JP4147108B2 - 水平コマ収差補正を備えるカラー陰極線管用偏向システム - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、偏向器と呼ばれ、サドル状になった一対の水平偏向コイルと一対の垂直偏向コイルを有するカラー陰極線管用の偏向ユニットに関し、特に、陰極線管スクリーン上のスクリーンの水平エッジに沿う赤／青のビームの緑ビームに対するランディングエラーを改善するための磁界整形器を備える偏向器に関する。
【０００２】
カラー画像を生成する陰極線管は、通常は、３本の共面電子ビームを発する電子銃を備え、各ビームはスクリーン上の予め定められた主原色（赤、緑、青）の蛍光体を励起する。
【０００３】
電子ビームは、陰極線管のネック部に取り付けられている偏向器の水平及び垂直偏向コイルにより生成される偏向磁界により陰極線管スクリーンを走査する。プラスチックでできたセパレータは２対のコイルを分離し、偏向器の機械的強度を付与している。強磁性材料で造られるリング通常の方法で偏向コイルを取り囲み、偏向磁界を適切な領域に向けるようにしている。
【０００４】
電子銃により発生する３本のビームは常に収束するが、そづでないと特にカラーの再生が不適切なものとなるいわゆる収束エラーが生じる。３本の共面ビームを収束させるため、いわゆる自己収束収差偏向を使用することが知られており、自己収束偏向コイルにおいては、水平偏向巻線により発生する磁界強度又は磁束線は、陰極線管スクリーン側の後方のやや前側に位置するコイル部分の領域において略ピンクッションの形状をなしている。このことは、コイル前方において、コイルラインを形成する折返しの分布に、非常に明確な電流−折返し密度の第３高調波を持ち込むことになる。
【０００５】
更に、均一な水平及び垂直偏向磁界の下では、電子ビームで走査されるボリュームはピラミッド形をなし、頂部が偏向器の偏向の中央と一致し、また非球面スクリーンとの交差部がピンクッション歪みと呼ばれる形状的欠陥を示す。この画像の形状的歪みは陰極線管スクリーンの曲率が大ききなるにつれて増加する。自己収束偏向器は画像の南／北、東／西ジオメトリーを改善することを可能とする非点収差を生む偏向磁界を発生し、特に、南／北のピンクッション歪みを部分的に補正する。
【０００６】
偏向器の設計は、また、コマ収差を考慮に入れる必要があるが、このコマ収差は、陰極線管のスクリーン面の曲率と偏向磁界の非点収差とは独立して、３本のライン状のビームを持つ電子銃からのサイドビームに影響を及ぼす収差であり；これらの赤と青の画像を形成するためのサイドビームは、陰極線管の軸に対して偏向器に小さい角度で入射し、緑画像を形成する中央ビームよりさらに偏向が与えられる。コマ収差は通常は、ビームが偏向器に入射する点で磁界の分布を変更することにより補正され、発生するコマ収差が、自己収束のために必要となる非点収差を得るのに必要な磁界分布により生じるコマ収差を補正する。従って、水平偏向磁界に関しては、偏向器の後部における磁界はバレル形をなし、前部はピンクッション形をなす。
【０００７】
現在の陰極線管のマーケットは、フロントフェースが平坦に近い陰極線管が要請されている。この要請は偏向器の設計においていくつかの技術上の問題を提起する。これらの問題のうち、その一つは、画像の水平エッジに沿うコマ収差の補正に関連するもので、赤／青ビームにより形成される水平ラインが水平緑ラインにより形成されるフレームの外側に形成されることである。
【０００８】
水平及び垂直偏向コイルがサドル形状の偏向器においては、コマ収差は、偏向コイルの後部に対する非点収差を変更することにより、特に、磁力スカラーポテンシヤルの第３高調波を増加させることにより、補正される。
【０００９】
しかしながら、この種の変更は、ビームの収束や陰極線管スクリーン上の画像の幾何学的形状のような他のパラメータの変更を伴う。このことはこれらの種々のパラメータを最適化することなしに、偏向器の種々の設計パラメータの間で妥協させる必要が出てくる。
【００１０】
本発明は、この状態を解決するための簡単で低廉な解決を提供するもので、ビームの収束や画像の形状のような他のパラメータを損なうことなく画像の水平エッジに沿うコマ収差を改善することを目的とする。
