JP3728328B2 - カラー表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、３つの電子ビームを発生する手段と、表示スクリーンと、表示スクリーンを横切って電子ビームを偏向させる偏向磁界を発生する偏向ユニットとを有する陰極線管と、画像回転を補償する手段とを具えたカラー表示装置に関するものである。
この発明はまた陰極線管用の偏向ユニットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
冒頭のパラグラフで説明した型の表示装置や第２のパラグラフで説明した型の偏向ユニットはカナダ特許明細書ＣＡ１，３０２，５９８号から公知である。地磁気は表示された画像を回転させる（この効果は普通画像回転、またはフレーム回転と呼ばれている）。かかる公知の表示装置は画像回転を補償するコイルを具えている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、地磁気はフレーム回転のみならず、３つのビームの集束(コンバーゼンス)に悪影響を与え、コンバーゼンス誤差も引き起こすことが最近わかってきた。コンバーゼンス誤差は表示画像の画質に悪影響を及ぼす。公知の手段はコンバーゼンス誤差を全くあるいはほとんど補償しない。
【０００４】
本発明の目的は、上記の問題を解消し表示画像の改善された画質を有する表示装置を提供せんとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明の第１の要旨は、頭書に記載の表示装置において、前記偏向ユニットがコアを具え、前記画像回転補償手段が、前記コアの表示スクリーンに面する端部と前記コアの電子銃に面する端部との間における前記コアの外側に配置された補償コイル又は補償コイルシステムを具えることを特徴とするものである。
【０００６】
このような位置に配置されたコイルは、フレーム回転への地磁気の悪影響とともに電子ビームのコンバーゼンスへの地磁気の悪影響を補償することができる。この補償コイルはコアの周囲に配置される。意外にも、コアが補償コイルにより発生される磁界に好影響を与えることがわかった。
【０００７】
補償コイルはコアの中心とコアの表示スクリーンに面する端部との間に配置するのが好ましい。この範囲の位置では補償コイルによる画像回転補償とコンバーゼンス補償との間に最適な比が得られる。
【０００８】
本発明の第２の要旨は、頭書に記載のカラー表示装置において、前記画像回転を補償する手段が軸方向成分を有する補償磁界を発生する補償コイルまたは補償コイルシステムを備え、動作中、前記補償コイルまたは補償コイルシステムがフレーム回転とコンバーゼンスへの影響を発生し、且つ前記補償コイルまたは補償コイルシステムは、前記補償コイルにより発生されるフレーム回転への影響とコンバーゼンスへの影響との比が地磁気により発生されるフレーム回転の影響とコンバーゼンスへの影響との比に少なくともほぼ等しくなるように配置するか付勢可能にしたこと、あるいは配置し且つ付勢可能にしたことを特徴とするものである。
【０００９】
【実施例】
以下添付図面を参照し実施例により本発明を詳細に説明する。
添付図面は一定の寸法比ではなく、同じ部品には同一の参照番号が付されている。
【００１０】
カラー表示装置１（図１）は表示窓３、円錐状部分４およびネック部５を具えた真空外囲器２を含んでいる。前記ネック部５には３つの電子ビーム７，８および９を発生する電子銃６を備えている。表示スクリーン１０は表示窓３の内面上に位置している。前記表示スクリーン１０は赤、緑および青に発光する蛍光体要素の蛍光体パターンを具えている。表示スクリーンへの途中で電子ビーム７，８および９は表示スクリーン１０を横切って偏向ユニット１１により偏向され、表示窓３の前に配置され複数の開孔１３を有する薄い平板を具えたシャドウマスク１２を通過する。シャドウマスクは懸垂手段１４により表示窓に懸垂されている。３つの電子ビームは集束し、シャドウマスクの開孔を互いに小さな角度で通過し、その結果、各電子ビームは１つの色のみの蛍光体要素に射突する。
