JP3518552B2 - 磁界補償コイル装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、テレビジョンのディス
プレイのような、走査電子ビーム装置に入射する周辺磁
界の除去に関し、特に、大型カラーテレビジョン受像機
に及ぼされる地球磁場のような磁界の影響を除去する追
加の補償コイルに関する。この補償コイルは、テレビジ
ョンのディスプレイの特定の地理的位置および方向に対
して要求される、補償磁界レベルを設定する調節手段を
備えている。 【０００２】 【発明の背景】カラーテレビジョンのＣＲＴ表示装置で
は受像管のスクリーンに螢光体がマトリックス状にグル
ープ毎に配列され、３本の螢光ストライプ（またはこれ
と類似のもの）がディスプレイの各単位を構成する。１
グループ内の各ストライプは、電子ビームが当たると、
加色法による三原色のうちの１つの色で発光する。電子
銃は受像管の一方の端に配置され、３本の電子ビームは
シャドウマスクを通してスクリーンの螢光体に向けられ
る。シャドウマスクは、螢光体と電子銃に整合のとれた
マトリックス状の開口を有し、３本の電子ビームがディ
スプレイの１単位を構成する特定のグループの螢光体に
向けられると、各ビームから出る電子は、そのビームと
関連する色の螢光体を含んでいるグループ内のその個所
にだけ当たる。これに隣接する個所はシャドウマスク内
のそれぞれの開口に合わせて配置され、それぞれのビー
ムから出る電子だけを受け入れる。 【０００３】スクリーンの螢光体を励起する電子は静電
的に加速されて電子銃からスクリーンに達する。３個の
すべての電子銃からのビームは走査され、グループ別の
螢光体の上を通過する時にラスターを形成する。走査
は、電子銃の近くの受像管に配置された偏向コイルによ
り発生され、水平および垂直走査周波数で変化する磁界
により行われる。電子銃は、狭いネックを有する漏斗状
の管の一方の端にあり、偏向コイルは管のネックに配置
される。偏向コイルは、Ｚ軸を形成する電子ビームの中
心線に関して、水平（Ｘ軸）偏向用に垂直方向の磁界を
発生し、垂直（Ｙ軸）偏向用に水平方向の磁界を発生す
る。移動する電子は電流となり、偏向コイルの磁界を受
けると、電子はＸおよび／またはＹ方向に加速され、湾
曲した進路を辿る。 【０００４】偏向コイルの占める範囲は限られており、
Ｚ軸に沿って比較的限られた磁界を有するのが理想的で
ある。従って、電子は限られた範囲内で偏向のために垂
直および／または水平方向に加速される。偏向磁界から
出た後、電子は偏向コイルからほぼ直線状に進み、シャ
ドウマスクを通ってスクリーンの螢光体に衝突する。 【０００５】このような偏向の後偏向コイルとスクリー
ンの間を通過する電子は、周辺磁界の影響を受けると、
このような磁界によりやはり加速され、スクリーンに向
かう湾曲路をたどる。湾曲の程度と方向は、周辺磁界の
磁束密度、磁界の発生源および方向に依り異なる。周辺
磁界による電子ビームのゆがみおよびそれによって生じ
る電子ビーム進路の湾曲は、シャドウマスクに対する電
子ビームの整列を狂わせる。その結果、一定の電子ビー
ムから出る電子の一部は、目指す色の螢光体だけでなく
その付近の色の螢光体にも当たるので、画面に表示され
る色の純度が低下する。 【０００６】電子ビームのゆがみに影響を及ぼす磁界
は、表示装置の透磁性要素の不要な磁化によるものであ
る。シャドウマスクは鋼製である。破損した場合に受像
管の内破から保護するために、スクリーンを含むフェー
スプレートの周囲に鋼製のリムが設けられる。また、偏
向コイルとスクリーン・フェースプレート間の漏斗形の
管面に沿って、内部磁気シールドが設けられる。これは
透磁性の要素である。これらの要素が磁化されると色純
度は影響を受ける。さらに、内部磁気シールドの磁化は
その透磁性に影響を与え、地球の磁場のような入射磁界
から電子ビーム進路を絶縁する内部磁気シールドの性能
を低下させる。 【０００７】表示装置の透磁性要素の磁化に打ち勝つた
めに、消磁コイルが設けられる。このコイルを通過する
交流電流は減少する。このように減少する交流電流は表
示装置の透磁性要素から、色純度の問題を生じない程度
