KR20040057588A - 편향요크의 빔 로테이션 조정구조 - Google Patents

Abstract

편향요크의 구조를 일부 변경하여 경향성의 조정이 가능하도록 하여 편향요크의 완성 이전에 경향성을 조정하여 빔 로테이션의 영향을 최소화할 수 있는 편향요크의 빔 로테이션 조정구조가 개시된다. 개시된 본 발명은 내, 외측에 각각 수평편향 코일 및 수직편향 코일이 설치되고, 한 쌍의 조합물로 이루어진 세퍼레이터를 포함하는 편향요크에 있어서 상기 세퍼레이터의 면에 마그네트 부착부를 형성하고, 상기 형성된 마그네트 부착부에 빔 로테이션 조정용 마그네트가 부착되는 것을 특징으로 한다.

Description

편향요크의 빔 로테이션 조정구조{CONSTRUCTION FOR BEAM ROTATION ADJUSTMENT OF DEFLECTION YOKE}

본 발명은 컬러 음극선관에 설치되어 전자총에서 방출되는 전자빔을 수평 또는 수직방향으로 편향시키는 편향요크에 관한 것으로, 보다 상세하게는 편향요크의 구조를 일부 변경하여 경향성의 조정이 가능하도록 하여 편향요크의 완성 이전에 경향성을 조정하여 빔 로테이션의 영향을 최소화할 수 있는 편향요크의 빔 로테이션 조정구조에 관한 것이다.

일반적으로 텔레비전 수상기나 그 밖의 음극선관을 이용하는 화상표시장치는 전자총에서 발생된 전자빔을 편향시키기 위하여 편향요크가 사용되고 있다.

즉, 컬러 수상관 등의 음극선관은 동일 수평면상에 일렬로 배치된 3개의 전자총에서 전자빔을 방출하는 인라인(in-line)형 전자총을 사용하고 있으며, 이들 전자총에서 나오는 전자빔을 스크린의 한점에 수렴하기 위하여 편향요크를 사용하는 것이다.

인라인형 전자총을 사용하는 컬러 음극선관은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 전자빔을 방출하는 전자총이 나란하게 배열되어 있기 때문에, 3개의 전자총에서 방출되는 전자빔을 스크린의 한점으로 수렴하기 위하여 편향요크는 비균일 자계를 이용한 자계집중형(self-converging)을 적용하고 있다.

상기 편향요크가 적용될 경우 네크부의 전자총에서 방출되는 3개의 전자빔은 편향요크가 발생하는 핀 쿠션형의 수평편향 자계 및 배럴형의 수직편향 자계에 의해 수평 또는 수직 방향으로 편향된다.

따라서, 인라인형 전자총에서 방출되는 3개의 전자빔이 섀도 마스크를 통해 형광체 스크린에 랜딩되어 화상을 구현하게 된다.

컬러 음극선관은 도 1에 도시된 바와 같이, 거의 직사각형 형상으로 형성된 유리제 패널(10)과, 이 패널(10)에 연이어 형성된 깔때기 형상의 유리제 펀넬(11)과, 상기 펀넬(11)의 작은 직경의 단부에 연이어 설치된 원통형상의 유리제 네크부(12)와, 상기 패널(10)의 내면에 설치되고 적색(R), 녹색(G), 청색(B)으로 발광하는 도트(dot) 형상 또는 스트라이프(stripe) 형상의 3색 형광체층으로 도포된 거의 직사각형 형상의 형광체 스크린(13)과, 상기 형광체 스크린(13)의 내측에 설치되고 다수의 미세 구멍 또는 슬릿 홀이 형성된 섀도 마스크(14)와, 상기 네크부(12)에 설치되고 동일 수평면상에 위치되어 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 전자빔을 각각 방출하는 3개의 인라인형 전자총(15)과, 상기 펀넬(11)의 네크부(12) 외측에 설치되어 상기 인라인형 전자총(15)에서 방출되는 전자빔을 수평 방향 및 수직 방향으로 편향시키는 편향요크(20)로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 컬러 음극선관은 인라인 전자총에서 방출된 전자빔이 형광체 스크린의 형광체에 충돌함으로써 컬러 화상을 형성하게 된다.

