(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファンネル外面に偏向ヨークが装着されたカラー受像管装置であって、前記偏向ヨークを構成する水平偏向コイル、垂直偏向コイル、フェライトコアのいずれかまたはすべては、その内曲面および外曲面のいずれかまたは両方のＺ軸断面形状が、第１〜第４の各象限において単一の関数により表され、前記関数が第１象限において下記のものであることを特徴とするカラー受像管装置。
｛（Ｘ−Ｘ’）／ａ｝ｎ＋｛（Ｙ−Ｙ’）／ｂ｝ｍ＝１
（ただし、ａ、ｂ、ｎ、ｍは定数。ｎ、ｍは、Ｚ軸に沿って一定ではない。）
【請求項２】
前記ファンネルの外曲面のうち前記偏向ヨークが装着される部分のＺ軸断面が、Ｘ軸上に中心をもつ円弧と、対角軸上に中心をもつ円弧と、Ｙ軸上に中心をもつ円弧の３つの円弧の部分からなる、請求項１に記載のカラー受像管装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビジョンやコンピュータディスプレイ等に用いられるカラー受像管装置に関し、特に偏向ヨークの形状に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
インライン型カラー受像管において、偏向ヨークの偏向パワーの削減を目的として、円形ではなく角形の管軸断面形状を有するファンネルを使用したものが特公昭４８−３４３４９号公報に示されている。このように偏向ヨークが装着される部分のファンネル形状を円筒形から丸みを帯びた角形にすると、偏向ヨークの水平偏向コイルおよび垂直偏向コイルから電子ビームまでの距離を縮めることができるので、偏向パワーを削減することができる。
【０００３】
一般に、角形ファンネルの管軸断面におけるファンネル外曲面を形成する曲線は、１つの象限において３つの円弧の部分からなっている。すなわち、スクリーン面の中心を通る管軸をＺ軸、水平軸をＸ軸、垂直軸をＹ軸、スクリーン面の対角線方向の軸を対角軸とすると、任意のＺ軸断面において、Ｘ軸付近の曲線はＸ軸上に中心をもつ円弧（以下「長軸円」と呼ぶ）からなり、対角軸付近の曲線は対角軸上に中心をもつ円弧（以下「対角軸円」と呼ぶ）からなり、Ｙ軸付近の曲線はＹ軸上に中心をもつ円弧（以下「短軸円」と呼ぶ）からなる。そして、これらの３つの円が組み合わさって、全体として丸みを帯びた角形の形状を成している。したがって、角形ファンネルの外曲面のＺ軸断面形状は、長軸円、短軸円、対角軸円の半径、およびそれぞれの中心位置をパラメータとする関数により与えられる。
【０００４】
従来、このような角形ファンネルに装着される偏向ヨークについても、水平偏向コイル、垂直偏向コイルおよびフェライトコアの内曲面（ファンネル側表面）および外曲面のＺ軸断面形状は、ファンネル外曲面と同様の、長軸円、短軸円、対角軸円の３円が組み合わさった角形形状となっている。例えば、水平偏向コイルの内曲面は、ファンネル形状にほぼ沿った形状とするため、ファンネル外曲面とほぼ同一で、長軸円、短軸円、対角軸円の各半径に０〜１〔ｍｍ〕程度を加えたものとなっている。
【０００５】
図５は、従来の水平偏向コイルのあるＺ軸断面の第１象限（スクリーン側から見て）における断面形状を示す。内曲面３１を決定するパラメータは、以下の９つである。
【０００６】
長軸円の中心座標    （ＷＬ１ＬＸ，ＷＬ１ＬＹ）
長軸円の半径          ＷＲ１Ｌ
短軸円の中心座標    （ＷＬ１ＳＸ，ＷＬ１ＳＹ）
短軸円の半径          ＷＲ１Ｓ
対角軸円の中心座標  （ＷＬ１ＤＸ，ＷＬ１ＤＹ）
対角軸円の半径        ＷＲ１Ｄ
