SE452077B - DEVICE FOR REDUCING UNUSED LECKFIELD APPEARING IN FRONT OF THE CATHODRALER SCREEN - Google Patents

Description

452 077 snabbt varierande fältet genom induktion framkallar - låt vara extremt svaga - elektriska strömmar i kroppen. 452 077 rapidly varying the field by induction induces - let alone extremely weak - electric currents in the body.

Ett katodstrâlerörs avlänkningsenhet har två system av avlänkningsspolar, nämligen för linjeavlänkning respek- tive bildfältsavlänkning. Varje bildfält innefattar fle- ra hundra sveplinjer, minst cirka 300 och ibland upp till 1000. Av vad nyss sagts om tidsderivatans betydel- se följer, att eventuell inverkan från det magnetfält som ombesörjer bildfältsavlänkningen är försumbar i jämförelse med inverkan från magnetfältet från linje- avlänkningsspolarna. Av denna orsak kommer här fort- sättningsvis i princip endast det sistnämnda magnet- fältet att diskuteras.The deflection unit of a cathode ray tube has two systems of deflection coils, namely for line deflection and image field deflection, respectively. Each image field includes several hundred scan lines, at least about 300 and sometimes up to 1000. From what has just been said about the significance of the time derivative, it follows that any influence from the magnetic field which provides the image field deflection is negligible compared to the influence of the magnetic field from the line deflection coils. . For this reason, in principle only the latter magnetic field will continue to be discussed here.

Det elektrostatiska fältet kan hindras från att tränga utanför apparaten genom att detsamma "uppfångas" vid bildskärmen medelst nâgra lämpliga elektriskt ledande organ. Dessa kan utgöras av ett finmaskigt metalltråds- nät eller av ett transparent skikt på glasytan av ett konduktivt material, t.ex. tennoxid. Ett sådant arrange- mang kan även ge en viss minskning av det elektromag- netiska fältet utanför apparaten, men för att en sådan minskning skall uppnås måste trådgittret eller motsva- rande ges sådana dimensioner, att läsbarheten avsevärt försämras. Man har därför försökt att enligt andra prin- ciper eliminera de oönskade elektromagnetiska fälten utanför apparaterna. Innan dessa försök nedan kortfat- tat kommenteras, skall dock erinras om den konfigura- tion och struktur som magnetfältet från linjeavlänk- ningsspolarna uppvisar.The electrostatic field can be prevented from penetrating outside the apparatus by "capturing" it at the screen by means of any suitable electrically conductive means. These can consist of a fine-mesh metal wire mesh or of a transparent layer on the glass surface of a conductive material, e.g. tin oxide. Such an arrangement can also give a certain reduction of the electromagnetic field outside the apparatus, but in order for such a reduction to be achieved, the wire grid or the like must be given such dimensions that the readability is considerably impaired. Attempts have therefore been made to eliminate the unwanted electromagnetic fields outside the devices according to other principles. Before these experiments are briefly commented on below, however, it must be recalled that the configuration and structure shown by the magnetic field from the line deflection coils.

Avlänkningsspolarna befinner sig där rörets hals över- går i dess koníska del. 1 och för sig skulle lindning- arna kunna sluta före detta övergångsparti, så att elektronstrålen påverkades enbart inom rörhalsen. Sär- 452 077 skilt vid moderna bildrör av vidvinkeltyp - konvinklar på upp till 114° förekommer - skulle emellertid että sådant arrangemang vara opraktiskt och oekonomiskt ur såväl utrymmessynpunkt som med avseende på erforderlig strömstyrka genom lindningarna. Man har därför valt en annan väg att uppnå tillräcklig avlänkningsvinkel, näm- ligen låtit avlänkningslindningarna sträcka sig ett stycke upp längs bildrörets koniska del. Fältet kommer därför att utbredas framåt och att uppvisa relativt hög fältstyrka även i bildskärmsplanet och utanför detta.The deflection coils are located where the neck of the pipe passes into its conical part. 1 and separately, the windings could close the former transition portion, so that the electron beam was affected only within the tube neck. However, especially in the case of modern wide-angle type picture tubes - cone angles of up to 114 ° occur - such an arrangement would be impractical and uneconomical from the point of view of space as well as with respect to the required current through the windings. Another way has therefore been chosen to achieve a sufficient deflection angle, namely to allow the deflection windings to extend a bit up along the conical part of the picture tube. The field will therefore be spread forward and to show relatively high field strength also in the display plane and outside it.

