FR2579823A1 - Electron gun and television tube using such a gun - Google Patents
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Abstract
Description
CANON A ELECTRONS ET TUBE DE TELEVISION
UTILISANT UN TEL CANON
La présente invention concerne un canon à électrons et un tube de télévision utilisant un tel canon.ELECTRON CANON AND TELEVISION TUBE
USING SUCH A CANON
The present invention relates to an electron gun and a television tube using such a gun.
Dans l'art antérieur, on a remarqué que certains types de tubes de télévision présentaient un défaut particulier. A la coupure de l'alimentation, l'image de l'écran s'évanouit. Mais une lueur violente puis d'intensité décroissante s'allume au centre de l'écran. Le phénomène est connu sous le nom de lueur de cathode et peut présenter des inconvénients au sujet du confort de l'utilisateur du tube. In the prior art, it has been noted that certain types of television tubes have a particular defect. When the power is turned off, the screen image disappears. But a violent glow then of decreasing intensity lights up in the center of the screen. The phenomenon is known as a cathode glow and can have drawbacks about the comfort of the tube user.
Une solution efficace est déjà connue qui consiste à disposer une diode qui permet de décharger la haute tension à la masse à la coupure de l'alimentation. Mais elle réclame un composant supplémentaire pour corriger un défaut propre au tube plutôt qu'aux circuits électroniques qui l'entourent dans un récepteur. An effective solution is already known which consists in having a diode which makes it possible to discharge the high voltage to ground when the supply is cut. But it requires an additional component to correct a defect specific to the tube rather than to the electronic circuits which surround it in a receiver.
L'invention apporte remède à ces inconvénients de l'art antérieur. En effet, elle concerne un canon électrique comportant au moins une cathode thermo-émissive émettant un faisceau d'électrons et successivement le long du faisceau au moins une première grille et une seconde grille portée à un potentiel supérieur à celui de la première grille, chaque grille étant percée d'au moins un trou aligné sur un faisceau d'électrons, caractérisé en ce que le rapport du diamètre du trou de la première grille à celui du trou de la seconde grille est inférieur à 1, afin de limiter la pénétration des équipotentielles élevées en arrière du trou de la première grille. The invention provides a remedy to these drawbacks of the prior art. Indeed, it relates to an electric cannon comprising at least one thermo-emissive cathode emitting an electron beam and successively along the beam at least a first grid and a second grid brought to a potential greater than that of the first grid, each grid being pierced with at least one hole aligned with an electron beam, characterized in that the ratio of the diameter of the hole of the first grid to that of the hole of the second grid is less than 1, in order to limit the penetration of the high equipotentials behind the hole in the first grid.
Elle repose sur l'analyse suivante du phénomène. Quand on coupe l'alimentation, la cathode thermo-émissive est chaude. It is based on the following analysis of the phenomenon. When the power is turned off, the thermo-emissive cathode is hot.
Comme elle est mise à la masse à travers une résistance élevée, il apparaît une tension de cathode. La cathode étant chaude, des électrons sont émis selon une loi de densité variant avec la température. Or la tension de cathode qui apparaît est d'abord une tension de blocage relativement aux tensions résiduelles dans les diverses grilles reliées presque directement à la masse. Tant que cette tension ne redescend pas sous un seuil donné, aucun défaut n'apparaît. Mais la température décroissant, cette tension devient inférieure au blocage. Les résidus des tensions d'accélération sont alors appliqués à des électrons émis thermiquement et l'image de la cathode sous la forme d'une lueur va durer sur l'écran tant que la densité d'électrons émis dépassera un certain seuil, ou que les tensions accélératrices deviennent insuffisantes.Dans les cas les plus défavorables, le phénomène dure une dizaine de secondes. Or, il est évité avec des canons dont la grille à très haute tension accélératrice est suffisamment loin de la cathode. Cependant, dans d'autres types de canons et comme le phénomène est fugitif, il faut limiter l'effet de la grille à haute tension trop proche.As it is grounded through a high resistance, a cathode voltage appears. The cathode being hot, electrons are emitted according to a density law varying with the temperature. However, the cathode voltage which appears is first of all a blocking voltage relative to the residual voltages in the various grids connected almost directly to ground. As long as this voltage does not drop below a given threshold, no fault appears. But the temperature decreasing, this tension becomes lower than the blocking. The acceleration voltage residues are then applied to thermally emitted electrons and the cathode image in the form of a glow will last on the screen as long as the density of emitted electrons exceeds a certain threshold, or the accelerating voltages become insufficient. In the most unfavorable cases, the phenomenon lasts about ten seconds. However, it is avoided with guns whose grid at very high accelerating voltage is sufficiently far from the cathode. However, in other types of guns and since the phenomenon is fleeting, it is necessary to limit the effect of the high voltage grid that is too close.
