JP2002042691A - 偏向ヨークおよびこれを備えた陰極線管装置 - Google Patents

偏向ヨークおよびこれを備えた陰極線管装置

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JP2002042691A JP2000220990A JP2000220990A JP2002042691A JP 2002042691 A JP2002042691 A JP 2002042691A JP 2000220990 A JP2000220990 A JP 2000220990A JP 2000220990 A JP2000220990 A JP 2000220990A JP 2002042691 A JP2002042691 A JP 2002042691A
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yoke
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magnetic core
horizontal
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Nobuhiko Akou
信彦 阿光
Toru Takahashi
亨 高橋
Masachika Inoue
雅及 井上
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  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】偏向電力および製造コストの低減、並びに発熱
量の低減を図ることが可能な偏向ヨーク、およびこれを
備えた陰極線管装置を提供することにある。 【解決手段】陰極線管の真空外囲器はほぼ角錐台状のヨ
ーク装着部を有し、このヨーク装着部に装着された偏向
ヨーク14は、中心軸に対して対称に設けられ、ほぼ角
錐台状をなした一対のサドル型の水平偏向コイル30
a、30bを備えている。上記水平偏向コイルの外周側
には、円錐台状の磁性体コア34が同軸的に設けられ、
この磁性体コアに一対の垂直偏向コイルがトロイダル巻
きされている。中心軸と直交する垂直軸方向において、
磁性体コアの大径側の端部と水平偏向コイルとの間隔v
fと、磁性体コアの小径側の端部と水平偏向コイルとの
間隔vrとの関係は、vf≧vrに設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、カラー受像管な
どの陰極線管装置における偏向ヨーク、およびこれを備
えた陰極線管装置に関する。
【0002】
【従来の技術】陰極線管装置として、例えばカラー受像
管は、ほぼ矩形状の有効部を有したガラス製パネルと、
このパネルに連接されたガラス製ファンネルと、ファン
ネルの小径部に連接された円筒状のガラス製ネックとか
らなる真空外囲器を備えている。パネルの有効部内面に
は、青、緑、赤に発光するドット状またはストライプ状
の3色蛍光体層、および黒色遮光層からなる蛍光体スク
リーンが形成されているとともに、真空外囲器内には、
この蛍光体スクリーンに対向して、多数の電子ビーム通
過孔を有したシャドウマスクが配置されている。また、
ネック内には3電子ビームを放出する電子銃が配設され
ているとともに、ネック外周からファンネルの外周面に
かけて位置したヨーク装着部に偏向ヨークが装着されて
いる。
【0003】上記構成のカラー受像管では、電子銃から
放出された3電子ビームを偏向ヨークの発生する水平、
垂直偏向磁界により水平、垂直方向に偏向し、シャドウ
マスクを介して蛍光体スクリーンを水平、垂直走査する
ことにより、カラー画像を表示する。
【0004】また、上記のようなカラー受像管として、
セルフコンバーセンス・インライン形カラー受像管が広
く実用化されている。このカラー受像管によれば、電子
銃は同一平面上を通る一列配置の3電子ビームを放出す
るインライン型として構成され、また、偏向ヨークは、
ピンクッション形の水平偏向磁界、および、バレル形の
垂直偏向磁界を発生するように構成されている。そし
て、電子銃から放出された一列配置の3電子ビームを、
これら水平、垂直偏向磁界によって偏向することによ
