JPH0669221B2

JPH0669221B2 - カラー受像管装置

Info

Publication number: JPH0669221B2
Application number: JP60097037A
Authority: JP
Inventors: 健男藤村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1985-05-08
Filing date: 1985-05-08
Publication date: 1994-08-31
Anticipated expiration: 2009-08-31
Also published as: JPS61255193A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明はカラー受像管装置に関し、とくに地磁気の影
響を除去したカラー受像管装置に関するものである。

［従来の技術］第２図はこの発明の適用の対象となるカラー受像管装置
の部分破断斜視図である。カラー受像管（１）は、パネ
ル（２）の内面に設けられた蛍光体モザイク素子
（３）、パネル（２）に接続された略錐体形状をなすフ
アンネル（４）、このフアンネル（４）に接続されたパ
イプ状のネツク部（５）、このネツク部（５）の内部に
収納された通常３本の電子ビームを発生する複数本の電
子銃（６）を有し、さらに蛍光面（３）の内側には、こ
れと適当な間隔をおいて薄い金属板からなるシヤドウマ
スク（10）が配置されている。なお、シヤドウマスク
（10）をカラー受像管（１）内に保持する機構は図示お
よび説明を省略する。シヤドウマスク（10）は、無数の
規則正しい円形または長方形の孔（11）を有している。
またパネル（２）内面には互いに異なる３種の色に発光
する蛍光体のモザイク素子（３）であるドツトまたはス
トライプが上記孔（11）に対応して規則正しい繰り返し
模様で配置されている。

さて、以下の説明では、このカラー受像管（１）の中心
軸をｚ方向とする。通常、カラー受像管はその中心軸が
水平になるよう配置して動作させられるので、このｚ方
向は水平である。ついで、ｚ軸に垂直に通常動作のとき
の垂線の方向をｙ方向に選び、y,z両方向に垂直な方向
をｘ方向とする。

カラー受像管（１）を動作させると、電子銃（６）から
発射された電子ビームは、フアンネル（４）とネツク部
（５）との接続部付近の外部にとりつけられた偏向ヨー
クで偏向を受けて所望の方向に曲げられ、シヤドウマス
ク（10）の孔（11）を通過して蛍光体モザイク素子
（３）に到達し、これを発光させる。この際、３本の電
子ビームのそれぞれは、３種の蛍光体モザイク素子
（３）のいずれを発光させるかが前もつてきめられてい
る。すなわち、３本の電子銃（６）の間隔、シヤドウマ
スク（10）の孔（11）のｘ方向の間隔と幅、シヤドウマ
スク（10）と蛍光体モザイク素子（３）との間隔、蛍光
体モザイク素子（３）の相隣りあうものの間隔とそれら
の孔（11）とのｘ方向の位置関係などが所定の値となる
ように設定されている。この正しい関係が損なわれる
と、ある特定の電子ビームが前もつてきめられた蛍光体
モザイク素子（３）に正確に射突しなくなる。このよう
な状態をミスランデイングという。ミスランデイングが
あると、一般に色ムラや色純度の不良などが生じ、蛍光
面の部分的または全面で色相を正しく再現することが困
難となる。

ミスランデイングの生じる原因には、カラー受像管
（１）の組立精度の不良をはじめとして、種々のものが
考えられるが、その１つとして地磁気による磁場によつ
て電子ビームが好ましくない方向に曲げられてミスラン
デイングが生ずるということがある。

以下、この地磁気によるミスランデイングについて説明
する。

周知のように、カラー受像管を動作させる場所には、通
常、地磁気や周囲の電力装置などによる周囲磁界（以
下、これを「地磁気」なる呼称で代表する）が存在して
おり、カラー受像管の動作はこの影響を受ける。地磁気
による影響は、地球上での使用場所、カラー受像管の設
置方向などによつて異なるが、磁場をx,y,zの３方向の
成分に分解してそれぞれの成分の影響を調査すれば理解
できる。

