JPH0421299B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は偏向ヨークと映像管との間の位置合
わせが簡単化された自己集中型カラー映像管表示
方式に関する。

カラーテレビ映像管は相異なる色光を発する螢
光体群を電子でたたく、すなわち照射することに
より色の異なる部分を有する画像を生成するもの
であるが、この螢光体には通常赤、緑および青の
色光を発するものが用いられ、これらが無数の
「３個組」の螢光体領域に組分けされ、その「３
個組」領域がそれぞれ上記３色螢光体を１個ずつ
含むように構成されている。

映像管では３色のそれぞれの螢光体がある１色
の螢光体にだけ衝突するようにした電子ビームに
より照射されるため、電子ビームはそれ自体に色
がなくてもそれが照射する螢光体の発する色の名
で呼ぶことができる。各電子ビームは「３個組」
螢光体に比して断面が大きく、数個の「３個組」
領域を照射する。３本の電子ビームは螢光体によ
り形成された表示面とは反対側の映像管のネツク
部に配置された３本の電子銃により発生される。
電子銃は発生したビームが表示面へ向けて平行ま
たは若干集中する径路をとつて銃から飛んで行く
ように配向されている。あらゆる色を表示し得る
ためには所定領域の螢光体配列が表示すべき色に
よつて強度の異なる３本の電子ビームにより照射
されなければならない。各別の平行径路に沿つて
電子銃から発射された３本の電子ビームは、修正
がない限り表示面上の相異なる３つの位置を照射
して色の異なる各別のドツトを形成する。１つの
照射領域を１つの色調で表示するために電子ビー
ムは表示面またはその近傍に集中される。表示面
の中央においてはこれが映像管のネツク部領域に
装着された永久磁石により表示面中央に３本のビ
ームを集中するような静磁界を生成させることに
より達成され、この制御は「静的集中」として知
られている。

３本の電子ビームが表示面の同じ領域を照射す
る場合、赤、緑および青のビームにそれぞれの螢
光体だけを照射させるために何等かの手段を設け
る必要があるが、これがシヤドーマスクにより達
せられる。シヤドーマスクは電子ビームの一部だ
けを通す多数の透孔を有する導電性薄板で、各透
孔は各「３個組」螢光体領域に対して固定位置に
ある。集中した電子ビームの各一部は１個以上の
透孔を通過し、表示面に近づくにつれて発散分離
を始め、表示面上で電子ビームの投射方向に基く
適当な色の螢光体に投射する。すなわち各電子ビ
ームは僅かに異なる方向から所定の透孔群に近づ
き、その透孔を通過した僅か後で適当な個々の螢
光体領域に達する前に発散する多数の小ビームに
分割される。この方法は「３個組」の螢光体を透
孔および見掛けの電子ビーム源に対して配置する
のに高い精度を要する。見掛けの電子ビーム源が
絶対正しいように、各ビームが各「３個組」の螢
光領域の特定の１領域だけを照射するようにする
「純度」調節が行われる。

２次元画像を形成するためには３本の静的集中
電子ビームにより生じた表示面上の光ドツトをそ
の表示面に沿つて水平垂直両方向に移動させて輝
いたラスタ領域を形成しなければならないが、こ
れは映像管のネツク部に取付けられた偏向ヨーク
によつて生成される磁界により達成される。この
偏向ヨークは実質的に独立した水平および垂直の
偏向系で電子ビームを偏向する。すなわち電子ビ
ームの水平偏向は、垂直に延びる磁力線を持つ磁
界を生成するヨーク導体配列対により行われ、そ
の磁界の振幅は比較的高速度で変るが、垂直偏向
は比較的低速度で変る水平磁界を生成する導線配
列対により行われる。

ヨーク導体には透磁性磁心が付属している。そ
のヨーク導体は帰還導体により連続巻線すなわち
コイルに形成され、その磁心をコイル内に包容し
たトロイド型または包容しないサドル型の偏向巻
線を形成することができる。

