KR20010001332A - 음극선관의 컨버젼스 요크 - Google Patents

음극선관의 컨버젼스 요크 Download PDF

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Abstract

음극선관의 컨버전스 요크에 관한 것으로, 스크린의 래스터 디스토션이 열화되지 않으면서도 스크린 상측부와 하측부의 미스컨버전스를 독립적으로 보정할 수 있는 컨버전스 요크를 제공하는 것이 목적으로서, 소정의 주파수를 가진 교류전류를 인가받아 음극선관의 전자총에서 방사되는 전자빔의 진행방향을 편향시키는 편향코일과, 편향코일에 직렬로 연결되어 교류전류를 단방향으로 통전시키는 제 1 다이오드과, 제 1 다이오드에 의해 통전되는 방향의 반대방향으로 교류전류를 통전시키는 제 2 다이오드와, 제 1 다이오드에 의해 통전되는 교류전류의 전압 강하를 조절하는 제 1 가변저항 및, 제 2 다이오드에 의해 통전되는 교류전류의 전압 강하를 조절하는 제 2 가변저항, 제 1 가변저항에 의해 전압강하가 조절된 교류전류를 인가받아 자계를 발생하는 제 1 상부보정코일과, 제 1 상부보정코일에 직렬로 연결된 제 2 상부보정코일과, 제 2 가변저항에 의해 전압강하가 조절된 교류전류를 인가받아 자계를 발생하는 제 1 하부보정코일, 그리고 제 1 하부보정코일에 직렬로 연결된 제 2 하부보정코일을 포함하여 구성되어 컨버전스 요크보다 보정효율을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

음극선관의 컨버젼스 요크{Conversions yoke of Cathode Ray Tube}
본 발명은 음극선관의 편향요크에 관한 것으로, 특히 편향요크의 컨버전스 요크에 관한 것이다.
음극선관(Cathode Ray Tube)은 티브이(TV)나, 컴퓨터 모니터(Monitor) 등에 설치되어 영상을 구현해 주는 기기로서, 브라운관(Brown 管)이라고 명명되기도 한다. 이러한 음극선관은 도 1에 도시된 것과 같이 3 개의 전자빔을 방출하는 전자총(4)과, 형광체층이 표면에 부착되어 전자빔들의 충돌로 인하여 발광하는 스크린(1) 및, 전자총에서 방출된 3 개의 전자빔이 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 부분에 하나씩 대응되도록 전자빔을 구분하는 섀도우마스크(Shadow Mask)(2), 그리고 전자총부터 스크린 사이의 전계를 변동시킴으로써 상기 3 개의 전자빔의 진행방향을 편향시키는 편향요크(3)로 구성되어 있다.
특히, 편향요크(3)는 브라운관 내부에 있는 전자총에서 방사된 전자빔을 수평방향으로 편향시키기 위한 수평편향코일(11)과, 전자빔을 수직방향으로 편향시키기 위한 수직편향코일(13)로 구성되어 있으며, 수평편향코일(11)과 수직편향코일(13)에서 발생된 자기력의 손실을 줄여주기 위한 자기효율을 높이기 위해서 사용되는 원추형 페라이트 코어(14)와 수평편향코일(11)과 수직편향코일(13) 간의 절연을 위한 홀더(holder)(12)가 부수적으로 설치되어 있다.
그리고, 브라운관의 넥크(neck)부에는 편향요크(3) 및 브라운관의 제조오차로 인해 발생하는 미스컨버전스(mis-conversions), 즉 뒤틀림(틸트 : Tilt)를 보정하기 위한 컨버전스 요크(conversions yoke)(15)와 한 쌍의 영구자석(16)이 설치되어 있다. 이러한 컨버전스 요크(15)의 구조는 도 2에 도시된 것과 같다.
