JP3571285B2

JP3571285B2 - Ｃｒｔの映像動揺低減装置

Info

Publication number: JP3571285B2
Application number: JP2000311199A
Authority: JP
Inventors: 清富宮島; 誠悦富田; 明彦真弓; 雅弘縄野; 亘大庭; 実横尾
Original assignee: Electric Power Development Co Ltd; Central Research Institute of Electric Power Industry; Hokkaido Electric Power Co Inc; Tohoku Electric Power Co Inc; Tokyo Electric Power Co Inc
Current assignee: Electric Power Development Co Ltd; Central Research Institute of Electric Power Industry; Hokkaido Electric Power Co Inc; Tohoku Electric Power Co Inc; Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Priority date: 2000-10-11
Filing date: 2000-10-11
Publication date: 2004-09-29
Anticipated expiration: 2020-10-11
Also published as: JP2002118855A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般のテレビジョン受信機やパソコンのディスプレイなどの表示装置に用いられるＣＲＴ（陰極線管）の磁気シールド装置に関し、特に、電力設備などから発生する磁束密度に変化を伴う三次元の外部磁界の影響により生ずる映像動揺障害を低減する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、テレビジョン受信機やパソコンのディスプレイなどの表示装置に用いられるＣＲＴには、静電収束、電磁偏向形のＣＲＴが用いられている。このＣＲＴは、真空容器（ガラスバルブ）の前面の内側にけい光膜を設けたスクリーン（けい光面）に対して、バルブの後半の細くなったネックに収めた電子銃から電子ビームを高速でぶつけ、ネックのつけ根に配置された偏向コイルに流す電流によってできる磁界によって、電子ビームを上下，左右に曲げ、けい光面に映像を映し出す電子管である。
【０００３】
ところで、配電用変電所や配電線等の電力設備の近くの民家や事務所などに置かれたテレビジョン受信機やパソコンの表示装置は、電力設備を誘導源とする磁界の影響を受けて映像動揺障害を起こす場合がある。
【０００４】
従来、ＣＲＴの映像動揺を低減する磁気シールドとしては、ＣＲＴを高透磁率材料の容器中に収容し、外部磁界がＣＲＴに及ばないようにする磁気遮蔽手段（以下、本明細書では、磁気シールドボックスと呼ぶ。）がある。
【０００５】
しかしながら、従来の磁気シールドボックスでは、電力設備から発生する５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの低周波数磁界に対する遮蔽は困難である。例えば、筐体の材質を高透磁率磁性体とし、外部磁界が強い場合は筐体を厚くしたり、幾重にも重ねたり、箱の形状を変えたり、さらに高いシールド効果を得るために筐体に取付けた遮蔽板を隙間なくつなぎ合わせたりする必要がある。このような磁気シールド構造は、複雑で高価となり、外観上も問題となる。また、磁気シールド強化を施しても、ＣＲＴの使用目的上、ＣＲＴのけい光面を磁性材料で覆うことができないため、けい光面に対して、主として垂直方向（ＣＲＴの前後の軸方向）に入射する外部磁界に対しての磁気シールド効果が不十分となる。
【０００６】
これに対し、特開２０００−１２５３１７号では、けい光面を高透磁率材料で覆うことなく、ＣＲＴに入射する三次元の外部磁界を消磁する補償コイルを備えた磁気シールド装置が開示されている。
【０００７】
