Brevet FR2870384A1 — publié le 20051118

L'invention concerne un canon à électrons pour tube à rayons cathodiques couleur de type en ligne ("inline") et plus particulièrement la lentille principale de sortie d'un canon à électrons. Un canon à électrons pour tube à rayons cathodiques couleur tel que représenté en figure 1 comporte principalement: - trois cathodes K émettant chacune un faisceau d'électrons, - une électrode G1 en coopération avec l'électrode G2 initialise la formation d'un faisceau d'électrons selon l'axe ZZ' à partir des électrons émis par la cathode. L'électrode G2 focalise le faisceau ainsi constitué vers un point de focalisation, appelé "crossover", - une électrode G3 permet l'accélération des électrons, - une électrode G4 constitue avec l'électrode G3 et la partie de l'électrode G5 face à G4 une lentille électronique de pré focalisation pour le faisceau d'électrons, - des électrodes G5, G6 et G7 constituent des lentilles quadripolaires et vont induire sur le faisceau un effet quadripolaire de façon à exercer un effort de compression du faisceau d'électrons selon le plan vertical et une distorsion dans le plan horizontal. - enfin une lentille de sortie constituée des électrodes G8 et G9 permet de focaliser les faisceaux d'électrons sur l'écran. L'électrode G8 réalise la focalisation du faisceau sur l'écran du tube et l'électrode G9 permet l'accélération des électrons. Les figures 2a à 2c représentent en détails une lentille principale d'un canon à électrons. Dans ce canon à électrons couleurs dans lequel les trois cathodes sont alignées, la lentille principale comporte deux électrodes G8 et G9 comprenant chacune une ouverture, 9 et 10 respectivement, de forme allongée permettant de traiter globalement les trois faisceaux qui sont situés sensiblement selon un même plan horizontal (dans le cadre d'une application dans un téléviseur par exemple). Les ouvertures 9 et 10 de ces électrodes sont donc allongées selon une direction horizontale. Chaque électrode G8 et G9 comporte une plaque métallique optique 1 et 2 respectivement, munie de trois ouvertures (3 à 5 et 6 à 8) alignées également horizontalement. Chaque ouverture permet de traiter un faisceau d'électrons. L'ouverture centrale (4 pour la plaque optique 1 et 7 pour la plaque optique 2) a une forme générale arrondie et allongée dans le sens vertical. Les ouvertures extérieures -ou latérales- (3 et 5 pour la plaque optique 1, et 6 et 8 pour la plaque optique 2) ont une forme générale arrondie et allongée dans le sens horizontal. Les formes particulières de ces ouvertures ont pour but de corriger les performances optiques de la lentille. On trouvera, par exemple, une description d'une telle lentille de sortie d'un canon à électrons dans le brevet US5142189. Un canon à électrons est caractérisé par les propriétés suivantes: É la tension de focus Vd appliquée à l'électrode G8 (voir figure 3) et permettant de focaliser les faisceaux d'électrons sur l'écran et notamment, en l'absence de déflexion des faisceaux de les focaliser au centre de l'écran. La tension d'anode appliquée à l'électrode G9 (voir figure 3) et permettant d'accélérer les électrons. Dans le cas d'un canon MDF (Modulation Dynamique of Focus), la tension de focalisation est dynamique et est une tension variable Vd appliquée à l'électrode G8 (voir figure 3) É Un biais qui est défini par la différence entre Vd et Vf (Biais = Vd - Vf). É Un delta focus qui est définit comme étant la différence entre le focus correspondant aux faisceaux d'électrons extérieurs (Vdext) et le focus du faisceau central (Vdint). (Delta Focus = Vdext -Vdint). En règle générale, il est indispensable que le delta focus soit nul. É La convergence des trois faisceaux électroniques au centre de l'écran (c'est à dire l'atterrissage des faisceaux extérieurs par rapport au faisceau central à l'écran). De façon habituelle, le delta focus est corrigé par la modification des diamètres horizontaux du trou central et des trous extérieurs. L'invention permet d'ajuster le delta focus en n'agissant que sur la taille des trous en respectant un certain ratio des diamètres horizontaux des faisceaux extérieurs sans altérer la profondeur L2 (profondeur du racetrack ). L'invention est applicable aux canons MDF (Modulation Dynamique of Focus) et non MDF. L'invention concerne donc