KR100852918B1 - 음극선관용 편향기 및 음극선관 - Google Patents

Abstract

한 쌍의 수평 편향 코일(3) 및 한 쌍의 수직 편향 코일(4)을 포함하는 음극선관용 편향기로서, 상기 2쌍은 안장(saddle) 형태이고 격벽(2)에 의해 서로 격리되며, 사다리꼴 형태의 페라이트 링(5)은 편향 코일을 적어도 부분적으로 커버하는, 편향기로서, 수평 편향 코일과 수직 편향 코일 사이에 상기 편향 코일의 배면쪽으로, 상기 편향기의 대칭 수평 X축 및 수직 Y축에 관해 대칭적으로 위치한 4개의 자계 세이퍼(field shapers)(20)를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이러한 세이퍼는, 튜브 스크린 상에 형성된 이미지의 수평 에지 상에 나타나는 코마 현상에 작용하기 위해 상기 전위의 기본 고조파에 영향을 미치지 않고도 수직 편향계의 전위의 제 2 고조파의 진폭을 증가시키도록 위치된다.

Description

음극선관용 편향기 및 음극선관{DEFLECTOR FOR CATHODE-RAY TUBE AND CATHODE-RAY TUBE}

본 발명은 칼라 음극선관용 편향 유닛에 관한 것으로, 상기 유닛은 또한 편향기로 불리고, 안장 형태로 한 쌍의 수평 편향 코일 및 한 쌍의 수직 편향 코일을 포함하며, 더 구체적으로 스크린의 수평 에지를 따라 녹색 빔에 관해 적색/청색 빔이 튜브 스크린 상에 잘못된 위치에 도착하는 에러(landing errors)를 개선시키고자 하는 자계 세이퍼(magnetic field shapers)를 포함하는 편향기에 관한 것이다.

일반적으로 칼라 이미지를 생성하고자 하는 음극선관은 동일 평면의 3개의 전자빔을 방출하는 전자총을 포함하는데, 각 빔은 튜브 스크린 상에 미리 결정된 원색(적색, 녹색 또는 청색)의 형광체를 여기시키고자 한다.

전자빔은 튜브의 넥에 부착된 편향기의 수평 및 수직 편향 코일에 의해 생성된 편향계의 영향 하에 튜브 스크린을 주사한다. 플라스틱으로 이루어진 격벽(separator)은 2쌍의 코일을 격리시키고, 편향기의 기계적 강성도(stiffness)를 제공한다. 강자성 물질로 이루어진 링은 적절한 영역에 편향계를 집중시키는 종래의 방식으로 편향 코일을 둘러싼다.

전자총에 의해 생성된 3개의 빔은 항상 튜브 스크린 상에 수렴해야 하며, 그 렇지 않으면 특히 연색성(colour rendition)을 왜곡(falsifies)시키는 소위 수렴 에러가 야기된다. 동일 평면의 3개의 빔을 수렴시키기 위해, 소위 자기 수렴 비점 수차 편향계를 이용하는 것이 알려져 있고; 자기 수렴 편향 코일에서, 수평 편향 권선에 의해 야기되는 자계 세기 또는 플럭스 라인은 일반적으로 튜브 스크린 측 상에서 코일의 정면에 일부 위치하는 코일의 일부분의 영역에 핀쿠션(pincushion)의 형태로 존재한다. 이것은 코일 정면에 암페어 횟수(ampere-turns) 밀도의 매우 실제적인 양의 3번째 고조파를, 라인 코일을 형성하는 권수 분포에 초래하게 된다.

더욱이, 균일한 수평 및 수직 자기 편향계의 작용 하에, 전자빔에 의해 주사된 체적은 피라미드이며, 이 피라미드의 꼭지점은 편향기의 편향 중심에 일치하고, 비구면 스크린 표면과의 그 교차점에 핀쿠션 왜곡이라 불리는 기하학적 결점이 나타난다. 튜브 스크린의 곡률 반경이 증가함에 따라, 이미지의 이러한 기하학적 왜곡이 증가한다. 자기 수렴 편향기는 이미지의 북/남 및 동/서 기하학적 부분(geometry)을 변형시킬 수 있게 하는 비점 수차 편향계를 생성하고, 특히 북/남 핀쿠션 왜곡에 대한 부분적인 보상을 제공한다.

