CN1018224B - 带补偿线圈磁芯装置的图象显示设备 - Google Patents

Abstract

图象显示设备包括：显象管，偏转装置和用于在显示屏前面的空间中产生一种与行频辐射场反向的补偿磁场的补偿线圈系统。该补偿线圈系统包括两个各自缠绕在杆状磁芯部分上的线圈。磁芯部分对称于x-z面以V形构形安置在y-z面中。另一种方法是：该补偿线圈系统可以包括以这种方式安装并位于平行于x-y面且与其等距的各平面中的两对线圈。

Description

本发明涉及具有显象管的图象显示设备，该显象管的后部由容纳用于产生电子束的装置的圆柱形管颈构成，而其前部则是漏斗形的，正面呈现最宽部分，并且包括一面荧光显示屏，所述显示设备还包含一个围绕显象管的一部分而安装的电磁偏转装置，它用来使电子束偏转横过显示屏，所述偏转装置包括：行偏转线圈，场偏转线圈和补偿线圈系统;所述行偏转线圈具有两个行偏转半线圈，在对称面的每侧各安装一个，所述补偿线圈系统用于在显示屏前面的空间中产生一种与行频辐射场反向的补偿磁场。

欧洲专利EP-A220，777中公开了一种包含用于补偿（行偏转线圈）杂散磁场的补偿线圈系统的图象显示装置。

近来，对某些类型的图象显示设备，特别是对一些监控器，采用了关于可能在它们周围产生的干扰磁场的更严格的标准。干扰磁场的主要来源是所述行偏转线圈，因为，与场偏转线圈大不相同，它是工作在射频电流（频率在10至100KHz的范围内）之下的。因此，决不可能设计出一种不产生杂散磁场而又令人满意地工作的偏转线圈。如果用防护屏来消除杂散磁场，则这种防护屏只有在显示屏一侧也把显象管和偏转装置的组合屏蔽起来才是有效的。的确，偏转装置的外磁场并不太强;对于一个110°的黑白显象管来说，在离开偏转装置的前面50cm距离处，所述场强已下降到 大致为地磁场强度的1%，但是，重要的是：该磁场是随时间而变化的。这些场变化可能在其他电子仪器中引起干扰，并且，正进行研究以证实这些场是否会影响人类的健康。如今，偏转装置的场的时间导数随着行频的增大（因而，随着越来越短的回扫周期）而增大。

在上述专利公开中描述了用于补偿行偏转杂散磁场的补偿线圈系统，所述系统当通以电流时可产生一种补偿磁偶极场。通过激励如下一种线圈可以获得这种偶极场，即，所述线圈具有恰当的匝数，恰当的表面面积和恰当的取向，其各匝基本上位于一个平面（一个“电流回路”）中，举例来说，可以通过把该补偿线圈与行偏转线圈串联或并联来激励该线圈。另一种方法是，可以通过激励两个位于行偏转线圈两侧适当位置上的“电流回路”来获得补偿场，该电流回路具有恰当的匝数，恰当的表面面积和恰当的取向。举例来说，在这种情况下，也可以通过把由所述两电流回路构成的补偿线圈与行偏转线圈串联或并联来激励该线圈。

补偿线圈最好粗些，以便减小其储能。

然而，问题是许多类型的显示设备（特别是监控器），缺乏按线圈所要求的恰当位置来容纳粗线圈系统的空间。因此，必须采用比较细（太细）的补偿线圈，以致所述辐射的补偿消耗了很多（行偏转）能量。此外，当补偿线圈系统与行偏转线圈串联时，还会有害地影响行偏转线圈的灵敏度。此时，电感增大。

本发明的目的是提供一种能以比已知方法较少的能量和较小的灵敏度损失来补偿行偏转线圈的辐射场的方法。

按照本发明，上述目的用以下方法解决：在起始段落中所描述 的那种设备具有一种补偿线圈系统，该系统存在于偏转装置的显示屏侧端附近，它包含至少一对磁芯装置，每个磁芯装置包括备有线圈的并且延伸在其法线横断显象管纵轴的平面中的杆状磁芯部分，所述磁芯装置相对于对称面对称安置，并且，对称于包含管轴和横断所述对称面的平面，共面磁芯装置的纵轴以（90°-φ）的锐角与对称面相交于基本上同一反向点上，而每对磁芯装置的中心则处于偏转装置的中心与显示屏之间。

