KR0140009Y1 - 전자 집속방식 음극선관의 집속코일 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전자집속 방식의 전자빔 집속에 사용되는 집속코일의 개선에 대해 개시한다.

종래의 집속코일은 자계분포가 포물선형이어서 중앙부에서 집속된 전자빔이 단부로 가면 자계분포의 구배에 의해 다시 발산됨으로써 집속효과가 저해되는 문제가 있었다.

본 고안에서는 집속코일의 권선밀도의 재분포로 자계분포를 균일화함으로써 종래의 문제점을 해결하였다.

Description

전자 집속방식 음극선관의 집속코일

제1도는 복합집속방식 음극선관의 일례로서 투사관을 도시한 개략 단면도.

제2도(a)(b)는 일반적인 집속코일의 단면도 및 그 자계 분포도.

제3도(a)(b)는 본 고안의 집속코일의 단면도 및 그 자계 분포도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 집속코일(focusing coil) 2 : 보빈(bobbin)

3 : 코일(coil) G : 전자총 어셈블리(electron gun assembly)

본 고안은 음극선관에 관한 것으로, 특히 전자 집속방식 음극선관의 집속코일에 관한 것이다.

주지하다시피 음극선관에 전자빔(electron beam)을 집속 및 가속하여 형광면을 발광시킴으로써 화상을 표시하는 화상 장치이다.

이러한 음극선관의 전자빔 집속방식은 전극간의 전위차(電位差)를 이용하는 정전(electro static) 집속방식과, 집속코일(focusing coil) 등의 전자력을 이용하는 전자(electro magnetic) 집속방식으로 대별된다.

그런데 음극선관의 대형화의 한계에 따라 대형 화면을 표시하는데에 투사형 TV(projection TV)등이 사용되고 있다. 투사형 TV는 투사관(projection tube)의 형광면에 결상(結像)된 화상을 광학적으로 대형의 화면(screen)상에 투영(投影)하는 장치인데, 투사관은 소형의 화면에 고해상도의 화상이 결상되어야 하므로 매우 미세한 스포트 사이즈(spot size)를 요하게 된다. 이와 같이 미세한 빔 사이즈를 요하는 특수 음극선관에 있어서는 제1도에 도시된 바와 같이 복합집속 방식이 사용된다.

제1도에서, 음극선관(T)의 네크(neck; N) 후단에는 전자총어셈블리(G)가 장착되어, 전자빔을 형성함과 동시에 이를 정전 집속방식으로 1차 집속 및 가속하게 된다. 전자총어셈블리(G)의 전방의 네크(N) 외주에는 집속코일(F)이 설치되어 1차 집속된 전자빔을 전자 집속방식으로 2차 집속한다. 일반적으로 전자총어셈블리(G)의 1차 집속 전극들이 예비집속렌즈(prefocusing lens), 집속 전극이 주 집속렌즈(main focus ing lens)를 형성하게 된다.

이와 같은 집속코일(F)은 일반적으로 제2도(a)에 도시된 바와 같이 보빈(bobbin; B)의 외주에 코일(coil; L)을 권선하여 전자석(solenoid)을 형성하도록 구성된다. 이 코일(L)은 일반적으로 보빈(B)의 길이에 따라 균일한 밀도(turn/cm등)로 권선되는데, 이에 따라 종래의 집속코일(F)의 자계분포(磁界分布)는 제2도(4)와 같이 포물선 분포가 된다.

이와 같이 균일한 밀도로 권선된 코일(L) 및 이에 따른 집속코일(F)이 포물선 형태의 자계 분포를 가짐은 일반적으로 알려진 사실인데, 그 원인은 다음과 같다.

코일(L)을 구성하는 각 권선에 전류가 흐르게 되면 이 권선의 주위에는 자계가 형성되는데, 그 자계는 권선으로부터 멀어질수록 약해지는 자계분포를 가지게 된다.

이와 같은 단위자계를 가지는 복수의 권선을 보빈(B)에 감아 코일(L)을 구성하면 각 권선의 단위자계가 서로 중첩되어 코일(L)의 자계를 형성하게 된다.

