KR20010022281A - 개선된 결합 구조 및 집속식 음극선관용 편향 요크 - Google Patents

Abstract

음극선관의 네크 상에 장착된 편향 요크는 한 쌍의 수평 편향 코일, 한 쌍의 수직 편향 코일 및 강자성 물질의 코어(20)를 포함한다. 코어는 그 전면 영역에 음극선관의 스크린 단부에 근접하여, 수평 방향에 따른 자기 저항보다 수직 방향을 따라서 더 큰 자기 저항을 갖는다. 본 발명의 일실시예에서는 코어의 나팔꽃 모양의 전면부(21)와 수평 대칭 평면(XZ)과의 교차점에 리세스(24)를 설치함으로써, 본 발명에 따른 특성을 실현할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는 코어의 두께를 변화시킨 것에 특징이 있다.

Description

개선된 결합 구조 및 집속식 음극선관용 편향 요크{DEFLECTION YOKE FOR A CATHODE-RAY TUBE WITH BOTH IMPROVED GEOMETRY AND CONVERGENCE}

편향 요크는 적합한 영역에 편향 자계를 집속시키기 위해 한 쌍의 수직 편향 코일, 안장(saddle)형의 한 쌍의 수평 편향 코일, 및 이 편향 코일들을 둘러싸는 강자성 물질의 링형 코어를 구비한다. 컬러 이미지를 발생시키는 음극선관은 일반적으로 공통 평면의 3개의 전자빔을 발산하는 전자총을 구비하며, 각 빔은 음극선관의 스크린 상에 규정된 3원색(적색, 녹색 또는 청색)의 형광체를 방사한다.

전자빔은 음극선관의 네크에 고정된 편향 요크의 수평 및 수직 편향 코일에 의해 생성된 편향 자계의 영향하에 음극선관의 스크린을 주사한다.

전자총에 의해 발생된 3개의 빔은 항상 음극선관의 스크린 상에 집속되어야 하는데, 그렇지 않으면 특히 컬러 연출을 왜곡하는 소위 집속 에러가 발생한다. 공통 평면의 3개의 전자빔을 집속시키기 위해서, 자기 집속 편향 코일에서 수평 편향 권선에 의해 발생한 자계의 강도 또는 자속선이 일반적으로 음극선관의 스크린을 마주하는 측면 상의 후반부의 전면에 어느 정도 위치한 코일의 일부 영역에서 핀쿠션 왜곡이 있는 소위 자기 집속형 비점 수차(self-converging astigmatic)의 편향 자계를 이용하는 것이 공지되어 있다.

또한, 일정한 수평 및 수직 편향 자계 하에서, 전자빔에 의해 주사된 볼륨은 그 정점이 편향 요크의 편향의 중심과 일치하고 비구면형 스크린 표면과의 교차점이 핀쿠션 왜곡이라고 칭하는 결합 구조적인 결함을 드러내는 피라미드이다. 이미지의 결합 구조적인 왜곡은 스크린의 곡률 반경이 증가함에 따라 증가한다.

자기 집속 편향 요크는 이미지의 상/하 및 좌/우 결합 구조를 변형시키고, 특히 상/하 핀쿠션 왜곡에 대해 부분적으로 정정하는 것을 가능하게 하는 비점 수차의 편향 자계를 발생시킨다.

금속편 또는 영구 자석과 같은 추가의 부품 없이 편향 코일을 구성하는 콘덕터의 특정 구성에 의해 스크린상의 전자빔의 집속과 이미지의 상/하 결합 구조의 교정을 실현하는 것은 어려움이 있었다. 편향 자계의 부분적인 변형이 가능하도록 추가의 부품이 배치되고 있다. 이들 추가의 부품들은 고가일 수 있고, 동작 주파수와 조합된 과가열(overheating) 문제를 유발할 수 있으며, 최근 그 동작 주파수가 32 kHz 또는 심지어 64 kHz까지 상승되기 때문에 특히 수평 편향 자계를 변형하기 위해 사용되는 경우에 과가열을 유발할 수 있다.

또한, 이들 이미지 결합 구조 및 집속 문제는 스크린의 평면성과 관련되고 상기 스크린의 곡률 반경과 함께 증가한다. 구형의 스크린을 사용하는 수 년 전 제조된 종래의 음극선관은 일반적으로 곡률 반경(R)을 갖는다. 스크린이 예컨대, 1.5R 이상과 같은 1R보다 큰 비교적 큰 곡률 반경을 가질 때, 단지 편향 코일에 의해 발생된 적합한 자계의 수단으로써 상기 문제들을 조정하는 것은 점점 더 어려워진다.