컨버전스 요크(15)는 상하대칭으로 브라운관의 넥크부에 설치된 "ㄷ"자형의 철편과, 그 철편의 각 다리에 설치된 4 권선 보정코일(23, 24, 25, 26)로 구성되어 있다. 그리고, 각 철편에는 서로 병렬로 연결된 한 쌍의 보정코일과 보정코일에 짝지워진 다이오드(35) 및, 가변저항(38)으로 구성되어 있다.
도 3은 컨버전스 요크의 회로를 나타낸 것이다. 도 3에 도시된 컨버전스 요크의 회로를 살펴보면, 각 철편에 설치된 보정코일은 수직편향코일에 직렬로 연결되어 있음을 알 수 있다. 이러한 컨버전스 요크의 동작원리를 첨부된 도 2와 도 3을 참조하여 설명하도록 한다.
종래 기술에 의한 편향요크는 일반적으로 수평편향코일(11)에 15.75KHz 또는, 그 이상의 주파수를 가지는 전류가 흐른다. 그러면, 수평편향코일(11)에서 수평 자계가 발생하고, 이러한 수평 자계에 의해 음극선관 내부를 진행하는 전자빔이 수평방향으로 편향된다. 또, 수직편향코일(13)에는 대략 60Hz의 주파수를 가지는 전류가 흘러 수직 자계가 발생하고, 이러한 수직 자계에 의해 음극선관 내부를 진행하는 전자빔이 수직방향으로 편향된다.
일반적으로 편향요크(3)는 별도의 부가회로 및 부가장치를 이용하지 않은 상태에서도 수평편향코일(11) 및, 수직편향코일(13)에 의한 자계를 이용하여 3 개의 전자빔이 보정될 수 있도록 셀프컨버전스(self conversions) 형태로 제조되어진다. 셀프컨버전스 형태의 편향요크(3)는 수평편향코일(11) 및 수직편향코일(13)의 권선분포를 조절하여 음극선관 내부의 부위별로 조금씩 다른 바렐형 혹은, 핀-쿠션형 자계를 형성한다. 따라서, 셀프 컨버전스 형태의 편향요크에 의해 3 개의 전자빔은 음극선관 내부의 개구부를 진행할 때와 중간부를 진행할 때 및, 넥크부를 진행할 때마다 각각 다른 자계의 영향을 받게 된다. 그 결과, 3 개의 전자빔이 전자총(4)에서 방출되어 스크린(1)의 동일한 지점에 집중되는 것이다. 이 때, 편향코일(11, 13)에 흐르는 전류만으로는 충분한 자계가 생성되지 않으므로, 종래의 편향요크(3)는 음극선관 넥크부에 설치된 페라이트 코어(14)의 자기력을 이용하여 자계의 효율을 높인다.
그리고, 컨버전스 요크의 각 철편에 설치된 보정코일(23, 24, 25, 26)은 수직편향코일(13)에 흐르는 전류를 인가받아 자계를 형성한다. 컨버전스 요크의 제 1 철편(21)에 설치된 보정코일(23, 24)은 제 1 다이오드(35)에 의하여 수직편향코일(13)에 양극성(positive) 전류가 흐를 때에만 전류를 인가받고, 제 2 철편(22)에 설치된 보정코일(25, 26)은 제 2 다이오드(36)에 의하여 수직편향코일(13)에 음극성(negative) 전류가 흐를 때에만 전류를 인가받는다. 이 때, 보정코일(23, 24, 25, 26)에 흐르는 전류는 가변저항(35, 36)에 의해 흐르는 양이 조절되고, 그에 따라 보정코일(23, 24, 25, 26)에 의해 형성된 자계의 세기가 조절된다.
만약, 수직편향전류가 양(+)일 경우, 사용자가 제 1 보정코일(24)에 흐르는 전류의 양이 제 1 보정코일(23)에 흐르는 전류의 양보다 많도록 가변저항(35)을 조절하면 도 4a에 나타낸 것과 같은 자계가 형성되고, 제 1 보정코일(23)에 흐르는 전류의 양이 제 1 보정코일(24)에 흐르는 전류의 양보다 많도록 가변저항(36)을 조절하면 도 4b에 나타낸 것과 같은 자계가 형성된다. 또한, 수직편향전류가 음(-)일 경우도 위와 동일한 원리로 설명 가능하다. 따라서, 사용자가 가변저항(35, 36)을 조절함으로써, 전자빔의 편향을 조정할 수 있다. 그 결과, 컨버전스 요크의 가변저항(35, 36)을 조절함으로써, 편향요크에 영향을 주지 않고도 미스컨버전스를 보정할 수 있다.
