CN1134816C - 阴极射线管 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于构成既能充分确保真空外壳的耐气压强度，又能降低偏转功率和泄漏磁场的阴极射线管。对于由大致矩形的屏盘(3)、与该屏盘连接的漏斗状的锥体(4)和与该锥体的小径部分连接的圆筒状的管颈(7)构成的真空外壳(10)的阴极射线管而言，在屏盘的长轴、短轴方向上以保持长轴、短轴的非圆形形状形成与构成锥体小径部分的角部分的管轴垂直的横截面上的外表面形状，用所述长轴、短轴作为顶部以向管轴方向突出的凸曲面构成的形状形成其横截面中的内表面形状。

Description

阴极射线管

技术领域

本发明涉及彩色显象管等阴极射线管。

背景技术

例如，彩色阴极射线管一般配有由玻璃制成的具有大体为矩形形状的显示部分的屏盘、与屏盘连接的漏斗状的由玻璃制成的锥体、和与锥体连接的圆筒状的由玻璃制成的管颈构成的真空外壳。在管颈内，配置有发射3束电子束的电子枪。横跨从管颈外周至锥体外周地安装着偏转***。锥体具有从与管颈的连接部分延伸至安装偏转***位置的小直径部分，即所谓偏转***的安装部分。

在屏盘的内表面，用发出红、绿、蓝光的点状或条状的三色荧光层构成的荧光体形成荧光屏。在真空外壳内表面相对荧光屏的内侧，配置有形成多个电子束通孔的荫罩。

并且，彩色阴极射线管利用偏转***产生的水平、垂直偏转磁场彩色阴极射线管在水平、垂直方向上偏转由电子枪发射的电子束，使其通过荫罩对荧光屏进行水平、垂直扫描，从而显示彩色图象。

对于这种阴极射线管，正在广泛采用自会聚一字型彩色阴极射线管。在这种类型的阴极射线管中，电子枪有在同一水平面上并排设置的发射3束电子束的一字型电子枪结构。并且，利用偏转***产生的枕形水平偏转磁场和桶形垂直偏转磁场偏转由电子枪发射的一列排布的3束电子束，不需要特别的校正装置，在整个画面上就可使一列排布的3束电子束集中。

对于这样的阴极射线管，偏转***的功率消耗较大，当要降低阴极射线管的消耗功率时，降低偏转***的消耗功率就变得重要了。也就是说，为提高荧光屏的亮度，最终必须提高加速电子束的阴极电压。此外，为了与HD(高清晰度)和PC(个人计算机)等OA机器相对应，就必须提高偏转频率，这样都会导致增大偏转功率。

另一方面，对于操作者在靠近阴极射线管状态下进行操作的PC等OA机器，正在强化对从偏转***向阴极射线管外漏泄的漏泄磁场的限定。作为降低从偏转***向阴极射线管外漏泄的漏泄磁场的装置，以往一般采用附加补偿线圈的方法。可是，如果附加这种补偿线圈，随之而来的是PC消耗功率的增大。

一般地，为了降低偏转功率和漏泄磁场，使阴极射线管的管颈变小，同时也使安装偏转***的锥体的偏转***安装部分的外径变小，最好要减小偏转磁场的作用空间，使作用于电子束的偏转磁场能高效率的起作用。

可是，在阴极射线管中，电子束从锥体的偏转***安装部分内表面附近通过。因此，如果使管颈直径和偏转***安装部分的外径变得更小，那么在获得最大偏转角朝向荧光屏的对角部分的电子束就打在偏转***安装部分的内壁上，在荧光屏上就会出现电子束打不到的部分。因此，在以往的阴极射线管中，难以通过使管颈直径和偏转***安装部分外径变得足够小来降低偏转功率。

