(57)【要約】      （修正有）【課題】  略斉一な水平偏向磁界に４極磁界を付加したカラー受像管装置において、ＰＱＨミスコンバーゼンスを簡単な構成でコスト及び消費電力を増大させずに抑制する。【解決手段】  一対のコマ収差補正コイル及び一対のＹＨ補正コイルがフェライトコアより電子銃側に上下に配置されており、垂直偏向磁界と同じ方向の磁界を発生する一対の垂直補助コイルがフェライトコアより電子銃側に左右に配置されている。水平偏向コイル６は第１コイル６１とこの内周側の第２コイル６２とを有する。第２コイル６２の有効部６２ｂは管軸を中心として垂直軸に対して±４５°の範囲内に配置され、第２コイル６２のベンド部６２ａはフェライトコアのスクリーン側端よりスクリーン側に１０ｍｍ離れた位置より電子銃側に配置される。【選択図】  図２
2006100256.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に蛍光体スクリーンが形成された前面パネル及びファンネルからなる外囲器と、前記ファンネルのネック部内に設けられた電子銃とを有するカラー受像管と、
前記ファンネルの外周面上に搭載され、前記電子銃からインライン状に放射された３本の電子ビームに対して水平偏向磁界及び垂直偏向磁界を作用させて前記３本の電子ビームを水平方向及び垂直方向に偏向させる偏向ヨークと
を備えたカラー受像管装置であって、
前記偏向ヨークは、フェライトコアと、前記水平偏向磁界を発生する水平偏向コイルと、前記垂直偏向磁界を発生する垂直偏向コイルと、前記水平偏向コイルと前記垂直偏向コイルとを絶縁する絶縁枠とを有し、
前記水平偏向磁界は略斉一な磁界分布を有し、
前記３本の電子ビームの軌道は、管軸方向において前記フェライトコアの電子銃側端の位置にて、いずれも管軸に略平行であり、
前記フェライトコアの電子銃側端付近から前記蛍光体スクリーンまでの間に前記３本の電子ビームに作用する４極磁界を発生する４極磁界発生手段が設けられており、
前記４極磁界は、前記３本の電子ビームが前記蛍光体スクリーンのいずれの箇所に到達する場合でも前記３本の電子ビームを水平方向に集束させる水平集束作用を有し、且つ、前記３本の電子ビームが水平方向において前記蛍光体スクリーンの中央から外周端側に偏向されるにしたがって前記水平方向集束作用が徐々に弱まるような磁界分布を有し、
コマ収差を補正する一対のコマ収差補正コイルと、ＹＨ補正を行う一対のＹＨ補正コイルと、前記コマ収差補正コイル及び前記ＹＨ補正コイルが巻回された一対の磁性体コアとが、管軸方向において前記フェライトコアより電子銃側の位置に、垂直方向に前記ネック部をはさんで配置されており、
前記垂直偏向磁界と同じ方向の磁界を発生する一対の垂直補助コイルが、管軸方向において前記フェライトコアより電子銃側の位置に、水平方向に前記ネック部をはさんで配置されており、
前記水平偏向コイルは、第１コイルと、前記第１コイルの巻線より内周側に配置された巻線よりなり、管軸を中心として垂直軸に対して±４５°の範囲内に偏向に寄与する有効部を有する第２コイルとを有し、
垂直軸を横切る前記第２コイルの大径側のベンド部は、管軸方向において、前記フェライトコアの前記蛍光体スクリーン側端より前記蛍光体スクリーン側に１０ｍｍ離れた位置より前記電子銃側に配置されており、
前記第１コイルと前記第２コイルとは直列に接続され、前記第１コイルのベンド部及び前記第２コイルの前記ベンド部には、管軸に沿って見たとき同方向の水平偏向電流が流れる
ことを特徴とするカラー受像管装置。
【請求項２】
前記垂直補助コイルは磁性体コアに巻回されている請求項１に記載のカラー受像管装置。
【請求項３】
前記水平偏向コイルのスクリーン側端と前記垂直偏向コイルのスクリーン側端とは、管軸方向において１５ｍｍ以上離れている請求項１又は２に記載のカラー受像管装置。
【請求項４】
前記４極磁界発生手段を複数備え、その少なくとも一つは前記フェライトコアの電子銃側端付近に配置され、他の少なくとも一つは前記フェライトコアと前記蛍光体スクリーンとの間に配置されている請求項１〜３のいずれかに記載のカラー受像管装置。
【請求項５】
前記フェライトコアの管軸に垂直な断面において、前記フェライトコアの内面及び外面は、管軸方向の位置にかかわらず、実質的に管軸を中心とした円形である請求項１〜４のいずれかに記載のカラー受像管装置。
【請求項６】
前記４極磁界発生手段がマグネットからなる請求項１〜５のいずれかに記載のカラー受像管装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テレビジョンまたは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する。
