DE3889997T2 - Magnetic shunt for deflection yokes. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anzeigevorrichtung und insbesondere eine Vorrichtung zur Reduzierung unerwünschter externer magnetischer Strahlung vor dem Bildschirm eines Kathodenstrahlröhren-Anzeigegerätes.The present invention relates to a display device and in particular to a device for reducing unwanted external magnetic radiation in front of the screen of a cathode ray tube display device.

Stand der TechnikState of the art

Kathodenstrahlröhren (CRT, Cathode Ray Tubes) verfügen im allgemeinen über Spulen, sogenannte "Joche", die ein variables Magnetfeld zur Elektronenstrahlablenkung, zum Beispiel für die Rasterabtastung, liefern. Dieses Magnetfeld manifestiert sich nicht nur innerhalb der CRT zur Strahlablenkung, sondern auch außerhalb der CRT und sogar vor dem Bildschirm. Dieses Magnetfeld dient keinem sinnvollen Zweck, und oft wird versucht, diesen Teil des Joch- Magnetfeldes zu reduzieren.Cathode ray tubes (CRTs) generally have coils called "yokes" that provide a variable magnetic field for electron beam deflection, for example for raster scanning. This magnetic field is not only manifested inside the CRT for beam deflection, but also outside the CRT and even in front of the screen. This magnetic field serves no useful purpose and attempts are often made to reduce this part of the yoke magnetic field.

Mittel zur Erreichung dieser Reduktion wurden auf dem Stand der Technik bereits vorgeschlagen. So besteht zum Beispiel ein solcher Vorschlag, wie in EP-A-220 777 gezeigt, in der Bereitstellung von Helmholtz-Spulen, die sich auf dem sattelförmigen Ablenkjoch befinden oder radial von ihm fort weiser und daran anliegen. Die Spulen werden an die Ablenkspulen gekoppelt, und darin wird die elektromechanische Kraft erzeugt, durch die ein Magnetfeld entsteht, das dazu neigt, das Restmagnetfeld vor dem Bildschirm aufzuheben. Allerdings ist dies eine relativ kostspielige und platzaufwendige Lösung des Problems.Means for achieving this reduction have already been proposed in the prior art. For example, one such proposal, as shown in EP-A-220 777, is to provide Helmholtz coils located on or radially away from the saddle-shaped deflection yoke and adjacent thereto. The coils are coupled to the deflection coils and the electromechanical force is generated therein, creating a magnetic field that tends to cancel the residual magnetic field in front of the screen. However, this is a relatively expensive and space-consuming solution to the problem.

Eine weitere vorgeschlagene Lösung, die in DE-A-3 513 216 gezeigt ist, besteht in der Anbringung einer Abschirmung um die gesamte CRT herum, was aufgrund der in der Abschirmung induzierten Wirbelströme zu einer Reduktion der magnetischen Strahlung führt. Auch dies ist jedoch eine teure Lösung des Problems und führt nur zu einer minimalen Reduktion des Magnetfeldes vor dem Bildschirm.Another proposed solution, shown in DE-A-3 513 216, is to place a shield around the entire CRT, which leads to a reduction in magnetic radiation due to the eddy currents induced in the shield. However, this is also an expensive solution to the problem and only leads to a minimal reduction in the magnetic field in front of the screen.

Ein Artikel mit dem Titel "Design of a NS-Pin-Corrected 110 degree COTY Yoke for CRTs with Very Flat Faceplates" von Basab B Dasgupta in SID INTERNATIONAL SYMPOSIUM; DIGEST OF TECHNICAL PAPERS, New Orleans, Louisiana, 12.-14. Mai 1987, Bd. XVIII, 1. Auflage, Seite 332-334, STD, New York, USA, beschreibt die Verwendung eines Ferritrings, der unmittelbar hinter der vorderen Elektronenstreuung der horizontalen Ablenkspule zur Korrektur der NS-Geometrie in einem CRT- System angebracht ist.A paper entitled "Design of a NS-Pin-Corrected 110 degree COTY Yoke for CRTs with Very Flat Faceplates" by Basab B Dasgupta in SID INTERNATIONAL SYMPOSIUM; DIGEST OF TECHNICAL PAPERS, New Orleans, Louisiana, May 12-14, 1987, Vol. XVIII, 1st Edition, pages 332-334, STD, New York, USA, describes the use of a ferrite ring mounted immediately behind the front electron scatterer of the horizontal deflection coil to correct the NS geometry in a CRT system.

Es besteht daher ein Bedarf an einem Mittel zur Reduktion des Restmagnetfeldes vor dem Kathodenstrahlröhren-Anzeigegerät auf annehmbare Werte, das eine kostengünstige und kompakte Lösung des Problems bietet.There is therefore a need for a means of reducing the residual magnetic field in front of the cathode ray tube display device to acceptable levels, which provides a cost-effective and compact solution to the problem.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlröhrenvorrichtung, die einen Bildschirm, ein Mittel zur Erzeugung eines Strahls geladener Partikel, der von hinten auf den Schirm gerichtet ist, eine sattelförmige Ablenkspule, die hinter dem Bildschirm angebracht ist und ein Magnetfeld zur Ablenkung des Strahls über den Schirm sowie eine unerwünschte, sich vor dem Bildschirm ausbreitende Magnetstrahlung erzeugt, und ein Mittel zur Reduktion der unerwünschten Magnetstrahlung vor dem Bildschirm umfaßt.The present invention relates to a cathode ray tube device comprising a screen, a means for generating a beam of charged particles directed onto the screen from behind, a saddle-shaped deflection coil mounted behind the screen and generating a magnetic field for deflecting the beam across the screen and unwanted magnetic radiation propagating in front of the screen, and a means for reducing the unwanted magnetic radiation in front of the screen.

