KR100404813B1 - 칼라표시장치및편향유닛 - Google Patents

Abstract

칼라 표시 장치는 음극선관 및 편향 유닛을 포함한다. 표시 장치는, 예를들어, 편향 유닛의 요크 외측상에 보상 코일 또는 보상 코일 시스템을 포함하며, 그에의해 지장기장에 의해 발생된 프레임 오류들 및 컨버젼스 오류들은 보상될 수 있다.

Description

칼라 표시 장치 및 편향 유닛

본 발명은 음극선관과, 3개의 전자빔들을 발생시키는 수단과, 표시 스크린및 이 표시 스크린을 가로질러 전자빔들을 편향시키는 편향 필드(deflection field)를 발생시키는 편향 유닛과, 영상 회전을 보상하는 수단을 포함하는 칼라 표시 장치에 관한 것이다.

본 발명은 또한 음극선관용 편향 유닛에 관한 것이다.

서두에서 언급된 타입의 표시 장치와 제 2 문단에서 언급된 타입의 편향 유닛은 캐나다 특허 명세서 CA 제 1,302,598 호로부터 공지되어 있다. 지자기장(earth's magnetic field)은 표시된 영상의 회전을 발생시킨다(이 효과는 일반적으로 영상 회전(image rotation) 또는 프레임 회전으로 언급된다). 공지된 표시 장치는 영상 회전을 보상하는 코일을 포함한다.

그러나, 지자기장은 프레임 회전뿐만 아니라 컨버젼스 오류(convergence error)들도 발생시킨다는 것이 발견되었다. 컨버젼스 오류들은 표시된 영상의 품질에 악영향을 준다. 공지된 수단은 컨버젼스 오류들을 전혀 또는 거의 보상하지 않는다.

본 발명의 목적은 개선된 품질의 표시된 영상을 갖는 표시 장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 위해, 본 발명의 측면에 따라, 본 발명에 따른 표시 장치는, 요크, 및 상기 요크 외측상에 위치하는 편향 유닛을 구비하여 영상 회전을 보상하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

그와 같은 위치에 배열된 코일은 전자빔들의 컨버젼스에 대한 지자기장의 부정적인 효과(negative effect)뿐만 아니라 프레임 회전에 대한 지자기장의 부정적인 효과를 보상할 수 있다. 보상 코일은 요크 외측 상에 배열된다. 의외로, 요크가 보상 코일에 의해 발생된 자기장에 긍정적인 효과(positive effect)를 갖는다는 것이 발견되었다.

코일은 요크의 중심과 표시 스크린에 면하는 요크 측면사이에 위치하는 것이 바람직하다. 이 영역에 영상 회전 보상과 컨버젼스 보상 사이의 최적 비율이 달성될 수 있다.

본 발명의 제 2 측면에 따른 표시 장치는, 영상 회전을 보상하는 수단에 축 방향 성분을 갖는 보상 필드를 발생시키기 위한 보상 코일 또는 보상 코일 시스템이 제공되고, 동작시, 상기 보상 코일 또는 보상 코일 시스템은 컨버젼스 효과뿐만 아니라 프레임 회전에 대한 효과를 발생시키고, 상기 보상 코일 또는 보상 코일 시스템은, 보상 코일에 의해 발생된 회전 효과/컨버젼스 효과 비율이 지자기장 효과에 의해 발생된 회전 효과/컨어젼스 효과 비율과 적어도 실질적으로 동일하게 되는 방식으로, 배열 및/또는 통전(energizable)될 수 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 이들 및 다른 측면들은 첨부 도면들을 참고하고 예에 의해 더 상세히 설명될 것이다.

도면들은 스케일되지 않았다. 일반적으로, 같은 참고 번호들은 같은 부분들을 언급한다.

제 1 도는 표시 장치를 도시한 도면.

제 2도는 보상 코일을 포함하는 편향 유닛의 단면도.

제 3 도는 2개의 서브 코일(sub coil)들로 구성된 보상 코일을 포함하는 편향 유닛을 도시한 도면.

제 4A도는 보상 코일(43)로 둘러싸인 요크(42)를 포함하는 편향 유닛(41)의 정면도.