【背景技術】
【０００２】
インライン型電子銃を備えるカラー受像管装置では、電子銃から放出される３本の電子ビームを画面全域でコンバーゼンスさせる手段として偏向磁界に分布をもたせるセルフコンバーゼンスシステムが一般的に普及している。具体的には、水平偏向磁界を、水平方向の偏向量が大きくなるにしたがって磁界強度が強くなるようなピンクッション型の磁界分布とし、垂直偏向磁界を、垂直方向の偏向量が大きくなるにしたがって磁界強度が弱くなるようなバレル型の磁界分布とする。このようなセルフコンバーゼンスシステムでは、主に水平偏向磁界がピンクッション型であることに起因して、電子ビームスポットの形状が画面周辺で歪んでしまい、解像度の劣化を招く。
【０００３】
これに対し、特許文献１に比較的簡単な構成で電子ビームスポット形状の歪を抑制し、解像度の向上が図られたカラー受像管装置が開示されている。以下にその概要を述べる。
【０００４】
このカラー受像管装置では、水平偏向磁界は略斉一磁界とされ、且つ、管軸方向において、偏向ヨークのフェライトコアの電子銃側端の位置において、３本の電子ビーム軌道がそれぞれ管軸に対し略平行とされ、且つ、３本の電子ビームを水平方向において集束させる水平集束作用をもつ４極磁界を発生するコイルがフェライトコアの電子銃側端から蛍光体スクリーンまでの領域に配置される。
【０００５】
このような構成によれば、略斉一な水平偏向磁界により、ビームスポット形状の歪を抑制できる。また、コイルが発生する４極磁界の垂直方向成分の磁束密度Ｂｙの水平方向分布が、図１６に示すように、水平方向の中央部から両外側に行くにしたがって徐々に弱くなる分布を有していることにより、３本の電子ビームを蛍光体スクリーンの全域でコンバーゼンスさせることが可能となる。これは、特許文献２に記載された、斉一水平偏向磁界下で水平偏向周期に同期して強度が変化する磁界を発生する補正コイルを用いるダイナミックコンバーゼンス技術と比べて、高周波の水平偏向電流波形を利用しないので、簡単な回路構成でコンバーゼンスを実現できる。
【０００６】
以上のように、特許文献１のカラー受像管装置では、略斉一な水平偏向磁界によりビームスポット形状の歪みを抑制でき、水平方向の解像度の向上を図ることができる。また、上記４極磁界は磁界レンズの働きを有しており、この磁界レンズを蛍光体スクリーンにより近い位置に配置すると、磁界レンズの倍率を小さくすることができるので、解像度に有利である。
【０００７】
ところが、特許文献１に記載されているような、略斉一な水平偏向磁界に４極磁界を付加したシステムを設計したとき、単純に４極磁界の強度を強めて上下のラスターのピンクッション歪を最適化しようとすると、４極磁界によるコンバーゼンスヘの副作用として、図１７に示すような、ラスターのコーナー部においてＲ（赤）の縦線がＢ（青）の縦線に対して右側にずれたパターンを示す、ＰＱＨと呼ばれるミスコンバーゼンスが発生する。
【０００８】
ＰＱＨミスコンバーゼンスを最適化するためには、水平偏向コイル及び垂直偏向コイルの巻線分布を変更するだけでは困難であり、これに対して種々の補正手段が提案されている。例えば、可飽和リアクタを用いた補正回路を設ける方法（特許文献３）、補助コイルを用いる方法（特許文献４）、及びマグネットを用いて電子ビーム軌道を修正する方法（特許文献５）が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−２９７２６１号公報
【特許文献２】特開２００１−４３８１５号公報
【特許文献３】特開２００１−２３５４１号公報
【特許文献４】特公平７−３１９８９号公報
【特許文献５】特開平１０−２４１６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、特許文献３，４の方法によりＰＱＨ補正を行うと、補正回路と補正コイルを設ける必要があるので、コスト高となり、補正回路によって消費電力が増加し、さらに回路構成が複雑になるなどの問題があった。また、特許文献５の方法によりＰＱＨ補正を行うと、補正マグネットを設ける必要があるので、同様にコスト高となり、さらに水平軸上縦線ミスコンバーゼンスＸＨが新たに発生するという問題があった。
【００１０】
本発明は、特許文献１に記載された簡易な構成で電子ビームスポット形状の歪を抑制する技術を実用化する上で課題となるＰＱＨミスコンバーゼンスを、簡単な構成で、コスト及び消費電力の増大を招くことなく抑制し、その結果、安価で、フォーカス性能及びコンバーゼンス性能に優れたカラー受像管装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のカラー受像管装置は、内面に蛍光体スクリーンが形成された前面パネル及びファンネルからなる外囲器と、前記ファンネルのネック部内に設けられた電子銃とを有するカラー受像管と、前記ファンネルの外周面上に搭載され、前記電子銃からインライン状に放射された３本の電子ビームに対して水平偏向磁界及び垂直偏向磁界を作用させて前記３本の電子ビームを水平方向及び垂直方向に偏向させる偏向ヨークとを備える。
