JPS5843856B2 - インライン形カラ−受像管装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はインライン形カラー受像管と、電子ビームを水
平、垂直方向に偏向し、走査ラスクーを形成する偏向装
置とからなるインライン形カラー受像管装置に関するも
ので、詳細には３本の電子ビームが実質的に螢光面上に
自動的に集中する所謂自動集中形カラー受像管装置であ
り、さらに、ラスター歪が大巾に低減し実質的に歪補正
を不要とした新しいカラー受像管装置を提供するもので
ある。

インライン形カラー受像管装置は第１図に示すように、
３色の螢光体細条等よりなる螢光面がガラスパネル１の
内面に形成され、さらに後方には色選別電極として、多
数の開孔部を有するシャドウマスク２が所定の間隙を隔
て係止され、さらに後方には、３本の電子ビームを発生
する電子銃３が配置され、更にファンネルコーン部４の
外側には電子ビームを電磁偏向する偏向ヨーク５が配置
されている。

前記偏向ヨークは通例少なくとも一対の水平コイルと一
対の垂直コイル及び偏向ヨークコアより構成されており
、前記３本の電子ビームの集中特性はこの偏向ヨークの
発生する磁界によりはマ決定するため、磁界分布を定め
ることは重要な意味をもつことは周知である。

以下本発明を容易に理解するためカラー受像管装置の集
中特性及び前記偏向ヨークの磁界について簡単に説明す
る。

第２図に示すように電子銃３より放射された電子ビーム
６Ｂ、６Ｒは共通の偏向磁界を通過し、螢光面７に達す
るとき集中誤差を生じ、電子ビーム６Ｂ、６Ｒの集中点
８は電子銃側に屈曲した点線で示す軌跡９を有する。

さらに厳密に述べると両サイドビーム６Ｂ、６Ｒの集中
点８を破線で示す中央ビーム１０とは必ずしも一致せず
、所謂コマ収差が生じるのが通例である。

この現象を螢光面上のパターンに焼き直すと第３図のよ
うになりカラー受像管の集中特性や偏向ヨークの磁界設
計等を論じるときは前記螢光面上のパターンを用いる方
が定性的であるが理解し易いことは周知である。

図中画面中央部Ｒ２Ｇ、Ｂは螢光面側より見た電子銃配
列、×印は青Ｂビーム、○印は縁Ｇビーム、△印は赤Ｒ
ビームによるパターンを示す。

カラー受像管装置に於いて、正確な画像再生を行うため
には、３本の電子ビームを実質的に螢光面上全面に渡り
、集中させる必要があり、従来補正回路等により動点集
中補正を行う方式が主流であったが、最近インライン形
電子銃の利点を生かし、偏向ヨークの磁界を特殊なアス
テイグ磁界にすることにより、３本の電子ビームを実質
的に螢光向上に集中させる自動集中形カラー受像管装置
が主流となっている。

自動集中化に関しては第４図ａ、ｂに示すように水平偏
向磁界１１はビンクッション形、垂直偏向磁界１２はバ
レル形磁界にすれは良いことは周知であり、第４図に示
すように、カラー受像管の管軸をＺ軸、水平偏向方向を
Ｚ軸、垂直偏向方向をＹ軸（以後Ｘ、Ｙ、Ｚ軸は前記の
如く定める）とすると、ピンクッション形磁界１１は管
軸に直角な断面円での磁界分布が第５図ａｙｂのように
Ｘ軸上Ａ−Ａ′では中心より離軸するに従い増加し、同
時に中心よりＹ軸方向に任意の距離だけ離れた点よりＸ
軸方向に沿って測った磁界Ｂ−Ｂ’も同様の傾向を示し
、さらにＸ軸方向に任意の距離だけ離れた点よりＹ軸方
向に沿って測ったｃ−ｃ’磁界は前記とは逆に離軸距離
に従い減少する。

