CN1055081A

CN1055081A - 荫罩式彩色阴极射线管

Info

Publication number: CN1055081A
Application number: CN91101904A
Authority: CN
Inventors: 若园弘美; 足立收; 鸿巢理; 芦崎重也
Original assignee: Matsushita Electronics Corp
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-03-22
Filing date: 1991-03-22
Publication date: 1991-10-02
Anticipated expiration: 2006-03-22
Also published as: US5155410A; DE69110931T2; EP0448401B1; EP0448401A2; DE69110931D1; EP0448401A3; CN1021265C; JPH0614454B2; JPH03272550A

Abstract

一种荫罩式彩色阴极射线管，其屏盘的屏面比普通平面屏盘平坦两倍，虽然其玻壳较薄，但并不因此降低玻壳耐受外部压力的能力，而且还提高了入射光的反射特性，以及使局部拱起特性得到改善。

Description

本发明总的说来涉及一种荫罩式彩色阴极射线管，更具体地说，涉及一种配备有一矩形屏盘，屏盘屏幕的外表面平坦的荫罩式彩色阴极射线管。

屏盘屏幕的外表面是球面时，大尺寸彩色阴极射线管的屏幕外表面看起来比小尺寸彩色阴极射线管更象球形，因而大尺寸彩色阴极射线管所重现的图象看起来不自然，而且入射光在球形外表面上产生的反射还可能降低重现图象的亮度对比。为了减小大尺寸彩色阴射线管的长度和重量，要求管子采用至少为110°的宽偏转角。

从原理上讲，屏盘的有效屏幕具有由有效屏幕的对角线长度所确定的等效曲率半径。参看图5，矩形屏盘1有一个包括有效屏幕2在内的屏幕。取屏幕中心作为原点O，取通过原点O并垂直于管子轴线的水平轴线作为X轴，取通过原点O并垂直于管子轴线的垂直轴线作为Y轴，这样就得出了一个正交坐标系。采用这种正交坐标系时，我们把有效屏幕2的对角线长度命名为D，在Z方向上从原点O直到对角线半长（D/2）的弧矢高度命名为δ。于是屏盘1的有效屏幕2的等效曲率半径R。可用下式表示：

R_o= ((D/2)²+δ²)/(2δ) （1）

等效曲率半径约为有效屏幕2的对角线长度D的1.76倍的屏盘通常叫做“1R屏盘”，等效曲率半径大于1R屏盘等效曲率半径的屏盘叫做“平面屏盘”。配备有平面屏盘的大偏转角彩色阴极射线管的荫罩3因热膨胀而部分向外拱起;图6中，拱起部分用3a表示。这种现象叫做“局部拱起”现象。如图6中所示，发生这种现象时，就使荫罩3的栏孔3b偏离其应有的位置3c。电子束5a通过偏移至“错”位置的栏孔3b被迫作为“错的”电子束5b到达荧光体部分4b而不是到达荧光体部分4a。如果没有局部拱起现象发生，电子束5a会按设计通过栏孔3c到达荧光体部分4a。电子束5b的偏移破坏了色纯度。

为使大尺寸彩色阴极射线管屏幕的外表面平坦，必须采用厚的玻壳，使其在抽真空之后能经受大气压，于是射线管的重量增加。

即使屏盘的屏幕表面是球面，但如果使其周边部分较为平坦，屏幕表面总的看起来还是平坦的。美国专利4，786，840公开的阴极射线管就是利用了这种现象。具体地说，该现有技术的阴极射线管周边部分平坦，在有效屏幕从中心到周边延伸、最易于产生局部拱起现象的部分具有特意增大的曲率。

上述现有技术阴极射线管的弧矢高度位于中心与周边部分之间。这使球面在对角线方向上二次微分的符号改变，从而弯曲成类似马鞍形，这通常叫做“反向弯曲”。从中心至周边的曲率沿X轴和Y轴的增加和反向弯曲现象共同影响入射光在屏盘有效屏幕上的反射，从而产生不自然的反射。在曲率变化大的部位，影象，特别是运动着的物体，其运动速率使其看起来不自然。

