JPS5843857B2 - 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、走査ラスタ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蛍光面上に自
動的に集中する所謂自動集中形カラー受像装置であり、
更にラスター歪を大輪に低減し実質的に歪補正を不要と
した新しいインライン形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図に示す様に、直
角座標の各軸をＺ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とし、前記Ｚ軸、Ｙ軸
にそれぞれほぼ平行な長辺、短辺を有し前記Ｙ軸にほぼ
平行な３色の蛍光体細条なとよりなる蛍光面がガラスパ
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
間隙を隔てて係止され、さらにその後方には前記Ｚ軸方
向に前記Ｚ軸に沿って一列配置したインライン電子銃３
が配置され、インライン形カラー受像管を形成し、この
受像管のファンネルコーン部４の外側には前記電子銃か
ら射出される電子ビーム群をＺ軸、Ｙ軸方向に電磁偏向
する偏向ヨーク５が配置されている。

前記偏向ヨーク５は通例少くとも一対の水平コイル、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
、前記電子ビーム群の集中特性は上記偏向ヨークの発生
する磁界によりほぼ決定されることは周知である。

以下本発明の理解を容易にする為、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特性に関して若干の
説明を加える。

第２図に示すように電子銃３より射出された電子ビーム
６Ｂ、６Ｒは共通の偏向磁界を通過し蛍光面７に達する
とき集中誤差を生じ、電子ビーム５Ｂ、５Ｈの集中点８
は電子銃側に屈曲した軌跡９の如くなる。

さらに詳述すると、両サイドビーム５ Ｂ 、 ５ Ｈ
の集中点８と中央ビーム１０とは必ずしも一致せず、所
謂二１７収差が生じるのが通例である。

この現象を蛍光面−Ｌのパターンに焼き直すと第３図の
ようになる。

一般にカラー受像管装置の集中特性や偏向ヨークの磁界
設計等を論じるときは、この様な蛍光面−Ｌのパターン
を用いる方が定性的ではあるが理解し易い。

図中、画面中央部Ｒ、Ｇ 、 Ｂは蛍光向側より異、た
電子銃配列、×印は青■３ビーム、０印は緑Ｇビーム、
△印は赤Ｒビームの各ノ々クーンを示す。

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蛍光面Ｅ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
に蛍光面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ば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軸とすると、ピンクッション形
磁界１１は管軸に垂直な面上での磁界分布が第５図ａ、
ｂ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図に於てＢｘ 、ＢｙはそれぞれＺ軸、Ｙ軸方向の
磁界強度を示す。

次に偏向ヨーク磁界と自動集中化に関して前記蛍光ｍ上
の３本の電子ビームの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１３Ｂ、１３Ｇ、１１は水平軸、垂直
軸、対角軸共々水平方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する。

図を見てもわかるように同時に垂直端に沿った３本の電
子ビームの軌跡１４ Ｂ ｙ １４ Ｇ ｙ １４ Ｒ
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
７図に示すように３本の電子ビームに対して１）−′の
笠方性非点収差をり、７．えるよう作用し、電子ビーム
スボッｌ−１５Ｂ、１５Ｈ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と両サイドビーム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に対して負の
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畳し、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
受像管装置の偏向角、画面サイズなどにより異なるため
一概に決めることが出来ず、任意に設計された偏向ヨー
クを用いて蛍光部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。

上述の説明より、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蛍光面上
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と蛍光面側１８との磁界分布を逆極性（例えば
水平磁界では電子銃側をバレル、蛍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実際の
カラー受像管装置では垂直コイルの蛍光面側を極端なビ
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１１０°管では約１
５％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、左右ラスクー歪とも巻形（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ラスター歪より犬なること
が通例である。

コマ収差を補正する他の手法としては、この他に所謂フ
ィールドコントローラーを用いる手法があり、これによ
り偏向ヨークの設Ｅｉｌ−ＩＭ由度が増加し結果として
第１０１謂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１１０°管で約８％程度９０°管で約５％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
る利点を有している。

以上偏向磁界と自動集中化等に関して説明したが、いず
れにせよりラー受鐵管装置は集中特性を実用−り支障な
い程度にする必要があり３本の電子ビームよりなる仮想
電子ビーム径は通例約１０〜１６φと白黒管の２〜３φ
とは比較にならない程度に大きいため結果としてラスタ
ー歪を大幅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
蛍光面側端部１９で、水平軸に対応した空間に永久磁石
２０を配置し、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、自動集中方式インライン形カ
ラー受像管装置に於いてラスター歪を大幅に低減し実質
的に歪補正回路不要化ができれば非常に効果的である。

尚前記説明は主に左右ラスター歪に関してふれたが、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−ヒ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幅
に低減し実質的に零とし、回路補正を不要とした自動集
中方式インライン形カラー受像管装置を提供するもので
、偏向ヨークの磁界分布を特殊な分布としさらに補助偏
向素子として例えば永久磁石を用い、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幅に低減する
ようにしたインライン形カラー受像管装置に関するもの
である。

以下図面に従かい本発明のインライン形カラー受像管装
置の一実施例を説明する。

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であり、この偏向装置は偏向
ヨーク２２と補助偏向素子２３よりなり補助偏向素子は
偏向ヨーク２２の蛍光面側端部近傍でカラー受理装置の
ほぼ水平軸、垂直軸に対応する領域に２対の永久磁石が
配しである。