り、格別の補正手段を要することなく、画面全体にわた
り、一列配置の3電子ビームを集中することができる。
【0005】一方、上記のような陰極線管装置において
は、偏向ヨークが大きな電力消費源であり、陰極線管装
置の消費電力低減に当たっては、この偏向ヨークの消費
電力を低減することが重要となる。また、近年、高解像
度、および視認性の高度化が要求され、偏向周波数の高
い使用条件が増えている。そして、このような高い偏向
周波数で偏向ヨークを動作させた場合、偏向ヨークの発
熱量は膨大なものとなる。更に、HD(ハイディフィニ
ッション)TVやPC(パーソナルコンピュータ)等の
OA機器のモニタに対応するためには、偏向周波数を上
げなければならないが、これらは、いずれも偏向電力の
増大、および偏向ヨークの発熱の増大を招く。
【0006】一般に、偏向電力の低減には、陰極線管の
ネック径を小さくして偏向ヨークの装着されるヨーク装
着部外径を小さくすることにより、偏向磁界の作用空間
を小さくし、電子ビームに対して偏向磁界が効率良く作
用するようにすると良い。
【0007】しかし、従来の円錐台状のヨーク装着部を
有した陰極線管装置では、すでに電子ビームが真空外囲
器のヨーク装着部内面に接近して通過するため、ネック
径やヨーク装着部外径を更に小さくすると、電子ビーム
が蛍光体スクリーンに到達する前にヨーク装着部内面に
当たり、最大偏向角をとる部分で蛍光体スクリーンに電
子ビームの衝突しない部分が発生してしまう。また、ヨ
ーク装着部内面に電子ビームが衝突し続けると、ガラス
が溶けるほどその部分の温度が上昇し、真空外囲器が爆
縮する恐れが生ずる。従って、従来の陰極線管装置で
は、ネック径やヨーク装着部外径を一層小さくして、偏
向電力を低減させることは困難となる。
【0008】このような問題を解決する手段として、蛍
光体スクリーン上に矩形状のラスターを描く場合、偏向
ヨークの装着されるヨーク装着部内側における電子ビー
ムの通過領域もほぼ矩形状になるとの考えから、ファン
ネルのヨーク装着部を、ネック側からパネル方向に向か
って円形から次第にほぼ矩形状に変化する形状にしたも
のが示されている。
【0009】このようにファンネルのヨーク装着部をほ
ぼ角錐台状に形成すると、最も偏向角が大きい対角方向
の径はそのままで、ヨーク装着部の長軸(水平軸)およ
び短軸(垂直軸)方向の径を小さくすることができる。
それにより、偏向ヨークの水平、垂直偏向コイルを電子
ビームに近づけて、効率良く偏向し偏向電力を低減する
ことが可能となる。
【0010】一方、偏向ヨークとしては、水平、垂直偏
向コイルが共にサドル型からなるサドル/サドル型偏向
ヨーク、水平偏向コイルがサドル型、垂直偏向コイルが
トロイダル型からなるセミトロイダル型偏向ヨークな
ど、各種形式のものがある。例えば、特開平11−26
5668号公報に開示されたサドル/サドル型偏向ヨー
クでは、絶縁体からなるセパレータの内側に配置される
一対のサドル型に巻かれた角錐台形の水平偏向コイル
と、セパレータの外側に配置される一対のサドル型に巻
かれた角錐台形の垂直偏向コイルと、この垂直偏向コイ
ルを覆うようにその外側に設けられた角錐台状の磁性体
からなるコアと、を備えた構成となっている。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のような
基本構造を有したサドル/サドル型の偏向ヨークでは、
水平および垂直偏向コイルがコアの内側に配置されるた
め、コア自体が大型となり、偏向電力が増加する傾向に
ある。また、コイルからの熱を逃がす開放空間がなく、
発熱量の増大を招くとともに、水平偏向コイルのフロン
ト側ベンド部において漏洩磁界が発生する等の問題があ
る。また、サドル/サドル型の偏向ヨークは、セミトロ
イダル型偏向ヨークよりも偏向電力の低減を図ることが
できるが、磁性体からなる角錐台状のコアを製造するこ
とは困難であるとともに、角錐台状のコアに垂直偏向コ
イルをトロイダル巻きにすることも難しい。従って、偏
向ヨークの製造コストが高くなり、汎用性に欠けてしま
う。
【0012】この発明は以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、偏向電力および製造コストの低減、並
