JP2537432B2 - ビ―ム集中補償装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は透磁性磁界成形器を使用してカラーテレビ
ジョン表示装置の電子ビーム集中性を改良し、電子銃構
体近傍における漂遊偏向磁束により生じるビームの集中
不良を防ぐ装置に関する。

現在のカラーテレビ受像機の大多数は３本の水平イン
ライン型電子銃を有する映像管を利用している。この型
式の映像管はダイナミック集中磁石または回路を使用せ
ずに映像管の表示面上の全ての点に３本の電子ビームを
実質的に集中させる自己集中偏向ヨークを使用すること
ができる。

自己集中ヨークの１形式は透磁性コアの周囲に外表面
が円錐状をなすように巻かれた１対のトロイド型垂直偏
向コイルおよび１対の鞍型水平偏向コイルを有し、しば
しば半トロイド型ヨーク式と呼ばれる。勿論他の垂直、
水平巻線の組合せも可能である。

上記の半トロイド型ヨークでは、２個のトロイドコイ
ルが電子銃の水平面の上下に配置され、一方のコイルに
よりコアに生成される磁束が他のコイルにより生成され
る磁束と逆向きになるように互に逆向きに接続される。
この結果、コアの一方側からこのコアに囲まれた空間を
通ってコアの他方の側へ、ほゞ水平方向を向いた磁界が
形成される。この水平方向の磁界は３本の電子ビームを
垂直方向に偏向させる。コアの中で２つの垂直トロイド
型コイルの磁束が逆向きに延びていることにより、この
垂直トロイド型コイルの円錐状外部表面の外側に外部漂
遊磁界または外部漏洩磁束が形成される。この漂遊磁束
のエネルギはビームの偏向には用いられないので、電力
消費を増し、ヨークのエネルギ効率を減ずる。

またこのトロイド型巻線の性質により内部偏向磁界の
一部がヨークの後方に漏れ、この漏洩フリンジ磁界が電
子銃構体をできるだけ表示面に近付けたい短縮型映像管
の製造に問題を生じる。この型の映像管では電子銃構体
が偏向ヨーク近傍に配置されるが、これはトロイド型垂
直偏向巻線により発生される漏洩偏向磁界内になる。磁
界の漏洩は鞍型コイルの方が少ない。もし漏洩磁界が電
子銃構体の低電圧領域すなわち低ビーム速度領域に存在
すれば、ビーム偏向による集束不良が生じる可能性があ
る。ビーム偏向による集束不良はこの後方への漏洩磁界
が電子銃構体の主集束レンズの前および中で電子ビーム
を偏向し始める時に生じる。これにより各ビームの先行
線に過度集束を生じ、このため表示されたビームスポッ
トに尾が生じる。

トロイド型垂直偏向コイルからの漏洩磁界による電子
ビームの集束不良は、電子銃構体の（G3電極と呼ばれ
る）静電集束電極の少なくとも一部を透磁性材料で形成
することにより減少させることができる。この「磁性」
G3電極はビームが通る空間部分から遠くへ漏洩偏向磁界
を分路することによって、ビームへのその磁界の影響を
著しく減少させる。電子ビームから漏洩偏向磁界を分路
させるこの過程で透磁性G3電極がまた磁界の横方向パタ
ンを歪ませて糸巻型磁界をG3電極の外側前方に形成す
る。インライン型電子銃構体の自己集中ヨークでは垂直
偏向磁界の不均一作用の綜合効果によって樽型磁界効果
を生ずる。「磁性」G3電極により生じる歪で形成される
糸巻型磁界パタンは垂直偏向磁界の綜合樽型磁界効果を
減じる。樽型垂直偏向磁界は、糸巻型磁界が外側の２本
のビームを短軸の端で過度集中させる傾向があるのに対
して、それらの集中不足を起す傾向にあるので、「磁
性」G3電極により生じる、綜合不均一作用に対する糸巻
型磁界効果の増加により外側の２本の電子ビームが表示
面の垂直軸の両端で過度集中する。垂直巻線の巻き方を
変えてより強い樽型磁界を発生させ、過渡集中を修正す
ることはできるが、そうすると上下糸巻歪が増加する欠
点がある。

