JP3555207B2 - 陰極線管用電子銃 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えばカラー受像管やカラーディスプレイ装置等を構成するカラー陰極線管に用いられる陰極線管用電子銃に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にカラー陰極線管の解像度特性は、蛍光体スクリーン面上における電子ビームスポットの大きさ及び形状に大きく依存している。即ち、かかる電子ビームスポットのスポット径が小さく、且つ真円に近くなければ、良好な解像度特性を得ることができない。
【０００３】
電子ビームの偏向角度が大きくなるに従い、陰極線管用電子銃から蛍光体スクリーン面に至る電子ビームの軌道は長くなる。それ故、蛍光体スクリーン面の中央部で径小、且つ真円の電子ビームスポットが得られるようにフォーカス電圧を保つと、蛍光体スクリーン面の周辺部ではオーバーフォーカス状態となる。その結果、蛍光体スクリーン面の周辺部においては径小且つ真円の電子ビームスポットが得られず、良好な解像度が得られなくなる。
【０００４】
そこで、近年、電子ビームの偏向角度が大きくなるに従い、即ち、蛍光体スクリーン面の周辺部に衝突する電子ビームに対して、フォーカス電圧を高くして主レンズ作用を弱める、ダイナミックフォーカス方式の陰極線管用電子銃が案出されている。しかしながら、このダイナミックフォーカス方式はインライン３ビーム方式の陰極線管用電子銃には余り適していない。即ち、３つのカソードが水平一直線上に配置されたインライン３ビーム方式の従来の陰極線管用電子銃において、偏向ヨークの偏向磁界を斉一磁界とした場合、蛍光体スクリーン面の中心部でコンバーゼンスさせても、蛍光体スクリーン面の上下左右の周辺部においては、図１２に示すように、縦弓型のコンバーゼンスエラー（オーバーコンバーゼンス）が生じる。尚、図１２において、Ｒ（赤）、Ｂ（青）は両側電子ビームを示し、Ｇ（緑）は中央電子ビームを示す。
【０００５】
それ故、従来、偏向ヨークによる水平偏向磁界分布をピンクッション状とし、垂直偏向磁界分布をバレル状として、ダイナミックコンバーゼンスを行っている。しかしながら、このような構成の偏向ヨークを用いた場合、偏向ヨークを通過し、そして蛍光体スクリーン面の周辺部に向かって偏向された電子ビームは、その垂直方向（縦方向）に集束作用（凸レンズ効果）を受け、一方、水平方向（横方向）に発散作用（凹レンズ効果）を受ける。その結果、蛍光体スクリーン面の周辺部における電子ビームスポットは真円にはならず、横長の形状となる。従って、蛍光体スクリーン面の上下左右の周辺部では、電子ビームスポットが歪んだり、フォーカス特性が劣化するという問題がある。
【０００６】
偏向ヨークによる発散作用（凹レンズ効果）は、電子ビームの偏向角度の増大に伴い電子ビームスポットのオーバーフォーカス状態を打ち消す向きに作用する。従って、蛍光体スクリーン面上における電子ビームスポットの形状は、その水平方向に関しては全偏向期間を通じて最適のスポット形状を保つことが可能である。然るに、電子ビームの垂直方向に関しては、偏向ヨークによる集束作用（凸レンズ効果）は、電子ビームの偏向角度の増大に伴い電子ビームスポットのオーバーフォーカス状態を増加させる向きに作用する。その結果、電子ビームスポットに長いヘイズ部が生成し、解像度が損なわれる。この蛍光体スクリーン面の周辺部におけるオーバーフォーカス状態をダイナミックフォーカス方式で補正した場合、電子ビームスポットはその水平方向にアンダーフォーカスとなってしまい、適切な補正効果を得ることができない。
【０００７】
このような問題を解決するために、四重極レンズを備えた陰極線管用電子銃が、例えば、Ｓｈｏｊｉ Ｓｈｉｒａｉ， Ｍａｓａｋａｚｕ Ｆｕｋｕｓｈｉｍａ ｅｔ ａｌ． ”Ｑｕａｄｒｕｐｏｌｅ Ｌｅｎｓ ｆｏｒ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｆｏｃｕｓ ａｎｄ Ａｓｔｉｇｍａｔｉｓｍ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ａｎ Ｅｌｌｉｐｔｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｌｅｎｓ Ｇｕｎ”， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ＳＩＤ ８７ ＤＩＧＥＳＴ Ｐ１６２−１６５（以下、文献と呼ぶ）、あるいは、特開平３−９３１３５号公報に提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の四重極レンズを備えた陰極線管用電子銃にあっては、次のような問題が生じていた。即ち、例えば上記の文献に記載された陰極線管用電子銃においては、蛍光体スクリーン面の周辺部における主レンズ作用を弱めるためのダイナミックな四重極レンズが、主レンズよりカソード側に設けられている。また、制御電極（第１グリッド）には、円形形状の電子ビーム通過孔が設けられている。このような構成の光学的モデルを、従来技術１の陰極線用管電子銃の光学的モデルとして、図１０の（Ａ）及び（Ｂ）に示す。図中、ＱＰは四重極レンズ、ＭＬは主レンズ、ＤＹは偏向ヨークを意味する。四重極レンズＱＰにはダイナミックな電圧が印加されるので、四重極レンズＱＰによる四重極効果は、蛍光体スクリーン面の中央部に衝突する電子ビームに対しては働かず（又は、働いても弱く）、蛍光体スクリーン面の周辺部に衝突する電子ビームに対しては強く働く。また、偏向ヨークの作用も、蛍光体スクリーン面の中央部に衝突する電子ビームに対しては働かず、蛍光体スクリーン面の周辺部に衝突する電子ビームに対しては強く働く。尚、四重極レンズＱＰは、電子ビームの垂直方向に発散作用（凹レンズ効果）、水平方向に集束作用（凸レンズ効果）を有する。
【０００９】
このような構成においては、電子ビームの歪みが発生する場所である偏向ヨークと、かかる電子ビームの歪みを補正するための四重極レンズとの間の距離が大きい。それ故、電子ビームの歪みを補正するために四重極レンズに印加すべき電圧が高くなり、四重極レンズを作動させるための補正回路の負担が増す。また、蛍光体スクリーン面の周辺部において、四重極レンズによって補正された電子ビームスポットの縦横比が悪くなる。即ち、蛍光体スクリーン面における電子ビームスポットの横方向の長さが長くなり、縦方向の長さが短くなるという問題がある。これは、蛍光体スクリーン面における電子ビームの縦（垂直）方向の集束角と横（水平）方向の集束角の相違が大きいことに起因する（図１０の（Ｂ）参照）。一般に、電子ビームスポットの長さ（大きさ）は集束角の逆数に比例する。
【００１０】
このような蛍光体スクリーン面の周辺部における電子ビームスポットの縦横比の改善を図る方法の１つに、制御電極（第１グリッド）における電子ビーム通過孔を縦長形状とする方法が考えられる。このような構成の光学的モデルを、従来技術２の陰極線管用電子銃の光学的モデルとして、図１１の（Ａ）及び（Ｂ）に示す。このような方法を採用した場合、制御電極を通過した電子ビームの物点形状は縦長となり、その結果、蛍光体スクリーン面の周辺部における電子ビームスポットの縦横比は改善される（図１１の（Ｂ）参照）。しかしながら、蛍光体スクリーン面の中央部における電子ビームスポットの縦横比が劣化し、電子ビームスポット形状が縦長となるという問題を有する（図１１の（Ａ）参照）。
【００１１】
一方、特開平３−９３１３５号公報に開示された陰極線管用電子銃においては、２つの四重極レンズを組み合わせて補正時の電子ビームスポットの縦横比を改善する。しかしながら、２つの四重極レンズが主レンズよりもカソード側に設けられているため、上記の文献に記載された陰極線管用電子銃と同様の問題がある。更には、特開平３−９３１３５号公報に開示された陰極線管用電子銃においては、蛍光体スクリーン面における電子ビームスポットの縦方向の長さを長くする効果はあるものの、横方向の長さはあまり短くならない。そのため、陰極線管の解像度が実質的には改善されないという欠点がある。また、四重極レンズに印加すべきダイナミックな電圧が増加し、かかる電圧を生成する回路に負担がかかると共に、陰極線管の製造コストの上昇を招くという問題もある。
【００１２】
水平偏向磁界分布をピンクッション状とし垂直偏向磁界分布をバレル状とする従来の偏向ヨークにおける縦弓型のコンバーゼンスエラー（オーバーコンバーゼンス、図１２参照）を解消し、しかも、蛍光体スクリーン面の周辺部における電子ビームスポットの歪みを低減し得るダイナミックコンバーゼンス装置を、本出願人は平成５年８月１２日付の特許出願「ダイナミックコンバーゼンス装置」（特願平５−２００８５６号、特開平６−１６５１９５号公報参照）にて提案した。
【００１３】
この特開平６−１６５１９５号公報に開示されたダイナミックコンバーゼンス装置は、陰極線管用電子銃の管内に水平方向に配されており、互いに対向する一対の高圧側電極板と、この一対の高圧側電極板に対向するようにその両外側に配された一対の低圧側電極板から成り、一対の高圧側電極板の間を電子ビームが通過し、一方の高圧側電極板と一方の低圧側電極板との間を別の電子ビームが通過し、他方の高圧側電極板と他方の低圧側電極板との間を更に別の電子ビームが通過する。更に、例えば、高抵抗器及びダイオードの並列回路が設けられており、ダイオードのアノードが低圧側電極板側に共通に接続されている。一方、ダイオードのカソードが高圧側電極板側に共通に接続されている。そして、高圧直流電圧を一対の高圧側電極板に印加すると共に、水平及び垂直偏向周期に同期した擬パラボラ波によって振幅変調して得られた被変調電圧の水平帰線区間に垂直パラボラ波電圧を加算して得られたコンバーゼンス電圧をコンデンサを通じて一対の低圧側電極板に共通に供給する。
【００１４】
特開平６−１６５１９５号公報に開示されたこのような構成を有するダイナミックコンバーゼンス装置においては、場合によっては偏向ヨークの磁界を斉一磁界とすることができ、蛍光体スクリーン面の全面に亙ってコンバーゼンスエラーを補正することができ、蛍光体スクリーン面の周辺部における電子ビームスポットの歪みが減少する。そして、フォーカシングが良好となり、蛍光体スクリーン面の周辺部におけるフォーカシングのためのダイナミックフォーカス電圧が小さくて済み、コンバーゼンスの調整が容易となり、マルチスキャンモニタへの採用が容易となり、局部的な電圧波形整形が容易となる。
【００１５】
しかしながら、カラー受像管やカラーディスプレイ装置等が一層大型化し、しかも精緻な表示が要求される昨今、上述の特開平６−１６５１９５号公報に開示されたダイナミックコンバーゼンス装置と上記の文献や特開平３−９３１３５号公報に開示された四重極レンズを組み合わせても、水平偏向磁界分布をピンクッション状とし垂直偏向磁界分布をバレル状とする偏向ヨークを用いざるを得ない場合、蛍光体スクリーン面における電子ビームスポットの歪みの改善を十分図ることができない場合があり、カラー陰極線管の解像度をより一層改善することができないことがある。
【００１６】
従って、本発明の目的は、蛍光体スクリーン面の全面に亙って電子ビームスポットの形状及び径（大きさ）の改善を十分図ることができ、且つ、蛍光体スクリーン面の全面に亙ってコンバーゼンスエラーを補正することができ、カラー陰極線管の解像度を一層向上させ得る陰極線管用電子銃を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の陰極線管用電子銃は、カソードと、加速電極と、主レンズとを備えた陰極線管用電子銃であって、
（イ）カソードと加速電極（第２グリッド）との間に設けられ、縦長形状の電子ビーム通過孔を有する制御電極（第１グリッド）と、
（ロ）加速電極と主レンズとの間に設けられ、陰極線管の蛍光体スクリーン面の周辺部に電子ビームが衝突するとき、電子ビームの垂直方向に発散作用（凹レンズ効果）、水平方向に集束作用（凸レンズ効果）を有する第１の四重極レンズと、
（ハ）主レンズの下流に設けられ、陰極線管の蛍光体スクリーン面の中央部に電子ビームが衝突するとき、電子ビームの垂直方向に集束作用（凸レンズ効果）、水平方向に発散作用（凹レンズ効果）を有する第２の四重極レンズと、
（ニ）該第２の四重極レンズの下流に設けられたダイナミックコンバーゼンス装置、
を更に備えていることを特徴とする。
【００１８】
尚、四重極レンズとは、四重極効果を生じさせるための四重極電界を形成し得る手段を意味し、主レンズとは、主レンズ電界を形成し得る手段を意味する。また、主レンズの上流とは、主レンズよりカソード側を意味し、主レンズより下流とは、主レンズより蛍光体スクリーン側を意味する。