这种采用备有（环形）补偿线圈的由能磁化的材料制成的杆状磁芯装置的辐射补偿方法，其简单性超过所有已知的采用无磁芯的，即，空心线圈的解决该问题的方法。围绕着由能磁化的材料制成的磁芯的线圈占用小的空间，并且，其灵敏度损失也是小的。

在本发明的范围内，所述补偿线圈系统可包括：延伸在其法线横断管轴的第一平面中的第一对磁芯装置，以及延伸在其法线横断管轴的第二平面中的第二对磁芯装置，所述第一和第二平面位于离开管轴等距之处。一种在实用中经考验的结构已证明可有效地补偿行偏转杂散磁场，同时，其偏转灵敏度损失比在已知补偿线圈系统中的所述损失少（在特定情况下，例如，少5倍）。

一个提供更多优点的实施例的特征在于：该补偿线圈系统包括一对延伸在一平面中的磁芯装置，该平面包含管轴并横断行偏转线圈的对称面。在按此方式安装的（两个）磁芯装置的情况下，和上述（四个）磁芯装置的解决办法相比，在前部方位有大得多的空间可利用。这点是重要的，因为如果磁芯部分从偏转装置的正面进一步向前延伸的话，则补偿的有效性可以更大些。

最后提到的解决办法中两磁芯装置的磁芯部分最好安排成与围 住行偏转线圈的磁环有磁通量交换关系。此时，磁环和两磁芯部分的组合就象非常长的磁芯部分那样起作用。由于行偏转线圈和围绕着它的磁环的直径在朝着显示屏的方向上增大，所以，偏转装置的辐射中心与其机械中心不相重合，但位于偏转装置前面（在显象管中）短距离（几厘米）处。这意味着，各已知的解决办法并不提供用这样一种方式来定位补偿线圈（或各补偿线圈）的可能性，即，使得补偿线圈系统的辐射中心与偏转装置的辐射中心重合。因此，补偿（偶极）场的产生伴随有高次磁场（四极场、六极场，取决于所述选定的结构）的产生。通常，按其次序补偿该高次场是必要的，以便满足所提的一些要求。于是，就需要一种附加的补偿线圈系统。在本发明的设备中不存在这个问题，因为，有可能以这样的方式来适当安置带相关的补偿线圈的由能磁化的材料制成的磁芯部分，即，使得它们可基本上校正补偿线圈系统的辐射中心与偏转装置的辐射中心不重合这一事实。为此，可以随着通过磁芯部分中心的平面与偏转装置辐射中心之间的距离的变化来调整φ角。

更具体地说，为了补偿不希望有的四极分量，按tgφ＝ (Z)/(Y) 的方式来调整φ角，此处，Y是磁芯部分的中心与对称面之间的距离，而Z是通过磁芯部分中心的平面与偏转装置的辐射中心之间的距离。

本发明的一种连接补偿线圈系统的实际方法具有如下特征：各线圈具有相同的缠绕方向，从而，在运行中，适合于按这样的方式，即，它们产生的磁场也具有相同的方向而连接到行频辐射源上。

下面参照附图更详细地说明本发明的几个实施例，附图中：

图1是包括备有电磁偏转装置的显象管的图象显示设备的透视立视图，所述偏转装置具有磁环和本发明的补偿线圈系统，

图2是磁环和补偿线圈系统的示意性正面立视图，

图3是磁环和补偿线圈系统的示意性侧视图，

图4是显象管和偏转装置的组合件的示意性纵向剖面图，

图5是连接补偿线圈系统的可能方法的电路图，

图6是带另一种补偿线圈系统的磁环的示意性正面立视图，以及

图7示意地表示按图6布局的偏转装置和显象管的组合件的纵剖面图。

图1是偏转装置和显象管的组合件的透视立视图，该组合件装在机壳1中，并包括本发明的补偿线圈系统3。为了清楚起见，图上省略了对理解本发明无关紧要的所有部件。

显象管2有一圆柱形管颈5和一漏斗形部分（锥体）6，该锥体的正面呈现最宽部分，并包括一面显示屏4。

显示屏包含许多荧光体，后者在电子撞击下发射预定颜色的光。管颈5的后部容纳电子枪系统。示意性地示出的电磁偏转装置8就安置在显象管的管颈5与漏斗形部分6之间的过渡区上，该电磁偏转装置8包含装在磁环内，用于使电子束在水平方向x偏转的行偏转线圈（图上见不到）。该行偏转线圈一般包含两个马鞍形的半线圈，它们分别安置在对称面（X-Z面）的两侧。在工作状态下，这些半线圈中流过频率在10与100KHz之间（例如，大约64KHz）的锯齿形电流。通常，行偏转线圈被软磁性材料的环形磁芯、即所谓磁环围着。

