NL8602397A

NL8602397A - Beeldweergeefinrichting met ontstoringsmiddelen.

Info

Publication number: NL8602397A
Application number: NL8602397A
Authority: NL
Original assignee: Philips Nv
Priority date: 1985-10-25
Filing date: 1986-09-23
Publication date: 1987-05-18
Also published as: US4914350A; CN86106886A; NO864238L; AU606583B2; CA1276674C; ATE75091T1; DE3684870D1; US4947083A; CN1012300B; SG32561G; KR870004489A; HK146995A; JP2965073B2; NO864238D0; EP0220777B1; EP0220777A1; JPS62100935A; KR940006263B1; AU6431286A

Description

et . ______ * . i * PHN 11883 1 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Beeldweergeefinrichting met ontstoringsmiddelen.

De uitvinding heeft betrekking op een beeldweergeefinrichting voorzien van een beeldbuis, waarvan het :· achterste gedeelte bestaat uit een cilindervormige hals waarin zich een inrichting bevindt voor het opwekken van elektronenbundels, terwijl het 5 voorste gedeelte bestaat uit eên afgeknotte kegel, waarvan het wijdste deel zich aan de voorzijde bevindt en een beeldweergeefscherm met : fosforen bevat, alsmede van een rond de beeldbuis gemonteerde · elektromagnetische afbuigeenheid voor het afbuigen van elektronenbundels over het beeldscherm, bevattende een lijnafbuigspoel en een 10 beeldafbuigspoel, welke lijn- en beeldafbuigspoel bij bekrachtiging magnetische velden met tenminste een dipoolcomponent opwekken.

Recentelijk zijn er voor bepaalde typen beeldweergeefinrichtingen, en wel met name voor monitoren, strengere normen ingevoerd ten aanzien van het magnetische stoorveld dat zij om 15 zich heen mogen produceren. Tot dusverre zijn er bij beeldweergeefinrichtingen wel ééns afschermingen toegepast, zoals bijvoorbeeld een omhulling van de beeldbuis-afbuigeenheid combinatie met een metalen conus, maar dergelijke afschermingen zijn meer bedoeld om de invloed van externe velden op de beeldweergeefinrichting tegen te gaan, 20 dan om door de beeldweergeefinrichting opgewekte magnetische stoorvelden te verminderen. Een belangrijke bron van magnetische stoorvelden is de lijnafbuigspoel, daar deze, in tegenstelling tot de beeldafbuigspoel, met hoogfrequente stromen (frequenties in het gebied van 10 tot 100 kHz) bedreven wordt. Het is nu eenmaal niet mogelijk om een goed 25 werkende afbuigspoel te ontwerpen die geen strooiveld produceert. Zou men het strooiveld door middel van een afscherming willen elimineren, dan is een dergelijke afscherming pas effectief als de beeldbuis-afbuigeenheid combinatie ook aan de beeldschermzijde wordt afgeschermd.

Aan de uitvinding ligt de opgave ten grondslag om aan 30 vereiste stralingsnormen te voldoen zonder het gebruik van afschermmiddelen. Deze opgave wordt volgens de uitvinding bij een beeldweergeefinrichting van de in de aanhef genoemde soort opgelost, 860 233 7 t *. .-¾ PHN 11883 2 doordat deze voorzien is van een ontstoringsspoelsysteem dat zodanig georiënteerd en bekrachtigbaar is, dat gemeten op een voorafbepaalde afstand van de beeldweergeefinrichting ten minste de sterkte van het lokale magnetische dipoolveld beneden een gewenste norm ligt.

5 De uitvinding berust op het inzicht, dat voor het ontstoren van magnetische velden op grote afstand van de storende bron (afstanden van bijvoorbeeld meer dan 3 m) het voldoende is om alleen de dipoolcomponent te compenseren. Afbuigeenheden bevatten ook hogere orde (bijvoorbeeld zespool en tienpool) componenten, maar de sterkte daarvan 10 neemt veel sneller met toenemende afstand af dan de sterkte van de dipoolcomponent waardoor hun bijdragen op een afstand van ongeveer 50 cm al verwaarloosbaar zijn. Het magnetische dipoolmoment nu van een storende bron kan gecompenseerd worden door een stroomlus met het tegengestelde dipoolmoment toe te voegen. Dit dipoolmoment kan verkregen 15 worden door één spoel, waarvan de windingen in hoofdzaak in één plat vlak liggen (een stroomlus), welke spoel het juiste aantal windingen, het juiste oppervlak en de juiste oriëntatie heeft, te bekrachtigen. Dat daarbij de ruimtelijke positie van het compenserende dipoolmoment afwijkt van dat van de deflectie unit (dat immers in de 20 buis ligt) maakt op grote afstand (> 3 m) weinig uit. De door de verschillen in dipoolmoment-positie veroorzaakte hogere veldcomponenten zijn. op een afstand van b.v. 50 cm weliswaar duidelijk aanwezig, maar nemen veel sneller met toenemende afstand af dan de sterkte van de dipoolcomponent. Het bekrachtigen kan gebeuren door de ontstoringsspoel 25 in serie met, of parallel aan, de lijnafbuigspoel te schakelen.