表示面が比較的平坦なため、偏向点すなわち偏
向中心から表示面の端の方へ偏向された電子ビー
ムは、表示面の中心までの所定距離より長い距離
を走行することになる。幾可学的な考察から電子
ビームは偏向点を中心とする球面上の１点に集中
することが期待されるが、これだけでは表示面の
端縁近傍で３本の電子ビームの入射点が分離する
上、偏向磁界の不可避の軸方向成分によつて電子
ビームが一層強く集中するため、ビームの集中面
はさらに歪む。これらの綜合効果により、たとえ
各ビームが適当な色の螢光体だけを照射しても、
表示面の中心から離れた点で３本のビームにより
形成された光点は分離してしまう。これは集中不
良として知られ、表示画像周辺に色付きの縞模様
を作る。集中不良はある程度は許容されるが、３
つの光点が完全に分離するものは一般に許容され
ない。この集中不良は適当な試験信号を受像機に
印加したときラスタ上に現われる理想的に重なつ
た赤、緑、青の格子模様の線の分離度として測定
することもできる。

以前は映像管が３角形すなわちデルタ型配置の
電子銃を備え、電子ビームを集中して表示面中心
から離れた位置に合成光点を形成することは、例
えば米国特許第3942067号明細書記載のように、
映像管のネツク部の周りに装着されて動的集中回
路により偏向周波数で駆動される付加集中コイル
を含む動的集中装置によつて達せられていた。

米国特許第3789258号および同第3800176号の各
明細書記載のように、最近のテレビジヨン表示装
置はインライン型電子銃構体を、負の水平軸方向
非点収差および正の垂直軸方向非点収差を生成し
て、ビームがラスタ上のすべての点で実質的に集
中するように偏向軸上および４隅部でビームの集
中条件を平衡させる偏向巻線を有する自己集中式
偏向ヨークと共に利用している。これは動的集中
コイルおよびその回路を必要としない。商業的に
望ましい薄型映像管において票要な偏向角の増大
と共に偏向ヨークは十分な自己集中性を持つと同
時に糸巻歪その他のラスタ歪を補正することを要
求される。自己集中に必要な軸方向非点収差を生
成する磁界は不均一な分布を有するために集中が
映像管のビーム進行方向軸線に対するヨークのビ
ーム進行方向軸線の位置に依存するようになる。
この様な依存性と普通の製造公差がある関係で、
最善の集中を達成するためにはヨークを映像管に
対して横方向に調整する必要がある。

この発明の目的は、上記従来の装置におけるよ
うに集中が映像管のビーム進行方向軸線に対する
ヨークのビーム進行方向軸線の位置に依存する度
合が、遥かに少なく、通常の製造公差があつても
映像管に対するヨークの横方向位置と調整を殆ど
必要とせず仮に必要としても極く簡単な調整で済
むような、広角インライン型カラーテレビ映像管
用の自己集中式偏向ヨーク構体を提供することで
ある。

この発明の推奨実施例によれば、広角インライ
ン型カラーテレビ映像管と共に用いる自己集中式
偏向ヨーク構体は、偏向磁界を生成する手段を具
備している。この手段が生成する磁界は、ラスタ
上のすべての点で電子ビームを実質的に集中させ
るためにヨークのビーム進行方向軸線方向につい
て平均した不均一度が零でないある値を有し、さ
らに、電子ビームに対するヨーク位置の影響を低
減させるために、ヨークの入口端領域のみの上記
軸線方向に沿つた磁界の不均一度の平均がほぼ零
であるようなものである。このヨーク入口端領域
のみの上記軸線方向に沿つた磁界の不均一度の平
均をほぼ零にすることは、ヨークの入口端とそれ
よりも奥のヨーク中央領域の入口端側の点との間
において、偏向巻線と管ネツク部との間に上記軸
線を挟んで１対の磁石または透磁性部材を配置し
てその付近の磁界の不均一度を変えることによつ
て可能である。

以下、添付図面を参照しつつこの発明を詳細に
説明する。

第１図において、カラーテレビ映像管１０はフ
エースプレート１１を有し、その上に赤、緑、青
の３個組螢光体１３の反復群が被着されている。
このフエースプレート１１から離れて管内にシヤ
ドーマスク１４が配置され、また管のネツク部１
２内には電子銃構体１５が装着されている。この
電子銃構体１５は３本の水平インライン型ビーム
Ｒ，Ｇ，Ｂを生成する。偏向ヨーク構体１６は適
当なヨーク支持体１９により映像管のネツク部と
ラツパ状部の周りに装着されている。ヨーク１６
はまたラツパ状フエライト磁心１７および垂直水
平偏向コイル１８を備えている。この偏向ヨーク
構体１６は前記の自己集中型で、静的集中純度磁
石構体２０が管のネツク部１２の周りに取付けら
れている。

