CN1092553A - 在短轴附近具有一对磁铁的偏转装置 - Google Patents

在短轴附近具有一对磁铁的偏转装置 Download PDF

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Abstract

在一个偏转系统(18)中，四个角磁铁(24a，24b， 25a，25b)用于校正内部北-南光栅失真。每个角磁 铁的北-南轴与Z轴平行地配置。

Description

本发明涉及彩色显象管（CRT）显示系统。
由于CRT的平直度的原因，在CRT屏幕顶部或底部本应理想地显现为一条水平直线的显示行，但却可能呈现通常称作外部枕形北-南几何失真（Outer    Pincushion    North-South    geometry    distortion）的几何失真。即使完全校正外部枕形几何失真，例如通过在偏转装置的顶部和底部使用传统的磁铁进行校正，却仍然可能产生残余的内部桶形北-南几何失真（inner    barrel    North-South    geometry    distortion）。内部桶形北-南几何失真产生在CRT屏幕介于CRT屏幕的顶部和中心之间的区域，或介于CRT屏幕的底部和中心之间的区域。可以期望校正这种内部北-南几何失真来降低总的北-南几何失真。另外，由于CRT的平直度的原因，通常称作欧翼失真（gullwing    distortion）的几何失真可能出现于CRT屏幕上显示的水平行上。也可以期望校正这种欧翼失真。因此，在靠近偏转系统的电子束出口部分配置体现发明特征的四个角磁铁。这些角磁铁以对称的方式分别配置在与CRT的Z轴垂直的一个平面中的四个象限中。角磁铁产生的磁场校正前述的几何失真。
体现本发明一个方案的偏转装置包括一个含有抽真空的玻壳的一字形排列系统的阴极射线管。在玻壳的一端设置有显示屏幕。在玻壳的第二端设置有一个电子枪组件。该电子枪组件产生多条电子束，这些电子束在偏转时就在屏幕上形成对应的光栅。绕玻壳的周围安装着一个偏转装置，该偏转装置包括一个在阴极射线管中产生垂直偏转磁场的垂直偏转线圈。该偏转装置还包括一个在阴极射线管中产生水平偏转磁场的水平偏转线圈。由导磁材料制成的一个磁芯与垂直和水平偏转线圈磁性耦合。具有一个北-南轴的角磁铁配置在电子束出口部分，所述北-南轴一般与偏转系统的Z轴平行，所述电子束出口部离偏转系统的Y轴比离其X轴更近。
图1表示安装在阴极射线管上的体现本发明的一个方案的偏转系统之侧视图;
图2表示从阴极射线管的显示屏幕方向看到的图1之偏转系统的正视图;
图3更详细地示出图1之偏转系统的侧视图;
图4表示在阴极射线管的屏幕上的相应显示图形，用以解释对应的电子束着陆误差;
图5表示体现图1之偏转系统的发明特征的角磁铁的俯视图;和
图6a-6d表示用于图1之偏转系统的谐波电位分布函数。
在图1中，CRT10包括一个屏幕即荧光屏11，屏幕上配置着红、绿和兰荧光三色点的重复组。CRT10是具有规格为27V即68厘米的超平荧光屏的A68EET38X110型，偏转角度为108°。在屏幕中心处，从偏转系统基准线到屏幕内面的距离（称为抛掷距离（throw    distancc））为275毫米。荧光屏11比一般的CRT的荧光屏平展得多，而弧矢（sagittal）高度仅为一般荧光屏轮廓弧矢的一半。
荧光屏11的内表面轮廓由以下等式确定。
ZC＝A1·X2+A2·X4+A3·X6+A4·Y2+A5·X2·Y2+A6·X4·Y2+A7·X6·Y2+A8·Y4+A9·X2·Y4+A10·X4·Y4+A11·X6·Y4+A12·Y6+A13·X2·Y6+A14·X4·Y6+A15·X6·Y6
此处：
ZC是从平面切线到内部表面轮廓的距离。
X和Y分别表示在较长轴和较短轴方向上离中心的距离。
A1至A15是依赖于荧光屏对角线尺寸的系数。
在表Ⅰ中示出了具有68cm对角线尺寸的观看屏幕的CRT10之显象管荧光屏所适用的系数A1至A15。具有由这些系数确定的轮廓的CRT在利用如下所述的发明特征时会有益于会聚特性。利用该表的系数时，X和Y尺寸必须以毫米为单位。
A1 = 0.2380978 x 10-03
