专利名称：彩色显像管的制作方法
技术领域：
本发明涉及彩色显像管，特别涉及含有荧光屏的面板形状。
在通常的彩色显像管中，含荧光屏的玻璃面板，往往为减轻彩色显像管重量而做成球面状。然而，近年来因模拟技术的发展，能制成实质平坦形状之面板。
然而，在具有平行平面的平板面板的彩色显像管中，可以认识到，荧屏周边之图象部分对收视人来说，比荧屏中心之图象部分有较大程度的浮动(floating)，因此使通常椭圆的人脸图像在荧屏上显示时，有呈弯月状的倾向。
上述现象产生原因如下所述。图9示出常规面板的垂直剖面图，收视人30实质上相对于面板31的外表面呈直角地围绕面板31的中心观看。另一方面，收视人30相对于Z轴呈α角度倾斜地观看面板31的边缘部分。如果以垂直于面板31的外表面31b的中心的方向收看时，面板31中心处的厚度用T0表示，而在以对Z轴呈α角的倾斜方向收视时，面板31边缘厚度为T1，则可见T1＞T0。当然，若收视人30之观看点接近荧屏边缘时，面板31(或荧光屏32)的内表面31a上的图象显示区内显示的图像的视在浮动失真(apparent floatingdistortion)情况就更严重。
作为更具体的实例，假设形成面板的玻璃的折射系数n为1.536，则面板31上图像显示区的大小在斜边方向为260mm，收视人30在离面板31的外表面31b 95mm位置收视。收视人30认可之荧光屏，在下文称之为视在屏(apparent screen)，因为它比实际荧光屏32离收视人30更近，位于在面板31中央离外表面31b纵深为T0/n(约2T0/3)，亦即，在面板31中央浮置在离内表面31a约为T0/3之位置。在收视人30收看之点接近荧屏边缘时，以(T0/3+ΔTD)表示的视在屏33之视在浮动失真(apparent floating distortion)更加严重。
图10示出表示对应于面板31的图像显示区中的点的位置的相对于Z轴的观察角度α与图象的视在浮动失真的增量ΔTD之间关系的计算结果的曲线图。参照图10，面板外表面的曲率半径用RP(mm)表示，并假定面板内表面是平面进行计算。然而，如果面板的外表面是平面、面板内表面是曲面也能得到类似结果。在图10中还假定收视人的眼睛位于离面板的外表面95mm的位置。RP=90000mm的情况与面板是带平行表面的平板的情况相当。显然由图10可知，与荧屏中心的图像部分相比，位于收视角α为50°处的图象部分对收视人来说呈现浮动失真ΔTD约2.4mm。
本发明旨在解决常规阴极射线管的上述问题。因此，本发明的目的是提供一种彩色显像管，其中收视人确认的视在屏表现为平面，从而能显示高质量的图象。
按照本发明的一种情况，彩色显像管有面板、带图像显示区的内表面、和由在面板的内表面上的整个图象显示区提供的用以通过电子束照射显示图像的荧光屏。当Z轴与通过面板中心并垂直于面板的管轴重合时，从彩色显像管内部到收视人的方向被设定为Z轴正方向，离Z轴的径向距离用r表示，Z轴与面板内表面相交的点r=0，图像显示区的对角方向上的最外边的点r=Ld，沿Z轴方向在面板内表面上点的位置用r的函数f(r)表示，满足以下条件。首先，f(x)的一次导数的
的值，在包括r=0点的图像显示区内的第一区中为0，在从第一区外部到r=Ld点的图像显示区内的第二区中是负的。第二，f(x)的二阶导数
的值，在从r=0点到位于第二区内的r=R2点内部的图像显示区内的第三区中为负，在r=Q2点为0，在从r=R2点外部到r=Ld点的图像显示表面内的第四区中为正。第三，沿Z轴方向在第二区中面板的厚度比沿Z轴方向在第一区中面板的厚度厚。视在屏能呈平面，因此能显示高质量的图像。
而且最好满足0.4La≤R2≤0.85Ld。
