(57)【要約】  【課題】  耐気圧強度を確保し、ビームシャドウネックを防止しつつ、水平偏向の偏向効率の向上効果を高めて偏向電力の低減効果を高めることができる陰極線管を提供する。  【解決手段】  蛍光体スクリーンのアスペクト比をＭ：Ｎとし、管軸上の点を原点として水平軸Ｈ及び垂直軸Ｖを直交２軸とする座標系において、コーン部４の外面の水平方向半径をＬＡ、垂直方向半径をＳＡ、コーン部４内面の最大径方向の軸Ｄと水平軸Ｈとのなす角度をθとし、偏向角の基準となるリファレンスライン位置を原点とした管軸上の位置Ｚが−３０ｍｍ≦Ｚ≦１０ｍｍの範囲内において、ＬＡ、ＳＡの値をＬＡ（Ｚ）、ＳＡ（Ｚ）とすると、角度θ、Ｍ、Ｎ、ＬＡ（Ｚ）、及びＳＡ（Ｚ）の値が、θ＝ｔａｎ-1［（Ｎ／Ｍ）×（ＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ））］の関係式を満足する部分を含んでいる。【選択図】  図８
2006128090.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子銃を内装し蛍光体スクリーンが内面に形成されたパネル部を含む真空外囲器と、前記真空外囲器の外周上に配置され前記電子銃から放出された電子ビームを偏向する偏向ヨークとを備えた陰極線管であって、
前記真空外囲器は、前記電子銃を内装するネック部と、前記偏向ヨークが配置された位置に対応したコーン部とを含んでおり、
前記コーン部の前記陰極線管の管軸に垂直な方向の断面形状は、前記パネルの長軸及び短軸以外の方向に最大径を有する非円形の断面形状を含んでおり、
前記蛍光体スクリーンの水平方向径と垂直方向径との比であるスクリーンアスペクト比をＭ：Ｎとし、
前記管軸上の点を原点として水平軸及び垂直軸を直交２軸とする座標系において、前記コーン部の外面の水平軸上の半径をＬＡ、垂直軸上の半径をＳＡ、前記コーン部内面の最大径方向の軸と前記水平軸とのなす角度をθとし、
偏向角の基準となるリファレンスライン位置を原点とした管軸上の位置Ｚが−３０ｍｍ≦Ｚ≦１０ｍｍの範囲内において、前記ＬＡ、前記ＳＡの値をＬＡ（Ｚ）、ＳＡ（Ｚ）とすると、
前記角度θ、Ｍ、Ｎ、ＬＡ（Ｚ）、及びＳＡ（Ｚ）の値が、
θ＝ｔａｎ-1［（Ｎ／Ｍ）×（ＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ））］
の関係式を満足する部分を含んでいることを特徴とする陰極線管。
【請求項２】
前記角度θを決定する際のＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ）は、
１．０１≦ＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ）≦１．２５
の範囲内にある請求項１に記載の陰極線管。
【請求項３】
前記角度θを決定する際のＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ）は、
１．１５≦ＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ）≦１．２５
の範囲内にある請求項１に記載の陰極線管。
【請求項４】
前記−３０ｍｍ≦Ｚ≦１０ｍｍの範囲内において、前記角度θ、Ｍ、Ｎ、ＬＡ（Ｚ）、及びＳＡ（Ｚ）の値が、前記関係式を満足している請求項１から３のいずれかに記載の陰極線管。
【請求項５】
前記関係式を満足する部分は、前記位置Ｚが−１５ｍｍ≦Ｚ≦１０ｍｍの範囲内にある請求項１に記載の陰極線管。
【請求項６】
前記−１５ｍｍ≦Ｚ≦１０ｍｍの範囲内において、前記角度θ、Ｍ、Ｎ、ＬＡ（Ｚ）、及びＳＡ（Ｚ）の値が、前記関係式を満足している請求項５に記載の陰極線管。
【請求項７】
前記角度θを決定する際のＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ）は、
１．１５≦ＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ）≦１．２５
の範囲内にある請求項５又は６に記載の陰極線管。
【請求項８】
前記蛍光体スクリーンの最大径位置へ到達する前記電子ビームの最大偏向角度をφとすると、前記φはφ≧１１５゜の範囲にある請求項１から７のいずれかに記載の陰極線管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、偏向ヨークの装着された陰極線管に関し、特に偏向電力を有効に低減できる陰極線管に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１２を参照しながら、従来の陰極線管の一例を説明する。図１２は、従来例に係る陰極線管２０の断面図を示している。真空外囲器２１は、表示部がほぼ矩形状のガラス製のパネル２２、このパネル２２に径大部が連設された漏斗状のガラス製のファンネル２３、及びこのファンネル２３のコーン部２４に連設された円筒状のガラス製のネック部２５を備えている。
【０００３】
パネル２２の内面には、蛍光体層で形成された蛍光体スクリーン２６が設けられている。蛍光体層は、青、緑、赤に発光するドット状又はストライプ状の３色の蛍光体層である。蛍光体スクリーン２６に対向してシャドウマスク２７が配置されている。シャドウマスク２７には、多数の電子ビーム通過孔が形成されている。ネック部２５内には、３本の電子ビームを放出する電子銃２８が配設されている。