일렬로 배치된 3개의 인라인형 전자총에서는 각각 적, 녹, 청의 전자빔을 방출하게 되고, 이들 전자빔은 편향요크에 의해 발생된 핀 쿠션형의 수평방향 자계에 의해 장축, 즉 수평축 방향으로 편향된다. 또한, 이들 전자빔은 상기 편향요크에 의해 발생된 배럴형의 수직방향 자계에 의해 단축, 즉 수직축 방향으로도 편향된다.

상기 편향요크에 의해 수평축 방향 및 수직축 방향으로 편향된 3개의 전자빔은 색 선별 기능을 하는 섀도 마스크의 미세 구멍 또는 슬릿 홀을 통해 형광체 스크린에 도착된다. 상기한 3개의 전자빔이 형광체 스크린의 전체, 즉 화면 전체에 걸쳐 집중되고, 또한 수평주사 또는 수직주사하는 것에 의해 컬러 화상이 표시된다.

여기서, 상기 편향요크(20)는 도 2에 도시된 바와 같이 네크부(12)의 인라인 전자총(15)에서 방출되는 전자빔을 수직방향으로 편향시키는 한 쌍의 수직편향 코일(22)과, 상기 전자빔을 수평방향으로 편향시키는 한 쌍의 수평편향 코일(21)과, 상기 수직편향 코일(22)에서 발생되는 수직편향 자계의 자기력 손실을 줄여 자기 효율을 향상시키는 원추형의 페라이트 코어(23)와, 상기 수평편향 코일(21)과 수직편향 코일(22)의 사이를 절연시키면서 상기 수평편향 코일(21)과 수직편향 코일(22) 및 페라이트 코어(23)를 정해진 위치에 고정시키는 원형의 홀더(24)로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 편향요크는 한 쌍의 수평편향 코일에 일반적으로 15.75㎑ 또는 그 이상의 주파수를 가지는 전류를 양단을 통해 흘려주고, 이에 따라 발생되는 핀 쿠션형의 수평방향 자계를 이용하여 컬러 음극선관 내부의 전자빔을 수평방향으로 편향시킨다.

또한, 한 쌍의 수직편향 코일에는 60㎑의 주파수를 가지는 전류를 흘려주고, 이에 따라 발생되는 배럴형의 수직방향 자계를 이용하여 컬러 음극선관 내부의 전자빔을 수직방향으로 편향시키게 된다.

그런데, 상기한 편향요크(20)는 한 쌍의 수평편향 코일 및 한 쌍의 수직편향 코일에 의한 비균일 자계를 이용하여 3개의 전자빔이 별도의 부가회로 및 부가장치를 이용하지 않은 상태에서도 화면에서 컨버젼스를 이룰 수 있도록 하는 자계집중형의 편향요크이다.

자계집중형의 편향요크는 한 쌍의 수평편향 코일 및 한 상의 수직편향 코일의 권선 분포를 조정하여 각 부위별로 배럴형 또는 핀 쿠션형의 자계를 만들도록 하여 3개의 전자빔이 위치에 따라 각각 다른 편향력을 경험하도록 한다. 따라서, 전자빔은 개구부와 중간부 및 네크부에서 각각 다른 편향력에 의해 편향되며, 출발지점으로부터 도착지점인 형광체 스크린까지 각각 다른 경로를 통하여 동일한 지점으로 모아질 수 있게 한다.

이를 위해서는 한 쌍의 수평편향코일은 섀들형 코일을 이용하여 분포각도를 작게 하고 폭을 두껍게 함으로써 편향요크 내부의 수평편향 자계를 전반적으로 핀형으로 만들고, 한 쌍의 수직편향 코일은 전자총부에 분포각도를 크게 하여 배럴형의 자계를 만든 뒤, 스크린측에 해당되는 편향요크의 개구부에서는 분포각도를 작게 하여 핀 쿠션형의 자계를 만들어 자계분포를 형성시키는 것이 바람직하다.

