МАГНИТОСТАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВЕДЕНИЯ ЛУЧЕЙ ЦВЕТНОЙ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ Российский патент 1994 года по МПК H01J29/51 

Изобретение относится к элементам систем цветного телевидения и может быть использовано для сведения лучей цветных электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) в телевизорах и дисплеях электронно-вычислительных устройств.

В настоящее время для сведения лучей цветной ЭЛТ используются многополюсные постоянные кольцевые магниты, которые установлены на цилиндрическом хомуте, который, в свою очередь, устанавливается на горловине настраиваемой ЭЛТ.

Для уменьшения числа кольцевых магнитов было предложено магнитостатическое устройство ленточного типа [1] . В таком устройстве имеется один кольцевой магнит, представляющий собой кольцевую магнитную полосу, охватывающую горловину настраиваемой ЭЛТ и намагничиваемую в процессе сведения лучей с тем, чтобы получить расположение магнитных полюсов на магнитной полосе и распределение ее намагниченности, обеспечивающие сведение лучей. Намагничивание магнитной полосы производится путем подачи соответствующих намагничивающих импульсов тока.

Процесс сведения лучей с помощью такого устройства отличается большой сложностью и требует использования ЭВМ для управления подачей намагничивающих импульсов. Такое устройство практически невозможно использовать для сведения лучей в процессе эксплуатации ЭЛТ, так как оно требует для сведения лучей сложного и дорогого оборудования. Вместе с тем, в процессе эксплуатации ЭЛТ в результате изменения ее параметров, влияния окружающих магнитных полей и др. может возникнуть расхождение лучей. Невозможность сведения лучей в процессе эксплуатации ЭЛТ особенно отрицательно сказывается при использовании ее в дисплее, где предъявляются очень высокие требования к сходимости лучей.

Кроме того, несмотря на возможность использования для сведения лучей всего лишь одного кольцевого магнита, масса такого магнита, который выполняется из дорогостоящей ферритовой пластмассы, остается весьма большой (около 15 г).

Более простой и традиционный процесс сведения лучей можно обеспечить при использовании устройства, содержащего несколько (обычно от шести до семи) многополюсных постоянных кольцевых магнитов, эксцентрично установленных на цилиндрическом хомуте, надеваемом на горловину ЭЛТ [2] . Сведение лучей обеспечивается путем поворота эксцентрично установленных кольцевых магнитов вокруг оси горловины ЭЛТ и перемещения хомута с магнитами относительно горловины вдоль ее оси.

Такое устройство не требует использования сложного оборудования в процессе сведения лучей и позволяет осуществлять такое сведение при расхождении лучей в процессе эксплуатации ЭЛТ. Однако необходимость использования большого числа эксцентрично установленных магнитных колец делает устройство довольно сложным. Общая масса кольцевых магнитов велика (около 60 г), что делает устройство доpогим из-за необходимости большого количества ферритовой пластмассы. Стоимость устройства повышается также из-за необходимости часто менять быстро изнашивающиеся пресс-формы, используемые для изготовления кольцевых магнитов. Большая масса кольцевых магнитов делает устройство тяжелым и снижает его надежность из-за увеличения вероятности смещения его при действии ударных нагрузок и нарушения в результате этого сведения лучей. Необходимость нахождения оптимального положения для большого числа кольцевых магнитов увеличивает затраты времени на сведение лучей, которые составляют около 3 мин.

Целью изобретения является упрощение устройства для сведения лучей ЭЛТ, уменьшение его массы и стоимости, повышение его надежности и уменьшение затрат времени на сведение лучей.

Цель достигается тем, что в известном магнитостатическом устройстве для сведения лучей цветной электронно-лучевой трубки, содержащем цилиндрический хомут, на котором установлены постоянные магниты, постоянные магниты размещены по окружности хомута с образованием между ними угловых промежутков и установлены с возможностью поворота вокруг осей, проходящих относительно хомута в радиальных направлениях, при этом каждый магнит имеет два разноименных магнитных полюса, расположенных у обращенных во взаимно противоположные стороны краев магнита по разные стороны от оси его поворота так, что линия, соединяющая магнитные полюса магнита, проходит поперек этой оси.

Расположение магнитных полюсов у обращенных во взаимно противоположные стороны краев магнита необходимо для создания достаточно большой напряженности магнитного поля в месте нахождения соответствующего луча. Расположение магнитных полюсов по разные стороны от оси поворота магнита так, что линия, соединяющая полюса, проходит поперек этой оси, обеспечивает перемещение пятна, образуемого лучом на экране ЭЛТ, по замкнутой траектории при повороте этого магнита на 360о вокруг соответствующей оси. В результате, путем выбора углов поворота магнитов, а также углового положения хомута с магнитами на горловине ЭЛТ в большинстве случаев можно легко и быстро добиться сведения ее лучей. Предлагаемое устройство имеет очень простую конструкцию, а используемые в нем магниты - очень малые размеры и массу, что уменьшает массу устройства и его стоимость и повышает его надежность. Изготавливать магниты можно без пресс-форм, что снижает стоимость изготовления устройства.