【０００４】
ファンネル２３のコーン部２４の外側からネック２５の外側にかけて、偏向ヨーク２９が装着されている。３本の電子ビームは、偏向ヨーク２９の発生する水平、垂直偏向磁界により偏向され、シャドウマスク２７を介して蛍光体スクリーン２６上を水平、垂直走査することにより、カラー画像が表示されることになる。
【０００５】
陰極線管においては、セルフコンバーゼンス・インライン型陰極線管が広く実用化されている。この陰極線管は、電子銃２８を同一水平面上を通る一列配置の３本の電子ビームを放出するインライン型としたものである。そして、偏向ヨーク２９の発生する水平偏向磁界をピンクッション形、垂直偏向磁界をバレル形として、一列配置の３本の電子ビームを、これらの水平、垂直偏向磁界により偏向することにより、格別の補正手段を要することなく、画面全面にわたり一列配置の３本の電子ビームを集中させるというものである。
【０００６】
このような陰極線管においては、偏向ヨーク２９が大きな電力消費源であり、陰極線管の消費電力の低減に当たっては、この偏向ヨーク２９の消費電力を低減することが重要である。一方、スクリーンの輝度を上げるためには、最終的に電子ビームを加速する陽極電圧を高める必要がある。またＨＤ（High Definition）ＴＶやパーソナルコンピュータなどのＯＡ機器に対応するためには、偏向周波数を上げなければならない。これらはいずれも偏向電力を増大させることになる。
【０００７】
一般に偏向電力の低減には、陰極線管２０のネック部２５の径を小さくし、偏向ヨーク２９の装着されるコーン部２４の外径を小さくして、電子ビームに対して偏向磁界が効率よく作用するようにするとよい。この場合、電子ビームが偏向ヨーク２９の装着されたコーン部２４の内面に接近して通過することになる。
【０００８】
このため、ネック部２５の径やコーン部２４の外径をさらに小さくすると、ＢＳＮ（ビームシャドウネック）と呼ばれる現象が生じる。この現象は、蛍光体スクリーン２６の対角部に向かう最大偏向角で偏向される電子ビームが、コーン部２４の内壁に衝突し、ファンネル２３の内壁の影により、部分的に電子ビームが蛍光体スクリーン２６上に到達しない現象（以下、「ビームシャドウネック」という。）である。
【０００９】
このような問題を解決する技術として、特許文献１には、蛍光体スクリーン２６上に矩形状のラスターを描く場合、コーン部２４内側における電子ビームの通過領域もほぼ矩形状になるとの考えから、偏向ヨーク２９の装着されるコーン部２４を、ネック部２５側からパネル２２方向に円形から次第にほぼ矩形状に変化する形状にしたものが提案されている。
【００１０】
偏向ヨーク２９の装着されるコーン部２４を角錐状に形成すると、コーン部２４は、円形である通常の形状に対して、電子ビームが衝突しやすい対角部（対角軸近傍：Ｄ軸近傍）の内径を大きくして電子ビームの衝突を避けることができる。さらに、水平軸（Ｈ軸）及び垂直軸（Ｖ軸）方向の内径を小さくして、偏向ヨークの水平、垂直偏向コイルを電子ビームに近づけ、電子ビームを効率よく偏向することができ、偏向電力を低減することができる。
【００１１】
しかし、このようなコーン部の断面形状が略矩形状の陰極線管においては、コーン部の断面形状を矩形に近づけるほど、真空外囲器の耐気圧強度が低下し、安全性が損なわれる。したがって、実用的には適度に丸みのある形状にしなければならず、この場合は偏向電力の低減効果が損なわれるという問題があった。
【００１２】
この問題に関し、特許文献２には、コーン部の内外形のうち少なくとも外形を、ネック側からパネル方向に次第に円形から、第１、第２の軸方向以外の方向に最大径をもつ非円形状に変化し、かつ管軸を原点として第１及び第２の軸を直交２軸とする座標系において、上記最大径上の位置の直交２軸いずれかとなす角度が管軸上の位置によって異なる形状としている。
【００１３】
また、最大径上の位置の第１の軸となす角度をθ、蛍光体スクリーンの第１の軸方向と第２の軸方向との比をＮ／Ｍとすると、
ｔａｎθ≠Ｎ／Ｍ
となる形状としている。さらに、ｔａｎθを蛍光体スクリーンの第１の軸方向径と第２の軸方向径との比Ｎ／Ｍの値よりも１に近い形状としている。
【００１４】
また、特許文献３には、コーン部の断面形状が略長方形形状の陰極線管において、コーン部の断面形状をスクリーンの縦横比よりも縦長にして、偏向ヨークの磁界発生効率の改善を図る技術が提案されている。
【特許文献１】特公昭４８−３４３４９号公報
【特許文献２】特開平９−３２０４９２号公報
【特許文献３】特開２０００−２４３３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、前記の特許文献２の形状は、最大径上の位置の直交２軸のいずれかとなす角度が管軸上の位置によって異なる形状としている。このため、コーン部の対角形状が複雑になり、対角部のガラス厚分布も複雑となり、耐気圧強度を確保することが難しくなる。また、最大径上の位置の第１の軸となす角度θの規定範囲が広く、Ｎ／Ｍよりも１に近い値の形状とすると、偏向電力が増大する領域もあり、角度θを適正に設定することが困難であった。
【００１６】
