KR20010054541A - 브라운관용 편향 요크 - Google Patents

Abstract

본 발명은 브라운관에서 사용되는 편향 요크에 관한 것이다. 본 발명에서는 페라이트 코아(45)의 전체 부분중 스크린측 끝단부(45a)부터 넥크부(45b) 방향으로 페라이트 코아의 전체 길이의 10∼50%에 이르는 영역의 페라이트 코아 형상을 브라운관의 관축과 평행하게 설계한 것이다. 수평 편향코일의 메인 몸체 영역에서 발생되는 주 편향 자계의 누설되는 양을 감소시켜 주므로서 편향 요크(4)의 수평 편향 감도의 저하와 링깅 특성이 악화되는 종래의 문제점을 개선할 수 있는 것이다.

Description

브라운관용 편향 요크{Deflection yoke for Broun tube}

본 발명은 브라운관에 사용되는 편향 요크(Deflection Yoke)에 관한 것으로서, 특히 수평코일과 수직코일이 새들 새들형으로 구성된 브라운관용 편향 요크의 누설 자계를 감소시키기 위한 브라운관용 편향 요크에 관한 것이다.

일반적인 브라운관의 단면도를 도 1에 도시하였다.

도 1에 도시된 바와 같이, 브라운관의 구성은, 3개의 전자빔을 방출하는 전자총(3)과, 이들 전자빔이 형광면(12)에 부딪혀 빛을 재현하는 스크린(1)과, 상기 3개의 전자빔(14)을 구분해 주는 섀도우 마스크(2)와, 그 전자 빔을 스크린(또는 화면)(1)의 정해진 장소로 편향시켜주는 편향 요크(4) 등으로 구성되어 있다.

상기한 편향 요크(4)에 대한 종래기술의 구성을 도 2를 참조하여 살펴보면 다음과 같다. 이 편향 요크(4)는, 도 1에 도시된 바와 같은 브라운관 내부에 있는 그 전자총(3)으로부터 방사된 전자빔을 수평방향으로 편향시켜주기 위한 수평편향코일(41a, 41b)과, 상기 전자빔을 수직방향으로 편향시켜 주기 위한 수직편향코일(42a, 42b)과, 수평편향코일(41a, 41b)과 수직편향코일(42a, 42b)에서 발생된 자기력의 손실을 줄여 주어 자기 효율을 높이기 위해서 사용되는 원추형 페라이트 코아(44)와, 그리고 이들 코일들(41a, 41b, 42a, 42b)과 페라이트 코아(44)를 정해진 위치에 고정시켜주며 상기 수평편향코일(41a, 41b)과 수직편향코일(42a, 42b) 사이의 절연을 시키기 위한 홀더(43)로 구성되어 있다.

이와 같이 구성된 도 2에 대한 단면 및 편향 요크(4)의 누설 자계 패턴을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 편향요크(4)의 스크린부(10)와 넥크부(neck part)(20)에서 발생되는 누설 자계를 상쇄하기 위해 도 2에 도시된 홀더(43)의 상하 스크린부에 한쌍의 캔슬 코일(5, 5')을 부착한 후 한쌍의 캔슬 코일(5, 5')을 수평편향 코일(41a, 41b), 저항(6) 및 콘덴서(7)로 구성된 도 4의 (a)에 도시된 수평 편향회로에 결합시킴으로써 편향 요크(4)에서 발생하는 누설 자계를 상쇄하고 있다. 그리고 이 도 4의 (b)에 도시된 수평 편향 전류 파형이 우측에 도시되어 있다.

이와 같이 구성된 종래기술의 동작을 설명하면 다음과 같다.