同様にバレル形磁界は第５図ｃ、ｄに示すようにビンク
ッション磁界と全く逆の特性を有している。

第５図に示てＢＸ ｊ ＢＹはそれぞれＺ軸、Ｙ軸方向
の磁界強度を示す。

偏向ヨークの磁界と自動集中化に関して前記螢光面上の
３本の電子ビームパターンを用いて若干の説明を加える
。

第６図は水平、垂直磁界が各々斉一のときのパターンで
３本の電子ビーム１３Ｂ１３Ｇ、１３Ｒは水平軸、垂直
軸、対角軸共々水平力向では過集中となっている。

これは前記第２図に示した集中点の軌跡に対応しである
。

図を見てもわかるように同時に３本の電子ビーｔ・の軌
跡１４Ｂ、１４Ｇ、１４Ｒは互いに交叉し所謂゛逆りロ
ス″状態となる。

次に水平偏向磁界を前記ビンクッション形にすると第１
図に示すように、３本の電子ビームに対して負の等方性
非点収差を与えるよう作用し、電子ビームスボッＮ ５
Ｂ、１５Ｒの間隔は次第に挟まり、結果として集中する
方向に変化する。

ここで中央ビーム１５Ｇを両サイドビーム１５Ｂ。

１５Ｒとの関係は所謂コマ収差のため必ずしも一定でな
いことは勿論である。

一方垂直磁界を前記バレル形にすると、垂直軸に沿った
３本の電子ビーム１６Ｂ、１６Ｇ、１６Ｒに対して正の
等方性非点収差を与えるよう作用し、電子ビームスポッ
ト１６Ｂ、１６Ｒの間隔は次第に挟まり、さらには不足
集中状態となる。

前記水平、垂直磁界を同時に重 し電子ビームを対角軸
方向に偏向したときの対角軸端部の集中特性はカラー受
像管の偏向角、画面サイズ等によるため一概に決めるこ
とが出来ず任意に設計された偏向ヨークを用いて、螢光
面上の集中特性を観察し実験的に修正を加え磁界の最適
化を計っている。

以−長の説明よりインライン形カラー受像管装置は水平
偏向磁界をビンクッションに、垂直磁界をバレル形にす
ることにより、少なくとも両サイドビームを螢光面上に
集中させることができるが、自動集中化に関してはさら
に前記コマ収差をも補正する必要がある。

このコマ収差は第８図に示したように、偏向ヨークの電
子銃側１７と螢光面側１８の磁界分布を逆極性（例えば
水平磁界では電子銃をバレル、螢光面側をビンクッショ
ン形）にし全体としては水平磁界をビンクッション形、
垂直磁界をバレル形にすることで補正できるが結果とし
て垂直コイルの螢光面側が極端なビンクッション形にす
る必要があるため、結果として左右ラスター歪が非常に
大きくなり例えば１１００管では約１５係程度となり安
価な受動素子よりなる補正回路では、補正できない欠点
を有している。

ラスター歪は第９図に示すように、インライン形カラー
受像管装置の場合上下・左右ラスター歪とも糸巻形（ビ
ンクッション形）になり、特に垂直磁界をバレル形にす
るため左右ラスター歪が上下型より犬なることが通例で
ある。

コマ収差を補正する他の手法としては公知の所謂フィー
ルドコントローラーを用いる手法があり、偏向ヨークの
設計自由度が増し、結果として第１０図のような磁界で
も充分３本の電子ビームを自動集中化できる利点を有し
、さらに前記左右ラスター歪も１１００管で約８係程度
、９０°管で約５φ程度となり充分受動素子よりなる回
路で補正可能な範囲に抑えられる利点を有す。

以上偏向磁界と自動集中化等に関して説明したが、いず
れにせよりラー受像管装置は集中特性を実用上支障ない
程度に規制する必要があり、３本の電子ビームよりなる
仮想電子ビーム径は通例的１０〜１６φと白黒管の２〜
３φとは比にならない程度大きいため、結果としてラス
ター歪を大巾に低減し、実質的に補正回路不要とするこ
とは出来ない。

