CN100349251C - 阴极射线管 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种能够防止光晕现象、有效地减少偏转功率并且保证真空外壳的耐压强度的阴极射线管。真空外壳包括设置有电子枪的颈部以及一个圆锥部分，所述圆锥部分对应于布置偏转线圈的位置，并且具有沿着垂直于阴极射线管的管轴方向截取的非圆形形状的横截面，屏盘部分形成为关于彼此垂直相交的长轴和短轴基本上对称，并且其中，在沿着垂直于管轴的方向截取的圆锥部分的横截面中，假设所述圆锥部分在长轴上的实质厚度由Th表示，所述圆锥部分在短轴上的实质厚度用Tv表示，并且所述圆锥部分在一个对角线位置上的最小厚度由Td表示，则该横截面满足关系：Th＞Tv＞Td。

Description

阴极射线管

发明领域

本发明涉及一种设有偏转线圈的阴极射线管，并且特别涉及一种能有效地减小偏转功率同时抑制电子束撞击锥体的圆锥部分，并能确保真空外壳的耐压强度的阴极射线管。

发明背景

下面参照图16和17介绍常规阴极射线管的例子。图16是表示用在常规阴极射线管中的真空外壳的例子的透视图。图17是表示常规阴极射线管的内部结构的例子的透视图。真空外壳1包括具有基本为矩形显示部分的玻璃屏盘2、具有连续地安装到这个屏盘2上的大直径部分的漏斗形玻璃锥体3，以及连续地安装到锥体3的圆锥部分4的圆柱形玻璃颈部5。

由荧光层构成的荧光屏6设置在屏盘2的内部。荧光层是发射蓝、绿和红色光的点状或条状三色荧光层。荫罩7布置成面对荧光屏6。在荫罩7中形成很多电子束通孔。在颈部5中提供用于发射三个电子束的电子枪8。

从锥体3的圆锥部分4的外部到颈部5的外部提供偏转线圈9。通过由偏转线圈9产生的水平偏转磁场和垂直偏转磁场来使这三个电子束偏转，并且经荫罩7在荧光屏6上进行水平和垂直扫描，由此显示彩色图像。

在各种阴极射线管中，广泛地采用自会聚一字型阴极射线管。该阴极射线管具有一字型电子枪8，该电子枪8发射在相同的水平面上通过并成直线排列的三束电子束。并且，由偏转线圈9产生的水平偏转磁场设置成具有枕形形状，而垂直偏转磁场设置成具有桶形形状，成直线排列的这三束电子束被这些水平偏转磁场和垂直偏转磁场偏转，由此会聚到整个荧光屏上而不需要特别的校正。

由于偏转线圈9是这种阴极射线管中的功耗的主源，因此减少这个偏转线圈9的功耗对于节省阴极射线管的总功耗是非常重要的。就是说，为了提高屏幕的亮度，必须增加最终使电子束加速的阳极电压。而且，为了适用于HD(高清晰度)TV或OA设备如个人计算机，必须增加偏转频率。然而，无论是增加阳极电压还是偏转频率都将导致偏转功率增加。

一般情况下，为了减少偏转功率，必须减小阴极射线管的颈部5的直径，并且减少向其提供偏转线圈9的圆锥部分4的外径，从而使偏转磁场可以有效地作用于电子束。在这种情况下，电子束紧贴地通过设有偏转线圈9的圆锥部分4的内表面。因此，当进一步减小颈部5的直径和圆锥部分4的外径时，具有最大偏转角的、朝向荧光屏6的对角线方向上的角落移动的电子束撞击锥体3的圆锥部分4的内表面，并且这些电子束的一部分由于锥体3的内表面的屏蔽而不会到达荧光屏6。下文中将这种现象称为“束颈屏蔽”。

在JP48(1973)-34349B(US3,731,129)中，通过考虑到当在荧光屏6上显示矩形光栅时，圆锥部分4内部的电子束通过区也具有基本上矩形的形状，建议设置有偏转线圈9的圆锥部分4作为用于解决上述问题的手段，其中所述圆锥部分4具有这样一种结构，其横截面在颈部5一侧是圆形的，并且随着靠近屏盘2其形状逐渐变为基本上矩形的形状。

如果设有偏转线圈9的圆锥部分4形成为金字塔形状，则电子束可能撞击的对角角部(在对角轴附近，即在轴D附近)的内径可以增加，因而与常用的圆形形状的圆锥部分4相比，可以进一步防止电子束的撞击。此外，通过在水平轴(轴H)和垂直轴(轴V)的方向上减小圆锥部分4的内径，并且使偏转线圈9的水平偏转线圈和垂直偏转线圈靠近电子束，则可以更有效地偏转电子束，由此减少偏转功率。

图18示出了在圆锥部分4的形状变得接近于基本矩形形状的情况下如何施加应力。如图18所示，随着圆锥部分4接近于矩形形状，圆锥部分4发生变形，被大气压负载F整平，如虚线117所示。这里，压缩应力σH和σV分别施加于水平轴115附近的外表面和垂直轴116附近的外表面，并且拉伸应力σD施加于对角轴118附近的外表面。当施加这些应力时，真空外壳的耐压强度减小，并且抵抗大气压的可靠性(安全性)可能下降。

近年来，由于对于防止外部光的反射和高可见度有很强的需求，因此需要屏盘的平坦化。当对屏盘进行平坦化时，其抵抗大气压负载的强度下降。因此，当设有金字塔形锥状部分的锥体用于具有平坦化屏盘的阴极射线管，以便降低偏转功率时，不能保证耐压强度。

由JP10(1998)-154472A建议了解决上述问题的其中一种措施。图19表示沿着垂直于管轴的方向截取的JP10(1998)-154472A的圆锥部分的剖面图。图19所示的剖面图是在水平轴和垂直轴上具有最大厚度外径的非圆形形状。在这个剖面中，假设相对于水平轴以角度θ与所述管轴相交的线与所述圆锥部分的内表面相交的点用Pi(θ)表示，从点Pi(θ)到水平轴的距离用Piv(θ)表示，并且从点Pi(θ)到垂直轴的距离用Pih(θ)表示，Piv(θ)或Pih(θ)具有在所述管轴方向突出的部分，它是非单调增加或减小的函数的形状，在水平轴和垂直轴之间具有至少一个最大值。由此，形成所述圆锥部分的内表面，以使得垂直于所述管轴的横截面可以是枕形的，这类似于圆锥部分中的枕形电子束通过区。

