会聚偏转线圈 【技术领域】
本发明涉及安装在投影TV装置等的阴极射线管上的、产生旨在使电子束向水平方向或垂直方向偏转的2极磁场的会聚偏转线圈。
背景技术
会聚偏转线圈如图1所示，是在环形铁心1上绕装水平线圈2及垂直线圈3而成，水平线圈2上连接有水平会聚补偿电路4，并且垂直线圈3上连接有垂直会聚补偿电路5。在这种会聚偏转线圈中，为了抑制电子束随着偏转而产生的变形，提高聚焦性能，有必要在电子束通过区域内形成均匀的磁场。
为此，在文献《SENIMAR M-4 1991 SID“Deflection AndConvergence Technology”Basab B.Dasgupta，Sony Corporation，San Diego，CA》中提出这样一种方案，即，通过使从环形铁心的基准轴计起的绕线角度θ为变量的线圈的绕线密度分布为与cosθ成比例的分布，从而使得环形铁心内的磁场变得均匀。
另外，在日本特许第3039988号公报中提出这样一种会聚偏转线圈的方案，即，使得将绕线分布按富里哀级数展开时的系数(Ak系数)之比A3/A1为0.13～0.50，以谋求实现磁场强度分布的均匀。
但是，针对线圈的绕线密度分布与cosθ成比例的会聚偏转线圈，本发明人通过计算机模拟进行了水平线圈的磁场强度分布的计算，其结果如图20所示，环形铁心内地磁场强度的等高线呈横向变长的椭圆形，特别是在电子束通过区域的上部和下部，磁场强度不均匀。因此，电子束如图24(a)所示，断面形状由圆形发生了很大变形。
此外，针对Ak系数之比A3/A1为0.13～0.50的会聚偏转线圈，对于在从基准轴计起的绕线角度θ为15度～40度的范围均匀绕线的会聚偏转线圈(上述特许公报的权利要求2所涉及的结构)，本发明人通过计算机模拟进行了水平线圈的磁场强度分布的计算，其结果如图21所示，在4个角上磁场强度不均匀。
而且，使该会聚偏转线圈中的绕线范围仅偏移0.5度，并在从基准轴计起的绕线角度θ为15.5～40.5度的范围均匀绕线，针对这种情况，本发明人通过计算机模拟进行了水平线圈的磁场强度分布的计算，其结果，得到了图22所示的磁场强度分布。在这种情况下，Ak系数之比A3/A1为0.1，尽管超过了上述特许公报的发明的范围，但得到了与图21所示磁场强度分布相比虽稍有改善但终究变得有所均匀的磁场强度分布。因此，Ak系数之比A3/A1并非以0.13～0.50的范围为最佳。
此外，针对该会聚偏转线圈中在从基准轴计起的绕线角度θ为10度～30度的范围均匀绕线的情况(上述特许公报的权利要求3所涉及的结构)，本发明人通过计算机模拟进行了水平线圈的磁场强度分布的计算，其结果，得到了图23所示的磁场强度分布。如图所示，磁场强度变得非常不均匀，在这种情况下，如图24(b)所示，电子束产生了很大变形。
再有，即使Ak系数之比A3/A1在0.13～0.50的范围内时，磁场强度分布在该范围内也会有很大变化，在设计会聚偏转线圈时，若不实际测定电子束随着偏转而产生的变形，则无法掌握其线圈的性能。其理由可这样考虑，即，如图25所示，以富里哀级数的A1和A3两项之和表达的电流密度分布与实际的电流密度分布有很大偏差，因此，线圈的性能不能够仅凭Ak系数之比A3/A1决定的。
如上所述，以往的技术存在着无法专一地得到可使磁场强度更为均匀的绕线分布这样的问题。
【发明内容】
本发明的目的在于，提供一种磁场强度比以往更为均匀的会聚偏转线圈。
本发明所涉及的会聚偏转线圈，其特征是，是在环形铁心上绕装多个线圈而成，以从环形铁心的基准轴计起的绕线角度θ为变量的各线圈的绕线密度分布与cos2θ成比例。
上述本发明的会聚偏转线圈，同线圈的绕线密度分布与cosθ成比例的以往的会聚偏转线圈相比，如图5所示，随着角度θ的增大，密度有很大降低，因此，图20所示磁场强度分布的横向变长的椭圆形被向上下拉伸，从而使得磁场强度分布接近于同心圆。其结果，在电子束通过区域的范围内，磁场强度分布变得均匀，电子束的断面形状不会随着偏转而产生很大的变形。
具体结构如下，在环形铁心1上绕装有以相互垂直的水平线圈基准轴20及垂直线圈基准轴30为基准绕装的水平线圈2及垂直线圈3，两线圈2、3分别具有所说绕线密度分布。