【００１２】
前記偏向ヨークは、フェライトコアと、前記水平偏向磁界を発生する水平偏向コイルと、前記垂直偏向磁界を発生する垂直偏向コイルと、前記水平偏向コイルと前記垂直偏向コイルとを絶縁する絶縁枠とを有する。前記水平偏向磁界は略斉一な磁界分布を有する。
【００１３】
前記３本の電子ビームの軌道は、管軸方向において前記フェライトコアの電子銃側端の位置にて、いずれも管軸に略平行である。
【００１４】
前記フェライトコアの電子銃側端付近から前記蛍光体スクリーンまでの間に前記３本の電子ビームに作用する４極磁界を発生する４極磁界発生手段が設けられている。前記４極磁界は、前記３本の電子ビームが前記蛍光体スクリーンのいずれの箇所に到達する場合でも前記３本の電子ビームを水平方向に集束させる水平集束作用を有し、且つ、前記３本の電子ビームが水平方向において前記蛍光体スクリーンの中央から外周端側に偏向されるにしたがって前記水平方向集束作用が徐々に弱まるような磁界分布を有する。
【００１５】
コマ収差を補正する一対のコマ収差補正コイルと、ＹＨ補正を行う一対のＹＨ補正コイルと、前記コマ収差補正コイル及び前記ＹＨ補正コイルが巻回された一対の磁性体コアとが、管軸方向において前記フェライトコアより電子銃側の位置に、垂直方向に前記ネック部をはさんで配置されている。
【００１６】
前記垂直偏向磁界と同じ方向の磁界を発生する一対の垂直補助コイルが、管軸方向において前記フェライトコアより電子銃側の位置に、水平方向に前記ネック部をはさんで配置されている。
【００１７】
前記水平偏向コイルは、第１コイルと、前記第１コイルの巻線より内周側に配置された巻線よりなり、管軸を中心として垂直軸に対して±４５°の範囲内に偏向に寄与する有効部を有する第２コイルとを有する。
【００１８】
垂直軸を横切る前記第２コイルの大径側のベンド部は、管軸方向において、前記フェライトコアの前記蛍光体スクリーン側端より前記蛍光体スクリーン側に１０ｍｍ離れた位置より前記電子銃側に配置されている。
【００１９】
前記第１コイルと前記第２コイルとは直列に接続され、前記第１コイルのベンド部及び前記第２コイルの前記ベンド部には、管軸に沿って見たとき同方向の水平偏向電流が流れる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、略斉一な水平偏向磁界に４極磁界を付加したカラー受像管装置において、ＰＱＨのミスコンバーゼンスを、コストや消費電力を増大させることなく、また、ＰＱＨのミスコンバーゼンスと相補の関係にある上下のラスターのピンクッション歪を増大させることなく、補正することが可能となり、比較的簡単な構成でフォーカス性能及びコンバーゼンス性能に優れた高解像度のカラー受像管装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を、一実施例として、対角方向画面サイズ８６ｃｍ、アスペクト比１６：９、偏向角１０２°の平面スクリーンを有するカラー受像管装置の例を併記しながら、詳細に説明する。
【００２２】
図１は本発明の一実施形態に係るカラー受像管装置の外観図である。
【００２３】
カラー受像管装置は、内面に蛍光体スクリーン（図示せず）が形成された前面パネル１及びファンネル２とからなる外囲器と、ファンネル２のネック部２ａ内に設けられた電子銃３とを有するカラー受像管と、ファンネル２の外周面上に搭載された偏向ヨーク４と、コンバーゼンスヨーク５とを備える。電子銃３は、水平方向にインライン状に配置された３つの陰極を含み、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に対応する３本の電子ビームを発する。
【００２４】
以下の説明の便宜のために、管軸をＺ軸、Ｚ軸と直交する水平方向軸をＸ軸、Ｘ軸及びＺ軸と直交する垂直方向軸をＹ軸とするＸＹＺ直交座標系を設定する。カラー受像管装置のリファレンスライン（ＲＬ）の位置をＺ軸の原点（Ｚ＝０の位置）とし、蛍光体スクリーン側をＺ軸の正の側とする。ここで、リファレンスラインとは、Ｚ軸に垂直な仮想の基準線であり、このＺ軸上の位置はカラー受像管装置の幾何学的な偏向中心位置と一致する。また、蛍光体スクリーン側からカラー受像管装置を見たとき、右側をＸ軸の正の側とし、上側をＹ軸の正の側とする。
【００２５】
