補正用金属板に穿設される中央の電子ビーム通過孔の形状を表す式（Ｘ／Ｒ１）ⁿ ＋（Ｙ／Ｒ２）ⁿ ＝１のｎに対する中央の電子ビームとその両側の電子ビームの水平方向ジャストフォーカス電圧をプロットした図
【図６】本発明の一実施の形態における電界補正用金属板に穿設される中央の電子ビーム通過孔の形状を表す式（Ｘ／Ｒ１）ⁿ ＋（Ｙ／Ｒ２）ⁿ ＝１のｎに対する中央の電子ビームとその両側の電子ビームの垂直方向ジャストフォーカス電圧をプロットした図
【図７】本発明の一実施の形態における電界補正用金属板に穿設される中央の電子ビーム通過孔の形状を表す式（Ｘ／Ｒ１）ⁿ ＋（Ｙ／Ｒ２）ⁿ ＝１のｎに対する中央の電子ビームとその両側の電子ビームのスポット形状を示す図
【図８】本発明の一実施の形態におけるインライン型電子銃の電界補正用金属板の他の例を示す正面図
【図９】本発明の一実施の形態におけるインライン型電子銃の集束電極と最終加速電極の他の構成を示す水平断面図
【図１０】本発明の一実施の形態におけるインライン型電子銃の主レンズ部の他の構成を示す水平断面図
【図１１】従来技術における電子銃の電界補正用電極板の要部を示す正面図
【符号の説明】
１フェイスパネル
２ファンネル
３蛍光体スクリーン面
４シャドウマスク
５ネック部
６電子銃
７偏向ヨーク
８ａ、８ｂ、８ｃ電子ビーム
９ａ、９ｂ、９ｃ陰極
１０制御格子電極
１１加速電極
１２集束電極
１３最終加速電極
１４カソードレンズ
１５プリフォーカスレンズ
１６主レンズ
１７、１９端面
１８、２０開口
２１、２２、２４、２８電界補正用金属板
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２５電子ビーム通過孔
２６ａ、２６ｂ切り欠き
２７中間電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an in-line type electron gun and a color picture tube apparatus using the same. More specifically, the present invention relates to a color picture tube apparatus used for a television receiver, a computer display, and the like, and an in-line type electron gun including a focusing electrode that forms a main lens and a final acceleration electrode used therefor.
[0002]
[Prior art]
In a color picture tube device, in order to obtain a high resolution image on the phosphor screen surface, three images corresponding to R (red), G (green), and B (blue) emitted from the electron gun are used. The spot diameter of the electron beam on the phosphor screen is reduced, the spot shape is made into a perfect circle, and the three electron beams are simultaneously just focused on the phosphor screen with the same focus voltage. There is a need. Further, when assembling the electron gun, it is necessary to accurately position the three electron beam passage holes formed in each electrode of the electron gun.
[0003]
Conventionally, as an electron gun, what is indicated by patent documents 1 is known, for example. In the electron gun disclosed in this publication, a focusing electrode and a final accelerating electrode that form a main lens are arranged at a predetermined interval. An end face of the focusing electrode facing the final accelerating electrode is provided with one oblong opening having a long axis in the horizontal direction. The focusing electrode is provided with a metal plate for electric field correction at a position retreated from the opening. The electric field correction metal plate has three electron beam passage holes arranged in-line in the horizontal direction. Yes. On the other hand, one oval opening having a long axis in the horizontal direction is also provided on the end face of the final acceleration electrode facing the focusing electrode. The final acceleration electrode is also provided with an electric field correcting metal plate at a position retracted from the opening, and the electric field correcting metal plate has three electron beam passage holes arranged in-line in the horizontal direction. ing.
[0004]
The three electron beam passage holes formed in the electric field correcting metal plate of the conventional electron gun have the following shapes. That is, as shown in FIG. 11, the central electron beam passage hole 101b is formed in an oval or elliptical shape with the long axis in the vertical direction. Further, the electron beam passage holes 101a and 101c (not shown for the right electron beam passage hole 101c) provided on both sides of the electron beam passage hole 101b have a semicircular outer half. When the in-line direction is the X-axis direction, the direction perpendicular to the in-line direction is the Y-axis direction, and the centers of the electron beam passage holes 101a and 101c are X = 0 and Y = 0, the electron beam passage holes 101a and 101c The inner half is X ⁿ + Y ⁿ = R ⁿ (R is a constant), and n is formed in a shape surrounded by a curve exceeding 2.0 and not more than 3.0. In FIG. 11, reference numeral 100 denotes an electric field correcting metal plate. In FIG. 11, the outline of the inner half of the electron beam passage hole 101a when n is 2.0, 2.15, 2.25, and 2.5 is drawn.
