JPS5910527B2 - cathode ray tube device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えばカラープロジェクタに用いる高輝度陰
極線管に適用して好適な陰極線管装置に係わる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a cathode ray tube device suitable for application to, for example, a high-brightness cathode ray tube used in a color projector.

陰極線管方式によるカラープロジェクタにおいては、明
るい投写画像を得るために、３管式、或いは２管式のよ
うに複数の各単色陰極線管、或いは単色及び２色の陰極
線管によって各色の画像を得、これら画像を投射スクリ
ーン上に投射しこのスクリーン上に各画像が合成された
カラー画像を得るようにしている。In a color projector using a cathode ray tube system, in order to obtain a bright projected image, images of each color are obtained using a plurality of monochrome cathode ray tubes such as a three-tube type or a two-tube type, or monochrome and two-color cathode ray tubes. These images are projected onto a projection screen, on which a color image is obtained by combining the images.

第１図は３管式のプロジェクタを示し、この場合、夫々
赤、緑及び青の各単色陰極線管１Ｒ。FIG. 1 shows a three-tube projector, in this case, red, green, and blue monochrome cathode ray tubes 1R, respectively.

１Ｇ及び１Ｂを用い、これら陰極線管ＩＲ，ＩＧ及び１
Ｂに得た各色の光学像２Ｒ，２Ｇ及び２Ｂを、映写レン
ズ系３Ｒ，３Ｇ及び３Ｂを通じて図示しないがスクリー
ン上に投射して、各色の光学像２Ｒ，２Ｇ及び２Ｂが合
成されたカラー画像を得るようにしている。1G and 1B, these cathode ray tubes IR, IG and 1
The optical images 2R, 2G and 2B of each color obtained in B are projected onto a screen (not shown) through projection lens systems 3R, 3G and 3B to produce a color image in which the optical images 2R, 2G and 2B of each color are combined. I'm trying to get it.

第２図は２管式プロジェクタを示し、この場合、例えば
緑の光学像２Ｇを再生し得る単色の陰極線管１Ｇと、他
の色の赤及び青の成分の光学像２ＲＢを再生する２原色
陰極線管ＩＲＢとを用い、この陰極線管ＩＲＢよりの光
学像２ＲＢをダイクロイックミラー４に透過させ、一方
陰極線管１Ｇより得た光学像２Ｇを、ダイクロイックミ
ラー４によって反射させて、両光学像２ＲＢ及び２Ｇを
互に重ね合せてスクリーン上に投射するようにしている
。FIG. 2 shows a two-tube projector, in this case, for example, a monochromatic cathode ray tube 1G capable of reproducing a green optical image 2G, and a two-primary color cathode ray tube 1G capable of reproducing an optical image 2RB of red and blue components of other colors. Using the cathode ray tube IRB, the optical image 2RB from the cathode ray tube IRB is transmitted through the dichroic mirror 4, while the optical image 2G obtained from the cathode ray tube 1G is reflected by the dichroic mirror 4 to form both optical images 2RB and 2G. The images are superimposed on each other and projected onto the screen.

また、このようなプロジェクタに用いられる陰極線管は
、高輝度陰極線管を用いることが望まれる。Furthermore, it is desirable that the cathode ray tube used in such a projector be a high-intensity cathode ray tube.

ところが、このような高輝度陰極線管を用いる場合、こ
れを動作させているうちにスクリーン上の投写カラー画
像のホワイトバランスが特に画像の中央部において狂っ
てくる。However, when such a high-brightness cathode ray tube is used, the white balance of the projected color image on the screen becomes out of order, especially in the center of the image, while the tube is being operated.

本発明者等は、このホワイトバランスの狂いの原因が高
輝度陰極線管の前面パネルの昇温にあることを究明した
。The inventors of the present invention have determined that the cause of this white balance imbalance is an increase in the temperature of the front panel of the high-brightness cathode ray tube.

即ち、高輝度陰極線管は、その螢光体に対する電子ビー
ムのエネルギーを大きくして高い輝度の光学像を得るよ
うにしているが、この場合、螢光体が塗布された前面の
ガラスパネルは、その熱伝導度が低いので、特に熱の放
散がしにくいパネル中央における温度上昇が顕著で、こ
れによって、螢光体にいわゆる温度消光が生ずるのであ
る。In other words, a high-brightness cathode ray tube increases the energy of the electron beam to the phosphor to obtain a high-brightness optical image, but in this case, the front glass panel coated with the phosphor is Because of its low thermal conductivity, the temperature rise is particularly noticeable in the center of the panel, where it is difficult to dissipate heat, and this causes so-called temperature quenching in the phosphor.

