(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心軸に対して対称に設けられ、ほぼ角錐台形状を有する一対のサドル型の水平偏向コイルと、
前記中心軸と同軸的に設けられているとともに前記水平偏向コイルの外周側に配置され、ほぼ円錐台形状を有する磁性体コアと、
前記中心軸に対して対称に設けられた一対のトロイダル型の垂直偏向コイルと、を備え、
前記磁性体コアの径大部から径小部までの前記中心軸方向に沿った全長の中点は、前記水平偏向コイルの前記中心軸方向に沿った全長をＨＬとしたとき、前記水平偏向コイルの径大部を起点として前記中心軸方向に沿って０．４１×ＨＬの距離だけ離れた位置より前記水平偏向コイルの径小部側に位置することを特徴とする偏向ヨーク。
【請求項２】
前記磁性体コアの前記中心軸方向に沿った全長をＣＬとしたとき、
１．８≦ＨＬ／ＣＬ≦２．４
であることを特徴とする請求項１に記載の偏向ヨーク。
【請求項３】
前記水平偏向コイルは、巻回されたコイル線によって形成された開口部を有し、
前記磁性体コアの径大部から径小部までの前記中心軸方向に沿った全長の中点は、前記水平偏向コイルの前記開口部における前記中心軸方向に沿った全長をＨＨＬとしたとき、前記水平偏向コイルの径大部側における前記開口部の端部を起点として前記中心軸方向に沿って０．４８×ＨＨＬの距離だけ離れた位置より前記水平偏向コイルの径小部側に位置することを特徴とする請求項１に記載の偏向ヨーク。
【請求項４】
前記水平偏向コイルは、巻回されたコイル線によって形成された開口部を有し、
前記磁性体コアの前記中心軸方向に沿った全長をＣＬとし、前記水平偏向コイルの前記開口部における前記中心軸方向に沿った全長をＨＨＬとしたとき、
１．２≦ＨＨＬ／ＣＬ≦１．８
であることを特徴とする請求項１に記載の偏向ヨーク。
【請求項５】
前記垂直偏向コイルは、前記磁性体コアに巻回されたことを特徴とする請求項１に記載の偏向ヨーク。
【請求項６】
前記水平偏向コイルの前記中心軸方向に沿った両端部のうち、少なくとも一方の端側は、ベンドレスであることを特徴とする請求項１に記載の偏向ヨーク。
【請求項７】
ほぼ角錐台形状に形成されたセパレータを備え、
前記一対の水平偏向コイルは、前記セパレータの内面に沿って設けられ、
前記磁性体コアは、前記セパレータの外側に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の偏向ヨーク。
【請求項８】
内面に蛍光体スクリーンを有したパネルと、前記パネルに連接したファンネルと、前記ファンネルの小径端に連接した円筒状のネックとを有した真空外囲器と、
前記ネック内に配設され、前記蛍光体スクリーンに向けて電子ビームを出射する電子銃構体と、
前記真空外囲器の外側に装着され、前記電子銃構体から出射された電子ビームを水平方向及び垂直方向に偏向する偏向磁界を発生する偏向ヨークと、を備えた陰極線管装置において、
前記偏向ヨークは、
管軸に対して対称に設けられ、ほぼ角錐台形状を有する一対のサドル型の水平偏向コイルと、
前記管軸と同軸的に設けられているとともに前記水平偏向コイルの外周側に配置され、ほぼ円錐台形状の磁性体コアと、
前記管軸に対して対称に設けられた一対のトロイダル型の垂直偏向コイルと、を備え、
前記磁性体コアの径大部から径小部までの前記管軸方向に沿った全長の中点は、前記水平偏向コイルの前記管軸方向に沿った全長をＨＬとしたとき、前記水平偏向コイルの径大部を起点として前記管軸方向に沿って０．４１×ＨＬの距離だけ離れた位置より前記水平偏向コイルの径小部側に位置することを特徴とする陰極線管装置。
【請求項９】
中心軸に対して対称に設けられ、ほぼ角錐台形状を有する一対のサドル型の水平偏向コイルと、
前記中心軸と同軸的に設けられているとともに前記水平偏向コイルの外周側に配置され、ほぼ円錐台形状を有する磁性体コアと、
前記中心軸に対して対称に設けられた一対のトロイダル型の垂直偏向コイルと、を備え、
前記垂直偏向コイルの径大部から径小部までの前記中心軸方向に沿った全長の中点は、前記水平偏向コイルの前記中心軸方向に沿った全長をＨＬとしたとき、前記水平偏向コイルの径大部を起点として前記中心軸方向に沿って０．４１×ＨＬの距離だけ離れた位置より前記水平偏向コイルの径小部側に位置することを特徴とする偏向ヨーク。
【請求項１０】
前記垂直偏向コイルの前記中心軸方向に沿った全長をＶＬとしたとき、
１．８≦ＨＬ／ＶＬ≦２．４
であることを特徴とする請求項９に記載の偏向ヨーク。
【請求項１１】
前記水平偏向コイルは、巻回されたコイル線によって形成された開口部を有し、
前記垂直偏向コイルの径大部から径小部までの前記中心軸方向に沿った全長の中点は、前記水平偏向コイルの前記開口部における前記中心軸方向に沿った全長をＨＨＬとしたとき、前記水平偏向コイルの径大部側における前記開口部の端部を起点として前記中心軸方向に沿って０．４８×ＨＨＬの距離だけ離れた位置より前記水平偏向コイルの径小部側に位置することを特徴とする請求項９に記載の偏向ヨーク。