而且，JP10(1998)-149785A建议了一种结构，即使在所述圆锥部分形成为金字塔形状时，这种结构也能保证耐压强度，并且有效地减少偏转功率。假设荧光屏的长宽比由M∶N表示，在垂直轴方向上的外径由SA表示，在水平轴方向上的外径由LA表示，并且所述圆锥部分的最大外径(在对角线方向)由DA表示，则这种结构满足以下关系：(M+N)/(2×(M²+M²)^1/2＜(SA+LA)/(2×DA)≤0.86。

此外，JP2000-149828A建议了一种结构，这种结构是考虑到如下情况而获得的：当电子束被偏转线圈充分地偏转时，在屏盘的短轴V方向的偏转余量比在长轴H方向上和屏盘的对角角部D的方向上的偏转余量相对较大。具体而言，在垂直于所述管轴的圆锥部分的横截面中，圆锥部分的厚度满足下面的公式，其中在屏盘长轴方向上的圆锥部分的厚度由Tv表示，在屏盘短轴方向上的圆锥部分的厚度由Th表示，并且在屏盘对角线方向上的圆锥部分的厚度由Td表示。

Tv(z)＞Th(z)＞Td(z)

然而，关于上述阴极射线管，存在着一个不太被重视的问题。这一问题将参照图20A、20B和21进行说明。图20A是常规阴极射线管的一个例子的剖面图，而图20B是图20A所示的阴极射线管的屏盘的平面图。图21是在屏幕6一侧上的垂直于所述管轴的圆锥部分4的剖面图。参考标记20表示所述圆锥部分4在荧光屏一侧上的连续安装部分，参考标记21表示圆锥部分4的参考线的位置，而参考标记22表示所述圆锥部分4在颈部一侧上的连续安装部分。

当相对于图20B示出的荧光屏6的图像范围(在对角线方向上的6a和6b之间的屏幕的最大直径)显示一个放大到108％的图像时，这个范围是通常由NTSC系统扫描电子束的标准范围，电子束撞击对角线轴33附近的圆锥部分4的内表面(参见图20A和21)。

如此撞击的电子束反射，并且在不同于预定的电子束偏转轨迹的轨迹上产生散射束31(见图20A)。在这种情况下，散射电子束31撞击整个荧光屏6，到达荧光屏6而没有区分荧光屏6的颜色，所述颜色为红、绿或蓝。因此，使整个屏幕发射低亮度的白光，由此降低了黑白对比度和色纯度。

例如，当在整个显示器上显示绿色时，散射电子束31不在预定的轨迹上通过，并且到达荧光屏6上而没有颜色差异：红；绿；或蓝，然后使整个荧光屏发射低亮度的白光。因此，与预定要显示的绿色相比，屏幕显示具有较少色纯度的绿色。

这种现象被称为光晕，主要在暗室中显示图像时明显出现这种现象。为了提供近年来数字高清晰度格式的高质量图像，这种光晕现象是个有待解决的重要问题。

在上述阴极射线管中，为了防止光晕现象，必须增加从管轴到对角轴附近的圆锥部分的内壁的距离，以便为电子束确保足够的余量，这个余量比用于防止束颈屏蔽的余量大。因此，在垂直于管轴的圆锥部分的横截面中，对角轴附近的圆锥部分的横截面厚度减小，由此使真空外壳的耐压强度下降。而且，当从管轴到对角轴附近的圆锥部分的外壁的距离增加时，所述偏转磁场相对于电子束的效果下降，导致偏转功率增加。

发明内容

鉴于上述常规问题，本发明的一个目的是提供一种高质量的阴极射线管，它能防止光晕现象、有效地减少偏转功率和充分地保证真空外壳的耐压强度。

为了实现上述目的，本发明的阴极射线管包括：真空外壳，设置有电子枪并且包括在其内表面上形成有荧光屏的屏盘部分；和偏转线圈，布置在所述真空外壳的周边，并使从所述电子枪发射的电子束偏转，其中所述真空外壳包括设置有电子枪的颈部以及一个圆锥部分，该圆锥部分对应于布置所述偏转线圈的位置，并具有沿着垂直于阴极射线管的管轴的方向截取的横截面，该横截面在管轴方向上的基本所有区域中都为非圆形形状，所述屏盘部分基本上形成为关于彼此垂直相交的长轴和短轴对称，并且其中，在沿着垂直于管轴的方向截取的圆锥部分的横截面中，假设所述圆锥部分在长轴上的实质厚度由Th表示，所述圆锥部分在短轴上的实质厚度用Tv表示，并且所述圆锥部分在对角线位置的最小厚度由Td表示，则该横截面满足以下关系：Th＞Tv＞Td。

