JP2621698B2 - 電磁フォーカス装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＲＴディスプレイ装
置に用いられる電磁フォーカス装置に関し、特に、走査
周波数（偏向周波数）が高い周波数であっても効率のよ
い電磁フォーカス装置を提供することを目的としてい
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、陰極線管（ＣＲＴ）における電
子ビームの結像面は、球面上にある。従って、平面状の
蛍光面を結像面とする通常のＣＲＴにおいては、蛍光面
の中心からの偏向距離のほぼ２乗に比例してデフォーカ
スが発生する。デフォーカスを防止するために、電磁偏
向を用いたＣＲＴディスプレイ装置では、ダイナミック
フォーカス回路が使用されている。この様なＣＲＴディ
スプレイ装置を電磁フォーカス式ディスプレイと呼んで
いる。

【０００３】図７に、一般的な電磁フォーカス式ディス
プレイのＣＲＴ周辺部を示す。１はＣＲＴ、２は偏向ヨ
ーク、３はフォーカスヨーク、４は偏向回路、５はフォ
ーカス回路である。フォーカス回路５は、画面全体とし
て平均的に電子ビームを集束するための直流的フォーカ
ス回路と、画面の各部に応じて集束力を加減するための
水平及び垂直のダイナミックフォーカス回路とから成っ
ている。

【０００４】図８に、図７に示したフォーカスヨークを
含む電磁フォーカス装置の詳細図を示す。図８に示す電
磁フォーカス装置６は、ＣＲＴのネック径が２９φのも
のに使用される従来の一般的な装置である。同図におい
て、７，１６はＣＲＴへの取付用バンド、８，１５は永
久磁石１０，１４の両側に配置されたサイドヨークであ
る。サイドヨーク８，１５は、永久磁石１０，１４から
発生する磁束の漏れを小さくするためのものである。９
は、水平ダイナミックフォーカスコイルであり、水平方
向のダイナミックフォーカスを補正するものである。１
１はホルダ、１２はセンターヨークであり、ホルダ１
１、センターヨーク１２は、サイドヨーク８，１５と共
に、永久磁石１０，１４から発生する磁束の経路となっ
ている。１３はメインコイルであり、スタティックフォ
ーカスの補正用と垂直ダイナミックフォーカスの補正用
とに兼用される場合が多い。永久磁石１０，１４、セン
ターヨーク１２、及びサイドヨーク８，１５は、それぞ
れ同心円筒状である。永久磁石１０，１４、センターヨ
ーク１２、及びサイドヨーク８，１５より成る同心円筒
状磁性体の内部に、水平ダイナミックフォーカスコイル
９とメインコイル（スタティックコイル）１３とが、そ
れぞれ同心円状に巻線されて配置されている。水平ダイ
ナミックフォーカスコイル９とメインコイル１３との内
側にＣＲＴのネックが挿入される。前記直流的フォーカ
ス回路の主回路が、永久磁石１０，１４、センターヨー
ク１２、及びサイドヨーク８，１５より成る同心円筒状
磁性体である。これに、水平ダイナミックフォーカス補
正のための水平ダイナミックフォーカスコイル９と、ス
タティックフォーカス補正のためのメインコイル１３と
が付加されるのが一般的である。

【０００５】電磁フォーカス装置６の磁性体とコイル部
分とを拡大したものが図９である。ここで、永久磁石１
０，１４には、温度特性に優れたアルニコ（Ａｌ，Ｎ
ｉ，Ｃｏの合金）や、希土類のコバルト、サマリウムの
合金が使われている。センターヨーク１２、及びサイド
ヨーク８，１５にも、温度特性に優れた軟鉄が使われて
いる。永久磁石１０，１４を、希土類のコバルト、サマ
リウムの合金とし、センターヨーク１２、及びサイドヨ
ーク８，１５を軟鉄とした場合、図１０に示すように、
水平ダイナミックフォーカスコイル９に流れる電流の周
波数が高くなる（即ち、水平走査周波数が高くなる）に
従って、コイル９の等価抵抗が大きくなっている。図１
０において、全体（６）と記載された測定値は、電磁フ
ォーカス装置６を分解しないで装置６全体の等価抵抗を
測定したものであり、コイル（９）のみと記載された測
定値は、水平ダイナミックフォーカスコイル９だけを取
り出して測定したものであり、他も同様である。

