JP2004184541A

JP2004184541A - 受像装置

Info

Publication number: JP2004184541A
Application number: JP2002348834A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Hosokawa; 弘細川; Mitsuo Hashimoto; 光生橋本; Masamichi Okada; 正道岡田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2004-07-02

Abstract

【課題】例えばファンネルを金属で形成した陰極線管における外部絶縁処理の問題を良好に解決する。
【解決手段】メタルコーン部２が接地される。さらに、−ＨＶ電源１０で発生された負の高電圧（−ＨＶ）が、放電電流抑制抵抗１１を通じて陰極線管の電子銃（カソード）側のドライブ回路１２の基準（コモン）電位として供給される。すなわち、ドライブ回路１２には、１次・２次間の耐電圧を考慮した絶縁トランス１７を介して電力を絶縁伝送する。また、ビデオ信号は、変調器２１で適当な形態に変調され、送信器２２をドライブして、例えばビデオ信号が光信号に変換される。そして、変換された光信号は、光ファイバー２３を介して、負の高電圧（−ＨＶ）にバイアスされたドライブ回路１２の受信器１４に絶縁伝送される。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば大型のテレビジョン受信機に使用して好適な受像装置に関する。詳しくは、例えばファンネルを金属で形成した陰極線管を用いる場合に、高電圧に対する安全性を容易に得ることができるようにするものである。
【０００２】
【従来の技術】
カラー陰極線管においては、整列塗布された蛍光面とアパーチャーグリルやシャドウマスクの色選別機構と、その支持機構が管内に必須である。そのためカラー陰極線管の製造では、構成部材をパネル部とファンネル部に分け、それぞれに加工・組み立てを行い、両者を接合する工法が採られている。
【０００３】
このようなカラー陰極線管の製造で、パネルとファンネルガラスの接合にフリット（低融点ハンダガラス）が開発されるまでの黎明期においては、ファンネルにガラスとの温度膨張率を考慮した金属が用いられ、パネルと熱融着することが行われていた。このような試みは、例えば非特許文献１に見ることができる。
【０００４】
なお、非特許文献１に開示されている技術は、単色のメタルコーン管に関するものであるが、後に初期のカラー陰極線管にも実用化されたものである。また、この技術は、その後、パネル側とファンネル側にそれぞれ金属フランジを融着し、両者の金属フランジ部をアルゴンアーク溶接して組み立てる、いわゆる金属フランジ管になった。（非特許文献２参照）。
【０００５】
これに対して、フリットが開発されてからは、全ガラス管が主流になり、今日の隆盛を見るに至った。しかしながら、その後も陰極線管の外囲器をガラスから金属に置き換える試みがなされている。
【０００６】
その理由は、ガラスに比べて金属の持つ優れた特性、すなわち、▲１▼応力（引っ張り・圧縮）に対する靭性、▲２▼成形性、▲３▼小熱容量、▲４▼必要強度を得るときの重量軽減可能、▲５▼防爆性能の向上、▲６▼材料コスト低減等の理由で、陰極線管の大幅な製造コスト低減が可能になるからである。
【０００７】
さらに、近年の陰極線管は益々大型化し、全ガラス管では強度を維持するために肉厚の外囲器になり、その重量とコストは大きな問題になってきており、再び金属外囲器を持つ陰極線管が、特許文献１〜７の如く検討されている。
【０００８】
【特許文献１】
実公昭４９−１７１８６号公報
【特許文献２】
特開昭５２−１０７７６４号公報
【特許文献３】
特開昭５２−１２３８６４号公報
【特許文献４】
特開平２−２８８０５１号公報
【特許文献５】
特開平３−２６３７４１号公報
【特許文献６】
特開昭４７−３７０６３号公報
【特許文献７】
特開２００２−９３３２２号
【非特許文献１】
ＲＣＡＲＥＶＩＥＷＭａｒｃｈ１９４９Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆａｌａｒｇｅｍｅｔａｌｋｉｎｅｓｃｏｐｅｆｏｒｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ
【非特許文献２】
