(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平走査方向の走査速度を変調することにより、受像管に表示される画像の輪郭を強調する速度変調装置であって、
速度変調信号に応じた電流が通じられて磁界を発生する速度変調コイルと、前記磁界の磁束密度を高める強磁性体とが、磁界作用所要位置の電子ビームを挟んで、前記受像管のネック部の外面に対向配置されていることを特徴とする速度変調装置。
【請求項２】
前記速度変調コイルと強磁性体とは一対備わっていることを特徴とする請求項１に記載の速度変調装置。
【請求項３】
２対の速度変調コイルと強磁性体を備え、第１の速度変調コイルの内側に第２の強磁性体が配置され、第２の速度変調コイルの内側に第１の強磁性体が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の速度変調装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、映像信号を処理し、受像管において画像の輪郭を強調して表示するための速度変調装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、テレビ受像機などにおいて、その大型化に伴なって、さらなる高画質化が求められてきている。そのための一手法として、画像の輪郭を強調して画質を鮮鋭化するために速度変調コイルを装着した受像管が考案されている。
速度変調コイルは、電子ビームの垂直走査方向に磁界を形成し、電子ビームの水平走査方向の走査速度を変化させて、画像の輪郭の強調を行うものである。
【０００３】
このような速度変調コイルを装着したカラー受像管装置として、特開平６−２８３１１３号公報には、速度変調コイルにより発生される磁界を強化するために磁性体を用いた装置が開示されている。
これは、受像管のネック部にある電子銃の電子ビームの出射位置付近に磁性体を配置し、その位置に対応してネック部外面の上下に２つの速度変調コイルをそれぞれ装着したものである。これにより、速度変調コイルにより発生する磁束が、磁性体を設けた電子ビームの出射位置付近に集中するので、速度変調の効率を向上させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような速度変調装置において、磁性体が受像管のネック部内部にある電子銃に配置されているので、速度変調コイルと磁性体との微妙な位置調整が困難であり、時として、速度変調コイルに発生する磁束を効率よく電子ビームに集中させることが難しいという課題があった。また、磁性体を電子銃内に配設するため、細かな作業が必要となって組み立て工数が増えると共に、取付け用治具を含めた部品点数も多くなる傾向にあり、コスト高は避けられなかった。
【０００５】
したがって、上述の特開平６−２８３１１３号公報記載の技術によらず、速度変調コイルにより発生される磁界を強化する必要がある。
しかしながら、速度変調コイルにより発生される磁界強度を強くするために、速度変調コイルの巻数を増やした場合は、コイルのインダクタンスが高くなるため、コイルに印加する速度変調信号の電圧値を高くする必要がある。また、速度変調コイルの巻数を変えない場合でも、速度変調コイルに流れる電流を増やすためには、やはり、速度変調コイルに印加する速度変調信号の電圧値を高くしなくてはならない。ところが、速度変調信号を増幅するトランジスタには、その電圧利得Ｇと周波数帯域Ｂとの積であるＧＢ積が一定という原則があるため、速度変調信号の電圧値を高くする、すなわち、利得を上げようとすると、出力される信号の周波数帯域が狭くなってしまうという問題がある。このため、従来の速度変調装置における周波数帯域は、実用的には４ＭＨｚ程度が限界となっていた。
【０００６】
従来のテレビ放送、例えばＮＴＳＣ方式の場合、画質の鮮鋭化を図るための速度変調における周波数帯域の目安は一般に約３ＭＨｚであるため、上記のような従来の速度変調装置の周波数帯域であっても特に問題は生じていなかったが、このような従来の速度変調装置では、映像信号周波数帯域が２０〜３０ＭＨｚにもなるハイビジョン放送等で表示される高精細の画像に対して画像鮮鋭化を施すことはできない。このため、このような高（広）周波数の画像信号に対しても十分な速度変調効果を発揮し、表示画像の鮮鋭化をすることができる速度変調装置が求められていた。