即ち白黒管装置の場合は集中特性という概念が全くない
ため、例えば第１１図に一例を示すように偏向ヨークの
螢光面側端部１９で、水平軸に対応した空間に永久磁石
２０を配置した偏向装置によりラスター歪補正を行って
いるが、カラー受像管装置の場合は前記した如く集中特
性を考慮した場合容易にラスター歪を低減することはで
きず今日まで実用化に至った例はなく、自動集中方式カ
ラー受像管装置に於いてラスター歪を大巾に低減し実質
的に歪補正回路不要化ができれば非常に効果的である。

同前記説明は主に左右ラスター歪に関して述べたが、自
動集中方式インライン形カラー受像管装置の場合、水平
偏向磁界が原理上全体的にはビンクッション形になって
いるため必然的に小さく１１０°管に於いても２〜３％
程度である。

図中２１は水平サドル形偏向コイルを示す。

本発明は上記に鑑み発明されたもので、ラスター歪を大
巾に低減し実質的に零とし、回路補正を不要とした自動
集中形カラー受像管を提供するもので、偏向ヨークの磁
界分布を特殊なアステイグ磁界とし、さらに補助偏向素
子として永久磁石を用い、その非斉一な磁界を重ね合わ
せることにより、偏向ヨーク自体では不可能であったカ
ラー受像管装置のラスター歪を大巾に低減する手段に関
するものである。

以下図面によって本発明の具体的実施例を説明する。

第１２図は本発明による偏向装置の一実施例で偏向ヨー
ク２２と補助偏向素子２３よりなり、この補助偏向素子
２３は偏向ヨーク２２の螢光面側端部近傍で、カラー受
像管の対角軸にはマ対応する空間に４個の永久磁石２３
が配しである。

偏向ヨークの磁界は第１３図に示すように３本の電子ビ
ームを水平軸に沿って偏向するとき負の等方性非点収差
を与え、垂直軸に沿って偏向するとき、正の等方性非点
収差を写えるよう作用させ、結果として前記電子ビーム
は、水平軸に沿っては実質的に集中状態２４、垂直軸に
沿っては実質的に不足集中状態２５とし、さらに対角軸
に沿っては゛逆りロス″状態２６又は゛先割れ！（状態
とし実質的に非集中となるよう設計され、補助偏向素子
２３は前記偏向ヨーク２２が形成するラスターの少なく
とも対角端近傍を圧縮するよう作用し、さらに少なくと
も前記電子ビームがカラー受像管の対角軸に沿って偏向
されたとき負の異方性非点収差を与えるよう配置され、
結果として偏向ヨーク磁界による実質的非集中を相殺す
るようにしである。

この様な組合わせを行った本発明の偏向装置の磁界分布
を第１４図に示す。

第１４図は第４図及び第５図と同様カラー受像管の管軸
に対して直角な断面内における磁界分布でａ、ｂ図中の
Ｇ−Ｇ′。

Ｈ−Ｈ’、Ｉ−Ｉ’・・・・・・はそれぞれ第４図ａ、
ｂ図中のＡ−Ａ’、 Ｂ−Ｂ’ 、 Ｃ−Ｃ’・・・・
・・にそれぞれ対応し、ＢＸ 、 ＢＹもそれぞれ第５
図のものと対応する。

図より、電子ビームを水平軸に沿って偏向する磁界は管
軸近傍に於いてはビンクッション磁界２７を、中心軸よ
り充分離れた部分（カラー受像管の対角周辺部に相当）
では逆にバレル磁界２８となるように、云換えると磁界
強度が極大値２９と極小値をもつようにすることにより
、又電子ビームを垂直軸に沿って偏向する磁界は、管軸
近傍に於いてバレル磁界３０を、中心軸より充分離れた
部分では逆にビンクッション磁界３１になっているため
走査ラスター歪を大巾に低減し実質的に零にし、かつ３
本の電子ビームを螢光面上に一致させることができる。

