专利名称：阴极射线管的图像几何形状校正器的制作方法
技术领域：
本发明涉及磁性设备，用于校正创建在阴极射线管屏幕上的图像中的几何缺陷，更具体地，适于其前表面具有高曲率半径的射线管。
背景技术：
通常，用于产生彩色图像的阴极射线管包括发射三种电子束的电子枪，每一束用于在射线管的屏幕上激励一种限定的原色(红、绿或蓝)的荧光体。
在由固定于射线管颈部的偏转设备所创建的偏转场的影响下，电子束扫描射线管的屏幕，该偏转设备也被称作偏转器，包括用于水平和垂直偏转所述电子束的线圈。传统上，由铁磁材料制成的环围绕着偏转线圈，从而将偏转场集中在适当的区域内。
由电子枪产生的三种束必须始终会聚在射线管的屏幕上，否则会引入被称作会聚误差的误差，特别地，引起了色彩的再现失真。为了使这三个共面电子束会聚，已知使用被称作自会聚场的象散偏转场；在自会聚偏转线圈中，通常由水平偏转线圈引起的磁场强度或磁力线在线圈部分的区域内是枕形形式，该部分位于射线管屏幕侧线圈稍靠前的位置上。这相当于将线圈前部的安培匝数密度的较大的三次谐波引入形成了线圈的匝数分布。
此外，由于均匀的水平和垂直偏转磁场的作用，由电子束扫描的体积是金字塔形，其顶部与偏转器的偏转中心相一致，而其与具有非球屏幕表面的相交横断面表现出被称作枕形的几何缺陷。射线管屏幕的曲率半径越大，这种图像的几何变形就越大。自会聚偏转器产生象散偏转场，可以修改图像的南/北和东/西的几何形状。具体地，部分地补偿了南/北的枕形变形。通常，通过与偏转器相关的电路来校正东/西几何缺陷。
但是，当前趋向于具有越来越平坦的屏幕表面的射线管，或是甚至完全平坦的表面，特别地，这放大了图像几何形状的问题；结果，自会聚偏转器再也不能完全地校正南/北枕形的几何形状，而此外，东/西几何缺陷需要越来越强的校正。
为了校正图像几何形状的问题，联系到屏幕的平坦性以及射线管所配备的自会聚偏转设备，存在着多种解决方案，例如专利US3916254和US 3748531所示出的电子校正设备，或申请EP 776125中用于校正东/西枕形缺陷的转换器。
但是，所述解决方案只能校正南/北枕形或东/西枕形，特别地，这使用于校正配备有偏转器的射线管的几何缺陷的设备的设计复杂化。此外，通常由产生插入射线管的电视机的所有功能的电子帧的设计师开发电子校正电路，出于成本的原因，所述设计师希望购买已经校正了这些几何故障的射线管。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于校正南/北和东/西几何缺陷的整体解决方案，该解决方案采用能够装入偏转器的磁性设备的形式，以便生产不需要电子几何校正设备的射线管。
因此，本发明的主题是一种磁性设备，用于以饱和磁性设备的形式校正创建于阴极射线管屏幕上的图像的几何形状，所述磁性设备包括-彼此串联设置的第一组四个线圈，缠绕在磁芯上，水平偏转电流的至少一部分穿过所述线圈，至少一个永磁体将磁场施加到磁芯，所述磁场朝向一对线圈的方向，以及第二对线圈的反方向，其特征在于所述磁性设备还包括-彼此串联的第二组两个线圈，围绕所述磁性设备设置，从而包含了由第一组线圈产生的磁通量，垂直偏转电流的至少一部分穿过这两个线圈，进行设置，以便在磁芯中产生磁通量，所述磁通量朝向第一组中一对线圈的方向，以及第一组中第二对线圈的反方向。
使用以下说明及附图，能够更好地理解本发明及其多个优点，其中-图1示出了本发明要校正的图像的几何变形。
-图2示出了根据现有技术的磁性几何校正器。
-图3是示出了根据现有技术的实施例中的电感的变化的图。
-图4是示出了根据本发明的校正器的典型实施例。
-图5是表示根据垂直偏转电流的电感的变化的图。
-图6示出了本发明的第二实施例。
-图7示出了根据本发明的、插入到阴极射线管的偏转设备中的校正设备。
-图8a和8b示出了当通过根据本发明的校正设备对其进行调制时，偏转电流作为时间的函数的变化。
具体实施例方式
图1示出了在实质上平坦的阴极射线管的屏幕上出现的变形，矩形的图像以枕形形式出现。
本发明针对通过修改水平和垂直偏转电流来校正这些几何缺陷。
东/西枕形变形的出现意味着水平偏转电流Ih在屏幕中心的幅度不足，必须通过减小屏幕边缘A、B、C和D的电流Ih的幅度来进行补偿。必须通过以垂直偏转电流的频率(1/Tv)来调制水平偏转电流的幅度来获得这种效果。因此，水平电流的形状与图8a所示的类似。