Mätbar fältstyrka, dock lägre, uppträder även i andra riktningar utanför bildröret. Visserligen är fältstyr- kan omvänt proportionellt mot kuben på avståndet från strålningskällan, men eftersom den är hög där - ström- styrkan i avlänkningslindningarna uppgår till flera ampere - blir den avsevärd även i apparatens närhet. I medvetande om detta faktiska förhållande begränsar Sta- tens Strålskyddsinstitut inte längre sina mätningar av externa magnetfält till området rakt framför bildskär- men utan mäter även i övriga riktningar.Measurable field strength, however lower, also occurs in other directions outside the picture tube. Admittedly, the field strength is inversely proportional to the cube at the distance from the radiation source, but since it is high there - the current in the deflection windings amounts to several amperes - it also becomes considerable in the vicinity of the device. Aware of this factual situation, the Swedish Radiation Protection Institute no longer limits its measurements of external magnetic fields to the area directly in front of the monitor, but also measures in other directions.

'Ett känt sätt att minska den erforderliga magnetiska .fältstyrkan inuti katodstrâleröret - och därmed även fältstyrkan hos det externa läckfältet - är att använ- da ett rör med liten konvinkel, vilket i motsvarande grad reducerar den elektromagnetiska avlänkningskraften.A known way of reducing the required magnetic field strength inside the cathode ray tube - and thus also the field strength of the external leakage field - is to use a tube with a small cone angle, which correspondingly reduces the electromagnetic deflection force.

Vid oförändrad storlek hos bildskärmen blir dock vid ett sådant utförande bildröret längre, vilket i sin tur kräver större bygglängd hos hela apparaten, vilket är en nackdel.With an unchanged size of the screen, however, in such an embodiment the picture tube becomes longer, which in turn requires a larger construction length of the entire apparatus, which is a disadvantage.

Det har även föreslagits att minska fältstyrkans tids- derivata genom sänkning av linjefrekvensen. Detta krä- ver dock att antingen bildfrekvensen minskas, vilket ger ökat flimmer, eller att antalet linjer i bilden mås- te minskas, vilket ger försämrad upplösning, i båda 452 077 fallen synergonomiska nackdelar.It has also been proposed to reduce the field strength time derivatives by lowering the line frequency. However, this requires that either the frame rate be reduced, which results in increased flicker, or that the number of lines in the frame be reduced, which results in reduced resolution, in both 452 077 cases synergonomic disadvantages.

Ett annat sätt att minska tidsderivatan är att sänka hastigheten hos elektronstrâlens återgång mellan svep- linjerna. Om man gör detta utan att sänka linjefrekven- sen eller upplösningen, måste man dock öka videobit- frekvensen, vilket ställer högre krav på videoförstär- karen och på det digitala systemsan genererar videosig- nalen, innebärande en kostnadsökning. Teoretiskt är det visserligen fullt tänkbart att alternativt låta strå- len generera video även under återgångsrörelsen. Detta ställer dock mycket stora krav på linearitet hos svep- signalen och stabilt fasläge och är troligen inte genom- förbart till rimlig kostnad.Another way to reduce the time derivative is to reduce the speed of the return of the electron beam between the sweep lines. If you do this without lowering the line frequency or resolution, however, you must increase the video bit rate, which places higher demands on the video amplifier and on the digital system that generates the video signal, which means a cost increase. Theoretically, it is admittedly entirely conceivable to alternatively let the beam generate video even during the return movement. However, this places very high demands on the linearity of the sweep signal and a stable phase position and is probably not feasible at a reasonable cost.

