專利名稱：陰極射線管的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種與顯示裝置的陰極射線管配用的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)(deflectionyoke)，特別涉及一種具有用來消除偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)在顯示裝置周圍所產(chǎn)生的不希望有的磁場輻射的消除線圈的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)。
最近的趨勢是將顯示裝置周圍不希望有的磁輻射限制在不高于預(yù)定值的水平。其中，在5赫至2千赫頻率范圍的極低頻(ELF)帶和2千赫至400千赫頻率范圍的甚低頻(VLF)帶下，這類不希望有的磁場有一部分是作為漏磁場由裝在陰極射線管上的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生的。尤其是VLF頻帶的漏磁所涉及的頻率范圍對人體可能會產(chǎn)生有害的影響，因而需要采取減少該漏磁量的專門措施。
迄今已提出的采用校正線圈抑制這類漏磁的方法有多種多樣，例如1988年6月第31卷第1期的IBM技術(shù)公報(bào)(IBMTechnicalDisclosureBulletin)第119至122頁上、美國專利4，922，167、對應(yīng)于意大利專利申請22475A/88的日本專利公開2-123647和美國專利5，049，847中都公開了這類方法。
其中，實(shí)現(xiàn)上述措施最有效的方法是在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)上裝上一個(gè)消除線圈，供消除漏磁之用。
圖7示意性地示出了一般消除不希望有的磁場輻射的消除線圈系統(tǒng)，對應(yīng)于歐洲專利申請88305986.7的日本專利公開2-46085中即公開了這種系統(tǒng)。
如圖7中的實(shí)線箭頭所示，顯示裝置的前后部位12存在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)9產(chǎn)生的漏磁場。偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)9前端部分的上方和下方分別配置有一對形成消除線圈的環(huán)形線圈4，與陰極射線管10的軸線(Z)成一定的角度。
環(huán)形線圈4加上水平偏轉(zhuǎn)電流時(shí)產(chǎn)生磁場6，反向朝向由偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)9產(chǎn)生的不希望有的漏磁場7，如圖中的虛線所示。
這種用以消除顯示裝置前后各部位漏磁場的一般消除線圈系統(tǒng)不可避免地也會消除掉偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)附近有用的偏轉(zhuǎn)磁場的各部分。在這種情況下，必然使電子束通過偏轉(zhuǎn)場的軌跡發(fā)生變化，從而使偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的性能變壞。有用磁場受到這種不希望有的消除作用而影響偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的性能之一即所謂“誤著屏”(mislanding)或“純度失調(diào)”(purity-offset)。這是電子束的偏轉(zhuǎn)中心在磁場消除作用的影響下偏移引起的。
圖8示出了顯示裝置周圍由偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)引起的不希望有的漏磁場輻射的分布情況，其中圖8(a)示出了以陰極射線管10為圓心的圓上的各點(diǎn)，該圓處在陰極射線管10的軸線(Z)所在的水平平面(Y＝0)上，圓的半徑等于陰極射線管全長的一半加50厘米，磁場強(qiáng)度即在圓上的上述各點(diǎn)上測定出，各點(diǎn)彼此之間間隔22.5度角;圖8(b)則示出了極坐標(biāo)上各點(diǎn)處測出的漏磁場強(qiáng)。
出于偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)9結(jié)構(gòu)上的原因，陰極射線管10前面部位測出的不希望有的磁輻射場強(qiáng)大于后面部位測出的場強(qiáng)。因此，需要在管子前面部位產(chǎn)生大于管子后面部位的消除磁場。日本專利公開2-46085中公開的一般的消除線圈的環(huán)形線圈正是因?yàn)檫@個(gè)原因而向后敞開，以調(diào)節(jié)前后部位的校正比。
圖9和10分別示出了電子束偏轉(zhuǎn)區(qū)中水平偏轉(zhuǎn)線圈2所產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)磁場和消除線圈4所產(chǎn)生的消除磁場向量圖，其中只示出了偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)上半部的以陰極射線管軸線(Z)所在平面截取的橫截面上的情況。
