CN1188893C - 视频显示偏转装置 - Google Patents

Abstract

用于阴极射线管的视频显示偏转装置，包括鞍形垂直偏转线圈和鞍形水平偏转线圈(3)。水平偏转线圈(3)包括构成一对侧边导线束(120、120′、121、121′)、接近管子荧光屏的前端线匝部分(29)和接近管子电子枪的后端线匝部分(19)。侧边部分构成其间无导线且在前端线匝部分与后端线匝部分之间延伸的绕组窗口(18)。各所述侧边部分有第一、第二和第三绕组间隙。第一、第二和第三绕组间隙延伸到比由端部线匝部分建立的窗口端部更接近管子电子枪的纵向坐标。

Description

视频显示偏转装置

技术领域

本发明涉及用于彩色阴极射线管(CRT)中的视频显示偏转装置。

背景技术

产生彩色图象的CRT通常包括电子枪，该电子枪发射三束共面电子束(R、G和B电子束)以分别在荧光屏上激发给定原色红、绿和蓝的发光材料。该偏转系统被安装于管颈上，由其水平和垂直偏转线圈或绕组产生偏转场。按照常规方式铁磁性材料的环或磁芯围绕偏转线圈。

为了避免称为会聚误差的电子束着屏误差，要求所产生的三束电子束会聚于荧光屏上，否则在彩色再现上会产生偏差。为了提供会聚，已知采用称为自会聚的象散偏转场。在自会聚偏转线圈中，在更接近荧光屏的线圈前部，由水平偏转线圈产生且用磁力线描绘的场不均匀性通常呈枕形。

由于荧光屏表面的非球面形状，因而局部产生称为枕形失真的几何失真。随着荧光屏曲率半径的增大，在图象顶部和底部被称为北-南失真和在图象侧面被称为东-西失真的图象失真变得越来越大。

由于R束和B束以相对于管子纵轴的较小角度穿过偏转区，相对于中心G束的偏转来说它们还承受附加的偏转，因而产生彗形象差。就水平偏转场而言，通常通过在束进入区或用于会聚误差校正的上述枕形场之后的偏转系统的区域内产生桶形水平偏转场，来校正彗形象差。

随着扫描线从荧光屏中心到角部，绿色图象相对于红色和蓝色图象之间的中点逐渐水平方向偏移，在图象侧面的垂直线上呈现彗形抛物线失真。如果该偏移朝向图象外部或侧面进行，这种彗形抛物线误差通常被称作正的；如果该偏移朝向图象内部或中心进行，这种彗形抛物线误差通常被称作负的。

习惯作法是把偏转场沿管子纵轴划分为三个连续的作用区域：最接近电子枪的背部或后部区域，中间区域和最接近荧光屏的前部区域。通过控制后部区域中的场来校正彗形象差。通过控制前部区域中的场来校正几何误差。在后部和中间区域校正会聚误差，并且在前部区域中对会聚误差影响最小。

在图2的现有技术偏转系统中，永久磁铁240、241、242被设置于偏转系统的前部，以减小几何失真。其它磁铁142和场成形器被插入水平和垂直偏转线圈之间，以局部改变场，减小彗形象差、彗形抛物线误差和会聚误差。

当荧光屏有大于1R例如1.5R或以上的较大曲率半径时，在未采用磁性辅助部件例如分流器或永久磁铁等的情况下越来越难以解决上述束着屏误差。希望通过控制偏转线圈的绕组分布而不采用例如分流器或永久磁铁之类的磁性辅助部件来减小例如彗形抛物线误差、彗形象差或会聚误差等误差。

由于分流器或永久磁铁在系统中不利地产生与较高水平频率有关特别是当水平频率为32kHz或64kHz或以上时的加热问题，因而希望取消这些辅助部件。在某种意义上，这些附加部件还会增加不希望的在所生产的偏转系统中的偏差，从而降低几何误差、彗形象差、彗形抛物线误差和会聚误差的校正。