상기한 종래 편향 요크(4)는, 수평편향코일(41a, 41b)에 일반적으로 15. 75KHz 또는 그 이상의 주파수를 가지는 전류를 흘려주고 이에 따라 발생하는 자계를 이용해서 브라운관 내부의 전자빔을 수평방향으로 편향시켜주며, 또한 수직편향코일(42a, 42b)에는 보통 60Hz의 주파수를 가지는 전류를 흘려주어 이에 따라 발생하는 자계를 이용해서 수직방향으로 전자빔을 편향시켜주고 있다. 그리고, 그 수평편향코일(41a, 41b)과 수직편향코일(42a, 42b)에 의한 비균일 자계를 이용해서 3개의 전자빔이 별도의 부가회로 및 부가장치를 이용하지 않은 상태에서도 화면에서 컨버젼스(convergence)를 이룰 수 있도록 해주는 셀프 컨버젼스 형태의 편향 요크(4)가 주로 개발되고 있다. 즉, 수평편향코일(41a, 41b) 및 수직편향코일(42a, 42b)의 권선 분포를 조정해서 각 부위별(개구부, 중간부, 넥크부)로 바렐(barrel) 혹은 핀-쿠션형 자계로 만들어 주어서 세개의 전자빔이 위치에 따라서 각각 다른 편향력을 경험하게 해주어 전자빔의 출발지점에서부터 도착지점인 스크린(또는 화면)(1)까지의 각각 다른 거리에서 동일한 지점으로 모아질 수 있도록 해주고 있다.또한 편향코일(41a, 41b, 42a, 42b)에 전류를 흘려주어 자계를 만들어 주는 경우 코일에 의한 자계만으로는 전자빔을 화면의 전면에 편향시키기 어려워 고 투자율의 페라이트 코아(44)를 사용하여 자계의 귀환 경로상에서의 손실을 최소화함으로써 자계의 효율을 높여 자기력을 증대시키고 있다.

또한, 도 3에서와 같이, 편향 요크(4)의 스크린부(10)와 넥크부(20)에서는 전자빔을 스크린의 수평방향과 수직방향으로 편향시키기 위한 주 편향 자계 이외의 불필요한 누설 자계가 발생하여 인체에 악영향을 준다. 이런 현상을 개선하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이, 홀더(43)의 상하 스크린부에 한쌍의 캔슬 코일(5, 5')을 부착한다. 누설 자계의 상쇄 원리를 구체적으로 살펴보면, 먼저 한쌍의 캔슬 코일(5, 5')을 서로 직렬로 연결한 후 도 3에 도시된 바와 같이, 수평편향회로에 한쌍의 캔슬 코일을 결선하는데 그 결선방향은 수평편향코일의 개구부에서 발생하는 누설 자계와 한쌍의 캔슬 코일(5, 5')에 흐르는 수평편향전류에 의해 생성되는 주 편향 자계가 서로 반대방향이 되어 상쇄되도록 결선하며 한쌍의 캔슬 코일(5, 5')을 부착하므로서 도 3에서와 같이 편향 요크의 스크린부(10)와 넥크부(20)에서 발생되는 누설 자계를 상쇄할 수 있다.

상술한 바와 같이, 한쌍의 캔슬 코일(5, 5')을 홀더(43)의 상하 스크린부에 부착하여 편향 요크의 누설 자계를 상쇄하는 종래의 기술은 다음과 같은 세가지 문제점들을 가지고 있다.

첫째로, 편향 요크(4)에서 발생하는 누설 자계를 상쇄하기 위해 홀더(43)의 상하 스크린부에 한쌍의 캔슬 코일(5, 5')을 부착한 후 수평편향회로에 직렬로 한쌍의 캔슬 코일(5, 5')을 연결하는 방법은 한쌍의 캔슬 코일(5, 5')의 인덕턴스값이 수평편향코일(41a, 41b)의 인덕턴스에 직렬로 더해지기 때문에 동일한 수평 편향 인덕턴스를 유지하기 위해서는 수평편향코일(41a, 41b)의 인덕턴스를 감소시켜야 한다. 이로 인하여 수평편향 감도의 저하 문제가 발생한다. 이러한 수평 편향 감도의 저하는 화면 크기의 감소를 초래하며 동일한 화면크기를 맞추기 위해서는 수평편향 전류의 증가가 불가피하며 수평편향전류의 증가는 편향요크(4)에서 발생되는 발열 특성을 더욱 악화함으로서 편향요크(4)의 품위를 저하시킬 수 있는 문제점이 있다.

