JP3925403B2

JP3925403B2 - カラー陰極線管

Info

Publication number: JP3925403B2
Application number: JP2002367987A
Authority: JP
Inventors: 昭次石井
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-12-19
Filing date: 2002-12-19
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2022-12-19
Also published as: JP2004200037A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータモニタやテレビジョン受像機等に用いられるカラー陰極線管に関し、そのうち、特に地磁気等の外部磁界を遮蔽するための内部磁気シールドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、カラー陰極線管では、地磁気により電子ビームがローレンツ力を受けてその軌道を曲げられてしまうために生じるミスランディングを防止するために、地磁気を遮蔽する、または地磁気の流れを制御するような内部磁気シールドを管内に備えることが行われている。
【０００３】
内部磁気シールドの例としては、特許文献１のように、カラー陰極線管の画面コーナー部で内部磁気シールドの蛍光体スクリーン側開口を電子ビームに近づけるような形状としたものがある。
【０００４】
また、例えば、特許文献２のように、内部磁気シールドの蛍光体スクリーン側開口近傍で、フレーム部材と平行に蛍光体スクリーン方向へ延び、かつフレーム部材との管軸方向間隔を広く有するように、フレーム取り付け部の幅を広くしたものがある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−１８２９８１号公報
【特許文献２】
特開平１０−２４７４５９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、近年のように高解像度化が急速に進み、ミスランディングに許容される裕度の設計が厳しくなっている状況では、内部磁気シールドだけでミスランディングを十分に補正することが困難になりつつある。このため、ミスランディングをキャンセルさせるような磁界を発生させるキャンセルコイルをさらに付加する技術も用いられているが、これでは、部品点数が増えることになり、コストアップにつながる問題があった。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、キャンセルコイル等を付加することなく、内部磁気シールド単体でミスランディングを十分補正することができるカラー陰極線管を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のカラー陰極線管は、電子銃から射出され、略長方形状の蛍光体スクリーンへ向かう電子ビームを囲むように設けられた内部磁気シールドを有するカラー陰極線管において、前記内部磁気シールドの長辺壁と垂直方向に最大偏向時の前記電子ビームとの間隔について、前記内部磁気シールドの長辺壁における電子銃側開口部と蛍光体スクリーン側開口部との間にある中間点から前記蛍光体スクリーン側開口部までの前記間隔が前記電子銃側開口部から前記中間点までの前記間隔よりも広く、かつ、前記中間点から前記蛍光体スクリーン側開口部までの前記間隔がほぼ一定であることを特徴とする。
【０００９】
このようにすることにより、管軸方向へ印加される地磁気による電子ビームの移動を最小限に抑えることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
図１は、本発明にかかるカラー陰極線管の一例を示す概略断面図である。カラー陰極線管１は、内面にストライプ状の蛍光体スクリーン２が形成されたパネル３と、その後方に取りつけられたファンネル４とから外囲器が構成されている。また、管内の主要部品として、ファンネル４のネック部５に内装された電子銃６、蛍光体スクリーン２に対向する色選別電極７とこれを支持するフレーム８や、地磁気を遮蔽または制御する内部磁気シールド９などがある。カラー受像管の動作時には、電子銃６から射出される電子ビーム１０が、ファンネルの外周に装着された偏向ヨーク（図示せず）によって偏向走査されることで、蛍光体スクリーン２上に画像を映し出し、画面を形成する。