A2 = 0.1221162 x 10-09
A3 = 0.9464281 x 10-14
A4 = 0.3996533 x 10-03
A5 = -.3144822 x 10-08
A6 = -.2969186 x 10-14
A7 = 0.0000000 x 10+00
A8 = 0.6663320 x 10-09
A9 = 0.2935719 x 10-14
A10 = -.3869349 x 10-18
A11 = 0.0000000 x 10+00
A12 = 0.1755161 x 10-13
A13 = 0.9320407 x 10-19
A14 = 0.7687528 x 10-25
A15 = 0.2308889 x 10-28
电子枪组件15安装在与显象管荧光屏相对的管径部分12上。电子枪组件15产生三个水平的一字形电子束R，G和B。总体表示为16的偏转装置组件利用一个合适的偏转装置支架或塑料衬套19安装在显象管的管径和喇叭口形部分。偏转装置16还包括一个喇叭形磁芯17，一个垂直偏转线圈18V和一个水平偏转线圈18H。偏转装置16是一种自会聚类型。
图2更详细地表示出体现本发明一个方案的偏转装置16。图1和图2中相同的标记和标号表示相同的零件或功能。在图2中的偏转装置组件是从电子束出口端方向观看的。图2的塑料偏转装置的支架19用作马鞍型水平偏转线圈18H的支撑件，水平偏转线圈18H相对于绕有垂直偏转绕组18V的喇叭形磁芯17适当地定位。因此，偏转装置16是一种马鞍环形（ST）。在图3所示的侧视图中，电子束出口端在右边。图1，2和3中相同的标记和标号表示相同的零件或功能。
图1的偏转装置16即CRT10的纵向即Z轴以传统的方式确定。在由对应的Z坐标确定的并与Z轴垂直的偏转装置16的每个平面中，平行于屏幕11的垂直即较短轴确定对应的Y轴。类似地，平行于屏幕11的水平即较长轴确定对应的X轴。在偏转装置16的每个平面中的坐标X＝Y＝0点位于Z轴上。
在靠近诸如图1的偏转装置16的电子束入口端，由线圈18V产生的垂直偏转磁场最好是已经被枕形失真，以校正垂直彗形象差误差。为了降低在时钟的6和12钟点处的过会聚，由垂直偏转线圈18V产生的垂直偏转磁场在偏转系统的中间部分即图1的偏转装置16之电子束入口端和出口端之间被形成桶形。
最好是增强桶形磁场的不均匀度，这种不均匀度可以通过安排垂直偏转线圈的绕组的分布来获得。因此，一对由软磁材料或导磁的材料制成的磁场模板（field    former）即并联器23a和23b安装在偏转装置中间部分的偏转装置之顶部和底部附近。有利地是，磁场模板23a和23b增强了桶形磁场的不均匀性，它们被安装在塑料的偏转装置的支架或绝缘件19之侧面，并在垂直偏转绕组18V和CRT10的管径之间面对垂直偏转绕组18V。
图4以虚线形式示出了在诸如CRT10的屏幕11之顶部的显示图形的被弯曲的水平行A1。图1-4中的相同的标记和标号表示相同的零件或功能。当外部的N-S光栅失栅未被校正时，图4的行A1就弯曲。外部的N-S光栅失真由图4中的距离d3测定，d3代表行A1和理想的平直水平行A1′之间的最大偏离。为了校正这种N-S光栅失真，图2和图3中的一对磁铁21a和21b分别安装在偏转装置的前边即电子束出口部分处的偏转装置之顶部和底部附近。磁铁21a和21b固定在支架19的凹槽中，而且其极性如图所示。配置在偏转装置的电子束出口附近的图2中的磁铁21a和21b用于校正外部北-南（顶-底）枕形失真。例如磁铁21a产生的磁场在光栅的顶部中心附近和光栅的最边侧附近提供最强的偏转力。因此，磁铁21a的磁场适宜于校正外部N-S枕形失真。校正的结果是，图4的行A1就可能接近在平面11上示为实线的理想的平直水平行A1′。当在屏幕底部显示其行时，图2和图3的磁铁21b执行相同的功能。
磁铁21a和21b能够降低为提供适当的会聚而所需的垂直偏转磁场的桶形失真。为了部分地恢复垂直偏转磁场的桶形失真，一对磁铁22a和22b配置在离偏转装置之电子束入口端较近的顶部和底部的偏转系统之喇叭形内表面附近，磁铁22a和22b被安装得与线圈18H的轮廓一致，并被配置于线圈18H和CRT10的管径之间。磁铁22a和22b以及并联器23a和23b补偿可以分别由磁铁21a和21b在不同情况下引入的会聚误差。由于在沿Z轴方向上离CRT10的屏幕比磁铁21a和21b更远的偏转磁场区域中的垂直偏转磁场之桶形失真增加的结果，从而获得会聚误差补偿。