從圖9顯然可見，在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)前面部位和后面部位內(nèi)所產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)磁場一般是朝上的。而由

圖10顯然可見，在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)前面部位和后面部位內(nèi)，裝在鐵氧體磁心1前端部位上方和下方的一般環(huán)形線圈4產(chǎn)生向下的消除磁場，這和偏轉(zhuǎn)磁場的方向相反。
圖11示出了圖9和10中所示的在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的中心軸線(Z軸線)測出的偏轉(zhuǎn)場7和消除場6的分布情況，在Y軸線的正方向其縱坐標(biāo)為正。圖11中，偏轉(zhuǎn)場7是用其峰值歸一化了的，其分度值標(biāo)在右側(cè)的縱坐標(biāo)上。消除場6以絕對值在左側(cè)的縱坐標(biāo)上表示。圖11中，偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的鐵氧體磁心、水平偏轉(zhuǎn)線圈和環(huán)形線圈的相對位置分別以線條1，2和4表示。從圖11的曲線6可以看到，環(huán)形線圈4產(chǎn)生的磁場方向與水平平偏轉(zhuǎn)線圈2在水平偏轉(zhuǎn)線圈所界定的部位內(nèi)所產(chǎn)生的磁場的方向相同。但消除場6在水平偏轉(zhuǎn)線圈2的前面部位和后面部位內(nèi)的方向與線圈2的磁場方向相反。從圖11可以看出，由于前面部位的消除場場強(qiáng)大于后面部位的消除場場強(qiáng)，因而偏轉(zhuǎn)場7經(jīng)消除場6校正之后向后偏移。偏轉(zhuǎn)中心的這種后向偏移造成電子束在陰極射線管熒光屏上誤著屏。
圖12示意性地示出了產(chǎn)生誤著屏的原理。電子束的路徑在消除場的影響下從路徑14改變到路徑13，且當(dāng)偏轉(zhuǎn)中心20向后偏移一個(gè)距離△Z時(shí)電子束射向蔭罩板18的入射角減小，從而使電子束沖擊陰極射線管熒光屏17上熒光材料的位置向屏17內(nèi)側(cè)中心偏移一個(gè)距離△X。這就叫誤著屏現(xiàn)象。14英寸陰極射線管當(dāng)采用無磁心的消除線圈時(shí)，偏移量△X約為10微米，當(dāng)采用有磁心的消除線圈時(shí)，偏移量約為20微米。
由于這種誤著屏，須要重新修正蔭罩板。
本發(fā)明的目的是提供一種供陰極射線管使用的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，該偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)不會產(chǎn)生消除偏轉(zhuǎn)線圈漏磁場時(shí)的消除場所引起的不希望有的效應(yīng)。
本發(fā)明另一個(gè)目的是提供消除場發(fā)生裝置的一種配置方式，該配置方式能有效地使消除場的分布適宜消除漏磁場而不致使電子束誤著屏。
本發(fā)明的用于顯示裝置的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括一個(gè)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和一個(gè)消除線圈。偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)包括水平偏轉(zhuǎn)線圈、垂直偏轉(zhuǎn)線圈和鐵氧體磁心，以產(chǎn)生使電子束在水平和垂直方向掃描的偏轉(zhuǎn)磁場。消除線圈則包括一個(gè)上環(huán)形線圈和一個(gè)下環(huán)形線圈，分別裝在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)前端部分的上方和下方，以產(chǎn)生消除磁場去消除偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)在顯示裝置周圍產(chǎn)生的不希望有的磁場輻射。其中上環(huán)形線圈和下環(huán)形線圈通有水平偏轉(zhuǎn)電流，從而使它們產(chǎn)生的消除磁場，其在相對于顯示裝置的陰極射線管一軸線上的水平偏轉(zhuǎn)線圈的電子束中心的前面部位和后面部位的磁場大小基本上相等。
每個(gè)環(huán)形線圈都在管子的軸線(Z軸線)方向上從水平偏轉(zhuǎn)線圈的前端部分延伸到鐵氧體磁心的中心。每個(gè)環(huán)形線圈在水平(X軸線)和垂直(Y軸線)方向上的尺寸是任意的。上下環(huán)形線圈4分別裝在水平偏轉(zhuǎn)線圈2之外，平行于偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的中心軸線(Z軸線)，且與該軸線等間距。