按照本发明的另一种情况，彩色显像管有面板、带图像显示区的内表面、和在面板内表面上的整个图像显示区提供的用以通过电子束照射显示图像的荧光屏。当Z轴与通过面板中心并垂直于面板的管轴重合时，从彩色显像管内部到收视人的方向被设定为Z轴的正方向，离开Z轴的径向距离用r表示，Z轴与面板内表面相交的点用r=0点表示，图像显示区的对角方向的最外边的点用r=Ld点表示，沿Z轴方向面板内表面上的点的位置用r的函数f(r)表示，满足如下条件。首先，f(r)的一次导数
的值，在包括r=0点的图像显示区内的第一区中是0，在从第一区外部到r=R1(Q1＜La)点内部的图像显示区内的第二区中为负，在r=R1点为0，在从r=R1点外部到r=Ld点的图像显示区内的第三区中是正的。第二，f(r)的二阶导数
的值，在从r=0点到位于第二区内的r=Q2点内部的图像显示区内的第四区中为负，在r=R2点为0，在从r=R2点外部到r=Ld点的图像显示区内的第五区中为正。第三，在第二区中沿Z轴方向的面板厚度比在第一区中沿Z轴方向的面板的厚度厚。
最好满足如下条件0.2Ld≤R2≤0.65Ld0.6Ld≤R1≤1.0LdR1＞R2而且面板的外表面大体上为曲率半径不小于60000mm，不大于-60000mm的平面形。
此外，面板的外表面可以是曲率半径小于60000mm的凸面形。
而且面板外表面的曲率半径大于面板内表面中心处的曲率半径。因此，视在屏的视在浮动失真不仅能借助面板内表面，而且能借助面板的外表面来调整，从而减轻了面板的设计限制。
此外，面板的内表面可以是相对Z轴旋转对称的，面板的外表面也可以是相对Z轴旋转对称的。
而且，面板的内表面相对Z轴可以是旋转对称的，并且在包括Z轴的水平面上切的剖面与在包括Z轴的垂直平面上切的剖面之间有不同的形状。由于面板内表面是旋转对称的，面板适合于供阴栅型(shadow grill type)荫罩使用，其垂直剖面假定为直线形，水平剖面假定为弧形。并且，彩色显像管的静态强度增加，同时彩色显像管的重量也能减轻。
参照附图和以下更详细的说明，将更充分地理解本发明。
图1是本发明第一实施例的彩色显像管局部剖切的垂直剖视图。
图2是图1中彩色显像管面板的正视图。
图3是表示按照第一实施例沿彩色显像管面板的对角线剖切的剖面的说明图，并指出面板的内表面应满足的条件。
图4是表示按照第一实施例的由收视人确认的视在屏的说明图。
图5是表示按照本发明的第二实施例，沿彩色显像管面板的对角线剖切的剖面的说明图，并指出面板内表面应满足的条件。
图6是表示按照本发明的第三实施例沿彩色显像管面板的对角线剖切的剖面的说明图，并指出面板内表面应满足的条件。
图7示出指示面板内表面中心的曲率半径和视在荧光屏的视在浮动失真之间关系、以及面板外表面中心的曲率半径和视在荧光屏的视在浮动失真之间关系的特性曲线。
图8是表示按照本发明的第四实施例，沿彩色显像管面板的对角线剖切的剖面的说明图，并指出面板的内表面应满足的条件。
图9是示意性示出常规面板的垂直剖面图。
图10示出表示相对Z轴的收视角α与图像的视在浮动失真的增量ΔTD之间的关系的计算结果的曲线图。
通过下述的详细说明，本发明的适用范围将变得更加明显。然而应理解到，详细的说明和特例只是为便于说而给出的优选实施例。本领域的技术人员根据此详细说明显然可做出各种各样的变化和调整。
(第一实施例)图1是按照本发明的第一实施例的局部割切的彩色显像管的示意性垂直剖视图。如图1所示，第一实施例的彩色显像管包括面板1、玻锥2、和设置在面板1的内表面上的荧光屏3。用以在受到电子束5照射时显示图像。此彩色显像管还包括用以发射电子束5的电子枪4、用以使电子束5在水平和垂直方向扫描的偏转线圈6、阴栅型荫罩7，其中沿水平方向设置许多垂直延伸的孔、和设置在面板外层面1b上的防反射膜8，用以阻止外部的反射光。而且在图1中，收视人用参考号10表示。