제 4B 도는 전자빔들의 위치에서 보상 코일에 의해 발생된 자기장(46)을 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 편향 유닛 21, 22 : 편향 코일 시스템

23 : 요크 24 : 보상 코일

25 : 홀더 27 : 전류 조정 수단

칼라 표시 장치(1)(제 1 도)는 표시 윈도우(3), 콘 부분(cone portion)(4)및 넥(neck)(5)을 포함하는 진공 덮개(evacuated envelope)(2)를 포함한다. 상기 넥(5)에서 3개의 전자빔들(7, 8 및, 9)을 발생하는 전자총(6)이 제공된다. 표시 스크린(10)은 표시 윈도우 내측에 있다. 상기 표시 스크린(10)은 적, 녹, 청색으로 발광하는 형광 소자들의 형광 패턴을 포함한다. 표시 스크린으로 가는 도중에, 전자빔들(7, 8 및 9)은, 편향 유닛(11)에 의해 표시 스크린(10)을 가로질러 편향되고, 표시 윈도우(3)의 앞에 배열되고 개구들(apertures)(13)을 갖는 박판(thin plate)을 포함하는 섀도우 마스크(12)를 통과한다. 섀도우 마스크는 버팀대 수단(14)에 의해 표시 윈도우에 고정된다. 3개의 전자빔들은 서로에 대해 작은 각도에서 수렴하여 섀도우 마스크의 개구들을 통과하고, 결과적으로 각각의 전자빔은 단지 한가지 컬러의 형광 소자들에 부딪힌다.

지자기장은 표시 스크린(10)상에 표시된 영상을 방해한다. 지자기장의 축방향 성분은 표시된 영상의 회전(프레임 회전)을 발생시킨다. 또한, 지자기장은 3개의 빔들의 컨버젼스에 악영향을 준다. 공지된 코일들은 회전에 대해서는 보상을 하지만 컨버젼스 오류에 대해서는 보상을 안하거나 거의 하지 않는다. 본 발명의 범위 내에서, 지자기장은 컨버젼스 오류를 발생하고 지자기장에 의해 발생된 프레임 회전 및 컨버젼스 오류들은 모두 코일 또는 코일 시스템에 의해 보상될 수 있다.

제 2 도는 본 발명에 따른 편향 유닛의 단면도이다. 상기 편향 유닛은 전자 빔들을 서로 수직인 2개의 방향들(x 및 y 방향)로 편향시키는 2개의 편향 코일 시스템들(21과 22)을 포함한다. 이 예에서, 편향 유닛은 요크(yoke)(23)를 더 포함한다. 상기 요크는 연자성체(soft-magnetic material)로 만들어진다. 보상 코일(24)은 상기 요크의 외측상에 위치된다. 의외로, 요크는 보상 코일에 의해 발생된 자기장상에서 매우 제한적이지만 긍정적인 효과를 갖는다는 것이 발견되었다. 일반적으로, 보상 코일이 후방쪽으로(전자총 방향으로) 배열될수록, 컨버젼스에 대하여 미치는 효과가 더 크다는 것이 성립한다. 보상 코일(24)은 평면(A)과 평면(B) 사이에 위치되는 것이 바람직하다. 평면(A)은 요크 중앙을 통과하여 확장하고 평면(B)은 표시 스크린에 면하는 요크의 단부와 실질적으로 일치한다. 평면(A)은 평면들(B 및 C)로부터 등거리이고, 평면(C)은 전자총에 면하는 요크의 단부와 실질적으로 일치한다. 표현 "∼의 외측에"는 본 발명의 범위내에서, 평면들(C 및 B) 사이의 위치를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 이 예에서, 보상 코일(24)은 홀더(holder)(25)에 맞춰진다.

다양한 변형들이 본 발명의 범위내에서 가능하다는 것이 분명해질 것이다.