[0005]
As described above, the electric field correcting metal plate 100 in which the three electron beam passage holes 101a, 101b, and 101c are formed is disposed away from the end surfaces of the focusing electrode and the final acceleration electrode. Are adjacent to each other and the effective lens diameter of the main lens is enlarged, so that the beam spot diameter on the phosphor screen can be reduced. In addition, the upper and lower arcs of the inner halves of the electron beam passage holes 101a and 101c on both sides have a shape that swells outward, and by selecting an appropriate value of n, Since the optimum focusing condition can be obtained in the vertical direction, the spot shapes of the electron beams on both sides formed on the phosphor screen can be made close to a perfect circle. In addition, the electron beam passage holes 101a and 101c on both sides have the same horizontal and vertical diameters as in the case of the perfect circle shape, and the upper and lower circular arcs of the inner half bulge outward. The conventional restriction pin having a circular cross section can be passed through the electron beam passage holes 101a and 101c on both sides. In this case, since the electron beam passage holes 101a and 101c on both sides are in contact with the regulating pin at the entire arc of the outer half and the center point of the inner half (intersection with the horizontal axis), it is possible to perform centering with high accuracy. It becomes.
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent No. 3056515
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above conventional electron gun, the electric field correcting metal plate in the focusing electrode or the final accelerating electrode is in a position retracted from the end surface facing the final accelerating electrode or the focusing electrode. Of the three main lens electric fields acting on each, the intensity of the central main lens electric field and the main lens electric field on both sides cannot be made the same, and as a result, three electron beams can be simultaneously emitted on the phosphor screen surface. There was a problem that just focus could not be achieved.
[0008]
Further, among the beam spots formed on the phosphor screen surface by focusing and convergence of the three electron beams, those on both sides can be made into a perfect circle shape, but the center one is made into a perfect circle shape. There was a problem that I could not.
[0009]
The present invention has been made to solve the above-described problems in the prior art, and the electric field correcting metal plate in the focusing electrode or the final accelerating electrode is arranged away from the end face facing the final accelerating electrode or the focusing electrode. Even when the effective lens aperture of the main lens is increased, among the three main lens electric fields acting on each of the three electron beams, the central main lens electric field and the main lens electric fields on both sides thereof have the same strength. And an in-line electron gun capable of making a spot shape of a central electron beam formed on a phosphor screen surface into a perfect circle and a color picture tube device using the same. With the goal.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the configuration of the in-line electron gun according to the present invention includes a focusing electrode that forms a main lens and a final acceleration electrode that are arranged at a predetermined interval, and the focusing electrode includes the final acceleration. The end face on the electrode side has a first opening, a first electric field correcting metal plate is built in a position retracted from the first opening, and the final acceleration electrode has a second opening on the end face on the focusing electrode side. An in-line type electron gun including a second electric field correcting metal plate at a position retracted from the second opening,
Each of the first and second electric field correcting metal plates is arranged in-line and arranged on both sides of the central electron beam passage hole and the central electron beam passage hole. An opening or notch having a semicircular arc-shaped portion convex toward the
When the in-line direction is the X-axis direction, the direction perpendicular to the in-line direction is the Y-axis direction, and the center of the central electron beam passage hole is X = 0, Y = 0, the focusing electrode or the final acceleration electrode At least one of the central electron beam passage holes is (X / R1) ² + (Y / R2) ² = 1 (R1 and R2 are constants), and has a shape that passes through the intersection of the X axis and the Y axis and has an area smaller than the area surrounded by the curve. To do.
[0011]
According to the configuration of the in-line type electron gun, the first electric field correcting metal plate in the focusing electrode or the second electric field correcting metal plate in the final accelerating electrode is moved from the end surface facing the final accelerating electrode or the focusing electrode. Even when the effective lens diameter of the main lens is increased by distant from each other, of the three main lens electric fields acting on each of the three electron beams, the central main lens electric field and the main lens electric fields on both sides thereof With the same intensity, three electron beams can be simultaneously focused on the phosphor screen surface. Further, not only the spot shape of the electron beam on both sides formed on the phosphor screen but also the spot shape of the central electron beam can be made into a perfect circle shape.