【００１１】
これを達成するため、本発明による偏向器は一対の水平偏向コイルと一対の垂直偏向コイルを備え、その二つの対はサドル形状をなし、セパレータにより互いに分離されており、この偏向器は、偏向コイルの後方において、水平及び垂直偏向コイルの間に、偏向器の対称軸に対して対称的に配置される４つの磁界整形器を含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明は以下の説明と図面を使用することによりより理解されるであろう；ここで、図１は陰極線管のネック部に取り付けられた本発明による偏向器の断面図である。
【００１３】
図２は、画像の水平エッジに沿う非点収差を示し、本発明はこれを補正するものである。
【００１４】
図３は長手方向の軸ｚに沿う本発明による磁界整形器の配置を長手方向軸に沿う断面で示す。
【００１５】
図４は、偏向器の磁界整形器の配置を正面より見た状態で示す図である。
【００１６】
図５Ａ及び５Ｂは、垂直偏向磁界ポテンシヤルの基本及び第３高調波への磁界整形器の作用する効果を示す。
【００１７】
図１は、断面図で、陰極線管６のネック８に取り付けられた本発明による偏向器１を示す。偏向器は、通常はプラスチックで造られるセパレータ２で互いに分離され一対の垂直偏向コイル４と、一対の水平コイル３と、コイル３とコイル４により生成される磁界を集中させるための強磁性材料からなるリング５とを備える。これらの磁界は、電子銃７により発射される電子ビーム１２を偏向させてビームが陰極線管６のスクリーン９を走査するようにしている。
【００１８】
図２において、本発明が解決しようとするコマ収差の欠陥が示されている。
【００１９】
陰極線管のスクリーン９上に、長方形３０の画像がスクリーンのエッジに近接して水平エッジの赤／青画像３２と緑画像３１とがずれた状態で現れ、緑のエッジは赤青のエッジの内側に現れ、その結果、通常は、負の値となるコマ収差を発生する。この現象はスクリーンのフロントフェースがより平らになるにつれて、より現れ易くなり、完全に平らのフロントフェースを持つ新しい時代の陰極線管にとってはなおさらである。
【００２０】
長手方向の軸ｚに沿う垂直偏向磁界は偶数多項式によって表わすことができることが知られている：
Ｖ_{（ｙ，ｚ）}＝Ｖ_０（ｚ）+Ｖ_２（ｚ）＊Ｙ^２+Ｖ_４（ｚ）＊Ｙ^４
ここで、Ｖ_０は垂直磁界の基本波で、Ｖ_２は高次の高調波である。
【００２１】
垂直偏向磁界の後部のみを活性化することにより、上述のコマ収差を矯正することができることが知られている。しかしながら、偏向コイルを形成する導電体の輪郭のみに作用させることにより、ビームの収束や陰極線管スクリーン上に形成される画像の形状のような他のパラメータを損なうことなしにこの欠陥を補正することは不可能のように見える。
【００２２】
図３及び４に示された本発明の範囲内では、磁界整形器２０は垂直偏向コイル４の下で水平偏向コイル３の上に配置されており、この配置は水平偏向磁界に影響を与えることなく、垂直偏向磁界に優先的に作用することを可能としている。
【００２３】
整形器２０はセパレータ２の上の内面あるいは外面に配置されるのが好ましい。それらは、セパレータ上に接着剤で支持され、例えば、それらが固定される表面上に成形されるハウジングを設けることにより、セパレータ上に自動的に位置決めすることができる。
【００２４】
整形器の目的は、磁界の基本波に大きな影響を及ぼさないで偏向磁界の高調波に作用させることであるから、偏向器のｘ軸及びｙ軸に対称的に４つの整形器を配置するように選択され、ｘ軸はｚ軸と共に水平偏向コイル３を分離する面を形成し、ｙ軸はｚ軸と共に垂直偏向コイルを分離する面を形成する。この配置は図４に示されており、図３のＡ−Ａ’で示される偏向器後部のｚ軸に直交する断面図を示している。
【００２５】
以下の本発明の実施例においては、１６／９形式の対角線が７６ｃｍの平坦なフロントフェースを持つ陰極線管用の偏向器は、４つの一辺が１２ｃｍの正方形の整形器を有している。整形器はシリコンを主材とし、磁気スクリーンとして最適の特性を持つ合金を有する材料で造られる。