Slutligen har det föreslagits att i serie med avlänk- ningsspolarna koppla in strömledare, som sträcker sig i bildskärmsplanet längs dennas överkant och underkant och bakåt utmed bildrörets koniska del. Tanken är att dessa strömledare skall alstra ett kompenserande externt fält, som skall vara motriktat störfältet från avlänknings- lindningarna och härigenom utsläcka detta. Ett på så sätt alstrat kompensationsfält kommer dock att få sin största inverkan bakom bildskärmen. Enligt denna metod 'skulle man alltså kunna uppnå en minskad fältstyrka i området rakt framför bildskärmen men detta till priset av en ökad fältstyrka vid sidorna genom att det kompen- serande fältet där adderar sig till läckfältet (avlänk- ningslindningar av sadeltyp förutsätts).En annan nack- del med ett så genererat kompensationsfält är att hela detsamma passerar genom katodstråleröret och följakt- ligen stör avlänkningsförloppet, dvs. deformerar bil- den. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma 452 077 en anordning av den ovan diskuterade typen, vilken för- mår reducera det primära läckfältet utan tillkomst av de ovannämnda nackdelar som uppträder enligt hittills kända eller föreslagna principer. Det primära störfäl- tet skall med andra ord kunna reduceras med bibehållna dimensioner hos apparaten, med oförändrad läsbarhet på bildskärmen, utan förhöjda funktionella krav på video- förstärkare eller svepgenerator och till en i samman- hanget obetydlig merkostnad. En enligt uppfinningen ut- förd anordning kännetecknas i huvudsak därav, att in- till bildskärmens plan är anordnade lindningar, anord- nade att generera ett kompenserande magnetfält, som är antiparallellt med läckfältet, har väsentligen samma fältstyrka som och varierar synkront med detta.Finally, it has been proposed to connect current conductors in series with the deflection coils, which extend in the screen plane along its upper edge and lower edge and backwards along the conical part of the display tube. The idea is that these current conductors should generate a compensating external field, which should be opposite to the interference field from the deflection windings and thereby eliminate this. However, a compensation field generated in this way will have its greatest impact behind the monitor. According to this method, one could thus achieve a reduced field strength in the area directly in front of the monitor, but this at the cost of an increased field strength at the sides by the compensating field there adding to the leakage field (deflection windings of the saddle type are assumed). disadvantage of such a generated compensation field is that the whole of it passes through the cathode ray tube and consequently disturbs the deflection process, ie. deforms the image. The object of the present invention is to provide a device of the type discussed above, which is capable of reducing the primary leakage field without the creation of the above-mentioned disadvantages which occur according to hitherto known or proposed principles. In other words, the primary interference field must be able to be reduced with retained dimensions of the device, with unchanged readability on the screen, without increased functional requirements for video amplifiers or sweep generators and at a context insignificant additional cost. A device embodied according to the invention is characterized mainly in that windings are arranged in front of the plane of the monitor, arranged to generate a compensating magnetic field which is antiparallel to the leakage field, has substantially the same field strength and varies synchronously therewith.

En utföringsform av uppfinningen beskrivs nedan med hän- visning till ritningen, vars figurer är starkt schema- tiska och endast återger de i föreliggande sammanhang aktuella detaljerna.An embodiment of the invention is described below with reference to the drawing, the figures of which are highly schematic and only represent the details relevant in the present context.

Fig. 1 visar en vertikalsektion genom en bildskärmster- minal och visar den principiella utbredningen framför apparaten av det magnetfält, BL/D, som härrör från av- länkningslindningarna.Fig. 1 shows a vertical section through a display terminal and shows the principal extension in front of the apparatus of the magnetic field, BL / D, which originates from the deflection windings.

Fig. 2 motsvarar fig. 1 men visar en apparat, vilken för- setts med en kompenseringsanordning enligt uppfinningen.Fig. 2 corresponds to Fig. 1 but shows an apparatus which is provided with a compensating device according to the invention.

Framför bildskärmen har visats fältbilden för det kom- penserande magnetfältet, BC, varvid avlänkningslind- ningarna antagits vara strömlösa.In front of the screen, the field image of the compensating magnetic field, BC, has been displayed, whereby the deflection windings are assumed to be electroless.

Fig. 3 visar det resulterande magnetfält, BR, vilket er- hålles genom vektoriell addition av de båda fälten en- ligt fig. 1 och 2.Fig. 3 shows the resulting magnetic field, BR, which is obtained by vector addition of the two fields according to Figs. 1 and 2.

Fig. 4 visar ett principkopplingsschema för en anord- 452 077 ning enligt uppfinningen.Fig. 4 shows a principle circuit diagram for a device according to the invention.