第３図は、第２図に示したカラー受像管（１）の代表的
な９個のシヤドウマスク孔を選んで、そこを通つた電子
ビームの蛍光体モザイク素子（３）への射突点が、地磁
気のx,y,zの成分のそれぞれによつて概略どのように変
化するかを示す図である。なお、以下の説明では、パネ
ル（２）の内面にあつて有効な蛍光体モザイク素子の設
けられているいわゆる有効画面部を画面（2a）と称す
る。

同図（ａ）は地磁気のｘ成分による影響を示す。地磁気
のｘ成分がある場合、電子ビームに従つて電流が図の紙
面に垂直であることを考慮すると、フレミングの左手の
法則によつて、電子ビームは画面（2a）の全面にわたつ
てその正しい位置０（地磁気がないときの位置）からｙ
方向に移動した点に射突してミスランデイングを生ず
る。この移動方向を図に矢印＋または−で記した。＋，
−いずれの方向となるかは、地磁気のｘ成分が＋ｘまた
は−ｘいずれへ向いているかによつてきまる。このこと
は、後で述べる他の成分についても同じである。もちろ
ん、厳密に観察するとパネル（２）の内面が曲面をなし
ていることなどのために、移動の方向がｙ方向から傾く
場合もあるが、第一近似としてはｙ方向のみに移動する
とみて差しつかえない。

第３図（ｂ）は、同じく同一シヤドウマスク孔を通つた
電子ビームについて地磁気のｙ方向成分によるビーム射
突点の移動の様子を示す。上記と同様に、フレミングの
左手の法則により射突点はｘ方向に移動し、したがつて
好ましくないミスランデイングを生ずることがわかる。

第３図（ｃ）は、地磁気のｚ方向成分による同じく同一
シヤドウマスク孔を通つた電子ビームの蛍光体モザイク
素子（３）への射突点の移動の様子を示す。この場合、
画面（2a）の中央へ到達する電子ビームは、地磁気の成
分と同方向なので何等の影響も受けないが、画面（2a）
の周辺部に到達する電子ビームの軌跡がｚ方向に垂直な
成分を持つため、この成分と磁気のｚ成分とによつて力
が生じ、同様にフレミングの左手の法則により、射突点
は画面全体を回転させる方向に生じ、したがつて画面
（2a）の中央から遠ざかるにともなつて好ましくないミ
スランデイングが生ずる。

［発明が解決しようとする問題点］このような事態を改善するために、カラー受像管（１）
の外部に磁気シールドを配置することが考え出された。
第４図にこの磁気シールドの例を示す。外部磁気シール
ド（20）は軟鉄板などの薄板からなり、フアンネル
（４）の外面をおおつて、これと略同形の錐体形状をな
している。

ところが、実験によると、このような外部磁気シールド
（20）を用いた場合、地磁気のｘおよびｙ方向成分によ
るビーム射突点の移動つまりミスランデイングを減少で
きる効果はあるが、ｚ方向成分によるミスランデイング
の防止にはあまり効果がなく、効果を充分に出すには図
中にｌで示した外部磁気シールド（20）の長さを充分大
きくし、外部磁気シールド（20）がネツク部（５）全体
を覆う位にこれを延長せねばならないことがわかつた。

しかしながら、このような磁気シールドはコスト高にな
るのみでなく、カラー受像管装置全体がカサ高になり、
キヤビネツトのデザインへの制限が大きくなるととも
に、この種シールドで必ず必要となるシールド板消磁用
の消磁装置が大がかりになるなどの不都合が大きい。

そこで、これを改善するために、磁気シールドをカラー
受像管（１）のフアンネル（４）の内部に配置すること
が考え出された。第５図にこのような磁気シールドの例
を示す。内部磁気シールド（21）は、軟鉄板などの薄板
からなるとともに、フアンネル（４）と略相似形の錐体
形状をなし、シヤドウマスク（10）の外周にこれと一体
にとりつけられ、シヤドウマスク（10）と同時に適当な
保持機構（図示せず）によつてフアンネル（４）の内部
に固定される。

