JP3448607B2 - 陰極線管用磁気集束装置 - Google Patents
陰極線管用磁気集束装置Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
- H01J29/46—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
- H01J29/58—Arrangements for focusing or reflecting ray or beam
- H01J29/64—Magnetic lenses
- H01J29/66—Magnetic lenses using electromagnetic means only
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Description
銃から出た電子ビームを磁気的に集束させるための装置
とを有する陰極線管に関するものである。
線管と共に使用する。このような磁気集束ユニットは、
電子銃から出る電子ビームと同軸の磁界を生成するもの
なので、管のスクリーンにこのビームが当たるとき、こ
のビームを所望の小ささにすることができる。
る投写型テレビジョンあるいは専門の業務用表示装置等
に用いられる。磁気集束装置によって形成される集束レ
ンズは、永久磁石手段、または間隙を持った磁気回路で
取囲まれていて、調整可能とすることができる直流電流
が流れる環状巻線によって実現できる。
で電子ビームの集束を行えるようにするためには、主集
束コイルに動的(ダイナミック)集束コイルを付加する
必要がある場合がある。その場合、スクリーン上のビー
ムの衝突点の位置に従っては、動的集束コイルによって
形成される磁界が主集束コイルの磁界を変調する。補助
コイルを流れる電流の周波数はスクリーンの線走査周波
数と同じである。
6KHzまたはそれ以上の走査周波数では、次のような
問題を含む問題が生じる。即ち、 (1)主静的(スタティック)コイルと動的コイルとの
間に強い電気的結合が生じる; (2)静的集束コイルを含んでいる磁気回路のフレーム
中に動的集束コイルによって強い電流が誘起され、従っ
て、エネルギ損が生じる; (3)磁気回路における磁界の形成に要する時間のため
に磁気ドラッグが現れ、この磁気ドラッグは高走査周波
数で非常に問題となる; (4)走査周波数が高くなるにつれて、電子ビームに作
用する動的磁界の作用が弱くなる。
それ以上の線走査周波数で動作する動的集束コイルを有
する陰極線管用の磁気集束装置を提供することである。
この磁気集束装置は、磁気ドラッグ、静的コイルと動的
コイルとの間の結合、電気的損失及び磁気的損失が問題
となるような値とならないようにしたものである。この
発明による集束装置は直流電流が流れるようにされた静
的集束コイルと可変の周期的電流が流れるようにされた
動的集束コイルとを備えている。この集束装置は、互い
に異なる透磁率を持つ部分で構成されたフレームを備え
ている。
って与えられる。なお、H(z)は管の主軸Zに沿って
生成される磁界、kは装置の幾何学的構成によって決ま
る係数である。
h(z)によって変調される場合は、上記数1の式は,
かぎり小さい動的磁界h(z)で磁界H(z)を変調す
ることが望ましい。この点に関して、h≪Hであれば、
項h2 (z)dzは他の2項との関係においては、無視
しうるものとなり、磁界Hの変調によってもたらされる
焦点距離の変動は次の数4の式によって与えられる。
重なると、動的集束コイルはより効率的に動作すること
がわかる。
は、電子銃4によって生成された電子ビーム5を偏向し
て、管のスクリーン7上でのビーム5の衝撃点6がスク
リーンの全面を走査するようにする偏向装置2を備えて
いる。この管は、さらに、電子ビームに対する磁気集束
装置3を有し、この磁気集束装置3は管のネック8上
で、偏向装置2と電子銃4との間に配置されている。
集束装置3においては、管1のネック8上に取り付けた
静的コイル11は、間隙部13で開いたフレーム10内
に収容されている。この間隙部13に静的磁界Hが現れ
る。動的集束コイル12は、それによって形成される磁
界hと静的磁界Hが軸Z上の同じ位置で作用するように
して、上記動的集束回路コイル12で生成された磁界h
の作用を最適化するために、間隙部13の位置に配置さ
れている。フレーム10は全体として軟鉄、即ち、磁界
Hによって形成される磁気レンズが、集束装置の動作毎
に同じ作用を行うようにするための重要な特性である、
残留磁界が弱い材料で構成されている。しかし、図2a
の装置は次のような制限がある。即ち、 (1)動的コイル12によって生成される磁界hが磁気
回路10内に閉じ込められる。従って、コイル11と1
2の間に電気的な結合が生じ、特に、磁界Hの振幅を時
間的に変動させる。 (2)軟鉄回路10内にコイル12によって誘起される
電流は大きく、軟鉄の固有抵抗が10μΩ/cm程度と
低いために、非常に大きなエネルギ損失が生じる。この
点において、電気的損失を無視しうる程度とするために
は、少なくとも1Ω/cmの固有抵抗が望ましい。
bに示す。この例においては、動的集束コイル12は、
軸Zに沿う磁界Hとhの作用領域の重なりが小さくなる
ような形で、間隙部13に対して位置がずらされてい
る。厚さが10分の数ミリのミューメタル片14がコイ
ル12を軟鉄フレーム10から磁気的に絶縁し、それに
よって、コイル11と12間の結合が非常に弱くなる。
コイル12をこの位置に置くことにより、図2aの場合
に較べて、コイル12は磁界Hに対してあまり作用を及
ぼさなくなる。従って、Hに対して同じ変調を与えよう