偏向ヨークの磁界は、第１３図に示す如く、３十の電子
ビームを水平軸に沿って偏向するときは負の等方性非点
収差を写え、垂直軸に沿って偏向するときは正の等方性
非点収差を与える様に作用させ、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とし、垂直
軸に沿っては実質点に不足集中３５としさらに対角軸に
沿っては非集中状態３６とし補助偏向素子２３は前記偏
向ヨーク２２が形成するラスターの水平軸近傍の偏向感
度を上げるように作用し、垂直軸に沿って偏向されたと
き偏向感度が上がるように作用し、更に前記電子ビーム
がインライン形カラー受像管装置の水平軸に沿って偏向
されたとき正の等方性非点収差を４覆るように作用し、
垂直軸方向に偏向された時負の等方性非点収差を与える
様に作用し、この時対角軸に沿って実質的に非点収差が
なくなるように作用する様に配し、結果として、偏向ヨ
ーク磁界による実質的非集中を補正するように配したも
のであり、この様にしてインライン形カラー受像管装置
のラスター歪を大幅に低減し、かつ３本の電子ビームを
蛍光面に集中させることを可能とした。

前述の如き組合せを行なった本発明のインライン形カラ
ー受像管装置に適応する偏向装置の磁界分布を第１４図
に示す。

第１４図は第４図同様インライン形カラー受像管装置の
管軸Ｚ軸に対して直角な断面内における磁界分布であり
図中Ｇ−σ、 Ｈ−Ｈ’ 、 Ｉ−Ｉ’・・・はＡ−Ａ
’ 、 Ｂ −Ｂ’ 。

Ｃ−Ｃ’−にそれぞれ対応し、また第１５図に於けるａ
−ｄはそれぞれ第５図のａ −ｄに対応している。

図より電子ビームを水平軸に沿って偏向する磁界は水平
軸近傍の磁界Ｇ−αではビンクッション磁界２７であり
且つ周辺に行くに従かいビンクッション磁界が強くなる
２８ようにし、水平軸をはなれた領域の磁界Ｈ−Ｈ’で
は中心軸近傍ではピンクッション磁界２γであり対角軸
に対応する領域ではバレル磁界２９となるよう、換言す
れば磁宥強度分布が変曲点３０をもつ様にし、垂直軸に
７６つて偏向する磁界は垂直軸近傍Ｊ−Ｊ’に於ては、
管軸Ｚ軸近傍でバレル磁界３１垂直軸周辺でビンクッシ
ョン磁界３２とし、垂直軸からはなれた領域の磁界に−
に’では全体にバレル磁界３３となる様にしたものであ
る。

前述したような偏向装置を装着した本発明のインライン
形カラー受像管装置に於ては走査ラスター歪を大幅に低
減し、実質的に零にし、かつ３本の電子ビームを蛍光面
上に集中させることが可能となる。

本発明は他に以下に述べる利点を有す。

第１は補助偏向素子として例えば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することができ、結
果として任意の所量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犬であり
、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。

等々の利点を有する。以上述べた如く本発明はインライ
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
の一部を実質的に補正し、かつ偏向ヨークの磁界自体を
特殊なアステイグ磁界と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、さらには前記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、
充分理解できると考える。

また前記実施例に於ては自己集中形カラー管に限って説
明したが、その他の３電子銃方式カラー管にも同様に適
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Ｘ軸
及びＹ軸に対応した位置に配置したが、受像管のサイズ
および偏向角によっては、補助偏向ン 素子の少くとも一方が不要な場合が生じ得、その場合に
はその不要な素子を省略してもさしつかえない。

更に別の場合には対角軸に必要な場合もあり、この場合
には対角軸近傍に付設してもよい。

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。

上の実施例は補助偏向素子として永久磁石を用いている
が本発明の趣旨から永久磁石と同等の効果を有する他の
補助偏向素子であってもさしつかえないことは明らかで
ある。

例えば永久磁石の代わりに電磁界発生装置より発生する
磁界を、前記偏向ヨークの蛍光面側端部近傍に高透磁率
部材を付設することにより、前述の永久磁石と同等な効
果を生じさせることも可能である。

以上述べた如く、本発明は全く新しい自動集中形カラー
管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蛍光面上のパターン
形状の説明図、第４図は従来のインライン形カラー受像
管装置に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垂直な面上に於
ける磁界分布を示す曲線図、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蛍光面
側との磁界分布を逆極性に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図の偏向装置の内の偏向ヨークにのみによる
蛍光面上のパターン形状を示す説明図、第１４図は第１
２図の偏向装置の磁界分布を示す説明図、第１５図は第
１４図の偏向装置の管軸に垂直な面上に於ける磁界分布
を示す曲線図である。 ２１・・・・・・水平偏向コイル ２０゜ ２３・・・・・・補助 偏向素子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 直角座標の各軸をＺ軸、Ｙ軸、Ｚ軸とし、前記Ｚ軸
   、Ｙ軸にそれぞれほぼ平行な長辺、短辺を有する矩形状
   蛍光面と、前記蛍光面に射突しカラー画像を再現するよ
   うに前記Ｚ軸方向に前記Ｚ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インラ
   イン電子銃より射出された電子ビームを前記Ｚ軸に沿っ
   て偏向するとき負の等方性非点収差を与え、前記電子ビ
   ームを前記Ｙ軸に沿って偏向するとき正の等方性非点収
   差を与え、実質的には前記Ｚ軸に沿っては過集束状態と
   なり、前記Ｙ軸に沿っては不足集中状態とする偏向ヨー
   クと、前記偏向ヨークの前記蛍光面側端部近傍に装着さ
   れ前記電子ビームを前記Ｘ軸方向に於ては正の等方性非
   点収差を与え、前記Ｘ軸方向に於ては負の等方性非点収
   差を与える様に作用する補助偏向素子とからなることを
   特徴とするインラインカラー形カラー受像管装置。