여기서, 한 쌍의 수평편향 코일 및 한 쌍의 수직편향 코일에 전류를 흘려주어 수평편향 자계와 수직편향 자계를 만들어 주는 경우, 한 쌍의 수평편향 코일 및 한 쌍의 수직편향 코일에 의한 수평/수직편향 자계만으로는 전자빔을 화면의 전면에 편향시키기 어려워 고 투자율의 원추형 페라이트 코어를 사용하여 자계의 귀환경로상에서의 손실을 최소화함으로써 자계의 효율을 높여 자기력을 증대시키고 있다.

그런데, 상기한 편향요크를 사용하더라도 전자총에서 방출되는 각 전자빔이 항상 형광체 스크린의 한점에 정확하게 랜딩되지는 않거나 일정 각도로 회전되는 빔 로테이션(Beam Rotation)이 발생될 수 있다. 빔 로테이션(Beam Rotation)은 형광체 스크린에 나타나는 화상의 품질을 저하시키게 되므로, 전자빔을 적정 각도로 회전시켜 정상적인 위치에 랜딩되도록 하는 빔 로테이션 조정(Beam Rotation control)이 시행되고 있다.

전자빔이 형광체 스크린의 한 점에 랜딩되지 않고 소정 각도로 회전된 상태로 랜딩되는 경우, 전자빔을 한 점에 랜딩시키기 위해서는 다음과 같은 방법을 사용할 수 있다.

먼저, 전자빔을 방출하는 전자총의 배치를 수정하여 인라인 전자총에서 방출되는 전자빔이 한 점에 랜딩되도록 할 수 있다. 그러나, 인라인 전자총의 배치를 수정하는 것은 타 특성에 지대한 영향을 미칠 뿐 아니라 전체적인 구조의 변경을 야기하게 되므로 적용이 불가능하다.

전자총의 배치를 수정하는 것이 곤란하다면 전자총에서 방출되는 전자빔의 진로를 변경함으로써 목적을 달성할 수도 있다. 즉, 어떠한 방법을 사용하여 전자빔을 회전시키거나 굴절 등의 방법을 통해 전자총에서 나온 전자빔이 한 점에 랜딩되도록 하는 것이다. 그러나, 굴절의 경우 매질이 다른 렌즈를 추가해야 하는 불편이 있으므로, 전자빔을 회전시키는 방법이 주로 사용되고 있다.

다시 말해서, 전자빔을 방출하는 인라인 전자총의 배치는 고칠 수 없으므로 인라인 전자총에서 방출되는 전자빔을 회전시킴으로써 형광체 스크린의 한 점에 전자빔이 랜딩되도록 조정하는 것이다.

빔 로테이션의 조정을 위해서는 도 3에 도시된 바와 같이 편향요크의 후단에 마그네트링(25)을 설치하는 것이 일반적이며, 도 3의 마그네트링(25)은 4극 마그네트로서 중앙의 녹색빔(G)을 중심으로 적색빔(R)과 청색빔(B)을 회전시킴으로써 세 빔을 수평방향으로 정렬하는 것이다. 4극 마그네트는 N극에서 S극으로 흐르는 자계를 이용하여 적색빔(R)과 청색빔(B)을 회전시키게 된다.

그러나, 빔 로테이션(Beam rotation)을 시행하기 위해 마그네트를 실제로 적용할 경우 도 4에 도시된 바와 같은 문제점이 발생되고 있다.

도 4에는 도 1의 형광체 스크린이 도시되어 있는 바, 흑점은 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 각 전자빔이 랜딩(landing)될 중심, 또는 섀도 마스크의 대응구멍 또는 어퍼츄어(aperture)의 중심이고, 점선부분은 각 전자총에서 방출된 전자빔이 실제로 랜딩되는 위치이다.