图2是图1中所示的面板1的正视图。参照图2，参考号9代表面板1(或在荧光屏3上)的内表面1a上的图像显示区。由图1和图2可见，Z轴与穿过面板1的中心，并在中心垂直于面板1的外表面1b的管轴重合，从彩色显像管内部到收视人10的方向被设定为Z轴的正方向。当从Z轴到垂直于Z轴的图像显示区中的点的径向距离用r表示时，则Z轴与面板1的内表面1a的交点用r=0点表示。而且，沿图像显示区9的对角方向(即沿线D的方向)的最外边的点是r=Ld点，沿图像显示区9的垂直方向(即沿线V的方向)的最外边的点是r=Lv点，沿图像显示区9的水平方向(即沿线H方向)的最外边点是r=LH点。
图3是表示按照第一实施例沿彩色显像管面板的对角线剖切的剖面的说明图，并指出面板的内表面应满足的条件。相对Z轴旋转对称地形成第一实施例的彩色显像管的面板1并满足下述要求。
当沿Z轴方向在面板1的内表面1a上的点的位置Z用作为变量r的函数的公式Z=f(r)表示时，在面板1的内表面1a上的图像显示区9(图3中未示出)中，f(r)的一次导数
的值，在包括r=0点的图像显示区9内的第一区11中是0。而在从第一区11外部到r=Ld点的图像显示区9内的第二区12中为负。在此实施例中，第一区11只包括r=0点。然而，第一区11可以比此实施例中的大。
而且，在面板1的内表面1a上的图像显示区9中，f(r)的二阶导数
的值，在从r=0点到r=R2点内部在图像显示区9内的第三区13中是负的，这里r=R2点在第二区12内(也就是说，从r=0点到r=R2点，但不包括r=R2点，这里r=R2点在第二区12内)。在r=R2点
的值是0，在从r=R2点外部到r=Ld点在图像显示区9内的第四区14中是正的(也就是说，从r=R2点但不包括r=R2点，到r=Ld点)。
进而当沿Z轴方向在第二区12中面板1的厚度用DR表示，沿Z轴方向在第一区11中面板1的厚度用T0表示时，则满足DR/T0＞1。
更进一步，面板的外表面1b大体是平面，这意味着外表面的曲率半径不小于表示稍微凸出的表面的60000mm不大于表示稍微内凹表面的-60000mm。
满足公式d2f(r)/dr2=0的r=R2点的位置最好设定为满足关系式0.4Ld≤R2≤0.85Ld。
当面板1的内表面1a的中心的位置用f(r)=0点表示时，面板1的内表面1a的形状例如可用下述公式表示Z=f(r)=r2(ar2+b)a=1.4787e-9b=-6.4161e-5上述公式表明面板1的内表面1a的形状相对Z轴是旋转对称的。现在，让我们假定沿Z轴方向在其中心面板1的厚度用T0表示，在对角线方向面板1边缘(在r=Ld)的厚度用公式TD=T0+ΔTD表示。然后，例如如果T0是13.0mm，则ΔTD变为0.675mm。ΔTD表示从面板1中心到r=Ld点厚度T0的增量，并称为楔形(wedge)。
在本实施例中，面板1的内表面1a做成非球面形，成形为内表面1a中心的曲率半径约8500mm，内表面1a边缘的曲率半径大于8500mm。按这种分布，面板1的内表面1a的边缘的图像部分的视在浮动失真大大减少，同时，由面板1的内表面1a中心处的约8500mm曲率半径引起的图像部分的浮动能够被判明。由此可见，通过配置非球面形面板1的内表面，视在屏15如图4中锁线所示，能呈现更平。
如上所述，在第一实施例的彩色显像管中，面板1的内表面1a被成形为满足上述要求。因此，视在屏能够呈现更平坦，从而能显示高质量图像。
(第二实施例)图5是表示按照本发明的第二实施例沿彩色显像管的面板的对角线剖切的剖面的说明图，并指明面板的内表面应满足的条件。如图5所示，第二实施例的彩色显像管面板1的形状被形成为相对Z轴是旋转对称的，并满足下述要求。
