JPH0325837A - 陰極線管用の電磁集束装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、陰極線管において電子銃から発生した電子ビ
ームをその蛍光面上に集束させるフォーカス手段として
の電磁集束装置に関するものであり，特にプロジエクシ
ョン・テレビ受像機のｌＩ３ｗＡ線管に用い得る、フォ
ーカス手段としての電磁集束装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来の電磁集束装置としては，特公昭６３−２工７３３
号に記載の装置が知られている。第８図（ａ）は，前記
公報に記載されている従来の電磁集束装暉５−ｆの断面
図を示すものである，，陰極線管のガラスネック部には
、環状の永久磁石６１ａ，６ｌｂが、異極を対向させか
っ、環状ヨーク６２ｂ，６２ｃを介して陰極線管１の管
軸２を中心軸として密着して配置され、永久磁石６１ａ
、６ｌｂの環状ヨーク６２ｂ，６２ｃと接していない２
つの端面には，それぞれ環状ヨーク６２ａ、６２ｄが、
やはり管軸を中心軸として、密着して配置されている．
第８図（ｂ）は，前記の電磁集束装置５−ｆにより形成
される集束磁界の、管軸上での磁束密度分布曲線である
．磁気レンズの球面収差を低減するためには分布曲線６
８の積分値を増大させることが有効であるとされ、集束
磁界が最大値の半値をとるときの管軸２方向の分布幅で
ある、集束磁界の半値幅を拡大することによって実現で
きる。本公知例においては、１個の永久磁石と２個のヨ
ークによって構成される電磁集束装置を２組並列に配列
する構或にすることで、集束磁界の半値＠Ｗｆを増大さ
せている．［発明が解決しようとする課題］ 電磁集束方式の陰極線管において、集束した電子ビーム
のスポット径を小さくするためには，磁気レンズの球面
収差を低減することが必要とされる。一般的に、球面収
差を低減するためには、電子ビームを弱い力で徐々に曲
げれば良いとされているのは周知の技術である、そのた
めには、陰極線管の管軸付近において、永久磁石が形成
する集束磁界分布の半値幅を拡大することが有効である
。

上記従来技術において集束磁界分布曲線の半値幅を拡大
するためには、永久磁石の軸方向の長さを伸長すること
が考えられるが、この方法は永久磁石の使用量が増加す
ることにより，重量増・コスト増という問題がある。ま
た．１ｔ磁集束装置が形成する磁気レンズの倍率は第】
．図に示す，電子源（電子銃７）と磁気レンズ主面Ｒと
の距＠Ａと，磁気レンズ主面Ｒと蛍光面１ｂとの距離Ｂ
の比Ｂ／Ａで表される．陰極線管１のガラスネック部１
ａにおける電磁集束装ｉ！２の装着位置は、偏向装ｉ！
２により制約を受けるため、電磁集束装置５が管軸Ｚ方
向に長くなると磁気レンズの主面Ｒである電磁集束装１
５の管軸２方向中心が，蛍光面】−ｂから後退し，磁気
レンズの倍率Ｂ／Ａが大きくなり、スポット径が小さく
できにくいという問題がある。

本発明の目的は、前記の問題点を考慮した上で，集束磁
界の分布曲線の半値幅を拡大し，１！磁集束装置の球面
収差を低減することにより、電子ビームのスポット径を
小さくすることにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達或する為に、本発明においては電磁集束装
置について以下に述べる手段を用いたものである。

１．軸方向に着磁した円環状の永久磁石の両端面に、つ
ば部と円環部から成る断面がＬ字型の円環状のヨークを
固着する構造とすることで、円環状のヨークにおける磁
極の分布領域を軸方向に広げる。

２．軸方向に着磁した円環状の永久磁石の両端面に、円
環状のヨークと円環状の補助永久磁石を、順に固着する
構造とすることで、電磁集束装置の両端面に磁極を分布
させる。

［作用］ １．つば部と円環部から成る断面がＬ字型のヨークは、
陰極線管の管軸方向に細長い磁路を形或する。従って永
久磁石のＮ極を出た磁力線は、ヨーク内で陰極線管の管
軸方向に広く分布する。従ってＮ極からＳ極へ向かう磁
力線は，陰極ｍ管の管軸方向に広く分布する。磁力線の
分布領域が陰極線管の管軸方向に広がることで、陰極線
管の管軸付近の集束磁界の分布が、陰極線管の管軸方向
に広がる７ ２．電磁集束装置の両端に設けられた補助永久磁石は陰
極線管の管軸方向に着磁されているため．３補助永久磁
石を出ていく磁力線は陰極線管の管軸に平行に近い角度
で出ていく。従ってＮ極からＳ極に向かう磁力線は陰極
線管の管軸方向に広い弧を描くことになり，陰極線管の
管軸付近の集束磁界の分布が陰極線管の管軸方向に広が
る。

