Brevet FR2660486A1 — publié le 19911004

TUBE A RAYONS CATHODIQUES AYANT UNE PLAQUE FRONTALE DE FORMAT D'IMAGE DE 16 x 9 Cette invention se rapporte aux tubes à rayons cathodiques (CRT) et, particulièrement, aux profils de surface des plaques frontales de visu- alisation de tels tubes ayant approximativement des formats d'image de 16 x 9. Il existe plusieurs profils différents de plaque frontale utilisés actuellement dans les CRT ayant des formats d'image de 4 x 3 Les deux profils les plus courants sont sphériques et cylindriques D'autres profils en usage incluent des variations biradiales et plus complexes des profils biradiaux Récemment, un développement de tubes ayant des formats d'image de 16 x 9 a commencé Actuel- lement, il y a un besoin d'un modèle de profil de plaque frontale pour des CRT ayant des formats d'image de 16 x 9 qui répondront à certaines exigences, telles que celles nécessitées par la télévision à haute définition (TVHD). Un tube à rayons cathodiques, tel qu'un tube image couleur, doit posséder plusieurs caractéristiques s'il doit être utile en TVHD. D'abord, le profil de plaque frontale d'un tel tube doit être aussi plat que possible Le tube doit avoir une résolution suffisante pour satis- faire à tout standard futur de TVHD Le tube doit avoir également une bonne pureté de couleur et une bonne uniformité de blanc à une densité de courant élevée du faisceau d'électrons Il est souhaitable que le tube ait une géométrie de trame optimisée pour éliminer le besoin d'un circuit supplémentaire destiné à corriger une dis- torsion de trame Le tube doit avoir une bonne protection contre l'implosion, tout en utilisant un verre ayant une épaisseur minimale afin de réduire le coût et le poids du tube Finalement, le tube doit être utilisable pour à la fois des trames à lignes et à points. Les caractéristiques ci-dessus sont quelque peu liées et ont un effet sur le profil de plaque frontale et sur le modèle de panneau de plaque frontale (Un panneau de plaque frontale inclut une plaque frontale aussi bien qu'une paroi latérale périphérique qui s'étend à partir de la plaque frontale) Certaines des caractéris- tiques souhaitées sont incompatibles avec d'autres caractéristiques en ce que, en prévoyant une carac- téristique, une autre caractéristique est affectée négativement La présente invention fournit un profil de plaque frontale qui est un compromis pour assurer que l'ensemble des caractéristiques ci-dessus peut être obtenu à un certain niveau, bien qu'une caractéristique particulière quelconque ne puisse être optimisée. Dans les présentes description et reven- dications, le terme "rayon équivalent" est utilisé. L'utilisation de ce terme n'est pas établie pour impliquer que la courbure du profil d'une section quelconque d'une plaque frontale soit circulaire De tels profils sont plus complexes et peuvent seulement être définis par les équations présentées ici Tel qu'utilisé, le terme "rayon équivalent" indique un cercle qui passe par le centre d'une plaque frontale et les extrêmes de la plaque frontale au niveau du bord de l'écran de visualisation. La présente invention apporte une amé- lioration d'un tube à rayons cathodiques qui inclut une plaque frontale rectangulaire ayant deux côtés longs et deux côtés courts, dans laquelle le rapport de la longueur des côtés longs à la longueur des côtés courts est approxi- mativement de 16 x 9 Le tube inclut un grand axe qui est parallèle aux deux cotés longs et un petit axe qui est parallèle aux deux côtés courts L'amélioration comprend le rapport du rayon équivalent de la courbure de la plaque frontale le long du grand axe au rayon équivalent de la courbure de la plaque frontale le long du petit axe étant dans l'intervalle approximatif de 1,5 à 1,6, le rapport du rayon équivalent de la courbure de la plaque frontale le long des grands côtés de la plaque frontale au rayon équivalent de la courbure de plaque frontale le long du grand axe étant dans l'intervalle approximatif de 1,12 à 1,15, et le rapport du rayon équivalent