JP3502634B2 - 陰極線管用の電子ビーム偏向装置 - Google Patents
陰極線管用の電子ビーム偏向装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、実質的に平坦なスクリーン・パネルを有
する陰極線管の３本インライン・ビーム型電子銃が放つ
電子ビームを偏向する装置に関する。 ３原色、赤、緑、青に対応する３本の共通平面ビーム
を有する電子銃を使用する陰極線管において、ヨークと
もいわれる偏向装置には、画像を生成し、全走査に渡っ
てこれらのビームのコンバーゼンス（集中）を確保しつ
つ、陰極線管のスクリーンの表面全体を走査するように
ビームを偏向する機能がある。 均一な水平及び垂直偏向磁界の作用の下で、電子ビー
ムの掃引空間が形成する体積はピラミッド状であり、そ
のピラミッドの頂点は偏向装置の偏向中心と一致し、ピ
ラミッドと曲率半径の大きいスクリーン表面との交線に
よってピンクッション歪（defect）といわれる形状歪
（geometric defect）を呈する形状（figure）が決定さ
れる。この画像の形状歪は、陰極線管のスクリーンの曲
率半径が大きくなる程、大きくなる。 いわゆるセルフコンバーゼンス型ヨークは、陰極線管
のスクリーンから短い間隔で配置された色選択マスク中
に形成された開孔の位置において電子ビームのコンバー
ゼンスを得るように、非点収差を有する（astigmatic）
水平（ライン）及び垂直（フレーム）偏向磁界を生成す
る。形成される磁力線は水平偏向（ライン）磁界につい
てはピンクッション型、垂直偏向（フレーム）磁界につ
いてはバレル型になるようにする。 これらの磁界によって、画像の南−北（NORTH−SOUT
H）方向及び東−西（EAST−WEST）方向の形状補正を行
い、特に、スクリーンの平坦性による南−北方向のピン
クッション歪について補正を行う。 東芝の米国特許第4,257,023号に記載されているよう
な、残留形状歪を補正するために偏向装置の前部に延び
る金属部品を用いることや、ビデオカラー社の仏国特許
第87−02370号に記載されているような、偏向装置上や
その近傍に一連の配向磁石（マグネット）を用いること
や、仏国特許第2,411,486号に記載されているような、
水平（ライン）偏向巻線の一部の電流の流れの方向を反
転させることが知られている。しかし、これらのいずれ
の装置によっても、スクリーンの表面全体にわたってビ
ームのコンバーゼンスを維持しつつ、実質的に平坦なス
クリーンの表面全体にわたる南−北方向のピンクッショ
ン歪を制御することはできなかった。 本発明の目的は、電子ビームのコンバーゼンスを維持
（確保）しつつ、実質的に平坦なスクリーンによって形
成される南−北方向の形状歪を最小にすることである。 本発明に従えば、共通平面上にある３個の電子銃を有
する陰極線管用偏向装置は、１対の水平偏向コイルと１
対の垂直偏向コイルとを具備するものであり、その各水
平偏向コイルは、そのアンペア−ターン密度の角度分布
がこのコイルの前部に限定された領域の少なくとも１点
において符号（＋，−の向き）を変える点に特徴を有す
る。 本発明は以下に説明する後の図面を参照すれば、さら
に良く理解されるであろう。 図１は、陰極線管の長手方向軸Ｚに垂直で、スクリー
ン側の偏向装置の前部に位置する平面で切ったピラミッ
ド状偏向体積（空間）の断面部分であり、その磁力線が
画像の右上部を形成する電子に作用する状態のその水平
及び垂直磁界が示されている。 図２は、公知の偏向装置のサドル型水平（ライン）偏
向コイルの斜視図である。 図３は、本発明に従うサドル型水平（ライン）偏向コ
イルの斜視図である。 図４は、本発明に従うサドル型偏向コイルの前部にお
ける、陰極線管の主軸Ｚに垂直な平面における断面図で
ある。 図５は偏向コイルのアンペア−ターン密度の分布関
数、cosθ、cos3θ、cos5θ等の０゜〜90゜の間の角度
分布変化を示す。 図６は、本発明に従う水平（ライン）偏向コイルによ
って形成されるＺ軸方向の磁界強度の測定結果を示す。 図７は、本発明に従う偏向コイル構体の磁界の第３高
調波成分への影響を示す。 図８は、本発明に従う偏向コイル構体の磁界の第５高
調波成分への影響を示す。 図９および図10は、本願発明の変形例を示す。 偏向システムをＺ軸方向に次の３つの連続する作用領
域に分けることが通常行われる。１つは、電子銃に最も