[0012]
In the configuration of the in-line type electron gun of the present invention, the central electron beam passage hole is (X / R1). ⁿ + (Y / R2) ⁿ = 1 and preferably has a shape surrounded by a curve where n is greater than 1.5 and less than 2.0. According to this preferred example, by optimizing the value of n in the range of 1.5 <n <2.0, the central main electric field among the three main lens electric fields acting on each of the three electron beams is selected. The intensity difference between the lens electric field and the main lens electric field on both sides thereof can be reduced. As a result, even if a single focus voltage common to the three electron beams is applied to the focusing electrode and the final acceleration electrode, the three electron beams can be simultaneously focused on the phosphor screen surface. Furthermore, by adopting such a configuration, the spot shape of the central electron beam formed on the phosphor screen surface can be made close to a perfect circle. In this case, n = 1 . 90 ~ 1 . 95 is preferred.
[0013]
In the configuration of the in-line electron gun of the present invention, it is preferable that the relationship R1 <R2 is satisfied. According to this preferred example, the main lens electric field whose horizontal lens action is weaker than the vertical lens action is easily canceled by canceling the main lens electric field with the main lens electric field whose horizontal lens action is stronger than the vertical lens action. Further, by making the lens action in the horizontal direction and the vertical direction the same, the spot shape of the central electron beam formed on the phosphor screen surface can be made into a perfect circle shape.
[0014]
In the configuration of the in-line electron gun of the present invention, it is preferable that a cylindrical intermediate electrode is further provided between the focusing electrode and the final acceleration electrode. According to this preferred example, the main lens electric field is expanded in the axial direction of the electron gun by setting the potential of the intermediate electrode to an arbitrary potential between the potential of the focusing electrode and the potential of the final acceleration electrode. The effective lens aperture of the lens can be further increased. As a result, the beam spot diameter on the phosphor screen surface can be further reduced to further increase the resolution of the color picture tube apparatus.
[0015]
Further, the configuration of the color picture tube device according to the present invention includes a face panel having a phosphor screen surface made of phosphors of a plurality of colors on the inner surface, and a bulb composed of a funnel connected to the rear of the face panel,
An electron gun built into the neck of the funnel;
A shadow having a plurality of electron beam passage holes for allowing an electron beam emitted from the electron gun to pass therethrough and disposed at a predetermined position in the bulb with a predetermined distance from the phosphor screen surface A mask,
A color picture tube device comprising a deflection yoke mounted on the neck portion side outer periphery of the funnel;
The in-line type electron gun of the present invention is used as the electron gun.
[0016]
According to the configuration of the color picture tube apparatus, the inline electron gun of the present invention is used as the electron gun, so that R (red), G (green), and B (blue) emitted from the electron gun. In addition to reducing the spot diameter of the three electron beams corresponding to each of the colors on the phosphor screen, the spot shape is made to be a perfect circle, and the three electron beams are the same on the phosphor screen. Therefore, a high-resolution color picture tube device can be realized.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described more specifically using embodiments.
[0018]
FIG. 1 is a horizontal sectional view showing a color picture tube apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a horizontal sectional view showing an in-line electron gun according to an embodiment of the present invention.
[0019]
As shown in FIG. 1, the color picture tube apparatus in the present embodiment includes a face panel 1 made of glass or the like, and a funnel 2 connected to the rear of the face panel 1 and also made of glass or the like. It has a valve. On the inner surface of the face panel 1, there is formed a phosphor screen surface 3 made of phosphors of three colors that emit red, green and blue light. An electron gun 6 is built in the neck portion 5 of the funnel 2. At a predetermined position in the bulb, there is a shadow mask 4 for regulating the arrival position of the electron beam emitted from the electron gun 6 at a predetermined distance from the phosphor screen surface 3 on the inner surface of the face panel 1. Has been placed. Here, the shadow mask 4 performs color selection on the three electron beams 8a, 8b, and 8c corresponding to the respective colors R (red), G (green), and B (blue) emitted from the electron gun 6. It plays a role, and is configured by forming a large number of substantially slot-shaped openings, which are electron beam passage holes, on a flat plate by etching. A deflection yoke 7 for deflecting the electron beams 8a, 8b and 8c emitted from the electron gun 6 in the vertical direction and the horizontal direction is mounted on the outer periphery of the funnel 3 on the neck portion 5 side.
[0020]
As shown in FIG. 2, the electron gun 6 includes three cathodes 9a, 9b, 9c arranged in-line in the horizontal direction, a cup-shaped control grid electrode 10 in which the cathodes 9a, 9b, 9c are accommodated, and a plate-like shape. The acceleration electrode 11, the focusing electrode 12, and the final acceleration electrode 13 are sequentially arranged.