그런데, 종래의 기술에 의한 컨버전스 요크는 제 1 보정코일(23, 24)과 제 2 보정코일(25, 26)이 병렬로 연결되어 수직편향전류가 나누어 인가되기 때문에, 보정효율이 저하되고 각 보정코일에 의한 자계가 각각 단독으로 형성되므로, 스크린의 래스터 디스토션(raster distortion)이 열화되는 문제점이 있다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 스크린의 래스터 디스토션이 열화되지 않으면서도 스크린 상측부와 하측부의 미스컨버전스를 독립적으로 보정할 수 있는 컨버전스 요크를 제공하는 데에 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 음극선관의 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 2는 상기 음극선관에 설치된 컨버전스 요크의 구조를 개략적으로 도시한 도면
도 3은 컨버전스 요크의 회로도를 도시한 도면
도 4a와 도 4b는 컨버전스 요크에 의해 형성된 자계를 도시한 도면
도 5는 본 발명에 의한 컨버전스 요크의 회로도를 도시한 도면
도 6a와 도 6b는 본 발명의 컨버전스 요크에 의해 형성된 자계를 도시한 도면
도 7a와 도 7c는 본 발명의 컨버전스 요크에 의해 형성된 자계가 전자빔에 영향을 미치는 것을 도시한 도면
도 7b는 본 발명의 컨버전스 요크에 의해 미스컨버전스가 보정되는 것을 도시한 도면
도 8은 본 발명에 의한 컨버전스 요크의 또다른 회로도를 도시한 도면
도면의 주요부분에 대한 기호설명
130 : 편향코일 330, 340 : 편향요크의 저항
230 : 제 1 상부보정코일 240 : 제 1 하부보정코일
250 : 제 2 상부보정코일 260 : 제 2 하부보정코일
350 : 제 1 다이오드 360 : 제 2 다이오드
370 : 컨버전스 요크의 저항 380 : 제 1 가변저항
390 : 제 2 가변저항
본 발명에 의한 컨버전스 요크는 서로 직렬로 연결된 한 쌍의 보정코일을 이용하여 구성되어 있는 것이 특징이다.
본 발명에 의한 컨버전스 요크는 편향코일과, 편향코일에 직렬로 연결된 제 1 다이오드, 제 1 다이오드에 병렬로 연결된 제 2 다이오드와, 제 1 다이오드에 직렬로 연결된 제 1 가변저항과, 제 2 다이오드에 직렬로 연결된 제 2 가변저항과, 전압강하가 조절된 교류전류를 인가받는 제 1, 2 상부보정코일과, 제 1, 2 하부보정코일(240, 260)을 포함하여 구성되어 있다. 도 5는 본 발명에 의한 컨버전스 요크를 개략적으로 도시한 회로도이다.
편향코일(130)은 스크린에 영상을 구현하기 위하여 음극선관의 전자총에서 방사되는 전자빔의 진행방향을 편향시킨다. 편향코일(130)은 전원장치로부터 소정의 주파수를 가지고, 편향요크의 저항(330, 340)에 의해 전압강하된 교류전류를 인가받아 전자빔의 진행방향을 편향시킬 수 있는 자계를 음극선관 내부에 형성한다.
본 발명의 제 1 다이오드(350)는 편향코일(130)에 직렬로 연결되어 교류전류를 단방향으로 통전시키고, 제 1 가변저항(380)은 제 1 다이오드(350)에 직렬로 연결되어 제 1 다이오드(350)를 통해 통전되는 교류전류의 전압 강하치를 조절한다.