近く、さらに詳細には青と赤の画像に対する緑の画像の
コマ（coma）即ちサイズの相違に影響する、後部領域。
１つは、偏向作用の中間部領域で、さらに詳細には赤と
青の電子ビームの非点収差の補正またはコンバーゼンス
に作用する中間部領域。最後の１つは、陰極線管のスク
リーンの最も近くに位置し、スクリーン上に形成される
画像の形状に作用する前部領域である。 図１は、画像の形状における、Ｘ軸方向の水平偏向磁
界１およびＹ軸方向の垂直偏向磁界２の磁力線の作用を
示す。この図は、画像の右上隅部に対応するＡにおける
電子ビームと、画像の端縁部に対応する3,4における電
子ビームを表す。電子ビームに作用する磁界と磁力線を
分析的に説明すると、これらの力（FVyおよびFHx）は水
平（ライン）偏向磁界のピンクッション形状と垂直（フ
レーム）偏向磁界のバレル形状に由来し、点Ａにおい
て、水平（南−北）ピンクッション歪を補正し、垂直ピ
ンクッション歪を増幅するように引っぱる傾向にある。 水平（ライン）偏向磁界がピンクッション型分布を有
するようにするためには、水平（ライン）偏向コイルの
アンペア−ターン密度の角度分布のフーリエ級数展開が
基本波成分に対して無視できない（not inconsiderabl
e）割合の第３高調波成分が生ずるように、水平（ライ
ン）偏向コイルの巻回分布を形成する必要がある。 第３高調波成分の割合を増加させるためには、図２に
示される主軸Ｚ方向に延びるコイル21のワイヤ（線）の
導体をXZ平面にできるだけ近付けて束ねて配置（pack）
しなければならない。図２の斜視図にはサドル型水平
（ライン）偏向コイル21が示され、図４にはＺ軸に垂直
な平面における断面によるこの種類（型）のコイルが示
され、所定の基準を満たすコイル21の側部の導体23をで
きるだけ小さい開き角度θ１に収納す（閉じ込め）る。
このような分布によるビームのコンバーゼンスは実現で
きても、僅かな曲部のあるまたは完全に平坦なスクリー
ンを有する陰極線管の南−北形状を補正することができ
なくなり、ワイヤ（線）のサイズ（大きさ）による物理
的制限により適正な第３高調波成分比を得るために必要
な１の値を得ることができなくなる。さらに詳細には、
基本波成分の係数に近いかまたはそれより大きい第３高
調波成分を得ることができない。さらに、このコイル構
体は、スクリーンの隅部における電子ビームのデコンバ
ーゼンス（コンバーゼンスずれ）に係わる無視できない
（significant）割合の第５高調波成分を導入すること
が知られている。 仏国特許第2,411,486号には、図２に示されるような
コイルが記載されており、電流の方向が巻線21の部分20
（図中の破線）において逆転されている。この構成によ
れば、第３高調波成分を増加させることができるが、こ
の成分が非常に大きいと、電子ビームのオーバコンバー
ゼンス（過集中）が起きる。曲率半径の大きいスクリー
ンにおける画像形状を補正する場合も同様である。さら
に、巻線20はコイル21のインダクタンスと抵抗との値の
比L/Rを減じ、その結果、スクリーンの走査に必要な電
力を増加させることになる。 図３はこの発明の水平偏向コイルの一実施例を示し、
この水平偏向コイルは主偏向コイルと補助偏向コイルの
２個の部分の巻線からなっている。すなわち、主偏向コ
イルはＺ軸に沿ってヨークの長さ全体にわたって伸延し
ており、その側部の導体はＸ−Ｚ面に可及的に接近して
束ねて配置されている。補助偏向巻線は主コイルの前部
に配列されており、これには主巻線によって生成される
磁界の方向と反対の方向に磁界を発生するように給電さ
れる。 図４は、この発明によるサドル型偏向コイルをその前
部において、管の長手方向軸Ｚに垂直な面に沿って切断
した断面を示す。この断面はＹ軸に関して対称であるの
で、半分のコイルの部分のみが図示されている。この半
分のコイルは主コイル21からなる第１の部分を有し、そ
の導体23には電流がある方向30に向かって流れるように
給電される。上記半分のコイルは、また、ヨークの前部
に配置された補助コイルからなる第２の部分を有し、そ
の導体24には上記主コイルを流れる電流の方向と反対方
向31に電流が流れるように給電される。 導体24は開き角度（θ１−θ２）を占めるように配置
されており、平均角度位置θＭを中心としてその両側に
分布している。平均角度θＭの両側には実質的に同じ数
