JP3861595B2 - カラー受像管装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はモニターやテレビジョン受像機等に用いられるカラー受像管装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カラー受像管の重要な画像品質要素の一つにラスター歪があるが、従来より周辺部の上下ピンクッション歪、および左右ピンクッション歪は偏向ヨークの磁界、およびカラー受像管装置の補正回路によって補正されている。しかし、これらの上下左右の周辺部の歪を最適化しても、縦線の中間部または横線の中間部にピンクッション歪が残留することがある。これらはそれぞれ「左右インナーピンクッション歪」（図６）、「上下インナーピンクッション歪」（図７）と呼ばれる。「左右インナーピンクッション歪」は「縦線インナーピンクッション歪」と、「上下インナーピンクッション歪」は「横線インナーピンクッション歪」とも呼ばれる。
【０００３】
一般に平面スクリーン上の輝点位置の変位量Ｘ（ｔ）は、θを偏向角とするとｔａｎθに比例する。そのため蛍光体スクリーン面の水平方向周辺部に近づくにつれて水平方向の変位量が増加する、いわゆる「Ｓ字歪」と呼ばれる非直線性歪が生じる。このＳ字歪はＳ字歪補正回路を付加することにより補正される。Ｓ字歪の必要補正量は偏向中心から蛍光体スクリーン面上の各点までの垂直方向の距離に逆比例する。図８に示すように、カラー受像管のラスター上部、および下部すなわち蛍光体スクリーン面の垂直方向周辺部１８では中間部１７（斜線で示す範囲）よりも偏向中心からの距離が遠いので、Ｓ字歪の必要補正量が中間部よりも少なくて済む。
【０００４】
しかしながら、従来のカラー受像管装置のＳ字歪補正回路は、蛍光体スクリーン面の垂直方向中間部でのＳ字歪補正を最適化するものの、蛍光体スクリーン面の垂直方向中間部と周辺部との必要補正量の相違が考慮されていないために、周辺部でＳ字歪が過補正されてしまい、このために左右インナーピンクッション歪が生じてしまうという問題があった。特に、カラー受像管の前面パネルの平面化、および偏向角の増大に伴い、この左右インナーピンクッション歪が顕著になっていた。
【０００５】
このような問題に対し、特開平９−１４９２８３号公報に記載された発明は、可飽和リアクタに水平偏向電流を流し、これを垂直偏向電流で変調させて、ラスター上部、および下部、すなわち垂直方向周辺部への偏向時に水平偏向部の総合インダクタンスが水平方向の周辺部への偏向時（すなわち、対角方向の角部への偏向時）に小さくなるような構成をとることにより、左右インナーピンクッション歪を除去していた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年のカラー受像管の前面パネルの更なる平面化、並びに偏向角の増大に伴い、ラスターの上下方向での場合と同様にラスターの水平方向左部、および右部と水平方向中間部との間でもＳ字歪補正量の差が生じ、その結果として、左右インナーピンクッション歪に加えて上下インナーピンクッション歪の問題が顕在化してきた。上記の特開平９−１４９２８３号公報に記載の従来のインナーピンクッション歪補正回路は左右インナーピンクッション歪の補正には有効な手段であったが、上下インナーピンクッション歪の補正はできなかった。したがって、従来は偏向ヨークの中心軸を垂直方向に傾ける上下ティルトによって、歪の上下バランスをとるだけであった。
【０００７】
この他、特開平６−２８３１１５号公報、実開昭６３−８０７５６号公報では偏向ヨークの４コーナーに磁石を配置し、上下方向中間部の上下バレル歪を補正しているが、この方式ではラスター歪を補正する際に、上下方向中間部の赤ビームと青ビームの横線コンバーゼンスが悪化する上、磁石取り付け時の工数が増し、作業性が劣化するという問題点があった。
【０００８】
