JP2005536022A - カラー陰極線管の改良 - Google Patents

Abstract

本発明は、前面を備えた陰極線管に係り、陰極線管の色選別マスクはスエージ加工によって生成される。当該マスクは、アクティブ表面に対して略垂直なスカートによって終わる剛性の周縁によって囲まれているアクティブ表面を有する。主軸と平行方向にアクティブ表面の剛性を高めるため、当該アクティブ表面の曲率半径（Ｒｓｅ）は、周縁の曲率半径（Ｒｂｐ）よりも大きい。

Description

本発明は、略平坦なスクリーンを有するカラー陰極線管に係り、より詳細には、前記管を備えた色選別マスクに係る。

本発明は、色選別マスクを有するいかなるタイプの管にも適用可能であり、またより詳細には、剛性フレームにより保持されている、マスクが打抜き加工によって成形された管に適している。

従来のカラー陰極線管は、真空のガラス外囲器を有している。外囲器の内側では、管のガラス前面から一定の距離に位置する色選別マスクと、赤、緑、青の蛍光体配列がスクリーンを形成するために堆積される前面とを有する。管の内部の後部に置かれた電子銃は、３つの電子ビームを、前面の方向に放射する。通常は管の外側で且つ電子銃の近くにおかれる電磁偏向装置は、蛍光体配列がおかれているパネルの表面を電子ビームが走査するよう電子ビームを偏向させる機能を有している。夫々が特定の原色に対応している３つの電子ビームの影響下で、蛍光体配列はスクリーン上にカラー画像を再生することを可能とし、マスクは夫々特定のビームが対応する色の蛍光体にのみ照射することを可能とさせる。

色選別マスクは、管の動作中は管内部の正確な位置に置かれ、保持されなければならない。マスクを保持する機能は、マスクが従来どおり溶接されていて、通常は非常に剛性な矩形の金属フレームを使用して実行される。

フレーム／マスクの組立体は、管の前面を形成するガラスに挿入されたピンと協働する、フレームに溶着された吊下げ手段によって、管の前面に取り付けられる。

色選別マスクは、非常に薄い金属シートから作られており、また、化学エッチングによって形成され且つ通常は垂直列に配置された開口で穿孔された、アクティブ表面と呼ばれる表面を有する。アクティブ表面は穿孔のない周辺縁によって囲まれている。通常は打抜き加工によって形成されるスカート部は、アクティブ表面に対して略垂直方向におかれると同時に組立体を縁取る。マスクは、スカート部において溶接によってフレームに固定される。

前面がますます平坦になった管が近年の傾向であり、完全に平坦な前面を目指す傾向がある。観る者にとっては、管のスクリーン上に形成される画像の可視性は、管のガラス前面の形状によって、また、特に当該前面の内側及び外側表面に影響される。外側表面が略平坦な前面を有する管の場合、内側表面は、特にガラス方息に機械的強度を与えるために、湾曲していてもよく、またこの湾曲は観る者が見て判るガラスの更なる厚さをもたらす。次世代の管は、この問題を、非常に大きな曲率半径によって定義された内側及び外側表面を有することによって解決した。

一般的に、マスクの表面は、管の前部の内側部分の形に従わなければならず、それによってそれら曲面が略同一となるようにされる。従来の管の色選別マスクは、水平及び垂直部分によって定義された表面と、中央領域に１又は２メートル程度の小さな曲率半径とを有する。この湾曲した表面は複素多項式によって表され、また、曲率半径の小さい値はマスク表面の機械的剛性を与えられる。

スクリーンが平面のように見える管の場合、マスクの表面を定義する曲率半径は大きな値を有する。この場合、管のスクリーンに直面するマスクの表面は略平坦なあり、また、マスク表面は、当該スクリーンからの所定の距離においてこの全体の表面を保持するための十分な機械的剛性を与えない。更に、マスクは外部振動に非常に敏感となる。外部衝撃、又は、例えば、管が挿入されているテレビジョン受像機のスピーカによる音響振動のような、機械的振動のもとでは、マスクは自然共振周波数で振動しうる。マスクの振動の結果、管のスクリーン上の電子ビームの到達ゾーンは変更され、各ビームの衝突点は関連する蛍光体配列に対してずらされ、スクリーンに再生される画像の変色を引き起こす。

