JP2001196010A - ビームインデックス型陰極線管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画面水平軸端におけるビームスポットの形状
を縦長に維持しつつ、画面コーナー部におけるビームス
ポットの傾きを補正可能なビームインデックス型陰極線
管を提供する。 【解決手段】 パネル部の内面に形成されたストライプ
状蛍光面を１本の電子ビームで走査してカラー画像を再
現するビームインデックス型陰極線管において、電子ビ
ームを水平方向に偏向する水平偏向磁界を発生する水平
偏向コイル１６と、電子ビームを垂直方向に偏向する垂
直偏向磁界を発生する垂直偏向コイル１７とを有する偏
向ヨーク１５と、この偏向ヨーク１５の後端側に設けら
れて垂直偏向磁界と同じ向きの偏向磁界を発生するとと
もに、垂直偏向コイル１７に対して直列に接続された補
正コイル２１Ａ，２１Ｂとを備えた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、１本の電子ビーム
によってカラー画像を再現するインデックス型陰極線管
に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー陰極線管の一つに、１本の電子ビ
ームによってカラー画像を再現するビームインデックス
型陰極線管がある。このビームインデックス型陰極線管
においては、パネル部の内面に形成されたストライプ状
蛍光面を１本の電子ビームで走査してカラー画像を再現
している。

【０００３】このようなビームインデックス型陰極線管
は、電子銃に組み込むカソードの個数が一個で済むう
え、アーチャグリル等を用いた色選別機構がないため、
構造が簡単で安価に製造でき、しかも消費電力が少ない
といった利点を有している。

【０００４】ここで、ビームインデックス型陰極線管の
動作時においては、例えば緑の蛍光体ストライプに電子
ビームを照射したときに、その隣の赤又は青の蛍光体ス
トライプに電子ビームの一部が照射されると、表示画像
の色純度が悪化してしまう。そのため、ストライプ状蛍
光面に対しては、電子銃から出射された電子ビームのス
ポット幅（ストライプ状蛍光面における電子ビームのス
ポット幅）を、赤（Ｒ）緑（Ｇ）青（Ｂ）各色の蛍光体
ストライプ幅よりも小さくする必要がある。

【０００５】一方、３本の電子ビームによってカラー画
像を再現するカラー陰極線管においては、３本の電子ビ
ームのスポット形状を円形にしてアパーチャグリル等で
色選別することにより、ストライプ状蛍光面で縦長のビ
ームスポットを形成している。これに対して、ビームイ
ンデックス型陰極線管でのビームスポット形状を円形に
した場合は、次のような不具合が生じる。

【０００６】即ち、色純度の悪化を回避するために電子
ビームのスポット径を蛍光体ストライプ幅よりも小さく
すると、ビーム電流が不足して輝度の低下を招いてしま
う。そのためビームインデックス型陰極線管では、ビー
ムスポットの垂直方向の長さを水平方向の長さよりも大
きくした、いわゆる縦長のビームスポットとすることに
より、所望のビーム電流を確保している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ビーム
インデックス型陰極線管において電子ビームのスポット
形状を縦長にすると、電子ビームを画面の水平方向（横
方向）と垂直方向（縦方向）に偏向したときに、図９に
示すように画面５０の中央部５１を基準にした水平軸
（Ｘ軸）上と垂直軸（Ｙ軸）上ではビームスポット５２
が一様に縦長の形状に維持されるものの、画面５０のコ
ーナー部（四隅）５３ではビームスポット５２に傾きが
生じてしまう。このビームスポット５２の傾きは、画面
コーナー部に近づくほど顕著化する傾向にある。

【０００８】そうした場合、ビームスポット５２が縦長
に維持される部分では、図１０（Ａ）に示すように、狙
いとする蛍光体ストライプ（図例では緑の蛍光体ストラ
イプ）５４Ｇだけにビームスポット５２が照射されてい
ても、ビームスポット５２に傾きが生じる部分（特に画
面コーナー部）では実質的にビームスポット５２の幅が
広がることになるため、図１０（Ｂ）に示すように、狙
いとする蛍光体ストライプ（図例では緑の蛍光体ストラ
イプ）５４Ｇ以外の蛍光体ストライプ（図例では赤、青
の蛍光体ストライプ）５４Ｒ，５４Ｂにもビームスポッ
ト５２が照射され、色純度が悪化してしまう。