【請求項１２】
前記水平偏向コイルは、巻回されたコイル線によって形成された開口部を有し、
前記垂直偏向コイルの前記中心軸方向に沿った全長をＶＬとし、前記水平偏向コイルの前記開口部における前記中心軸方向に沿った全長をＨＨＬとしたとき、
１．２≦ＨＨＬ／ＶＬ≦１．８
であることを特徴とする請求項９に記載の偏向ヨーク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、偏向ヨーク及びこの偏向ヨークを備えた陰極線管装置に係り、特に、ほぼ角錐台形状を有する一対のサドル型の水平偏向コイルと、ほぼ円錐台形状を有する磁性体コアと、トロイダル型の一対の垂直偏向コイルとを備えたセミトロイダル型偏向ヨーク及びこれを備えた陰極線管装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、セルフコンバーセンス方式のインライン型カラー陰極線管装置が広く実用化されている。この陰極線管装置は、同一平面上を通る一列配置の３電子ビームを放出するインライン型電子銃構体と、ピンクッション形の水平偏向磁界及びバレル形の垂直偏向磁界を発生する偏向ヨークと、を備えている。
【０００３】
このような陰極線管装置においては、偏向ヨークが大きな電力消費源である。このため、陰極線管装置の消費電力を低減するためには、偏向ヨークの消費電力を低減する必要がある。また、近年、解像度及び視認性の向上が要求され、偏向周波数の高い使用条件が増えている。例えば、上述したような陰極線管装置をハイディフィニッションＴＶやパーソナルコンピュータ等のＯＡ機器のモニタとして利用するためには、偏向周波数を高くする必要がある。しかしながら、このような高い偏向周波数で偏向ヨークを動作させた場合、偏向電力が増大するだけでなく、偏向ヨークの発熱量を増大させる。
【０００４】
一般に、真空外囲器のネック径を小さくするとともにヨーク装着部の外径を小さくすることにより、偏向磁界の作用空間を小さくし、偏向磁界を電子ビームに効率良く作用させることで、偏向電力を低減している。しかしながら、従来の陰極線管装置では、すでに電子ビームがヨーク装着部内面に接近して通過する。このため、ネック径やヨーク装着部外径をさらに小さくすると、電子ビームが蛍光体スクリーンに到達する前にヨーク装着部内面に衝突することがある。例えば、電子ビームの偏向角が最大となるとき、すなわち蛍光体スクリーンのコーナ部に向けて電子ビームを偏向したとき、電子ビームがヨーク装着部内面に衝突し、蛍光体スクリーン上に電子ビームが到達しない部分が発生してしまう。また、ヨーク装着部内面に電子ビームが衝突し続けた場合、その部分の温度が上昇して、真空外囲器が爆縮する恐れが生ずる。したがって、従来の陰極線管装置では、ネック径やヨーク装着部外径を一層小さくして、偏向電力を低減させることは困難となる。
【０００５】
このような問題を解決する手法として、蛍光体スクリーン上に矩形状のラスターを描いた場合にヨーク装着部内側における電子ビームの通過領域もほぼ矩形状になるとの考えから、ヨーク装着部を、ネック側からパネル方向へ向かって円形から次第にほぼ矩形状に変化する形状とする提案がなされている。
【０００６】
このようにヨーク装着部をほぼ角錐台形状に形成すると、蛍光体スクリーンのコーナ部に向けて偏向された電子ビームのヨーク装着部内面への衝突を防止しつつ、ヨーク装着部の長軸（水平軸）及び短軸（垂直軸）方向の径を小さくすることができる。これにともなって、偏向ヨークの水平偏向コイル、垂直偏向コイル、及び磁性体コアを角錐台形状に形成することにより、水平偏向コイル及び垂直偏向コイルが電子ビームの通過領域に近づく。これにより、電子ビームを効率よく偏向することができ、偏向電力を低減することが可能となる。
【０００７】
一方、偏向ヨークとしては、水平偏向コイル及び垂直偏向コイルともにサドル型で構成されたサドル／サドル型偏向ヨーク、サドル型水平偏向コイル及びトロイダル型垂直偏向コイルを組み合わせたセミトロイダル型偏向ヨークなど各種形式のものがある。
【０００８】
サドル／サドル型偏向ヨークは、セパレータの内側に配置された角錐台形状の一対のサドル型水平偏向コイルと、セパレータの外側に配置された角錐台形状の一対のサドル型垂直偏向コイルと、垂直偏向コイルを覆う角錐台形状の磁性体コアと、を備えている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
【特許文献１】
特開平１１−２６５６６６号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述したサドル／サドル型偏向コイルは、セミトロイダル型偏向コイルと比較して偏向電力を低減することができる。しかしながら、角錐台形状の磁性体コアを精度良く製造することは困難であるとともに、角錐台形状の磁性体コアに垂直偏向コイルをトロイダル巻きにすることも難しい。したがって、偏向ヨークの製造コストが高くなり、汎用性に欠けてしまう問題がある。