まで磁気を除去する。しかしながら、色純度に影響を及
ぼす磁界は他にもある。このような磁界の主要発生源は
地球の磁界すなわち地球地場である。このような他の磁
場を補償するために、磁場除去装置が設けられ、相殺直
流磁界を受像管に加える。この装置は受像管のネックに
据えられたコイルを使用する。直流電流はコイルに供給
され、他の磁界の作用を打ち消す磁界を発生する。 【０００８】地球の磁場は周辺磁界であり、電子ビーム
を偏らせる傾向のある水平成分と垂直成分を有し、色純
度とラスターの形状に悪影響を及ぼす。地球の磁極に対
するＣＲＴのＺ軸の方向に依り、地球磁場の成分は電子
ビームを（それぞれ垂直および水平磁場成分により）水
平または垂直に偏向させ、ラスターのゆがみ（すなわ
ち、Ｚ軸に関するビームの回転）を生じることがある。 【０００９】地球の磁場は偏向コイルにより生じる磁界
と比較すると大きくはない。しかしながら、地球の磁場
は、偏向コイルと比較すると、割合に長い距離に亘って
電子ビームを加速させ偏らせる。従って、地球磁場の影
響を減少させる必要がある。 【００１０】調節可能な直流電流源は補償磁界のレベル
と極性を設定し、調節は、ＣＲＴを据え付けまたは移動
する際に、最適の補償が得られるように設定される。 【００１１】消磁は決して完全に行われるものではない
ことが知られている。受像管の透磁性の部分により生じ
る磁界が常にいくらか残っている。消磁処理はこの残留
磁場を、色純度に悪影響を及ぼさないレベルに減少させ
る。しかしながら、消磁処理の間に磁界補償コイルが起
動されると、磁界補償コイルにより発生される直流磁界
は消磁磁界にバイアスを与えるので、消磁処理の効果が
減少する。その結果、受像管の透磁性部分が発生する磁
界が色純度を低下させる。 【００１２】本発明の特徴は、交流電流により消磁コイ
ルが起動されている消磁期間の間、磁界補償コイルをそ
の直流電流源から減結合することにより、消磁磁界に及
ぼす補償磁界の影響を排除することである。このように
すれば、磁界補償コイルにより生じる磁界は消磁作用に
影響を及ぼさない。 【００１３】受像機の動作中に磁界補償コイルがその電
流源から接続を切られると、磁界補償コイルは受像管の
高圧端子に接近しているため電荷を蓄積する。この蓄積
された電荷はアークを生じ、受像機回路の弱い部分を損
傷することがある。 【００１４】従って、本発明のもう１つの特徴は、高い
値の抵抗を磁界補償コイルから基準電位源に結合させる
ことにより、磁界補償コイルに静電荷が蓄積されるのを
防止することである。 【００１５】 【発明の概要】発明的構成は、電子銃がネックに配置さ
れスクリーンに向けて電子ビームを放出する受像管に磁
界補償コイルを設ける。受像管は周辺磁界の影響を受け
る。磁界補償コイルは受像管に配置される。補償電流源
は周辺磁界を補償するために磁界補償コイルに結合され
る。消磁コイルは受像管に配置される。交流電流源は予
め定められる期間消磁コイルに結合され、受像管内の金
属構造物を消磁する。予め定められる期間磁界補償コイ
ルを補償電流源から減結合する手段が設けられ、透磁性
要素を消磁している間、磁界補償コイルによる妨害を排
除する。 発明の構成 ネック（３２）に配置され、スクリーン（２４）に向け
て電子ビームを放出する電子銃（３８）を有し、周辺磁
界の影響を受ける受像管（２０）に用いる磁界補償コイ
ル装置であって、前記ネックに近い所で受像管を囲むよ
うに配置される磁界補償コイル（５０）と、前記周辺磁
界を補償するため前記磁界補償コイルに結合される補償
電流源（＋２６Ｖ）と、前記磁界補償コイル（５０）か
ら離れて、前記スクリーンに近い所で前記受像管に配置
される消磁コイル（１０）と、交流電流源（１１５）
と、前記受像管内の透磁性要素から磁気を除去するため
に、予め定められる期間の間、前記交流電流源を前記消
磁コイル（１０）に結合させる手段（１１３）と、手動
消磁を行わずに、前記消磁コイル（１０）が起動されて
いる前記予め定められる期間の間、前記磁界補償コイル
（５０）が前記補償電流源により起動されないようにす
る手段（６００）と、を具え同時に起動されたときに、
前記２つのコイルにより生じる磁界が相互作用し、前記
磁界補償コイルが前記補償電流源により起動されないよ