Gemäß der Erfindung ist die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zur Reduktion der unerwünschten Magnetstrahlung vor dem Bildschirm ein magnetisches Shuntmittel umfaßt, das sich zwischen der Spule und dem Bildschirm befindet und einen Ring aus magnetisch permeablem Material umfaßt, der in der Nähe des Wickelkopfes der Spule oder in Kontakt mit diesem positioniert ist und um die Kathodenstrahlröhre herum angebracht ist.According to the invention, the device is characterized in that the means for reducing the undesirable magnetic radiation in front of the screen comprises a magnetic shunt means located between the coil and the screen and comprising a ring of magnetically permeable material positioned near or in contact with the winding head of the coil and mounted around the cathode ray tube.

Die vorliegende Erfindung findet Anwendung in einer Kathodenstrahlröhrenvorrichtung mit einer Kathodenstrahlröhre (CRT), die einen Bildschirm aufweist und bei der von hinten gegen den Bildschirm ein Strahl geladener Partikel gerichtet ist, der an der Mittelachse der Röhre ausgerichtet ist jedoch magnetisch von dieser Achse abgelenkt werden kann, und die eine Ablenkspule aufweist, die eine magnetische Komponente aus axial ausgerichteten Drahtsegmenten und eine magnetische Komponente aus am Umfang ausgerichteten Drahtsegmenten relativ zu der Achse aufweist, so daß eine netto verteilte Magnetstrahlung vor der Spule entsteht. Die Vorrichtung reduziert die netto verteilte Magnetstrahlung vor der Spule durch die Bereitstellung eines magnetischen Shunts, der zwischen der Spule und dem Bildschirm angebracht ist, wobei der magnetische Shunt ein magnetisch permeables Material umfaßt, dessen Konfiguration und Position im Verhältnis zu der Spule so gewählt sind, daß das netto verteilte Magnetfeld vor der Spule minimiert wird.The present invention finds application in a cathode ray tube device comprising a cathode ray tube (CRT) having a screen and having a beam of charged particles directed against the screen from behind, aligned with the central axis of the tube but capable of being magnetically deflected from that axis, and having a deflection coil having a magnetic component of axially aligned wire segments and a magnetic component of circumferentially aligned wire segments relative to the axis so as to provide a net distributed magnetic radiation in front of the coil. The device reduces the net distributed magnetic radiation in front of the coil by providing a magnetic shunt mounted between the coil and the screen, the magnetic shunt comprising a magnetically permeable material having a configuration and position relative to the coil such that the net distributed magnetic field in front of the coil is minimized.

Die Erfindung kann in Formen ausgeführt werden, die aus relativ kostengünstigen linearen Ferritmaterialien bestehen, die in kostengünstig herzustellenden Formen wie einem flachen Ring oder ähnlichem Formen konfiguriert sind. Insofern gestattet sie eine relativ kostengünstige Lösung des Problems. Darüber hinaus hat die Erfindung in getesteten Ausführungsbeispielen zu dramatischen Reduktionen der unerwünschten Strahlung vor CRTs geführt, auf die sie angewandt wurde.The invention can be implemented in forms consisting of relatively inexpensive linear ferrite materials configured in inexpensively manufactured shapes such as a flat ring or similar shapes. In this respect, it allows a relatively inexpensive solution to the problem. In addition, the invention has been tested embodiments have led to dramatic reductions in unwanted radiation from CRTs to which it has been applied.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

Fig. 1 ist ein Diagramm, das relevante Abschnitte einer Röhrenkomponente mit integriertem Joch zeigt.Fig. 1 is a diagram showing relevant sections of a tube component with an integrated yoke.

Fig. 2 ist ein vereinfachtes Diagramm jeweils einer Windung der oberen und der unteren Ablenkspule der in Fig. 1 dargestellten Röhrenkomponente mit integriertem Joch.Fig. 2 is a simplified diagram of one turn each of the upper and lower deflection coils of the tube component with integrated yoke shown in Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Kurve, die die Intensität des Magnetfeldes entlang der Z-Achse für ein typisches Ablenkjoch angibt, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.Fig. 3 is a graph showing the intensity of the magnetic field along the Z-axis for a typical deflection yoke as shown in Fig. 1.

Fig. 4 ist eine Figur wie die in Fig. 1, wobei hier gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Ring 50 hinzugefügt wurde.Fig. 4 is a figure like that of Fig. 1, but with the addition of a ring 50 in accordance with the preferred embodiment of the present invention.

Fig. 5 ist ein Diagramm wie das in Fig. 2, wobei hier gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Ring 50 hinzugefügt wurde.Fig. 5 is a diagram like that of Fig. 2, with the addition of a ring 50 in accordance with the preferred embodiment of the present invention.

Fig. 6 ist eine Kurve, die für die in Fig. 4 und 5 dargestellten Ringe den effektiven u-Faktor gegenüber dem tatsächlichen u-Faktor angibt.Fig. 6 is a curve showing the effective u-factor versus the actual u-factor for the rings shown in Figs. 4 and 5.