【００１１】
地磁気は表示スクリーン１０上に表示された画像を妨害する。地磁気の軸方向成分は表示された画像の回転（フレーム回転）を引き起こす。加うるに、地磁気は３つのビームの集束（コンバーゼンス）に悪い影響を与える。公知の補償コイルは回転を補償するがコンバーゼンス誤差は補償しないか殆ど補償しない。本発明では、地磁気はコンバーゼンス誤差も引き起こすこと、及び地磁気により引き起こされるフレーム回転とコンバーゼンス誤差の両方とも補償コイルまたは補償コイルシステムにより補償し得ることを認識した。
【００１２】
図２は本発明による偏向ユニットの断面図である。前記偏向ユニットは電子ビームを互に直角をなす２つの方向（ｘおよびｙ方向）に偏向するため、２つの偏向コイルシステム２１および２２を具えている。この例では、偏向ユニットはさらにコア２３を具えている。前記コアはヨークとも称され、軟磁性材料でつくられている。補償コイル２４が前記コアの外側に配置されている。意外にも、このコアは補償コイルにより発生される磁界に限定的ではあるが好影響を与えることがわかった。一般に、発生されるコンバーゼンスへの影響は補償コイルをさらに後部に（電子銃の方向に）配置すると大きくなる。補償コイル２４は平面Ａと平面Ｂの間に位置するのが好ましい。平面Ａはコアの中心を通って延在し、平面Ｂは表示スクリーンに面するコアの端部とほほ一致している。平面Ａは平面ＢおよびＣから等距離であり、平面Ｃは電子銃に面するコアの端部とほぼ一致する。“の外側に”という表現は本発明の範囲内では平面ＣとＢの間の位置を意味すると理解されたい。この例では補償コイル２４はホルダ２５に収納されている。
【００１３】
本発明の範囲内において種々の変形が可能であること明らかである。
【００１４】
好適な実施態様は、例えば、コアに対して補償コイルの位置を調整する手段を具えた表示装置からなる。補償コイルは例えばその位置を調整し得るホルダに収納することができる。特に軸方向（ｚ方向）の調整が重要である。それによって補償コイルを適正な位置に調整することができる。しかしながら、補償コイルはコアに直接固着してもよい。この目的のために、コアに固着手段（例えばホック）を設けてもよい。これは簡単な構成である。
【００１５】
最も単純な例では、補償コイルはリング形状で、コイルの軸は少なくともコアの軸とほぼ一致している。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。コイルは２つまたはそれ以上のサブコイルからなっていてもよい。図３はかかる実施態様を示している。本表示装置は異なった軸方向位置を有する２つのサブコイル３１Ａと３１Ｂを含む補償コイル３１を具えている。それによって補償コイルにより発生される磁界はさらに最適化することができる。加うるに、サブコイルを通過する電流の強度を別々に調整することによって、コイルの位置が調整可能であった場合に生ずるであろう効果に匹敵する効果を生じさせることができる。例えば、電流がコイル３１Ａまたは３１Ｂのみを通過する時は、補償コイルの“位置”はサブコイル３１Ａまたは３１Ｂの位置それぞれに対応する。いいかえれば、補償磁界の“位置”は電気的に調整可能であり、すなわちサブコイルの電流強度を調整することによって調整することができる。サブコイルに反対方向の電流を流すことによりそれらサブコイルを越えた位置に補償磁界を移動させることさえ可能である。
【００１６】
図４Ａと４Ｂはコアと補償コイルの組合わせの予期し得ない効果を示している。
【００１７】
図４Ａは補償コイル４３に囲まれたコア４２を具えた偏向ユニット４１の立面図である。
【００１８】
図４Ｂは電子ビームの位置における補償コイルにより発生された磁界４６を示している。
【００１９】