在阅读和理解了下面参照附图的详细说明之后，对于本领域技术人员来说本发明的这些和其它优点是显而易见的。

附图说明

图1是本发明的阴极射线管的剖面图；

图2是图1所示阴极射线管的屏盘的平面图；

图3A是沿着垂直于管轴方向截取的、在颈部一侧的端部上的根据本发明一个实施例的圆锥部分的剖面图；

图3B是沿着垂直于管轴方向截取的、参考线附近的根据本发明一个实施例的圆锥部分的剖面图；

图3C是沿着垂直于管轴方向截取的、在荧光屏一侧的端部上的根据本发明一个实施例的圆锥部分的剖面图；

图4是表示用于获得根据本发明一个实施例的圆锥部分的内表面的形状的原理图；

图5是用于描述圆锥部分的电子束轨迹的例子的示意图；

图6是沿着垂直于管轴方向截取的阴极射线管的剖面图，其示出了用于获得根据本发明一个实施例的圆锥部分的原理；

图7是沿着垂直于管轴方向截取的、根据本发明一个实施例的阴极射线管的圆锥部分的剖面图；

图8是表示根据本发明一个实施例的阴极射线管的Th/Tv和最大真空应力之间的关系的示意图；

图9是表示根据对比例的阴极射线管的Th/Tv和最大真空应力之间的关系的示意图；

图10是表示根据本发明一个实施例的圆锥部分的位置和阴极射线管的每个部分中的横截面厚度之间的关系的示意图；

图11是表示根据对比例的圆锥部分的位置和阴极射线管的每个部分中的横截面厚度之间的关系的示意图；

图12是表示根据本发明一个实施例的圆锥部分的位置和Th/Tv之间的关系的示意图；

图13是表示根据对比例的圆锥部分的位置和Th/Tv之间的关系的示意图；

图14是沿着垂直于管轴方向截取的、根据本发明一个实施例的阴极射线管的圆锥部分的剖面图；

图15是表示根据本发明一个实施例的阴极射线管的圆锥部分的位置和ΔH-ΔV＞1之间的关系的示意图；

图16是常规阴极射线管的一个例子的透视图；

图17是表示常规阴极射线管的一个例子的内部结构的透视图；

图18是表示应力如何施加于常规阴极射线管的圆锥部分的示意图；

图19是沿着垂直于管轴方向截取的、根据常规阴极射线管的一个例子的圆锥部分的剖面图；

图20A是常规阴极射线管的一个例子的透视结构图；

图20B是图18A所示的阴极射线管的屏盘的平面图；

图21是用于描述根据常规阴极射线管的一个例子的光晕现象的示意图。

优选实施例的说明

本发明可以提供一种高质量的阴极射线管，所述阴极射线管能够防止光晕现象、有效地减少偏转功率和充分地保证真空外壳的耐压强度。

本发明可以提供一种高质量的阴极射线管，由于长轴上的圆锥部分的厚度Th、短轴上的圆锥部分的厚度Tv和对角线角落位置上的圆锥部分的最小厚度Td满足关系：Th＞Tv＞Td，因此该阴极射线管可以防止光晕现象、有效地减少偏转功率并且充分地保证真空外壳的耐压强度。

在本发明的阴极射线管中，优选在从作为偏转角参考基准的参考线的位置到从所述参考线的位置到所述圆锥部分在屏盘部分一侧的端部的距离的85％的位置的范围内满足上述关系。而且，优选在该范围内满足Th/Tv≥1.1的关系。这些优选结构对于保证耐压强度是有利的。

此外，优选，在满足上述关系的横截面中，假设在长轴方向上夹着长轴的区域中的实质厚度用Th’表示，在短轴方向上夹着短轴的区域的实质厚度用Tv’表示，并且这些区域的长度相等，在所述区域中存在一个满足关系Th’＞Tv’的范围。根据这种结构，很容易成形，并且应力分布可以是平缓的。

此外，优选满足关系Th/Tv≥1.2，并且所述区域的范围是离每个轴的距离小于17mm的范围。

而且，优选满足关系Th/Tv＞1.1，并且所述区域的范围是离每个轴的距离为10mm或更小的范围。

此外，优选在从作为偏转角参考的参考线位置到所述圆锥部分在屏盘部分一侧上的端部的范围内、在所述管轴上的各个位置上圆锥部分的横截面满足关系Th/Tv＞1，并且在该范围内存在Th/Tv的最大值。这种结构可以防止光晕现象，并且提高保证真空外壳耐压强度的功效。

而且，优选最大值在1.11和1.39(包括两端值)范围内。这种结构可以防止由于与Th相比Tv的过量减小而导致的耐压强度的降低。

此外，优选，在沿着垂直于管轴方向截取的圆锥部分的横截面中，假设在圆锥部分的垂直内表面上的点当中、在水平方向上具有离管轴的最长距离的点由rdh表示，在圆锥部分的水平内表面上的点当中、在垂直方向上具有离管轴最长距离的点用rdv表示，所述垂直内表面在水平方向上到通过点rdh的垂直线的最大高度用ΔH表示，并且所述水平内表面在垂直方向上到通过点rdv的水平线的最大高度用ΔV表示，在从所述参考线的位置到所述圆锥部分在屏盘部分一侧的端部的范围内、在管轴上的各个位置中的横截面满足关系ΔH＞ΔV。这种结构可以防止电子束在对角线角落撞击圆锥部分的内壁，并且防止撞击短轴附近的内壁。

而且，优选，在从所述参考线的位置到所述圆锥部分在屏盘部分一侧的端部的范围的基本中间位置和所述圆锥部分在屏盘部分一侧的端部之间的范围内，随着靠近屏盘部分一侧，ΔH-ΔV的值增加。这种结构在电子束轨迹偏向水平轴一侧的范围内增加了ΔH-ΔV的值。

下面将参照附图介绍本发明的一个实施例。图16和17所示的基本结构也同样适用于本实施例。就是说，阴极射线管由真空外壳1组成，该真空外壳1包括：矩形屏盘2，其中长轴是水平轴(轴H)，而短轴是垂直轴(轴V)；连续安装到屏盘2的漏斗形锥体3；以及连续安装到锥体3的圆柱形颈部5。在锥体3的外围，为圆锥部分4提供一个偏转线圈9，圆锥部分4从颈部5一侧的连续安装部分向屏盘2一侧变宽地伸展。此外，在屏盘2的内表面上形成荧光屏6，并且电子枪8插入到颈部5的内部。

图1表示根据本发明一个实施例的阴极射线管的剖面图。图2是图1所示阴极射线管的屏盘2的平面图。偏转线圈9设置在锥体3的外围，并且锥体3中的、向其提供了所述偏转线圈的部分是圆锥部分4。线20和22分别表示在管轴1a方向上的圆锥部分4的端部的位置，它们是在圆锥部分4上连续安装其它部件的部分。下文中，将表示所述圆锥部分4在屏盘2一侧上的端部的线20称为连续安装部分20，并且将表示所述圆锥部分4在电子枪8一侧上的端部的线22称为连续安装部分22。