Fig. 7 ist eine Gruppe von Kurven mit denselben Achsen wie in Fig. 3, die den Effekt des Ringes 50 auf das Nettofeld A darstellen.Fig. 7 is a set of curves with the same axes as in Fig. 3, showing the effect of the ring 50 on the net field A.

Fig. 8 ist eine Gruppe von Kurven, die den Effekt des Rings 50 auf das in Fig. 3 gezeigte Wickelkopffeld darstellt.Fig. 8 is a set of curves illustrating the effect of the ring 50 on the winding head field shown in Fig. 3.

Fig. 9 ist eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 7 gezeigten Kurvenabschnitts über ca. 2,5 cm hinaus.Fig. 9 is an enlarged view of the curve portion shown in Fig. 7 beyond approximately 2.5 cm.

Fig. 10 ist eine Kurve wie die in Fig. 9, wobei sich der Ring 50 in etwas anderem Abstand von dem Joch befindet.Fig. 10 is a curve like that in Fig. 9, with the ring 50 at a slightly different distance from the yoke.

Fig. 11 ist ein Diagramm wie Fig. 9, bei dem der Radius des Innendurchmessers des Rings 50 etwas anders ist als bei dem in Fig. 9.Fig. 11 is a diagram like Fig. 9, in which the radius of the inner diameter of the ring 50 is slightly different than that in Fig. 9.

Fig. 12 ist eine Kurve wie die in Fig. 9, wobei jedoch der Abstand des Ringes 50 vom Ende des Joches anders ist als bei dem in Fig 9 und Fig. 10.Fig. 12 is a curve like that in Fig. 9, but the distance of the ring 50 from the end of the yoke is different than that in Fig. 9 and Fig. 10.

Fig. 13 ist ein Diagramm eines weiteren Ausführungsbeispiels, das einen Lippenabschnitt 62 umfaßt.Fig. 13 is a diagram of another embodiment that includes a lip portion 62.

Fig. 14 zeigt noch ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem ein Ring vorhanden ist, der aus zwei Abschnitten besteht.Fig. 14 shows yet another embodiment in which a ring is present which consists of two sections.

Fig. 15 zeigt noch ein weiteres Ausführungsbeispiel, das durch Spritzgußverfahren aus einem Material wie mit Ferritpartikeln imprägniertem Nylon hergestellt wird.Fig. 15 shows yet another embodiment which is manufactured by injection molding from a material such as nylon impregnated with ferrite particles.

Fig. 16 ist ein Querschnittsdiagramm durch einen Abschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels des Ringes, der mit Metallaminaten mit konventionellem u-Faktor hergestellt wird.Fig. 16 is a cross-sectional diagram through a portion of another embodiment of the ring made with conventional u-factor metal laminates.

Fig. 17 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel mit sechseckiger Form.Fig. 17 shows another embodiment with a hexagonal shape.

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

Fig. 1 zeigt die relevanten Abschnitte einer Röhrenkomponente mit integriertem Joch ("ITC", integrated yoke tube component) 10, die eine CRT 12 mit einem Bildschirm 14 auf der Vorderseite sowie und oberen und unteren horizontalen Ablenkspulen 16, 18 umfaßt. Die Ablenkspulen 16, 18 erzeugen zwischen sich, innerhalb der CRT 12, ein variables Magnetfeld zur Ablenkung des Elektronenstrahls innerhalb der Röhre 12 zur horizontalen Überstreichung der Bildschirmfläche 14, wie nach dem Stand der Technik gut bekannt ist.Fig. 1 shows the relevant portions of an integrated yoke tube component (“ITC”) 10 which includes a CRT 12 having a screen 14 on the front and upper and lower horizontal deflection coils 16, 18. The deflection coils 16, 18 generate a variable magnetic field between them within the CRT 12 for deflecting the electron beam within the tube 12 to horizontally sweep the screen surface 14, as is well known in the art.

Fig. 2 ist ein vereinfachtes Diagramm jeweils einer Windung der oberen und der unteren Ablenkspule 16, 18 in Fig. 1. So ist die Schleife 20 eine einzelne Schleife der Spule 16, während die Schleife 22 eine einzelne Schleife der Spule 18 ist. Wie dargestellt, fließt ein Strom i durch jede dar Spulen und erzeugt so das oben beschriebene variable Magnetfeld zur horizontalen Ablenkung des Elektronenstrahls. Die nutzbaren Abschnitte der Schleifen 20, 22 sind axial ausgerichtete Abschnitte 24, 26, 28, 30 dieser Schleifen, die das Hauptablenkfeld erzeugen.Fig. 2 is a simplified diagram of one turn each of the upper and lower deflection coils 16, 18 in Fig. 1. Thus, loop 20 is a single loop of coil 16, while loop 22 is a single loop of coil 18. As shown, a current i flows through each of the coils, thus generating the variable magnetic field described above for horizontal deflection of the electron beam. The usable portions of loops 20, 22 are axially aligned portions 24, 26, 28, 30 of these loops, which generate the main deflection field.