de la courbure de la plaque frontale le long des grands côtés de la plaque frontale au rayon équivalent de la courbure de la plaque frontale le long des petits côtés étant dans l'intervalle approximatif de 1,30 à 1,36. Dans les dessins La Figure 1 est une vue latérale, partiellement en section axiale, d'un tube-image couleur à masque perforé incorporant un mode de réalisation de la présente invention. La Figure 2 est une vue de face de la plaque frontale du tube de la Figure 1. La Figure 3 est un dessin en perspective de la surface intérieure de la plaque frontale de la Figure 2. Les Figures 4,5 et 6 sont des dessins en perspective des familles de modes de réali- sation de profil de plaque frontale qui sont inclus dans le champ de la présente invention. Les Figures 7,8 et 9 sont des vues d'une moitié de la plaque frontale de la Figure 2, en coupe respectivement selon le petit axe, le grand axe et la diagonale de la plaque frontale. La Figure 1 montre un tube-image couleur rectangulaire 10 ayant une ampoule ou enveloppe de verre 11 comprenant un panneau de plaque frontale rectangulaire 12 et un col tubulaire 14 reliés par un entonnoir rectangulaire 15. L'entonnoir 15 possède un revêtement conducteur interne (non montré) qui s'étend d'une tête d'anode 16 au col 14 Le panneau 12 comprend une plaque frontale de visualisation rectangulaire 18 et une bordure périphérique ou paroi latérale 20 qui est scellée à l'entonnoir 15 par une fritte de verre 17. Un écran de luminophores de trois couleurs 22 est supporté par la surface interne de la plaque frontale 18 L'écran 22 est de préférence de trame à lignes avec les lignes de luminophore disposées en triades, chaque triade incluant une ligne de luminophore de chacune des trois couleurs De façon alternative, l'écran peut être de trame à points, et il peut ou non inclure une matrice à absorption de lumière Une électrode de sélection de couleur à plusieurs ouvertures ou masque perforé 24 est monté de façon amovible à une distance prédéterminée de l'écran 22 Un canon à électrons 26, montré schématiquement par des lignes pointillées en Figure 1, est monté de façon centrale à l'intérieur du col 14 pour générer et diriger trois faisceaux d'électrons 28 le long de trajectoires convergentes à travers le masque 24 vers l'écran 22. Le tube de la Figure 1 est conçu pour être utilisé avec un collier de déviation magné- tique externe, tel que le collier 30 montré dans le voisinage de la jonction de l'entonnoir au col. Quand il est activé, le collier 30 soumet les trois faisceaux 28 à des champs magnétiques qui entraînent les faisceaux à balayer l'écran 22 horizontalement et verticalement dans une trame rectangulaire Le plan d'origine de déviation (de déviation zéro) se situe environ au niveau du milieu du collier 30 A cause des champs de frange, la zone de déviation du tube s'étend axialement à partir du collier 30 vers la région du canon 26 Pour simplicité, les courbures réelles des tra- jectoires des faisceaux défléchis dans la zone de déflexion ne sont pas montrées en Figure 1. Comme montré en F Igure 2, la plaque frontale rectangulaire 18 inclut deux axes ortho- gonaux, un grand axe X et un petit axe Y, et des diagonales D Les deux grands côtés, L, de la plaque frontale 18 sont sensiblement parallèles au grand axe X, et les deux petits côtés, S, sont sensiblement parallèles au petit axe Y. La Figure 3 montre les rayons équi- valents principaux de la surface interne de la plaque frontale 18 Le rayon équivalent du grand axe est désigné R, et le rayon équivalent du petit axe est désigné par RY Le rayon équivalent de chacun des grands c Stés de la plaque frontale est désigné par RL, et le rayon équivalent de chacun des petits côtés est désigné par Rs. Le rayon équivalent de chacune des diagonales de la face frontale est désigné par RD. Le profil de la surface interne de la plaque frontale 18 est défini par l'équation suivante: Z = C( 1)X 2 + C( 2)X +C( 3)Y +C( 4)X 4 y 2 +C( 5)Y 4 (Equation 1) ou: Z est la distance d'un plan tangent au centre du