【０００９】この対策としては、水平偏向コイルによる
水平偏向磁界を強いピンクッション（糸巻き形）磁界
（以下、ピン磁界と略称）とすることが考えられる。水
平偏向磁界をピン磁界にすると、図１１に示すように画
面コーナー部に向かう電子ビームに対しては、そのビー
ムスポット５２Ａの上側と下側に強度の異なる偏向力が
作用する。この偏向力は、ビームスポット５２Ａの下側
を上側よりも水平方向に大きく変位させる力、つまりビ
ームスポット５２Ａを回転させる成分として働く。その
ため、ピン磁界の強度をある程度強めることで、画面コ
ーナー部５３におけるビームスポット５２Ａの傾きを補
正することが可能となる。

【００１０】しかしながら、画面の水平軸端（右端、左
端）に向かう電子ビームに対しては、そのビームスポッ
ト５２Ｂの上側と下側にほぼ同じ強度の偏向力が作用す
る。このとき、上記ビームスポット５２Ａの傾きを補正
すべくピン磁界を強めると、画面水平軸端に向かう電子
ビームは、そのビームスポット５２Ｂの幅寸法が広がる
方向で且つその高さ寸法が縮まる方向の力を受ける。

【００１１】そのため、図1２に示すように、画面５０
のコーナー部５３におけるビームスポット５２Ａの傾き
は補正できても、画面５０の水平軸（Ｘ軸）上において
は、画面中央部５１の縦長のビームスポット５２Ｃに比
較して、画面水平軸端のビームスポット５２Ｂが幅広に
潰された形状となる（このとき、画面垂直上に照射され
る電子ビームはピン磁界歪みの影響を殆ど受けないこと
から、画面垂直軸端におけるビームスポット５２Ｄの形
状は縦長に維持される）。このようにビームスポット５
３Ｂが形状的に潰れると、実質的なビームスポット幅の
広がりによって色純度の悪化を招く恐れがある。

【００１２】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、画面水平軸上にお
けるビームスポットの形状を縦長に維持しつつ、画面コ
ーナー部におけるビームスポットの傾きを補正可能なビ
ームインデックス型陰極線管を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたもので、パネル部の内面に形成さ
れたストライプ状蛍光面を１本の電子ビームで走査して
カラー画像を再現するビームインデックス型陰極線管に
おいて、電子ビームを水平方向に偏向する水平偏向磁界
を発生する一対の水平偏向コイルと、電子ビームを垂直
方向に偏向する垂直偏向磁界を発生する一対の垂直偏向
コイルとを有する偏向ヨークと、この偏向ヨークの後端
側に設けられて垂直偏向磁界と同じ向きの偏向磁界を発
生するとともに、一対の垂直偏向コイルに対して直列に
接続された一対の補正コイルとを備えた構成を採用して
いる。

【００１４】上記構成からなるビームインデックス型陰
極線管では、一対の垂直偏向コイルに垂直偏向電流が供
給されると、これに同期して一対の補正コイルにも電流
が流れる。このとき、偏向ヨークの内部には一対の垂直
偏向コイルによる垂直偏向磁界が形成され、偏向ヨーク
の後端側には垂直偏向磁界と同じ向きで一対の補正コイ
ルによる偏向磁界が形成される。そうした場合、電子銃
から出射された電子ビームは、偏向ヨークの後端側で一
対の補正コイルの偏向磁界により垂直方向に偏向（プリ
偏向）されることになる。これにより、画面コーナー部
におけるビームスポットの傾きを補正すべく水平偏向磁
界をピン磁界とした場合に、画面コーナー部に向かう電
子ビームが、よりピン磁界歪みの大きなところを通過す
るようになる。したがって、水平偏向のためのピン磁界
を過度に強くしなくても、画面コーナー部におけるビー
ムスポットの傾きを補正することが可能となる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しつつ詳細に説明する。

【００１６】図1は本発明が適用されるビームインデッ
クス型陰極線管の全体像を示す概略斜視図である。図１
において、陰極線管バルブ１０は、パネル部１１、ファ
ンネル部１２及びネック部１３により構成されている。
パネル部１１の内面には、赤，青，緑の各色蛍光体スト
ライプをパターン配列したストライプ状蛍光面（不図
示）が形成されている。一方、ネック部１３には、電子
ビームの出射源となる電子銃１４が内装されている。ま
た、ネック部１３からファンネル部１２に至るコーン部
には、電子ビームを偏向するための偏向ヨーク１５が装
着されている。

【００１７】上記構成からなるビームインデックス型陰
極線管においては、電子銃１４から１本の電子ビームが
出射される。このとき、偏向ヨークにおいて、電子銃１
４から出射された電子ビームの軌道上に偏向磁界を形成
することにより、電子ビームが上下左右（垂直方向及び
水平方向）に偏向される。これにより、陰極線管バルブ
１０のパネル部１１においては、その内面に形成された
ストライプ状蛍光面を１本の電子ビームが走査してカラ
ー画像を再現する。

