JP2000156180A - 陰極線管 - Google Patents
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Abstract
ることによって,偏向電極の最小化と偏向効率の最大化
を達成した陰極線管を提供する。 【解決手段】 コンピュータシミュレーションを用いて
電子ビームの経路を解析し,ファンネル10における偏
向ヨーク4が設置されるコーン部14の形状を,ネック
部8側からパネル2側に行くほど次第に円形から非円形
になるように形成し,また,対角曲率半径Rdが垂直曲
率半径Rvより大きく,垂直曲率半径Rvが水平曲率半
径Rhより大きいように形成する。
Description
にファンネルのコーン部の形状を最適の状態に形成して
偏向電力を最少化した陰極線管に関する。
た電子ビームをファンネルの外面に装着される偏向ヨー
クによって形成される水平及び垂直磁界を用いて,スク
リーンに対して水平及び垂直方向に偏向させてスクリー
ンの蛍光体にランディングするようにすることによっ
て,画像を表示する電子管である。これらは,主にカラ
ーテレビやコンピュータモニタなどに使用され,近来で
は高輝度のスクリーン,高精細画像など,品位が向上し
た高品位テレビ(HDTV)や事務室自動化(OA)機
器等のモニタのような,高級化された製品にも適用され
る。
エネルギ節減及びエネルギ効率を向上させるために消費
電力を低めることが要求され,また,コンピュータなど
を近い位置で使用する使用者の健康のために電子波によ
る影響を最少化するように,漏洩磁界に対する規制が強
化されている。このため,陰極線管における最大電力消
費源である偏向ヨークの消費電力を節減することが,重
要な課題として提起されている。
スクリーンの輝度を向上させ高精細画像を実現するため
には,偏向ヨークの偏向電力を増大させることが要求さ
れる。すなわち,スクリーンの輝度を向上させるために
は最終的に電子ビームを加速する陽極電圧を高めなけれ
ばならず,これによって加速される電子ビームを偏向さ
せるための偏向電力の増大が要求される。また,高精細
画像を実現するためには偏向周波数を高めなければなら
ず,この場合にも偏向電力の増大が要求される。
薄型に製造するために,広角度(例えば100°,11
0°など)偏向を行わなければならず,これは偏向電力
の増大,または偏向感度の向上によって実現される。
及び消費電力の上昇などが問題となるため,同一の偏向
電力を維持あるいは低減させながらスクリーンの輝度を
向上させ,高精細画像を実現し広角度偏向を行うことが
できるように偏向感度及び偏向効率を増進させる技術が
要求される。
の直径と,ファンネルのネック部側の外径を小さく形成
して偏向ヨークを電子ビームに近接するように位置さ
せ,電子ビームに対する偏向ヨークの偏向感度及び偏向
効率を増進させる技術を陰極線管に導入している。しか
し,この技術ではスクリーンのコーナ部位に到達する電
子ビームがファンネルのネック部側の内壁に衝突するB
SN(beam shadow neck)現象が発生
して,良好な画像の表示が難しいという問題があった。
ために,偏向ヨークが装着されるファンネルのコーン部
の外周形状をネック部側からパネル側に行くほど電子ビ
ームが偏向されて進行する軌跡(電子ビームは偏向ヨー
クの磁界によって円運動と類似した運動をする)と類似
するように円形から楕円形または長方形に変わるように
形成して,この部位(偏向ヨークが装着されるコーン
部)の大きさを最小化し,偏向ヨークを電子ビームに近
接するように位置させ,偏向感度及び偏向効率を向上さ
せることによって,偏向電力の低減化と電子ビームの衝
突防止を同時に満たす陰極線管を構成する技術が提案さ
れている。
ム経路に関する正確な理解が無く,コンピュータシミュ
レーションに関する技術が不足していたので,管軸に応