本発明は、カラー陰極線管であって、その陰極線管のマスクが、例えば打抜き加工によって成形されており、略平坦な表面に関連する障害を避けるよう十分な機械的剛性を有する、カラー陰極線管を提供することを目的とする。

このため、本発明によるカラー陰極線管は、
略平坦な矩形の前面と、
穿孔されたアクティブ表面の中心で交差する水平長軸Ｘ及び垂直短軸Ｙの２本の対称軸によって定義付けられる、矩形の色選別マスクと、
溶接によってマスクのスカート部に固定された、矩形のフレームとを有し、
長軸に平行な方向において、マスクのアクティブ表面の平均曲率半径Ｒ_ｓｅは、周縁の平均曲率半径Ｒ_ｂｐよりも大きいことを特徴とする、カラー陰極線管。

本発明及びその多様な利点は、以下の説明及び添付図面を参照して、更に理解されるものと考えられる。

図１は、本発明によるカラー陰極線管を示したものである。当該管は、内部が高真空であり、また、前面２及び漏斗形背面部４を有する、ガラス外囲器を有する。側面スカート部１は、略平坦な矩形の外側表面を有する前面２を囲む。前面の長軸は水平軸Ｘであり、短軸は垂直軸Ｙであり、また、２本の軸Ｘ及びＹは、管の主軸Ｚで直角に交差する。漏斗型後部４は、内部に電子銃１２を有する円筒型部３にて終わる。緑、赤及び青の蛍光体の帯状の配列を有する発光スクリーン５は、前面の内側表面に蒸着される。

色選別マスク９は、ガラス外囲器の内側に設置され、スクリーン５に対して所定の位置を保持する目的で剛性フレーム８にマスクの周囲を固定される。

図２は、先行技術によるマスクの実施例の一つを示すものであり、当該マスクは、一定の間隔で多数の開口に穿孔されたアクティブ表面１９を有している。当該アクティブ表面は、完全な周縁１８に囲まれている。マスクは一般的に平坦な金属シートを打抜き加工することによって形成され、スカート部１７は、縁１８に対して略垂直に主軸Ｚの方向に設置されて形成される。

電子銃１２は、スクリーン５の方向に３つの電子ビーム１１を放射する。当該３つのビームは、偏向器とも呼ばれる磁気偏向装置１３によって偏向される。カラー画像は、開口部６を通過する電子ビーム１１が、当該スクリーン上で水平方向及び垂直方向に走査される際に、スクリーン５に表示される。

本発明による管は、略平面な前面の外側表面１０を有する。管のスクリーン上に形成され、観る者の気に障るような、スクリーンの諸部分での輝度の差又は前面の厚さのばらつきによる差等の画像のひずみを防止するため、ガラスの厚さのばらつきを最小限に抑えるよう、当該前面の内側表面を可能な限り平面にするのが近年の傾向である。次に管の設計者が直面するのは、高曲率半径を有するマスク、又は曲率が前面の内側表面の曲率に追随するマスクの使用についての選択である。

第一の解決策は、多大な機械的剛性を与えるという利点と、通常は打抜き加工によって実行されるマスク形成の段階中に、マスクの形状によって生成される機械的応力がその形状を保つことを保障するという利点とを有する。しかしながら、マスクのアクティブ表面とこのアクティブ表面の様々な領域用のスクリーンとの間の距離のばらつきが、スクリーン上に形成される画質の質に劣化を引き起こし、特に周辺領域では中心に対して、スクリーン上の電子ビームの衝突は広がり歪められる。

第二の解決策では、マスクのアクティブ表面とスクリーンとの間の距離のばらつきを最小限に抑えることを可能とする。しかしながら、マスクは、その形状のために機械的応力をあまり有さない略平坦な表面を有すると考えられる。この結果、図３に示すとおり、マスクは一度フレームに固定されると弱い領域を有することになる。