第２図および第３図はこの発明を実施した偏向
ヨーク１６をさらに詳細に示す。プラスチツク製
ヨーク支持体１９は１対のサドル型水平偏向コイ
ル１８Ｈを垂直偏向巻線１８Ｖが巻かれたラツパ
状フエライト磁心１７に対して適正方向に保持す
る働きをする。このようにこの実施例では偏向ヨ
ーク構体１６はサドルトロイド型である。第２図
はヨーク構体を電子ビームの出口側から見たもの
で、第３図の側面図ではこのビームの出口側が右
にある。第２図および第３図において１対の磁石
２１ａ，２１ｂとして図示された磁界生成手段ま
たは磁束変更手段がヨークの前部すなわちビーム
出口部においてヨークの上下端近傍に装着されて
いる。この磁石は支持体１９の凹部に取付けら
れ、図示の極性に配向されている（磁針を指示器
として使用し得るように製造図面では極性を逆に
することもある）。

１対の磁石２２ａ，２２ｂとして図示された第
２の磁束変更手段がヨークの長手方向中央部のや
やビーム入口端に近い位置においてラツパ状ヨー
ク内面の上下に配置されている。この磁石は図示
の極性に配向されている。これらの磁石は例えば
軟質プラスチツク母材中に分散したバリウムフエ
ライト等の低透磁率材料の表面磁化型永久磁石で
ある。磁石は支持体１９の垂直水平の偏向巻線を
分ける絶縁層に接着剤により固着され、その絶縁
器の外形に合わされている。磁束変更手段２２
ａ，２２ｂは珪素鋼のような透磁性材料の非磁化
片とすることもできる。

１対の磁石２２ａ，２２ｂとして図示した第３
の磁束生成手段または磁束変更手段は本発明の主
とする構成をなすものであつて、ヨークのビーム
入口端と第２の磁束変更手段との間でヨーク入口
端付近にヨークのラツパ状内面の上下に、ヨーク
と管ネツク部間に挟まれる形で配置されている。
この第３の磁界生成手段または磁束変更手段２３
は上述の磁束変更手段２２と同様なもので、同じ
方法で取付けられている。磁界生成手段２１，２
３および磁束変更手段２２の作用を第４図ないし
第７図により次に説明する。

第４図は偏向ヨークのビーム出口端から見た磁
石２１ａ，２１ｂ近傍における第３図のヨークの
横断面図のラツパ状ヨーク内側の領域の垂直偏向
磁界分布を示す。垂直偏向磁力線４２３は電子ビ
ームが表示面の中心から上向きに偏向される状態
に図示されており、この発明の説明もこの関係に
おいて行う。図示されてはいないが、この発明の
原理はビームが下向きに偏向される逆磁性の垂直
偏向磁界にも同等に適用し得ることが判る筈であ
る。線４２４は磁石２１ａで生成される多くの磁
力線の１本を示す。第４図の磁力線４２３は図示
の横断面においてたる型を成している。

ヨークの縦軸に沿う種々の断面における均一磁
界からの偏位量はヨーク軸に平行な不均一度関数
H₂の曲線で表わすこともできる。第５図に示す
磁界の不均一度は磁界のHoすなわち均一成分の
振幅に規準化されるので、図示のH₂関数はH₀の
時間変化に無関係である。第５図ａでは垂直偏向
磁界の不均一度曲線VH₂が全部負のH₂領域に存
在する。曲線VH₂はヨークの中央部付近の領域
２において大きくたる型に膨らみ、ヨークの入口
端および出口端の領域をそれぞれに示す領域１お
よび３ではそれほど膨らまない磁界を示す。この
たる型磁界は普通の自己集中型ヨークにより生成
される垂直偏向磁界の典型である。第５図ｂの実
線曲線HH₂は自己集中型偏向ヨークにより生成
される水平偏向磁界の不均一度関数を示す。この
磁界は図示のように入口端領域１ではたる型かつ
糸巻き型、領域２では強い糸巻き型、領域３では
弱いたる型になる。第５図ｃは電子ビームが領域
１，２，３を貫通するときに受ける相対偏向を示
す。偏向の主要部は領域３の前の領域２で起つて
おり、領域１では極めて僅かしか起らない。