この発明による透磁性G3電極を組み込んだ水平インラ
イン型電子銃構体を有するカラーテレビジョン表示装置
では、ヨークの両側にヨークのトロイド型垂直偏向コイ
ルの円錐状外表面に沿って１対のビーム集中補正用磁界
成形器すなわち分路が配置され、その成形器はトロイド
型偏向コイルによりその円錐状外表面の近くに発生した
外部垂直漏洩磁束の一部を受入れて、それを電子銃構体
の低ビーム速度領域よりもビーム進行方向について下流
位置に位置している電子銃構体出口端の近くに在る水平
および垂直偏向コイルの後方位置まで導くように、ヨー
クの外側部から後方（電子銃側）に延びている。この導
かれた磁束が電子ビームに作用して電子ビームの垂直偏
向をいくらか生じるので、ヨークによって消費される垂
直偏向電力を減少させることができる。また、この磁界
成形器は、ヨークの入口領域にほぼ樽型の磁界を形成し
て「磁性」G3電極により生じる不都合な糸巻型磁界を補
償し、これによって映像管の垂直軸すなわち短軸の両端
で外側電子ビームの過渡集中を補償するように、および
相異なるビームの描くラスタ寸法の違いとして現れるコ
マ歪のような他の歪も補正するように構成されている。

この発明の推奨実施例によれば、テレビ受像機はネッ
ク部、前面のパネル部および中間のファンネル部を有す
る映像管を有する。この映像管のネック部およびファン
ネル部の周囲には偏向ヨークが配置され、これがコアの
まわりにトロイド型に巻かれた円錐状外表面を有する１
対の垂直偏向コイルを有する。コイルはヨークの内部に
存在する部分と、ヨークの後の第１の磁界領域およびヨ
ークの側面の第２の磁界領域内に存在する外側部分とよ
り成る偏向磁界を生成する。電子銃構体は第１の磁界領
域近傍で映像管のネック部内に配置され、３本の水平イ
ンライン型電子ビームを発生する。電子銃構体には第１
の外部磁界領域に存在する磁界により生じるビームの集
中不良を減少させるために透磁性集束電極が組み込まれ
ている。この透磁性電極は第１の外部磁界領域内の磁界
と相互作用して、何の補償装置も設けなかったとする
と、映像管の表示面の短軸の両側で電子ビームを過渡集
中させる。

補償装置は、トロイド型の垂直偏向コイルの円錐状外
表面に近接してヨークの両側に配置された透磁性磁界成
形器より成る。この各透磁性磁界成形器は、上記コイル
の円錐状外表面付近の第２の外部磁界領域内においてヨ
ーク近傍に配置され、かつ水平垂直の両偏向コイルの後
方で電子銃の低ビーム速度領域よりも下流位置まで延長
した第１の延長部とこの部分に対して傾斜した第２の部
分を有する透磁性部材より成る。この第２の部分は電子
銃構体のビームの出口端近傍で映像管のネック部近傍で
終端しており、これら第１の延長部と第２の部分とは、
外部垂直漏洩磁束の一部を、上記円錐状外表面部から電
子銃の低ビーム速度領域よりも下流位置にある電子銃の
出口端近傍の上記両偏向コイルの後方位置まで導いて、
この下流位置の磁界に樽型磁束を付加して、電子ビーム
に作用させ、ビームの上記過渡集中を補償するように働
く。

以下、添加図面を参照しつつこの発明を詳細に説明す
る。

第１図によれば、カラーテレビジョン映像管10は円筒
形ネック部11、ファンネル部12およびパネル13を含むガ
ラス外囲器を有する。ネック部11の内部には３本の水平
インライン型電子ビームの発生手段を組み込んだ電子銃
構体14が配置されている。ビームはパネル近くに配置さ
れたシヤドーマスク15を通りパネルに被着されて映像管
の表示面を形成する赤、緑、青の色生成用垂直蛍光体条
16に衝突する。シヤドーマスク15は例えば垂直細隙のよ
うな多数の小型開孔を有し、理想的には赤、緑、青に指
定された各電子ビームがその各色生成用蛍光体条だけに
衝突するようになる。映像管10の外部のネック部11とフ
ァンネル部12の結合部分には偏向ヨーク17が配置されて
いる。

ヨーク17は透磁性コア20、そのコア20に巻かれた１対
のトロイド型垂直偏向コイル21、１対の鞍型水平偏向コ
イル（図示せず）およびコイル絶縁体18を含んでいる。
トロイド型垂直偏向コイル21は、第３図に示す断面図か
ら判るように、その外側表面が切頭円錐状（この明細書
中では円錐状と略記する）をなしている。ヨーク17は自
己集中性を有するように設計され、３本の電子ビームは
動的集中補正の必要なく映像管表示面上のすべての点で
実質的に集中される。これは水平および垂直巻線を零で
ない（普通H2と呼ばれる）綜合不均一機能を有するよう
に形成することにより達せられる。水平インライン電子
ビームでは、このため水平偏向磁界が綜合糸巻型不均一
性を有し、垂直偏向磁界が綜合樽型不均一性を持つ必要
がある。これは綜合正味不均一性であって、偏向軸に沿
う特定の位置の局部的不均一機能を意味するものでない
ことに注意すべきである。水平および垂直巻線はまた例
えばコマ歪、上下糸巻歪、左右糸巻歪のような偏向歪や
集中誤差を補正する形状にすることもできる。