【００１１】
また、サドル／サドル型偏向コイルは、水平偏向コイル及び垂直偏向コイルから発生する熱を逃がす開放空間が少なく、偏向ヨークの温度上昇を招く。また、近年、パネルの外面形状のフラット化に伴い、パネルの内面形状もフラットに近づく傾向にある。このことにより、画面上の上下におけるピンクッション型歪みを周辺部でほぼ直線状に補正するように設計した場合、垂直方向中間部の上下ピンクッション型歪みが残ってしまう場合があり、表示画像の品位を劣化させるおそれがある。
【００１２】
そこで、この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、偏向電力、製造コスト、及び発熱量の低減を図ることが可能であるとともに、画面上に表示される表示画像の品位を向上することが可能な偏向ヨーク及びこの偏向ヨークを備えた陰極線管装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決し目的を達成するために、
請求項１に記載の偏向ヨークは、
中心軸に対して対称に設けられ、ほぼ角錐台形状を有する一対のサドル型の水平偏向コイルと、
前記中心軸と同軸的に設けられているとともに前記水平偏向コイルの外周側に配置され、ほぼ円錐台形状を有する磁性体コアと、
前記中心軸に対して対称に設けられた一対のトロイダル型の垂直偏向コイルと、を備え、
前記磁性体コアの径大部から径小部までの前記中心軸方向に沿った全長の中点は、前記水平偏向コイルの前記中心軸方向に沿った全長をＨＬとしたとき、前記水平偏向コイルの径大部を起点として前記中心軸方向に沿って０．４１×ＨＬの距離だけ離れた位置より前記水平偏向コイルの径小部側に位置することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項８に記載の陰極線管装置は、
内面に蛍光体スクリーンを有したパネルと、前記パネルに連接したファンネルと、前記ファンネルの小径端に連接した円筒状のネックとを有した真空外囲器と、
前記ネック内に配設され、前記蛍光体スクリーンに向けて電子ビームを出射する電子銃構体と、
前記真空外囲器の外側に装着され、前記電子銃構体から出射された電子ビームを水平方向及び垂直方向に偏向する偏向磁界を発生する偏向ヨークと、を備えた陰極線管装置において、
前記偏向ヨークは、
管軸に対して対称に設けられ、ほぼ角錐台形状を有する一対のサドル型の水平偏向コイルと、
前記管軸と同軸的に設けられているとともに前記水平偏向コイルの外周側に配置され、ほぼ円錐台形状の磁性体コアと、
前記管軸に対して対称に設けられた一対のトロイダル型の垂直偏向コイルと、を備え、
前記磁性体コアの径大部から径小部までの前記管軸方向に沿った全長の中点は、前記水平偏向コイルの前記管軸方向に沿った全長をＨＬとしたとき、前記水平偏向コイルの径大部を起点として前記管軸方向に沿って０．４１×ＨＬの距離だけ離れた位置より前記水平偏向コイルの径小部側に位置することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態に係る偏向ヨーク及びこの偏向ヨークを備えた陰極線管装置について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１及び図２に示すように、カラー陰極線管装置は、真空外囲器１０を備えている。この真空外囲器１０は、周縁にスカート部２を有したほぼ矩形状のパネル１と、パネル１のスカート部２に連接されたファンネル４と、ファンネル４の小径端部に連接された円筒状のネック３と、を有している。パネル１は、略平坦な外面を有している。また、このパネル１は、その内面に配置された、赤、緑、青にそれぞれ発光する複数の蛍光体層及び遮光層からなる蛍光体スクリーン１２を備えている。偏向ヨーク１４を装着するためのヨーク装着部１５は、ネック３からファンネル４にわたる真空外囲器１０の外周に形成されている。
【００１７】
インライン型電子銃構体１６は、ネック３内に配設されている。このインライン型電子銃構体１６は、蛍光体スクリーン１２の蛍光体層に向けて同一水平面を通る水平軸方向に一列配置された３電子ビーム２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂを放出する。偏向ヨーク１４は、電子銃構体１６から放出された３電子ビーム２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂを水平軸方向及び垂直軸方向に偏向する非斉一な偏向磁界を発生する。
【００１８】
色選別機能を有するシャドウマスク１８は、電子銃構体１６と蛍光体スクリーン１２との間におけるパネル１の内側に配置されている。このシャドウマスク１８は、フレーム１７に支持されている。このシャドウマスク１８は、電子銃構体１６から放出された３電子ビーム２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂを整形し、それぞれの電子ビームを特定の色の蛍光体層に到達させるよう色選別を行う。