そこで、本発明ではカラー受像管装置において、上下ピンクッション歪を補正しつつ、上下インナーピンクッション歪をも補正し、且つ取り付ける磁石の数が上側、下側にそれぞれ２個でよいことから、材料費の削減、工数の低減、作業性の向上が図れる手段を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のカラー受像管装置は、内面に蛍光体スクリーン面を有するガラスバルブと、前記ガラスバルブ内に配置され、前記蛍光体スクリーン面に電子ビームを照射するインライン電子銃と、前記ガラスバルブ外に配置された水平偏向コイルおよび垂直偏向コイルを有する偏向装置とを備えたカラー受像管装置において、前記偏向装置の水平軸より上側に、上側偏向時に前記垂直偏向コイルが発生する磁界と同極性の磁界を発生する第１の磁界発生体を備え、前記偏向装置の水平軸より下側に、下側偏向時に前記垂直偏向コイルが発生する磁界と同極性の磁界を発生する第２の磁界発生体を備え、前記偏向装置の水平軸より上側に、上側偏向時に前記垂直偏向コイルが発生する磁界と逆極性の磁界を発生する第３の磁界発生体を備え、前記偏向装置の水平軸より下側に、下側偏向時に前記垂直偏向コイルが発生する磁界と逆極性の磁界を発生する第４の磁界発生体を備え、前記第１および第２の磁界発生体は、前記水平偏向コイルおよび前記垂直偏向コイルの管軸方向における偏向磁界強度のピーク位置よりも前記蛍光体スクリーン面側に配置され、前記第３および第４の磁界発生体は、前記第１および第２の磁界発生体の管軸方向における位置と同一又はこれより前記蛍光体スクリーン面側に配置されており、前記第３および第４の磁界発生体の磁界強度が前記第１および第２の磁界発生体の磁界強度より小さく、かつ、垂直軸方向において前記第３および第４の磁界発生体は前記第１および第２の磁界発生体よりも前記ガラスバルブに近い位置に配置されている。
【００１０】
この構成によれば、第１および第２の磁界発生体による垂直偏向コイルの磁界と同極性の磁界により、蛍光体スクリーン面の垂直方向中間部の上下インナーピンクッション歪を補正するとともに、垂直方向周辺部の上下ピンクッション歪を過補正し、併せて第３および第４の磁界発生体による垂直偏向コイルの磁界と逆極性の磁界により、過補正された垂直方向周辺部の歪のみを再補正することで、周辺部の上下ピンクッション歪と中間部の上下インナーピンクッション歪をともに補正することができる。
【００１２】
さらに、第１および第２の磁界発生体の減衰領域の磁界により、垂直方向周辺部へ偏向される電子ビームと垂直方向中間部へ偏向される電子ビームとにほぼ等しい補正方向の力を作用させることができ、かつ、第３および第４の磁界発生体の磁界により垂直方向周辺部へ偏向される電子ビームのみに上記補正方向とは逆方向の力を作用させることができるので、非常に効果的に上下インナーピンクッション歪を補正することができる。
【００１３】
また、本発明のカラー受像管装置では前記第１〜第４の磁界発生体が磁石で構成されていることが好ましい。
【００１４】
この好ましい構成によれば、第１および第２の磁界発生体を構成する磁石と第３および第４の磁界発生体を構成する磁石の大きさ、形状、磁気特性等を適当に選択することにより、蛍光体スクリーン面の垂直方向周辺部と中間部へ偏向されるそれぞれの電子ビームに作用する補正磁界を調節することができ、簡便、且つ低コストな方法で周辺部の上下ピンクッション歪と中間部の上下インナーピンクッション歪をともに補正することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１６】
本発明のカラー受像管装置は、カラー受像管と偏向装置とからなる。図２に示すように本発明のカラー受像管装置は、前面パネル１の内面に青、緑、赤に発光する蛍光体スクリーン面２を有するガラスバルブ３と、蛍光体スクリーン面２に対向配置されたシャドウマスク４と、ガラスバルブ３のネック部５内に配置され、蛍光体スクリーン面２に電子ビーム６を照射するインライン電子銃７と、ガラスバルブ３のファンネル部８およびネック部５の外側に装着された偏向装置９とからなり、通常は、さらにネック部５の外側にピュリティとスタティックコンバーゼンスを調整するための二極磁石、四極磁石および六極磁石を有するコンバーゼンスユニット１０が付加される。
【００１７】