再有，如果偏转***安装部分的内壁受到电子束的连续冲击，就会使构成锥体的玻璃的这部分温升至熔化，从而产生真空外壳压爆的危险。

在特公昭48-34349号公报(USP3731129)中，披露了解决这种问题的装置，即在安装偏转***安装的锥体偏转***安装部分，其横截面形状从管颈朝向屏盘由圆形顺序地变为大致矩形的形状，也就是说，形成大致角锥状。这种结构，在扫描荧光屏上的矩形形状的光栅的情况下，要考虑在安装偏转***的偏转***安装部分内的电子束通过区域也变为大致的矩形形状。

这样，在以角锥状形成锥体的偏转***安装部分的情况下，能够使在偏转***安装部分外侧安装的偏转***的长轴(水平轴：H轴)和短轴(垂直轴：V轴)方向的直径变小。因此，能够高效率地偏转靠近偏转***的水平、垂直偏转***的电子束，其结果，能够降低偏转功率。

可是，上述那样的为有效地降低偏转功率越是使锥体的偏转***安装部分的横截面形状大致为矩形，则使偏转***安装部分的水平轴附近部分和垂直轴附近部分越是变得平坦，这些部分会因大气压负荷在管轴方向上产生倾钭。因此，在偏转***安装部分的水平轴附近部分和垂直轴附近部分的外表面，会产生压应力σH、σv，在偏转***安装部分的对角轴附近部分的外表面，会产生较大的张应力σ0。因此，降低了真空外壳的耐气压强度，损害了安全性。

再有，目前强烈要求防止在屏盘表面上入射外光和易显现图象等，对此就必须使屏盘扁平化。但是，如果使屏盘扁平化，由于真空外壳强度劣化，所以在按原样采用上述那样的角锥状的偏转***安装部分的锥体的情况下，就难以确保安全上的必要强度。

过去，由于这个理由，不能够为充分降低偏转功率而使偏转***安装部分矩形化，即存在所谓的矩形化的偏转***安装部分不适于平坦的屏盘的问题。因此，对现有技术来说，即使偏转***安装部分为角锥状，如果不保持足够的耐气压强度，那么就难以降低偏转功率。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供既能充分确保真空外壳的耐气压强度、又能有效地降低偏转功率、同时满足高亮度化和高频率偏转要求的阴极射线管。

为达到上述目的，本发明的阴极射线管包括：真空外壳，配有：屏盘，具有通过管轴相互垂直的水平、垂直轴的大致矩形形状的有效部分；锥体，为与所述屏盘接合的漏斗状；管颈，为与所述锥体的小径侧接合的圆筒状；在所述屏盘的有效部分内表面形成的荧光屏；所述锥体包括从所述管颈端向屏盘侧延伸的偏转***安装部分；

电子枪，配置在所述管颈内，向所述荧光屏发射电子束；

偏转***，安装在所述管颈和锥体的偏转***安装部分的外侧，在所述水平轴方向和垂直轴方向偏转从所述电子枪发射的电子束，利用所述电子束扫描所述荧光屏。

与所述管轴垂直的所述偏转***安装部分的至少一个横截面的外轮廓具有其外轮廓和所述管轴之间的距离在所述垂直轴方向和水平轴方向之间变得最大的非圆形形状；此外，至少在所述一个横截面上，在通过所述管轴且与所述水平轴成角度θ的直线与所述横截面内轮廓的交点为Pi(θ)、所述点Pi(θ)与所述水平轴最短距离为Piv(θ)、所述点Pi(θ)与所述垂直轴的最短距离为Pih(θ)的情况下，当所述角度(θ)在0＜θ＜90度的范围变动时，所述横截面的内轮廓具有以所述Piv(θ)或所述Pih(θ)的至少在一个角度θ₀上具有极大值[dPivθ₀/dθ或dPih(θ₀)/dθ＝0]的非单调增加或非单调减小函数表示的形状。