둘째로, 한쌍의 캔슬 코일(5, 5')을 수평편향회로에 부착하면 수평편향전류의 귀환 시간에 한쌍의 캔슬 코일에 권선된 코일과 코일 사이의 부유 용량에 의해 충전되어 있던 전류가 방전되면서 도 5와 같은 화면상의 좌측에 링깅(Ringing)을 발생시키며, 이를 상쇄시키기 위해 수평편향회로내에 한쌍의 캔슬 코일(5, 5')과 병렬로 한쌍의 저항(6)과 콘덴서(7)를 도 4의 (a)와 같이 연결하므로서 링깅 현상을 상쇄하고 있다. 이와 같은 방법으로 편향요크(4)의 재료비 상승을 초래하여 기업의 채산성 악화에 심각한 영향을 주는 문제점이 있다.

세째로, 한쌍의 캔슬 코일(5, 5')을 도 2에서와 같이 수평편향회로에 부착하는 방법은 한쌍의 캔슬 코일(5, 5')의 인출선을 수평편향회로에 연결할 때 인출선의 피복 벗겨짐에 의한 수직편향코일과의 스파크 현상을 방지하기 위해 절연 튜브를 사용하여 인출선을 보호하고 있으며, 수평편향회로에 연결하기 위해 단자판에 별도의 단자를 삽입하여 한쌍의 캔슬 코일(5, 5')을 연결하고 있다. 이와 같은 방법은 편향요크(4)의 재료비 상승과 조립시 작업 공정수의 증가를 초래하여 기업의 채산성 악화에 심각한 영향을 주는 문제점이 있다.

따라서, 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위해 본 발명에서는 페라이트 코아의 스크린측 끝단부근의 형상을 브라운관의 관축과 평행하게 하여 장착하므로서 수평 편향 코일의 개구부로 주 편향 자계가 누설될 때 브라운관의 스크린측으로 누설되는 자계의 양을 감소시켜 주므로써 편향 요크에서 발생되는 누설 자계 특성을 개선시키는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 브라운관용 편향 요크는, 편향 요크에 있어서 수평 및 수직 편향코일을 감싸고 있는 페라이트 코아의 형상을 스크린측 끝단부 부터 중심부에 이르는 영역의 페라이트 코아의 내면 형상을 브라운관의 관축과 평행한 형상으로 만들어 주므로서 수평 편향코일의 주편향 자계의 누설량을 감소시킬 뿐만 아니라 수평 편향감도의 개선과 화면상의 링깅 특성을 개선시킬 수 있는 구조로 되어 있다. 또한, 본 발명의 브라운관용 편향 요크는, 편향 요크(4)의 수평 편향코일(41)에서 발생되는 불필요한 누설 자계를 상쇄하는 방법이 종래기술처럼 홀더의 상하 스크린부에 각각 부착된 루프 형상의 캔슬 코일에 수평편향 전류를 직렬로 인가하여 발생된 자계가 수평 편향코일의 주 편향 자계의 누설자계와 반대방향이 되도록 하므로서 불필요한 누설 자계를 상쇄하는 방법과는 달리 본 발명에서는 별도의 누설 자계 상쇄용 코일이 필요없는 구조로 되어 있다.

도 1은 일반적인 브라운관의 단면도,

도 2는 종래의 편향 요크의 개략도,

도 3은 종래의 편향 요크의 누설자계 패턴도,

도 4는 종래의 편향 요크의 수평 편향 회로 및 수평 편향 전류를 나타낸 도면,

도 5는 종래의 편향 요크의 링깅(Ringing) 패턴도,

도 6은 본 발명의 편향 요크의 조립도,

도 7은 본 발명의 페라이트 코아의 측면도,

도 8은 본 발명의 편향 요크의 누설자계 패턴도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

45 : 페라이트 코아 45a : 스크린부

45b : 넥크부

이하, 본 발명을 첨부된 도면들에 의거하여 상세히 설명한다.