【００１９】
本発明の陰極線管用電子銃においては、場合によっては、加速電極（第２グリッド）の電子ビーム通過孔の形状を縦長とすることができる。
【００２０】
本発明の陰極線管用電子銃においては、ダイナミックコンバーゼンス装置は、陰極線管用電子銃の管内に水平方向に配されており、（イ）互いに対向する一対の高圧側電極板と、（ロ）この一対の高圧側電極板に対向するようにその両外側に配された一対の低圧側電極板から成り、一対の高圧側電極板の間を電子ビームが通過し、一方の高圧側電極板と一方の低圧側電極板との間を別の電子ビームが通過し、他方の高圧側電極板と他方の低圧側電極板との間を更に別の電子ビームが通過する構造を有することが好ましい。
【００２１】
本発明の陰極線管用電子銃においては、第１の四重極レンズは一対の電極部から成り、第２の四重極レンズも一対の電極部から成ることが好ましい。そして、更に、（イ）高抵抗器と、（ロ）この高抵抗器に並列に接続されたダイオードと、（ハ）陰極線管の管体、この管体の外側に形成された外側電極、及びこの管体の内側に形成された内側電極から成るコンデンサから構成されたクランプ回路を更に備え、ダイオードの一端は、第２の四重極レンズの一方の電極部及びダイナミックコンバーゼンス装置の一対の低圧側電極板に電気的に接続され、ダイオードの他端は、第２の四重極レンズの他方の電極部及びダイナミックコンバーゼンス装置の一対の高圧側電極板に電気的に接続されていることが望ましい。このように、所謂クランプ回路を備えることによって、簡素な回路で第２の四重極レンズ及びダイナミックコンバーゼンス装置を適切に且つ確実に駆動することができる。しかも、陰極線管のネック部のネックガラスを誘電体として形成したコンデンサを介して第２の四重極レンズ及びダイナミックコンバーゼンス装置にダイナミックな電圧を供給するので、別に変調回路を設けてこの変調回路で高圧を直接変調する必要がなくなり、回路構成を簡素化して大幅なコストダウンを図ることができる。
【００２２】
この場合、ダイオードの一端であるアノードは、第２の四重極レンズの一方の電極部及びダイナミックコンバーゼンス装置の一対の低圧側電極板に電気的に接続され、一方、ダイオードの他端であるカソードは、第２の四重極レンズの他方の電極部及びダイナミックコンバーゼンス装置の一対の高圧側電極板に電気的に接続され、高圧直流電圧を第２の四重極レンズの他方の電極部及び一対の高圧側電極板に印加すると共に、水平及び垂直偏向周期に同期した擬パラボラ波によって振幅変調して得られた被変調電圧の水平帰線区間に垂直パラボラ波電圧を加算して得られた電圧をコンデンサを通じて第２の四重極レンズの一方の電極部及び一対の低圧側電極板に供給することが好ましい。このような構成にすることで、所謂上端クランプ回路が構成され、簡素な回路で第２の四重極レンズ及びダイナミックコンバーゼンス装置を適切に且つ確実に駆動することができる。また、ステム側から供給される中高圧のフォーカス電圧の変調度を低減することができ、回路のコストダウンを図ることができる。
【００２３】
【作用】
図２に光学的モデルを示す本発明の陰極線管用電子銃においては、蛍光体スクリーン面の中央部において、第１の四重極レンズＱＰ１の四重極効果は最小となり、第２の四重極レンズＱＰ２の四重極効果は最大となる。尚、この理由は後述する。従って、蛍光体スクリーン面の中央部においては、電子ビームの水平方向に主に発散作用（凹レンズ効果）が、そして、垂直方向に主に集束作用（凸レンズ効果）が生じる。その結果、蛍光体スクリーン面の中央部における電子ビームスポットは横長のスポット形状となり、結果的に解像度の改善が図られない虞がある。
【００２４】
このような電子ビームスポットのスポット形状の劣化を改善する方法として、例えば、陰極線管のネック部の外部に、電子ビームの水平方向に集束作用（凸レンズ効果）を有し且つ垂直方向に発散作用（凹レンズ効果）を有する一定の強さを有する四重極レンズで補正する方法が考えられるが、この場合、蛍光体スクリーン面の中央部でスタティックコンバーゼンスが変化してしまう。従って、かかる一定の強さを有する四重極レンズで蛍光体スクリーン面の中央部における電子ビームスポットのスポット形状の劣化を回避する方法は、例えば、図４の（Ｃ）に示した回路的に比較的作り易い波形を有する電圧をダイナミックコンバーゼンス装置の一対の低圧側電極板に供給する方式には適しておらず、コンバーゼンスエラーの補正効果と四重極効果を同時に得ることは困難である。
【００２５】
然るに、本発明の陰極線管用電子銃においては、制御電極（第１グリッド）の電子ビーム通過孔が縦長形状を有するので、制御電極（第１グリッド）を通過した電子ビームの物点形状は縦長となる。その結果、蛍光体スクリーン面の中央部における電子ビームスポットを横長のスポット形状から真円の形状に近づけることができ、結果的に解像度の改善を図ることが可能になる（図２の（Ａ）参照）。
【００２６】
従来の円形形状の電子ビーム通過孔を有する制御電極を基準として、本発明の制御電極を構成する電子ビーム通過孔の縦横比を調整することで、電子ビームの水平方向と垂直方向のビームの物点径を調整することができる。即ち、制御電極の電子ビーム通過孔が円形形状を有する場合に、蛍光体スクリーン面上に形成される電子ビームスポットの縦方向及び横方向の大きさ（長さ）を、それぞれＳＶ、ＳＨとする。一方、制御電極を縦長形状（非点孔形状）とすることで、制御電極を通過した電子ビームによって形成される物点の縦方向及び横方向の大きさ（長さ）を、それぞれ、ｄＶ及びｄＨとする。
【００２７】
そして、ＳＶ／ＳＨ≒ｄＨ／ｄＶ となるように、制御電極を構成する電子ビーム通過孔の縦横比を調整すれば、蛍光体スクリーン面の中央部における電子ビームスポットの形状をほぼ真円に近づけることができる。
【００２８】
一方、蛍光体スクリーン面の周辺部においては、第２の四重極レンズＱＰ２の四重極効果は消滅するが、水平偏向磁界分布をピンクッション状又は弱ピンクッション状とし垂直偏向磁界分布をバレル状又は弱バレル状とする偏向ヨークＤＹを備えている場合、かかる偏向ヨークＤＹによって第２の四重極レンズＱＰ２と同じ極性（性質）の四重極効果が形成される。また、第１の四重極レンズＱＰ１の四重極効果は最大となる。従って、主レンズＭＬを通過した縦長の電子ビームは真円に近づく方向に偏向ヨークＤＹによって補正される。但し、通常、偏向ヨークＤＹによる四重極効果はかなり強いため、過補正となって蛍光体スクリーン面上で電子ビームスポットの形状がやや横長となる。しかしながら、電子ビーム通過孔が円形形状である従来の制御電極（従来技術１参照）と比較して、制御電極を通過した電子ビームによって形成される物点が縦長である分だけ、蛍光体スクリーン面上における電子ビームスポットの縦方向の潰れが軽減される。即ち、図１１の（Ｂ）に示した従来技術２の陰極線管用電子銃の光学的モデルと同程度の電子ビームスポットの形状を得ることができる。
【００２９】
更には、本発明の陰極線管用電子銃においては、第２の四重極レンズの下流にダイナミックコンバーゼンス装置が設けられているので、偏向ヨークの磁界分布をより斉一に近づけることが可能となり（即ち、水平偏向磁界分布を弱ピンクッション状とし垂直偏向磁界分布を弱バレル状とすることが可能になり）、蛍光体スクリーン面の周辺部における電子ビームスポットの歪みを減少させることが可能になるし、蛍光体スクリーン面の全面に亙ってコンバーゼンスエラーを補正することができる。
【００３０】
必要に応じて、更に、加速電極（第２グリッド）の電子ビーム通過孔の形状を縦長とすれば、蛍光体スクリーン面の中央部における電子ビームスポットの縦横比をより一層正確に制御することができる。尚、加速電極を構成する電子ビーム通過孔の縦横比は、制御電極と同様の調整を行えばよい。
【００３１】
【実施例】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
【００３２】
本発明の実施例の陰極線管用電子銃の全体の構成を、図１に模式的な端面図として示す。尚、図１は陰極線管用電子銃を上方から眺めた図である。実施例の陰極線管用電子銃は、例えばカラー陰極線管用のインライン３ビーム方式の電子銃であり、陰極線管１０のネック部１１に配置されている。そして、実施例の陰極線管用電子銃においては、陰極線管の蛍光体スクリーン面（図示せず）に向かって、カソードＫ１，Ｋ２，Ｋ３と、第１グリッドＧ１〜第６グリッドＧ６と、第２の四重極レンズＱＰ２を構成する第１の電極部Ｅ１及び第２の電極部Ｅ２が順次位置するように構成されている。尚、陰極線管用電子銃より下流の陰極線管には偏向ヨーク（図示せず）が配置されている。
【００３３】
図１に示すように、ＲＧＢの各色のための電子ビームを放出するカソードＫ１，Ｋ２，Ｋ３が、インライン３ビーム方式に、即ち水平一直線上に配列されている。
【００３４】
第１グリッドＧ１〜第６グリッドＧ６は、管軸（Ｚ軸）上に配置されている。尚、第１グリッドＧ１〜第６グリッドＧ６には、特に符号を付さない場合があるが、それぞれ電子ビームを通過させるためのビーム通過孔が形成されている。尚、グリッドによっては、ビーム通過孔にて電極あるいは電極部が構成される。
【００３５】
第１グリッドＧ１によって制御電極が構成されている。第２グリッドＧ２は加速電極を構成する。第３グリッドＧ３及び第４グリッドＧ４はプリフォーカスレンズＰＬを構成するための電極である。第２グリッドＧ２〜第４グリッドＧ４は、公知の構造を有する電極である。
【００３６】
第５グリッドは、２つのグリッド（第５前方グリッドＧ５−１及び第５後方グリッドＧ５−２）から構成されており、主レンズのための集束電極を構成する。第１の集束電極である第５前方グリッドＧ５−１の後方電極部Ｇ５ａである電子ビーム通過孔は、本発明の陰極線管用電子銃の特徴の１つである、第１の四重極レンズＱＰ１の電極部を構成する。また、第５後方グリッドＧ５−２は、主レンズのための第２の集束電極を構成し、ダイナミックフォーカス電圧が印加される。第５後方グリッドＧ５−２の前方電極部Ｇ５ｂである電子ビーム通過孔は、第１の四重極レンズＱＰ１の電極部を構成する。
【００３７】
第６グリッドＧ６は、最終加速電極である。第５後方グリッドＧ５−２の後方電極部Ｇ５ｃ及び第６グリッドＧ６の前方電極部Ｇ６ａによって、主レンズＭＬが構成されている。
【００３８】
更には、第１の電極部Ｅ１及び第２の電極部Ｅ２によって、本発明の陰極線管用電子銃の特徴の１つである第２の四重極レンズＱＰ２が構成されている。即ち、電極部Ｇ５ａ及び電極部Ｇ５ｂから成る一対の電極部から構成された第１の四重極レンズＱＰ１が、加速電極である第２グリッドＧ２と主レンズＭＬとの間に設けられている。一方、電極部Ｅ１，Ｅ２から成る一対の電極部から構成された第２の四重極レンズＱＰ２が、主レンズＭＬの下流に設けられている。尚、第１の電極部Ｅ１及び第２の電極部Ｅ２も、管軸（Ｚ軸）上に配置されている。
【００３９】
第２の電極部Ｅ２の後方（下流）には、本発明の陰極線管用電子銃の特徴であるダイナミックコンバーゼンス装置ＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４が設けられている。このダイナミックコンバーゼンス装置は、通常コンバーゼンスカップと呼ばれる部品ではなく、トリニトロン（登録商標）でコンバーゼンス電極板として用いられている４枚の平行平板の電極板から成る。そして、ダイナミックコンバーゼンス装置は、陰極線管用電子銃の管内に水平方向に配されている。
【００４０】
実施例におけるダイナミックコンバーゼンス装置は、互いに対向する一対の高圧側電極板ＣＰ１，ＣＰ２と、この一対の高圧側電極板ＣＰ１，ＣＰ２に対向するようにその両外側に配された一対の低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４とから成る。そして、一対の高圧側電極板ＣＰ１とＣＰ２の間を中心電子ビーム（緑電子ビーム）が通過し、一方の高圧側電極板ＣＰ１と一方の低圧側電極板ＣＰ３の間を別の電子ビーム（例えば赤電子ビーム）が通過し、他方の高圧側電極板ＣＰ２と他方の低圧側電極板ＣＰ４の間を更に別の電子ビーム（例えば青電子ビーム）が通過する。これら電極板ＣＰ１〜ＣＰ４の管軸（Ｚ軸）方向の長さは１０ｍｍ程度、その各間隔は５ｍｍ程度である。
【００４１】
