JP2826615B2 - 電子ビーム集束装置 - Google Patents

電子ビーム集束装置

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JP2826615B2
JP2826615B2 JP27425692A JP27425692A JP2826615B2 JP 2826615 B2 JP2826615 B2 JP 2826615B2 JP 27425692 A JP27425692 A JP 27425692A JP 27425692 A JP27425692 A JP 27425692A JP 2826615 B2 JP2826615 B2 JP 2826615B2
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magnetic
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、3個の陰極線管夫々で
得た各赤色, 緑色及び青色像を映像スクリーン上で合成
し、カラー表示するようにした多管式カラープロジェク
ターに設けられる陰極線管からの電子ビームを集束させ
るための電子ビーム集束装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般にテレビジョン受信機のカラー映像
画面を光学系を介して映像スクリーンに投射し、カラー
映像を表示するようにしたカラープロジェクターにおい
ては、各陰極線管(以下CRT と略す)にて赤色,緑色及
び青色画像を形成し、これを映像スクリーン上で結像さ
せる構成となっている。
【0003】図1は特開昭55-93640号公報に開示されて
いるカラープロジェクターを示す模式図であり、図中1
はカソード、2は永久磁石を用いた電子ビーム集束装
置、3は偏向ヨーク、4は軌道補正用磁石、FはCRT フ
ェース面を夫々示している。カソード1から放出された
電子ビームEBは、軌道補正用磁石4でその軌道を補正さ
れ、電子ビーム集束装置2でCRT フェース面F上で結像
するよう集束され、偏向ヨーク3にて電子ビームEBをCR
T フェース面F上で結像させた状態で走査させるように
なっている。
【0004】図2は図1に示す電子ビーム集束装置2の
内部構造を示す拡大断面図であり、電子ビームEBの進行
方向をz軸方向とすると、このz軸と同心に円形リング
状をなす永久磁石11を、それによる磁力線がz軸方向と
平行に形成されるように配置し、また磁力線を効率よく
電子ビームEBが通過する内部側に集束するように、リン
グ形状のヨーク12,12が永久磁石装置11の両側部に沿わ
せて配置され、更に永久磁石11の磁力のばらつきを補正
するために永久磁石11とヨーク12,12 で囲われた内側に
磁力補正用コイル13と、CRT フェース面Fの中央と周辺
とで電子ビームの集束点を補正するダイナミックフォー
カス補正用のコイル14を配置してある。
【0005】図3は軌道補正用の磁石4の正面図であ
り、図3に示す如き磁力線Gをもつ2個の磁石を組み合
せ、相対回転により電子ビームEBの軌道を曲げ、電子ビ
ームEBを電子ビーム集束磁石装置2の磁気的中心側に向
わせるようになっている。
【0006】図4は軌道補正用の磁石4の機能説明図で
あり、電子ビーム集束装置2における構造的中心O1
磁気的中心O2 とがずれているため、電子ビームEBのフ
ォーカス補正量が変化した場合にCRT フェース面F上で
の電子ビームスポットの中心位置が移動する、所謂光学
レンズでいう「偏心」を補正するようになっている。
【0007】次に動作について説明する。カソード1か
らは映像信号のレベルに対応した電子ビームEBが出力さ
れるが、この電子ビームEBは他の電極により所定の発散
角度をもっており、電子ビーム集束装置2による磁場に
達する前に断面円形のビームとなっている。一方、電子
ビーム集束装置2の永久磁石11により形成される磁場の
強度は、電子ビームの進行方向であるz軸方向に対し一
般に鐘型分布となる。従って電子ビームEBは発散方向か
ら集束点側に向けてその進行方向を曲げられつつCRT フ
ェース面Fに向けて集束されてゆく。
【0008】この集束される電子ビームEBは、偏向ヨー
ク3によるz軸と垂直な面における互いに直交する2方
向(これをx軸方向,y軸方向とする)の磁界を受けて
フェース面F上を走査し、画像を形成する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところでこのような制
御を行っても電子ビームEBのスポット位置のずれ,スポ
ット形状の変形が発生する。この原因については種々考
えられるが、主に電子ビーム集束装置2における永久磁
石11,偏向ヨーク3の磁界分布の歪みに起因していると
考えられる。
【0010】図5は電子ビーム集束装置2とこれによる
電子ビームEBのスポット形状との関係を示す説明図であ
る。電子ビームEBが真円度を保ちつつ集束する為には、
永久磁石11及びヨーク12によって生じる磁場が、x−y
面上にあり、且つz軸に対して完全な円対称であること
が必要であるが、加工精度, 組立精度上これを実現する
ことは難しく、例えば永久磁石11の製造において生じる
磁石の不均一性の為に、例えばy軸方向に−ΔB,x軸
方向にΔBだけ片寄った磁束分布を示す場合永久磁石11
は4重極子となり、この磁場を通った電子ビームEBはz