profil de la surface interne. X et Y représentent les distances du centre, dans les directions des grand et petit axes, respectivement. C( 1) à C( 5) sont des coefficients qui dépendent de la dimension de la diagonale de la plaque frontale. Pour une plaque frontale de tube avec un ecran de visualisation ayant une dimension de diagonale de 66 cm, les coefficients préférés C( 1) à C( 5) sont tels que montrés en Table I Les dimensions X et Y doivent être exprimées en millimètres pour utiliser les coefficients de la Table I. TABLE I C( 1) = 0,338678 x 10 03 C( 2) = 0,629894 x 10 09 C( 3) = 0,603681 x 10 O 3 -13 C( 4) = 0,222411 x 10 C( 5) = 0,172513 x 10 09 L'équation 1, utilisant les valeurs de C( 1) à C( 5) données en Table I, définit un mode de réalisation du profil de plaque frontale pour un tube d'une diagonale de 66 cm qui est à l'intérieur du cham Cp de la présente invention. Le profil de tubes d'autres dimensions à l'inté- rieur du champ de la présente invention peut être déterminé en proportionnant les coefficients C( 1) à C( 5), par utilisation de l'équation suivante: C'(I) = K a C(I) + Fl) + L()Il (Equation 2) ou: C'(I) est un coefficient modifié pour le tube d'une autre taille. C(I) est le coefficient' correspondant de la Table I. F est un facteur d'échelle égal à la diagonale de visualisation du tube d'une autre taille en cm, divisée par 66 cm. K est un facteur qui change la courbure du profil de surface intérieure de la plaque frontale et qui est soit 1 soit proche de 1. ?(I) et L(I) sont les puissances respectives de X et Y associées aux coefficients C(I) à C( 5) dans l'équation 1. En utilisant l'Equation 2, l'Equation I peut être réécrite dans la forme généralisee suivante: z = V'C(I) ' K/F 2 (I) + K(I J() -; X()y K(I) (Equation 3) L'Equation 3 décrit une famille de plaques frontales de panneau 16/9 de toute taille (si augmentée et réduite à l'échelle avec le facteur d'échelle F) et de planéité suffisante, si le facteur de planéité K est choisi entre: 0,95 4 K C 1,10 K = 1 s'applique à un tube de référence A 66 16/9 K 4 1 indique une plaque frontale plus plate que le tube de référence. K Z> 1 indique une plaque frontale plus courbe que le tube de référence. Par exemple, dans un tube ayant une diagonale de visualisation de 76 cm, le facteur d'échelle F égale 76/66 Si K est rendu plus grand que 1, tel que 1,05, le profil de la plaque frontale sera plus courbe que la plaque frontale de 66 cm Si K est rendu inférieur à 1, la plaque frontale sera moins courbe que la plaque frontale de 66 cm. Pour une taille choisie telle que 66 cm, o F = 1, si le facteur K est modifié entre 0,95 et 1,10, un groupe de plaques frontales est décrit lesquelles sont distribuées à l'intérieur d'un domaine précis, "nuage" ou faisceau, comme montré en Figure 4 Il doit être compris qu'un certain écart à partir des courbes précises montrées peut être possible tout en restant encore dans le champ de la présente invention Par exemple, une courbe de plaque frontale 40 est montrée dans un domaine de diagonales en Figure 5 La plaque frontale a une diagonale de 66 cm,donc F = 1, mais l'Equation 1 est légèrement modifiée pour faire varier la courbe 40 à partir des autres courbes du faisceau. Il est souhaitable de déterminer si la courbe 40 représente un profil de plaque frontale qui utilise la présente invention ou si elle représente un autre type de profil qui est à l'extérieur du champ de la présente invention Pour faire cette détermination, la courbe 40 est comparée à la courbe la plus proche montrée dans le faisceau. La courbe la plus proche est celle à l'intérieur du faisceau qui a les écarts delta S minimum avec ceux de la courbe 40 La courbe de plaque frontale la plus convenable pour être comparée avec la courbe 40 est une courbe pour laquelle le r S positif maximum égale le 5 négatif maximum, c'est à dire S(+) = S(-), comme montré en Figure 6. Le long de la section diagonale de la Figure 6, i est calculé en beaucoup de positions X,Y de la plaque frontale Pour que la courbe 40 soit dans le