Brevet FR2006583A1 — publié le 19691226

La présente invention concerne un tube couleur à rayons cathodiques du type comportant un écran luminescent, un canon à électrons dirigeant un faisceau électronique sur l'écran selon une trame de balayage, une matière dite de repérage étant disposée sur 5 l'écran de manière à produire, lorsqu'elle est frappée par le faisceau électronique, un signal de repérage déterminant la position du faisceau. Ce signal de repérage permet de synchroniser le balayage et lanndulation du faisceau électronique. De tels tubes sont parfois appelés tubes à réaction ou 10 à détection. Un tube connu de ce type comprend un écran constitué par l'arrangement de groupes luminescents de couleurs constitués chacun par une série de bandes de matière luminescente de couleurs différentes parallèles les unes aux autres et perpendiculaire au balayage du faisceau. Plusieurs bandes espacées de matière lumines-15 cente à persistance brève sont disposées à proximité de la face arrière et parallèlement aux bandes luminescentes de couleurs. Cette matière à persistance brève peut,par exemple,émettre des ultraviolets. L'enveloppe du tube comporte derrière l'écran luminescent une fenêtre laissant passer les ultraviolets de manière qu'un tube photo-élec-20 trique sensible aux ultraviolets disposé à l'extérieur du tube à rayons cathodiques puisse détecter les signaux de repérage ultraviolets produits par le passage du faisceau électronique sur les bandes espacées de matière émettrice d'ultraviolet. Le signal de repérage produit par ces bandes fournit une information qui est la 25 position instantanée réelle du faisceau électronique sur l'écran par rapport à la couleur de la lumière émise. Le signal de repérage est envoyé à un seivo-système qui assure à tout moment l'application du signal électrique de chrominance voulu au faisceau électronique . 30 Le brevet des E.U.A. n° 2 962 546 décrit un système per mettant de réduire la distorsion du signal de repérage par la modulation de chrominance appliquée au faisceau consistant à rendre la fréquence des bandes de repérage (et du signal qu'elles émettent) différente de celle des groupes de couleurs des bandes lumunis-35 centes et, en réalisant une distribution sinosoîdale de l'épaisseur ou du rendement luminescent des bandes de repérage^ il est possible d'obtenir un signal de repérage ayant la forme d'une sinusoïde sans harmonique. La réalisation des bandes de repérage à épaisseur variable 12315 2 200ô583 produisant le signal sinusoïdal voulu est cependant délicate. La figure 4 du brevet précité en donne une approximation par palieia Les proportions de cette approximation correspondent à une distorsion d'environ 10° du signal de repérage par la vidéo. 5 La présente invention a donc pour objet un procédé per mettant d'éliminer la difficulté présentée par les bandes de repérage à épaisseursvariables tout en fournissant un signal de repérage dont les harmoniques sont réduits. Selon une caractéristique particulière de l'invention la 10 matière de repérage est déposée sur l'écran sous forme d'une série de bandes dont les bords disposés transversalement par rapport à la direction du balayage du faisceau sont dentelés. Chacun des bords dentelés est fait d'une succession de dents de matière active de repérage séparées par des zones de matière inactive présentant sen-15 siblement la même forme et les mêmes dimensions que les dents. Les bandes sont contiguës et alternativement constituées par de la matière de repérage active et inactive disposée de manière que les dents des bords dentelés des bandes adjacentes s'imbriquent les unes dans les autres. L'écran du tube peut être du type dans le-20 quel chacune des dents a une dimension perpendiculairement aux bords dentelés égale approximativement à n/12 fois le pas séparant des points correspondants de l'écran luminescent, n étant 13 3 ou 5. Les dents des bandes peuvent avoir différentes formes telles que rectangulaires ou sinusoïdales. La matière active de repérage 25 peut être à luminescence cathodique par opposition à la matière inactive qui n'est pas luminescente. La matière active de repérage peut également avoir un taux d'émission électronique secondaire supérieur à celui de la matière inactive dans les applications où le signal de repérage est détecté par une électrode collectrice posi-30 tive placée à proximité de l'écran du tube. Les bandes dentelées fournissent un signal de repérage dont les harmoniques sont réduits ce qui élimine sensiblement la transmodulation entre les signaux vidéo et de repérage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront 35 mieux compris à l'aide de la description qui va suivre et du dessin annexé dans lequel : 2006583 - la figure 1 est une vue en perspective avec arrachement partiel et grossissement des bandes formant l'écran d'un tube couleur à rayons cathodiques du type à détection réalisé selon la présente invention, - la figure 2 est une vue agrandie d'une partie de l'écran luminescent de la figure 1, - la figure 3 est une coupe selon les lignes 3-3 de la figure 2, - la figure 4 est un graphique approximatif du signal de repérage produit par un spot elliptique comme représenté en pointillés sur l'écran de la figure 2, - la figure 5 est une vue d'une variante de l'écran de la figure 2, ' - la figure 6 est un graphique approximatif du signal de repérage produit par le spot elliptique représenté en pointillés sur la figure 5, - la figure 7 représente une autre variante de 1:écran de la figura 22 ?