【００１９】
なお、真空外囲器１０は、ネック３と同軸で蛍光体スクリーン１２の中心を通って延びた軸を管軸（中心軸）Ｚ、管軸Ｚと直交して延びた軸を水平軸（長軸）Ｘ、管軸Ｚ及び水平軸Ｘと直交して延びた軸を垂直軸（短軸）Ｙとしている。
【００２０】
このような構成のカラー陰極線管装置では、電子銃構体１６から放出された３電子ビーム２０Ｒ、２０Ｇ、２０Ｂを偏向ヨーク１４から発生した非斉一な偏向磁界により水平軸方向及び垂直軸方向に偏向し、シャドウマスク１８を介して、蛍光体スクリーン１２を水平軸方向及び垂直軸方向に走査することにより、カラー画像を表示する。
【００２１】
図２及び図３の（ｂ）に示すように、真空外囲器１０のパネル１は、ほぼ矩形状に形成されている。また、図２及び図３の（ａ）乃至（ｆ）に示すように、真空外囲器１０のヨーク装着部１５は、ネック３側からパネル１方向に向かって円形から次第にほぼ矩形状に変化する形状に形成されている（（ｆ）→（ｅ）→（ｄ）→（ｃ））。このように、ヨーク装着部１５をほぼ角錐台形状に形成することにより、偏向ヨーク１４の水平軸Ｘ方向及び垂直軸Ｙ方向の径を小さくすることができる。このため、偏向ヨーク１４の水平偏向コイル３０ａ、３０ｂを電子ビームに近づけて電子ビームを効率よく偏向し、偏向電力を低減することが可能となる。
【００２２】
一方、図１及び図４乃至図６に示すように、偏向ヨーク１４は、一対の水平偏向コイル３０ａ、３０ｂと、一対の垂直偏向コイル３２ａ、３２ｂと、セパレータ３３と、磁性体コア３４と、を備えている。
【００２３】
セパレータ３３は、合成樹脂等によって形成されている。このセパレータ３３は、ヨーク装着部１５の外面形状に対応して、ほぼ角錐台形状に形成されている。すなわち、セパレータ３３は、管軸Ｚに沿った一端側（ネック側）に径大部３３Ｌを有するとともに管軸Ｚに沿った他端側（パネル側）に径小部３３Ｓを有している。
【００２４】
磁性体コア３４は、ほぼ円錐台形状に形成されている。すなわち、磁性体コア３４は、管軸Ｚに沿った一端側に径大部３４Ｌを有するとともに管軸Ｚに沿った他端側に径小部３４Ｓを有している。この磁性体コア３４は、管軸Ｚを含むＸ−Ｚ平面に沿って２分割可能に形成され、固定片３６によって互いに固定されている。この磁性体コア３４は、セパレータ３３の外周側を取り囲むように管軸Ｚと同軸的に設けられている。
【００２５】
水平偏向コイル３０ａ、３０ｂは、例えばピンクッション型の水平偏向磁界を発生し、電子ビームを水平軸Ｘ方向に偏向する。一対の水平偏向コイル３０ａ、３０ｂは、それぞれサドル型のコイルである。これらの水平偏向コイル３０ａ、３０ｂは、セパレータ３３の内面に沿って管軸Ｚに対して対称に取り付けられている。すなわち、これらの水平偏向コイル３０ａ、３０ｂは、管軸Ｚを含むＸ−Ｚ平面に対して対称に配置される。これにより、これらの水平偏向コイル３０ａ、３０ｂは、合わせてほぼ角錐台形状を形成する。また、これらの水平偏向コイル３０ａ、３０ｂは、管軸Ｚに沿った一端側に径大部３０Ｌを有するとともに管軸Ｚに沿った他端側に径小部３０Ｓを有している。
【００２６】
垂直偏向コイル３２ａ、３２ｂは、例えばバレル型の垂直偏向磁界を発生し、電子ビームを垂直軸Ｙ方向に偏向する。一対の垂直偏向コイル３２ａ、３２ｂは、それぞれトロイダル型のコイルである。これらの垂直偏向コイル３２ａ、３２ｂは、セパレータの外面に装着される磁性体コア３４にコイル線をトロイダル巻きすることによって形成されている。すなわち、これらの垂直偏向コイル３２ａ、３２ｂは、管軸Ｚを含むＸ−Ｚ平面に対して対称に配置される。また、これらの垂直偏向コイル３２ａ、３２ｂは、管軸Ｚに沿った一端側に径大部３２Ｌを有するとともに管軸Ｚに沿った他端側に径小部３２Ｓを有している。
【００２７】
また、一対の水平偏向コイル３０ａ、３０ｂは、図１１及び図１２に示すように、管軸Ｚ方向に沿った両端部のうち、少なくとも一方の端部がベンドレス形状である。このベンドレス形状は、ベンド部を設けた場合に比べて使用する電力量が少なくなるので、偏向電力低減の面で望ましい形状である。
【００２８】
ところで、偏向ヨーク１４において、図５の（ａ）及び（ｂ）に示すように、略円錐台形状の磁性体コア３４は、略角錐台形状の水平偏向コイル３０ａ、３０ｂの対角軸部に最も接近して位置する。このため、磁性体コア３４の先端部すなわち径大部３４Ｌにおける内径及び外径は、略角錐台形状の水平偏向コイル３０ａ、３０ｂの径大部３０Ｌにおける対角軸Ｄ方向に沿った対角径Ａに応じて決定される。
【００２９】
また、図７に示すように、偏向ヨーク１４の管軸（中心軸）Ｚに沿った断面において、水平偏向コイル３０ａ（３０ｂ）と磁性体コア３４との位置関係に着目した場合、図８に示すような水平偏向電力（Ｗ）と磁性体コア３４の先端位置（すなわち径大部３４Ｌの位置）（ｍｍ）との関係があることがわかった。図８において、磁性体コア３４の先端位置は、偏向ヨーク１４における電子ビーム偏向中心となるリファレンスラインＲＬを基準とした管軸Ｚ方向に沿った位置として表わし、パネル１側を正、ネック３側を負としている。