図２は偏向ヨーク４の外観を示した概略斜視図、図３は偏向ヨーク４を小径側から見た背面図である。また、図４は、上記実施例に係る偏向ヨーク４のＺ軸を通る垂直方向面（ＹＺ面）に沿った片断面図である。偏向ヨーク４のＹＺ面における断面形状はＺ軸を挟んで略対称であるので図４ではＺ軸より上側のみを図示している。図５は図４のＺ＝−３５ｍｍの位置でのＶ−Ｖ線に沿った偏向ヨーク４の矢視断面図、図６は、図４のＺ＝＋５ｍｍの位置でのVI−VI線に沿った偏向ヨーク４の矢視断面図である。図４、図５、及び図６では、偏向ヨーク４以外の部材、例えばファンネル２は図示を省略している。
【００２６】
偏向ヨーク４は、３本の電子ビームに対して水平偏向磁界を作用させて前記３本の電子ビームを水平方向に偏向させるサドル型の水平偏向コイル６と、３本の電子ビームに対して垂直偏向磁界を作用させて前記３本の電子ビームを垂直方向に偏向させる垂直偏向コイル７と、水平偏向コイル６と垂直偏向コイル７とを絶縁する絶縁枠８と、フェライトコア９とを備える。更に、偏向ヨーク４は、電子銃側４極マグネット１５と、スクリーン側４極マグネット１６と、コマ収差補正コイル１２と、ＹＨ補正コイル１３と、垂直補助コイル１４とを備える。
【００２７】
本発明は、上述した特許文献１に開示された略斉一な水平偏向磁界に４極磁界を付加したシステムについて更に検討を加え、各種構成部品の配置及び形状を見直した。これを上記実施例を用いて以下に詳述する。
【００２８】
本発明のカラー受像管装置は、特許文献１に開示されたカラー受像管装置と同様に、水平偏向コイル６で略斉一な水平偏向磁界分布を形成し、３本の電子ビーム軌道を、Ｚ軸方向においてフェライトコア９の電子銃側端の位置（Ｚ＝−３０ｍｍの位置）にて、いずれもＺ軸に略平行とし、電子銃側４極マグネット１５とスクリーン側４極マグネット１６とでＸ軸上のコンバーゼンスを実現する。
【００２９】
略斉一な水平偏向磁界分布について説明する。Ｚ軸上の点のＸ軸座標値及びＹ軸座標値をそれぞれ０とするとき、水平偏向磁界のＹ軸方向成分の磁束密度Ｂｈ（ｘ，ｚ）は、Ｚ軸からのＸ軸方向の変位ｘとＺ軸座標ｚとを変数として以下の式（１）で表される。
【００３０】
Ｂｈ（ｘ，ｚ）＝Ｂｈ0（ｚ）＋Ｂｈ2（ｚ）・ｘ2    ・・・（１）
式（１）において、Ｂｈ0（ｚ）は、Ｚ軸上における水平偏向磁界のＹ軸方向成分の磁束密度であり、ｚの関数である。また、Ｂｈ2（ｚ）は２次歪係数と呼ばれ、やはりｚの関数であり、これがｘ2の係数となっている。
【００３１】
ｚの値にかかわらずＢｈ2（ｚ）＝０である場合には、Ｂｈ（ｘ，ｚ）はｘの値とは無関係にｚの値により決まる。このような水平偏向磁界分布を完全斉一であるという。
【００３２】
ただし、コイル設計によってこのような完全斉一磁界を実現することは容易ではなく、完全斉一磁界を実現しようとしても実際にはＢｈ2（ｚ）が僅かながらも何らかの成分を有してしまう。本発明では、Ｚ軸上の磁束密度分布Ｂｈ0（ｚ）の最大値を１とし、ｘの単位を「ｍｍ」とした場合に、水平偏向コイル６のＺ軸方向長さの少なくとも７５％の領域において下記式（２）を満足する磁界分布を略斉一とする。
【００３３】
−１×１０-4≦Ｂｈ2（ｚ）≦１×１０-4（１／ｍｍ2）    ・・・（２）
図４に示されているように、Ｚ軸方向において、水平偏向コイル６はＺ＝−５５ｍｍ〜＋３６ｍｍの範囲を占めるサドル型コイルであり、垂直偏向コイル７はＺ＝−５０ｍｍ〜＋１６ｍｍの範囲を占めるサドル型コイルである。フェライトコア９はＺ＝−３０ｍｍ〜＋４ｍｍの範囲を占める。
【００３４】
図４に示すように、電子銃側４極マグネット１５は、Ｚ軸方向においては、フェライトコア９の電子銃側端付近に配置される。具体的には、フェライトコア９の電子銃側端の位置（Ｚ＝−３０ｍｍの位置）より電子銃３側である、Ｚ＝−４０ｍｍ〜−３０ｍｍの範囲を占める。図５に示すように、電子銃側４極マグネット１５は、垂直偏向コイル７と絶縁枠８との間であって、ファンネル２のネック部２ａを上下に挟み、且つＹＺ面と交差するように一対配置されている。電子銃側４極マグネット１５は、厚み（Ｙ軸方向寸法）１．５ｍｍ、Ｘ軸方向寸法１５ｍｍ、Ｚ軸方向寸法１０ｍｍのシート状の、鉄サマリウム系マグネットである。一対の電子銃側４極マグネット１５のＸ軸方向の両端は、図５に示すように着磁されており、ファンネル２内の３本の電子ビームに対して４極磁界を印加する。
【００３５】
種々の実験から、Ｚ軸方向において、フェライトコア９の電子銃側端付近を基点として、詳しくはフェライトコア９の電子銃側端から電子銃側に１０ｍｍの位置（Ｚ＝−４０ｍｍの位置）を基点として、この基点から蛍光体スクリーンまでの領域内に４極磁界を発生する４極磁界発生手段を配置すればよいことがわかった。
【００３６】