편향기의 설계는 편향계의 비점 수차 및 튜브의 스크린 표면의 곡률에 독립적으로, 라인으로 3개의 빔을 갖는 전자총에서 나오는 측면 빔에 영향을 미치는 수차인 코마(coma)를 또한 고려해야 하고; 적색 및 청색 이미지를 형성하고자 하는 이러한 측면 빔은 튜브 축에 관해 작은 각으로 편향 영역에 입사하고, 녹색 이미지를 형성하고자 하는 중심 빔의 편향 이외의 편향을 받는다. 코마는, 일반적으로 빔이 편향기에 입사하는 지점에서 편향계의 분포를 변형시킴으로써 정정되어, 생성된 코마는 자기 수렴을 위한 원하는 비점 수차를 얻는데 필요한 자계 분포에 의해 발생된 코마를 보상한다. 따라서, 수평 편향계에 관해, 편향기의 배면에 존재하는 자계는 배럴(barrel)의 형태를 갖고, 정면부에서는 핀쿠션의 형태를 갖는다.

음극선관에 대한 현재 업계에서는 전면(front face)이 점점 더 평평해지는 튜브를 필요로 한다. 이러한 필요조건은 편향기의 설계에서 기술적 문제를 나타낸다. 이러한 문제 중에서, 하나의 문제는 이미지의 수평 에지를 따라 코마를 정정하는 것과 관련되며, 적색/청색 빔에 의해 형성된 수평 라인은 수평 녹색 라인에 의해 형성된 프레임 외부에 형성된다.

수평 및 수직 편향 코일이 안장 형태인 편향기에서, 코마는, 편향 코일의 배면에 대한 비점 수차를 변형시킴으로써, 특히 자기 스칼라 전위의 3번째 고조파에서의 증가를 야기하기 위해 권선을 변형시킴으로써 정정된다.

그러나, 이러한 유형의 변형은 빔 수렴, 또는 튜브 스크린 상의 이미지의 기하학적 부분과 같은 다른 파라미터의 변형을 야기한다. 그 결과, 이러한 다양한 파라미터를 쉽게 최적화하지 않으면서, 편향기의 다양한 설계 파라미터 사이를 절충할 필요가 있는 상황을 초래한다.

본 발명의 목적은 간단하고 비용이 적게 드는 해결책을 이러한 상황에 제공하는 것이며, 이 해결책은, 빔 수렴 또는 이미지 기하학적 부분과 같은 다른 파라미터를 손상시키지 않고도 이미지의 수평 에지를 따라 코마를 개선시킬 수 있게 하는 것이다.

이것을 행하기 위해, 본 발명에 따른 편향기는 한 쌍의 수평 편향 코일 및 한 쌍의 수직 편향 코일을 포함하며, 상기 2 쌍은 안장 형태이고, 격벽에 의해 서로 격리되며, 편향기는, 수평과 수직 편향 코일 사이에서 편향 코일의 배면에, 편향기의 대칭축에 관해 대칭적으로 위치한 4개의 자계 세이퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 아래의 설명 및 도면을 이용하여 더 잘 이해될 것이다.

도 1은 음극선관의 넥에 고정된 본 발명에 따른 편향기의 단면도.

도 2는, 본 발명이 정정하고자 하는, 이미지의 수평 에지를 따라 코마의 수차를 도시한 도면.

도 3은 수직축(Z)을 따라 본 발명에 따른 자계 세이퍼의 위치 지정을 도시한 도면.

도 4는 편향기에 자계 세이퍼의 위치 지정을 도시한 평면도.

도 5a 및 5b는 수직 편향계 전위의 기본 및 제 2 고조파 상에서 자계 세이퍼의 효과를 도시한 도면.

도 1은 음극선관(6)의 넥(8) 상에 위치한 본 발명에 따른 편향기(1)의 단면도를 도시한다. 편향기는 한 쌍의 수직 편향 코일(4), 및 한 쌍의 수평 편향 코일(3)을 포함하며, 상기 2쌍은 일반적으로 플라스틱으로 이루어진 격벽(2)에 의해 서로 격리되고, 강자성 물질로 이루어진 링(5)은 코일(3, 4)에 의해 생성된 자 계를 집중시키고자 한다. 이러한 자계는 전자총(7)에 의해 생성된 전자빔(12)을 편향시킬 것이어서, 상기 빔은 튜브(6)의 스크린(9)을 주사한다.

도 2에서, 본 발명이 해결하려는 것인 코마의 편향이 도시된다.