水平偏向コイルの外曲面は、磁界分布と水平偏向コイルのＺ軸断面の断面積を考慮して形状関数設計が行われる。磁界分布においては、セルフコンバーゼンス磁界のピンクッション磁界が発生できるよう、Ｘ軸に近づくに従ってコイル厚みが厚くなるような形状が必要である。そのために、長軸円の中心座標をより原点側に近づけ、水平偏向コイルのＺ軸断面での断面積が所望の銅線面積を確保できるように長軸円半径を決定する必要がある。また、短軸円方向のコイル厚みを長軸円方向厚みより薄くするように、短軸円の半径、中心位置を決定する必要がある。さらに、対角軸円は長軸円、短軸円の２つの円に接しながら、対角軸方向で適度のコイル厚みが必要である。外曲面３２を決定するパラメータは、以下の９つである。
【０００７】
長軸円の中心座標    （ＷＬ２ＬＸ，ＷＬ２ＬＹ）
長軸円の半径          ＷＲ２Ｌ
短軸円の中心座標    （ＷＬ２ＳＸ，ＷＬ２ＳＹ）
短軸円の半径          ＷＲ２Ｓ
対角軸円の中心座標  （ＷＬ２ＤＸ，ＷＬ２ＤＹ）
対角軸円の半径        ＷＲ２Ｄ
このように、ファンネル形状、磁界分布、コイルのＺ軸断面での断面積を総合的に考慮して水平偏向コイルの形状関数設計が行われる。垂直偏向コイルについても同様に、水平偏向コイル形状、磁界分布、コイルのＺ軸断面での断面積を総合的に考慮して内曲面、外曲面の短軸円、長軸円、対角軸円の半径よび各軸円の中心位置がそれぞれ決定され、コイルの形状関数設計が行われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、水平偏向コイル、垂直偏向コイルのあるＺ位置でのＺ軸断面形状は長軸円、短軸円、対角軸円の３つの円が組み合わさって、角形形状を成しているため、３つの円の半径と中心位置の関数をそれぞれ内曲面、外曲面について決定しなければならない。一つのコイルで１８個ものパラメータが必要であるため設計が繁雑であり、円形断面の円錐形状ファンネルに比べて設計工数が大幅に増大するという問題点を有していた。
【０００９】
また、３つの円のつなぎ部を滑らかにしなければならないため、設計に複雑さが加わるばかりか、３つの円のつなぎ部では、各円におけるものと同様のなめらかさを得るには限界があるという問題点も有していた。
【００１０】
しかも、このような設計を、水平偏向コイルの内外曲面、垂直偏向コイルの内外曲面、フェライトコアの内外曲面の各々についてしなければならず、その労力は膨大なものであった。
【００１１】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、少ない設計パラメータで、容易に、早く、ミスがおこりにくく、所望の磁界分布およびコイル断面積を実現でき、コイル設計の工数およびその精度を大幅に改善でき、かつ、なめらかなコイル曲面を実現でき、コイル巻線がスムーズに行われ、バラツキの少ない高品質のカラー受像管を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のカラー受像管装置は、ファンネル外面に偏向ヨークが装着されたカラー受像管装置であって、前記偏向ヨークを構成する水平偏向コイル、垂直偏向コイル、フェライトコアのいずれかまたはすべては、その内曲面および外曲面のいずれかまたは両方のＺ軸断面形状が、第１〜第４の各象限において単一の関数により表され、前記関数が第１象限において下記のものであることを特徴とする（請求項１）。
｛（Ｘ−Ｘ’）／ａ｝ｎ＋｛（Ｙ−Ｙ’）／ｂ｝ｍ＝１
（ただし、ａ、ｂ、ｎ、ｍは定数。ｎ、ｍは、Ｚ軸に沿って一定ではない。）
【００１４】
また、請求項１に記載のカラー受像管装置において、前記ファンネルの外曲面のうち前記偏向ヨークが装着される部分のＺ軸断面が、Ｘ軸上に中心をもつ円弧と、対角軸上に中心をもつ円弧と、Ｙ軸上に中心をもつ円弧の３つの円弧の部分からなるものである（請求項２）。
【００１５】
