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偏转磁轭和具有偏转磁轭的阴极射线管装置
    【技术领域】

    本发明涉及彩色显像管等的阴极射线管装置中的偏转磁轭和具有偏转磁轭的阴极射线管装置。

    背景技术

    阴极射线管装置，例如彩色显像管，具有：有大致矩形的有效部的玻璃制面板、与该面板相连接的玻璃制漏斗形外壳、以及由与漏斗形外壳的小直径部相连接的圆筒形玻璃制管颈所构成的真空玻壳。在面板的有效部的内面上形成发兰、绿、红光的点状或条状的三色荧光层，以及由黑色遮光层所构成的荧光屏。在真空玻壳内，与该荧光屏相对地配设具有大量电子束通过孔的多孔屏蔽板。此外，在管颈内设有射出3根电子束的电子枪，同时还在从管颈外周到漏斗形外壳外周面的位置上的轭形线圈安装部上安装偏转磁轭。

    在上述结构的彩色显像管中，通过偏转磁轭产生的水平、垂直偏转磁场来使电子枪所射出的3根电子束作水平、垂直方向偏转，通过多孔屏蔽板而对荧光屏进行水平、垂直扫描来显示彩色图像。

    此外，作为上述那样的彩色显像管广泛采用的是自会聚串联型彩色显像管。这种彩色显像管，其电子枪是发射出在同一平面上排成一排的3根电子束的串联型，且偏转磁轭产生枕形的水平偏转磁场以及圆桶形的垂直偏转磁场。因此，电子枪所射出的排成一排的3根电子束由于这些水平、垂直偏转磁场偏转，无需特别的修正装置就能将配置成一排的3根电子束集中于整个画面中。

    另一方面，在上述那样的彩色显像管中，偏转磁轭是大的电力消耗源，为要降低阳极射线管的电力消耗，降低偏转磁轭的电力消耗是很重要的。此外，近年来要求高清晰度以及提高视觉分辨率，从而增加了使用高偏转频率的条件。因此，在这种要使偏转磁轭用高偏转频率工作的场合，偏转磁轭的发热大大增加。另外，为要适应于HD(高清晰度)电视和PC(个人电脑)等的OA机器的监视器应用，必须提高偏转频率，所有这些，都会引起偏转电力的加大，且导致偏转磁轭的发热增大。

    通常，为了降低偏转电力，可通过减小阴极射线管的管径而使安装偏转磁轭的安装部的外径减小来缩小偏转磁场的作用空间而提高偏转磁场对电子束的作用效率。

    但是，在具有传统的圆锥梯形的轭形线圈安装部的阴极射线管装置中，由于电子束已经是很靠近真空玻壳的轭形线圈安装部内面而通过的，故若将管颈或轭形线圈安装部外径做得更小的话，在电子束到达荧光屏之前就会碰到轭形线圈安装部的内面，就会发生在最大偏转角部分荧光屏上有电子束撞击不到的部分。此外，电子束间断撞击轭形线圈安装部内面的话，该部分的温度会上升至玻璃熔融的程度，就会有真空玻壳爆裂的危险。因此，对于传统的阴极射线管装置而言，难以将管颈或偏向系统安装部的外径进一步缩小来降低偏转电力。

    作为解决这个问题的办法，考虑到在荧光屏上扫描矩形光栅的场合、在装有偏转磁轭的轭形线圈安装部内侧的电子束的通过区域也大致为矩形，可将漏斗形外壳的轭形线圈安装部做成从管颈侧朝面板方向逐渐从圆形变化成大致矩形。

    这样将漏斗形外壳的轭形线圈安装部做成大致方锥梯形的话，就可在最大偏转角的对角方向的直径不变、在轭形线圈安装部的长轴(水平轴)及短轴(垂直轴)方向的直径缩小。由此，可使偏转磁轭的水平、垂直偏转线圈靠近电子束而提高电子束的偏转效率，从而降低偏转电力。

    另一方面，作为偏转磁轭，可有：水平、垂直偏转线圈都是鞍型的鞍型/鞍型偏转磁轭，水平偏转线圈为鞍型、垂直偏转线圈为螺线型的半鞍型偏转磁轭等的各种形式。例如，日本专利特开平11-265668号公报所揭示的鞍型/鞍型偏转磁轭，其结构具有：一对卷绕成鞍型的角锥台平水平偏转线圈，它配置在由绝缘体所组成的隔离件的内侧；一对卷绕成鞍型的方锥梯形垂直偏转线圈，它配置在隔离件的外侧；以及由方锥梯形的磁性体所构成的磁芯，它配置在垂直偏转线圈的外侧而将其覆盖住。