본 발명은 브라운관에 사용되는 편향 요크에 관한 것으로서, 특히 브라운관의 주변에서 편향 요크에 의해 발생되는 불필요한 누설 자계를 상쇄하는 수단을 지닌 브라운관용 편향 요크에 관한 것이다.

상기에서 도 1을 참조로 하여 설명한 바와 같이, 브라운관은, 3개의 전자빔을 방출하는 전자총(3)과 이들 빔이 부딪혀 빛을 재현하는 스크린(1)과, 3개의 전자빔을 구분해주는 섀도우 마스크(2)와, 전자빔을 스크린(1)의 정해진 장소로 편향시켜주는 편향 요크(4) 등으로 구성되어 있다.

여기서, 본 발명에 따른 상기 편향 요크(4)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 브라운관 내부에 있는 전자총(3)으로 부터 방사된 전자빔을 수평방향으로 편향시켜주기 위해 개구부(15)에 설치된 수평 편향코일(41)과, 그 방사된 전자빔을 수직방향으로 편향시켜주기 위한 수직편향코일(42)과, 수평 및 수직 편향코일(41, 42)에서 발생된 자기력의 손실을 줄여주어 자기효율을 높이기 위해서 사용되는 원추형 페라이트 코아(45)와, 그리고 이들 코일(41, 42)과 코아(44)를 정해진 위치에 고정시켜주며 수평편향코일(41)과 수직편향코일(42) 사이의 절연을 시키기 위한 홀더(43)로 구성되어 있다.

또한, 최근 브라운관 주변에서 발생하는 불필요 누설자계를 소정치 이하로 억제하는 것이 요구되고 있다. 그중에서 주파수 범위가 5Hz에서 부터 2KHz까지인극저주파(ELF)대, 2KHz에서 부터 400KHz까지인 초저주파(VLF)대에서는 이러한 불필요 자계는 브라운관에 장착된 편향 요크에 의해 발생되는 자계의 일부를 누설자계로서 포함하고 있다. 특히, VLF 대에 있어서 주파수 범위는 인체에 악영향을 미칠 수 있기 때문에 상기 VLF대의 누설자계량을 감소시키기 위한 특별한 대책이 필요하다. 이러한 누설자계를 억제하는 각종 방법이 제안되어 있으며, 그 중에서 누설자계를 상쇄하기 위하여 도 2에서와 같이 편향 요크에 캔슬 코일을 장착하는 것이 종래의 방법으로 사용되고 있다.

본 발명에서는 이와 같은 필요성에 따라 편향 요크(4)에 구비된 페라이트 코아(45)를 도 7의 측면도와 도 8의 편향 요크의 누설 자계 패턴도를 참조하여 설명한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 페라이트 코아(45)는, 코아의 전체 부분중 스크린측 끝단부(45a) 부터 넥크부(45b) 방향으로 페라이트 코아의 전체 길이의 10%∼50%에 이르는 영역의 페라이트 코아 형상을 종래기술에서와 같이 수직편향 코일(42)의 외면 형상과 유사하게 하는 방식이 아닌 브라운관의 관축과 평행하게 설계한다. 이와 같이 설계함에 따라 도 8에서와 같이 수평편향코일의 메인 몸체영역에서 발생되는 주 편향 자계의 누설되는 양을 감소시켜 주고, 그에 따라 편향 요크(4)의 수평 편향감도의 저하와 링깅 특성이 악화되는 종래의 문제를 개선할 수가 있다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 편향 요크(4)에서 발생되는 누설 자계의 패턴은 도 8에서와 같이 개구부측에서 발생되는 불필요한 주 편향 자계의 누설 자계와 넥크부측에서 발생되는 불필요한 주 편향자계의 누설 자계가 각각 발생되고 있다. 그 중에서 넥크부측에서 발생되는 누설자계는 통상 모니터 내부에 장착된 쉴드 케이스(shield case)가 편향 요크에서 발생되는 누설 자계를 인가 받아 역자계를 발생하여 편향 요크에서 누설된 자계를 상쇄시키고 있으나 스크린측 방향에서 발생되는 누설 자계는 오직 편향 요크에서 그 양을 줄여주든지 혹은 별도의 누설 자계 상쇄용 보조 부품을 장착해서 누설 자계를 상쇄시켜야 한다. 그러나, 본 발명에서는 별도의 누설 자계 상쇄장치를 부착하지 않고 자기 효율을 증대시키기 위해 수평 및 수직 편향코일의 외면을 감싸고 있는 기존의 페라이트 코아의 형상을 도 7에서와 같이 변경하므로서 스크린부(45a)에서 발생되는 누설 자계의 양을 감소시키는 방법을 제안한 것이다.