一方、特開平５−２１８６７８号の従来技術において示されている、磁気シールド空間（磁気シールドの対象となる空間）の外部磁場雑音を低減する技術としてアクティブシールドという考え方がある（図１７）。磁気シールド空間を取り囲む面には、Ｘ軸コイル１０２ａ，１０２ｂ、Ｙ軸コイル１０３ａ，１０３ｂ、Ｚ軸コイル１０４ａ，１０４ｂが配置されており、各軸のコイルには電流源１０６Ｘ，１０６Ｙ，１０６Ｚが接続されている。又、磁気シールド空間の略中央部には、Ｘ，Ｙ，Ｚの各方向の磁束を検出するための磁束計１０７Ｘ，１０７Ｙ，１０７Ｚが配置されており、各軸コイルの電流源１０６Ｘ，１０６Ｙ，１０６Ｚと帰還増幅器１０５Ｘ，１０５Ｙ，１０５Ｚを介して接続されている。磁束計１０７Ｘ，１０７Ｙ，１０７Ｚで内部磁場を測定しながら各軸コイル１０２ａ，１０２ｂ，１０３ａ，１０３ｂ，１０４ａ，１０４ｂに電流を流し、外部からの雑音磁場を打ち消すような磁場を発生させ、低磁場空間を実現しようとするものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開２０００−１２５３１７号においては、三次元の外部磁界を消磁するために、如何にして補償コイルに電流を流し駆動するかについては開示されていない。
【０００９】
ＣＲＴの映像動揺を引き起こす外部磁界は一方向一定に作用するものではなく一般に三次元である。また、潮流の大きい配電線近傍の民家が映像動揺が生じるレベルで磁界暴露されるとき、その磁界は強さと方向が時間変化する回転磁界となることがある。この回転磁界を三軸方向成分に分割した各成分の強さと位相差は，配電線から引き込まれている家庭用電源からは推測することはできない。また、配電線に対する家庭内のＣＲＴの設置位置や方向は任意であり移動することも考えられる。
【００１０】
そこで、三次元の外部磁界に追従して外部磁界を消磁するように補償コイルを駆動するためには、従来のアクティブシールドの考え方を適用して、三軸磁界センサにより、互いに直交する三軸方向の外部磁界の強さと位相差を独立に検出することが考えられる。
【００１１】
しかし、この場合、三軸磁界センサは、各軸方向用磁界センサが他の軸方向用の補償コイルから発生する磁界の影響を受けないものでなければならない。また、ＣＲＴ自身も磁界を発生するため、三軸磁界センサが外部磁界のみを検出できるようにＣＲＴ自身の磁界を排除する必要がある。
【００１２】
一方、従来あるアクティブシールドの考え方は低磁場空間を実現するためのものであり、磁気シールド空間を取り囲むように全面にコイルを配置し、また磁気シールド空間の略中央部に磁束計を配置する構成のため、当該構成のままでは、ＣＲＴのけい光面を確保し、またテレビジョン受信機やパソコンのディスプレイ等を当該磁気シールド空間に容易に出し入れするといったことはできない。
【００１３】
即ち、ＣＲＴの映像動揺低減装置として、変化する外部磁界に追従して外部磁界を消磁するように補償コイルに電流を駆動できる装置は従来ない。
【００１４】
そこで本発明は、変化する外部磁界に追従して外部磁界を消磁できるＣＲＴの映像動揺低減装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、請求項１記載のＣＲＴの映像動揺低減装置は、ＣＲＴのけい光面を正面としてＣＲＴを囲む上下左右の四面に配置され且つＣＲＴの偏向ヨークを優先的に補償するように偏心巻きに配線されてなる第一組の補償コイルと、ＣＲＴの上下の二面に配置される第二組の補償コイルと、ＣＲＴの左右の二面に配置される補償磁界を発生させる第三組の補償コイルと、第一，二，三組の補償コイルで囲まれる空間の中心軸上かつ後端に配置されて三次元の外部磁界を三軸成分に分割して検出する三軸磁界センサと、三軸磁界センサの検出信号から消磁対象の外部磁界のみを抽出するフィルタと、フィルタを介した三軸磁界センサの検出信号に対応して外部磁界を消磁する電流を第一，二，三組の補償コイルに流す補償コイル駆動部とを備え、該補償コイル駆動部は、第一組の補償コイルに対して左右面で逆方向且つ上下面で逆方向に電流を流し、第一組の補償コイルを流れる電流により、ＣＲＴの前後方向の軸周りに周回する電流を形成してＣＲＴの前後方向の外部磁界成分を相殺する補償磁界を発生させ、第二組の補償コイルに対して上下面で同方向に電流を流し、ＣＲＴの上下方向の外部磁界成分を相殺する補償磁界を発生させ、第三組の補償コイルに対して左右面で同方向に電流を流し、ＣＲＴの左右方向の外部磁界成分を相殺する補償磁界を発生させるようにしている。
【００１６】
したがって、三軸磁界センサは、ＣＲＴや別軸方向の補償コイルから生じる磁界の影響を受けることなく、ＣＲＴの映像動揺を引き起こす三次元の外部磁界を直交三軸成分に分割して検出し、補償コイル駆動部により、変化する三次元の外部磁界に逐次自動追従してその逆位相出力信号を増幅し当該外部磁界を消磁する三軸成分の補償磁界を発生させることができる。さらに、第一組の補償コイルは、ＣＲＴの偏向ヨークを優先的に補償するように偏心巻きに配線されてなるものとしているので、ＣＲＴが最も外部磁界の影響を受けやすい偏向ヨークを優先的に補償して、ＣＲＴの映像動揺障害を効果的に低減することができる。