即ち、前面パネルの温度は、第３図にその中心を通る水
平方向の表面温度分布を示すように、例えば周辺部で４
０℃に昇温するに比し、中央部では１００℃にも達する
。That is, the temperature of the front panel is, for example, 4 at the periphery, as shown in Figure 3, which shows the horizontal surface temperature distribution passing through the center.
While the temperature rises to 0°C, it reaches 100°C in the center.

そしてこの前面パネルの内面の温度は表面の温度より更
に２０℃程度、あるいはそれ以上高いので、螢光体が塗
布されたパネルの中央での内面温度は１２０℃にも及ぶ
。Since the temperature of the inner surface of this front panel is about 20.degree. C. or more higher than the surface temperature, the inner surface temperature at the center of the panel coated with phosphor reaches 120.degree.

ところが、緑の光学像２Ｇを得るための陰極線管１Ｇに
用いられる緑の螢光体は、一般に大電流による輝度飽和
が少い螢光体、例えばＳ ｒ Ｇａ ２ Ｓ ４ ”
Ｅ ｕが用いられるものであり、この螢光体は、８０℃
程度以上で輝度が低下し、１２０°Ｃではその輝度が半
減してしまうので、画像の中央部では緑の輝度が不足し
てくる。However, the green phosphor used in the cathode ray tube 1G for obtaining the green optical image 2G is generally a phosphor whose brightness is less saturated by large currents, such as S r Ga 2 S 4 ”.
Eu is used, and this phosphor is heated at 80℃
At 120° C., the brightness decreases, and at 120° C., the brightness is halved, resulting in a lack of green brightness in the center of the image.

これによって、スクリーン上に各色の光学像を投射する
ことによって得た投写画像は、中央でホワイトバランス
に狂いが生じてくる。As a result, the white balance of the projected image obtained by projecting optical images of each color onto the screen becomes distorted at the center.

そして、この中央でのホワイトバランスの狂いは、著し
く画質を阻害するので、この中央で連続動作時ホワイト
バランスがとれるように他の色の光害像の輝度を調整す
れば、周辺のホワイトバランスがくずれると共に、全体
の明るさを高めることができないという欠点がある。Since the white balance in the center will be significantly impaired, if you adjust the brightness of the light pollution images of other colors so that the white balance is maintained at the center during continuous operation, the white balance in the periphery will be improved. It has the disadvantage that it collapses and cannot increase the overall brightness.

本発明は、このような欠点を回避し、例えばプロジェク
タに適用して、明るく、且つ画像の全域に亘ってホワイ
トバランスにくずれが生ずることのないカラー画像を得
ることができる新規な陰極線管装置を提供せんとするも
のである。The present invention avoids such drawbacks and provides a novel cathode ray tube device that can be applied to, for example, a projector to obtain a bright color image without causing any distortion in white balance over the entire image area. This is what we intend to provide.

第４図を参照して本発明の詳細な説明するに、本発明に
おいては、例えば、第１図及び第２図に説明した多管式
プロジェクタの各陰極線管、或いは、特に温度消光の生
じ易い緑の螢光体を有する緑の陰極線管１Ｇの前面パネ
ル１Ｐの外面に、少くともその有効画面を形成する部分
を含んで、例えば全前面に差し渡って液密にパネル１Ｐ
自体を一側面とする密閉室５を形成する。The present invention will be described in detail with reference to FIG. 4. In the present invention, for example, each cathode ray tube of the multi-tube projector illustrated in FIGS. On the outer surface of the front panel 1P of the green cathode ray tube 1G having a green phosphor, including at least the part forming the effective screen, for example, the panel 1P is liquid-tight over the entire front surface.
A closed chamber 5 having one side of the closed chamber 5 is formed.

そして、この密閉室５内に、対流の生じ易い透明液体６
をパネル１Ｐに直接接触するように充填する。In this sealed chamber 5, there is a transparent liquid 6 in which convection is likely to occur.
Fill it so that it is in direct contact with the panel 1P.

例えば周壁１５ａを有する皿状の透明パネル１５を用意
し、その周壁１５ａの開口端面を陰極線管の前面パネル
１Ｐの周辺部に樹脂材によって液密に接着し、このパネ
ル１５と陰極線管の前面パネル１Ｐとによって密閉室５
を形成する。For example, a dish-shaped transparent panel 15 having a peripheral wall 15a is prepared, and the open end surface of the peripheral wall 15a is liquid-tightly adhered to the peripheral part of the front panel 1P of the cathode ray tube with a resin material, and this panel 15 and the front panel of the cathode ray tube are bonded together. Closed room 5 by 1P
form.