［実施例］ 第１図は、陰極線管のシステム全体を示すもので、陰極
線管と陰極線管に装着される装置の模式断面図を示すも
のである。陰極線管１のガラスネック部１ａには、蛍光
面１ｂに近い方から順に、偏向装置２、電磁集束装置５
が装着され、陰極線管１のガラスネック部１ａの内部に
は電子銃７が設けられている。電磁集束装置５は、陰極
線管１の管軸Ｚに対して軸対称となるようにホルダー４
によって保持されている。

以下、本発明による第１の実施例を第２図により説明す
る。第２図は、本発明による陰極線管用の電磁集束装置
５−ａの断面図。電磁集束装置５−ａは、陰極線管１の
管軸Ｚ方向に着磁された円環状の永久磁石１１，永久磁
石ｌ１の両端面に密着して固着される、つば部１２ｃ−
１２ｄと円筒部１２ｅ−１２ｆから成る断面がＬ字型の
円環状のヨーク１２ａ・１２ｂにより構或され、陰極線
管１の管軸２を中心軸として、ホルダー４を用いて陰極
線管１のガラスネック部１ａに固定されている。電磁集
束装ｉ！５　−　ａの内部には補助コイル１４が設けら
れ、集束磁界の微調整を可能としている。永久磁石１１
の材質としては通常、温度特性の優れたアルニコ材が用
いられるが、フェライト等、他の永久磁石材料を用いて
も良い。また、ヨーク１２ａ・１２ｂの材質としては通
常、軟鉄が用いられるが、フエライト，けい素鋼板等、
他のヨーク材料を用いても良い． 以下、第５図を用いて動作を説明する．第１図における
電子ビーム６は陰極線管１の管軸Ｚ付近を通過するため
、電子ビームに直接作用するのは管軸Ｚ付近の集束磁界
である。第５図（ａ）は、永久磁石が発生する磁力線の
うち、，陰極線管１の管軸Ｚ付近の磁界分布を特徴づけ
る、いくつかの磁力線を模式的に示したものである．永
久磁石１１から出た磁力線１５は永久磁石１１のＮ極を
出てヨーク１２ａ内に入り、ヨーク１２ａの断面のＬ字
形状に沿って、つば部１２ｅから円筒部１２Ｃへ進み、
円筒部１２ｃ内を管軸２と平行な向きにやや進んだ後、
ヨーク１２ａの管軸Ｚと平行な面１４ａからヨーク１２
ａを出て電磁集束装置５一ａ内部に弧を描き、永久磁石
１１のＳ極側のヨーク１２ｂの陰極線管１の管軸Ｚと平
行な面１４ｂからヨーク１２ｂ内に入る．ヨーク１２ｂ
内では，ヨーク１２ａを通る経路と、電磁集束装置５一
ａの磁気レンズ主面Ｒに対して対称で向きが逆の経路を
たどり、永久磁石１１のＳＪｇ７Ａに戻る．磁力線ｌ６
は、永久磁石１１のＮ極を出てヨーク１２ａに入り、ヨ
ーク１２ａの断面のＬ字形状に沿って，つば部１２ｅか
ら円筒部１２ｃへ進み、円筒部１２ｃ内を管軸２と平行
な向きに進んだ後，ヨークＬ２ａの管軸Ｚと垂直な面１
３ａからヨーク１２ａを出て電磁集束装置５　−　ａ内
部に弧を描き、永久磁石１ｌのＳ極側のヨーク１２ｂの
管軸２と垂直な面１３ｂからヨーク１２ｂ内に入る。

ヨーク１２｝ｔ内では、ヨーク】．２ａを通る経路と、
電磁集束装置５−ａの磁気レンズの主面Ｒに対して対称
で向きが逆の経路をたどり、永久磁石１ｌのＳ極に戻る
。磁力線１７は磁力線１６と同様の経路でヨーク１２ａ
を出て、陰極線管１の管軸Ｚ付近を通過し、電磁集束装
置５−ａの外側に電磁集束装置５−ａを覆うように弧を
描き，再び管軸Ｚ付近を通過し，ヨーク１２ｂ内に入り
、磁力線久磁石１１のＳ極に戻る．磁力線１７は、管軸
Ｚ付近において磁力ｆｉｌｅと反対向きの磁界を形戒す
る．電磁集束装置５　−　ａは陰極線管１の管軸Ｚに対
して軸対称な形状であるため、これらの磁力線１５〜１
７は、電磁集束装置５−ａの全周にわたって存在する。