예를 들어, 양호한 실시예는, 요크에 대해 코일의 위치를 조정하는 수단을 포함하는 표시 장치에 의해 형성된다. 예를 들어, 코일은 그 위치가 조정될 수 있는 홀더에 끼워질 수 있다. 특히, 축방향(z 방향)에서의 조정이 중요하다. 그에 의해, 보상 코일(들)은 최적 위치가 얻어지도록 조정될 수 있다. 그러나, 보상 코일(들)은 대안으로 요크상에 직접 고정될 수 있다. 이 목적을 위해, 요크는 고정 수단(예를들어, 후크들(hooks))을 포함할 수 있다. 이것은 간단한 구조이다.

가장 간단한 형태로, 보상 코일은 링 모양이고, 코일의 축방향 축은 요크의 축방향 축과 적어도 실질적으로 일치한다. 그러나, 본 발명은 여기에 한정되지 않는다. 코일은 2개 또는 그 이상의 서브-코일(sub-coil)들로 구성될 수 있다. 제 3도는 그와 같은 실시예를 도시한다. 표시 장치는 서로 다른 축방향 위치들을 갖는 2개의 서브-코일들(31a 및 31b)을 포함하는 보상 코일을 포함한다. 그에 의해, 보상 코일에 의해 발생된 자기장은 더 최적화될 수 있다. 부가하면, 서브-코일들을 통해 지나가는 전류의 세기를 개별적으로 조정함으로써, 코일 위치가 조정 가능하다면 생성될 효과에 필적하는 효과가 발생될 수 있다. 예를 들어, 전류가 코일(31a 또는 31b)만을 통해 지나간다면, 보상 코일의 "위치"는 서브-코일(31a 또는 31b)의 위치에 각각 대응한다. 환언하면, 보상 필드의 "위치"는 전자적으로 조정가능하게 되는데, 즉, 서브-코일들에서의 전류 세기들을 조정함으로써 조정가능해진다. 서브-코일들을 통해 역전류를 제공함으로써 서브-코일들 밖의 위치로 보상 필드를 이동시키는 것도 가능하다.

제 4A도 및 제 4B 도는 요크 보상 코일 결합의 예기치 못한 효과를 예시한다.

제 4A 도는 보상 코일(43)로 둘러싸인 요크(43)를 포함하는 편향 유닛(41)의 정면도이다.

제 4B 도는 전자빔들의 위치에서 보상 코일에 의해 발생된 자기장(46)을 도시한다.

요크는 상기 코일의 위치에서 보상 코일(43)에 의해 발생된 필드를 약화시킨다. 언뜻 보아, 요크는 보상 코일이 전자빔들에 작용하지 못하도록 차폐시키기 때문에, 보상 코일의 표시된 위치가 매우 바람직하지 못하다는 결론이 내려질 수 있다. 그러나, 의외로, 요크는 코일의 위치에서 발생된 필드를 약간 약화시킬뿐만 아니라, 상기 필드를 요크의 2개의 단부들쪽으로 유도하여, 발생된 자기장은 코일의 위치에서는 최대값을 보이지 않지만, 요크의 2개의 단부들(44 및 45)로부터 가까운 거리에서 및 양쪽 단부들에서 최대값을 보인다. 따라서, 보상 필드의 효과는 전체로서는 요크에 의해 거의 또는 전혀 약화되지는 않지만, 확산되며, 2개의 자기장들의 결합된 효과로 간주될 수 있다. 자기장(46A)은 전자빔들이 편향되기 전에 전자 빔들에 현저하게 영향을 주고, 그에 의해 비편향된 전자빔들상에서, 방해하는 자기장의 효과를 특히 보상하며, 한편 자기장(46B)은 전자빔들이 편향된 후에 전자빔들에 현저하게 영향을 주고, 그에 의해 편향된 전자빔들상에서, 방해하는 자기장의 효과를 특히 보상한다.

결과적으로, 요크-보상 코일 결합의 작용은 필드들(46A 및 46B)의 최대값들의 위치에 근사적으로 위치된 2개의 서로 다른 코일들을 갖는 편향 유닛의 작용과 비교될 수 있다. 그 결합은 지자기장에 의해 발생된 회전 및 컨버젼스 오류들 모두가 효과적으로 보상되도록 필드들(46A 및 46B)에 영향을 미친다. 제 4B 도에 도시된 효과, 즉, 2개의 필드들(46A 및 46B)에서 필드의 분할은 보상 코일이 요크 외측(즉, 평면(B)과 평면(C)사이)상에 위치한다는 사실에 기인한다.