champ de la présente invention, les valeurs de 2 ne doivent pas dépasser une valeur plausible ou tolérance l Cette tolérance est ici définie comme étant 2,5 % de l'écart maximum ZD, à partir de la ligne centre-extrémité le long de la diagonale. ú = 0,025 ZD Pour le tube de 66 cm ayant un format d'image de 16/9, ZD égale 41,27 mm Par conséquent, ú = 0,025 * 41,27 = 1,3 mm. Il y a certains rapports approximatifs qui apparaissent critiques pour atteindre le com- promis du profil optimal discuté au début Un de ces rapports est le rapport du rayon équivalent, Rx, le long du grand axe X au rayon équivalent, Ry le long du petit axe Y L'intervalle préféré pour ce rapport Rx/Ry est de 1,5 à 1,6 Un autre rapport est le rapport du rayon équivalent, RL, du grand côté du profil au rayon équivalent, Rs, du petit côté du profil L'intervalle préféré pour ce rapport RL/RS est de 1,30 à 1, 36 Un troisième rapport est le rapport du rayon équivalent, RL, du grand côté au rayon équivalent, RX, le long du grand axe L'intervalle préféré pour ce rapport RL/RX est de 1,12 à 1,15 Les Equations 1,2 et 3, avec les coefficients donnés ci-dessus, fournissent un profil de surface intérieure de plaque frontale qui tombe à l'intérieur de ces rapports critiques. Utilisant le profil de l'Equation 1 avec les coefficients de la Table I pour un tube de diagonale de 66 cm, les différents rayons équi- valents du profil interne de la plaque frontale sont tels que donnés dans la Table II:. TABLE II RX = 1295 mm R = 830 mm y RL = 1476 mm R = 1107 mm Les rapports pour le tube de 66 cm défini ci-dessus sont: RX/Ry = 1,56, RL/RS = 1,33 et RL/RX = 1,14. Les Figures 7, 8 et 9 montrent respecti- vement des sections transversales du panneau de plaque frontale 12 le long du petit axe Y, du grand axe X et de la diagonale D L'épaisseur du panneau 12 à la jonction de la plaque frontale 18 et de la paroi latérale 20 est indiquée par la lettre T, la hauteur de la paroi latérale est indiquée par la lettre H et le rayon équivalent de la surface interne de la plaque frontale est indiquée par la lettre R Les hauteurs de la paroi latérale sont reliées comme suit: Hy > HX > HD ' L'épaisseur de la plaque frontale augmente du centre vers les côtés de la plaque frontale Cette augmen- tation est référencée comme épaisissement L' épaississement est ajouté à un panneau de il 2660486 plaque frontale pour fournir la résistance nécessaire pour supporter la pression atmosphérique quand le vide est réalisé dans le tube La surface extérieure de la plaque frontale est semblable en profil à la surface intérieure, sauf que la première est légèrement moins courbe à cause de l'addition de l'épaississement au panneau de verre. REVENDICATIONS 1 Tube à rayons cathodiques incluant une plaque frontale rectangulaire ayant deux grands côtés et deux petits côtés, le rapport de la longueur desdits grands côtés aux longueurs desdits petits côtés étant approximativement de 16 à 9, ledit tube incluant un grand axe qui est parallèle auxdits deux grands côtés et un petit axe qui est parallèle auxdits petits côtés, caractérisé par le rapport (R X /R y) du rayon équivalent de la courbure de la plaque frontale le long du grand axe (X) au rayon équivalent de la courbure de la plaque frontale (R y) le long du petit axe (Y) étant approximativement dans l'intervalle de 1,5 à 1,6, le rapport (R /R) du rayon équivalent de la L X courbure de la plaque frontale (R L) le long des grands côtés de la plaque frontale ( 18) au rayon équivalent de la courbure de la plaque frontale le long du grand axe étant approximativement dans l'intervalle de 1,12 à 1,15, et le rapport (R L /R S) du rayon équivalent de la courbure de la plaque frontale le long des grands côtés de la plaque frontale au rayon équivalent de la courbure de la plaque frontale (R S) le long des petits côtés (S) étant approximativement dans l'intervalle de 1,30 à 1,36. 