再有，依据本发明的阴极射线管，与所述管轴垂直的偏转***安装部分的至少一个横截面有以隔着所述水平轴而对置的两边和隔着所述垂直轴而对置的两边所构成的大致矩形的外轮廓，和以隔着所述水平轴而对置的两边和隔着所述垂直轴而对置的两边所构成的大致矩形的内轮廓；至少把一个所述横截面的内轮廓各边的至少一部分规定为向所述管轴突出的凸曲线。

再有，依据本发明的阴极射线管，可把所述内轮廓的整个各边规定为向所述管轴突出的凸曲线。

再有，依据本发明的阴极射线管，可把所述内轮廓的各边规定为在所述垂直轴或所述水平轴上有顶的凸曲线。

按照上述结构的阴极射线管，由于锥体的偏转***安装部分有上述形状，可以使偏转***安装部分的玻璃厚度变厚，提高偏转***安装部分的强度和真空外壳的强度。因此，使采用大致角锥形状的偏转***安装部分成为可能，并能够有效地降低偏转功率，满足高亮度和高频偏转的要求。

附图说明

图1至图7是表示本发明实施例的彩色阴极射线管的图。

图1是表示从背面观看上述彩色阴极射线管的透视图。

图2是表示沿上述彩色阴极射线管的管轴方向的剖视图。

图3是表示上述彩色阴极射线管的电子枪、荧光屏和荫罩的示意性透视图。

图4是表示沿图1中线III-III的剖面图。

图5是表示沿图1中线IV-IV的剖面图。

图6是表示沿图1中线V-V的剖面图。

图7是说明对应上述图6的剖面图的上述彩色阴极射线管的偏转***安装部分的内表面和外表面形状的图。

图8是表示上述偏转***安装部分的变形例的剖面图。

图9是表示上述偏转***安装部分的变形例的剖面图。

具体实施方式

下面，一边参照附图，一边详细说明本发明实施例的阴极射线管。

如图1至图3所示，彩色阴极射线管配有玻璃制成的真空外壳10。真空外壳10包括：具有大致矩形的有效部分1和设置在有效部分的周边边缘部分2的屏盘部分3、与边缘部分2接合的漏斗状的锥体4和从锥体伸出的圆筒状的管颈7构成。屏盘部分3的有效部分1形成为大致矩形形状，具有通过阴极射线管的管轴并相互垂直的水平轴X、垂直轴Y。锥体4有从管颈向屏盘延伸的偏转***安装部分12，在偏转***安装部分12的外侧安装偏转***11。

在屏盘3的有效部分1的内表面，设有由发红、绿、蓝光的条状3色荧光体层20B、20G、20R和在这些荧光体之间形成的条状光遮蔽层23构成的荧光屏5。此外，在真空外壳10内，面对荧光屏5配置有荫罩21。荫罩21配有有多个电子束透过孔的荫罩本体27和支撑荫罩本体边缘部分的荫罩框架26。而且，通过在屏盘3的边缘部分内表面上突出的销钉16分别连接荫罩框架26角部大致楔子形状的弹性支撑件，从而使荫罩21支撑在屏盘3上。

在管颈7内，配置着发射3束电子束8的电子枪9。而且，利用偏转***11产生的水平、垂直磁场偏转由电子枪9发射的3束电子束8，使其经过荫罩21，水平、垂直扫描荧光屏5，从而显示彩色图象。

在本实施例中，安装偏转***11的锥体4的偏转***安装部分12按大致角锥状形成。具体地说，偏转***安装部分12与管轴Z垂直的截面形状，如图4所示，在与管颈7的连接部分附近为与管颈同形状的圆形；在沿管轴Z方向的中央部分附近和荧光屏的端部附近，如图5、6所示，变为与屏盘有效部分1的形状相一致的大致矩形形状。