또, 제 2 다이오드(360)는 편향코일(130)에 직렬로 연결되어 있으나, 제 1 다이오드(350)에 병렬로 연결되어 있다. 그리고, 제 2 다이오드(360)는 제 1 다이오드(350)의 통전방향의 반대방향으로 교류전류를 통전시키도록 설치되어 있다. 이 때, 제 2 가변저항(390)은 제 2 다이오드(360)에 직렬로 연결되어 제 2 다이오드(360)를 통해 통전되는 교류전류의 전압강하치를 조절한다.
제 1 상부보정코일(230)과 제 2 상부보정코일(250)은 제 1 다이오드(350)를 통해 통전되고 제 1 가변저항(380)에 의해 전압강하가 조절된 교류전류를 인가받아 음극선관 내부에 자기장을 형성한다. 제 1 상부보정코일(230)과 제 2 상부보정코일(250)은 종래의 것과 달리 서로 직렬로 연결되어 있으므로, 동시에 자기장을 형성한다. 이 때, 제 1 상부보정코일(230)은 도 5에 도시된 것과 같이 편향코일(130)과 제 1 다이오드(350)에 직렬로 연결되고 제 2 다이오드(360)에 병렬로 연결되어 있다.
제 1 하부보정코일(240)과 제 2 하부보정코일(260)은 제 2 다이오드(360)를 통해 통전되고 제 2 가변저항(390)에 의해 전압강하가 조절된 교류전류를 인가받아 음극선관 내부에 자기장을 형성한다. 제 1 하부보정코일(240)과 제 2 하부보정코일(260)은 종래의 것과 달리 서로 직렬로 연결되어 있으므로, 동시에 자기장을 형성한다. 이 때, 제 2 하부보정코일(260)은 도 5에 도시된 것과 같이 편향코일(130)과 제 2 다이오드(360)에 직렬로 연결되고 제 1 다이오드(350)에 병렬로 연결되어 있다.
또한, 본 발명의 컨버전스 요크에는 제 1 다이오드(350)와 제 2 다이오드(360)에 병렬로 연결된 저항(370)이 추가로 설치될 수도 있다.
이하, 본 발명에 의한 컨버전스 요크의 동작원리는 다음과 같다.
만약, 수직편향전류가 양극성(positive)이면, 전류는 제 1 다이오드(350)와 제 1 가변저항(380)을 통해 제 1 상부보정코일(230)과 제 2 상부보정코일(250)에 흐른다. 이 때, 양극성 수직편향전류는 제 2 다이오드(360)에 의해 차단되어 제 1 하부보정코일(240)과 제 2 하부보정코일(260)에는 흐르지 않는다.
그 결과, 컨버전스 요크에는 도 6a에 도시된 것과 같은 자계가 형성된다. 이러한 자계에 의해 전자빔은 도 7에 도시된 것과 같은 편향력의 영향을 받게 된다. 따라서, 적색을 나타내기 위한 전자빔은 제 1 자계(Φ1)에 의해 형성된 제 1 자기력(F1)과 제 2 자계(Φ2)에 의해 형성된 제 2 자기력(F2)에 의해 상향조정되어 제 1 자기력과 제 2 자기력의 벡터합(F3)만큼 편향된다.
녹색과 청색을 나타내기 위한 다른 전자빔도 제 1 자계(Φ1)와 제 2 자계(Φ2)의 영향을 받아 동일한 원리로 편향된다. 다만, 적색을 나타내기 위한 전자빔이 받는 자기력과 다른 강도로 영향을 받는다. 그 이유는 넥크부 내부의 제 1 자계(Φ1)와 제 2 자계(Φ2)의 분포가 다르기 때문이다. 따라서, 도 7b에 도시된 것과 같이 화면 상측부의 미스컨버전스, 즉 틸트(tilt)가 보정된다.