    尽管具有上述那样基本结构的鞍型/鞍型偏转磁轭可比半鞍型偏转磁轭降低偏转电力，但是，由磁性体构成的方锥梯形的磁芯制造较困难，且在方锥梯形的磁芯上将垂直偏转圈卷绕成螺线管也很困难。因此，偏转磁轭的制造成本高，就会失去推广应用的价值。

    鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种阴极射线管装置的偏转磁轭和具有这种偏转磁轭的阴极射线管装置，它能有效地约束电子束，并使整个画面上的图像特性得以提高。

    【发明内容】

    本发明的一实施例的偏转磁轭具有：一对鞍形水平偏转线圈，它相对于中心轴对称地设置成大致方锥梯形状；一大致呈圆锥梯形的磁芯，它与上述中心轴同轴、且设置在上述水平偏转线圈的外周侧；以及一对垂直偏转线圈，它卷绕在上述磁芯上，绕成螺线管形，

    该偏转磁轭，在以上述中心轴为中心的圆周方向上，与上述中心轴正交的水平轴位置取为0°、与上述中心轴和水平轴正交的垂直轴位置取为90°的场合，各垂直偏转线圈的绕线在上述水平轴侧的起点为5°～30°的范围内，且在从起点至90°的范围内连续或间断分布，从而具有多处绕线分布密的部分，且相对于垂直轴对称卷绕，另一个垂直偏转线圈的绕线相对于上述水平轴、与上述的一个垂直偏转线圈的绕线对称地卷绕。

    此外，本发明的另一实施例的阴极射线管装置具有：真空玻壳、具有：内面形成荧光屏的面板、与面板相连接的漏斗形外壳、以及与上述漏斗形外壳的小直径端相连接的圆筒形管颈、同时从管颈起至漏斗形外壳的外周形成大致方锥梯形的轭形线圈安装部；电子枪，它配设在上述真空玻壳的管颈内，朝上述荧光屏射出电子束；以及偏转磁轭，它安装于上述轭形线圈安装部的外侧而使上述电子束作水平和垂直方向偏转。

    采用这种结构的偏转磁轭和具有这种偏转磁轭的阴极射线管装置，通过将水平偏转线圈做成大致方锥梯形状而提高电子束的偏转效率而降低偏转电力，同时，通过采用大致圆锥梯形的磁芯而能容易地制造磁芯。

    此外，在偏转磁轭中，由于垂直偏转线圈可在绕线分布的水平轴侧的起点在5°～30°的范围内的大范围内卷绕，故能有效地约束电子束，而能提高整个画面中的图像特性。

    【附图说明】

    图1是本发明之一实施例的彩色阴极射线管装置的剖面图，

    图2是上述彩色阴极射线管装置的真空玻壳的后侧立体图，

    图3A是上述真空玻壳的侧视图，

    图3B-3F是沿图3A的III-B-III-B线剖切的轭形线圈安装部的剖面图、沿图3A的III-C-III-C线剖切的轭形线圈安装部的剖面图、沿图3A的III-D-III-D线剖切的轭形线圈安装部的剖面图、沿图3A的III-E-III-E剖切的轭形线圈安装部的剖面图以及沿图3A的III-F-III-F剖切的轭形线圈安装部的剖面图，

    图4是上述彩色阴极射线管装置的偏转磁轭的立体图，

    图5是上述偏转磁轭的分解立体图，

    图6A是上述偏转磁轭的正视图，

    图6B是上述偏转磁轭的侧视图，

    图7是概略表示上述偏转磁轭的磁芯和水平偏转线圈之配置的侧视图，

    图8是概略表示上述偏转磁轭中心轴方向之磁芯、水平偏转线圈和彗形线圈位置关系的图。

    图9是表示上述偏转磁轭的垂直偏转线圈的绕线分布的图，

    图10是表示上述偏转磁轭的垂直偏转线圈的绕线分布与传统的偏转磁轭之比较的分布图，

    图11是表示本实施例中偏转磁轭与传统之偏转磁轭的电子束会聚和失真度之比较的实验结果的图，

    图12是表示将偏转磁轭的绕线分布分成多个的场合与不分的场合之电子束会聚和失真度之比较的实验结果的图，

    图13是表示用于上述电子束会聚测定方法的栅格线图像，

    图14是表示上述失真度测定方法的图。

    【具体实施方式】

    以下，参照附图来详细说明本发明实施例的彩色阴极射线管装置。

    如图1和图2所示，彩色阴极射线管装置具有真空玻壳10，该真空玻壳具有周边有裙部2的大致矩形的面板1、与面板的裙部相连接的漏斗形外壳4、以及与漏斗形外壳的小直径部相连接的圆筒形的管颈3。面板1具有大致平坦的外面。在面板1的内面形成有分别发出红、绿、兰光的多个荧光层、以及由遮光层所构成的荧光屏12。漏斗形外壳4具有从管颈3向面板侧延伸的轭形线圈安装部15，在此轭形线圈安装部上装有偏转磁轭14。在管颈内配置有向荧光屏的荧光层发射3根电子束20R、20G、20B的电子枪16。