更具体地说，所说多个线圈分别由多个线圈部构成，各线圈部绕装在直角坐标系的各象限中、以从基准轴计起的绕线角度θ为25度～30度的范围为绕线中心的既定角度区域内，在该角度区域内具有与cos2θ成比例的绕线密度分布。根据上述具体结构，得到了由菱形等高线而成的磁场强度分布，能够比现有技术进一步改善磁场强度的均匀性。
本发明所涉及的另一个会聚偏转线圈，其特征是，是在环形铁心上绕装多个线圈而成，各线圈分别由多个线圈部构成，各线圈部卷装在直角坐标系的各象限中、以从基准轴计起的绕线角度θ为25度～30度的范围为绕线中心的既定角度范围θs～θe内，以第1绕线密度X1均匀绕装，并且在绕线角度θ从0度到所说既定角度范围为止的角度范围0～θs内，以第2绕线密度X2均匀绕装，所说第2绕线密度X2相对于第1绕线密度X1之比以下述数学式表达。
X2/X1＝((cos2θs-cos2θe)/2cos2θs)±0.1
即使在上述会聚偏转线圈中，同样可以得到，与在以从基准轴计起的绕线角度θ为25度～30度的范围为绕线中心的既定角度范围(θs～θe)内具有与cos2θ成比例的绕线密度分布的会聚偏转线圈所同等的、大致均匀的磁场强度分布。
如上所述，根据本发明所涉及的会聚偏转线圈，能够专一地确定可使磁场强度分布比以往更为均匀的绕线分布，由此可抑制电子束随着偏转而产生的变形，提高聚焦性能。
【附图说明】
图1是展示本发明所涉及的会聚偏转线圈的附图。
图2是展示本发明所涉及的另一种会聚偏转线圈的附图。
图3是环形铁心的俯视图。
图4是放大展示环形铁心的主要部分的立体图。
图5是对现有技术与本发明中的绕线密度分布进行比较的曲线图。
图6是对绕线密度分布与cos2θ成比例的本发明的会聚偏转线圈的水平偏转磁场强度分布加以展示的附图。
图7是对在一定的角度范围其绕线密度分布与cos2θ成比例的本发明的会聚偏转线圈的水平偏转磁场强度分布加以展示的附图。
图8是对同上的另一种会聚偏转线圈的水平偏转磁场强度分布加以展示的附图。
图9是对在一定角度范围内具有均匀的绕线密度分布并且具有补偿线圈的本发明的会聚偏转线圈的水平偏转磁场强度分布加以展示的附图。
图10是对同上的另一种会聚偏转线圈的水平偏转磁场强度分布加以展示的附图。
图11是对同上的又一种会聚偏转线圈的水平偏转磁场强度分布加以展示的附图。
图12是展示绕线角度位置为10度时的水平偏转磁场强度分布的附图。
图13是展示绕线角度位置为20度时的水平偏转磁场强度分布的附图。
图14是展示绕线角度位置为25度时的水平偏转磁场强度分布的附图。
图15是展示绕线角度位置为27.5度时的水平偏转磁场强度分布的附图。
图16是展示绕线角度位置为30度时的水平偏转磁场强度分布的附图。
图17是展示绕线角度位置为35度时的水平偏转磁场强度分布的附图。
图18是展示绕线角度位置为40度时的水平偏转磁场强度分布的附图。
图19是展示绕线角度位置为50度时的水平偏转磁场强度分布的附图。
图20是对绕线密度分布与cosθ成比例的现有会聚偏转线圈的水平偏转磁场强度分布加以展示的附图。
图21是对在一定的角度范围均匀绕线的现有会聚偏转线圈的水平偏转磁场强度分布加以展示的附图。
图22是对同上的另一种会聚偏转线圈的水平偏转磁场强度分布加以展示的附图。
图23是对同上的又一种会聚偏转线圈的水平偏转磁场强度分布加以展示的附图。
图24(a)和图24(b)是展示现有会聚偏转线圈中电子束的变形的附图。
图25是对现有会聚偏转线圈中所设定的电流密度分布与实际电流密度分布进行比较的曲线图。
【具体实施方式】
下面，对本发明的实施方式结合附图进行具体的说明。本发明所涉及的会聚偏转线圈如图1所示，是在环形铁心1上绕装水平线圈2及垂直线圈3而成，水平线圈2上连接有水平会聚补偿电路4，并且垂直线圈3上连接有垂直会聚补偿电路5。水平线圈2及垂直线圈3各自的以从环形铁心1的水平线圈基准轴20及垂直线圈基准轴30计起的绕线角度θ为变量的线圈的绕线密度分布与cos2θ成比例。
图6示出，对于在环形铁心的整周上以所说绕线密度分布绕装的水平线圈的会聚偏转线圈，本发明人通过计算机模拟而计算出的磁场强度分布的结果。如图所示，磁场强度分布呈同心圆形状，等高线间隔大且均匀。根据这样的磁场强度分布，能够抑制电子束随着偏转而产生的变形，提高聚焦性能。
