专利名称：偏转线图磁分路器的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示装置，特别是涉及到一种能使到达阴极射线管显示器屏前的外部有害磁辐射减少的装置。
阴极射线管通常有辅助线圈，即偏转线圈，以提供一变化的磁场去偏转电子来，用以实现光栅扫描。此磁场除在阴极射线管内偏转电子束以实现阴极射线管的显示外，还散布到管外，甚至达到屏的前面。此外部磁场是无益的，常要设法减少这部分偏转线圈的磁场。
现有技术中已披露了使偏转线圈磁场减弱的方式，例如有一个做法是在马鞍形偏转线圈的项上，或在沿径向离开或邻接此线圈处，配置由一些亥姆霍兹线圈。这些线圈与偏转线圈耦合，在其内感生一电动努，使产生一磁场，此磁场有助于拆消屏前线管的磁场。然而，这种解决问题的办法成本高昂，装置笨重。
另一种解决办法是将阴极射线管周围屏蔽起来，由于在屏蔽物中感生的涡流而使磁辐射减弱。但这种解决问题的办法成本也很高，而且仅使屏前面的磁场有微弱的减少。
因此，需要有一种能把阴极射线管屏前的多余磁场减弱到可允许程度的装置，此装置应是廉价的，小巧的。
本发明用于带阴极射线管的阴极射线装置中，阴极射线管有用以观看的屏;有从背面射向屏并与管子的中心轴平行的带电粒子束，但此带电粒子束可以借助磁力偏离轴向;还有偏转线圈，此偏转线圈由与轴平行的铜丝扇形体产生磁分量并由沿圆周配置的铜丝扇形体形成的磁分量，在线圈前方形成一网状分布的磁场。由于在线圈和屏之间采用配置磁分路器的措施，此措施减弱了在线圈前面网状分布的磁场。磁分路器是由导磁材料制成，其形状和位置要根据偏转线圈来选择，使线圈前方的网状分布的磁场最少。
本发明可用由较便宜的线性铁诠氧材料做成扁平的环或类似物。因此，成本是很低的。而且所试验的实施例已经表明，将其用于阴极射线管后，可使阴极射线管屏前面的有害辐射大大地减弱。
在下文结合附图讨论本发明的优选实施例时，将一步展示本发明的上述的和其他的目的和优点。
图1表示装有完整偏转线圈的电子管组件的有关部分。
图2是图1所示的装有完整偏转线圈的电子管组件的上、下偏转线圈的多一匝线圈的简图。
图3是表示沿图1所示典型偏转线圈的z轴上的磁场强度分布曲线。
图4是按照本发明的优选实施例，在图1所示的电子管组件上加装环50后的与图1类似的图。
图5是按照本发明的优选实施例加装环50后的与图2类似的图。
图6是表示图4和图5中所给的环的有效μ值和实际μ值相比的曲线。
图7是在与图3相同的坐标轴上表示环50对网状磁场A的作用的一组曲线。
图8是表示环50对图3所示的线圈末端部磁场的作用的一组曲线。
图9是图7所示曲线的2·5cm以右部分的放大图。
图10是与图9所示曲线类似的曲线，只是环50距偏转线圈的距离略有不同。
图11是与图9类似的曲线图，只是环50的内径范围与图9的稍有不同。
图12是与图9类似的曲线，只是环50距偏转线圈端部的距离与图9和图10的不同。
图13是另一实施例的图，它有一唇缘部分62。
图14示出又一实施例的图，环是分成两部分的。
图15示出用某种材料的注模工艺加工成的实施例，例如在尼龙材料中注入铁诠氧微粒。
图16是用具有通常μ值的金属叠层板材制造的环的再一实施例的部分截面图。
图17是表示有六角形形状的又一个实施例。