【００１２】
ここで、本発明の特徴をもっともよく表す内部磁気シールド９についてさらに詳しく述べる。内部磁気シールド９は、図２に示すような、中空の略四角錐の一部をなす形状であって、電子銃側開口１１から蛍光体スクリーン側開口１２へ向かってその径が大きくなる。また、側壁として、略長方形状である蛍光体スクリーンの長辺側に位置する２つの長辺壁１３と、短辺側に位置する２つの短辺壁１４とを有し、長辺壁１３、短辺壁１４の電子銃側開口１１と蛍光体スクリーン側開口１２の間の中間点に屈曲部１５を持ち、図１に示すように、この屈曲部１５から蛍光体スクリーン側では、電子銃側開口１１から屈曲部１５までと比べて、内部磁気シールド９と最大偏向時の電子ビーム１０との間隔が離れており、かつ、屈曲部１５から蛍光体スクリーン２の方向へ近づくにつれ、徐々にこの間隔が広くなっている。
【００１３】
このような構成とすることの意味合いについて、以下に説明する。
【００１４】
一般に、カラー陰極線管の内部磁気シールドは、地磁気による電子ビームへの悪影響を抑えるために備えられているが、この地磁気のうち、カラー陰極線管内で画面垂直方向に流れる地磁気と画面水平方向に流れる地磁気については、内部磁気シールドで遮蔽することが容易であるものの、管軸方向に流れる地磁気については困難である。これは、内部磁気シールドが管軸および電子ビームの軌道を囲むような空洞の形状であることに起因している。このため、管軸方向の地磁気の影響によって電子ビームが移動しミスランディングと呼ばれる色ずれが生じやすい。
【００１５】
ここで、カラー陰極線管の管軸方向に地磁気を印加した場合の、内部磁気シールド内での磁界分布について説明する。カラー陰極線管が管軸方向の地磁気を受けると、内部磁気シールドは、電子銃側開口と蛍光体スクリーン側開口の一方側から管軸磁界を吸い込み、他の一方側から管軸磁界を吹き出す磁性体となる。なお、このような吸い込み、吹き出しにおいては、当然ながら、管軸方向の成分だけでなく、画面垂直方向の成分や画面水平方向の成分も発生する。図３は、一般的な内部磁気シールドを備えたカラー陰極線管の画面水平軸よりも上半分を画面垂直軸および管軸とのなす平面でみた部分断面図である。図３において、管軸方向の地磁気１６（以後、管軸磁界と呼ぶ）が電子銃側から画面側（蛍光体スクリーン側）へ向かって印加されたとき、内部磁気シールド内では、電子銃側の長辺壁１３ａ付近で上向きの垂直方向磁界１７が発生し、また、蛍光体スクリーン側の長辺壁１３ｂ付近で下向きの垂直方向磁界１８が発生する。
【００１６】
図４は、図３のカラー陰極線管の部分断面図について、内部磁気シールド内での電子の振る舞いを説明するためのモデル図である。なお、図中でＺは管軸方向を示し、電子銃側から蛍光体スクリーンに向かう方向をプラスの方向とする。また、Ｘは画面水平方向、Ｙは画面垂直方向を示し、カラー陰極線管の画面を見る際に、水平方向では左から右に向かう方向、垂直方向では下から上に向かう方向を、それぞれのプラスの方向とする。
【００１７】
内部磁気シールド内において、電子銃側の長辺壁１３ａの付近では、図４（ａ）に示すように、電子１９ａは、電子ビームが画面上方向へ偏向されることによる−Ｙ方向の電流２０（電子は負の電荷をもつため、電流の向きは逆で下向きとなる）と＋Ｚ方向の管軸磁界１６とによって発生する−Ｘ方向の第１の力２１と、電子ビームがプラスの管軸方向（電子銃から蛍光体スクリーン）へ向かうことによる−Ｚ方向の電流２２（電子１６は負の電荷をもつため、電流の向きは逆となる）と内部磁気シールド内で発生した＋Ｙ方向の垂直方向磁界１７とによって発生する＋Ｘ方向の第２の力２３とを足し合わせた合成力２４を受ける。
【００１８】
また、内部磁気シールド内における蛍光体スクリーン側の長辺壁１３ｂの付近では、図４（ｂ）に示すように、電子１９ｂは、前述したと同様に−Ｙ方向の電流２０と＋Ｚ方向の管軸磁界１６による−Ｘ方向の第１の力２１と、電子ビームがプラスの管軸方向に向かうことによる−Ｚ方向の電流２２と内部磁気シールド内で発生した−Ｙ方向の垂直方向磁界１８とによって発生する−Ｘ方向の第３の力２５とを足し合わせた合成力２６を受ける。
