JPH056300B2

JPH056300B2 -

Info

Publication number: JPH056300B2
Application number: JP56193024A
Authority: JP
Inventors: Aruberuto Maria Niiuendeiiku Yorisu; Adorianusu Ranberutasu Haiinemansu Ueruneru; Aemiriusu Seino Suruiiteruman Aruberutasu; Heritsuto Fuinku Nikoraasu
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1980-12-05
Filing date: 1981-12-02
Publication date: 1993-01-26
Also published as: JPS57121136A; KR880001900B1; CA1173486A; DE3173840D1; NL8006628A; EP0053853A1; US4703232A; JPS57121135A; EP0053853B1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は表示スクリーンと、電子ビームを発生
するための電子銃組立体と、長手軸線がほぼ一致
するようにして表示管上に取り付けられた偏向装
置とを有するタイプであつて、上記偏向装置が附
勢された時電子ビームを第１の方向に偏向させる
水平偏向コイル装置と、附勢された時電子ビーム
を上記第１の方向と垂直な方向に偏向させる垂直
偏向コイル装置と、少なくとも水平偏向コイル装
置を取り囲む軟磁性材料から成る環状コア部材
と、第１の端が前記表示スクリーンに対向し、第
２の端が前記電子銃組立体と隣接する第１の端及
び第２の端とを具え、この偏向装置が附勢された
時ほぼ同一形状の、水平偏向コイルと垂直偏向コ
イルとによる双極偏向磁界を発生するモノクロ陰
極線表示管に関するものである。

電子ビームを偏向させる偏向装置は電子ビーム
をその正規の偏向させられていない直線路から一
方の方向又は他方の方向に偏向させ、電子ビーム
を表示スクリーンの選択された点に射突させ、表
示スクリーン上に眼に見える標識を形成するもの
である。而して適当な方法で偏向磁界を変えれば
電子ビームを垂直に立つている表示スクリーン上
で上下・左右の方向に動かすことができる。これ
と同時に電子ビームの強さを変調することにより
表示スクリーン上に文字又は画像を眼に見えるよ
うに表示することができる。陰極線管のネツク部
を同軸的に取り巻いている偏向装置は２個の偏向
コイル装置を具え、電子ビームを２個の互いに垂
直な方向に偏向させることができる。各偏向コイ
ル装置は２個のコイルを具え、これらの２個のコ
イルはネツク部の両側に対向して位置し、２個の
偏向コイル装置どうしが互いに90゜隔つてネツク
部を囲んでおり、附勢した時２個の偏向コイル装
置は互いに直交する２個の偏向磁界を作る。而し
てこれらの偏向磁界は本質的に偏向されていない
電子ビームの通路に対して垂直である。偏向コイ
ル装置が共にくら形コイルの場合これらの偏向コ
イル装置に近く位置し、偏向コイル装置をとり囲
んでいる磁性材料から成るコアは偏向磁界を集束
させ、ネツク部内の磁束密度を高める作用をす
る。

従来は陰極線管と偏向装置の組み合わせは主と
して例えば１フレーム（画像）当り625本の水平
走査線を有する家庭用テレビジヨン装置を対象と
して作られてきた。しかし、このような組み合わ
せは分解能が限られているため一つとして文章又
はグラフ表記の表示に適していない。このため家
庭用より一層明瞭に文章やグラフデータを表示で
きるように設計されている分解能が高いモニタに
対する需要が高まつている。

このような分解能が高いモノクロ陰極線管〔以
後モノクロDGD（Data Graphic Displayの略）
と称する〕では、１フレーム当りの水平走査線の
数が通常のものよりも多数で周波数も高くなつて
いる。

このためにスポツトに或る種の条件が課せら
れ、スポツトはスクリーンの中央で十分小さく、
スクリーン上の偏向時の如何なる歪みも小さくな
ければならない。

第１の条件は（ヘルムホルツーラグランジユの
法則により）開口角が可成り大きく、回転対称の
収束する電子ビームを用いれば満足させることが
できる。（また磁界が彎曲していると電子ビーム
を偏向させた時オーバーフオーカスとなるので普
通はこれを補正するためダイナミツクフオーカシ
ングを用いている。）しかし、開口角が大きい電
子ビームを用いると、もう一つのスポツト成長機
構が存在するのが普通で、電子ビームを偏向させ
た時のスポツトが劣化し、同時に第２の条件を満
足させることが困難となる。モノクロDGDで必
要なもう一つの要件は東西と南北のラスタ歪を非
常に小さくすることである。