D'autre part, certains types de canons comportent des grilles percées de trous de diamètres calculés pour obtenir une image de cathode en fonctionnement (on dit aussi: "un point allumé") de formes et énergie convenables, qui sont montées en fabrication sur des aiguilles qui permettent de les aligner. Ces aiguilles comportent des épaulements sur lesquels viennent buter les grilles dont les diamètres de trous sont plutot décroissants quand elles sont plus proches de la cathode. Il n'est ainsi possible de faire varier les dimensions des trous que dans certaines proportions qui permettent encore le montage sur des aiguilles à la fabrication. On the other hand, certain types of guns have grids pierced with holes of diameters calculated to obtain an image of a cathode in operation (we also say: "a lit point") of suitable shapes and energy, which are mounted in manufacturing on needles that align them. These needles have shoulders on which the grids abut, the hole diameters of which are rather decreasing when they are closer to the cathode. It is thus only possible to vary the dimensions of the holes in certain proportions which still allow mounting on manufacturing needles.
Au dessin, on a représenté
- la figure 1: une coupe d'un canon qui crée le problème d'image de cathode;
- les figures 2 et 3: une suite de lignes équipotentielles qui montrent l'effet du moyen de l'invention.In the drawing, we have represented
- Figure 1: a section of a cannon which creates the cathode image problem;
- Figures 2 and 3: a series of equipotential lines which show the effect of the means of the invention.
Un canon comprend classiquement deux parties distinctes: - une partie 1 qui permet la formation du faisceau d'électrons arrachés de la cathode par effet thermique; - une partie 2 accélératrice et focalisante qui permet de constituer un faisceau d'électrons convenable. A barrel conventionally comprises two distinct parts: - a part 1 which allows the formation of the electron beam torn from the cathode by thermal effect; - an accelerating and focusing part 2 which makes it possible to constitute a suitable electron beam.
Dans l'exemple de réalisation, le canon comporte principa lement une cathode K et deux électrodes G1 et G2 plates en forme de disques troués le long de l'axe du faisceau. Dans le cas d'un canon à trois faisceaux, pour un tube trichrome, chaque électrode ou grille est constituée d'une plaque percée de trois trous disposés le long des axes des faisceaux désirés. La partie 2 comporte quatre grilles G3 a
G6 formant une lentille électrostatique principale constituée d'une lentille bipotentielle G5-G6 et d'une lentille unipotentielle G3-G4-
G5. A cette fin, une moyenne tension est appliquée à la borne commune 3 des grilles G3 et G5 et une très haute tension à la borne commune 4 des grilles G4 et G6. Ces tensions sont par exemple de 8 et 25 kvolts.In the embodiment, the barrel mainly comprises a cathode K and two electrodes G1 and G2 flat in the form of discs drilled along the axis of the beam. In the case of a three-beam cannon, for a three-color tube, each electrode or grid consists of a plate pierced with three holes arranged along the axes of the desired beams. Part 2 has four G3 grids a
G6 forming a main electrostatic lens consisting of a bipotential lens G5-G6 and a unipotential lens G3-G4-
G5. To this end, a medium voltage is applied to the common terminal 3 of the gates G3 and G5 and a very high voltage to the common terminal 4 of the gates G4 and G6. These voltages are for example 8 and 25 kvolts.