【００１９】
電子がこのような合成力を受けると、電子ビームはその部分で軌道が移動してしまう。ここで、第１の力２１をなくすことはできないが、第２の力２３を強める、または第３の力２５を弱めることで、合成力を最小限にとどめることができる。
【００２０】
本発明では、内部磁気シールドの長辺壁の電子銃側開口と蛍光体スクリーン側開口との間の中間点に屈曲部を形成しており、この屈曲部を境に、屈曲部から蛍光体スクリーン側では、電子銃側開口部から屈曲部までと比べて、内部磁気シールドと最大偏向時の電子ビーム軌道との間隔が広く、また、屈曲部から蛍光体スクリーン側へむけてフレームとの接続部までは徐々にこの間隔が広がるような構成としている。このようにすることによって、電子銃側の長辺壁を最大偏向時の電子ビーム軌道に近づけ、蛍光体スクリーン側の長辺壁を最大偏向時の電子ビーム軌道から遠ざけており、電子へ作用する前述した合成力を減少させている。この結果、管軸方向へ印加される地磁気による電子ビームの移動を最小限に抑え、ミスランディングを低減することができる。
【００２１】
なお、電子銃側開口と蛍光体スクリーン側開口の間の中間点に設けられる屈曲部は、図２で示したように内部磁気シールドのすべての側壁（２つの長辺壁と２つの短辺壁）に設けられていてもよいし、また、蛍光体スクリーンの長辺側に位置する２つの長辺壁にのみ設けられていてもよい。前述のような原理で管軸磁界によって電子が移動する方向は、画面の上下（つまり画面の長辺側）ではＸ方向であり、画面の左右（つまり画面の短辺側）ではＹ方向であるが、実際、多くのカラー陰極線管ではＹ方向に延びるストライプ状の蛍光体領域が多数形成された蛍光体スクリーンを有しているので、Ｙ方向への電子の移動は色ずれなどの問題を直接には引き起こさないからである。ただし、内部磁気シールドの作りやすさを考えると、長辺壁だけでなく、短辺壁にも屈曲部を設けるとよい。
【００２２】
また屈曲部の位置についてであるが、これについて、次のような実験を行った。図５は、画面対角サイズ７６ｃｍのワイドＴＶ用カラー陰極線管について、内部磁気シールドの屈曲部の位置、すなわち中間点の位置を変化させたときの、管軸方向に印加される地磁気による電子ビーム移動量の変化をシミュレーションした結果を示したものである。横軸は、図１で示した内部磁気シールド９の高さ（電子銃側端部から蛍光体スクリーン側でフレームと接続される部分までの長さ）をＡとし、電子銃側端部から屈曲部までの距離をＢとしたときのＢ／Ａの比率（Ｂ／Ａ×１００）を表し、縦軸は、カラー陰極線管の画面上下端部において管軸磁界によって生じる電子ビームの移動量を示している。なお、ここでは、他の磁界（偏向磁界、画面水平方向または画面垂直方向の地磁気等）は考慮にいれていない。
【００２３】
図５からわかるように、Ｂ／Ａの比率が０％（つまり、屈曲部なし）から大きくなると電子ビーム移動量が小さくなり、５０％付近で極小値となったのち、比率が大きくなるにつれ電子ビーム移動量はふたたび大きくなる。Ｂ／Ａの比率が６５％以上になると、屈曲部なしのときよりも電子ビーム移動量は大きくなっている。このことから、屈曲部は、Ｂ／Ａの比率が５０％付近となる位置に設けることが効果的であることがわかる。管軸磁界によって生じる電子ビームの移動は、２０μｍ程度に抑えることが好ましく、許容される最大でも２２〜２３μｍである。このことから、屈曲部の位置は、Ｂ／Ａの比率が３０〜６０％の範囲内であることが好ましい。このように、屈曲部を設ける位置をＢ／Ａの比率が３０〜６０％の範囲内であるような位置とすることで、管軸磁界によって内部磁気シールド内で新たに発生する垂直方向磁界（図３および図４を用いて説明した部分の、垂直方向磁界１７、１８に該当）の極性（方向）が変わる位置、つまりゼロの位置の付近に屈曲部を設けることとなり、管軸磁界による電子ビームの移動を小さく抑えることができるものと考えられる。カラー陰極線管の画面サイズが異なり内部磁気シールドの高さが異なる場合でも、屈曲部を設けるのに適する位置としては、Ｂ／Ａの比率が３０〜６０％の範囲内であることが好ましい。