ところが、実験によると、このような内部磁気シールド
（21）を用いても事態は若干改善されるものの基本的に
は同じ問題が残る。すなわち地磁気のｚ方向成分による
ミスランデイングの問題があることが判明した。

ところで、地磁気の影響を防止する別の手段として、カ
ラー受像管（１）の周囲にコイルを巻き、これに電流を
流して地磁気を打ち消す方法も知られている。したがつ
て、この手段を用いて前記地磁気のｚ方向成分によるミ
スランデイングを補正することは可能である。

この方法を第６図に示す。図において、（30）はコイル
であり、パネル（２）またはフアンネル（４）の側面に
あつて、カラー受像管（１）の中心軸（ｚ軸）を中心と
してこれに直角な面内にフアンネル（４）を周回するよ
うに巻回されており、リード線（31）を通じて、極性お
よび電流の大きさを可変できる直流電源（32）に接続さ
れている。これらによつてコイル（30）に適当な電流を
流せば、コイル（30）がｚ方向成分のあらたな磁束を発
生するため、この磁束が地磁気のｚ方向成分を打ち消す
ようにすれば問題は解決する。

コイル（30）は、第６図に示したような簡単な形状のも
のでは、地磁気のｚ成分を完全に打ち消すような分布の
磁束を発生させることはできないが、第３図に示した電
子ビーム射突点の移動をカラー受像管の動作の害になら
ない程度に押え込むことは充分可能である。

ところで、コイル（30）に流す電流は、カラー受像管装
置を設置する場所の地磁気の状況（ｚ成分の強さ）に応
じて設置現場で設定する必要があるが、このためには、
カラー受像管装置を設置する作業員が電子ビームの射突
点の移動状況を観測しなければならない。したがつて、
作業員が相応の知識と顕微鏡などの工具を持つているこ
とが必要になり、調整作業がきわめて専門的で複雑にな
るという欠点があつた。

この発明はこのような従来の問題点を解決するためにな
されたもので、地磁気によるミスランデイング除去のた
めの調整作業をきわめて簡単に行うことのできるカラー
受像管装置を提供することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］この発明は、内面に蛍光体モザイク素子を有するパネル
と、このパネルに連続するファンネルと、このファンネ
ルに接続され内部に電子銃を内蔵したネック部と、上記
パネルの内面と所定の間隔を保って配設され上記蛍光体
モザイク素子に対向して設けられた孔を有するシャドウ
マスクと、上記ファンネルとネック部との接続部付近に
設けられた偏向ヨークとを備えたカラー受像管装置であ
って、上記シャドウマスクと、上記偏向ヨークとの間に
あって、上記ネック部に垂直な面内に、カラー受像管の
外周を周回するように巻回されたコイルを備え、上記ネ
ック部の中心軸方向の周囲磁界によって生ずるラスター
回転とミスランディングのうち、パネル上で上記蛍光体
モザイク素子の設けられている領域の上記中心軸を通る
水平線端部のものを同時に除去することができる位置に
上記コイルを配置し、かつ、上記ラスター回転が０にな
ると電流を上記コイルに導通せしめたことを特徴とする
ものである。

［作用］この発明においては、中心軸方向の周囲磁界によって生
ずるラスター回転とミスランディングのうち、パネル上
で蛍光体モザイク素子の設けられている領域にあって中
心軸を通る水平線端部のものを同時になくす位置に修正
コイルを配置してあるから、カラー受像管装置を設置す
るときに、修正コイルに流す電流を調整してラスター回
転が０になる電流を見いだし、その値に設定する。する
と、ミスランディングも同時になくなり、調整作業はき
わめて簡単にすんでしまう。

［実施例］第１図にこの発明の一実施例を示す。図において、（2
0）は外部磁気シールドであり、軟鉄板などの高透磁率
磁性材料をフアンネル（４）の外周をとり囲むように筒
形に形成配置したものである。コイル（30）はこれと少
くとも適当な距離ｄを保つて、後に述べる位置と大きさ
に設けられる。