【００３０】
図８に示したように、磁性体コア３４の先端位置を極端にネック３側に設定した場合、電子ビームに有効に作用する磁路長が短くなる。このため、結果として、偏向電力の増大を招くことがわかる。また、磁性体コア３４の先端位置を極端にパネル１側に設定した場合、図５の（ａ）に示す偏向ヨーク１４の水平偏向コイル３０ａ及び３０ｂの垂直軸Ｙ方向に沿った垂直径Ｂ及び水平軸Ｘ方向に沿った水平径Ｃが大きくなる。このため、偏向磁界が電子ビームに有効に作用せず、結果として偏向電力の増大を招くことがわかる。すなわち、磁性体コア３４の先端位置には、偏向電力を最小とする最適位置があることがわかる。
【００３１】
また、図８に示したように、電子ビームの最大偏向角が（ｃ）９０°、（ｂ）１００°、（ａ）１１０°と大きな陰極線管装置ほど、水平偏向電力が増大する傾向にある（図中破線矢印Ｄ）。また、電子ビームの最大偏向角が大きな陰極線管装置では、偏向角が小さな陰極線管装置と比較して、磁性体コア３４の先端位置をパネル側に設定するほど、磁性体コア３４の径大部３４Ｌ側での水平偏向コイル３０ａ（３０ｂ）の垂直径Ｂ及び水平径Ｃも大きくなる。このため、偏向磁界が電子ビームに有効に作用しなくなる。したがって、水平偏向電力が最も小さくなるときの磁性体コア３４の先端位置は、ネック側にシフトすることがわかる。
【００３２】
同様に、最大偏向角が同一の陰極線管装置においては、従来の略円錐台形状の水平偏向コイルと比較して、略角錐台形状の水平偏向コイルを適用した場合、水平偏向コイルの対角径Ａが従来と同一であっても垂直径Ｂ及び水平径Ｃは従来より小さくできる。このため、磁性体コア３４の先端位置をパネル１側の最適位置に配置することで、偏向電力が最小となる。
【００３３】
また、偏向電力を低減させるため、略角錐台形状の水平偏向コイル３０ａ、３０ｂを適用して磁性体コア３４の先端位置をパネル１側の最適位置に配置するのみでは、磁性体コア３４の管軸Ｚ方向に沿った全長ＣＬが長くなってしまう。この場合、磁性体コア３４の製造コストが増大する。また、この場合、磁性体コア３４のパネル側径Ｆが大きくなってしまい、水平偏向コイル３０ａ、３０ｂとの距離が離れてしまう。このため、偏向電力の低減効果はなく、また、磁性体コア３４にトロイダル巻きされた垂直偏向コイル３２ａ、３２ｂによる垂直偏向電力の増大を招いてしまう。したがって、磁性体コア３４の水平偏向電力の増減に寄与しないネック３側に延出された部分を短くする、すなわちネック３側の後端位置をパネル１側の最適位置に配置することにより、水平偏向電力及び垂直偏向電力を最小とすることができる。反対に、磁性体コア３４の全長ＣＬを短くしすぎた場合、水平偏向電力及び垂直偏向電力は増大してしまう。
【００３４】
このように、水平偏向コイル３０ａ、３０ｂの管軸Ｚ方向に沿った全長ＨＬと、磁性体コア３４の管軸Ｚ方向に沿った全長ＣＬとの間には、最適な関係が存在することがわかる。
【００３５】
一方、磁性体コイル３４の管軸Ｚ方向に沿った中心位置がパネル１側に寄り過ぎた場合、磁性体コア３４のパネル１側径Ｆが大きくなってしまう。このため、水平偏向コイル３０ａ、３０ｂとの距離が離れてしまい、偏向電力が増大する。また、磁性体コイル３４の中心位置がネック３側に寄り過ぎた場合、蛍光体スクリーン１２のコーナ部に向けて偏向された電子ビームがヨーク装着部１５の内面に衝突し、蛍光体スクリーン１２のコーナ部付近に電子ビームの衝突しない部分が発生してしまう。
【００３６】
このように、磁性体コア３４は、水平偏向コイル３０ａ、３０ｂに対して最適な位置に配置されることが望ましい。すなわち、図９に示すように、磁性体コア３４の管軸Ｚ方向に沿った全長ＣＬの中点ＣＬ（Ｍ）は、水平偏向コイル３０ａ、３０ｂの径大部３０Ｌを起点として管軸Ｚ方向に沿って０．４１×ＨＬの距離だけ離れた位置より水平偏向コイル３０ａ、３０ｂの径小部３０Ｓ側に位置する。磁性体コア３４の中点ＣＬ（Ｍ）は、より詳細に規定すると、径大部３４Ｌと径小部３４Ｓとを結ぶ管軸Ｚ方向に沿った線分ＣＬの中点に対応する。
【００３７】
また、垂直偏向コイル３２ａ、３２ｂは、磁性体コア３４に巻回されていることから、垂直偏向コイル３２ａ、３２ｂの管軸Ｚ方向に沿った全長ＶＬの中点ＶＬ（Ｍ）は、磁性体コア３４の管軸Ｚ方向に沿った全長ＣＬの中点ＣＬ（Ｍ）に実質的に対応することになる。すなわち、図１０に示すように、垂直偏向コイル３２ａ、３２ｂの管軸Ｚ方向に沿った全長ＶＬの中点ＶＬ（Ｍ）は、水平偏向コイル３０ａ、３０ｂの径大部３０Ｌを起点として管軸Ｚ方向に沿って０．４１×ＨＬの距離だけ離れた位置より水平偏向コイル３０ａ、３０ｂの径小部３０Ｓ側に位置する。垂直偏向コイル３２ａ、３２ｂの中点ＶＬ（Ｍ）は、より詳細に規定すると、径大部３２Ｌと径小部３２Ｓとを結ぶ管軸Ｚ方向に沿った線分ＶＬの中点に対応する。