为解决这个问题，日本公开专利公报62-177841（美国专利4，777，401）公开的另一现有技术提出将周边部分弄平到1.5R至1.8R（即等效曲率半径为1R等效曲率半径的1.5至1.8倍），且令屏盘的有效屏幕从中心延伸至对角线两端的部分的等效曲率半径在1.3R至1.5R的范围。总的说来，该球面部分实际上是平坦的。

这种方案的好处在于，避免了周边部分产生反向弯曲，从而确保该部分不呈球面，没有任何反向弯曲点。另一个好处是可使玻壳变薄，几乎和一般1R屏盘一样薄，从而减轻了屏盘的重量。此外，入射光在屏盘有效屏幕上的反射变得自然，而且在有局部拱起现象的情况下电子束的偏移量最小。鉴于这些好处，这种屏盘适用于大尺寸彩色阴极射线管，例如29英寸、33英寸和43英寸阴极射线管。

但上述方案具有这样的缺点：由于曲率是朝屏幕周边逐步减小，因而即使想进一步弄平它也是不能容许的。在刚提到的这个方案中，周边部分可弄平到1.3R至1.5R的程度，但屏盘尺寸增大时，经弄平的部分外观仍然呈球面。

本发明的荫罩式彩色阴极射线管克服了现有技术的上述和许多其它缺点和不足之处，它有一个矩形屏盘，屏盘的屏面由这样形成的正交坐标系确定：取屏面的中心作为坐标原点O，取通过原点O并垂直于管轴线Z的水平轴线为X轴，取通过原点O并垂直于管轴线Z的垂直轴线为Y轴，从而使一给定点P的坐标（X，Y，Z）中的Z可用一个具有X和Y各自的各次幂的多项式表示，其中二次或二次以下各幂指数的和为δ1，二次以上各幂指数的和为δ2，这些和满足δ1＞δ2的关系，且有效屏面满足下列关系：

5＜ ((D/2)²+Zc²)/(D·Zc) ＜9

7＜ (Yc²+(Zc-Z_A)²)/(D·(Zc-Z_A)) ＜13

7＜ (Xc²+(Zc-Z_B)²)/(D·(Zc-Z_B)) ＜13

其中，在屏面周边部分上、在X轴处的A点的坐标为（H/2，0，Z_A），在屏面的周边部分上、在Y轴处的B点的坐标为（0，V/2，Z_B），在屏面的周边部分上、在对角线上C点的坐标为（Xc，Yc，Zc），而有效屏幕的对角线长度用D表示。

在一最佳实施例中，彩色阴极射线管是个29英寸的彩色阴极射线管。

因此这里所述的发明能达到提供这样一种荫罩式彩色阴极射线管的目的，该阴极射线管：（1）虽然玻壳较薄但却能承受压力，（2）能改善入射光的反射特性，且（3）能抑制局部拱起现象。

参看下列附图，本技术领域的普通技术人员即可很好地理解本发明，并清楚了解本发明的多个目的和优点。附图中：

图1是本发明的荫罩式彩色阴极射线管中所采用的屏盘的透视图;

图2表明了图1所示的屏盘与普通屏盘的比较;

图3是就图1的屏盘和普通屏盘的归一化曲率半径描出的曲线图;

图4（a）和4（b）比较了本发明的彩色阴极射线管和缺了本发明所要求的条件中的一项的彩色阴极射线管在入射光在屏盘上的反射特性方面的情况;

图5是普通屏盘的透视图;

图6是荫罩的侧视图，举例说明了荫罩中发生的拱起现象。

参看图1，图中所示的矩形屏盘6是供29英寸彩色阴极射线管用的，其X坐标在长轴方向上（X轴线），其Y坐标在短轴方向上（Y轴线），Z坐标则在阴极射线管的轴线方向Z上。在Z方向上以原点（屏盘6的屏面的中心）为起点的弧矢高度为Z，可用下式表示：