공개된 유럽 특허 출원 EP 701,267호는 편향 자계를 집속시키기 위해 강자성 물질의 링, 즉 코어를 사용하는 빔의 집속뿐만 아니라 스크린 표면상의 편향 요크에 의해 생성된 이미지의 상/하 결합 구조를 제어하는 수단을 개시한다. 음극선관의 스크린에 가장 근접한 코어 부분은 대칭의 수직축에 가장 근접한 영역이 대칭의 수평축에 가장 근접한 영역보다 더욱 큰 자기 저항을 갖는 것과 같은 방식으로 배열된다. 그러나, 이러한 배열은 결점들의 공간적 수정을 위한 추가의 자계 셰이퍼(shaper)의 사용을 필요로 할 수 있다.

편향 요크에서 컬러 음극선관을 위해, 추가의 자계 셰이퍼를 사용하지 않고 집속 및 결합 구조 에러를 수정할 수 있도록 하는 결합 구조를 갖는 자기 코어를 사용하는 것이 필요하다.

본 발명의 특성에 따라, 편향 요크는 한 쌍의 수평 편향 코일과 한 쌍의 수직 편향 코일을 구비한다. 편향 코일 위에는 적어도 부분적으로 대략 프러스토코니컬(frustoconical) 강자성 코어가 배치된다. 코어는 수직 대칭 평면(YZ)과 수평 대칭 평면(XZ)을 갖는다. 수평 대칭 평면 부근의 전면부에서의 코어의 자기 저항은 수직 대칭 평면 부근에서보다 크다.

본 발명은 컬러 음극선관용 편향 요크에 관한 것이다.

도 1은 전자빔을 편향시키기 위한 종래 기술의 편향 요크가 설치된 음극선관을 나타낸 도면.

도 2는 종래 기술에 따른 강자성 물질로 제조된 링, 즉 코어를 나타낸 도면.

도 3은 종래 기술에 따른 강자성 링의 다른 실시예를 나타낸 도면.

도 4는 본 발명에 따른 링의 사시도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 링의 사시도.

도 1에서 도시한 바와 같이, 자기 집속 컬러 표시 장치는 진공 유리 엔벨로프(6)로 제공된 음극선관(CRT)(50)과 표시 스크린(9)을 형성하는 엔벨로프의 일단부에 배열된 3원색을 나타내는 형광체 소자의 어레이를 포함한다. 전자총(7)의 3개의 인라인 세트는 엔벨로프의 제2 단부에 배열되어 있다. 전자총의 세트는 대응하는 다양한 컬러 형광 소자를 자극하도록 수평적으로 정렬되어 있는 3개의 전자빔(12)을 생성하도록 배열되어 있다. 전자빔은 CRT(50)의 네크(8) 상에 배치된 편향 요크(1)의 수단에 의해 스크린의 전체 표면을 주사한다. 요크(1)는 분리판(2)에 의해 서로 분리된 한 쌍의 수평 편향 코일(3), 한 쌍의 수직 편향 코일(4), 그리고 동작하고자 하는 자계를 집속시키려는 강자성 코어(10)를 구비한다.

자기 집속 형태의 CRT용 종래 편향 요크는 비정형화된 자기 편향 자계의 효과에 의해 전자빔이 CRT의 스크린 패널 상에 집속되도록 한다. 편향 요크에서, 수평 편향 자계는 핀쿠션 모양의 강도 분산을 가지며, 수직 편향 자계는 통 모양의 강도 분산을 갖는다. 수평 자계의 강도 분산은 이미지의 상/하 결합 구조적 왜곡의 부분적인 수정을 제공한다. 그러나, 이러한 비정형화된 자계는 스크린 상의 수평 에지의 걸윙(gull-wing) 왜곡을 유발할 수 있다. 이러한 왜곡은 편향 자계의 연속 분해(series decomposition)의 5차 이상의 고조파 성분에 기인한다.

종래 기술에 따른 편향 요크는 도 2에 도시한 바와 같이, 강자성 물질의 코어 또는 링을 통합한다. 링은 일반적으로 Z 축에 대하여 대칭이고 내부 직경이 d인 후면부를 갖는다. 링은 Z 축에 대해 수직인 평면에 포함된 전면 표면(11)에서 끝나는 나팔꽃 모양의 부분(12)을 갖는다. 전면부의 내부 직경은 D이다. 표면에 수직인 섹션에서 측정된 링의 두께 "e"는 거의 일정하다.

