Brevet FR2551582A1 — publié le 19850308

La présente invention concerne des tubes à rayons cathodiques, 't erine vise plus particulièrement des contours de surface des panneaux de plaque frontale de tels tubes. Il existe deux contours de panneau de plaque frontale de base actuellement 5 utilisés sur le plan commercial, pour des tubes cathodiques rectangulaires ayant des dimensions d'écran supérieures à 23 cm de diagonale: les contours sphériques et les contours cylindriques Bien qu'il soit possible d'envisager des contours plats, l'épaisseur et le poids supplémentaires nécessaires pour le panneau de plaque frontal, afin de conserver la même résistance d'enveloppe, sont 10 indésirables En outre, si le tube à plaque frontale plate est un tube image couleur à masque d'ombre, le poids supplémrnentaire et la complexité d'un masque d'ombre approprié sont également indésirables. On a récemment proposé d'améliorer des panneaux de plaque frontale de tubes cathodiques de forme sphérique en augmentant le rayon de courbure des 15 panneaux d'un facteur de 1, 5 à 2 Une telle augmentation de rayon de courbure diminue la courbure du panneau de plaque frontale, ce qui permet d'obtenir une meilleure observation de l'écran du tube, quand on est placé dans une position décalée par rapport à l'axe de ce tube Bien que de tels tubes, qui présentent un rayon de courbure accru, assurent une observation améliorée, le besoin se fait 20 encore sentir de réaliser des plaques frontales encore plus plates, ou, en variante, de fabriquer des tubes qui semblent plus plats. Un concept de contour de nouveau panneau de plaque frontale qui donne l'illusion de planéité est décrit dans les brevets français n* 84 02 864, n 84 02 865, no 84 02 866, demandés le 24 Février 1984 par la présente Société titulaire. 25 Selon ce concept, le contour présente une courbure à la fois le long des axes principal et secondaire du panneau de plaque frontale, mais il n'est pas sphérique Selon un exemple de mise en oeuvre préféré décrit dans ces brevets, la bordure périphérique de l'écran du tube est plate Dans de tels tubes, il est important de donner aux diagonales du panneau de plaque frontale un contour tel 30 que les différentes courbures qui s'étendent à partir des axes principal et secondaire se raccordent correctement Dans le brevet français n* 84 02 865, ce raccordement est obtenu en permettant au moins un changement de signe de la dérivée seconde du contour de diagonale, dans la direction centre-coin. Cette invention se propose d'apporter un tube à rayons cathodiques dont 35 le panneau de plaque frontale présente une périphérie d'écran essentiellement plane. A cet effet, elle concerne un tube à rayons cathodiques qui comprend une plaque frontale rectangulaire présentant une surface extérieure incurvée à la fois le long de son axe principal et de son axe secondaire, cette plaque frontale étant munie d'un écran cathodoluminescent sur une surface intérieure de ladite plaque, la courbure le long de l'axe secondaire, au moins dans une partie centrale de la plaque frontale, étant de 10 O au moins plus grande que la courbure le long de l'axe principal, ce tube à rayons cathodiques étant caractérisé en ce qu'il comporte: des points sur ladite surface extérieure, près des extrémités dudit axe prin10 cipal, sur les bords de 1 ' écran du tube, qui sont situés dans un premier plan qui est perpendiculaire à un axe central longitudinal dudit tube; des points sur ladite surface extérieure, près des extrémités dudit axe secondaire, sur les bords de l'écran, qui sont situés dans un second plan qui est espacé par rapport au premier plan et parallèle à celui-ci; et, des points, sur ladite surface extérieure, près des extrémités des diagonales de la plaque frontale rectangulaire, sur les bords de l'écran, qui sont situés dans un troisième plan qui est espacé par rapport au premier plan et parallèle à celui-ci. Les premier, second et troisième plans sont espacés par rapport à un quatrième plan qui est parallèle aux trois premiers plans et qui est tangent à la partie centrale de ladite plaque frontale, les trois premiers plans étant espacés à partir de cette partie centrale dans l'ordre suivant: second plan, premier plan et troisième plan. Grâce à l'invention, on obtient un panneau de plaque frontale dont le contour 25 apparaît plus plat que celui des tubes antérieurs, à rayon plus important, ce nouveau tube selon l'invention n'exigeant pas l'utilisation de verre plus épais pour en maintenir la résistance. