JPH056744A

JPH056744A - 電磁フオーカス装置

Info

Publication number: JPH056744A
Application number: JP18205791A
Authority: JP
Inventors: Shinji Shimanuki; 新次嶋貫
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 1991-06-26
Filing date: 1991-06-26
Publication date: 1993-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、ＣＲＴディスプレイ装置に用い
られる電磁フォーカス装置に関し、特に、水平走査周波
数（偏向周波数）が高い周波数であっても効率のよい電
磁フォーカス装置を提供することを目的としている。【構成】第１実施例は、センターヨーク１２とサイド
ヨーク８，１５との材質を、軟鉄ではなく、一般式ＭＦ
ｅ₂Ｏ₄で表されるソフトフェライトとしたものであ
る。一般式のＭは、マンガン、ニッケル、銅、亜鉛等の
２価金属に相当する。電気的特性面では、このソフトフ
ェライトは、他の金属磁性体に比べて抵抗率が極めて高
いので、うず電流が発生しにくく、高い電流周波数領域
まで等価抵抗を低く抑えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＣＲＴディスプレイ装
置に用いられる電磁フォーカス装置に関し、特に、走査
周波数（偏向周波数）が高い周波数であっても効率のよ
い電磁フォーカス装置を提供することを目的としてい
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、陰極線管（ＣＲＴ）における電
子ビームの結像面は、球面上にある。従って、平面状の
蛍光面を結像面とする通常のＣＲＴにおいては、蛍光面
の中心からの偏向距離のほぼ２乗に比例してデフォーカ
スが発生する。デフォーカスを防止するために、電磁偏
向を用いたＣＲＴディスプレイ装置では、ダイナミック
フォーカス回路が使用されている。この様なＣＲＴディ
スプレイ装置を電磁フォーカス式ディスプレイと呼んで
いる。

【０００３】図５に、一般的な電磁フォーカス式ディス
プレイのＣＲＴ周辺部を示す。１はＣＲＴ、２は偏向ヨ
ーク、３はフォーカスヨーク、４は偏向回路、５はフォ
ーカス回路である。フォーカス回路５は、画面全体とし
て平均的に電子ビームを集束するための直流的フォーカ
ス回路と、画面の各部に応じて集束力を加減するための
水平及び垂直のダイナミックフォーカス回路とから成っ
ている。

【０００４】図６に、図５に示したフォーカスヨークを
含む電磁フォーカス装置の詳細図を示す。図６に示す電
磁フォーカス装置６は、ＣＲＴのネック径が２９φのも
のに使用される従来の一般的な装置である。同図におい
て、７，１６はＣＲＴへの取付用バンド、８，１５は永
久磁石１０，１４の両側に配置されたサイドヨークであ
る。サイドヨーク８，１５は、永久磁石１０，１４から
発生する磁束の漏れを小さくするためのものである。９
は、水平ダイナミックフォーカスコイルであり、水平方
向のダイナミックフォーカスを補正するものである。１
１はホルダ、１２はセンターヨークであり、ホルダ１
１、センターヨーク１２は、サイドヨーク８，１５と共
に、永久磁石１０，１４から発生する磁束の経路となっ
ている。１３はメインコイルであり、スタティックフォ
ーカスの補正用と垂直ダイナミックフォーカスの補正用
とに兼用される場合が多い。永久磁石１０，１４、セン
ターヨーク１２、及びサイドヨーク８，１５は、それぞ
れ同心円筒状である。永久磁石１０，１４、センターヨ
ーク１２、及びサイドヨーク８，１５より成る同心円筒
状磁性体の内部に、水平ダイナミックフォーカスコイル
９とメインコイル（スタティックコイル）１３とが、そ
れぞれ同心円状に巻線されて配置されている。水平ダイ
ナミックフォーカスコイル９とメインコイル１３との内
側にＣＲＴのネックが挿入される。前記直流的フォーカ
ス回路の主回路が、永久磁石１０，１４、センターヨー
ク１２、及びサイドヨーク８，１５より成る同心円筒状
磁性体である。これに、水平ダイナミックフォーカス補
正のための水平ダイナミックフォーカスコイル９と、ス
タティックフォーカス補正のためのメインコイル１３と
が付加されるのが一般的である。

【０００５】ここで、永久磁石１０，１４には、温度特
性に優れた希土類のコバルト、サマリウムの合金が使わ
れている。センターヨーク１２、及びサイドヨーク８，
１５にも、温度特性に優れた軟鉄が使われている。図７
に電磁フォーカス装置６の等価抵抗周波数特性を示す。
図７に示すように、水平ダイナミックフォーカスコイル
９に流れる電流の周波数が高くなる（即ち、水平走査周
波数が高くなる）に従って、コイル９の等価抵抗が大き
くなっている。図７において、全体（６）と記載された
測定値は、電磁フォーカス装置６を分解しないで装置６
全体の等価抵抗を測定したものであり、コイル（９）の
みと記載された測定値は、水平ダイナミックフォーカス
コイル９だけを取り出して測定したものであり、他も同
様である。