スクリーン側４極マグネット１６は、図４に示すように、Ｚ軸方向においては、フェライトコア９と蛍光体スクリーンとの間に配置される。具体的には、フェライトコア９の蛍光体スクリーン側端の位置（Ｚ＝＋４ｍｍ）より蛍光体スクリーン側である、Ｚ＝＋４ｍｍ〜＋１１ｍｍの範囲を占める。スクリーン側４極マグネット１６は、図６に示すように、Ｘ軸方向寸法５２ｍｍ、Ｙ軸方向寸法８．５ｍｍ、Ｚ軸方向寸法７ｍｍの直方体状の、フェライト焼結マグネットである。スクリーン側４極マグネット１６は、絶縁枠８を上下に挟み、且つＹＺ面と交差するように一対配置されている。一対のスクリーン側４極マグネット１６のＸ軸方向の両端は、図６に示すように着磁されており、ファンネル２内の３本の電子ビームに対して４極磁界を印加する。
【００３７】
電子銃側４極マグネット１５及びスクリーン側４極マグネット１６が発生する４極磁界は、いずれも図１６に示した特許文献１の４極磁界と同様に、その垂直方向成分の磁束密度Ｂｙが、水平方向の中央部から両外側に行くにしたがって徐々に弱くなる水平方向分布を有している。従って、この４極磁界は、３本の電子ビームが蛍光体スクリーンのいずれの箇所に到達する場合でも３本の電子ビームを水平方向に集束させる水平集束作用を有し、且つ、３本の電子ビームが水平方向において蛍光体スクリーンの中央から外周端側に偏向されるにしたがってその水平方向集束作用が徐々に弱くなる。これにより、水平軸上のコンバーゼンスが可能になる。
【００３８】
更に、スクリーン側４極マグネット１６は、上記の配置により、水平軸上のコンバーゼンスに加えて上下のラスターのピンクッション歪を補正する作用も有している。
【００３９】
なお、４極磁界を発生する４極磁界発生手段は、本実施形態のように２つである必要はなく、１つあるいは３以上であってもよい。また、マグネットではなく、コイルであってもよいが、マグネットであると、電力供給が不要になり、消費電力を抑えることができるので好ましい。
【００４０】
次に、コマ収差補正コイル１２、ＹＨ補正コイル１３、及び垂直補助コイル１４について説明する。図７は、垂直偏向コイル７、コマ収差補正コイル１２、ＹＨ補正コイル１３、及び垂直補助コイル１４の回路図である。ＹＺ面に対して両側に１個ずつ配された垂直偏向コイル７がダンピングのための１ｋΩの並列抵抗をともなって直列接続され、これらに一対のコマ補正コイル１２が直列接続される。さらに互いに逆極性のダイオードとそれぞれ接続された一対のＹＨ補正コイル１３が互いに並列接続されてＹＨ補正回路を構成し、これに一対の垂直補助コイル１４が直列接続されている。
【００４１】
コマ収差補正コイル１２及びＹＨ補正コイル１３は、いずれも磁性材料からなるＵ字型のコア２１に巻回されて、図３に示されているように垂直方向にファンネル２のネック部２ａを挟んでＸＺ面の両側に各１つずつ配置されている。Ｕ字型のコア２１は、Ｚ軸方向には図４に示されているようにフェライトコア９より電子銃側であるＺ＝−６７ｍｍ〜−６５ｍｍの範囲に配置されている。
【００４２】
コマ収差補正コイル１２は、垂直偏向コイル７が発生する垂直偏向磁界と同方向の磁界を発生して、図８に示すＶＣＲのミスコンバーゼンス（垂直コマ収差）を補正する。
【００４３】
ＹＨ補正コイル１３は、ダイオードの整流作用を利用して、偏向方向によらず一定の極性の４極磁界を垂直偏向磁界と同期し且つ強弱をつけて発生して、図９に示すＹＨのミスコンバーゼンスを補正する。
【００４４】
垂直補助コイル１４は、磁性材料からなる柱状（外径５ｍｍ×長さ２０ｍｍ）のＩ字型コア２２に巻回されて、図３に示されているように水平方向にファンネル２のネック部２ａを挟んでＹＺ面の両側に各１個ずつ配置されている。Ｉ字型コア２２は、Ｚ軸方向には図４に示されているようにフェライトコア９より電子銃側であるＺ＝−６１ｍｍ〜−５９ｍｍの範囲に配置されている。垂直補助コイル１４は、垂直偏向コイル７が発生する垂直偏向磁界と同一方向の垂直補助磁界を発生する。垂直補助コイル１４が磁性材料からなるＩ字型コア２２に巻回されていることにより、垂直偏向電力を低減できる。
【００４５】
Ｚ軸方向において、電子銃から射出された電子ビームが垂直偏向コイル７が占める領域に到達するまでに、電子ビームを垂直方向に偏向することを垂直予備偏向と呼ぶと、コマ収差補正コイル１２と垂直補助コイル１４は電子ビームを垂直予備偏向する。
【００４６】
次に略斉一な水平偏向磁界に４極磁界を付加したシステムが有する課題を本発明がどのように解決したかについて、以下に詳細に説明する。
【００４７】
略斉一な水平偏向磁界と４極磁界とを組み合わせたシステムを実現する場合、図１７にて説明したように赤（Ｒ）が青（Ｂ）に対して右側にずれたＰＱＨのミスコンバーゼンスが発生する。この理由を説明する。