当最初之有磁环的行偏转线圈的辐射场与没有磁环的线圈的辐射场等大而反向时，在远距离处，可以把该行偏转线圈假定为具有 给定磁距的电流回路。

在不带磁环的行偏转线圈的辐射中心处，磁场B₀可计算出大致为30高斯。具有磁环的实际的偏转线圈的磁场大致是该值的两倍。

如图2和3中进一步示出的，包括带有缠绕在磁芯部分上的线圈的磁芯装置的补偿线圈系统3用于补偿该辐射场。

图2是图1的显象管2的磁环7与本发明的补偿线圈系统3的组合件的正面立视图，而图3则是其侧视图。相对于对称面X-Z对称地安置的两个行偏转半线圈9a和9b（由虚线表示），大部分安装在磁环7的里面。补偿线圈系统3包括：两个磁芯部分14和15备有补偿线圈12和13的第一对磁芯装置10，以及两个磁芯部分18和19备有补偿线圈16和17的第二对磁芯装置11。由行偏转线圈在显象管外面，特别是在显示荧光屏前面产生的杂散磁场（辐射场），可以通过以恰当的方式激励所述补偿线圈系统予以补偿。磁芯装置对10延伸在其法线横断管轴z的α平面中。磁芯装置对11延伸在其法线横断管轴z的β平面中。平面α和β相对于管轴z等距安置。

如在图3中所示的，磁芯部分14和15（以及18、19）按规定方式、相对于通过它们的中心M并平行于x-z面的直线而倾斜。倾斜的程度与该平面离开偏转装置辐射中心的距离有关。下面将参照图4对此进行更详细的说明。

可以把行偏转线圈9a、9b的干扰场粗略地看作管2中的偶极子（电流回路20）。换句话说，因为行偏转线圈9a、9b的直径在朝着显示屏4的方向上增大，所以，行偏转线圈辐射场的 中心C处于行偏转线圈的前面。

从而，一个值得重视的问题是：必须如何使可能的补偿线圈布局的辐射中心与行偏转装圈的（设想的）辐射中心重合。如果这些中心不重合的话，那么，所述偶极辐射场能够被补偿，但是，同时又产生，例如，一种四极场分量。

本发明考虑到这问题，该问题已引起一种完全新颖的补偿线圈布局的设计。一个实施例采用四个补偿线圈12、13、16、17，这些线圈缠绕在由能磁化的材料制成的杆状磁芯部分14、15、18、19上（图2，3）。

磁芯部分14、15、18、19的轴以90°-φ的角度延伸到x-z面上。为了确保尽量补偿可能产生的四极场分量，可以按这样的方式调整φ角，即，使其满足下面的关系式：

tgφ＝z/y

式中z是通过磁芯部分14、15、18、19中心的平面与辐射中心C之间的距离，而y是磁芯部分14，15、18、19的中心M与所述x-z面之间的距离。在一个给定的应用中，杆状磁芯部分14、15、18、19的长度为60mm，而直径为5mm，并且，它们是由4C6铁氧体制成的。例如，在实用中证明，杆长在5与10cm之间是适当的。磁芯部分14、15、18、19由线圈12、13、16、17围绕着，这些线圈具有有限的匝数（该匝数与电感有关），而且，最好延伸到磁芯部分的长度的大部分。

为了校正着屏误差，可以在杆状磁芯部分的相对的两端上设置 永久磁铁。

当应用缠绕在杆状磁芯部分上的补偿线圈时，减小着屏误差影响的另一种可能性是外加两个二极管的结构形式。原则上，此时，各补偿线圈对是并联设置的，如图5中用电路图示出的，图中，两并联设置的行偏转线圈9a、9b与两组并联设置的补偿线圈对12，13和16、17串联连接。二极管21、22确保当电子束偏转到显示屏的“右”边时，行偏转电流主要通过“左”侧补偿线圈支路，反之亦然。