【００１８】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載のＣＲＴの映像動揺低減装置において、ＣＲＴの動作時のみ補償コイル駆動部を動作させる不要動作排除回路を備えるようにしている。したがって、映像動揺低減装置の低消費電力化を図ることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００２０】
図１から図８に本発明のＣＲＴの映像動揺低減装置の実施の一形態を示す。このＣＲＴ１７の映像動揺低減装置２０は、ＣＲＴ１７のけい光面１（スクリーン）を正面としてＣＲＴ１７を囲む上下左右の四面に配置されてＣＲＴ１７の前後方向（図中Ｚ軸方向）の外部磁界成分を相殺する補償磁界Ｂｚを発生させる第一組の補償コイル２，…，２と、ＣＲＴ１７の上下の二面に配置されてＣＲＴ１７の上下方向（図中Ｙ軸方向）の外部磁界成分を相殺する補償磁界Ｂｙを発生させる第二組の補償コイル３，…，３と、ＣＲＴ１７の左右の二面に配置されてＣＲＴ１７の左右方向（図中Ｘ軸方向）の外部磁界成分を相殺する補償磁界Ｂｘを発生させる第三組の補償コイル４，…，４と、第一，二，三組の補償コイル２，…，２，３，…，３，４，…，４で囲まれる空間の中心軸Ｏ上かつ後端に配置されて三次元の外部磁界をＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の三軸成分に分割して検出する三軸磁界センサ１３と、三軸磁界センサ１３の検出信号から消磁対象の外部磁界のみを抽出するフィルタ１４と、フィルタ１４を介した三軸磁界センサ１３の検出信号に対応して外部磁界を消磁する電流Ｉを第一，二，三組の補償コイル２，…，２，３，…，３，４，…，４に流す補償コイル駆動部１５とを備えるようにしている。
【００２１】
本実施形態では、ＣＲＴ１７の前面（けい光面１）と背面が開放される箱型のケース１８の内面に補償コイル２，…，２，３，…，３，４，…，４を配線するようにしている。ケース１８の有する空間１８ａは、テレビジョン受信機やパソコン用ディスプレイ等、ＣＲＴ１７を収容した表示装置を収納可能な大きさである。本実施形態では例えばケース１８は木製としている。なお、ケース１８を用いて補償コイル２，…，２，３，…，３，４，…，４を配置するものに限定されず、ＣＲＴ１７が収容される筐体の外側または内側に補償コイルを配置するようにしても良いのは勿論である。一方、本実施形態のように、ケース１８を用いて補償コイル２，…，２，３，…，３，４，…，４を配置することで、所望のテレビジョン受信機やパソコン用ディスプレイを容易にケース１８に出し入れすることが可能であり、汎用性のあるＣＲＴ１７の映像動揺低減装置２０を実現することができる。なお、ケース１８には、もう一つの空間１８ｂが設けてあり、補償コイル駆動部１５を構成する回路を収容した筐体１９が収納できるようにしている。
【００２２】
図３から図５中、ａはＣＲＴ１７を収容した表示装置の筐体の外側の幅の最大値でＸ軸方向（左右方向）の長さを示し、ｂはＣＲＴ１７を収容した筐体の高さの最大値でＹ軸方向（上下方向）の長さを示し、ｃはＣＲＴ１７を収容した筐体の軸方向（前後）の奥行きの最大値でＺ軸方向の長さを示す。なお、本実施形態では、２１インチ型ＣＲＴ１７に適用するものとして、ａ＝ｂ＝ｃ＝５０ｃｍとしている。
【００２３】
図３は、本実施形態の第一組の補償コイル２，…，２の配置を説明する模式図である。この第一組の補償コイル２，…，２は、けい光面１と直交するＺ軸方向の外部磁界成分による映像動揺障害を軽減するものである。第一組の補償コイル２，…，２は、例えば、本実施形態では、ＣＲＴ１７の上面に配置された補償コイル２ａと、ＣＲＴ１７の左側面に配置された補償コイル２ｂと、ＣＲＴ１７の底面に配置された補償コイル２ｃと、ＣＲＴ１７の右側面に配置された補償コイル２ｄとにより構成される。また、補償コイル２ａの電流Ｉの入出力端子５ａ，５ｂと、補償コイル２ｂの電流Ｉの入出力端子６ａ，６ｂと、補償コイル２ｃの電流Ｉの入出力端子７ａ，７ｂと、補償コイル２ｄの電流Ｉの入出力端子８ａ，８ｂとは、それぞれ補償コイル駆動部１５に接続される。各補償コイル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄに補償コイル駆動部１５から電流Ｉが供給されると、Ｚ軸方向の外部磁界成分を相殺して打ち消すための逆向きの補償磁界Ｂｚが発生する。なお、この際、Ｘ，Ｙ軸方向の磁界はＣＲＴ１７の上下面及び左右側面でそれぞれ相殺され、Ｚ軸向の磁界Ｂｚのみが生じる。