第６図は垂直偏向磁界の影響を受けて第４図の
紙面から射出される電子ビームに加わる力のベク
トルをそれぞれラスタの左側、中央および右側に
ついて示す。第６図においてベクトルＤはたる型
垂直偏向磁界による力の成分を示し、ベクトルＭ
は磁石２１ａの磁界による力を示す。表示面の中
央では、磁力線４２３および４２４は接線になる
ので、２つのベクトルＤおよびＭは第６図ｂのよ
うに単純に加算される。表示面の左右両側では磁
力線４２３および４２４が接線ではなく互いに曲
がつて拡がるので、これによる力は第６図ａおよ
びｃに示すように垂直作用力および水平作用力に
分解される。上向きの偏向力はラスタの中央で最
大で、左右両端で小さいことおよび第６図の力の
ベクトルは上下糸巻き歪を補正するようになつて
いることを知ることができる。ラスタ歪が未偏向
経路からの電子ビーム偏向量の２乗の関数であ
り、また偏向量が第５図ｃに示すようにヨークの
出口端近傍で最大になるので、ラスタ歪の補正は
この位置で最も効果を現す。従つてヨークのビー
ム出口端近傍に配置された磁石２１ａは上下糸巻
き歪の補正に使用される。第６図に示す力のベク
トルはラスタの上部中央付近で最大、ラスタの側
方で最小の偏向力を生成し、第２図および第３図
に示す磁石２１の位置および極性による第４図の
垂直偏向磁界分布が糸巻き歪の補正に適している
ことを示している。しかし磁石２１の極性および
位置は適正集中に必要な垂直偏向磁界の膨らみを
減じる。

磁石２１によつてもたらされる集中誤差を補償
するために、磁石２２が第２図および第３図に示
す位置に配置されている。磁石２２の極性は磁石
２１の極性と逆である。垂直偏向磁界の逆磁界の
導入は全磁界の膨らみを強化する効果を有し、す
なわち第５図ａに示すように領域２において非直
線性関数VH₂を点線曲線５２２で示すような負
の方向に変化させる。磁石２２の強さはラスタ上
で適正な集中並びに糸巻き歪補正が得られるよう
に磁石２１の強さと共に調整されている。中央領
域２の電子ビーム偏向量が出口端領域３のそれに
比べて小さく、しかも前記のようにある位置にお
いて磁気作用により生じるラスタ歪はその位置の
偏向量の２乗に比例するため、ラスタ歪に対する
磁石２２の影響は少ない。

しかし磁石２２ａは第２図に示すように磁石２
２ｂに比較的接近している。この対をなす両磁石
の互の逆の磁極間には垂直方向磁界が生成される
ので、磁石２２により生成される全磁界は４極形
として考えることができる。この垂直方向の磁界
は水平偏向磁界の糸巻き型曲率を増加させて、静
的集中に悪影響を与えることになる。

この静磁界は、ビーム偏向装置（ビームベン
ダ）の４極形磁界と極めて良く似た形の影響を静
的集中に及ぼす。磁石２２が存在する場合のフエ
ースプレート中心における静的集中は、このビー
ム偏向装置との関係を考慮せねばならない。

上述のような磁石２１，２２の構成は1978年６
月６日付米国特許出願第913239号明細書（特公昭
58−32892号公報対応）記載のように満足すべき
結果を与える。

自己集中の原理を利用する多くのカラー表示装
置において、ビームの最適集中は映像管ネツク部
上の偏向ヨークの横または縦位置を調整すること
により達せられる。磁石２１と同極性の磁石２３
を使用すると位置合せが簡単になることが発見さ
れた。