第２グリッドＧ２（加速電極）及び第４グリッドＧ４はリード線１２によって接続されており、これらの第２グリッドＧ２及び第４グリッドＧ４には電子ビームを加速及び集束するための電圧が供給される。一方、第３グリッドＧ３（プリフォーカスレンズＰＬを構成する）及び第５前方グリッドＧ５−１（第１の四重極レンズＱＰ１及び第１の集束電極を構成する）は、それぞれ、リード線１３を介して直流電源１４（フォーカス電圧ＶＦ）に接続されている。更に、第１の四重極レンズＱＰ１及び主レンズＭＬを構成する第５後方グリッドＧ５−２は、第１のダイナミック電圧発生回路１５に接続されており、この第１のダイナミック電圧発生回路１５は直流電源１４に接続されている。第１のダイナミック電圧発生回路１５から出力される電圧は、電圧ＶＦにダイナミック変調電圧ΔＶＦが加わった電圧、即ち、ダイナミックフォーカス電圧である。尚、例えば、ＶＦは６〜１０ｋＶ程度であり、一方、ΔＶＦは１ｋＶ程度の範囲内をダイナミックに変動する。
【００４２】
図１に示すように、最終加速電極を構成する第６グリッドＧ６と第２の四重極レンズＱＰ２を構成する第２の電極部Ｅ２とは、リード線１６を介して電気的に接続されている。そして、第２の電極部Ｅ２は、弾性導電片から成る接続部材１７を介して陰極線管１０の内面に形成された内部導電膜１８に電気的に接続されている。この内部導電膜１８はネック部１１からファンネル部へと延び、アノードボタン（図示せず）に接続されている。従って、最終加速電極を構成する第６グリッドＧ６と第２の四重極レンズＱＰ２を構成する第２の電極部Ｅ２は、高圧直流電圧（アノード電圧ＨＶであり、例えば３０ｋＶ）に保たれる。一対の高圧側電極板ＣＰ１，ＣＰ２は、第２の電極部Ｅ２に取り付けられている。従って、一対の高圧側電極板ＣＰ１，ＣＰ２には、一定の高圧直流電圧であるアノード電圧ＨＶが印加される。
【００４３】
一方、第２の四重極レンズＱＰ２を構成する第１の電極部Ｅ１は、弾性導電片から成る接続部材２０を介してネックコンデンサ２１に電気的に接続されている。このネックコンデンサ２１は、誘電体としての管体（陰極線管１０のネック部１１のネックガラス）と、かかる管体の外側に形成された導電材料から成るリング状の外側電極２１Ａと、かかる管体の内側に形成された導電材料から成るリング状の内側電極２１Ｂとから成る。そして、例えば数十ｐＦ程度の静電容量を有するように構成されている。低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４は第１の電極部Ｅ１に電気的に接続されている。
【００４４】
第１の電極部Ｅ１と最終加速電極である第６グリッドＧ６との間には、高耐圧のダイオード（逆耐圧、１ＫＶ程度以上）２２と、高抵抗（数１０ＭΩ程度）の抵抗器（高抵抗器）２３が並列に接続されている。実施例においては、ダイオード２２の一端に相当するアノードは、第２の四重極レンズＱＰ２を構成する一方の電極部である第１の電極部Ｅ１と電気的に接続されている。尚、第１の電極部Ｅ１と低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４とは電気的に接続されているので、ダイオード２２の一端に相当するアノードは、ダイナミックコンバーゼンス装置の一対の低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４にも電気的に接続されている。
【００４５】
一方、ダイオード２２の他端に相当するカソードは、第６グリッドＧ６及びリード線１６を介して第２の電極部Ｅ２（第２の四重極レンズＱＰ２を構成する他方の電極部に相当する）に電気的に接続されている。尚、一対の高圧側電極板ＣＰ１，ＣＰ２が第２の電極部Ｅ２に取り付けられているので、ダイオード２２の他端に相当するカソードは、ダイナミックコンバーゼンス装置の一対の高圧側電極板ＣＰ１，ＣＰ２にも電気的に接続されている。例えば、抵抗器２３を低圧側電極板ＣＰ３上に溶接し、ダイオード２２を低圧側電極板ＣＰ４上に取り付けることができる。
【００４６】
これにより、図３に示すような等価回路が構成される。即ち、第２のダイナミック電圧発生回路２４、ネックコンデンサ２１、ダイオード２２及び抵抗器２３によって、所謂上端クランプ回路が構成されている。ダイオード２２には保護用の抵抗器ｒが必要に応じて直列に接続されている。ダイオードの内部抵抗値が比較的に高い場合には、保護用の外付けの抵抗器ｒは不要である。図１に示した陰極線管用電子銃においては、外付けの抵抗器ｒは設けられていない。
【００４７】
実施例においては、高圧直流電圧ＨＶを第２の四重極レンズの他方の電極部（第２の電極部Ｅ２）及び一対の高圧側電極板ＣＰ１，ＣＰ２に印加すると共に、水平及び垂直偏向周期に同期した擬パラボラ波によって振幅変調して得られた被変調電圧の水平帰線区間に垂直パラボラ波電圧を加算して得られた電圧をコンデンサ２１を通じて第２の四重極レンズの一方の電極部（第１の電極部Ｅ１）及び一対の低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４に供給する。
【００４８】
具体的には、実施例においては、第２のダイナミック電圧発生回路２４から出力されるダイナミックな電圧の波形として、例えば図４の（Ｂ）に示すように、水平帰線区間（ブランキング区間）にパルス波形を重畳し、水平及び垂直偏向周期に同期した擬パラボラ状波形を有する電圧を用いる。即ち、先ず、水平及び垂直偏向周期に同期した擬パラボラ波によって振幅変調して、被変調電圧を得る（図４の（Ａ）参照）。この被変調電圧の振幅の絶対値はＶＱＰ（例えば、１ｋＶ）である。そして、この被変調電圧の水平帰線区間に垂直パラボラ波電圧を加算することで、図４の（Ｂ）に示すような０（Ｖ）〜−ＶＱＰ（Ｖ）の間で変化する電圧を得ることができる。かかる電圧が、第２のダイナミック電圧発生回路２４から出力される。尚、図４の（Ｂ）に示す電圧ＶＱＰの波形は、図４の（Ａ）に示す電圧波形の水平帰線区間内に垂直周期波形で振幅変調されたクランプパルスＣＰが挿入された波形である。水平帰線区間内では、第２の四重極レンズの作動やコンバーゼンスの補正は不要であるが故に、クランプパルスＣＰを挿入しても不都合は発生しない。
【００４９】
ネックコンデンサ２１の外側電極２１Ａには、陰極線管１０の外部に設けた第２のダイナミック電圧発生回路２４から、図４の（Ｂ）に示した、偏向周期に同期した変調電圧０（Ｖ）〜−ＶＱＰ（Ｖ）が供給される。第２のダイナミック電圧発生回路２４、ネックコンデンサ２１、ダイオード２２及び抵抗器２３によって上端クランプ回路が構成されており、しかも、かかる上端クランプ回路の一端には第２の電極部Ｅ２からアノード電圧ＨＶが供給されるので、第１の電極部Ｅ１に印加される電圧の波形、及び第１の電極部Ｅ１と電気的に接続されている低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４に印加される電圧の波形は、図４の（Ｃ）に示すように、アノード電圧ＨＶに上端がクランプされ、ＨＶ〜ＨＶ−Ｖ’ＱＰの間で変動する波形となる。
【００５０】
こうして、第１の電極部Ｅ１に印加される電圧は、図４の（Ｃ）に示すように変調される。また、低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４にも、図４の（Ｃ）に示すように、コンバーゼンス補正電圧として、偏向周期に同期した変調電圧ＨＶ〜ＨＶ−Ｖ’ＱＰが供給される。
【００５１】
尚、この波形は、必要に応じて変形されたものでもよく、また必ずしも図４の（Ｂ）に示すように、０（Ｖ）で上端クランプされている必要はない。但し、もしも上端クランプ回路を設けない場合、低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４に印加される電圧の波形は、図４の（Ｄ）に示すように、単純に交流結合された波形となる。この場合、偏向周期に同期した変調電圧の垂直周期の成分が忠実に伝送されない。あるいは又、第２の四重極レンズを構成する第２の電極部Ｅ２に印加される電圧よりも、第１の電極部Ｅ１に印加される電圧の方が高くなる場合があり、この場合には第２の四重極レンズＱＰ２による所望の四重極効果が得られなくなる。一方、図３に等価回路を示すように、上端クランプ回路を設けることによって、図４の（Ｃ）に示すように、クランプパルスＣＰのピーク電圧値が高圧直流電圧（アノード電圧）ＨＶにクランプされるので、第１の電極部Ｅ１や低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４に印加される電圧は、高圧直流電圧ＨＶより高い部分が抑えられ、負側に押し下げられる。その結果、ＨＶからＨＶ−Ｖ’ＱＰまで変化するダイナミックな電圧が、第１の電極部Ｅ１及び低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４に確実に印加される。
【００５２】
コンデンサ２１に印加される電圧は、図４の（Ｄ）に示すような交流結合された電圧であってもよい。この場合においても、第１の電極部Ｅ１及び低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４には、上端がアノード電圧ＨＶにクランプされた電圧が印加される。
【００５３】
陰極線管１０のネック部１１のネックガラスを誘電体として形成したコンデンサ２１を介して第２の四重極レンズＱＰ２を構成する第１の電極部Ｅ１及び低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４にダイナミックな電圧を供給することができるので、別に変調回路を設けてこの変調回路で高圧を直接変調する必要はない。
【００５４】
実施例における各グリッドの電極部分の平面形状を模式的に図５に示す。実施例においては、制御電極を構成する第１グリッドＧ１における電極である電子ビーム通過孔は縦長形状を有する（図５の（Ａ）参照）。また、加速電極を構成する第２グリッドＧ２における電極である電子ビーム通過孔は、略円形の開口部から成る（図５の（Ｂ）参照）。
【００５５】
また、第１の四重極レンズＱＰ１を構成する第５前方グリッドＧ５−１の後方電極部Ｇ５ａは、図５の（Ｃ）に模式的に示すように、縦長の矩形形状を有する。一方、第１の四重極レンズＱＰ１を構成する第５後方グリッドＧ５−２の前方電極部Ｇ５ｂは、図５の（Ｄ）に模式的に示すように、横長の矩形形状を有する。
【００５６】
実施例においては、第５後方グリッドＧ５−２の前方電極部Ｇ５ｂには、第５前方グリッドＧ５−１の後方電極部Ｇ５ａに印加される電圧（ＶＦ）以上のダイナミックな電圧（ＶＦ＋ΔＶＦであり、ＶＦ＋ΔＶＦ１〜ＶＦ＋ΔＶＦ２の間を変動する）が印加される。ＶＦ及び（ＶＦ＋ΔＶＦ）の波形を図６に示すが、ΔＶＦは擬パラボラ波形を有する。その結果、第１の四重極レンズＱＰ１には、縦（垂直）方向に発散作用（凹レンズ効果）、横（水平）方向に集束作用（凸レンズ効果）を有する、非軸対称の所謂四重極効果が生ずる。この状態を、図７に模式的に示す。
【００５７】
水平走査において、蛍光体スクリーン面の中央部に衝突する電子ビームに対しては、第５前方グリッドＧ５−１に印加される電圧（ＶＦ）と、第５後方グリッドＧ５−２に印加される電圧（ＶＦ＋ΔＶＦ）との電位差が最小（ΔＶＦ１）となるので、第１の四重極レンズＱＰ１の四重極効果は最低となる。また、蛍光体スクリーン面の中央部から周辺部に向かって移動する電子ビームに対しては、第５前方グリッドＧ５−１に印加される電圧（ＶＦ）と、第５後方グリッドＧ５−２に印加される電圧（ＶＦ＋ΔＶＦ）との電位差が増加するので、第１の四重極レンズＱＰ１の四重極効果は増大する。尚、第５後方グリッドＧ５−２に印加される電圧と、第６グリッドＧ６に印加される電圧との電位差が減少するので、主レンズＭＬの主レンズ作用は弱まる。更に、蛍光体スクリーン面の周辺部に衝突する電子ビームに対しては、第５前方グリッドＧ５−１に印加される電圧（ＶＦ）と、第５後方グリッドＧ５−２に印加される電圧（ＶＦ＋ΔＶＦ）との電位差が最大（ΔＶＦ２）となるので、第１の四重極レンズＱＰ１の四重極効果は最大となる。
【００５８】
更に、第１の電極部Ｅ１及び第２の電極部Ｅ２によって、本発明の陰極線管用電子銃の特徴の１つである、第２の四重極レンズＱＰ２が構成されている。第１の電極部Ｅ１の形状を図８の（Ａ）に模式的に斜視図で示す。第１の電極部Ｅ１には電子ビーム通過孔である開口部が設けられており、この開口部の上方及び下方に突起部Ｅ１ａが設けられている。そして、かかる突起部Ｅ１ａが庇状に第２の電極部Ｅ２に向かって延びている。一方、第２の電極部Ｅ２の形状を図８の（Ｂ）に模式的に示す。尚、図８の（Ｂ）は、蛍光体スクリーン面側から第２の電極部Ｅ２及び第１の電極部Ｅ１を眺めた図であり、第１の電極部Ｅ１の庇状の突起部Ｅ１ａが第２の電極部Ｅ２の略矩形の開口部（電子ビーム通過孔）を貫通して延びている。