假设外部N-S几何失真的校正是通过磁铁21a和21b完成的。由于CRT10之屏幕11的平直度的原因，使得理想地情况下为一条水平直线的图4中以虚线所示显示图形的行A2却可能呈现桶形几何失真。行A2被显示在图4中的垂直中心和顶部行A1或A1′之间的中部。这种几何失真称为内部N-S几何失真并以类似于外部N-S几何失真的测量方法进行测量。为了校正这种内部N-S几何失真，最好是相对于行A2来说，在靠近光栅的边侧的垂直偏转区域内施加一个比在光栅的中心处更大的偏转力。
因此，一对体现发明特征的图2中的永久角磁铁24a和25a安装在衬套19上，位于顶部磁铁21a的对边上。磁铁24a大致以角Φ＝+29°配置，而磁铁25a大致以角Φ＝-29°配置，而且相对于对应的Y轴对称。因此，由于其角度Φ小于45°磁铁24a和25a的每一个都配置得离Y轴近而离X轴远。
角磁铁24a和25a的应用使得北-南磁铁21a的应用成为可能，21a要比若不使用这两个角磁铁时所需的磁性弱。有利地是，通过使用更弱的磁铁21a，就降低了上述的桶形内部北-南几何失真。因此，角磁铁24a和25a与北-南磁铁21a之组合提供了内部/外部北-南两种几何失真校正。
图2的一对角磁铁24b和25b被设置得相对于X轴分别对称于磁铁24a和25a。角磁铁24b和25b配置在磁铁21b的对边。磁铁24a，21a和25a主要是当聚束点位于CRT屏幕的垂直中心之上时影响聚束光点着陆位置。以类似的方式，磁铁24b，21b和25b主要当聚束光点位于垂直中心之下时影响之。图5表示磁铁21a，24a和25a的顶视图。图1-5中相同的标记和标号表示相同的零件或功能。
在实现发明的特征中，图2的磁铁24a、25a、24b和25b的每一个的北-南轴相对于Z轴的角度小于45°。因此，这种北-南轴在平行于Z轴方向比在垂直Z轴方向上更靠近Z轴。在图2的例子中，这种北-南轴一般配置得与Z轴平行。与此对应，磁铁21a的北-南轴与Z轴垂直。因此，角磁铁24a的北-南轴24a1与图5中的Z轴平行。图2的磁铁24a，25a，24b和25b之每一个的北-南轴取向与Z轴平行的优点在于总的N-S几何失真和欧翼失真都相对于下述情况而降低。所述情况即指每个角磁铁的北-南轴垂直于Z轴。例如，当图2的角磁铁24a，25a，24b和25b之每一个的北-南轴与Z轴平行时，测得的外部北-南几何失真为-0.15%，测得的内部北-南几何失真为-0.5%与此对应，当每个角磁铁的北-南轴与Z轴垂直时，所测得的结果分别是+1.9%和+0.2%。因此，当角磁铁以图2所示的方式定位时，就降低了总的或平均的外部/内部N-S失真。
进而，欧翼失真校正的程度也相对于下述假定情况而得到改善，所述假定情况是指这种角磁铁之每一个的北-南轴与Z轴垂直。因此，当磁铁24a、25a、24b和25b的北-南轴的定向如图2所示时，在诸如时钟1∶30处测得的最大外部欧翼失真为+0.16%，而在称为时钟2∶30处相同的水平坐标处测得的最大内欧翼失真为+0.13%;同时，在另一方面，在屏幕上的相同点，当北-南轴与Z轴平行时，测得的最大外部/内部欧翼失真分别为-0.3%和+0.16%。外部和内部欧翼失真的每一个之幅度在具有相同的符号时比在相反的符号时提供较少的不良图象。这个优点对于画中画应用表现得尤为突出。
图6a、6b、6c和6d以实线分别表示出图1设置的水平磁场的第2，第4，第6和第8谐波能量分布函数。在图1-5和图6a-6d中的相同标记和标号表示相同的零件的功能。仅仅为了比较的目的，在图1中的每一个对应的谐波能量函数以虚线形式对下述情况予以表示，这种情况是指图2的每个角磁铁24a、25a、24b和25b的北-南轴与Z轴垂直的情况。通过将图2的每个角磁铁24a、25a、24b和25b的北-南轴定向为平行于Z轴，则第2和第4谐波能量值的每一个的幅度就增加，如图6a和6b所示;相反，在另一种情况下，第6和第8谐波能量值的每一个的幅度就降低，如图6c和6d所示。