この場合、パネル１５の周壁１５ａの適所箇所に細孔を
穿設し置き、この細孔を通じて室５内に透明液体６を注
入しその後、この細孔を液密に封止する。In this case, pores are bored at appropriate locations in the peripheral wall 15a of the panel 15, and the transparent liquid 6 is injected into the chamber 5 through the pores, and then the pores are liquid-tightly sealed.

ここに透明パネル１５は、その屈折率が、陰極線管の前
面パネル１Ｐを構成するガラスの屈折率に近い値を有す
る透明の樹脂、例えばアクリル樹脂によってその周壁１
５ａと共に、一体にモールドによって形成し、これをパ
ネル１Ｐの周辺に接着性樹脂、例えばシリコーンＰＴＶ
ＫＥ−４２（信越化学商品名）にて液密に接着する。The transparent panel 15 is made of a transparent resin such as acrylic resin having a refractive index close to the refractive index of the glass constituting the front panel 1P of the cathode ray tube.
5a, and is formed by molding together with adhesive resin, such as silicone PTV, around the panel 1P.
Adhere liquid-tightly with KE-42 (trade name of Shin-Etsu Chemical).

このパネル１５は、その厚さを、例えば３′ｌ１ｇｌ１
にし、前面パネル１Ｐとの間隔、即ち室５の内部の厚さ
を７ｍに選定し得る。This panel 15 has a thickness of, for example, 3'l1gl1.
and the distance from the front panel 1P, that is, the thickness of the interior of the chamber 5, can be selected to be 7 m.

密閉室５の他の例としては、例えば、陰極線管の前面パ
ネル１Ｐにこれと予め一体にその周辺に前方に突出する
周壁１６を形成して置き、その端面に板状の透明パネル
１５を封着することによって形成するなど種々の構成を
とり得る。As another example of the sealed chamber 5, for example, a peripheral wall 16 is formed integrally with the front panel 1P of the cathode ray tube and projects forward, and a plate-shaped transparent panel 15 is sealed on the end surface of the peripheral wall 16. It can take various configurations, such as being formed by attaching it.

一方、この密閉室５内に充填する透明液体６は、これが
常温より高められたとき、効果的に対流を生ずる液体、
即ち融点ｍ−Ｐが０°Ｃ以下で、且つその粘度ηが小さ
い液体を用いる。On the other hand, the transparent liquid 6 filled in the sealed chamber 5 is a liquid that effectively causes convection when the temperature is raised above room temperature.
That is, a liquid having a melting point m-P of 0° C. or less and a low viscosity η is used.

このように対流の生じ易い液体としては、その粘度ηが
、６０℃での粘度が５０センチポアズ（ｃｐｓ）以下の
ものより選定する。A liquid that is likely to cause convection is selected from those whose viscosity η is 50 centipoise (cps) or less at 60°C.

更にこの透明液体としては、その沸点ｂ−ｐが１２０℃
以上で、電気伝導度１／ρが１０−１°〜１Ｏ−５７Ｊ
／ｃｆｒＬノオーダで、屈折率ｎＤがガラスのそれに近
い１．３５〜１．５５を有し、毒性が小さく、安価で且
つ入手が容易な液、例えばベンジルアルコール、安息香
酸メチル、安息香酸エチル、蓚酸ジエチル、フタル酸ジ
プチル、エチレングリコール等の下記表１に示す各液体
を始めとする単成分、又は２成分或いはそれ以上の成分
からなる有機物液体を用い得る。Furthermore, this transparent liquid has a boiling point b-p of 120°C.
Above, the electrical conductivity 1/ρ is 10-1° to 1O-57J
/cfrL, has a refractive index nD of 1.35 to 1.55, close to that of glass, has low toxicity, is inexpensive, and is easily available, such as benzyl alcohol, methyl benzoate, ethyl benzoate, oxalic acid. A single component, or an organic liquid consisting of two or more components, including each liquid shown in Table 1 below, such as diethyl, diptylphthalate, and ethylene glycol, can be used.

そして、室５に充填された液体６は、例えば電気的に陰
極線管のファンネル部の外周に塗布されたグラファイト
等の導電層に電気的に接続して接地する。The liquid 6 filled in the chamber 5 is electrically connected to, for example, a conductive layer such as graphite coated on the outer periphery of the funnel portion of the cathode ray tube and grounded.