하나의 종래 기술에 따라 도 3에 도시한 링, 즉 코어는 XZ 평면에 대하여 대칭으로 배열되고 YZ 평면과의 교차점의 부근에 놓여 있는 리세스(14)를 전면부에 갖는다. 이들 리세스는 링의 자기 저항성을 공간적으로 바꾸고 편향 자계력선의 분배를 바꾼다. 이러한 배열은 이미지의 상/하 결합 구조를 개선시킬 뿐만 아니라 걸윙 왜곡을 최소화한다. 또한, 스크린의 X 및 Y 축을 따르는 전자빔의 집속에 관련된 상태를 개선시킬 수 있다. 그러나, 중간 위치에서의 집속 상태는 특히 이미지의 코너에서 크게 저감될 수 있다.

본 발명의 특성에 따라, 예컨대 도 4의 강자성 물질의 링, 즉 코어(20)는 전자빔 편향 자계를 집속하는데 이용된다. 코어(20)가 편향 코일의 위에 적어도 부분적으로 배치된다. 코어(20)는 수직 대칭 평면(YZ)과 수평 대칭 평면(XZ)을 갖는다. 코어(20)의 전면 영역에서, 수평 대칭 평면(XZ)과의 교차점 부근의 자기 저항은 수직 대칭 평면(YZ)과의 교차점 부근에 위치한 코어(20)의 영역에서보다 크다. 주어진 수평 대칭 또는 수직 대칭 평면과의 교차점의 부근에 위치한 영역은 주어진 대칭의 평면의 어느 측면상의 45°의 방사상의 개구각에 의해 경계 지어진 영역으로서 정의된다. 코어(20)는 코어(10) 대신에 도 1의 배열과 유사한 배열로 사용될 수 있다. 도 4의 코어(20)의 전면 영역은 CRT(50)의 스크린 단부에 근접하여 위치한다.

도 4에 도시한 본 발명의 실시예에 따라, 링, 즉 코어(20)는 거의 일정한 상수의, 또는 동일한 두께 "e"를 갖는 몸체로 제조되고 대체적으로 프러스토코니컬 모양을 갖는다. 코어(20)는 내부 직경(D)의 전면부(21)와 내부 직경(d)의 후면부(23)와 나팔꽃 모양의 부분(22)을 갖는다. 한 쌍의 반원형의 리세스(24)를 생성시키기 위해 YZ 평면에 대하여 대칭으로 놓여 있는 한 쌍의 절단부가 링의 전면에 XZ 평면과의 교차점에서 형성되어 있다.

절단 평면(25)은 바람직하게는 Z 축과 평행하게 택해질 수 있다. 이러한 방식으로, XZ 평면과 링의 전면부의 교차점을 둘러싸는 링(20)의 두께는 전술한 값인 "e"에서 0으로 점차적으로 변하고, 이로써 리세스(24)의 영역의 저항값을 점차적으로 증가하도록 한다. 이러한 점차적인 변화는 "e"와 동일한 두께에서 0의 두께로 갑자기 변화시키는 것에 비해 바람직할 수 있다. 점차적인 변화와는 대조적으로, 갑자기 변화하는 것은 측벽이 Z 축에 수직인 평면에 포함되는 우묵한 제거부에서 기인할 것이다. 또한, 이러한 점차적인 변화는 행해질 수정의 원하는 범위에 따라 요구한 만큼 바뀔 수 있다. 이를 이루기 위해, 절단 평면은 Z 축과 0이 아닌 각을 형성하도록 변형될 수 있다.

하기의 표 1 및 표 2는 대각선 68 cm의 스크린과 1.5R보다 큰 곡률 반경을 갖는 A68SF 형태의 CRT용 안장/안장형의 편향 요크에서 얻어진 측정 결과를 나타낸다. 편향 요크는 Z 축 방향으로 50 mm의 길이 이상 연장되는 강자성 물질로 제조된 도 4의 링, 즉 코어(20)를 포함한다. 코어(20)는 길이가 38 mm이고 후면 직경 "d"가 50 mm이며 전면 직경 "D"가 105 mm인 나팔꽃 모양의 부분(22)을 갖는다.