コアは補償コイル４３により発生される磁界を補償コイルの位置で弱める。一見するに、補償コイルの図示された位置ではコアが電子ビームを補償コイルの作用から遮蔽するために不都合であるように思われる。しかしながら、意外にも、コアはコイルの位置で発生する磁界をわずかに弱めるだけでなくコアの２つの端部分にその発生磁界をおしやるために、発生する磁界はコイルの位置で最大値を示さず、コアの両端部分およびコアの前記両端部分４４と４５からわずかにはなれた位置で最大値を示す。かくして補償磁界の効果は全体として意外にもコアによってほとんどあるいは全く弱められることなく拡げられ、２つの磁界の組み合わせとみなすことができる。磁界４６Ａは偏向される前の電子ビームに主として影響を与え、それによって偏向されてない電子ビームへの妨害磁界の影響を特に補償し、一方磁界４６Ｂは偏向された後の電子ビームに主として影響を与え、それによって偏向された電子ビームへの妨害磁界の影響を特に補償する。
【００２０】
結果として、コアと補償コイルの組合わせの作用は、磁界の最大値４６Ａと４６Ｂの位置にほぼ位置する２つの異なるコイルを有する偏向ユニットの作用に匹敵するものとみなせる。磁界４６Ａと４６Ｂの組合わせ効果は、地磁気により発生される回転とコンバーゼンス誤差の両者を有効に補償することができる。図４Ｂに示す効果、すなわち２つの磁界４６Ａと４６Ｂの磁界の分割は、補償コイルがコアの外側に（すなわち、平面Ｂと平面Ｃの間に）位置するという事実の結果である。
【００２１】
表示装置は好適には補償コイルに調整可能な電圧を印加する手段、またはその補償コイルが複数のサブコイルを含む場合には、前記サブコイルに調整可能な電圧を印加する手段を具えている。それによってコイルの補償効果を地磁気に打勝つよう適応させることができる。図２は補償コイルが補償コイルに印加する電圧、従って補償コイルを流れる電流を調整する手段２７に接続されることを線図的に示している。
【００２２】
表Ｉは、０．０６ｍＴの地磁気の軸方向成分の強度変化がフレームまたはコンバーゼンスへ与える影響を示している。回転Ｂ／ＣはＢ点（スクリーンの水平軸の一端）とＣ点（水平軸のＢ点とは反対側に位置する他端）におけるフレームのｙ（垂直）方向の偏移（フレーム回転）に関係する。前述の両端の値は反対符号であるからそれらは−／＋として与えられる。偏移はｍｍで与えられる。ＡのＢＲｙは表示スクリーンの中心（Ａ）における最外側の電子ビーム（Ｒ＝赤，Ｂ＝青）間のｙ（垂直）方向に測定した偏移（コンバーゼンス誤差）に関係し、Ｂ／ＣのＢＲｙは上で定義したＢ点とＣ点における最外側ビーム間の偏移（コンバーゼンス誤差）に関係し、これらの偏移もｍｍ単位である。両偏移（回転Ｂ／ＣとＢＲｙ）とも表示画像に悪影響を及ぼす。これらの影響は本発明に係る補償コイルにより補償される。
【表１】

【００２３】
本発明の第２の要旨に係る表示装置は、前記画像回転を補償する手段が軸方向成分を有する補償磁界を発生する補償コイルまたは補償コイルシステムを備え、動作中、前記補償コイルまたは補償コイルシステムがフレーム回転とコンバーゼンスへの影響を発生し、且つ前記補償コイルまたは補償コイルシステムは、前記補償コイルにより発生されるフレーム回転への影響とコンバーゼンスへの影響との比が地磁気により発生されるフレーム回転の影響とコンバーゼンスへの影響との比に少なくともほぼ等しくなるように配置するか付勢可能にする、あるいは配置するとともに付勢可能にすることを特徴とする。
【００２４】
“少なくともほぼ”という表現は、本発明の範囲内では、前記２つの比の差が最大で約０．７５〜１．２５倍、好適には１０％以下であることを意味するものと理解されたい。もしこの条件が満足されれば、地磁気により生ずるフレーム回転と地磁気により生ずるコンバーゼンス誤差は大部分あるいはほぼ完全に補償コイルにより補償される。前記比は水平軸の両端で測定される。
【００２５】
このような補償コイルまたは補償コイルシステムを具えた表示装置は、例えば以下のように製作される：
【００２６】
