偏轉系統和陰極射線管裝置的製作方法
2023-07-03 07:40:01 3
專利名稱：偏轉系統和陰極射線管裝置的製作方法
相關申請的交叉引用本發明與2001年11月22日提交的日本專利申請No.2001-356855和2002年9月26日提交的日本專利申請No.2002-280152有關並要求其優先權。
在另一種傳統技術中，主偏轉系統的一部分線圈繞在副磁芯上(見日本公開特許公報No.2000-21330中的
圖1)。繞在副磁芯上的這部分線圈與繞在主磁芯上的一部分線圈相互配合，更精細地控制通過主磁芯和副磁芯的電子軌跡，即提高了偏轉靈敏度。
另一方面，在第二種傳統技術中，由於主偏轉系統的一部分線圈繞在副磁芯上而改進了主偏轉系統的靈敏度。但卻沒有改進副偏轉系統靈敏度的機制。而且，由於主偏轉系統對副偏轉系統的磁場漏磁，產生交擾電壓，這樣就幹擾了副偏轉系統驅動電路的工作。
按照本發明一個實施例的一種偏轉系統改進了副偏轉系統的偏轉靈敏度並減少或抑制了交擾電壓。此偏轉系統的製造結構簡單，成本低廉。
在一個實施例中，電子束軌跡控制裝置包括主偏轉部分，它具有第一主線圈，確定第一路徑並配置成控制沿此第一路徑運行的電子的軌跡。所述主偏轉部分包括設置在第一主線圈附近的第一輔助線圈。副偏轉部分設置在主偏轉部分鄰近，它具有與第一輔助線圈相連接的第一副線圈。副偏轉部分確定了與第一電子路徑對準的第二電子路徑。
副偏轉部分與主偏轉部分配合來控制電子軌跡。
在一個實施例中，電子束的偏轉裝置包括主偏轉部分，它確定第一路徑並配置成偏轉沿此第一路徑運行的電子束的軌跡。主偏轉部分進行電子束的粗略偏轉控制。主偏轉部分包括第一主導電部件，它配置成產生使沿此第一路徑運行的電子束向第一方向偏轉的磁場；第二主導電部件，它配置成產生使沿此第一路徑運行的電子束向第二方向偏轉的磁場；第一輔助導電部件以及第二輔助導電部件。副偏轉部分設置在主偏轉部分鄰近。副偏轉部分確定與第一路徑對準的第二路徑並進行電子束的精細偏轉控制。副偏轉部分包括第一副導電部件，它與第一輔助導電部件相連接，配置成偏轉沿第一方向的電子束；以及第二副導電部件，它與第二輔助導電部件相連接，配置成偏轉沿第二方向的電子束。第一輔助導電部件與第一副導電部件配合，降低在副偏轉部分中產生的交擾電壓。第一副導電部件不與第一主導電部件連接。
在另一個實施例中，陰極射線管包括顯示表面和偏轉組件。偏轉組件包括主偏轉部分，它具有第一主線圈、確定第一電子束路徑並配置成控制沿第一路徑運行的電子束軌跡。主偏轉部分包括設置在第一主線圈附近的第一輔助線圈。該組件還包括在主偏轉部分鄰近的副偏轉部分。副偏轉部分包括第一副線圈，它與第一輔助線圈相連接並確定與第一電子束路徑對準的第二電子束路徑。副偏轉部分與主偏轉部分配合來控制電子束的軌跡。
在又一個實施例中，顯示裝置包括具有開口的外殼和裝在此外殼中的並具有顯示表面的陰極射線管，該顯示表面對準外殼的開口。陰極射線管包括主偏轉部分，它具有第一主線圈、確定第一電子路徑並配置成控制沿第一電子路徑運行的電子軌跡，該主偏轉部分包括在第一主線圈附近的第一輔助線圈。陰極射線管還包括設置在主偏轉部分鄰近的副偏轉部分並具有與第一輔助線圈相連接的第一副線圈，所述副偏轉部分確定與第一電子路徑對準的第二電子路徑，副偏轉部分與主偏轉部分配合來控制電子的軌跡。第一輔助線圈和副線圈的電感設定為滿足以下條件0.0005＝La1/Lm1＝0.7，式中La1表示第一輔助線圈的電感，Lm1表示第一副線圈的電感。
圖8是根據本發明一個實施例涉及的原理說明圖；圖9是根據本發明一個實施例的偏轉靈敏度的特性圖。