도 4와 같은 랜딩패턴은 각 전자빔(R,G,B)이 전체적으로 반시계 방향으로 회전(즉, -BR)된 상태를 나타내고 있다. 이러한 랜딩패턴의 조정을 위하여 3개의 전자빔을 시계방향으로 회전(즉, +BR)시키면 각 전자빔이 기준위치에 정렬될 것으로 기대되고 있다. 따라서, 편향요크의 후단에 설치된 마그네트링을 이용하여 전자빔을 시계방향으로 회전시킴으로써 빔 로테이션을 조정하게 된다.

그러나, 3개의 전자빔을 시계방향으로 회전시킨 상태의 실제 랜딩패턴은 전체적으로 정합(align)상태가 되는 것이 아니라, 코너 부분에서는 정합상태를 벗어나는 경우가 많이 발생되고 있다. 따라서, 코너 부분에서는 색순도와 휘도가 저하되고 화이트 밸런스(white balance)를 달성할 수 없게 되는 경우가 많이 발생되었다.

이는 마그네트링(25)을 이용하여 균일하게 회전시킨 세 전자빔(R,G,B)이 실제 형광면에 랜딩될 때는 그 회전량이 달라지기 때문이다. 따라서, 빔 로테이션의 조정은 조정과정에서 많은 시행착오를 반복한 후 상대적으로 화질의 열화가 덜한 상태로 조정을 완료하여 사용하고 있다. 그 결과 완성된 컬러 음극선관의 화질, 특히 코너부의 화질이 불량한 경우가 많다.

또한, 편향요크는 수평편향 코일과 수직편향 코일을 설치할 때 대부분 코일의 권선을 통해 설치하는 바, 코일의 권선형태에 따라 각각 다른 자계를 발생하게 된다. 따라서, 편향요크를 생산할 때 코일을 권선하는 양 또는 형태에 따라 서로 다른 빔 로테이션 성분이 발생하게 되며, 이 빔 로테이션 성분에 의하여 형광체 스크린에서의 정합상태가 불량하게 된다.

편향요크의 생산시 코일을 권선할 때 발생되는 빔 로테이션 성분은 도 5에 도시된 바와 같이 중심축 끝단에서 적색빔(R)과 청색빔(B)이 상하측으로 갈라져 전체적으로 V-패턴(pattern)을 벌어지게 한다.

따라서, 편향요크에 마그네트를 부착하거나 페라이트 시트 등을 부착하여 자계를 발생시킴으로써 중심축의 끝단에서 적색빔과 녹색빔이 갈라지지 않도록 빔 로테이션 성분을 보정하고 있다.

그러나, 상기한 종래의 빔 로테이션 보정구조는 빔 로테이션이 발생될 경우 이를 보정하기 위하여 편향요크의 표면에 마그네트를 부착하고 있어 전체적인 빔 로테이션의 경향이 일정 수치 이상으로 크게 벗어날 경우 편향요크의 전면에 부착하거나 권선의 형태를 조정해야 하며, 이러한 작업을 수행할 경우 화이트 밸런스와 같은 타 특성에 영향을 주는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 편향요크의 구조를 일부 변경하여 경향성의 조정이 가능하도록 함으로써 편향요크의 완성 이전에 경향성을 조정하여 빔 로테이션의 조정시 시행착오를 줄일 수 있고 빔 로테이션의 영향을 최소화할 수 있는 편향요크의 빔 로테이션 조정구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 편향요크의 빔 로케이션 조정구조는 내, 외측에 각각 수평편향 코일 및 수직편향 코일이 설치되고, 한 쌍의 조합물로 이루어진 세퍼레이터를 포함하는 편향요크에 있어서, 상기 세퍼레이터의 면에 마그네트 부착부를 형성하고 상기 마그네트 부착부에 빔 로테이션 조정용 마그네트를 부착한 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 음극선관과 편향요크가 조립된 형상이 도시된 단면도,

