(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内面に略矩形状の蛍光体スクリーンが形成された略矩形状のフェース部を有するフェースパネルと、前記フェースパネルの後方にあるファンネルとから構成される外囲器を備えた陰極線管において、前記フェース部の外面が実質的に平面であり、前記フェース部の内面が前記外面に対して凸状の曲面であって、前記内面の中心を通り前記蛍光体スクリーンの長辺にほぼ平行に延びる軸をＸ軸、前記内面の中心を通り前記蛍光体スクリーンの短辺にほぼ平行に延びる軸をＹ軸とし、前記内面の前記Ｘ軸に沿う曲率半径をＲｘ、前記内面の前記Ｙ軸に沿う曲率半径をＲｙ、前記蛍光体スクリーンの長辺に沿う前記内面の曲率半径をＲｔ、前記蛍光体スクリーンの短辺に沿う前記内面の曲率半径をＲｓ、蛍光体スクリーンの長辺長さをＨ、蛍光体スクリーンの短辺長さをＶとするとき、
１．２Ｈ1.3923＜Ｒｘ＜３．００Ｈ1.4284    ・・・（１）
１．２Ｈ1.3923＜Ｒｔ＜３．００Ｈ1.4284    ・・・（２）
３．０Ｖ1.4670＜Ｒｙ＜６．６７Ｖ1.5453    ・・・（３）
３．０Ｖ1.4670＜Ｒｓ＜６．６７Ｖ1.5453    ・・・（４）
を満足し、かつ、前記内面が変曲点を持たないことを特徴とする陰極線管。
【請求項２】
内面に略矩形状の蛍光体スクリーンが形成された略矩形状のフェース部を有するフェースパネルと、前記フェースパネルの後方にあるファンネルとから構成される外囲器を備えた陰極線管において、前記フェース部の外面が実質的に平面であり、前記フェース部の内面が前記外面に対して凸状の曲面であって、前記内面の中心を通り前記蛍光体スクリーンの長辺にほぼ平行に延びる軸をＸ軸、前記内面の中心を通り前記蛍光体スクリーンの短辺にほぼ平行に延びる軸をＹ軸とし、前記内面の前記Ｘ軸に沿う曲率半径をＲｘ、前記内面の前記Ｙ軸に沿う曲率半径をＲｙ、前記蛍光体スクリーンの長辺に沿う前記内面の曲率半径をＲｔ、前記蛍光体スクリーンの短辺に沿う前記内面の曲率半径をＲｓ、蛍光体スクリーンの長辺長さをＨ、蛍光体スクリーンの短辺長さをＶとするとき、
１．２Ｈ1.3923＜Ｒｘ＜１．９７Ｈ1.4231    ・・・（５）
１．２Ｈ1.3923＜Ｒｔ＜１．９７Ｈ1.4231    ・・・（６）
３．０Ｖ1.4670＜Ｒｙ＜７．４４Ｖ1.4566    ・・・（７）
３．０Ｖ1.4670＜Ｒｓ＜７．４４Ｖ1.4566    ・・・（８）
を満足し、かつ、前記内面が変曲点を持たないことを特徴とする陰極線管。
【請求項３】
Ｒｘ≒ＲｔまたはＲｙ≒Ｒｓ
を満足する請求項１または２記載の陰極線管。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、テレビ受像機やコンピュータ用モニタに用いられる陰極線管に関するものである。特に、フェースパネルに特徴を有する陰極線管に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年普及してきたフェースパネルの外面がほぼ平面である陰極線管では、電子ビームの偏向歪みを完全に無くしても、フェースパネルでの光の屈折により画面周辺が浮き上がって見える、つまり画面が凹んで見えるという現象が生じやすい。この凹み感はフェースパネルの厚みが増す程顕著に現れるものであるため、これを抑制するために、また、陰極線管の重量を増やさないためにも、フェースパネルの厚みは薄い方が好ましい。一方で、真空である陰極線管の耐圧強度を確保する点では、平面に近いフェースパネルは曲面フェースパネルに比べて不利であるため、フェースパネルの板厚はなるべく厚くする方が良い。
【０００３】
このような相反する課題を解決するために、例えば、特開平１０−６４４５１号公報には、フェースパネルの内面が外面に対して凸状になるように、フェースパネルの中央に対して水平方向周辺部の厚さを２０〜３０％厚くした陰極線管が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の陰極線管は、水平方向のみで周辺部の厚さを２０〜３０％厚くするだけであるため、画像の歪み等により自然な平面感を得られず、また、様々な画面サイズに対応しうるものではなかった。