按照本發(fā)明，消除線圈在偏轉(zhuǎn)場中心的前面部位和后面部位所產(chǎn)生的消除場其方向與偏轉(zhuǎn)場相反，兩者的場強(qiáng)基本相等。因此基本上等量地消除了顯示裝置周圍偏轉(zhuǎn)中心前面部位和后面部位的漏磁場(偏轉(zhuǎn)場的一部分)。這樣就能將偏轉(zhuǎn)中心的偏移減小到非常小的值，因而誤著屏問題可以忽略不計(jì)。
圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)主要部分的剖面圖。
圖2是圖1所示偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的平面圖。
圖3是圖1所示偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)中心軸線上偏轉(zhuǎn)場和消除場的分布曲線。
圖4示出了消除場的分布與陰極射線管上消除線圈安裝角之間的關(guān)系。
圖5示出了消除場分布與陰極射線管上消除線圈安裝位置之間的關(guān)系。
圖6示出了說明本發(fā)明實(shí)施例中漏磁場和消除磁場的曲線。
圖7舉例說明了一般顯示裝置中不希望有的磁場。
圖8示出了一般顯示裝置中不希望有的磁場的分布情況。
圖9是偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)偏轉(zhuǎn)場的向量圖。
圖10是一般顯示裝置中消除場的向量圖。
圖11的曲線示出了一般偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)一軸線上的磁場分布情況。
圖12舉例說明了由于偏轉(zhuǎn)中心偏移而引起的誤著屏。
現(xiàn)在參看圖1至6說明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。
圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)沿陰極射線管(圖中未示出)軸線截取的縱向剖面。圖2是圖1所示實(shí)施例的平面圖。
圖1和2所示的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)本體包括鞍式水平偏轉(zhuǎn)線圈2及2′和由隔離件5所支撐的依次配置的垂直偏轉(zhuǎn)線圈(圖中未示出)及鐵氧體磁心1。水平偏轉(zhuǎn)線圈2和2′在其間所界定的部位產(chǎn)生水平偏轉(zhuǎn)磁場7。水平偏轉(zhuǎn)磁場7不僅分布在水平偏轉(zhuǎn)線圈2和2′所界定的部位，而且也作為漏磁場分布在其外部。從圖中可以看出，消除環(huán)形線圈4和4′通過隔離件5分別裝設(shè)在水平偏轉(zhuǎn)線圈2和2′前端部分的上方和下方。環(huán)形線圈4和4′繞在繞線架3和3′上從而覆蓋住從偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)前端到鐵氧體磁心1的中心在Z方向上稍靠前位置的部位。各繞線架的寬度比偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)在X方向上的最大水平直徑小。環(huán)形線圈相對于陰極射線管的軸線(Z)的安裝角等于0。就是說，環(huán)形線圈4和4′分別平行于管子的軸線而裝設(shè)在隔離件5上。
環(huán)形線圈圖4和4′上還加有水平偏轉(zhuǎn)電流。環(huán)形線圈4和4′纏繞成使其產(chǎn)生的消除磁場6的方向與偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)前面部位和后面部位的水平偏轉(zhuǎn)磁場7相反。環(huán)形線圈4和4′在Z方向上的安裝位置選取得使其形成的偏轉(zhuǎn)中心與偏轉(zhuǎn)場的偏轉(zhuǎn)中心重合。
下面說明環(huán)形線圈4和4′與偏轉(zhuǎn)線圈的偏轉(zhuǎn)中心之間的關(guān)系。
圖3與圖11類似，該圖示出了本發(fā)明環(huán)形線圈4和4′的一個(gè)實(shí)施例所產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)場7和消除場6。如圖所示，消除場6有方向與偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)前后部位的偏轉(zhuǎn)場7方向相反的兩個(gè)峰值，其分別對偏轉(zhuǎn)場的比值基本上相同。
加上消除場時(shí)，環(huán)形線圈4和4′在Z方向上的安裝角和安裝位置影響水平偏轉(zhuǎn)場偏轉(zhuǎn)中心的偏移量。就是說，誤著屏的程度取決于環(huán)形線圈的安裝角和安裝位置。圖4和5分別示出了安裝角和安裝位置變化時(shí)消除場的分布情況。圖4和5所示的分布曲線是在電子束水平偏轉(zhuǎn)且偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)中心的前后部位中的消除場強(qiáng)與偏轉(zhuǎn)中心位置有關(guān)的一個(gè)部位中的管子軸線上測出的消除磁場場強(qiáng)的一些曲線。