じてどのような形状に長方形を維持するかに関する設計
が難しかった。従って,従来は経験的又は実験的にファ
ンネルのコーン部の形状を形成したため,偏向電力を最
少化することができなかった。
題点に鑑みてなされたものであり,最近のコンピュータ
シミュレーションの発達によってビーム経路に対する正
確な解析ができ,ビーム経路に応ずる最適なファンネル
のコーン部の形状を形成することができることに着眼し
て発明されたものであって,その目的はファンネルのコ
ーン部の,水平方向及び垂直方向又は対角線方向の曲率
を最適化して形成することによって,偏向電力の最少化
を達成した陰極線管を提供することにある。
め,本発明によれば,内面にスクリーンが形成されるパ
ネルと,パネルに連結され外周面の一部に偏向ヨークが
設置されるファンネルと,ファンネルに連結され,内部
に電子銃が挿入設置されるネック部とを含み,ファンネ
ルは偏向ヨークが設置されるコーン部の形状をネック部
側からパネル側に行くほど次第に円形から非円形になる
ように形成し,ファンネルのコーン部は,管軸とこれに
交差する短軸とがなす平面におけるコーン部の曲率を水
平曲率,管軸とこれに交差する長軸とがなす平面におけ
るコーン部の曲率を垂直曲率,管軸とこれに交差する対
角線とがなす平面におけるコーン部の曲率を対角曲率と
するとき,対角曲率半径が垂直曲率半径より大きく,垂
直曲率半径が水平曲率半径より大きいように形成された
陰極線管が提供される。
クシール面と変曲地点との間で円弧の形状を形成し,水
平曲率による円弧の中心が管軸方向に偏心した量を水平
管軸偏心,垂直曲率による円弧の中心が管軸方向に偏心
した量を垂直管軸偏心,対角曲率による円弧の中心が管
軸方向に偏心した量を対角管軸偏心とするとき,水平管
軸偏心及び垂直管軸偏心と対角管軸偏心がすべてネック
シール面を基準としてネック部側に位置し,水平管軸偏
心が垂直管軸偏心より大きく,垂直管軸偏心が対角管軸
偏心より大きいように形成してもよい。
向に偏心した量を水平方向偏心,垂直曲率による円弧の
中心が垂直方向に偏心した量を垂直方向偏心,対角曲率
による円弧の中心が対角方向に偏心した量を対角方向偏
心とするとき,水平方向偏心及び垂直方向偏心と対角方
向偏心がすべて管軸を基準としてファンネルの外面側に
位置し,対角方向偏心が垂直方向偏心より大きく,垂直
方向偏心が水平方向偏心より大きいように形成してもよ
い。
は,さらに,コンピュータシミュレーションにより最適
化されることが好ましい。かかる構成によれば,偏向感
度および偏向効率を向上させることができる。
本発明にかかる陰極線管の好適な実施の形態について詳
細に説明する。なお,本明細書及び図面において,実質
的に同一の機能構成を有する構成要素については,同一
の符号を付することにより重複説明を省略する。
極線管1の半断面図である。図1に示すように,陰極線
管1は,内面にスクリーン3が形成されるパネル2と,
パネル2に連結され,外周面の一部に偏向ヨーク4が設
置されるファンネル10と,ファンネル10に連結さ
れ,内部に電子銃6が挿入設置されるネック部8とを含
み,ファンネル10は偏向ヨーク4が設置されるコーン
部14の形状を,ネック部8側からパネル2側に行くほ
ど次第に円形から非円形になるように形成する。
10,およびネック部8を示す後面斜視図,図3は,コ
ーン部14の形状を示す図2のE―E断面図である。図
2,および3に示すように,長軸方向をX軸,短軸方向
をY軸,管軸方向をZ軸,対角線方向をDとする。
差する短軸(Y軸)とがなす平面(Y−Z平面)におけ
るコーン部14の曲率を水平曲率,管軸(Z軸)とこれ
に交差する長軸(X軸)とがなす平面(X−Z平面)に
おけるコーン部の曲率を垂直曲率,管軸(Z軸)とこれ
に交差する対角とがなす平面(D−Z平面)におけるコ
ーン部14の曲率を対角曲率とするとき,対角曲率半径