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés, qui en illustrent 30 divers exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif Sur les dessins: la Figure 1 est une vue en plan, partiellement en coupe axiale, d'un tube image couleur à masque d'ombre dans lequel on a mis en oeuvre un mode de réalisation de l'invention; la Figure 2 est une vue en élévation frontale du panneau de plaque frontale du tube représenté sur la Figure 1, cette vue étant prise selon 2-2 de la Figure 1; les Figures 3, 4 et 5 sont des vues en coupe du panneau de plaque fron5 tale de la Figure 2, selon 3-3, 4-4 et 5-5 de cette Figure 2; la Figure 6 est un schéma composite des contours des axes principal et secondaire et de la diagonale du panneau du tube représenté sur la Figure 1; la Figure 7 est un schéma composite des contours du panneau de plaque frontale, ce schéma étant pris selon les axes 3-3, A-A, B-B et C-C de la 10 Figure 2; la Figure 8 est un schéma d'un quadrant du panneau de plaque frontale selon la présente invention, montrant le rayon de courbure et les fonctions obtenues par cette courbure; la Figure 9 est une vue schématique montrant les contours de l'axe prin15 cipal, de l'axe secondaire et de la diagonale du panneau selon l'invention, comparé à un panneau sphérique à rayon classique la Figure 10 est une vue schématique montrant les contours de l'axe principal, de l'axe secondai re et de la diagonale du panneau selon l'invention, comparé à un panneau sphérique connu ayant un rayon égal à 1, 5 fois un rayon 20 standard; la Figure 11 est un schéma illustrant les contours de l'axe principal, de l'axe secondaire et de la diagonale du panneau selon l'invention, comparé à un panneau sphérique de rayon égal à deux fois un rayon standard,; et, -la Figure 12 est une vue schématique illustrant les contours de l'axe 25 principal, de l'axe secondaire et de la diagonale du panneau selon l'invention, comparé à un panneau à bords plans non sphériques. La Figure 1 représente un tube à rayons cathodiques réalisé sous la forme d'un tube image couleur 10, comportant une enveloppe de verre 11 munie d'un panneau de plaque frontale 12 et d'un col tubulaire 14, ces deux éléments étant 30 raccordés par une partie tronconique 16 en forme d'entonnoir Le panneau comprend une plaque frontale d'observation 18 et une paroi latérale ou flasque périphérique 20 qui est scellée à la partie tronconique 16 par une fritte de verre 17. Un écran de luminophores cathodoluminescents tricolores 22 est supporté par la surface interne de la plaque frontale 18 De préférence, cet écran est un ecran de lignes dans lequel les lignes de luminophores s'étendent sensiblement parallèlement à l'axe secondaire (ou petit axe) Y-Y du tube (cet axe est perpendiculaire au plan de la Figure 1) En variante, l'écran peut 8 tre un écran de points Une électrode de sélection de couleur, pourvue d'une pluralité de perforations, ou masque d'ombre 24, est montée de façon amovible à l'intérieur du panneau de plaque frontale 12, en relation d'espacement prédéterminée par rapport à l'écran 12 Un canon électronique en ligne 26, représenté schématiquement sur la Figure 1 par un contour en traits interrompus, est monté au centre du col 14, de façon à engendrer et à diriger trois faisceaux électroniques 28 le long de trajectoires coplanaires convergentes, au travers du masque 24, vers 10 l'écran 22 En variante, le canon électronique peut présenter une configuration triangulaire ou en delta. Le tube 10 illustré par la Figure 1 est conçu et réalisé de façon à être utilisé avec un collier de déviatio 4 nagnétique externe, tel que celui représenté schématiquement en 30, autour du col 14 et de la partie tronconique 16, au voisi15 nage de la jonction de ces deux éléments, afin de soumettre les trois