以下の説明の便宜のために、管軸を通る水平軸をＸ軸、管軸を通る垂直軸（上下方向）をＹ軸、管軸をＺ軸とする３次元直交座標系を設定する。
【００１８】
図１は偏向装置９を上側（Ｎ側）から見た図、図１２は同じく偏向装置９を横側（ＥまたはＷ側）から見た図で、図３は偏向装置９を蛍光体スクリーン面側から見た図である。偏向装置９は、全体としてピンクッション歪をもつ磁界を発生させる一対の水平偏向コイル１１と、絶縁および支持のための樹脂枠１２を介して一対の垂直偏向コイル１３とが組み込まれ、その外周にはフェライトコア１４が組み込まれている。さらに、フェライトコア１４の蛍光体スクリーン面側開口部の外周部には、第１の磁界発生体である磁石３１と第２の磁界発生体である磁石３２が、ほぼ上下対称の位置にそれぞれ設けられている。さらに、垂直偏向コイル１３の蛍光体スクリーン面側開口部の外周部には、第３の磁界発生体である磁石３３と第４の磁界発生体である磁石３４とが、ほぼ上下対称の位置にそれぞれ設けられている。これら磁石３１〜３４はいずれもフェライトコア１４よりも蛍光体スクリーン面側で、管軸方向における偏向磁界強度のピーク位置よりも蛍光体スクリーン面側に設置されている。偏向磁界強度のピーク位置は、偏向コイルを構成する３つの部位（電子銃側アーク部、コーン部、スクリーン側アーク部）からの磁界の重ね合わせによって定まり、偏向コイルのコーン部中の円筒部（管軸とほぼ平行な部分）から曲面部（ファンネルに合わせて拡がっていく部分）への変曲点付近に現れることは周知である。
【００１９】
図４は、電子ビームを蛍光体スクリーン面の上側に偏向する時の磁界を管軸に平行な方向から見た図である。第１の磁石３１が発生する磁界の極性は垂直偏向コイル（図示せず）が発生する磁界（破線で示す）と同極性になっている。一方、第３の磁石３３が発生する磁界の極性はこれとは逆極性になっている。なお、第２の磁石３２は第１の磁石３１とは逆方向の磁界を発生するように配置され、また、第４の磁石３４は第３の磁石３３とは逆方向の磁界を発生するように配置される。
【００２０】
図５は、本発明により上下インナーピンクッション歪が補正される様子を示した図である。インライン電子銃７から射出された電子ビームは、偏向装置９が作り出す磁界により蛍光体スクリーン面２の全域にわたって偏向されるが、蛍光体スクリーン面の上側周辺部に偏向されるときには記号Ａで示す軌道を通り、上側中間部に偏向されるときには記号Ｂで示す軌道を通る。図４に示すような極性の磁界が磁石３１、３３からそれぞれ発生したとき、電子銃側の領域Ｉでは、Ａ、Ｂの２つの軌道の差が小さいために、第１の磁石３１から発生する磁界は周辺部に偏向される電子ビームＡだけでなく中間部に偏向される電子ビームＢにも作用し、いずれの電子ビームも偏向方向と同方向の太い矢印で示す力５１を受ける。これに対して、蛍光体スクリーン面側の領域IIではＡ，Ｂの軌道の差が大きく、第３の磁石３３が発生する磁界がＢの軌道を通る電子ビームに及ぼす作用は極めて小さいので、Ａの軌道を通る電子ビームのみが偏向方向と逆方向の太い矢印で示す力５２を受ける。
【００２１】
図９、１０は、上下インナーピンクッション歪と上下ピンクッション歪とが、本発明により段階的に補正される様子を示す。図９において、破線で示す補正前の上下インナーピンクッション歪を力５１の作用により実線のように最適化補正すると、周辺部においては上下ピンクッション歪が過補正された状態となるが、力５２の作用により周辺部は再度逆補正されるために、結果的にラスター歪は図１０のように適切な状態となる。このようにして、上下ピンクッション歪の最適化を図りながら、上下インナーピンクッション歪を補正することができる。
【００２２】
以上、蛍光体スクリーン面の上側に電子ビームを偏向する場合について説明したが、下側に偏向する場合には、図４に示した垂直偏向磁界（破線）の向きが逆向きとなり、磁界発生体である第２の磁石３２と第４の磁石３４が、上記の第１および第３の磁石３１、３３とそれぞれ同様の働きをする。
【００２３】