次に本発明の他の実施例についてのべる。

第１５図は本発明の他の偏向装置の一実施例で、偏向ヨ
ーク２２と補助偏向素子３２，３３よりなり、この補助
偏向素子３２．３３は、偏向ヨーク２２の螢光面側端部
近傍で、カラー受像管の対角軸にはゾ対応する空間に４
個の永久磁石３２を配してあり、さらに水平軸にはゾ対
応する空間に２個の永久磁石３３を配しである。

このような偏向ヨークの磁界は第１６図に示すように３
本の電子ビームを水平軸に沿って偏向するとき負の等方
性非点収差を与え、垂直軸に沿って偏向するとき正の等
方性非点収差を与えるよう作用させ、結果として前記電
子ビームは水平軸に沿っては実質的に過集中３４となる
ようにし垂直軸に沿っては実質的に不足集中３５となる
ようにし、さらに対角軸に沿っては実質的に非集中状態
３６となるようにし補助偏向素子は前記偏向ヨークが形
成するラスターの少なくとも対角端近傍を圧縮するよう
作用し、さらに前記ラスターの水平端近傍を伸張するよ
う作用し、さらに前記電子ビームがカラー受像管の対角
軸に沿って偏向されたとき負の異方性非点収差を、水平
軸に沿って偏向されたとき負の等方性非点収差を与える
よう配設し、結果として偏向ヨーク磁界による実質的非
集束を前記補助偏向素子により相殺するように配してあ
り、カラー受像管のラスター歪を大巾に低減し、かつ３
本の電子ビームを螢光面に集中させることができる。

本発明は他に以下述べる利点を有す。

第１は補助偏向素子として永久磁石を用いるため、水平
コイル等に通例用いられる不所望なサドル形コイルのタ
ーンエンド効果を実質的に除去でき、結果として任意の
所望の磁界分布が形成できる。

第２は偏向ヨーク自体を充分小型化できる。

第３は特に大型管に於いて前記カラー受像管装置の集中
特性は対角部に於いて負の異方性非点収差が大であり、
結果として集中誤差が大きくなる傾向があるが本発明に
より、集中誤差を充分に低減し、結果として集中特性を
高品位に保つことができる等々の利点を有す。

以上述べた如く本発明のインライン形カラー受像管装置
は偏向装置として偏向ヨークと複数個の永久磁石よりな
る補正偏向素子を配し、偏向ヨークの発生する磁界の一
部を実質的に相殺し、かつ偏向ヨークの磁界自体を特殊
なアステイグ磁界にすることにより実質的に走査ラスタ
ーを零とし、かつ自動集中形カラー受像管装置を得んと
するもので、形態的には白黒管装置に応用している歪補
正磁石と非常に酷似しているが、カラー受像管の３本の
電子ビームが形成する仮想電子ビーム径が白黒管とは全
く異なっており、さらには前述したような他の利点が付
随的に生じる事を考えれば、その作用効果の相違は充分
理解できる。

また前記実施例に於ては自己集中形カラー受像管に限っ
て説明したが、その他の３電子銃方式カラー受像管にも
同様に適用できることはもちろんである。

さらに補助偏向素子は前記の如く、カラー受像管の対角
軸又は水平軸に対応した位置に配置する以外さらに垂直
軸に配置しても良いが、永久磁石の配置方法は、前記し
た如くカラー受像管の偏向角、正面サイズ等に依存する
点もあり種々選択すべきであるが自動集中形カラー受像
管に限って考えると、前記した如くカラー受像管の対角
軸に少なくとも配置した方が望ましい。