图1表示装有完整偏转线圈的电子管组件10的相应部分，此组件10包括其前端有显示屏14的阴极射线管12和上、下水平偏转线圈16、18。如所周知，偏转线圈16、18在其间产生一变化的磁场，此磁场作用于阴极射线管12内，使管内的电子束偏转，对屏14的整个表面进行水平扫描。
图2是图1所示的上、下偏转线圈16、18的一匝线圈的简图。线圈20是偏转线圈16的单独一匝线圈，而线圈22是偏转线圈18的单独一匝线圈。如图所示电流i流过每个线圈以产生作用于水平方向偏转电子束上的变化磁场。线圈20、22的有用部分是轴向部分24、26、28、30，它们产生主偏转磁场。
线圈的圆周分布的部分(线圈两端部)32、34、36、38仅起使线圈20、22完成回路的作用。换句话说，对偏转线圈16、18的工作来说不是必要的。在屏14(图1)前的杂散分布的磁场主要是由线圈的圆周分布部分32、34、36、38产生的，此杂散分布的磁场是有害的，应设法减弱的。实际上此杂散分布的磁场是偏转线圈主磁场和线圈末端磁场的矢量和。由于线圈末端磁场分量较大，此矢量和将与线圈末端磁场的极性一致，而且这两者随着距离的增加以同样的速率减弱。
图2给出了x、y和z轴，其坐标原点在圆周分布线圈部分34、38所在的平面内，并定位在该平面的中心。z轴与阴极射线管12(图1)的中心轴相重合。要注意，上、下两半部分20、22相对于x-z平面和y-z平面是对称的。
如所周知，在实际工作中上、下线圈是相互连接的，以便沿z轴产生一偶极场。据已知的线圈形状和电流，磁场B可由下式给出
其中J是电流，R表示方向，而R则是到z轴上p点(文中误为T-译者)的距离。
把如图1所示的典型行偏转线圈用像铁淦氧这样的高导磁材料屏蔽后，其磁场B的分布曲线A示于图3中。实际磁场B是一定向磁场，示于图3的曲线仅表示此磁场沿z轴的大小，即强度。横座标的单位是厘米，纵坐标的单位是高斯。此曲线表示一典型有电流流过的偏转线圈所产生的磁场，这磁场能将20KV的电子束偏转40°角。
图3的曲线A、BC分别表示总磁场，轴向线圈产生的部分磁场和末端线圈产生的部分磁场。曲线A表示分别由曲线B和C所代表的磁场的矢量和的大小。在典型的无补偿偏转线圈中，离偏转线圈前端55cm处，磁场约在1000～2000毫微泰斯拉范围内。诚然这不是很大的磁场，然而，按照本发明，这个磁场能被减少到更少的程度。在下述优选实施例中，实际试验测定，在55cm处可减少到200毫微泰斯拉。
图4是表示按照本发明的优选实施例，在图1所示装有完整偏转线圈的电子管组件10上加装由线性铁诠氧做成起磁分路器作用的金属环50。
图5表示在图2所示的线圈20、22的前面配置上铁诠氧环50后的相应形状和铁诠氧环50的位置。
如上所述，环50是由线性铁诠氧制成。线性铁诠氧是变压器和偏转线圈生产中常用的公知材料。按照优选实施例，环50有相当高的导磁率μ和高的体电阻率ρ，如每立方厘米1兆欧以上。如此高的ρ值使涡流处于最小值。不然的话，由于负载对偏转线圈的影响，就需要更多的能量激励偏转线圈。在本发明的一些实例中，如用超出通常μ值的金属选片制造时就有这种负载效应，在优选实施例中则应保持低的涡流并避免这种负载效应。环50的截面积是足够大的，以避免饱和。