【００５９】
実施例においては、第１の電極部Ｅ１に印加される電圧は、第６グリッドＧ６及び第２の電極部Ｅ２に印加される電圧以下である。従って、第２の四重極レンズＱＰ２には、電子ビームに対して縦（垂直）方向に集束作用（凸レンズ効果）、横（水平）方向に発散作用（凹レンズ効果）を有する、非軸対称の四重極効果が生ずる。
【００６０】
そして、水平走査においては、蛍光体スクリーン面の中央部に衝突する電子ビームに対しては、第１の電極部Ｅ１に印加される電圧と、第６グリッドＧ６及び第２の電極部Ｅ２に印加される電圧との電位差が最大（例えばＶ’ＱＰ、図４の（Ｃ）参照）となるので、第２の四重極レンズＱＰ２の四重極効果は最大となる。また、蛍光体スクリーン面の中央部から周辺部に向かって移動する電子ビームに対しては、第１の電極部Ｅ１に印加される電圧と第６グリッドＧ６及び第２の電極部Ｅ２に印加される電圧との電位差が減少するので、第２の四重極レンズＱＰ２の四重極効果は低下し（図４の（Ｃ）参照）、蛍光体スクリーン面の周辺部に衝突する電子ビームに対しては、第１の電極部Ｅ１に印加される電圧と第６グリッドＧ６及び第２の電極部Ｅ２に印加される電圧との電位差が無くなるので、第２の四重極レンズＱＰ２の四重極効果は消滅する。
【００６１】
また、垂直走査においては、蛍光体スクリーン面の上端の中央部に衝突する電子ビームに対しては、第１の電極部Ｅ１に印加される電圧と、第６グリッドＧ６及び第２の電極部Ｅ２に印加される電圧との電位差の最大値は小さく、蛍光体スクリーン面の垂直方向中央部においては、かかる電圧の電位差は最大（−Ｖ’ＱＰ）となる。従って、蛍光体スクリーン面の上下端よりも、蛍光体スクリーン面の垂直方向中央部の方が、第２の四重極レンズＱＰ２の四重極効果は大きくなる。
【００６２】
以上に説明した実施例の陰極線管用電子銃における第１の四重極レンズＱＰ１、主レンズＭＬ、第２の四重極レンズＱＰ２及び偏向ヨークＤＹの光学的モデルを図２の（Ａ）及び（Ｂ）に示す。尚、図２の（Ａ）に示した光学的モデルは、蛍光体スクリーン面の中央部に電子ビームが衝突する際の光学的モデルである。一方、図２の（Ｂ）に示した光学的モデルは、蛍光体スクリーン面の周辺部に電子ビームが衝突する際の光学的モデルである。
【００６３】
図２の（Ａ）に示すように、蛍光体スクリーン面の中央部に電子ビームが衝突する際には、第１の四重極レンズＱＰ１の四重極効果は最低であり、第２の四重極レンズＱＰ２の四重極効果は最大であり、偏向ヨークＤＹの四重極効果はかかる電子ビームには及ばない。そして、制御電極である第１グリッドＧ１の電子ビーム通過孔は縦長形状を有するので、制御電極を通過した電子ビームの物点形状は縦長である。従って、蛍光体スクリーン面の中央部における電子ビームのスポット形状は真円形状に近づく。
【００６４】
一方、図２の（Ｂ）に示すように、蛍光体スクリーン面の周辺部に電子ビームが衝突する際には、第１の四重極レンズＱＰ１の四重極効果は最大であり、第２の四重極レンズＱＰ２の四重極効果は消滅しており、偏向ヨークＤＹの四重極効果は最大である。通常、偏向ヨークによる四重極効果はかなり強いため、過補正となって蛍光体スクリーン面上で電子ビームスポットの形状がやや横長となる。しかしながら、電子ビーム通過孔が円形形状の従来の制御電極と比較して、制御電極を通過した電子ビームによって形成される物点が縦長である分だけ、蛍光体スクリーン面上における電子ビームスポットの縦方向の潰れが軽減される。
【００６５】
更には、ダイナミックコンバーゼンス装置によって、確実にダイナミックコンバーゼンスを行うことができる。即ち、蛍光体スクリーン面の中央部に衝突する電子ビームに対しては、高圧側電極板ＣＰ１，ＣＰ２と低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４によって強い電界が形成される。一方、蛍光体スクリーン面の周辺部に衝突する電子ビームに対しては、高圧側電極板ＣＰ１，ＣＰ２と低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４によって、蛍光体スクリーン面の中央部に衝突する電子ビームに対するよりは弱い電界が形成される。従って、蛍光体スクリーン面の全面に亙ってコンバーゼンスエラーを補正することができる。それ故、たとえ水平偏向磁界分布をピンクッション状とし垂直偏向磁界分布をバレル状とする従来の偏向ヨークを使用する場合にあっても、各磁界分布強度を低くすることができ、陰極線管の蛍光体スクリーン面の周辺部でのフォーカスの劣化を抑制することができる。尚、蛍光体スクリーン面の中央部では、ダイナミックコンバーゼンス装置を構成する高圧側電極板ＣＰ１，ＣＰ２と低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４との間に電位差が生じているため、従来のように電子銃本体でのスタティックコンバーゼンスは、この電位差を考慮して設定する必要がある。
【００６６】
尚、本発明の陰極線管用電子銃においては、図９の（Ａ）に模式的な平面図を示すように、加速電極を構成する第２グリッドＧ２における電極である電子ビーム通過孔の形状を縦長としてもよい。また、制御電極（第１グリッドＧ１）及び加速電極（第２グリッドＧ２）の縦長形状（非点孔形状）は、図２の（Ａ）や図９の（Ａ）に示した矩形に限らず、長円形状（図９の（Ｂ）参照）あるいは楕円形状（図９の（Ｃ）参照）とすることもできる。
【００６７】
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。第１の四重極レンズＱＰ１や第２の四重極レンズＱＰ２の電極部の構造は各実施例にて説明した構造に限定されず、適宜変更することができる。また、実施例にて挙げた数値は例示であり、適宜変更することができる。
【００６８】
実施例においては、主レンズＭＬを形成するためのフォーカス電圧ＶＦをダイナミックに変調（ΔＶＦ）している。これによって、蛍光体スクリーン面の各位置における電子ビームスポット形状を最適化することができる。この場合、第１のダイナミック電圧発生回路１５とネックコンデンサ２１の外側電極２１Ａとを直接接続して第１のダイナミック電圧発生回路１５からの出力電圧（ＶＦ＋ΔＶＦ）を第１の電極部Ｅ１に供給するように構成すれば、第２のダイナミック電圧発生回路２４を省略することができる。あるいは又、例えばファンネル部に設けた同軸ボタンから同軸ケーブルを介して第２の四重極レンズＱＰ２やダイナミックコンバーゼンス装置の低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４を作動させるためのダイナミックな電圧を供給するように構成してもよい。
【００６９】
実施例における第２の四重極レンズＱＰ２を構成する第１の電極部Ｅ１及び第２の電極部Ｅ２の構造を、例えば、それぞれ図５の（Ｃ）及び（Ｄ）に模式的な平面図で示したと類似の形状に変更することができる。即ち、第１の電極部Ｅ１は、横長の矩形形状の電子ビーム通過孔を有する。一方、第２の電極部Ｅ２は、縦長の矩形形状の電子ビーム通過孔を有する。第１の電極部Ｅ１に印加される電圧は、第６グリッドＧ６及び第２の電極部Ｅ２に印加される電圧以下である。従って、このような電極部構造とすることで、第２の四重極レンズＱＰ２には、電子ビームに対して縦（垂直）方向に集束作用（凸レンズ効果）、横（水平）方向に発散作用（凹レンズ効果）を有する、非軸対称の四重極効果が生ずる。
【００７０】
本発明の陰極線管用電子銃は、バイポテンシャル型やユニポテンシャル型電子銃に適用し得る。
【００７１】
【発明の効果】
以上に述べたように本発明の陰極線管用電子銃においては、主レンズＭＬの上流及び下流にそれぞれ四重極レンズを配置し、且つ制御電極の電子ビーム通過孔を縦長形状とすることによって、蛍光体スクリーン面の中央部に衝突する電子ビームスポットをより真円に近づけることができ、陰極線管の解像度を向上させることができる。更には、四重極レンズによる電子ビームスポット形状の補正効果が高まるので、四重極レンズに印加すべきダイナミックな電圧を低減することができ、ダイナミック電圧発生回路の簡素化及びコストダウンを図ることができる。
【００７２】
加えて、本発明の陰極線管用電子銃によれば、電子ビームスポットが真円に近づくことから、水平方向の解像度の劣化、蛍光体の輝度飽和が防止され、輝度飽和による色純度の低下、縦方向の電子ビームスポットの大きさ（サイズ）が小さすぎるための色選別機構との干渉等の従来技術における問題を解消することができるし、ホワイトユニフォミニティが改善されるという効果もある。
【００７３】
また、本発明の陰極線管用電子銃においては、第２の四重極レンズの下流にダイナミックコンバーゼンス装置が設けられているので、水平偏向磁界や垂直偏向磁界の歪みを小さくすることができ、従来の偏向ヨークにおけるピンクッション状の水平偏向磁界分布やバレル状の垂直偏向磁界分布に起因した蛍光体スクリーン面の周辺部における電子ビームスポットの歪みを減少させることが可能になるし、蛍光体スクリーン面の全面に亙ってコンバーゼンスエラーを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の陰極線管用電子銃の全体を示す模式図である。
【図２】第１の四重極レンズＱＰ１、主レンズＭＬ、第２の四重極レンズＱＰ２及び偏向ヨークＤＹの光学的モデルを示す図である。
【図３】実施例の第２の四重極レンズ及びダイナミックコンバーゼンス装置の等価回路を示す図である。
【図４】実施例の第２の四重極レンズ及びダイナミックコンバーゼンス装置に供する電圧波形図である。
【図５】実施例における各グリッドの電極部分の平面形状を模式的に示す図である。
【図６】実施例の第１の四重極レンズに供する電圧波形図である。
【図７】四重極レンズの作用を説明するための模式図である。
【図８】実施例における第２の四重極レンズを構成する電極部を模式的に示す図である。
【図９】制御電極（第１グリッドＧ１）及び加速電極（第２グリッドＧ２）の変形を示す模式的な平面図である。
【図１０】従来技術１の陰極線管用電子銃の光学的モデルを示す図である。
【図１１】従来技術２の陰極線管用電子銃の光学的モデルを示す図である。
【図１２】コンバーゼンスエラーを説明するための図である。
【符号の説明】
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３ カソード
Ｇ１ 第１グリッド（制御電極）
Ｇ２ 第２グリッド（加速電極）
Ｇ３ 第３グリッド（プリフォーカスレンズ）
Ｇ４ 第４グリッド（プリフォーカスレンズ）
Ｇ５−１ 第５前方グリッド（第１の集束電極）
Ｇ５ａ 第５前方グリッドの後方電極（第１の四重極レンズを構成）
Ｇ５−２ 第５後方グリッド
Ｇ５ｂ 第５後方グリッドの前方電極部
Ｇ５ｃ 第５後方グリッドの後方電極部
Ｇ６ 第６グリッド
Ｇ６ａ 第６グリッドの前方電極（主レンズを構成）
Ｅ１ 第１の電極部（第２の四重極レンズを構成）
Ｅ２ 第２の電極部（第２の四重極レンズを構成）
ＭＬ 主レンズ
ＱＰ１ 第１の四重極レンズ
ＱＰ２ 第２の四重極レンズ
ＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４
ダイナミックコンバーゼンス装置
１０ 陰極線管
１１ ネック部
１２ リード線
１３ リード線
１４ 直流電源
１５ 第１のダイナミック電圧発生回路
１６ リード線
１７ 接続部材
１８ 内部導電膜
２０ 接続部材
２１ ネックコンデンサ
２２ ダイオード
２３ 抵抗器
２４ 第２のダイナミック電圧発生回路
【産業上の利用分野】
本発明は、例えばカラー受像管やカラーディスプレイ装置等を構成するカラー陰極線管に用いられる陰極線管用電子銃に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にカラー陰極線管の解像度特性は、蛍光体スクリーン面上における電子ビームスポットの大きさ及び形状に大きく依存している。即ち、かかる電子ビームスポットのスポット径が小さく、且つ真円に近くなければ、良好な解像度特性を得ることができない。
【０００３】
電子ビームの偏向角度が大きくなるに従い、陰極線管用電子銃から蛍光体スクリーン面に至る電子ビームの軌道は長くなる。それ故、蛍光体スクリーン面の中央部で径小、且つ真円の電子ビームスポットが得られるようにフォーカス電圧を保つと、蛍光体スクリーン面の周辺部ではオーバーフォーカス状態となる。その結果、蛍光体スクリーン面の周辺部においては径小且つ真円の電子ビームスポットが得られず、良好な解像度が得られなくなる。