【００３８】
このように、略円錐台形状の磁性体コア３４またはこの磁性体コア３４に巻回された垂直偏向コイル３２ａ、３２ｂを、略角錐台形状の水平偏向コイル３０ａ、３０ｂに対して上述した位置関係で配置したことにより、電子ビームを効率よく偏向することができ、偏向電力の低減を図ることが可能となる。
【００３９】
また、水平偏向コイル３０ａ、３０ｂの管軸Ｚ方向に沿った全長ＨＬと、磁性体コア３４（または垂直偏向コイル３２ａ、３２ｂ）の管軸Ｚ方向に沿った全長ＣＬ（またはＶＬ）との間にも、最適な関係が存在する。すなわち、図９に示すように、水平偏向コイル３０ａ、３０ｂの全長ＨＬと磁性体コア３４の全長ＣＬとの関係は、
１．８≦ＨＬ／ＣＬ≦２．４
に設定されている。同様に、図１０に示すように、水平偏向コイル３０ａ、３０ｂの全長ＨＬと垂直偏向コイル３２ａ、３２ｂの全長ＶＬとの関係は、
１．８≦ＨＬ／ＶＬ≦２．４
に設定されている。このように、磁性体コア３４または垂直偏向コイル３２ａ、３２ｂの、水平偏向コイル３０ａ、３０ｂに対する長さを上述した関係とすることにより、偏向電力の低減を図ることが可能となる。
【００４０】
また、このような偏向ヨーク１４において、図１１及び図１２に示すように、水平偏向コイル３０ａ、３０ｂは、巻回されたコイル線によって形成されている。また、水平偏向コイル３０ａ、３０ｂは、コイル線によって規定された開口部３１を有している。磁性体コア３４は、水平偏向コイルの開口部３１に対して最適な位置に配置されることが望ましい。すなわち、磁性体コア３４の中点ＣＬ（Ｍ）は、水平偏向コイルの開口部３１における管軸Ｚ方向に沿った全長すなわちコイル内径長をＨＨＬとしたとき、水平偏向コイルの径大部側における開口部３１の端部３１Ｌを起点として管軸Ｚ方向に沿って０．４８×ＨＨＬの距離だけ離れた位置より水平偏向コイルの径小部側に位置する。
【００４１】
また、垂直偏向コイル３２ａ、３２ｂの中点ＶＬ（Ｍ）も同様に、水平偏向コイルの径大部側における開口部３１の端部３１Ｌを起点として管軸Ｚ方向に沿って０．４８×ＨＨＬの距離だけ離れた位置より水平偏向コイルの径小部側に位置する。
【００４２】
このような位置関係とすることにより、電子ビームを効率よく偏向することができ、偏向電力の低減を図ることが可能となる。
【００４３】
また、水平偏向コイルにおける開口部３１の全長に対応する水平偏向コイルの内径長ＨＨＬと、磁性体コア３４（または垂直偏向コイル３２ａ、３２ｂ）の管軸Ｚ方向に沿った全長ＣＬ（またはＶＬ）との間にも、最適な関係が存在する。すなわち、開口部３１の全長ＨＨＬと磁性体コア３４の全長ＣＬとの関係は、
１．２≦ＨＨＬ／ＣＬ≦１．８
に設定されている。同様に、開口部３１の全長ＨＨＬと垂直偏向コイル３２ａ、３２ｂの全長ＶＬとの関係は、
１．２≦ＨＨＬ／ＶＬ≦１．８
に設定されている。このように、磁性体コア３４または垂直偏向コイル３２ａ、３２ｂの、水平偏向コイルの開口部３１に対する長さを上述した関係とすることにより、偏向電力の低減を図ることが可能となる。
【００４４】
近年、パネル１の外面形状のフラット化に伴い、パネル１の内面形状もフラットに近づく傾向にある。このことにより、画面の上下におけるピンクッション型歪みを周辺部でほぼ直線状に補正するように設計した場合、垂直軸Ｙ方向の中間部付近におけるピンクッション型歪みがピン形状に残ってしまう場合がある。
【００４５】
この課題を解決するため、水平偏向コイル３０ａ、３０ｂと垂直偏向コイル３２ａ、３２ｂ又は磁性体コア３４との配置関係を上述したように設定することが必要である。
【００４６】
偏向歪は、偏向ヨーク１４の大径開口部側すなわち蛍光体スクリーン側の磁界による影響が大きい。また、上下糸巻き型歪は、特に水平偏向磁界による影響を受ける。
【００４７】
図１３に示すように、蛍光体スクリーン１２における垂直軸Ｙ中間部Ｙ１付近に向けて電子ビームを偏向した場合、垂直偏向コイル３４ａ、３４ｂの仮想偏向中心４０が蛍光体スクリーン１２側の位置Ｚ１からネック３側の位置Ｚ２に移動すると、電子ビーム軌道４１は、偏向ヨーク１４の蛍光体スクリーン１２側端部付近で垂直軸Ｙ方向にＹ１１の位置からＹ１２の位置に移動する。このとき、水平偏向磁界が加わった場合においても、垂直軸Ｙと平行な断面ではＹ１１の位置からＹ１２の位置に移動したこととなる。
【００４８】
上下ピンクッション型歪みは、偏向ヨーク１４の蛍光体スクリーン１２側端部付近での水平偏向磁界の影響を主に受け、ピンクッション型水平偏向磁界に直交する方向の歪みが発生する。すなわち、図１４に示すように、Ｙ１１の位置及びＹ１２の位置から水平軸Ｘ方向に偏向された場合、Ｙ１１の位置から偏向される電子ビームよりもＹ１２の位置から偏向される電子ビームの方が、よりピンクッション型偏向磁界により上下ピンクッション歪みはバレル型傾向となる。
【００４９】