【００１８】図２は本発明の実施形態に係る偏向ヨーク
の一部破断面を含む側面図である。図２から明らかなよ
うに、偏向ヨーク１５には、水平偏向コイル１６、垂直
偏向コイル１７、セパレータ１８、コア１９及びリング
マグネット２０等の部品が装備されている。水平偏向コ
イル１６はセパレータ１８に鞍型に巻線されている。垂
直偏向コイル１７は水平偏向コイル１６の外側に鞍型に
巻線されている。

【００１９】また、水平偏向コイル１６は偏向ヨーク１
５の上下（垂直軸方向）に対をなして配置され、垂直偏
向コイル１７は偏向ヨーク１５の左右（水平軸方向）に
対をなして配置されている。そして、電子銃１４から出
射される電子ビームの軌道上において、水平偏向コイル
１６は電子ビームを画面の左右方向（水平方向）に偏向
させる水平偏向磁界を発生し、垂直偏向コイル１７は電
子ビームを画面の上下方向（垂直方向）に偏向させる垂
直偏向磁界を発生する。

【００２０】コア１９はフェライト等の磁性材料からな
るもので、垂直偏向コイル１７の外側に配置されてい
る。このコア１９は、水平偏向コイル１６及び垂直偏向
コイル１７が発生する磁界の効力をより高めるために、
それらの偏向コイル１６，１７を覆うように装着されて
いる。リングマグネット２０は、電子銃１４の組み立て
誤差等による電子ビームの軌道ずれを補正するために、
偏向ヨーク１５の後端部（ガン側）に取り付けられてい
る。

【００２１】これに加えて、偏向ヨーク５１の後端側に
は、一対の補正コイル２１Ａ，２１Ｂが取り付けられて
いる。これら一対の補正コイル２１Ａ，２１Ｂは、上記
リングマグネット２０の近傍において、偏向ヨーク５１
の上下に対をなして配置されている。

【００２２】図３は偏向ヨークにおける補正コイルの配
置状態を陰極線管の中心軸（Ｚ軸）方向から見た図であ
る。図示のように一対の補正コイル２１Ａ，２１Ｂは、
それぞれ略Ｃ型のコア２２Ａ，２２Ｂに巻装されてい
る。これらのコア２２Ａ，２２Ｂは、先述のコア１９と
同様にフェライト等の磁性材料からなるもので、互いの
脚部２３Ａ，２３Ｂを対向させた状態で、上記ネック部
１３の外側に配置されている。

【００２３】図４は偏向ヨークにおけるコイル接続状態
を示す図である。図４において、一対の垂直偏向コイル
１７Ａ，１７Ｂは互いに直列に接続され、一対の補正コ
イル２1Ａ，２１Ｂも互いに直列に接続されている。ま
た、一対の垂直偏向コイル１７Ａ，１７Ｂに対しては、
一対の補正コイル２１Ａ，２１Ｂが直列に接続されてい
る。さらに、一対の補正コイル２１Ａ，２１Ｂによる直
列回路には可変抵抗２４が並列に接続されている。この
可変抵抗２４の摺動子２５は、一対の補正コイル２１
Ａ，２１Ｂ間の接続中点２６に接続されている。

【００２４】このようなコイル接続状態においては、図
示せぬ一対の水平偏向コイルに水平偏向の周期で水平偏
向電流（ノコギリ波電流）が流れる一方、一対の垂直偏
向コイル１７Ａ，１７Ｂに垂直偏向の周期で垂直偏向電
流（ノコギリ波電流）が流れる。このとき、一対の垂直
偏向コイル１７Ａ，１７Ｂに対して、一対の補正コイル
２１Ａ，２１Ｂが直列に接続されていることから、一対
の垂直偏向コイル１７Ａ，１７Ｂを介して一対の補正コ
イル２１Ａ，２１Ｂにも垂直偏向の周期で電流が供給さ
れる。

【００２５】これにより、電子銃１４から出射された電
子ビームを垂直方向に偏向する場合は、偏向ヨーク１５
の後端側に、垂直偏向磁界と同じ向きで補正コイル２１
Ａ，２１Ｂによる偏向磁界、即ち電子ビームを垂直方向
に偏向させる磁界が形成される。