[0021]
The control grid electrode 10 is provided with three holes at positions facing the three cathodes 9a, 9b, 9c. In addition, three holes substantially coaxial with each of the three holes formed in the control grid electrode 10 are also formed in the end surfaces of the acceleration electrode 11 and the focusing electrode 12 facing the acceleration electrode 11. Then, by the cathode lens 14 formed by the cathodes 9a, 9b, 9c, the control grid electrode 10, and the acceleration electrode 11, the thermoelectrons generated at the cathodes 9a, 9b, 9c are beam-shaped, and the electron beams 8a, 8b, It is taken out as 8c. Further, the prefocus lens 15 formed by the acceleration electrode 11 and the focusing electrode 12 and the main lens 16 formed by the focusing electrode 12 and the final acceleration electrode 13 allow the electron beams 8a, 8b, and 8c to be converted into a phosphor screen. Focused on the surface 3.
[0022]
In the electron gun 6 of the present embodiment, the focusing electrode 12 and the final acceleration electrode 13 are provided in order to increase the effective lens diameter of the main lens 16 and reduce the beam spot diameter on the phosphor screen surface 3. It is configured as follows. In other words, one oval-shaped opening 18 having a long axis in the horizontal direction is provided on the end face 17 of the focusing electrode 12 facing the final accelerating electrode 13 with its peripheral edge folded inward. The focusing electrode 12 has a built-in electric field correcting metal plate 21 at a position retracted from the opening 18. Similarly, one oval-shaped opening 20 having a long axis in the horizontal direction is provided on the end face 19 of the final accelerating electrode 13 facing the focusing electrode 12 with its peripheral edge bent inward. The final acceleration electrode 13 has a built-in electric field correcting metal plate 22 at a position retracted from the opening 20. Here, the electric field correcting metal plates 21 and 22 are made of members different from the focusing electrode 12 and the final acceleration electrode 13, and are fixed to the focusing electrode 12 and the final acceleration electrode 13 by welding or the like, respectively.
[0023]
Furthermore, in the electron gun 6 of the present embodiment, three electron beam passage holes corresponding to the three electron beams 8a, 8b, and 8c are formed in the electric field correcting metal plates 21 and 22, respectively. In particular, the electron beam passage hole formed in the electric field correcting metal plate 21 of the focusing electrode 12 has a configuration as described below.
[0024]
FIG. 3 is a front view showing the focusing electrode of the in-line type electron gun in one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the electric field correcting metal plate 21 of the focusing electrode 12 has three electron beam passage holes 23a, 23b, and 23c arranged in-line in the horizontal direction. The central electron beam passage hole 23b formed in the electric field correcting metal plate 21 has the following shape. That is, when the in-line direction is the X-axis direction, the direction perpendicular to the in-line direction is the Y-axis direction, and the center of the electron beam passage hole 23b is X = 0 and Y = 0, the central electron beam passage hole 23b is ( X / R1) ² + (Y / R2) ² = 1 (R1 and R2 are constants), and has a shape that passes through the intersection of the X axis and the Y axis and has an area smaller than the area surrounded by the curve. Here, R1 represents the length of half of the long axis of the ellipse, and R2 represents the length of half of the short axis of the ellipse. Further, the X-axis and Y-axis in the central electron beam passage hole 23b and the reference ellipsoid: (X / R1) ² + (Y / R2) ² The curve connecting the four intersections with = 1 is convex toward the outside and has a gentle shape in each of the first to fourth quadrants. More specifically, as shown in FIG. 4, the central electron beam passage hole 23b formed in the electric field correcting metal plate 21 is (X / R1). ⁿ + (Y / R2) ⁿ = 1 (R1 and R2 are constants), and preferably has a shape surrounded by a curve in which n is more than 1.5 and less than 2.0. For the reason described later, it is desirable that the central electron beam passage hole 23b satisfies the relationship R1 <R2 in the above formula. FIG. 4 shows the outline of the electron beam passage hole 23b when n is 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, and 2.0. In this case, when n is decreased from 2.0 to 1.5, the shape of the central electron beam passage hole 23b changes from an ellipse to a rhombus. The central electron beam passage hole formed in the electric field correction metal plate 22 of the final accelerating electrode 13 may have the shape as described above, and is formed in the electric field correction metal plates 21 and 22. Both of the central electron beam passage holes may have the above shapes.