发明内容

体现本发明特征的一种视频显示偏转装置，包括：

一个鞍形的水平偏转线圈，用于产生偏转场，以使电子束沿阴极射线管显示荧光屏的水平轴扫描，所述水平偏转线圈包括形成一对侧边导线束、一个接近所述荧光屏的前端线匝部分和一个接近所述管子电子枪的后端线匝部分的多个绕组线匝，所述前端线匝部分和后端线匝部分构成一个其间无导线的绕组窗口，所述绕组窗口具有一个在由所述后端线匝部分建立的一个第一角部分处的极端和另一个由所述前端线匝部分建立的极端，所述侧边导线束具有一个用于校正电子束着屏误差的绕组间隙，所述绕组间隙从所述绕组窗口中的一个纵向坐标延伸到所述后端线匝部分的一个区域中，每一个所述侧边导线束具有一个后间隙，所述后间隙的其中之一在所述侧边导线束之间延伸；

一个垂直偏转线圈，用于使所述电子束沿所述荧光屏的垂直轴扫描以形成光栅；和

一个可渗磁的磁芯，与所述水平和垂直偏转线圈一起构成偏转系统。

有利的是，在三个绕组间隙中的操作减小水平彗形象差。通过将三个绕组间隙之一延伸到在窗口内的纵向坐标，还可减小会聚误差和彗形抛物线误差。

附图说明

附图中：

图1展示按照本发明配置的安装于阴极射线管上的偏转系统；

图2展示按照现有技术的偏转系统的正视分解图；

图3a和3b分别表示按照本发明配置的水平偏转线圈的侧视图和顶视图；和

图4a、4b和4c展示沿管子主轴Z由图3a和3b的线圈产生的水平偏转场分布函数系数的变化和形成于线圈中的绕组间隙的影响。

具体实施方式

如图1所示，自会聚彩色显示装置包括备有抽真空的玻璃外壳6和磷光或发光单元配置的阴极射线管(CRT)，该发光单元配置表示设置于一个构成显示荧光屏9的外壳末端上的三原色R、G和B。电子枪7设置于外壳的第二末端上。为了激发相应的发光颜色单元，这样设置电子枪7的组，使其产生水平对准的三束电子束12。通过安装于管子颈部8上的偏转系统1的操作使电子束扫描荧光屏表面。偏转系统1包括通过隔离器2相互隔离的一对水平偏转线圈3和一对垂直偏转线圈4以及用于增强电子束路径上的场的铁磁性材料5的磁芯。

图3a和3b分别展示按照本发明一个方案的成对的鞍形水平线圈或绕组3中之一的侧视图和顶视图。由导线环路形成各绕组线匝。成对的水平偏转线圈3中的每一个有接近图1的电子枪7且沿纵轴或Z轴延伸的后端线匝部分19。沿通常垂直于Z轴的方向使接近显示荧光屏9设置的图3a和3b的前端线匝部分29弯曲离开Z轴。最好以单件形式而不是以由两个分离部件组装的形式来制造磁芯5和隔离器2的每一个。

通过在X轴一侧上沿Z轴且一起构成一个侧边部分的侧边导线束120、120和在X轴的另一侧上的侧边导线束121、121，图3a和3b的鞍形线圈3的前端线匝部分29的导线与后端线匝部分19连接。位于接近束出口区域23的侧边导线束120、120和121、121的部分形成图3a的前部间隙21、21和21″。前部间隙21、21和21″影响或改变电流分布谐波，以校正例如形成在荧光屏上的诸如北-南失真等的图形几何失真。同样地，位于偏转线圈3的束入口区域25中的侧边导线束120、120和121、121的部分形成后间隙22和22。间隙22和22其有所选的用于校正水平彗形象差的绕组分布。端部线匝部分19和29以及侧边导线束120和121限定主绕组窗口18。