【００２４】
本実施の形態では、画面対角サイズ７６ｃｍのワイドＴＶ用カラー陰極線管を例に挙げているが、この場合の内部磁気シールドの寸法例を以下に示す。内部磁気シールドの高さ（図１における寸法Ａ）は１７０ｍｍ、蛍光体スクリーン側開口部では、図２に示すように、水平径Ｈ₁＝５８０ｍｍ、垂直径Ｖ₁＝３３０ｍｍ、電子銃側開口部では、水平径Ｈ₂＝２４０ｍｍ、垂直径Ｖ₂＝１３０ｍｍである。また、内部磁気シールドと最大偏向時の電子ビーム軌道との間隔距離は、中間点よりも電子銃側開口側での最小距離が１２ｍｍ、蛍光体スクリーン側開口側での最大距離が３０ｍｍである。
【００２５】
ここまでの説明では、内部磁気シールドは、屈曲部から蛍光体スクリーン側開口側へ近づくにつれて最大偏向時の電子ビームとの間隔を徐々に広げる構成としたが、図６に示すように、屈曲部１５から蛍光体スクリーン側開口側で、内部磁気シールド９と最大偏向時の電子ビーム１０との間隔をほぼ一定とする構成であってもよい。なお、いずれの場合でも、内部磁気シールドの長辺壁または短辺壁の、フレームと接続される部分までを考慮すればよく、この接続部分よりさらに蛍光体スクリーン側で内部磁気シールドをフレームに添うように折り曲げることは何ら問題ない。
【００２６】
また、内部磁気シールドの長辺壁または短辺壁において、電子銃側開口と蛍光体スクリーン側開口の間に必ずしも屈曲部を形成する必要はなく、緩やかに湾曲する曲面でつなげてもよい。この場合も、湾曲する曲面の中心位置は、前述のＢ／Ａの比率が３０〜６０％の範囲内にあり、この変曲点から蛍光体スクリーン側では、電子銃側開口部から変曲点までと比べて内部磁気シールドと最大偏向時の電子ビーム軌道との間隔が広く、かつ、変曲点から蛍光体スクリーン側へむけてフレームとの接続部までは徐々にこの間隔が広がるか、もしくはほぼ一定であるような形状とする。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、管軸方向へ印加される地磁気による電子ビームの移動を最小限に抑えることができ、キャンセルコイル等の補正システムを使用することなく、内部磁気シールド単体だけで、特に管軸方向へ印加される地磁気によるミスランディングを補正することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るカラー陰極線管の一例を示す概略断面図
【図２】本発明に係るカラー陰極線管の一例における内部磁気シールドを示す斜視図
【図３】一般的なカラー陰極線管の部分断面図
【図４】一般的なカラー陰極線管の内部磁気シールド内での電子の振る舞いを示すモデル図
【図５】本発明に係るカラー陰極線管の一例における内部磁気シールドの屈曲部の変化による電子ビーム移動量の変化を示す図
【図６】本発明に係るカラー陰極線管の他の例を示す概略断面図
【符号の説明】
１カラー陰極線管
２蛍光体スクリーン
６電子銃
９内部磁気シールド
１０電子ビーム
１５屈曲部

Claims

電子銃から射出され、略長方形状の蛍光体スクリーンへ向かう電子ビームを囲むように設けられた内部磁気シールドを有するカラー陰極線管において、前記内部磁気シールドの長辺壁と垂直方向に最大偏向時の前記電子ビームとの間隔について、前記内部磁気シールドの長辺壁における電子銃側開口部と蛍光体スクリーン側開口部との間にある中間点から前記蛍光体スクリーン側開口部までの前記間隔が前記電子銃側開口部から前記中間点までの前記間隔よりも広く、かつ、前記中間点から前記蛍光体スクリーン側開口部までの前記間隔がほぼ一定であることを特徴とするカラー陰極線管。
前記内部磁気シールドの長辺壁には、前記中間点に屈曲部があることを特徴とする請求項１記載のカラー陰極線管。
前記内部磁気シールドの短辺壁と水平方向に最大偏向時の前記電子ビームとの間隔について、前記内部磁気シールドの短辺壁における前記電子銃側開口部と前記蛍光体スクリーン側開口部との間にある中間点から前記蛍光体スクリーン側開口部までの前記間隔が前記電子銃側開口部から前記中間点までの前記間隔よりも広く、かつ、前記中間点から前記蛍光体スクリーン側開口部までの前記間隔がほぼ一定もしくは前記蛍光体スクリーンに向けて徐々に広がっていることを特徴とする請求項１または２に記載のカラー陰極線管。