【００２６】また、可変抵抗２４の摺動子２５の位置を
変えると、補正コイル２１Ａに流れる電流と補正コイル
２１Ｂに流れる電流の割合が変化する。即ち、摺動子２
５をセンター位置にすると、一対の補正コイル２１Ａ，
２１Ｂに同じ割合で電流が流れる。また、その状態から
摺動子２５を一方側（図４の左側）に摺動させると、補
正コイル２１Ａにより多くの割合で電流が流れ、摺動子
２５を他方側（図４の右側）に摺動させると、補正コイ
ル２１Ｂにより多くの割合で電流が流れる。

【００２７】以上のように構成されたビームインデック
ス型陰極線管において、図５に示すように電子銃１４か
ら電子ビームを出射した場合、そのビーム軌道は補正コ
イル２１Ａ，２１Ｂが有る場合と無い場合で異なるもの
となる。

【００２８】さらに詳述すると、まず、補正コイル２１
Ａ，２１Ｂが無い場合は、偏向ヨーク１５によって生成
される水平偏向磁界及び垂直偏向磁界により電子ビーム
Ｂ１が図中破線で示すような軌道を描いてパネル内面の
ストライプ状蛍光面ＰＦに到達する。このとき、上記一
対の垂直偏向コイル１７Ａ，１７Ｂによる垂直偏向磁界
によって電子ビームを垂直方向（図の上方向）に偏向し
たときのビーム到達点はＲＰとなる。

【００２９】これに対して、補正コイル２１Ａ，２１Ｂ
が有る場合は、垂直偏向コイル１７Ａ，１７Ｂによる垂
直偏向磁界に加えて、補正コイル２１Ａ，２１Ｂによる
偏向磁界が形成されるため、この偏向磁界によって電子
ビームＢ２が先程よりも電子銃1４側に近い位置から垂
直方向（図の上方）に偏向（プリ偏向）される。これに
より、電子ビームＢ２は、先程よりも陰極線管の中心軸
（Ｚ軸）から離れたところで、図中実線で示すような軌
道を描いてストライプ状蛍光面ＰＦに到達することにな
る。

【００３０】ただし、補正コイル２１Ａ，２１Ｂが有る
場合と無い場合でビーム到達点ＲＰを一致させるために
は、垂直偏向電流を適宜調整する必要がある。

【００３１】このように補正コイル２１Ａ，２１Ｂの偏
向磁界で電子ビームの軌道を変えることにより、図６に
示すように、画面コーナー部でのビームスポットの傾き
を補正すべく偏向ヨーク１５内の水平偏向磁界をピン磁
界とした場合に、補正コイル２１Ａ，２１Ｂ無しで進行
する電子ビームＢ１は図中破線で示す位置を通過し、補
正コイル２１Ａ，２１Ｂ有りで進行する電子ビームＢ２
は図中実線で示す位置を通過する。このとき、各々の電
子ビームＢ１，Ｂ２が共に画面コーナー部に向かって進
行するものとすると、これらの電子ビームＢ１，Ｂ２
は、水平方向への偏向のために、ピン磁界の歪みが生じ
ている部分を通過することになる。

【００３２】ただし、偏向ヨーク１５内に形成されるピ
ン磁界の歪みは、水平軸（Ｘ軸）から離れるにしたがっ
て大きなものとなっている。そのため、上述のように補
正コイル２１Ａ，２１Ｂの有り無しで比較した場合、補
正コイル２１Ａ，２１Ｂ有りで進行する電子ビームＢ２
の方が、より磁界歪みの大きなところを通過することに
なる。

【００３３】そうすると、図７に示すように、画面コー
ナー部に向かう電子ビームに対しては、そのビームスポ
ット２７Ａの上側と下側に強度の異なる偏向力が作用す
る。このとき、水平偏向のためのピン磁界を従来（図１
1）より弱いものとしても、上述のように電子ビームが
磁界歪みの大きなところを通過することで、ビームスポ
ット２７Ａの傾きを十分に補正することが可能となる。

【００３４】一方、画面水平軸端に向かう電子ビームに
対しては、そのビームスポット２７Ｂの上側と下側にほ
ぼ同じ強度の偏向力が作用する。このとき、上述のよう
にピン磁界を従来（図１1）より弱いものとすることに
より、画面水平軸端に向かう電子ビームはピン磁界歪み
の影響をあまり受けなくなる。そのため、画面水平軸端
に照射されるビームスポット２７の形状的な潰れを防止
することができる。