【０００５】
本発明は、異なるサイズであっても自然な平面感を得られる陰極線管を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の第１の陰極線管は、内面に略矩形状の蛍光体スクリーンが形成された略矩形状のフェース部を有するフェースパネルと、前記フェースパネルの後方にあるファンネルとから構成される外囲器を備えた陰極線管において、前記フェース部の外面が実質的に平面であり、前記フェース部の内面が前記外面に対して凸状の曲面であって、前記内面の中心を通り前記蛍光体スクリーンの長辺にほぼ平行に延びる軸をＸ軸、前記内面の中心を通り前記蛍光体スクリーンの短辺にほぼ平行に延びる軸をＹ軸とし、前記内面の前記Ｘ軸に沿う曲率半径をＲｘ、前記内面の前記Ｙ軸に沿う曲率半径をＲｙ、前記蛍光体スクリーンの長辺に沿う前記内面の曲率半径をＲｔ、蛍光体スクリーンの長辺長さをＨ、蛍光体スクリーンの短辺長さをＶとするとき、
１．２Ｈ1.3923＜Ｒｘ＜３．００Ｈ1.4284    ・・・（１）
１．２Ｈ1.3923＜Ｒｔ＜３．００Ｈ1.4284    ・・・（２）
３．０Ｖ1.4670＜Ｒｙ＜６．６７Ｖ1.5453    ・・・（３）
を満足し、かつ、前記内面が変曲点を持たないことが好ましい。
【０００７】
このようにすることにより、陰極線管の画像を、違和感のない程度の凹み感を含む平面感をもって見ることができる。
【０００８】
また、本発明の上記第１の陰極線管は、前記蛍光体スクリーンの短辺に沿う前記内面の曲率半径をＲｓとするとき、
３．０Ｖ1.4670＜Ｒｓ＜６．６７Ｖ1.5453    ・・・（４）
を満足することが好ましい。
【０００９】
また、本発明の第２の陰極線管は、内面に略矩形状の蛍光体スクリーンが形成された略矩形状のフェース部を有するフェースパネルと、前記フェースパネルの後方にあるファンネルとから構成される外囲器を備えた陰極線管において、前記フェース部の外面が実質的に平面であり、前記フェース部の内面が前記外面に対して凸状の曲面であって、前記内面の中心を通り前記蛍光体スクリーンの長辺にほぼ平行に延びる軸をＸ軸、前記内面の中心を通り前記蛍光体スクリーンの短辺にほぼ平行に延びる軸をＹ軸とし、前記内面の前記Ｘ軸に沿う曲率半径をＲｘ、前記内面の前記Ｙ軸に沿う曲率半径をＲｙ、前記蛍光体スクリーンの長辺に沿う前記内面の曲率半径をＲｔ、蛍光体スクリーンの長辺長さをＨ、蛍光体スクリーンの短辺長さをＶとするとき、
１．２Ｈ1.3923＜Ｒｘ＜１．９７Ｈ1.4231    ・・・（５）
１．２Ｈ1.3923＜Ｒｔ＜１．９７Ｈ1.4231    ・・・（６）
３．０Ｖ1.4670＜Ｒｙ＜７．４４Ｖ1.4566    ・・・（７）
を満足し、かつ、前記内面が変曲点を持たないことが好ましい。
【００１０】
このようにすることにより、陰極線管の画像を、凹み感を全く感じることなく自然な平面感をもって見ることができる。
【００１１】
また、本発明の上記第２の陰極線管は、前記蛍光体スクリーンの短辺に沿う前記内面の曲率半径をＲｓとするとき、
３．０Ｖ1.4670＜Ｒｓ＜７．４４Ｖ1.4566    ・・・（８）
を満足することが好ましい。
【００１２】
さらに、本発明の上記第１及び第２の陰極線管は、Ｒｘ≒ＲｔまたはＲｙ≒Ｒｓを満足することが好ましい。
【００１３】
このようにすることにより、フェース部内面を簡単な構造とすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図２は本発明の実施の形態に係る陰極線管を示す部分断面図である。
【００１６】
本実施の形態の陰極線管１は、内面に蛍光体スクリーン２が形成された実質的に長方形状のフェース部３を有するフェースパネル４と、後方のファンネル５とから外囲器が構成されている。外囲器内では、ネック部６に内装された電子銃７から射出される電子ビーム８が偏向されてシャドウマスク（図示せず）の開孔を通り、蛍光体スクリーン２を照射することで、フェース部３に映像が映し出される。
【００１７】
