KR100814873B1 - 음극선관용 편향 장치 - Google Patents

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Abstract

수평 편향 코일과 페라이트 코어의 형상을 개선하여 수평 편향 코일의 수평 편향 감도를 향상시키고, 전자빔의 미스-컨버젼스 패턴을 보정하는 음극선관용 편향 장치에 관한 것으로서,
음극선관용 편향 장치는 수평 편향 코일과 페라이트 코어가 세퍼레이터의 길이 방향을 따라 넥크 대향부와 중간부 및 패널 대향부로 분리되고; 세퍼레이터의 길이 방향에 따른 수평 편향 코일과 페라이트 코어의 단면 형상이 넥크 대향부에서 세퍼레이터의 원주 방향을 따라 적어도 하나 이상의 상이한 곡률 반경을 갖는 비원형으로 이루어지며, 중간부를 거쳐 패널 대향부에서 단일의 곡률 반경을 갖는 원형으로 이루어진다.
음극선관, 편향장치, 편향요크, 편향코일, 페라이트코어, 세퍼레이터, 미스컨버젼스, 편향감도

Description

음극선관용 편향 장치{DEFLECTION APPARATUS FOR CATHODE RAY TUBE}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 음극선관용 편향 장치의 정면도.
도 2는 도 1에 도시한 수평 편향 코일의 사시도.
도 3은 도 2의 I-I선 단면과 Ⅱ-Ⅱ선 단면을 함께 도시한 단면도.
도 4는 도 2의 I-I선 확대 단면도.
도 5는 도 1에 도시한 페라이트 코어의 사시도.
도 6은 도 5에 도시한 페라이트 코어의 좌측면도.
도 7은 도 6에 도시한 페라이트 코어 중 넥크 대향부의 확대 평면도.
도 8은 도 2에 도시한 수평 편향 코일 중 넥크 대향부의 단면도.
도 9는 종래 기술에 의한 수평 편향 코일 중 넥크 대향부의 단면도.
도 10과 도 11은 각각 본 발명의 실시예에 따른 수평 편향 코일과 종래 기술에 의한 수평 편향 코일에서 X축 상의 자속 크기를 나타낸 그래프.
도 12는 편향 장치의 비균일 자계를 나타낸 개략도.
도 13은 PQH 미스-컨버젼스 패턴을 나타낸 개략도.
본 발명은 음극선관용 편향 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수평 편향 코일과 페라이트 코어의 형상을 개선하여 전자빔의 미스-컨버젼스 패턴을 보정하는 음극선관용 편향 장치에 관한 것이다.
일반적으로 음극선관에 사용되는 편향 장치는 전자빔 경로 상에 수평 및 수직 편향 자계를 발생하여 전자총에서 방출된 전자빔이 형광 스크린의 모든 화소를 순차적으로 주사할 수 있도록 전자빔을 편향시키는 부품으로서, 편향 장치가 장착될 펀넬의 콘부 형상에 대응하여 대략적인 깔때기 형상으로 이루어진다.
이러한 편향 장치는 한쌍의 수평 편향 코일과 한쌍의 수직 편향 코일이 세퍼레이터의 내, 외측에 각각 설치되고, 원추형의 페라이트 코어가 세퍼레이터의 외측에서 수직 편향 코일에 연계 설치되어 이루어지며, 통상의 음극선관에서 펀넬과 편향 장치의 단면 형상은 원형으로 이루어진다.
한편, 음극선관에서 고해상도 화면을 구현하기 위해 수평 편향 주파수를 높이게 되는데, 이는 음극선관의 소비 전력을 높이고, 누설 자계를 증가시키는 결과를 나타낸다. 따라서 전자총이 장착되는 넥크부 구경과 더불어 펀넬의 콘부 구경을 축소하여 편향 장치의 자계를 전자빔 경로에 근접시키는 방안이 고안되었다.