튜브의 스크린(9) 상에서, 상기 스크린의 에지에 밀접하게 따르는 직사각형의 이미지(30)는 수평 에지의 녹색 이미지(31)와 적색/청색 이미지(32) 사이에 오프셋(offset)을 나타내며, 녹색 에지는 적색/청색 이미지 내부에 있게 되고, 이는 종래 기술에서 음의 값을 갖는 코마 에러를 생성하는 결과가 된다. 이러한 현상은, 스크린의 전면이 더 평평해질수록, 더 구체적으로 완전히 평평한 전면을 갖는 차세대 튜브에 대해서 더욱 민감하다.

수직축(Z)을 따라 수직 편향계는 짝수 다항식(V_(y,z)=V_0(Z)+V_2(Z)*Y²+V_4(Z)*Y⁴+....)으로 표현될 수 있다고 알려져 있는데, 여기서 V₀은 수직 자계의 기본 고조파(fundamental)이고, V_2n은 상위 계수(higher-ranking)의 고조파이다.

수직 편향계의 배면 상에서만 작용함으로써, 전술한 코마 문제를 해결할 수 있음을 언급되었다. 그러나, 편향 코일을 형성하는 전도체의 구성에만 작용함으로써, 빔 수렴, 또는 심지어 튜브 스크린 상에 형성된 이미지의 기하학적 부분과 같은 다른 파라미터에 손상을 주지 않고 이러한 결점을 정정하는 것은 불가능한 것으로 나타난다.

도 3 및 도 4에 도시된 본 발명의 범주 내에서, 자계 세이퍼(20)는 수직 편향 코일(4) 아래 및 수평 편향 코일(3) 위에 위치하고, 이러한 배열은 수평 편향계에 상당한 영향을 주지 않고도 수직 편향계에 현저하게 작용할 수 있게 한다.

바람직하게, 세이퍼(20)는 격벽(2) 상에, 즉 격벽의 내부 표면 또는 외부 표면상에 위치한다. 상기 세이퍼(20)는 격벽 상에 접착제로 결합시킴으로써 고정되고, 예를 들어 고정될 표면상에 몰딩(moulded)된 하우징을 제공함으로써 상기 격벽 상에 자동적으로 위치될 수 있다.

세이퍼의 목적이 자계의 기본 고조파에 크게 영향을 미치지 않고도 편향계의 고조파에 작용하는 것이기 때문에, 편향기의 X축 및 Y축에 관해 대칭적으로 배열된 4개의 세이퍼(20)를 제공하는 것이 선택되었는데, 이 때 X축은 수직 Z축과 함께 수평 편향 코일(3)을 분리시키는 평면을 형성하고, Y축은 Z축과 함께 수직 편향 코일을 분리시키는 평면을 형성한다. 이러한 배열은 도 4에 도시되며, 도 4는, 도 3에 도시된 AA'를 통해 편향기의 배면부에 이루어진 수직 Z축을 통한 수직 단면을 도시한다.

아래에 설명되는 본 발명의 예시적인 일실시예에서, 16/9 포맷의 평평한 전면 및 76cm의 대각선을 갖는 튜브에 사용되는 편향기는 12mm 측면을 갖는 4개의 정사각형의 세이퍼를 포함한다. 세이퍼는 합금을 포함하는 물질로 이루어지는데, 상기 합금의 대부분은 자기 스크린을 위한 최상의 특성을 갖는 실리콘이다.

자계 고조파에 대한, 및 이에 따른 전술한 코마 현상을 해결하는데 있어서 최상의 결과를 달성하기 위해서, 세이퍼가 θ1=30°, θ2=60° 사이의 방사각 애퍼쳐에 위치되어야 하는 것이 바람직함을 실험을 통해 알 수 있으며, 여기서 θ1 및 θ2는 수평 편향 코일을 분리시키는 평면으로부터 측정된다는 것을 실험이 보여주며; 이것은, 수직 편향 코일에 접한 세이퍼의 적어도 절반의 표면이 이러한 각 애퍼쳐에 위치된다는 것을 의미한다. 이러한 방식으로, 자계 고조파에 대한 영향은 도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이 기본 고조파에 대한 영향으로부터 거의 완전히 분리될 수 있다. 이들 2개의 도면은, 세이퍼가 우선적인 각 애퍼쳐 및 수직 Z축에 따른 위치에 위치되어, 세이퍼가 강자성 링(5)에 의해 Z를 따른 길이의 2/3에 걸쳐 커버되는 실시예를 도시한다. 위치(Z=0)는 편향기의 정면에서의 지지 평면에 해당한다.