도 2는 일반적인 편향요크가 도시된 사시도,

도 3은 빔 로테이션을 조정하는 마그네트의 원리를 설명하기 위한 참고도,

도 4는 빔 로테이션의 조정의 설명을 위한 참고도,

도 5는 빔 로테이션 성분에 의한 V-패턴이 도시된 참고도,

도 6은 본 발명에 의한 편향요크의 빔 로테이션 조정구조가 도시된 구성도,

도 7은 본 발명의 요부구성인 빔 로테이션 조정용 마그네트의 배치구조가 도시된 도면,

도 8은 본 발명의 개념 설명을 위한 참고도.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50 : 편향요크 51 : 세퍼레이터

52 : 마그네트 부착부 53 : 수평편향 코일

54 : 수직편향 코일 55 : 빔 로테이션 조정용 마그네트

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 편향요크의 빔 로테이션 조정구조는 도7 도시된 바와 같이한 쌍의 조합물로 이루어진 세퍼레이터(51)와, 상기 세퍼레이터(51)의 내, 외측에 각각 설치된 수평편향 코일(53) 및 수직편향 코일(54)과, 상기 세퍼레이터(51)의 면에 컬러 음극선관의 좌우 중심축을 기준으로 하여 서로 대응되도록 형성된 마그네트 부착부(52)에 부착되어 빔 로테이션을 조정하는 빔 로테이션 조정용 마그네트(55)와, 편향요크의 후단에 설치되고 회전을 통해 빔 로테이션을 조정하는 마그네트링(미 도시)으로 구성된다.

여기서 상기 빔 로테이션 조정용 마그네트(55)는 일반적인 고형의 마그네트 대신에 충분한 자력을 발생시킬 수 있는 페라이트 재질의 시트를 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우 다른 부재와의 간섭 문제 등을 발생시키는 고형의 마그네트와는 달리 타 부재와의 간섭이 일어나지 않게 하므로 기구적인 문제가 없이 사용할 수 있다는 이점이 있다.

편향요크의 코일 세퍼레이터(51)에 빔 로테이션 조정용 마그네트(55)를 부착하는 경우 빔 로테이션을 줄일 수 있다. 즉, 좌우의 적색빔과 청색빔이 반시계 방향으로 편향되는 경우에는 도 6 도시된 도면의 상측과 같은 자기세기의 차이를 이용하여 빔 로테이션을 줄일 수 있고, 시계방향으로 편향되는 경우에는 하측과 같은 자기세기의 차이를 이용하여 빔 로테이션을 줄일 수 있다.

따라서, 본 발명과 같이 편향요크의 코일 세퍼레이터(51)상에 마그네트 부착부(52)를 마련하고 상기 마그네트 부착부(52)에 빔 로테이션 조정용 마그네트(55)를 부착하는 경우 빔 로테이션에 의한 악영향을 최소화할 수 있고, 빔 로테이션의 조정을 위한 시행착오를 줄일 수 있게 되는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 편향요크의 빔 로테이션 조정구조는 세퍼레이션의 마그네트 부착부(52)에 빔 로테이션 조정용 마그네트(55)를 부착함으로써 각기 다른 빔 로테이션의 경향성을 보이게 된다.

편향요크를 구성하는 한 쌍의 수평편향 코일(54)에 일반적으로 15.75㎑ 또는 그 이상의 주파수를 가지는 전류를 양단을 통해 흘려주고, 이에 따라 발생되는 핀 쿠션형의 수평방향 자계를 이용하여 컬러 음극선관 내부의 전자빔을 수평방향으로 편향시킨다. 또한, 한 쌍의 수직편향 코일(54)에는 60㎑의 주파수를 가지는 전류를 흘려주고, 이에 따라 발생되는 배럴형의 수직방향 자계를 이용하여 컬러 음극선관 내부의 전자빔을 수직방향으로 편향시키게 된다.