„ - la figure 8 est un graphique approximatif du signal de repérage produit par le spot elliptique représenté en pointillés sur la figure 7, - la figure 9 est une autre variante de l'écran de la figure 2, - la figure 10 représente également une variante de la figure 2, - la figure 11 est une coupe de la figure 10 selon la ligne 11-11. Le tube couleur du type à réaction ou à détection illustré comporte un écran sensible constitué,par^uçe série de groupes de bandes luminescentes émettant des lumières de couleurs différentes et par une série de bandes de repérage de forme dentelée ou zones découvertes disposées parallèlement entre les bandes luminescentes de couleurs et perpendiculairement à la direction du balayage du faisceau. Les radiations qu'émettent les bandes de repérage sous l'action du faisceau servent à synchroniser l'application des signaux de chrominance au faisceau avec la position instantanée de celui-ci sur l'écran. Les bords dentelés des bandes de repérage peuvent être constitués par de simples dents rectangulaires de longueur voulue 12315 4 2006583 par des dents en gradins, ou encore par des dents sinusoïdales. La figure 1 représente un tube à rayons cathodiques 10 comprenant une enveloppe 12 dont la face interne avant 14 constitue un écran luminescent. Un canon à électroiB 16 est placé dans l'en-5 veloppe de manière à projeter un faisceau électronique sur l'écran 14. Une fenêtre 18 es,t pratiquée à l'arrière de l'écran 14 dans l'enveloppe 12 et son rôle sera décrit ci-après. L'écran luminescent 14 est constitué par une mosaïque 20 de bandes luminescentes de couleurs différentes. Les bandes de 10 couleurs peuvent par exemple émettre successivement des lumières rouges, vertes et bleues, indiquées respectivement sur les figures par les lettres R, V et B. La mosaïque 20 est formée d'une série de groupes récurrents 21 (figure 2) comprenant chacun au moins une bande R, une bande V et une bande B. Les paramètres particuliers des 15 groupes de couleurs 21, tels que la largeur des bandes et leur caractéristique d'émission colorée, le nombre de bandes et la disposition des couleurs dans chaque groupe, peuvent être choisis de manière convenable. En fonctionnement, le faisceau électronique est modulé et balaie l'écran pour réaliser la synthèse d'une image visuelle en 20 couleurs sur les bandes de matière luminescente. Une couche réfléchissante 22 est de préférence disposée sur la face arrière de la mosaïque 20, c'est-à-dire vers le canon à électrois 16. La couche 22, si elle existe, peut par exemple être une couche mince d'aluminium transparente aux électrons qui est 25 déposée sur la mosaïque des couleurs 20» Des bandes de repérage 24 sont superposées à la couche réfléchissante 22 selon un motif déterminé. Les bandes de repérage 24 illustrées sur les figures 1 à 3 sont réalisées en une matière active de repérage, par exemple une matière à luminescence cathodique 30 émettant des ultraviolets à persistance extrêmement brève lorsqu'elle est excitée par un faisceau électronique. Cette couche luminescente peut être un silicate mixte de calcium et de magnésium activé par du césium et du lithium. Le film d'aluminium 22 compris entre les bandes de repérage 24 constitue une matière inactive, n'étant pas 35 luminescent sous un bombardement électronique. Lorsque le faisceau électronique effectue un balayage trans versai par rapport aux bandes de couleurs R, V et B et aux bandes de repérage 24, la plus grande partie du faisceau électronique traverse 69 12315 5 2006583 le film d'aluminium 22 et excite la mosaïque luminescente des couleurs. Une partie du faisceau.excite également la matière des bandes de repérage qui émet de la lumière dont une partie traverse la fenêtre 18 pour arriver sur une cellule photo-électrique 28. Le signal de sortie 5 fle la cellule 28 a une fréquence fonction de la fréquence de récurrence du balayage du faisceau et du nombre de bandes de repérage 24. Dans unepranièie lorme cfe l'écran de la présente invention, chacune des bandes de repérage 24 est dentelée sur chaque bord pour réduire la distorsion due à la vidéo. Dans la forme des figures 1 à 3 les bandes 10 comportent une partie médiane continue 28 d'où dépassait des dents rectangulaires 26 espacées longitudinalement. La largeur des dents 26 et des espaces rectangulaires 30 les séparant est de préférence