次に、本発明の特徴となる、蛍光体スクリーン２が形成されるフェース部３の内面９の曲率半径について、更に説明する。
【００１８】
図３は、コンピュータ用モニタを使用する際の観察者の眼と対象画像との位置関係を示したものである。対象画像はフェースパネル４の内面に形成された蛍光体スクリーン上に形成される。一般に、観察者が両眼１１で対象画像を構成する対象物点１２を見るとき、対象物点１２にピントを合わせる調整作用と同時に、両眼１１の視線を対象物点１２に集中させる作用がある。観察者はこの作用によって対象画像と自分との距離を知覚する。
【００１９】
ここで、観察者と対象画像の間には空間１３とフェースパネル４（ここでは、内外面共に平らとする。）が存在し、対象画像の光はこの空間１３とフェースパネル４との境界面において破線で示すように屈折することになるので、観測者の見る画像は、実際の位置より仮想物点１４に浮き上がって知覚される。このときの浮き上がり量Δｆはスネルの法則に従う。曲線１５は、観察者が知覚する仮想物点１４を結んだものであり、図示したように境界面への視線の入射角が大きくなるほど浮き上がり量も大きくなる。
【００２０】
ここで、画面の大きさや、画面と観測者との間隔距離等から観測者の視野角を特定できれば、そのときの浮き上がり量は一意的に決まってくる。一般に、テレビ受像機やコンピュータ用モニタの画面を見る際、画像周辺の浮き上がりによる凹み感や、画像の歪みが最も目立つのは、画面全体を最大かつ無理なく視界に入れた時である。この時の最大視野角は、４０度〜７０度の範囲にあることから、この範囲内において画像の浮き上がりが目立たないことが望ましい。
【００２１】
本発明の実施の形態では、フェースパネルのフェース部内面９は、フェース部外面１０に対して凸状の曲面となっており、図１に示すような変曲点のない曲面となっている。今、フェース部内面９の中心（陰極線管１の管軸とフェース部内面９との交点）を原点Ｏとし、原点Ｏを通り蛍光体スクリーン２の長辺にほぼ平行なＸ軸と、原点Ｏを通り蛍光体スクリーン２の短辺にほぼ平行なＹ軸と、原点Ｏを通りフェース部の法線方向へ延びるＺ軸（即ち、管軸）とからなる直交座標系を用いるとき、フェース部内面９での任意の点Ｐ（ｘ、ｙ、ｚ）における中心（原点Ｏ）からの管軸方向落差Ｚは、Ｚ＝ａ1・ｘ2＋ａ2・ｘ4＋ａ3・ｙ2＋ａ4・ｘ2・ｙ2＋ａ5・ｘ4・ｙ2＋ａ6・ｙ4＋ａ7・ｘ2・ｙ4＋ａ8・ｘ4・ｙ4の関係を満たすものと仮定する。
【００２２】
ここで、フェース部内面９のＸ軸に沿う曲率半径（フェース部内面９のＸ−Ｚ平面における曲率半径）をＲｘ、Ｙ軸に沿う曲率半径（フェース部内面９のＹ−Ｚ平面における曲率半径）をＲｙ、蛍光体スクリーン２の長辺に沿う内面９の曲率半径をＲｔ、蛍光体スクリーン２の短辺に沿う内面９の曲率半径をＲｓ、蛍光体スクリーン２の長辺長さをＨ、蛍光体スクリーン２の短辺長さをＶとするとき、
１．２Ｈ1.3923＜Ｒｘ＜３．００Ｈ1.4284    ・・・（１）
１．２Ｈ1.3923＜Ｒｔ＜３．００Ｈ1.4284    ・・・（２）
３．０Ｖ1.4670＜Ｒｙ＜６．６７Ｖ1.5453    ・・・（３）
３．０Ｖ1.4670＜Ｒｓ＜６．６７Ｖ1.5453    ・・・（４）
を満足するものとする。上記において、長辺長さＨ及び短辺長さＶは、それぞれ蛍光体スクリーン２をＺ軸方向に投影したときに得られる略長方形の長辺（Ｘ軸方向）の長さ及び短辺（Ｙ軸方向）の長さを意味する。
【００２３】
なお、これらの曲率半径Ｒｘ、Ｒｔ、Ｒｙ、Ｒｓは、フェース部内面の対応する曲線から等価的に求められる曲率半径を意味しているものである。
【００２４】
本発明の一実施例として、画面対角サイズ４６ｃｍの陰極線管（蛍光体スクリーンの長辺長さＨは３６５．８ｍｍ、蛍光体スクリーンの短辺長さＶは２７４．３ｍｍとした）を用い、フェース部内面の任意の点における中央との落差Ｚが、Ｚ＝ａ1・ｘ2＋ａ2・ｘ4＋ａ3・ｙ2＋ａ4・ｘ2・ｙ2＋ａ5・ｘ4・ｙ2＋ａ6・ｙ4＋ａ7・ｘ2・ｙ4＋ａ8・ｘ4・ｙ4の関係式であって、かつ、
ａ1＝０．８３５２９３８×１０-4、
ａ2＝０．３９８７２１６×１０-12、
ａ3＝０．３５００００８×１０-4、
ａ4＝−０．７４４４９６２×１０-12、