うにする手段（６００）が、制御信号（垂直キル信号）
を発生するマイクロプロセッサ（１０１）と、前記磁界
補償コイルにより生じる磁界が消磁作用を妨害するのを
防ぐための前記制御信号に応答して前記磁界補償コイル
を前記補償電流源から切り離す手段（Ｑ１）を含む、前
記磁界補償コイル装置。 発明の効果 受像管が周辺磁界の影響を受けるのを減少させることが
できると共に磁界補償コイルにより生じる磁界が消磁作
用に影響を与えるのを防止することができる。 【００１６】もう１つの発明的構成は、電子銃がネック
に配置され、スクリーンに向けて電子ビームを放出する
受像管に磁界補償コイルを設ける。受像管は周辺磁界の
影響を受ける。磁界補償コイルは受像管に配置される。
補償電流源は周辺磁界を補償するために磁界補償コイル
に結合される。静電荷が磁界補償コイルに蓄積するのを
防止する手段が設けられる。 【００１７】 【実施例】図１は、装置を内部が見えるように一部カッ
トして、透視図で示す。走査電子ビーム表示装置、特に
カラーテレビジョンの陰極線管（ＣＲＴ）は、電子銃３
８が管２０のネック３２の一端に配置されている。電子
銃は３本の電子ビームを放出する。電子ビームは、電子
銃とシャドウマスク７２との間の電位差が大きいため、
スクリーンの方向へ静電的に加速される。スクリーン２
４は、Ｚ軸に対し直角をなすＸ軸とＹ軸を形成する。カ
ラーテレビジョンのスクリーン２４は、３本の電子ビー
ムに対応する個別のカラー螢光体がグループごとに配列
されている。螢光体はシャドウマスク７２内の開口に対
応して位置決めされ、３本の電子ビームの各々はカラー
螢光体のうちの１つを照らし、その他のカラー螢光体は
シャドウマスクで遮られる。偏向コイル３６は管２０に
沿って配置され、電子ビームをＸ方向とＹ方向に走査
し、ラスターを形成する。消磁コイル１０は管の周囲に
据えられ、消磁回路５００で起動されると、管の金属部
分の磁気を除去する。 【００１８】図１に示すように、走査電子ビーム装置、
特にカラーテレビジョンのディスプレイの陰極線管２０
は補償コイル５０を備え、管の端にある電子銃３８から
放出されてスクリーン２４に配列された螢光体に向けら
れる電子ビームの不要な偏向を減少させもしくは排除す
る。不要な偏向は周辺磁界、特に地球磁場によって起こ
り、地球磁場は地球磁極に対するカラーテレビジョンの
ディスプレイの位置と向きに依って異なる垂直成分と水
平成分を有する。 【００１９】入射磁界により電子ビームの偏りが起こる
理由は、電子ビームの形成する電流が電流の方向と直角
に、また入射磁界の力線の方向と直角に力を受けるから
である。一般に、電流は、Ｚ軸（電子銃からスクリーン
中央に至る線として定義される）に沿って向けられ、Ｘ
軸に沿う（水平方向）成分とＹ軸に沿う（垂直方向）成
分を有する。Ｚ軸の長さ全体にわたり電子ビームに垂直
に入射する周辺磁界があると、電子ビームが水平方向に
偏向され、色純度に悪影響を及ぼす。Ｚ軸に沿う磁界成
分は、電流の垂直成分と水平成分に因りビームの位置に
影響を及ぼし、ラスターのゆがみはラスターの端の方に
向かって次第に増大する。従って、入射する磁界は、カ
ラー画像のディスプレイにおいて色純度の低下としてま
たラスターのゆがみとしてはっきり分り、ラスターのゆ
がみはラスターの端で最も激しくなる。 【００２０】地球磁場を中和するために、補償コイル５
０は管２０に取り付けられ、磁界補償コイル回路６００
内の可変直流電流源に接続される。この可変直流電流源
は、表示装置を所望の位置に据え付ける際に、またその
後、表示装置が地球の磁極に対して（また他の固定され
た、定常状態の磁界発生源に対して）移動された場合
に、調節することができる。 【００２１】磁界補償コイル５０は周辺磁界により生じ
る電子ビームの望ましくない偏向を減少させる。磁界補
償コイル５０は通常Ｚ軸と直角に配置され、それにより
補償磁界にＺ軸の成分を供給する。 【００２２】図２は本発明に従って磁界補償コイル回路
６００を使用するテレビジョン受像機の一部を示す。マ
イクロプロセッサ１０１は、リモート受信機１０３から
待機／実行信号を受け取る。リモート受信機１０３から