次に、対角サイズが４６ｃｍ（１９インチ）のディスプレイ用カラー受像管装置について本発明の効果を確認した実験例について説明する。実験に際しては、磁石３１、３２として、大きさが５〔ｍｍ〕×５〔ｍｍ〕×１５〔ｍｍ〕で磁界強度が０．０５〔Ｔ〕の磁石を用い、磁石３３、３４には大きさが２〔ｍｍ〕×５〔ｍｍ〕×１０〔ｍｍ〕で磁界強度が０．０２〔Ｔ〕の磁石を用いた。磁石３１、３２は、垂直偏向磁界強度のピーク位置から蛍光体スクリーン面側に２８〔ｍｍ〕の位置に、磁石３３、３４は、同じく４８〔ｍｍ〕の位置に設置した。いずれの磁石も、その長手方向をＸ軸方向と平行にして設置した。
【００２４】
単に偏向磁界のみによってラスター歪の最適化を図った場合（比較例）には、上下ピンクッション歪が０．１〔ｍｍ〕、上下インナーピンクッション歪が０．９〔ｍｍ〕であり、上下インナーピンクッション歪が目立っていた。これに対して、本発明の磁石３１〜３４を用いて歪を最適化した場合には、上下ピンクッション歪が０．１〔ｍｍ〕、上下インナーピンクッション歪が０．４〔ｍｍ〕であり、上下ピンクッション歪を上記比較例と同レベルに保ちながら、上下インナーピンクッション歪を改善できた。
【００２５】
使用する磁石の磁界強度、サイズ、取付け位置は全体的なラスター歪のバランスを考慮しながら以下のように決定される。
【００２６】
磁界強度については、基本的には上下インナーピンクッション歪をほぼゼロにまで補正できる程度の磁界強度を第１および第２の磁石３１、３２に付与し、過補正された周辺部の上下ピンクッション歪を０．５〔ｍｍ〕以下程度にまで、再補正でき得る磁界強度を磁石３３、３４に付与してやれば良い。
【００２７】
サイズについては、磁石の長手方向の長さが短すぎるとラスター歪に不必要なうねり成分を生じてしまい、長すぎても所望の部分のみ補正することが困難となるため、上下ラスター歪を見ながらサイズを選択する必要がある。
【００２８】
また、管軸方向の取り付け位置については、フェライトコアの外側に磁石を配置しても実質的な補正効果を得られないことから、磁石３１、３２はフェライトコアよりも蛍光体スクリーン面側の領域で、かつできるだけ電子銃寄りに配置され、磁石３３、３４は偏向装置の蛍光体スクリーン面側の端部に配置されるのが好ましい。
【００２９】
ただし、これらは前述のように、ラスター歪全体のバランスを見ながら、その都度最適な組み合わせになる様、調整する必要がある。
【００３０】
図１１は、本発明に用いる磁石の磁界強度の垂直軸方向の分布を示した図である。曲線ａは磁界強度の大きな磁石を、曲線ｂは磁界強度の小さな磁石をそれぞれ示す。いずれの磁石も、磁石の近傍の領域では磁界強度は急激に低下し、磁石から離れるにしたがって磁界強度の変化は徐々に緩やかとなっていく。第１および第２の磁石３１、３２には磁界強度が大きなものをファンネルから離して使用し、第３および第４の磁石３３、３４には磁界強度が小さなものをファンネルに近づけて使用するとさらに効果的である。なぜなら、領域Ｉ（図５参照）ではＡ、Ｂ双方の軌道を通る電子ビームをできる限り同じような強さの力で周辺方向へ引き上げたいので、図１１に示すような磁石の垂直軸方向の磁界強度分布の変化がある程度減衰した領域（１）を使用する方が有効だからである。これとは逆に、領域II（図５参照）ではＡの軌道を通る電子ビームにのみ再補正の力を作用させたいので、この場合には、磁石の垂直軸方向の磁界強度分布の変化が急峻に変化する領域（２）を用いた方が効果的であるからである。
【００３１】
なお、図１３のように、第１および第２の磁石３１ａ、３２ａの管軸方向の取付位置と、第３および第４の磁石３３ａ、３４ａの該方向の取付位置とが同一である場合でも、磁石３３ａ、３４ａの磁界強度を磁石３１ａ、３２ａよりも小さくし、かつ垂直軸方向において磁石３３ａ、３４ａを磁石３１ａ、３２ａよりもファンネルに近づけて取り付ければ同様の効果が得られる。また、この場合において、図１４のように補正前の上下のラスター歪がうねり成分をもっているときは、図１５に示すように第１および第２の磁石３１ａ、３２ａの長さを第３および第４の磁石３３ａ、３４ａの長さより長くすると良い。これにより、第１および第２の磁石３１ａ、３２ａにより上下のラスター歪全体が図１６のように補正され、中央の凸部ａが第３および第４の磁石３３ａ、３４ａによって逆補正されるので、図１０に示したようにうねり成分を除去することができる。