ａ5＝−０．１２１２４３５×１０-19、
ａ6＝０．１６６２５７５×１０-13、
ａ7＝−０．１４１７６３３×１０-20、
ａ8＝０．４６９０９８７×１０-27
となる形状と仮定した。
【００２５】
このとき、Ｘ軸に沿う曲率半径Ｒｘは５９９０ｍｍ、長辺に沿う曲率半径Ｒｔは５９９９ｍｍ、Ｙ軸に沿う曲率半径Ｒｙは１４１６０ｍｍ、短辺に沿う曲率半径Ｒｓは１４２５２ｍｍである。
【００２６】
このように、フェース部内面を、上記式（１）〜式（４）を満足する形状とすることによって、異なる陰極線管サイズであっても、画面を見たときに違和感のない程度の凹み感を含む平面感を得ることができる。
【００２７】
また、最近の陰極線管を用いたコンピュータ用モニタで標準セットされているような、画面の左右周辺のラスター歪みを回路的に調整する機構がモニタの回路に備え付けられている場合には、
１．２Ｈ1.3923＜Ｒｘ＜３．００Ｈ1.4284    ・・・（１）
１．２Ｈ1.3923＜Ｒｔ＜３．００Ｈ1.4284    ・・・（２）
３．０Ｖ1.4670＜Ｒｙ＜６．６７Ｖ1.5453    ・・・（３）
の３つの式のみを満足すれば、自然な平面感を得られる。このように画面左右周辺のラスター歪みを回路的に補正することができる場合には、フェース部内面を左右の短辺では特に規定する必要がないため、前述の式（４）が不要となるからである。この場合には、陰極線管内部に設置されているシャドウマスクの曲面や孔ピッチの設計自由度が向上するため、振動や落下衝撃に強いシャドウマスクを実現できたり、色ずれ裕度設計を楽に行うことができる。
【００２８】
なお、本実施の形態では、特に気になる凹み感を感じない画像を得るために式（１）〜式（４）を用いたが、全く凹み感を感じない自然な平面感を得るためには、
１．２Ｈ1.3923＜Ｒｘ＜１．９７Ｈ1.4231    ・・・（５）
１．２Ｈ1.3923＜Ｒｔ＜１．９７Ｈ1.4231    ・・・（６）
３．０Ｖ1.4670＜Ｒｙ＜７．４４Ｖ1.4566    ・・・（７）
３．０Ｖ1.4670＜Ｒｓ＜７．４４Ｖ1.4566    ・・・（８）
を満足することが好ましい。ここで、画面の左右周辺のラスター歪みを回路的に調整する機構がモニタの回路に備え付けられている場合には、上記と同様に式（８）がなくても自然な平面感を得ることができる。
【００２９】
また、本実施の形態においては、フェース部内面９を、中央からの落差が、Ｚ＝ａ1・ｘ2＋ａ2・ｘ4＋ａ3・ｙ2＋ａ4・ｘ2・ｙ2＋ａ5・ｘ4・ｙ2＋ａ6・ｙ4＋ａ7・ｘ2・ｙ4＋ａ8・ｘ4・ｙ4の式で表わされる曲面としたが、フェース部内面は、必ずしもこの式を満たす形状に限定されるものではなく、フェース部外面に対して凸状の曲面であって、かつ変曲点のない面であればよい。例えば、Ｒｘ≒ＲｔまたはＲｙ≒Ｒｓとなるような曲面とすれば、簡単な形状とすることができる。
【００３０】
また、本実施の形態においては、シャドウマスクを有するカラー陰極線管を用いて説明を行ったが、本発明がシャドウマスクを有しないモノクロ陰極線管にも適用されうることは言うまでもない。
【００３１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、異なった画面サイズであっても自然な平面感をもった画像を得られる陰極線管を提供することができる。したがって、パーソナルコンピュータ用モニタのように比較的小さいものから大画面テレビ受像機のように大きなものまで、その画像を、歪みのない自然な平面感をもったものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る陰極線管のフェース部内面を示す斜視図
【図２】本発明の実施の形態に係る陰極線管を示す部分断面図
【図３】画面観察者と対象画像の位置関係を示す図
【符号の説明】
１  陰極線管
２  蛍光体スクリーン
３  フェース部
４  フェースパネル
５  ファンネル
９  フェース部内面
１０  フェース部外面
【図１】
0003685703.tif 000002
【図２】
0003685703.tif 000003
【図３】
0003685703.tif 000004