特許文献３の構成によれば、コーン部の断面形状の縦横比をスクリーンの縦横比よりも縦長にすることで、偏向磁界効率は改善することができる。このとき、コーン部内面の最大径上の位置と水平軸となす角度θがビームシャドウネックを防止できる適正な角度とはならず、ビームシャドウネックの防止と偏向電力の低減との両立ができなかった。さらに、コーン部の断面形状はスクリーンの縦横比より縦長が増大し過ぎると偏向電力の増大も招くことになり、角度θを適正に設定することが困難であった。
【００１７】
本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、耐気圧強度を確保し、かつビームシャドウネックを防止しつつ、偏向ヨークの偏向磁界を電子ビームに近づけ、電子ビームを効率よく偏向し、偏向電力を低減できる陰極線管を提供すること目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記目的を達成するために、本発明の陰極線管は、電子銃を内装し蛍光体スクリーンが内面に形成されたパネル部を含む真空外囲器と、前記真空外囲器の外周上に配置され前記電子銃から放出された電子ビームを偏向する偏向ヨークとを備えた陰極線管であって、前記真空外囲器は、前記電子銃を内装するネック部と、前記偏向ヨークが配置された位置に対応したコーン部とを含んでおり、前記コーン部の前記陰極線管の管軸に垂直な方向の断面形状は、前記パネルの長軸及び短軸以外の方向に最大径を有する非円形の断面形状を含んでおり、前記蛍光体スクリーンの水平方向径と垂直方向径との比であるスクリーンアスペクト比をＭ：Ｎとし、前記管軸上の点を原点として水平軸及び垂直軸を直交２軸とする座標系において、前記コーン部の外面の水平軸上の半径をＬＡ、垂直軸上の半径をＳＡ、前記コーン部内面の最大径方向の軸と前記水平軸とのなす角度をθとし、偏向角の基準となるリファレンスライン位置を原点とした管軸上の位置Ｚが−３０ｍｍ≦Ｚ≦１０ｍｍの範囲内において、前記ＬＡ、前記ＳＡの値をＬＡ（Ｚ）、ＳＡ（Ｚ）とすると、前記角度θ、Ｍ、Ｎ、ＬＡ（Ｚ）、及びＳＡ（Ｚ）の値が、θ＝ｔａｎ-1［（Ｎ／Ｍ）×（ＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ））］の関係式を満足する部分を含んでいることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、耐気圧強度を確保し、ビームシャドウネックを防止しつつ、水平偏向の偏向効率の向上効果を高めて偏向電力の低減効果を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の陰極線管によれば、耐気圧強度を確保し、ビームシャドウネックを防止しつつ、水平偏向の偏向効率の向上効果を高めて偏向電力の低減効果を高めることができる。
【００２１】
前記本発明の陰極線管においては、前記角度θを決定する際のＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ）は、１．０１≦ＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ）≦１．２５の範囲内にあることが好ましい。
【００２２】
また、前記−３０ｍｍ≦Ｚ≦１０ｍｍの範囲内において、前記角度θ、Ｍ、Ｎ、ＬＡ（Ｚ）、及びＳＡ（Ｚ）の値が、前記関係式を満足していることが好ましい。
【００２３】
前記本発明の陰極線管においては、前記関係式を満足する部分は、前記位置Ｚが−１５ｍｍ≦Ｚ≦１０ｍｍの範囲内にあることが好ましい。この構成は、特にビームネックシャドウ防止により適している。
【００２４】
また、前記−１５ｍｍ≦Ｚ≦１０ｍｍの範囲内において、前記角度θ、Ｍ、Ｎ、ＬＡ（Ｚ）、及びＳＡ（Ｚ）の値が、前記関係式を満足していることが好ましい。
【００２５】
また、前記各本発明の陰極線管においては、前記角度θを決定する際のＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ）は、１．１５≦ＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ）≦１．２５
の範囲内にあることが好ましい。この構成によれば、偏向電力の低減により有利になる。
【００２６】
また、前記各本発明の陰極線管においては、前記蛍光体スクリーンの最大径位置へ到達する前記電子ビームの最大偏向角度をφとすると、前記φはφ≧１１５゜の範囲にあることが好ましい。この構成は、特に広角管においてビームシャドウネックの防止、偏向電力の低減に適している。
【００２７】
以下、図面を参照しながら本発明の一実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る陰極線管の外観斜視図及び内部構造の斜視図を示している。図２は、本発明の一実施の形態に係る陰極線管の断面図を示している。図３は、図２に示した陰極線管のパネル２の平面図を示している。
【００２８】
図１に示したように、陰極線管１は真空外囲器１０を備えている。真空外囲器１０は、水平軸Ｈを長軸にし垂直軸Ｖを短軸とする矩形状のパネル２と、パネル２に連設される漏斗状のファンネル３と、ファンネル３に連設される円筒状のネック部５を含んでいる。
【００２９】