当該図は、先行技術による、スクリーン対角線が６８ｃｍであり比率４：３の管用のマスクの側面２０を断面で示したものである。断面は長軸Ｘに沿ってみたものである。図３は、マスクの中心Ｏから１５５ｍｍ乃至２５０ｍｍの距離で、特に垂直方向の縁に近い領域を示したものである。マスクの表面は、長軸Ｘに沿って、アクティブ表面の端点ＡとＡ’との間が３０００ｍｍよりも大きい平均曲面率Ｒ_ｓｅを有する。垂直縁の近くで、マスクは、十分の数ミリメートルの深さの窪み２１を提供しつつ、Ｚ軸方向に下がる傾向がある。この窪みは、水平方向Ｘに３０ｍｍよりも大きい幅を有し、垂直方向Ｙにマスクのアクティブ表面の高さの全長を事実上超えて位置する。この領域は、マスクの他の部分よりもより容易に拡張するであろうという事実を除けば、管の周囲による振動に対するマスクの感度についての問題を引き起こす。

この比率４：３の管が直面する問題は、比率１６：９の管にてより著しくなる。マスクの幅と長さとの間の比率が、マスク表面への機械的取付けに不向きなためである。

同様に、マスクのスカート部周辺の折り曲げられた部分は剛性が高められた領域であるため、例えば対角線が６３ｃｍよりも大きな管のように大きな表面領域を有するマスクは、これらの折り曲げられた折り曲げられた領域から離れて大半を有し、また、この問題に直面しやすい。

本発明は、大きな曲率半径によって定義された前面の内側表面に対し、略平行にマスクのアクティブ領域を固定するという利点を保持することを目的とする。これによって、当該の略平坦なアクティブ表面が、当該表面の機械的動作の欠点の影響を受けずに保持されうる。

このため、本発明は、短軸Ｙに平行な完全な周縁部を使用する。図２及び図５に示される通り、先行技術において、当該領域１８はアクティブ表面１９及びスカート部１７につながっており、前述した新規の周辺縁１８は、長軸と平行な方向においてアクティブ表面の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する。

従って、アクティブ表面１９が長軸に沿ってアクティブ表面の端点ＡとＡ’との間に３２５０ｍｍの平均曲率半径Ｒ_ｓｅを有する、Ｗ６６管のマスクの場合、長軸における周縁の曲率半径Ｒ_ｂｐは、略同じオーダであった。本発明の場合、図４及び図５に示される通り、周縁２８の平均曲率半径が、縁の端点ＡとＣとの間で、長軸において６２ｍｍに等しくなるよう選択される。

経験的に、マスク表面の機械的保持に関する決定的な利点を得るために、長軸における周縁の曲率半径が、マスクのアクティブ表面の曲率半径よりも少なくとも１０倍小さい必要がある、ということが示されている。

大きな管、つまり、スクリーンの対角線が６３ｃｍよりも大きい管の場合、周縁が更に高曲率半径を有することが望ましい。マスクの寸法及びその比率（４：３又は１６：９）によって、Ｒ_ｂｐ／Ｒ_ｓｅ間比率は、本発明の範囲内において、０．０１と０．０５との間で優位に選択されてよい。

一つの実施例（図示せず）では、周縁２８の曲率半径は、垂直側の中央である点Ａからマスクの角部まで変化し、この半径は点Ａから離れるほど減少する。この特徴は、マスクの角部に近づくにつれ、折り返された領域は接近し、それによってマスクの表面がこれらの領域に固定されていることを確認するために十分な機械的応力を提供するため、本発明によって提供される利点を犠牲とすることなく、角部でのマスクの形成を容易にする。

図３は、本発明によって提供された改良点を示すものである。顕著な窪み２１がある領域にて、６８ｃｍの対角線を有するマスクのアクティブ表面の側面は、本発明の実行によって獲得された新しい側面３０が、今や十数分の１ミリメートルよりも小さい窪み３１を有し、陰極線管の製造及び操作において許容可能な範囲に応じて、修正されている。

マスクの製造を簡素化するために、周縁２８からマスクのアクティブ領域までの長軸Ｘに平行な方向でのパッセージは連続的であり、そのため、アクティブ表面の側のマスクの表面と周縁との接面の勾配が等しくなる。角度の推移は、打抜き加工では完全には解決し難い重要な機械的応力を導きだすため、マスクの最終形状を管理しやすくなる。