この発見に基いて上記磁石２３を偏向ヨーク中
に設けることが本発明の特徴である。

第２図および第３図に示すような磁石２３を有
する偏向ヨークは、長短両軸の集中間に妥協を要
しないので簡単な横方向の調整によつて全ラスタ
上で適正な集中が得られる。もしヨークの偏向磁
界が均一（H₂＝Ｏ）であればヨークを映像管に
対して移動させても集中は比較的不変である。し
かし、ビームを集中させる必要な各ビームに対す
る不等偏向は、磁界の不均一性によつて行われる
ものであるから、均一磁界では自己集中を行なう
ことができない。しかし、もしヨークの入口端付
近でヨーク縦軸方向に平均した磁界の不均一度す
なわち正味の不均一度が零に近ければ、集中は、
少なくとも１つの平面内において映像管に対する
ヨークの横方向位置に実質的に無関係であること
が発見された。

磁石２３の効果は第５図ａに点線曲線５２４で
示すように、垂直磁界の膨らみを減じて糸巻き型
部分を生じさせることである。

第７図は、電子ビームが中心から右上方に偏向
されるときのヨークのビーム入口端付近の横断面
における偏向磁界分布の出口端から見た状態を示
す。磁力線７０２は磁石２３ａのＮ極からＳ極ま
でほぼ水平方向に延びている。垂直偏向磁力線７
２３はたる型をなし、これもまたほぼ水平方向に
延びている。磁力線７０２のを磁力線７２３に加
えると、第５図ａの入口端領域１に点線５２４で
示すように、もとの全部負のVH₂関数が修正さ
れ、ヨークの入口端部分で正、その奥で負とな
り、入口端領域１として合計した平均値がほぼ零
になる。

磁石２３ａ，２３ａの代わりに透磁性部材を使
用しても同様な効果を得ることができる。但し透
磁性部材の場合は、第８図に示すように、ビーム
進行方向軸線を中心として磁石２３ａ，２３ｂの
位置から丁度90度ずれた位置に、１対の透磁性部
材２３ｘ，２３ｙを互に左右に向き合う形に配置
する。これらの部材２３ｘ，２３ｙは、ほぼ水平
方向（図で左右方向）に到来する垂直偏向磁界の
磁力線を各部材表面に対し垂直に入射させ、また
反対側の表面から垂直に出て行かせるように作用
するので、両部材のわん曲形状のために、図に破
線７０３で示すようにこの磁力線を糸巻き型に変
形させる。この変形した磁力線７０３は、磁石２
３ａ，２３ｂによる磁力線７０２と同様なもので
ある。すなわち、透磁性部材２３ｘ，２３ｙは垂
直偏向磁界に関して磁石２３ａ，２３ｂと等効を
呈する。

第７図において、磁石対２３によつて発生され
たほぼ垂直方向の磁力線７３０を、ほぼたる型の
水平偏向磁界の磁力線７３２に加えると、その合
成磁界は水平偏向磁界のたる型特性を増し、第５
図ｂの破線５２６で示す水平HH₂曲線に修正さ
れる。磁石対２３の存在下における水平偏向磁界
の領域１内のビーム進行方向軸線に沿う不均一度
の平均すなわち曲線５２６の正および負の領域の
合計はほぼ零である。

第２図および第３図のヨークは、映像管に対し
垂直方向に調節して中心電子ビームからラスタの
中心を通る水平直線が得られるようにすると共
に、これを水平方向に調節して外側電子ビームに
より形成されるラスタの高さが等しくなるように
することにより簡単に調整することができる。

磁石２３ａ，２３ｂは磁石２２ａ，２２ｂと共
に使用するとき入口端領域１において平均零の不
均一度を生成するに十分な磁界強さを持つていな
ければならない。磁石２２ａ，２２ｂは垂直偏向
磁界の負のたる型特性および水平偏向磁界の正の
糸巻き型特性を増加させる傾向があり、磁石群２
３は入口端領域の平均不均一度を零にするために
これを単独で使用するときより磁石２２と共に使
用するときの方が強くなければならない。磁石群
２３は自己集中型ヨークの集中位置感度を減ずる
ために単独で使用することもできるが、この場合
は磁石群２３により生成される磁界の強さは磁石
２２があるときほど大きくする必要はない。磁石
群２３を単独で使用するときはヨークの入口端領
域の平均不均一度によつて図示の逆方向に磁化す
る必要があることがある。