びに発熱量の低減を図ることが可能な偏向ヨーク、およ
びこれを備えた陰極線管装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る偏向ヨークは、特に、コアに着目
し、円錐台状のコアとトロイダル型の垂直偏向コイルと
を組み合わせ、水平偏向コイルをサドル型に巻かれた角
錐形状としている。
【0014】すなわち、この発明に係る偏向ヨークは、
中心軸に対して対称に設けられ、ほぼ角錐台状をなした
一対のサドル型の水平偏向コイルと、上記中心軸と同軸
的に設けられているとともに上記水平偏向コイルの外周
側に配置されたほぼ円錐台状の磁性体コアと、上記磁性
体コアにトロイダル巻きされた一対の垂直偏向コイル
と、を備え、上記中心軸と直交する垂直軸方向におい
て、上記磁性体コアの大径側の端部と上記水平偏向コイ
ルとの間隔vfと、上記磁性体コアの小径側の端部と上
記水平偏向コイルとの間隔vrとの関係は、vf≧vr
に設定されていることを特徴としている。
【0015】また、この発明に係る陰極線管装置は、内
面に蛍光体スクリーンが形成されたパネルと、パネルに
連接したファンネルと、上記ファンネルの小径端に連接
した円筒状のネックとを有しているとともに、ネックか
らファンネルの外周に亘って角錐台状のヨーク装着部が
形成された真空外囲器と、上記真空外囲器のネック内に
配設され、上記蛍光体スクリーンに向けて電子ビームを
出射する電子銃と、上記ヨーク装着部の外側に装着され
た偏向ヨークと、を備え、上記偏向ヨークは、中心軸に
対して対称に設けられ、ほぼ角錐台状をなした一対のサ
ドル型の水平偏向コイルと、上記中心軸と同軸的に設け
られているとともに上記水平偏向コイルの外周側に配置
されたほぼ円錐台状の磁性体コアと、上記磁性体コアに
トロイダル巻きされた一対の垂直偏向コイルと、を備
え、上記中心軸と直交する垂直軸方向において、上記磁
性体コアの大径側の端部と上記水平偏向コイルとの間隔
vfと、上記磁性体コアの小径側の端部と上記水平偏向
コイルとの間隔vrとの関係は、vf≧vrに設定され
ていることを特徴としている。
【0016】上記のように構成された偏向ヨークおよび
これを備えた陰極線管装置によれば、水平偏向コイルを
ほぼ角錐台形状とすることにより、電子ビームを効率良
く偏向し偏向電力の低減を図ることができるとともに、
円錐台状の磁性体コアを用いることにより、垂直偏向コ
イルをトロイダル巻きすることが容易となり、製造コス
トの低減を図ることができる。また、放熱性が向上し、
偏向ヨークの発熱を抑制することが可能となる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら、この発
明の実施の形態に係るカラー陰極線管装置について詳細
に説明する。図1および図2に示すように、カラー陰極
線管装置は真空外囲器10を備え、この真空外囲器は、
周縁にスカート部2を有したほぼ矩形状のパネル1と、
パネルのスカート部に連接されたファンネル4と、ファ
ンネルの小径部に連接された円筒状のネック3と、を有
している。パネル1の内面には赤、緑、青にそれぞれ発
光する複数の蛍光体層、および遮光層よりなる蛍光体ス
クリーン12が形成されている。ネック3からファンネ
ル4にかけてその外周にはヨーク装着部15が形成さ
れ、このヨーク装着部には偏向ヨーク14が装着されて
いる。また、ネック内には、蛍光体スクリーンの蛍光体
層に向けて3電子ビーム20R、20G、20Bを放出
する電子銃16が配置されている。
【0018】電子銃16と蛍光体スクリーン12との間
でパネル1内側には、フレーム17に支持されていると
ともに色選別機能を有するシャドウマスク18が配設さ
れている。このシャドウマスク18は、電子銃16から
放出された電子ビーム20R、20G、20Bを整形し
特定の色の蛍光体層にビームスポットを投影する。
【0019】なお、上記真空外囲器10は、ネック3と
同軸で蛍光体スクリーン12の中心を通って延びた軸を
管軸Z、管軸と直交して延びた軸を水平軸(H軸)X、
および管軸および水平軸と直交して延びた軸を垂直軸
(V軸)Yとしている。
【0020】上記構成のカラー陰極線管装置では、電子
銃16から放出された3電子ビームを偏向ヨーク14か