沿端部线匝部分29的纵向Z轴的区域限定线圈3的束出口区或区域23。沿窗口18的纵向Z轴的区域限定中间区或区域24。在一个极端，窗口18从其中连接侧边导线束120和121的角部17的Z轴坐标开始延伸。由端部线匝29限定另一个极端。位于窗口18之后的后部中且包括后端线匝19的线圈区域被称为束入口区或区域25。

可以用被覆电绝缘体和热固性胶的小尺寸的铜线绕制图3a和3b的鞍形线圈。在大体按其最终形状绕制鞍形线圈的绕制机中进行缠绕，并在绕制工艺过程中引入图3a和3b中的间隙21、21、21″、22、22。由限制这些间隙可能呈现的形状的缠绕头中的可伸缩销钉确定这些间隙的形状和位置。

在缠绕之后，各鞍形线圈被保持在模具中，并且为了获得要求的机械尺寸还对其施加压力。为了软化热固性胶使电流流过导线，然后为了使导线相互粘接和形成自支撑的鞍形线圈，再对其进行冷却。

在缠绕工艺过程期间，由位于中间区24的中心区域的图3a的位置60的销钉确定形成于中间区24中的间隙21″的位置。结果是在间隙21″中于位置60处形成角部。在缠绕工艺过程中，由位于中间区24中心区域的图3a的位置60处的销钉确定形成于中间区24中的间隙21″的位置。结果是在间隙21″的位置60处形成角部。在缠绕工艺过程中，由位于中间区24背部的位置42处的销钉确定形成于中间区24背部中的间隙26的位置。结果是在间隙26的位置42处形成角部。间隙21″和26都位于由导线束120和120′形成的侧边部分中。位置60处的销钉接近中间区24的中心并且实际上距窗口18的端部坐标更远。位置42处的销钉位于中间区24后部，接近角部17。中间区24的长度等于由端部线匝部分29形成的窗口18的边界Z轴坐标与窗口18的角部17的Z轴坐标之差。

按众所周知的方式，每一个销钉都使绕组分布产生骤然改变并在绕组间隙中形成相应的角形部分。例如，在更接近入口区的图3a中位置60的一侧，越接近角部位置60，导线集中程度就越大。另一方面，在更接近出口区的角部位置60一侧，随着距位置60的距离增大，导线集中程度减小。这样，在位置60导线集中程度局部最大。

与间隙21″和26有关的相应销钉的位置提供分开的用于校正会聚和残余彗形象差的控制参数或自由度，同时能够使彗形抛物线误差值减小到可接受的值。有利的是，在中间区24且形成于线束120中的绕组间隙21″与形成于区域25中的绕组间隙例如间隙22或22的组合使用，提供所要求的沿Z轴的变化，从而可有利于避免使用诸如分流器或磁铁之类的局部场成形器。

由已知的出口区23中的导线配置校正大部分几何误差。由形成于束入口区25的后端线匝部分19内的导线中的绕组间隙部份地校正彗形象差。

在图3a和3b的配置中，通过在位置60的销钉所建立的中间区导线部分的操作和在位置42的销钉所建立的中间区导线部分的操作，部分地校正会聚误差和残余的彗形象差。每一校正对会聚误差和彗形象差的减小都起部分作用。

有利的是，通过在位置42和60处销钉的操作产生的上述会聚误差和彗形象差校正，使彗形抛物线误差沿相互相反的方向发生变化。因此，有利的是，可使彗形抛物线误差减小到可接受的大小。

在图3a和3b的实例中，偏转系统安装于A68SF型管上，该管具有非球面型的荧光屏和在水平边缘3.5R数量级的曲率半径。水平线圈3沿Z轴的总长度等于81mm。水平线圈有由沿Z轴长7mm的端部线匝导线形成的前部或束出口区域或区23。水平线圈3有长度为52mm的中间区24，在中间区24中延伸图3b的窗口18。水平线圈3有沿Z轴延伸长度为22mm的背部或后端线圈导线19。这样缠绕线圈背部的导线，使它们构成局部由无导线的间隙相互分开的几束或组。