以下參考圖1A到圖9來說明根據本發明實施例的顯示裝置的偏轉系統組件和陰極射線管。圖1A示出根據本發明實施例的具有外殼202的顯示裝置200和具有偏轉系統組件1的陰極射線管。根據本發明的一個實施例，該顯示裝置是一臺電視機或電腦監控器。該顯示裝置包括陰極射線管9、偏轉系統組件1、高壓電路91、視頻電路92、水平偏轉電路93、垂直偏轉電路94、水平驅動電路95、垂直驅動電路96、視頻信號輸入端子97、水平同步信號輸入端子98以及垂直同步信號輸入端子99。以下用同樣的組件名稱和數字代表與上述元件或功能部件類似的元件或功能部件。
參閱圖1B到圖3，標號1表示偏轉系統組件，它設置在陰極射線管中，在偏轉系統組件的左側102設置螢光表面。偏轉組件1包括第一或主偏轉系統2(或主偏轉部分)，第二或副偏轉系統3(或輔助偏轉系統)，主磁芯41，副磁芯42，主水平線圈5，第二輔助水平線圈6，第一輔助水平線圈71，第一垂直線圈72以及主垂直線圈8。根據本發明的一個實施例，主偏轉系統靠近螢光表面，副偏轉系統靠近電子槍(未示出)，遠離螢光表面。由於副偏轉系統3(即副磁芯)的內徑比主偏轉系統2(即主系統)的內徑要小些，副偏轉系統提供了高於主偏轉系統的靈敏度。
主副磁芯41和42是上面各自繞有線圈的金屬(例如鐵)圓柱形物體。主水平和垂直線圈以及第一輔助水平和垂直線圈繞在主磁芯41上。第二輔助水平和垂直線圈(或副水平和垂直線圈)繞在副磁芯42上。第一和第二輔助水平線圈相互串聯或並聯連接。第一和第二輔助垂直線圈相互串聯或並聯連接。主水平和垂直線圈不與相應的副水平和垂直線圈(或第二輔助水平和垂直線圈)連接。
在一種實現方案中，偏轉系統組件1包括呈環形繞在主磁芯41上的第一輔助水平線圈71和第一輔助垂直線圈72，串聯或並聯連接到第二輔助水平線圈6的第一輔助水平線圈71的端子711，以及串聯或並聯連接到第二輔助垂直線圈43端子431的第一輔助垂直線圈72的端子721。在圖2中，第一輔助水平線圈71和第一輔助垂直線圈72分別串聯連接。在另一種實現方案中，它們並聯連接。
此處，術語「偏轉系統組件」是指用於偏轉或控制電子束軌跡的裝置或組件。術語「主偏轉部分」是指在電子束偏轉控制裝置中，例如顯示裝置，陰極射線管，或偏轉系統組件中，對沿一條路徑運行的電子束提供粗略偏轉控制的裝置或組件。主偏轉部分的一個實例就是本文描述的主偏轉系統。術語「副偏轉部分」是指在電子束偏轉控制裝置中，例如顯示裝置，陰極射線管，或偏轉系統組件中，對沿一條路徑運行的電子束提供精細偏轉控制的裝置或組件。副偏轉部分的一個實例就是本文描述的副偏轉系統。
再參閱圖1A，視頻信號由視頻信號輸入端子97輸入，信號由視頻電路92處理後加到陰極射線管9的陰極上。從水平同步信號輸入端子98輸入水平同步信號，該信號輸入加到水平偏轉電路93上，產生水平偏轉電流。產生的水平偏轉電流加到偏轉系統組件1的主水平線圈5上。而且，水平同步信號也加到高壓電路91上，高壓加到陰極射線管9的陽極上。從垂直同步信號輸入端子99輸入垂直同步信號，該信號輸入加到垂直偏轉電路94上，產生垂直偏轉電流。產生的垂直偏轉電流加到偏轉系統組件1的主垂直線圈8上。這樣，陰極射線管裝置就被驅動。
將本實施例的偏轉系統組件1應用於陰極射線管裝置時，用較簡單的裝置設計就可實現高靈敏度和低交擾電壓。相應地，陰極射線管9需要很小的功率就可驅動水平驅動電路95和垂直驅動電路96，以下作詳細說明。
圖4示出根據本發明的另一實施例中主磁芯41沿箭頭A-A』的截面圖。在圖4中，第一輔助水平線圈71包括繞在主磁芯上的第一和第二子線圈712和713，第一輔助垂直線圈72包括繞在主磁芯上的第一和第二子線圈722和723。由子水平線圈712和713和子垂直線圈722和723形成的磁場分布顯示出一種均勻的磁場分布，這就有利於降低交擾電壓。
在另一實施例中，第一輔助水平線圈71和第一輔助垂直線圈72在第一偏轉系統2中用鞍形繞線法形成，也可獲得上述相同的效果。