Число магнитов, используемых в устройстве, может быть различным. Для сведения лучей в ЭЛТ дисплеев достаточно иметь два магнита, угловые промежутки между местами установки которых составляют 180± 20^о, т. е. от 160 до 200^о.

Для сведения лучей в телевизионных трубках целесообразно использовать четыре магнита, установленных так, что угловые промежутки между местами их установки составляют 90± 15^о, т. е. от 75 до 105^о.

Возможно использование и другого числа магнитов, например трех, пяти и т. д. , размещенных по окружности хомута с образованием угловых промежутков между ними.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство с двумя магнитами, надетое на горловину ЭЛТ; фиг. 2 и 3 иллюстрируют отклонение луча ЭЛТ при разных углах поворота магнита; на фиг. 4 изображено предлагаемое устройство с четырьмя магнитами.

В соответствии с фиг. 1 магнитостатическое устройство для сведения лучей содержит цилиндрический хомут 1, на котором установлены два постоянных магнита 2 и 3, размещенных по окружности хомута с образованием между ними угловых промежутков, составляющих около 180о. Магниты 2 и 3 представляют собой квадратные пластинки (см. также фиг. 2) из ферритовой пластмассы, которые приклеены по центру соответственно к концам держателей 4 и 5, проходящих через отверстия в хомуте 1. Держатели 4 и 5 установлены с возможностью поворота вместе с магнитами 2 и 3 вокруг осей 6 и 7, проходящих в радиальных направлениях относительно хомута 1. Каждый из магнитов 2 и 3 имеет два разноименных полюса, расположенных у обращенных во взаимно противоположные стороны краев магнита по разные стороны от оси его поворота (см. также фиг. 2), при этом линия, соединяющая магнитные полюса каждого из магнитов 2 и 3, проходит поперек оси поворота этого магнита.

Концы хомута 1 соединены с помощью болта 8 с гайкой 9.

Для сведения лучей ЭЛТ хомут 1 вместе с магнитами 2 и 3 надевается на горловину 10 настраиваемой ЭЛТ, в которой проходят три луча: красный, зеленый и синий, и слегка зажимается на ней с помощью болта 8 и гайки 9 так, чтобы магниты 2 и 3 были прижаты к поверхности горловины 10 ЭЛТ, но могли поворачиваться вокруг осей 6 и 7 с помощью держателей 4 и 5. Это легко осуществить благодаря упругости ферритовой пластмассы.

Процесс сведения лучей поясняется фиг. 2 и 3. Фиг. 2 схематически изображает частичный вид по стрелке А на фиг. 1 при четырех разных положениях магнита 3, и положение ближайшего к этому магниту луча ЭЛТ; фиг. 3 схематически изображает вид, аналогичный фиг. 1, но без магнита 3, а также направления отклонения ближайшего к магниту 2 луча ЭЛТ при разных положениях этого магнита.

В соответствии с фиг. 2 луч 11 направлен слева направо (что соответствует направлению электрического тока в луче в противоположную сторону), а в соответствии с фиг. 3 - навстречу наблюдателю.

В соответствии с фиг. 2а, когда магнит 2 расположен так, что его северный полюс обращен вверх, а южный полюс обращен вниз, ближайший к магниту 2 луч 11 ЭЛТ в соответствии с "правилом левой руки" отклоняется в горизонтальном направлении в сторону магнита 2, как показано стрелкой на фиг. 3а. Если магнит 2 повернуть так, что он займет положение, показанное на фиг. 2б, луч ЭЛТ будет претерпевать отклонение в вертикальной плоскости дважды, так как он дважды пересекается горизонтальными силовыми линиями поля магнита, проходящими от северного полюса к южному. В первом случае луч в соответствии с тем же правилом будет отклоняться в вертикальной плоскости вниз, а во втором - вверх, как показано на фиг. 2б. В результате при попадании луча на экран ЭЛТ луч окажется отклоненным вверх. Это направление отклонения показано стрелкой на фиг. 3б. Если магнит повернуть еще на 90^о в положение, показанное на фиг. 2в, луч отклоняется по горизонтали в сторону от магнита, как показано на фиг. 3в. Если магнит повернуть в положение, показанное на фиг. 2г, луч отклоняется по вертикали вниз, как показано на фиг. 3г.

Таким образом, поворот магнита 2 вокруг оси 6 вызывает перемещение ближайшего к нему луча на экране ЭЛТ по замкнутой кривой, которая, как показывает практика, при квадратной форме магнита близка к окружности. Поворот магнита 2 будет влиять и на отклонение других лучей, расположенных от него на более значительном расстоянии, чем ближайший к нему луч 11, но это влияние будет значительно слабее, так как усилие, отклоняющее луч, уменьшается пропорционально квадрату расстояния до магнита.