ほぼ一様な偏向磁界を発生する普通のDGD偏
向装置ではスポツトの質は許容限界内に保たれる
が、このために東西と南北のラスタ歪が犠牲とな
つている。スポツトの質を維持しつつラスタ歪を
偏向回路内で電子光学的に補正することもできる
が、この方法は経済的魅力に乏しい。また偏向回
路で電子光学的に補正しなくてもよい方法もある
が、これはラスタ歪を補正するために偏向装置の
スクリーン側に静磁界を発生する強力な磁石を設
けることを必要とし、これは電子ビームの偏向時
この静磁界を発生する磁石がビームの質を落とす
という欠点を抱えている。而してこの方法で得ら
れるスポツトの質に満足できない時は偏向装置の
電子銃側で所謂４極補正を用いることにより改良
でき、これらの４極補正は非常に高い分解能が欲
しい時（これは非常に大きな開口角を有する電子
ビームを利用することを要求する）不可欠なもの
と考えられてきたが、経済上の理由でこのような
ダイナミツクに駆動される４極補正は避けたいも
のである。

本発明の目的は偏向回路での電子光学的補正も
４極補正も必要とせず、それでいて東西と南北の
ラスタ歪が小さく且つスポツトの質も高分解能が
必要とする程度に良好なモノクロDGD装置を提
供するにある。

本発明は、水平偏向コイル装置と垂直偏向コイ
ル装置とを有する偏向装置を具えるモノクロ表示
管において、前記の偏向装置が附勢された際にこ
の偏向装置がほぼ同一形状の水平及び垂直偏向磁
界を生じ、これら水平及び垂直偏向磁界の各々は
表示スクリーン側で糸巻形歪を且つ中央付近でた
る形歪を呈し、水平及び垂直偏向磁界のうちの少
なくとも一方の実効長l^が以下の式 l^（0.2τ²＋0.25）Ｌ（ただし、Ｌは偏向磁界中心と表示スクリーンと
の間の距離であり、τは最大偏向時の電子ビーム
の偏向角の正接である）を満足するように当該偏向装置を構成したことを
特徴とする。

この本発明によれば高分解能を持たねばならな
い表示管と偏向装置の組み合わせに対し分布形状
が的確な磁界を与えることができる。これと共に
達成されることは下記の通りである。

偏向装置のスクリーン側で水平（ライン）偏向
磁界及び垂直（フイールド）偏向磁界の正の６極
成分が東西と南北のラスタ歪に影響して通常の
DGD偏向装置で生ずるようなほぼ一様な（双極）
偏向磁界に由来する糸巻形歪をほとんどなくせ
る。

偏向磁界の実効長に依存して積分６極成分
（integral six−pole component）の強さと極性
をしかるべく選択し、良好な質のスポツトを得
る。可成り長い偏向磁界と組み合わせた時は僅か
に負になつた６極成分、更に進んではほぼ零に等
しい６極成分が必要となることもある。また磁界
の実効長が短くなればなる程強い正の６極成分が
必要となる。而して多くの実用的ケースではラス
タ歪を最小にするのに必要な正の６極成分の強さ
はスポツトの質を良くするために必要な正の６極
成分の強さよりも大きく、この不一致を偏向磁界
の中心部で強さが積分６極成分をスポツトについ
て所要の値とする負の６極成分を作ることにより
解決する。これは偏向磁界のスクリーン側でとら
れる手段がラスタ歪みに可成り強く効くが、他面
偏向磁界の中心部ではむしろ収差誤差となるとい
う事実に基づいたものである。一層具体的に述べ
れば、偏向磁界の中心部で、磁界の実効長とスク
リーン側での正の６極成分とに適合した６極成分
を作ることにより、スクリーンの全面上で等しく
良好な質を有するスポツトが得られる。ここに良
好な質とはスポツトの寸法がスクリーンの全面上
であまり変化しないことを意味する。本発明の条
件中で実効長の式を満足しない15インチ110゜偏向
表示管の場合、垂直中心軸線の端部における軸線
上スポツト寸法はスクリーン中心におけるスポツ
ト寸法の約２倍となつたが、本発明の条件を満足
する同様な表示管の場合、前者のスポツト寸法は
後者のスポツト寸法の約1.3倍となり、本発明に
よれば本発明によらない場合よりもスポツト寸法
の変化を30％以上減少せしめうるということを確
かめた。前述したように磁界の実効長l^は重要な
役割を演ずる。l^が短くなるにつれ（水平及び／
又は垂直）偏向磁界の６極磁界成分を一層正にし
て、少なくとも表示スクリーンの四隅でスポツト
の質を良好にする必要がある。偏向磁界の正の６
極磁界成分を過度に強くしないようにするため
（過度に強くするとスクリーン上での水平及び垂
直軸線の両端におけるスポツトの質が犠牲にな
る）、実効長を過度に短くしないことが重要であ
る。