ＭｉｌｔｏｎＳ．Ｋｉｖｅｒ著清水威寛訳カラーテレビジョン入門無線従事者教育協会１９５８年発行ｐ．１６４（原典：ＣＯＬＯＲＴＥＬＥＶＩＳＩＯＮＦＵＮＤＡＭＥＮＴＡＬＳＭｃＧｒａｗ−ＨｉｌｌＢｏｏｋＣｏｍｐａｎｙ１９５５）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の特許文献１〜７及び非特許文献１に共通する大きな問題は、金属ファンネル部の完璧な外部絶縁処理である。通常の陰極線管の動作では、ファンネル部は蛍光面と共に電子ビームを加速するための陽極になり、プラスの高電圧（例えば３０ｋＶ）が印加される。このため金属ファンネルの外部には、高電圧が露出するので、このままテレビジョン受像機に組み込むことはできない。
【００１０】
従って、熱硬化性樹脂やほうろう等の絶縁材料を用いて、外部を完璧に被覆しなければならない。一方、上述の金属フランジ管によれば露出する面積は減少するが、絶縁処理は依然として大きな問題である。なお、金属フランジ管が絶縁処理されて受像機に組み込まれた状態は、非特許文献２に見ることができる。
【００１１】
すなわち、大きく展開した金属ファンネル外面を完璧に絶縁処理し、且つ、長期間に渡る信頼性を確保するのは極めて困難である。また絶縁被覆の処理で、重量の増大を招き折角の軽量化の利点を損なってしまう。
【００１２】
さらに、近年、地球環境問題や省資源が喧伝されており、陰極線管が寿命を終えて廃棄される際には、部材を容易に分離回収できることが求められる。これに対して、金属ファンネル外表面を樹脂やほうろう等で被覆すると、解体・分離作業等が困難になる問題が発生する。
【００１３】
この出願はこのような点に鑑みて成されたものであって、解決しようとする問題点は、従来の装置では、大きく展開した金属ファンネル外面を完璧に絶縁処理し、且つ、長期間に渡る信頼性を確保するのは極めて困難であったというものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
このため本発明においては、陰極線管のアノードを接地または低圧とし、陰極線管の電子銃を負の高電圧を基準電位として駆動するようにしたものであって、これによれば、例えばファンネルを金属で形成した陰極線管であっても、外部絶縁処理の問題を良好に解決することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
すなわち本発明においては、ガラスパネルとファンネルからなる外囲器を備えた陰極線管を有する受像装置であって、陰極線管のアノードを接地または低圧とし、陰極線管の電子銃を負の高電圧を基準電位として駆動してなるものである。
【００１６】
以下、図面を参照して本発明を説明するに、図１には本発明を適用した受像装置の一実施形態の構成を示す。なお、図１に示される陰極線管は、上述の非特許文献１に準拠したメタルコーン管の構成であるが、本発明はこれ以外の形式の陰極線管にも適用することができるものである。また、ファンネルを金属で形成した陰極線管の具体的な構造等の詳細については、上述の特許文献７に開示されているので参照されたい。
【００１７】
すなわち図１において、本実施形態の陰極線管の外囲器１００は、ガラスパネル１と、金属ファンネルとしてのメタルコーン部２と、ガラス製の一部コーンを含むネック部３とからなり、それぞれの間は封止部４及び５にて気密に封止されている。また、ガラスパネル１の内面側には蛍光面６が設けられる。さらに、ネック部３の内部には複数の電極を有する電子銃７が設けられる。
【００１８】
また、蛍光面６と電子銃７のビーム加速用電極７ａは、外囲器１００の内側でメタルコーン部２に電気的に接続される。そして、電子銃７のビーム発生用電極（カソード）７ｂと、メタルコーン部２、蛍光面６及びビーム加速用電極７ａとの間に所定の電位差が設けられることにより、電極７ｂで発生された電子ビーム８がビーム加速用電極７ａで加速されて、蛍光面６に向けて発射される。
【００１９】
さらに、発射された電子ビーム８はネック部３の外周に設けられる偏向ヨーク９で偏向されて、ガラスパネル１の内面側に設けられる蛍光面６の全面に亙って走査される。なお、図１の構成では、電子銃７から発射されているのは、１本の電子ビーム８のみが示されているが、例えばカラー陰極線管において３本の電子ビームが用いられる場合にも、基本的な構造は同じものである。
【００２０】
そして、このような陰極線管を有する受像装置において、まず、メタルコーン部２が接地される。さらに、負の高電圧（−ＨＶ）を発生する−ＨＶ電源１０が設けられ、この−ＨＶ電源１０で発生された負の高電圧（−ＨＶ）が、放電電流抑制抵抗１１を通じて陰極線管の電子銃（カソード）側のドライブ回路１２の基準（コモン）電位として供給される。