パネル２の内面には、蛍光体層で形成されたスクリーン６が設けられている。蛍光体層は、青、緑、赤に発光するドット状又はストライプ状の３色の蛍光体層である。スクリーン６に対向してシャドウマスク７が配置されている。シャドウマスク７には、多数の電子ビーム通過孔が形成されている。ネック部５内には、３本の電子ビームを放出する電子銃８が配設されている。
【００３０】
ファンネル３の外周部のうち、ネック部５との連設部分からパネル２側に向けて広がるコーン部４に偏向ヨーク９が装着されている。
【００３１】
図３に示したように、パネル２は、互いに直交する水平軸２ａ（Ｈ軸）及び垂直軸２ｂ（Ｖ軸）に対して対称になっている。電子銃８から放射された３本の電子ビームは、偏向ヨーク９によってパネル２の水平軸２ａ及び垂直軸２ｂ方向に偏向される。電子ビームは、パネル２の内側へ設置されたシャドウマスク７の電子ビーム通過孔を通過して蛍光体スクリーン６にランディングし、所定の画像を実現する。
【００３２】
図２に示したように、陰極線管は、機種に応じた偏向角φを有している。偏向角φは、スクリーン６の最大径位置である対角線端６ａ、６ｂ（図２、３）へ到達する電子ビームの最大偏向角度のことである。
【００３３】
偏向角は、リファレンスライン１２（偏向基準位置）と関係がある。リファレンスラインとは、スクリーン６の対角線端６ａ、６ｂ（図２、３）から管軸１ａ（Ｚ軸）上の任意の点に連結される２つの直線が形成する角度がその陰極線管の偏向角φと同一になるような管軸上の点１４（偏向中心）を通り管軸１ａと直交する線のことである。
【００３４】
次に、図４Ａ、Ｂ、Ｃは、それぞれ図２に示した真空外囲器１０の管軸と直交する方向におけるコーン部４の断面図を示している。図４Ａはネック部５とコーン部４との連設部１１付近の断面図であり、図４Ｂはリファレンスライン１２の位置における断面図、図４Ｃはコーン部４とファンネル３との連設部１３付近の断面図である。これらの各図から分かるように、偏向ヨーク９の装着されるコーン部４がほぼ角錐状に構成されている。
【００３５】
より具体的には、図４Ａに示したように、コーン部４は、連設部１１付近では、ネック部５と略同形の円環形状である。図４Ｂに示したリファレンスライン１２付近から、図４Ｃに示した連設部１３にかけては、対角軸付近に最大径を有する略矩形状（非円形状）である。
【００３６】
ここで、通常、偏向ヨーク９は、水平、垂直偏向コイルが共にサドル型からなるサドル／サドル型偏向ヨーク、水平偏向コイルがサドル型、垂直偏向コイルがトロイダル型からなるセミトロイダル型偏向ヨーク、水平、垂直偏向コイルが共にトロイダル型からなるトロイダル型偏向ヨークなど各種形式のものがある。
【００３７】
図５は、サドル／サドル型偏向ヨークの一例の断面図である。セパレータ３０は、コーン部４の外面にほぼ沿うような角錐状の絶縁体である。セパレータ３０を介して、水平偏向コイル３１と垂直偏向コイル３２とが絶縁されている。
【００３８】
水平偏向コイル３１は、セパレータ３０の内側に配置されており、セパレータ３０の形状に対応するように、ほぼ角錐状の一対のサドル型に巻かれたコイルである。垂直偏向コイル３２は、セパレータ３０の外側に配置されており、一対のサドル型に巻かれたコイルである。垂直偏向コイル３２を覆うようにその外側にコア３３が配置されている。コア３３は裁頭円錐筒状又は裁頭角錐筒状の磁性体である。
【００３９】
前記のように、コーン部４を角錐状に形成すると、コーン部４は、円形である通常の形状に対して、電子ビームが衝突しやすい対角部（対角軸近傍：Ｄ軸近傍）の内径を大きくして電子ビームの衝突を避けることができる。さらに、水平軸Ｈ及び垂直軸Ｖ方向の内径を小さくして、偏向ヨークの水平、垂直偏向コイルを電子ビームに近づけ、電子ビームを効率よく偏向することができ、偏向電力を低減することができる。
【００４０】
すなわち、偏向電力は、管軸と偏向ヨーク内面の水平軸上の点との間の距離、管軸と偏向ヨーク内面の垂直軸上の点との間の距離に関係していることになる。また、偏向ヨーク内面のうち対角部近傍を通過する電子ビーム軌道は、偏向ヨークの水平偏向磁界と垂直偏向磁界に決定される。
【００４１】
また、図５において、３５は偏向ヨーク９の最大磁界強度位置であり、最大磁界強度位置３５の近傍において、磁界強度は最も大きくなる。最大磁界強度位置３５は、コア３３のスクリーン側端３３ａを基準にすると、スクリーン側端３３ａからネック側端３３ｂまでの距離の２／３だけネック側端３３ｂの方向に離れた位置である。
【００４２】
また、偏向ヨーク９の最大磁界強度位置３５は、陰極線管の偏向角を決定しているリファレンス１２位置よりネック側に位置し、概ねリファレンスライン１２からネック側へ３０ｍｍまでの範囲内に位置する。
【００４３】
前記のように、ビームシャドウネックの防止及び偏向電力の低減は、コーン部の形状に関係しているが、特に最大磁界強度位置３５近傍における形状に関係しているといえる。このため、最大磁界強度位置３５近傍において、コーン部の管軸と垂直な断面形状の最大径と水平軸とがなす角度を適正に設定することにより、ビームシャドウネックを効率良く防止できることになる。さらに、コーン部の管軸からの水平軸上、垂直軸上の距離を極力小さくすることで偏向電力を効率よく低減できることになる。
【００４４】