從圖4中顯然可看出，當(dāng)增大安裝角θ使消除線圈4和4′向后敞開時(shí)，偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)前面部分的消除量增加，而后面部分的消除量減小。這樣就大幅度消除了偏轉(zhuǎn)部位前面部分的水平偏轉(zhuǎn)場，從而使電子束的偏轉(zhuǎn)中心朝后向著電子槍一側(cè)偏移。
從圖5中可以看出，環(huán)形線圈4和4′的安裝位置偏移而安裝角保持為0時(shí)，前后部位之間消除量的比值也變。此外，當(dāng)各環(huán)形線圈向前偏移時(shí)，中心部分周圍的正磁場(與水平偏轉(zhuǎn)場方向相同的磁場)的絕對值較大，且其中心向前偏移。這就是說，可以減小水平偏轉(zhuǎn)場偏轉(zhuǎn)中心向后偏移的程度。但是當(dāng)各環(huán)形線圈向前的偏移量過大時(shí)，其至鐵氧體磁心1的距離變得過大，于是降低了消除場產(chǎn)生的效率。因此，環(huán)形線圈的偏移量是有一定限度的。在此實(shí)例中，當(dāng)以消除線圈的前端位置Z＝-2毫米為基準(zhǔn)位置時(shí)，偏移的實(shí)際上限為+10毫米。這個(gè)位置是在各環(huán)形線圈的前端與偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的前端對齊時(shí)得到的。
從以上可以看出，該環(huán)形線圈具有可以滿足校正漏磁場和減少誤著屏的要求的最佳安裝位置和安裝角。
在本實(shí)施例中，只要將各環(huán)形線圈制備和安裝成使其在X方向的寬度可任意而在Z方向上最大程度地覆蓋從偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)前端直到鐵氧體磁心的中心部位就夠了。更詳細(xì)地說，例如對于14英寸彩色顯象管偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的環(huán)形線圈的繞線架，其均有80毫米×26毫米的矩形內(nèi)部構(gòu)形，只要將各環(huán)形線圈安裝成使其前端與偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的前端對齊且其相對于管子軸線的角度等于零就夠了。
在這樣的情況下，漏磁場在偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)前后部位的校正量基本相等。因此，為減少偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)在前面部分的漏磁場，應(yīng)這樣確定消除量;使前面部分的漏磁場校正得少一些，而使后面部分的漏磁場校正得多一些。圖6示出了漏磁場量B1與消除場量B2之間的關(guān)系。
圖6(a)至6(c)中的曲線分別示出了漏磁場、消除磁場和校正磁場的曲線，縱坐標(biāo)和橫坐標(biāo)分別表示磁場的有效值和測定磁場時(shí)的角位置。各測定位置對應(yīng)于圖8中從前到后彼此相差22.5度角的9個(gè)點(diǎn)。
圖6(a)中，來自偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)本體的漏磁場B1在前面部分的大些，而向后面部分大致單調(diào)地減小。從圖6(b)中可以看到，各環(huán)形線圈產(chǎn)生大致為恒定場強(qiáng)的消除場B2，并消除了前后部位的漏磁場，從而得出圖6(c)所示的經(jīng)校正的磁場B1-B2。為使校正之后的殘余漏磁場(B1-B2)減小到最小程度，消除場的絕對值可通過調(diào)節(jié)各環(huán)形線圈的水平位置，使前面部位校正得少一些而后面部位校正得多一些來加以確定。
前面說過，通過設(shè)置環(huán)形線圈，可以將誤著屏情況限制到小于10微米的值，這樣就實(shí)際上解決了將漏磁場減少到所要求范圍以下的問題。
圖13示出了本發(fā)明應(yīng)用到14英寸彩色顯示裝置的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)時(shí)環(huán)形消除線圈的安裝角與誤著屏量之間的關(guān)系。各環(huán)形線圈的尺寸為80毫米×26毫米，其位置是通過將其前端與偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的前端對齊而確定的。從圖中可以看到，安裝角從0度經(jīng)25度至50度變化時(shí)，誤著屏量有增大的趨勢。
由于各環(huán)形線圈不傾斜，因而可以使偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)的豎向尺寸緊湊。此外，與一般的消除線圈相比，環(huán)形線圈更靠近鐵氧體磁心，因而使消除場能更有效地產(chǎn)生。
雖然在本實(shí)施例中各環(huán)形線圈都是矩形的，但只要消除場的分布通過調(diào)節(jié)安裝角和安裝位置來調(diào)節(jié)，各環(huán)形線圈也可以取橢圓的形狀而取得同樣的效果。
權(quán)利要求