Z＝α₁X²+α₂Y²+α₃X⁴+α₄X²Y²+

α₅Y⁴+α₆X⁴Y²+α₇X²Y⁴+α₈X⁴Y⁴（2）

且 α₁＝2.09216×10^-4l/毫米

α₂＝2.97318×10^-4l/毫米

α₃＝7.15356×10^-10l/毫米³

α₄＝-1.71561×10^-9l/毫米³

α₅＝1.80728×10^-9l/毫米³

α₆＝-1.31622×10^-14l/毫米⁵

α₇＝-1.71957×10^-14l/毫米⁵（3）

α₈＝-1.85522×10^-20l/毫米⁷

根据（2）和（3）的关系式可推算出下列数据：

有效屏幕的对角线长度D等于676.0毫米，有效屏幕在X轴向的最小长度H和在Y轴向的最小长度V分别等于540.8毫米和405.6毫米。在Z方向上原点O与有效屏幕对角线端之间的弧矢高度Zc等于24.0589毫米。等效曲率半径Rc为2386.3毫米。1R等于1.76 D（＝1189.8毫米）。因此归一化曲率半径为2R。

在C1至C4和C2至C3的短轴侧，原点O与A1点之间以及原点O与A2点之间的各弧矢高度Z_A等于19.1214毫米，以对角线端为起点的弧矢高度δ为4.9375毫米。将δ＝4.9375毫米和γ＝202.8毫米代入（1）式时，短轴侧的等效曲率半径R_A等于4167.3。归一化曲率半径约为3.5R。

在C1至C2和C3至C4的长轴侧，原点O与B1点之间以及原点O与B2点之间的各弧矢高度Z等于15.2854毫米，以对角线端为起点的弧矢高度δ为8.7739毫米。将δ＝8.7739毫米和γ＝270.4毫米代入（1）式时，长轴侧的等效曲率半径R_B等于4171.1。归一化的曲率半径约为3.5R。沿X轴和Y轴通过原点的曲率半径分别变为1.6R和1.1R。显然曲率半径的增大为最小，拱起现象受到抑制。

本发明使用的屏盘10以实线表示，普通阴极射线管用的屏盘11以虚线表示，这样就可以一目了然地将它们加以比较。图3中有三组曲线：普通1R屏盘12的归一化曲率（归一化曲率半径的倒数）描出的曲线，普通平面屏盘13的归一化曲率描出的曲线和本发明的屏盘的归一化曲率描出的曲线。从这些曲线可知，本发明屏盘14变得比普通屏盘平坦两倍左右。

彩色阴极射线管抽真空时，应力集中在屏盘周边部分的中心处。长轴侧最易受应力的作用。这个应力实质上与屏盘的曲率半径成正比。在本发明应用于29英寸彩色阴极射线管的情况下作了这样的安排：Y轴线上的曲率半径取1.1R，X轴线上的曲率半径取1.6R，这几乎与普通屏盘是一样的。这样就把作用到外表面的应力减小到1300磅/平方英寸或以下。对本发明的屏盘进行了静压试验，也就是磨损试验，方法是用粗度为150纹密的锉刀锉削屏盘的外表面。试验结果表明外表面能承受2.8公斤/平方厘米至3.0公斤/平方厘米的压力。

上述研究结果证明，若本发明的屏盘的原点O至C点的等效曲率半径在1.5R至2.5R的范围，其周边部分通过A、B和C点的等效曲率半径在2R至3.7R的范围，则它具有实用价值。若平坦程度超过此极限，则玻壳必须制成足够厚的厚度才可供实用。

