(57)【要約】本発明による画像表示装置は伸長された表示画面（８）及び電子ビームを偏向するための偏向系（９）を有する陰極線管（１）から構成される。この表示画面は実質的に長方形に形成され、長軸及び短軸を有する。陰極線管１は頸状部及びこの頸状部と表示画面との間に配置される錐体部（３，３ａ）から構成される。この錐体部は頸状部付近において１以下のアスペクト比（Ｘ寸法とＹ寸法との比、すなわちＸ／Ｙ比）を有し、このアスペクト比は表示画面に接近するのに応じて、つまりＺ値の上昇に応じて１を上回る値へと変化する。
2005529460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長軸及び短軸を有する伸長された表示画面、錐体部、及び３つのインライン電子ビームを生成する手段を具備する頸状部を有する陰極線管と、
前記錐体部に搭載され、前記画面に対する電子ビームを偏向するための電磁界を生成する偏向系とを有し、線走査方向が前記表示画面の長軸に対して平行になるように構成される画像表示装置であって、
前記錐体部の外周断面は前記頸状部付近に位置し且つ相互に交差する長軸及び短軸を有する第１断面部を有し、前記第１断面部の短軸は前記表示画面の長軸に対して平行になるように構成され（アスペクト比＜１）、前記錐体部の外周断面は更に前記頸状部から離れた場所に位置し且つ相互に交差する長軸及び短軸を有する第２断面部を有し、前記第２断面部の短軸は前記表示画面の短軸に平行になるように構成される（アスペクト比≧１）ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記３つのインライン電子ビームはインライン面内に位置づけられ、前記インライン面は前記表示画面の長軸に対して平行であり、前記第１断面部においては前記表示画面の長軸に平行な方向における前記錐体部の外周寸法と前記表示画面の長軸に垂直な方向における前記錐体部の外周寸法とのアスペクト比の最小値は０．６０から０．９５の範囲内にあり、好ましくは０．７０から０．９０の範囲内にあることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記３つのインライン電子ビームはインライン面内に位置づけられ、前記インライン面は前記表示画面の短軸に対して平行であり、前記第１断面部においては前記表示画面の長軸に平行な方向における前記錐体部の外周寸法と前記表示画面の長軸に垂直な方向における前記錐体部の外周寸法とのアスペクト比の最小値は０．２０から０．９５の範囲内にあり、好ましくは０．７０から０．９０の範囲内にあることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に画像表示装置に関し、特に長軸及び短軸を有する細長い表示画面、錐体部、３つのインライン電子ビームを生成する手段を有する頸状部、及び前記錐体部に搭載され前記画面に対する前記電子ビームを偏向させるための電磁界を生成する偏向系を有する陰極線管から構成され、線走査方向が前記画面の長軸に平行になるように構成される画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は頸状部側から表示画面側にかけて徐々に円形から矩形へと断面形状が変化していくような錐体部からなるＣＲＴ（陰極線管）を有する画像表示装置を開示する。
【０００３】
このような構成における偏向系は円形断面の錐体部からなるＣＲＴの構成に比べて電子ビームのエンベロープにより接近した位置に配置されうるため、磁気損失が低減され、よって所要偏向用電力が削減されうる。
【０００４】
なお、特許文献１の構成によると、１７％から２５％の偏向用電力の削減が実現されうる。
【０００５】
しかし更なる偏向系の消費電力の削減が求められている。
【特許文献１】米国特許第５９６２９６４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって本発明は偏向用電力の更なる削減を実現する画像表示装置を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明による画像表示装置は、錐体部の外周断面が頸状部付近に位置し且つ相互に交差する長軸及び短軸を有する第１断面部を有し、この第１断面部の短軸が表示画面の長軸に対して平行になるように構成され（アスペクト比＜１）、この錐体部の外周断面が更に頸状部から離れた場所に位置し且つ相互に交差する長軸及び短軸を有する第２断面部を有し、この第２断面部の短軸が表示画面の短軸に平行になるように構成される（アスペクト比≧１）ことによって特徴付けられる。