第１図に示すように、垂直偏向磁界22の一部はヨーク
17の後部に延びている。これはトロイド型コイルが鞍型
コイルよりも広いフリンジ磁界を発生することによる。
垂直コイルからの漏洩磁界すなわちフリンジ磁界は、偏
向ヨークに近接して電子銃構体を配置することを必要と
するネック部の短かい構造の映像管にとって問題とな
る。電子銃構体が第１図に示すように漏洩垂直偏向磁界
により占められた領域内に配置されると、この漏洩垂直
偏向磁界により電子銃構体内で電子ビームが偏向される
ことになる。すなわちビームは電子銃構体の静電集束レ
ンズにより集束される直前に偏向され、そのためビーム
はわずかに中心を外れてこの集束磁界を通り、非対称に
集束される。ビーム集束時に生じるこの状態はビームス
ポットの歪を生じて映像の解像度や鮮明度を低下する。

電子銃構体14の内部における電子ビームと漏洩垂直偏
向磁界22との間の相互作用は、第３図に示す電子銃構体
14の第１加速静電集束電極（G3電極と呼ぶ）23を高透磁
率を有する材料で作ることにより著しく減少することが
判っている。これにより電極23は漏洩偏向磁界を電子ビ
ームから引き離し、漏洩偏向磁界に起因する集束不良を
著しく低減する。

この偏向磁界の引き離し効果は第２図に見ることがで
きる。第２図はヨーク17の後方からパネル側を見たカラ
ーテレビジョン表示装置の断面図である。垂直偏向コイ
ル21は放射状巻線として図示されているが、非放射型ま
たはバイアス型巻線を有するコイルを使用してもよい。
磁性集束G3電極23および垂直偏向磁力線25は映像管のネ
ック部11の内部に見ることができる。電極23を形成する
高透磁率の磁性材料は周囲の漏洩垂直偏向磁界の低リラ
クタンス路を与え、この電極23のために偏向磁界が高透
磁性材料を通り電子ビームから離れて流れる。この分流
により第２図の磁力線25の歪が発生する。電極23は２つ
の部分より成り、その一方だけが高透磁率を有し、その
ため電極23の出口で磁力線25が変形して糸巻型磁界にな
る。この糸巻型磁界は綜合垂直偏向磁界の不均一機能を
生成し、外側の２本の電子ビーム（赤と青）を映像管の
垂直軸すなわち短軸の両端部で過度集中させる。したが
って、自己集中磁界の糸巻性の増加によりビームが偏向
垂直軸に沿って過度集中することになり、特に軸の両端
で著しくなる。

第３図ないし第５図はこの過度集中に対するこの発明
の解答を説明するものである。前述のように、電極23の
発生する糸巻型磁界を単に垂直巻線の形を変えて生成す
る樽型垂直偏向磁界を強化することにより補償すること
は望ましくない。主偏向磁界の樽型が増大することによ
り、ラスタの上下糸巻型歪が増大し、その修正によりラ
スタの端部にガルウイング（Gullwing）歪が生じること
がある。第３図は第１図と同様の映像管のヨーク構体の
一部を示す拡大図で、対応する素子は同じ引用数字で示
してある。電子銃構体14は赤、緑、青に指定された電子
ビームを発生する３個の水平配置の陰極構体26、27、28
を有し、この陰極構体26、27、28に近接して制御グリッ
ド30が配置されている。制御グリッド30に近接して遮蔽
グリッド31があり、遮蔽グリッド31に近接して前述の第
１加速静電集束電極23が配置されている。電子銃構体14
はさらに第２の加速静電集束電極32を電極23に近接して
有する。電極32は遮蔽カップ33に取付けられている。陰
極構体26、27、28から発生される電子はグリッド30、31
並びに電極23、32の開孔（図示せず）を通る。電子銃素
子を相互並びに映像管10に取付ける追加の手段は図示さ
れていないが、それらは公知である。電子銃の構成及び
動作に関する詳細は米国特許第3772554号明細書に記載
されている。

第３図はまたこの発明がヨーク17の両側に追加された
磁界成形器すなわち分路34を含むことを示す。成形器34
の構造を第4Aおよび4B図に示す。成形器34は高透磁率を
有する材料より形成され、その延長部35は、対をなすコ
イル21相互間の空間にかつヨーク17のコア20に近接し
て、すなわちコイル21の円錐状外表面に近接して配置さ
れ、ヨーク17の円錐状外表面に沿って水平垂直偏向コイ
ルの後方へ延びている。第4A図および第4B図に示すよう
に、この延長部35はヨーク17の後方に向って幅が狭くな
っている。延長部35がヨークの後部に達したところで、
成形器34は映像管のネック部11の方に曲り、ネック部11
と垂直になっている。成形器34の折曲部36もまたネック
部11に近付くにつれて幅が狭くなっている。折曲部36は
電子銃構体14の低ビーム速度領域（陰極から制御電極ま
たは遮蔽電極が設けられている位置までの領域）よりも
ビームの進行方向について下流位置にあるビームの出口
端近傍における、水平垂直両偏向コイルの後方でネック
部11に近接して終っている。