両者の間にある程度以上の距離をとるのは、つぎのよう
な理由による。その第１は、両者が密着していると電流
によつて生ずる磁束が近接しているシールド部材の付近
のみに集中してしまい、カラー受像管（１）の内部にま
で適当に入り込ませることが困難になるためである。第
２に、コイル（30）がカラー受像管（１）の内部で有効
に発生する磁束の量が、シールド部材の消磁の程度によ
つて大幅に変化し、コイル（30）に流す電流の設定が面
倒になるためである。

さて、第７図は地磁気のｚ成分によつて生ずるラスター
の回転の状況を示すものである。周知のように、地磁気
にｚ成分があると、画面（2a）上に写し出されるラスタ
ーが回転する。したがつて、このカラー受像管装置を地
磁気のｚ成分のない状態でラスターの回転がないよう
に、すなわち第７図に（40）で示したように調整してお
いても、地磁気のｚ成分が印加されると、図中に（40
＋）または（40−）で示したようにラスターが回転す
る。

ところで、第１図に示したようなコイル（30）を設置し
て、これに流す電流をミスランデイングが最小になるよ
うに調整すると、コイル（30）は地磁気のｚ成分を打ち
消すような方向の磁束を発生させるので、第７図に示し
たようなラスター回転もある程度修正できる。ところ
が、先にも述べたように、コイル（30）の発生する磁束
は地磁気のｚ成分と完全に等価ではない。したがつて、
コイル（30）に電流を流したとき、一般にはミスランデ
イングとラスター回転を同時に補正することはできな
い。

しかし、コイル（30）が比較的パネル（２）に近く配置
されているときは、電流によつてミスランデイング量を
比較的簡単に変化させ得るがラスター回転は起きさせに
くく、この逆に、コイル（30）が比較的フアンネル
（４）のネツク部（５）に近い方に配置されているとき
は、大きなラスター回転を得ることができてもミスラン
デイング量を大きく調整することはむずかしい。したが
つて、上記２配置の中間的な配置の中に、地磁気による
ラスター回転をコイル（30）に流す電流で修正したとき
に、同時にミスランデイング量も修正できるような配置
が存在する。

この状況を第８図を用いて説明する。図はカラー受像管
（１）のxy平面での断面図と、以下に述べる方向への斜
め投影図である。さて、すでに第３図（ｃ）の説明にお
いて述べたように、地磁気のｚ成分は、電子ビーム通路
のxy平面への投影成分と干渉し合つて問題のミスランデ
イングを生ずる。したがつて、第２図および第３図に示
すようなパネル（１）を正面から見た形状がｘ方向に長
い長方形であるカラー受像管にあつては、蛍光体モザイ
ク素子（３）上にコーナーを含んだ左右の部分、すなわ
ち|x|の大きい部分でのミスランデイングが最も問題と
なる。

以下これについて検討するが、説明の簡略化と後述する
実用性のため、状況をｘ軸端（すなわちｙ＝０の部分）
で観察するものとする。

再び第８図を参照して、以下複数の電子銃（６）のうち
１本の電子銃から発射されて画面（2a）のｘ端付近に入
射する電子ビーム（100）について考察する。この電子
ビーム（100）は電子銃（６）を発射後しばらくは直進
するが、フアンネル（４）とネツク部（５）の接続部付
近にとりつけられた偏向ヨーク（50）の磁界で曲げられ
（偏向され）てシヤドウマスク（10）の代表孔Ｍを通
り、画面（2a）のひとつの蛍光体モザイク素子（３）上
の点Ｐに入射する。この際、電子ビーム（100）の偏向
ヨーク（50）による偏向は、近似的に電子ビーム（10
0）が偏向中心Ｓ点で急に向きを変えたとして扱うこと
ができる。

電子ビーム（100）のSP間の部分に平行でかつxz平面に
垂直な平面を考え、これに電子ビーム（100）の軌跡を
投影したものが同図右下に画かれている斜め投影図であ
る。SPをｚ軸に投射して測定した長さをzlとし、問題と
しているコイル（30）の面と電子ビーム（100）との交
点をＣとし、ＣをＰ点からｚ軸方向に測つた長さをz₀と
する。z₀はまた、z₀＝ｋ・zl（_０＜ｋ＜１）としてもあ
らわすものとする。