参照图1、图2和图5，当沿Z轴方向面板1的内表面1a上的点的位置Z，以在第一实施例中同样的方式用作为变量r的函数的公式Z=f(r)表示时，在面板1的内表面1a上的图像显示区9(图5中未示出)上，f(r)的一次导数
的值，在包括r=0点的图像显示区9内的第一区21中是0。而且在从第一区21外部到R=R1(R1＜Ld)点的内部在图像显示区9内的第二区22中是负的(即，从第一区21外部到r=R1点，但不包括r=R1点，并且R1＜Ld)。更进一步，在r=R1点
的值是0，在从r=R1点外部到r=Ld点(即，从r=R1点但不包括r=R1点，到r=Ld点)在图像显示区9内的第三区23中
的值是正的。在本实施例中第一区21仅包括r=0点。然而，第一区21也可以比第一实施例中的大。
此外，在面板1的内表面1a上的图像显示区9中，f(r)的二阶导数
的值，在从r=0点到位于第二区22内的r=R2点的内部(即从r=0点到r=R2点，但不包括r=R2点)在图像显示区9内的第四区24中是负的。
的值在r=R2点是0，在从r=R2点外部到r=Ld点(即，从r=R2点但不包括r=R2点，到r=Ld点)在图像显示区9内的第五区25中是正的。
当沿Z轴方向在第二区22中的面板1的厚度用DR表示，沿Z轴方向在第一区21中面板1的厚度用T0表示时，满足条件DRT0>1]]>。
更进一步，面板1的外表面1b大体为平面，这意味着外表面的曲率半径不小于表示稍微凸出表面的60000mm，不大于表示稍微内凹的表面的-60000mm。
满足公式d2f(r)dr2=0]]>的r=R2点的位置最好设定为满足关系式0.2Ld≤R2≤0.65Ld，满足公式df(r)dr=0]]>的r=R1点的位置最好设定为满足条件0.6Ld≤R1≤1.0Ld，此外，R1＞R2。
当面板1的内表面1a的中心的位置用公式f(r)=0表示时，面板1的内表面1a的形状例如能够用下列公式表示Z=f(r)=r2(ar2+b)a=4.626e-9b=-9.4096e-5上述公式表明，面板1的内表面1a的形状相对Z轴是旋转对称的。现在，让我们假定，沿Z轴方向面板1在其中心的厚度用T0表示，沿对角方向面板1的边缘(在r=Ld处)的厚度用公式TD=T0+ΔTD表示。则如果例如T0为13.0mm，则ΔTD成为0.2mm。ΔTD代表从面板1的中心到r=Ld点的厚度T0的增量，并称为楔形(wedge)。
此外，在第二实施例中，面板1的内表面做成非球面形，成形为内表面1a中心的曲率半径约为8500mm，内表面1a边缘的曲率半径大于8500mm。按这种分布，面板1的内表面1a的边缘处的图像部分的视在浮动失真大大地减少了，同时，由面板1的内表面1a的中心处的8500mm的曲率半径引起的图像部分的浮动能够被判明。由此可见，通过配置非球面形面板1的内表面，收视人确认的视在屏能够呈现更平的平面。
如上所述，在第二实施例的彩色显像管中，面板1的内表面1a按满足上述要求来成形。因此，视在屏能呈现更平的平面，从而能显示高质量的图像。
除上述构成外，在所有方面第二实施例都与第一实施例相同。
(第三实施例)图6是表示按照本发明第三实施例沿彩色显像管的面板的对角线剖切的剖面的说明图，并指明面板内表面应满足的条件。在图6中，与第一实施例的图3中的相同的或相应的结构元件使用同样的标号或符号。
第三实施例的彩色显像管与上述第一实施例的彩色显像管的不同点仅在于面板的外表面1b是稍呈凸形的，并有20000mm的曲率半径。在第三实施例的彩色显像管中，视在屏能呈现平面，从而能显示高质量的图像。此外，图像的视在浮动失真不仅能通过面板1的内表面1a而且能通过面板1的外表面1b进行矫正。