faisceaux électroniques 28 à des flux magnétiques verticaux et horizontaux assurant le balayage des faisceaux électroniques selon l'axe principal (X-X) et verticalement selon l'axe secondaire (Y-Y), respectivement, selon une trame rectangulaire sur l'écran 22. La Figure 2 représente la partie frontale du panneau de plaque frontale 12. La périphérie du panneau 12 forme un rectangle présentant des côtés légèrement incurvés La bordure de l'écran 22 a été figurée sous la forme d'un contour interrompu Cette bordure d'écran est de forme rectangulaire, avec des côtés rectilignes et des angles droits. Les sections droites du panneau spécifique, le long de l'axe secondaire (Y-Y), de l'axe principal (X-X) et de la diagonale sont représentées respectivement sur les Figures 3, 4 et 5 La surface extérieure du panneau 12 est incurvée à la fois le long de l'axe principal et le long de l'axe secondaire, la courbure le long de l'axe secondaire étant plus grande que celle le long de l'axe principal, 30 au moins dans la partie centrale du panneau 12 Par exemple, au centre de la plaque frontale, le rapport du rayon de courbure du contour de la surface extérieure le long de l'axe principal, au rayon de courbure le long de l'axe secondaire est supérieur à 1, 1 (ou supérieur à une différence de 10 o) La hauteur sagittale d'un point situé sur le contour du panneau est mesurée depuis un plan (P) qui est perpendiculaire à l'axe longitudinal (Z-Z) du tube et tangent au centre du panneau 12, jusqu'à un autre plan (par exemple Pi, P 2, P 3), qui est parallèle au plan (P) Les hauteurs sagittales SH 1, SHZ, SH 3, en ce qui concerne les points qui sont situés sur la surface extérieure de la plaque frontale 18, près des extrémités de l'axe secondaire, de l'axe principal et de la diagonale, sur les 5 bords de l'écran 22, sont indiquées respectivement sur les Figures 3, 4 et 5. Les trois hauteurs sagittales répondent à la relation suivante SH 1 4 SH 2 C_ SH 3 La Figure 6 représente les contours de la surface extérieure du panneau le long de l'axe principal, de l'axe secondaire et de la diagonale, ces contours 10 étant superposés les uns sur les autres Chaque contour se termine sur le bord de l'écran Le contour de l'axe principal se termine sur un premier plan (Pl) qui est perpendiculaire à l'axe longitudinal (Z-Z) du tube Le contour de l'axe secondaire se termine sur un second plan (P 2) qui est espacé du premier plan (Pl), auquel il est parallèle Le contour de la diagonale se termine sur un troisième 15 plan (P 3) espacé du premier plan (Pl) et parallèle à celui-ci Les trois plans (P 1 l, P 2, P 3) sont espacés à partir de la partie centrale de la plaque frontale cdns l'ordre suivant: second plan (P 2), premier plan (P 1 l) et troisième plan (P 3). Des points, sur la surface extérieure près des extrémités de l'axe principal, sur les bords de l'écran, sont situés dans le premier plan (P 1) Des points, 20 sur la surface extérieure près des extrémités de l'axe secondaire, sur les bords de l'écran, sont situés dans le second plan (P 2) Des points, sur la surface extérieure près des extrémités des diagonales, sur les bords de l'écran, sont situés dans le troisième plan (P 3) Le rapport de l'espacement, mesuré le long de l'axe longitudinal central du tube, entre le second plan (P 2) et le plan (P) tangent au 25 centre de la plaque frontale, à l'espacement entre le troisième plan (P 3) et le plan (P), est plus grand que la dimension de l'axe de l'écran, élevée au carre, divisée par la dimension de la diagonale de l'écran, élevée au carré, et ce rapport est inférieur à 1 Dans un tube ayant un écran qui présente un format d'image de 4/3 (on sait que le format d'image est le rapport largeur/hauteur de l'image), 30 la limite inférieure de ce rapport d'espacement est de l'ordre de 9/25 Dans un autre tube, muni d'un écran ayant un format d'image de 5/3, la limite inférieure de ce rapport d'espacement était de 9/34 environ D'autres facteurs secondaires entrent également dans les calculs précis des contours de plaque frontale, si bien que les rapports indiqués ici ne doivent être considérés que comme des va35 leurs approximatives