Die am Umfang ausgericheten Abschnitte der Schleife (die Wickelköpfe) 32, 34, 36, 38 dienen nur dazu, den Stromkreis aller jeweiligen Schleifen 20, 22 zu vervollständigen, und sind ansonsten für den Betrieb der Ablenkspulen 16, 18 unnötig. Diese am Umfang ausgerichteten Spulenabschnitte 32, 34, 36, 38 tragen den größten Teil zu dem verteilten Restmagnetfeld bei, das sich eine erhebliche Entfernung vor dem Schirm 14 (Fig. 1) ausbreitet und reduziert werden soll. Effektiv ist das Restfeld die Vektorsumme des Hauptablenkfeldes und des Wickelkopffeldes. Die resultierende Summe folgt der Polarität des Wickelkopffeldes, da die Wickelkopfkomponente die größere ist und beide in zunehmender Entfernung mit gleicher Geschwindigkeit abnehmen.The circumferentially aligned portions of the loop (the end windings) 32, 34, 36, 38 serve only to complete the circuit of all the respective loops 20, 22 and are otherwise unnecessary for the operation of the deflection coils 16, 18. These circumferentially aligned coil portions 32, 34, 36, 38 contribute most of the distributed residual magnetic field which extends a considerable distance in front of the screen 14 (Fig. 1) and which is to be reduced. Effectively, the residual field is the vector sum of the main deflection field and the end winding field. The resulting sum follows the polarity of the end winding field since the winding head component is the larger and both decrease at the same rate with increasing distance.

In Fig. 2 sind X-, Y- und Z-Achse dargestellt, die ihren Ursprung in der Ebene der am Umfang ausgerichteten Spulenabschnitte 34, 38 haben und sich in der Mitte zwischen ihnen befinden. Die Z-Achse fällt mit der Mittelachse der CRT 12 (Fig 1) zusammen. Zu beachten ist, daß die Ober- und die Unterhälfte 20, 22 symmetrisch um die x-z- und die y-z-Ebene herum liegen.In Fig. 2, X, Y and Z axes are shown originating in the plane of the circumferentially aligned coil sections 34, 38 and located midway between them. The Z axis coincides with the central axis of the CRT 12 (Fig. 1). Note that the upper and lower halves 20, 22 are symmetrical about the x-z and y-z planes.

Im tatsächlichen Betrieb sind bekanntlich die obere und die untere Schleife 20, 22 miteinander verbunden, so daß sie ein Dipolfeld auf der Z-Achse erzeugen. Aus der bekannten Spulenform und dem Strom ergibt sich das Feld aus der folgenden Formel In actual operation, the upper and lower loops 20, 22 are connected to each other so that they generate a dipole field on the Z axis. From the known coil shape and the current, the field results from the following formula

wobei der Strom, die Richtung und R der Abstand zu einem Punkt von Interesse T auf der Z-Achse darstellt.where R is the current, the direction and the distance to a point of interest T on the Z-axis.

Eine Kurve der Verteilung einer typischen horizontalen Ablenkspule in Feld , wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, abgeschirmt mit einem hochpermeablen Material wie Ferrit, ist in Fig. 3 dargestellt. Das tatsächliche Feld ist ein direktionales Feld, und die in Fig. 3 dargestellte Kurve zeigt nur die Stärke, d.h. die Intensität, eines solchen Magnetfeldes entlang der Z-Achse. Die auf der horizontalen Achse eingetragenen Einheiten sind Zentimeter, während die Einheiten auf der vertikalen Achse Gauß sind. Die Kurve zeigt eine typische Spule, bei der ein Strom fließt, der ein Feld erzeugt, das einen Elektronenstrahl von 20 Kilovolt um einen Winkel von ca. 40 Grad ablenkt.A curve of the distribution of a typical horizontal deflection coil in field , as shown in Fig. 1, shielded with a highly permeable material such as ferrite, is shown in Fig. 3. The actual field is a directional field, and the curve shown in Fig. 3 shows only the strength, i.e. the intensity, of such a magnetic field along the Z axis. The units plotted on the horizontal axis are centimeters, while the units on the vertical axis are Gauss. The curve shows a typical coil with a current flowing which creates a field which deflects a 20 kilovolt electron beam through an angle of approximately 40 degrees.

Die Kurven A, B und C in Fig. 3 stellen das gesamte Feld, das Teilfeld von den axialen Drähten bzw. das Teilfeld von den Wickelköpfen dar. Die Kurve A ist die Größe der Vektorsumme des von den Kurven B und C dargestellten Feldes. In typischen unkompensierten Jochen kann das Feld ca. 55 Zentimeter vor dem Joch im Bereich von ca. 1.000 bis 2.000 Nanotesla liegen. Dies ist eindeutig kein sehr großes Magnetfeld. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann dieses Feld jedoch noch weiter reduziert werden. In tatsächlichen Experimenten mit dem unten beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel wurden in 55 Zentimeter Abstand Reduktionen auf weniger als 200 Nanotesla gemessen.Curves A, B and C in Fig. 3 represent the total field, the subfield from the axial wires and the subfield from the end windings, respectively. Curve A is the magnitude of the vector sum of the field represented by curves B and C. In typical uncompensated yokes, the field at about 55 centimeters in front of the yoke can be in the range of about 1,000 to 2,000 nanotesla. This is clearly not a very large magnetic field. However, according to the present invention, this field can be reduced even further. In actual experiments with the preferred embodiment described below, reductions to less than 200 nanotesla have been measured at 55 centimeters.

Fig. 4 zeigt die ITC aus Fig. 1, die gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zusätzlich mit einem Ring 50 aus linearem Ferrit versehen wurde, der als magnetischer Shunt wirkt.Fig. 4 shows the ITC of Fig. 1, which according to the preferred embodiment of the present invention has been additionally provided with a ring 50 made of linear ferrite, which acts as a magnetic shunt.