une lentille électronique principale pour canon à électrons en ligne comprenant une première électrode de focalisation et une deuxième électrode d'accélération possédant chacune une ouverture dont la forme est allongée selon une direction horizontale. Ces électrodes comportent respectivement une première plaque optique et une deuxième plaque optique munies chacune d'un trou central et de deux troux extérieurs disposés selon une direction parallèle à la direction horizontale, les trous centraux desdites plaques optiques étant de forme générale allongée selon une direction verticale perpendiculaire à la direction horizontale, et les trous extérieurs sont de forme allongée selon la direction horizontale. Le rapport des dimensions intérieure et extérieure AHINT et AHEXT est déterminé par la formule: AHint/AHext = Al x (ADeltaFocus) + A0 dans laquelle: - Al et A0 sont des constantes, ADeltaFocus est la variation du DeltaFocus que l'on désire admettre pour le système. Avantageusement, la dimension intérieure et la dimension extérieure selon la direction horizontale des trous extérieurs sont comprises entre 3 mm et 8 mm. De plus, la dimension des trous extérieurs selon la direction horizontale est également comprise entre 3 mm et 8 mm avec une variation possible de cette dimension comprise entre -0,5 mm et 0,5 mm (-0,5mm Egalement avantageusement, la dimension AVext selon la direction verticale des trous extérieurs est déterminée par la relation AAVext = = B1 x ADeltaFocus + BO BO ayant pour valeur BO = -896E-6 et B1 ayant pour valeur B1 = -465E-5. Les différents objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront plus clairement dans la description qui va suivre et dans les figures annexées qui représentent: - la figure 1, un exemple de canon à électrons auquel s'applique l'invention, - la figure 2a, un schéma détaillée d'une coupe transversale d'une lentille principale d'un canon à électrons, - les figures 2b et 2c, des vues de dessus de l'électrode G8 de la figure 2a permettant de définir les différentes formes elliptiques des trous de la plaque optique 1, et de l'ouverture 9, - la figure 3, une vue d'ensemble de la partie haute du canon à électron permettant de définir les différentes tensions appliquées, - la figure 4, un graphique représentant le ratio LHINT/eHEXT en fonction du delta focus que l'on veut corriger. - la figure 5, un graphique donnant les variations DAVext en fonction de la variation du DeltaFocus. L'invention concerne donc une lentille principale de sortie d'un canon à électrons permettant d'obtenir un réglage optimal du deltafocus par réglage de la taille selon la direction horizontale des trous de la lentille principale et qui conserve la convergence des trois faisceaux électroniques. La figure 2a représente une lentille principale d'un canon à électrons. Cette lentille comporte deux électrodes G8 et G9 disposées en tête-bêche et comportant deux ouvertures 9 et 10 se faisant face. Chaque ouverture 9 et 10 est composée de deux ouvertures rectangulaires 14 (voir figure 2c) prolongées de deux demi ellipses 13 et 15 (figure 2c) de rayon R. Les deux ouvertures 9 et 10 sont fortement allongées dans la direction horizontale. Elles sont composées de deux retours de matière 11 et 12 de profondeurs Pl et P2 identiques. De plus les électrodes G8 et G9 comportent chacune une plaque optique 1 et 2 respectivement. Chaque plaque optique est percée chacune de trois trous 3, 4, 5 (pour la plaque optique 1) et 6, 7 et 8 (pour la plaque optique 2). Ces tous sont disposés en ligne selon la direction horizontale. La plaque optique 1 est positionnée à une distance L1 du bord de l'ouvertures 9 de l'électrode G8 et la plaque optique 2 est positionnée à une distance L2 du bord de l'ouvertures 10 de l'électrode G9. Plus précisément, les distances L1 et L2 correspondent aux distances entre les bords périphériques des électrodes G8 et G9 et les plans des trous des plaques optiques 1 et 2 respectivement. Ces distances L1 et L2 sont modifiées par déplacement des deux plaques optiques 1 et 2 à l'intérieur des deux électrodes G8 et G9 en gardant les deux longueurs LtotalA et LtotalB constantes. Les trous centraux 4 et 7 des plaques optiques 1 et 2 sont de formes générales elliptiques et de dimensions identiques. Les trous extérieurs 3, 5, 6 et 8 de ces mêmes plaques