如图6所示，在横截面形状大致按矩形形状形成的地方，在屏盘有效部分1的水平、垂直、对角方向上选取水平轴X、垂直轴Y、对角轴D时，偏转***安装部分12的横截面外轮廓就形成连接水平轴X上保持中心半径Rx的一对圆弧25、垂直轴Y上保持中心半径Ry的一对圆弧26和对角轴D附近保持中心半径Rd的圆弧27的大致的矩形。再有，作为大致矩形的显示形式，也可以采用其他各种数式。

因此，如图5、6所示，安装部分12的内表面形状并不是完全的平面，而是变为向管轴方向突出的枕形形状。也就是说，在与偏转***安装部分12的管轴Z垂直的横截面上，偏转***安装部分的内轮廓并不完全是矩形，而是各边向管轴方向突出的凸状曲线。本实施例中，偏转***安装部分12的内轮廓的短边29按凸曲线形成水平轴X上的顶部，各长边30按凸曲线形成垂直轴Y上的顶部。再有，在内轮廓的各边29、30为凸状曲线的情况下，为避免各角部附近的壁厚过分下降，在各角部的内表面、外表面同时形成圆弧状曲面27、31。

这样的偏转***安装部分12的内轮廓形状在偏转***安装部分12内按照电子束通过区域28的形状设定。也就是说，依据对一字型自会聚阴极射线管中电子束轨道的详细解析的结果，在荧光屏上扫描大致为矩形的光栅的情况下，锥体4的偏转***安装部分12内侧的电子束通过区域28未变成完全的矩形形状，可定量地确定为强烈的枕形形状的畸变，就是说，电子束通过区域的外轮廓变为各边向管轴Z突出的凸曲线。

因此，按照本实施例，按凸曲线构成上述偏转***安装部分12的横截面的内轮廓，在电子束通过区域28上有近似的枕形形状，使偏转***安装部分12的内表面尽量接近电子束通过区域28。例如，把偏转***安装部分12内表面与电子束通过区域28之间的间隙设定在1mm左右。

可把上述偏转***安装部分的横截面的内轮廓形状定义如下。也就是说，如图7所示，在偏转***安装部分12与管轴Z垂直的横截面上，在假设通过管轴Z与水平轴X成角度θ的直线A与偏转***安装部分内轮廓的交点为Pi(θ)，Pi(θ)与水平轴X的最短距离为Piv(θ)，Pi(θ)与垂直轴Y的最短距离为Pih(θ)的情况下，偏转***安装部分内轮廓是用非单调增加或非单调减小函数表示的Piv(θ)在角度θ0时(0＜θ0＜90)的最大值或最小值(dPih(θ0)/dθ＝0)形成的形状，同样地，Pih(θ)是用非单调增加或非单调减小函数表示的Piv(θ)在角度θ0时(0＜θ0＜90)的最大值(dPih(θ0)/dθ＝0)形成的形状。也就是说，偏转***安装部分的内表面变为有对于垂直轴或水平安装部分的内表面变为有对于垂直轴或水平轴的管轴方向为凸出部分的形状。

如上所述，沿锥体4的偏转***安装部分12的横截面外轮廓大致为矩形，由于内轮廓的各边在管轴方向上为凸曲线形状，所以能够使偏转***安装部分的内表面最大限变地靠近电子束通过区域28，同时能够使靠近垂直轴和水平轴的偏转***安装部分的壁厚变厚，提高偏转***安装部分的强度。因此，在能够提高真空外壳10的耐气压强度的同时，还能够提高偏转***的偏转效率，降低偏转功率。

例如，对于管颈直径29.1mm、最大偏转角100°的阴极射线管而言，用下表表示利用偏转***安装部分12的壁厚增大使真空应力减轻的效果。

下表中，偏转***安装部分的壁厚通常用称为参考线的略相当于偏转中心的管轴截面中沿对角轴、水平轴、垂直轴方向的壁厚来表示。此外，最大真空应力为偏转***安装部分的整个区域中的最大值(计算值)，在角锥型偏转***安装部分的情况下，在稍微距参考线的荧光屏侧的偏转***安装部分的各角部上产生拉伸方向的最大应力。在偏转***安装部分的参考线中的截面上沿对角轴、水平轴、垂直轴方向从管轴至偏转***安装部分外表面的距离分别为30.4mm、27.2mm、22.6mm，荧光屏的长∶宽的形状比设定为3∶4。