さらにPM,PC,PSをそれぞれ電子ビーム（100）に沿つて
測つた長さをそれぞれq,kl,lとする。

さて、コイル（30）に電流を流したために電子ビーム
（100）がＣ点で偏向されてxz面に垂直に、すなわち斜
め投影図の面内でθだけ向きを変えるものとする。この
とき、ビーム射突点ＰはＰ′に移動し、ラスターは画面
（2a）のＸ端で PP′＝kl・θ だけ回転する。一方、電子ビームがＣ点で曲げられたこ
とによつて、実効的な偏向中心はＳからＳ′に移動し、
先に考えたＭ点を通過する電子ビームも近似的にＳ′の
方向から入射すると考えてよいので、Ｍを通過した電子
ビームはＰ点に射突せずＰ″に射突し、ミスランデイン
グPP″を生ずる。ここで、図から明らかなように、すなわち、l,q,θが一定であれば、ラスター回転PP′は
ｋが大になるほど、すなわちコイル（30）がネツク部
（５）の側に近づいてz₀がzlに近づくほど大きくなり、
ミスランデイングPP″は逆にｋが小さくなるほど、すな
わちコイル（30）がパネル（２）の側に近づいてz₀が０
に近づくほど大となる。もちろん、z₀がzlにあまりに近
づけば、偏向ヨーク（50）を構成している磁性体の影響
があらわれるし、逆にz₀があまりに小さくなると、一般
に磁性体でできているシヤドウマスク（10）の影響があ
らわれるので、以上の議論は近似的なものである。しか
し、いずれにせよ、同じ電子ビームの曲げ角度θに対し
て生ずるラスター回転とミスランデイングの比率を、コ
イル（30）の位置z₀によつてコントロールできる。

したがつて、地磁気のｚ成分によつてある量のラスター
回転とミステイングが生じた場合、コイルに電流を流す
ことによつて、ラスター回転とミスランディングを同時
に０に修正できるコイル（30）の位置を設計することが
できる。具体的には適当なコイルで位置kl（即ちZ₀）を
種々に変え、各Z₀ごとにラスター回転が０になる電流を
コイルに流してみてその時に残るミスランディング量を
調べ、この値が０になる位置を本発明の位置とすればよ
い。

以上の議論は画面のｘ軸端（ｙ＝０）におけるものであ
るが、あるコイルを与えたとき、このコイルを使つて画
面全体にわたる地磁気のｚ成分によるミスランデイング
を実用的に、そのコイルを用いる範囲内で最良に調整す
る電流値は常に存在するし、またラスター回転について
も、コイルによる修正は必ずしも画面全体にわたつてラ
スターを形をくずさずに合同形を保つたままきれいに回
転させるとは限らないが、実用的に平均的に最良に調整
する電流値は存在すると考えられる。したがつて、逆に
画面全体にわたつて両者を平均的に最良にするようなコ
イル位置も存在すると考えられる。この位置は第８図の
原理を参照しつつ、実際には実験で決定可能である。

ところで、一般にラスター回転は、画面に水平線（ｙ＝
０の線）が映出された際、これをパネル（２）のｙ＝０
の線上に画面（2a）の有効部外に設けられた余分な蛍光
体モザイク素子に合わせるのが実際的である。（ただこ
の場合、画面（2a）上の他の部分では必ずしもラスター
回転が完全には補正できず、平均的に考えればより良い
補正電流値があるかもしれないが、実用的にはｙ＝０線
上での調整で充分である。）このような目的のために、
この発明に使用するカラー受像管には、第１図に示すよ
うな画面（2a）の外（有効部外）のｙ＝０の点に、余分
な蛍光体モザイク素子（3a）を設けて目印とするのが望
ましい。