【００２６】
磁界高調波の最良の効果を得て、上述のコマ収差の問題を解決するために、実験の結果、整形器は半径方向の開口角度が、θ１及びθ２を水平偏向コイルを分ける面から測定される角度としたとき、θ１＝３０°及びθ２＝６０°であることが好ましいことが分かる；このことは垂直偏向コイルに面する整形器の表面の少なくとも半分はこの開口角度に配置される必要があることを意味する。このようにして、磁界高調波に関する影響は図５Ａ及び５Ｂに示されるように、基本波に対する効果から殆ど完全に分離される。これらの二つの図は、整形器は優先開口角度で、また、整形器が強磁性リング５により長手軸ｚに沿ってその２／３の範囲を覆うように長手軸ｚに沿って配置される実施例を示している。
【００２７】
図５Ａにおいて、垂直磁界の基本波が整形器２０の結果として改変されていないことが示されており、整形器無しの基本波Ｖ０の位置及び振幅は整形器２０を備える基本波Ｖ０’の位置と振幅が殆ど一致している。
【００２８】
これとは反対に、図５Ｂにおいては、第２次高調波は振幅Ｖ２’は、整形器２０を備えないＶ２と比較して整形器２０によりかなり増加するように磁界作動領域が長手軸ｚに沿って形成される。
【００２９】
上述の条件の下で、整形器無しの初期状態と比較したとき、赤／青画像の水平エッジの間の間隔の緑画像と比較した変化が、陰極線管スクリーンの１／４についてミリメータで示す下記の表に示されている。
【００３０】
【表１】

この結果は、正の変化が初期の負の値から減じられて、理想的には０、又は、最小の値に近づくため、整形器の採用は、赤／青画像をコマ収差が減少する方向に変位させることを示している。
【００３１】
上述の例は限定的なものでなく、コマ収差の振幅の補正、各整形器の表面を合致させることにより補正される水平エッジの中央（１２Ｈ）と画像の隅部（１Ｈ）との間の補正の分布、長手軸ｚに沿う位置、又は３０°−６０°の窓内での半径方向の位置についても可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 陰極線管のネック部に取り付けられた本発明による偏向器の断面図である。
【図２】 本発明が補正する画像の水平エッジに沿う非点収差を示す図である。
【図３】 長手方向の軸ｚに沿う本発明による磁界整形器の配置を長手方向軸に沿う断面で示す図である。
【図４】 偏向器の磁界整形器の配置を正面より見た状態で示す図である。
【図５Ａ】 垂直偏向磁界ポテンシヤルの基本波への磁界整形器の作用する効果を示す図である。
【図５Ｂ】 垂直偏向磁界ポテンシヤルの第３高調波への磁界整形器の作用する効果を示す図である。

Claims (5)

1. １６／９形式の平坦なフロントフェースを有する陰極線管用偏向器であって、サドル型をなし、互いにセパレータで分離された一対の水平偏向コイルと一対の垂直偏向コイルと、前記偏向コイルを少なくとも部分的に覆うフラストコーン型の強磁性リングとを備える陰極線管用偏向器であって、該偏向器は、偏向コイルの後方で、水平偏向コイルと垂直偏向コイルの間に偏向器の水平軸Ｘ及び垂直軸Ｙに対して対称的に配置された４つの磁界整形器を含んでおり、
   前記磁界整形器の垂直偏向コイルに面している磁界整形器は、水平偏向コイルを分離する面から３０°と６０°との間の半径方向開口角度に少なくとも半分は配置されていることを特徴とする、陰極線管用偏向器。
2. 前記磁界整形器は、前記陰極線管の長手方向の軸に沿って、部分的に前記強磁性リングにより覆われていることを特徴とする請求項１に記載の偏向器。
3. 前記磁界整形器は、前記陰極線管の長手方向の軸に沿って、その3分の２の長さにわたり、強磁性リングにより覆われていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の偏向器。
4. 前記磁界整形器はシリコンを主材料とする材料により造られることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の偏向器。
5. 請求項１乃至４の少なくとも１項に記載の偏向器を供える陰極線管。

Images