の導体24が存在する。 この発明の原理は磁気偏向を支配する数式を示すこと
によってより明確に理解することができる。ヨークの巻
線は対称に分布していることにより、コイルのアンペア
−ターン密度Ｎ（θ）のフーリエ級数による展開式は次
のようになる。 Ｎ（θ）＝A1・COS（θ）＋A3・COS（３θ）＋・・・AK・COS（Ｋθ） ＋・・・・ ここで、 生成される磁界は次式によって与えられる。 Ｈ＝A1/R＋（A3/R3）・（X2−Y2）＋（A5/R5）・（Ｘ＋４−６・X2・Y2）＋
Y4） ＋・・・・ ここで、Ｒは、偏向装置のエネルギ効率を上げるため
に磁界を集中させるように偏向コイルを覆うフエライト
磁気回路の半径であり、A1/Rは基本磁界成分を表わし、
（A3/R3）・（X2−Y2）は磁界の第２高調波成分（第２
ハーモニックス）を表わし、（A5/R5）・（Ｘ＋４−６
・X2・Y2＋Y4）はこの磁界の第４高調波成分（第４ハー
モニックス）を表わす。以下、同様である。 従って、正のA3項は正の磁界の第２高調波成分に対応
し、ピンクッション型の磁力線を誘導させる。 この点に関して、図５は０゜と90゜との間にあるθに
対して、θの関数として項COS（θ）、COS（３θ）、CO
S（５θ）等を表している。主コイルにおける場合と同
様に、正のＮ（θ）に対しては、巻線を構成する導体が
θ＝０゜とθ＝30゜との間に配列されているならば、A3
項は正で、COS（３θ）の値は正である。主巻線によっ
て生成される第３高調波成分を非常に高くするために
は、主巻線を構成する導体は０゜と20゜との間に配列さ
れていることが望ましく、この場合はCOS（３θ）の値
は0.5以上に維持される。補助巻線における電流の方向
を逆にすることによって第３高調波成分の割合を増加さ
せることができ、この場合Ｎ（θ）は負になり、COS
（３θ）が負であればA3は正である。このようにして、
30゜と90゜との間にある角度位置において導体を逆方向
に巻回することによってある程度の大きさの正の第３高
調波成分を導入することができる。導体24の平均角度位
置θＭは少なくともコイル22の前部において55゜と65゜
との間になるように選ぶのが好ましい。これによって、
この領域ではCOS（３θ）は−１に非常に近くなるか
ら、このコイルは上記の領域で第３高調波成分に関して
最大の影響を与える。 ０゜と20゜との間にある主コイルの導体の角度位置
は、アンペア−ターン密度の第５高調波成分のかなりの
部分を導入し、この第５高調波成分は、補助巻線の導体
24をＮ（θ）・COS（５θ）が負になる（主コイルによ
って導入される第５高調波成分から減算されるように）
領域に配置することによって上記補助巻線によって補償
することができる。負のＮ（θ）は、導体24の大部分を
54゜と90゜との間にある角度位置に配置することによっ
て得ることができる。 導体24を適当に配置することによって主巻線によって
導入されるより高次の高調波成分も同様に補償すること
ができる。 最後に、もし必要であれば、Ｚ軸に沿う位置の関数と
して導体24の平均角度位置θＭおよび／または開き角
（θ１−θ２）を変えることによって基本波成分に対す
る各種の高調波成分の割合を調整することができる。特
に、電子ビームの過コンバーゼンスを避けるために、ス
クリーンから最も遠い部分における第３高調波成分に対
する巻線22による顕著な作用を最小にする目的で平均角
度位置θＭをスクリーンからの距離に比例して増大させ
る。 この場合、導体24は現在の技術水準の導体20よりも小
さな表面積を占めるにすぎないから、このコイル構体に
よれば水平偏向コイルのL/R比の減少を許容可能な値に
制限することができる。 この発明の一実施例では、対角線寸法が約40cmの平坦
なスクリーンをもったゼニス社製の映像管に装着するこ
とを意図して、補助巻線は主巻線の前部1/3の位置に配
置される。巻線21はＺ軸方向に約90mmの長さにわたって
伸び、32ターン含んでいる。一方巻線22は同じくＺ軸方
向に20mmの長さ伸び、14ターン含んでいる。これら２つ
の巻線は、補助巻線に流れる電流の方向が主巻線に流れ
る電流の方向と反対になるような関係で直列に配列され
ている。しかし、２個の巻線を直列に接続する形態に限
定されるものではなく、周知の方法で巻線22に第２の外
部電源によって給電することもできる。導体24は58゜と