これは磁界の実効長が偏向点と表示スクリーン
との間の距離及び最大偏向角に依存することを意
味する。

例えば τ＝tan35°（70°表示管）；l^≧0.35L τ＝tan45°（90°表示管）；l^≧0.45L τ＝tan50°（100°表示管）；l^≧0.54L τ＝tan55°（110°表示管）；l^≧0.65L 従つて最大偏向角が大きくなればなる程l^につ
いての条件が厳しくなる。l^≒0.33Lが成立する自
己コンバージエンス110゜偏向装置の実効長と比較
すると高分解能モノクロ110゜偏向装置の実効長は
相当に長くしなければならず、最適値はほぼＬに
等しい。

偏向コイル装置の設計を過度に複雑にしないた
めに補助手段を用いて偏向磁界の正の６極成分の
作用を局所的に増強してもよい。後に本発明の範
囲内に入る実用上有用な補助手段の数例を説明す
る。

実施例を挙げて図面につき本発明を詳細に説明
する。

第１図は陰極線（表示）管１のyz面で切つた
断面図である。陰極線管１は細いネツク部２（こ
の中に電子銃３が取り付けられている）から太い
コーン部４（これは表示スクリーン５を有する）
へと変わつてゆく容器６を具える。この細いネツ
ク部２と太いコーン部４との変わり眼に陰極線管
１の外側から偏向装置７を取り付ける。偏向装置
７は絶縁材料のキヤツプ即ち支持体８を具え、こ
の支持体８が前端９と後端１０とを有する。これ
らの前端９と後端１０の間のキヤツプ８の内側に
電子銃３で発生した電子ビームを水平方向に偏向
させる（水平）偏向磁界を発生するための偏向コ
イル装置１０′，１１を設け、キヤツプ８の外側
に電子銃３で発生した電子ビームを垂直方向に偏
向させる（垂直）偏向磁界を発生するための偏向
コイル装置１２，１３を設ける。そしてこれらの
偏向コイル装置１０′，１１及び１２，１３を磁
性材料から成る環状コア１４で取り囲む。またこ
れらの偏向コイル装置の各々のコイルは第４図に
示すようなくら形とする。

先ず最初に本発明によれば磁界分布を第２図の
曲線ａに示したように決める。ここで水平偏向磁
界と垂直偏向磁界の分布はほぼ同一形状を有す
る。適当な６極磁界の磁界分布の形状の一例を第
２図に曲線ｂで示す。第２図の右側と左側に垂直
方向にとられている磁界パラメータH₀及びH₂は
当業者には周知のものであつて、H₀はＺ軸に沿
う偏向磁界の双極成分の磁界の強さであり、H₂
は６極成分の磁界の強さである。周知のように双
極磁界に６極磁界が加わると糸巻形歪磁界（６極
磁界が正の場合）又はたる形歪み磁界（６曲磁界
が負の場合）ができる。

第２図の曲線ａにつき述べると偏向磁界の実効
長ｌは次式で定義される。

l^＝∫H₀dz／H₀ 而してスポツトの質を良くするためにはこの実
効長l^が次の条件をみたさねばならないことを実
験により確かめた。

l^≧（0.2τ²＋0.25）Ｌ (1) 但し、ここでＬは偏向点Ｐとスクリーンとの間
（第２図では中心と右端との間）の距離であり、
τは偏向が最大の時の電子ビームの偏向角の正接
（tangent）である。

第２図の曲線ｂは水平偏向磁界の６極成分H₂
が電子銃側（Z₀）からスクリーン側（Z_s）にかけ
てどう変化するかを示したものである。なお図示
しないが垂直偏向磁界の６極成分V₂も同じよう
に変化する。

スクリーン側で６極磁界成分の正のローブを注
意深く調整すると共に偏向磁界の中心部で負のロ
ーブを注意深く調整すればラスタ歪を最小にし且
つスポツトの質を最適にできる。

第３図に第２図の曲線ｂに示した６極成分の分
布の修正例を示す。この磁界分布は第２図に示し
た分布を洗練させたものと考えることができ、こ
こでは偏向磁界の電子銃側に特別な６極磁界変調
を導入することによりコマ収差を小さくしてい
る。これは殊に開口角が大きな電子ビームを用い
る場合に重要である。