Claims (7)

1、一种偏转装置，包括有：
一个包括抽真空的玻壳的一字形排列系统的阴极射线管(10)，一个配置在所说玻壳一端的显示屏幕(11)，一个配置在所说玻壳第二端的电子枪组件(15)，所说电子枪组件(15)产生多条电子束(R，G，B)，这些电子束在偏转时在屏幕上形成相应的光栅；
一个绕所说玻壳周围安装的偏转系统(16)，包括有：
一个用于在所说阴极射线管中产生垂直偏转磁场的垂直偏转线圈(18V)；
一个用于在所说阴极射线管中产生水平偏转磁场的水平偏转线圈(18H)；
一个由与所说垂直和水平偏转线圈磁耦合的导磁材料制成的磁芯(17)；其特征在于：
第1(24a)、第2(24b)、第3(25a)和第4(25b)角磁铁以对称的方式分别配置在与Z轴垂直的平面(X-Y)的4个象限，每个角磁铁具有一般与所说偏转系统的Z轴平行的北-南轴，并配置在电子束出口部分附近，电子束出口部分距Y轴比距X轴更近。
2、一种偏转装置，包括有：
一个包括抽真空的玻壳的一字形排列系统的阴极射线管（10），一个配置在所说玻壳一端的显示屏幕（11），一个配置在所说玻壳第二端的电子枪组件（15），所说电子枪组件产生多条电子束，这些电子束在偏转时在屏幕上形成相应的光栅;
一个绕所说玻壳周围安装的偏转系统（16），包括有：
一个用于在所说阴极射线管中产生垂直偏转磁场的垂直偏转线圈（18V）;
一个用于在所说阴极射线管中产生水平偏转磁场的水平偏转线圈（18H）;
一个由与所说垂直和水平偏转线圈磁耦合的导磁材料制成的磁芯（17），其特征在于：
具有北-南轴的角磁铁（24a），其北-南轴位于离与所说偏转系统的Z轴相平行方向比与Z轴相垂直方向更近，并配置在电子束出口部分，距所说的偏转装置的Y轴比X轴更近。
3、根据权利要求2的装置，其特征在于所说北-南轴一般平行于所说Z轴。
4、根据权利要求3的装置，其特征还在于：第2角磁铁（25a）有一个北-南轴，该北-南轴一般与所说Z轴平行并相对于所说Y轴与所说第一角磁铁（24a）对称配置;第三磁铁（21a）配置在所说Y轴附近，靠近所说偏转系统的电子束出口端，在第一和第二角磁铁之间，并具有一个与Z轴垂直的北-南轴用以校正外部北-南几何失真和内部北-南几何失真。
5、根据权利要求4装置，其特征在于所说的每个角磁铁铁（24a，25a）由一个永磁铁构成。
6、根据权利要求5的装置，其特征在于所说的第1（24a）、第2（25a）和第3（21a）磁铁的每一个之前端配置在所说偏转系统的相同X-Y平面内。
7、根据权利要求4的装置，其特征在于所说第三磁铁（21a）对外部北-南几何失真作校正，而其中所说角磁铁（24a，25a）比所说第3磁铁对内部北-南几何失真进行更多校正。
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