    在面板1的内侧配置有具有颜色选择功能的多孔屏蔽板18，设置成支承于屏蔽板架17之上的状态。该多孔屏蔽板18具有大量电子束通过孔，对电子枪16所发射的电子束20R、20G、20B作颜色选择以使之到达与各色相对应的荧光层。

    此外，对于上述真空玻壳10，将与管颈3同轴且通过荧光屏12的中心而延伸的轴取为管轴Z、与管轴正交而延伸的轴取为水平轴(长轴)X、以及与管轴和水平轴正交而延伸的轴取为垂直轴(短轴)Y。

    在上述结构的彩色阴极射线管装置中，将电子枪16所发射的电子束20R、20G、20B由偏转磁轭14所产生的水平和垂直偏转磁场来偏转，由多孔屏蔽板18来进行颜色选择之后，对荧光屏12进行水平和垂直扫描，而显示图象。

    如图2和图3A-图3F所示，真空玻壳10的轭形线圈安装部15形成为从管颈7侧向面板1的方向的剖面形状逐渐从圆形变化为大致矩形的形状。通过这样将轭形线圈安装部15形成大致方锥梯形，就能减小偏转磁轭14的水平轴X方向和垂直轴Y方向的直径。由此，可使偏转磁轭14的水平偏转线圈靠近电子束而提高偏转效率，从而能降低偏转电力。

    如图1和图4-图6B所示，偏转磁轭14具有一对使电子束产生水平轴X方向偏转用的磁场的水平偏转线圈30a、30b，以及一对使电子束产生垂直轴Y方向偏转用的磁场的垂直偏转线圈32a、32b。一对水平偏转线圈30a、30b分别由鞍型线圈所构成，二个水平偏转线圈合在一起构成大致方锥梯形状。这些水平偏转线圈30a、30b沿着由合成树脂等材料制成的隔离件33的内周面安设，该隔离件构成为与轭形线圈安装部15相对应的大致方锥梯形。

    在隔离件33的外周侧上安装有由磁性体所构成的圆锥梯形的磁芯34，同轴地围绕着隔离件。而且，一对垂直偏转线圈32a、32b分别卷绕在磁芯34上，绕成螺线管形。磁芯34可形成为沿包含其中心轴之平面分成2部分，而用固定片36相互固定在一起。

    在隔离件33的小直径端部同轴配置有为了修正彗形像差用的彗形线圈40，它置于离磁芯34的小直径端给定距离的位置上。

    在上述偏转磁轭14中，圆锥梯形磁芯34的面板侧端即大直径端部的内径或外径应考虑到相对于方锥梯形的水平偏转线圈30a、30b的最佳位置以及管轴Z方向的长度、根据水平偏转线圈30a、30b的大直径侧处对角轴上的直径来决定。也就是说，在水平偏转线圈30a、30b做成为方锥梯形而磁芯34做成圆锥梯形的场合，磁芯的内周面位于最接近于各水平偏转线圈的对角轴部分。

    因此，如图6A、6B和图7所示，磁芯34的大直径端部的半径设定为，包含该大直径端部、与管轴Z相垂直的平面A与水平偏转线圈30a、30b的对角轴相交的位置B处的水平偏转线圈的对角半径大致相等的半径(rd)。

    如图8所示，水平偏转线圈30a、30b形成为，在管颈侧的小直径端处不具有向与管轴Z正交方向弯折的弯曲部的无弯曲型线圈。在水平偏转线圈30a沿管轴Z方向的有效长度取为L₁、磁芯34的长度取为L₂、以及磁芯的小直径端与彗形线圈40中心的距离取为L₃的场合，这些值设定为如下关系：

                             L₁＞L₂＞L₃

                             L₃＝0.6×L₂～0.8×L₂

    其次，参照图9和图10来详细说明上述偏转磁轭14的绕线分布。例如，在适用于对角尺寸为66cm的纯平型彩色阴极射线管的偏转磁轭中，对于以管轴Z为中心的圆周方向，将水平轴X的位置设定为0°、垂直轴Y的位置设定为90°的场合，垂直偏转线圈32a设定在相对水平轴X的绕线起点33为θ＝5°～30°的范围内，卷绕成绕线在从起点33至90°的范围内连续或间断地分布。在本实施例中，如图10中的实线所示，垂直偏转线圈32a在20°～90°的范围内卷绕。此外，垂直偏转线圈32a还在22°～28°、40°～70°及83°～88°附近的3个地方分别卷绕成绕线分布密集的样态。