De même, le rapport de l'espacement entre le premier plan (P 1) et le plan (P) à l'espacement entre le troisième plan (P 3) et le plan (P) est supérieur à la dimension de l'axe principal de l'écran, élevée au carré, divisée par la dimension de la diagonale de l'écran, élevée au carré, ce rapport étant par ailleurs inférieur à 1. Dans un tube présentant un format d'image de 4/3, la limite inférieure de ce rapport d'espacement est d'environ 16/25 Dans un tube présentant un format d'image de 5/3, la limite inférieure du rapport d'espacement de l'axe principal est de l'ordre de 25/34 Dans chaque cas, la limite supérieure égale à l'unité est exclue, étant donné qu'une valeur du rapport égale à l'unité signifie 10 que la plaque frontale est à bords plats. En variante, l'espacement entre le second plan (P 2) et le troisième plan (P 3) est sensiblement égal à la dimension de l'axe secondaire de l'écran, élevée au carré, divisée par la dimension de la diagonale de l'écran élevée au carré, multipliée par l'espacement entre le troisième plan (P 3) et le plan (P). Sur la Figure 7, on a représenté les contours de surface extérieure, parallèles à l'axe secondaire (Y-Y), selon les axes 3-3 (axe secondaire), A-A, B-B et C-C de la Figure 2 Chaque contour est circulaire, le rayon de courbure de chaque section droite augmentant en même temps qu'augmente la distance à partir de l'axe secondaire. La surface extérieure, pour un mode de réalisation de la plaque frontale, s'exprime sous la forme d'un polynome à double variable, à fonction uniforme et du quatrième ordre, donnant-une surface lisse, présentant une symétrie de quadrant et correspondant à la surface développée illustrée par la Figure 8 La courbure de surface le long de l'axe secondaire est circulaire, avec un rayon 25 de courbure Ro La courbure de surface, sur les côtés de la plaque frontale parallèles à l'axe secondaire et sur le bord de l'écran, est également circulaire, mais avec un rayon de courbure Re La courbure de surface, pour des sections parallèles à l'axe secondaire qui sont situées entre l'axe secondaire et les côtés de l'écran, est circulaire, avec un rayon de courbure Ri Le rayon de courbure 30 Ri est une fonction de la distance le long de l'axe principal à partir de l'axe secondaire, et il répond à la relation Ro tube ayant un écran de 69 cm (diagonale), réalisé de la façon décrite cidessus. Tableau SH 1 18 mm SH 2 22 mm SH 3 26 mm Ro 1150 mm Re 5126 mm Ri 1150 mm et Z: 5126 mm R 4574 mm X (x) R perturbé: 1673 mm La surface interne de l'écran de la plaque frontale est définie en ajoutant un rebord approprié au verre, afin de le renforcer, comme cela est bien connu, 20 et en reformulant le contour sous la forme d'un polynome à double variable. Les Figures 9 à 12 illustrent les contours de surface de l'axe principal, de l'axe secondaire et de la diagonale d'une plaque frontale réalisée selon la présente invention, ces contours ayant été indiqués par des traits interrompus, comparés à quatre contours de plaque frontale selon la technique antérieure, représentés en traits pleins Tous les tubes présentaient une diagonale d'écran de 69 cm. Un standard de plaque frontale sphérique de rayon standard 1 R est visible sur la Figure 9 Un exemple de rayon standard pour un tube présentant une diagonale de l'ordre de 635 mm est de l'ordre de 1034 mm Etant donné que la plaque frontale 1 R est sphérique, les contours d'axe principal et d'axe secondaire sont situés sur le contour de la diagonale La hauteur sagittale, mesurée entre des plans parallèles passant par les extrémités de la diagonale et la surface centrale de la plaque frontale, pour la plaque frontale l R, est de 52 mm. La différence de hauteur sagittale entre les extrémités des axes principal et secondaire est d'environ 15 mm, et la différence de hauteur sagittale entre les extrémités de l'axe principal et les extrémités des diagonales est de l'ordre de 19 mm. Bien que la hauteur sagittale, à l'extrémité de la diagonale du contour de plaque frontale selon l'invention ( 26 mm) soit égale à la moitié de celle de la plaque frontale standard 1 R ( 52 mm), on notera que la courbure