【００２４】
また、ＣＲＴ１７において外部磁界の影響を最も受けやすい箇所は偏向ヨーク付近である。そこで、本実施形態の補償コイル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄでは、ＣＲＴ１７の偏向ヨークを優先的に補償するように偏心巻きの配線がなされている。例えば、補償コイル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、それぞれほぼ同じ構成を有するようにし、補償コイル２ａは、一方の端子３に接続された第１の巻き線（単巻き線または複数巻き線）はＣＲＴ１７を収容した筐体の上面の周縁に沿った奥行きと幅を有し、この第１の巻き線に連続する次の第２の巻き線は幅が同じで奥行きは第１の巻線の４０％の長さであり、さらに連続して次の第３の巻き線は幅が同じで奥行きは第１の巻線の約２５％の長さであり、さらに連続する次の第４の巻き線は幅が同じで奥行きは第１の巻線の約１０％の長さであり端子４に接続されている。実際には（０．３８〜０．４２）ｃ、（０．２４〜０．２６）ｃ、（０．０９〜０．１１）ｃが好ましい。このように、本実施形態の補償コイル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、連続する第１〜第４の巻き線の筐体の背面側をほぼ一致させ、幅が同じで奥行きの比が、背面側から２０：８：５：２となるように構成する。
【００２５】
図４は本実施形態の第二組の補償コイル３，…，３の配置を説明する模式図である。この第二組の補償コイル３，…，３は、ＣＲＴ１７の上下方向すなわちＹ軸方向の外部磁界成分による映像動揺障害を軽減するものである。第二組の補償コイル３，…，３は、例えば、本実施形態では、ＣＲＴ１７の上面に配置された補償コイル３ａと、ＣＲＴ１７の底面に配置された補償コイル３ｂとにより構成される。また、補償コイル３ａの電流Ｉの入出力端子９ａ，９ｂと、補償コイル３ｂの電流Ｉの入出力端子１０ａ，１０ｂとは、それぞれ補償コイル駆動部１５に接続される。各補償コイル３ａ，３ｂに補償コイル駆動部１５から電流Ｉが供給されると、Ｙ軸方向の外部磁界成分を相殺して打ち消すための逆向きの補償磁界Ｂｙが発生する。
【００２６】
また、本実施形態の補償コイル３ａ，３ｂは、それぞれほぼ同じ構成を有しており、ＣＲＴ１７を収容した筐体の上面，底面の周縁に沿って複数巻きの第１の巻き線（大コイル）と、それに連続して、中心が同じで奥行きが大コイルの約８０％と幅が大コイルの約８０％の大きさの相似形で、かつ、第１の巻き線の１／３の巻き数を有する第２の巻き線（小コイル）とで形成されている。すなわち、巻き数比が、３：１の大コイルと小コイルとからなる同心の補償コイル３ａ，３ｂがＣＲＴ１７の上下二面に対向配置される。
【００２７】
図５は本実施形態の第三組の補償コイル４，…，４の配置を説明する模式図である。この第三組の補償コイル４，…，４は、ＣＲＴ１７の左右方向すなわちＸ軸方向の外部磁界成分による映像動揺障害を軽減するものである。第三組の補償コイル４，…，４は、例えば、本実施形態では、ＣＲＴ１７の右側面に配置された補償コイル４ａと、ＣＲＴ１７の左側面に配置された補償コイル４ｂとにより構成される。また、補償コイル４ａの電流Ｉの入出力端子１１ａ，１１ｂと、補償コイル４ｂの電流Ｉの入出力端子１２ａ，１２ｂとは、それぞれ補償コイル駆動部１５に接続される。各補償コイル４ａ，４ｂに補償コイル駆動部１５から電流Ｉが供給されると、Ｘ軸方向の外部磁界成分を相殺して打ち消すための逆向きの補償磁界Ｂｘが発生する。
【００２８】
また、本実施形態の補償コイル４ａ，４ｂは、ほぼ同じ構成を有しており、ＣＲＴ１７を収容した筐体の側面の周縁に沿って複数巻きの第１の巻き線（大コイル）と、それに連続して、中心が同じで、高さが大コイルの約８０％、奥行きが大コイルの約８０％の相似形で、かつ、第１の巻き線の１／３の巻き数を有する第２の巻き線（小コイル）とで形成されている。すなわち、巻き数比が、３：１の大コイルと小コイルとからなる同心の補償コイル３ａ，３ｂがＣＲＴ１７の左右二面に対向配置される。
【００２９】