ら発生した磁界により水平軸および垂直軸方向に沿って
偏向し、シャドウマスク18を介して、蛍光体スクリー
ン12を水平、垂直走査することにより、カラー画像を
表示する。
【0021】図2および図3に示すように、真空外囲器
10のヨーク装着部15は、ネック7側からパネル1方
向に向かって円形から次第にほぼ矩形状に変化する形状
に形成されている。このようにヨーク装着部15をほぼ
角錐台状に形成することにより、偏向ヨーク14の水平
軸Xおよび垂直軸Y方向の径も小さくできるため、偏向
ヨークの水平偏向コイルを電子ビームに近づけて効率よ
く偏向し、偏向電力を低減することが可能となる。
【0022】一方、図1、および図4ないし図6に示す
ように、偏向ヨーク14は、電子ビームを水平軸X方向
に偏向するための磁界を発生する一対の水平偏向コイル
30a、30bと、電子ビームを垂直軸Y方向に偏向す
るための磁界を発生する一対の垂直偏向コイル32a、
32bと、を備えている。一対の水平偏向コイル30
a、30bは、それぞれサドル型のコイルからなり、2
つの水平偏向コイルを合わせてほぼ角錐台状をなしてい
る。そして、これらの水平偏向コイル30a、30b
は、合成樹脂等によって形成されたセパレータ33の内
周面に沿って取り付けられ、このセパレータは、ヨーク
装着部15に対応したほぼ角錐台状に形成されている。
【0023】また、セパレータ33の外周側には、磁性
体からなる円錐台状のコア34が装着され、セパレータ
を同軸的に囲んでいる。そして、一対の垂直偏向コイル
32a、32bは、それぞれコア34にトロイダル巻き
されている。なお、コア34は、その中心軸を含む平面
に沿って2分割可能に形成され、固定片36によって互
いに固定されている。
【0024】また、上記偏向ヨーク14において、角錐
台形状の水平偏向コイル30a、30bに対する最適な
位置、および管軸Z方向の長さを考慮して、円錐台状の
コア34のパネル側端、つまり、大径端部の内径または
外径は、水平偏向コイル30a、30bの大径側におけ
る対角軸上の径に応じて決められている。すなわち、水
平偏向コイル30a、30bが角錐台状に形成され、コ
ア34が円錐台状に形成されている場合、コアの内周面
は、各水平偏向コイルの対角軸部分に最も接近して位置
する。そこで、図7および図8に示すように、コア34
の大径端部の半径は、この大径端部を含み管軸Zに垂直
な平面Aと水平偏向コイル30a、30bの対角軸とが
交差する位置Bにおける水平偏向コイルの径(rd)と
ほぼ等しく設定されている。
【0025】また、コア34のリア側、つまり、小径端
部の内径および外径は、水平偏向コイル30a、30b
のネック側端がほぼ円形となっていることから、その円
の半径に応じて決められている。すなわち、図7および
図9に示すように、垂直偏向コイル32a、32bをト
ロイダル巻きするための余裕を考慮して、コア34の小
径端部の内径および外径は、水平偏向コイル30a、3
0bのネック側端の半径よりも若干大きい半径(r)に
設定されている。そして、コア34は、上述した大径端
部の半径rd、および小径端部の半径r、並びに管軸方
向の最適な長さを考慮して、最適な円錐台状に形成され
ている。
【0026】図7に示すように、円錐台状のコア34
と、サドル型に巻かれた角錐台状の水平偏向コイル30
a、30bとは、管軸Z方向のいずれの位置でも、垂直
軸Y上におけるコア34の径が、水平偏向コイルの径以
上となっている。そして、水平偏向コイル30a、30
bとコア34との隙間は、偏向ヨーク14の垂直軸付近
で最も大きくなっている。
【0027】更に、垂直軸Y方向において、コア34の
大径端部と水平偏向コイル30a、30bとの間隔vf
と、コアの小径端部と水平偏向コイルとの間隔vrとの
関係は、偏向電力の低減および放熱性を考慮して、vf
≧vrの関係に設定されている。
【0028】以上のように構成されたカラー陰極線管装
置によれば、真空外囲器10のヨーク装着部15は角錐
台状に形成され、同時に、水平偏向コイル30a、30
bはヨーク装着部に沿った角錐台状に形成されている。
そのため、電子ビームの最も偏向角が大きい対角方向の
径はそのままで、水平偏向コイル30a、30bの水平
軸Xおよび垂直軸Y方向の径を小さくすることができ、