第４図は第３図の磁界分布を発生させることが
でき、偏向角をできるだけ大きくとりたい陰極線
（表示）管と組み合わせることを目的とする偏向
コイル装置用のコイル２０の斜視図である。これ
はコイルを形成する巻線間の平均のぞみ角
（average window aperture）αを電子銃側（開
口の狭い側）では120゜より小さくし、スクリーン
側（開口の広い側）では120゜より大きくし、更に
コイル２０の表示スクリーン側から遠い側ｃで巻
線を開口で分離させた少なくとも２個のセクシヨ
ンに分割することにより作ることができる。第５
図は第４図の線Ａに沿つて切つた断面内の巻線の
位置を示し、第６図は第４図の線Ｂに沿つて切つ
た断面内の巻線の位置を示す。

例えば偏向角110゜といつたような電子ビームの
偏向角をできるだけ大きくとりたい場合はコイル
の巻線の位置決めだけで所要の程度に好適な６極
磁界分布を実現することが非常に困難である。そ
れ故以下に簡単な補助手段でこの巻線の位置決め
と同じ効果を達成できる例をいくつか示す。

本発明の一実施例は第７図及び／又は第８図に
示した永久磁石を補助手段として用いるものであ
る。

双極偏向磁界と共に４個の永久磁石を第７図の
ように配置すると水平偏向コイル装置と垂直偏向
コイル装置との両方により局所的に一段と糸巻状
に歪んだ磁界が発生したかのような効果が得られ
る。これを第９ａ及び９ｂ図につき説明する。
（水平）ストロークの正の部分（即ち、スクリー
ンの右側に電子ビームが存在する場合）水平偏向
磁界H₀は垂直方向で向きは上向きであり、これ
と一番近い永久磁石２１とで局所的に（正の）擬
似糸巻形磁界が与えられる。（水平）ストローク
の負の部分（第９ｂ図）では水平偏向磁界H₀は
垂直方向で向きは下向きであり、これと一番近い
永久磁石２２とで局所的に（負の）擬似糸巻形磁
界が与えられる。垂直偏向磁界V₀と永久磁石２
３，２４についても完全に同じ論理が成立する
（第１０ａ及び１０ｂ図）。

第７図に磁石配置により作られる正の８極静磁
界は水平偏向コイル装置と垂直偏向コイル装置の
両方についての偏向磁界が局所的且つ実質的に一
層強い正の６極成分を有するようにする。明らか
に第７図の磁石の極性が図示したのと反対の時は
水平及び垂直偏向磁界は実質的に一層たる形にな
る。

第８図の４個の永久磁石の配置に第７図に類似
した論理をあてはめればこれも局所的且つ実質的
に一層糸巻形に歪んだ水平及び垂直偏向磁界を作
ることが判る。第８図の場合も磁石の極性を図示
したのと反対にすれば局所的且つ実質的に一段と
たる形になつた水平及び垂直偏向磁界が形成され
る。第８図では永久磁石が第７図に示したものに
対して45゜ずれている。このように本発明は、第
７図及び／又は第８図に示したような永久磁石配
置の形態をした補助手段を偏向装置のスクリーン
側で用いて磁界を局所的且つ実質的に一層糸巻形
にし、第２図の曲線ｂ又は第３図の曲線に従う磁
界分布を得る偏向装置に関するものである。

この場合僅かに後退した位置（しかし未だ偏向
装置のスクリーン側の半部にある）に反対極性の
静磁界を作る磁石を設けると有利であると考えら
れる。換言すればＺ軸上で僅かに電子銃側に寄つ
た（但し未だスクリーン側にとどまつている）位
置でラスタ補正に必要な正の８極静磁界を負の８
極静磁界と結合させる。

これで達成される効果は、殊に強い磁石を用い
る時問題となることであるが、スクリーンに近い
方の磁石配置によりスポツトの質に不所望な影響
が及ぶのが反対極性の磁石により補償されること
である。このような極性が反対の磁石の二重配置
によりスポツトの質への正味の影響が零でありな
がら、それでいてラスタ誤差への正味の影響が残
つているようにすることができる。

上述したような磁石の二重配置の一例を第１１
ａ図及び第１１ｂ図に略式図示する。第１１ａ図
は陰極線管２５の後方から見た図、第１１ｂ図は
側面図である。陰極線管の長手軸線に同軸的に正
の８極静磁界を発生するための第１の永久磁石２
６〜２９の配置と、負の８極静磁界を発生するた
めの第２の永久磁石３０〜３３の配置とを行う。