Fig. 5 zeigt die Schleifen 20, 22 aus Fig. 2 mit davor angebrachtem Ferritring 50, um die relative Form und Position des Rings 50 zu illustrieren.Fig. 5 shows the loops 20, 22 of Fig. 2 with the ferrite ring 50 mounted in front of them to illustrate the relative shape and position of the ring 50.

Der Ring 50 ist, wie oben erwähnt, ein linearer Ferrit. Linearer Ferrit ist ein wohlbekanntes Material, das häufig in der Umformer- und Jochproduktion verwendet wird. Gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Ring 50 eine relativ hohe magnetische Permeabilität u auf. Außerdem hat er einen hohen spezifischen Volumenwiderstand Rho, wie zum Beispiel 1 Megaohm oder mehr pro Kubikzentimeter. Der hohe Rho-Wert hält Wirbelströme auf einein Minimum.The ring 50 is, as mentioned above, a linear ferrite. Linear ferrite is a well-known material that is often used in converter and yoke production. According to the preferred embodiment, the ring 50 has a relatively high magnetic permeability u. It also has a high volume resistivity Rho, such as 1 megohm or more per cubic centimeter. The high Rho value keeps eddy currents to a minimum.

Andernfalls hätten die Ladewirkungen auf das Joch einen höheren Energiebedarf zum Betreiben des Jochs zur Folge. Während Ausführungsbeispiele zum Beispiel aus Metallaminaten mit konventionellem u-Faktor konstruiert werden könnten, die auch im Einklang mit der vorliegenden Erfindung wären, wurde es für wünschenswert erachtet, die Wirbelströme gering zu halten und diese Ladewirkung in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel zu vermeiden. Der Querschnitt des Rings 50 ist groß genug, um eine Sättigung zu vermeiden.Otherwise, the loading effects on the yoke would result in a higher energy requirement to operate the yoke. While embodiments could be constructed from, for example, metal laminates with a conventional u-factor that would also be consistent with the present invention, it was found desirable to keep the eddy currents low and avoid this loading effect in the preferred embodiment. The cross-section of the ring 50 is large enough to avoid saturation.

In Fig. 6 ist eine Kurve der Variation des effektiven u- Faktors ue gegenüber dem tatsächlichen u-Faktor ua für einen Ring wie etwa den Ring 50 dargestellt, der vor den Spulen 20, 22 angebracht ist, wie in Fig. 5 gezeigt. Es ist zu erkennen, daß der effektive u-Faktor für sehr geringe Werte von ua abrupt ansteigt und dann einen Punkt erreicht, an dem er trotz weiter steigendem ua relativ konstant bleibt. Ein Wert von 1.000 stellt einen Punkt wie etwa Punkt 52 für einen Ring aus linearem Ferrit mit Abmessungen dar, die für die hier beschriebene Anwendung typisch sind. Wenn zum Beispiel ein u- Wert von 10 ausgewählt würde, läge er in dem Steigungsabschnitt 53 der in Fig. 6 gezeigten Kurve. Ein solches Material wäre sehr anfällig für Schwankungen in den Fertigungstoleranzen, der Betriebstemperatur und ähnlichem und würde daher zu einer unberechenbaren Leistung führen, die von der Schwankung dieser Faktoren abhinge. Indem die Permeabilität so gewählt wird, daß sie in dem flachen, horizontalen Abschnitt der Kurve in Fig. 6 liegt, werden die oben beschriebenen unerwünschten Leistungsschwankungen im wesentlichen vermieden. Allerdings werden Materialkostenerwägungen meist dazu führen, daß die Permeabilität des Materials innerhalb des für diese bevorzugte Stabilität akzeptablen Permeabilitätsbereichs gering gehalten wird.In Fig. 6 is shown a curve of the variation of the effective u-factor ue versus the actual u-factor ua for a ring such as the ring 50 mounted in front of the coils 20, 22 as shown in Fig. 5. It can be seen that the effective u-factor increases abruptly for very low values of ua and then reaches a point where it remains relatively constant despite ua continuing to increase. A value of 1,000 represents a point such as point 52 for a ring made of linear ferrite with dimensions typical of the application described here. For example, if a u-value of 10 were selected, it would lie in the slope section 53 of the curve shown in Fig. 6. Such a material would be very susceptible to variations in manufacturing tolerances, operating temperature and the like and would therefore result in unpredictable performance depending on the variation of these factors. By choosing the permeability to lie in the flat, horizontal portion of the curve in Figure 6, the undesirable performance variations described above are essentially avoided. However, material cost considerations will usually lead to keeping the permeability of the material low within the permeability range acceptable for this preferred stability.

Fig. 7 ist eine Gruppe von Kurven mit denselben Achser wie in Fig. 3, die gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung den Effekt eines flachen Ringes wie Ring 50 in Fig. 4 auf das in Fig. 3 gezeigte Nettofeld A darstellen. Die Kurve A in Fig. 7 ist dieselbe wie die Kurve in Fig. 3. Die Kurve D in Fig. 7 stellt den Beitrag des Magnetisierungseffektes des Ringes 50 zu dem Feld dar, während die Kurve E die aus der Kombination der Kurven A und D resultierende Kurve darstellt.Fig. 7 is a set of curves with the same axes as in Fig. 3, illustrating the effect of a flat ring such as ring 50 in Fig. 4 on the net field A shown in Fig. 3, according to the preferred embodiment of the present invention. Curve A in Fig. 7 is the same as the curve in Fig. 3. Curve D in Fig. 7 represents the contribution of the magnetizing effect of ring 50 to the field, while curve E represents the curve resulting from the combination of curves A and D.