【００２１】
すなわち、このドライブ回路１２は、負の高電圧（−ＨＶ）にシフトさせた基準（コモン）電位を持つ回路で形成される。そしてこのドライブ回路１２では、陰極線管のヒーター電力や電子銃の各種電極バイアス電圧などが、内部のガン電源部１３で発生される。また、このドライブ回路１２には、受信器１４、復調器１５、ビデオアンプ１６などの回路ブロックが設けられている。さらにドライブ回路１２の全体は、絶縁箱２００内に収納されている。
【００２２】
従って、このドライブ回路１２では、上述の陰極線管及び電子銃や、回路ブロック等の駆動のために数Ｗから１０数Ｗの電力が必要とされる。また、これらの電力は、接地電位から完全に絶縁され、−ＨＶボルト以上の耐電圧が保証された状態で供給されなくてはならない。
【００２３】
そこで、この目的に供するため、ドライブ回路１２には、１次・２次間の耐電圧を考慮した絶縁トランス１７を介して電力を絶縁伝送する。また、絶縁トランス１７の２次側には、整流回路１８、平滑回路１９、電圧安定化回路（ガン電源部１３）を設けて、必要な電力を各回路ブロックと陰極線管等に供給するようにしている。
【００２４】
そして、この装置において、電子銃７のカソード（ビーム発生用電極７ｂ）、ビーム加速用電極７ａ、及びそれ以外の各電極（ヒーター、Ｇ１、Ｇ２、フォーカス等）は、カソード基準で見たとき、通常のドライブ方式と相対的に同様の電位差関係を維持してドライブが行われるものである。
【００２５】
また、偏向回路（図示せず）の負荷である偏向ヨーク９は、ガラス製の一部コーンを含むネック部３に装着され、電気的に絶縁されている。なお、偏向は磁界によって行われるものなので、偏向の動作自体は通常の偏向ドライブ方式となんら変わるところが無い。
【００２６】
さらに、電磁偏向を行うため、偏向ヨーク９付近の外囲器１００は、磁気的に透明な材料を使用しなければならず、このため本実施形態ではガラス製のネック部３が使われている。なお、このネック部３は、非磁性金属であっても偏向磁界による渦電流が発生し支障を来たすものである。
【００２７】
このドライブ方式により、メタルコーン部２が接地された陰極線管であっても、通常ドライブモードと全く同じ受像動作が可能になる。
【００２８】
すなわち、従来の陰極線管では、接地電位基準の回路でビデオ信号を増幅し、電子銃（カソード）側を直結ドライブして電子ビーム量を変調し、加速・収束を行い、正の高電圧（＋ＨＶ）にバイアスされた蛍光面６に衝突させ発光させる。
【００２９】
これに対し、本発明では、接地電位の蛍光面６に衝突させ発光させるために、電子銃（カソード）側を、負の高電圧（−ＨＶ）にシフトさせた基準（コモン）電位を持つ回路でビデオ信号を増幅し、陰極線管をドライブするものである。
【００３０】
さらに、上述の装置において、ビデオ信号は種々の方式で−ＨＶ基準の回路ブロックに絶縁伝送することができる。
【００３１】
すなわち、図１では、光ファイバーを用いる方法を一例として示したものである。この構成では、受像機の主基板（図示せず）で陰極線管ドライブ用に処理されたビデオ信号は、変調器２１で適当な形態に変調され、送信器２２をドライブする。送信器２２はここではＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＤ（レーザーダイオード）になり、ビデオ信号が光信号に変換される。
【００３２】
変換された光信号は、光ファイバー２３を介して、負の高電圧（−ＨＶ）にバイアスされたドライブ回路１２の受信器１４に絶縁伝送される。なお、光ファイバー２３は、ガラスや樹脂を伝送路に使用し外装も樹脂製であり、完全な高耐圧電気絶縁が容易に得られるものである。
【００３３】
また、光通信に関しては、送受信器や変調器のスピードが向上しており、多くの素子が普及しているものであり、さらに、波長分割多重（ＷＤＭ：ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘ）などの高速大容量伝送技術も進展しており、光ファイバーを介して広帯域ビデオ信号を絶縁伝送することは、技術的には何らの障害にならない。
【００３４】
さらに、光ファイバーで伝送されてきたビデオ情報は受信器１４で受信され、復調器１５でビデオ信号が復元される。このビデオ信号がビデオアンプ１６で増幅され、電子銃（カソード）のドライブが行われる。
【００３５】