그러나 상기 구조에서는 편향된 전자빔의 일부가 펀넬의 내벽에 충돌할 수 있으므로, 이 경우 전자빔이 형광 스크린에 도달하지 않아 화면의 일부가 구현되지 않고, 펀넬의 내벽을 가열시켜 폭축의 위험성이 높아지는 등의 문제가 발생한다.
이로서 펀넬의 콘부를 넥크측에서 패널측으로 갈수록 원형에서 비원형, 즉 장방형으로 형성한 이른바 사각 콘부가 제안되었으며, 이러한 사각 콘부는 전자빔 이 충돌하기 쉬운 대각부에 여유 공간을 제공하여 전자빔의 충돌을 방지하고, 편향 장치의 수평 및 수직 편향 코일을 전자빔 경로에 근접시켜 편향 전력을 저감시키는 장점을 갖는다.
이와 같이 펀넬의 콘부가 장방형으로 제작되면, 여기에 장착되는 편향 장치 또한 장방형으로 제작되어야 하므로, 편향 장치에 구비되는 수평 및 수직 편향 코일과 페라이트 코어는 넥크측에서 패널측으로 갈수록 원형에서 비원형, 즉 장방형으로 형성된다.
이 때, 통상의 편향 장치는 균일 자계에 의한 미스-컨버젼스 패턴을 보정하기 위해, 도 12에 도시한 바와 같이 수평 편향 코일에서 화면의 수직 방향으로 핀쿠션(pincushion)형 수평 편향 자계(H)를 형성하고, 수직 편향 코일에서 화면의 수평 방향으로 바렐(barrel)형 수직 편향 자계(V)를 형성하여 미스-컨버젼스를 억제하는 셀프-컨버젼스(self-convergence)를 행하게 된다.
그러나 최근의 음극선관이 대형 및 평면화 하면서 화면의 곡률 중심과 전자빔의 편향 중심이 더욱 멀어지기 때문에, 화면의 주변부에서 세줄기 전자빔이 일치하지 않는 여러가지 패턴의 미스-컨버젼스가 발생하게 된다. 또한, 음극선관 화면이 대형 및 평면화 할수록 수평 편향 감도가 높아져야 하므로, 수평 편향 코일의 감도를 높이기 위한 여러가지 노력이 진행되고 있다.
특히 수평 편향 코일이 발생하는 핀쿠션형 자계는 자력선이 X축에 대해 직각이 아니기 때문에, 세줄기 전자빔에 각기 다른 편향력이 작용하여 화면의 수평축 상에서 불일치되는 미스-컨버젼스를 유발하게 된다. 이러한 미스-컨버젼스 패턴 가운데 도 13에 화면의 네 코너부에서 사이드 R(적)/B(청) 전자빔이 불일치하는 피큐에이치(PQH) 미스-컨버젼스 패턴을 도시하였다.
상기한 PQH 미스-컨버젼스 패턴은 주로 형광 스크린에 대향하는 편향 장치의 개구부 폭을 조정하여 PQH 정도를 조정하고 있으나, 이러한 PQH 조정 방법은 정밀하지 못하여 그 보정 효과가 미비한 실정이다.
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 수평 편향 코일의 편향 감도를 향상시키고, 수평 편향 코일의 핀쿠션형 자계에 의한 미스-컨버젼스 패턴, 특히 PQH 미스-컨버젼스 패턴을 보정할 수 있는 음극선관용 편향 장치를 제공하는데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
수평 편향 코일과 페라이트 코어가 세퍼레이터의 길이 방향을 따라 넥크 대향부와 중간부 및 패널 대향부로 분리되고, 세퍼레이터의 길이 방향에 따른 수평 편향 코일과 페라이트 코어의 단면 형상이 넥크 대향부에서 세퍼레이터의 원주 방향을 따라 적어도 하나 이상의 상이한 곡률 반경을 갖는 비원형으로 이루어지며, 중간부를 거쳐 패널 대향부에서 단일의 곡률 반경을 갖는 원형으로 이루어지는 음극선관용 편향 장치를 제공한다.