屏盘2关于水平轴2a(轴H)和垂直轴2b(轴V)对称。通过所述偏转线圈9使从电子枪8发射的三束电子束在屏盘2的水平轴2a和垂直轴2b的方向上偏转。电子束穿过设置在屏盘2内部的荫罩7中的电子束通孔，并到达荧光屏6上，由此实现了预定的图像。

该阴极射线管根据其模式(model)具有偏转角φ。偏转角φ与参考线21的位置(偏转标准位置)有关系。当由分别将荧光屏6上的对角线角落6a和6b(见图2)与管轴1a(轴Z)上的任意点19连接在一起的两条线形成的角度等于阴极射线管的偏转角φ时，在管轴上的点19(偏转中心)处以直角与管轴1a相交的线由所述参考线表示。

通常，当设计锥体3时，考虑偏转角φ，并且根据屏幕尺寸来确定参考线21。在这种情况下，即使偏转角φ相同，在屏幕尺寸不同时参考线21的位置也不同。然而，当得到偏转角φ时，由于屏幕尺寸相对于一种阴极射线管来说是固定的，因此必须唯一地确定一条参考线21。

此外，如上所述，由阴极射线管的偏转角来定义所述参考线，并且所述参考线的位置可以通过向颈部5提供标准化参考线计量器来获得。

接着，图3A、3B和3C分别表示沿着垂直于管轴的方向截取的、图1所示的真空外壳1的剖面图。图3A是在连续安装部分22附近的剖面图，图3B是在参考线21的位置上的剖面图，而图3C是在连续安装部分20附近的剖面图。如这些图所示，设置有偏转线圈9的圆锥部分4形成为基本上金字塔的形状。就是说，如图3A所示，沿着垂直于管轴1a的方向截取的真空外壳1的横截面在连续安装部分22附近是圆形形状，该剖面具有与颈部5基本相同的形状。然而，真空外壳1的横截面从如图3B所示的参考线21附近到如图3C所示的连续安装部分20为基本上矩形形状(非圆形形状)。这里应该注意的是，图3A、3B和3C是仅仅用于介绍垂直于管轴的真空外壳1的横截面在所述圆锥部分基本上为矩形形状，而它在颈部一侧的连续安装部分22为圆形形状。更具体的形状将在下面说明。

下面将参照图4、5和6介绍用于导致本发明的逻辑。图4是圆锥部分的示意图，为了研究所述圆锥部分的具体形状而假设其具有内表面或外表面的最简单的形状。除了在颈部一侧的连续安装部分的附近之外，圆锥部分4包括荧光屏的水平轴2a、中心在水平轴2a上且半径为Rh的弧25、荧光屏的垂直轴2b、中心在垂直轴2b上且半径为Rv的弧26、以及中心在对角轴2c(轴D)上且半径为Rd并平滑地连接到弧25和26的弧27。

假设在水平轴2a的方向上从管轴到弧25的距离由LA表示，在垂直轴2b的方向上从管轴到弧26的距离由SA表示，并且作为最大直径的、在对角轴2c的方向上从管轴到弧27的距离由DA表示，圆锥部分4形成为基本上矩形形状，其中LA和SA小于DA。

图5是表示电子束在圆锥部分4的区域中通过的轨迹的示意图。在图5中，连接水平轴2a与垂直轴2b的线表示沿着垂直于管轴方向截取的真空外壳1的圆锥部分4的内表面的横截面。例如，线70表示在连续安装部分22处的内表面(见图1)，线71表示在参考线21位置上的内表面(见图1)，而线72表示在连续安装部分20处的内表面(见图1)。

虚线30表示在圆锥部分4的区域中通过、并到达如图1所示的荧光屏2的对角线角落6a的电子束轨迹。更具体地说，这是所述电子束轨迹在平行于荧光屏2的一个平面上的投影。例如，点74表示电子束在参考线21附近的位置，而点75表示电子束在连续安装部分20附近的位置。如图5所示，发现电子束在每个内表面附近通过。

通常，从电子枪8发射的三个一字形排列的电子束在荧光屏2的长宽比为M∶N(例如，16∶9或4∶3)的情况下被偏转。同时，在偏转线圈9无会聚的情况下，电子束提供由虚线30所示的偏转轨迹，从而当电子束的位置位于偏转中心，也就是说在所述参考线的位置附近时，离水平轴2a的角度θ可以是最大值。更具体地说，在连接管轴和电子束位置的线条当中，连接管轴和线71附近的点74的线76提供一个最大的梯度。

必须通过考虑从电子枪8发射的电子束的实际轨迹来确定圆锥部分4的内表面，从而圆锥部分4的对角线角落附近的内表面可以保证相对于电子束轨迹的余量比用于防止束颈屏蔽所需的余量更大，由此防止了光晕现象，这需要比防止束颈屏蔽更严格的限制。也就是说，为了防止光晕现象而确定的内表面同样也能防止束颈屏蔽。这里，上面已经参照图20A、20B和21介绍了束颈屏蔽和光晕现象。

图6示出了连续安装部分20附近的圆锥部分4，其中通过考虑电子束的实际轨迹来设置内表面42和48，以便防止光晕现象。内表面41和47构形为用于防止束颈屏蔽。对角轴D1表示连接管轴上的一个点和内表面41上具有离管轴上的该点的最大距离的点的线。由对角轴D1和水平轴2a形成的角度用θ1表示。

对角轴D2表示连接管轴上的一个点和内表面42上具有到该点最大距离的点的线。由对角轴D2和水平轴2a形成的角度用θ2表示。在对角线D2上管轴和内表面42之间的距离L2比对角线D1上管轴和内表面41之间的距离L1长。此外，角度θ2比角度θ1小。

此外，Th表示圆锥部分的管壁在水平轴2a上的厚度，而Tv表示圆锥部分的管壁在垂直轴2b上的厚度。在图6中，在假设内壁为内表面48的情况下，Tv是如下面详细说明的厚度。