도 5a에서, 수직 자계의 기본 고조파가 세이퍼(20)에 의한 결과로서 변형되지 않고, 세이퍼가 없는 상태인 기본 고조파(V₀)의 위치 및 진폭이 세이퍼(20)의 기본 고조파(V₀')의 위치 및 진폭과 거의 동일하다는 것을 알 수 있다.

이와 달리, 도 5b에서, 제 2 계수 고조파는, 진폭(V₂')이 수직 Z축을 따르는 자계의 작용 영역에서와 같이 세이퍼가 없는 진폭(V₂)에 비해 세이퍼(20)에 의해 크게 증가하도록 이루어진다.

전술한 조건 하에서, 세이퍼가 없는 시작 상태에 비해, 녹색 이미지과 비교하여 적색/청색 이미지의 수평 에지 사이의 거리에서의 변동은 다음 표에서 밀리미터로 표시되며, 튜브 스크린의 1/4를 나타낸다:

12H 1H

0.51	0.45	0.38
0.25	0.23	0.17

중심 3H

이러한 결과는, 양의 변동이 이상적으로 0이거나 최소값의 범위에 따르는 값에 도달하기 위해 음의 시작값에서 감산될 수 있기 때문에, 세이퍼를 도입하는 것이 코마 에러를 감소시키기 쉬운 방향으로 적색/녹색 이미지를 이동시켰다는 것을 보여준다.

전술한 실시예는, 코마 진폭이 정정될 수 있고, 각 세이퍼의 표면, 수직 Z축을 따르는 위치 또는 30° 내지 60° 윈도우에서의 방사상 위치를 매칭함으로써 정정될 이미지의 코너(1H)와 수평 에지의 중앙(12H) 사이의 정정의 분포를 한정하지 않는다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 칼라 음극선관용 편향 유닛에 관한 것으로, 상기 유닛은 또한 편향기로 불리고, 안장 형태로 한 쌍의 수평 편향 코일 및 한 쌍의 수직 편향 코일을 포함하며, 더 구체적으로 스크린의 수평 에지를 따라 녹색 빔에 관해 적색/청색 빔의 튜브 스크린 상에 에러 상태에 놓이는 것을 개선시키고자 하는 자계 세이퍼를 포함하는 편향기 등에 이용된다.

Claims (7)

1. 한 쌍의 수평 편향 코일(3) 및 한 쌍의 수직 편향 코일(4)을 포함하는 음극선관용 편향기로서, 편향 코일(3, 4) 쌍 모두는 안장(saddle) 형태이고 격벽(separator)(2)에 의해 서로 격리되며, 사다리꼴(frustoconical)형태의 페라이트 링(5)은 상기 편향 코일들을 적어도 부분적으로 커버하는, 음극선관용 편향기에 있어서,

   상기 수평 편향 코일과 상기 수직 편향 코일 사이에 상기 편향 코일의 배면쪽으로, 상기 편향기의 대칭 수평 X축 및 수직 Y축에 관해 대칭적으로 위치한 4개의 자계 세이퍼(field shapers)(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 음극선관용 편향기.
2. 한 쌍의 수평 편향 코일(3) 및 한 쌍의 수직 편향 코일(4)을 포함하는 음극선관용 편향기로서, 편향 코일(3, 4) 쌍 모두는 안장 형태이고 격벽(2)에 의해 서로 격리되며, 사다리꼴 형태의 페라이트 링(5)은 상기 편향 코일들을 적어도 부분적으로 커버하는, 음극선관용 편향기에 있어서,

   상기 수평 편향 코일과 상기 수직 편향 코일 사이에 상기 편향 코일의 배면쪽으로, 수직 편향계의 기본 고조파(fundamental)에 영향을 주지 않고도 상기 수직 편향계의 제 2 고조파의 진폭을 증가시키도록 위치한 자계 세이퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는, 음극선관용 편향기.
3. 제 2항에 있어서, 상기 자계 세이퍼는 상기 페라이트 링 외부에 부분적으로 위치하는 것을 특징으로 하는, 음극선관용 편향기.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 자계 세이퍼는, 상기 수평 편향 코일의 분리 평면으로부터 30°와 60° 사이의 애퍼쳐(radial angular aperture)에 놓이는 것을 특징으로 하는, 음극선관용 편향기.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 자계 세이퍼는, 실리콘을 포함하는 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 음극선관용 편향기.
6. 음극선관으로서,

   제 1항 또는 제 2항에 따른 음극선관용 편향기를 포함하는, 음극선관.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 음극선관의 전면(front face)은 실질적으로 평평한 것을 특징으로 하는, 음극선관.

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