de contour selon l'invention, le long de l'axe secondaire, est très proche de celle de la plaque frontale 1 R Une telle courbure, le long de l'axe secondaire de la plaque frontale selon l'invention, procure la résistance désirée, sans augmenter fortement l'épaisseur du verre, pour résister à la pression atmosphérique lorsqu'un tube est mis sous vide Dans les deux plaques frontales sphériques suivantes, présentant des rayons de courbure plus importants, la résistance nécessaire est obtenue en employant un verre relativement plus épais, ce qui produit des tubes plus lourds. Sur la Figure 10, on a représenté un contour de plaque frontale sphérique 15 qui présente une courbure réduite, avec un rayon de courbure qui est égal à 1, 5 fois celui de la plaque frontale standard 1 R représentée sur la Figure 9, c'està-dire de l'ordre de 1500 mm La hauteur sagittale de la plaque frontale 1, 5 R est de l'ordre de 39 mm La différence de hauteur sagittale entre les extrémités des axes principal et secondaire est d'environ 11 mm, et la différence de hau20 teur sagittale entre les extrémités de l'axe principal et celles des diagonales est de l'ordre de 15 mm. La Figure 11 représente un contour de plaque frontale sphérique présentant une courbure encore plus faible, son rayon de courbure étant égal à 2 fois celui de la plaque frontale standard 1 R illustrée par la Figure 9, c'est-à-dire envi25 ron 2000 mm La hauteur sagittale, en ce qui concerne la plaque frontale 2 R, est de 26 mm, c'est-à-dire la même que celle du contour de la plaque frontale selon l'invention La différence de hauteur sagittale entre les extrémités de l'axe principal et de l'axe secondaire est de 8 mm, et la différence de hauteur sagittale entre les extrémités de l'axe principal et celles des diagonales est de 30 l'ordre de 9 mm. Bien qu'il soit possible d'envisager des plaques frontales sphériques présentant des rayons de courbure encore plus importants que celui de la plaque frontale 2 R, le poids de verre supplémentaire nécessaire et la complexité accrue de la conception du masque d'ombre constituent de sérieux obstacles à leur 35 commercialisation Cependant, la présente invention apporte une nouvelle plaque frontale et un nouveau tube qui surmontent ces obstacles, tout en présentant les avantages des tubes à plaque frontale très plats, en ce qui concerne le confort de l'observation La périphérie de la plaque frontale 18 selon la présente invention, sur les bords de l'écran, ne varie que de + 4 mm, à partir d'un plan pas5 sant par les extrémités du contour de l'axe principal, pour un tube ayant une diagonale de 69 cm Compte tenu du fait que cette variation est très faible, les bords de l'écran apparaissent sensiblement plats à un observateur Cette planéité, sur les bords de l'écran, crée l'illusion selon laquelle l'écran est plat, lmême s'il existe une certaine courbure de la plaque frontale Comme indiqué par 10 les différences de hauteurs sagittales notées pour les exemples de réalisation des plaques frontales sphériques 1 R, 1, 5 R et 2 R, cette illusion de planéité n'est pas possible pour ces exemples de réalisation sphériques. Sur la Figure 12, on a représenté les contours d'une plaque frontale à bords plans, selon l'axe principal, l'axe secondaire et la diagonale, du type ayant fait 15 l'objet de la discussion qui figure dans le préambule ci-dessus Ces contours donnent une périphérie d'écran qui est réellement plane; cependant, en général, si le contour de la diagonale d'une telle plaque frontale à bords plans comporte une inflexion relativement importante, on peut observer une certaine distorsion de surface La présente invention permet la formation d'une surface de plaque 20 frontale lisse et unie, sans distorsion de surface nuisible. Bien que l'exemple de réalisation préféré se réfère à un tube ayant une diagonale de 69 cm et une différence de hauteur sagittale, entre le premier plan Pl et le second plan P 2, de 4 mm, et une différence entre le premier plan Pl et le troisième plan P 3 également de 4 mm, l'invention n'est pas limitée à cet 25 exemple, mais elle englobe également les modes de réalisation de tubes