とすれば、コイル12の電流の値を大きくする必要があ
り、そのために、高周波数の動作では許容出来ない高エ
ネルギの供給が必要となる。さらに、フーコー電流(渦
電流)による損失も、ミューメタルの固有抵抗(50μ
Ω/cm程度)が低いために、依然として非常に高い。
流れる電流とこの電流によって生成される磁界との間の
時間のずれによって生じる磁気ドラッグの問題がある。
磁気ドラッグがあると、同じ線の両端間で集束が非対称
になってしまう。このずれは磁界hが閉じ込められてい
る材料、第1の例では軟鉄、第2の例ではミューメタ
ル、の動的振舞いが良好でないために生じる。従って、
図2bに示されている装置においては、磁界がそのとる
べき値の99.9%になるに要する時間は20マイクロ
秒程度となる。
の断面図と一部を除去して示す斜視図で、この実施例で
は、静的集束コイル11の磁界Hと動的集束コイル12
の磁界hが、管の主軸Zに沿って互いにずれた作用領域
を持っている。2つのコイルは、磁界hの作用の領域の
大部分が、磁界Hの作用の領域内に位置するように配置
されている。従って、コイル12は、コイル11を包囲
する実質的にトロイダルなフレームを構成する磁気回路
を中断させて形成した間隙部13の近くに配置される。
この構成は、特に、16KHzあるいはそれ以上の周波
数において、互いに異なる透磁率を呈する材料で形成し
た2つの部分20と21でフレームを形成することによ
り可能であり、かつ、効果が得られる。
知できるようなものとなる周波数迄は一定である。この
材料の周波数に関する振舞いを表すために、その透磁率
を次の数5の式によって表される複素関数として取り扱
うのが一般的である。
数であり、μ″はこの材料の内部における磁気的損失の
特徴を示す周波数の別の関数である。
ために軟鉄を用い、部分20を作るためにフェライトを
用いると良好な効果が得られることが分かった。これら
の2つの部分20と21は間隙部13の両側に配置され
る。製造と組み立てを簡単にするために、フェライト部
分20は、コイル11を囲むフレームの、管の軸Zに垂
直な壁部を構成する王冠状をなしている。コイル12
が、小さい電流で最適の作用を電子ビームに及ぼすよう
に、管のネックに近接して、フェライト部分の下に配置
される。このようにすることにより、コイル12によっ
て生成される磁界は殆どフェライト20内に閉じ込めら
れ、軟鉄の磁気回路には入らない。その結果、コイル1
1と12の間の結合は非常に弱くなる。
析結果を図6に示す。この分析からわかるように、その
透磁率の実数成分μ′は1MHz程度の周波数まで高い
値(約2000)を維持するが、磁気損失による虚数部
の値μ″は200KHzに近い周波数まで低い値を維持
している。さらに、この場合、磁界がその採るべき値の
99.9%になるに要する時間がマイクロ秒代であるの
で、磁気ドラッグの現象は非常に弱い。最後に、フェラ
イトの固有抵抗は100Ω/cm程度なので、フェライ
トに誘起される電流による損失は小さい値を維持する。
ライトは、エルセーセー−シー・エーロペアン・ド・コ
ンポザン・エレクトロニク(LCC−Cie Euro
peenne de Composants Elec
troniques)社の、品番T22である。
ては、フェライト部分22は、管のネック8に最も近接
して配置された静的コイル11を囲む磁気フレームの壁
部を構成している。この実施例におけるフェライト部分
は、その断面中心軸が陰極線管の主軸Zと一致するシリ
ンダ状の管の形をしている。図4aの場合と同様、コイ
ル12はフェライト部分の下側で、陰極線管のネック8
と間隙部13の端の両方に近接して配置される。
部分断面斜視図である。
装置の陰極線管の主軸Zに沿う縦断面図である。
成される集束磁界の軸Zに沿う分布を示す図である。
1と第2の実施例による磁気集束装置の軸Zに沿う縦断
面を、これらの装置によって生成される集束磁界の軸Z
に沿う分布と共に示す図である。
実数成分と虚数成分の動作周波数の関数としての変化を
示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 異なる透磁率の部材で構成され、陰極線
管のネックに半径方向に最も近い部分に間隙部を有する
磁性フレームと、上記磁性フレーム 内に収容されており、直流電流によっ
て付勢され、上記磁性フレームの1つの部材に結合され
た静的集束コイルと、 周期的に変化する電流によって付勢され、上記静的集束
コイルと上記陰極線管のネックとの間に配置され、上記
磁性フレームの他の部材に結合された動的集束コイル
と、を備えた、陰極線管のネックの周囲に取り付けるよ
うにされた磁気集束装置。 - 【請求項2】 主軸を有する陰極線管のネックの周囲に
取り付けるようにされた磁気集束装置であって、 上記ネックに半径方向に最も近い部分に間隙部を有する
磁性フレームと、 この磁性フレーム内に収容されており、直流電流によっ
て付勢される静的集束コイルと、上記磁性フレーム内に収容されており、 約16KHzま
たはそれ以上の周期の可変電流によって付勢され、上記
陰極線管のネックの周囲に、上記静的集束コイルに隣接
して配置された動的集束コイルと、を有し、第1の磁界を生成する 上記動的集束コイルは、上記陰極
線管の上記主軸に沿う第1作用領域を有し、第2の磁界
を生成する上記静的集束コイルは、上記第1作用領域に
対して上記陰極線管の主軸に沿って偏移した第2作用領
域を有し、上記第1作用領域は、その大部分が上記第2
作用領域内にあるように構成された、上記磁気集束装
置。
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