沿其对称的YZ平面观察图3a和3b的线圈可以看出：在绕制工艺过程中，如前所述，将销钉插入位置60和42，在区域24中产生间隙21″和26。位置60处的销钉保持导线束120约为线圈导线数的94％。位置60处的销钉位于距线圈前部27mm的距离处，且按31.5度的XY平面中的角度位置约在中间区域24的中心。位置42处的销钉保持图3a的导线束45约为线圈导线数的49％。在XY平面中按等于33度的角度位置将位置42处的销钉设置于距线圈前部56mm处。间隙26沿Z轴在47mm与62mm之间从偏转线圈的前部伸出。

窗口18的背端部分17限定窗口18的距线圈前部最远的Z轴坐标。沿Z轴在距线圈前部59mm的距离处设置角部17。

有利的是，位置42的Z轴坐标选自这样的范围内，该范围在位于窗口18一端且与角部17的Z轴坐标相同的Z轴坐标与在距角部17约为中间区24长度的10％距离处且更接近荧光屏的Z轴坐标之间。中间区24的长度等于窗口18一端的角部17的Z轴坐标与由端部线匝部分29形成的窗口18另一端的Z轴坐标之间的距离。在约为中间区长度的10％的范围内选择位置42的坐标提供最佳的彗形抛物线误差校正。还可避免使用分流器和磁铁。

在实现本发明的特征中，除上述延伸到区域25的绕组间隙26之外，在区域25中还形成一对绕组间隙22和22′。在绕制工艺过程期间，分别在后端线匝导线的区域25中的位置40和41处插入销钉，形成绕组间隙22和22′。

图3a的位置40处的销钉构成约为线圈导线数的11％的导线束43，并在XY平面中以相应于16度的角度位置在距线圈前部75mm处设置该销钉。在位置41处的销钉保持线束44为线圈导线数的27％，并在XY平面中以等于55度的角度位置在距线圈前部70mm处设置该销钉。这样，位于绕组间隙22和26之间的绕组间隙22′的角部相对Z轴而言处于55度的角度位置。有利的是，绕组间隙22和26的角部分别在16度和33度的较小角度位置处，该角度位置比位置41处的销钉55度的角位置小。通过保持这种角度位置关系，销钉就能够部分改变场的较高次系数，特别是能够将彗形象差减小到足够低的值。

如图3b所示，绕组间隙22′在包括纵向Z轴的对称平面YZ的两侧之间无导线地延伸。如图3b所示，就成对的绕组间隙22′而言，各绕组间隙22或22′可在对称平面YZ的两侧之间延伸。或者，如图3b所示，就成对的绕组间隙22而言，每一绕组间隙22或22′可形成为一对分开在对称平面YZ两侧的绕组间隙。

图4a和4b展示绕组间隙22或22′对水平偏转场的场分布函数的基波或零次系数H0和更高次系数H2和H4的影响。已表明该影响主要在线圈背部而不影响在偏转系统前部的场分布函数的零次系数H0和二次系数H2。

图4c展示间隙26对水平偏转场的场分布函数的零次系数H0和更高次系数H2和H4的影响。间隙26的影响延伸到线圈的前部和背部；它特别改变在中间区前部所施加的水平偏转场的场分布函数沿Z轴的正二次系数H2大小和长度。水平偏转场的场分布函数的二次系数H2影响电子束会聚和图象的几何形状。