표 1은 다음의 3개의 연속 상태에서 결합 구조 및 집속 변수의 측정 결과를 제시한다.

1. 표 1에서 "초기 상태"로서 참조되고, 도 2의 종래 기술의 링은 전면에 리세스를 갖지 않으며 그 두께 "e"는 거의 일정한 상태.

2. 본 발명에 따른 도 4의 링, 즉 코어(20)가 수평 평면(XZ)과의 교차점에서 13 mm의 최대 깊이(P)를 갖는 리세스를 전면에 갖는 상태.

3. 도 3의 종래 기술의 코어는 동일한 리세스를 전면에 갖지만, 상기 부분이 수직 평면(YZ)과의 교차점에 놓이는 상태.

측정된 변수는 퍼센트 에러로서 주어진다. 상하 결합 구조에서의 에러는 이미지의 맨 끝의 수평 에지(외부 상/하)와, 이미지의 중심과 맨 끝 에지(내부 상/하)의 사이에서 측정된다. 걸윙 왜곡의 에러는 스크린의 하나의 4분면의 4개 지점, 즉,

- 이미지의 수평 외부 에지 상에서는,

Y 축으로부터 1/3, 코너로부터 2/3(1/4 외부 GW)에서와,

Y 축으로부터 2/3, 코너로부터 1/3(1/8 외부 GW)에서, 그리고,

- 스크린 상의 X 축과 이미지의 상단 에지 사이의 중간에 놓여 있는 수평선을 따라서는,

Y 축으로부터 1/3, 수직 에지로부터 2/3(1/4 내부 GW)에서와,

Y 축으로부터 2/3, 이미지의 수직 에지로부터 1/3(1/4 내부 GW)에서 측정된다.

수평 집속 에러는 6시/12시(6-12 OC)에서, 3시/9시(3-9 OC)에서, 대각선(코너 OC) 방향을 따라서, 그리고 대각선과 6시/12시(1/2 H OC) 사이의 방향을 따라서 이미지의 에지 상에서 측정된다.

표 1

변 수	초기 상태	X를 따른13 mm의 리세스	Y를 따른13 mm의 리세스
외부 상/하내부 상/하1/4 외부 GW1/8 외부 GW1/4 내부 GW1/8 내부 GW6-12 OC3-9 OC코너 OC1/2 H OC	-0.75 %-0.75 %-0.05-0.09-0.10-0.130.040.54-0.490.04	-1.21 %-1.08 %-0.04-0.07-0.09-0.120.400.780.360.51	-1.89 %-1.18 %-0.01-0.05-0.08-0.100.010.11-1.19-0.45

이들 측정의 결과는 발명에 따른 구성이 유럽 특허 출원 EP 701,267호에 설명한 구성과 관련하여 개선된 총체적인 상태로 유도하는 것을 나타낸다.

집속 상태가 개선된다고 하더라도, 종래 기술이 제안하고 본 발명에 따른 구성에서, 그 결과는 종래 기술에 따른 구성이 코너들에서의, 그리고 코너들과 6시/12시 사이에서의 집속 상태를 크게 저감하는 것을 나타낸다. 특히, 반대 부호의 6-12 OC, 3-9 OC 및 코너 OC, 1/2 H OC 집속 에러를 갖는다는 사실은 편향 코일의 권선을 변화시킴으로써 이러한 에러들을 수용 가능한 값으로 전이시키는 것이 불가능하지 않을 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 경우에, 이들 에러를 수정하기 위해 추가의 자계 셰이퍼를 이용하는 것이 필요할 수 있다.

한편, 본 발명의 경우에, 표 1은 결합 구조 에러에서의 개선을 나타낸다. 이상적으로는, 결합 구조 에러는 -1 %에 가까워야 하며, 이는 스크린으로부터 이미지의 높이의 5배 거리에서 명백한 결함 없이 시청하는 것에 대응한다. 또한, 걸윙에서의 개선을 얻는다. 측정된 집속 에러는 모두 동일한 부호이기 때문에, 집속 상태는 단순하고 공지된 편향 코일의 변화를 통해 최적으로 활용될 수 있다.