,Fig. 5 är ett diagram, vars båda kurvor illustrerar den kraftiga reduktion av den resulterande fältstyrkan framför bildskärmen, som uppnås med hjälp av det kompen- serande magnetfältet., FIG. 5 is a diagram, both curves of which illustrate the sharp reduction of the resulting field strength in front of the display, which is achieved by means of the compensating magnetic field.

Med 1 har betecknats ett katodstrålerör, som har en bildskärm 2 och.ett halsparti 3. I övergången mellan rö- rets koniska del och halspartiet befinner sig en avlänk- ningsenhet 4, med lindningar av sadeltyp. Såsom ovan nämnts, innebär denna konstruktion att fältet BL/D ut- breder sig kraftigt framåt. Den aktuella apparatens chassi har betecknats 5. Utanför denna finns ett apparat- hus 6, vanligen i form av en plastkåpa.Denoted by 1 is a cathode ray tube, which has a monitor 2 and a neck portion 3. In the transition between the conical part of the tube and the neck portion there is a deflection unit 4, with windings of the saddle type. As mentioned above, this construction means that the field BL / D expands sharply forward. The chassis of the device in question has been designated 5. Outside this there is a device housing 6, usually in the form of a plastic cover.

Fig. 2 visar en apparat, vilken försetts med en kompen- sationsanordning enligt uppfinningen. Denna anordning består enligt den illustrerade utföringsformen av tre lindningar 7, 8 och 9. Lindningarna 7 och 8 alstrar det kompenserande magnetfältet, BC, vilket som synes är an- tiparallellt med fältet BL/D heten. Lindningarnas amperevarvtal väljs så, att i om- från linjeavlänkningsen- rådet framför bildskärmen de båda fältens intensiteter blir ungefär lika stora. Fältet B sluts bakåt genom apparatchassit 5, vilket förutsätâs bestå av metall på konventionellt sätt. Det skall emellertid understrykas, att den bana genom vilket det magnetiska flödet passe- rar bakåt från lindningen 7 åter till lindningen 8 inte behöver utgöras av apparatchassit utan kan bestå av vil- ken som helst lämplig komponent med hög magnetisk perme- abilitet, exempelvis en kärna av ferrit. Vidare behöver inte hela flödet passera genom en sådan komponent, utan för erhållande av optimal fältkonfiguration är det tvärt- om en fördel att en del av fältlinjerna passerar enbart genom luft. Detta har markerats i fig. 2, där beteck- 452 077 ningen 9 avser en hjälplindning med uppgift att framdri- va kompensationsfältet i området bakom bildskärmen. Fig. 4 visar ett principkopplingsschema för lindningarna 7, 8 och 9. Dessa är som synes seriekopplade inbördes och i serie anslutna mellan avlänkningsenheten 4 och linje- transformatorn 10. Strömmarnas och magnetfältets rikt- ningar har markerats. Den visade inkopplingen av kompen- sationslindningarna representerar ett praktiskt och opti- malt sätt att tillfredsställa kravet på att de båda fäl- ten skall variera synkront. Detta villkor kan dock upp- fyllas på andra sätt.Fig. 2 shows an apparatus which is provided with a compensation device according to the invention. According to the illustrated embodiment, this device consists of three windings 7, 8 and 9. The windings 7 and 8 generate the compensating magnetic field, BC, which appears to be antiparallel with the field BL / D. The ampere speed of the windings is chosen so that in the area from the line deflection area in front of the monitor the intensities of the two fields become approximately equal. Field B is closed backwards through the apparatus chassis 5, which is assumed to consist of metal in a conventional manner. It should be emphasized, however, that the path through which the magnetic flux passes backwards from the winding 7 back to the winding 8 need not consist of the apparatus chassis but may consist of any suitable component with high magnetic permeability, for example a core of ferrite. Furthermore, the entire flow does not have to pass through such a component, but in order to obtain an optimal field configuration, it is on the contrary an advantage that some of the field lines pass only through air. This has been marked in Fig. 2, where the designation 9 refers to an auxiliary winding with the task of propelling the compensation field in the area behind the screen. Fig. 4 shows a principle circuit diagram for the windings 7, 8 and 9. These are apparently connected in series with each other and in series between the deflection unit 4 and the line transformer 10. The directions of the currents and the magnetic field have been marked. The connection shown by the compensation windings represents a practical and optimal way of satisfying the requirement that the two fields must vary synchronously. However, this condition can be met in other ways.