【００４８】
電子銃側４極マグネット１５及びスクリーン側４極マグネット１６の各４極磁界により、３本の電子ビームの垂直方向の偏向量が大きくなるに従って、両外側の電子ビームは互いに接近する方向に偏向される。即ち、電子銃側４極マグネット１５及びスクリーン側４極マグネット１６は、図９に示すＹＨのミスコンバーゼンスを増大させる。
【００４９】
ＹＨ補正コイル１３は、垂直偏向磁界と同期した４極磁界を発生して、上記４極マグネット１５，１６が発生する４極磁界をキャンセルすることにより、このＹＨのミスコンバーゼンスを補正する。しかしながら、画面のＹ軸方向端部に達する電子ビームの軌道長より、対角軸方向端部に達する電子ビームの軌道長の方が長いので、Ｙ軸上において図９に示すＹＨのミスコンバーゼンスを適切に補正すると、対角軸方向端部で補正過剰となり、図１７に示す赤（Ｒ）が青（Ｂ）に対して右側にずれたＰＱＨのミスコンバーゼンスが発生する。
【００５０】
このＰＱＨのミスコンバーゼンスを抑制するためには、垂直偏向磁界のバレル磁界を強めてＹＨ補正コイル１３による補正なしの状態でＹＨのミスコンバーゼンスを小さくしてやればよい。そうすればＹＨ補正コイル１３による補正量を小さくすることができるので、ＰＱＨのミスコンバーゼンスを抑制できる。しかしながら、この方法では、垂直偏向磁界のバレル磁界を強めることにより、図１０に示す上下のラスターのピンクッション歪が増大する。
【００５１】
本発明ではＹＨ補正コイル１３による補正量を増大させずに上下のラスターのピンクッション歪を補正する手段の一つとして、垂直補助コイル１４により、垂直予備偏向磁界を発生させている。垂直予備偏向磁界による上下のラスターのピンクッション歪の補正原理を図１１を用いて説明する。
【００５２】
図１１において、Ｐは垂直予備偏向磁界が印加されたときに画面対角軸端へ向かう電子ビーム軌道を示し、Ｎは垂直予備偏向磁界がないときに画面対角軸端へ向かう電子ビーム軌道を示す。図１１では、ＹＺ面に投影された電子ビーム軌道Ｐ，Ｎを示しているが、実際には電子ビーム軌道Ｐ，Ｎに沿って進む電子ビームはいずれも紙面の手前から裏側に向かう方向（Ｘ軸の正の方向）の速度成分を有している。
【００５３】
ＢＨは水平偏向磁界の磁束、ＢＺＰは電子ビーム軌道Ｐと交差する水平偏向磁束ＢＨのＺ軸方向成分、ＢＺＮは電子ビーム軌道Ｎと交差する水平偏向磁束ＢＨのＺ軸方向成分を示す。
【００５４】
垂直予備偏向磁界が印加されると、垂直方向の偏向中心は水平方向の偏向中心よりも電子銃側に移動する。その結果、偏向ヨークを通過する電子ビーム軌道の垂直方向の変位量が増大し、電子ビーム軌道はＮからＰに変化する。電子ビーム軌道Ｐ，Ｎに沿って進む電子ビームは、水平偏向磁束ＢＨのＺ軸方向成分ＢＺＰ，ＢＺＮにより、Ｙ軸方向の負の向きのローレンツ力ＦＰ，ＦＮをぞれぞれ受ける。ここで、水平偏向磁束ＢＨのＺ軸方向成分に関してＢＺＰ＞ＢＺＮであるから、ローレンツ力に関してＦＰ＞ＦＮとなる。
【００５５】
このように、画面対角軸端に向かう電子ビームに対して水平偏向磁界によりＸ軸に向かう方向のローレンツ力が作用し、このローレンツ力は図１０に示す上下のラスターのピンクッション歪を補正する。そして、このローレンツ力が大きいほど、上下のラスターのピンクッション歪の補正効果が増大する。従って、垂直予備偏向は上下のラスターのピンクッション歪の補正に寄与する。
【００５６】
上記の通りコマ収差補正コイル１２は垂直予備偏向磁界を発生するが、基本的にはコマ収差補正コイル１２は主としてＶＣＲを補正する。従って、ＶＣＲを最適補正した状態において、更に上下のラスターのピンクッション歪の補正が必要な場合には垂直補助コイル１４により垂直予備偏向磁界を発生させる必要がある。
【００５７】
本発明では、ＹＨ補正コイル１３による補正量を増大させずに上下のラスターのピンクッション歪を補正する別の手段として、図４に示すように、水平偏向コイル６のスクリーン側端と垂直偏向コイル７のスクリーン側端とのＺ軸方向距離ｄを従来より拡大することが好ましい。これにより、水平方向の偏向中心がスクリーン側に移動する。従って、垂直方向の偏向中心が水平方向の偏向中心よりも相対的に電子銃側に移動した状態が得られ、垂直予備偏向磁界を印加した場合と同じ原理により、上下のラスターのピンクッション歪を補正することができる。
【００５８】
一般には、サドルコイルの構造上、水平偏向コイル６の大径側（スクリーン側）ベンド部６１ａに対して必要な絶縁距離を隔てて垂直偏向コイル７を配置する必要があるため、上記距離ｄは、水平偏向コイル６のベンド部６１ａのＺ軸方向厚み７ｍｍと絶縁枠８の厚み１ｍｍとを加えた８ｍｍ以上である必要がある。従来は距離ｄは８〜１０ｍｍ程度である。