在对角线中，存在下列关系：

1.5R＝1.5×1.76D＝2.5D

2.5R＝2.5×1.76D＝4.5D

这里，2.5D＜R_o＜4.5D，

δ＝Zc，

因此

2.5D＜ ((D/2)²+Zc²)/(2Zc) ＜4.5D

5＜ ((D/2)²＋Zc²)/(D·Zc) ＜9 （4）

在短轴侧，

2R＝2×1.76D＝3.5D

3.7R＝3.7×1.76D＝6.5D

3.5D＜R_o＜6.5D

δ＝Zc-Z_A

因此，

3.5D＜ (Yc²+(Zc-Z_A)²)/(2(Zc-Z_A)) ＜6.5D

7D＜ (Yc²+(Zc-Z_A)²)/(Zc-Z_A) ＜13D（5）

同样，在长轴侧

7D＜ (Xc²+(Zc-Z_B)²)/(Zc-Z_B) ＜13D（6）

总之，本发明必须安排得使其同时满足下列条件：

5＜ ((D/2)²+Zc²)/(D·Zc) ＜9

7＜ (Yc²+(Zc-Z_A)²)/(D·(Zc-Z_A)) ＜13

7＜ (Xc²+(Zc-Z_B)²)/(D·(Zc-Z_B)) ＜13 （7）

在上述安排的情况下，需要研究球面的特性以便提高入射光的反射程度。因此需要安排得使二次幂以上各项弧矢高度的和不超过二次幂或二次幂以下各项弧矢高度的和。

图4（a）示出了入射光在29英寸彩色阴极射线管屏盘的屏面上的反射特性的一个例子。图4（b）示出了入射光在普通29英寸彩色阴极射线管屏盘外表面上的反射特性的一个例子，其中，使得沿对角线的等效曲率半径和沿周边部分的曲率半径与本发明相同（用与（2）式同样的式子确定），使二次幂项的弧矢高度与四次幂项的弧矢高度相等。图4（a）和4（b）的栅状条纹示出了从各屏盘对安置在各屏盘前2米处、间距为30厘米的栅条板反射回来的影象。

在图4（a）所示的实施例中，（4）和（5）式中的四次幂项小于二次幂项。入射光经反射后易于从屏幕的中心至对角线两端逐渐畸变，特别是在屏幕有效区的85%以外的部位更是如此，但它对反射条纹的影响可以忽略不计。相反，在图4（b）所示的例子中，入射光经反射后在四次幂项弧矢高度的影响下在从屏幕中心至周边部分距离的2/3以外的地方畸变得厉害。

从以上所述，显然可知，按照本发明可以给彩色阴极射线管配备比普通平面屏盘平坦两倍以上的屏盘而不致降低玻壳对外部压力的抗压能力，而且还提高了入射光的反射特性，也改善了局部拱起特性。

当然，本领域的普通技术人员不难对上述实施例作其它种种修改而并未脱离本发明的范围和精神实质。因此本说明书所附的权利要求书的范围不应受到本说明书叙述内容的限制，而是应把权利要求书理解为包括了包含在本发明中的具有专利性的新颖性的所有特点，也包括本领域的普通技术人员认为是与本发明等效的所有特点在内。

Claims

1、一种荫罩式阴极射线管，其特征在于，它有一个矩形屏盘，屏盘的屏面由这样形成的正交坐标系确定：取屏面的中心作为坐标原点0，取通过原点0并垂直于管轴线Z的水平轴线为X轴，取通过原点0并垂直于管轴线Z的垂直轴线为y轴，从而使一给定点P的坐标(x，y，z)中的Z可用一个具有x和y各自的各次幂的多项式表示，其中二次或二次以下各幂指数的和为δ1，二次以上各幂指数的和为δ2，这些和满足δ1＞δ2的的关系，且屏面满足下列关系： 5＜ ((D/2)²+Zc²)/(D·Zc) ＜9 7＜ (Yc²+(Zc-Z_A)²)/(D·(Zc-Z_A)) ＜13 7＜ (Xc²+(Zc-Z_B)²)/(D·(Zc-Z_B)) ＜13 其中，在有效屏面周边部分上、在X轴处的A点的坐标为(H/2，O，Z)，在屏面的外表面周边部分上、在Y轴处的B点的坐标为(O，V/2，Z)，在有效屏幕周边部分上、在对角线上C点的坐标为(Xc，Yc，Zc)，而有效屏幕区的对角线长度用D表示。

2、如权利要求1所述的荫罩式彩色阴极射线管，其特征在于，所述彩色阴极射线管是29英寸的彩色阴极射线管。