第５図（ｂ）は電磁集束装置５−ａによる、陰極線管１
の管軸Ｚ上での集束磁界の分布曲線を示す。磁力線１５
〜１７によって形成される集束磁界の分布は曲線１８ａ
表される。管軸Ｚ付近の磁界を形成する磁力線１５〜１
７が、ヨーク１２ａ・１２ｂの作用によって管軸Ｚの方
向に広く分布するため、第５図（ａ）において幅ｄで表
される、つば部１２ｅ−１２ｆのみで構成される円環状
のヨークを用いた電磁集束装置による集束磁界の分布で
ある曲，ｉｉｌ８ｂと比較して、集束磁界の半値幅Ｗａ
が広い． 以上説明したように、ヨークの形状を，つば部と円環部
から成る断面がＬ字形の円環状とすることで，陰極線管
１の管軸Ｚ方向に分布領域の広い集束磁界が得られるた
め、球面収差が少なく、小さいビームスポット径が得ら
れる。

以下、本発明による第２の実施例を第３図により説明す
る。第３図は本発明による陰極線管用の電磁集束装置５
−ｂの断面図を示す。電磁集束装置５−ｂは、陰極線管
１の管軸Ｚ方向に着磁された円環状の永久磁石２１．永
久磁石２１と内径および外径がほぼ等しい円環状のヨー
ク２２ａ・２２ｂ．永久磁石２１と比較して内径及び外
径が小さく軸方向に着磁された円環状の補助永久磁石２
３ａ・２３ｂにより構威され、永久磁石２１の両端に順
次、ヨーク２２ａ・２２ｂ、補助永久磁石２３ａ・２３
ｂが固着され、陰極線管１の管軸Ｚを中心軸として、陰
極線管１のガラスネック部１ａにホルダー４を用いて固
定されている。電磁集束装置５−ｂの内部には補助コイ
ル２４が設けられ、集束磁界の微調整を可能としている
．永久磁石２１、補助永久磁石２３ａ・２３ｂの材質と
しては通常，温度特性の優れたアルニコ材が用いられる
が、フエライト等、他の永久磁石材料を用いても良い．
また，ヨーク２２ａ・２２ｂの材質としては通常、軟鉄
が用いられるが、フェライ１へ、けい素鋼板等，他のヨ
ーク材料を用いても良い．以下、第６図を用いて動作を
説明する。第１、図における電子ビーム６は陰極線管１
の管軸Ｚ付近を通過するため、電子ビームに直接作用す
るのは管軸Ｚ付近の集束磁界である。第６図（ａ）は．
永久磁石が発生する磁力線のうち、陰極線管上の管軸Ｚ
付近の磁界分布を特徴づける，いくつかの磁力線を模式
的に示したものである．磁力線２４ａ・２４ｂはそれぞ
れ補助永久磁石２３ａ・２３ｂのＮ極から電磁集束装霞
５−ｂの内部に弧を描いて、補助永久磁石２３ａ・２３
ｂのＳ極へ戻る。

磁力１／ｓ２５は補助永久磁石２３ａのＮ極から出て電
磁集束装１５−ｂ内部に弧を描き，補助永久磁石２３ｂ
のＳ極へ戻る．磁力線２４ｃは永久磁石２１のＮ極から
Ｓ極に向かう磁力線で、電磁集束装置５−ｂの磁気レン
ズの主面Ｒ付近で磁力線２５が描く弧が管軸Ｚから離れ
て、点線２５ａで示すω形状となり、集束磁界の分布が
，磁気レンズの主面Ｒ付近で低下することを防ぐ。磁力
線２６は補助永久磁石２３ａのＮ極を出て、陰極線管１
の管軸Ｚ付近を通過し、電磁集束装置５−ｂの外側に電
磁集束装置５−ｂを覆うように大きく弧を描き、再び管
軸Ｚ付近を通過し、補助永久磁石２３ｂへ戻る。磁力線
２６は、管軸Ｚ付近において磁力＃！２５と反対向きの
磁界を形成する．電磁集束装置５−ｂは、陰極線管１の
管軸Ｚに対して軸対称な形状であるため、これらの磁力
ａ２４ａ〜２６は、電磁集束装置５−ｂの全周にわたっ
て存在する。