【０００４】
そこで、近年、電子ビームの偏向角度が大きくなるに従い、即ち、蛍光体スクリーン面の周辺部に衝突する電子ビームに対して、フォーカス電圧を高くして主レンズ作用を弱める、ダイナミックフォーカス方式の陰極線管用電子銃が案出されている。しかしながら、このダイナミックフォーカス方式はインライン３ビーム方式の陰極線管用電子銃には余り適していない。即ち、３つのカソードが水平一直線上に配置されたインライン３ビーム方式の従来の陰極線管用電子銃において、偏向ヨークの偏向磁界を斉一磁界とした場合、蛍光体スクリーン面の中心部でコンバーゼンスさせても、蛍光体スクリーン面の上下左右の周辺部においては、図１２に示すように、縦弓型のコンバーゼンスエラー（オーバーコンバーゼンス）が生じる。尚、図１２において、Ｒ（赤）、Ｂ（青）は両側電子ビームを示し、Ｇ（緑）は中央電子ビームを示す。
【０００５】
それ故、従来、偏向ヨークによる水平偏向磁界分布をピンクッション状とし、垂直偏向磁界分布をバレル状として、ダイナミックコンバーゼンスを行っている。しかしながら、このような構成の偏向ヨークを用いた場合、偏向ヨークを通過し、そして蛍光体スクリーン面の周辺部に向かって偏向された電子ビームは、その垂直方向（縦方向）に集束作用（凸レンズ効果）を受け、一方、水平方向（横方向）に発散作用（凹レンズ効果）を受ける。その結果、蛍光体スクリーン面の周辺部における電子ビームスポットは真円にはならず、横長の形状となる。従って、蛍光体スクリーン面の上下左右の周辺部では、電子ビームスポットが歪んだり、フォーカス特性が劣化するという問題がある。
【０００６】
偏向ヨークによる発散作用（凹レンズ効果）は、電子ビームの偏向角度の増大に伴い電子ビームスポットのオーバーフォーカス状態を打ち消す向きに作用する。従って、蛍光体スクリーン面上における電子ビームスポットの形状は、その水平方向に関しては全偏向期間を通じて最適のスポット形状を保つことが可能である。然るに、電子ビームの垂直方向に関しては、偏向ヨークによる集束作用（凸レンズ効果）は、電子ビームの偏向角度の増大に伴い電子ビームスポットのオーバーフォーカス状態を増加させる向きに作用する。その結果、電子ビームスポットに長いヘイズ部が生成し、解像度が損なわれる。この蛍光体スクリーン面の周辺部におけるオーバーフォーカス状態をダイナミックフォーカス方式で補正した場合、電子ビームスポットはその水平方向にアンダーフォーカスとなってしまい、適切な補正効果を得ることができない。
【０００７】
このような問題を解決するために、四重極レンズを備えた陰極線管用電子銃が、例えば、Ｓｈｏｊｉ Ｓｈｉｒａｉ， Ｍａｓａｋａｚｕ Ｆｕｋｕｓｈｉｍａ ｅｔ ａｌ． ”Ｑｕａｄｒｕｐｏｌｅ Ｌｅｎｓ ｆｏｒ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｆｏｃｕｓ ａｎｄ Ａｓｔｉｇｍａｔｉｓｍ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ａｎ Ｅｌｌｉｐｔｉｃａｌ Ａｐｅｒｔｕｒｅ Ｌｅｎｓ Ｇｕｎ”， Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ＳＩＤ ８７ ＤＩＧＥＳＴ Ｐ１６２−１６５（以下、文献と呼ぶ）、あるいは、特開平３−９３１３５号公報に提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる従来の四重極レンズを備えた陰極線管用電子銃にあっては、次のような問題が生じていた。即ち、例えば上記の文献に記載された陰極線管用電子銃においては、蛍光体スクリーン面の周辺部における主レンズ作用を弱めるためのダイナミックな四重極レンズが、主レンズよりカソード側に設けられている。また、制御電極（第１グリッド）には、円形形状の電子ビーム通過孔が設けられている。このような構成の光学的モデルを、従来技術１の陰極線用管電子銃の光学的モデルとして、図１０の（Ａ）及び（Ｂ）に示す。図中、ＱＰは四重極レンズ、ＭＬは主レンズ、ＤＹは偏向ヨークを意味する。四重極レンズＱＰにはダイナミックな電圧が印加されるので、四重極レンズＱＰによる四重極効果は、蛍光体スクリーン面の中央部に衝突する電子ビームに対しては働かず（又は、働いても弱く）、蛍光体スクリーン面の周辺部に衝突する電子ビームに対しては強く働く。また、偏向ヨークの作用も、蛍光体スクリーン面の中央部に衝突する電子ビームに対しては働かず、蛍光体スクリーン面の周辺部に衝突する電子ビームに対しては強く働く。尚、四重極レンズＱＰは、電子ビームの垂直方向に発散作用（凹レンズ効果）、水平方向に集束作用（凸レンズ効果）を有する。
【０００９】
このような構成においては、電子ビームの歪みが発生する場所である偏向ヨークと、かかる電子ビームの歪みを補正するための四重極レンズとの間の距離が大きい。それ故、電子ビームの歪みを補正するために四重極レンズに印加すべき電圧が高くなり、四重極レンズを作動させるための補正回路の負担が増す。また、蛍光体スクリーン面の周辺部において、四重極レンズによって補正された電子ビームスポットの縦横比が悪くなる。即ち、蛍光体スクリーン面における電子ビームスポットの横方向の長さが長くなり、縦方向の長さが短くなるという問題がある。これは、蛍光体スクリーン面における電子ビームの縦（垂直）方向の集束角と横（水平）方向の集束角の相違が大きいことに起因する（図１０の（Ｂ）参照）。一般に、電子ビームスポットの長さ（大きさ）は集束角の逆数に比例する。
【００１０】
このような蛍光体スクリーン面の周辺部における電子ビームスポットの縦横比の改善を図る方法の１つに、制御電極（第１グリッド）における電子ビーム通過孔を縦長形状とする方法が考えられる。このような構成の光学的モデルを、従来技術２の陰極線管用電子銃の光学的モデルとして、図１１の（Ａ）及び（Ｂ）に示す。このような方法を採用した場合、制御電極を通過した電子ビームの物点形状は縦長となり、その結果、蛍光体スクリーン面の周辺部における電子ビームスポットの縦横比は改善される（図１１の（Ｂ）参照）。しかしながら、蛍光体スクリーン面の中央部における電子ビームスポットの縦横比が劣化し、電子ビームスポット形状が縦長となるという問題を有する（図１１の（Ａ）参照）。
【００１１】
一方、特開平３−９３１３５号公報に開示された陰極線管用電子銃においては、２つの四重極レンズを組み合わせて補正時の電子ビームスポットの縦横比を改善する。しかしながら、２つの四重極レンズが主レンズよりもカソード側に設けられているため、上記の文献に記載された陰極線管用電子銃と同様の問題がある。更には、特開平３−９３１３５号公報に開示された陰極線管用電子銃においては、蛍光体スクリーン面における電子ビームスポットの縦方向の長さを長くする効果はあるものの、横方向の長さはあまり短くならない。そのため、陰極線管の解像度が実質的には改善されないという欠点がある。また、四重極レンズに印加すべきダイナミックな電圧が増加し、かかる電圧を生成する回路に負担がかかると共に、陰極線管の製造コストの上昇を招くという問題もある。
【００１２】
水平偏向磁界分布をピンクッション状とし垂直偏向磁界分布をバレル状とする従来の偏向ヨークにおける縦弓型のコンバーゼンスエラー（オーバーコンバーゼンス、図１２参照）を解消し、しかも、蛍光体スクリーン面の周辺部における電子ビームスポットの歪みを低減し得るダイナミックコンバーゼンス装置を、本出願人は平成５年８月１２日付の特許出願「ダイナミックコンバーゼンス装置」（特願平５−２００８５６号、特開平６−１６５１９５号公報参照）にて提案した。
【００１３】
この特開平６−１６５１９５号公報に開示されたダイナミックコンバーゼンス装置は、陰極線管用電子銃の管内に水平方向に配されており、互いに対向する一対の高圧側電極板と、この一対の高圧側電極板に対向するようにその両外側に配された一対の低圧側電極板から成り、一対の高圧側電極板の間を電子ビームが通過し、一方の高圧側電極板と一方の低圧側電極板との間を別の電子ビームが通過し、他方の高圧側電極板と他方の低圧側電極板との間を更に別の電子ビームが通過する。更に、例えば、高抵抗器及びダイオードの並列回路が設けられており、ダイオードのアノードが低圧側電極板側に共通に接続されている。一方、ダイオードのカソードが高圧側電極板側に共通に接続されている。そして、高圧直流電圧を一対の高圧側電極板に印加すると共に、水平及び垂直偏向周期に同期した擬パラボラ波によって振幅変調して得られた被変調電圧の水平帰線区間に垂直パラボラ波電圧を加算して得られたコンバーゼンス電圧をコンデンサを通じて一対の低圧側電極板に共通に供給する。
【００１４】
特開平６−１６５１９５号公報に開示されたこのような構成を有するダイナミックコンバーゼンス装置においては、場合によっては偏向ヨークの磁界を斉一磁界とすることができ、蛍光体スクリーン面の全面に亙ってコンバーゼンスエラーを補正することができ、蛍光体スクリーン面の周辺部における電子ビームスポットの歪みが減少する。そして、フォーカシングが良好となり、蛍光体スクリーン面の周辺部におけるフォーカシングのためのダイナミックフォーカス電圧が小さくて済み、コンバーゼンスの調整が容易となり、マルチスキャンモニタへの採用が容易となり、局部的な電圧波形整形が容易となる。
【００１５】
しかしながら、カラー受像管やカラーディスプレイ装置等が一層大型化し、しかも精緻な表示が要求される昨今、上述の特開平６−１６５１９５号公報に開示されたダイナミックコンバーゼンス装置と上記の文献や特開平３−９３１３５号公報に開示された四重極レンズを組み合わせても、水平偏向磁界分布をピンクッション状とし垂直偏向磁界分布をバレル状とする偏向ヨークを用いざるを得ない場合、蛍光体スクリーン面における電子ビームスポットの歪みの改善を十分図ることができない場合があり、カラー陰極線管の解像度をより一層改善することができないことがある。
【００１６】
従って、本発明の目的は、蛍光体スクリーン面の全面に亙って電子ビームスポットの形状及び径（大きさ）の改善を十分図ることができ、且つ、蛍光体スクリーン面の全面に亙ってコンバーゼンスエラーを補正することができ、カラー陰極線管の解像度を一層向上させ得る陰極線管用電子銃を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の陰極線管用電子銃は、カソードと、加速電極と、主レンズとを備えた陰極線管用電子銃であって、
（イ）カソードと加速電極（第２グリッド）との間に設けられ、縦長形状の電子ビーム通過孔を有する制御電極（第１グリッド）と、
（ロ）加速電極と主レンズとの間に設けられ、陰極線管の蛍光体スクリーン面の周辺部に電子ビームが衝突するとき、電子ビームの垂直方向に発散作用（凹レンズ効果）、水平方向に集束作用（凸レンズ効果）を有する第１の四重極レンズと、
（ハ）主レンズの下流に設けられ、陰極線管の蛍光体スクリーン面の中央部に電子ビームが衝突するとき、電子ビームの垂直方向に集束作用（凸レンズ効果）、水平方向に発散作用（凹レンズ効果）を有する第２の四重極レンズと、
（ニ）該第２の四重極レンズの下流に設けられたダイナミックコンバーゼンス装置、
を更に備えていることを特徴とする。
【００１８】
尚、四重極レンズとは、四重極効果を生じさせるための四重極電界を形成し得る手段を意味し、主レンズとは、主レンズ電界を形成し得る手段を意味する。また、主レンズの上流とは、主レンズよりカソード側を意味し、主レンズより下流とは、主レンズより蛍光体スクリーン側を意味する。
【００１９】
本発明の陰極線管用電子銃においては、場合によっては、加速電極（第２グリッド）の電子ビーム通過孔の形状を縦長とすることができる。
【００２０】
本発明の陰極線管用電子銃においては、ダイナミックコンバーゼンス装置は、陰極線管用電子銃の管内に水平方向に配されており、（イ）互いに対向する一対の高圧側電極板と、（ロ）この一対の高圧側電極板に対向するようにその両外側に配された一対の低圧側電極板から成り、一対の高圧側電極板の間を電子ビームが通過し、一方の高圧側電極板と一方の低圧側電極板との間を別の電子ビームが通過し、他方の高圧側電極板と他方の低圧側電極板との間を更に別の電子ビームが通過する構造を有することが好ましい。
【００２１】