图7示出用实线41表示面板的内表面的中心的曲率半径与视在荧光屏的视在浮动失真之间的关系，用虚线42表示面板的外表面的中心的曲率半径与视在荧光屏的视在浮动失真之间的关系。由图可见，例如，如果内表面1a是曲率半径RP为8500mm旋转对称的，则在Z轴方向的视在浮动失真为+0.56mm。例如，如果外表面1b是曲率半径为20000mm旋转对称的，则在Z轴方向的视在浮动失真为-0.24mm。因此，仅在面板1的中心，视在浮动失真将是+0.56mm和-0.24mm之和，即+0.32mm。图7中的特性曲线能用于设计平面的视在屏。
第三实施例除上述结构外，其余所有方面都与上述的第一实施例相同。
(第四实施例)图8是表示按照本发明的第四实施例沿彩色显像管的面板1的对角线剖切的剖面的说明图，并指明内表面应满足的条件。在图8中，与第二实施例中图5中的相同的或相应的结构元件标以同样的标号或符号。
第四实施例的彩色显像管与第二实施例的彩色显像管的不同点仅在于面板的外表面稍呈凸形并有20000mm的曲率半径。在第四实施例的彩色显像管中，视在屏可呈平面，因而能显示高质量的图像。此外，图像的视在浮动失真不仅能借助于面板1的内表面1a而且能借助于面板1的外表面1b矫正。
第四实施例除上述结构外，其余所有方面都与第二实施例相同。
(第五实施例)在第一～第四实施例中已对面板1的内表面相对Z轴是旋转对称的情况进行了说明。但本发明不限于此。面板1的内表面可以是旋转对称的，并且在包括Z轴和水平轴H(见图2)的水平平面上剖切的剖面与在包括Z轴和垂直轴V(见图2)的垂直平面剖切的剖面之间有不同的形状，只要面板1的形状形成得满足上述要求就可以。
例如，沿垂直轴V剖切的内表面1a的剖面的曲率比沿水平轴H剖切的曲率小(即面板1的内表面1a形成得更平)，面板1的内表面形成得既要是连续的和又要是平滑的。在此情况下，在垂直轴V和水平轴H之间区域中面板1的内表面1a的曲率半径R，在相对垂直轴V为θ角下，能用以下公式计算
1/R2=(cos2θ)/RV2+(sin2θ)/RH2其中，RV代表沿垂直轴V剖切的面板1的内表面1a的剖面的曲率半径，RH代表沿水平轴H剖切的面板1的内表面的剖面的曲率半径。
此旋转对称的面板1适用于阴栅型荫罩，当荫罩被垂直剖切时，其表面是直的，当被水平切割时是弯曲的。面板1的内表面根据如下参量来设计面板1的内表面1a与荫罩7(见图2)之间的距离、从电子束的偏转中心到荧光屏3的距离、荫罩7中孔的间距等。
由于形成旋转对称的面板1的内表面，彩色显像管的静电强度增加，同时彩色显像管的重量减轻。
在本实施例中，已对面板1的内表面1a旋转对称地形成的情况进行了说明。但本发明不限于上。也可以选择旋转对称地形成面板1的外表面1b。
除上述结构外，第五实施例在所有方面都与第一～第四实施例中任何一个相同。
已对本发明进行了说明，但显然，能以许多方式对其进行改变。这样的改变不应被看作脱离了本发明的精神和范围，所以这些对本领域技术人员来说显而易见的变形都包括在下述的权利要求的范围内。
权利要求
1．一种彩色显像管包括面板(1)，带图像显示区(9)的内表面(1a)，和由位于所说的面板(1)的内表面(1a)上的整个图像显示区(9)提供的荧光屏(3)，用以通过电子束(5)的照射显示图像，其特征在于Z轴与穿过所说的面板(1)的中心并垂直于所说的面板(1)的管轴重合；从彩色显像管内部到收视人的方向被设定为Z轴的正方向；离Z轴的径向距离用r表示；Z轴与所说的面板(1)的内表面(1a)的交叉点用r=0点表示；沿图像显示区(9)的对角方向的最外边点用r=Ld点表示；沿Z轴方向在所说的面板(1)的内表面(1a)上的点的位置用r的函数f(r)表示；f(r)的一次导数
的值，在包括r=0点的图像显示区(9)内的第一区11中是0，从第一区(11)外部到r=Ld点在图像显示区(9)内的第二区(12)中是负的；f(r)的二阶导数