[0025]
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the electron beam passage holes 23a and 23c provided on both sides of the electron beam passage hole 23b are semicircular at least half on the side of the central electron beam passage hole 23b. Yes. That is, the electron beam passage holes 23a and 23c on both sides have a semicircular arc-shaped portion that is convex toward the central electron beam passage hole 23b. In the present embodiment, the electron beam passage holes 23a and 23c on both sides are formed in a perfect circle shape. In this way, by configuring the electron beam passage holes 23a and 23c on both sides so as to have a semicircular arc-shaped portion that protrudes toward the center electron beam passage hole 23b, the conventional restriction pins having a circular cross section can be formed. It can be passed through the electron beam passage holes 23a and 23c on both sides. In this case, since the electron beam passage holes 23a and 23c on both sides are in contact with the regulation pins at the entire arc of the inner half and the center point of the outer half (intersection with the horizontal axis), it is possible to perform centering with high accuracy. It becomes. The above is also true for the electron beam passage holes on both sides formed in the electric field correcting metal plate 22 of the final acceleration electrode 13.
[0026]
At least one of the central electron beam passage holes formed in the electric field correcting metal plates 21 and 22 is (X / R1) ² + (Y / R2) ² = 1 (R1 and R2 are constants) and a shape that passes through the intersection of the X axis and the Y axis and has an area smaller than the area surrounded by the curve, and for electric field correction By configuring the electron beam passage holes on both sides of the metal plate 21 and the electron beam passage holes on both sides of the electric field correcting metal plate 22 as described above, the following effects can be obtained. can get. That is, the electric field correction metal plate 21 in the focusing electrode 12 or the electric field correction metal plate 22 in the final acceleration electrode 13 is disposed away from the end face 17 of the focusing electrode 12 or the end face 19 of the final acceleration electrode 13. Even when the effective lens aperture of the lens 16 is increased, of the three main lens electric fields acting on each of the three electron beams 8a, 8b, and 8c, the central main lens electric field and the strengths of the main lens electric fields on both sides thereof. The three electron beams 8a, 8b and 8c can be just focused on the phosphor screen surface 3 at the same time. Further, not only the spot shape of the electron beams 8a and 8c on both sides formed on the phosphor screen surface 3, but also the spot shape of the center electron beam 8b can be a perfect circle.
[0027]
Hereinafter, this is indicated by the fact that at least one of the central electron beam passage holes formed in the electric field correcting metal plates 21 and 22 is (X / R1) ⁿ + (Y / R2) ⁿ An example will be described in which the shape is surrounded by a curve represented by = 1 (R1 and R2 are constants).
[0028]
In this case, by optimizing the value of n in the range of 1.5 <n <2.0, among the three main lens electric fields acting on each of the three electron beams 8a, 8b, 8c, The intensity difference between the central main lens electric field and the main lens electric fields on both sides thereof can be reduced. As a result, even if a single focus voltage common to the three electron beams 8a, 8b, and 8c is applied to the focusing electrode 12 and the final acceleration electrode 13, the three electron beams 8a, 8b, and 8c are applied to the phosphor screen surface. 3 can be just focused at the same time. Further, by adopting such a configuration, the spot shape of the central electron beam 8b formed on the phosphor screen surface 3 can be made close to a perfect circle. Hereinafter, the focusing characteristics of the electron beam when n is changed will be described in detail.
[0029]
FIG. 5 shows just-focusing in the horizontal direction of the central electron beam 8b and the electron beams 8a and 8c on both sides thereof in order to investigate the focusing characteristics of the electron beam due to the main lens electric field when n in the above equation is changed. It is the figure which calculated | required and plotted the focus voltage applied to the focusing electrode 12 required for doing by three-dimensional electric field trajectory calculation. FIG. 6 also shows the vertical direction of the central electron beam 8b and the electron beams 8a and 8c on both sides thereof in order to investigate the focusing characteristics of the electron beam due to the main lens electric field when n in the above equation is changed. It is the figure which calculated | required and plotted the focus voltage applied to the focusing electrode 12 required for just focus by three-dimensional electric field trajectory calculation. As can be seen from FIGS. 5 and 6, the just focus voltage with respect to n shows different amounts of change between the central electron beam 8b and the electron beams 8a and 8c on both sides thereof in both the horizontal and vertical directions. In this case, considering that the variation of about 50 V between the central electron beam 8b and the electron beams 8a and 8c on both sides thereof has no problem in the focusing characteristics, from FIG. 5 and FIG. By setting it to about 1.95, it can be seen that the main lens electric field intensity exerted on the central electron beam 8b by the main lens 16 and the main lens electric field intensity exerted on the electron beams 8a and 8c on both sides can be made uniform.