(Rd)が垂直曲率半径(Rv)より大きく,垂直曲率
半径(Rv)が水平曲率半径(Rh)より大きいように
形成する。
円弧の半径であり,垂直曲率半径Rvは垂直曲率で形成
される円弧の半径であり,対角曲率半径Rdは対角曲率
で形成される円弧の半径である。すなわち,次の式1を
満たすようにコーン部14を形成する。
Z平面及びD−Z平面に切ったときにそれぞれ前記式1
を満たす水平曲率半径Rhと垂直曲率半径Rv及び対角
曲率半径Rdを有し,前記ネック部8と連結されるネッ
クシール面16と変曲地点15(TOR:top of
round)との間で円弧の形状に形成される。
0の内面は,パネル2とファンネル10とが連結される
パネルシール面12側においては凹に形成され,ネック
部8とファンネル10とが連結されるネックシール面1
6側においては凸に形成される。ここで,変曲地点15
は,ファンネル10の内面の,凹に形成される部分と凸
に形成される部分とが連結される地点のX−Y平面を指
す。
弧の中心位置を説明する図である。図4において,横軸
は,ネックシール面16の位置を基準とし,パネル2側
を正とした管軸方向の変位,縦軸は,X,Y,またはD
軸を表す。
れる円弧の中心Cは,ネックシール面16を基準面とし
てネック部8側(図1におけるネックシール面の左側)
に位置し,各管軸偏心Aは,ネックシール面16から円
弧の中心Cまでの距離である。
で形成される円弧の中心が管軸(Z軸)方向に対して偏
心した量を水平管軸偏心(Ah),垂直曲率半径Rvで
形成される円弧の中心が管軸(Z軸)方向に偏心した量
を垂直管軸偏心(Av),対角曲率半径Rdで形成され
る円弧の中心が管軸(Z軸)方向に偏心した量を対角管
軸偏心(Ad)とするとき,水平管軸偏心Ah及び垂直
管軸偏心Avと対角管軸偏心Adがネックシール面16
を基準面としてパネル2側を正の方向とすると全てが負
数であり,水平管軸偏心Ahが垂直管軸偏心Avより大
きく,垂直管軸偏心Avが対角管軸偏心Adより大きい
ように形成する。
コーン部14を形成する。
形成される円弧の中心Cが水平,垂直又は対角方向に偏
心した量である方向偏心Bは管軸(Z軸)を基準線とし
てファンネル10の外面側(図面における管軸の上側)
に位置し,各方向偏心Bは管軸(Z軸)から円弧の中心
Cまでの距離である。
hで形成される円弧の中心が水平(X軸)方向に偏心し
た量を水平方向偏心(Bh),垂直曲率半径Rvで形成
される円弧の中心が垂直(Y軸)方向に偏心した量を垂
直方向偏心(Bv),対角曲率半径Rdで形成される円
弧の中心が対角方向に偏心した量を対角方向偏心(B
d)とするとき,水平方向偏心Bh及び垂直方向偏心B
vと対角方向偏心Bdが管軸(Z軸)を基準線としてフ
ァンネル10の外面側を正の方向とすると全て正数であ
り,対角方向偏心Bdが垂直方向偏心Bvより大きく,
垂直方向偏心Bvが水平方向偏心Bhより大きいように
形成する。
ーン部14を形成する。
れるネックシール面16と変曲地点15との間でY−Z
平面に切ったときに次の式6を満たす水平曲率半径Rh
を有する円弧の形状に形成する。
ビームの離隔距離を示し,θの単位は度(°),sの単
位はミリメートル(mm)である。
ライン型電子銃6で赤色(R)と緑色(G)及び青色
(B)に対応する電子ビーム間の間隔をいう。即ち,赤
色Rに対応する電子ビームの中心と緑色Gに対応する電
子ビームの中心との間隔,及び緑色Gに対応する電子ビ
ームの中心と青色Bに対応する電子ビームの中心との間
隔をいう。
されるネックシール面16と変曲地点15との間でX−
Z平面に切ったときに,次の式7を満たす垂直曲率半径
Rvを有する円弧の形状に形成する。
されるネックシール面16と変曲地点(TOR)との間
でD−Z平面に切ったときに,次の式8を満たす対角曲
率半径Rdを有する円弧の形状に形成する。
あり,電子ビームの離隔距離sが5.6mmである19