上述の本発明構成によるときは、陰極線管の動作時にお
けるその前面パネル１Ｐの表面温度の分布は、全体的に
平坦な分布を示す。According to the above-described configuration of the present invention, the surface temperature distribution of the front panel 1P during operation of the cathode ray tube shows a flat distribution as a whole.

第６図はパネル１Ｐの中心を通る左右水平方向の各位置
における表面温度を示すもので、その中心部における温
度は、６０℃以下に低められ周辺部の温度に可成り近い
温度になり、これに伴って全体の平均温度も従来に比し
可成り低められた。Figure 6 shows the surface temperature at each position in the left and right horizontal directions passing through the center of the panel 1P. Accordingly, the overall average temperature was also significantly lower than in the past.

これは、パネル１Ｐに接して、６０℃での粘度が５０セ
ンチポワズ以下という粘度の小さい液体６を封入したこ
とによって、パネル１Ｐの温度上昇によって液体６に対
流が生じこれによって中央部の熱が、熱放散し易い周辺
部に効果的に伝達されることに因る。This is because a liquid 6 with a low viscosity of 50 centipoise or less at 60°C is sealed in contact with the panel 1P, and as a result, convection occurs in the liquid 6 as the temperature of the panel 1P rises, thereby dissipating the heat in the center. This is due to the fact that the heat is effectively transferred to the surrounding area where it is easy to dissipate heat.

更にガラスの比熱が０．１６〜０．２ ｃａＶｇ ３位
であるのに対し表１に掲げた様な有機物液体は比熱がい
ずれも０．５ｃａｌ／ｇ℃、あるいはそれ以上であるた
め同じ重量のガラスと比較した場合、ある温度から更に
温度を上げるのに有機液体の方が２倍以上の熱エネルギ
ーを要することもパネルの温度上昇を防止させる要因と
なっている。Furthermore, while the specific heat of glass is 0.16 to 0.2 caVg (3rd place), the organic liquids listed in Table 1 all have a specific heat of 0.5 cal/g℃ or more, so the same weight Compared to glass, organic liquid requires more than twice as much thermal energy to raise the temperature from a certain point, which is another factor that prevents the panel from rising in temperature.

上述したように本発明によれば、陰極線管１Ｐの温度を
、螢光体に温度消光を殆んど生じさせない程度にするこ
とができるので、冒頭に説明したようなホワイトバラン
スに局部的に狂いを生ぜしめたり、明るさに犠牲を生ぜ
しめたりするを回避できる。As described above, according to the present invention, the temperature of the cathode ray tube 1P can be set to such a level that almost no temperature quenching occurs in the phosphor, so that the white balance as explained at the beginning can be locally deviated. It is possible to avoid causing brightness or causing sacrifices in brightness.

そして、本発明構成によれば、パネル１Ｐの前面に液体
６を配し、この液体６自体の対流によってパネル１Ｐの
中央の熱を他へと持ち去るようにしたので、例えばパネ
ル１Ｐの前面に冷却液を循環させるような犬がかりの装
置が全く不要となり、取扱いは簡便となり、全体として
安価に構成できる。According to the configuration of the present invention, the liquid 6 is arranged in front of the panel 1P, and the heat in the center of the panel 1P is carried away to other parts by the convection of the liquid 6 itself. There is no need for a device that circulates the liquid, making handling simple, and the overall structure can be made at low cost.

また、液体６として、上述した程度の電気伝導度を有す
るものを用いるときは、絶縁性のパネル１Ｐ及び１５に
蓄積される静電気を効果的に排除できるので、塵埃の付
着等を回避でき、これによって冷却ファンを用いた送風
による冷却の適用も可能となり、更に長時間の連続使用
にも耐える陰極線管装置、例えばプロジェクタも実現で
きるものである。Furthermore, when a liquid 6 having the above-mentioned level of electrical conductivity is used, it is possible to effectively eliminate static electricity accumulated on the insulating panels 1P and 15, thereby avoiding the adhesion of dust, etc. This makes it possible to apply cooling by blowing air using a cooling fan, and furthermore, it is possible to realize a cathode ray tube device, such as a projector, that can withstand continuous use for a long time.