[0030]
The focusing characteristics are as follows: the distance between the focusing electrode 12 and the final acceleration electrode 13 is 1.0 mm, the distance between the end surface 17 of the focusing electrode 12 and the electric field correcting metal plate 21, and the end surface 19 of the final acceleration electrode 13 and the electric field. The distance from the correction metal plate 22 is 3.5 mm, the vertical length of the electric field correction metal plates 21 and 22 is 11.8 mm, the horizontal length is 21.3 mm, and a central electron beam passage hole is provided. The elliptical hole with the long axis 2 × R1 = 4.24 mm, the short axis 2 × R2 = 5.66 mm, and the electron beam passage holes on both sides were examined as circular holes with a diameter of 6.54 mm. The applied voltage to the final acceleration electrode 13 was 27 kV.
[0031]
As described above, the main lens electric field intensity exerted on the central electron beam 8b by the main lens 16 and the main lens electric field intensity exerted on the electron beams 8a and 8c on both sides can be made uniform for the following reason. .
[0032]
As in the case of the present embodiment, the electron beam passage hole of the electric field correcting metal plate generally has a major axis in the horizontal direction (in-line direction) provided on the opposing end surfaces of the focusing electrode and the final acceleration electrode. In order to correct the main lens electric field generated by the oval-shaped aperture, the major axis is often placed in the vertical direction opposite to the aperture. In this case, when the shape of the central electron beam passage hole 23b is changed from an ellipse to a rhombus as in the present embodiment, the number of openings in the vertical direction decreases from the horizontal direction. Thus, the penetration of the main lens electric field with respect to the central electron beam 8b becomes weak, and the vertical lens action with respect to the central electron beam 8b becomes strong (or the horizontal lens action with respect to the central electron beam 8b becomes weak). Therefore, in order to make the central electron beam 8b just focus on the phosphor screen 3, the vertical focus voltage is increased to weaken the strengthened vertical lens action, and the weak horizontal direction is weakened. In order to strengthen the lens action, it is necessary to lower the horizontal focus voltage. On the other hand, for the electron beams 8a and 8c on both sides, the penetration of the main lens electric field becomes stronger in both the horizontal and vertical directions by changing the shape of the central electron beam passage hole 23b from an ellipse to a rhombus. The lens action on the electron beams 8a and 8c on both sides becomes weak in both the horizontal direction and the vertical direction. Accordingly, in order to simultaneously focus the three electron beams 8a, 8b, and 8c on the phosphor screen surface 3, in order to strengthen the lens action in the horizontal direction and the vertical direction, the horizontal and vertical directions are weakened. It is necessary to lower the focus voltage together. In this case, since the change in the shape of the central electron beam passage hole 23b is larger in the vertical direction than in the horizontal direction, the change in the focus voltage in the vertical direction is larger than the change in the focus voltage in the horizontal direction. Become.
[0033]
As described above, by changing the shape of the electron beam passage hole 23b at the center of the metal plate for electric field correction from an ellipse to a rhombus, the strength of the main lens electric field exerted on the center electron beam 8b by the main lens 16 and Since the intensity of the main lens electric field exerted on the electron beams 8a and 8c can be changed, it is possible to design the intensity of both main lens electric fields to be uniform.
[0034]
FIG. 7 shows the electron beam passage hole 23b at the center of the electric field correcting metal plate of the focusing electrode 12 and the final acceleration electrode 13 (X / R1). ⁿ + (Y / R2) ⁿ = 1 (R1 and R2 are constants) When the shape is surrounded by a curved line, the orbit of the electron beam incident on the main lens 16 is rotated around the main lens axis at a constant radius, It is the figure which calculated | required and plotted the locus | trajectory which a track | orbit draws on the fluorescent substance screen surface 3. FIG. In FIG. 7, the circular locus corresponds to the fact that the actual electron beam forms a circular spot on the phosphor screen surface 3. Note that the inner locus in FIG. 7 shows the locus of the electron beam that passes through the region of the main lens 16 having a radius of 0.5 mm, and the outer locus passes through the region of the main lens 16 having a radius of 1.0 mm. The trajectory of the electron beam is shown. As shown in FIG. 7, when n is reduced from 2.0 to 1.6, the locus of the central electron beam 8b changes from a rhombus to a perfect circle and eventually becomes a rectangle, whereas the electron beams on both sides The trajectories 8a and 8c hardly change depending on the change of n. Thus, by changing the value of n, it is possible to adjust only the trajectory of the central electron beam 8b without affecting the trajectories of the electron beams 8a and 8c on both sides.