本発明の陰極線管用電子銃においては、第１の四重極レンズは一対の電極部から成り、第２の四重極レンズも一対の電極部から成ることが好ましい。そして、更に、（イ）高抵抗器と、（ロ）この高抵抗器に並列に接続されたダイオードと、（ハ）陰極線管の管体、この管体の外側に形成された外側電極、及びこの管体の内側に形成された内側電極から成るコンデンサから構成されたクランプ回路を更に備え、ダイオードの一端は、第２の四重極レンズの一方の電極部及びダイナミックコンバーゼンス装置の一対の低圧側電極板に電気的に接続され、ダイオードの他端は、第２の四重極レンズの他方の電極部及びダイナミックコンバーゼンス装置の一対の高圧側電極板に電気的に接続されていることが望ましい。このように、所謂クランプ回路を備えることによって、簡素な回路で第２の四重極レンズ及びダイナミックコンバーゼンス装置を適切に且つ確実に駆動することができる。しかも、陰極線管のネック部のネックガラスを誘電体として形成したコンデンサを介して第２の四重極レンズ及びダイナミックコンバーゼンス装置にダイナミックな電圧を供給するので、別に変調回路を設けてこの変調回路で高圧を直接変調する必要がなくなり、回路構成を簡素化して大幅なコストダウンを図ることができる。
【００２２】
この場合、ダイオードの一端であるアノードは、第２の四重極レンズの一方の電極部及びダイナミックコンバーゼンス装置の一対の低圧側電極板に電気的に接続され、一方、ダイオードの他端であるカソードは、第２の四重極レンズの他方の電極部及びダイナミックコンバーゼンス装置の一対の高圧側電極板に電気的に接続され、高圧直流電圧を第２の四重極レンズの他方の電極部及び一対の高圧側電極板に印加すると共に、水平及び垂直偏向周期に同期した擬パラボラ波によって振幅変調して得られた被変調電圧の水平帰線区間に垂直パラボラ波電圧を加算して得られた電圧をコンデンサを通じて第２の四重極レンズの一方の電極部及び一対の低圧側電極板に供給することが好ましい。このような構成にすることで、所謂上端クランプ回路が構成され、簡素な回路で第２の四重極レンズ及びダイナミックコンバーゼンス装置を適切に且つ確実に駆動することができる。また、ステム側から供給される中高圧のフォーカス電圧の変調度を低減することができ、回路のコストダウンを図ることができる。
【００２３】
【作用】
図２に光学的モデルを示す本発明の陰極線管用電子銃においては、蛍光体スクリーン面の中央部において、第１の四重極レンズＱＰ１の四重極効果は最小となり、第２の四重極レンズＱＰ２の四重極効果は最大となる。尚、この理由は後述する。従って、蛍光体スクリーン面の中央部においては、電子ビームの水平方向に主に発散作用（凹レンズ効果）が、そして、垂直方向に主に集束作用（凸レンズ効果）が生じる。その結果、蛍光体スクリーン面の中央部における電子ビームスポットは横長のスポット形状となり、結果的に解像度の改善が図られない虞がある。
【００２４】
このような電子ビームスポットのスポット形状の劣化を改善する方法として、例えば、陰極線管のネック部の外部に、電子ビームの水平方向に集束作用（凸レンズ効果）を有し且つ垂直方向に発散作用（凹レンズ効果）を有する一定の強さを有する四重極レンズで補正する方法が考えられるが、この場合、蛍光体スクリーン面の中央部でスタティックコンバーゼンスが変化してしまう。従って、かかる一定の強さを有する四重極レンズで蛍光体スクリーン面の中央部における電子ビームスポットのスポット形状の劣化を回避する方法は、例えば、図４の（Ｃ）に示した回路的に比較的作り易い波形を有する電圧をダイナミックコンバーゼンス装置の一対の低圧側電極板に供給する方式には適しておらず、コンバーゼンスエラーの補正効果と四重極効果を同時に得ることは困難である。
【００２５】
然るに、本発明の陰極線管用電子銃においては、制御電極（第１グリッド）の電子ビーム通過孔が縦長形状を有するので、制御電極（第１グリッド）を通過した電子ビームの物点形状は縦長となる。その結果、蛍光体スクリーン面の中央部における電子ビームスポットを横長のスポット形状から真円の形状に近づけることができ、結果的に解像度の改善を図ることが可能になる（図２の（Ａ）参照）。
【００２６】
従来の円形形状の電子ビーム通過孔を有する制御電極を基準として、本発明の制御電極を構成する電子ビーム通過孔の縦横比を調整することで、電子ビームの水平方向と垂直方向のビームの物点径を調整することができる。即ち、制御電極の電子ビーム通過孔が円形形状を有する場合に、蛍光体スクリーン面上に形成される電子ビームスポットの縦方向及び横方向の大きさ（長さ）を、それぞれＳＶ、ＳＨとする。一方、制御電極を縦長形状（非点孔形状）とすることで、制御電極を通過した電子ビームによって形成される物点の縦方向及び横方向の大きさ（長さ）を、それぞれ、ｄＶ及びｄＨとする。
【００２７】
そして、ＳＶ／ＳＨ≒ｄＨ／ｄＶ となるように、制御電極を構成する電子ビーム通過孔の縦横比を調整すれば、蛍光体スクリーン面の中央部における電子ビームスポットの形状をほぼ真円に近づけることができる。
【００２８】
一方、蛍光体スクリーン面の周辺部においては、第２の四重極レンズＱＰ２の四重極効果は消滅するが、水平偏向磁界分布をピンクッション状又は弱ピンクッション状とし垂直偏向磁界分布をバレル状又は弱バレル状とする偏向ヨークＤＹを備えている場合、かかる偏向ヨークＤＹによって第２の四重極レンズＱＰ２と同じ極性（性質）の四重極効果が形成される。また、第１の四重極レンズＱＰ１の四重極効果は最大となる。従って、主レンズＭＬを通過した縦長の電子ビームは真円に近づく方向に偏向ヨークＤＹによって補正される。但し、通常、偏向ヨークＤＹによる四重極効果はかなり強いため、過補正となって蛍光体スクリーン面上で電子ビームスポットの形状がやや横長となる。しかしながら、電子ビーム通過孔が円形形状である従来の制御電極（従来技術１参照）と比較して、制御電極を通過した電子ビームによって形成される物点が縦長である分だけ、蛍光体スクリーン面上における電子ビームスポットの縦方向の潰れが軽減される。即ち、図１１の（Ｂ）に示した従来技術２の陰極線管用電子銃の光学的モデルと同程度の電子ビームスポットの形状を得ることができる。
【００２９】
更には、本発明の陰極線管用電子銃においては、第２の四重極レンズの下流にダイナミックコンバーゼンス装置が設けられているので、偏向ヨークの磁界分布をより斉一に近づけることが可能となり（即ち、水平偏向磁界分布を弱ピンクッション状とし垂直偏向磁界分布を弱バレル状とすることが可能になり）、蛍光体スクリーン面の周辺部における電子ビームスポットの歪みを減少させることが可能になるし、蛍光体スクリーン面の全面に亙ってコンバーゼンスエラーを補正することができる。
【００３０】
必要に応じて、更に、加速電極（第２グリッド）の電子ビーム通過孔の形状を縦長とすれば、蛍光体スクリーン面の中央部における電子ビームスポットの縦横比をより一層正確に制御することができる。尚、加速電極を構成する電子ビーム通過孔の縦横比は、制御電極と同様の調整を行えばよい。
【００３１】
【実施例】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
【００３２】
本発明の実施例の陰極線管用電子銃の全体の構成を、図１に模式的な端面図として示す。尚、図１は陰極線管用電子銃を上方から眺めた図である。実施例の陰極線管用電子銃は、例えばカラー陰極線管用のインライン３ビーム方式の電子銃であり、陰極線管１０のネック部１１に配置されている。そして、実施例の陰極線管用電子銃においては、陰極線管の蛍光体スクリーン面（図示せず）に向かって、カソードＫ１，Ｋ２，Ｋ３と、第１グリッドＧ１〜第６グリッドＧ６と、第２の四重極レンズＱＰ２を構成する第１の電極部Ｅ１及び第２の電極部Ｅ２が順次位置するように構成されている。尚、陰極線管用電子銃より下流の陰極線管には偏向ヨーク（図示せず）が配置されている。
【００３３】
図１に示すように、ＲＧＢの各色のための電子ビームを放出するカソードＫ１，Ｋ２，Ｋ３が、インライン３ビーム方式に、即ち水平一直線上に配列されている。
【００３４】
第１グリッドＧ１〜第６グリッドＧ６は、管軸（Ｚ軸）上に配置されている。尚、第１グリッドＧ１〜第６グリッドＧ６には、特に符号を付さない場合があるが、それぞれ電子ビームを通過させるためのビーム通過孔が形成されている。尚、グリッドによっては、ビーム通過孔にて電極あるいは電極部が構成される。
【００３５】
第１グリッドＧ１によって制御電極が構成されている。第２グリッドＧ２は加速電極を構成する。第３グリッドＧ３及び第４グリッドＧ４はプリフォーカスレンズＰＬを構成するための電極である。第２グリッドＧ２〜第４グリッドＧ４は、公知の構造を有する電極である。
【００３６】
第５グリッドは、２つのグリッド（第５前方グリッドＧ５−１及び第５後方グリッドＧ５−２）から構成されており、主レンズのための集束電極を構成する。第１の集束電極である第５前方グリッドＧ５−１の後方電極部Ｇ５ａである電子ビーム通過孔は、本発明の陰極線管用電子銃の特徴の１つである、第１の四重極レンズＱＰ１の電極部を構成する。また、第５後方グリッドＧ５−２は、主レンズのための第２の集束電極を構成し、ダイナミックフォーカス電圧が印加される。第５後方グリッドＧ５−２の前方電極部Ｇ５ｂである電子ビーム通過孔は、第１の四重極レンズＱＰ１の電極部を構成する。
【００３７】
第６グリッドＧ６は、最終加速電極である。第５後方グリッドＧ５−２の後方電極部Ｇ５ｃ及び第６グリッドＧ６の前方電極部Ｇ６ａによって、主レンズＭＬが構成されている。
【００３８】
更には、第１の電極部Ｅ１及び第２の電極部Ｅ２によって、本発明の陰極線管用電子銃の特徴の１つである第２の四重極レンズＱＰ２が構成されている。即ち、電極部Ｇ５ａ及び電極部Ｇ５ｂから成る一対の電極部から構成された第１の四重極レンズＱＰ１が、加速電極である第２グリッドＧ２と主レンズＭＬとの間に設けられている。一方、電極部Ｅ１，Ｅ２から成る一対の電極部から構成された第２の四重極レンズＱＰ２が、主レンズＭＬの下流に設けられている。尚、第１の電極部Ｅ１及び第２の電極部Ｅ２も、管軸（Ｚ軸）上に配置されている。
【００３９】
第２の電極部Ｅ２の後方（下流）には、本発明の陰極線管用電子銃の特徴であるダイナミックコンバーゼンス装置ＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４が設けられている。このダイナミックコンバーゼンス装置は、通常コンバーゼンスカップと呼ばれる部品ではなく、トリニトロン（登録商標）でコンバーゼンス電極板として用いられている４枚の平行平板の電極板から成る。そして、ダイナミックコンバーゼンス装置は、陰極線管用電子銃の管内に水平方向に配されている。
【００４０】
実施例におけるダイナミックコンバーゼンス装置は、互いに対向する一対の高圧側電極板ＣＰ１，ＣＰ２と、この一対の高圧側電極板ＣＰ１，ＣＰ２に対向するようにその両外側に配された一対の低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４とから成る。そして、一対の高圧側電極板ＣＰ１とＣＰ２の間を中心電子ビーム（緑電子ビーム）が通過し、一方の高圧側電極板ＣＰ１と一方の低圧側電極板ＣＰ３の間を別の電子ビーム（例えば赤電子ビーム）が通過し、他方の高圧側電極板ＣＰ２と他方の低圧側電極板ＣＰ４の間を更に別の電子ビーム（例えば青電子ビーム）が通過する。これら電極板ＣＰ１〜ＣＰ４の管軸（Ｚ軸）方向の長さは１０ｍｍ程度、その各間隔は５ｍｍ程度である。
【００４１】
第２グリッドＧ２（加速電極）及び第４グリッドＧ４はリード線１２によって接続されており、これらの第２グリッドＧ２及び第４グリッドＧ４には電子ビームを加速及び集束するための電圧が供給される。一方、第３グリッドＧ３（プリフォーカスレンズＰＬを構成する）及び第５前方グリッドＧ５−１（第１の四重極レンズＱＰ１及び第１の集束電極を構成する）は、それぞれ、リード線１３を介して直流電源１４（フォーカス電圧ＶＦ）に接続されている。更に、第１の四重極レンズＱＰ１及び主レンズＭＬを構成する第５後方グリッドＧ５−２は、第１のダイナミック電圧発生回路１５に接続されており、この第１のダイナミック電圧発生回路１５は直流電源１４に接続されている。第１のダイナミック電圧発生回路１５から出力される電圧は、電圧ＶＦにダイナミック変調電圧ΔＶＦが加わった電圧、即ち、ダイナミックフォーカス電圧である。尚、例えば、ＶＦは６〜１０ｋＶ程度であり、一方、ΔＶＦは１ｋＶ程度の範囲内をダイナミックに変動する。
【００４２】