第６図（ｂ）は電磁集束装置５−ｂにより形威される、
陰極線管１の管軸Ｚ上での集束磁界の分布曲線を示す。

磁力線２４ａ〜２６によって形成される集束磁界の分布
は曲線２８ａで表される。

補助永久磁石２３ａ・２３ｂの作用によって、磁力線２
５は補助永久磁石２３ａ・２３ｂに出入りするとき、陰
極線管１の管軸Ｚに平行に近い角度を持っている。その
ため磁力，ｉｌｌ２５は陰極線管ｌ助永久磁石２３ａ・
２３ｂを同一形状・同一サイズのヨークに置換した場合
の集束磁界分布である曲＠２８ｂと比較して、集束磁界
の半値幅Ｗｂが広い。

以上説明したように、電磁集束装置を構成する際、両端
に補助永久磁石２３ａ・２３ｂを用いたことで、陰極線
管』の管軸Ｚ方向に分布領域の広い集束磁界が得られる
ため、球面収差が少なく，小さいビームスポット径が得
られる。

以下、本発明による第３の実施例を第４図により説明す
る．第４図は本発明による陰極線管用の電磁集束装置５
−ｃの断面図を示す。電磁集束装置５−ｃは、陰極線管
１の管軸Ｚ方向に着磁された円環状の永久磁石３１．永
久磁石３１より内径および外径が小さい円環状のヨーク
３２ａ・３２ｂ，円環状のヨーク３２ａ・３２ｂと内径
及び外径がほぼ等しく、管軸Ｚ方向に着磁された円環状
の補助永久磁石３３ａ・３３ｔ＞により構成され、永久
磁石３１の両端に順次．ヨーク３２ａ・３２軸Ｚを中心
軸として、陰極線管１のガラスネック部１ａにホルダー
４を用いて固定されている。電磁集束装置５−ｃの内部
には補助コイル３４が設けられ、集束磁界の微調整を可
能としている。永久磁石３１、補助永久磁石３３ａ・３
３ｂの材質としては通常、温度特性の優れたアルニコ材
が用いられるが、フエライト等，他の永久磁石材料を用
いても良い．また、ヨーク３２・３２ｂの材質としては
通常、軟鉄が用いられるが、フエライト、けい素鋼板等
、他のヨーク材料を用いても良い。

以下、第７図を用いて動作を説明する。第１図における
電子・ビーム６は、陰極線管１の管軸Ｚ付近を通過する
ため、電子ビームに直接作用するのは管軸Ｚ付近の集束
磁界である．第７図（ａ）は、永久磁石が発生する磁力
線のうち、陰極線管１の管軸Ｚ付近の磁界分布を特徴づ
ける、いくつかの磁力線を模式的に示したものである．
磁力線３５・３６は補助永久磁石３３ａのＮ極から出て
電磁集束装ｉｉ　５　−　ｃの内部に弧を描き、補助永
久磁石３Ｎ極から電磁集束装置５−ｃ内部に弧を描いて
永久磁石３１のＳ極に向かう磁力線で、電磁集束装置５
−ｃの磁気レンズの主面Ｒ付近で、磁力線３５・３６が
描く弧が管軸２から離れて点線３５ａ・３６ａで示すω
形状となり、集束磁界の分布が、磁気レンズの主面Ｒ付
近で低下することを防ぐ。

磁力＃Ｉ３７は、補助永久磁石３３ａのＮ極を出て陰極
線管１の管軸Ｚ付近を通過し、電磁集束装置５−ｃの外
側に電磁集束装ｉ１５　−　ｃを覆うように大きく弧を
描き、再び管軸Ｚ付近を通過して補助永久磁石３３ｂの
Ｓ極へ戻る。磁力線３７は、管軸Ｚ付近において磁力線
３５・３６と反対向きの磁界を形成する．電磁集束装置
５−ｃは陰極線管１の管軸Ｚに対して軸対称な形状であ
るため，これらの磁力線３４〜３７は、電磁集束装置５
−ｃの全周にわたって存在する。