【０００６】図７に示す、水平ダイナミックフォーカス
コイル９（このコイルは銅の単一巻線）のみの等価抵抗
周波数特性曲線から、電流周波数が３５ｋＨｚ付近まで
は、銅の単線でもたいした銅損はないが、電流周波数が
それ以上に高くなると、コイル銅線の表皮効果ロスが大
きくなり、等価抵抗が急激に増加していることが分る。
さらに、図６から分るように、コイル９のすぐ近くに、
永久磁石１０，１４、センターヨーク１２、及びサイド
ヨーク８，１５の金属磁性体が存在しているので、コイ
ル９から発生する磁界により、前記金属磁性体にうず電
流損が発生する。よって、コイル９の等価抵抗が、電流
周波数１００ｋＨｚでは、電流周波数１２０Ｈｚのとき
の１００倍にも増大してしまう。このように、従来の電
磁フォーカス装置は、非常に効率の悪いものであった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明が解決しよう
とする課題は、水平走査周波数が高くなり、水平ダイナ
ミックフォーカスコイルに流れる電流周波数が高くなっ
ても、効率の良い電磁フォーカス装置とするためには、
どのような手段を講じればよいかという点にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そこで、上記課題を解決
するために、この発明は、陰極線管における電子ビーム
のフォーカスを、画面上の水平方向におけるいずれの点
においても、ほぼ適正フォーカスとなるように合わせる
水平ダイナミックフォーカスコイルと、スタティックフ
ォーカスの調整をするスタティックコイルと、前記スタ
ティックコイルの近傍に配置された永久磁石と、前記永
久磁石の磁束の経路となるセンターヨークと、前記永久
磁石の両側に配置され、前記永久磁石の磁束の経路とな
るサイドヨークとより構成される電磁フォーカス装置で
あり、前記永久磁石、前記センターヨーク、及び前記サ
イドヨークは、それぞれ同心円筒状であり、前記永久磁
石、前記センターヨーク、及び前記サイドヨークより成
る同心円筒状磁性体の内部に、前記水平ダイナミックフ
ォーカスコイルと前記スタティックコイルとが、それぞ
れ同心円状に巻線されて配置され、前記同心円筒状磁性
体に、前記陰極線管のネックが挿入される電磁フォーカ
ス装置において、前記センターヨーク及び前記サイドヨ
ークの内の少なくとも一方の材質を、少なくとも酸化鉄
Ｆｅ₂Ｏ₄と２価金属との複合化合物である多結晶焼結
体のソフトフェライトとしたことを特徴とする電磁フォ
ーカス装置を提供するものである。

【０００９】

【実施例】この発明の電磁フォーカス装置は、図６に示
すセンターヨーク１２、サイドヨーク８，１５、永久磁
石１０，１４の材質を従来のものと代えたものである。
装置全体の構成は、従来のものと同一であるので、ここ
では、材質についてのみ説明する。図１は第１実施例の
等価抵抗周波数特性を示す図、図２は第２実施例の等価
抵抗周波数特性を示す図、図３は第３実施例の等価抵抗
周波数特性を示す図である。

【００１０】第１実施例は、センターヨーク１２とサイ
ドヨーク８，１５との材質を、軟鉄ではなく、一般式Ｍ
Ｆｅ₂Ｏ₄で表されるソフトフェライトとしたものであ
る（ここでは、Ｍｎ−Ｚｎ系のソフトフェライトを使
用）。一般式のＭは、マンガン、ニッケル、銅、亜鉛等
の２価金属に相当する。実用化されているソフトフェラ
イトは、酸化鉄Ｆｅ₂Ｏ₄と何種類かの２価金属とを複
合した化合物である多結晶焼結体である。電気的特性面
では、このソフトフェライトは、他の金属磁性体に比べ
て抵抗率が極めて高いので、うず電流が発生しにくく、
高い電流周波数領域まで等価抵抗を低く抑えられる。図
７に示す従来の軟鉄を使用した装置全体の等価抵抗と、
図１に示すこの実施例の装置全体の等価抵抗とを比べて
も分るように、実施例の等価抵抗は、大幅に低下してお
り、ソフトフェライト化したことによるロス低減効果は
大きい。また、フォーカスコイルであるコイル９，１３
の中心磁界は、例えば、ネック径が２９φの７インチＣ
ＲＴでは、３３０ガウス程度が最適磁界である。ソフト
フェライトの飽和磁束密度は、軟鉄より１桁下回るが、
４０００ガウス以上あり、ソフトフェライトでも、フォ
ーカスコイルの最適磁界３３０ガウスを十分に満たす。
なお、センターヨーク１２とサイドヨーク８，１５と
の、どちらか一方のみをソフトフェライト化しても、十
分なロス低減効果が得られた。