次に分路34の動作を第3A図および第５図について説明
する。第3A図は垂直偏向コイル21により発生される無用
の外部磁界を示す。この外部磁界領域は磁力線37によっ
て示す。成形器34の高透磁性は磁束に低リラクタンス経
路を与え、外部磁束の一部を成形器34に導く。後部の漏
洩磁束の一部もまた成形器34に導かれる。この磁束は成
形器34の延長部35に沿って折曲部36の末端に導かれ、さ
らに映像管のネック部11の内部を横切って成形器34の両
折曲部36間で第５図の磁力線40で示すように電子ビーム
にほぼ直角に成形される。磁界は折曲部36の比較的狭い
端部に出入するので、この点で磁力線はよく集中される
が、その間では磁力線の分布が幅方向（第５図で上下方
向）に拡がって樽型の磁束を作り出しそこに樽型磁界を
生成して、元々そこに形成されていた磁界に付加され
る。この樽型磁界が電子ビームに作用してビームに拡が
り効果を与え、透磁性静電集束電極23により生じるビー
ムの過度集中を補償する。成形器34の形状は補償する樽
型磁界に所定の形および強度を与えるように変えること
ができる。例えば、延長部35の長さおよび幅を減少して
分路する外部磁界量を減らすと、発生する樽型磁界の強
度が減少する。また成形器を先細りでなく均一幅にする
こともできる。したがって成形器34の形状および位置は
例示だけのものであり、実用におけるその実際の寸法、
形状および配向は適当な補償磁界を生成するに必要な程
度まで変化し得ることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は漏洩垂直偏向磁界を示すカラーテレビジョン表
示装置の断面図、第２図は垂直偏向巻線および垂直偏向
磁界の成分の向きを示すカラーテレビジョン映像管の後
部断面図、第３図はこの発明によるカラーテレビジョン
表示装置の一部の断面図、第3A図は垂直偏向磁力線を示
す垂直偏向コイルの断面図、第4A図および第4B図はこの
発明による磁界分路の正面図および側面図、第５図はこ
の発明による磁界分路の動作を示すカラーテレビジョン
表示装置の後部断面図である。 10……映像管、11……ネック部、12……ファンネル部、
13……パネル部、14……電子銃構体、17……ヨーク、20
……コア、21……垂直偏向コイル、22……第１の磁界領
域、23……透磁性電極、35……第１の延長部、36……第
２の部分、37……第２の磁界領域、40……磁界。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウイリアム ヘンリ バーコウ アメリカ合衆国 ニユージヤージ州 ペ ンソーケン ギセンズ・アベニユ 7235 (72)発明者 ジヨーゼフ グロス アメリカ合衆国 ニユージヤージ州 プ リンストン フイシヤ・プレイス 144 (56)参考文献 特開 昭51−25917（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−160120（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−116254（ＪＰ，Ａ) 実開 昭53−15726（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−60651（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ネック部、表示面および中間のファンネル
   部を有する映像管と；上記映像管のネック部内に配置さ
   れていて３本の水平インライン電子ビームを生成する電
   子銃構体と；上記映像管のネック部とファンネル部の周
   囲に配置されていて水平偏向コイルと垂直偏向コイルと
   を有する偏向ヨークと；を具備し、上記垂直偏向コイル
   はコアの周囲にトロイド型に巻かれていて円錐状外表面
   を有し、かつ上記ヨークの内側に在って上記電子ビーム
   を垂直方向に偏向させる磁束と、上記ヨークの外側に在
   る垂直漏洩磁束とを有する偏向磁界を生成する構成をと
   る表示装置におけるビーム集中補償装置であって： 上記垂直偏向コイルの上記円錐状外表面に近接して上記
   ヨークの内側に配置されていて、上記水平および垂直の
   両偏向コイルの後方で上記電子銃の低ビーム速度領域よ
   りも下流の位置まで延長し、上記垂直偏向コイルの上記
   円錐状外表面から上記垂直漏洩磁束の一部を上記電子銃
   構体の低ビーム速度領域よりも下流位置に位置する上記
   電子銃構体の出口端の近傍における上記水平および垂直
   の両偏向コイルの後方まで導いて、上記下流位置におけ
   る磁界に樽型磁束を付加して上記電子ビームと相互作用
   させる、透磁性部材より成るビーム集中補償装置。