【０００８】
本発明の構成によって画像表示装置の偏向用電力の消費が削減されうる。
【０００９】
なお、既知の設計においては、Ｘ方向が表示画面の長軸に平行であって、この長軸が更に線走査方向と平行である場合、錐体部の断面のアスペクト比（すなわちＸ寸法とＹ寸法との比）は頸状部のアスペクト比（通常は１）から徐々に表示画面のアスペクト比（例えば４／３又は１６／９など）へと変化していく。本発明による陰極線管においては、錐体部の頸状部付近における部分は実質的に長方形の断面形状を有し、ここでの長軸と短軸との方位付けはこの断面部の長軸が表示画面の長軸と平行になるのではなく、短軸のほうが表示画面の長軸と平行になるように構成される。錐体部の第１断面部を常識的みて「逆の方位」に設定することは奇妙で直感に反するように見受けられるが、本発明の発明者らは錐体部の頸状部付近の第１断面部（すなわち偏向系によって実現される電子ビームの初期偏向が発生する部分）における長軸と短軸との方位関係を逆転させることによって偏向のための電力の消費を削減できることを発見した。本発明の構成によると、線偏向コイルを平均的にみて初期偏向が実現される場所における偏向電子ビームにより接近させることが可能である。なお、偏向用電力の大部分は線偏向コイルによって使用される。このように線偏向用の所要電力を削減することによる犠牲として、偏向電子ビームとフレーム偏向コイルとの間の距離が長くなり結果的にフレーム偏向用の所要電量が増加することとなるが、全体的にみれば偏向用の電力消費の抑制が実現されうる。
【００１０】
なお、好適には３つのインライン電子ビームはインライン面内に位置づけられ、このインライン面は表示画面の長軸に対して平行であり、第１断面部においては表示画面の長軸に平行な方向における錐体部の外周寸法と、表示画面の長軸に垂直な方向における錐体部の外周寸法とのアスペクト比の最小値は０．６０から０．９５の範囲内にあり、さらに好ましくは０．７０から０．９０の範囲内にある。
【００１１】
画面自体のアスペクト比は例えば４／３や１６／９などの値をとることができる。錐体部は頸状部付近の箇所において１未満のアスペクト比を有し、このアスペクト比は頸状部から表示画面へ近づくにつれて１以上の値へ変化し、表示画面付近では表示画面のアスペクト比に等しい値又はこれに近似する値となる（この値は陰極線管の画面の設計に応じて例えば４／３又は１６／９などに相当する）。
【００１２】
なお、アスペクト比の最小値が小さすぎる場合（０．７０未満、さらには０．６０未満の値の場合）錐体部の設計が複雑になり、偏向ユニット及び偏向コイルの設計に対して大幅な変更が要される。また、アスペクト比の最小値が０．９５より大きい場合本発明による効果が十分に得られないこととなる。
【００１３】
なお、本発明によって実現さる変更用電力の節約（従来の構成に比べて更に数パーセントの削減が可能となる）の効果を例えば電子ビームの最大偏向角度を拡大するのに利用することが可能である。本発明の好適な実施例においては、例えば最大偏向角度が１２０°以上の構成を実現可能である。このような最大偏向角度の拡大は薄型のＣＲＴを構築する際に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は本発明の好適な一実施形態による画像表示装置を示す。この画像表示装置は表示ウィンドウ２、錐体部３、及び頸状部４を有する陰極線管１から構成される。なお、頸状部４には、３つのインライン電子ビーム６を生成するための手段５が設けられ、これら各手段５はいわゆるインライン面内に方位付けられる。インライン電子ビームを生成するための手段としては通常電子銃が適用される。表示ウィンドウ２の内面は多数の蛍光素子を具備し、これらの蛍光素子は表示画面８を形成する。１つ又は複数の電子ビーム６が蛍光素子に衝突すると、該蛍光素子は蛍光を発して表示画面上に目に見える輝点を形成する。電子ビーム６が偏向されない状態では、３つの電子ビーム６のうちの真ん中の電子ビーム６が陰極線管１の管軸７と実質的に一致する。なお、以後の説明においてこの管軸７に沿った方向はＺ方向として表される。また、表示画面８の長軸に沿った方向はＸ方向として表され、表示画面８の短軸に沿った方向はＹ方向として表される。