이로서 수평 편향 코일의 넥크 대향부에 구비된 수평부에서 수평 편향 코일의 핀쿠션형 자계를 바렐화하는 보조 자계가 형성되며, 이 보조 자계가 수평 편향 코일의 수평 편향 감도를 향상시키고, 화면의 네 코너부에 발생하는 PQH 미스-컨버젼스 패턴을 보정한다.
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 음극선관용 편향 장치(2)의 정면도로서, 편향 장치(2)는 절연체인 세퍼레이터(4)와, 세퍼레이터(4)의 내측에 설치되는 한쌍의 수평 편향 코일(6)과, 세퍼레이터(4)의 외측에 설치되는 한쌍의 수직 편향 코일(8)과, 세퍼레이터(4)의 외측에서 수직 편향 코일(8)을 감싸는 페라이트 코어(10)를 포함한다.
상기 세퍼레이터(4)는 편향 코일(6, 8)과 페라이트 코어(10)를 정해진 위치에 고정시키면서 수평 및 수직 편향 코일(6, 8)을 절연시키며, 페라이트 코어(10)는 수평 및 수직 편향 코일(6, 8)이 발생하는 자계를 가두어 각자의 편향 코일에서 발생하는 편향 자계의 효율을 향상시키는 역할을 한다.
여기서, 본 실시예에 의한 편향 장치(2)는 수평 편향 코일(6)의 편향 감도를 향상시키고, 수평 편향 코일(6)의 핀쿠션형 자계에 의한 PQH 미스-컨버젼스 패턴을 보정하기 위하여 다음과 같은 형상의 수평 편향 코일(6)과 페라이트 코어(10)를 제공한다.
도 2는 수평 편향 코일의 사시도이고, 도 3은 도 2의 I-I선 단면과 Ⅱ-Ⅱ선 단면을 함께 도시한 단면도로서, 도 3에서 X축 하단에 다른 하나의 수평 편향 코일을 같이 도시하였다.
상기 수평 편향 코일(6)은 전선을 감아 성형한 것으로, 창부(6a)를 사이로 세퍼레이터(4)의 길이 방향, 즉 음극선관의 관축 방향(Z축)을 따라 위치하는 한쌍의 길이 방향부(12)와, 길이 방향부(12)의 일측단에 위치하는 소구경 연결부(14)와, 길이 방향부(12)의 다른 일측단에 위치하는 대구경 연결부(16)로 구성된다.
그리고 상기 수평 편향 코일(6)은 음극선관의 관축 방향(Z축)을 따라 넥크 대향부(N)와 중간부(M) 및 패널 대향부(P)로 구분되는데, 상기 관축 방향에 따른 수평 편향 코일(6)의 단면 형상은 넥크 대향부(N)에서 서로 다른 수평부, 수직부 및 대각부 곡률 반경을 갖는 비원형, 즉 장방형으로 이루어지고, 중간부(M)를 거쳐 패널 대향부(P)로 갈수록 원형으로 변화한다.
도 4는 도 2의 I-I선 확대 단면도로서, 넥크 대향부(N)는 전자빔 경로의 상하 부분에 대향하는 수평부(18)와, 전자빔 경로의 좌우 부분에 대향하는 수직부(20)와, 상기 수평부(18)와 수직부(20)를 연결하는 대각부(22)로 이루어진다.
상기 수평부(18)는 수직 중심축(도면의 Y축) 상에 곡률 중심이 존재하고, 이 곡률 중심으로부터 Ra의 곡률 반경을 가지며, 수직부(20)는 수평 중심축(도면의 X축) 상에 곡률 중심이 존재하고, 이 곡률 중심으로부터 Rb의 곡률 반경을 갖는다. 그리고 상기 대각부(22)는 X축과 Y축이 교차하는 편향 장치의 중심점(O)에 곡률 중심이 존재하고, 이 곡률 중심으로부터 Rc의 곡률 반경을 갖는다.