なお、上述の実施形態では、ビデオ信号を光信号に変調して伝送する方法を説明したが、変調方法には種々の形態がある。すなわち、アナログ信号のまま強度を変調する方法、ＡＤＣ（ＡｎａｌｏｇｔｏＤｉｇｉｔａｌＣｏｎｖｅｒｔｅｒ）でデジタル化して伝送する方法、パルス幅変調（ＰＷＭ）、パルス周波数変調（ＰＦＭ）、振幅変調（ＡＭ）、周波数変調（ＦＭ）などの多様な選択肢がある。従って、復調器１５は、変調器２１に対応して方式が決定される。
【００３６】
また、図２には、種々のビデオ信号の絶縁伝送方式例を示す。
ａ）は、上述した光ファイバーを用いる伝送方法である。
ｂ）は、空間や透明絶縁体を介して直接光伝送する方法である。なお、光ファイバー方式では両端にコネクタが必要になるが、直接伝送ではこれらが不要になり、コスト的に有利になる。
ｃ）は、微小な静電容量（例えば数ｐＦ）で結合する方法である。この方式は、変調された信号のスペクトルが、高周波数帯域にあれば微小容量で充分伝送できるものである。また微小容量の高耐圧コンデンサーは、容易に構成できる。
ｄ）は、結合部にトランスを用いる方法である。上述と同様に高周波数帯域の信号に変調されていれば、小インダクタンスのパルストランスで伝送できる。
ｅ）は、空間に放射できる電波にして伝送する方法である。１次・２次間は近接しているので極微弱電力で伝送することが可能である。
ｆ）は、超音波で伝送する方法である。この方式では、音波を伝播できる電気絶縁性の気体、液体、固体を媒体にすることが可能である。
【００３７】
さらに、陰極線管の放電電流抑制策について、本発明ドライブ方式の優位点を説明する。
【００３８】
すなわち、図３は、通常のドライブ方式でのバイアス印加と放電時の状況を表わす構成図（Ａ）、及び等価回路図（Ｂ）である。ここで、従来の陰極線管は、内部と外部との間にファンネルガラスを誘電体とするコンデンサー（ＣＦ）を形成し、高圧電源（ＶＨＶ）の平滑作用を行わせている。
【００３９】
このような従来の陰極線管の放電電流抑制策として、陰極線管内部コーン部付近の導電膜の抵抗値（ＲＮＣ）を高くする方法がある。コーン部は、ファンネル部の内部導電膜とは組成が異なり、製造工程で塗り分けることができる。
【００４０】
ここで、放電電流（ｉｄ）の初期ピーク値は、高圧電源（ＶＨＶ）と導電膜の抵抗値（ＲＮＣ）との関係で、ＶＨＶ／ＲＮＣになる。この場合に、コンデンサー（ＣＦ）は等価直列抵抗（ＥＳＲ）が小さい優れたコンデンサーとして機能し、高圧電源内部抵抗（ＲＰＳ）は、放電電流（ｉｄ）にほとんど寄与しないことになる。
【００４１】
ところが、上述の構成では、陰極線管の高真空を維持させるためのゲッター膜がコーン部の膜に付着しやすく、これにより導電膜の抵抗値（ＲＮＣ）が低下し、放電電流（ｉｄ）が過大になる問題がある。
【００４２】
これに対して、図４は本発明の場合の構成図（Ａ）、及び等価回路図（Ｂ）である。すなわち本発明の陰極線管では、ファンネル部が接地されるので、上述のコンデンサー（ＣＦ）は存在せず、外部に設けるコンデンサー（ＣＰＳ）が平滑作用を行う。なお、陰極線管内に導電膜の抵抗値（ＲＮＣ）を設けてもよいが、上述の問題については何ら変わらない。
【００４３】
これにより、本発明では、コーン部の特別な処理は不要で、高圧電源内部抵抗（ＲＰＳ）が有効に機能し、放電電流（ｉｄ）の初期ピーク値は、陰極線管外部に設ける抵抗（ＲＰＳ）との間で、ＶＨＶ／ＲＰＳになる。ここで、抵抗（ＲＰＳ）は陰極線管外部に設ける回路部品であり、高電圧のインラッシュに耐えられる性能が要求されるが、この用途にはセラミック抵抗などが好適である。
【００４４】
なお、映像映出時に、カソード電流が抵抗（ＲＰＳ）に流れて生ずる電圧降下分は、高圧電源（ＶＨＶ）に比し全く無視できるものである。
【００４５】
また、ここまでは、メタルコーンのモノクロ陰極線管への適用について説明したが、本発明はカラー陰極線管にも適用できるものである。
【００４６】
さらに、上述の実施形態では、ドライブ回路１２の設けられる絶縁箱２００の外部から内部方向へビデオ信号を絶縁伝送する方法を示したが、この方向に限定するものではない。例えば、オートホワイトバランス機能等を付加する時には、カソード電流情報を、絶縁箱２００の内部から外部へ絶縁伝送することでフィードバックループを構成することができる。
【００４７】
さらに、通常の全ガラス製の陰極線管にこのアノード接地のドライブを用いてもよい。すなわち、その場合には、アノード接地にする事で蛍光面が接地され、画面表面の帯電が無くなり、埃の付着もなくなる利点を生ずる。
【００４８】