faible par rapport à la hauteur du spot, c'est-à-dîre a la dimension du spot qui est parallèle à l'axe des bandes de cou-15 leurs 21. Les espaces 30 séparant les dents ont de préférence une largeur sensiblement égale à celle de ces dernières comme illustré à la figure 2. La distance de récurrence D des bandes de repérage 24, mesurée entre des points correspondants des bandes adjacentes 24, est de préférence égale â la largeur de trois groupes de couleurs 21 illustrés à la figure 3. La 20 largeur moyenne de chaque bande 24 est égale à la moitié de la distance de récurrence B. Le faisceau est de préférence émis et concentré par le canon à électroiB 16 de manière à provoquer l'apparition d'un spot allongé verticalement et à bords arrondis sur l'écran, par exemple un spot elliptique comme illustré en traits discontinus sur la figure 2. La courbe 33 25 de la figure 4 montre la forme approximative du signal de repérage produit par le balayage d'un spot elliptique 32 non modulé sur les bandes de repérage 24 de la figure 2. 11 est démontrable théoriquement et expérimentalement que le type de dentelures représenté à la figure,2 permet l'obtention d'une 30 distorsion minimale pour des hauteurs de dentelures de chaque bande 24 égale approximativement à n/12 de la distance de récurrence D de ces bandes 3 n étant 1. 3 ou 5. Sur la figure 2, n est égal à 1 et la largeur des bords dentelés est donc D/12 ce qui entraîne une distasion par la vidéo ne dépassant pas environ 2° lorsque le tube fonctionne de manière à pro-35 duire une couleur saturée. Dans la forme de la figure 5, les bandes de repérage 34 présentent des dents 36 trois fois plus- longues que lës dents 26 de la figure 2. n étant égal à 3, la largeur de la dentelure est 3/12 de la dis 69 12315 6 2006583 tance de récurrence D. La courbe 38 de la figure 6 représente la forme approximative du signal de repérage a trois niveaux produit par le balayage d'un spot elliptique sur les bandes de la figure 5. La figure 7 illustre une modification de la forme de réali-5 sation de la figure 2 dans laquelle les dents rectangulaires simples 26 sont remplacées par des dents à gradins 46 sur le bord de bandes de repérage 44. La largeur de chaque gradin est environ 1/18 de la distance de récurrence D. La courbe 48 de la figure 8 représente approximativement le signal de repérage produit en balayant la structure 10 de la figure 7 par un spot elliptique 32. On voit que le signal 48 de la figure 8 est très semblable au signal 33 de la figure 4. La figure 9 représente une autre variante de 11 invention dans laquelle les bandes de repérage 24 de la structure de la figure 2 ont été remplacées par des bandes de repérage espacées 56 dont les bords 15 présentent des dentelures sinusoïdales 58. L'amplitude optimale de la dentelure sinusoïdale est d'environ 0,133 D correspondant à une distorsion inférieure à 1°. Les figures 10 et 11 représentent une autre variante de l'invention dans laquelle une couche continue 60 de matière active de repé-20 rage, telle qu'une couche à luminescence cathodique, servant à former les bandes 24 est déposée sur la couche réflectrice 22, les zones dentelées des bandes de repérage étant obtenues en masquant certaines parties de la couche 60 au moyen de bandes dentelées 62 de matière inactive, comme décrit dans le brevet des S.U.A. n° 3 280 358 de façon à masquer 25 des bandes de largeur uniforme. Dans le cas particulier illustré la largeur moyenne des bandes de repérage est égale à une demi - distance de récurrence D et la forme des caches dentelés 62 est identique à la forme et à la largeur des bandes de repérage 24 de la figure 2. C'est-à-dire que les caches 62 peuvent comporter des dents rectangulaires 64 30 séparées par des espaces 66 de forme identique aux dents 26 et aux espaces 30 de la figure 2. Les bandes 62 peuvent être par exemple en graphite. La figure 11 représente une coupe de l'écran de la figure 10 sur laquelle les bandes luminescentes de couleur sont disposées par exem-35 pie dans l'ordre R3 V, B et séparées ou espacées par des bandes inactives 68 permettant la production de couleurs saturées avec un spot de plus grande dimension. 69 12315 7 2006583 La mosaïque 20 des différentes bandes luminescentes de couleur de la figure 3 peut être réalisée par un procédé dans lequel chaque ensemble de bandes de la même couleur est obtenu en appliquant sur la surface interne de l'enveloppe 12 une couche de suspension photosensible 5 de particules luminescentes correspondant à la couleur désirée. La couche est exposée à la lumière à travers un cache présentant une succession de zones transparentes et opaques et la couche luminescente exposée est développée pour éliminer les parties non exposées. On répété le même processus pour les autres bandes luminescentes de couleur , puis 10 le film réflecteur de la lumière 22 peut être appliqué par évaporation. Les bandes dentelées de repérage 24 peuvent