図６は、スクリーン画面表示されるときの、コーン部４内を通過する電子ビームの軌道範囲を示した図である。本図はコーン部４の管軸と垂直な方向の断面図である。４０は電子ビーム通過領域を示している。電子ビーム通過領域４０内で偏向された電子ビームは、蛍光体スクリーンのアスペクト比がＭ：Ｎの矩形状領域上を、水平・垂直方向に偏向走査されることになる。
【００４５】
電子ビーム通過領域４０は、ピンクッション形状に歪む程度が大きく、コーン部４内面の水平軸２ａ及び垂直軸２ｂとの交差部近傍に比べ、コーン部４内面の対角近傍は、電子ビームまでの距離に余裕がないことが分かる。
【００４６】
また、図７（ａ）は、コーン部内面の簡略形状の例を示している。４１は電子ビーム通過領域を示している。コーン部内面形状として、コーン部内面１５、１６、１７の３つの例を示している。コーン部内面１５は、最大径方向の軸Ｄ１と水平軸Ｈとのなす角度はθ２としている。コーン部内面１５は、ビームシャドウネックを防止し、耐気圧強度を確保し、偏向電力も最適化した例として図示している。
【００４７】
コーン部内面１６は、最大径方向の軸Ｄ２と水平軸Ｈとのなす角度をθ１（θ１＜θ２）としている。このため、コーン部内面１６はコーン部内面１５に比べ、横長形状になっている。この場合、最大径方向の長さは、コーン部内面１５に比べて長くなり、ビームシャドウネック防止には有利になる。一方、水平軸Ｈ方向において、電子ビーム通過領域４１と偏向ヨークとの間の距離が大きくなり、水平偏向磁界の効率が低下し、コーン部内面１５に比べ、偏向電力が増大する。
【００４８】
コーン部内面１７は、最大径方向の軸Ｄ３と水平軸Ｈとのなす角度をθ３（θ２＜θ３）としている。このため、コーン部内面１７はコーン部内面１５に比べ、縦長形状になっている。この場合、最大径方向の長さは、コーン部内面１５に比べて長くなり、ビームシャドウネック防止には有利になる。一方、垂直軸Ｖ方向において、電子ビーム通過領域４１と偏向ヨークとの間の距離が大きくなり、垂直偏向磁界の効率が低下し、コーン部内面１５に比べ、偏向電力が増大する。
【００４９】
図７（ｂ）は、コーン部内面の他の例を示している。コーン部内面１５は、図７（ａ）のコーン部内面１５に相当する。コーン部外面１５ｂは、コーン部内面１５に対応する外面形状である。
【００５０】
コーン部内面１６ａは、コーン部内面１５の最大径Ｒａは維持した状態で、最大径方向の軸Ｄ２と水平軸とのなす角度をθ２より小さいθ１とした内面形状である。
【００５１】
コーン部内面１６ａ及びコーン部内面１５のいずれにについても、外面形状はコーン部外面１５ｂとすると、偏向電力に関しては両者は同等の条件である。しかしながら、両形状の最大径Ｒａは等しくしているが、コーン部内面１６ａはコーン部内面１５に比べ、垂直軸Ｖ方向において、電子ビーム通過領域４１に近づいており、ビームシャドウネックの点で不利になる。
【００５２】
また、水平軸Ｈ方向についてみると、コーン部内面１６ａはコーン部外面１５ｂに近づき、水平方向の壁厚が薄くなり、耐気圧強度は劣化してしまう。この場合、耐気圧強度を確保するために、コーン部内面１６ａに対応する外面形状をコーン部外面形状１６ｂにすることが考えられる。コーン部外面形状１６ｂは、最大外径をコーン部外面形状１５ａの最大外径Ｒｂに合わせた形状である。コーン部外面形状１６ｂにすると、水平方向の壁厚は厚くできるが、水平方向に外形寸法が広がるため、水平偏向電力が増加してしまう。
【００５３】
次に、コーン部内面１７ａは、コーン部内面１５の最大径Ｒａは維持した状態で、最大径方向の軸Ｄ２と水平軸とのなす角度をθ２より大きいθ３とした内面形状である。
【００５４】
コーン部内面１７ａ及びコーン部内面１５のいずれについても、外面形状はコーン部外面１５ｂとすると、偏向電力に関しては両者は同等の条件である。しかしながら、両形状の最大径Ｒａは等しくしているが、コーン部内面１７ａはコーン部内面１５に比べ、水平軸Ｈ方向において、電子ビーム通過領域４１に近づいており、ビームシャドウネックの点で不利になる。
【００５５】
また、垂直軸Ｖ方向についてみると、コーン部内面１７ａはコーン部外面１５ｂに近づき、垂直方向の壁厚が薄くなり、耐気圧強度は劣化してしまう。この場合、耐気圧強度を確保するために、コーン部内面１７ａに対応する外面形状をコーン部外面形状１７ｂにすることが考えられる。コーン部外面形状１７ｂは、最大外径をコーン部外面形状１５ａの最大外径Ｒｂに合わせた形状である。コーン部外面形状１７ｂにすると、垂直方向の壁厚は厚くできるが、垂直方向に外形寸法が広がるため、垂直偏向電力が増加してしまう。
【００５６】
以上のことから、コーン部形状の設計において、コーン部内面の最大径方向の軸と水平軸とのなす角度は、ビームシャドウネックの防止、偏向電力の低減、耐気圧強度の確保を図る上での基準となる要素であるといえる。すなわち、この角度が所定の範囲内にあれば、ビームシャドウネックの防止、偏向電力の低減、及び耐気圧強度のいずれも満足するコーン部形状を決定できるが、所定の範囲から外れてしまうと、これらのすべてを満足するコーン部形状が得られないことになる。
【００５７】