磁石群２３により生成された上記の静的４極子
磁界は種々の振幅の偏向磁界と結合されて走査電
流または時間とともに変化する形を有する磁界分
布を形成する。このようにして偏向磁界の形は必
要に応じて各偏向角ごとに修正され、走査ラスタ
のすべての点においてさらに良好な制御を行うよ
うになる。動的磁界分布は大表示面広角表示装置
用の商業的に歪のない上下パターンおよび実質的
な集中を与える。

磁石２２ａ，２３ａの機能は、第２図に示す位
置に相当する位置に２つのＮ極および２つのＳ極
を持つ表面磁化フエライト材料の１枚の板で実現
させ得ることは当業者に自明である。

この発明の偏向ヨーク構体は、負の水平軸方向
非点収差および正の垂直軸方向非点収差を示す偏
向磁界を合成することによつて、ラスタ上のすべ
ての点において電子ビームを実質的に集中させる
ことができる上に、特にヨークの電子ビーム入口
端と中央領域内にあつてこの中央領域の入口端に
近い点との間に、しかも偏向巻線と映像管ネツク
部との間にヨークの電子ビーム進行方向軸線を挟
んで、１対の磁石または透磁性部材を設けて、そ
れらがヨーク入口端領域に同時に形成する局部垂
直偏向磁界および局部水平偏向磁界を垂直および
水平偏向磁界と合成することによつて、ヨーク入
口端領域のみにおける電子ビーム進行方向軸線に
沿う垂直水平偏向磁界の不均一度の平均値をほぼ
零にすることができる。この磁界の不均一度の平
均値をほぼ零にまで低減できたことによつて、ヨ
ーク入口端領域における磁界の、電子ビーム集中
に及ぼす影響が無くなり、従つて映像管ネツク部
に対する偏向ヨークの位置の調整を、事実上不要
とし得る程に簡単化することができる。従つて、
表示装置の組立工程が容易化および簡単化され、
それに伴なつて原価低減も可能となる効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施する表示装置の断面平
面図、第２図および第３図はこの発明を実施した
偏向ヨークを示す図、第４図は第２図および第３
図のヨークに関連する磁界を示す図、第５図およ
び第６図はこの発明の説明に有用なビーム軌道曲
線に関連する磁力および磁束傾度を示す図、第７
図および第８図はヨークに関連する磁界を示す図
である。 １０……インライン型カラーテレビ映像管、１
６……偏向ヨーク構体、１８Ｈ……水平偏向巻
線、１８Ｖ……垂直偏向巻線、２２ａ，２２ｂ…
…磁界補正用磁石、２３ａ，２３ｂ……磁界不均
一度補正用磁石、２３ｘ，２３ｙ……磁界不均一
度補正用の透磁性部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 広角インライン型カラーテレビ映像管用の自
   己集中偏向ヨーク構体であつて； ラスタ上のすべての点において電子ビームを実
   質的に集中させるための、負の水平軸方向非点収
   差および正の垂直軸方向非点収差を呈する偏向磁
   界を生成する水平および垂直偏向巻線と、 該ヨークを、その電子ビーム進行方向軸線に沿
   つて電子ビームの入口端から順次に入口端領域
   １、中央領域２および出口端領域３の３領域に分
   けて、上記電子ビーム進行方向軸線に沿つて該ヨ
   ークの入口端と上記中央領域内にあつてこの中央
   領域の入口端に近い点との間の位置において、上
   記偏向巻線と映像管ネツク部との間に上記偏向巻
   線に近接して上記電子ビーム進行方向軸線を挟ん
   で配置された１対の磁石２３ａ，２３ｂまたは透
   磁性部材２３ｘ，２３ｙと、を具備し、 上記１対の磁石２３ａ，２３ｂまたは透磁性部
   材２３ｘ，２３ｙは、上記入口端領域に局部垂直
   偏向磁界７０２と局部水平偏向磁界７３０とを同
   時に生成し、この生成された両磁界は、上記偏向
   巻線が上記入口端領域に生成するたる型の垂直７
   ２３および水平７３２偏向磁界との合成磁界を、
   上記入口端領域のみの偏向磁界の不均一度の上記
   電子ビーム進行方向軸線に沿う平均値をほぼ零に
   する磁界強さを持つ構成となつており、上記電子
   ビームに対するヨークの位置の影響を減少させ
   る、自己集中偏向ヨーク構体。