또 만약, 수직편향전류가 음극성(negative)이면, 전류는 제 2 다이오드(360)와 제 2 가변저항(390)을 통해 제 1 하부보정코일(240)과 제 2 하부보정코일(260)에 흐른다. 이 때, 음극성 수직편향전류는 제 1 다이오드(350)에 의해 차단되어 제 1 상부보정코일(230)과 제 2 상부보정코일(250)에는 흐르지 않는다.
그 결과, 컨버전스 요크에는 도 6b에 도시된 것과 같은 자계가 형성된다. 이러한 자계에 의해 전자빔은 도 7c에 도시된 것과 같은 편향력의 영향을 받게된다. 따라서, 청색을 나타내기 위한 전자빔은 제 1 자계(Φ1)에 의해 형성된 제 1 자기력(F1)과 제 2 자계(Φ2)에 의해 형성된 제 2 자기력(F2)에 의해 상향조정되어 제 1 자기력과 제 2 자기력의 벡터합(F3)만큼 편향된다.
적색과 녹색을 나타내기 위한 다른 전자빔도 제 1 자계(Φ1)와 제 2 자계(Φ2)의 영향을 받아 동일한 원리로 편향된다. 다만, 청색을 나타내기 위한 전자빔이 받는 자기력과 다른 강도로 영향을 받는다. 그 이유는 넥크부 내부의 제 1 자계(Φ1)와 제 2 자계(Φ2)의 분포가 다르기 때문이다. 따라서, 도 7b에 도시된 것과 같이 화면 상측부의 미스컨버전스, 즉 틸트(tilt)가 보정된다.
본 발명에 의한 컨버전스 요크는 도 8에 도시된 것과 같이 구성될 수도 있다. 도 8에 도시된 컨버전스 요크는 제 1, 2 상부보정코일(230, 250)을 이루는 부분과 제 1, 2 하부보정코일(240, 260)을 이루는 부분 사이의 접점과, 제 1 다이오드(350)와 제 1 가변저항(380)을 이루는 부분과 제 2 다이오드(360)와 제 2 가변저항(390)을 이루는 부분 사이의 접점을 서로 연결하여 구성된다. 따라서, 제 1, 2 상부보정코일(230, 250)과 제 2 다이오드(360), 및 제 2 가변저항(390)이 전기적으로 하나의 라운드(round)를 이루고, 제 1, 2 하부보정코일(240, 260)과 제 1 다이오드(350), 및 제 1 가변저항(380)이 전기적으로 별도의 라운드(round)를 이루는 것이다.
그 결과, 도 8에 도시된 컨버전스 요크의 제 1 상부보정코일(230)은 제 2 다이오드(360)에 병렬로 연결되어 제 1 다이오드(350)에 의해 통전되고, 제 2 가변저항(390)에 병렬로 연결되며, 제 1 가변저항(380)에 병렬로 연결되도록 구성된다. 또, 도 8에 도시된 컨버전스 요크의 제 1 하부보정코일(240)은 제 1 다이오드(350)에 병렬로 연결되어 제 2 다이오드(360)에 의해 통전되고, 제 1 가변저항(380)에 병렬로 연결되며, 제 2 가변저항(390)에 병렬로 연결되도록 구성된다.
도 8에 도시된 컨버전스 요크의 동작원리는 다음과 같다.
편향요크에 양극성 수직편향전류가 흐르면 제 2 다이오드(360)와 제 2 가변저항(390)을 통하여 제 1, 2 하부보정코일(240, 260)에 전류가 흐르고, 편향요크에 음극성 수직편향전류가 흐르면 제 1 다이오드(350)와 제 1 가변저항(380)을 통하여 제 1, 2 상부보정코일(230, 250)에 전류가 흐른다. 따라서, 제 1 가변저항(380) 또는, 제 2 가변저항(390)의 저항값을 변동시킴으로써, 보정코일의 전류값을 조정시킬 수 있고, 그 결과 보정코일에 의한 자계의 강도를 조정하여 도 7b에 도시된 것과 같은 전자빔의 틸트(tilt) 현상을 보정할 수 있다.