図８は、本発明の実施の形態に係るコーン部４の管軸１ａに直交する方向における部分断面図である。偏向電力低減のため、偏向ヨークを効率よく電子ビームに近づけるには、コーン部の外面は概ね偏向ヨークの内面形状に沿う形状にすることになる。この断面図は、コーン部の管軸１ａを原点として水平軸Ｈ及び垂直軸Ｖを直交２軸とする座標系に図示している。コーン部４外面の水平軸Ｈ上の半径である水平方向半径をＬＡ、コーン部４外面の垂直軸Ｖ上の半径である垂直方向半径をＳＡ、コーン部４内面の最大径をＤＡとする。
【００５８】
また、コーン部４内面の最大径ＤＡ方向の軸Ｄと水平軸Ｈとのなす角度をθ、スクリーンの垂直方向径と水平方向径との比（スクリーンアスペクト比）をＮ／Ｍとする。さらに、管軸方向の位置を前記の偏向角の基準となるリファレンスライン位置を０とし、スクリーン側を正とする。
【００５９】
角度θは、管軸上の位置ＺにおけるＬＡ、ＳＡをＬＡ（Ｚ）、ＳＡ（Ｚ）として、下記の式（１）で表わされる値とする。だだし、Ｚの範囲は、後に図１０を用いて説明するように、偏向ヨークの磁界強度が大きく、かつ最大磁界強度が存在する−３０ｍｍ≦Ｚ≦１０ｍｍの範囲である。
【００６０】
式（１）  θ＝ｔａｎ-1［（Ｎ／Ｍ）×（ＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ））］
ここで、図８において、コーン部外面がＬＡ／ＳＡ＞１の場合すなわち横辺の長さが水平方向半径ＬＡ、縦辺の長さが垂直方向半径ＳＡの矩形形状が横長の場合、水平軸Ｈ方向において偏向ヨークが電子ビームから遠ざかり、電子ビーム偏向は、相対的に水平偏向に比べ垂直偏向が大きく寄与する。このため、図６に示したような電子ビームの通過領域４０において、対角方向の最大径の角度θＡは、垂直軸Ｖ側に寄り大きくなる。
【００６１】
したがって、この最大径の角度はスクリーンのアスペクト比から算出される角度θＢ＝ｔａｎ-1（Ｎ／Ｍ）より大きくなる。したがって、コーン部内面形状の最大径の水平軸とのなす角度θを角度θＢとして決定すると、角度θＢは角度θＡより小さいため、ビームシャドウネックの防止には不利になる。
【００６２】
前記の式（１）は、（Ｎ／Ｍ）に１より大きいＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ）を乗じた上で角度θを算出する式である。このため、角度θは、ＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ）が大きくなるほどすなわち横長の程度が大きくなるほど大きくなる。すなわち、角度θは、コーン部の横長の程度に応じて、スクリーンのアスペクト比から算出される前記の角度θＢを補正した値であるといえ、ビームシャドウネックの防止に有利になる。
【００６３】
以下の表１に、式（１）により算出した角度θの具体例を示す。表１の例は、８０ｃｍ型のスクリーンアスペクト比が４：３のカラー受像管の例である。
【００６４】
【表１】
2006128090.tif 000003
【００６５】
次に、図９は、８０ｃｍ型のスクリーンアスペクト比が４：３のカラー受像管における角度θと偏向電力との関係の実験値を示している。縦軸の偏向電力は、目標値を１００％とした。横軸の角度θは、リファレンスライン位置（Ｚ＝０ｍｍ）における角度である。
【００６６】
また、図１０は、７６ｃｍ型のスクリーンアスペクト比が１６：９のカラー受像管の偏向ヨークの磁界強度分布を示している。図１０に示したように、偏向ヨークの磁界強度の最大値は、管軸方向位置Ｚ＝−１５ｍｍにある。磁界強度の最大値を１００％とすると、−３０ｍｍ≦Ｚ≦１０ｍｍの範囲が磁界強度が比較的大きい（６０％以上）範囲であるといえる。
【００６７】
なお、図１０は、７６ｃｍ型のスクリーンアスペクト比が１６：９の例を示しているが、磁界強度が比較的大きい範囲や磁界強度の最大値の位置は、受像管サイズやアスペクト比が異なっても同様である。
【００６８】
表１の算出結果と図９の実験結果とを比較してみると、表１の角度θは３７．０°≦θ≦４３．１°の範囲にあり、図９の角度θは３６．９°≦θ≦４５．７°の範囲において偏向電力の目標値（１００％）を達成している。すなわち、式（１）により算出した角度θの範囲は、偏向電力の目標値を達成できる角度θの範囲内にある。
【００６９】
なお、図９の角度θは、リファレンスライン位置における角度であるが、表１のように、リファレンスライン位置のみならず、磁界強度の大きい−３０ｍｍ≦Ｚ≦１０ｍｍの範囲全体に亘り、角度θを３６．９°≦θ≦４５．７°の範囲内とすることは、偏向電力の低減に有効であるといえる。このことは後に説明する図１１と表２との関係についても同様である。
【００７０】
また、図１０に示した磁界強度が最大値になるＺ＝−１５ｍｍでは、表１のθの算出値はθ＝３９．２°である。磁界強度が最大値を示す位置からスクリーン側寄りの範囲は、電子ビームの偏向が大きくなり、ビームネックシャドウ防止に重要となる範囲である。この範囲内に偏向磁界中心として表されるリファレンスライン位置がある。表１の例では、リファレンスライン位置（Ｚ＝０ｍｍ）における角度θは４１．９°である。
【００７１】
したがって、表１の例では、磁界強度が最大値を示す位置（Ｚ＝−１５ｍｍ）からリファレンスライン位置（Ｚ＝０ｍｍ）までの範囲においては、角度θは３９．２°〜４１．９°になっている。この値は、図９の実験結果において、偏向電力が最小値Ｐ１を示す角度θ＝４１°にほぼ一致している。すなわち、式（１）を用いることにより、偏向電力を最適値にする角度θを算出することができる。