補償コイルまたは補償コイルシステムのない表示装置を地磁気の中に置くか、地磁気の軸方向成分を模造した軸方向磁場内に置く（表示装置が付勢されていないでそれ故磁界を発生していない補償コイルまたは補償コイルシステムを具える場合も、“補償コイルまたは補償コイルシステムのない”条件に該当することは当業者に明らかであること勿論である）；
【００２７】
フレーム回転を点ＢとＣ（水平軸の両端）で測定する；
【００２８】
ＢＲｙを点ＢとＣで測定する；
【００２９】
表示装置を磁界のない空間に置いて、フレーム回転とＢＲｙを再び測定する；
【００３０】
その差は地磁気の軸方向成分により生じたフレーム回転とＢＲｙを表わし、得られたフレーム回転とＢＲｙの値の比を計算する（この比は一次近似で地磁気の強さに依存す）；
【００３１】
表示装置に付勢可能な補償コイルまたは補償コイルシステムを設け、磁界のない空間（即ち磁界または少なくとも軸方向の磁界がない空間）内に置き、補償コイルを付勢して補償磁界を発生させる；
【００３２】
フレーム回転およびＢＲｙを点Ｂ及びＣで測定し、その比を計算する；
このようにして、補償コイルまたはコイルシステムに対してフレーム回転／ＢＲｙの比を得る。得られた２つの比を比較する。本発明では、補償コイルに対するフレーム回転／ＢＲｙの比は、特にコイルの位置および／またはサブコイルを流れる電流によって、すなわちコイルまたはコイルシステムの配置のし方および／または付勢のし方によって制御することができる。その後、必要とあれば、補償コイルまたは補償コイルシステムの位置、または補償コイルシステムの異なるサブコイルを流れる電流を、補償コイルに対して測定されたフレーム回転／コンバーゼンス比が少なくともほぼ地磁気に対して測定されたフレーム回転／コンバーゼンス比に一致するまで変化させる。上述の手順はコンピュータプログラムにより部分的にまたは完全にシミュレートし、計算することができる。
【００３３】
ほぼ同じ手順を逆にたどることによって、表示装置が本発明のこの要旨にかなうかどうかを容易に確定することができることは当業者に自明であろう。
【００３４】
前述の補償コイルの位置（平面ＢとＣ間のコアの外側）は、簡単且つ小型の構成によって所望の比をほぼ満たす可能性を提供する好適な位置である。この構成は、特に、９０゜陰極線管にとって最適であることがわかった。加えて、補償コイルに必要とされる電流強度（従って必要とされるエネルギー）はかなり低いことがわかった。その上、複数のサブコイルが使用する場合は、補償磁界へのさらに微細な調整が可能である。それによって、さらに改善された画質が提供される。平面Ｂと平面Ａの間に配置される図２に示すような簡単なコイルの場合には、平面Ｂと平面Ｃとの間の距離が約５０ｍｍで、平面Ｂから約１５ｍｍの位置に配置すると、コアを具えた２１″９０゜ＣＲＴに対するフレーム回転／ＢＲｙ比は約３．７に等しいことがわかった。表１からかかる陰極線管が地磁気にさらされると、前記比は１．７５ｍｍ／０．４５ｍｍ＝３．８８となることがわかる。従って、フレーム回転／ＢＲｙ比は地磁気と補償コイルに対してほぼ同じになる。平面Ｂ（図２参照）に置かれた同じコイルは５に等しいフレーム回転／ＢＲｙ比を有する。平面Ａ（図２参照）に置かれた同じコイルの比はほぼ３に等しい。従って、コイルが平面ＢとＡの間に置かれると、地磁気に起因するフレーム回転が補償され、加えて、コンバーゼンス誤差（ＢＲｙ）もかなり、少なくとも７５％補償される。比較のために、平面Ｂの前方２０ｍｍに配置された同じコイルは約９のフレーム回転／ＢＲｙ比を有し、このことは地磁気に起因するフレーム回転を補償コイルにより補償する場合、コンバーゼンス誤差は４０％以下しか補償されないことを意味する。
【００３５】
本発明の要旨内で各種の変更が可能なことは自明であろう。例えば、１つ以上のサブコイルが平面ＢとＣにより示される領域の外側に位置していてもよい。地磁気という語はここでは一定の磁界を意味するものと理解されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 表示装置の断面図である。
【図２】 補償コイルを具えた偏向ユニットの断面図である。