présentant d'autres différences de hauteur sagittale, comme indiqué ci-dessus, en ce qui concerne les limites de rapports d'espacements Enfin, cette invention n'est pas limitée à un type particulier d'écran de tube à rayons cathodiques ou de canon électronique. REVENDICATIONS 1 Tube à rayons cathodiques qui comprend une plaque frontale rectangulaire présentant une surface extérieure incurvée à la fois le long de son axe principal et de son axe secondaire, cette plaque frontale étant munie d'un écran 5 cathodo-luminescent sur une surface intérieure de ladite plaque, la courbure le long de l'axe secondaire, au moins dans une partie centrale de la plaque frontale, étant de 10 % au moins plus grande que la courbure le long de l'axe principal, ce tube à rayons cathodiques étant caractérisé en ce qu'il comporte des points, sur ladite surface extérieure, près des extrémités dudit axe principal (X-X), sur les bords de l'écran ( 22) du tube, qui sont situés dans un premier plan (P 1) qui est perpendiculaire à un axe central longitudinal (Z-Z) dudit tube ( 10); des points sur ladite surface extérieure, près des extrémités dudit axe secondaire (Y-Y), sur les bords de l'écran, qui sont situés dans un second plan 15 (P 2) qui est espacé par rapport au premier plan (P 1) et parallèle à ce plan; et, des points, sur ladite surface extérieure, près des extrémités des diagonales de la plaque frontale rectangulaire ( 18), sur les bords de l'écran, qui sont situés dans un troisième plan (P 3) qui est espacé par rapport au premier plan et parallèle à celui-ci; et en ce que les premier (Pl), second (P 2) et troisième (P 3) plans sont espacés par rapport à un quatrième plan (P) qui est parallèle aux trois premiers plans et qui est tangent à la partie centrale de ladite plaque frontale, les trois premiers plans (P 1, P 2, P 3) étant espacés, à partir de cette partie centrale, dans l'ordre suivant: second plan, premier plan, et troisième plan. 2 Tube à rayons cathodiques selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport de l'espacement (SH 1) entre les second (P 2) et quatrième (P) plans, mesuré le long de l'axe central longitudinal (Z-Z) dudit tube ( 10), à l'espacement (SH 3) entre lesdits troisième (P 3) et quatrième (P) plans, est plus grand que la dimension de l'axe secondaire dudit écran ( 22), élevée au carré, 30 divisée par la dimension de la diagonale de l'écran, élevée au carré, et il est inférieur à l'unité. 3 Tube à rayons cathodiques selon la revendication 2, présentant un format d'image, c'est-à-dire un rapport largeur/hauteur de l'image, de 4/3, caractérisé en ce que la dimension de l'axe secondaire dudit écran ( 22), élevée 35 au carré, divisée par la dimension de la diagonale dudit écran, élevée au carré, est supérieure à 9/25, et inférieure à 1. 4 Tube à rayons cathodiques selon la revendication 2, présentant un format d'image de 5/3, caractérisé en ce que la dimension de l'axe secondaire dudit écran ( 22), élevée au carré, divisée par la dimension de la diagonale de l'écran, élevée au carré, est supérieure à 9/34 et inférieure à 1. Tube à rayons cathodiques selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport de l'espacement (SH 1) entre les premier (P 1) et quatrième (P) plans, mesuré le long de l'axe central longitudinal (Z-Z) dudit tube ( 10), à l'espacement (SH 3) entre le troisième (P 3) et le quatrième (P) plans, est supérieur 10 à la dimension de l'axe principal dudit écran, élevée au carré, divisée par la dimension de la diagonale dudit écran ( 22), élevée au carré, et il est inférieur à 1. 6 Tube à rayons cathodiques selon la revendication 5, présentant un format d'image de 4/3, caractérisé en ce que la dimension dudit axe principal du15 dit écran ( 22), élevée au carré, divisée par la dimension diagonale de l'écran, élevée au carré, est supérieure à 16/25 et inférieure à 1. 7 Tube à rayons cathodiques selon la revendication 5, présentant un format d'image de 5/3, caractérisé en ce que la dimension dudit axe principal dudit écran ( 22), élevée au carré, divisée par la dimension diagonale dudit 20 écran, élevée au carré, est supérieure à 25/34 et inférieure à 1.