インチ陰極線管を,コンピュータシミュレーションで電
子ビームの経路に対する最適の形状に解析した状態を示
した。
のみを示したが,反対側部分又は他側の部分も管軸(Z
軸)を中心としてそれぞれ対称形状に形成することによ
って実現することができる。
ュータシミュレーションで形成した円弧形状と実際に測
定した値を示すY―Z平面における断面に対応するグラ
フである。一点鎖線30は,水平曲率半径Rhを有し,
中心がネックシール面16から水平管軸偏心Ah,管軸
(Z軸)から水平方向偏心Bh偏心した円弧を示す。四
角点を連結した曲線33は,コンピュータシミュレーシ
ョンにしたがって製作した陰極線管をネックシール面1
6から1mmの間隔に分けて測定した値を示す。
ュータシミュレーションで形成した円弧形状と実際に測
定した値を示すX―Z平面における断面に対応するグラ
フである。一点鎖線31は,垂直曲率半径Rvを有し,
中心がネックシール面16から垂直管軸偏心Av,管軸
(Z軸)から垂直方向偏心Bvだけ偏心した円弧を示
す。四角点を連結した曲線34は,コンピュータシミュ
レーションにしたがって製作した陰極線管をネックシー
ル面16から1mmの間隔に分けて測定した値を示す。
ュータシミュレーションで形成した円弧形状と実際に測
定した値を示すD―Z平面における断面に対応するグラ
フである。一点鎖線32は,対角曲率半径Rdを有し,
中心がネックシール面16から対角管軸偏心Ad,管軸
(Z軸)から対角方向偏心Bdだけ偏心した円弧を示
す。四角点を連結した曲線36は,コンピュータシミュ
レーションにしたがって製作した陰極線管をネックシー
ル面16から1mmの間隔に分けて測定した値を示す。
は,各測定点における実際値が一点鎖線で示した最適状
態の円弧から2mm以内の値を維持し,各測定点の実際
値と一点鎖線で示した最適状態の円弧との差を全て足し
た値が5mm以内を維持するのが好ましい。
水平管軸偏心Ah,垂直管軸偏心Av,対角管軸偏心A
d,水平方向偏心Bh,垂直方向偏心Bv,対角方向偏
心Bd,水平曲率半径Rh,垂直曲率半径Rv,対角曲
率半径Rdの値を下記表1に整理して表した。
垂直管軸偏心Av及び対角管軸偏心Adは全て負数の値
を有するが,これは図5ないし7において各円弧の中心
が基準面であるネックシール面16の左側に位置するこ
とを示す。水平管軸偏心Ahと垂直管軸偏心Av,及び
対角管軸偏心Adの絶対値はそれぞれ円弧の中心が基準
面であるネックシール面16から離れている距離を示
す。
v及び対角方向偏心Bdは全て正数の値を有するが,こ
れは図5ないし7において各円弧の中心が基準線である
管軸(Z軸)の上側に位置することを示す。水平方向偏
心Bhと垂直方向偏心Bv及び対角方向偏心Bdの絶対
値は,それぞれ円弧の中心が基準線である管軸(Z軸)
から離れている距離を示す。
0のコーン部14の,水平方向及び垂直方向又は対角線
方向の曲率を最適化して円弧形状を形成することによっ
て,偏向電力を低減させながらスクリーンの輝度を向上
させ,高精細画像を実現し,広角度偏向を行うことがで
きるような陰極線管を提供することができる
かる陰極線管の好適な実施形態について説明したが,本
発明はかかる例に限定されない。当業者であれば,特許
請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各
種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであ
り,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属す
るものと了解される。
によれば,コンピュータシミュレーションを導入して電
子ビームの経路を解析し,最適の曲率でファンネルのコ
ーン部を形成するので,偏向電力の最少化と偏向効率の
最大化を達成することができる。