上述のように、本実施形態のＣＲＴ１７の映像動揺低減装置２０では、３組８巻の補償コイル２ａ〜２ｄ，３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂをＣＲＴ１７の上下左右に配置することにより、ＣＲＴ１７の映像動揺を引き起こす三次元の外部磁界に対して、三軸方向の外部磁界成分に応じた補償磁界Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚを発生し，映像動揺を低減するようにしている。なお、ＣＲＴ１７の下部に配置する補償コイル２ｃ，３ｂはＣＲＴ１７との摩擦や圧縮荷重により断線する可能性があるため、例えば木材により段を設けて、補償コイル２ｃ，３ｂとＣＲＴ１７は直接触れないように工夫することが好ましい。
【００３０】
本実施形態の三軸磁界センサ１３は、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の三軸方向の磁界を夫々検出する３つのセンサ部１３ａ、１３ｂ、１３ｃを備える。例えば、本実施形態では、各センサ部１３ａ、１３ｂ、１３ｃにより夫々各三軸方向の磁界の磁束密度の大きさと磁界の波形の位相（ゼロクロス点）を検出して電気信号に変換し、フィルタ１４を介して補償コイル駆動部１５に夫々入力するようにしている。センサ部１３ａ、１３ｂ、１３ｃはＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の夫々の軸方向に対応して設けられており、例えばセンサ１３ａがＸ軸、センサ１３ｂがＹ軸、センサ１３ｃがＺ軸に対応する構成となっている。
【００３１】
なお、三軸磁界センサ１３の形状や材質は、特に限定されるものではなく、三次元の外部磁界をＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の三軸成分に分割して検出できるものであれば良い。例えば、図示しないが、Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の方向にそれぞれ向けたＸ軸コイルとＹ軸コイルとＺ軸コイルとを備え、これらのコイルを同一の絶縁体等のコアに巻回して構成されるものとしても良い。なお、低い磁束密度を感度良く感知するために線径を細くしてコイルの巻き数を増加させる、または、地磁気などの直流磁界の影響を受けないような構造とする等の公知の工夫を施すことが好ましい。
【００３２】
ここで、ＣＲＴ１７において外部磁界の影響を最も受けやすい箇所は偏向ヨーク付近である。このため、三軸磁界センサ１３により、偏向ヨーク部に印加される外部磁界を検出することが望ましいが、この場合ＣＲＴ１７を分解して内部に三軸磁界センサ１３を取り付ける必要があるため、現実的には不可能である。ＣＲＴ１７の内部は無理として、外部磁界はその磁束密度分布に勾配があるため、三軸磁界センサ１３はＣＲＴ１７のできるだけ近傍に設置する必要がある。一方、これに対し、ＣＲＴ１７の働作中はＣＲＴ１７及び補償コイル２，…，２，３，…，３，４，…，４からも磁界が発生するため、三軸磁界センサ１３がこれらの影響を受けないように設置する必要がある。
【００３３】
そこで、本実施形態では、図２（Ａ）に示すように、補償コイル２，…，２，３，…，３，４，…，４で囲まれる空間の中心軸Ｏ上で、けい光面１に対して最後部に三軸磁界センサ１３を設けるようにしている。本願発明者は、当該位置においては、三軸磁界センサ１３の各軸方向用のセンサ部１３ａ、１３ｂ、１３ｃが自ら補償する磁界の軸方向成分しか発生しないこと、即ち当該位置においては、各軸方向用のセンサ部１３ａ、１３ｂ、１３ｃが他の軸方向用の補償コイル２，…，２，３，…，３，４，…，４から発生する磁界の影響を受けないことを実験により確認した。
【００３４】
Ｘ＝ａ／２（本実施形態では２５ｃｍ）のＹＺ平面（図２（Ｂ）にハッチングで示す領域Ｖ）において計算した、各三軸成分が１０μＴである外部磁界を補償するＸ軸方向の補償コイル４，…，４、Ｙ軸方向の補償コイル３，…，３、Ｚ軸軸方向の補償コイル２，…，２による各磁界の磁束密度分布を図６に示す。図６から明らかなように、Ｘ軸方向の補償コイル４，…，４からはＸ軸成分の磁界のみが発生している。また、Ｙ軸方向の補償コイル３，…，３からはＹ軸成分とＺ軸成分の磁界が発生するが、三軸磁界センサ１３の設置位置である（Ｘ，Ｙ）＝（ａ／２，ｂ／２）＝（２５ｃｍ、２５ｃｍ）の軸上はＢｚ＝０である。そして、Ｚ軸方向の補償コイル２，…，２からも同様に、Ｙ軸成分とＺ軸成分の磁界が発生するが、（Ｘ、Ｙ）＝（２５ｃｍ、２５ｃｍ）の軸上はＢｙ＝０である。すなわち、三軸磁界センサ１３が存在する当該位置では、各軸方向用のセンサ部１３ａ、１３ｂ、１３ｃが自ら補償する磁界の軸方向成分しか発生しない。したがって、三軸磁界センサ１３が検出する外部磁界と補償磁界の合成値と補償コイル２，…，２，３，…，３，４，…，４に流れる電流Ｉの関係が明らかであれば、補償コイル電流Ｉは容易に決定することができる。