71゜との間にある平均角度位置θＭを中心として配置さ
れており、管のスクリーンに最も近い巻線の部分からの
距離に比例して増加して、54゜と80゜との間に巻回され
ている。このように偏向装置は、管のスクリーンに最も
近い前部領域47と、中間領域46と、後部領域45の３つの
領域に分けられている。図６、７、８は、主巻線の前部
47すなわち管のスクリーンに最も近い部分における位置
44に位置する補助コイルによって導入されるヨーク43の
水平偏向（ライン偏向）磁界の振幅の変化を示す。第３
高調波成分の振幅はコイル22が存在しない場合の51から
このコイル22を付加した後の41へ約２倍に増大してい
る。さらに、得られた第３高調波成分の振幅41は基本波
成分の振幅40よりも約12％大きくなっている。さらにま
た、補助巻線が設けられた作用領域44では、第５高調波
成分の振幅は52から42へ減少しており、これによってス
クリーンの隅部におけるビームのコンバーゼンス状態を
増強することができる。 好ましい一実施例では、ヨークの中間部分46に配置さ
れた主巻線21の導体23の幾らかは、長さ48の部分全体に
わたってコイル21の内側へ偏位している。図9.1および
図9.2は、上記導体部分全体がコイルの内側に偏位した
この水平偏向コイルの実施例を示している。領域48を通
過してＺ軸に垂直な面における断面図では、上記の偏位
は角度αで表わされている。この偏位によって領域46で
は、巻線のアンペア−ターンの角度に関する分布の第３
高調波成分の大きさを局部的に減少させることができ
る。上記の第３高調波成分が過大になると電子ビームの
デコンバーゼンス（コンバーゼンスずれ）を導入するこ
とになるが、領域47においてはピンクッション歪みを有
効に補正するために第３高調波成分成分をもたせる必要
がある。この実施例の偏向装置を対角線寸法が40cmのゼ
ニス社製の平坦なスクリーンの映像管に取り付ける場
合、この管に装着されたヨークのコイル21の導体は中間
領域46において約10％に等しい角度だけ偏位されてい
る。 図10に示す他の実施例では、主コイル21の磁界と反対
方向の磁界を生成するコイル22は主コイル21の導体から
なり、この導体は主コイルの巻線の最も拡大した部分36
に窓35を開け、この窓35がコイル21の内側に伸延するよ
うな態様で巻回されている。このように構成することに
より、２個の巻線部分21、22には互に反対方向30、31に
電流が流れる。 この発明の原理を実施する他の方法として、補助コイ
ル22として、その導体そのものが短絡されているものを
使用する方法がある。このようにすると、主コイル21に
よって生成される磁界が補助コイル中に、主コイルの磁
束の変化に対向する磁束を発生させる傾向のある電流を
誘導させる。従って、コイル22の束の中では、主コイル
21中を流れる電流と反対方向の電流が現れる。この実施
例によれば、誘導される電流は主コイル中を流れる電流
よりも大きな値に達するから、コイル21と22が直列に接
続されている場合よりも大きな南−北方向の形状寸法の
補正を行うことができる。さらに、この形式の構成で
は、コイル21と22の巻線が簡単になり、また、巻線を水
平走査フライバック電圧のような高電圧に曝すように配
置するのを避けることができる。最後に、この実施例で
は、見かけ上のL/R比が大きくなり、短絡ターンを設け
るに当たってヨークの抵抗に考慮をはらう必要はない。
次の表はコイル21と22を直列に設けたものとこの実施例
とを比較したものである。いずれの場合もコイル21、22
として同じものを使用し、このコイルを具えた偏向装置
を前述のゼニス社製の映像管に設置し、周波数が32KH
z、陽極電圧が28KV、偏向角が77゜で測定した。
する陰極線管の３本インライン・ビーム型電子銃が放つ
電子ビームを偏向する装置に関する。 ３原色、赤、緑、青に対応する３本の共通平面ビーム
を有する電子銃を使用する陰極線管において、ヨークと
もいわれる偏向装置には、画像を生成し、全走査に渡っ
てこれらのビームのコンバーゼンス（集中）を確保しつ
つ、陰極線管のスクリーンの表面全体を走査するように
ビームを偏向する機能がある。 均一な水平及び垂直偏向磁界の作用の下で、電子ビー
ムの掃引空間が形成する体積はピラミッド状であり、そ
のピラミッドの頂点は偏向装置の偏向中心と一致し、ピ
ラミッドと曲率半径の大きいスクリーン表面との交線に