図１に示すように、最終加速電極を構成する第６グリッドＧ６と第２の四重極レンズＱＰ２を構成する第２の電極部Ｅ２とは、リード線１６を介して電気的に接続されている。そして、第２の電極部Ｅ２は、弾性導電片から成る接続部材１７を介して陰極線管１０の内面に形成された内部導電膜１８に電気的に接続されている。この内部導電膜１８はネック部１１からファンネル部へと延び、アノードボタン（図示せず）に接続されている。従って、最終加速電極を構成する第６グリッドＧ６と第２の四重極レンズＱＰ２を構成する第２の電極部Ｅ２は、高圧直流電圧（アノード電圧ＨＶであり、例えば３０ｋＶ）に保たれる。一対の高圧側電極板ＣＰ１，ＣＰ２は、第２の電極部Ｅ２に取り付けられている。従って、一対の高圧側電極板ＣＰ１，ＣＰ２には、一定の高圧直流電圧であるアノード電圧ＨＶが印加される。
【００４３】
一方、第２の四重極レンズＱＰ２を構成する第１の電極部Ｅ１は、弾性導電片から成る接続部材２０を介してネックコンデンサ２１に電気的に接続されている。このネックコンデンサ２１は、誘電体としての管体（陰極線管１０のネック部１１のネックガラス）と、かかる管体の外側に形成された導電材料から成るリング状の外側電極２１Ａと、かかる管体の内側に形成された導電材料から成るリング状の内側電極２１Ｂとから成る。そして、例えば数十ｐＦ程度の静電容量を有するように構成されている。低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４は第１の電極部Ｅ１に電気的に接続されている。
【００４４】
第１の電極部Ｅ１と最終加速電極である第６グリッドＧ６との間には、高耐圧のダイオード（逆耐圧、１ＫＶ程度以上）２２と、高抵抗（数１０ＭΩ程度）の抵抗器（高抵抗器）２３が並列に接続されている。実施例においては、ダイオード２２の一端に相当するアノードは、第２の四重極レンズＱＰ２を構成する一方の電極部である第１の電極部Ｅ１と電気的に接続されている。尚、第１の電極部Ｅ１と低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４とは電気的に接続されているので、ダイオード２２の一端に相当するアノードは、ダイナミックコンバーゼンス装置の一対の低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４にも電気的に接続されている。
【００４５】
一方、ダイオード２２の他端に相当するカソードは、第６グリッドＧ６及びリード線１６を介して第２の電極部Ｅ２（第２の四重極レンズＱＰ２を構成する他方の電極部に相当する）に電気的に接続されている。尚、一対の高圧側電極板ＣＰ１，ＣＰ２が第２の電極部Ｅ２に取り付けられているので、ダイオード２２の他端に相当するカソードは、ダイナミックコンバーゼンス装置の一対の高圧側電極板ＣＰ１，ＣＰ２にも電気的に接続されている。例えば、抵抗器２３を低圧側電極板ＣＰ３上に溶接し、ダイオード２２を低圧側電極板ＣＰ４上に取り付けることができる。
【００４６】
これにより、図３に示すような等価回路が構成される。即ち、第２のダイナミック電圧発生回路２４、ネックコンデンサ２１、ダイオード２２及び抵抗器２３によって、所謂上端クランプ回路が構成されている。ダイオード２２には保護用の抵抗器ｒが必要に応じて直列に接続されている。ダイオードの内部抵抗値が比較的に高い場合には、保護用の外付けの抵抗器ｒは不要である。図１に示した陰極線管用電子銃においては、外付けの抵抗器ｒは設けられていない。
【００４７】
実施例においては、高圧直流電圧ＨＶを第２の四重極レンズの他方の電極部（第２の電極部Ｅ２）及び一対の高圧側電極板ＣＰ１，ＣＰ２に印加すると共に、水平及び垂直偏向周期に同期した擬パラボラ波によって振幅変調して得られた被変調電圧の水平帰線区間に垂直パラボラ波電圧を加算して得られた電圧をコンデンサ２１を通じて第２の四重極レンズの一方の電極部（第１の電極部Ｅ１）及び一対の低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４に供給する。
【００４８】
具体的には、実施例においては、第２のダイナミック電圧発生回路２４から出力されるダイナミックな電圧の波形として、例えば図４の（Ｂ）に示すように、水平帰線区間（ブランキング区間）にパルス波形を重畳し、水平及び垂直偏向周期に同期した擬パラボラ状波形を有する電圧を用いる。即ち、先ず、水平及び垂直偏向周期に同期した擬パラボラ波によって振幅変調して、被変調電圧を得る（図４の（Ａ）参照）。この被変調電圧の振幅の絶対値はＶＱＰ（例えば、１ｋＶ）である。そして、この被変調電圧の水平帰線区間に垂直パラボラ波電圧を加算することで、図４の（Ｂ）に示すような０（Ｖ）〜−ＶＱＰ（Ｖ）の間で変化する電圧を得ることができる。かかる電圧が、第２のダイナミック電圧発生回路２４から出力される。尚、図４の（Ｂ）に示す電圧ＶＱＰの波形は、図４の（Ａ）に示す電圧波形の水平帰線区間内に垂直周期波形で振幅変調されたクランプパルスＣＰが挿入された波形である。水平帰線区間内では、第２の四重極レンズの作動やコンバーゼンスの補正は不要であるが故に、クランプパルスＣＰを挿入しても不都合は発生しない。
【００４９】
ネックコンデンサ２１の外側電極２１Ａには、陰極線管１０の外部に設けた第２のダイナミック電圧発生回路２４から、図４の（Ｂ）に示した、偏向周期に同期した変調電圧０（Ｖ）〜−ＶＱＰ（Ｖ）が供給される。第２のダイナミック電圧発生回路２４、ネックコンデンサ２１、ダイオード２２及び抵抗器２３によって上端クランプ回路が構成されており、しかも、かかる上端クランプ回路の一端には第２の電極部Ｅ２からアノード電圧ＨＶが供給されるので、第１の電極部Ｅ１に印加される電圧の波形、及び第１の電極部Ｅ１と電気的に接続されている低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４に印加される電圧の波形は、図４の（Ｃ）に示すように、アノード電圧ＨＶに上端がクランプされ、ＨＶ〜ＨＶ−Ｖ’ＱＰの間で変動する波形となる。
【００５０】
こうして、第１の電極部Ｅ１に印加される電圧は、図４の（Ｃ）に示すように変調される。また、低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４にも、図４の（Ｃ）に示すように、コンバーゼンス補正電圧として、偏向周期に同期した変調電圧ＨＶ〜ＨＶ−Ｖ’ＱＰが供給される。
【００５１】
尚、この波形は、必要に応じて変形されたものでもよく、また必ずしも図４の（Ｂ）に示すように、０（Ｖ）で上端クランプされている必要はない。但し、もしも上端クランプ回路を設けない場合、低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４に印加される電圧の波形は、図４の（Ｄ）に示すように、単純に交流結合された波形となる。この場合、偏向周期に同期した変調電圧の垂直周期の成分が忠実に伝送されない。あるいは又、第２の四重極レンズを構成する第２の電極部Ｅ２に印加される電圧よりも、第１の電極部Ｅ１に印加される電圧の方が高くなる場合があり、この場合には第２の四重極レンズＱＰ２による所望の四重極効果が得られなくなる。一方、図３に等価回路を示すように、上端クランプ回路を設けることによって、図４の（Ｃ）に示すように、クランプパルスＣＰのピーク電圧値が高圧直流電圧（アノード電圧）ＨＶにクランプされるので、第１の電極部Ｅ１や低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４に印加される電圧は、高圧直流電圧ＨＶより高い部分が抑えられ、負側に押し下げられる。その結果、ＨＶからＨＶ−Ｖ’ＱＰまで変化するダイナミックな電圧が、第１の電極部Ｅ１及び低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４に確実に印加される。
【００５２】
コンデンサ２１に印加される電圧は、図４の（Ｄ）に示すような交流結合された電圧であってもよい。この場合においても、第１の電極部Ｅ１及び低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４には、上端がアノード電圧ＨＶにクランプされた電圧が印加される。
【００５３】
陰極線管１０のネック部１１のネックガラスを誘電体として形成したコンデンサ２１を介して第２の四重極レンズＱＰ２を構成する第１の電極部Ｅ１及び低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４にダイナミックな電圧を供給することができるので、別に変調回路を設けてこの変調回路で高圧を直接変調する必要はない。
【００５４】
実施例における各グリッドの電極部分の平面形状を模式的に図５に示す。実施例においては、制御電極を構成する第１グリッドＧ１における電極である電子ビーム通過孔は縦長形状を有する（図５の（Ａ）参照）。また、加速電極を構成する第２グリッドＧ２における電極である電子ビーム通過孔は、略円形の開口部から成る（図５の（Ｂ）参照）。
【００５５】
また、第１の四重極レンズＱＰ１を構成する第５前方グリッドＧ５−１の後方電極部Ｇ５ａは、図５の（Ｃ）に模式的に示すように、縦長の矩形形状を有する。一方、第１の四重極レンズＱＰ１を構成する第５後方グリッドＧ５−２の前方電極部Ｇ５ｂは、図５の（Ｄ）に模式的に示すように、横長の矩形形状を有する。
【００５６】
実施例においては、第５後方グリッドＧ５−２の前方電極部Ｇ５ｂには、第５前方グリッドＧ５−１の後方電極部Ｇ５ａに印加される電圧（ＶＦ）以上のダイナミックな電圧（ＶＦ＋ΔＶＦであり、ＶＦ＋ΔＶＦ１〜ＶＦ＋ΔＶＦ２の間を変動する）が印加される。ＶＦ及び（ＶＦ＋ΔＶＦ）の波形を図６に示すが、ΔＶＦは擬パラボラ波形を有する。その結果、第１の四重極レンズＱＰ１には、縦（垂直）方向に発散作用（凹レンズ効果）、横（水平）方向に集束作用（凸レンズ効果）を有する、非軸対称の所謂四重極効果が生ずる。この状態を、図７に模式的に示す。
【００５７】
水平走査において、蛍光体スクリーン面の中央部に衝突する電子ビームに対しては、第５前方グリッドＧ５−１に印加される電圧（ＶＦ）と、第５後方グリッドＧ５−２に印加される電圧（ＶＦ＋ΔＶＦ）との電位差が最小（ΔＶＦ１）となるので、第１の四重極レンズＱＰ１の四重極効果は最低となる。また、蛍光体スクリーン面の中央部から周辺部に向かって移動する電子ビームに対しては、第５前方グリッドＧ５−１に印加される電圧（ＶＦ）と、第５後方グリッドＧ５−２に印加される電圧（ＶＦ＋ΔＶＦ）との電位差が増加するので、第１の四重極レンズＱＰ１の四重極効果は増大する。尚、第５後方グリッドＧ５−２に印加される電圧と、第６グリッドＧ６に印加される電圧との電位差が減少するので、主レンズＭＬの主レンズ作用は弱まる。更に、蛍光体スクリーン面の周辺部に衝突する電子ビームに対しては、第５前方グリッドＧ５−１に印加される電圧（ＶＦ）と、第５後方グリッドＧ５−２に印加される電圧（ＶＦ＋ΔＶＦ）との電位差が最大（ΔＶＦ２）となるので、第１の四重極レンズＱＰ１の四重極効果は最大となる。
【００５８】
更に、第１の電極部Ｅ１及び第２の電極部Ｅ２によって、本発明の陰極線管用電子銃の特徴の１つである、第２の四重極レンズＱＰ２が構成されている。第１の電極部Ｅ１の形状を図８の（Ａ）に模式的に斜視図で示す。第１の電極部Ｅ１には電子ビーム通過孔である開口部が設けられており、この開口部の上方及び下方に突起部Ｅ１ａが設けられている。そして、かかる突起部Ｅ１ａが庇状に第２の電極部Ｅ２に向かって延びている。一方、第２の電極部Ｅ２の形状を図８の（Ｂ）に模式的に示す。尚、図８の（Ｂ）は、蛍光体スクリーン面側から第２の電極部Ｅ２及び第１の電極部Ｅ１を眺めた図であり、第１の電極部Ｅ１の庇状の突起部Ｅ１ａが第２の電極部Ｅ２の略矩形の開口部（電子ビーム通過孔）を貫通して延びている。
【００５９】
実施例においては、第１の電極部Ｅ１に印加される電圧は、第６グリッドＧ６及び第２の電極部Ｅ２に印加される電圧以下である。従って、第２の四重極レンズＱＰ２には、電子ビームに対して縦（垂直）方向に集束作用（凸レンズ効果）、横（水平）方向に発散作用（凹レンズ効果）を有する、非軸対称の四重極効果が生ずる。
【００６０】
そして、水平走査においては、蛍光体スクリーン面の中央部に衝突する電子ビームに対しては、第１の電極部Ｅ１に印加される電圧と、第６グリッドＧ６及び第２の電極部Ｅ２に印加される電圧との電位差が最大（例えばＶ’ＱＰ、図４の（Ｃ）参照）となるので、第２の四重極レンズＱＰ２の四重極効果は最大となる。また、蛍光体スクリーン面の中央部から周辺部に向かって移動する電子ビームに対しては、第１の電極部Ｅ１に印加される電圧と第６グリッドＧ６及び第２の電極部Ｅ２に印加される電圧との電位差が減少するので、第２の四重極レンズＱＰ２の四重極効果は低下し（図４の（Ｃ）参照）、蛍光体スクリーン面の周辺部に衝突する電子ビームに対しては、第１の電極部Ｅ１に印加される電圧と第６グリッドＧ６及び第２の電極部Ｅ２に印加される電圧との電位差が無くなるので、第２の四重極レンズＱＰ２の四重極効果は消滅する。