下表表示包括绕组中的间隙26所提供的对几何误差、彗形象差和会聚误差的影响。结果可与不包括绕组间隙例如不包括间隙26的偏转系统所获得的情况进行比较，其中由与间隙22和22′类似的间隙的操作校正彗形象差，由与间隙21、21′和21″类似的间隙的操作校正电子束会聚误差。在该表中，在九个通常表示阴极射线管荧光屏的一个象限的点测量(水平和垂直)彗形象差和会聚误差。相对图象的水平边缘(外部北-南几何图象)并在荧光屏的该边缘之一与中心之间(内部北-南几何图象)的一半距离处测量北-南几何误差。

	垂直彗形象差	水平彗形象差	会聚误差	N/S几何误差
					没有窗口26	0.06   -0.07  -0.10.11   0.06   0.110      0      0	0  0.71  1.890  0.77  2.450  0.8   2.72	0.42  0.41  1.220.19  0.89  4.240     0.97  5.74	Ext.  -0.11％Int.  -0.25％
有窗口26	0.01   -0.09  -0.10.1    0.06   -0.10      0      0	0  0.03  0.110  -0    0.010  -0    0.12	0.4   0.19  0.490.17  0.28  0.650     0.14  0.93	Ext.  -0.39％Int.  -0.54％

该表表示间隙26并未使已经较小的垂直彗形象差劣化。另一方面，水平彗形象差和会聚误差在图象的垂直边缘被特别明显地减小。图象的北-南几何误差同样也被改善。有利的是，当使用间隙26时，在荧光屏上测量的与直线偏离的枕形北-南几何图形比不采用间隙26时的枕形北-南几何失真偏离值更接近-1％的期望值。-1％的偏移值表示在荧光屏上的枕形图形。期望获得这种偏离，因为在距荧光屏距离等于图象高度的5倍处的观看者不能观察到几何失真，因而是所期望的。

根据将要使其最小化的误差的绝对和相对大小，可改变在XY平面中某一角度位置以下的位置42处的销钉所保持的导线相对百分数，或改变对应销钉的Z位置，或改变相同销钉的角度位置。间隙26有适当的表面区域并在线圈的背部25和中间区24中延伸。

在未示出的实施模式中，在主窗口18的端部或角部17附近的区域内的相对Z轴设置的横向导线中可形成两个窗口。这两个窗口局部伸进区域24和区域25中。为了使彗形象差、几何误差和会聚误差最小，在绕制工艺过程期间按不同的角度位置设置销钉形成这些窗口，就可产生导线数相对值改变的导线组，从而允许改变对场产生的作用并获得对水平偏转场的场分布函数的零次系数H0和更高次系数的更好作用。

并不限于上述实施例，为了使残余的彗形象差、几何误差和会聚误差最小，在绕制期间将销钉插入线圈中间区之后的区域中，可产生可延伸到中间区和背部区域中的间隙，并因此可用于改变垂直偏转场。

Claims (1)

1.一种视频显示偏转装置，包括：

一个鞍形的水平偏转线圈，用于产生偏转场，以使电子束沿阴极射线管显示荧光屏的水平轴扫描，所述水平偏转线圈包括形成一对侧边导线束(120’，121’)、一个接近所述荧光屏的前端线匝部分(29)和一个接近所述阴极射线管的电子枪的后端线匝部分(19)的多个绕组线匝，所述前端线匝部分和后端线匝部分构成一个其间无导线的绕组窗口(18)，所述绕组窗口具有一个在由所述后端线匝部分(19)建立的一个第一角部分(17)处的极端和另一个由所述前端线匝部分(29)建立的极端，所述侧边导线束具有一个用于校正电子束着屏误差的绕组间隙(26)，所述绕组间隙从所述绕组窗口(18)中的一个纵向坐标延伸到所述后端线匝部分(19)的一个区域中，每一个所述侧边导线束(120’，121’)具有一个后间隙，所述后间隙(22，22’)的其中之一在所述侧边导线束之间延伸；

一个垂直偏转线圈，用于使所述电子束沿所述荧光屏的垂直轴扫描以形成光栅；和

一个可渗磁的磁芯，与所述水平和垂直偏转线圈一起构成偏转系统。

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