圖5示出根據本發明的另一實施例中主偏轉系統2在A-A』方向的截面圖。和本文其他地方一樣，同樣的名稱和數字用來代表與上述元件和功能部件類似的元件和功能部件。例如，圖5的主偏轉系統2使用與圖2同樣的名稱和數字，雖然它們是指不同的，但卻類似的元件。圖5的主偏轉系統2包括主磁芯41，其內表面或外表面上，或內外表面上，有多個標記102。標記102是用來便於在磁芯上精確繞制第一水平和垂直輔助線圈71和72。在一個實施例中，通過改變主磁芯41的厚度來設置標記102，例如，在主磁芯41的要環形繞制第一水平和垂直輔助線圈71和72的部分上作一些凹槽。凹槽可以作在內表面上或外表面上，或內外表面上。有了這些標記，輔助線圈就可繞製得更容易和更精確，而使偏轉組件1具有更高的偏轉靈敏度。在一個實施例中，在副磁芯42上製作相似的標記，以利於第二輔助垂直和水平線圈繞製得更精確圖6到圖8示出本發明的一個實施例中用於抑制交擾電壓的原理。在此圖中用了主水平線圈5，第二輔助水平線圈6，和第一輔助水平線圈71。主水平線圈5產生的磁場漏磁51，如圖7和圖8所示，從主偏轉系統2的頸部(例如，圖7中副偏轉系統3的左側)穿過副偏轉系統3的副磁芯42，在第二輔助水平線圈6中產生一個交擾電壓。
但如圖6所示，第一輔助水平線圈71的繞制方向是要使第一輔助線圈71產生一個「反交擾」電壓。主磁芯41上的第一輔助線圈71通過端子711連接到第二輔助線圈6上。於是，該「反交擾」電壓偏置或抑制在第二輔助線圈6中產生的交擾電壓，從而大大降低了端子420和端子710上的交擾電壓。這就顯著改善了與偏轉系統相關聯的驅動電路的動態範圍。
參閱圖7和圖8，第一輔助水平線圈71產生的第一輔助水平磁場714和第二輔助水平線圈6產生的第二輔助水平磁場61是產生在同一方向上，也就是，這些磁場相加，因而顯著提高了偏轉靈敏度。以上是用主水平線圈5，第二輔助水平線圈6，和第一輔助水平線圈71作了說明，用主垂直線圈8，第一輔助垂直線圈72，和第二輔助垂直線圈43，也可獲得類似的效果。
圖9示出本發明一個實施例中偏轉系統組件1的副偏轉系統3的偏轉靈敏度的特性。在圖9中，Ls1表示第一輔助水平線圈71的電感，Ls2表示第二輔助水平線圈6的電感，Y軸代表副偏轉系統3的相對功率指數，X軸代表Ls1對Ls2之比。Y軸也代表偏轉系統組件3的偏轉靈敏度，圖中隨著相對偏轉功率指數的下降，靈敏度增高。
Ls1和Ls2之值根據繞在主副磁芯41和42上的匝數而改變。在一個實施例中，在主磁芯上環形繞制線圈1-8次(即1-8匝)，再好一些是2-6次，更好一些是2-5次或3-4次，得到Ls1值。在副磁芯上環形繞制同類型線圈10-50次(即10-50匝)，再好一些是15-40次，更好一些是20-30次，得到Ls2值。在本實施例中，主磁芯41的內半徑(R1)為55mm，內半徑(R2)為48mm(即厚度為3.5mm)，高度或長度(L1)為28mm。副磁芯42的內半徑(R3)為42mm，內半徑(R4)為31mm(即厚度為5.5mm)，高度或長度(L2)為15mm。
再參閱圖9，X等於0，Y等於1的點300表示的情況是偏轉系統組件1在副磁芯42上只有第二水平輔助線圈，而在主磁芯41上沒有第一輔助水平線圈。
一般來說，如果相對偏轉功率指數改善了5％或更多，在降低圖1中水平驅動電路95和垂直驅動電路96的功率損失(即功耗)方面就可獲得顯著改進(大約4％)。在一個實施例中，這個5％的改善發生在X等於0.007的點302，和X等於0.7的點304。在改善靈敏度的同時，功率損失的減少就可以使用較小的輻射板作外圍電路的散熱。如果相對偏轉功率指數改善了10％或更多，水平驅動電路95和垂直驅動電路96的電晶體的額定功率就可小一個數量級，從而大大降低成本。這個10％的改善發生在X等於0.005的點306，和X等於0.6的點308。在X大約在0.1到0.3之間的點310和X大約在0.1到0.2之間的點312，甚至可獲得更好的結果。