1.一種陰極射線管的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，包括一個(gè)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)本體，有一個(gè)產(chǎn)生水平偏轉(zhuǎn)磁場的偏轉(zhuǎn)線圈裝置、一個(gè)產(chǎn)生垂直偏轉(zhuǎn)磁場的垂直偏轉(zhuǎn)線圈裝置和一個(gè)鐵氧體磁心；以及一個(gè)上消除線圈和一個(gè)下消除線圈，用以消除所述偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)本體所產(chǎn)生的不希望有的磁場；所述上下消除線圈配置在所述偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)本體的上方和下方，用以產(chǎn)生消除磁場以基本上消除水平偏轉(zhuǎn)磁場的不希望有的部分，所述消除磁場有位于所述偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)本體前面部位和后面部位的兩個(gè)峰值，這兩個(gè)峰值的方向與水平偏轉(zhuǎn)磁場的方向相反，且其分別對水平偏轉(zhuǎn)磁場的比值基本上相等，從而使水平偏轉(zhuǎn)磁場在前面部位和后面部位上不希望有的各部分分別處于欠校正和過校正狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述上下環(huán)形線圈的每個(gè)線圈在所述偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)本體軸線方向上的尺寸等于或小于所述水平偏轉(zhuǎn)線圈裝置前端至所述鐵氧體磁心的中心的距離，所述上下消除線圈配置在所述前端和所述中心之間。
3.如權(quán)利要求2所述的偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述上下消除線圈平行于所述偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)本體的所述軸線方向配置。
4.一種陰極射線管顯示裝置，包括一個(gè)陰極射線管;一個(gè)偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)本體，有一個(gè)產(chǎn)生水平偏轉(zhuǎn)磁場的偏轉(zhuǎn)線圈裝置、一個(gè)產(chǎn)生垂直偏轉(zhuǎn)磁場的垂直偏轉(zhuǎn)線圈裝置和一個(gè)鐵氧體磁心;以及一個(gè)上消除線圈和一個(gè)下消除線圈，用以消除所述偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)本體所產(chǎn)生的不希望有的磁場;所述上下消除線圈配置在所述偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)本體的上方和下方，用以產(chǎn)生消除磁場以基本上消除水平偏轉(zhuǎn)磁場的不希望有的部分，所述消除磁場有位于所述偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)本體前面部位和后面部位的兩個(gè)峰值，這兩個(gè)峰值的方向與水平偏轉(zhuǎn)磁場的方向相反，且其分別對水平偏轉(zhuǎn)磁場的比值基本上相等，從而使水平偏轉(zhuǎn)磁場在前面部位和后面部位上不希望有的各部分分別處于欠校正和過校正狀態(tài)。
5.如權(quán)利要求4所述的陰極射線管顯示裝置，其特征在于，所述上下環(huán)形線圈的每個(gè)線圈在所述偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)本體軸線方向上的尺寸等于或小于所述水平偏轉(zhuǎn)線圈裝置前端至所述鐵氧體磁心的中心的距離，所述上下消除線圈配置在所述前端和所述中心之間。
6.如權(quán)利要求5所述的陰極射線管顯示裝置，其特征在于，所述上下消除線圈平行于所述偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)本體的所述軸線方向配置。
全文摘要
一種偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，具有消除線圈(4)，以減少該系統(tǒng)本體產(chǎn)生的不希望有的磁場而不致誤著屏。消除線圈產(chǎn)生消除磁場，其在陰極射線管軸線上的分布(6)選擇成使之有兩個(gè)與系統(tǒng)本體在前后部位分別產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)磁場(7)方向相反的峰值，且對偏轉(zhuǎn)磁場的比值相等，使陰極射線管外前后部位上不希望有的磁場分別處于欠校正和過校正狀態(tài)。消除線圈產(chǎn)生的消除磁場在偏轉(zhuǎn)磁場的偏轉(zhuǎn)中心前后側(cè)的量基本相等，從而可校正不希望有的磁場而不致產(chǎn)生誤著屏。
文檔編號H04N5/64GK1078840SQ9310076
公開日1993年11月24日 申請日期1993年1月16日 優(yōu)先權(quán)日1992年1月17日
發(fā)明者大黑弘樹, 吉原良夫, 古谷實(shí), 奧山宣隆, 櫻井宗一, 大澤通孝 申請人:株式會社日立制作所