[0035]
As described above, of the three electron beam passage holes arranged in-line on the electric field correction metal plate, the central electron beam passage hole 23b has the above formula: (X / R1) ⁿ + (Y / R2) ⁿ = 1 (R1 and R2 are constants), it is desirable to satisfy the relationship R1 <R2 (see FIGS. 3 and 4). That is, it is desirable that the central electron beam passage hole 23b has an opening width in the in-line direction (X-axis direction) smaller than the opening width in the Y-axis direction. By adopting this configuration, it is easy to cancel the main lens electric field whose horizontal lens action is weaker than the vertical lens action with the main lens electric field whose horizontal lens action is stronger than the vertical lens action. This is because the spot shape of the central electron beam 8b formed on the phosphor screen 3 can be made a perfect circle by making the lens action in the horizontal direction and the vertical direction the same.
[0036]
In the above embodiment, the case where the three cathodes 9a, 9b, and 9c are arranged in-line in the horizontal direction has been described as an example. However, the three cathodes 9a, 9b, and 9c are arranged in-line in the vertical direction. In this case, the “horizontal direction” and the “vertical direction” described above may be interchanged.
[0037]
In the above embodiment, the three electron beam passage holes corresponding to the three electron beams 8a, 8b, and 8c are formed in the electric field correcting metal plates 21 and 22, respectively. It is not limited. For example, as shown in FIG. 8, an electron beam passage hole 25 is formed in the center of the electric field correction metal plate 24, and toward both sides of the electric field correction metal plate 24 toward the central electron beam passage hole 25 side. You may make it provide the notches 26a and 26b which have a convex semicircular arc shape part. In this case, the two electron beams 8 a and 8 c on both sides pass through a region surrounded by the semicircular arc shape portions of the notches 26 a and 26 b and the focusing electrode 12 or the final acceleration electrode 13.
[0038]
In the above embodiment, the electric field correcting metal plates 21 and 22 are separate members from the focusing electrode 12 and the final acceleration electrode 13, but are not necessarily limited to this configuration. For example, as shown in FIG. 9, the focusing electrode 12 and the electric field correcting metal plate 21 may be integrally formed by pressing, and similarly, the final acceleration electrode 13 and the electric field correcting metal plate 22 are pressed. It may be a structure integrally formed with.
[0039]
Moreover, in the said embodiment, although the focusing electrode 12 and the final acceleration electrode 13 are opposingly arranged without interposing another member, it is not necessarily limited to this structure. For example, as shown in FIG. 10, a cylindrical intermediate electrode 27 may be disposed between the focusing electrode 12 and the final acceleration electrode 13. If such a configuration is adopted, the potential of the intermediate electrode 27 is set to an arbitrary potential between the potential of the focusing electrode 12 and the potential of the final acceleration electrode 13 (focusing electrode potential <intermediate electrode potential < (Final acceleration electrode potential) and the main lens electric field can be expanded in the axial direction of the electron gun to further increase the effective lens aperture of the main lens. As a result, the beam spot diameter on the phosphor screen surface 3 can be further reduced to further increase the resolution of the color picture tube apparatus. In this case, the electric field correcting metal plate 28 can be incorporated in the intermediate electrode 27. The number of intermediate electrodes is not limited to one, and a plurality of intermediate electrodes may be arranged.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the in-line electron gun of the present invention, the first electric field correction metal plate in the focusing electrode or the second electric field correction metal plate in the final acceleration electrode is used as the final acceleration electrode or the focusing electrode. Even when the effective lens diameter of the main lens is increased by disposing it away from the end face facing the electrode, the central main lens electric field and its center out of the three main lens electric fields acting on each of the three electron beams. The intensity of the main lens electric field on both sides can be made the same, and the three electron beams can be simultaneously focused on the phosphor screen surface. Further, not only the spot shape of the electron beam on both sides formed on the phosphor screen but also the spot shape of the central electron beam can be made into a perfect circle shape.