本発明は上記の構成により、従来より少ない設計パラメータで、容易に、早く、ミスがおこりにくく、所望の磁界分布およびコイル断面積を実現でき、コイル設計の工数およびその精度を大幅に改善でき、かつ、なめらかなコイル曲面を実現でき、コイル巻線がスムーズに行われ、バラツキの少ない高品質のカラー受像管を実現できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明のカラー受像管装置を示す。カラー受像管装置１は、内面に蛍光体スクリーン面２が形成された前面パネル３とファンネル４とが外囲器を構成し、ファンネル４のネック部５内に電子銃６が設置され、ファンネル４の外面に偏向ヨーク７が装着される。
【００１８】
図２は、偏向ヨーク７の側面断面を示す。偏向ヨーク７は、ファンネル４の外曲面に沿って設けられた水平偏向コイル１０、水平偏向コイル１０の外側に設けられた垂直偏向コイル１１、水平偏向コイル１０と垂直偏向コイル１１とを絶縁する絶縁枠１２、垂直偏向コイル１１の外側に設けられたフェライトコア１３と、電子銃側に設けられた補正コイル１４とからなる。
【００１９】
図３は、偏向ヨーク７が備える水平偏向コイル１０のＺ軸断面を示す。水平偏向コイル１０は、内曲面３１と外曲面３２によりコイルが形作られている。
【００２０】
以下、４６〔ｃｍ〕（１９インチ）、１００度偏向のカラー受像管装置に本発明を適用したものを例にとって説明する。
【００２１】
カラー受像管のレファレンスライン８から電子銃側へ２０〔ｍｍ〕の位置（Ｚ＝−２０）におけるＺ軸断面の、第１象限の形状について考える。ここで「レファレンスライン」とは、図１に示すように、電子ビーム９の偏向角度θを決定する基準位置をいい、蛍光体スクリーン面２の寸法（４６〔ｃｍ〕）と偏向角度θ（１００〔゜〕）とから一義的に決まる位置である。この位置でのファンネル４の外曲面は、以下の９つのパラメータにより表される（単位〔ｍｍ〕）。
【００２２】
長軸円の中心座標  （ＷＬ１ＬＸ，ＷＬ１ＬＹ）＝（−４．３８３４７，０）
長軸円の半径        ＷＲ１Ｌ＝２１．０９３２６
短軸円の中心座標  （ＷＬ１ＳＸ，ＷＬ１ＳＹ）＝（０，−６．３６４２２）
短軸円の半径        ＷＲ１Ｓ＝２２．２０３８２
対角軸円の中心座標（ＷＬ１ＤＸ，ＷＬ１ＤＹ）＝（５．８０６６５，４．３５６６４）
対角軸円の半径      ＷＲ１Ｄ＝１０．０１０９
このようなファンネル４の外曲面に沿うように、水平偏向コイル１０の内曲面３１を関数
｛（Ｘ−Ｘ’）／ａ｝ｎ＋｛（Ｙ−Ｙ’）／ｂ｝ｍ＝１  ・・・▲１▼
で表すとすると、各パラメータは以下のようになる。
【００２３】
Ｘ’＝Ｙ’＝０
ａ＝１６．７０９７９
ｂ＝１５．８３９６０
ｎ＝２．３５
ｍ＝２．３５
次に、これらのパラメータの求め方について説明する。
【００２４】
Ｘ’およびＹ’は、ファンネル４のＺ軸と偏向ヨーク７の中心軸とを一致させる場合は、Ｘ’＝Ｙ’＝０である。
【００２５】
ａおよびｂは、ファンネル４の外曲面上のＸ軸切片ａ’とＹ軸切片ｂ’に対応して決定されるが、ファンネル４と偏向ヨーク７との組み合わせ裕度を考慮して、
ａ＝ａ’＋α
ｂ＝ｂ’＋α
とする（ただし、α＝０〜１．０〔ｍｍ〕）。上記の値はα＝０の場合であり、
ａ＝−４．３８３４７＋２１．０９３２６＋０＝１６．７０９７９
ｂ＝−６．３６４２２＋２２．２０３８２＋０＝１５．８３９６０
として求められる。
【００２６】
ｎおよびｍは、対角軸方向のＺ軸断面中心Ｏからの距離を決定するパラメータであり、ファンネル４の対角軸方向の外曲面に沿うように決定される。具体的には、上記のように決定されたａ、ｂを用い、適当なｎ、ｍを与えてコンピュータで曲線を作図し、ｎ、ｍを少しずつ変えながらファンネル外曲面に最もよくフィットする曲線を目視により見出すことにより、ｎとｍを決定する。
【００２７】