更に、本発明構成によれば、陰極線管パネル１Ｐの前面
にこれと接して、このパネル１Ｐと近い屈折率を有する
液体６と、パネル１５とを配置するので、第７図に示す
ようにパネル１Ｐの厚さをｔ□とするとき、パネル１Ｐ
の内面の螢光体から、外気との間に形成された光学的界
面までの距離は、パネル１Ｐのみの場合は、パネル１Ｐ
の厚さｔｌに相当するものであったものが、本発明構成
によれば、パネル１Ｐの内面の螢光体面から外気との境
界部までの距離ｔ２、即ちパネル１Ｐの厚さｔｌと、液
体６の厚さと、パネル１５の厚さとの和の厚さとなる。Furthermore, according to the configuration of the present invention, the liquid 6 having a refractive index close to that of the panel 1P and the panel 15 are arranged on the front surface of the cathode ray tube panel 1P in contact with the panel 1P, so that the panel 15 is arranged as shown in FIG. When the thickness of 1P is t□, panel 1P
The distance from the phosphor on the inner surface of the panel to the optical interface formed between it and the outside air is
However, according to the configuration of the present invention, the distance t2 from the phosphor surface on the inner surface of the panel 1P to the boundary with the outside air, that is, the thickness tl of the panel 1P, and the liquid 6 and the thickness of the panel 15.

したがって、今パネル１Ｐの内面の螢光体面における輝
点Ｐより発生した光のパネル１Ｐを通って外気との光学
的界面において反射される光について考察すると、液体
６とパネル１５が存在しない場合、第７図の実線矢印ａ
の光路をとる反射光は、液体６とパネル１５とが設けら
れた本発明構成では、破線矢印すに示す光路をたどり、
輝点Ｐより十分離れた位置に戻り、しかもその光路長は
パネル１Ｐのみの場合に比し可成り大となるので、反射
して戻る光の密度は可成り小となる。Therefore, considering the light generated from the bright spot P on the phosphor surface on the inner surface of the panel 1P and reflected at the optical interface with the outside air through the panel 1P, if the liquid 6 and the panel 15 are not present, Solid line arrow a in Figure 7
In the configuration of the present invention in which the liquid 6 and the panel 15 are provided, the reflected light that follows the optical path shown by the dashed arrow,
Since it returns to a position sufficiently distant from the bright spot P, and the optical path length thereof is considerably larger than that in the case of only the panel 1P, the density of the reflected light becomes considerably small.

したがって本発明構成によれば、この輝点Ｐよりの光の
反射によるコントラストの低下を格段的に減する効果も
ある。Therefore, according to the configuration of the present invention, there is also the effect of significantly reducing the reduction in contrast due to reflection of light from the bright spot P.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図及び第２図は夫々本発明を適用するプロジェクタ
の側面図、第３図は従来の陰極線管前面パネルの表面温
度分布図、第４図及び第５図は夫夫本発明装置の各側の
一部を断面とする側面図、第６図は本発明装置の陰極線
管前面パネルの表面温度分布図、第７図は本発明の説明
に供する反射光路図である。 ＩＲ，ＩＧ、ＩＢ、ＩＲＢは夫々陰極線管、１Ｐはその
前面パネル、２Ｒ，２Ｇ、２Ｂ、２ＲＢは夫々光学像、
５は密閉室、１５はその透明パネル、６は透明液体であ
る。1 and 2 are side views of a projector to which the present invention is applied, FIG. 3 is a surface temperature distribution diagram of a conventional cathode ray tube front panel, and FIGS. 4 and 5 are side views of a projector to which the present invention is applied. FIG. 6 is a surface temperature distribution diagram of the cathode ray tube front panel of the apparatus of the present invention, and FIG. 7 is a reflected optical path diagram for explaining the present invention. IR, IG, IB, IRB are cathode ray tubes, 1P is its front panel, 2R, 2G, 2B, 2RB are optical images,
5 is a sealed chamber, 15 is a transparent panel thereof, and 6 is a transparent liquid.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 陰極線管の前面パネルと所要の間隔を保持して対向
する透明パネルが設けられ、該透明パネルと上記前面パ
ネルとの間に液密に保持される密閉室が設けられ、該密
閉室内に６０℃での粘度が５０センチポアズ以下の粘度
を有する対流のし易い透明液体が上記陰極線管の前面パ
ネルに接触して封入されて成る陰極線管装置。1. A transparent panel is provided facing the front panel of the cathode ray tube with a required distance therebetween, and a sealed chamber that is kept liquid-tight is provided between the transparent panel and the front panel. A cathode ray tube device comprising a transparent liquid having a viscosity of 50 centipoise or less at a temperature of 50 centipoise or less and being sealed in contact with the front panel of the cathode ray tube.