Um den Effekt des von dem Ring ausgehenden Feldes auf das Gesamtmagnetfeld A verständlicher zu machen, ist in Fig. 8 eine Gruppe von Kurven dargestellt, unter denen sich die Kurve D für das von dem Ring ausgehende Magnetfeld sowie zwei andere Kurven befinden, die dieses Verständnis unterstitzen. Die Kurve C ist dieselbe Kurve C, die auch in Fig. 3 dargestellt ist. Die Kurve F ist eine Kurve, die das aus der Kombination der Kurven D und C resultierende Feld darstellt. Zu beachten ist, daß in Fig. 8 die horizontale Achse dieselbe ist wie bei den Kurven 3 und 7, während das vertikale Feld der besseren Übersichtlichkeit wegen vergrößert wurde.To make the effect of the field emanating from the ring on the total magnetic field A more understandable, a group of curves is shown in Fig. 8, among which are curve D for the magnetic field emanating from the ring and two other curves that aid this understanding. Curve C is the same curve C that is shown in Fig. 3. Curve F is a curve that represents the field resulting from the combination of curves D and C. Note that in Fig. 8 the horizontal axis is the same as in curves 3 and 7, while the vertical field has been enlarged for clarity.

Wie bereits erwähnt, ist die Kurve D das theoretische Feld des Ringes allein. Es handelt sich dabei um ein intrinsisches Feld, das durch die Magnetisierungskraft des Wickelkopffeldes entsteht. Zu beachten ist, daß die Gegenwart des Ringen das Wickelkopffeld dämpft. Der Dämpfungsgrad wird durch Variablen die die Ringabmessungen und die Ring-Joch-Trennung bestimmt, die unten näher erörtert wird. Ferner ist zu beachten, daß sich das Wickelkopffeld mit dem Hauptablenkfeld und der Bereich vor dem CRT-Bildschirm kombiniert und das netto meßbare Restfeld bildet, dessen Reduktion ein Ziel dieser Erfindung ist. Bei optimaler Dämpfung entspricht das modifizierte Wickelkopffeld F dem Hauptablenkfeld in der Größe, weist jedoch die entgegengesetzte Richtung auf, so daß sich als Summe ein Nullvektor ergibt. Praktisch kann das netto meßbare Restfeld vor dem CRT-Bildschirm nie auf null reduziert werden. Durch die Anwendung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung, wie sie hier beschrieben sind, kann dieses Feld jedoch auf sehr geringe Stärken reduziert werden.As mentioned previously, curve D is the theoretical field of the ring alone. It is an intrinsic field created by the magnetizing force of the winding head field. Note that the presence of the ring dampens the winding head field. The degree of damping is determined by variables such as the ring dimensions and the ring-yoke separation, which is discussed in more detail below. Note also that the winding head field combines with the main deflection field and the area in front of the CRT screen to form the net measurable residual field, the reduction of which is an objective of this invention. With optimum damping, the modified winding head field F corresponds to the main deflection field in the magnitude but has the opposite direction so that the sum is a zero vector. In practice, the net measurable residual field in front of the CRT screen can never be reduced to zero. However, by applying the principles of the present invention as described herein, this field can be reduced to very low levels.

Der Teil von Fig. 7, der mehr als ca. 2,5 Zentimeter rechts hinausragt, ist in Fig. 9 dargestellt. Damit das Kurvenverhalten in diesem Bereich deutlich wird, ist der Maßstab in vertikaler Richtung im Vergleich zu Fig. 7 vergrößert. Die Kurven A und E sind wie bei Fig. 7 beschrieben. Die Kurve D ist in dieser Figur nicht dargestellt, damit die Kurven A und E deutlicher hervortreten. Zu beachten ist, daß die Kurve E bei ca. 9,5 Zentimetern sehr nah an der Feldgröße null liegt.The part of Fig. 7 that extends more than approximately 2.5 centimeters to the right is shown in Fig. 9. In order to make the curve behavior in this area clear, the scale is enlarged in the vertical direction compared to Fig. 7. Curves A and E are described as in Fig. 7. Curve D is not shown in this figure so that curves A and E stand out more clearly. It should be noted that curve E is very close to zero field size at approximately 9.5 centimeters.

Die kompensierte Kurve E bezieht sich auf eine typische CRT- Jochkonfiguration, bei der der Ring 50 aus Ferrit mit einer Permeabilität von 1.000-3.000 und einem Rho-Faktor von 1 Megaohm pro Kubikzentimeter oder mehr besteht, einen Innendurchmesser von 4 Zentimetern, eine Dicke von 0,2 Zentimetern und eine Breite von 1 Zentimeter aufweist und sich in einem Abstand von 0,4 Zentimetern vom Ende des Jochs befindet. Die Breite des Ringes bezieht sich hierbei auf die radiale Ausdehnung zwischen Innendurchmesser und Außendurchmesser.The compensated curve E refers to a typical CRT yoke configuration in which the ring 50 is made of ferrite with a permeability of 1,000-3,000 and a rho factor of 1 megohm per cubic centimeter or more, has an inner diameter of 4 centimeters, a thickness of 0.2 centimeters and a width of 1 centimeter, and is located 0.4 centimeters from the end of the yoke. The width of the ring here refers to the radial dimension between the inner diameter and the outer diameter.