このことから、上下ピンクッション型歪みの改善が可能となる。また、周辺部の上下ピンクッション型歪みも、同様の原理でバレル型の傾向が強くなるが、磁界設計を適正化することにより、ほぼ直線状とすることは可能である。以上のことから、画面全体のとして良好な表示品位が得られる。
【００５０】
さらに、水平偏向コイル３０ａ、３０ｂがほぼ角錐台形状をなしたサドル型であり、磁性体コア３４がほぼ円錐台状であり、垂直偏向コイル３２ａ、３２ｂが磁性体コア３４に巻かれたトロイダル型からなるセミトロイダル型偏向ヨーク１４においては、水平偏向コイル３０ａ、３０ｂと磁性体コア３４との間隔が、ネック３側で狭く、蛍光体スクリーン１２側で広くする必要がある。このため、水平偏向コイル３０ａ、３０ｂの偏向中心がネック３側に移動し、上述した上下ピンクッション型歪みが生じてしまう。
【００５１】
したがって、水平偏向コイル３０ａ、３０ｂと垂直偏向コイル３２ａ、３２ｂ又は磁性体コア３４との配置関係を上述したように設定することにより、セミトロイダル型偏向ヨーク１４であっても上下ピンクッション型歪みを改善することができる。このため、画面上に表示される表示画像の品位を向上することが可能となる。
【００５２】
また、偏向ヨーク１４の電力消費において、電力消費の割合が大きいのは水平偏向電力である。この対策として、水平偏向コイル３０ａ、３０ｂを略角錐台形状とし、水平径及び垂直径を縮小することにより、水平偏向コイル３０ａ、３０ｂを電子ビームに近づけることができ、効率良く偏向を行うことで偏向電力の低減を図っている。
【００５３】
これと同様の効果を得る方法として、水平偏向コイル３０ａ、３０ｂの全長ＨＬを長くして、水平偏向磁界が電子ビームに作用する領域を管軸Ｚ方向に拡大する方法があるが、偏向中心がネック側に移動し、電子ビームが蛍光体スクリーン１２に到達する前に、真空外囲器１０のヨーク装着部１５の内面に衝突するおそれがある。
【００５４】
このような問題が発生しないようにするために、水平偏向コイル３０ａ、３０ｂと垂直偏向コイル３２ａ、３２ｂ又は磁性体コア３４との配置関係及び全長の関係を上述したように設定することが必要である。
【００５５】
仮に、上述したセミトロイダル型偏向ヨーク１４において、１．８＞ＨＬ／ＶＬ、又は、１．８＞ＨＬ／ＣＬとなるように設定した場合には、図１５に示すように、効果的な偏向感度を得ることができず、偏向電力の低減を図ることが困難である。
【００５６】
また、上述したセミトロイダル型偏向ヨーク１４において、ＨＬ／ＶＬ＞２．４、又は、ＨＬ／ＣＬ＞２．４となるように設定した場合には、水平偏向コイル３０ａ、３０ｂの全長ＨＬを長すぎて、偏向中心がネック側に移動してしまう。このため、図１５に示すように、画面上のコーナ部付近で発光しない部分が発生してしまう可能性が増加する。したがって、画面上に表示される表示画像の品位を劣化させてしまうおそれがあり、陰極線管装置としての機能を十分に満足させることができなくなる。
【００５７】
したがって、偏向電力を低減するとともに陰極線管装置としての機能を満足させるためには、上述したように、１．８≦ＨＬ／ＶＬ≦２．４、又は、１．８≦ＨＬ／ＣＬ≦２．４とすることが必要である。
【００５８】
また、上述したセミトロイダル型偏向ヨーク１４において、１．２＞ＨＨＬ／ＶＬ、又は、１．２＞ＨＨＬ／ＣＬとなるように設定した場合には、図１６に示すように、効果的な偏向感度を得ることができず、偏向電力の低減を図ることが困難である。
【００５９】
また、上述したセミトロイダル型偏向ヨーク１４において、ＨＨＬ／ＶＬ＞１．８、又は、ＨＨＬ／ＣＬ＞１．８となるように設定した場合には、水平偏向コイル３０ａ、３０ｂの全長ＨＬを長すぎて、偏向中心がネック側に移動してしまう。このため、図１６に示すように、画面上で発光しない部分が発生してしまう可能性が増加する。したがって、画面上に表示される表示画像の品位を劣化させてしまうおそれがあり、陰極線管装置としての機能を十分に満足させることができなくなる。
【００６０】
したがって、偏向電力を低減するとともに陰極線管装置としての機能を満足させるためには、上述したように、１．２≦ＨＨＬ／ＶＬ≦１．８、又は、１．２≦ＨＨＬ／ＣＬ≦１．８とすることが必要となる。
【００６１】
なお、上述した関係を満足するカラー陰極線管装置において、偏向電力を測定した。ここでは、対角寸法が６６ｃｍ、最大偏向角が１０４度のカラー陰極線管装置において、上述した構造、すなわち略円錐台形状の磁性体コアに巻き付けられたトロイダル型垂直偏向コイルと略角錐台形状のサドル型水平偏向コイルとを組み合わせた構造のセミトロイダル型偏向ヨーク１４を適用して偏向電力を測定した。
【００６２】
このカラー陰極線管装置において、管軸Ｚ方向に沿った水平偏向コイル３０ａ、３０ｂの内径長ＨＨＬは６０ｍｍ、水平偏向コイル３０ａ、３０ｂの径大部３０Ｌ側における開口部３１の端部を起点として磁性体コア３４の管軸Ｚ方向に沿った中心ＣＬ（Ｍ）までの長さは３１．３ｍｍ（＝（０．５２×ＨＨＬ）＞（０．４８×ＨＨＬ））、磁性体コア３４の管軸Ｚ方向に沿った全長ＣＬは３８．５ｍｍ（ＨＨＬ／ＣＬ＝１．５６）とした場合、偏向電力が２８Ｗとなった。