よってピンクッション歪（defect）といわれる形状歪
（geometric defect）を呈する形状（figure）が決定さ
れる。この画像の形状歪は、陰極線管のスクリーンの曲
率半径が大きくなる程、大きくなる。 いわゆるセルフコンバーゼンス型ヨークは、陰極線管
のスクリーンから短い間隔で配置された色選択マスク中
に形成された開孔の位置において電子ビームのコンバー
ゼンスを得るように、非点収差を有する（astigmatic）
水平（ライン）及び垂直（フレーム）偏向磁界を生成す
る。形成される磁力線は水平偏向（ライン）磁界につい
てはピンクッション型、垂直偏向（フレーム）磁界につ
いてはバレル型になるようにする。 これらの磁界によって、画像の南−北（NORTH−SOUT
H）方向及び東−西（EAST−WEST）方向の形状補正を行
い、特に、スクリーンの平坦性による南−北方向のピン
クッション歪について補正を行う。 東芝の米国特許第4,257,023号に記載されているよう
な、残留形状歪を補正するために偏向装置の前部に延び
る金属部品を用いることや、ビデオカラー社の仏国特許
第87−02370号に記載されているような、偏向装置上や
その近傍に一連の配向磁石（マグネット）を用いること
や、仏国特許第2,411,486号に記載されているような、
水平（ライン）偏向巻線の一部の電流の流れの方向を反
転させることが知られている。しかし、これらのいずれ
の装置によっても、スクリーンの表面全体にわたってビ
ームのコンバーゼンスを維持しつつ、実質的に平坦なス
クリーンの表面全体にわたる南−北方向のピンクッショ
ン歪を制御することはできなかった。 本発明の目的は、電子ビームのコンバーゼンスを維持
（確保）しつつ、実質的に平坦なスクリーンによって形
成される南−北方向の形状歪を最小にすることである。 本発明に従えば、共通平面上にある３個の電子銃を有
する陰極線管用偏向装置は、１対の水平偏向コイルと１
対の垂直偏向コイルとを具備するものであり、その各水
平偏向コイルは、そのアンペア−ターン密度の角度分布
がこのコイルの前部に限定された領域の少なくとも１点
において符号（＋，−の向き）を変える点に特徴を有す
る。 本発明は以下に説明する後の図面を参照すれば、さら
に良く理解されるであろう。 図１は、陰極線管の長手方向軸Ｚに垂直で、スクリー
ン側の偏向装置の前部に位置する平面で切ったピラミッ
ド状偏向体積（空間）の断面部分であり、その磁力線が
画像の右上部を形成する電子に作用する状態のその水平
及び垂直磁界が示されている。 図２は、公知の偏向装置のサドル型水平（ライン）偏
向コイルの斜視図である。 図３は、本発明に従うサドル型水平（ライン）偏向コ
イルの斜視図である。 図４は、本発明に従うサドル型偏向コイルの前部にお
ける、陰極線管の主軸Ｚに垂直な平面における断面図で
ある。 図５は偏向コイルのアンペア−ターン密度の分布関
数、cosθ、cos3θ、cos5θ等の０゜〜90゜の間の角度
分布変化を示す。 図６は、本発明に従う水平（ライン）偏向コイルによ
って形成されるＺ軸方向の磁界強度の測定結果を示す。 図７は、本発明に従う偏向コイル構体の磁界の第３高
調波成分への影響を示す。 図８は、本発明に従う偏向コイル構体の磁界の第５高
調波成分への影響を示す。 図９および図10は、本願発明の変形例を示す。 偏向システムをＺ軸方向に次の３つの連続する作用領
域に分けることが通常行われる。１つは、電子銃に最も
近く、さらに詳細には青と赤の画像に対する緑の画像の
コマ（coma）即ちサイズの相違に影響する、後部領域。
１つは、偏向作用の中間部領域で、さらに詳細には赤と
青の電子ビームの非点収差の補正またはコンバーゼンス
に作用する中間部領域。最後の１つは、陰極線管のスク
リーンの最も近くに位置し、スクリーン上に形成される
画像の形状に作用する前部領域である。 図１は、画像の形状における、Ｘ軸方向の水平偏向磁
界１およびＹ軸方向の垂直偏向磁界２の磁力線の作用を
示す。この図は、画像の右上隅部に対応するＡにおける
電子ビームと、画像の端縁部に対応する3,4における電
子ビームを表す。電子ビームに作用する磁界と磁力線を
分析的に説明すると、これらの力（FVyおよびFHx）は水
平（ライン）偏向磁界のピンクッション形状と垂直（フ
レーム）偏向磁界のバレル形状に由来し、点Ａにおい
て、水平（南−北）ピンクッション歪を補正し、垂直ピ