但是，为了在环形铁心1上能够将水平线圈2和垂直线圈3不相重叠地绕装，各线圈需要在被限定的角度范围内绕装。为此，在本发明中，为获得最佳的绕线角度位置，在改变以1圈构成的水平线圈的绕线角度位置(绕线中心位置)的情况下，对磁场强度分布的变化通过计算机模拟进行了分析。
图12示出绕线角度位置为10度、图13示出绕线角度位置为20度、图14示出绕线角度位置为25度、图15示出绕线角度位置为27.5度、图16示出绕线角度位置为30度、图17示出绕线角度位置为35度、图18示出绕线角度位置为40度、图19示出绕线角度位置为50度时的水平偏转磁场强度分布。由这些附图可知，在绕线角度位置在25度～30度的范围内时，能够得到大致均匀的水平偏转磁场强度，而在绕线角度位置在27.5度时，能够得到最为均匀的水平偏转磁场强度。因此，如图1所示，将绕线中心设定在从基准轴20、30计起的绕线角度θ为25度～30度的范围内，在从该中心向前后旋转一定角度φ的区域内，以与cos2θ成比例的绕线密度分布实施绕线，则能够得到大致均匀的磁场强度分布。
图7示出，在绕线角度θ为27.5度±7.5度的范围以与cos2θ成比例的绕线密度分布实施绕线时水平线圈的水平偏转磁场强度分布。而图8示出，在绕线角度θ为27.5度±17.5度的范围以与cos2θ成比例的绕线密度分布实施绕线时的水平偏转磁场强度分布。无论哪种情况，水平偏转磁场强度均呈现出菱形的等高线，等高线的间隔也较宽。垂直线圈的垂直偏转磁场强度分布是将水平线圈的水平偏转磁场强度旋转90度而得到的，因此，即使将水平偏转磁场强度分布与垂直偏转磁场强度分布重合，也不会使磁场均匀的区域变窄。其结果，在水平线圈2和垂直线圈3同时使电子束偏转时，电子束不会产生较大变形。
在会聚偏转线圈的线圈的圈数较少的场合，要以与cos2θ成比例的绕线密度分布进行卷绕是困难的，但在这种场合，水平线圈2及垂直线圈3，各自是在以从基准轴计起的绕线角度θ为25度～30度的范围为绕线中心的既定角度范围θs～θe内，以一定的绕线密度X1绕装，同时，在绕线角度θ为从0度到所说既定角度范围为止的角度范围0～θs内，以一定的绕线密度X2绕装的。在这里，绕线密度X2相对于所说绕线密度X1之比，设定在以下述数学式表达的范围内。
X2/X1＝((cos2θs-cos2θe)/2cos2θs)±0.1
在该会聚偏转线圈中，对于为了在所说既定角度范围θs～θe内以与cos2θ成比例的绕线密度分布将线圈以一定的绕线密度X1进行绕装而产生的误差，是以在所说角度范围0～θs内以一定的绕线密度X2绕装的线圈(补偿线圈)进行补偿的。图2示出上述会聚偏转线圈的绕线状态，横跨相邻的两个象限，具有对水平线圈2进行补偿的补偿线圈21、以及对垂直线圈3进行补偿的补偿线圈31。
图9示出，对于在绕线角度θ为27.5度±7.5度的范围以均匀的密度分布实施绕线、同时在绕线角度θ为0～20度的范围实施补偿绕线的会聚偏转线圈，进行水平偏转磁场强度分布的计算的结果。而图10示出，对于在绕线角度θ为27.5度±17.5度的范围以均匀的密度分布实施绕线、同时在绕线角度θ为0～10度的范围实施补偿绕线的会聚偏转线圈，进行水平偏转磁场强度分布的计算的结果。无论哪种会聚偏转线圈，均得到呈现菱形等高线的大致均匀的水平偏转磁场强度分布。因此，即使在水平偏转磁场强度分布与垂直偏转磁场强度分布重合的场合，也不会使磁场均匀的区域变窄。其结果，在水平线圈2和垂直线圈3同时使电子束偏转时，电子束不会产生较大变形。
再有，图11示出，对于在绕线角度θ为30度±7.5度的范围以均匀的密度分布实施绕线、同时在绕线角度θ为0～22.5度的范围实施补偿绕线的、将所说数学式的绕线密度比X2/X1设定为0.13的会聚偏转线圈，进行水平偏转磁场强度分布的计算的结果。作为该会聚偏转线圈，也得到了在较大范围内大致均匀的水平偏转磁场强度分布。
如上所述，根据本发明所涉及的会聚偏转线圈，能够专一地确定可使磁场强度分布比以往更为均匀的绕线分布，由此抑制电子束随着偏转而产生的变形，提高聚焦性能。此外，在本发明所涉及的会聚偏转线圈中，为了准确限定水平线圈2及垂直线圈3的绕线角度范围，如图3及图4所示，在环形铁心1上分别在既定角度范围内预先设置凹进去的水平线圈绕装槽11及垂直线圈绕装槽12则更为有效。