而且，在该阴极射线管中，抗真空强度和偏转功率对于设置圆锥部分4的外表面来说是非常重要的。也就是说，所述圆锥部分必须满足抗真空强度和偏转功率的标准，以及用于防止光晕现象的标准。

由于图6中所示的圆锥部分4的内表面42具有如下结构：其中对角轴上的距离从L1增加到L2，同时保持外径DB，对角线角落附近的最小厚度Td减小，这对于确保抗真空强度将导致不利的情况。如果圆锥部分4的外表面向外变宽，则厚度Td可以增加。然而，由于偏转线圈9的直径相应地增加，因此作用于电子束的偏转磁场的效率下降，由此导致偏转功率增加。

在这种情况下，当形成外表面以使得中心在对角轴D2上的弯曲部分的曲率半径Rd可以更大时，则可以抑制对角轴附近的张应力σD(见图18)。根据这种结构，可以保证对角线角落的强度，同时保持外径DB。

此外，通过增加曲率半径Rd，将外表面45设置成外表面46，并且如此一来垂直壁的厚度增加，由此抑制了水平轴2b方向上的压缩应力σH(见图18)。类似地，将外表面43设置成外表面44，并且如此一来水平壁的厚度也增加，由此抑制了水平轴方向上的压缩应力σV(见图18)。也就是说，隔离的对角线角落处的壁、垂直壁和水平壁分别增加了强度。

然而，如上所述，由水平轴2a和对角轴D2形成的角度θ2设置成小于由水平轴2a和对角轴D1形成的角度θ1，从而对角线角落处的壁的凹度在水平轴2a的方向上可以更深。由此，在对角线角落附近，水平壁的宽度W2比垂直壁的宽度W1大。

因此，在对角线角落附近，W2相对地大于Td和W1。也就是说，应力σV相对地小于应力σH和σD，这导致了应力差异。更具体地说，水平轴2a附近的垂直壁和对角线角落附近的垂直壁之间的强度差大于垂直轴2b附近的水平壁和对角线角落附近的水平壁之间的强度差。也就是说，应力集中到在对角线角落处强度差大的点上，这可能导致抗真空强度的下降。

于是，为了防止抗真空强度的下降，减小施加了相对小应力的水平壁的厚度Tv，并且增加施加到整个水平壁的应力，由此释放了在对角线角落附近集中的应力。根据这种结构，Tv小于Th，而常规结构满足关系Tv＞Th＞Td，这是考虑到用于防止束颈屏蔽的偏转余量而产生的。也就是说，这种结构的目的在于防止光晕现象以及偏转功率和抗真空强度的下降，所述光晕现象需要比防止束颈屏蔽更严格的结构限制。

图7是表示考虑到上述问题而实现的本发明的特征的示意图，该图是在连续安装部分20附近沿着垂直于管轴方向截取的圆锥部分4的横截面图。这里，圆锥部分4形成得满足关系Th＞Tv＞Td。图7的结构是通过将内表面47设置为内表面48以便减小Tv而对图6的结构所作的修改，由此增加了施加到整个水平壁的应力。下面将具体介绍为了检查这种结构的效果而进行的各种测试。

下面的表1示出了在满足Th＞Tv＞Td关系的例子中以及在不满足这个关系的对比例中的，对光晕现象、偏转功率和耐压强度(最大真空应力)的评估测试结果。图1所示的每个尺寸的值是通过在从参考线21到荧光屏一侧为20mm的位置上进行测量而获得的。

在表1中，“满足”表示满足标准，而“不满足”表示不满足标准。当偏转功率和耐压强度为100％或更低时，其上满足上述标准。100％或以下的耐压强度意味着最大真空应力低于所述标准值。表1中的文字Th、Tv、Td、DA、θ和Rd在前面已经参照图6和7介绍过了。

一般情况下，用于过扫描一个图像的显示的最大范围大约是相对于电视机的屏幕的图像范围的108％。也就是说，当在108％的过扫描范围内的电子束不撞击所述圆锥部分的内表面，或者当电子束撞击的圆锥部分的内表面的范围在所述管轴方向上的长度为10mm或更小时，不会发生光晕现象。确定了当满足上述条件时，在该阴极射线管中不会发生光晕现象，并且因此用于对光晕现象进行评估的标准是以满足这些条件为基础的。

表1

首先，将介绍其中每个样品都具有76cm屏幕尺寸的A组(对比例1、对比例2和例1)。在A组中，满足了束颈屏蔽的标准，这在表1中未示出。而且，由于每个样品具有从管轴到外表面的对角轴的一致的长度，这对应于图6中的外径DB，因此在A组的所有样品中都满足了对于偏转功率的条件。这在B组和C组中也是相同的。

在对比例1中，发生光晕现象。在对比例2中，设置内表面，以使距离DA为50.2mm，这比对比例1中的49.8mm的DA长。此外，在对比例2中角度θ设置为34°，它比对比例1中的34.5°的θ小。这与内表面41变化到图6中的内表面42的情况类似。

作为结果，能够防止光晕现象的产生。然而，不满足耐压强度，而在对比例1中满足了耐压强度。这被认为是由于距离DA增加使厚度Td变为4.9mm而造成的，这个Td值比对比例1中的5.3mm的Td小。

在例1中，在保持距离DA时，将外表面的半径Rd设置为16.7mm，这比对比例2中的16.1mm的Rd大。当增加外表面的半径Rd时，Th和Tv通常都会增加，但是在例1中，Th和Tv设置成不增加Tv，从而满足Th(7.8mm)＞Tv(6.5mm)的关系，这与对比例1中的Th和Tv的关系相反。作为结果，可以满足耐压强度。

接着，B组(对比例3、对比例4和例2)包括屏幕尺寸为86cm的样品，这个屏幕尺寸比A组中的屏幕尺寸大。在对比例3中，产生光晕现象。设置对比例4的内表面，以使距离DA为51.5mm，这比对比例3中的51.2mm的DA大。此外，在对比例4中将角度θ设置为34°，这比对比例3中的34.5°的θ小。作为结果，它与对比例2类似也能防止光晕现象的发生，但是不满足耐压强度，而在对比例3中满足耐压强度。与对比例2类似，这被认为是由于距离DA增加使厚度Td变为5.9mm而造成的，这个Td值比对比例3中的6.2mm的Td小。