参看图6，它表示一个环的有效的μ即μe相对实际μ即μa的变化曲线，该环是被置于图5所示的线圈20、22前面的环50。可以看到，当μa很少时，μe随着μa的增加而急剧增大，然后到达某一点，在该点以后，虽然μa继续增加，μe却不再增加，而保持常数。数值1000代表某点，例如点52处所对应的μ值，点52是此处所说的采用线性铁诠氧材料做成的有典型尺寸的环所对应的点。如果μ值选择为10，则将处于图6所示曲线的倾斜区域53处，这样一种材料必将对制造公差，工作温度等诸因素的变化十分敏感，由于这些因素的复化，就使其特性极不稳定。用选择导磁率处于平坦部分即图6所示曲线的水平曲域的方法，就能避免上述有害的特性变化。然而考虑到材料的成本，在能保证所要求的稳定性的前提下，尽量选用导磁率低的材料。
图7是按照本发明的优选实施例，在与图3同样的坐标轴上，表示一个扁平环对如图3所示网状磁场A的作用的一组曲线，例如此扁平环是图4中的环50。图7中的曲线A与图3中的曲线A相同。图7中的曲线D表示由于环50的磁化作用所形成的磁场分布。而曲线E则表示曲线A和D联合作用的合成曲线。
图8示出一组曲线，用以帮助我们更好地理解末端线圈磁场分量D对总磁场A的作用。此组曲线包括表示末端线圈磁场分量的曲线D和另外两条用来帮助理解的曲线。曲线C与图3中的曲线C相同。曲线F是表示由曲线D和C联合作用的总的磁场分布的曲线。请注意，图8中的横坐标与图3和7中的横坐标相同，为看得更清楚起见，将纵坐标(垂直磁场)的刻度放大了。
如上所述，曲线D表示环单独存在时理论上的磁场分布。由于末端线圈磁场的磁化力产生一内在的磁场。环的存在减弱了此末端线圈的磁场。减弱的程度通过改变环的尺寸、环和偏转线圈之间的间隙等可变量来控制，下面将详细讨论。还应指出，位于阴极射线管屏前区域的网状可多余磁场是由末端线圈磁场和主偏转磁场共同形成的。本发明的任务就是要想法减弱此杂散磁场。在理想减弱的情况下，经过矫正后的末物线圈磁场F与主偏转磁场大小相等方向相反，其矢量和为零。实际上，阴极射线管屏前的网状可测杂散磁场不可能衰减到零。但是应用本发明的上述方法，此多余磁场可减少到非常小的水平。
图7横坐标上2.5cm以右的部分示于图9中。为更清楚地观察曲线在此区域的变化情况，纵坐标的刻度比图7的放大了。为突出显示曲线A、E的变化，图9中仅绘出图7中的曲线A和E，曲线D未绘出。注意观察，在9.5cm附近曲线E已非常接近表征磁场为零的横轴了。
曲线E是一具有典型结构的阴极射线管偏转线圈经补偿后的曲线，补偿方法是在离线圈末端0.4cm处置一用铁诠氧做成的环50，环内径为4cm，厚0.2cm，宽1cm，导磁率为1000-3000，电阻率ρ≥1MΩ/cm3。此处所说的环的宽度指的是由外径减去内径的径向宽度。
图10～12是与图9所示的曲线类似的、但环的结构与图9的略有不同的曲线。在图10中，除环离偏转线圈末端的距离外，环的其余所有参量均与图9的相同。图10所示的曲线是环离偏转线圈末端的距离为0.3cm时的曲线。可以看到，已经过补偿了，曲线E′离横轴也稍远些了，如在9.5cm处即是。
图11是其他参量都与图9相同，只是环内半径不是4cm，而是5cm。可以看到，补偿严重不足，在9.8cm处曲线E″落在横轴下面去了，这是该点一个比横轴上曲线E大得多的量值造成的。
图12所示曲线是其他尺寸都与图9一样，只是把环到偏转线圈的距离由0.4cm增加到0.6cm后的曲线。可以看到，补偿稍微减少些后，使曲线E′″在9.5cm处与横轴相交。这意味着达到最佳补偿。