【００３５】
本実施形態では、当該箇所に三軸磁界センサ１３が位置するように、ケース１８に支持部材２１を設けて三軸磁界センサ１３を取り付けている（図２（Ａ）及び図７参照）。この場合、ＣＲＴ１７設置後はＣＲＴ１７前面から三軸磁界センサ１３は見えないため、特に利用者が邪魔に感じることはない。
【００３６】
フィルタ１４は、例えば、本実施形態では、三軸磁界センサ１３によって検出された磁界のうち所望する帯域の周波数のみを通過させる機能を有するものである。また、本実施形態では、配電用変電所や配電線等の電力設備を誘導源とする外部磁界を三軸磁界センサ１３により検出すべく、商用周波数（関東地域）５０Ｈｚ成分のみを抽出するフィルタ１４を備えるようにしている。これにより、例えばテレビジョン受信機の場合の垂直同期パルスの周波数は５９．９４Ｈｚであるから、当該ＣＲＴ１７から発生する磁界の影響を受けずに外部磁界を検出することができる。なお、フィルタ１４は、５０Ｈｚ成分のみを抽出するものに限定されず、例えば、商用周波数（関西地域）６０Ｈｚ成分を抽出するものとしても良い。また、例えば、５０Ｈｚと６０Ｈｚとを切り替え可能であるようにフィルタ１４を構成しても良い。また、例えば、抽出する任意の周波数を設定できるようにフィルタ１４を構成しても良い。
【００３７】
ここで、電力設備による外部磁界の周波数は商用周波数だが、電力の需要と供給のアンバランスに起因して、微妙に変動することがある。このため、電力設備を誘導源とする外部磁界を適切に消磁するためには、この商用周波数の変動を考慮する必要がある。そこで、本発明の映像動揺低減装置２０では、例えば、補償コイル駆動部１５において、家庭用電源から補償コイル２，…，２，３，…，３，４，…，４を駆動するための電源を得る際に、併せて、家庭用電源の周波数即ち商用周波数の情報も得るようにしている。これにより、フィルタ１４では当該商用周波数情報を参照して適宜商用周波数の変動に対応して電力設備を誘導源とする外部磁界を抽出することができる。家庭用電源から商用周波数情報を得ることにより、例えば装置２０本体に発振器を内蔵してフィルタ１４において当該発振器の周波数を参照する場合よりも、消磁対象の外部磁界のみを抽出する精度を高めることができる。また、三軸独立に商用周波数を検出する回路を別途設ける必要はなく、映像動揺低減装置２０の回路構成を単純化することができる。
【００３８】
補償コイル駆動部１５は、三軸磁界センサ１３のセンサ部１３ａ、１３ｂ、１３ｃからフィルタ１４を介して三軸独立に入力される電気信号に対応して、逆位相検出信号を増幅し、三次元の外部磁界を消磁する三軸成分の補償磁界を発生させるべく、三軸独立の補償コイル２，…，２，３，…，３，４，…，４に電流Ｉを流すための制御回路である。即ち、補償コイル駆動部１５では、外部磁界の変化に追従して、補償コイルに流す電流Ｉを自動的に逐次変化させる。なお、補償コイル駆動回路１５は放熱性を考慮して回路実装するようにし、また、可能な限りコンパクト化している。
【００３９】
また、補償コイル駆動部１５では、家庭用電源から補償コイルを駆動するための電流Ｉを得る。本実施形態では、映像動揺低減装置２０の低消費電力を実現するため、ＣＲＴ１７の動作時のみ補償コイル駆動部１５を動作させる不要動作排除回路１６を備えるようにしている。不要動作排除回路１６では、例えば、ＣＲＴ１７の電源Ｅ２がオンでなければ、家庭用電源から補償コイル駆動部１５に電源Ｅ１が供給されないようにしている。
【００４０】
以上のように構成された本発明のＣＲＴ１７の映像動揺低減装置２０によれば、ＣＲＴ１７や別軸方向の補償コイル２，…，２，３，…，３，４，…，４から生じる磁界の影響を受けることなく、三軸磁界センサ１３によりＣＲＴ１７の映像動揺を引き起こす三次元の外部磁界を直交三軸成分に分割して把握することができる。また、補償コイル駆動部１５により、変化する三次元の外部磁界に逐次自動追従してその逆位相出力信号を増幅し当該外部磁界を消磁する三軸成分の補償磁界Ｂｘ，Ｂｙ，Ｂｚを発生させることができる。
【００４１】
したがって、軸成分ごとに位相差を持つ外部磁界中や、磁束密度の強さや方向がめまぐるしく変化する外部磁界中であっても、映像動揺障害を回避して、ＣＲＴ１７の映像を快適に鑑賞することができる。
【００４２】
なお、上述の実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。
【００４３】