이 때, 상기 수평부(18)와 수직부(20) 및 대각부(22)의 곡률 반경 Ra, Rb, Rc는 다음의 조건을 만족한다.
Ra > Rc, Rb > Rc
특히 넥크 대향부(N)의 대각부(22)는 세퍼레이터(4)의 원주 방향에 따른 두께(T1)가 수평부(18)와 수직부(20)의 두께(T2, T3)보다 작게 이루어지며, 넥크 대향부(N)의 수형부(18)는 원형의 단면 형상을 갖는 종래의 수평 편향 코일과 비교하여 그 두께가 대략 2∼3배 정도 크게 이루어진다.
이로서 상기 넥크 대향부(N)는 증가된 수평부(18) 두께에 의해 이 부분에서 코일의 선적율, 즉 밀도가 높아지고, 음극선관 장착시 수평 편향 코일(6)의 넥크 대향부(N)가 전자총(미도시)에 보다 근접하게 된다.
한편, 수평 편향 코일(6)의 패널 대향부(P)는 편향 장치(2)의 중심점(O)에 곡률 중심이 존재하고, 이 곡률 중심으로부터 하나의 곡률 반경(R1)을 갖는 원형으로 이루어지며, 중간부(M)는 넥크 대향부(N)에서 패널 대향부(P)로 갈수록 장방형에서 원형으로 변화하는 단면 형상을 갖는다.
그리고 상기 페라이트 코어(10)의 형상을 살펴보면, 도 5는 페라이트 코어의 사시도이고, 도 6은 페라이트 코어의 좌측면도로서, 페라이트 코어(10)는 자신의 길이 방향, 즉 음극선관의 관축 방향(도면의 Z축)을 따라 넥크 대향부(N')와 중간부(M') 및 패널 대향부(P')로 구분되며, 길이 방향에 따른 단면 형상이 넥크 대향부(N')에서 장방형으로 이루어지고, 중간부(M')를 거쳐 패널 대향부(P')로 갈수록 원형으로 변화한다.
도 7은 페라이트 코어 중 넥크 대향부의 확대 측면도로서, 페라이트 코어(10)의 넥크 대향부(N')는 전자빔 경로의 상하 부분에 대향하는 수평부(24)와, 전자빔 경로의 좌우 부분에 대향하는 수직부(26)와, 수평부(24)와 수직부(26)를 연결하는 대각부(28)로 이루어진다.
상기 수평부(24)는 수직 중심축(도면의 Y축) 상에 곡률 중심이 존재하고, 이 곡률 중심으로부터 Ra'의 곡률 반경을 가지며, 수직부(26)는 수평 중심축(도면의 X축) 상에 곡률 중심이 존재하고, 이 곡률 중심으로부터 Rb'의 곡률 반경을 갖는다. 그리고 상기 대각부(28)는 X축과 Y축이 교차하는 편향 장치의 중심점(O)에 곡률 중심이 존재하고, 이 곡률 중심으로부터 Rc'의 곡률 반경을 갖는다.
이 때, 상기 수평부(24)와 수직부(26) 및 대각부(28)의 곡률 반경 Ra', Rb', Rc'는 다음의 조건을 만족한다.
Ra' > Rc', Rb' > Rc'
그리고 페라이트 코어(10)의 패널 대향부(P')는 편향 장치의 중심점(O)에 곡률 중심이 존재하고, 이 곡률 중심으로부터 하나의 곡률 반경(R2)을 갖는 원형으로 이루어지며, 중간부(M')는 넥크 대향부(N')에서 패널 대향부(P')로 갈수록 장방형으로 원형으로 변화하는 단면 형상을 갖는다.
이와 같이 본 실시예는 수평 편향 코일(6)과 페라이트 코어(10)의 넥크 대향부(N, N")를 장방형으로 형성함에 따라, 수평 편향 코일(6) 자체의 수평 편향 자계(메인 자계) 이외에 증가된 수평부(18) 두께에 의해 넥크 대향부(N)의 수평부(18)에서 보조 자계를 형성한다.