【００１１】第２実施例は、第１実施例の永久磁石１
０，１４の材質を、希土類の複合体から、ハードフェラ
イトに代えたものである。ハードフェライトとは、バリ
ウムと酸化鉄Ｆｅ₂Ｏ₃との複合化合物、ストロンチウ
ムと酸化鉄Ｆｅ₂Ｏ₃との複合化合物等である。図１に
示す第１実施例の装置全体の等価抵抗と、図２に示す第
２実施例の装置全体の等価抵抗とを比べると、第２実施
例の等価抵抗の方がより小さくなっており、永久磁石１
０，１４をハードフェライト化したことにより、ロス低
減効果がより大きくなっていることか分る。なお、セン
ターヨーク１２とサイドヨーク８，１５とは従来と同様
軟鉄のままとし、永久磁石１０，１４のみハードフェラ
イト化しても、十分なロス低減効果が得られた。

【００１２】第３実施例は、第２実施例の水平ダイナミ
ックフォーカスコイル９の巻線を銅の単一巻線からリッ
ツ線に代えたものである。コイル９をリッツ線化するこ
とにより、電流周波数３５ｋＨｚ以上の表皮効果ロスを
大幅に低減できる。図２に示す第２実施例の等価抵抗
と、図３に示す第３実施例の等価抵抗とを比べるても分
るように、第３実施例のコイル９のみの等価抵抗及び装
置全体の等価抵抗とも、第２実施例の等価抵抗よりも低
下しており、リッツ線化によるロス低減効果は大きい。
もちろん、第１実施例において、コイル９をリッツ線化
してもロス低減効果が得られる。

【００１３】また、サイドヨークは、厚みを薄くし、さ
らに、コイルの引き出しワイヤを通す穴等を開ける必要
があるので、加工しやすいものである方がよい。よっ
て、ソフトフェライトを粉末とし、その粉末にナイロン
系樹脂を混合したフェライト系ボンド磁石を射出成型
し、サイドヨークを作ってもよい。このサイドヨーク
は、加工しやすいばかりか、寸法精度もよい。センター
ヨーク、永久磁石の寸法精度を上げるために、同様の方
法を用いてもよい。

【００１４】こうした電磁フォーカス装置を備えた電磁
フォーカス式ディスプレイは、プロジェクションディス
プレイに使用されることが多い。その場合、ＣＲＴのイ
ンチ数、偏向角、フロント投射かリア投射かの違い、拡
大レンズの性能等により、水平ダイナミックフォーカス
の感度が、ディスプレイごとに異なる。よって、電磁フ
ォーカス装置の水平ダイナミックフォーカスコイルの最
適インダクタンス値等も、ディスプレイごとに違った値
となる。そこで、製造コスト、製造工程数等の問題も合
わせて考慮して、各ディスプレイに最適な電磁フォーカ
ス装置を、各実施例の中から選べばよい。

【００１５】ここで、水平ダイナミックフォーカス回路
を、図４に示す共振回路とした場合について説明する。
この回路への入力信号は、水平フライバックパルスであ
る。Ｌ１は調整用の可変インダクタ（そのインダクタン
ス値をＬ１とする）、Ｃ１は共振キャパシタ（そのキャ
パシタンス値をＣ１とする）、Ｌは水平ダイナミックフ
ォーカスコイル（そのインダクタンス値をＬとする）、
Ｒ１はダンピング抵抗、Ｒ２は水平ダイナミックフォー
カスコイルＬの等価抵抗である。可変インダクタンス値
Ｌ１は、水平走査周波数ｆH において、共振キャパシタ
Ｃ１とフォーカスコイルＬと可変インダクタＬ１とが、
共振するように設定される。共振条件は次式の通りであ
る。２πｆH Ｃ１＝（１／Ｌ＋１／Ｌ１）／（２πｆH ）上式の条件を満たすと、フォーカスコイルＬに流れる電
流の波形は、入力信号のフライバックパルスと同位相の
余弦波状の波形となる。従って、フォーカスコイルＬの
等価抵抗Ｒ２が、図７に示すように電流周波数に応じて
大きくなると、フォーカスコイルＬに電流が流れにくく
なり、その流れにくさをカバーするだけの大きな入力信
号電圧（波高値）が必要となる。しかし、入力信号電圧
を大きくすると、消費電力がその分大きくなってしま
う。本発明は、その消費電力を減らすようにしたもので
あり、図１〜図３に示す等価抵抗周波数特性の改善分
（等価抵抗の低下分）だけ、消費電力を減らすことがで
きる。よって、各実施例は、フォーカスコイルＬに流れ
る電流が高周波（ＣＲＴの水平走査周波数が高周波）に
なっても、効率の良い電磁フォーカス動作が行える。