Аналогичным образом путем поворота магнита 3 вокруг оси 7 можно управлять отклонением другого луча, например луча 12 (фиг. 3а). Если пренебречь влиянием поворота магнитов на удаленные от них лучи, то можно представить, что два луча, один из которых ближе расположен к одному из магнитов, а другой - к другому, при повороте магнитов будут перемещаться по пересекающимся замкнутым траекториям, совмещаясь в точках их пересечения. Для совмещения их с третьим лучом необходимо, чтобы его положение совпадало с одной из этих точек пересечения. Такое совпадение можно обеспечить путем поворота хомута 1 вместе с магнитами 2 и 3 вокруг оси горловины ЭЛТ, в результате чего размеры и положение замкнутых траекторий перемещения лучей, а следовательно, и точек их пересечения будут изменяться.

В реальных условиях поворот каждого магнита будет оказывать влияние не только на ближайший к нему луч, но и на более дальние. Как показала практика, однако, при сведении лучей ЭЛТ дисплеев, в которых один из лучей (зеленый) всегда с высокой точностью расположен в центре ЭЛТ, двух магнитов оказывается вполне достаточно для быстрого совмещения всех трех лучей на экране ЭЛТ. Магниты 2 и 3 не обязательно должны быть установлены точно друг против друга, и вполне удовлетворительные результаты обеспечиваются при отклонении их от диаметрально противоположного положения на угол до 20^о.

После установки магнитов 2 и 3 в положения, обеспечивающие сведение лучей, затягивается болт 8 с гайкой 9, обеспечивая фиксацию хомута 1 и магнитов 2 и 3 в требуемых положениях относительно горловины 10 ЭЛТ.

В процессе сведения лучей телевизионных трубок, в котором точность центрирования зеленого луча относительно невысока, использование двух магнитов не всегда может обеспечить сведение всех трех лучей. В этом случае целесообразно использовать устройство с четырьмя магнитами, показанное на фиг. 4. В таком устройстве магниты целесообразно располагать через угловые промежутки, составляющие 90± 15^о. В остальном выполнение и установка магнитов в устройстве с четырьмя магнитами аналогичны их выполнению и установке в устройстве с двумя магнитами, показанном на фиг. 1.

Конструкция с четырьмя магнитами дает больше возможностей для изменения положения лучей и траекторий их перемещения при повороте магнитов и обеспечивает возможность быстрого сведения лучей во всех типах ЭЛТ телевизоров и дисплеев.

Изобретение допускает использование различного числа магнитов, выполненных и установленных как описано выше и размещенных по окружности хомута с образованием между ними угловых промежутков. Возможно, например, использование устройств с тремя, пятью и т. д. магнитами. Другое число и расположение магнитов могут оказаться целесообразным, например, для сведения лучей в трубках, имеющих более трех лучей.

Предлагаемое устройство позволяет осуществлять сведение лучей при использовании магнитов, имеющих очень малые размеры и массу (около 0,3 г каждый по сравнению с общей массой магнитов в известном устройстве с кольцевыми магнитами, составляющей около 60 г). Это позволяет сэкономить дорогостоящую ферритовую пластмассу и повысить надежность устройства благодаря уменьшению инерции магнитов и всего устройства и тем самым чувствительности к ударным нагрузкам. Устройство имеет очень простую и легкую конструкцию (общая его масса составляет около 6,3 г), и его легко изготовить. Важным достоинством предлагаемой конструкции является простота и дешевизна изготовления магнитов, которые изготавливаются путем разрезания ленты, получаемой протягиванием через фильеру, без использования быстро изнашивающихся пресс-форм. Предлагаемое устройство позволяет также значительно сократить время, необходимое для сведения лучей. Как показали испытания, это время составляет около 1 мин, т. е. в три раза меньше, чем в устройстве с кольцевыми магнитами.

Использование: телевидение, сведение лучей в цветных электронно-лучевых трубках. Сущность изобретения: магнитостатическое устройство содержит цилиндрический хомут, по окружности которого размещены постоянные магниты, установленные с возможностью поворота вокруг радиальных осей. Каждый из магнитов имеет два разноименных магнитных полюса, расположенных у обращенных во взаимнопротивоположные стороны краев магнита по разные стороны от оси его поворота. Магниты могут быть очень малого размера и массы и легко изготавливаются из магнитной ленты, что позволяет снизить стоимость устройства и повысить его надежность при работе. Использование устройства позволяет также сократить время, необходимое для сведения лучей. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. МАГНИТОСТАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВЕДЕНИЯ ЛУЧЕЙ ЦВЕТНОЙ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ТРУБКИ, содержащее цилиндрический хомут, на котором установлены постоянные магниты, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и уменьшения его массы и стоимости, постоянные магниты установлены по окружности хомута с угловыми промежутками и с возможностью поворота вокруг осей, проходящих через магнит в радиальном направлении относительно хомута, при этом каждый магнит имеет два разноименных магнитных полюса, расположенных у противоположных краев магнита по разные стороны от оси поворота и на прямой, пересекающей эту ось. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что угловые промежутки между местами установки постоянных магнитов составляют 160 - 200^o. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что угловые промежутки между местами установки постоянных магнитов составляет 75 - 105^o.