【０００７】
本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたものであって、受像管の大型化、高精細化などに対応できる速度変調の効果を得られると共に、磁性体と速度変調コイルとの位置調整が容易で、かつ、低コストの速度変調装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る速度変調装置は、水平走査方向の走査速度を変調することにより、受像管に表示される画像の輪郭を強調する速度変調装置であって、速度変調信号に応じた電流が通じられて磁界を発生する速度変調コイルと、前記磁界の磁束密度を高める強磁性体とが、磁界作用所要位置の電子ビームを挟んで、前記受像管のネック部の外面に対向配置されていることを特徴としている。
【０００９】
このように速度変調コイルと強磁性体とを、磁界作用所要位置の電子ビームを挟んで対向配置することにより、電子ビームに磁束を集中して作用させることができ、十分な速度変調の効果が得られる。しかも、当該速度変調コイルと強磁性体が受像管のネック部の外面に対向配置されているので、電子銃内に磁性体を設ける必要がなく、組み立て工数を低減できると共に、速度変調コイルと磁性体との微妙な位置調整を容易にすることができる。
【００１０】
ここで、対向配置された前記速度変調コイルと強磁性体は１対のみでもよく、また２対あってもよい。１対だけの場合は、より部品点数を少なくしながらも、速度変調の効果を得られる。また、２対備わっている場合は、第１の速度変調コイルの内側に第２の強磁性体が配置され、第２の速度変調コイルの内側に第１の強磁性体が配置されるのが望ましく、これにより、２個の速度変調コイルにより発生される磁束を特定箇所に効率的に集中させることができ、より優れた画像鮮鋭化の効果を得ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る速度変調装置の実施の形態を、カラー受像管に適用した場合を例にして説明する。
（第１の実施の形態）
＜全体構成＞
図１は、カラー受像管装置１の全体構成を説明するための概略半断面図である。
【００１２】
同図に示すように、カラー受像管装置１は、カラー受像管２と、偏向ヨーク９と、速度変調装置１０と、駆動回路１１とからなる。
カラー受像管２は、ファンネル部４と、ネック部３と、フェースパネル部５とから形成されるガラスバルブ内に、内部磁気シールド８、およびインライン型電子銃（以下、単に「電子銃」と言う。）３０などが配置されて構成される。
【００１３】
フェースパネル部５の内面には、赤、緑、青の各蛍光体が所定位置に塗布された蛍光面６を備え、これに対向して、多数の電子ビーム通過孔の形成されたシャドウマスク７が配置されている。
内部磁気シールド８は、ファンネル部４の内側に備えられており、地磁気を含む外部磁気が各電子ビーム３０Ｂ、３０Ｇ、３０Ｒに与える影響を低減するためのもので、電子銃３０から放出されて垂直方向および水平方向に偏向される各電子ビーム３０Ｂ、３０Ｇ、３０Ｒを取り囲むように、蛍光面６側に広がる中空の略多角錐（例えば４角錐）の頂点を含む部分を切除したような形状をしている。
【００１４】
電子銃３０は、３個のヒータによりそれぞれ加熱される３個のカソードＫ（図４参照）、このカソードＫから順次蛍光面６方向の同一軸上に所定間隔離間して配置された制御電極Ｇ１、加速電極Ｇ２、集束電極Ｇ３、陽極電極Ｇ４、およびその陽極電極Ｇ４に取り付けられたシールドカップＳＣなどからなり、ネック部３の内側に備えられている。また、電子銃３０は、集束電極Ｇ３と陽極電極Ｇ４の間に形成される主レンズ部により、各電子ビーム３０Ｂ、３０Ｇ、３０Ｒが蛍光面６上で集束するように構成されている。
【００１５】
偏向ヨーク９は、電子銃３０から放出される電子ビーム３０Ｂ、３０Ｇ、３０Ｒを蛍光面６の左上端から右下端までの略全面に亘ってラスタスキャン方式で走査するもので、水平偏向コイルと垂直偏向コイルとからなり、ファンネル部４とネック部３との境界部の外側に配置されている。