optiques sont de formes générales elliptiques comme cela est représenté sur la figure 2b, comprenant un diamètre horizontal intérieur AHint, un diamètre horizontal extérieur AHext et un diamètre vertical AVext. Ces trous extérieurs 3, 5, 6 et 8 sont symétriques par rapport aux trous centraux 4 et 7 et de dimensions identiques. L'électrode G8 est connectée à une tension dynamique Vd (figure 3) et l'électrode G9 est connectée à une tension permettant l'accélération finale des électrons (anode). L'invention, concerne un système permettant d'ajuster simultanément le delta focus c'est à dire la différence entre la tension de focalisation des faisceaux extérieurs et celle associée au faisceau central et la convergence des trois faisceaux d'électrons au centre de l'écran par la modification du ratio des diamètres horizontaux AHint/AHext des trous extérieurs des plaques optiques 1 et 2 des électrodes G8 et G9 de la lentille principale. L'invention est relative aux canons MDF (Modulation Dynamique of Focus) et non MDF. Comme on peut le voir sur la figure 2b, les trous extérieurs 3, 5,6 et 8 sont de formes elliptiques comprenant un diamètre horizontal intérieur AHint, un diamètre horizontal extérieur AHEXT et un diamètre vertical AVext. Ces trous extérieurs 3, 5,6 et 8 sont symétriques par rapport aux trous centraux (4 et 7) et de dimensions identiques. L'électrode G8 est connectée à une tension dynamique Vd (figure 3) et l'électrode G9 est connectée à une tension permettant l'accélération finale des électrons (anode). En modifiant le ratio AHint/AHext des diamètres horizontaux des trous extérieurs des plaques optiques 1 et 2, on peut régler le deltafocus. Ces paramètres sont reliés par les modèles polynomiaux suivants: AHint/AHext = Al x ADeltaFocus + A0 avec: - ADeltaFocus étant la variation de delta focus que l'on souhaite corriger, - et Al et A0 étant des coefficients de valeurs Al = 490,7E-6 et A0 = 0, 811. Parallèlement, afin de maintenir un biais constant, il est nécessaire de réadapter le diamètre vertical des trous extérieurs AVext. En fonction de ADeltaFocus, on aura: AAVext = Bi x ADeltaFocus + BO, B1 et BO étant des coefficients de valeurs B1 = -465,4E-5 et BO = -896E-6. 2870384 8 De cette façon, la correction ADeltaFocus se fera en modifiant les dimensions des trous extérieurs des plaques optiques 1 et 2 des électrodes G8 et G9 sans modifier les dimensions des trous centraux. Ces relations sont valables pour des dimensions de trous centraux différentes. Ces relations ont un bon coefficient de corrélation (R2 =0.99). Elles ont été déterminées à partir des abaques représentés en figures 4 et 5. Ce brevet est étendu aux variations AA et A suivantes: É -0.5 mm REVENDICATIONS 1. Lentille électronique principale pour canon à électrons en ligne comprenant une première électrode de focalisation (G8) et une deuxième électrode d'accélération (G9) possédant chacune une ouverture (9, 10) dont la forme est allongée selon une direction horizontale, lesdites électrodes comportant respectivement une première plaque optique (1) et une deuxième plaque optique (2) munis chacune d'un trou central (4, 7) et de deux troux extérieurs (3, 5 et 6, 8) disposés selon une direction parallèle à la direction horizontale, les trous centraux (4, 7) desdites plaques optiques (1, 2) étant de forme générale allongée selon une direction verticale perpendiculaire à la direction horizontale, et les trous extérieurs (3, 5 et 6, 8) sont de forme allongée selon la direction horizontale, caractérisé en ce que le rapport des dimensions intérieure et extérieure (LHINT et AHEXT) selon la direction horizontale des trous extérieurs est déterminé par la formule: OHint/L\Hext = Al x (5DeltaFocus) + AO dans laquelle: - Al, A0 sont des constantes, - 5DeltaFocus est la variation du DeltaFocus que l'on désire admettre pour le système. 2. Lentille électronique principale pour canon à électrons selon la revendication 1, caractérisé en ce que la dimension intérieure (iHint) et la dimension extérieure (AHext) selon la direction horizontale des trous extérieurs sont comprises entre 3 mm et 8 mm et en ce que la dimension (txext) des trous extérieurs selon la direction horizontale est également comprise entre 3 mm et 8 mm avec une variation possible (A ext) de cette dimension comprise entre -0,5 mm et 0,5 mm (-0, 5mm