Figs. 10-12 sind Kurven wie die in Fig. 9 dargestellt Kurve für Ringkonfigurationen, die leicht von der Konfiguration abweichen, die die Kurven in Fig. 9 produziert. So sind in Fig. 10 alle Parameter für den Ring außer dem Abstand dies Ringes vom Ende des Jochs dieselben wie die zu Fig. 9 gehörigen. In Fig. 10 entsprechen die Kurven einer Konfiguration, bei der dieses Maß 0,3 Zentimeter beträgt. Es ist zu erkennen, daß sich hierbei eine Überkompensation ergibt, da die Kurve E' zum Beispiel bei 9,5 Zentimetern etwas weiter von der horizontalen Achse entfernt ist.Figs. 10-12 are curves like the one shown in Fig. 9 for ring configurations that differ slightly from the configuration that produces the curves in Fig. 9. Thus, in Fig. 10, all parameters for the ring except the distance of the ring from the end of the yoke are the same as those associated with Fig. 9. In Fig. 10, the curves correspond to a Configuration where this dimension is 0.3 centimeters. It can be seen that this results in overcompensation, since the curve E' is slightly further away from the horizontal axis at 9.5 centimeters, for example.

Die Kurven in Fig. 11 beziehen sich auf eine Konfiguration, bei der die Abmessungen dieselben sind wie die zu Fig. 9 gehörigen, wobei jedoch der Radius des Innendurchmessers 5 Zentimeter statt 4 Zentimeter beträgt. Es ist zu erkennen, daß sich eine erheblich geringere Kompensation ergibt, da die Kurve E'' hier unterhalb der horizontalen Achse liegt, und zwar bei 9,5 Zentimetern weiter, als die Kurve E oberhalb der horizontalen Achse liegt.The curves in Fig. 11 refer to a configuration in which the dimensions are the same as those of Fig. 9, but the radius of the inner diameter is 5 centimeters instead of 4 centimeters. It can be seen that a considerably smaller compensation results, since the curve E'' here lies below the horizontal axis, namely at 9.5 centimeters, further than the curve E lies above the horizontal axis.

Fig. 12 zeigt eine Kurve für eine Konfiguration, bei der die Abmessungen denen in Fig. 9 entsprechen, wobei jedoch der Abstand des Ringes vom Ende des Jochs 0,6 Zentimeter statt 0,4 Zentimeter beträgt. Es ist zu erkennen, daß sich eine etwas geringere Kompensation ergibt, so daß die Kurve E''' die horizontale Achse bei 9,5 Zentimetern kreuzt. Dies wurde für eine optimale Kompensation gehalten.Fig. 12 shows a curve for a configuration where the dimensions are the same as in Fig. 9, but the distance of the ring from the end of the yoke is 0.6 centimeters instead of 0.4 centimeters. It can be seen that a slightly smaller compensation results, so that the curve E''' crosses the horizontal axis at 9.5 centimeters. This was considered to be an optimal compensation.

Zwar werden keine Kurven geliefert, die zeigen, wie sich Veränderungen der Ringbreite auf den Kompensationseffekt auswirken, doch wird im allgemeinen die Verkleinerung der Breite den Kompensationseffekt reduzieren, während die Vergrößerung der Breite den Effekt eher steigern wird.Although no curves are provided showing how changes in ring width affect the compensation effect, in general, decreasing the width will reduce the compensation effect, while increasing the width will tend to increase the effect.

Daher ist den obengenannten Figuren 9-12 zu entnehmen, daß die Veränderung der verschiedenen Größenparameter des bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung Auswirkungen auf die Kompensationsleistung des Ringes durch Aufhebung der durch Jochwicklungskomponenten bedingten Magnetfeldkomponenten auf der Z-Achse vor dem Bildschirm hat.Therefore, it can be seen from Figures 9-12 above that changing the various size parameters of the preferred embodiment of the present invention affects the compensation performance of the ring by cancelling the magnetic field components on the Z axis in front of the screen due to yoke winding components.

Durch ein Verständnis dieser Auswirkungen kann jemand der die vorliegende Erfindung in der Praxis verwirklicht, Anpassungen erreichen, die zur Optimierung des Aufhebungseffekts für wünschenswert gehalten werden.By understanding these effects, one practicing the present invention can make adjustments deemed desirable to optimize the cancellation effect.

In einem Experiment mit einem tatsächlichen Prototypen in Verbindung mit einer von der Matsushita Company hergestellten ITC mit der Seriennummer M34JDJ00X01 wurde ein Ferritring bereitgestellt, der aus gewöhnlichem linearem Ferrit mit einem u-Faktor von ca. 1.000-3.000 und einem Rho-Faktor von mehr als 1 Megaohm pro Kubikzentimeter bestand und folgende Abmessungen aufwies: Innenmaß 111 mm (4 3/8"), Breite 9 mm (3/8"), Dicke 3 mm (1/8"). Es stellte sich heraus, daß dieser Ring hervorragende Aufhebungseffekte erzeugte, wenn er in Kontakt mit umlaufenden Drahtabschnitten des mit dieser ITC bereitgestellten Jochs plaziert wurde, wobei die einzigen Abstände sich allein durch die Isolierung der Jochdrähte ergaben.In an experiment with an actual prototype in conjunction with an ITC manufactured by the Matsushita Company, serial number M34JDJ00X01, a ferrite ring was provided consisting of ordinary linear ferrite with a u-factor of approximately 1,000-3,000 and a rho factor of more than 1 megohm per cubic centimeter, and having the following dimensions: inside dimension 111 mm (4 3/8"), width 9 mm (3/8"), thickness 3 mm (1/8"). This ring was found to produce excellent cancellation effects when placed in contact with circumferential wire sections of the yoke provided with this ITC, the only clearances being provided by the insulation of the yoke wires.