【００１６】

【発明の効果】以上の通り、本発明の電磁フォーカス装
置は、水平走査周波数が高くなっても、効率の良い電磁
フォーカス動作が行える。さらに、この発明は、種々の
使用条件、各種のＣＲＴに合わせて、最適な電磁フォー
カス装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の等価抵抗周波数特性を示す図であ
る。

【図２】第２実施例の等価抵抗周波数特性を示す図であ
る。

【図３】第３実施例の等価抵抗周波数特性を示す図であ
る。

【図４】水平ダイナミックフォーカス回路の一般的な回
路を示す図である。

【図５】従来の電磁フォーカス式ディスプレイのＣＲＴ
周辺部を示す図である。

【図６】従来の電磁フォーカス装置の構造を示す図であ
る。

【図７】従来の電磁フォーカス装置の等価抵抗周波数特
性を示す図である。

【符号の説明】

８，１５サイドヨーク９水平ダイナミックフォーカスコイル１０，１４永久磁石１２センターヨーク１３メインコイル（スタティックコイルと垂直ダイナ
ミックフォーカスコイルとを兼ねている）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】陰極線管における電子ビームのフォーカス
を、画面上の水平方向におけるいずれの点においても、
ほぼ適正フォーカスとなるように合わせる水平ダイナミ
ックフォーカスコイルと、スタティックフォーカスの調
整をするスタティックコイルと、前記スタティックコイ
ルの近傍に配置された永久磁石と、前記永久磁石の磁束
の経路となるセンターヨークと、前記永久磁石の両側に
配置され、前記永久磁石の磁束の経路となるサイドヨー
クとより構成され、前記永久磁石、前記センターヨー
ク、及び前記サイドヨークは、それぞれ同心円筒状であ
り、前記永久磁石、前記センターヨーク、及び前記サイ
ドヨークより成る同心円筒状磁性体の内部に、前記水平
ダイナミックフォーカスコイルと前記スタティックコイ
ルとが、それぞれ同心円状に巻線されて配置され、前記
同心円筒状磁性体に、前記陰極線管のネックが挿入され
る電磁フォーカス装置において、前記センターヨーク及
び前記サイドヨークの内の少なくとも一方の材質を、少
なくとも酸化鉄Ｆｅ₂Ｏ₄と２価金属との複合化合物で
ある多結晶焼結体のソフトフェライトとしたことを特徴
とする電磁フォーカス装置。
【請求項２】前記永久磁石の材質を、少なくとも酸化鉄
Ｆｅ₂Ｏ₃とバリウムとの複合化合物、または、少なく
とも酸化鉄Ｆｅ₂Ｏ₃とストロンチウムとの複合化合
物、である多結晶焼結体のハードフェライトとしたこと
を特徴とする請求項１記載の電磁フォーカス装置。
【請求項３】陰極線管における電子ビームのフォーカス
を、画面上の水平方向におけるいずれの点においても、
ほぼ適正フォーカスとなるように合わせる水平ダイナミ
ックフォーカスコイルと、スタティックフォーカスの調
整をするスタティックコイルと、前記スタティックコイ
ルの近傍に配置された永久磁石と、前記永久磁石の磁束
の経路となるセンターヨークと、前記永久磁石の両側に
配置され、前記永久磁石の磁束の経路となるサイドヨー
クとより構成され、前記永久磁石、前記センターヨー
ク、及び前記サイドヨークは、それぞれ同心円筒状であ
り、前記永久磁石、前記センターヨーク、及び前記サイ
ドヨークより成る同心円筒状磁性体の内部に、前記水平
ダイナミックフォーカスコイルと前記スタティックコイ
ルとが、それぞれ同心円状に巻線されて配置され、前記
同心円筒状磁性体に、前記陰極線管のネックが挿入され
る電磁フォーカス装置において、前記永久磁石の材質
を、少なくとも酸化鉄Ｆｅ₂Ｏ₃とバリウムとの複合化
合物、または、少なくとも酸化鉄Ｆｅ₂Ｏ₃とストロン
チウムとの複合化合物、である多結晶焼結体のハードフ
ェライトとしたことを特徴とする電磁フォーカス装置。