【００７２】
ここで、表１の例ではＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ）は、下記の式（２）で表わされる。
【００７３】
式（２）１．０１≦ＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ）≦１．２５
このことから、ＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ）が式（２）を満足する範囲内にあれば、式（１）により算出した角度θは、偏向電力が目標値を満足する形状を決定し得る値であるといえる。さらに前記のように、角度θは、式（１）により算出したことにより、ビームシャドウネックの防止に有利になるように補正された値であるといえる。
【００７４】
したがって、式（２）を満足する範囲内で決定した角度θは、ビームシャドウネック、偏向電力の双方を満足した値であるといえ、図７（ａ）、（ｂ）の角度θ２の近傍に相当する値であるといえる。このため、壁厚の確保を図る形状が決定可能であり、耐気圧強度も確保し得る値であるといえる。
【００７５】
一方、ＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ）の値が前記式（２）の上限を超え大きくなり過ぎると、内面形状の角度θの値も大きくなり過ぎることになる。この場合の角度θで決定される内面形状は、図７（ａ）の内面１７、図７（ｂ）の内面１７ａに相当し、前記のように、これらの形状に基づくと、ビームシャドウネックの防止、偏向電力の低減、及び耐気圧強度のいずれも満足するコーン部形状は得られないことになる。例えば、（Ｍ／Ｎ）＜（ＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ））となる場合がこれに相当する。
【００７６】
また、ＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ）の値が前記式（２）の下限を超え小さくなり過ぎると、内面形状の角度θの値も小さくなり過ぎることになる。この場合の角度θで決定される内面形状は、図７（ａ）の内面１６、図７（ｂ）の内面１６ａに相当し、前記のように、これらの形状に基づくと、ビームシャドウネックの防止、偏向電力の低減、及び耐気圧強度のいずれも満足するコーン部形状は得られないことになる。
【００７７】
前記の表１の例は、スクリーンアスペクト比が４：３の例であるが、以下の表２に、７６ｃｍ型のスクリーンアスペクト比が１６：９のカラー受像管の例を示す。
【００７８】
【表２】
2006128090.tif 000004
【００７９】
次に、図１１は、７６ｃｍ型のスクリーンアスペクト比が１６：９のカラー受像管における角度θと偏向電力との関係の実験値を示している。縦軸の偏向電力は、目標値を１００％とした。横軸の角度θは、リファレンスライン位置（Ｚ＝０ｍｍ）における角度である。
【００８０】
表２の算出結果と図１１の実験結果とを比較してみると、表２の角度θは３０．４°≦θ≦３５．２°の範囲にあり、図１１の角度θは２９．６°≦θ≦３７．４°の範囲において偏向電力の目標値（１００％）を達成している。すなわち、式（１）により算出した角度θの範囲は、偏向電力の目標値を達成できる角度θの範囲内にある。
【００８１】
また、表２の例では、磁界強度が最大値を示す位置（Ｚ＝−１５ｍｍ）からリファレンスライン位置（Ｚ＝０ｍｍ）までの範囲においては、角度θは３２．９°〜３４．３°になっている。この値は、図１１の実験結果において、偏向電力が最小値Ｐ２を示す角度θ＝３４°にほぼ一致している。したがって、アスペクト比が異なる例においても、ＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ）を所定の範囲内とし、式（１）を用いることにより、偏向電力を最適値にできる角度θが得られることになる。
【００８２】
次に、表２の例ではＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ）は、１．０４から１．２５の範囲内にある。ＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ）がこの範囲内にあれば、アスペクト比が４：３の場合と同様に、式（１）により算出した角度θは、偏向電力の低減、ビームシャドウネックの防止、耐気圧強度の確保ができるコーン部形状を決定し得る値であるといえる。
【００８３】
ここで、表２の例におけるＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ）の範囲は、式（２）の範囲に含まれている。式（２）の下限値は１．０１であり、表２の例において下限値を１．０１にまで広げ、式（１）により角度θを算出すると、θ＝２９．６°となる。この値は、図１１において偏向電力の目標値（１００％）を達成する角度θの下限値に相当する。
【００８４】