【００６３】
以上のように構成されたカラー陰極線管装置によれば、真空外周器のヨーク装着部は略角錐台形状に形成され、同時に、水平偏向コイルは、ヨーク装着部に対応した略角錐台形状に形成されている。そのため、水平偏向コイルの対角径は略円錐台形状のものと同等であるのに対して、水平径及び垂直径を小さくすることができる。
【００６４】
このとき、磁性体コア（または垂直偏向コイル）を水平偏向コイルに対して所定の位置関係で配置している。また、磁性体コア（または垂直偏向コイル）の水平偏向コイルに対する長さを所定の関係としている。これにより、水平偏向コイルを電子ビームに近づけることができる。その結果、電子ビームを効率良く偏向し、偏向ヨークの偏向電力を最適に低減することが可能となる。また、画面の上下方向におけるピンクッション型歪みを改善することができ、品位良好な表示画像を表示することが可能となる。
【００６５】
また、このセミトロイダル型偏向ヨークは、略角錐台形状の磁性体コアを用いる偏向ヨークと比較して、磁性体コアを容易かつ安価でしかも精度良く製造することができる。このため、偏向ヨークの製造コストを低減できるとともに、良好な性能を実現できる。
【００６６】
さらに、略円錐台形状の磁性体コアを用いることにより、偏向ヨークの垂直軸付近で水平偏向コイルと磁性体コアとの隙間が大きくなる。そのため、水平偏向コイルから発生した熱が逃げ易い。したがって、偏向周波数を高くした場合でも偏向ヨークの温度上昇を充分に抑制することができる。
【００６７】
なお、この発明は上述した実施の形態に限定されることなく、この発明の範囲内で種々変形可能である。例えば、この発明は、カラー陰極線管装置に限らず、モノクロの陰極線管装置にも適用可能である。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、偏向電力、製造コスト、及び発熱量の低減を図ることが可能であるとともに、画面上に表示される表示画像の品位を向上することが可能な偏向ヨーク及びこの偏向ヨークを備えた陰極線管装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に係るカラー陰極線管装置の構造を一部破断して示す平面図である。
【図２】図２は、図１に示したカラー陰極線管装置の真空外囲器の背面側の構造を概略的に示す斜視図である。
【図３】図３の（ａ）乃至（ｆ）は、図２に示した真空外囲器の側面図及び真空外囲器各部を示す断面図であり、（ａ）は真空外囲器の側面図、（ｂ）は（ａ）における線Ｂ−Ｂに沿った断面図、（ｃ）は（ａ）における線Ｃ−Ｃに沿った断面図、（ｄ）は（ａ）における線Ｄ−Ｄに沿った断面図、（ｄ）は（ａ）における線Ｅ−Ｅに沿った断面図、（ｆ）は（ａ）における線Ｆ−Ｆに沿った断面図である。
【図４】図４は、図１に示したカラー陰極線管装置に適用される偏向ヨークの構造を概略的に示す斜視図である。
【図５】図５の（ａ）は、図４に示した偏向ヨークのパネル側から見た正面図であり、図５の（ｂ）は、図４に示した偏向ヨークの側面図である。
【図６】図６は、図４に示した偏向ヨークの分解斜視図である。
【図７】図７は、水平偏向コイルと磁性体コアとの配置関係を概略的に示す図である。
【図８】図８は、磁性体コアの先端位置と水平偏向電力との関係を示す図である。
【図９】図９は、水平偏向コイルと磁性体コアとの配置関係を説明するための図である。
【図１０】図１０は、水平偏向コイルと垂直偏向コイルとの配置関係を説明するための図である。
【図１１】図１１は、図４に示した偏向ヨークに適用される水平偏向コイルの構造を概略的に示す側面図である。
【図１２】図１２は、図４に示した偏向ヨークに適用される水平偏向コイルの構造を概略的に示す平面図である。
【図１３】図１３は、垂直偏向中心の移動と垂直軸方向中間部での電子ビーム軌道との関係を示した図である。
【図１４】図１４は、水平偏向磁界と上下ピンクッション型歪みとの関係を示した図である。
【図１５】図１５は、水平偏向コイルの全長と垂直偏向コイル（磁性体コイル）の全長との比に対する、偏向感度及び画面対角部の無発光部の有無の関係を示す図である。
【図１６】図１６は、水平偏向コイルの開口部の全長と垂直偏向コイル（磁性体コイル）の全長との比に対する、偏向感度及び画面対角部の無発光部の有無の関係を示す図である。
【符号の説明】
１…パネル
３…ネック
４…ファンネル
１０…真空外囲器
１２…蛍光体スクリーン
１４…偏向ヨーク
１５…ヨーク装着部
１６…電子銃構体
１８…シャドウマスク
２０（Ｒ、Ｇ、Ｂ）…電子ビーム
３０ａ、３０ｂ…水平偏向コイル
３１…開口部
３２ａ、３２ｂ…垂直偏向コイル
３３…セパレータ
３４…磁性体コア
【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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