【００５９】
これに対して、本発明では距離ｄは１５ｍｍ以上、特に２０ｍｍ以上であることが好ましい。実施例ではｄ＝２０ｍｍとした。これにより、垂直予備偏向磁界を印加したのと同じ原理により、ＹＨ補正コイル１３による補正量を増大させずに上下のラスターのピンクッション歪を補正できる。
【００６０】
距離ｄの上限は特に制限はないが、３０ｍｍ以下であることが好ましい。距離ｄが大きすぎると、水平偏向コイル６の巻線長が極端に大きくなり、コイルの重量が大幅に増加してコスト増となるか、又は垂直偏向コイル７の巻線長が極端に短くなり、必要な垂直偏向特性を得るための垂直偏向磁界の磁界分布調整が困難になる等の問題が生じることがある。
【００６１】
以上のように、ＰＱＨのミスコンバーゼンスを抑制するために、垂直偏向磁界のバレル磁界を強めることと、ＹＨ補正コイル１３による補正量を増大させずに上下のラスターのピンクッション歪を補正することとを組み合わせることが有効である。しかし、これでもなおＰＱＨのミスコンバーゼンスを十分に解消できない。本発明はこのために、水平偏向コイル６の巻線配置を工夫している。
【００６２】
図１２（Ａ）は水平偏向コイル６の巻線配置を示した平面図、図１２（Ｂ）はその正面図である。水平偏向コイル６の巻線配置はＸＺ面に対して対称であるので、図１２（Ｂ）では、ＸＺ面に対してＹ軸の正の側の巻線のみ図示している。
【００６３】
本発明の水平偏向コイル６は、第１コイル６１と第２コイル６２とを有する。図１２（Ａ）において、第２コイル６２の巻線は第１コイル６１の巻線より内周側に配置される。
【００６４】
第１及び第２コイル６１，６２は、それぞれ、図１２（Ｂ）に示すようにＺ軸に沿って見たときＹ軸を横切り、実質的に偏向に寄与しない大径側のベンド部６１ａ，６２ａと、ベンド部６１ａ，６２ａの両端に連続し、偏向に寄与する有効部６１ｂ，６２ｂとを備える。第１コイル６１の大径側ベンド部６１ａは、Ｚ軸方向において、第２コイル６２の大径側ベンド部６２ａよりも蛍光体スクリーン側に配置されている。第１コイル６１と第２コイル６２とは直列に接続され、第１コイル６１のベンド部６１ａ及び第２コイル６２のベンド部６２ａには、Ｚ軸に沿って見たとき同方向の水平偏向電流が流れるように、水平偏向コイル６の巻線が巻回されている。
【００６５】
図１２（Ｂ）に示されているように、Ｚ軸に沿って見たとき、第２コイル６２の有効部６２ｂは、Ｚ軸を中心としてＹ軸に対して±４５°の範囲内に配置されている。これによりＰＱＨのミスコンバーゼンスを補正する。これを図１３を用いて説明する。図１３は、３本の電子ビームが画面右上のコーナー部に偏向されるときの、両外側の青及び赤に対応する電子ビームＢ，Ｒに対する第２コイル６２の有効部６２ｂが発生する磁束ＢＥの作用を示している。図示したように、電子ビームＢ，Ｒは、磁束ＢＥにより図示した向きのローレンツ力ＦＢ，ＦＲを受ける。ローレンツ力ＦＢとローレンツ力ＦＲとの矢印の向きの相違から明らかなように、Ｙ軸に近い電子ビームＢは、電子ビームＲに比べて、相対的に右向きに大きな力を受ける。この結果、赤が右となるＰＱＨのミスコンバーゼンスを補正することができる。
【００６６】
このように、第２コイル６２の有効部６２ｂを、Ｚ軸を中心としてＹ軸に対して±４５°の範囲内に配置することにより、ＰＱＨのミスコンバーゼンスを補正できる。
【００６７】
ただし、Ｚ軸を中心としてＹ軸に対して±４５°の範囲内に配置された巻線が、Ｚ軸方向において、第１コイル６１のベンド部６１ａのスクリーン側端と同じ位置まで延設されていると、上下のラスターのピンクッション歪が増加する。種々の実験により、Ｚ軸を中心としてＹ軸に対して±４５°の範囲内に配置された巻線が、Ｚ軸方向において、フェライトコア９の蛍光体スクリーン側端（実施例ではＺ＝＋４ｍｍの位置）より蛍光体スクリーン側に１０ｍｍ離れた位置（実施例ではＺ＝＋１４ｍｍの位置）より更に蛍光体スクリーン側に配置されていると、上下のラスターのピンクッション歪みが著しく増加することを確認した。従って、第２コイル６２の大径側のベンド部６２ａは、フェライトコア９の蛍光体スクリーン側端より蛍光体スクリーン側に１０ｍｍ離れた位置より電子銃側に配置されていることが、上下のラスターのピンクッション歪の増加を抑制できるので好ましい。
【００６８】
実施例では、巻線を内周側から外周側に向かって５３ターン巻回して水平偏向コイル６を作製した。その巻き始め側の最初の１ターン目の巻線のスクリーン側端を、Ｚ＝＋４ｍｍの位置でＹＺ面を交差させてベンド部６２ａを構成した。巻き始め側の５ターンの巻線で第２コイル６２を構成し、Ｚ軸方向においてＺ＝＋４ｍｍ〜＋７ｍｍの範囲に大径側のベンド部６２ａを配置した。この５ターンの巻線で構成される第２コイル６２の有効部６２ｂはＺ軸を中心としてＹ軸に対して±４５°の範囲内に配置した。続く４８ターンの巻線で第１コイル６１を構成し、Ｚ軸方向においてＺ＝＋２９ｍｍ〜＋３６ｍｍの範囲に大径側のベンド部６１ａを配置した。この４８ターンの巻線で構成される第１コイル６１の有効部６１ｂはＺ軸を中心としてＹ軸に対して±４５°の範囲外に配置した。