ンクッション歪を増幅するように引っぱる傾向にある。 水平（ライン）偏向磁界がピンクッション型分布を有
するようにするためには、水平（ライン）偏向コイルの
アンペア−ターン密度の角度分布のフーリエ級数展開が
基本波成分に対して無視できない（not inconsiderabl
e）割合の第３高調波成分が生ずるように、水平（ライ
ン）偏向コイルの巻回分布を形成する必要がある。 第３高調波成分の割合を増加させるためには、図２に
示される主軸Ｚ方向に延びるコイル21のワイヤ（線）の
導体をXZ平面にできるだけ近付けて束ねて配置（pack）
しなければならない。図２の斜視図にはサドル型水平
（ライン）偏向コイル21が示され、図４にはＺ軸に垂直
な平面における断面によるこの種類（型）のコイルが示
され、所定の基準を満たすコイル21の側部の導体23をで
きるだけ小さい開き角度θ１に収納す（閉じ込め）る。
このような分布によるビームのコンバーゼンスは実現で
きても、僅かな曲部のあるまたは完全に平坦なスクリー
ンを有する陰極線管の南−北形状を補正することができ
なくなり、ワイヤ（線）のサイズ（大きさ）による物理
的制限により適正な第３高調波成分比を得るために必要
な１の値を得ることができなくなる。さらに詳細には、
基本波成分の係数に近いかまたはそれより大きい第３高
調波成分を得ることができない。さらに、このコイル構
体は、スクリーンの隅部における電子ビームのデコンバ
ーゼンス（コンバーゼンスずれ）に係わる無視できない
（significant）割合の第５高調波成分を導入すること
が知られている。 仏国特許第2,411,486号には、図２に示されるような
コイルが記載されており、電流の方向が巻線21の部分20
（図中の破線）において逆転されている。この構成によ
れば、第３高調波成分を増加させることができるが、こ
の成分が非常に大きいと、電子ビームのオーバコンバー
ゼンス（過集中）が起きる。曲率半径の大きいスクリー
ンにおける画像形状を補正する場合も同様である。さら
に、巻線20はコイル21のインダクタンスと抵抗との値の
比L/Rを減じ、その結果、スクリーンの走査に必要な電
力を増加させることになる。 図３はこの発明の水平偏向コイルの一実施例を示し、
この水平偏向コイルは主偏向コイルと補助偏向コイルの
２個の部分の巻線からなっている。すなわち、主偏向コ
イルはＺ軸に沿ってヨークの長さ全体にわたって伸延し
ており、その側部の導体はＸ−Ｚ面に可及的に接近して
束ねて配置されている。補助偏向巻線は主コイルの前部
に配列されており、これには主巻線によって生成される
磁界の方向と反対の方向に磁界を発生するように給電さ
れる。 図４は、この発明によるサドル型偏向コイルをその前
部において、管の長手方向軸Ｚに垂直な面に沿って切断
した断面を示す。この断面はＹ軸に関して対称であるの
で、半分のコイルの部分のみが図示されている。この半
分のコイルは主コイル21からなる第１の部分を有し、そ
の導体23には電流がある方向30に向かって流れるように
給電される。上記半分のコイルは、また、ヨークの前部
に配置された補助コイルからなる第２の部分を有し、そ
の導体24には上記主コイルを流れる電流の方向と反対方
向31に電流が流れるように給電される。 導体24は開き角度（θ１−θ２）を占めるように配置
されており、平均角度位置θＭを中心としてその両側に
分布している。平均角度θＭの両側には実質的に同じ数
の導体24が存在する。 この発明の原理は磁気偏向を支配する数式を示すこと
によってより明確に理解することができる。ヨークの巻
線は対称に分布していることにより、コイルのアンペア
−ターン密度Ｎ（θ）のフーリエ級数による展開式は次
のようになる。 Ｎ（θ）＝A1・COS（θ）＋A3・COS（３θ）＋・・・AK・COS（Ｋθ） ＋・・・・ ここで、 生成される磁界は次式によって与えられる。 Ｈ＝A1/R＋（A3/R3）・（X2−Y2）＋（A5/R5）・（Ｘ＋４−６・X2・Y2）＋
Y4） ＋・・・・ ここで、Ｒは、偏向装置のエネルギ効率を上げるため
に磁界を集中させるように偏向コイルを覆うフエライト
磁気回路の半径であり、A1/Rは基本磁界成分を表わし、
（A3/R3）・（X2−Y2）は磁界の第２高調波成分（第２
ハーモニックス）を表わし、（A5/R5）・（Ｘ＋４−６
・X2・Y2＋Y4）はこの磁界の第４高調波成分（第４ハー