【０００６】図８から分るように、コイル９のすぐ近く
に、永久磁石１０，１４、センターヨーク１２、及びサ
イドヨーク８，１５の金属磁性体が存在しているので、
コイル９から発生する磁界により、前記金属磁性体にう
ず電流損が発生する。よって、コイル９の等価抵抗が、
電流周波数１００ｋＨｚでは、電流周波数１２０Ｈｚの
ときの１００倍にも増大してしまう。このように、従来
の電磁フォーカス装置は、非常に効率の悪いものであっ
た。また、図９に示すように、従来は、水平ダイナミッ
クフォーカスコイル９とメインコイル１３とが、分割さ
れて並列に巻線されているため、どうしてもコイル９
が、永久磁石１０、センターヨーク１２、及びサイドヨ
ーク８に接近した配置となっていた。さらに、図１０か
ら分るように、装置全体の等価抵抗を１００％とした場
合、そのうちの約６０％がサイドヨーク８＋コイル９の
等価抵抗であり、約３０％がセンターヨーク側＋コイル
９の等価抵抗であり、約１０％が永久磁石１０＋コイル
９の等価抵抗であり、コイル９が、永久磁石１０、セン
ターヨーク１２、及びサイドヨーク８に接近しているこ
とによって、いかに等価抵抗を増大させているかが分
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、水平走査周波数が高くなり、水平ダイナ
ミックフォーカスコイルに流れる電流周波数が高くなっ
ても、効率の良い電磁フォーカス装置とするためには、
どのような手段を講じればよいかという点にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、上記課題を解決
するために、この発明は、陰極線管における電子ビーム
のフォーカスを、画面上の水平方向におけるいずれの点
においても、ほぼ適正フォーカスとなるように合わせる
水平ダイナミックフォーカスコイルと、スタティックフ
ォーカスの調整をするスタティックコイルと、前記スタ
ティックコイルの近傍に配置された永久磁石と、前記永
久磁石の磁束の経路となるセンターヨークと、前記永久
磁石の両側に配置され、前記永久磁石の磁束の経路とな
るサイドヨークとより構成され、前記永久磁石、前記セ
ンターヨーク、及び前記サイドヨークは、それぞれ同心
円筒状であり、前記永久磁石、前記センターヨーク、及
び前記サイドヨークより成る同心円筒状磁性体の内部
に、前記水平ダイナミックフォーカスコイルと前記スタ
ティックコイルとが、それぞれ同心円状に巻線されて配
置され、前記同心円筒状磁性体に、前記陰極線管のネッ
クが挿入される電磁フォーカス装置において、前記水平
ダイナミックフォーカスコイルを、前記スタティックコ
イルよりも内側に配置したことを特徴とする電磁フォー
カス装置を提供するものである。

【０００９】

【実施例】前述したように、従来の電磁フォーカス装置
では、水平ダイナミックフォーカスコイル９が、永久磁
石１０、センターヨーク１２、及びサイドヨーク８に接
近した配置となっていたため、等価抵抗が増大し、効率
が悪かった。そこで、この発明は、水平ダイナミックフ
ォーカスコイルを、サイドヨーク８、センターヨーク１
２、永久磁石１０の順に遠ざけた配置構造の電磁フォー
カス装置を提供するものである。

【００１０】以下、実施例について説明する。図１〜図
４は、それぞれ第１実施例〜第４実施例の要部を示す図
である。従来例と同一の部分には同一の符号を付し、そ
の部分の具体的説明は省略する。また、ここに図示した
以外の構成は、従来例と同一である。

【００１１】図１に示す第１実施例では、コイル部分を
積層形とし、ＣＲＴのネックに対向する側である内層
（下層）に水平ダイナミックフォーカスコイル９ａ、外
層（上層）にメインコイル１３ａを配置したものであ
る。図２に示す第２実施例では、第１実施例の水平ダイ
ナミックフォーカスコイルコイル部分を、サイドヨーク
８，１５からできるだけ遠ざかるように、小型の水平ダ
イナミックフォーカスコイル９ｂとしたものである。図
３に示す第３実施例では、メインコイル１３ｄの他に、
コイル部分の内層（下層）にある水平ダイナミックフォ
ーカスコイル９ｃの両サイドヨーク８，１５側にも、メ
インコイル１３ｂ，１３ｃを配置したものである。図４
に示す第４実施例では、メインコイル１３ｅ，１３ｆを
両サイドヨーク８，１５側に分割巻線して配置し、メイ
ンコイル１３ｅ，１３ｆの間に水平ダイナミックフォー
カスコイル９ｄを配置したものである。図５に、第２実
施例の等価抵抗周波数特性を示す。従来例の等価抵抗周
波数特性に比べて、等価抵抗が低下しており、第２実施
例により、等価抵抗周波数特性が改善されていることが
分る。

【００１２】こうした電磁フォーカス装置を備えた電磁
フォーカス式ディスプレイは、プロジェクションディス
プレイに使用されることが多い。その場合、ＣＲＴのイ
ンチ数、偏向角、フロント投射かリア投射かの違い、拡
大レンズの性能等により、水平ダイナミックフォーカス
の感度が、ディスプレイごとに異なる。よって、電磁フ
ォーカス装置の水平ダイナミックフォーカスコイルの最
適インダクタンス値等も、ディスプレイごとに違った値
となる。そこで、製造コスト、製造工程数等の問題も合
わせて考慮して、各ディスプレイに最適な電磁フォーカ
ス装置を、第１実施例〜第４実施例の中から選べばよ
い。