De onstoringsspoel dient bij voorkeur een zo groot mogelijk oppervlak te beslaan. Hoe groter het oppervlak is, hoe minder energie er nodig is om een gewenst magnetisch dipoolmoment te

O

genereren. Een oppervlak van 1 tot 10 dm is m de praktijk ï.h.b.

30 geschikt gebleken.

Het aantal windingen van de ontstoringsspoel kan gering (minder dan 10) zijn. In veel gevallen kan al met 2 tot 6 windingen volstaan worden.

Een uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de 35 uitvinding wordt gekenmerkt, doordat op het buitenoppervlak van de afgeknotte beeldbuiskegel twee ontstoringsspoelen, symmetrisch ten opzichte van het symmetrievlak van de lijnspoel, zijn aangebracht. Een 8602387 • «Γ « ΡΗΝ 11883 3 uitvoeringsvorm die ook.in staat is het veld te reduceren op afstanden van ongeveer 50 cm wordt gekenmerkt door twee ontstoringsspoelen, die aan de buitenzijde van de afbuigeenheid, symmetrisch t.o.v. het symmetrievlak van de lijnspoel, zijn aangebracht, welke spoelen geknikt 5 zijn en eventueel ook één of meer windingen hebben die (ter plaatse van de knik) binnen de spoelomtrek oversteken.

Enige uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding zullen aan de hand van de tekening worden toegelicht.

Figuur 1a toont een perspectivisch aanzicht van een 10 beeldweergeefinrichting die voorzien is van een ontstoringsspoel volgens de uitvinding;

Figuur 1b toont schematisch een lijnafbuigspoel;

Figuur 2 toont een assenstelsel waarin een stroomlus is getekend; 15 Figuur 3 toont een beeldbuis waarop twee ontstoringsspoelen zijn aangebracht.

Figuur 4 toont schematisch een spoelhuis combinatie met daarbij twee ontstoringsspoelen met knik en tussen winding, welke bedoeld zijn om ook op afstanden van 50 cm al een reductie te geven.

20 Figuur 5 toont een beeldbuis in langsdoorsnede met schematisch aangegeven afbuig- en ontstoringsspoelen.

Figuur 1a toont een perspectivisch aanzicht van een in een kast 2 geplaatste afbuigeenheid beeldbuis-combinatie van het in de aanhef genoemde type welke voorzien is van ontstoringsmiddelen volgens 25 de uitvinding. Ter wille van de duidelijkheid zijn alle details die voor een goed begrip van de uitvinding niet van belang zijn weggelaten.

De beeldbuis heeft een cilindervormige hals 1 en een afgeknotte kegel 3 waarvan het wijdste deel zich aan de voorzijde van de buis bevindt en een (niet getekend) beeldscherm bevat.

30 Het beeldscherm bevat fosforen die, wanneer zij getroffen worden door elektronen, oplichten in een voorafbepaalde kleur. In het achterste gedeelte van de hals 1 bevindt zich een elektronenkanonsysteem 7 (schematisch aangegeven). Ter plaatse van de overgang tussen de hals 1 en de kegel 3 is op de buis een schematisch aangeduide afbuigeenheid 9 35 aangebracht die onder meer een tweetal lijnafbuigspoelen 11 bevat voor afbuiging van de elektronenbundels in horizontale richting. Zoals in figuur 1b schematisch is aangegeven kunnen de lijnafbuigspoelen 11 8602397 PHN 11883 4 bijvoorbeeld zadelvormige spoelen zijn waar in de bedrijfstoestand een zaagtandsvormige stroom met een frequentie tussen 10 en 100 kHz, bijvoorbeeld een frequentie van ongeveer 64 kHz doorheen stroomt. In het algemeen zijn de lijnafbuigspoelen 11 omgeven door een (niet getekend) 5 ringvormig kernelement van zachtmagnetisch materiaal, de zogenaamde yokering.

Ervan uitgaande dat het stralingsveld van een spoel met yokering even groot maar tegengesteld is aan dat van een spoel zonder yokering is voor grote afstanden de spoel op te vatten als een 10 stroomkring met een gegeven magnetisch moment, (zie figuur 2).