モニックス）を表わす。以下、同様である。 従って、正のA3項は正の磁界の第２高調波成分に対応
し、ピンクッション型の磁力線を誘導させる。 この点に関して、図５は０゜と90゜との間にあるθに
対して、θの関数として項COS（θ）、COS（３θ）、CO
S（５θ）等を表している。主コイルにおける場合と同
様に、正のＮ（θ）に対しては、巻線を構成する導体が
θ＝０゜とθ＝30゜との間に配列されているならば、A3
項は正で、COS（３θ）の値は正である。主巻線によっ
て生成される第３高調波成分を非常に高くするために
は、主巻線を構成する導体は０゜と20゜との間に配列さ
れていることが望ましく、この場合はCOS（３θ）の値
は0.5以上に維持される。補助巻線における電流の方向
を逆にすることによって第３高調波成分の割合を増加さ
せることができ、この場合Ｎ（θ）は負になり、COS
（３θ）が負であればA3は正である。このようにして、
30゜と90゜との間にある角度位置において導体を逆方向
に巻回することによってある程度の大きさの正の第３高
調波成分を導入することができる。導体24の平均角度位
置θＭは少なくともコイル22の前部において55゜と65゜
との間になるように選ぶのが好ましい。これによって、
この領域ではCOS（３θ）は−１に非常に近くなるか
ら、このコイルは上記の領域で第３高調波成分に関して
最大の影響を与える。 ０゜と20゜との間にある主コイルの導体の角度位置
は、アンペア−ターン密度の第５高調波成分のかなりの
部分を導入し、この第５高調波成分は、補助巻線の導体
24をＮ（θ）・COS（５θ）が負になる（主コイルによ
って導入される第５高調波成分から減算されるように）
領域に配置することによって上記補助巻線によって補償
することができる。負のＮ（θ）は、導体24の大部分を
54゜と90゜との間にある角度位置に配置することによっ
て得ることができる。 導体24を適当に配置することによって主巻線によって
導入されるより高次の高調波成分も同様に補償すること
ができる。 最後に、もし必要であれば、Ｚ軸に沿う位置の関数と
して導体24の平均角度位置θＭおよび／または開き角
（θ１−θ２）を変えることによって基本波成分に対す
る各種の高調波成分の割合を調整することができる。特
に、電子ビームの過コンバーゼンスを避けるために、ス
クリーンから最も遠い部分における第３高調波成分に対
する巻線22による顕著な作用を最小にする目的で平均角
度位置θＭをスクリーンからの距離に比例して増大させ
る。 この場合、導体24は現在の技術水準の導体20よりも小
さな表面積を占めるにすぎないから、このコイル構体に
よれば水平偏向コイルのL/R比の減少を許容可能な値に
制限することができる。 この発明の一実施例では、対角線寸法が約40cmの平坦
なスクリーンをもったゼニス社製の映像管に装着するこ
とを意図して、補助巻線は主巻線の前部1/3の位置に配
置される。巻線21はＺ軸方向に約90mmの長さにわたって
伸び、32ターン含んでいる。一方巻線22は同じくＺ軸方
向に20mmの長さ伸び、14ターン含んでいる。これら２つ
の巻線は、補助巻線に流れる電流の方向が主巻線に流れ
る電流の方向と反対になるような関係で直列に配列され
ている。しかし、２個の巻線を直列に接続する形態に限
定されるものではなく、周知の方法で巻線22に第２の外
部電源によって給電することもできる。導体24は58゜と
71゜との間にある平均角度位置θＭを中心として配置さ
れており、管のスクリーンに最も近い巻線の部分からの
距離に比例して増加して、54゜と80゜との間に巻回され
ている。このように偏向装置は、管のスクリーンに最も
近い前部領域47と、中間領域46と、後部領域45の３つの
領域に分けられている。図６、７、８は、主巻線の前部
47すなわち管のスクリーンに最も近い部分における位置
44に位置する補助コイルによって導入されるヨーク43の
水平偏向（ライン偏向）磁界の振幅の変化を示す。第３
高調波成分の振幅はコイル22が存在しない場合の51から
このコイル22を付加した後の41へ約２倍に増大してい
る。さらに、得られた第３高調波成分の振幅41は基本波
成分の振幅40よりも約12％大きくなっている。さらにま
た、補助巻線が設けられた作用領域44では、第５高調波
成分の振幅は52から42へ減少しており、これによってス
クリーンの隅部におけるビームのコンバーゼンス状態を