の実行信号に応答し、マイクロプロセッサ１０１はオン
信号を発生する。オン信号は、水平偏向回路１０５とス
イッチモード電源（ＳＭＰＳ）１０７に供給される。ス
イッチモード電源１０７は、受像機が起動している時は
いつも、水平偏向回路１０５にＢ＋電力を供給しマイク
ロプロセッサ１０１にＶ_ＣＣ電力を供給するが、スイッ
チモード電源１０７は、実行モードの間だけ、垂直制御
トランジスタ１０９に９ボルトを供給し、また消磁回路
５００に１２ボルトを供給する。 【００２３】実行モードが開始されると、水平偏向回路
１０５は動作し始め、＋２６Ｖの供給電圧を発生し、こ
の電圧は垂直偏向回路１２１に供給される。これと同時
に、スイッチモード電源１０７は、トランジスタ１０９
に対して＋９ボルトの実行電圧を発生し、消磁回路５０
０に対して＋１２ボルトの実行電圧を発生する。 【００２４】さらに、始動時にマイクロプロセッサ１０
１は約２．２秒間垂直キル（ｋｉｌｌ）信号を発生す
る。この垂直キル信号はトランジスタ１０９を導通さ
せ、それによってトランジスタ１１１を導通させ、消磁
リレー１１３を起動させる。消磁リレー１１３が導通す
ると、交流源１１５は交流電流を消磁コイル１０と温度
依存性抵抗１１９に流す。抵抗１１９が加熱されるにつ
れ、その抵抗値は増加し、その結果、消磁コイル１０を
通過する交流電流の値は減少する。 【００２５】垂直偏向磁界が消磁作用を妨害するのを防
ぐために、マイクロプロセッサ１０１からの垂直キル信
号はトランジスタ１０９を通って垂直偏向回路１２１に
も供給され、垂直偏向回路１２１は垂直キル・パルスの
間不能にされる。 【００２６】これと同時に、垂直キル・パルスは磁界補
償コイル回路６００に供給される。磁界補償コイル回路
６００の動作は図３に関して更に詳しく説明する。 【００２７】図３は磁界補償コイル回路６００の概略図
である。補償コイル５０を通過する電流の強さはスイッ
チＳＷ１により変えられ、補償コイル５０を通過する電
流の極性はスイッチＳＷ２により決定される。 【００２８】図２に示す水平偏向回路１０５から得られ
る２６ボルトの直流源は入力端子１に供給される。入力
電流は抵抗Ｒ１（低い値、典型的には１Ω）を通ってス
イッチＳＷ１に達する。図に示す位置で、スイッチＳＷ
１は抵抗Ｒ１をスイッチＳＷ２と補償コイル５０を介し
て接地させる。スイッチＳＷ１の位置が変わると、抵抗
Ｒ２が直列に結合され、補償コイル５０を通る電流を更
に減少させる。スイッチＳＷ１をずっと右端に寄せると
電流は完全に中断される。 【００２９】補償コイル５０により生じる磁界が消磁作
用を妨害するのを防ぐために、本発明では、実行モード
の初めに消磁している間に補償コイルから電流を除去す
る。この除去は、垂直キル信号を端子２に供給すること
により行われる。垂直キル信号は抵抗Ｒ３を通ってトラ
ンジスタＱ１のベースに結合される。抵抗Ｒ４は接地端
子３に至るベース負荷抵抗として用いられる。トランジ
スタＱ１のコレクタはスイッチＳＷ１の出力に結合さ
れ、エミッタは接地端子３に結合される。 【００３０】端子２に垂直キル信号が存在すると、正電
圧がトランジスタＱ１のベースに供給されるのでトラン
ジスタＱ１は導通する。トランジスタＱ１が導通する
と、スイッチＳＷ１の出力端子は接地されるので、電流
は補償コイル５０から逸れてバイパスされる。このよう
にして、端子２に垂直キル信号が存在している間、補償
コイル５０は電流を少しも受け入れない。 【００３１】スイッチＳＷ２は反転スイッチである。Ｓ
Ｗ２が図３に示す位置にあると、正電圧が補償コイル５
０の下部端子に結合され、上部端子は接地される。反転
スイッチＳＷ２が図３に示す位置と反対の位置にある
と、正電圧は補償コイル５０の上部端子に結合され、下
部端子は接地される。 【００３２】温度依存性抵抗１１９が熱せられると、垂
直キル信号の終了する前に、消磁期間が事実上終了する
ことに注目すべきである。 【００３３】端子１の２６ボルトラインに現れる過渡状
態からトランジスタＱ１を保護し、あるいは、受像管の
アークする間に補償コイル５０に誘起されるスパイクか
らトランジスタＱ１を保護するために、ダイオードＣＲ
１とＣＲ２は大地から２６ボルトラインへの通路を供給