【００６１】
また、垂直走査においては、蛍光体スクリーン面の上端の中央部に衝突する電子ビームに対しては、第１の電極部Ｅ１に印加される電圧と、第６グリッドＧ６及び第２の電極部Ｅ２に印加される電圧との電位差の最大値は小さく、蛍光体スクリーン面の垂直方向中央部においては、かかる電圧の電位差は最大（−Ｖ’ＱＰ）となる。従って、蛍光体スクリーン面の上下端よりも、蛍光体スクリーン面の垂直方向中央部の方が、第２の四重極レンズＱＰ２の四重極効果は大きくなる。
【００６２】
以上に説明した実施例の陰極線管用電子銃における第１の四重極レンズＱＰ１、主レンズＭＬ、第２の四重極レンズＱＰ２及び偏向ヨークＤＹの光学的モデルを図２の（Ａ）及び（Ｂ）に示す。尚、図２の（Ａ）に示した光学的モデルは、蛍光体スクリーン面の中央部に電子ビームが衝突する際の光学的モデルである。一方、図２の（Ｂ）に示した光学的モデルは、蛍光体スクリーン面の周辺部に電子ビームが衝突する際の光学的モデルである。
【００６３】
図２の（Ａ）に示すように、蛍光体スクリーン面の中央部に電子ビームが衝突する際には、第１の四重極レンズＱＰ１の四重極効果は最低であり、第２の四重極レンズＱＰ２の四重極効果は最大であり、偏向ヨークＤＹの四重極効果はかかる電子ビームには及ばない。そして、制御電極である第１グリッドＧ１の電子ビーム通過孔は縦長形状を有するので、制御電極を通過した電子ビームの物点形状は縦長である。従って、蛍光体スクリーン面の中央部における電子ビームのスポット形状は真円形状に近づく。
【００６４】
一方、図２の（Ｂ）に示すように、蛍光体スクリーン面の周辺部に電子ビームが衝突する際には、第１の四重極レンズＱＰ１の四重極効果は最大であり、第２の四重極レンズＱＰ２の四重極効果は消滅しており、偏向ヨークＤＹの四重極効果は最大である。通常、偏向ヨークによる四重極効果はかなり強いため、過補正となって蛍光体スクリーン面上で電子ビームスポットの形状がやや横長となる。しかしながら、電子ビーム通過孔が円形形状の従来の制御電極と比較して、制御電極を通過した電子ビームによって形成される物点が縦長である分だけ、蛍光体スクリーン面上における電子ビームスポットの縦方向の潰れが軽減される。
【００６５】
更には、ダイナミックコンバーゼンス装置によって、確実にダイナミックコンバーゼンスを行うことができる。即ち、蛍光体スクリーン面の中央部に衝突する電子ビームに対しては、高圧側電極板ＣＰ１，ＣＰ２と低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４によって強い電界が形成される。一方、蛍光体スクリーン面の周辺部に衝突する電子ビームに対しては、高圧側電極板ＣＰ１，ＣＰ２と低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４によって、蛍光体スクリーン面の中央部に衝突する電子ビームに対するよりは弱い電界が形成される。従って、蛍光体スクリーン面の全面に亙ってコンバーゼンスエラーを補正することができる。それ故、たとえ水平偏向磁界分布をピンクッション状とし垂直偏向磁界分布をバレル状とする従来の偏向ヨークを使用する場合にあっても、各磁界分布強度を低くすることができ、陰極線管の蛍光体スクリーン面の周辺部でのフォーカスの劣化を抑制することができる。尚、蛍光体スクリーン面の中央部では、ダイナミックコンバーゼンス装置を構成する高圧側電極板ＣＰ１，ＣＰ２と低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４との間に電位差が生じているため、従来のように電子銃本体でのスタティックコンバーゼンスは、この電位差を考慮して設定する必要がある。
【００６６】
尚、本発明の陰極線管用電子銃においては、図９の（Ａ）に模式的な平面図を示すように、加速電極を構成する第２グリッドＧ２における電極である電子ビーム通過孔の形状を縦長としてもよい。また、制御電極（第１グリッドＧ１）及び加速電極（第２グリッドＧ２）の縦長形状（非点孔形状）は、図２の（Ａ）や図９の（Ａ）に示した矩形に限らず、長円形状（図９の（Ｂ）参照）あるいは楕円形状（図９の（Ｃ）参照）とすることもできる。
【００６７】
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。第１の四重極レンズＱＰ１や第２の四重極レンズＱＰ２の電極部の構造は各実施例にて説明した構造に限定されず、適宜変更することができる。また、実施例にて挙げた数値は例示であり、適宜変更することができる。
【００６８】
実施例においては、主レンズＭＬを形成するためのフォーカス電圧ＶＦをダイナミックに変調（ΔＶＦ）している。これによって、蛍光体スクリーン面の各位置における電子ビームスポット形状を最適化することができる。この場合、第１のダイナミック電圧発生回路１５とネックコンデンサ２１の外側電極２１Ａとを直接接続して第１のダイナミック電圧発生回路１５からの出力電圧（ＶＦ＋ΔＶＦ）を第１の電極部Ｅ１に供給するように構成すれば、第２のダイナミック電圧発生回路２４を省略することができる。あるいは又、例えばファンネル部に設けた同軸ボタンから同軸ケーブルを介して第２の四重極レンズＱＰ２やダイナミックコンバーゼンス装置の低圧側電極板ＣＰ３，ＣＰ４を作動させるためのダイナミックな電圧を供給するように構成してもよい。
【００６９】
実施例における第２の四重極レンズＱＰ２を構成する第１の電極部Ｅ１及び第２の電極部Ｅ２の構造を、例えば、それぞれ図５の（Ｃ）及び（Ｄ）に模式的な平面図で示したと類似の形状に変更することができる。即ち、第１の電極部Ｅ１は、横長の矩形形状の電子ビーム通過孔を有する。一方、第２の電極部Ｅ２は、縦長の矩形形状の電子ビーム通過孔を有する。第１の電極部Ｅ１に印加される電圧は、第６グリッドＧ６及び第２の電極部Ｅ２に印加される電圧以下である。従って、このような電極部構造とすることで、第２の四重極レンズＱＰ２には、電子ビームに対して縦（垂直）方向に集束作用（凸レンズ効果）、横（水平）方向に発散作用（凹レンズ効果）を有する、非軸対称の四重極効果が生ずる。
【００７０】
本発明の陰極線管用電子銃は、バイポテンシャル型やユニポテンシャル型電子銃に適用し得る。
【００７１】
【発明の効果】
以上に述べたように本発明の陰極線管用電子銃においては、主レンズＭＬの上流及び下流にそれぞれ四重極レンズを配置し、且つ制御電極の電子ビーム通過孔を縦長形状とすることによって、蛍光体スクリーン面の中央部に衝突する電子ビームスポットをより真円に近づけることができ、陰極線管の解像度を向上させることができる。更には、四重極レンズによる電子ビームスポット形状の補正効果が高まるので、四重極レンズに印加すべきダイナミックな電圧を低減することができ、ダイナミック電圧発生回路の簡素化及びコストダウンを図ることができる。
【００７２】
加えて、本発明の陰極線管用電子銃によれば、電子ビームスポットが真円に近づくことから、水平方向の解像度の劣化、蛍光体の輝度飽和が防止され、輝度飽和による色純度の低下、縦方向の電子ビームスポットの大きさ（サイズ）が小さすぎるための色選別機構との干渉等の従来技術における問題を解消することができるし、ホワイトユニフォミニティが改善されるという効果もある。
【００７３】
また、本発明の陰極線管用電子銃においては、第２の四重極レンズの下流にダイナミックコンバーゼンス装置が設けられているので、水平偏向磁界や垂直偏向磁界の歪みを小さくすることができ、従来の偏向ヨークにおけるピンクッション状の水平偏向磁界分布やバレル状の垂直偏向磁界分布に起因した蛍光体スクリーン面の周辺部における電子ビームスポットの歪みを減少させることが可能になるし、蛍光体スクリーン面の全面に亙ってコンバーゼンスエラーを補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の陰極線管用電子銃の全体を示す模式図である。
【図２】第１の四重極レンズＱＰ１、主レンズＭＬ、第２の四重極レンズＱＰ２及び偏向ヨークＤＹの光学的モデルを示す図である。
【図３】実施例の第２の四重極レンズ及びダイナミックコンバーゼンス装置の等価回路を示す図である。
【図４】実施例の第２の四重極レンズ及びダイナミックコンバーゼンス装置に供する電圧波形図である。
【図５】実施例における各グリッドの電極部分の平面形状を模式的に示す図である。
【図６】実施例の第１の四重極レンズに供する電圧波形図である。
【図７】四重極レンズの作用を説明するための模式図である。
【図８】実施例における第２の四重極レンズを構成する電極部を模式的に示す図である。
【図９】制御電極（第１グリッドＧ１）及び加速電極（第２グリッドＧ２）の変形を示す模式的な平面図である。
【図１０】従来技術１の陰極線管用電子銃の光学的モデルを示す図である。
【図１１】従来技術２の陰極線管用電子銃の光学的モデルを示す図である。
【図１２】コンバーゼンスエラーを説明するための図である。
【符号の説明】
Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３ カソード
Ｇ１ 第１グリッド（制御電極）
Ｇ２ 第２グリッド（加速電極）
Ｇ３ 第３グリッド（プリフォーカスレンズ）
Ｇ４ 第４グリッド（プリフォーカスレンズ）
Ｇ５−１ 第５前方グリッド（第１の集束電極）
Ｇ５ａ 第５前方グリッドの後方電極（第１の四重極レンズを構成）
Ｇ５−２ 第５後方グリッド
Ｇ５ｂ 第５後方グリッドの前方電極部
Ｇ５ｃ 第５後方グリッドの後方電極部
Ｇ６ 第６グリッド
Ｇ６ａ 第６グリッドの前方電極（主レンズを構成）
Ｅ１ 第１の電極部（第２の四重極レンズを構成）
Ｅ２ 第２の電極部（第２の四重極レンズを構成）
ＭＬ 主レンズ
ＱＰ１ 第１の四重極レンズ
ＱＰ２ 第２の四重極レンズ
ＣＰ１，ＣＰ２，ＣＰ３，ＣＰ４
ダイナミックコンバーゼンス装置
１０ 陰極線管
１１ ネック部
１２ リード線
１３ リード線
１４ 直流電源
１５ 第１のダイナミック電圧発生回路
１６ リード線
１７ 接続部材
１８ 内部導電膜
２０ 接続部材
２１ ネックコンデンサ
２２ ダイオード
２３ 抵抗器
２４ 第２のダイナミック電圧発生回路
Claims (3)
- カソードと、加速電極と、主レンズとを備えた陰極線管用電子銃であって、
（イ）カソードと加速電極との間に設けられ、縦長形状の電子ビーム通過孔を有する制御電極と、
（ロ）加速電極と主レンズとの間に設けられ、電子ビームの垂直方向に発散作用、水平方向に集束作用を有する第１の四重極レンズと、
（ハ）主レンズの下流に設けられ、電子ビームの垂直方向に集束作用、水平方向に発散作用を有する第２の四重極レンズと、
（ニ）該第２の四重極レンズの下流に設けられたダイナミックコンバーゼンス装置、
を備えており、
陰極線管の蛍光体スクリーン面の周辺部に電子ビームが衝突するとき、第１の四重極レンズの有する電子ビームの垂直方向への発散作用及び水平方向への集束作用が最大となり、且つ、第２の四重極レンズの有する電子ビームの垂直方向への集束作用及び水平方向への発散作用が消滅し、
陰極線管の蛍光体スクリーン面の中央部に電子ビームが衝突するとき、第１の四重極レンズの有する電子ビームの垂直方向への発散作用及び水平方向への集束作用が最小となり、且つ、第２の四重極レンズの有する電子ビームの垂直方向への集束作用及び水平方向への発散作用が最大となることを特徴とする陰極線管用電子銃。 - 前記加速電極の電子ビーム通過孔の形状は縦長であることを特徴とする請求項１に記載の陰極線管用電子銃。
- 前記ダイナミックコンバーゼンス装置は、陰極線管用電子銃の管内に水平方向に配されており、
（イ）互いに対向する一対の高圧側電極板と、
（ロ）該一対の高圧側電極板に対向するようにその両外側に配された一対の低圧側電極板、
から成り、
該一対の高圧側電極板の間を電子ビームが通過し、一方の高圧側電極板と一方の低圧側電極板との間を別の電子ビームが通過し、他方の高圧側電極板と他方の低圧側電極板との間を更に別の電子ビームが通過することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の陰極線管用電子銃。
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