표시 장치는 조정가능한 전압을 보상 코일에 인가하거나, 또는, 보상 코일이 복수의 서브-코일들을 포함한다면, 조정가능한 전압들을 상기 서브-코일들에 인가하는 수단을 양호하게 포함한다. 그에 의해, 코일의 보상 효과는 우세한 지자기장(prevailing earth's magnetic field)에 적응될 수 있다. 제 2 도는 전압을 조정하고 그래서 보상 코일을 통과하는 전류를 조정하는 수단(27)에 보상 코일이 접속되는 것을 개략적으로 도시한다.

표 1은 0.06 mT인 지자기장의 축방향 성분의 크기 변화가 프레임 및 컨버젼스에 끼치는 효과를 나타낸다. 회전 B/C는 지점 B(스크린의 수평축의 한 단부) 및 지점 C(B와 반대쪽에 위치된 수평축의 단부)에서의 프레임의 y-(수직)방향의 편차에 관한 것이다. 단부들의 값들이 반대 부호이기 때문에 그들은 -/+ 로 주어진다. 편차는 mm로 주어진다 A에서의 BRy는, y-(수직)방향으로 측정된, 표시 스크린의 중심(=지점 A)에서의 최외각 전자빔들(R=적색, B=청색)사이의 편차(mm로)에 관한 것이며, B/C에서의 BRy는 상기에 정의된 바와 같이 지점들(B 및 C)에서 최외각 빔들사이의 편차에 관한 것이다. 2개의 효과들 모두(회전 B/C 및 BRy)는 표시된 영상에 부정적인 효과를 준다. 이들 효과들은 본 발명에 따른 보상 코일(들)에 의해 보상된다.

[표 1]

본 발명의 제 2 측면에 따른 표시 장치는, 영상 회전을 보상하는 수단에 축 방향 성분을 갖는 보상 필드를 발생시키기 위한 보상 코일 또는 보상 코일 시스템이 제공되고, 동작시, 상기 보상 코일 또는 보상 코일 시스템은 컨버젼스 뿐만 아니라 프레임 회전에 대한 효과를 발생시키고, 상기 보상 코일 또는 보상 코일 시스템은, 보상 코일에 의해 발생된 회전 효과/컨버젼스 효과 비율이 지자기장 효과에 의해 발생된 회전 효과/컨버젼스 효과 비율과 적어도 실질적으로 동일하게 되는 방식으로, 배열 및/또는 통전될 수 있는 것을 특징으로 한다.

표현 "적어도 실질적으로"는, 본 발명의 범위내에서, 상기 비율들사이의 차이가 최대로 대략 0.75 내지 1.25의 인자이고, 양호하게는, 최대로 10% 인 것을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 이 조건이 만족되면, 지자기장에 의해 발생된 프레임 회전 및 지자기장에 의해 발생된 컨버젼스 오류들은 모두 보상 코일(들)에 의해 대부분 또는 거의 완전히 보상될 수 있다. 상기 비율들은 수평축 단부들에서 측정된다.

그와 같은 보상 코일 또는 보상 코일 시스템을 포함하는 그와 같은 표시 장치는 예를 들어 다음과 같이 제조될 수 있다. 즉,

- 보상 코일 또는 보상 코일 시스템이 없는 표시 장치가 지자기장에 위치되거나, 지자기장의 축방향 성분을 모방하는 축방향 자기장에 위치되고("보상 코일 또는 보상 코일 시스템이 없는" 상태는, 통전되지 않아서 필드를 발생시키지 않는 보상 코일 또는 보상 코일 시스템을 표시 장치가 포함하는 경우에도 역시 만족된다는 것이 당업자에게는 명백할 것이다),

- 프레임 회전은 지점들(B와 C)(수평축의 단부)에서 측정되고,

- BRy는 지점들(B와 C)에서 측정되고,

- 표시 장치가 필드 없는(field-free) 공간에 위치되고, 프레임 회전 및 BRy가 다시 측정되고,

- 상기 측정치들의 차이는 지자기장의 축방향 성분에 의해 발생된 BRy 및 프레임 회전을 나타내고, 이들 숫자들의 비율은 이제 계산될 수 있고, 1차 근사에서 지자기장 강도에 의존하며,