増強することができる。 好ましい一実施例では、ヨークの中間部分46に配置さ
れた主巻線21の導体23の幾らかは、長さ48の部分全体に
わたってコイル21の内側へ偏位している。図9.1および
図9.2は、上記導体部分全体がコイルの内側に偏位した
この水平偏向コイルの実施例を示している。領域48を通
過してＺ軸に垂直な面における断面図では、上記の偏位
は角度αで表わされている。この偏位によって領域46で
は、巻線のアンペア−ターンの角度に関する分布の第３
高調波成分の大きさを局部的に減少させることができ
る。上記の第３高調波成分が過大になると電子ビームの
デコンバーゼンス（コンバーゼンスずれ）を導入するこ
とになるが、領域47においてはピンクッション歪みを有
効に補正するために第３高調波成分成分をもたせる必要
がある。この実施例の偏向装置を対角線寸法が40cmのゼ
ニス社製の平坦なスクリーンの映像管に取り付ける場
合、この管に装着されたヨークのコイル21の導体は中間
領域46において約10％に等しい角度だけ偏位されてい
る。 図10に示す他の実施例では、主コイル21の磁界と反対
方向の磁界を生成するコイル22は主コイル21の導体から
なり、この導体は主コイルの巻線の最も拡大した部分36
に窓35を開け、この窓35がコイル21の内側に伸延するよ
うな態様で巻回されている。このように構成することに
より、２個の巻線部分21、22には互に反対方向30、31に
電流が流れる。 この発明の原理を実施する他の方法として、補助コイ
ル22として、その導体そのものが短絡されているものを
使用する方法がある。このようにすると、主コイル21に
よって生成される磁界が補助コイル中に、主コイルの磁
束の変化に対向する磁束を発生させる傾向のある電流を
誘導させる。従って、コイル22の束の中では、主コイル
21中を流れる電流と反対方向の電流が現れる。この実施
例によれば、誘導される電流は主コイル中を流れる電流
よりも大きな値に達するから、コイル21と22が直列に接
続されている場合よりも大きな南−北方向の形状寸法の
補正を行うことができる。さらに、この形式の構成で
は、コイル21と22の巻線が簡単になり、また、巻線を水
平走査フライバック電圧のような高電圧に曝すように配
置するのを避けることができる。最後に、この実施例で
は、見かけ上のL/R比が大きくなり、短絡ターンを設け
るに当たってヨークの抵抗に考慮をはらう必要はない。
次の表はコイル21と22を直列に設けたものとこの実施例
とを比較したものである。いずれの場合もコイル21、22
として同じものを使用し、このコイルを具えた偏向装置
を前述のゼニス社製の映像管に設置し、周波数が32KH
z、陽極電圧が28KV、偏向角が77゜で測定した。
─────────────────────────────────────────────────────
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(56)参考文献 特開 平３−145039（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01J 29/76
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】共通平面上に在る３個の電子銃を有する陰
極線管用の偏向装置であって、 １対の水平偏向コイルと、１対の垂直偏向コイルとを具
え、 各水平偏向コイルは、上記偏向装置の全長にわたって延
びる主偏向巻線と、この主偏向巻線の前部に配設されて
いてこの主偏向巻線の磁界と反対方向の磁界を発生する
ように給電される補助偏向巻線とを有し、 上記１対の水平偏向コイルの各コイルの前部におけるア
ンペア−ターン密度の角度に関する分布のフーリエ級数
展開の第３高調波成分の振幅が、基本波成分の振幅と実
質的に等しいかまたはそれより大であり、 上記補助偏向巻線の導体は水平偏向軸からの平均角度を
中心としてその両側に分布するように配列され、さら
に、上記平均角度は、上記主偏向巻線によって生成され
るアンペア−ターン密度の角度に関する分布のフーリエ
級数展開の第５高調波成分の振幅を減少させるように、
上記陰極線管の管軸に沿って、上記導体の位置の関数と
して変化すること、 を特徴とする、陰極線管用の偏向装置。
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