駆動回路１１は、カラー受像管２に設けられた陽極端子１２、電子銃３０の各電極Ｇ１〜Ｇ４などに所定の電圧を印加すると共に、偏向ヨーク９などを駆動する。
【００１６】
速度変調装置１０は、磁界発生部１００（図４参照）と、速度変調磁界を発生させるために、磁界発生部１００に印加される電流波形を生成する速度変調駆動回路２０とからなる。
磁界発生部１００は、速度変調コイルと強磁性体とからなり、速度変調コイルによって発生される磁界を各電子ビーム３０Ｂ、３０Ｇ、３０Ｒに作用させて、水平走査速度を変調し、画像の輪郭を明確にするためのもので、図１および図４に示すように、偏向ヨーク９より後方のネック部３の外側の上下に配置されている。なお、磁界発生部１００の構成についての詳細は後述する。
【００１７】
速度変調駆動回路２０は、図２に示すように、微分増幅部２１と、波形整形部２２と、微分増幅部２３と、増幅出力部２４とからなる。入力端子７１に映像信号が入力されると、映像信号は微分、増幅されて速度変調コイル信号に変換され、この信号が磁界発生部１００に送られる。これにより、電子ビームは走査速度の制御を受けつつ、偏向ヨーク９によって適宜偏向されて蛍光面６に照射され、映像映出に供される。
【００１８】
この速度変調駆動回路２０と磁界発生部１００における信号波形例を図３に示す。
図３（ａ）に示す映像信号の輝度変化を示す波形を、速度変調駆動回路２０により微分すると共に増幅し、輝度変化の立ち上がり部および立ち下がり部にピーク値ＡおよびＢをもつ波形（図３（ｂ））に示す信号が得られる。この信号を速度変調コイルに電流を流すと、偏向ヨーク９と磁界発生部１００の合成磁界により図３（ｃ）のように右上がりの波形変化を起こす。ここで、水平偏向される電子ビームの走査速度は、上記合成磁界の変化を微分して表され、図３（ｄ）のような急峻なカーブの波形となる。これにより、走査速度の速いところ（上向きピークＣ、Ｆ）では、電子ビームの照射量が少ないため輝度が低くなり、逆に、走査速度の遅いところ（下向きピークＤ、Ｅ）では、電子ビームの照射量が多いため輝度が高くなるので、図３（ｅ）のように輪郭が強調された映像信号の輝度変化の波形が得られる。
【００１９】
＜磁界発生部の構成＞
図４は、磁界発生部１００を備えた受像管のネック部３の拡大概略斜視図である。同図に示すようにネック部３の内部には、電子銃３０が配設されると共に、ネック部３の外周面には、磁界発生部１００が設けられている。
なお、電子銃３０の各電極Ｇ１〜Ｇ４は、実際には、例えば、平板に３つの電子ビーム通過孔が形成されたものや筒状の電極の端面に３つの電子ビーム通過孔が形成されたものなどが用いられるが、本図では、説明の便宜上、各電極を３つの円筒形を横に並べることにより模式的に示している（以下の図面についても同様である。）。
【００２０】
図４に示すように、磁界発生部１００は、２つの速度変調コイル１０１、１０２と、２つの強磁性体１１１、１１２とからなり、対向する速度変調コイルと強磁性体とがそれぞれ対をなしている。第１の速度変調コイル１０１と第１の強磁性体１１１および第２の速度変調コイル１０２と第２の強磁性体１１２は、電子銃３０において主レンズ部を形成している集束電極Ｇ３と陽極電極Ｇ４の隙間に対応して、ネック部３外面に図示のように対向配置されている。対向方向は、垂直走査方向と並行している。なお、第２の強磁性体１１２は、第１の速度変調コイル１０１の中心近傍に配置され、第１の強磁性体１１１は、第２の速度変調コイル１０２の中心近傍に配置される。
【００２１】
強磁性体１１１、１１２は、例えば、横１５ｍｍ、縦５ｍｍ、厚み０．２ｍｍの直方体形状のもので、材料はフェライトを使用しており、耐熱テープなどでネック部３に取着されている。速度変調コイル１０１、１０２は、例えば、線径φ０．２ｍｍを用いて、ターン数６Ｔ、巻き束の径３ｍｍで、横４０ｍｍ、縦２５ｍｍになるように、耐熱用接着剤などでネック部３に装着されている。
【００２２】
図５は、磁界発生部１００の作用を示す模式図である。
同図に示すように、速度変調コイル１０１、１０２により発生する磁束が、強磁性体１１１、１１２に集まるため、強磁性体１１１、１１２における磁束密度が高くなる。強磁性体１１１、１１２は電子銃を挟んでネック部３に配置されているので、電子銃の集束電極Ｇ３から陽極電極Ｇ４における磁束密度も高くなっている。これにより、各電子ビーム３０Ｂ、３０Ｇ、３０Ｒに磁束を集中させることができ、速度変調の効率が向上する。