前述したところでは偏向コイル装置を原理的に
は第７図及び第８図の補助手段を用いることによ
つて或いはこれらの補助手段を用いなくても第２
図の曲線ｂ又は第３図による磁界分布を得るもの
として説明してきたが、いずれの場合でも式(1)が
満足され（即ち偏向装置が可成り長い）、スクリ
ーン全面に亘つてスポツトの質が良好で且つ東西
と南北のラスタ歪が小さくなることを目的とし
た。

上述したところでは、第７図及び／又は第８図
の補助手段と組み合わせるか否かにかかわらず、
電子銃側の端がスクリーン側の端のように陰極線
管の長手軸線とある角度をなすことに上方に曲げ
られておらず、陰極線管の長手軸線と平行とした
第４図に示す特別なタイプのくら形コイルを用い
た場合につき説明したが、この代わりに通常のタ
イプのくら形コイル若しくは所望とあらばトロイ
ダルコイル又はそれらの組み合わせを用いて所要
の分布形状の偏向磁界を作ることもできる。

また本発明は種々の用途に対し様々な方法で使
用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は偏向装置が取り付けられている状態の
陰極線管の略式断面図、第２図及び第３図はパラ
メータH₀により双極偏向磁界成分のＺ軸に沿つ
ての強さの分布を示し、パラメータH₂により６
極成分の強さの分布を示す線図、第４図は本発明
に特有の偏向コイル装置の１個の偏向コイルの斜
視図、第５図及び第６図は第４図のコイルの異な
る２断面におけるのぞみ角を示す線図、第７図及
び第８図は本発明の範囲内で用いることができる
４個の永久磁石の配置を示す線図、第９ａ及び９
ｂ図は第７図の磁石配置が水平偏向磁界に及ぼす
影響の説明図、第１０ａ及び１０ｂ図は第７図の
磁石配置が垂直偏向磁界に及ぼす影響の説明図、
第１１ａ及び１１ｂ図は本発明の範囲内で利用で
きる二重磁石配置の場合の表示管の後から見た図
及び側面図である。１……陰極線（表示）管、２……ネツク部、３
……電子銃、４……コーン部、５……表示スクリ
ーン、６……容器、７……偏向装置、８……キヤ
ツプ、９……前端（第１の端）、１０……後端
（第２の端）、１０′，１１……水平偏向磁界を発
生する偏向コイル装置、１２，１３……垂直偏向
磁界を発生する偏向コイル装置、１４……環状コ
ア、２０……コイル、２１〜２４……永久磁石、
２６〜２９……第１の永久磁石、３０〜３３……
第２の永久磁石。

Claims

【特許請求の範囲】１水平偏向コイル装置と垂直偏向コイル装置と
を有する偏向装置を具えるモノクロ表示管におい
て、前記の偏向装置が附勢された際にこの偏向装
置がほぼ同一形状の水平及び垂直偏向磁界を生
じ、これら水平及び垂直偏向磁界の各々は表示ス
クリーン側で糸巻形歪を且つ中央付近でたる形歪
を呈し、水平及び垂直偏向磁界のうちの少なくと
も一方の実効長l^が以下の式 l^（0.2τ²＋0.25）Ｌ（ただし、Ｌは偏向磁界中心と表示スクリーンと
の間の距離であり、τは最大偏向時の電子ビーム
の偏向角の正接である）を満足するように当該偏向装置を構成したことを
特徴とするモノクロ表示管。２特許請求の範囲第１項に記載のモノクロ表示
管において、偏向ヨークの表示スクリーン側に、
正の８極静磁界を発生する第１の永久磁石を配置
したことを特徴とするモノクロ表示管。３特許請求の範囲第２項に記載のモノクロ表示
管において、表示スクリーン側の半部で且つ前記
の第１の永久磁石に対して後退した位置に、負の
８極静磁界を発生する第２の永久磁石を配置した
ことを特徴とするモノクロ表示管。４特許請求の範囲第１項に記載のモノクロ表示
管において、前記の水平及び垂直偏向コイル装置
のうちの少なくとも一方のコイルをくら形とし、
コイルを形成する巻線間の平均のぞみ角を電子銃
側の端付近で120゜よりも小さく、表示スクリーン
側の端で120゜よりも大きくしたことを特徴とする
モノクロ表示管。