이에 따라, 수평 편향 코일(41)에서 발생되는 수평 편향 자계는, 크게, 2가지 형태의 자계 결합으로 구성되어 있다.

먼저, 수평 편향 코일(41a, 41b)과 매우 밀접한 내면 영역의 자계는 수평 편향 코일의 내면 형상과 연동되는 자계 형상을 가지며 수평 편향 코일(41a, 41b)과 매우 밀접한 영역을 제외한 수평 편향 코일의 내면 및 외면의 자계는 수평 편향 코일(41a, 41b)을 감싸고 있는 높은 투자율을 갖고 있는 페라이트 코아(45)의 내면으로 수직으로 입사되어 페라이트 코아(45)의 몸체를 통하여 이동하여 도 8에서와 같이 페라이트 코아의 내면과 수직되는 방향으로 자계가 나오게 된다. 종래의 페라이트 코아(44)는 도 7의 (a)와 같이 수평 및 수직 편향 코일의 외면 형상과 유사한 형상으로 스크린부(44a)와 넥크부(44b)가 설계되어 있어서 수평 편향코일의개구부(도 6의 도면부호 '15' 참조) 영역에서는 브라운관의 관축과 이루는 각이 최대가 되어 페라이트 코아(44)의 내면 형상도 최대 각을 이루고 있다. 따라서, 개구부측 페라이트 코아(44)의 내면을 통하여 나오는 자계는 도 8의 (a)에서와 같이 스크린부(44a)측으로 향하는 자계의 형태를 가지게 되며, 이 자계가 브라운관의 전면으로 누설되어 인체에 해로운 누설 자계로 작용하게 되는 것이다.

이에 반해서, 본 발명에서는 페라이트 코아(45)의 내면과 브라운관의 관축이 이루는 각이 최대가 되는 지점인 페라이트 코아의 스크린측 끝단 부근 즉, 스크린측 끝단부(45a)부터 넥크부(45b) 방향으로 페라이트 코아 전체길이의 10%∼50%에 이르는 영역의 페라이트 코아의 내면 형상을 도 7의 (b)에서와 같이 브라운관의 관축과 평행하게 설계하므로써 도 8의 (b)에서와 같이 페라이트 코아(45)의 내면을 통하여 나오는 수평 편향 자계의 방향이 관축과 직교하도록 하므로서 브라운관의 전면부, 즉 스크린측을 통하여 나오는 누설 자계의 양을 국제 규격인 TCO 99를 만족시킬 수준으로 감소시킬 수 있는 것이다.