この装置における線走査方向（すなわち最も頻繁に行われる走査の方向）は表示画面８の長軸（Ｘ方向）に平行である。電子ビーム６は表示画面８に向かう途中で錐体部３の一部分３ａを覆う偏向系９によって偏向される。本発明は特にこの部分３ａの外形によって特徴付けられる。偏向系９は表示画面８上に２次元画像を形成するために線偏向サブ系統１２及びフレーム偏向サブ系統１３を具備する。本実施例では、偏向系９は線偏向サブ系統１２に相当するコイルの集合及びフレーム偏向サブ系統１３に相当するコイルの集合を有する。錐体部３の外周は頸状部４付近に位置する第１部分Ｉ及び頸状部４から離れていて画面８の方に位置する第２部分IIを含む。
【００１５】
平面１１はいわゆる偏向面に相当する。偏向面は、偏向ビーム１０によって示されるように、偏向されたビームの発生地点であるかのように見受けられる面に相当する。更にこの図においては表示画面の長軸の方向に対応するＸ方向及び管軸の方向に対応するＹ方向が示される。なお、偏向面のＺ軸座標は通常ゼロに設定されここから表示画面側の座標は正の値を取るように設定される（以下における本発明の実施形態の説明においてもこのような設定を前提とする）。
【００１６】
一般のＣＲＴではインライン面が表示画面の長軸に対して平行に方位付けられる。本発明による表示装置ではインライン面は長軸２１に対して平行に方位付けられるか（図２〜５参照）、あるいは短軸２２に対して平行に方位付けられることが可能である（図６〜７参照）。
【００１７】
図２に示されるように表示画面８は長方形に形成され、２つの直交する対称軸、すなわち長さＬＳＣＲの長軸２１及び長さＳＳＣＲの短軸２２を有する。表示画面８の伸長度を表すためにこの表示画面８のアスペクト比はＡＳＣＲ＝ＬＳＣＲ／ＳＳＣＲと定義される。表示画面８の設計に応じて通常このアスペクト比ＡＳＣＲは４／３（１．３３３）または１６／９（１．７８）などである。
【００１８】
なお、本発明は錐体部のアスペクト比によって特徴付けられ、特に偏向系の下側にある錐体部の部分のアスペクト比によって特徴付けられる。一般の設計では、錐体部の外周は通常円形の形状を有するか（アスペクト比は１であってこの場合偏向系の内部も実質的に円形となる）、あるいは円形（アスペクト比１）から徐々に表示画面のアスペクト比に対応する長方形へと変化する。
【００１９】
本発明の一実施形態による画像表示装置における錐体部のアスペクト比はその第１部分（すなわち頸状部付近の部分）においては１未満であって、ここからＺ座標値に応じて１より大きい値へと変化していく。
【００２０】
図３は上記のような設計を表す。この図はＺ座標値に応じた錐体部の外周の形状を表す。ここで示される各外周は大きな曲率半径を有する実質的に水平な部分３１（Ｘ方向又は走査方向に延びる部分）、大きな曲率半径を有する実質的に垂直な部分３２（Ｙ方向又はフレーム方向に延びる部分）、及び曲率中心３４を有する角部分３３からなる。ここで示される最も小さな断面部は頸状部に最も近い部分に該当し、この例ではこの部分は円形である。すなわちここでは第１断面部分が円形の形状を有する。またここでは断面部分が小さいほど頸状部分に接近した部分に相当し、最も大きい断面部分が表示画面に最も接近した部分（すなわちＺ座標値が最も大きい部分）に相当する。ここで示されるいくつかの断面については、角部分の曲率半径３４が示される。ここでは中心（ｘ、ｙ）＝（０，０）から断面部における最大半径（すなわち該当するＺ値の断面部分におけるｘ２＋ｙ２の最大値）によって形成される角度θｍａｘが示される。
【００２１】
図３の最も内側に位置する断面部によって示されるようにＺ値が小さい断面部、つまり頸状部に最も近い錐体部の部分においては、Ｙ寸法が寸法よりも大きな値をとる。例えばこの図において符号３１〜３４が付与される断面部においてはＸ：Ｙの比が１８：２２である。これはこの錐体部の部分の外周においてはＹ方向の寸法がＸ方向の寸法よりも大きいこと、すなわちこの部分はフレーム方向に伸長していることを意味する。また、大きな断面部分（Ｚ値が大きい部分）においてはアスペクト比Ｘ：Ｙは１よりも大きく、例えばこの図で示される最も大きな断面部においてＸ寸法は６０であり、Ｙ寸法は５６である。このような錐体部の外周の形状の変化、すなわちフレーム方向に伸長する形状（頸状部付近）から走査方向に伸長する形状（画面側）への変化によってエネルギー損失の削減が実現されうる。というのは線走査偏向コイルを電子ビームにより接近させることが可能になる。この図に示される線３６はそれぞれ６％のオーバースキャンでの最大偏向状態における偏向ビームの位置を示す。更にこの好適実施例においては、頸状部自身は円形の形状を有する。