2 Tube à rayons cathodiques incluant une plaque frontale rectangulaire ayant deux grands côtés et deux petits côtés, le rapport de la longueur desdits grands côtés à la longueur desdits petits côtés étant approximativement de 16 à 9, ledit tube incluant un grand axe qui est parallèle auxdits deux grands c 6 tés et un petit axe qui est parallèle auxdits petits côtés, et ledit tube incluant un écran de visualisation rectangulaire sur sa surface interne, caractérisé par ladite plaque frontale ( 18) ayant un profil de surface interne défini par l'équation, Z = C( 1)X 2 +C( 2)X 4 +C( 3)y 2 +c( 4)X 4 Y + C( 5) Y o: Z est la distance d'un plan tangent au centre du profil de surface interne, X et Y représentent respectivement les distances du centre dans les directions des grand (X) et petit (Y) axes, C( 1) à C( 5) sont des coefficients qui dépendent de la dimension de la diagonale de l'écran de visualisation ( 22) sur la plaque frontale. 3 Tube selon la revendication 2, dans lequel ledit écran de visualisation ( 22) a une dimension de diagonale de 66 cm et les coef- ficients C( 1) à C( 5) sont approximativement égaux aux suivants: C( 1) = 0,338678 x 10 03 -09 C( 2) = 0,629894 x 10 09 C( 3) = 0,603681 x 10 03 C( 4) = -0,222411 x 10 13 C( 5) = 0,172513 x 10 09 o les' valeurs de X et Y sont en millimètres. 4 Tube à rayons cathodiques incluant une plaque frontale rectangulaire ayant deux grands côtés et deux petits c 6 tés, le rapport de la longueur desdits grands côtés à la longueur desdits t 1 4 2660486 petits côtés étant approximativement de 16 à 9, ledit tube incluant un grand axe qui est parallèle auxdits grands côtés et un petit axe qui est parallèle auxdits petits côtés, et ledit tube incluant un ecran de visualisation rectangulaire sur sa surface interne, caracterise par ladite plaque frontale ( 18) ayant un profil de surface interne défini par l'équation Z = C'( 1)X 2 +C'( 2)X 4 +C'( 3)Y 2 +C'( 4)X 4 y 2 +C'( 5) y 4 ou Z est la distance d'un plan tangent au centre du profil de surface interne, X et Y représentent respectivement les distances du centre dans les directions des grand (X) et petit (Y) axes, C'( 1) à C'( 5) sont des coefficients qui dépendent de la dimension de la diagonale de l'ecran de visualisation ( 22) sur la plaque frontale et 'qui sont définis par l'équation, C'(I) = K * C(I) r F l 3 (I) +L(I) 1 l o: F est un facteur d'échelle, égal à la diagonale de visualisation de l'écran de visualisation d'un tube, en cm, divisée par 66 cm, K est un facteur qui change la courbure du profil de surface interne de la plaque frontale, 3 (I) et L(I) sont les puissances respectives de X et Y associées aux coefficients C( 1) à C( 5), et les coefficients C( 1) à C( 5) sont approxi- mativement égaux a: C( 1) = 0,338678 x 10-03 C( 2) = 0,629894 x 10 09 Ir :- 15 2660486 -03 C( 3) = 0,603681 x 10 -13 C( 4) = -0,222411 x 10 C( 5) = 0,172513 x 10 09 o: X et Y sont en millimètres. Tube à rayons cathodiques incluant une plaque frontale rectangulaire ayant deux grands côtés et deux petits côtés, le rapport de la longueur desdits grands côtés à la longueur desdits petits côtés étant approximativement de 16 à 9, ledit tube incluant un grand axe qui est parallèle auxdits deux grands côtés et un petit axe qui est parallèle auxdits petits côtés, et ledit tube incluant un ecran de visualisation rectangulaire sur -sa surface interne, caractérisé par ladite plaque frontale ( 18) ayant un profil de surface interne défini par l'équation Z= E 1 C(I) I K/F 3 (I) + K(I)-1 X 3 (I), y K(I) o: Z est la distance d'un plan tangent au centre du profil de surface interne, X et Y representent respectivement les distances du centre dans les directions des grand (X) et petit (Y) axes, C( 1) -à C( 5) sont les coefficients qui dépen- dent de la dimension de la diagonale de l'écran de visualisation ( 22) sur la plaque frontale, F est un facteur d'échelle égal à la dia- gonale de visualisation de l'écran de visuali- sation d'un tube, en cm, divisée par 66 cm, K est un facteur qui change la courbure du profil de surface interne de la plaque frontale, 3 (I) et L(I) sont les puissances respectives de X et de Y associees avec les coefficients C( 1) à C( 5).