- 표시 장치에는 통전될 수 있는 보상 코일 또는 보상 코일 시스템이 제공되고, 필드 없는(즉, 자기장이 없는 또는 적어도 축방향 자기장이 없는) 공간에 위치되고, 보상 필드가 발생되도록 보상 코일이 통전되고,

- 프레임 회전 및 BRy는 표시된 지점들에서 측정되고 비율이 계산된다. 이런 방식으로, 보상 코일 또는 코일들에 대한 프레임 회전/BRy 비율이 얻어진다. 찾아낸 2개의 비율들이 비교된다. 본 발명의 범위내에서 보상 코일(들)에 대한 비율은, 특히 코일(들)의 위치 및/또는 서브-코일들을 통해 지나가는 전류들에 의해, 즉, 코일 또는 코일 시스템이 배열되고 및/또는 통전될 수 있는 방식에 의해, 영향을 받을 수 있다는 것이 인식되었다. 결과적으로, 필요하다면, 보상 코일(들)에 대한 측정된 프레임 회전/컨버젼스 비율이 지자기장에 대한 측정된 비율에 적어도 실질적으로 대응할 때까지, 보상 코일 또는 보상 코일 시스템의 위치 또는, 보상 코일 시스템의 서로 다른 서브 코일들을 통해 지나가는 구별가능한 전류들은 변화된다. 상기 절차를 부분적으로 또는 완전하게 컴퓨터 프로그램에 의해 시뮬레이션되고 계산될 수 있다.

실질적으로 동일한 절차를 역으로 따름으로써, 표시 장치가 본 발명의 상기측면을 따르는지의 여부가 용이하게 확인될 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다.

앞서 언급된 보상 코일의 위치(요크의 외측상에, 즉, 평면들(B 및 C)사이에)는 단순하고 밀집된 구조에 의해 원하는 비율을 실질적으로 만족시킬 가능성을 제공하는 양호한 위치이다. 상기 구조는 특히 90° 음극선관에 매우 적합하다는 것이 발견되었다. 부가하면, 보상 코일(들)에 대한 요구되는 전류 세기들(그리고 요구되는 에너지)은 상대적으로 낮다. 이외에, 복수의 서브 코일들이 사용되는 응용들에서, 보상 필드에의 다른 정밀한 처리가 발생될 수 있다. 그에 의해, 더욱 개선된 화질이 제공될 수 있다. 제 2 도에 도시된 바와같은, 평면(B)과 평면(A)사이에서 평면(B)으로부터 대략 15 mm 거리에 배열된 단순한 코일의 경우에, 평면(B)과 평면(C)사이의 거리는 대략 50 mm 이며, 요크를 포함하는 21" 90° CRT에 대해서 프레임 회전/BRy 비율은 대략 3.7과 동일하다는 것이 발견되었다. 표 I로부터, 그와 음극선관이 지자기장에 노출되면, 상기 비율은 1.75 mm/0.45 mm = 3.88 이다. 결과적으로, 프레임 회전/BRy 비율들은 지자기장과 보상 코일에 대해 실질적으로 동일하다. 평면(B)에 위치된 동일한 코일(제 2 도 참조)은 5인 프레임 회전/BRy 비율을 갖는다. 평면(A)에 위치된 동일한 코일(제 2 도 참조)의 비율은 대략 3이다. 결과적으로, 코일이 평면들(B 및 A) 사이에 위치되면, 지자기장에 의해 발생된 프레임 회전은 보상될 수 있고, 부가하면, 컨버젼스 오류(BRy)는 대부분, 즉, 적어도 75% 보상될 수 있다. 비교를 위해, 평면(B)의 앞부분 20 mm에 배열된 동일한 코일은 대략 9 인 프레임 회전/BRy 비율을 갖는다는 것이 유의되며, 이것은 지자기장에의해 발생된 프레임 회전이 보상 코일에 의해 보상되면 컨버젼스 오류의 40% 이하가 보상된다는 것을 의미한다.