したがって、アスペクト比、スクリーンサイズが異なる場合であっても、ＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ）が式（２）の範囲内にあれば、式（１）により算出した角度θは、偏向電力の低減、ビームシャドウネックの防止、耐気圧強度の確保ができるコーン部形状を決定し得る値であるといえる。このため、本発明は、各種スクリーンサイズ、各種アスペクト比に適用が可能である。
【００８５】
また、前記の通り、磁界強度が最大値を示す位置（Ｚ＝−１５ｍｍ）からリファレンスライン位置を含むスクリーン側寄りの範囲は、電子ビームの偏向が大きくなり、ビームネックシャドウ防止に重要となる範囲である。このため、前記実施の形態では、−３０ｍｍ≦Ｚ≦１０ｍｍの範囲において、前記式（１）を満足する例で説明したが、少なくとも−１５ｍｍ≦Ｚ≦１０ｍｍの範囲の一部又は全範囲において、前記式（１）を満足することが好ましい。また、少なくともリファレンスライン位置（Ｚ＝０ｍｍ）を含むように、Ｚの範囲は−１５ｍｍ≦Ｚ≦５ｍｍとしてもよい。
【００８６】
また、表１、２において、−１５ｍｍ≦Ｚ≦１０ｍｍの範囲に対応したＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ）の範囲は、表１については下記式（３）の範囲、表２については下記式（４）の範囲である。この範囲に対応した各表のθの範囲において、図９、１１から分かるように、偏向電力は特に良好な値になっている。このため、ＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ）は、式（３）、（４）の両範囲に重なった式（４）の範囲内の値にしてもよい。
【００８７】
式（３）１．０１≦ＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ）≦１．２５
式（４）１．１５≦ＬＡ（Ｚ）／ＳＡ（Ｚ）≦１．２５
また、電子ビームの偏向角が大きくなるほど、ビームシャドウネックが生じ易く、偏向電力も大きくなる。このため、本発明は特に偏向角の大きな陰極線管に有効である。前記具体例における偏向角は１０５゜であったが、別の実験によれば、偏向角１１５゜以上の陰極線管に本発明を適用することがより効果的であることが確認できた。
【００８８】
以上のように、本実施の形態によれば、電子ビームが大きく偏向される偏向ヨークの最も磁界強度が大きい位置近傍のコーン部内面の最大径上と水平軸とのなす角度θを最適に決定することで、ビームネックシャドウを防止し、偏向電力を低減することが可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明によれば、耐気圧強度を確保し、ビームシャドウネックを防止しつつ、水平偏向の偏向効率の向上効果を高めて偏向電力の低減効果を高めることができるので、本発明は、例えばテレビ受像機、コンピュータディスプレイに用いられる陰極線管に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の一実施の形態に係る陰極線管の外観斜視図及び内部構造の斜視図。
【図２】本発明の一実施の形態に係る陰極線管の断面図。
【図３】図２に示した陰極線管のパネル２の平面図。
【図４Ａ】本発明の一実施の形態に係る真空外囲器の連設部１１付近の断面図。
【図４Ｂ】本発明の一実施の形態に係る真空外囲器のリファレンスライン１２の位置における断面図。
【図４Ｃ】本発明の一実施の形態に係る真空外囲器の連設部１３付近の断面図。
【図５】サドル／サドル型偏向ヨークの一例の断面図。
【図６】スクリーン画面表示されるときの、コーン部４内を通過する電子ビームの軌道範囲を示した図。
【図７】（ａ）はコーン部内面の簡略形状の例を示す図、（ｂ）はコーン部内面の簡略形状の他の例を示す図。
【図８】本発明の実施の形態に係るコーン部４の管軸１ａに直交する方向における部分断面図。
【図９】８０ｃｍ型のスクリーンアスペクト比が４：３のカラー受像管における角度θと偏向電力との関係の実験値を示す図。
【図１０】７６ｃｍ型のスクリーンアスペクト比が１６：９のカラー受像管の偏向ヨークの磁界強度分布を示す図。
【図１１】７６ｃｍ型のスクリーンアスペクト比が１６：９のカラー受像管における角度θと偏向電力との関係の実験値を示す図。
【図１２】従来の陰極線管の一例の断面図。
【符号の説明】
【００９１】
１  真空外囲器
１ａ  管軸
２  パネル
３  ファンネル
４  コーン部
５  ネック部
６  スクリーン
７  シャドウマスク
８  電子銃
９  偏向ヨーク
１２  リファレンスライン
【図１】
2006128090.tif 000005
【図２】
2006128090.tif 000006
【図３】
2006128090.tif 000007
【図４Ａ】
2006128090.tif 000008
【図４Ｂ】
2006128090.tif 000009
【図４Ｃ】
2006128090.tif 000010
【図５】
2006128090.tif 000011
【図６】
2006128090.tif 000012
【図７】
2006128090.tif 000013
【図８】
2006128090.tif 000014
【図９】
2006128090.tif 000015
【図１０】
2006128090.tif 000016
【図１１】
2006128090.tif 000017
【図１２】
2006128090.tif 000018