水平偏向コイル30a、30bを電子ビームに近づける
ことができる。その結果、電子ビームを効率良く偏向
し、偏向ヨーク14の偏向電力を低減することが可能と
なる。
【0029】また、コア34を円錐台状に形成し、垂直
偏向コイル32a、32bをトロイダル巻きする構成と
することにより、角錐台状のコアを用いる場合に比較し
て、偏向ヨークの製造コストを低減することができると
ともに、良好な特性を得ることができる。コア34と水
平偏向コイル30a、30bとの大小関係により、水平
偏向コイルの漏洩磁界をコアによってある程度吸収する
ことができる。
【0030】更に、円錐台形状のコア34を用いるとと
もに、コア34の大径端部と水平偏向コイル30a、3
0bとの間隔vfと、コアの小径端部と水平偏向コイル
との間隔vrとの関係を、vf≧vrに設定することに
より、偏向電力の低減を図ることができるとともに、水
平偏向コイルからの熱が逃げ易く、偏向周波数を高くし
た場合でも偏向ヨーク14の温度上昇を充分に抑制する
ことができる。
【0031】実例として、対角寸法が76cmでパネル
外面がほぼ完全な平面のフラット陰極線管の偏向ヨーク
14を最適な形状でシミュレーションした。その結果、
角錐台状の水平、垂直偏向コイル、および角錐台状のコ
アを基本構造とした従来のサドル/サドル型偏向ヨーク
の場合、コアの大径端部と水平偏向コイルとの間隔v
f、およびコアの小径端部と水平偏向コイルとの間隔v
rは、vf=8.9mm、vr=15.1mmであり、
vf÷vrは0.6程度となった。
【0032】これに対して、本実施の形態のように、円
錐台状のコアに垂直偏向コイルを巻いたトロイダル型と
し、水平偏向コイルをサドル型に巻かれた角錐台状とし
たセミトロイダル型偏向ヨークでは、vf=22.9m
m、vr=15.2mmであり、vf÷vrは、約1.
5となる。
【0033】そして、本実施の形態のようなセミトロイ
ダル型偏向ヨークについて、図10および図11に示す
ように、放熱性および偏向電力を考慮した場合、vf/
vrの値が1.0ないし2.0の時、偏向電力の低減お
よび放熱性の向上を図ることができ、vf/vrが約
1.5の時に最適であることが分かる。従って、本実施
の形態に係る偏向ヨークを用いることにより、偏向電力
および発熱量の低減を図ることが可能となる。
【0034】なお、この発明は上述した実施の形態に限
定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能で
ある。例えば、この発明は、カラー陰極線管装置に限ら
ず、モノクロの陰極線管装置にも適用可能である。
【0035】
【発明の効果】上述したように、この発明によれば、水
平偏向コイルをサドル形に巻かれた角錐台状とし、垂直
偏向コイルを円錐台状のコアにトロイダル巻きした構成
とするとともに、磁性体コアの大径側の端部と水平偏向
コイルとの間隔vfと、磁性体コアの小径側の端部と水
平偏向コイルとの間隔vrとの関係をvf≧vrに設定
することにより、偏向電力および製造コストの低減を図
ることができるとともに、発熱を抑制可能な偏向ヨーク
およびこれを備えた陰極線管装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態に係るカラー陰極線管装
置を一部破断して示す側面図。
【図2】上記カラー陰極線管装置の真空外囲器の背面側
を示す斜視図。
【図3】上記真空外囲器の側面図およびヨーク装着部の
各部を示す断面図であり、(a)は上記真空外囲器の側
面図、(b)は(a)における線B−Bに沿った断面
図、(c)は(a)における線C−Cに沿った断面図、
(d)は(a)における線D−Dに沿った断面図、
(d)は(a)における線E−Eに沿った断面図、
(f)は(a)における線F−Fに沿った断面図。
【図4】上記カラー陰極線管装置の偏向ヨークを示す斜
視図。
【図5】上記偏向ヨークの側面図。
【図6】上記偏向ヨークの分解斜視図。
【図7】上記偏向ヨークのコアと水平偏向コイルとの配
置を概略的に示す側面図。
【図8】上記偏向ヨークのコアと水平偏向コイルとの径
の関係をフロント側において概略的に示す図。
【図9】上記偏向ヨークのコアと水平偏向コイルとの径