【００６９】
ファンネル２の外周面のＺ軸に垂直な断面形状は、電子銃３側からパネル１側に向かって略円形から略矩形に徐々に変化している。フェライトコア９のＺ軸に垂直な断面形状を、ファンネル２の外周面の断面形状の変化に対応させると、フェライトコア９を含む偏向ヨーク４の構成部材をファンネル２により接近させることができるので、偏向電力を低減することができる。従って、従来は、フェライトコア９のＺ軸に垂直な断面形状はおおむねファンネル２の断面形状に相似形とされていた。すなわち、従来は、フェライトコアとして、小径側（電子銃側）の断面形状が円形、大径側（スクリーン側）の断面形状が図１５に示すような略矩形である、いわゆる「角コア」を使用していた。これに対して、本発明では、図１４に示すように、ＸＹ断面において、内面及び外面が、Ｚ軸方向の位置にかかわらず、実質的にＺ軸を中心とした円形である、いわゆる「丸コア」を使用することが好ましい。これにより、フェライトコアの生産性が向上し、コスト面で有利である。実施例でも丸コアを使用した。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明のカラー受像管装置の利用分野は特に限定されず、テレビジョンまたはコンピュータディスプレイ等に広範囲に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラー受像管装置の外観図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るカラー受像管装置に搭載される偏向ヨークの概略斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るカラー受像管装置に搭載される偏向ヨークの背面図である。
【図４】本発明の一実施例に係るカラー受像管装置に搭載される偏向ヨークの管軸を通る垂直方向面に沿った片断面図である。
【図５】図４のＺ＝−３５ｍｍの位置でのＶ−Ｖ線に沿った偏向ヨークの矢視断面図である。
【図６】図４のＺ＝＋５ｍｍの位置でのVI−VI線に沿った偏向ヨークの矢視断面図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るカラー受像管装置において、垂直偏向コイル、コマ収差補正コイル、ＹＨ補正コイル、及び垂直補助コイルの回路図である。
【図８】ＶＣＲのミスコンバーゼンスパターン（垂直方向コマ収差）を示した図である。
【図９】ＹＨのミスコンバーゼンスパターンを示した図である。
【図１０】上下のラスターのピンクッション歪を示した図である。
【図１１】垂直予備偏向磁界による上下のラスターのピンクッション歪の補正原理を説明するための図である。
【図１２】図１２（Ａ）は本発明の一実施形態に係るカラー受像管装置に搭載される偏向ヨークの水平偏向コイルの巻線配置を示した平面図、図１２（Ｂ）はその正面図である。
【図１３】本発明の一実施形態に係るカラー受像管装置において、水平偏向コイルの第２コイルの有効部がＰＱＨのミスコンバーゼンスを補正する原理を説明するための図である。
【図１４】本発明の一実施形態に係るカラー受像管装置に搭載される偏向ヨークのフェライトコアのＸＹ断面図である。
【図１５】角コアのＸＹ断面図である。
【図１６】従来のカラー受像管装置に搭載されたコイルが発生する４極磁界の垂直方向成分の磁束密度の水平方向分布を示した図である。
【図１７】ＰＱＨのミスコンバーゼンスパターン（赤が右）を示した図である。
【符号の説明】
【００７２】
１  前面パネル
２  ファンネル
２ａ  ネック部
３  電子銃
４  偏向ヨーク
５  コンバーゼンスヨーク
６  水平偏向コイル
６１  第１コイル
６１ａ  大径側ベンド部
６１ｂ  有効部
６２  第２コイル
６２ａ  大径側ベンド部
６２ｂ  有効部
７  垂直偏向コイル
８  絶縁枠
９  フェライトコア
１２  コマ収差補正コイル
１３  ＹＨ補正コイル
１４  垂直補助コイル
１５  電子銃側４極マグネット
１６  スクリーン側４極マグネット
２１  Ｕ字型コア
２２  Ｉ字型コア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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