이때 코일(L)의 중심부로 갈수록 더욱 많은 단위자계가 중첩되고, 코일(L)의 외측에는 그 외부에 권선이 없으므로 중첩될 단위자계가 적어져, 결국 코일(L)의 자계분포는 중심으로 갈수록 밀도가 높고 외측으로 갈수록 밀도가 낮아지는 포물선 분포를 가지게 되는 것이다.

이에 따라 집속코일(F) 양단에서의 자속(磁束), 즉 자계의 밀도는 일반적으로 중심의 1/2정도에 불과하게 된다. 전자빔은 이러한 집속코일(F)을 도면우측의 입구측 단부로부터 도면 좌측의 출구측단부로 통과하며 집속되는데, 입구측 단부로 진입한 전자빔은 집속코일(F)의 자속의 구배(slope)가 증가되므로 중앙부로 갈수록 점차 집속이 이루어진다. 그런데 중앙부를 통과하고 나면 자속의 구배가 다시 감소되므로 집속되었던 전자빔이 다시 발산되고, 이에 따라 전자빔의 스포트 사이즈(spot size)가 커져 집속효과가 현저히 떨어지는 문제가 발생된다.

이러한 문제를 해결하기 위해 종래에는 집속코일(F)의 양단에 영구 자석 등을 부착시켜 단부의 자속을 강화시키는 방법을 사용하였으나, 이 경우에는 집속코일(F)가 영구자석간의 간섭과 상호자화(相互磁化) 등에 의한 잔류자기의 문제등이 수반되어 효과적인 해결책이 되지 못하였다.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제를 해결하여 집속특성이 양호한 집속코일을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위해 본 고안에 의한 집속코일은 그 중앙부의 코일 권선 밀도가 상대적으로 소(疏)하고, 양단부로 갈수록 점차 밀(密)해지게 권선되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 권선에 의해 본 고안에 의한 집속코일의 자계분포는 중앙부로부터 단부에 이르기까지 대략 균일해지게 되고, 이에 따라 양호한 집속 특성을 얻을 수 있게 된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 구체적 실시예를 상세히 설명한다.

제3도(a)에서, 본 고안에 의한 집속코일(1)은 보빈(2)상에 권선된 코일(3)의 권선밀도(예를 들어 turn/cm)가 중앙부로부터 좌우로 갈수록 점차 밀해진다. 집속코일(1)의 자속은 권선밀도, 즉 단위길이당 권선수에 비례하므로, 예를 들어 종래의 집속코일에서 균일한 밀도록 권선한 경우 단부의 자속이 중앙부 자속의 1/2정도일 때, 본 고안 집속코일에서는 바람직하기로 양단부의 권선밀도를 중앙부 권선밀도의 2배 정도로 하면 대략 균일한 자계분포를 얻을수 있게 된다. 중앙부와 양단부 사이는 이 두 권선밀도가 선형(線形) 또는 비선형의 증가율을 가지도록 점차 권선밀도를 증가시키며 권선한다.

이와 같은 권선 분포에 따라 본 고안 집속코일(1)의 자계분포는 제3도(b)에 보인 바와같이 집속코일(1)의 거의 전길이에 걸쳐 평탄대(plateau)를 형성함으로써 거의 균일하게 되고, 그 외측에서 급격히 감소하게 된다.

이에따라 본 고안 집속코일(1)의 집속특성은 전길이에 걸쳐 가속적인 집속이 이루어져 종래와 같이 단부 효과가 나타남이 없이 매우 미세한 스포트 사이즈를 얻을 수 있게 된다. 그러므로 본 고안은 특히 투사관 등에 사용되는 경우 고화질의 투사형 TV를 구현할수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 음극선관의 네크에 장착되어 전자총 어셈블리로부터 발사된 전자빔을 전자 집속방식으로 집속하는 집속코일에 있어서, 그 코일(3)이 중앙부에서 상대적으로 소하고 양단부로 갈수록 점차 밀해지는 권선밀도 분포를 가지는 것을 특징으로 하는 전자집속 방식 음극선관의 집속 코일.
2. 제1항에 있어서, 상기 전자총 어셈블리(G)가 상기 전자빔을 정전집속 방식으로 1차 집속하고, 상기 집속코일(1)이 1차 집속된 상기 전자빔을 전자 집속방식으로 2차 집속함으로써 복합집속 방식으로 상기 전자빔을 집속하는 것을 특징으로 하는 전자집속 방식 음극선관의 집속 코일.