ところで、ラスター回転の調整のためにちようどｙ＝０
の線となるような画像は、必ずしも必要な時に写つてい
るわけではない。しかし、一般のカラー受像管装置にあ
つては、３本の電子銃（６）の電気的特性のばらつきを
補正すべくカツトオフ特性を調整する、いわゆる「横
一」調整なるものが一般に行われている。これは、ビー
ム電流を絞ると同時に、偏向ヨーク（50）に印加される
偏向出力のうち、ｙ方向への偏向の出力を一時停止し
て、画面中央部に横に一本の線（ｘ＝０となるべき線）
を映出し、３本の電子ビーム電流が画面の色温度が好ま
しいものになるように調整する操作であつて、このため
に、一般に垂直方向であるｙ方向の偏向出力を停止する
ためのスイツチ（図示せず）が設けられている。したが
つて、前述のｘ＝０であるべき線をカラー受像管装置の
設置時に映出するには、この「横一」調整装置をそのま
ま利用すればよい。

以上の説明では、コイル（30）を外部磁気シールド（2
0）と併用するようにしたが、必ずしもその必要はな
く、適当な内部磁気シールド（第５図の（21））と併用
してもよいし、あるいは外部磁気シールド類を全く使わ
なくてもよい。また、以上の説明ではコイル（30）は１
個だけとしたが、フアンネル（４）の側面にｚ軸に垂直
な面内でコイル（30）を複数個設けることも当然考えら
れる。

［発明の効果］以上述べたように、この発明によれば、地磁気のＺ成分
によるミスランディングを修正するにあたって顕微鏡な
どの特別な調整用具を必要とせず、ラスター回転を０に
するように修正コイルに流す電流を調整すれば、ミスラ
ンディングを修正できるうえ、ラスター回転の０はパネ
ル上で蛍光体モザイク素子の設けられている領域の中心
軸を通る水平線端部において、簡単に見つけ出せるの
で、地磁気によるミスランディングの修正と同時にラス
ター回転をも修正できる調整の容易なカラー受像管装置
を提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明によるカラー受像管装置の実施例を示
す部分破断平面図とカラー受像管の正面図、第２図はカ
ラー受像管の部分破断斜視図、第３図は地磁気の各成分
が電子ビーム射突点に及ぼす影響を示す図、第４図は外
部磁気シールドを設けたカラー受像管装置の例を示す部
分破断平面図、第５図は内部磁気シールドを設けたカラ
ー受像管装置の例を示す平面断面図、第６図は地磁気の
ｚ成分の影響を打ち消すコイルを設けたカラー受像管装
置の例を示す平面図および斜視図、第７図はラスター回
転を説明する図、第８図はこの発明によるコイル位置の
決定原理を示すためのカラー受像管の断面図および部分
斜め投影図である。（１）……カラー受像管、（２）……パネル、（３）…
…蛍光体モザイク素子、（４）……フアンネル、（５）
……ネツク部、（６）……電子銃、（10）……シヤドウ
マスク、（11）……孔、（30）……コイル、（32）……
直流電源、（40），（40＋），（40−）……ラスター、
（50）……偏向ヨーク、（100）……電子ビーム。なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内面に蛍光体モザイク素子を有するパネル
と、このパネルに連続するファンネルと、このファンネ
ルに接続され内部に電子銃を内蔵したネック部と、上記
パネルの内面と所定の間隔を保って配設され上記蛍光体
モザイク素子に対向して設けられた孔を有するシャドウ
マスクと、上記ファンネルとネック部との接続部付近に
設けられた偏向ヨークとを備えたカラー受像管装置にお
いて、上記シャドウマスクと、上記偏向ヨークとの間にあっ
て、上記ネック部に垂直な面内に、カラー受像管の外周
を周回するように巻回されたコイルを備え、上記ネック
部の中心軸方向の周囲磁界によって生ずるラスター回転
とミスランディングのうち、パネル上上記蛍光体モザイ
ク素子の設けられている領域の上記中心軸を通る水平線
端部のものを同時に除去することができる位置に上記コ
イルを配置し、かつ、上記ラスター回転が０になる電流
を上記コイルに導通せしめたことを特徴とするカラー受
像管装置。