【００３５】これにより、画面水平軸端におけるビーム
スポットの形状を縦長に維持しつつ、画面コーナー部に
おけるビームスポットの傾きを補正することが可能とな
る。このことから、図８に示すように画面２８の中央部
２９や画面垂直軸（Ｙ軸）上では勿論のこと、画面水平
軸（Ｘ軸）上や画面コーナー部３０においても、それぞ
れ傾きのない縦長のビームスポット２７Ａ，２７Ｂ，２
７Ｃ，２７Ｄを照射することが可能となる。

【００３６】また、一対の補正コイル２１Ａ，２１Ｂに
対しては、先の図４において可変抵抗２４の摺動子２５
の位置を変えることにより、各々の補正コイル２１Ａ，
２１Ｂに流れる電流の割合を任意に調整することができ
る。

【００３７】これにより、一対の補正コイル２１Ａ，２
１Ｂによる偏向磁界のバランスを調整することができる
ため、電子ビームを画面上方向に偏向する場合と画面下
方向に偏向する場合で、各々のビームスポットの傾き補
正量を変えることができる。その結果、ビームインデッ
クス型陰極線管における構成部品の組み立て誤差等に好
適に対応することが可能となる。また、個々の補正コイ
ル２１Ａ，２１Ｂの特性上のバラツキを偏向磁界のバラ
ンス調整によって吸収することも可能となる。

【００３８】なお、上記実施形態においては、偏向ヨー
ク１５の後端側にこれと一体構成で補正コイル２１Ａ，
２１Ｂを設けるようにしたが、本発明はこれに限らず、
偏向ヨーク１５と別構成で補正コイル２１Ａ，２１Ｂを
設けるようにしても良い。

【００３９】また、一対の補正コイル２１Ａ，２１Ｂに
よって形成される補正磁界の磁界分布としては、ピン磁
界、斉一磁界、バレル（たる形）磁界のいずれであって
も良い。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明のビームイン
デックス型陰極線管によれば、偏向ヨークの後端側に、
垂直偏向磁界と同じ向きの偏向磁界を発生する一対の補
正コイルを設けたことにより、水平偏向磁界をピン磁界
とした場合に、画面コーナー部に向かう電子ビームが、
よりピン磁界歪みの大きなところを通過するようにな
る。これにより、画面水平軸端におけるビームスポット
の形状を縦長に維持しつつ、画面コーナー部におけるビ
ームスポットの傾きを補正することが可能となる。その
結果、画面全域にわたって各色の蛍光体ストライプに的
確にビームスポットを照射し、色純度に優れたカラー画
像を再現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるビームインデックス型陰極
線管の全体像を示す概略斜視図である。

【図２】本発明の実施形態に係る偏向ヨークの一部破断
面を含む側面図である。

【図３】偏向ヨークにおける補正コイルの配置状態を示
す図である。

【図４】偏向ヨークにおけるコイル接続状態を示す図で
ある。

【図５】補正コイルによる電子ビームの軌道変化を説明
する図である。

【図６】ピン磁界における電子ビームの通過位置を説明
する図である。

【図７】実施形態におけるビームスポットの傾き補正原
理を説明する図である。

【図８】実施形態における画面内でのビームスポット形
状を示す図である。

【図９】画面コーナー部でのビームスポットの傾き状態
を示す図である。

【図１０】ビームスポットと蛍光体ストライプの位置関
係を示す図である。

【図１１】従来におけるビームスポットの傾き補正原理
を説明する図である。

【図１２】水平偏向磁界をピン磁界としたときのビーム
スポット形状を示す図である。

【符号の説明】

１０…陰極線管バルブ、１１…パネル部、１４…電子
銃、１５…偏向ヨーク、１６…水平偏向コイル、１７，
１７Ａ，１７Ｂ…垂直偏向コイル、２１Ａ，２１Ｂ…補
正コイル、２４…可変抵抗、２５…摺動子、２７Ａ，２
７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ…ビームスポット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パネル部の内面に形成されたストライプ
   状蛍光面を１本の電子ビームで走査してカラー画像を再
   現するビームインデックス型陰極線管において、 前記電子ビームを水平方向に偏向する水平偏向磁界を発
   生する一対の水平偏向コイルと、前記電子ビームを垂直
   方向に偏向する垂直偏向磁界を発生する一対の垂直偏向
   コイルとを有する偏向ヨークと、 前記偏向ヨークの後端側に設けられて前記垂直偏向磁界
   と同じ向きの偏向磁界を発生するとともに、前記一対の
   垂直偏向コイルに対して直列に接続された一対の補正コ
   イルとを備えることを特徴とするビームインデックス型
   陰極線管。
2. 【請求項２】 前記一対の補正コイルに流れる電流の割
   合を調整する手段を具備することを特徴とする請求項１
   記載のビームインデックス型陰極線管。