이때, 페라이트 코아(45)의 내면 형상이 브라운관의 관축과 평행하게 되는 영역의 설정은, 편향 요크(4)의 전체 영역 중 페라이트 코어(45)가 이루는 단면적이 스크린측에 비해 상대적으로 작아 편향 코일에서 발생되는 편향자계밀도가 높기 때문에 편향감도에 민감하게 작용하는 페라이트 코아의 넥크부(45b)에서 페라이트 코아의 중간영역까지는 종래와 같이 수직편향 코일의 외면형상과 동일하게 형성하므로서 편향감도의 악화를 피하고, 브라운관의 관축과 이루는 각이 넥크부에 비해 상대적으로 큰 영역인 즉, 페라이트 코아의 내면형상이 관축과 이루는 각이 증가하기 시작하는 부근부터 최대가 되는 페라이트 코아의 영역, 즉 스크린측 끝단부 부터 넥크부 방향으로 페라이트 코아의 전체 길이 중 10%∼50%에 이르는 영역의 페라이트 코아의 내면 형상을 브라운관의 관축과 평행하게 형성하므로서 브라운관의 스크린측으로 누설되는 누설자계의 감소량을 극대화한 편향요크 특성을 얻을 수 있는 것이다.

이상과 같은 본 발명의 페라이트 코아를 적용한 브라운관용 편향 요크는 다음과 같은 효과들이 있다.

첫째로, 종래와 같은 한쌍의 캔슬 코일을 적용할 때 나타나는 수평 편향 감도의 저하 및 링깅 특성의 열화, 부품 단가의 상승 등의 문제점을 본 발명의 페라이트 코아를 적용하면 별도의 보조 부품이 필요없이 기존의 수평 및 수직 편향 효율의 증대 역할을 하면서도 누설 자계의 양을 감소시킬 수 있기 때문에 편향 요크를 제작하는데 추가 비용이 필요없고 보조 회로 적용에 따른 수평 편향 감도의 저하 및 기타 부작용을 개선할 수 있다. 특히, 광각편향 즉, 90도∼110도 편향용 편향 요크의 경우, 관축과 페라이트 코아의 스크린측 내면 곡률이 이루는 각도가 종래에 비해 20%∼30% 정도 커지게 되어, 이로 인한 개구부측 누설자계의 누설량이 증가하게 되는 문제점이 있기 때문에 본 발명의 페라이트 코아의 적용이 절대적으로 필요하다.

둘째로, 페라이트 코아의 스크린측 부근의 내경이 종래에 비해 크게 되기 때문에 수직 편향 코일의 편향자계의 중심이 넥크부측으로 이동하는 효과를 얻을 수 있다. 즉, 수평 편향 코일의 편향중심에 비해 수직 편향코일의 편향 중심이 넥크부측으로 이동하면 수직 편향각이 감소하는 효과로 인해 화면상의 상하 라스터 디스토션을 감소시켜서 고화질의 편향 요크를 구현할 수 있다.

Claims (3)

1. 3개의 전자빔을 넥크부를 통해 방출하는 전자총과, 이들 빔이 부딪혀 빛을 재현하는 스크린과, 상기 3개의 전자빔을 구분해주는 섀도우 마스크와, 상기 전자빔을 스크린의 정해진 장소로 편향시켜주기 위해 자기 효율을 높여주는 페라이트 코아, 수평 편향코일, 수직 편향코일, 이 코일들과 코아를 정해진 위치에 고정시켜주고 이들 코일 사이를 절연시켜주기 위한 홀더를 포함하는 편향 요크로 구성된 브라운관에서, 상기 편향 요크의 수평 및 수직 편향 코일을 감싸고 있는 페라이트 코아의 형상을 스크린측 끝단부 부터 넥크부 방향으로 상기 페라이트 코아 전체 길이의 일부 소정 영역의 페라이트 코아의 내면 형상이 브라운관의 관축과 평행하게 구성된 것을 특징으로 하는 브라운관용 편향 요크.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 브라운관의 관축과 평행하게 되는 페라이트 코아의 스크린측 끝단부 영역은, 상기 페라이트 코아 전체 길이의 10%∼50% 에 이르는 영역으로 구성된 것을 특징으로 하는 브라운관용 편향 요크.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 페라이트 코아의 넥크부에서 스크린측 방향으로 상기 페라이트 코아의 전체 길이의 10%∼50%에 이르는 영역의 페라이트 코아의 내면 형상이 상기 수직편향 코일의 외면 형상과 동일하게 구성된 것을 특징으로 하는 브라운관용 편향 요크.