Des quatre grilles G3 à G;, seule la grille G4 est plate, les autres étant constituées par des cylindres. En particulier, la grille
G3 est un cylindre fermé percé d'au moins deux ouvertures alignées sur llaxe d'un faisceau d'électrons. L'ouverture de sortie est d'une dimension d3 commune à toutes les ouvertures qui suivent dans les grilles G4 à G6 et plus grande que les dimensions des grilles précédentes qui vont en décroissant. La dimension d3 est calculée, selon l'art antérieur, de manière à réaliser une lentille électrostatique principale optimale quant à la formation d'une image sur l'écran du tube de télévision.Cette dimension est limitée en particulier pour un canon à trois faisceaux en ligne, habituellement utilisé en tube trichrome, par le nécessaire rapprochement des trois axes des faisceaux. Cette disposition des dimensions des ouvertures des grilles permet de les enfiler sur une aiguille au cours du procédé de montage ainsi qu'il est connu de l'art antérieur.Of the four grids G3 to G ;, only the grid G4 is flat, the others being formed by cylinders. In particular, the grid
G3 is a closed cylinder pierced with at least two openings aligned on the axis of an electron beam. The outlet opening is of a dimension d3 common to all the openings which follow in the grids G4 to G6 and larger than the dimensions of the preceding grids which are decreasing. The dimension d3 is calculated, according to the prior art, so as to produce an optimal main electrostatic lens with regard to the formation of an image on the screen of the television tube. This dimension is limited in particular for a cannon with three beams in line, usually used in three-color tube, by the necessary bringing together of the three axes of the beams. This arrangement of the dimensions of the openings of the grids allows them to be threaded on a needle during the mounting process as is known from the prior art.
Dans ce genre de tube la distance d qui sépare la grille G4 à très haute tension de la cathode K est relativement faible, par exemple de l'ordre de 8 millimètres. Aussi, I'influence des tensions évanouissantes à la coupure de l'alimentation est elle importante
L'invention part de la constatation faite au cours d'essais que la diminution relative du rapport d3/dss où d4 est la dimension de l'ouverture de la grille G4 à haut potentiel permet d'annuler le phénomène parasite de lueur de cathode.
Dans l'exemple préféré de réalisation, le diamètre d3 est réduit.In this type of tube the distance d which separates the gate G4 at very high voltage from the cathode K is relatively small, for example of the order of 8 millimeters. Also, the influence of the vanishing voltages at the power cut is important.
The invention starts from the observation made during tests that the relative reduction in the ratio d3 / dss where d4 is the dimension of the opening of the gate G4 at high potential makes it possible to cancel the parasitic phenomenon of cathode glow.
In the preferred embodiment, the diameter d3 is reduced.
Aux figures 2 et 3, on a montre la forme de lignes équipotentielles dans un premier cas (la figure 2) où le rapport d3/d4 est égal à 1 et un second cas (la figure 3) où le rapport d3/d4 est inférieur à 1, par diminution du diamètre d3. Sur ces figures, on a représenté une demi coupe partielle et schématique du canon du genre de celui de la figure 1. L'axe z représente l'axe du faisceau d'électrons avec son sens de propagation quand les grilles G1 à G6 sont sous tension. In Figures 2 and 3, we have shown the form of equipotential lines in a first case (Figure 2) where the ratio d3 / d4 is equal to 1 and a second case (Figure 3) where the ratio d3 / d4 is lower to 1, by decreasing the diameter d3. In these figures, a partial and schematic half-section of the barrel of the type shown in FIG. 1 has been shown. The axis z represents the axis of the electron beam with its direction of propagation when the grids G1 to G6 are under voltage.
La place des grilles G1 à G5 et de la cathode K est indiquée par les dessins hachurés.The place of the grids G1 to G5 and of the cathode K is indicated by the hatched drawings.