따라서, 전자총에서 방출된 전자빔은 편향요크의 개구부와 중간부 및 네크부에서 각각 다른 편향력에 의해 편향되며, 출발지점으로부터 도착지점인 형광체 스크린까지 적색과 녹색 및 청색의 각 전자빔은 각각 다른 경로를 통하여 동일한 지점으로 모아질 수 있게 된다.

그런데, 편향요크의 코일 권선 형태 등에 따라 빔 로테이션 성분이 발생하게 되므로, 편향요크의 후단에 설치된 마그네트링을 이용하여 전자빔을 회전시킴으로써 빔 로테이션 성분을 저감시키게 된다.

상기한 마그네트링의 작용에도 불구하고 상술한 바와 같이 빔 로테이션의 영향이 완전히 사라지지 않게 되는 경우, 코일 세페레이터(51)의 마그네트 부착부(52)에 설치되는 빔 로테이션 조정용 마그네트(55)를 이용하여 빔 로테이션 성분을 더욱 저감시킬 수 있다.

상기 빔 로테이션 조정용 마그네트의 부착 여부에 따라 컨버젼스 및 랜딩 특성은 다음의 도표와 같이 변화된다.

	항목	미부착	부착	차이
컨버젼스(㎜)	XH	0.01	0.02	0.01
	YH	0.02	0.02	0
	XV	0.06	-0.02	0.08
	YV	0.03	-0.03	0.06
랜딩(㎛)	CXA	2.1	2.3	-0.1
	CYA	7.6	7.3	-0.3
	YTB	6.0	5.8	-0.2

상기한 도표를 살펴보면 XV성분의 유도성분인 YV의 변화는 XV와 더불어 같은 방향 및 극성으로 변화됨을 알 수 있다. 그리고, 나머지 특성들은 XH,YH 성분의 변화량 기준(spec)이 0.15㎜이고, CXA,CYA,YTB 등의 변화량 기준이 5㎛임을 감안하면 거의 동일하다고 볼 수 있다.

따라서, 세퍼레이션의 마그네트 부착부에 부착되는 마그네트의 극성을 반대로 하여 부착할 경우 반대 극성의 결과를 얻을 수 있고, 편향 요크를 완성하기 이전에 편향요크를 이용한 빔 로테이션의 경향성을 조정할 수 있게 된다. 따라서, 편향요크를 컬러 음극선관에 장착한 후 빔 로테이션을 조정할 때 시행착오를 줄여 생산성이 향상되도록 할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 편향요크의 빔 로테이션 조정구조는 편향요크를 완성하기 이전에 빔 로테이션의 경향성을 조정할 수 있어 빔 로테이션 조정시의 시행착오를 줄일 수 있고 빔 로테이션에 의한 영향을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

한편, 본 발명분야의 기술자는 본 발명의 사상 및 범주를 벗어나지 않고 본 발명의 다양한 변형 및 변경을 할 수 있음은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명은 첨부된 청구범위 및 그 균등물의 범위 내에서 제공되는 본 발명의 변형 및 변경을 포함한다.

Claims (3)

1. 내, 외측에 각각 수평편향 코일 및 수직편향 코일이 설치되고, 한 쌍의 조합물로 이루어진 세퍼레이터를 포함하는 편향요크에 있어서,

   상기 세퍼레이터의 면에 마그네트 부착부를 형성하고, 상기 형성된 마그네트 부착부에는 빔 로테이션 조정용 마그네트가 부착되는 것을 특징으로 하는 편향요크의 빔 로케이션 조정구조.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 마그네트 부착부는 컬러 음극선관의 좌우 중심축을 기준으로 하여 서로 대응되도록 상기 세퍼레이터의 좌우측에 각각 형성된 것을 특징으로 하는 편향요크의 빔 로테이션 조정구조.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 빔 로테이션 조정용 마그네트는 페라이트 재질의 시트 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 편향요크의 빔 로테이션 조정구조.