Zu beachten ist, daß auch andere Konfigurationen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. So kann zum Beispiel, wie in Fig. 13 dargestellt, mit Gewinn ein Ring mit einem Lippenabschnitt 62 verwendet werden, wobei man glaubt, daß die Lippe 62 dazu dient, die Aufhebung des unerwünschten Feldes zu fördern. Allerdings führt die zusätzliche Bearbeitung, die erforderlich ist, um die in Fig. 13 dargestellte Konfiguration herzustellen, zu einem teureren Artikel, als der Ring 50 es ist.It should be noted that other configurations may be used in accordance with the present invention. For example, as shown in Figure 13, a ring having a lip portion 62 may be used to advantage, it being believed that the lip 62 serves to promote cancellation of the undesirable field. However, the additional machining required to produce the configuration shown in Figure 13 results in a more expensive article than the ring 50.

Eine weitere mögliche Konfiguration besteht aus einem Ring, der aus zwei Abschnitten gebildet wird, wie in Fig. 14 dargestellt.Another possible configuration consists of a ring formed from two sections, as shown in Fig. 14.

Des weiteren ist mit Hilfe von Spritzgußverfahren, zum Beispiel unter Verwendung von mit Ferritpartikeln imprägniertem Nylon, eine Ringkonfiguration mit einem Querschnitt möglich, wie er in Fig. 15 dargestellt ist. Es wird geglaubt, daß diese Konfiguration ebenfalls für die Formung eines Aufhebungsfeldes vorteilhafte Eigenschaften aufweist. Allerdings stellt auch sie einen teureren Artikel dar, als es ein einfacher flacher Ferritring ist, wie er oben beschrieben wurde.Furthermore, by means of injection molding techniques, for example using nylon impregnated with ferrite particles, a ring configuration with a cross-section as shown in Fig. 15 is possible. This configuration is also believed to have advantageous properties for forming a cancellation field. However, it also represents a more expensive article than a simple flat ferrite ring as described above.

Fig. 17 zeigt einen sechseckig geformten Ring, der ein weiteres Ausführungsbeispiel darstellt, beispielsweise für den Einsatz mit einem sechseckig konfigurierten Joch.Fig. 17 shows a hexagonally shaped ring which represents another embodiment, for example for use with a hexagonally configured yoke.

Abschließend können Ausführungsbeispiele auch mit Metallaminaten mit konventionellem u-Faktor hergestellt werden, wobei sich Ringe mit einem Querschnitt ergeber, wie er in Fig. 16 dargestellt ist.Finally, embodiments can also be produced with metal laminates with a conventional u-factor, resulting in rings with a cross-section as shown in Fig. 16.

Claims (5)

1. Eine Kathodenstrahlröhrenvorrichtung, umfassend1. A cathode ray tube apparatus comprising einen Bildschirm (14),a screen (14), ein Mittel zur Erzeugung eines Strahls geladener Partikel, der von hinten auf den Schirm gerichtet ist,a means for generating a beam of charged particles directed onto the screen from behind, eine sattelförmige Ablenkspule (16, 18), die hinter dem Bildschirm angebracht ist und ein Magnetfeld zur Ablenkung des Strahls über den Schirm sowie eine unerwünschte, sich vor dem Bildschirm ausbreitende Magnetstrahlung erzeugt, unda saddle-shaped deflection coil (16, 18) mounted behind the screen and generating a magnetic field for deflecting the beam across the screen and unwanted magnetic radiation propagating in front of the screen, and ein Mittel zur Reduktion der unerwünschten Magnetstrahlung vor dem Bildschirm,a means of reducing unwanted magnetic radiation in front of the screen, dadurch gekennzeichnet, daßcharacterized in that das Mittel zur Reduktion der unerwünschten Magnetstrahlung vor dem Bildschirm ein magnetisches Shuntmittel (50) umfaßt, das sich zwischen der Spule und dem Bildschirm befindet und einen Ring aus magnetisch permeablem Material umfaßt, der in der Nähe des Wickelkopfes der Spule oder in Kontakt mit diesem positioniert ist und um die Kathodenstrahlröhre herum angebracht ist.the means for reducing unwanted magnetic radiation in front of the screen comprises a magnetic shunt means (50) located between the coil and the screen and comprising a ring of magnetically permeable material positioned near or in contact with the winding head of the coil and mounted around the cathode ray tube. 2. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Ring flach ist und aus linearem Ferrit besteht.2. A device according to claim 1, wherein the ring is flat and made of linear ferrite. 3. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Ring einen rechteckigen Querschnitt aufweist.3. A device according to claim 1 or 2, wherein the ring has a rectangular cross-section. 4. Eine Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Ring einen L-förmigen Querschnitt aufweist.4. A device according to claim 1 or 2, wherein the ring has an L-shaped cross-section. 5. Eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei der der Ring mehrere Abschnitte umfaßt.5. A device according to any one of claims 2 to 4, wherein the ring comprises a plurality of sections.