在例2中，在保持距离DA的同时，将外表面的半径Rd设置为16.7mm，这比对比例4中的16.1mm的Rd长。与例1类似，Th和Tv设置成不增加Tv，以便满足Th(8.1mm)＞Tv(6.7mm)的关系，这与对比例4中的Th和Tv的关系相反。作为结果，可以满足耐压强度。

接下来，C组(对比例5、对比例6和例3)包括屏幕尺寸为66cm的样品，这个屏幕尺寸比A组中的屏幕尺寸小。在对比例5中，产生光晕现象。设置对比例6的内表面，以使距离DA为53mm，这比对比例5中的52.5mm的DA大。此外，在对比例6中将角度θ设置为32°，这比对比例5中的34.5°的θ小。作为结果，与对比例2和4类似，能够防止光晕现象的发生，但是不满足耐压强度，而在对比例5中满足了耐压强度。与对比例2和4类似，这被认为是由于距离DA增加使厚度Td变为4.7mm而造成的，这个Td值比对比例5中的5.2mm的Td小。

在例3中，在保持距离DA的同时，将外表面的半径Rd设置为16.7mm，这比对比例6中的16mm的Rd长。与例1和2类似，Th和Tv设置成不增加Tv，以便满足Th(7.1mm)＞Tv(6.3mm)的关系，这与对比例6中的Th和Tv的关系相反。作为结果，可以满足耐压强度。

从表1的结果来看，发现满足关系Th＞Tv＞Td的结构，不管屏幕尺寸是多少，对于防止光晕现象和满足耐压强度都是有效的，同时不增加外径，即，不增加所需的偏转功率。

而且，为了进一步详细地检查Th和Tv与耐压强度的关系而进行另一种测试。下面将在表2中示出Th/Tv和最大真空应力之间的关系。表2所示的Th和Tv的值是通过在从参考线21到屏幕一侧为20mm的位置上进行测量而获得的。

表2

	Th	Tv	Th/Tv	耐压强度	Rd	DA
							样品1	7.6	6.8	1.12	88％	16.7	50.2
样品2	7.7	6.6	1.17	85％	16.7	50.2
							样品3	7.9	6.1	1.30	100％	16.7	50.2
样品4	7.9	5.9	1.35	106％	16.7	50.2
							样品5	7.2	7.4	0.97	112％	16.7	50.2

表2所示的所有样品都具有76cm的屏幕尺寸、50.2mm的内表面对角线距离DA、以及16.7mm的外表面半径Rd。

图8说明了表2所示的测试结果。在图8中，还绘制出了在表1所示的例1到3和对比例2中获得的值。如图8所示，随着Th/Tv值从一个小于1的值开始增加，耐压强度减小，并且在例1和2中具有基本上最小值，在例1和例2中Th/Tv的值在1.20和1.21之间。之后，耐压强度转而增加，并且样品4的耐压强度在100％之上，在样品4中Th/Tv的值为1.35。这被认为是因为在Tv相对于Th过分小时，水平壁的强度过分地减小，并因此耐压强度未能满足该标准。

图9是相对于图8中所绘制的样品的曲线，它是通过用每个样品的圆锥部分的整个范围内的Th/Tv的最大值代替图8中的Th/Tv的值来进行修改。根据图9，发现，当Th/Tv的最大值在1.11和1.39(包含两端值)之间的范围内时，可以将耐压强度抑制到100％或更低。

从表2中的测试结果来看，当Tv相对于Th过分小时，耐压强度减小，在设计时必须考虑这一点。然而，这不是由于关系Th＞Tv本身造成的，并且类似地，在满足关系Th＜Tv的情况下，当Th相对于Tv过分小时也会发生上述问题。

图10是示出了表1中的例1中在管轴方向上的圆锥部分中的位置和横截面厚度(Th、Tv、Td)之间的关系的示意图。原点位置表示参考线位置，沿着水平轴的正方向表示指向屏幕一侧的方向，而沿着水平轴的负方向表示指向颈部一侧的方向。这在图11、12、13和15中也适用。

表1所示的Th、Tv和Td的值是在从参考线21到屏幕一侧为20mm的位置处的横截面厚度，而圆锥部分的所有区域中的各个横截面厚度在图10中绘制出来。如图10所示，随着靠近屏幕一侧，关系Th＞Tv＞Td变得更加明显，并且相对于所述参考线，在屏幕一侧的范围内特别明显。

相反，图11是示出了表1中的对比例1中在管轴方向上的圆锥部分中的位置和横截面厚度(Th、Tv、Td)之间的关系的示意图。发现在对比例1的圆锥部分的基本上所有区域中都满足关系Tv≥Th＞Td。

图12是示出了表1中的例1中在管轴方向上的圆锥部分的位置和Th/Tv值之间的关系的示意图。如图12所示，除了在颈部一侧上的连接部分附近之外，都满足Th/Tv＞1的关系。此外，Th/Tv在从参考线21到屏幕一侧为10mm的位置处具有最大值P1。

如图5所示，由电子束偏转轨迹和水平轴2a形成的角度具有一个最大值，这个角是由线76和水平轴2a形成的角。此外，在屏幕一侧的表示所述参考线的位置的线71附近，存在着一个提供接近于这个最大值的角度的部分，即，基本上提供线76的梯度的部分。因此，在这个部分中，如图6的内表面42所示的凹形的深度必须更加大，以便防止光晕现象。这样一来，如图12所示，在屏幕一侧的参考线附近存在Th/Tv的最大值，在那里Th/Tv的值被设置成大于其余部分，以便提高减小最大真空应力的效率。

也就是说，增加Th/Tv的值在相对于参考线的荧光屏一侧上更有效，并且进一步在参考线附近更加有效。基于此，在表1所示的例1到3中设置Th/Tv的值。具体而言，如图12所示，在相对于所述参考线位置(0mm的位置)的屏幕一侧上满足Th/Tv≥1.1的关系，并且特别是，Th/Tv的值在从所述参考线位置(0mm的位置)到20mm的位置的范围内很大。