し、トランジスタＱ１のコレクタ／エミッタ間のバイパ
スとなる。 【００３４】不注意により極性スイッチＳＷ２が中間位
置にあり大地から減結合されると、補償コイル５０は受
像管の高電圧端子１８に接近しているため電荷を蓄積す
る。補償コイル５０が十分な電荷を蓄積すると、スイッ
チＳＷ２の端子間にアークを発生し、過渡状態を起こ
し、受像機内の回路を損傷することがある。この問題を
解決するため、本発明では、抵抗Ｒ５が補償コイル５０
の１つの端子から接地端子３に結合される。この抵抗値
は高い（典型的には１０ｋΩ）ので、抵抗Ｒ５は補償コ
イル５０の通常の動作に影響を与えない。しかしなが
ら、抵抗値は補償コイル５０が電荷を蓄積するのを防止
するのに十分なだけ低い値である。

【図面の簡単な説明】 【図１】補償コイルと消磁コイルを備えた陰極線管（Ｃ
ＲＴ）の透視図であって、本発明に従う消磁回路と磁界
補償コイル回路をブロック図で示す。 【図２】本発明を使用するテレビジョン受像機の一部を
ブロック図と概略図で示す。 【図３】補償コイルの制御回路の概略図を示す。 【符号の説明】 １０ 消磁コイル ２０ 陰極線管（ＣＲＴ） ２４ スクリーン ３２ 陰極線管のネック ３６ 偏向コイル ３８ 電子銃 ５０ 磁界補償コイル ７２ シャドウマスク １０１ マイクロプロセッサ １０３ リモート受信機 １０５ 水平偏向回路 １０７ スイッチモード電源（ＳＭＰＳ） １０９ 垂直制御トランジスタ １１１ トランジスタ １１３ 消磁リレー １１５ 交流源 １１９ 温度依存性抵抗 １２１ 垂直偏向回路 ５００ 消磁回路 ６００ 磁界補償コイル回路（ＭＦＣＣＣ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロバート アレン ブライデイガン アメリカ合衆国 ペンシルベニア州 ラ ンカスター レツドウツド・ドライブ 431 (72)発明者 ローレンス エドワード スミス アメリカ合衆国 インデイアナ州 イン デイアナポリス ホンネン・ドライブ・ サウス 7526 (56)参考文献 特開 平３−274985（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−158090（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−150287（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−53680（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−46954（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−82180（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ネックに配置され、スクリーンに向けて
   電子ビームを放出する電子銃を有し、周辺磁界の影響を
   受ける受像管に用いる磁界補償コイル装置であって、 前記ネックに近い所で受像管を囲むように配置される磁
   界補償コイルと、 前記周辺磁界を補償するため前記磁界補償コイルに結合
   される補償電流源と、 前記磁界補償コイルから離れて、前記スクリーンに近い
   所で前記受像管に配置される消磁コイルと、 交流電流源と、 前記受像管内の透磁性要素から磁気を除去するために、
   予め定められる期間の間、前記交流電流源を前記消磁コ
   イルに結合させる手段と、 手動消磁を行わずに、前記消磁コイルが起動されている
   前記予め定められる期間の間、前記磁界補償コイルが前
   記補償電流源により起動されないようにする手段と、を
   具え同時に起動されたときに、前記２つのコイルにより生じ
   る磁界が相互作用し、 前記磁界補償コイルが前記補償電流源により起動されな
   いようにする手段が、制御信号を発生するマイクロプロ
   セッサと、前記磁界補償コイルにより生じる磁界が消磁
   作用を妨害するのを防ぐための前記制御信号に応答して
   前記磁界補償コイルを前記補償電流源から切り離す手段
   を含む、前記磁界補償コイル装置。