例えば、テレビジョン受信機やパソコンのディスプレイなどの表示装置に、ＣＲＴ１７の映像動揺低減装置２０を組み込んで一体化させるものとしても良い。この場合、例えば、図９に示すように、補償コイル２，…，２はＣＲＴ１７の偏向ヨークを優先的に補償するような偏心巻きの配線とするようにしても良い。
【００４４】
また、補償コイル駆動部１５には放熱性を考慮してファン等の冷却装置を組み込むようにしても良い。
【００４５】
また、コイル形状は二次元的な配置であるから、補償コイル２，…，２，３，…，３，４，…，４を、導体の薄膜を表面にもつプリント基板等の絶縁物シートのエッチング処理等によるプリントで製作しても良い。この場合、コイルの多層化が容易に行える利点がある。
【００４６】
【実施例】
本発明のＣＲＴ１７の映像動揺低減装置２０の性能を評価するため，高透磁率材料で構成された従来の磁気シールドボックスとの比較による映像動揺低減効果の確認を行った。
【００４７】
映像動揺現象をもたらす実際の外部磁界には磁束密度分布に傾斜があり，不均一である。また，各軸方向成分の位相差を有する三次元磁界も確認されている。そこで、三相３線式模擬送電線２２による磁界暴露試験を行った。図１０に、当該試験の設備の配置の概略を示す。当該試験では、ＣＲＴ１７のＺ軸方向（前後方向）と模擬送電線２２の線方向とを平行とし、ＣＲＴ１７を収容する筐体と最も近い模擬送電線２２との距離Ｌを５０ｃｍとする。また、当該試験では、当該距離Ｌの測定点（ＣＲＴ１７を収容する筐体前面の図中右下点）をＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸の原点とする。磁界レベルは模擬送電線２２近傍ほど高くなり、その距離減衰も大きくなる。ＣＲＴ１７に暴露する磁界分布を図１１に示す。図１０に示す座標系に従うと、磁界は主にＸ，Ｙ軸方向の二軸成分が存在し、ＣＲＴ１７設置範囲にはＸ軸方向成分で約７μＴの磁束密度の傾斜も見られる。また、図１２に示す磁束密度波形で確認できるように、二軸成分の間には約８０度の位相差も存在する。測定点は三軸磁界センサ１３の設置位置である。
【００４８】
そして、比較は図１３に示すＣＲＴ１７のけい光面１の測定点の位置における映像のＸ軸方向とＹ軸方向の動揺振幅値の測定により行う。
【００４９】
比較結果を図１４に示す。測定点により異なるが、映像動揺低減装置２０は磁気シールドボックスよりも映像動揺を低減しており、映像動揺低減装置２０は傾斜や位相差を有する磁界に対しても有効であることが明らかとなった。補償コイル駆動部１５の制御、駆動方式や三軸磁界センサ１３の設置位置も上述の実施形態のものが適当であると考えられる。
【００５０】
次に、映像動揺低減装置２０では外部磁界の変動に合わせて、補償コイル駆動電流Ｉを制御するため、磁界変動に対する制御の追従特性を把握する必要がある。そこで、一様磁界発生装置を用い、周期的に振幅値が変動する５０Ｈｚの磁界暴露試験を行った。図１５に暴露する磁界波形例を示す。磁界は数式１に従い変動する。
【数１】
Ｂ＝Ｂ_ａｓｉｎ（２πｆ_ａｔ）・ｓｉｎ（２πｆｔ）
Ｂ：暴露磁界の磁束密度瞬時値
Ｂ_ａ：磁束密度の振幅値
ｆ_ａ：振幅値の変動周波数
ｆ：基本周波数（本実施例では、５０Ｈｚとする）
ｔ：時間
比較は、動揺振幅量の測定が困難であったため、被験者による動揺認識をもって行った。試験は被験者が、映像動揺低減装置２０と磁気シールドボックスを装着した磁界暴露中のテレビ放送をそれぞれ鑑賞し、動揺の有無をアンケート用紙に答える方法で行った。被験者は１０代から６０代までの男女１５名であり、試験は複数回行っている。
【００５１】
比較結果を図１６に示す。平均的に映像動揺の認識者は磁気シールドボックスを使用したときが多く、映像動揺低減装置２０が磁気シールドボックスよりも動揺を低減していることが確認できる。なお、振幅値の変動周波数が高いときほど、映像動揺低減装置２０（図１６ではアクティブ磁気シールドと表示している。）使用時の動揺認識者は多い傾向が見られるが、映像動揺低減装置２０が有効である５０Ｈｚ磁界の振幅値の変動周波数は数Ｈｚ以下であるため、緩やかな磁界の変化には装置２０の制御は十分に追従可能である。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１記載のＣＲＴの映像動揺低減装置によれば、ＣＲＴや別軸方向の補償コイルから生じる磁界の影響を受けることなく、三軸磁界センサによりＣＲＴの映像動揺を引き起こす三次元の外部磁界を直交三軸成分に分割して把握することができる。また、補償コイル駆動部により、変化する三次元の外部磁界に逐次自動追従してその逆位相出力信号を増幅し当該外部磁界を消磁する三軸成分の補償磁界を発生させることができる。したがって、軸成分ごとに位相差を持つ外部磁界中や、磁界の強さや方向がめまぐるしく変化する外部磁界中であっても、映像動揺障害を回避して、ＣＲＴの映像を快適に鑑賞することができる。さらに、第一組の補償コイルは、ＣＲＴの偏向ヨークを優先的に補償するように偏心巻きに配線されてなるものとしているので、ＣＲＴが最も外部磁界の影響を受けやすい偏向ヨークを優先的に補償して、ＣＲＴの映像動揺障害を効果的に低減することができる。