图12表示例1，但是同样在所有的例1到3中，在从所述参考线的位置到从所述参考线位置到所述圆锥部分在屏幕一侧的端部(在例1中大约35mm的位置)的距离(在例1中大约为30mm)的85％的位置的范围内，都满足Th/Tv≥1.1的关系。

上面介绍了水平轴2a上的Th和垂直轴2b上的Tv之间的关系。这里，无需说明，水平轴2a和垂直轴2b附近的厚度可以分别满足与Th和Tv之间的关系相同的关系。具体而言，在满足关系Th＞Tv的横截面中，假设在水平轴2a的方向上夹着水平轴2a的一个区域中的实质厚度用Th’表示，在垂直轴2b的方向上夹着垂直轴2b的一个区域中的实质厚度用Tv’表示，并且这些区域的长度相等，则在这些区域中可能存在一个满足关系Th’＞Tv’的范围。根据这种结构，很容易成形，并且应力可以平滑分布。

在下面的表3中，示出了在例1中在通过平行地偏移水平轴2a和垂直轴2b而得到的轴上的Th’和Tv’的值。表3中的值是通过在从参考线21到屏幕一侧为20mm的位置处进行测量而获得的。

表1中的左列的“位置(mm)”表示离水平轴2a或垂直轴2b的距离。右列中的“Th’(min)”表示在到每个位置的范围内的Th’的最小值，而“Tv’(max)”表示在到每个位置的范围内的Tv’的最大值。

因此，“Th’(min)/Tv’(max)”表示在到每个位置的范围内的Th’/Tv’的最小值。如果在离每条轴的距离为17mm或更小的范围内的任何位置处进行测量，则表3表示例如Th’/Tv’的值必须为1或更大。

表3

位置(mm)	Th’(mm)	Tv’(mm)	Th’(min)/Tv’(max)
				20	5.9	6.8	0.87
17	6.7	6.7	1.00
				15	7.2	6.6	1.09
10	7.6	6.5	1.17
				5	7.8	6.5	1.20
0	7.8	6.5	1.20

下面的表4示出了在通过平行地偏移水平轴2a和垂直轴2b而得到的轴上的Th’和Tv’的值。表4中的值是通过在所述参考线的位置处进行测量而获得的。对于表4中的值的说明与表3中的相同。

表4

位置(mm)	Th’(mm)	Tv’(mm)	Th’(min)/Tv’(max)
				17	2.9	4.2	0.66
15	3.6	4.3	0.82
				12	4.2	4.3	0.95
10	4.6	4.4	1.05
				5	4.8	4.4	1.09
0	4.9	4.4	1.11

在表3所示的例子中，当Th’/Tv’的值，即，Th/Tv的值为1.2或更大时，如果测量的位置是在离每条轴的距离小于17mm的范围内，则可以满足Th’＞Tv’的关系。在表4所示的例子中，当Th’/Tv’的值，即，Th/Tv的值大于1.1时，如果测量的位置是在离每条轴的距离为10mm或更小的范围内，则可以满足Th’＞Tv’的关系。

图13是示出了在表1的对比例1中在管轴方向上的圆锥部分中的位置和Th/Tv的值之间关系的示意图。如前面参照图11所述的，在对比例1中，由于满足了Tv≥Th的关系，因此Th/Tv的值为1或更小。这在从所述参考线到屏幕一侧上的端部的范围内是特别明显的。这与图12相反，在图12中在从所述参考线到所述圆锥部分在屏幕一侧上的端部的范围内Th/Tv的值很大。

图14是沿着垂直于所述管轴方向截取的、根据本发明一个实施例的圆锥部分的剖面图。字母rdh表示在垂直内表面上的点当中，在水平方向上具有离所述管轴的最长距离的点。在图14所示的例子中，所述管轴和点rdh之间的水平距离用H1表示。字母rdv表示在水平内表面上的点当中，在垂直方向上具有离所述管轴最长距离的点。在图14所示的例子中，所述管轴和点rdv之间的垂直距离用V1表示。

字母ΔH表示在水平方向上、从通过点rdh的垂直线到垂直内表面的最大高度，字母ΔV表示在垂直方向上、从通过点rdv的水平线到水平内表面的最大高度。也就是说，ΔV表示水平内表面的凸面的最大高度，ΔH表示垂直内表面的凸面的最大高度。

如前面参照图6所述的，将本实施例中圆锥部分的内表面设置成具有Th＞Tv的关系，这与常规关系Th＜Tv相反。因此，将垂直内表面的枕形形状(凸面)设置成比水平内表面的枕形形状高。

图1 5示出了表1中的例子1中管轴上的圆锥部分中的位置和ΔH-ΔV的值之间的关系。在管轴上的所有范围内，都满足ΔH＞ΔV的关系，而且满足了ΔH-ΔV＞1的关系。

图15中的字母P2表示在所述参考线和偏转线圈前端之间的中点位置附近的ΔH-ΔV的值。在例1中，位置P2是从所述参考线的位置到屏幕一侧为20mm的位置。从位置P2到靠近屏幕一侧，ΔH-ΔV的值急剧增加。

这里，如图5所示，当电子束在所述参考线的位置附近时，由水平轴2a和偏转轨迹形成的角度θ变为最大。之后，角度θ逐渐减小，特别是从圆锥部分的中点位置附近到靠近屏幕，并且如此一来，电子束轨迹向水平轴2a一侧倾斜。

因此，当所述圆锥部分的对角线角落，该对角线角落是从中点位置附近到屏盘部分一侧上的端部，具有在水平轴方向上更深地凹入的形状时，可以防止电子束撞击所述对角线角落的内表面。

这就是为什么满足ΔH＞ΔV的关系的原因，并且如上所述，随着靠近屏幕一侧，ΔH-ΔV的值从位置P2急剧增加。例如，当点rdh的位置在水平方向移动以便增加距离H1、同时保持所述圆锥部分在水平轴上的厚度时，所述对角线角落可以具有在水平方向上凹入的形状。在这种情况下，ΔH增加，并且ΔH-ΔV的值也相应地增加。