Voor een stroomkring met stroom nl op een straal R is het magnetisch moment gegeven door: M =TC R2nl 15

Als de kring in het x-z vlak ligt en als het veld in dit vlak wordt gemeten (bijvoorbeeld op een plaats recht voor de spoel) dan heeft men alleen met de B -component te maken.

Daarvoor geldt: 20 B* = /Uq M/4TC z3 (1) 25 Wordt de spoel vervangen door een ring met een straal van 4 cm en met n

, O

= 100 windingen bi] I = 2A dan wordt Μ = * 1 Am .

Het veld BQ in het centrum van zo'n spoel is niet met bovenstaande formule uit te rekenen; voor BQ geldt: 30 Bq = /UQ nl/2r =31.4 Gauss Mét yokering zou dat ongeveer het dubbele worden en dat is inderdaad ongeveer het veld van een practische deflectiespoel.

35 Op grond van formule (1) is het lijnspoelveld op 1 m afstand: 8302337 * | _ PHN 11883 5 B^(1 m) - jViQ/4 U- = 1CT? tesla = 1 mGauss

Met een hulpkringstroom met kleine nl-waarde en grote 5 straal, zó dat het magnetische moment hetzelfde is als dat van de spoel zelf, is dit stralingsveld te compenseren.

Als de straal van de compensatielus Rc = 20 cm dan is met 10 ncl/nl = (R/Rc)2 = 1/25 juist compensatie te vinden. Dus voor nc = 4 windingen. Op deze wijze is bijvoorbeeld op een afstand van 3 m en verder van de stralingsbron 15 een reductie van 40 dB te realiseren.

Het is op basis van het bovenstaande principe dat in de kast 2 van de beeldbuis-afbuigeenheid combinatie van figuur 1a een ontstoringsspoel 12 is ingebouwd. Een eenvoudige wijze van monteren is bijvoorbeeld tegen het bovenoppervlak van de kast 2. Via aansluitdraden 20 13 kan de ontstoringsspoel 12 verbonden worden met een geschikte voedingsschakeling. Hij kan bijvoorbeeld in serie (of parallel) staan met de lijnafbuigspoel 11.

De oriëntatie van de ontstoringsspoel 12 is zodanig, dat het bij stroomdoorgang door deze spoel op een voorafbepaalde afstand 25 (bijvoorbeeld 3 m) opgewekte magnetische dipoolmoment het magnetische dipoolmoment van het storende onderdeel compenseert. Daartoe dient het dipoolmoment van de onstoringsspoel evenwijdig aan, en tegengesteld gericht te zijn ten opzichte van, het dipoolmoment van het storende onderdeel. Het storende onderdeel is in de eerste plaats de 30 lijnafbuigspoel. Ook de lijntrafo kan echter een stoorveld genereren en is dan als storend onderdeel te beschouwen. In dat geval geldt:

Evenwijdige dipoolmomenten afkomstig van één of meer onderdelen kunnen met één stroomlus gecompenseerd worden. Niet-evenwijdige dipoolmomenten kunnen met één lus gecompenseerd worden 35 wanneer de frequentie en de fase van de te compenseren dipoolmomenten dezelfde zijn.

Figuur 3 toont een kleurenbeeldbuis 14 die een §33 2 3 9 7 PHN 11883 ' 6 afbuigeenheid 15 draagt. Kleurenbeeldbuizen zijn vaak voorzien van zogenaamde degaussingspoelen 16a, 16b. Deze degaussingspoelen 16a, 16b liggen op de buitenzijde van de afgeknotte beeldbuiskegel, symmetrisch ten opzichte van het (X-Z) vlak waarin de drie elektronenkanonnen 5 17 liggen. Daar de degaussingspoelen alleen bij het aanzetten van het apparaat als zodanig gebruikt worden, is het in principe mogelijk om ze tijdens bedrijf zodanig te bekrachtigen dat ze op een bepaalde afstand een dipoolmoment opwekken dat het dipoolmoment van het storende onderdeel compenseert.

10 De uitvinding maakt het dus mogelijk om de magnetische strooivelden van een apparaat, bevattende een aantal directe storende bronnen (lijntrap, deflectiespoel) en een aantal indirecte bronnen ("reflectoren", grondplaten) te compenseren met behulp van een ontstoringsspoel met een beperkt aantal windingen en met een bepaalde 15 diameter.

Door het aantal windingen laag en de diameter groot te kiezen is altijd aan de voorwaarden te voldoen: 1. De magnetische dipoolmomentvector is gelijk aan de som van de dipoolmomenten van alle directe bronnen in het apparaat.