相應地，本發明人發現，當第一和第二輔助線圈的電感用以下參數設定時，顯示裝置的偏轉系統組件1消耗的功率低而提供的靈敏度高0.005＝Ls1/Ls2＝0.7，或再好一些0.007＝Ls1/Ls2＝0.6，或更好一些0.01＝Ls1/Ls2＝0.2。上述用第一和第二輔助水平線圈說明的功率指數問題也適用於第一和第二輔助垂直線圈。
根據上述實施例，具有簡化設計的偏轉系統組件的改進顯示裝置增加了偏轉靈敏度，降低了相對功率指數，並降低了交擾電壓。偏轉系統組件包括具有第一輔助線圈的主偏轉系統和具有第二輔助線圈的副偏轉系統。輔助線圈相互串聯或並聯。
上述實施例只是用來說明本發明，而不應用來限制本發明的範圍。相應地，本發明的範圍按所附的權利要求書限定。
權利要求
1.一種電子束軌跡控制裝置，它包括主偏轉部分，它具有第一主線圈、確定第一路徑並配置成控制沿此第一路徑運行的電子的軌跡，該主偏轉部分包括設置在所述第一主線圈附近的第一輔助線圈；以及副偏轉部分，它設置在所述主偏轉部分鄰近，它具有與所述第一輔助線圈相連接的第一副線圈，所述副偏轉部分確定了與所述第一電子路徑對準的第二電子路徑，所述副偏轉部分與所述主偏轉部分配合來控制電子軌跡。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述電子束軌跡控制裝置是偏轉系統組件或陰極射線管，並且所述第一副線圈不與所述第一主線圈連接，所述第一輔助線圈與所述第一副線圈配合來抑制所述副偏轉部分中的交擾電壓。
3.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述主偏轉部分是主偏轉系統，而所述副偏轉部分是副偏轉系統。
4.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於還包括在所述主偏轉部分中的第二主線圈，所述第二主線圈和所述第一主線圈共同確定所述第一路徑，並相互配合來控制電子軌跡；在所述主偏轉部分中的第二輔助線圈；以及在所述副偏轉部分中的第二副線圈，它與所述第一副線圈配合來控制電子軌跡，所述第二副線圈連接到所述第二輔助線圈。
5.如權利要求4所述的裝置，其特徵在於所述第一主線圈和所述第一副線圈配置成控制沿第一方向的電子軌跡，所述第二主線圈和所述第二副線圈配置成控制沿與所述第一方向正交的第二方向的電子軌跡。
6.如權利要求5所述的裝置，其特徵在於所述第一方向是與電子軌跡平行的方向，而所述第二方向是與電子軌跡垂直的方向，相對於電子軌跡而言，所述第一主副線圈是水平元件，而所述第二主副組件是垂直元件。
7.如權利要求5所述的裝置，其特徵在於還包括所述主偏轉部分中的主磁芯，其中，所述第一和第二輔助線圈都繞制在該主磁芯上；以及所述副偏轉部分中的副磁芯，其中，所述第一和第二副線圈都環形繞制在該副磁芯上。
8.如權利要求7所述的裝置，其特徵在於所述主磁芯包括一個或多個標記，便於至少第一輔助線圈在所述主磁芯上的繞制。
9.如權利要求7所述的裝置，其特徵在於所述副磁芯包括一個或多個標記，便於至少第一副線圈在所述副磁芯上的繞制。
10.如權利要求7所述的裝置，其特徵在於所述兩個對應的非主線圈的電感比在大約0.005和大約0.7之間。
11.如權利要求10所述的裝置，其特徵在於所述兩個對應的非主線圈是所述第一輔助線圈和所述第一副線圈，La1表示所述第一輔助線圈的電感，而Lm1表示所述第一副線圈的電感，電感比為0.005＝La1/Lm1＝0.7。