の関係をリア側において概略的に示す図。
【図10】vf/vrと偏向ヨークの発熱温度との関係
を示すグラフ。
【図11】vf/vrと偏向電力との関係を示すグラ
フ。
【符号の説明】
1…パネル 3…ネック 4…ファンネル 10…真空外囲器 14…偏向ヨーク 15…ヨーク装着部 16…電子銃 30a、30b…水平偏向コイル 32a、32b…垂直偏向コイル 33…セパレータ 34…コア
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 雅及 埼玉県深谷市幡羅町一丁目9番地2号 株 式会社東芝深谷工場内 Fターム(参考) 5C032 AA02 BB11 5C042 FF02 FF05 FG14 FG27 FG37 FH07

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】中心軸に対して対称に設けられ、ほぼ角錐
    台状をなした一対のサドル型の水平偏向コイルと、 上記中心軸と同軸的に設けられているとともに上記水平
    偏向コイルの外周側に配置されたほぼ円錐台状の磁性体
    コアと、 上記磁性体コアにトロイダル巻きされた一対の垂直偏向
    コイルと、を備え、 上記中心軸と直交する垂直軸方向において、上記磁性体
    コアの大径側の端部と上記水平偏向コイルとの間隔vf
    と、上記磁性体コアの小径側の端部と上記水平偏向コイ
    ルとの間隔vrとの関係は、 vf≧vr に設定されていることを特徴とする偏向ヨーク。
  2. 【請求項2】上記間隔vfは、上記間隔vrの1.0倍
    ないし2.0倍に設定されていることを特徴とする請求
    項1に記載の偏向ヨーク。
  3. 【請求項3】上記間隔vfは、上記間隔vrの約1.5
    倍に設定されていることを特徴とする請求項2に記載の
    偏向ヨーク。
  4. 【請求項4】ほぼ角錐台状に形成されたセパレータを備
    え、 上記一対の水平偏向コイルは、上記セパレータの内面に
    沿って設けられ、 上記磁性体コアは上記セパレータの外側に配置されてい
    ることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に
    記載の偏向ヨーク。
  5. 【請求項5】内面に蛍光体スクリーンが形成されたパネ
    ルと、パネルに連接したファンネルと、上記ファンネル
    の小径端に連接した円筒状のネックとを有しているとと
    もに、ネックからファンネルの外周に亘って角錐台状の
    ヨーク装着部が形成された真空外囲器と、 上記真空外囲器のネック内に配設され、上記蛍光体スク
    リーンに向けて電子ビームを出射する電子銃と、 上記ヨーク装着部の外側に装着された偏向ヨークと、を
    備え、 上記偏向ヨークは、 中心軸に対して対称に設けられ、ほぼ角錐台状をなした
    一対のサドル型の水平偏向コイルと、 上記中心軸と同軸的に設けられているとともに上記水平
    偏向コイルの外周側に配置されたほぼ円錐台状の磁性体
    コアと、 上記磁性体コアにトロイダル巻きされた一対の垂直偏向
    コイルと、を備え、 上記中心軸と直交する垂直軸方向において、上記磁性体
    コアの大径側の端部と上記水平偏向コイルとの間隔vf
    と、上記磁性体コアの小径側の端部と上記水平偏向コイ
    ルとの間隔vrとの関係は、 vf≧vr に設定されていることを特徴とする陰極線管装置。
JP2000220990A 2000-07-21 2000-07-21 偏向ヨークおよびこれを備えた陰極線管装置 Pending JP2002042691A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6879095B2 (en) 2002-02-21 2005-04-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Deflection yoke and cathode ray tube apparatus provided with the same

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