                         表

                 偏转***安装部分壁厚

对角轴     水平轴     垂直轴     最大真空应力(偏转***安装部分)

A型        3.3mm      3.3mm      3.1mm       1523pis

B型        3.3mm      4.0mm      4.0mm       1160pis

C型        3.3mm      6.0mm      6.0mm       1102pis

从表可判断出，如果水平轴、垂直轴附近的偏转***安装部分壁厚增厚，真空应力就会大幅度地减小。最终虽然选择了C型，但在这种情况下，如图5、6所示，水平轴、垂直轴方向的偏转***安装部分内表面与电子束通过区域之间的间距最多为1mm，角锥型偏转***安装部分的管轴方向形状，使其不仅具有在对角轴方向，而且也在水平轴、垂直轴方向上形成的大致沿电子束轨道的形状。

因此，能够使最大真空应力为1100pis，而且与现有技术相比，可降低22％的偏转功率。

依据上述构成的实施例，即使在把锥体的偏转***安装部分角锥化的情况下，也能够获得在有效地增大偏转***安装部分的玻璃壁厚、充分确保真空外壳的耐气压强度的同时，还能有效降低偏转功率，满足高亮度和高频率要求的阴极射线管。

再有，本发明并不限于上述实施例，在本发明范围内能够进行各种变形。

例如，在上述实施例中，偏转***安装部分12有其外表面的横截面的各面对于管轴呈凸曲线的大致矩形形状，即所谓的桶形形状，但也可以形成如图8和图9所示的形状。就是说，如果作为内表面形状大致合并在电子束通过区域中枕形的偏转***安装部分的玻璃壁厚的加工在真空应力上没有问题，那么也可以把沿偏转***安装部分12的水平轴X方向的外表面26、或把沿垂直轴Y方向的外表面25的其中一个形成凹曲面。

这种情况，与上述实施例相同，能够把偏转***安装部分12的外形定义如下。也就是说，如图7所示，在与偏转***安装部分12的管轴垂直的横截面上，在假设通过管轴Z与水平轴X成角度θ的直线A与偏转***安装部内轮廓的交点为Po(θ)，Po(θ)与水平轴X的最短距离为Pov(θ)，Po(θ)与垂直轴Y的最短距离为Poh(θ)的情况下，偏转***安装部分内轮廓是用非单调增加或非单调减小函数表示的Pov(θ)在角度θ0时(0＜θ0＜90)的最大值或最小值(dPoh(θ0)/dθ＝0)形成的形状，同样地，Poh(θ)是用非单调增加或非单调减小函数表示的Pov(θ)在角度θ0时(0＜θ0＜90)的最大值(dPoh(θ0)/dθ＝0)形成的形状。

在采用这样形成的偏转***安装部分12的锥体的情况下，也能够获得与上述实施例相同的作用效果。

Claims (8)

1.一种阴极射线管，包括：

真空外壳，配有：屏盘，配有通过管轴有互相垂直的水平、垂直轴的大致矩形形状的有效部分；锥体，为与所述屏盘接合的漏斗状；管颈，为与所述锥体的小径侧接合的圆筒状；在所述屏盘的有效部分内表面形成荧光屏；所述锥体包括从所述管颈端向屏盘侧延伸的偏转***安装部分；