【００２２】
ここで角度θｍａｘは（すなわち図示される矢印とＸ軸とで形成される角度）は４５度を遥かに超える角度（頸状部付近）から徐々に変化し４５度を下回り表示画面のアスペクト比ＡＳＣＲのアークタンジェント（逆正接）に対応する角度に近づいていく。
【００２３】
錐体部の外形は例えば以下に示される数学的構築方法によって計算されうる（しかし本発明はこの方法に限定されることはない）。ここで部分３１，３２、及び３３の曲率半径はそれぞれ錐体部全体にわたって一定であると仮定する（しかし部分３１及び３２の曲率半径は通常部分３３の曲率半径よりも大きいため、それぞれの一定曲率半径は通常相互には異なることとなる）。本実施例では頸状部から錐体部への移行を平滑にするために部分３３の曲率半径を頸状部の曲率半径と同等に設定する。このように頸状部から錐体部への移行を平滑にすることによって錐体部の強度が確保されうる。線３６における各点、つまり偏向ビームの位置からみて、中心点３４の位置は曲部３３に対して垂直で、線３６を介し、Ｘ軸と角度３０°を形成するような線を引くことによって求められる。図３においてはこれがα＝３０°によって示される。このような数学的構築方法を適用する場合、本発明の範囲内の装置における角度αは４５°未満の値をとる（しかしこれ以外にも様々な方法を適用することが可能であり、例えば曲率半径をＺ値に依存させることも可能であり、また角部の形状を完全な円形から若干逸脱させることなども可能である）。Ｘ軸と中心点３４及び線３６と交わる線とが形成する角度が４５°未満、とりわけ約３０°にすることによりＸ方向における外周と線３６との間の距離を小さくすることが可能になる。よってＹ方向の距離は大きくなるものの、線偏向コイルをより電子ビームに接近させることが可能になり、偏向のための所要電力を削減することが可能になる。
【００２４】
図４は図３の例におけるＺ値（ｍｍ表示で、Z=０は図１における偏向面１１のZ値に相当する）に応じた錐体部の断面のアスペクト比Ａ（パーセント表示、すなわち１００％はアスペクト比１に相当する）及び角度θｍａｘ（度数表示）を示す。ここで示されるように錐体部断面のアスペクト比は部分Iにおいて１未満の値から１へ変化していき、部分IIにおいては１から１より大きい値に変化していく。角度θｍａｘは４５度よりも大きい角度（本実施例では約９０度）から４５度未満の角度へ変化していく。図４においては部分I及び部分IIが示され、これらの部分間の境界は縦線によって示される。この境界は好適には偏向面付近（偏向面から前後３ｃｍの範囲内）に位置する。
【００２５】
図５は異なる角度αにおけるZ値に応じた錐体部断面のアスペクト比を示す。ここでZ=０は偏向面に相当し、Zの負の値は頸状部により接近した位置を表し、Zの正の値は画面に接近した位置を表す。なお、ここで示される各実施例においてはアスペクト比（Ｘ／Ｙ比）が頸状部付近（部分Ｉ）において１よりも小さい値をとり、ここからＺ値が上昇するにつれ、つまり画面側に接近するにつれてアスペクト比が１以上の値に変化する（部分II）ため、これらの実施例は本発明の範囲内に属するものとみなされる。しかし好適には部分Ｉにおけるアスペクト比の最小値は０．７０から０，９０の範囲内にあり、すなわちこの図では角度αが１５〜３０度であることが好ましい。というのはアスペクト比の最小値が小さすぎると、偏向系の設計及び錐体部の外形を比較的大幅に変更しなければならないため、不都合であり、また、アスペクト比が１に近い場合本発明の効果が十分に得られないこととなる。また、好適には部分Ｉと部分IIとの境界は偏向面付近に位置し、具体的には偏向面から前後３０ｍｍ程度の範囲内にあることが望まれる。
【００２６】
なお、上述の実施例によって示される縦方向の位置（Ｚ軸）に応じたアスペクト比は、インライン面が表示画面の長軸（一般には水平方向に延びる軸）に対して平行に方位付けられる場合における例である。このようにインライン面を画面に対して方位付けることをノーマルスキャンと呼ぶ。上述のような構成を有するＣＲＴは電子ビームを画面に対して偏向するために要するエネルギーを最小限にすることができる。
【００２７】
図６及び７はインライン面が画面の短軸（一般には垂直方向の軸）に対して平行に方位付けられるようなＣＲＴの構成を示す。