的值，从r=0点到位于第二区(12)内的r=R2点在图像显示区(9)内的第三区(13)中是负的，在r=R2点是0，从r=R2点外部到r=Ld点在图像显示区(9)内的第四区(14)中是正的，并且沿Z轴方向在第二区(12)中所说的面板(1)的厚度(DR)比沿Z轴方向在第一区(11)中所说的面板(1)的厚度(T0)厚。
2．按权利要求1所说的彩色显像管，其特征在于满足下列条件0.4Ld≤R2≤0.85Ld
3．一种彩色显像管包括面板(1)，带图像显示区(9)的内表面(1a)；和由位于所说的面板(1)的内表面(1a)上的整个图像显示区(9)提供的荧光屏(3)，用以通过电子束(5)的照射显示图像；其特征在于Z轴与穿过所说的面板(1)的中心并垂直于所说的面板(1)的管轴重合；从彩色显像管内部到收视人的方向被设定为Z轴的正方向；离Z轴的径向距离用r表示；Z轴与所说的面板(1)的内表面(1a)的交叉点用r=0点表示；沿图像显示区(9)的对角方向的最外边的点用r=Ld点表示；沿Z轴方向在所说的面板(1)的内表面(1a)上的点的位置用r的函数f(r)表示；f(r)的一次导数
的值，在包括r=0点的图像显示区(9)内的第一区(21)中是0，从第一区(21)外部到r=R1(R1＜Ld)点内部在图像显示区(9)内的第二区(22)中是负的，在r=R1是0，从r=R1点外部到r=Ld点在图像显示区(9)内的第三区(23)中是正的；f(r)的二阶导数
的值，从r=0点到位于第二区(22)内的r=R2点内部在图像显示区(9)内的第四区(24)中是负的，在r=R2点是0，从r=R2点外部到r=Ld点在图像显示区(9)内的第五区中是正的；并且沿Z轴方向在第二区(22)中的所说的面板(1)的厚度DR比沿Z轴方向在第一区(21)内的所说的面板(1)的厚度(T0)厚。
4．按照权利要求3所说的彩色显像管，其特征在于满足下列条件0.2Ld≤R2≤0.65Ld0.6Ld≤R1≤1.0LdR1＞R2
5．按照权利要求1～4中任一项所说的彩色显像管，其特征在于所说面板(1)的外表面(1b)呈现曲率半径不小于60000mm或者不大于-60000mm的大体平面形状。
6．按照权利要求1～4中任何一项所说的彩色显像管，其特征在于所说的面板(1)的外表面(1b)呈现曲率半径小于60000mm的弯曲形状。
7．按照权利要求6所说的彩色显像管，其特征在于所说的面板(1)的外表面(1b)的曲率半径大于所说面板(1)的内表面(1a)的中心处的曲率半径。
8．按照权利要求1～4中任何一项所说彩色显像管，其特征在于所说的面板(1)的内表面(1a)相对Z轴是旋转对称的。
9．按照权利要求1～4中任何一项所说的彩色显像管，其特征在于所说的面板(1)的外表面(1b)相对Z轴是旋转对称的。
10．按照权利要求1～4中任何一项所说的彩色显像管，其特征在于所说的面板(1)的内表面(1a)相对Z轴是旋转对称的，并且在包括Z轴的水平面上剖切的剖面与在包括Z轴的垂直面上剖切的剖面之间有不同的形状。
11．按照权利要求1～4中任一项所说的彩色显像管，其特征在于，所说表面之外表面相对Z轴是非旋转对称的，在包括Z轴之水平面上剖切之剖面与在包括Z轴的垂直面上剖切的剖面有不同的形状。
12．按照权利要求1～4中任一项据说的彩色显像管，其特征在于，所说的面板之外表面上设有防护膜。
全文摘要
一种彩色显像管满足以下条件。第一，df(r)/dr的值,在包括r=0点的面板内表面上第一区中是0,从第一区外部到r=Ld点在第二区中为负,r代表离Z轴的径向距离,f(r)表示沿Z轴方向在面板内表面上点的位置r=Ld点代表沿图像显示区对象方向最外边的点。第二,d
文档编号H01J29/86GK1211809SQ9811694
公开日1999年3月24日 申请日期1998年8月28日 优先权日1997年8月28日
发明者中村浩二 申请人:三菱电机株式会社