補助永久磁石３３ａ・３３ｂの作用によって磁力線３５
・３６は、補助永久磁石３３ａ・３３ｂを出入りすると
きに陰極線管１の管軸２と平行に弧を描くため、磁力線
３４〜３７によって形威される集束磁界の分布は，永久
磁石３３ａ・３３ｂを同一形状・同一サイズのヨークに
置換した場合の集束磁界分布と比較して、第６図（ｂ）
に示した本発明第２の実施例による集束磁界分布曲線と
同様、集束磁界の半値幅が広い。

以上説明したように、電磁集束装置を構成する際、両端
に補助永久磁石を用いることで、陰極線管■の管軸Ｚ方
向に分布領域の広い集束磁界が得られるため、球面収差
が少なく、小さいビームスポット径が得られる。

［本発明の効果コ 本発明によれば、陰極腺管の管軸付近の集束磁界の分布
領域を広げ、集束磁界の半値幅を広げることができるの
で、磁界が電子ビームに作用する時間を長くし、磁気レ
ンズの球面収差を低減する効果があり、電子ビームのス
ポット径を小さくすることができる。また、集束磁界の
半値幅をヨー抑え、プロジェクション・テレビにおいて
は、そのコンパクト性を損なうことなく電子ビームのス
ポット径の改善を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は陰極線管のシステム図で、陰極線管と陰極線管
に装着される装置とその作用を模式的に示す模式断面図
、第２図は、本発明による第１の実施例を示す電磁集束
装置の断面図、第３図は、本発明による第２の実施例を
示す電磁集束装置の断面図、第４図は、本発明による第
３の実施例を示す電磁集束装置の断面図、第５図は、本
発明による第１の実施例を示すもので、第５図（ａ）は
電磁集束装置により形成される磁力線の模式図，第５図
（ｂ）は陰極線管の管軸上での電磁集束装置により形成
される集束磁界分布曲線図、第６図は、本発明による第
２の実施例を示すもので、第６図（ａ）は電磁集束装置
により形成される磁力線の模式図、第６図（ｂ）は陰極
線管の管軸上ですもので、電磁集束装置により形成され
る磁力線の模式図、第８図は、電磁集束装置の公知例を
示し、第８図（ａ）は電磁集束装置の断面図、第８図（
ｂ）は陰極線管の管軸上での電磁集束装置により形威さ
れる集束磁界分布曲線図である。 符号の説明 １・・・陰極線管，ｌａ・・・陰極線管ガラスネック部
、５・・・電磁集束装置，２・・・陰極線管管軸，１１
・２１・３１・・・円環状永久磁石、１２ａ・１２ｂ・
・・円環状ヨーク、 １２ｃ・１２ｄ・・・円環状ヨークつば部、１２ｅ・１
２ｆ・・・円環状ヨーク円筒部、２２ａ・２２ｂ・３２
ａ・３２ｂ・・・円環状ヨーク、２３ａ・２３ｂ・３３
ａ・３３ｂ・・・円環状補助永久磁石 第 ２ 図 ５−α １１ 補 肋 コ イ Ｉレ・・・ ＋ ５−し ルー−−２＋ 第 ４ 図 補 助 コ イ ル・・・３＋ 第 ６ 図 第 ５ 図 （α） トー一−ｄ　−一一 第 ７ 図 円環状補助永久磁石−：Ｉ′２Ａ，３％　［気レンズミ
国・・Ｋ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、陰極線管に装着され、電子銃から発生した電子ビー
   ムをその蛍光面上に集束させる装置において、軸方向に
   着磁された円環状の永久磁石と、つば部と円環部から成
   る断面がＬ字型の円環状ののヨーク２個により構成され
   、前記永久磁石の両端に前記円環状のヨークを、陰極線
   管の管軸を中心軸として同軸上に固着することを特徴と
   する、電磁集束装置。 ２、陰極線管に装着され、電子銃から発生した電子ビー
   ムをその蛍光面上に集束させる装置において、軸方向に
   着磁された円環状の第１の永久磁石と、前記第１の永久
   磁石と内径および外径がほぼ等しい２個の円環状のヨー
   ク、前記第１の永久磁石に比べ内径および外径が小さい
   ２個の円環状の第２の補助永久磁石により構成され、前
   記第１の永久磁石の両端に順次、前記円環状のヨーク、
   前記第２の補助永久磁石を、陰極線管の管軸を中心軸と
   して同軸上に配置し固着することを特徴とする電磁集束
   装置。 ３、円環状のヨークの内径および外径が、第２の補助永
   久磁石とほぼ等しい形状をしていることを特徴とする、
   請求項２に記載の電磁集束装置。