La ligne L1 de la figure 2 figure un arc de ligne équipotentielle. Elle coupe l'axe z en A. L'axe z est coupé par des lignes équipotentielles de niveau croissant quand on s'éloigne de la cathode. Le point A est ici en arrière du point O projection du trou d'entrée E de la grille G3. On constate que selon une telle ligne équipotentielle dès que des électrons apparaissent dans l'intervalle
G2-E, ils seront focalisés et accélérés selon la ligne L1.Line L1 in Figure 2 shows an equipotential line arc. It intersects the z axis at A. The z axis is cut by equipotential lines of increasing level as one moves away from the cathode. The point A is here behind the point O projection of the entry hole E of the grid G3. We note that according to such an equipotential line as soon as electrons appear in the interval
G2-E, they will be focused and accelerated along line L1.
A la figure 3, la ligne équipotentielle L2 de même niveau coupe l'axe z en B, en avant du point O. On constate que l'influence de la haute tension de la grille G4 est donc diminuée par la diminution du diamètre d3. On a constaté qu'un rapport d3/d4 de 0,6875 permettait d'obtenir un bon compromis entre qualité de limage de cathode en formation d'image et réduction du phénomène parasite de lueur de cathode à l'extinction des alimentations. In FIG. 3, the equipotential line L2 of the same level intersects the axis z at B, in front of the point O. It can be seen that the influence of the high voltage of the gate G4 is therefore reduced by the reduction in the diameter d3. It has been found that a d3 / d4 ratio of 0.6875 makes it possible to obtain a good compromise between the quality of the image of cathode in image formation and reduction of the parasitic phenomenon of cathode glow when the power supplies turn off.
Cependant, le trou de sortie de la grille G3 tel que représenté à la figure 1, présente une collerette cylindrique qui avance d'une profondeur p à l'intérieur du cylindre G3. Cette collerette peut être obtenue à la fabrication de G3 par extrusion. Son effet permet de réduire la diminution du rapport d3/d4 nécessaire à l'invention. Dans un exemple -de réalisation pour un compromis comparable à celui obtenu précédemment on a réalisé un rapport d3/d4 de 0,844. However, the outlet hole of the grid G3 as shown in FIG. 1 has a cylindrical flange which advances by a depth p inside the cylinder G3. This flange can be obtained in the manufacture of G3 by extrusion. Its effect makes it possible to reduce the reduction in the ratio d3 / d4 necessary for the invention. In an exemplary embodiment for a compromise comparable to that obtained previously, a d3 / d4 ratio of 0.844 was produced.
L'invention obtient le résultat visé en limitant l'influence des lignes équipotentielles de niveau élevé dans la zone de formation du faisceau. Dans d'autres technologies que celle décrite ci-dessus un tel effet peut être réalisé notamment par un accroissement des dimensions des trous des grilles suivants la grille de très haute tension. The invention achieves the desired result by limiting the influence of the high level equipotential lines in the beam forming area. In other technologies than that described above, such an effect can be achieved in particular by increasing the dimensions of the holes of the grids following the very high voltage grid.
L'invention s'applique aussi au cas où la grille G4 est épaisse, par exemple réalisée en forme de cylindre. Sa proximité du filament étant inchangée, le problème et la solution de l'invention restent. The invention also applies to the case where the grid G4 is thick, for example made in the form of a cylinder. Its proximity to the filament being unchanged, the problem and the solution of the invention remain.
Claims (4)
Priority Applications (8)
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| Publication Number | Publication Date |
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Citations (2)
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| US4499402A (en) * | 1981-05-22 | 1985-02-12 | U.S. Philips Corporation | Color display tube |
-
1985
- 1985-03-29 FR FR8504848A patent/FR2579823B1/en not_active Expired
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| US3873879A (en) * | 1972-01-14 | 1975-03-25 | Rca Corp | In-line electron gun |
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Also Published As
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|---|---|
| FR2579823B1 (en) | 1989-04-28 |
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