    该垂直偏转线圈32a相对于垂直轴Y左右对称卷绕。此外，垂直偏转线圈32b相对于水平轴X、与垂直偏转线圈32a的绕线对称地卷绕。

    此外，在具有大致圆锥梯形的鞍型水平偏转线圈和半鞍型的垂直偏转线圈的传统的偏转磁轭中，如图10中的虚线所示，垂直偏转线圈的绕线范围约为35°～85°，很窄，其分布为在绕线中央部绕线比率最高的山型形状。

    采用如上结构的彩色阴极射线管装置，真空玻壳10的轭形线圈安装部15做成大致矩形梯形状，同时，水平偏转线圈30a、30b做成与轭形线圈安装部15相应的大致方锥梯形。由此，电子束的最大偏转角的对角方向的半径与传统的一样，水平偏转线圈30a、30b的水平轴径及垂直径就可减小，就能将水平偏向线圈30a、30b靠近电子束。其结果，就能提高电子束的偏转效率，就能降低偏转磁轭14的偏转电力。

    此外，由于将磁芯34做成大致圆锥梯形、将垂直偏转线圈32a、32b卷绕成螺线管形，在采用大致方锥梯形的磁芯时，就能容易廉价地制得偏转磁轭，同时还能得到优良的特性。

    另外，偏转磁轭14与传统的偏转磁轭相比，其绕线分布大有变化，特别是垂直偏转线圈的绕线在上述20°～90°的大范围内形成。因此，可有效地约束电子束20R、20G、20B，可得到在整个画面上图像特性高的彩色阴极射线管装置。

    也就是说，由于上述那样将垂直偏转线圈32a、32b的绕线分布的起点置于靠近水平轴X而使绕线范围扩大，故能在垂直偏转磁场中形成更强的圆筒形磁场，就能改进电子束的会聚。

    本发明者们对上述实施例那样设定垂直偏转线圈的绕线范围的偏转磁轭与传统的偏转磁轭的会聚和图像失真特性进行了比较试验。其结果如图11所示。在此，如图13所示，YH为在画面的垂直轴Y端处沿水平轴X方向的电子束R、B间的偏差量，PQH为在画面的对角轴端处沿水平轴X方向的电子R、B间的偏差量，PQV为在画面的对角轴端处沿垂直轴Y方向的电子束R、B间的偏差量。图13为栅格画面，△-△为画面上的电子束G的到达位置，×-×为画面上的电子束B的到达位置，●-●为画面上的电子束R的到达位置。另外，如图14所示，NS失真为在显示矩形图像的场合下在垂直轴Y端处的目标图像与实际的光栅间的偏差量，同样，EW失真为在水平轴X端处的目标图像与实际的光栅间的偏差量。

    而且，从图11所示的结果可知，在采用本实施例中的偏转磁轭的场合，与传统的相比，YH，PQH。PVH的每个都减小了，电子束的会聚提高了。随之，NS失真、EW失真降低，就能提高整个画面的图像特性。

    由于垂直偏转线圈32a、32b的绕线分布的起点靠近水平轴X而使绕线范围扩大，故慧形线圈40的设计和安装位置的自由度提高，随之，水平偏转线圈的设计自由度也提高了。例如，可将慧形线圈40配置在比传统的偏转磁轭更靠在管颈侧处，由此，可将水平偏转线圈30a、30b的管颈端侧做成不弯曲形状，就能提高水平偏转灵敏度。

    例如，在适用于对角尺寸为66cm的纯平型彩色阴极射线管的偏转磁轭中，在垂直偏转线圈32a、32b的绕线起点取为20°的场合，就可将水平偏转线圈30a、30b的长度L₁取为86mm、将从磁芯34的小直径端至慧形线圈40中心的距离L₃取为30mm。因此，与传统的相比，水平偏转灵敏度就能提高大约25％。

    此外，由于将垂直偏转线圈32a、32b分成几个绕线分布密集的部分来进行卷绕，故能容易地调整电子束的会聚。因此，如图12所示，在将垂直偏转线卷的绕线分布分成几个密集部分的场合，与不分的场合相比，能改进会聚并减小失真。

    由以上可知，能提供在整个画面上提高图像特性、且具有优良的偏转灵敏度的偏转磁轭的彩色阴极射线管装置。

    此外，本发明并不只限于上述的实施例，还可在本发明的范围之内进行多种的变化。例如，可通过对磁芯开设狭缝或在磁芯上安装梳齿形的凸起等来将垂直线圈的绕线分开卷绕，从而构成绕线组等场合也能得到同样的效果。另外，本发明也不只限于彩色阴极射线管装置，也能适用于黑白阴极射线管装置。

    如上所述，采用本发明，就能有效地约束电子束，能得到在整个画面上图像特性都提高的偏转磁轭、以及具有这种偏转磁轭的彩色阴极射线管装置。