断面図である。
ネック部8を示す後面斜視図である。
である。
を説明する図である。
レーションで形成した円弧形状と実際に測定した値を示
すY―Z平面における断面に対応するグラフである。
レーションで形成した円弧形状と実際に測定した値を示
すX―Z平面における断面に対応するグラフである。
レーションで形成した円弧形状と実際に測定した値を示
すD―Z平面における断面に対応するグラフである。
Claims (6)
- 【請求項1】 内面にスクリーンが形成されるパネル
と,前記パネルに連結され外周面の一部に偏向ヨークが
設置されるファンネルと,前記ファンネルに連結され内
部に電子銃が挿入設置されるネック部とを含み,前記フ
ァンネルは偏向ヨークが設置されるコーン部の形状を前
記ネック部側からパネル側に行くほど次第に円形から非
円形になるように形成し,前記ファンネルのコーン部
は,管軸と,これに交差する短軸とがなす平面における
コーン部の曲率を水平曲率,管軸と,これに交差する長
軸とがなす平面におけるコーン部の曲率を垂直曲率,管
軸と,これに交差する対角線とがなす平面におけるコー
ン部の曲率を対角曲率とするとき,対角曲率半径が垂直
曲率半径より大きく,垂直曲率半径が水平曲率半径より
大きいように形成することを特徴とする,陰極線管。 - 【請求項2】 前記ファンネルのコーン部は,水平曲率
で形成される円弧の中心が管軸方向に偏心した量を水平
管軸偏心,垂直曲率で形成される円弧の中心が管軸方向
に偏心した量を垂直管軸偏心,対角曲率で形成される円
弧の中心が管軸方向に偏心した量を対角管軸偏心とする
とき,水平管軸偏心及び垂直管軸偏心と対角管軸偏心が
すべてネックシール面を基準としてネック部側に位置
し,水平管軸偏心が垂直管軸偏心より大きく,垂直管軸
偏心が対角管軸偏心より大きいように形成することを特
徴とする,請求項1に記載の陰極線管。 - 【請求項3】 前記ファンネルのコーン部は,水平曲率
で形成される円弧の中心が水平方向に偏心した量を水平
方向偏心,垂直曲率で形成される円弧の中心が垂直方向
に偏心した量を垂直方向偏心,対角曲率で形成される円
弧の中心が対角線方向に偏心した量を対角方向偏心とす
るとき,水平方向偏心及び垂直方向偏心と対角方向偏心
がすべて管軸を基準としてファンネルの外面側に位置
し,対角方向偏心が垂直方向偏心より大きく,垂直方向
偏心が水平方向偏心より大きいように形成することを特
徴とする,請求項1又は請求項2に記載の陰極線管。 - 【請求項4】 前記ファンネルのコーン部は,前記ネッ
ク部と連結されるネックシール面と変曲地点との間で下
記の式6を満たす水平曲率半径を有する円弧の形状に形
成することを特徴とする,請求項1に記載の陰極線管。 【数1】 ただし,前記Rhは水平曲率半径,θは電子ビームの偏
向角,sは電子ビームの離隔距離を示し,θの単位は度
(°),sの単位はミリメートル(mm)である。 - 【請求項5】 前記ファンネルのコーン部は,前記ネッ
ク部と連結されるネックシール面と変曲地点との間で下
記の式7を満たす垂直曲率半径を有する円弧の形状に形
成することを特徴とする,請求項1に記載の陰極線管。 【数2】 ただし,前記Rvは垂直曲率半径,θは電子ビームの偏
向角,sは電子ビームの離隔距離を示し,θの単位は度
(°),sの単位はミリメートル(mm)である。 - 【請求項6】 前記ファンネルのコーン部は,前記ネッ
ク部と連結されるネックシール面と変曲地点との間で下
記の式8を満たす対角曲率半径を有して円弧の形状に形
成することを特徴とする,請求項1に記載の陰極線管。 【数3】 ただし,前記Rdは対角曲率半径,θは電子ビームの偏
向角,sは電子ビームの離隔距離を示し,θの単位は度
(°),sの単位はミリメートル(mm)である。
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