【００３２】
また、上記実施形態では第１〜第４の磁界発生体として磁石３１〜３４（３１ａ〜３４ａ）を用いたが、コイルを使った電磁石等を用いても良い。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、上下ピンクッション歪の最適化を図りながら、上下インナーピンクッション歪を補正でき、簡便かつ低コストな手段で高品位のカラー受像管装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の偏向装置を上側から見た図
【図２】本発明のカラー受像管装置の横断面図
【図３】同じく偏向装置を蛍光体スクリーン面側から見た図
【図４】本発明の磁界発生体（補正磁石）が発生する磁界の向きと垂直偏向磁界の向きとの関係を示す図
【図５】本発明の磁界発生体（補正磁石）により上下インナーピンクッション歪が補正される様子を示した図
【図６】左右インナーピンクッション歪の説明図
【図７】上下インナーピンクッション歪の説明図
【図８】蛍光体スクリーン面の垂直方向周辺部と中間部領域の説明図
【図９】本発明により上下インナーピンクッション歪が補正される様子を示した図
【図１０】本発明によりさらに上下ピンクッション歪が補正される様子を示した図
【図１１】本発明に用いる磁界発生体（補正磁石）の磁界強度の垂直軸方向の分布を示した図
【図１２】本発明の偏向装置を横側から見た図
【図１３】各磁界発生体（補正磁石）を管軸方向の同一位置に取り付けた本発明の偏向装置を横側から見た図
【図１４】ラスター上下周辺部がうねり成分を有している様子を示した図
【図１５】長さの異なる２種の磁石を磁界発生体として用いた本発明の偏向装置を蛍光体スクリーン面側から見た図
【図１６】図１４の上下インナーピンクッション歪が補正される様子を示した図
【符号の説明】
１ 前面パネル
２ 蛍光体スクリーン面
３ ガラスバルブ
４ シャドウマスク
５ ネック部
６ 電子ビーム
７ 電子銃
８ ファンネル部
９ 偏向装置
１１ 水平偏向コイル
１２ 樹脂枠
１３ 垂直偏向コイル
１４ フェライトコア
３１〜３４，３１ａ〜３４ａ 磁石（磁界発生体）

Claims (2)

1. 内面に蛍光体スクリーン面を有するガラスバルブと、前記ガラスバルブ内に配置され、前記蛍光体スクリーン面に電子ビームを照射するインライン電子銃と、前記ガラスバルブ外に配置された水平偏向コイルおよび垂直偏向コイルを有する偏向装置とを備えたカラー受像管装置において、
   前記偏向装置の水平軸より上側に、上側偏向時に前記垂直偏向コイルが発生する磁界と同極性の磁界を発生する第１の磁界発生体を備え、前記偏向装置の水平軸より下側に、下側偏向時に前記垂直偏向コイルが発生する磁界と同極性の磁界を発生する第２の磁界発生体を備え、
   前記偏向装置の水平軸より上側に、上側偏向時に前記垂直偏向コイルが発生する磁界と逆極性の磁界を発生する第３の磁界発生体を備え、前記偏向装置の水平軸より下側に、下側偏向時に前記垂直偏向コイルが発生する磁界と逆極性の磁界を発生する第４の磁界発生体を備え、
   前記第１および第２の磁界発生体は、前記水平偏向コイルおよび前記垂直偏向コイルの管軸方向における偏向磁界強度のピーク位置よりも前記蛍光体スクリーン面側に配置され、
   前記第３および第４の磁界発生体は、前記第１および第２の磁界発生体の管軸方向における位置と同一又はこれより前記蛍光体スクリーン面側に配置されており、
   前記第３および第４の磁界発生体の磁界強度が前記第１および第２の磁界発生体の磁界強度より小さく、かつ、垂直軸方向において前記第３および第４の磁界発生体は前記第１および第２の磁界発生体よりも前記ガラスバルブに近い位置に配置されているカラー受像管装置。
2. 前記第１〜第４の磁界発生体が磁石からなる請求項１に記載のカラー受像管装置。

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