이 때, 전술한 바와 같이 수평 편향 코일(6)의 넥크 대향부(N)에서 대각부(22) 두께가 수평부(18) 및 수직부(20) 두께보다 작게 이루어질수록 보조 자계를 바렐형으로 강화시켜 PQH 미스-컨버젼스 보정 감도를 향상시킨다.
그리고 상기 페라이트 코어(10)가 수평 편향 코일(6)의 메인 자계와 보조 자계를 가두어 수평 편향 코일(6)의 효율을 향상시키는 역할을 한다.
도 8과 도 9는 각각 본 실시예에 의한 수평 편향 코일의 넥크 대향부와 종래 기술에 의한 수평 편향 코일의 넥크 대향부 단면을 나타낸 것으로서, 종래의 수평 편향 코일(1)은 넥크 대향부(N")가 원형의 단면 형상을 가지며, 도면에서 ⓧ 표시는 전류가 들어가는 방향을, ⊙ 표시는 전류가 나오는 방향을 의미한다.
먼저, 종래의 수평 편향 코일(1)은 X축 근방에 핀쿠션형 메인 자계(30)만을 형성하여 전자빔을 수평 방향으로 편향시키나, 본 실시예에 의한 수평 편향 코일(6)은 넥크 대향부(N)의 수직부(20)에서 메인 자계(30)를 형성하여 전자빔을 수평 방향으로 편향시킴과 아울러, 넥크 대향부(N)의 수평부(18)에서 Y축 근방에 보조 자계(32)를 형성한다.
상기 보조 자계(32)는 수평 편향 코일(6)의 자속 세기를 강화시켜 수평 편향 감도를 높이는 역할을 하는데, 도 10과 도 11은 각각 본 실시예에 의한 수평 편향 코일과 종래 기술에 의한 수평 편향 코일에서 X축 상의 자속 크기를 나타낸 그래프로서, 종래의 수평 편향 코일은 중심에서 코너부로 갈수록 자속 크기가 완만하게 증가하는 결과를 나타내며, 이로부터 F1의 편향력이 발생하여 전자빔을 편향시킨다.
반면, 본 실시예에 의한 수평 편향 코일(6)은 Y축 근방에서 발생한 보조 자계(32)에 의해 중심에서 코너부로 갈수록 자속 크기가 급격하게 상승하는 결과를 나타내며, 이로부터 도 10의 F1 보다 큰 F2의 편향력이 발생하여 화면의 코너부에서 수평 편향 코일(6)의 편향 감도를 향상시킨다.
또한, 수평 편향 코일(6)은 전자빔이 대각 방향, 일례로 도면의 우측 상단으로 편향될 때, 도 8에 도시한 보조 자계(32)가 핀쿠션형 메인 자계를 바렐화하여, 핀쿠션형 메인 자계에 의한 PQH 미스-컨버젼스 패턴을 보정한다.
즉, 도 13에 도시한 PQH 미스-컨버젼스 패턴에서 도면의 우측 상단 코너부를 예로 들면, 전자빔이 도면의 우측 상단 코너부로 편향될 때, 세줄기 전자빔은 보조 자계에 의해 Y축 상의 P 지점(도 8에 도시)으로 집속되어 B 전자빔이 R 전자빔 방향으로 이동하고, R 전자빔이 B 전자빔 방향으로 이동하며, 그 결과 화면의 코너부에서 세줄기 전자빔이 일치하면서 PQH 미스-컨버젼스 패턴을 보정한다.