【図３】 ２つのサブコイルからなる補償コイルを具えた偏向ユニットを示す断面図である。
【図４】 補償コイル４３に囲まれたコア４２を具えた偏向ユニット４１の立面図（Ａ）とコイル４３により発生する磁界４６を示す図（Ｂ）である。
【符号の説明】
１ カラー表示装置
２ 真空外囲器
３ 表示窓
４ 円錐状部分
５ ネック部
６ 電子銃
７，８，９ 電子ビーム
１０ 表示スクリーン
１１ 偏向ユニット
１２ シャドウマスク
１３ 複数の開孔
１４ 懸垂手段
２１，２２ ２つの偏向コイルシステム
２３ コア
２４，３１ 補償コイル
２５ ホルダ
２７ 補償コイルに調整可能な電圧を印加する手段
３１ 補償コイル
３１Ａ，３１Ｂ サブ・コイル
４１ 偏向ユニット
４２ コア
４３ 補償コイル
４４，４５ コアの端部分
４６Ａ，４６Ｂ 磁界

Claims (9)

1. ３つの電子ビームを発生する手段と、表示スクリーンと、表示スクリーンを横切って電子ビームを偏向させる偏向磁界を発生する偏向ユニットとを有する陰極線管と、画像回転を補償する手段とを具えたカラー表示装置において、前記偏向ユニットがコアを具え、前記画像回転を補償する手段が、前記コアの表示スクリーンに面する端部と前記コアの電子銃に面する端部との間における前記コアの外側に配置された補償コイルまたは補償コイルシステムを具えることを特徴とするカラー表示装置。
2. 請求項１記載の装置において、前記補償コイルが前記コアの中心と前記コアの表示スクリーンに面する端部との間に位置することを特徴とするカラー表示装置。
3. 請求項１または２記載の装置において、当該装置が前記コアに対する前記補償コイルの位置を調整する手段を具えることを特徴とするカラー表示装置。
4. 請求項３記載の装置において、前記補償コイルがその位置を調整し得るホルダに収容されていることを特徴とするカラー表示装置。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の装置において、前記補償コイルが異なった軸方向位置を有する複数のサブコイルを具えることを特徴とするカラー表示装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の装置において、当該装置が補償コイルに調整可能な電圧を印加する手段を具えることを特徴とするカラー表示装置。
7. 請求項５記載の装置において、当該装置が複数のサブコイルに調整可能な電圧を印加する手段を具えることを特徴とするカラー表示装置。
8. ３つの電子ビームを発生する手段と、表示スクリーンと、表示スクリーンを横切って電子ビームを偏向させる偏向磁界を発生するコアを具えた偏向ユニットとを有する陰極線管と、画像回転を補償する手段とを具えたカラー表示装置において、前記画像回転を補償する手段が、前記偏向ユニットのコアの表示スクリーンに面する端部と前記コアの電子銃に面する端部との間における前記コアの外側に配置され、動作時に軸方向成分を有する補償磁界を発生してフレーム回転とコンバーゼンスへの影響を発生する補償コイルまたは補償コイルシステムを具え、且つ前記補償コイルまたは補償コイルシステムのコア上の位置及び／又は前記補償コイルまたは補償コイルシステムを流れる電流が、前記補償コイルまたは前記補償コイルシステムにより発生されるフレーム回転への影響とコンバーゼンスへの影響との比と地磁気により発生されるフレーム回転の影響とコンバーゼンスへの影響との比の差が最小になるように決定されていることを特徴とするカラー表示装置。
9. カラー表示装置用の偏向ユニットであって、該偏向ユニットはコアと画像回転を補償する手段とを備え、該画像回転を補償する手段は、前記コアの表示スクリーンに面する端部と前記コアの電子銃に面する端部との間における前記コアの外側に配置された補償コイルまたは補償コイルシステムを具えることを特徴とするカラー表示装置用の偏向ユニット。

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