【００２８】
図６は画面の角部へ偏向される赤ビーム（画面上の赤色蛍光素子を照射するために偏向される電子ビーム）に対応するインライン面が画面の短軸に対して平行に方位付けられる場合における３２″、１６：９、１０５°偏向管のＺ値（ｍｍ表示）に応じたアスペクト比Ａを示す。なお、この図に示される縦線はアスペクト比が１に相当するＺ位置を示し、これは偏向系の下に位置する。
【００２９】
この縦線の左側にあるＺ値（部分Ｉに対応）ではアスペクト比Ａが１よりも小さく、０．２以下の値をとることも可能である。一方でこの縦線の右側にあるＺ値（部分II）ではアスペクト比Ａが１以上となる。このような縦方向プロフィールを適用することによって所要偏向エネルギーを最小限にするために好適であるＣＲＴの構成を実現することが可能となる。
【００３０】
図７はインライン面が画面の短軸に対して平行に方位付けられる場合における３２″、１６：９、１２０°偏向管のＺ値（ｍｍ表示）に応じたアスペクト比Ａを示す。なお、この図に示される縦線はアスペクト比が１に相当するＺ位置を示す。この縦線の左側にあるＺ値（部分Ｉに対応）ではアスペクト比Ａが１よりも小さく、この縦線の右側にあるＺ値（部分II）ではアスペクト比Ａが１以上となる。このような縦方向プロフィールを適用することによって所要偏向エネルギーを最小限にするために好適であるＣＲＴの構成を実現することが可能となる。
【００３１】
なお、本発明は上述の実施例に限定されることはなく、これらの実施例からは様々な変形例や変更例を構想することが可能でありこれらも本発明の範囲内に含まれる。
【００３２】
端的には本発明は以下のような構成によって特徴付けられる。
【００３３】
すなわち本発明による画像表示装置は伸長された表示画面８及び電子ビームを偏向するための偏向系９を有する陰極線管１から構成される。この表示画面８は実質的に長方形に形成され、長軸及び短軸を有する。陰極線管１は頸状部及びこの頸状部と表示画面との間に配置される錐体部から構成される。この錐体部は頸状部付近において１以下のアスペクト比（Ｘ寸法とＹ寸法との比）を有し、このアスペクト比は頸状部から離れていくのに応じて、つまり表示画面に接近するのに応じて１を上回る値へ変化する。
【００３４】
なお、本発明は本願に開示される各新規性要素及びこれらの組み合わせによって特徴付けられる。また、請求項において記載される参照番号は本発明の範囲を限定することはない。また、請求項において用いられる「有する」という表現はこの請求項に記載される構成要素以外の他の構成要素の存在を排除する用語として使用されるものではない。また、請求項に記載される構成要素は明記されない限り単数であっても複数であってもよい。また、３つのインライン電子ビームを生成する手段は例えば電子銃等によって構成されることが可能であり、この場合共通の電極によって３つの電子ビームことが可能であり（一般的な構成）、あるいは３つの電子ビームが３つの別々の電子銃によって生成される構成をとってもよい。しかし電子ビームを生成するのに上記のような一般構成以外の手段を適用することももちろん可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態による画像表示装置の断面図である。
【図２】表示ウィンドウの断面図である。
【図３】本発明の一実施例による画像表示装置のＣＲＴの錐体部の外周を示す図である。
【図４】インライン面が表示画面の長軸に対して平行に方位付けられる場合におけるＺ値に応じたアスペクト比を示すグラフである。
【図５】インライン面が表示画面の長軸に対して平行に方位付けられる場合における本発明のいくつかの実施例それぞれでのＺ値に応じたアスペクト比を示すグラフである。
【図６】インライン面が表示画面の短軸に対して平行に方位付けられる場合における３２″、１６：９、１０５°偏向管のＺ値に応じたアスペクト比Ａを示すグラフである。
【図７】インライン面が表示画面の短軸に対して平行に方位付けられる場合における３２″、１６：９、１２０°偏向管のＺ値に応じたアスペクト比Ａを示す。なお、この図に示される縦線はアスペクト比が１に相当するＺ位置を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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2005529460.tif 000011