また、通常の全ガラス管を通常ドライブする時、パネル・ファンネルのフリット接合部や電子銃を内蔵するネックガラス内外間に、高電圧のストレスが掛かっているため、絶縁破壊する問題があるが、アノード接地ドライブにより、これらのストレスによる破壊が皆無になる。
【００４９】
なお、上述の実施形態では、アノードを接地としたが、絶縁を容易に行うことができる程度の正の低電圧を印加し、その分の負の高電圧（−ＨＶ）の電位を低下させることもできる。
【００５０】
従って、上述の実施形態によれば、陰極線管のアノードを接地または低圧とし、陰極線管の電子銃を負の高電圧を基準電位として駆動するようにしことによって、例えばファンネルを金属で形成した陰極線管であっても、外部絶縁処理の問題を良好に解決することができる。
【００５１】
これによって、従来の装置では、大きく展開した金属ファンネル外面を完璧に絶縁処理し、且つ、長期間に渡る信頼性を確保するのは極めて困難であったものを、本発明によればこれらの問題点を容易に解消することができるものである。
【００５２】
また、本発明は、通常の全ガラス製の陰極線管に用いることもできるものであり、その場合には、画面表面の帯電が無く埃の付着もなくなる。また、ネックガラス内外間に高電圧のストレスが掛かって絶縁破壊するなどの問題も解消することができるものである。
【００５３】
なお本発明は、上述の説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱することなく種々の変形が可能とされるものである。
【００５４】
【発明の効果】
従って、本発明によれば、以下に列記する効果が得られる。
ａ）金属ファンネル管のファンネルが接地でき、外部絶縁処理が不要になり低コストになる。
ｂ）陰極線管を軽量化でき、特に大型のテレビジョン受像機に好適である。
ｃ）アノード（蛍光面）が接地されているので、画面の帯電と電撃が無く、埃が付着しない。
ｄ）フリットリーク、ネッククラックなどの絶縁破壊不良が無くなる。
ｅ）放電電流が外部抵抗だけで容易に安定的に抑制でき、陰極線管とテレビジョン受像機の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の適用される受像装置の一実施形態の構成図である。
【図２】その説明のための各種伝送系の構成を示す図である。
【図３】その説明のための従来装置の説明図である。
【図４】その説明のための本発明装置の説明図である。
【符号の説明】
１００…陰極線管の外囲器、１…ガラスパネル、２…金属ファンネルとしてのメタルコーン部、３…ネック部、４，５…封止部、６…蛍光面、７…電子銃、７ａ…ビーム加速用電極、７ｂ…ビーム発生用電極（カソード）、８…電子ビーム、９…偏向ヨーク、１０…負の高電圧を発生する−ＨＶ電源、１１…放電電流抑制抵抗、１２…ドライブ回路、１３…ガン電源部、１４…受信器、１５…復調器、１６…ビデオアンプ、１７…絶縁トランス、１８…整流回路、１９…平滑回路、２００…絶縁箱、２１…変調器、２２…送信器、２３…光ファイバー

Claims

ガラスパネルとファンネルからなる外囲器を備えた陰極線管を有する受像装置であって、
前記陰極線管のアノードを接地または低圧とし、
前記陰極線管の電子銃を負の高電圧を基準電位として駆動する
ことを特徴とする受像装置。
請求項１記載の受像装置において、
前記ファンネルは金属で形成されている
ことを特徴とする受像装置。
請求項１記載の受像装置において、
前記負の高電圧を基準電位として駆動される回路装置に対して絶縁シールドを施す手段を設ける
ことを特徴とする受像装置。
請求項３記載の受像装置において、
前記負の高電圧を基準電位として駆動される回路装置に対して電気的に絶縁された手段を介して映像信号を供給する
ことを特徴とする受像装置。
請求項４記載の受像装置において、
前記映像信号を供給するための電気的に絶縁された手段は、光通信、超音波通信、電波通信、静電容量結合、またはトランス結合による
ことを特徴とする受像装置。
請求項３記載の受像装置において、
前記負の高電圧を基準電位として駆動される回路装置に対して電気的に絶縁された手段を介して駆動電源を供給する
ことを特徴とする受像装置。
請求項６記載の受像装置において、
前記駆動電源を供給するための電気的に絶縁された手段には絶縁トランスを用いる
ことを特徴とする受像装置。
請求項１記載の受像装置において、
前記負の高電圧の電源部と、前記負の高電圧を基準電位として駆動される回路装置の基準電位部との間に抵抗を挿入する
ことを特徴とする受像装置。