이와 같이 본 실시예에 의한 편향 장치(2)는 수평 편향 코일(6)과 페라이트 코어(10)의 넥크 대향부(N, N')를 장방형으로 형성함에 따라, 수평 편향 코일(6)의 편향 감도를 향상시키고, 수평 편향 코일(6)의 핀쿠션형 자계에 의한 PQH 미스-컨버젼스 패턴을 용이하게 보정할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
이와 같이 본 발명에 따르면, 수평 편향 코일과 페라이트 코어의 넥크 대향부를 비원형, 즉 장방형으로 형성함으로써 수평 편향 코일의 감도를 향상시키고, 화면의 네 코너부에서 발생하는 PQH 미스-컨버젼스 패턴을 보정하며, 페라이트 코어가 수평 편향 코일의 메인 자계와 보조 자계를 가두어 수평 편향 코일의 효율을 향상시킨다.

Claims (7)

  1. 절연체인 세퍼레이터와;
    상기 세퍼레이터의 내측에 설치되는 한쌍의 수평 편향 코일과;
    상기 세퍼레이터의 외측에 설치되는 페라이트 코어; 및
    상기 페라이트 코어에 연계되어 상기 세퍼레이터의 외측에 설치되는 한쌍의 수직 편향 코일을 포함하며,
    상기 수평 편향 코일이 음극선관의 관축 방향을 따라 넥크 대향부와 중간부 및 패널 대향부로 분리되고,
    상기 관축 방향과 수직한 방향을 따라 절단한 상기 수평 편향 코일의 단면 형상이 상기 넥크 대향부에서 상기 세퍼레이터의 원주 방향을 따라 적어도 하나의 상이한 곡률 반경을 갖는 비원형으로 이루어지고, 상기 중간부를 거쳐 상기 패널 대향부에서 단일의 곡률 반경을 갖는 원형으로 이루어지는 음극선관용 편향 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수평 편향 코일의 넥크 대향부가 전자빔 경로의 상하 부분에 대향하는 수평부와, 전자빔 경로의 좌우 부분에 대향하는 수직부 및 상기 수평부와 상기 수직부를 연결하는 대각부로 이루어지는 음극선관용 편향 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수평부와 상기 수직부 및 상기 대각부가 각각 수직 중심축 상에 존재하는 곡률 중심으로부터 Ra의 곡률 반경을, 수평 중심축 상에 존재하는 곡률 중심으로부터 Rb의 곡률 반경을, 편향 장치의 중심점에 존재하는 곡률 중심으로부터 Rc의 곡률 반경을 가지며, 상기 곡률 반경이 다음의 조건을 만족하는 음극선관용 편향 장치.
    Ra > Rc, Rb > Rc
  4. 제2항에 있어서,
    상기 넥크 대향부는 상기 세퍼레이터의 원주 방향에 따른 상기 대각부의 두께가 상기 수평부 및 상기 수직부의 두께보다 작게 이루어지는 음극선관용 편향 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 페라이트 코어가 상기 관축 방향을 따라 넥크 대향부와 중간부 및 패널 대향부로 분리되고, 상기 관축 방향과 수직한 방향을 따라 절단한 상기 페라이트 코어의 단면 형상이 상기 넥크 대향부에서 상기 관축 방향을 따라 적어도 하나의 상이한 곡률 반경을 갖는 비원형으로 이루어지고, 상기 중간부를 거쳐 상기 패널 대향부에서 단일의 곡률 반경을 갖는 원형으로 이루어지는 음극선관용 편향 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 페라이트 코어의 넥크 대향부가 전자빔 경로의 상하 부분에 대향하는 수평부와, 전자빔 경로의 좌우 부분에 대향하는 수직부 및 상기 수평부와 상기 수직부를 연결하는 대각부로 이루어지는 음극선관용 편향 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 수평부와 상기 수직부 및 상기 대각부가 각각 수직 중심축 상에 존재하는 곡률 중심으로부터 Ra'의 곡률 반경을, 수평 중심축 상에 존재하는 곡률 중심으로부터 Rb'의 곡률 반경을, 편향 장치의 중심점에 존재하는 곡률 중심으로부터 Rc'의 곡률 반경을 가지며, 상기 곡률 중심이 다음의 조건을 만족하는 음극선관용 편향 장치.
    Ra' > Rc', Rb' > Rc'
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