曲线中没有表示出环的宽度变化对补偿的影响。通常，缩短环的宽度将使补偿变弱，而增加环的宽度将使补偿增强。
因此，由上述图9-12可以看出，在本发明的优选实施例中如何改变这些尺寸参量才能使环的特性更能抵消偏转线圈绕组在屏前z轴上所产生的磁场分量，达到补偿的目的。通过对这些效应的了解。用本发明的方法能获得具有最佳抵消作用的矫正器。
在实际试验中是用Matsushita公司所制造的M34JDJ00×01系列的装有完整偏转线圈的电子管组件和用普通线性铁淦氧做成的铁诠氧环，环的μ＝1000-3000，ρ＞1MΩ/cm3，内径4 3/8 吋，宽 3/8 吋，厚 1/8 吋。当将此环对着电子管组件的偏转线圈的圆周分布部分放置，间距为只要能确保与偏转线圈绝缘即可，这时此环能产生良好的补偿作用。
必须指出，也可以应用本发明的其他结构，如图13所示的带有唇缘62的环60。此唇缘60起着增强对有害磁场抵消的作用。但由于图13所示结构机械加工要复杂些，因此比环50的成本要高。
另一种可供选择的环是由两部分构成的，如图14所示。
此外，运用注模工艺，例如将铁诠氧微粒注入尼龙，能制成如图15所示截面结构的环。这种结构能提供一具有矫形性能的有效的补偿磁场。但它也比上述简单的扁平铁诠氧环成本要高些。
图17示出了在另一实施例中与六角形偏转线圈配合应用的六角形环。
最后需要指出，上述实施例中的这些环都可以用具有常规μ值的金属叠层板材制做成具有图16所示截面形状的环。
这里按照优选的和其他的变化的实施例对本发明进行了讨论，应注意本领域的技术人员很容易地就能对本发明加以修改和变换，但这些都没有超出此处所列的本发明的精神和范围。所有这些变换和修改都将包括在所附的权利要求的范围内。
权利要求
1.一种减少阴极射线装置的屏前面的网状分布磁场的装置，它包括用以产生荷电粒子束的装置，此带电粒子束从屏后射到所说的屏上并与中心轴平行，但可以用磁力使之偏离所说的轴；及一偏转线圈，它相对于所说的轴具有由与轴平行的铜丝扇形体产生的磁分量和由沿圆周配置的铜丝扇形体产生的磁分量，并在所说的线圈前方产生网状分布的磁场；其特征在于在所说的线圈和所说的屏之间配置有磁分路器装置；所说的磁分路器装置由导磁材料做成，其结构和位置要根据所说的线圈选择，以使所说的线圈前的所说的网状分布磁场减少。
2.按照权利要求1所说的装置，其特征是所说的磁分路器装置是一由导磁材料做成的与所说的中心轴基本同轴的环。
3.按照权利要求1所说的装置，其特征是所说的磁分路器装置是一种线性铁诠氧制品，它有这样的导磁特性，即取决于其结构和位置的有效μ实质上当实际μ变化时改变很小。
全文摘要
一种用来减弱阴极射线装置的屏前网状分布磁场辐射的装置。在这样的阴极射线装置中有一偏转线圈，此偏转线圈相对于中心轴有轴向分布和沿圆轴分布的铜丝扇形体，在屏前产生一有害的多余磁场。本发明提供一配置在偏转线圈和屏之间的磁分路器，此磁分路器由导磁材料制成，其结构和位置根据线圈而定，它能在所说的线圈前面的所选择的位置处对网状分布的磁场有最佳的最大消除，以便通过此磁分路器的作用得到感磁场的最佳综合的减少。
文档编号H01J29/00GK1031297SQ8810437
公开日1989年2月22日 申请日期1988年7月12日 优先权日1987年8月13日
发明者约瑟夫·弗朗希斯·赫维斯 申请人:国际商用机器公司