도 5에 도시한 본 발명의 다른 실시예에 따라, 리세스는 링의 전면과 XZ 평면의 교차점에서뿐만 아니라 YZ 평면과의 교차점에서도 배열된다. 이러한 경우에, 집속 및 결합 구조 변수에 관하여 얻어진 결과가 표 2에 주어져 있다. 편향 요크가 거의 일정한 두께를 가지고 전면부가 일정한 저항을 갖는 링으로써 설비되는 초기 상태는, 강자성 링이 그 전면부에 깊이 Px의 리세스(24)와 깊이 Py의 리세스(24')를 갖는 동일한 편향 요크와 비교된다.

표 2에서, 가장 좋은 구성은 Px가 Py보다 큰 구성임을 볼 수 있다. 이러한 좋은 구성은 수평 대칭 평면과의 교차점의 부근의 영역에 놓인 전면부에서의 링의 자기 저항을 수직 대칭 평면과의 교차점의 부근에 놓인 부분에서보다 크게 유지시킨다. 이러한 경우에, 모든 집속 및 결합 구조의 변수가 개선된다. 한편, Py가 Px보다 큰 경우는 다른 3개 중 적어도 1개에 대하여 반대 부호가 되는, 6-12 OC, 3-9 OC 및 코너 OC, 1/2 H OC 집속 에러의 4개 중 적어도 1개에서 기인한다. 불리하게도, 반대 부호 상태는 추가의 자계 셰이퍼 없이 수정할 수 없다.

표 2

변 수	초 기상 태	X를 따른 13 mm의리세스와Y를 따른 9 mm의리세스	X를 따른 9mm의리세스와Y를 따른 13mm의리세스
외부 상/하내부 상/하1/4 외부 GW1/8 외부 GW1/4 내부 GW1/8 내부 GW6-12 OC3-9 OC코너 OC1/2 H OC	0.11-0.26-0.06-0.10-0.10-0.130.080.59-0.82-0.21	-2.90-1.63-0.02-0.04-0.07-0.090.37-0.01-1.77-0.96	-1.59-1.050.030.01-0.06-0.090.821.040.060.34

도 4에서 점선으로 부분적으로 나타낸 다른 실시예에서, 강자성 링의 전면에서의 자기 저항은 리세스를 생성시킴으로써가 아닌 두께 'e'를 얻음으로써 링의 두께를 공간적으로 변화시킴으로써 본 발명에 따라 얻어진다. 따라서, 전면부와 수직 평면(YZ)과의 교차점에서보다 링의 전면부와 수평 평면(XZ)과의 교차점에서 더 작은 두께를 가짐으로써, 본 발명에 따른 저항 특성을 얻는 것이 가능하다.

본 발명은 컬러 음극선관용 편향 장치에 한정되지 않는다. 이미지의 결합 구조상의 동작은 모노크롬 음극선관을 설비하려는 편향 요크에서 본 발명에 따른 강자성 물질의 링의 결합을 허용한다.

Claims (6)

1. 수평 편향 자계를 생성하는 수평 편향 코일과;

   수직 편향 자계를 생성하는 수직 편향 코일과;

   상기 편향 코일들 중 적어도 1개의 코일 부근에서의 상기 편향 자계들 중 적어도 1개의 편향 자계의 자속 경로에 배치된 자기 물질로 제조되고, 수직 대칭 평면을 포함하는 전면 영역에 배치된 제2 부분에서의 자기 저항보다 수평 대칭 평면을 포함하는 상기 전면 영역에 배치된 제1 부분에서 더 큰 자기 저항을 갖는 코어를 포함하는 것을 특징으로 하는 음극선관용 편향 요크.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 부분에서의 코어의 두께는 상기 제2 부분에서보다 작은 것인 음극선관용 편향 요크.
3. 제1항에 있어서, 상기 수직 대칭 평면에 대하여 대칭인 한 쌍의 리세스는 상기 수평 대칭 평면과의 교차점에서 상기 코어의 상기 전면 영역에 형성된 것인 음극선관용 편향 요크.
4. 제1항에 있어서, 상기 코어는 상기 수평 대칭 평면에 대하여 대칭이고, 상기 수직 대칭 평면과의 교차점에서 상기 코어의 전면 영역에 배치된 한 쌍의 리세스를 포함하는 것인 음극선관용 편향 요크.
5. 제4항에 있어서, 서로 대칭된 상기 한 쌍의 리세스의 절단 평면은 상기 수직 대칭 평면 및 상기 수평 대칭 평면 중 하나와 평행하게 배치된 것인 음극선관용 편향 요크.
6. 제1항에 있어서, 상기 코어는 반원형인 한 쌍의 리세스를 포함하는 것인 음극선관용 편향 요크.