【００２３】
本発明の速度変調装置による磁束集中の効果を測定するために、カラー受像管に一般的評価信号であるクロスハッチパターン（格子パターン）を表示し、上記第１の実施の形態の速度変調装置（実施例）と、上記実施例から第１および第２の強磁性体のみを除去し、他の条件は実施例と全く同じとしたもの（比較例）での、画像鮮鋭化の比較を行った。
【００２４】
測定点は、速度変調コイルの効果が最も現れにくいとされる画面中央を選んだが、その結果、上記クロスハッチパターンの縦線を構成する蛍光体ドットの幅が、比較例では３ドット以上であったのに対し、本発明の実施例では、２．５ドット以下と、約２０％の表示画面の鮮鋭化が確認できた。なお、この磁束集中レベルは、従来技術として指摘した電子銃先端部に磁性体を設けるという、特開平６−２８３１１３号公報記載のものと同等レベルであった。
【００２５】
この結果から、本実施の形態では、従来技術のような電子銃先端部に磁性体を設けるといった複雑な構成を要さずに、速度変調に寄与する磁束の集中が行われていることが確認できた。
次に、本発明の実施の形態の速度変調装置における周波数特性について確認した。  図６は、磁界発生部１００を適用した速度変調装置の周波数特性を示す図である。
【００２６】
同図は、横軸に映像信号の輝度の変化を示す周波数、縦軸に信号電圧増幅度を示している。本実験では、信号電圧が半減した時のデシベル値（−６ｄＢ）を判断基準としている。
図６より、−６ｄＢになった時の速度変調信号の周波数帯域は５．５ＭＨｚであった。このことから、本発明の第１の実施の形態にかかる速度変調装置は、従来の速度変調装置の周波数帯域である４ＭＨｚを超えており、ハイビジョン放送やデジタルハイビジョン放送等の高解像度が要求されるテレビ受像機においてもその表示画像を鮮鋭化できる速度変調装置であることがわかった。
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態での磁界発生部１００が２つの速度変調コイルと２つの強磁性体で構成されていたのに対し、図７に示すように、一対の速度変調コイル２０１と強磁性体２１１とからなる点が異なる。なお、速度変調コイル２０１と強磁性体２１１の形状および材料は、第１の実施の形態と同様である。
【００２７】
図８に示すように、速度変調コイル２０１に発生する磁束は強磁性体２１１に集まり、強磁性体２１１に近づくに連れて磁束密度が高くなる。これにより、ネック部３の外面にある速度変調コイル２０１部分の磁束密度よりも、ネック部３内の電子銃の集束電極Ｇ３から陽極電極Ｇ４における磁束密度の方が高くなり、各電子ビーム３０Ｂ、３０Ｇ、３０Ｒに磁束を集中して作用させることができる。
【００２８】
図６のグラフにおける破線部は、磁界発生部２００を適用した速度変調装置の周波数特性を示している。同図より、−６ｄＢになった時の速度変調信号の周波数帯域は４．７ＭＨｚとなり、磁界発生部１００を適用した場合よりも低下するが、従来の速度変調装置の周波数帯域である４ＭＨｚを超えており、ハイビジョン放送等で表示されるきめ細かな画像に対しても画像鮮鋭化を施すことができる速度変調装置であることがわかった。
【００２９】
磁界発生部２００は、一対の速度変調コイル２０１と強磁性体２１１で構成されるため、１つの速度変調コイル２０１にのみ電流、電圧をかければよいので節電効果にもつながる。
（変形例）
以上、本発明に係る速度変調装置を実施の形態に基づいて説明したが、本発明の内容が、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することもできる。
【００３０】
（１）上記実施の形態において、強磁性体は、横１５ｍｍ、縦５ｍｍ、厚み０．２ｍｍの直方体形状のもので、速度変調コイルは、線径φ０．２ｍｍを用いて、ターン数６Ｔ、巻き束の径３ｍｍで、横４０ｍｍ、縦２５ｍｍになるように形成したが、速度変調コイルに発生する磁束を強磁性体に集中させることにより、磁束密度を高めているので、強磁性体が速度変調コイルの内側よりも小さければよい。特に、上述した速度変調コイルの形状に対して、強磁性体が、電子銃の集束電極Ｇ３と陽極電極Ｇ４の隙間とほぼ同等の大きさであれば、その隙間における磁束密度が高くなり、速度変調の効率も向上する。