此外，由于所述圆锥部分的横截面基本上为矩形形状，因此电子束可能靠近短轴(垂直轴)附近的内壁。  因此，通过满足ΔH＞ΔV的关系，并且整平短轴附近的内壁的形状，可以防止电子束的撞击。

如上所述，通过满足ΔH＞ΔV的关系，可以防止电子束撞击对角线角落的内壁和短轴附近的内壁，这对于防止电子束的光晕现象是有利的。ΔH-ΔV的值越大就越有利。

在上述实施例中，介绍了Th表示在水平轴2a上的管壁的厚度，而Tv表示在垂直轴2b上的管壁的厚度。然而，这些厚度意味着确定管壁的总体形状的实质厚度。具体而言，在满足Th＞Tv关系的横截面中，如图7所示，当只有水平轴附近的厚度减小时，可以获得满足Th≤Tv关系的形状，同时保持管壁的总体形状。

然而，在本发明中，满足Th＞Tv的关系的目的是为了获得其中增加了施加到整个水平壁的应力并且释放了对角轴附近的应力集中的形状，如上所述。

也就是说，Th和Tv是确定管壁的总体形状的基本因素。因此，在如上所述只有水平轴附近的厚度部分地减小的形状中，存在着这样的情况，其中实质的厚度不是所减薄的厚度，而是一种构造的厚度Th，所述构造是填充了所述凹陷，以便在所述水平轴的附近具有自然变化的形状。

这也同样适用于上述水平轴2a附近的Th’和垂直轴2b附近的Tv’。

根据本发明的阴极射线管，可以防止光晕现象，可以有效地减小偏转功率，并且可以充分保证真空外壳的耐压强度。由此本发明有效地适用于例如用于电视接收机和计算机显示器的阴极射线管。

在不脱离本发明的精神或基本特性的情况下，还可以以其它形式来体现本发明。在本申请中公开的实施例在所有方面都应该被认为是示意性的而非限制性的。本发明的范围由所附权利要求书来限定而不是由前面说明来限定，并且在权利要求书的等效含义和范围内的所有变化都将包含在本发明的范围内。

Claims (10)

1、一种阴极射线管，包括：

真空外壳，设置有电子枪并且包括屏盘部分，在所述屏盘部分的内表面上形成有荧光屏；和

偏转线圈，布置在所述真空外壳的外围，并且使从电子枪发射的电子束偏转，

其中所述真空外壳包括设置有电子枪的颈部以及一个圆锥部分，该圆锥部分对应于布置所述偏转线圈的位置，并具有沿着垂直于所述阴极射线管的管轴方向截取的横截面，该横截面在所述管轴方向上，在所述颈部侧为圆形，并逐渐变为大体矩形形状，

所述屏盘部分形成为关于彼此垂直相交的长轴和短轴对称，并且

其中，在沿着垂直于所述管轴的方向截取的所述圆锥部分的横截面中，假设所述圆锥部分在该长轴上的厚度由Th表示，所述圆锥部分在该短轴上的厚度用Tv表示，并且所述圆锥部分在一个对角线位置处的最小厚度由Td表示，则该横截面满足关系：Th＞Tv＞Td。

2、根据权利要求1所述的阴极射线管，其中在从参考线的位置到从参考线的位置到所述圆锥部分在屏盘部分一侧的端部的距离的85％的位置的范围内，满足上述Th＞Tv＞Td关系，其中所述参考线是偏转角的参考基准。

3、根据权利要求2所述的阴极射线管，其中在所述范围内满足Th/Tv≥1.1的关系。

4、根据权利要求1所述的阴极射线管，其中，在满足所述关系的横截面中，假设将该长轴平行移动了距离L的轴上的该长轴方向的厚度用Th’表示，将该短轴平行移动了与上述距离L相同距离的轴上的该短轴方向的厚度用Tv’表示，当上述距离L从0开始增大时，在任意的所述距离L，存在满足关系Th’＞Tv’的所述横截面的区域范围。

5、根据权利要求4所述的阴极射线管，其中满足了Th/Tv≥1.2的关系，并且所述区域的所述范围是离所述每条轴的距离小于17mm的范围。

6、根据权利要求4所述的阴极射线管，其中满足了Th/Tv＞1.1的关系，并且所述区域的所述范围是离所述每条轴的距离为10mm或更小的范围。

7、根据权利要求1所述的阴极射线管，

其中在从作为偏转角参考基准的参考线的位置到所述圆锥部分在屏盘部分一侧的端部的范围内、在所述管轴上的各个位置上的所述圆锥部分的横截面满足Th/Tv＞1的关系，并且

在所述范围内存在Th/Tv的最大值。

8、根据权利要求7所述的阴极射线管，其中所述最大值在1.11和1.39之间的范围内，并包括这两个端值。

9、根据权利要求1所述的阴极射线管，

其中，在沿着垂直于所述管轴方向截取的所述圆锥部分的横截面中，

假设在所述圆锥部分的垂直方向内表面上的点当中，在水平方向上具有离所述管轴最长距离的点用rdh表示，

在所述圆锥部分的水平方向内表面上的点当中，在垂直方向上具有离所述管轴最长距离的点用rdv表示，

所述垂直方向内表面在水平方向上离通过该点rdh的垂直线的最大高度用ΔH表示，并且

所述水平方向内表面在垂直方向上离通过该点rdv的水平线的最大高度用ΔV表示，

在从所述参考线的位置到所述圆锥部分在屏盘部分一侧的端部的范围内、在所述管轴上的各个位置中的横截面满足ΔH＞ΔV的关系。

10、根据权利要求9所述的阴极射线管，其中，在从所述参考线的位置到所述圆锥部分在屏盘部分一侧的端部的范围的中间位置和所述圆锥部分在屏盘部分一侧的端部之间的范围内，随着靠近屏盘部分一侧，ΔH-ΔV的值增加。

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