20 2. De belasting op de voeding en de verstoring op de componenten in het apparaat zelf (met name de deflectiespoel) is voldoende klein.

Figuur 4 toont een deflectie unit met twee "geknikte" ontstoringsspoelen, met een liggend deel 18, resp. 19 en een rechtop staand deel 18a resp. 19a. Door het aantal windingen in het 25 ópstaande deel anders te kiezen dan in het liggende deel (waardoor tussenwindingen 20, resp. 20a nodig zijn) en de maten van zowel het liggende als het opstaande deel goed te kiezen kan al een aanzienlijke veldreductie op afstanden vanaf ongeveer 50 cm gerealiseerd worden.

De werking van het spoelenarrangement van fig. 4 wordt 30 aan de hand van fig. 5 duidelijk gemaakt. Het storende veld van de deflectiespoel 26 kan globaal worden opgevat als een dipool in de buis 27 {= spoel 21). De compensatie gebeurt met de spoelen 22 en 23 welke symmetrisch t.o.v. het symmetrievlak van de lijnspoel van de deflectie unit 26 zijn aangebracht. Echter: ten gevolge van de afstand Δ 35 tussen de spoelen 22 en 23 ontstaat er een 6-pool component, en ten gevolge van de afstand Δ X een 4-pool component. Als de spoelen 22, 23 naar voren geschoven worden (om Δ X en dus de 4-pool te reduceren) neemt 8602397 i ................

4 PHN 11883 7 Δ Y-j toe en daarmee de 6 pool. Daarom blijft Δ klein is; de 6-pool kan wat gereduceerd worden door de diameter van de spoelen 22 en 23 te vergroten, wat wel tot gevolg heeft dat Δ X toe moet nemen, omdat de spoelen niet in de buis kunnen steken. Met de twee verticale spoelen 24 5 en 25 wordt voornamelijk een 4 pool opgewekt, evenredig met de grootte van de spoel, de stroom door de spoelen en de afstand Δ Y2- Door een goed samenspel tussen spoelgroottes en stroomsterkten kunnen dan de 4, 6 en ook 8 polen geneutraliseerd worden. T.a.v. de 8 polen geldt dat alle spoelen niet zodanig groot mogen worden dat ze de meetcirkel gaan raken 10 want dan gaan de 8 polen en zelfs hogere harmonischen een rol spelen.

880233/

Claims

1. Beeldweergeefinrichting voorzien van een beeldbuis, waarvan het achterste gedeelte bestaat uit een cilindervormige hals waarin zich een inrichting bevindt voor het opwekken van elektronenbundels, terwijl het voorste gedeelte bestaat uit een afgeknotte kegel, waarvan het 5 wijdste deel zich aan de voorzijde bevindt en een beeldscherm met fosforen bevat, alsmede van een rond de beeldbuis gemonteerde elektromagnetische afbuigeenheid voor het afbuigen van elektronenbundels over het beeldscherm, bevattende een lijnafbuigspoel en een beeldafbuigspoel, welke lijn- en beeldafbuigspoel bij bekrachtiging 10 magnetische velden met tenminste een dipoolcomponent opwekken, met het kenmerk, dat de inrichting verder voorzien is van een ontstoringsspoelsysteem dat zodanig georiënteerd en bekrachtigbaar is, dat gemeten op een voorafbepaalde afstand van de weergeefinrichting ten minste de sterkte van het lokale magnetische dipoolveld beneden een 15 gewenste norm ligt.

2. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het ontstoringsspoelsysteem één ontstoringsspoel bevat, van welke ontstoringsspoel de windingen in hoofdzaak in één vlak liggen.

3. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 20 de ontstoringsspoel minder dan 10, in het bijzonder 2 tot 6, windingen omvat.

4. Weergeefinrichting volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, 2 dat de ontstoringsspoel een oppervlak van 1 tot 10 dm beslaat.

5. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 25 het ontstoringsspoelsysteem twee ontstoringsspoelen bevat welke op het buitenoppervlak van de afgeknotte beeldbuiskegel, symmetrisch ten opzichte van het symmetrievlak van de lijnspoel, zijn aangebracht.

6. Weergeefinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het ontstoringsspoelsysteem twee ontstoringsspoelen bevat, welke aan de 30 buitenzijde van de afbuigeenheid zijn aangebracht, symmetrisch t.o.v. het symmetrievlak van de lijnspoel en welke geknikt zijn.

7. Weergeefinrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de ontstoringsspoelen één of meer windingen hebben die binnen de spoelomtrek oversteken. 0. d ö 'J /