본 발명의 범위내에서 다수의 변형들이 가능하다는 것이 명백할 것이다. 예를 들어, 하나 또는 그 이상의 서브 코일들은 평면들(B 및 C)에 의해 표시된 영역 외측에 위치될 수 있다. 용어 "지자기장"은 본 명세서 일정한 자기장들을 의미하는 것으로 이해되어야 한다.

전술한 구성에 의하여, 지자기장에 의한 영상 회전 뿐만 아니라 컨버젼스 오류를 모두 보상함으로써 개선된 품질의 표시된 영상을 갖는 표시 장치를 제공한다.

Claims (9)

1. 음극선관, 3개의 전자빔을 발생시키는 수단, 표시 스크린, 및 상기 표시 스크린을 가로질러 상기 전자빔을 편향시키는 편향 필드를 발생시키는 편향 유닛을 포함하는 칼라 표시 장치로서, 상기 편향 유닛은, 연자성체(soft magnetic material)로 제조되고 축 주위에 배치된 요크와 보상 수단을 포함하고, 상기 보상 수단은, 외부의 자기장에 기인한 영상 회전을 보상하며, 상기 축에 실질적으로 수직이고, 상기 요크를 둘러싸며, 상기 표시 스크린에 면하는 요크의 제1 단부 및 상기 제1 단부에 대향하는 요크의 제2 단부에 각각 일치하는 제1 면과 제2 면 사이에 축방향으로 위치하는 보상 코일 수단을 포함하고, 동작시에 상기 보상 코일 수단에 의해 발생된 자기장이 상기 요크의 제1 단부 및 제2 단부로부터 가까운 거리에서 각각 제1 최대값 및 제2 최대값을 갖는, 칼라 표시 장치.
2. 제1 항에 있어서, 상기 코일은 상기 요크의 중심과 상기 표시 스크린에 면하고 있는 상기 요크의 측면 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는, 칼라 표시 장치.
3. 제1 항에 있어서, 상기 표시 장치는 요크에 대하여 상기 보상 코일 위치를 조정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 칼라 표시 장치.
4. 제3 항에 있어서, 상기 보상 코일은 위치가 조정될 수 있는 홀더(holder)에끼워진 것을 특징으로 하는, 칼라 표시 장치.
5. 제1 항 내지 제4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 보상 코일은 서로 다른 축상 위치들을 갖는 하나 이상의 서브-코일을 포함하는 것을 특징으로 하는, 칼라 표시 장치.
6. 제1 항 내지 제4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 표시 장치는 조정가능한 전압을 상기 보상 코일에 인가하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 칼라 표시 장치.
7. 제5 항에 있어서, 상기 표시 장치는 조정가능한 전압들을 상기 서브 코일들에 인가하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는, 칼라 표시 장치.
8. 음극선관과, 3개의 전자빔들을 발생시키는 수단과, 표시 스크린 및 상기 표시 스크린을 가로질러 상기 전자빔들을 편향시키는 편향 필드들을 발생시키는 편향 유닛과, 영상 회전을 보상하는 수단을 포함하는 칼라 표시 장치에 있어서,

   상기 영상 회전을 보상하는 수단에는, 요크의 외측에 위치되고, 축방향 성분을 갖는 보상 필드를 발생시키기 위한 보상 코일 또는 보상 코일 시스템이 제공되고, 동작시, 상기 보상 코일 또는 보상 코일 시스템은 컨버젼스뿐만 아니라 프레임 회전에 대해 효과를 발생시키고, 상기 보상 코일 또는 보상 코일 시스템은, 상기보상 코일에 의해 발생된 회전 효과/컨버젼스 효과 비율이 지자기장 효과에 의해 발생된 회전 효과/컨버젼스 효과 비율과 적어도 실질적으로 동일하게 되는 방식으로, 배열 및/또는 통전될 수(energizable) 있는 것을 특징으로 하는, 칼라 표시 장치.
9. 제1 항 또는 제8 항에 따른 칼라 표시 장치에 적합한, 편향 유닛.