图6是带有补偿线圈装置的磁环27的正面主视图，该磁环装置适用于本发明设备的另一个实施例。相对于对称面X-Z对称地安置的两个行偏转半线圈29a和29b（由虚线表示）大部分设置在磁环27的里面。在这种情况下，该补偿线圈系统包括一对由磁芯部分23与补偿线圈25，以及磁芯部分24与补偿线圈26组成的磁芯装置28、29。磁芯装置28、29延伸在y-z面中，并相对于x-z面对称设置。如在图7中可见到的，图上示出具有管颈35和漏斗形部分3b的显象管34，磁芯装置28，29以这样的方式安置在y-z面上，即，它们以90°-φ角与x-z面相交于基本上同一反向点P上。

图6和7中示出的补偿线圈装置的优点是：可以用简单的方法、通过利用行偏转半线圈37a，37b的引出线并将它们缠绕在磁芯部分23、24（向前倾斜）而构成线圈25和26。

另一优点是：可以按这样的方式相对于磁环27来安置磁芯部分23，24，即，使它们与磁环处于一种磁通耦合状态中。于是，就似乎构成非常长的连续的磁芯部分，因而，所述补偿比其他 情况下只需要较小的偏转能量。

再一个优点是：不再需要用外加的带二极管的电路结构（图5）。

Claims (7)

1、一种具有显象管的图象显示设备，该显象管的后部由容纳用于产生电子束的装置的圆柱形管颈构成，而其前部则是漏斗形的，正面呈现最宽部分，并且包含一面荧光显示屏，所述显示设备还包含一个围绕显示象管的一部分而安装的电磁偏转装置，它用来使电子束偏转横过显示屏，所述偏转装置包括：行偏转线圈，场偏转装圈和补偿线圈系统，所述行偏转线圈具有安装在对称面两侧的两个行偏转半线圈，所述补偿线圈系统用于在显示屏前面的空间中产生一种与行频辐射场反向的磁性补偿场，其特征在于：

该补偿线圈系统存在于偏转装置的显示屏侧端附近，并包含至少一对磁芯装置，每个磁芯装置包括备有线圈并且延伸在其法线横断显象管纵轴的平面中的杆状磁芯部分，

所述磁芯装置相对于对称面对称安置，并且，对称于包含管轴和横断所述对称面的平面，

共面磁芯装置的纵轴以(90°-φ)的锐角与对称面相交于基本上同一反向点上，以及

每对磁芯装置的中心处于偏转装置的中心与显示屏之间。

2、如权利要求1中所述的图象显示设备，其特征在于，该补偿线圈系统包括一对延伸在包含管轴并横断行偏转线圈的对称面的平面中的磁芯装置。

3、如权利要求2中所述的图象显示设备，其内，行偏转线圈由磁性材料的磁轭环包绕，其特征在于，所述的每个磁芯装置包括一个磁芯部分，该磁芯部呈延伸棒的形式，具有两个外端部，每根棒的一个外端部在磁轭环外表面的一部分的对面就位，两者之间的距离能使其间耦合磁通。

4、如权利要求1中所述的图象显示设备，其特征在于，该补偿线圈系统包含延伸在其法线横断管轴的第一平面中的第一对磁芯装置，以及延伸在其法线横断管轴的第二平面中的第二对磁芯装置，所述第一和第二平面位于离管轴等距离处。

5、权利要求1中所述的图象显示设备，其特征在于，tgφ＝Z/Y，式中Z是通过磁芯部分各中心的平面与偏转装置的辐射中心之间的距离，而Y是磁芯部分的中心与对称面之间的距离。

6、如权利要求1中所述的图象显示设备，其特征在于，所述各线圈具有相同的缠绕方向，从而，在运行中适合于按照这样的的方式连接到行频辐射源上，即，它们产生的磁场也具有相同的方向。

7、如权利要求4中所述的设备，其特征在于，将二极管元件电连接到绕制在杆状磁芯部分上的各线圈上，以便在运行中，使离偏转电子束最远的线圈得以激励。

Images