従って、マスクの表面は、以下のタイプの多項式によって定義付けられる。
アクティブ領域においては、Ｚ＝ΣＡ_ｉＸ^Ｋ（ｉ）Ｙ^Ｊ（ｉ）
周縁領域においては、Ｚ’＝ΣＡ’_ｉＸ^Ｋ’^（ｉ）Ｙ^Ｊ’^（ｉ）
上記の結果、
Ｚ（Ｘ_Ａ，Ｙ）＝Ｚ’（Ｘ_Ａ，Ｙ）
及び、δ_ＸＺ（Ｘ_Ａ，Ｙ）＝δＸＺ’（Ｘ_Ａ，Ｙ）
となり、式中、Ａは、マスクのアクティブ領域と周縁２８との間の境界の点である。

本発明は、平坦な前面を有する管に限られない。いかなるタイプの管に関しても、本発明は実際にマスクの機械的剛性を更に強めるという利点を有しているため、光密度の大変異なる領域をもつ画像の場合、マスクの局所的拡張は最小化される。この場合には特に、最も明るい領域におけるマスクのアクティブ表面は加熱され且つ拡張する傾向があり、そのためマスクとスクリーンとの間の距離を局所的に減少させる。局所的拡張が、画像のよい演色にとって不利益をもたらす色のばらつきに繋がる。

本発明による、多様な操作上の構成部品を備えた陰極線管を示す断面図である。 先行技術による、陰極線管用の色選別マスクを示す等角投影図である。 長軸Ｘに沿った大きな曲率半径によって定義付けられた表面を有するマスクが直面する問題を示す断面図である。 本発明による色選別マスクを示す斜視図である。 本発明によるマスクの長軸に沿った部分を示す図である。

Claims (8)

1. 矩形の前面（１０）と、
   穿孔されたアクティブ表面（１９）の中心で交差する水平長軸Ｘ及び垂直短軸Ｙの２本の対称軸によって定義付けられる、矩形の色選別マスク（９）と、
   溶接によって前記マスクの前記スカート部に固定された、矩形のフレームと、
   を有し、
   前記アクティブ表面は、周縁（２８）と前記アクティブ表面に対して略垂直な方向Ｚに位置するスカート部とに囲まれた、カラー陰極線管であって、
   前記長軸に平行な方向において、前記マスクの前記アクティブ表面の平均曲率半径Ｒ_ｓｅは、前記周縁の平均曲率半径Ｒ_ｂｐよりも大きいことを特徴とする、カラー陰極線管。
2. 前記前面（１０）の外側表面は略平坦であることを特徴とする、請求項１記載のカラー陰極線管。
3. 前記長軸に沿って、前記マスクの前記アクティブ表面の前記平均曲率半径Ｒ_ｓｅは、前記周縁の前記平均曲率半径Ｒ_ｂｐよりも、少なくとも１０倍は大きいことを特徴とする、請求項２記載のカラー陰極線管。
4. 前記管の前記前面は６３ｃｍよりも長い対角線を有し、且つ、前記長軸に沿って、前記マスクの前記アクティブ表面の前記平均曲率半径Ｒ_ｓｅと、前記周縁の前記平均曲率半径Ｒ_ｂｐとの間の比率は、
   ０．０１＜Ｒ_ｂｐ／Ｒ_ｓｅ＜０．０５
   であることを特徴とする、請求項２記載のカラー陰極線管。
5. 前記曲率半径は、前記アクティブ表面と前記周縁との間の境界にて連続的に変化することを特徴とする、請求項１記載の陰極線管。
6. 前記マスクのアクティブ表面と前記周縁との間の境界において、前記長軸に平行な方向で、前記アクティブ表面の側の前記マスクの前記表面と周縁との接面の勾配が同一であることを特徴とする、請求項１乃至５に記載のカラー陰極線管。
7. 前記長軸に平行な方向における前記周縁の前記平均曲率半径は、前記長軸においてよりも、前記フレームの角部において小さいことを特徴とする、請求項１記載の陰極線管。
8. 前記長軸に沿った前記平均曲率半径Ｒ_ｓｅは、３０００ｍｍよりも大きいことを特徴とする、請求項２記載の陰極線管。

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