Fig. 5 slutligen visar fältstyrkans tidsderivata uttryckt i millitesla per sekund som en funktion av avståndet från bildskärmen, i centimeter. Den övre kurvan visar en apparat med okompenserat fält BL/D, medan den undre visar tidsderivatans värden hos en enligt uppfinningen kompenserad apparat. Man ser att i området för normala betraktningsavstând, ungefär 30-50 cm, den resulterande fältstyrkan är praktiskt taget lika med noll, medan den vid det okompenserade utförandet är åtminstone en tio- potens högre.Fig. 5 finally shows the field strength time derivatives expressed in millitesla per second as a function of the distance from the monitor, in centimeters. The upper curve shows an apparatus with uncompensated field BL / D, while the lower one shows the values of the time derivative of an apparatus compensated according to the invention. It can be seen that in the range of normal viewing distances, approximately 30-50 cm, the resulting field strength is practically equal to zero, while in the uncompensated design it is at least one ten-potency higher.

Claims (6)

452 077 Qatentkrav452 077 Qatent requirements 1. Anordning för att vid sådana apparater, särskilt bildskärmsterminaler, TV-mottagare, radarskärmar av typ PPI och persondatorer, vilka har ett katodstrålerör (1), som arbetar med elektromagnetisk avlänkning av elektron- strålen, reducera de delar av de av avlänkningslind- ningarna (4) genererade magnetfälten, vilka såsom oöns- kade läckfält (BL/D) uppträder framför katodstrålerörets bildskärm (2), k ä n n e t e c k n a d av att i plan, som är åtminstone väsentligen parallella med bild- skärmens plan, befinner sig lindningar (7, 8), vilka är anordnade att matas med ström, som varierar synkront med strömmen genom avlänkningslindningarna, och vilka fram- för bildskärmen alstrar ett kompenserande fält (BC), vars fältlinjer är antiparallella med läckfältets och vars fältstyrka är väsentligen lika stor som läckfältets, så att detta blir väsentligen utsläckt inom ett område framför bildskärmen motsvarande normala betraktningsav- stånd,A device for reducing in such apparatus, in particular monitor terminals, television receivers, PPI radar monitors and personal computers, having a cathode ray tube (1) operating electromagnetic deflection of the electron beam, those parts of the deflection windings (4) generated magnetic fields, which appear as unwanted leakage fields (BL / D) in front of the cathode ray tube display (2), characterized in that in planes which are at least substantially parallel to the plane of the display, there are windings (7, 8), which are arranged to be supplied with current, which varies synchronously with the current through the deflection windings, and which in front of the screen generates a compensating field (BC), whose field lines are antiparallel to the leakage field and whose field strength is substantially equal to that of the leakage field, that this is substantially extinguished within an area in front of the monitor corresponding to normal viewing distances, 2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att lindningarna (7, 8) är seriekopplade med varandra och med apparatens linjetransformator (10). 7Device according to Claim 1, characterized in that the windings (7, 8) are connected in series with one another and with the line transformer (10) of the apparatus. 7 3. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e - t e c k n a d av att det kompenserande fältet (BC) bakom bildskärmen (2) sluts via en flödesbana, som åt- minstone delvis består av ett material med låg reluktans, lämpligen ferrit eller stålplåt.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the compensating field (BC) behind the monitor (2) is closed via a flow path, which at least partly consists of a material with low reluctance, preferably ferrite or steel sheet. 4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda del av flödesbanan innefattar apparatens chassi_(5).Device according to claim 3, characterized in that said part of the flow path comprises the chassis (5) of the apparatus. 5. Anordning enligt krav 3 eller 4, k ä n n e - t e c k n a d av att för framdrivning av det kompense- rande fältet (BC) bakom bildskärmen (2) finns en hjälp- lindning (9). 452 077Device according to Claim 3 or 4, characterized in that an auxiliary winding (9) is provided for propelling the compensating field (BC) behind the screen (2). 452 077 6. Anordning enligt något av_ krav 3-5, k ä n n e' - t e c k n a d av att hjälplindningen (9) omger nämnda del med låg reluktans.Device according to any one of claims 3-5, characterized in that the auxiliary winding (9) surrounds said part with low reluctance.