본 발명에 의한 컨버전스 요크는 종래의 컨버전스 요크와 달리 제 1, 2 상부보정코일이 서로 직렬로 연결되어 있고, 제 1, 2 하부보정코일이 서로 직렬로 연결되어 있다. 따라서, 종래의 컨버전스 요크보다 보정효율을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 음극선관 넥크부 내부의 자계(Φ1, Φ2)가 상측부와 하측부에 형성되어 제 1 가변저항과 제 2 가변저항을 각각 독립적으로 조절함으로써, 상부보정코일과 하부보정코일에 의한 전자계를 독립적으로 조절할 수 있는 효과가 있다. 뿐만 아니라, 전자빔이 수직 방향으로만 편향되므로, 라스터 디스토션(raster distortion)이 열화되지 않는 장점도 있다.

Claims (6)

  1. 소정의 주파수를 가진 교류전류를 인가받아 스크린에 영상을 구현하기 위하여 음극선관의 전자총에서 방사되는 전자빔의 진행방향을 편향시키는 편향코일,
    상기 편향코일에 직렬로 연결되어 상기 교류전류를 단방향으로 통전시키는 제 1 다이오드,
    상기 편향코일에 직렬로 연결되고 상기 제 1 다이오드에 병렬로 연결되어 상기 제 1 다이오드에 의해 통전되는 방향의 반대방향으로 상기 교류전류를 통전시키는 제 2 다이오드,
    상기 제 1 다이오드에 의해 통전되는 교류전류의 전압 강하를 조절하는 제 1 가변저항,
    상기 제 2 다이오드에 의해 통전되는 교류전류의 전압 강하를 조절하는 제 2 가변저항,
    상기 제 1 가변저항에 의해 전압강하가 조절된 교류전류를 인가받아 자계를 발생하여 상기 전자빔의 편향을 조절하도록 서로 직렬 연결된 제 1, 2 상부보정코일, 그리고
    상기 제 2 가변저항에 의해 전압강하가 조절된 교류전류를 인가받아 자계를 발생하여 상기 전자빔의 편향을 조절하도록 서로 직렬 연결된 제 1, 2 하부보정코일을 포함하여 구성된 음극선관의 컨버전스 요크.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 상부보정코일은 상기 편향코일과 상기 제 1 다이오드에 직렬로 연결되고, 상기 제 2 다이오드에 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 음극선관의 컨버전스 요크.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 하부보정코일은 상기 편향코일과 제 2 다이오드에 직렬로 연결되고, 상기 제 1 다이오드에 병렬로 연결된 것을 특징으로 하는 음극선관의 컨버전스 요크.
  4. 제 1 항에 있어서, 제 1 상부보정코일은 상기 제 2 다이오드에 병렬로 연결되어 상기 제 1 다이오드에 의해 통전되고, 상기 제 2 가변저항에 병렬로 연결되며 상기 제 1 가변저항에 직렬로 연결되어 상기 제 1 가변저항에 의해 전압 강하가 조절된 교류전류를 인가받는 것을 특징으로 하는 음극선관의 컨버전스 요크.
  5. 제 1 항에 있어서, 제 1 하부보정코일은 상기 제 1 다이오드에 병렬로 연결되어 상기 제 2 다이오드에 의해 통전되고, 상기 제 1 가변저항에 병렬로 연결되며 상기 제 2 가변저항에 직렬로 연결되어 상기 제 2 가변저항에 의해 전압 강하가 조절된 교류전류를 인가받는 것을 특징으로 하는 음극선관의 컨버전스 요크.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 다이오드와 제 2 다이오드에 병렬로 저항이 연결된 음극선관의 컨버전스 요크.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20030029375A (ko) * 2001-10-08 2003-04-14 삼성전기주식회사 편향요크의 미스컨버전스 보정장치의 노이즈 개선 회로
KR100959119B1 (ko) * 2008-05-27 2010-05-25 삼성에스디아이 주식회사 편향요크의 미스컨버전스 보정장치 및 이를 이용하는표시장치

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