軸回りに回転せしめられる過程で破線で示す如くに変位
し、微視的に見ると楕円上に歪む外、ヨーク12と永久磁
石11の組立精度において磁界分布がx−y平面上に平衡
にならず、x−y平面に対してある任意の角度をもって
取付られる場合には、フォーカス制御を行うとCRT フェ
ース面Fにおける電子ビームスポットの位置ずれが生じ
る。
【0011】図6は偏向ヨーク3とこれによる電子ビー
ム形状との関係を示す説明図である。仮に永久磁石11が
理想的に電子ビームを真円状に集束させたと仮定した場
合においても、一般に偏向ヨーク3の磁界によっても電
子ビームは歪む。これは図6において偏向ヨーク3の磁
界が発生しないS0 の位置においては、CRT フェース面
Fでの電子ビームEBの形状は変わらないが、偏向ヨーク
3が動作し、電子ビームEBをx軸方向に走査させた場合
ではS1 に示す如く軸長に、y軸方向に走査させた場合
は、S2 に示す如く軸長の成分と縦になる成分とに分離
されるような形状となる。
【0012】一般にはこの電子ビームEBが、偏向ヨーク
3によって影響されるのを少なくするには、(=中央部
と周辺部において大差ないようにするためには)偏向ヨ
ーク3の磁界分は、斎一磁界であればよいと言われてい
るが、偏向ヨーク3にて理想的な斎一磁界分布を形成す
ることは、組立精度,形状により困難である。さらにこ
の偏向ヨーク3が電子ビームEBに与える影響は、CRT ,
永久磁石によってばらつくので最良点で設計するまでに
は、開発に多大の時間と労力を要する。特に、高電流密
度で動作させているカラープロジェクタCRT の場合にお
いては、製品に性能上のばらつきが生じる問題があっ
た。
【0013】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたもので、その目的とするところはコンパク
トな構造で電子ビーム集束のための永久磁石の構造的中
心と磁気的中心がずれているために起こる、所謂偏心
と、永久磁石が幾何学的に完全な円対称でないことによ
るスポット形状の真円度の低下,偏向ヨークの磁束分布
の歪みによる電子ビームのスポット形状の真円度劣化を
補正可能とした電子ビーム集束装置を提供するにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電子ビーム
集束装置は、電子ビームのスポット形状を補正するため
に永久磁石装置の両側端に夫々トロイダルコアを配置
し、この各トロイダルコア夫々にその周方向の4箇所で
あって、且つトロイダルコア相互の間で周方向に45゜ず
らして巻線を設け、各巻線に補正電流を通流することに
より永久磁石の偏向ヨーク夫々の磁界分布の歪みを制御
し、電子ビームのスポット位置, 及びスポット形状を補
正する。
【0015】
【作用】本発明にあっては、電子ビーム集束用の永久磁
石の構造的中心と磁気的中心とが一致し、この一致点を
中心として電子ビームを通過させ、トロイダルコアに施
した巻線によって電子ビームの進行方向と互いに直交す
る2方向の成分の磁束成分を発生させ、これにより電子
ビームの形状を制御することで、CRT のフェース面の任
意の位置において電子ビームのスポット形状を真円にす
ることが可能となる。
【0016】
【実施例】以下本発明をその実施例を示す図面に基づき
具体的に説明する。図7(a) は本発明に係る電子ビーム
集束装置の側面図、図7(b) は同じくその断面図であ
り、図中21は短円筒状の永久磁石、22,22 は磁束を内側
に集める円環状のヨーク、23は磁力調整用コア、24はダ
イナミック補正用コイルを示している。
【0017】従来と同様に、永久磁石21の両側端面に沿
って内,外径がこれよりも小さいリング状のヨーク22,2
2 が配設され、またこの永久磁石21の内側であって、ヨ
ーク22,22 の間に磁力調整用コイル23、ダイナミック補
正用コイル24が配設されている。そして前記ヨーク22,2
2 の更に両外側に同じく内,外径がこれよりも小さい円
環状をなすビーム補正用のトロイダルコア25,25 が配設
されている。各トロイダルコア25,25 夫々には図7(a)
に示す如く、その周方向の相互に略90゜隔てた4個所に
巻線25a 〜25d が設けられている。
【0018】そして各トロイダルコア25,25 夫々におけ
る巻線25a 〜25d の取付け位置は図8(a) ,図8(b) に
示す如く相互の間で45゜ずらしてある。各巻線25a 〜25
d には図示しないマトリックス回路が接続されており、
このマトリックス回路にて補正電流が通流制御せしめら
れるようになっている。補正電流は各トロイダルコア2
5,25 夫々において隣り合う巻線25a 〜25d により形成
される磁極が図8(a) ,図8(b) に示す如く異極性とな
るように、又は各トロイダルコア25,25 夫々において隣
り合う巻線25a 〜25d により形成される磁極が同極性と
なるように必要に応じて選択的に通流制御される。
【0019】図8(a) ,図8(b) は巻線25a 〜25d によ
り形成される磁極が異極性となる場合を示しており、こ
こを通過する電子ビームEBには夫々互いに直交する2方
向に反対方向の作用力fが働く。例えば図8(a) の場合
にはx軸,y軸と交叉する45゜の方向に長く、またこれ
と直交する方向に短い断面形状に、また図8(b) の場合
にはx軸方向に長く、y軸方向に短い断面形状に夫々制
御されることとなる。