12.一種用於偏轉電子束的裝置，它包括主偏轉部分，它確定第一路徑並配置成偏轉沿此第一路徑運行的電子束，該主偏轉部分對電子束進行粗略偏轉控制，該主偏轉部分包括第一主導電部件，它配置成產生使沿此第一路徑運行的電子束向第一方向偏轉的磁場；第二主導電部件，它配置成產生使沿此第一路徑運行的電子束向第二方向偏轉的磁場；第一輔助導電部件；和第二輔助導電部件；以及設置在所述主偏轉部分鄰近的副偏轉部分，該副偏轉部分確定與所述第一路徑對準的第二路徑並進行電子束的精細偏轉控制，所述副偏轉部分包括第一副導電部件，它與所述第一輔助導電部件相連接，配置成偏轉沿所述第一方向的電子束；以及第二副導電部件，它與所述第二輔助導電部件相連接，配置成偏轉沿第二方向的電子束；其中，所述第一輔助導電部件與所述第一副導電部件配合，降低在所述副偏轉部分中產生的交擾電壓，所述第一副導電部件不與所述第一主導電部件連接。
13.如權利要求12所述的裝置，其特徵在於所述第一輔助和所述副導電部件的電感設定為滿足以下條件0.005＝LA1/LM1＝0.7，式中LA1表示所述第一輔助導電部件的電感，而LM1表示所述第一副導電部件的電感。
14.如權利要求12所述的裝置，其特徵在於所述第一輔助和所述副導電部件的電感設定為滿足以下條件0.007＝LA1/LM1＝0.6，式中LA1表示所述第一輔助導電部件的電感，而LM1表示所述第一副導電部件的電感。
15.如權利要求12所述的裝置，其特徵在於所述第一輔助和副導電部件的電感設定為滿足以下條件0.01＝LA1/LM1＝0.3，式中LA1表示所述第一輔助導電部件的電感，而LM1表示所述第一副導電部件的電感。
16.一種陰極射線管，它包括顯示表面；偏轉組件，它包括主偏轉部分，它具有第一主線圈、確定第一電子束路徑並配置成控制沿此第一路徑運行的電子束軌跡，該主偏轉部分包括設置在所述第一主線圈附近的第一輔助線圈；以及副偏轉部分，它設置在所述主偏轉部分鄰近，並且具有與所述第一輔助線圈相連接的第一副線圈，該副偏轉部分確定與所述第一電子束路徑對準的第二電子束路徑，所述副偏轉部分與所述主偏轉部分配合來控制電子束軌跡。
17.如權利要求16所述的裝置，其特徵在於所述第一輔助和副線圈的電感設定為滿足以下條件0.005＝La1/Lm1＝0.7，式中La1表示第一輔助線圈的電感，而Lm1表示第一副線圈的電感。
18.如權利要求17所述的裝置，其特徵在於所述第一輔助和副線圈的電感設定為滿足以下條件0.007＝La1/Lm1＝0.6。
19.一種顯示裝置，它包括具有開口的外殼；以及設置在該外殼中的陰極射線管，它具有顯示表面，該顯示表面對準所述外殼的開口，該陰極射線管包括主偏轉部分，它具有第一主線圈、確定第一電子束路徑並配置成控制沿此第一路徑運行的電子束軌跡，該主偏轉部分包括設置在所述第一主線圈附近的第一輔助線圈；以及副偏轉部分，它設置在所述主偏轉部分鄰近，並且具有與所述第一輔助線圈相連接的第一副線圈，該副偏轉部分確定與所述第一電子路徑對準的第二電子路徑，所述副偏轉部分與所述主偏轉部分配合來控制電子軌跡，其中，所述第一輔助和副線圈的電感設定為滿足以下條件0.005＝La1/Lm1＝0.7，式中La1表示第一輔助線圈的電感，而Lm1表示第一副線圈的電感。
20.如權利要求19所述的裝置，其特徵在於所述第一輔助和副線圈的電感設定為滿足以下條件0.01＝La1/Lm1＝0.3。
全文摘要
一種電子束軌跡控制裝置，它包括主偏轉部分，後者具有第一主線圈、確定第一路徑並配置成控制沿第一方向行進的電子的軌跡。所述主偏轉部分包括設置在第一主線圈附近的第一輔助線圈。副偏轉部分設置在所述主偏轉部分附近並具有與所述第一輔助線圈相連接的第一副線圈。所述副偏轉部分確定了與第一電子路徑對準的第二電子路徑。所述副偏轉部分與所述主偏轉部分配合來控制電子軌跡。
文檔編號H01J29/70GK1427443SQ0215262
公開日2003年7月2日 申請日期2002年11月22日 優先權日2001年11月22日
發明者櫻井宗一, 實方寬, 奧山宣隆, 廣田勝己 申請人:株式會社日立製作所