次に、水平偏向コイル１０の外曲面３２をァ式で表す場合の、パラメータの決定方法について説明する。内曲面３１の場合には上述したように単純にファンネル４の外曲面に沿う形状とすればよいのに対して、外曲面３２の場合には偏向コイルの特性面からの要請に応える設計が必要となる。
【００２８】
ａ、ｂは、曲線とＸ軸、Ｙ軸との交点をそれぞれ表す。したがって、ａを大きくとることにより、水平偏向コイル１０のピンクッション磁界を強調させるために必要なコイル厚みを確保することができる。逆に、ｂはａよりも小さく設定する。
【００２９】
ｎ、ｍは、対角軸方向のＺ軸断面中心Ｏからの距離を決定するパラメータである。ｎ、ｍが大きければ、中心Ｏからコイル対角部までの距離は大きくなる。ファンネル４の外曲面に沿わせながらも、対角軸方向の高次磁界歪を低減調整するため、この部分のコイル厚みを小さくするようにｎ、ｍを決定する。具体的な求め方は内曲面３１の場合と同様である。
【００３０】
このように、水平偏向コイル１０の外曲面３２についてはパラメータａ、ｂ、ｎ、ｍを適宜調整することにより最適な曲面を得ることができる。以下にパラメータの一例を示す。
【００３１】
Ｘ’＝Ｙ’＝０
ａ＝２０．５３１６７
ｂ＝１８．８２９６７
ｎ＝２．２５
ｍ＝２．２５
表１および図４は、水平偏向コイル１０の外曲面３２について、従来のものと本発明とを比較した一例である。
【００３２】
【表１】
0003565057.tif 000002
【００３３】
表１に示すように、従来の曲線が９つのパラメータで表されるのに対し、本発明は６つ、Ｘ’とＹ’を除けば実質４つのパラメータで表される。また、図４中、曲線４１（実線）が本発明の曲線を示し、曲線４２（破線）が従来の曲線を示している。３つの円を組み合わせた従来のものより、単一の関数で表される本発明の方が曲線がなめらかなものとなっていることがわかる。
【００３４】
Ｚ＝−２０と同様にして、Ｚ＝−１０、０、１０の各位置におけるパラメータを求めた結果を表２に示す。
【００３５】
【表２】
0003565057.tif 000003
【００３６】
そして、Ｚ軸方向の関数としてａ（Ｚ）、ｂ（Ｚ）、ｎ（Ｚ）を作成することでコイル形状全体を決定できる。上記４点のパラメータを用い、コンピュータを用いて多項式にフィッティングした一例を示す。
【００３７】
0003565057.tif 000004
ただし、各定数は表３に示すとおりである。
【００３８】
【表３】
0003565057.tif 000005
【００３９】
なお、▲１▼式においてパラメータＸ’、Ｙ’は曲線を管軸から偏心させる場合に用いるパラメータであり、偏向ヨーク７の中心軸とファンネル４の管軸とをずらす場合に０以外の値をとる。これらを用いても合計５つのパラメータでコイルを設計することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、偏向ヨークの設計の工数およびその精度を大幅に向上させ、さらに、なめらかなコイル曲面を描かせて巻線バラツキを少なくすることができ品質の優れたカラー受像管を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカラー受像管装置の側面図
【図２】同じくファンネルおよび偏向ヨークの側面断面図
【図３】同じく水平偏向コイルのＺ軸断面図
【図４】水平偏向コイル外曲面の第１象限におけるＺ軸断面図
【図５】従来の水平偏向コイルのＺ軸断面図
【符号の説明】
１  カラー受像管装置
４  ファンネル
７  偏向ヨーク
１０  水平偏向コイル
３１  内曲面
３２  外曲面
【図１】
0003565057.tif 000006
【図２】
0003565057.tif 000007
【図３】
0003565057.tif 000008
【図４】
0003565057.tif 000009
【図５】
0003565057.tif 000010