【0020】図9は永久磁石21, トロイダルコア25,25
が電子ビームの断面形状に与える影響を示す説明図であ
る。これから明らかなようにカソード1から放射される
時の電子ビームは断面形状が略真円状の状態であり、ト
ロイダルコア25,25 を経る過程での進行方向を永久磁石
21の構造的中心と磁気的中心とが一致する線上に制御さ
れると共に、夫々互いに直交する2方向に電子ビームの
断面形状を変形制御され、他の外的要因に起因する電子
ビームの断面形状を補正され、CRT フェース面F上に真
円状態で投射されることとなる。これによって永久磁石
21の構造的中心と磁気的中心とのずれ, 永久磁石21の局
所的な磁力の歪み, 偏向ヨーク3の磁界分布歪みによる
電子ビームEBのスポット位置のずれ及びスポット形状を
補正することが可能となる。
【0021】また巻線25a 〜25d の隣り合う巻線に同じ
極性が形成されるよう電流を通流することで2極の磁石
となり、永久磁石21の構造的中心と磁気的中心とのずれ
に起因する電子ビームのフォーカス制御に際しての電子
ビームスポット位置の変位も補正することが可能とな
る。
【0022】なお図8(a),図8(b) に示す電子ビームの
断面形状の制御はトロイダルコア25,25 の巻線25a 〜25
d に対し、夫々所定の補正電流を通流した時の制御パタ
ーンの一例を示したに過ぎず、マトリックス回路から各
巻線25a 〜25d にその電流の向き及び電流量を替えて通
流制御を行うことで電子ビームEBの断面形状を種々に制
御することが可能となることは勿論である。
【0023】図10は本発明の他の実施例を示す断面図で
ある。この実施例にあっては永久磁石21,21 の2個をそ
の中間に同形状の連結ヨーク27を介在させて全体の幅寸
法を広くし、両永久磁石21,21 の両外側端面に円環状の
ヨーク22,22 を配置し、これら永久磁石21,21 、連結ヨ
ーク27、ヨーク22,22 間で囲われた内側に磁力調整用コ
ア23, ダイナミック補正用コイル24と共に、トロイダル
コア25,25 を配設してある。即ちトロイダルコア25,25
も前記ヨーク22,22 の内側に沿わせての内周端側に配設
してある。
【0024】他の構成及び動作は図7に示す実施例と実
質的に同じである。このような実施例にあっては、連結
ヨーク27を設けることによって制御領域を広げることが
でき、電子ビームEBに対するより正確な制御が可能とな
る効果がある。
【0025】
【発明の効果】以上の如く本発明に係る電子ビーム集束
装置にあっては、トロイダルコアと巻線を電子ビーム進
行方向の周囲に、それにより形成される磁界が永久磁石
の磁界と直交する向きとなるように配置したから、全体
の構成が簡略化されることは勿論、永久磁石の構造的中
心と磁気的中心のズレを補正することができ、また永久
磁石, 偏向ヨークにおける磁場の局部的なばらつきによ
る電子ビームの変形も補正できる等本発明は優れた効果
を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のカラープロジェクターを示す模式図であ
る。
【図2】従来のカラープロジェクターに用いられている
電子ビーム集束装置の断面図である。
【図3】従来のカラープロジェクターに用いられている
軌道補正用磁石の正面図である。
【図4】図3に示す軌道補正用磁石の機能説明図であ
る。
【図5】電子ビーム集束装置における永久磁石の機能説
明図である。
【図6】偏向ヨークの機能説明図である。
【図7】本発明に係る電子ビーム集束装置の側面図,断
面図である。
【図8】本発明に係る電子ビーム集束装置のトロイダル
コア及び巻線の機能説明図である。
【図9】本発明に係る電子ビーム集束装置を適用したカ
ラープロジェクターの説明図である。
【図10】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
21 永久磁石 22 ヨーク 23 磁力調整用コア 24 ダイナミック補正用コイル 25 トロイダルコア 25a 〜25d 巻線

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電子ビーム集束用の永久磁石の両側端に
    夫々トロイダルコアを配し、各トロイダルコア夫々にそ
    の周方向に90゜の間隔で複数の巻線を設け、この各巻線
    に永久磁石装置の構造的中心と磁気的中心とのズレを補
    正するよう電流を通流するようにしたことを特徴とする
    電子ビーム集束装置。
  2. 【請求項2】 電子ビーム集束用の永久磁石の両側端に
    夫々トロイダルコアを配し、各トロイダルコア夫々にそ
    の周方向に90゜の間隔で且つ、トロイダルコア相互にお
    いては周方向に45゜ずらした状態で複数の巻線を設け、
    この各巻線に夫々のトロイダルコアにおいて電子ビーム
    の断面形状を互いに交叉する2方向に制御すべく電流を
    通流するようにしたことを特徴とする電子ビーム集束装
    置。
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JPH0963504A (ja) * 1995-08-16 1997-03-07 Nec Corp フォーカスマグネットアッセンブリ
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