être appliquées par le même procédé d'exposition et de développement que les bandes luminescentes de couleurs. La couche luminescente continue de repérage 60 de la figure 11 peut être appliquée sur la couche 22 en répandant sur l'écran sous forme 15 d'un film un'e suspension de particules luminescentes contenue dans un véhicule visqueux dont une partie est évaporée de manière que le reste serve de liant pour la matière opaque ultérieurement appliquée. Un procédé utilisable consiste à appliquer à la couche 60 une couche d'alcool polyvinylique sensibilisée au bichromate de potassium, puis à l'exposer 20 à la lumière à travers un cache photographique approprié. Les zones non exposées solubles sont lavées à l'eau et la surface des zones exposées moins solubles restent collantes. Des particules de graphite sont ensuite appliquées surla couche d'alcool polyvinylique sous une épaisseur uniforme par dépôt en solution ou centrifugation. Une pulvérisation d'eau élimine 25 le graphite des zones nues mais non pas de la surface collante du motif d'alcool polyvinylique. Ce procédé peut également servir à la réalisation des bandes séparatrices 68 de la figure 11. Une variante de tube détecteur selon l'invention peut être réalisée dans laquelle le signal de repérage est produit par la modulation 30 de l'émission électronique secondaire par la face arrière de l'écran 14. Cette émission secondaire est captée par une électrode collectrice positive montée à une certaine distance de l'écran et reliée à un circuit produisant le signal de repérage de sortie. Un tel tube peut comporter des zones de repérage 22 et 24 en matière ayant des taux d'émission secon-35 daires différents, tels que des zones actives ayant une émission secondaire plus forte que des zones inactives. Par exemple, le film d'aluminium 22 de la face arrière de l'écran 14 peut être oxydé sur les zones actives de repérage devant avoir un taux d'émission électronique secon 69 12315 8 2006583 daire supérieur à celui des zonës inactives de repérage formé d'une encre au carbone ou d'autres types d'encres ou de matières ayant une émission secondaire plus faible que celle de l'oxyde d'aluminium. La matière inactive de repérage peut être déposée sur le film d'aluminium 22 par tout 5 procédé approprié d'impression ou photographique. En variante, il va de soi que les bandes de repérage 24, 34, 56 et 62 peuvent être en une matière ayant un taux d'émission électronique secondaire supérieur à celui du film d'aluminium 22, par exemple en oxyde d'aluminium. Il va de soi que l'invention est susceptible de nombreuses modi 10 fications ou applications sans sortir de son cadre. 9 2006583 REVENDICATIONS 1. Tube à rayons cathodiques du type comportant un écran luminescent, un canon â électrons projetant en direction de l'écran un faisceau électronique 5 ce repérage qui, lorsqu'elles sont irappées par le faisceau électronique, produisent un signal de repérage déterminant la position du faisceau, ledit t::.Le à rayons cathodiques étant caractérisé en ce que la matière de repérage est disposée selon -in ensemble & bandes à bords dentelé* disposées tra.i& /«rsa-J.ement par rspy v au balayage du faisceau. 10 2. Tube h rayons cathodiques selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des bords dentelés comporte des dents de matière active de repérage séparées par des zones de matière inactive dont la forme et les dimensions sont sensiblement identiques à celles des dents. 3. Tube à rayons cathodiques selon la revendication 1, caractérisé 15 en ce qu'une série de bandes sont contiguës et alternativement composées de matière de repérage active et inactive, les dents des bandes adjacentes étant imbriquées les unes dans les autres. Tube à rayons cathodiques selon la revendication 1 dont l'écran est constitué par des bandes contiguës à luminescence cathodique, caractérisé 20 ea te que la dimension des dents prises perpendiculairement aux bords dentelés est approximativement égale à n/12 fois la distance de récurrence entre deux points correspondants de l'écran luminescent, n étant 1, 3 ou 5. 5 Tube à rayons cathodiques selon la revendication 1, caractérisé en ce que les dents ont une forme sensiblement rectangulaire. 23 6, Tube à rayons cathodiques selon la re^e"iication 1, caractérisé en '•r '-.vache ontinue cc- jratière active de repérage est déposée sur l'.'.-.ran e;. ii. que 1 - ' -rdes dentelées sont constituées par ô>£> bandes c . t:ît. r : t.'.: ri "p. i~"-~ ■ c &ut la ccuciae active. T'i' t-- ; ra3'Ons cathodiques selon la revendication 1, caractérisé .j f ce que la f-rr ^ des bords dentelés ast sensiblement sinusoïdale. ? Tube à rayons cathodiques selon la revendication 1. caractérisé s., te cvs le sstière acti-e de r-;;erage est une mai itr^ 3. luminescence cathodique et or c..- que la matière in^ctive de repérage est non luminescente. 9. T'ice ù rayons cathodiques selon la revend:cation 1, caractérisé 3 5 ei: •.e