【００１３】ここで、水平ダイナミックフォーカス回路
を、図６に示す共振回路とした場合について説明する。
この回路への入力信号は、水平フライバックパルスであ
る。Ｌ１は調整用の可変インダクタ（そのインダクタン
ス値をＬ１とする）、Ｃ１は共振キャパシタ（そのキャ
パシタンス値をＣ１とする）、Ｌは水平ダイナミックフ
ォーカスコイル（そのインダクタンス値をＬとする）、
Ｒ１はダンピング抵抗、Ｒ２は水平ダイナミックフォー
カスコイルＬの等価抵抗である。可変インダクタンス値
Ｌ１は、水平走査周波数ｆH において、共振キャパシタ
Ｃ１とフォーカスコイルＬと可変インダクタＬ１とが、
共振するように設定される。共振条件は次式の通りであ
る。 ２πｆH Ｃ１＝（１／Ｌ＋１／Ｌ１）／２πｆH 上式の条件を満たすと、フォーカスコイルＬに流れる電
流の波形は、入力信号のフライバックパルスと同位相の
余弦波状の波形となる。従って、フォーカスコイルＬの
等価抵抗Ｒ２が、図１０に示すように電流周波数に応じ
て大きくなると、フォーカスコイルＬに電流が流れにく
くなり、その流れにくさをカバーするだけの大きな入力
信号電圧（波高値）が必要となる。しかし、入力信号電
圧を大きくすると、その分消費電力が大きくなってしま
う。本発明は、その消費電力を減らすようにしたもので
あり、例えば第２実施例では、図５に示す等価抵抗周波
数特性の改善分（等価抵抗の低下分）だけ、消費電力を
減らすことができる。よって、第２実施例は、フォーカ
スコイルＬに流れる電流が高周波になっても、効率の良
い電磁フォーカス動作が行える。

【００１４】なお、図５、図１０に示す、水平ダイナミ
ックフォーカスコイル９のみの等価抵抗周波数特性曲線
の右上がりカーブは、高周波によるコイル銅線の表皮効
果ロスによるものである。よって、各実施例で、コイル
銅線にリッツ線等を採用すれば、右上がりカーブを抑え
ることができ、より、消費電力の少ない電磁フォーカス
装置となる。

【００１５】

【発明の効果】以上の通り、本発明の電磁フォーカス装
置は、水平走査周波数が高くなっても、効率の良い電磁
フォーカス動作が行える。さらに、この発明は、種々の
使用条件、各種のＣＲＴに合わせて、最適な電磁フォー
カス装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の要部を示す図である。

【図２】第２実施例の要部を示す図である。

【図３】第３実施例の要部を示す図である。

【図４】第４実施例の要部を示す図である。

【図５】第２実施例の等価抵抗周波数特性を示す図であ
る。

【図６】水平ダイナミックフォーカス回路の一般的な回
路を示す図である。

【図７】従来の電磁フォーカス式ディスプレイのＣＲＴ
周辺部を示す図である。

【図８】従来の電磁フォーカス装置の構造を示す図であ
る。

【図９】従来の電磁フォーカス装置の要部を示す図であ
る。

【図１０】従来の電磁フォーカス装置の等価抵抗周波数
特性を示す図である。

【符号の説明】

８，１５ サイドヨーク ９ａ 水平ダイナミックフォーカスコイル １０，１４ 永久磁石 １２ センターヨーク １３ａ メインコイル（スタティックコイルと垂直ダイ
ナミックフォーカスコイルとを兼ねている）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】陰極線管における電子ビームのフォーカス
   を、画面上の水平方向におけるいずれの点においても、
   ほぼ適正フォーカスとなるように合わせる水平ダイナミ
   ックフォーカスコイルと、 スタティックフォ−カスの調整をするスタティックコイ
   ルと、 前記スタティックコイルの近傍に配置された永久磁石
   と、 前記永久磁石の磁束の経路となるセンターヨークと、 前記永久磁石の両側に配置され、前記永久磁石の磁束の
   経路となるサイドヨークとより構成され、 前記永久磁石、前記センターヨーク、及び前記サイドヨ
   ークは、それぞれ同心円筒状であり、 前記永久磁石、前記センターヨーク、及び前記サイドヨ
   ークより成る同心円筒状磁性体の内部に、前記水平ダイ
   ナミックフォーカスコイルと前記スタティックコイルと
   が、それぞれ同心円状に巻線されて配置され、 前記同心円筒状磁性体に、前記陰極線管のネックが挿入
   される電磁フォーカス装置において、 前記水平ダイナミックフォーカスコイルの両前記サイド
   ヨーク側に、前記スタティックコイルを分割巻線配置し
   たことを特徴とする電磁フォーカス装置。