又、永久磁石の数量、大きさ等は種々選択すべきである
が、例えば対角軸の一端に大きさの小なる永久磁石を複
数個間して、より最適化を計っても良い。

以上述べた如く、本発明は全く新しい自動集中形カラー
受像管装置を提供するものでその工業的価値は極めて犬
なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はインライン形カラー受像管装置の代表例を示す
簡略断面図、第２図は第１図に示す受像管装置に於ける
電子ビームの集中誤差を説明するための簡略説明図、第
３図は第２図に示す集中誤差による螢光面上のパターン
形状の説明図、第４図は第１図のインライン形カラー受
像管装置に従来使用されていた偏向装置の磁界分布を示
す説明図、第５図は第４図の偏向装置の管軸に直角な断
面内に於ける磁界分布を示す説明図、第６図は水平、垂
直磁界が各々斉一のときのパターン形状を示す説明図、
第７図は水平磁界のみビンクッション形にした時のパタ
ーン形状を示す説明図、第８図は偏向ヨークの電子銃側
と螢光面側との磁界分布を逆極性した磁界分布を示す説
明図、第９図は第８図の偏向ヨークを使用した時のラス
ター形状を示す説明図、第１０図はフィールドコントロ
ーラーを使用した時の偏向ヨークの磁界分布の一例を示
す説明図、第１１図は白黒管装置に於ける偏向装置の一
例を示す平面図、第１２図は本発明のインライン形カラ
ー受像管装置の一実施例に適応する偏向装置の平面図、
第１３図は第１２図の偏向装置によるラスター形状を示
す説明図、第１４図は第１２図の偏向装置の管軸に対し
て直角な断面内に於ける磁界分布を示す説明図、第１５
図は本発明のインライン形カラー受像管装置の他の実施
例に適応する偏向装置の平面図、第１６図は第１５図の
偏向装置によるラスター形状を示す説明図である。 ２１・・・・・・水平偏向コイル、２０，２３，３２゜
３３・・・・・・永久磁石。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも水平軸、垂直軸及び対角軸を有する略矩
   形状螢光面と、前記螢光面に射突しカラー画像を再現す
   る様に前記水平軸に沿って一列配設したインライン電子
   銃とを内装するインライン形カラー受像管と、前記イン
   ライン形カラー受像管に装着され前記電子ビームが前記
   水平軸に沿って偏向するとき負の等方性非点収差を与え
   、前記垂直軸に沿って偏向するとき正の等方性収差を与
   え、更に前記対角軸に沿って偏向するとき正の異方性非
   点収差を持つように設定した偏向ヨークと、前記偏向ヨ
   ークの前記螢光面側端部近傍に前記螢光面の対角軸に対
   応する位置に配設され、前記偏向ヨークの作用により前
   記電子ビームが形成するラスターの前記対角軸端部近傍
   を圧縮すると共に、前記電子ビームが前記対角軸に沿っ
   て偏向されたとき負の異方性非点収差を与える複数個の
   永久磁石からなる補正偏向素子とからなることを特徴と
   するインライン形カラー受像管装置。 ２ 少なくとも水平軸、垂直軸、対角軸を有する略矩形
   状螢光面と、前記螢光面に射突しカラー画像を再現する
   様に前記水平軸に沿って配設したインライン電子銃を内
   装するインライン形カラー受像管と、前記インライン形
   カラー受像管に装着さノれ前記電子ビームが前記水平軸
   に沿って偏向するとき負の等方性非点収差を与え実質的
   に過集中状態とし、前記垂直軸に沿って偏向するとき正
   の等方性収差を与え、更に前記対角軸に沿って偏向する
   とき正の異方性非点収差を与えるように設定しっ た偏
   向ヨークと、前記偏向ヨークの前記螢光面側端部近傍に
   前記対角軸及び前記水平軸に対応する位置に配設され、
   前記偏向ヨークの作用により前記電子ビームが形成する
   ラスターの前記対角軸端部近傍を圧縮すると共に、前記
   電子ビームが前記対角軸に沿って偏向されるとき負の異
   方性非点収差を与え実質的に集中状態とし、かつ前記ラ
   スクーの前記水平軸端部近傍を伸張すると共に、前記電
   子ビームが前記水平軸に沿って偏向されるとき正の等方
   性非点収差を与え実質的に集中状態とす； る複数個の
   永久磁石からなる補正偏向素子とからなることを特徴と
   するインライン形カラー受像管装置。