[0041]
Further, according to the color picture tube apparatus of the present invention, since the in-line type electron gun of the present invention is used as the electron gun, R (red), G (green), and B ( The spot diameter of the three electron beams corresponding to each color of blue) on the phosphor screen is reduced, the spot shape is made into a perfect circle, and the three electron beams are applied on the phosphor screen. Thus, it is possible to achieve just-focus at the same time with the same focus voltage, so that a high-resolution color picture tube device can be realized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a horizontal sectional view showing a color picture tube apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a horizontal sectional view showing an inline-type electron gun according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a front view showing a focusing electrode of an in-line electron gun according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a front view showing a main part of an electric field correction metal plate of an inline electron gun according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a formula (X / R1) representing the shape of the central electron beam passage hole formed in the electric field correcting metal plate in one embodiment of the present invention. ⁿ + (Y / R2) ⁿ = 1 is a plot of the horizontal just focus voltage of the center electron beam and the electron beams on both sides of n for n of 1
FIG. 6 is a formula (X / R1) representing the shape of the central electron beam passage hole formed in the electric field correcting metal plate in one embodiment of the present invention. ⁿ + (Y / R2) ⁿ = 1 plot of the vertical just focus voltage of the central electron beam and the electron beams on both sides of n for n of 1
FIG. 7 is a formula (X / R1) representing the shape of the central electron beam passage hole formed in the electric field correcting metal plate in one embodiment of the present invention. ⁿ + (Y / R2) ⁿ The figure which shows the spot shape of the center electron beam with respect to n of = 1, and the electron beam of the both sides
FIG. 8 is a front view showing another example of the electric field correcting metal plate of the in-line type electron gun according to the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a horizontal sectional view showing another configuration of the focusing electrode and the final accelerating electrode of the in-line electron gun in one embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a horizontal sectional view showing another configuration of the main lens portion of the inline-type electron gun in one embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a front view showing the main part of an electrode plate for electric field correction of an electron gun in the prior art.
[Explanation of symbols]
1 Face panel
2 Funnel
3 phosphor screen surface
4 Shadow mask
5 Neck
6 electron gun
7 Deflection yoke
8a, 8b, 8c Electron beam
9a, 9b, 9c Cathode
10 Control grid electrode
11 Accelerating electrode
12 Focusing electrode
13 Final acceleration electrode
14 Cathode lens
15 Prefocus lens
16 Main lens
17, 19 End face
18, 20 opening
21, 22, 24, 28 Metal plate for electric field correction
23a, 23b, 23c, 25 Electron beam passage hole
26a, 26b Notch
27 Intermediate electrode

Claims

A focusing electrode that forms a main lens and a final accelerating electrode disposed at a predetermined interval; and the focusing electrode has a first opening on an end face on the final accelerating electrode side, and the first opening opens from the first opening. A first electric field correcting metal plate is built in the retracted position, and the final acceleration electrode has a second opening on the end face on the focusing electrode side and a second retracted position from the second opening. An in-line type electron gun with a built-in electric field correction metal plate,
Each of the first and second electric field correcting metal plates is arranged in-line and arranged on both sides of the central electron beam passage hole and the central electron beam passage hole. An opening or notch having a semicircular arc-shaped portion convex toward the
When the in-line direction is the X-axis direction, the direction perpendicular to the in-line direction is the Y-axis direction, and the center of the central electron beam passage hole is X = 0, Y = 0, the focusing electrode or the final acceleration electrode At least one of the central electron beam passage holes is the intersection of the curve expressed by (X / R1) ² + (Y / R2) ² = 1 (R1 and R2 are constants) and the X and Y axes. An in-line type electron gun having a shape that is smaller than an area enclosed by the curve.

The central electron beam passage hole is expressed by (X / R1) ⁿ + (Y / R2) ⁿ = 1, and has a shape surrounded by a curve in which n is more than 1.5 and less than 2.0. The in-line type electron gun according to claim 1.

n = 1 . 90-1 . The in-line electron gun according to claim 2, which is 95.

The in-line type electron gun according to claim 1 satisfying a relation of R1 <R2.

The in-line electron gun according to claim 1, further comprising a cylindrical intermediate electrode between the focusing electrode and the final acceleration electrode.

A face panel having a phosphor screen made of phosphors of a plurality of colors on the inner surface and a funnel connected to the back of the face panel;
An electron gun built into the neck of the funnel;
A shadow having a plurality of electron beam passage holes for allowing an electron beam emitted from the electron gun to pass therethrough and disposed at a predetermined position in the bulb with a predetermined distance from the phosphor screen surface A mask,
A color picture tube device comprising a deflection yoke mounted on the neck portion side outer periphery of the funnel;
A color picture tube apparatus, wherein the in-line type electron gun according to claim 1 is used as the electron gun.