南/北枕形变形的出现意味着必须从屏幕的中心向上部和下部增大偏转电流Iv的幅度，从而向外“拉动”图像水平边缘AB和CD的中间位置，增大的幅度必须与未校正的垂直偏转电流成比例，而调制频率必须与水平偏转电流的频率(1/Th)相对应。图8b描述了所需的垂直偏转电流的形状。
图2描述了用于校正水平几何变形或东/西枕形变形的磁性设备。该设备10包括磁芯7，缠绕着磁芯臂的是电感分别是L1、L2、L3和L4的、串联电连接的四个线圈1、2、3和4，并且向其提供水平偏转电流。这些线圈在磁芯中沿一对线圈(1，3)的方向和沿另一对(2，4)的相反方向产生了磁通量ΦH1，、ΦH2、ΦH3和ΦH4。将两个永磁体5和6放置在磁芯的末端8。磁体具有已选择的极性，从而在磁芯臂中产生磁通量ΦS，其方向是-由一对线圈产生的磁通量的方向，-由另一对线圈产生的磁通量的相反方向。
当线圈1、2、3和4中没有电流时，磁体5和6的磁通量ΦS使磁芯磁饱和因此，线圈串联的电感最小。
当线圈1到4中的电流幅度增大时，在偏转电流所产生的磁通量与磁通量ΦS相反的线圈对中，在磁芯中出现与电流幅度成比例的累进减饱和(progressive desaturation)。随后，此线圈对的电感(inductance)随着电流而增大，而另一对的电感实质上保持恒定。当电流Ih从其最小值(-Ih，max)变为最大值(Ih，max)时，则串联的线圈1到4的电感Ls根据如图3所示的曲线变化。
但是，该现有技术没有解决校正图像的南/北几何形状的问题。
图4示出了本发明的第一实施例。
校正设备包括顺序串联的第一组四个线圈33、34、35和36，所述线圈缠绕被永磁体39分为两部分的饱和磁芯40和41，永磁体39通过纵向磁通量ΦS使磁芯40和41饱和。线圈33到36缠绕磁芯，以使线圈对33和34所产生的磁通量(ΦH1，ΦH2)在纵向上朝向一个方向，而35和36所产生的磁通量(ΦH3，ΦH4)在纵向上朝向相反方向。将要向阴极射线管的水平偏转线圈提供的所有或部分水平偏转电流提供给线圈。
校正设备还包括由外部线圈对31和32组成的第二组线圈，所述线圈彼此串联并缠绕磁芯放置，从而包含了由线圈组32到36所产生的磁通量，要向阴极射线管的垂直偏转线圈提供的至少部分垂直偏转电流穿过这两个线圈；设置线圈31和32，以便在磁芯中产生朝向第一组中一对线圈(34，35)的方向的磁通量ΦV1，以及朝向第一组中第二对线圈(36，33)的相反方向的磁通量ΦV2。
图4中所示的多个磁通量方向与通过转换而正向的电流所引起的方向相对应。
优选地，选择永磁体的力，从而在没有水平和垂直偏转电流的情况下，利用磁通量ΦS使磁芯(40，41)饱和。
如图7所示，将校正设备装在阴极射线管的偏转器上，第一组线圈33到36与偏转器52的水平偏转线圈50串联，第二组线圈31和32与所述偏转器的垂直偏转线圈51串联。
校正设备如下进行操作·对于第一组线圈33到36-当垂直偏转电流Iv从零变为其最大值Iv，max时，在线圈对33和36中引起磁芯的累进减饱和。结果，线圈33和36的电感随着电流Iv而增大，而线圈34和35的电感实质上保持恒定。因此，串联线圈33到36的串联电感随着电流Iv的增加而增大。图4示出了这种情况。
-当垂直偏转电流Iv从零变为其最小值-Iv，max时，在线圈对34和35中引起磁芯的累进减饱和。结果，线圈34和35的电感随着电流Iv的绝对值而增大，而线圈33和36的电感实质上保持恒定。因此，串联线圈33到36的串联电感也随着电流Iv的增加而增大。
-结果，如图5所示，线圈串联33到36的总电感Ls作为电流Iv的函数而变化。因此，垂直偏转电流越大，第一组线圈的电感Ls增加得越多。由于与偏转器52的水平偏转线圈50串联地设置了Ls，因此能够与所述幅度成比例地减小施加到这些线圈50上的水平信号的幅度，因此提供了希望的东/西枕形校正。然后，如图8a所示，利用与电流Iv到零的经过相对应的最大幅度Ih0，改变电流Ih。
·对于第二组线圈31和32让我们考虑电流Iv处于其正向最大值的情况。
在图4所示的结构中，线圈34和35所缠绕的磁路饱和的事实意味着由所述线圈所产生的磁通量变化实质上是零，并且不会在与其重叠的第二组的线圈32中感应出任何电流。
相反，线圈31所产生的磁通量ΦV2对围绕其缠绕了线圈33、36的磁路进行减饱和。如果认为线圈33和36是相同的，则由线圈33所缠绕的电路的磁通量(ΦV2+ΦH1)大于由线圈36所缠绕的电路的磁通量(ΦV2-ΦH4)。两个线圈33和36之间的磁通量的变化在线圈31中感应出电流Iv0，这增大了已经在所述线圈中流动的电流。