电子枪，配置在所述管颈内，向所述荧光屏发射电子束；和

偏转***，安装在所述管颈和锥体的偏转***安装的外侧，在所述水平轴方向和垂直轴方向偏转从所述电子枪发射的电子束，利用所述电子束扫描所述荧光屏；

其特征在于：

与所述管轴垂直的所述偏转***安装部分的至少一个横截面的外轮廓，具有其外轮廓和所述管轴之间的距离在所述垂直轴方向和水平轴方向之间变得最大的非圆形形状；

至少在所述一个横截面上，在通过所述管轴且与所述水平轴成角度θ的直线与所述横截面内轮廓的交点为Pi(θ)、所述点Pi(θ)与所述水平轴最短距离为Piv(θ)、所述点Pi(θ)与所述垂直轴的最短距离为Pih(θ)的情况下，当所述角度(θ)在0＜θ＜90度的范围变动时，所述横截面的内轮廓有以保持所述Piv(θ)或所述Pih(θ)至少在一个角度θ₀上具有极大值[dPivθ₀/dθ或dPih(θ₀)/dθ＝0]的非单调增加或非单调减小函数表示的形状。

2.一种阴极射线管，包括：

真空外壳，配有：屏盘，配有通过管轴有互相垂直的水平、垂直轴的大致矩形形状的有效部分；锥体，为与所述屏盘接合的漏斗状；管颈，为与所述锥体的小径侧接合的圆筒状；在所述屏盘的有效部分内表面形成荧光屏；所述锥体包括从所述管颈端向屏盘侧延伸的偏转***安装部分；

电子枪，配置在所述管颈内，向所述荧光屏发射电子束；和

偏转***，安装在所述管颈和锥体的偏转***安装的外侧，在所述水平轴方向和垂直轴方向偏转从所述电子枪发射的电子束，利用所述电子束扫描所述荧光屏；

其特征在于：

与所述管轴垂直的所述偏转***安装部分的至少一个横截面有由隔着所述水平轴而对置着的两边和隔着所述垂直轴而对置着的两边所构成的大致矩形的外轮廓，和以隔着所述水平轴而对置着的两边和隔着所述垂直轴而对置着的两边所构成的大致矩形的内轮廓；

至少把一个所述横截面的内轮廓各边的至少其一部分规定为向所述管轴突出的凸曲线。

3.如权利要求2的阴极射线管，其特征在于，把所述内轮廓的整个各边规定为向所述管轴突出的凸曲线。

4.如权利要求3的阴极射线管，其特征在于，把所述内轮廓的各边规定为在所述垂直轴或所述水平轴上有顶的凸曲线。

5.如权利要求2的阴极射线管，其特征在于，所述外轮廓内互相对置的两边至少包括一部分各自向所述管轴凹的凹曲线。

6.如权利要求5的阴极射线管，其特征在于，把所述外轮廓内互相对置的所述两边分别规定为在所述垂直轴或水平轴上有顶的凹曲线。

7.如权利要求5的阴极射线管，其特征在于，在与所述管轴垂直的所述偏转***安装部分的至少一个横截面上，在通过所述管轴与所述水平轴成角度θ的直线与所述横截面内轮廓的交点为Pi(θ)、所述点Pi(θ)与所述水平轴最短距离为Piv(θ)、所述点Pi(θ)与所述垂直轴的最短距离为Pih(θ)的情况下，当所述角度(θ)在0＜θ＜90度的范围变动时，所述横截面外轮廓的所述两边有以保持所述Piv(θ)或所述Pih(θ)至少在一个角度θ₀上具有极大值[dPivθ₀/dθ或dPih(θ₀)/dθ＝0]的非单调增加或非单调减小函数表示的形状。

8.如权利要求1的阴极射线管，其特征在于：

与所述管轴垂直的所述偏转***安装部分内的电子束通过区域的横截面有由利用各自向管轴方向突出的凸曲线的4个边组成的形状；

与所述管轴垂直的所述偏转***安装部分的至少一个横截面有与所述电子束通过区域的外形近似的形状，并配有与所述电子束通过区域大致保持一定间距并与其对置的内面形状。

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