【００３１】
また、強磁性体の材料としてフェライトを使用しているが、速度変調コイルにより発生する磁束を集めて磁束密度を高める磁性体であれば、特に限定されるものではない。
（２）上記実施の形態において、速度変調コイルと強磁性体は、電子銃３０の集束電極Ｇ３と陽極電極Ｇ４の隙間に対応して、ネック部３外面の垂直走査方向に対向配置されているが、電子銃３０において、電子ビームに速度変調磁界の作用を与えることができる位置に対応して配置されていれば、速度変調の効果は得られる。
【００３２】
（３）上記第２の実施の形態において、垂直走査方向の上から下に向って磁界が形成されるように速度変調コイル２０１に電流を流しているが、逆に下から上に向って磁界が形成されるように速度変調コイル２０１に電流を流しても、強磁性体２１１に近づくに連れて磁束密度は高くなるので、各電子ビームに磁束を集中して作用させることができる。これにより、速度変調コイル２０１と強磁性体２１１が対向してさえいれば、両者のネック部３外面における上下の位置が逆になってもかまわない。
【００３３】
（４）また、上記第１の実施の形態において、磁界発生部は２対の速度変調コイルと強磁性体によって構成されているが、いずれかの対の速度変調コイルもしくは強磁性体がなくてもよい。
このような構成では、第１の実施の形態よりも、電子ビームに作用する速度変調磁界の磁束密度は低下するが、一対の速度変調コイルと強磁性体によって構成される磁界発生部２００よりは、ネック部３内部における磁束密度が高まるので、これよりも速度変調の効果を高めることができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係る速度変調装置によれば、速度変調信号に応じた電流が通じられて磁界を発生する速度変調コイルと、前記磁界の磁束密度を高める強磁性体とが、磁界作用所要位置の電子ビームを挟んで、前記受像管のネック部の外面に対向配置されるので、電子ビームに磁束を集中して作用させることができ、受像管の大型化、高精細化などにも対応できる速度変調の効果が得られる上に、従来はネック部の内側にある電子銃に磁性体が配置されていたために、速度変調コイルと磁性体との微妙な位置調整が困難であったのを容易にすることができる。
【００３５】
また、カラー受像管において、従来では電子銃内に磁性体を設けているため、組み立て作業が困難であり、部品点数が多くなる傾向にあったが、ネック部の外面に配置することで、組み立て工数も低減され、部品点数も少なくなり、コスト削減につながる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第1の実施の形態におけるカラー受像管装置の全体構成を示す概略半断側面図である。
【図２】上記カラー受像管装置の速度変調装置における速度変調駆動回路の構成図である。
【図３】上記速度変調駆動回路における信号波形を示す図である。
【図４】上記速度変調装置における磁界発生部の概略斜視図である。
【図５】上記磁界発生部の作用を示す模式図である。
【図６】本発明の第1および第２の実施の形態に係る速度変調装置の周波数特性を示す図である。
【図７】第２の実施の形態に係る磁界発生部の概略斜視図である。
【図８】第２の実施の形態に係る磁界発生部の作用を示す模式図である。
【符号の説明】
１                      カラー受像管装置
３                      ネック部
９                      偏向ヨーク
１０                    速度変調装置
２０                    速度変調駆動回路
３０                    電子銃
１００、２００          磁界発生部
１０１、１０２、２０１  速度変調コイル
１１１、１１２，２１１  強磁性体
【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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