【００５４】
さらに、請求項２記載のＣＲＴの映像動揺低減装置では、ＣＲＴの動作時のみ補償コイル駆動部を動作させる不要動作排除回路を備えるようにしているので、映像動揺低減装置の低消費電力化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＣＲＴの映像動揺低減装置の構成の一例を示す、概略構成図である。
【図２】（Ａ）は本発明のＣＲＴの映像動揺低減装置の補償コイルの配置の一例を示す概略斜視図であり、（Ｂ）は同補償コイルの配置における最適な三軸磁界センサの配置位置を説明するための概略斜視図である。
【図３】前後（Ｚ軸）方向用補償コイルの配置の一例を示す概略斜視図である。
【図４】上下（Ｙ軸）方向用補償コイルの配置の一例を示す概略斜視図である。
【図５】左右（Ｘ軸）方向用補償コイルの配置の一例を示す概略斜視図である。
【図６】最適な三軸磁界センサの配置位置を説明するための磁界計算結果を示す。
【図７】本発明のＣＲＴの映像動揺低減装置をＣＲＴが収納されるケースに適用した場合の一例を示す概略正面図である。
【図８】上記ケースにＣＲＴが収納された場合の一例を示す概略正面図である。
【図９】本発明のＣＲＴの映像動揺低減装置の補償コイルの配置の他の例を示す概略斜視図である。
【図１０】本発明のＣＲＴの映像動揺低減装置の性能を評価する実施例において、不均一磁界試験における設備の配置を示す概略斜視図である。
【図１１】同試験における暴露磁界分布を示すグラフである。
【図１２】同試験における磁束密度波形を示すグラフである。
【図１３】同試験におけるけい光面の測定点を示す図である。
【図１４】同試験における本発明のＣＲＴの映像動揺低減装置（図中ではアクティブ磁気シールドと表示）と従来の磁気シールドボックスとの映像動揺振幅の比較結果を示し、（ａ）はＸ軸方向を、（ｂ）はＹ軸方向を示す。
【図１５】本発明のＣＲＴの映像動揺低減装置の性能を評価する実施例において、変動磁界試験における磁束密度波形を示す。
【図１６】同試験における本発明のＣＲＴの映像動揺低減装置（図中ではアクティブ磁気シールドと表示）と従来の磁気シールドボックスとの映像動揺認識の比較結果を示す。
【図１７】従来のアクティブ磁気シールドの構成図を示す。
【符号の説明】
１けい光面
２第一組の補償コイル
３第二組の補償コイル
４第三組の補償コイル
１３三軸磁界センサ
１４フィルタ
１５補償コイル駆動部
１６不要動作排除回路
１７ＣＲＴ
２０映像動揺低減装置

Claims

ＣＲＴのけい光面を正面として前記ＣＲＴを囲む上下左右の四面に配置され且つ前記ＣＲＴの偏向ヨークを優先的に補償するように偏心巻きに配線されてなる第一組の補償コイルと、前記ＣＲＴの上下の二面に配置される第二組の補償コイルと、前記ＣＲＴの左右の二面に配置される第三組の補償コイルと、前記第一，二，三組の補償コイルで囲まれる空間の中心軸上かつ後端に配置されて三次元の外部磁界を三軸成分に分割して検出する三軸磁界センサと、前記三軸磁界センサの検出信号から消磁対象の外部磁界のみを抽出するフィルタと、前記フィルタを介した三軸磁界センサの検出信号に対応して前記外部磁界を消磁する電流を前記第一，二，三組の補償コイルに流す補償コイル駆動部とを備え、該補償コイル駆動部は、前記第一組の補償コイルに対して左右面で逆方向且つ上下面で逆方向に電流を流し、前記第一組の補償コイルを流れる電流により、前記ＣＲＴの前後方向の軸周りに周回する電流を形成して前記ＣＲＴの前後方向の外部磁界成分を相殺する補償磁界を発生させ、前記第二組の補償コイルに対して上下面で同方向に電流を流し、前記ＣＲＴの上下方向の外部磁界成分を相殺する補償磁界を発生させ、前記第三組の補償コイルに対して左右面で同方向に電流を流し、前記ＣＲＴの左右方向の外部磁界成分を相殺する補償磁界を発生させることを特徴とするＣＲＴの映像動揺低減装置。
前記ＣＲＴの動作時のみ前記補償コイル駆動部を動作させる不要動作排除回路を備えることを特徴とする請求項１記載のＣＲＴの映像動揺低減装置。