当电流Iv处于其负向最大值时会出现相同的现象，在这种情况下，线圈32、34和35分别像线圈31、33和36那样起作用。
此外，由于磁路的减饱和与所述电流Iv的幅度成比例，因此电流Iv的幅度的增加Iv0也与所述电流成比例。结果，电流Iv的调制根据图8b进行。该调制能够利用与未校正电流Iv的幅度成比例的幅度，拉开了图像水平线的中间位置。
按照这种方式，垂直偏转线圈中的电流根据图8b，由此提供了希望的南/北枕形校正。
本发明的原理并不局限于上述实施例。图6示出了几何校正设备的第二实施例60，该实施例不再包括中心位置的一个磁体，而是放置于磁芯42两端的两个磁体50和51，以便产生与图4相同的纵向磁通量。这种设置的优点在于使构成校正设备60的部件更容易操纵，例如，改变饱和磁体的力，而无需接触磁芯/线圈组件。可以将图4和图6的两个实施例相结合，特别地，以适应校正设备的基本结构，其中包括中心位置的磁体，通过添加磁芯42末端的磁体，以用于使用了不同偏转电流的多种类型的射线管。
在本发明的另一个实施例(未示出)中，通过与磁芯(40，41)接触放置的缠绕在铁心上的线圈代替了几何校正设备的永磁体39，由DC源向该线圈供电，以便在所述磁芯中产生纵向磁通量ΦS。尽管这种结构更加昂贵，但其优点在于能够提供对磁通量ΦS进行附加调整的部件，这可以使相同的几何校正设备适应多种系列阴极射线管所配备的多个类型的偏转器。
为了减少根据本发明的设备的制造和装配成本，如图6所示，可以在四个相同的部分61、62、63和64中生产磁芯42；这些部分的每一个由与第一组线圈相对应的相同线圈33、34、35和36之一缠绕，在所述线圈中流动着提供给阴极射线管的偏转器的水平偏转线圈的全部或部分偏转电流。
权利要求
1.一种用于阴极射线管的磁性几何校正设备(30，60)，包括-彼此串联设置的第一组四个线圈(33，34，35，36)，缠绕在磁芯(40，41，61，62，63，64)上，提供给所述射线管所配备的偏转器的水平偏转线圈的水平偏转电流的至少一部分穿过所述线圈，-磁性装置(39，50，51)，将磁场施加到磁芯，所述磁场朝向一对线圈的方向以及与第二对线圈的相反方向，其特征在于所述磁性设备还包括-彼此串联的第二组两个线圈(31，32)，围绕所述磁芯设置，从而包含了由第一组线圈所产生的磁通量，提供给所述射线管所配备的偏转器的垂直偏转线圈的垂直偏转电流的至少一部分穿过这两个线圈，进行设置，以便在磁芯中产生磁通量(ΦV1，ΦV2)，所述磁通量(ΦV1，ΦV2)朝向第一组中一对线圈(34，35)的方向，并且朝向第一组中第二对线圈(33，36)的相反方向。
2.根据前一权利要求所述的磁性设备，其特征在于磁芯由两部分(40，41)构成，将磁性装置设置于所述两部分之间。
3.根据前一权利要求所述的磁性设备，其特征在于磁性装置由至少一个永磁体(39，50，51)构成。
4.根据前一权利要求所述的磁性设备，其特征在于包括放置在磁芯末端的两个永磁体(50，51)。
5.根据权利要求2所述的磁性设备，其特征在于磁性装置由缠绕在磁芯上的线圈构成。
6.根据前述权利要求之一所述的磁性设备，其特征在于在不存在偏转电流时，磁性装置使磁芯饱和。
7.根据权利要求1所述的磁性设备，其特征在于磁芯由四部分(61，62，63，64)构成，每一个线圈(33，34，35，36)缠绕所述部分之一。
8.一种阴极射线管，包括根据前述权利要求之一的、用于校正图像的设备。
全文摘要
一种设备，用于校正创建在阴极射线管屏幕上的图像的几何形状，所述校正设备包括彼此串联设置的第一组四个线圈(33，34，35，36)，缠绕在磁芯(40，41)上，水平偏转电流的至少一部分穿过所述线圈，至少一个永磁体(39)将磁场施加到磁芯，所述磁场朝向一对线圈的方向以及第二对线圈的相反方向，以及彼此串联的第二组两个线圈(31，32)，缠绕所述磁芯，从而包含了由第一组线圈所产生的磁通量，垂直偏转电流的至少一部分穿过这两个线圈，进行设置，以便在磁芯中产生磁通量，所述磁通量朝向第一组中一对线圈的方向，以及第一组中第二对线圈的相反方向。该设备可以校正水平和垂直几何缺陷。
文档编号H04N3/237GK1606865SQ02825799
公开日2005年4月13日 申请日期2002年12月4日 优先权日2001年12月19日
发明者纳塞尔丁·阿齐, 让·加斯托, 奥利维耶·马松 申请人:汤姆森许可贸易公司