Brevet FR2006213A1 — publié le 19691219

La présenta invention concerne les canons à électrons st an particulisr un canon pour an tuas d'image de télévision an couleurs à un canon et plusieurs faisceaux. Dans Certains tubas d'imams en couleurs à olusisurs catho-5 das, 13s tensions as coupure des cathodes na sont pas égales les unes aux autres. Du fait de ce déséquilibre las caractéristiques gamma des trois couleurs ds l'imags produite sont différantes et les couleurs na sont pas naturelles. La présente invention a pour objet un canon à électrons à 10 plusieurs cathodes dont les cathodes ont la mime tension de coupure. L'invantion a da même pour objet un dispositif simple et peu coûteux pour égaliser las tensions de coupure os ess cathodes. L'invention concerne par suite un dispositif pour égaliser 15 les tensions de coupure des cathodes en égalisant l'intensité du champ électrique atteignant les cathodes à partir des grilles du canon à électrons. Le dispositif égalisateur limita la quantité de flux atteignant une ou plusieurs des cathodes. Suivant un mode de misa en oeuvre préféré, l'égalisation est obtenue an 20 utilisant pour une ou plus d'une des ouvertures de la premiers grille et de la seconde grille un diamètre différent da celui des autres ouvertures ou en utilisant une distance entre une ou plusieurs des cathodes et les grilles différente des distances correspondantes pour les autras cathodes, ou encore una combi-25 naison de ces deux arrangements. Les caractéristiques de l'invention rassortiront plus particulièrement da la description suivante, donnée à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquals: la Fig.1 représente schématiquament un tuba d'image sn cou-30 leurs typique dans lequel peut être utilisé un canon selon la présente invention, la Fig.2 est une coupa schématique à grande échelle d'une partie du canon ds la Fig.1, les Fig.3A, 35, 4A, 45 et 4C sont des coupes analogues à 35 celle de la Fig.2 montrant différents modes de mise an oeuvre de l'invention, la Fig.5 est una coupe schématique à grande échelle d'una partie d'un canon suivant un mode da mise sn oeuvre préféré de l'invention, et 40 la Fig.B représente graphiquement certaines caractéristi- 11485 2 2006213 ques de fonctionnement d'un canon à électrons selon l'invention La Fig.1 représente jn tuba d'imaga en couleurs 10 à un canon et plusieurs faiscaaux décrit en détail dans la demande da Brevet des Etats Unis d'Amérique N°E97.414 du 12 janvier 1968. 5 La tube 10, qui est connu sous le nom "Trinitron", coi;.prend une enveloppe en verre 11 indiquée en tirets avec un col 12 et un cône 13 entre le col et l'écran d'image en couleurs S qui compor te les groupes habituels d'éléments luminescents SR, et Sg pour les trois couleurs avec una grille ou un masque perforé Gp. 10 Le col 12 contient un canon à électrons A avec des cathodes K.R, K... et K„ chacune étant une source de faisceau dont l'a surface V □ émettrice d'électrons se trouva dans un plan pratiquement perpendiculaire à l'axe longitudinal du canon A. Suivant le mode de réalisation représenté, les surfa ces émettrices sont dispo-15 sées sur une ligne droite, de sorte que les faisceaux 6R, et Bg sont émis dans un plan sensiblement horizontal, le faisceau central By coïncidant avec l'axe du canon. Une première grille est espacée des surfaces émettrices des cathodes KR, K.^ «t et comporte des ouvertures g^R. g.jy et 20 dans l'alignement des surfaces émettrices des cathodes cor- = 1B j respondantss. Une grille communs espacée de la première grille G.j comporte des ouvertures %2r' °2V ^ g2B ^ans 1 'alignement des ouvertures de la première grille G^. Successivement, dans la direction axiale à partir de la grille commune G^ sont tnon-25 téss des grilles ou électrodes tubulaires à extrémités ouvertes G_, G. et G_, les cathodes Kn, K., et K , les grilles G et G„ et 3 4 ■ . RVcJ 1 /. les électrodes G„, G. et G;- étant .maintenues assemblées par des OH b supports non représentés en matière isolante. □es tensions appropriées sont appliquées aux grilles G^ et 30 G^ st aux électrodes Gg, et G^ pour la fonctionnement du canon A ae la Eig.1. Par exemple, une tension de 0 à -400 V est appliqués à la grille G^ , une tension de 0 à 500 V à la grille G_, une tension de 13 à 20 kV aux électrodes G_ et Gc et une Z 3 b tension de 0 à 400 V à la grille G^, toutes ces tensions étant 35 rapportées à la tension des cathodes prise comme référence. Par suite la distribution des tensions entre les électrociss, les grilles et les cathodes ai les longueurs et las diamètres respectifs das éléments peuvent être sensiblement identiques aux caractéristiques d'un canon è électrons à faisceau unique équi-40 potentiel à uns seuls cathode et à une.première et ans seconde 69 11485 3 2006213 grilles chacune à uns seuls ouverture. Avec la distribution das tensions décrits ci-dessus uns champ de lentille électronique est établi entre la grille et l'électrode G^ pour former uns lentille auxiliaire L' indi-5 qués sn tirets et un champ de lentille électronique est établi autour ds l'axe de l'électrode G^ par les électrodes G^, G^ et Gç. pour former une .lentille principale L indiquée en tirets. Suivant un exemple typique le canon A, des tensions de polarisation de 100 V sont appliquées aux cathodes KR, et K.^ et 10 des tensions de 0 V, 300 V, 20 kV, 200 V et 20 kV aux grilles G^ et G2 et aux électrodes Gg, G^ et G^ respectivement. Le canon A de la Fig.1 comporte aussi un Dispositif déflec teur de convergence F comprenant des plaques écrans P et P' espacées ds part et d'autre de l'axe du canon et des plaques de 15 déflexion s'étendant axialement Q et Q' espacées extérieurement par rapport aux plaquas P et P'. Bien que les plaques Q et 0* soient représentées droites elles peuvent être un peu courbées ou cintrées vers l'extérieur d'une façon connue. Les plaques écrans P et P' sont au même potentiel tandis 20 qus les plaques Q et.Q' sont à des potentiels négatifs par rapport aux plaques P et P', de sorte que les faisceaux et subissent des déflexions de convergence au passage entre les plaques P et Q et entre les plaques P' et 0'. Plus particulièrement, une tension Vp égale à la tension de l'électrode G5 25 peut être appliquée aux deux plaques P et P' et une tension inférieure de 200 à 300 V à la tension Vp est appliquée aux plaques Q et Q', de sorte que les plaques P st P' étant au même potentiel le faisceau central passe sans être dévié et qu'une différence de potentiel ou tension de déflexion de convergen 30 ce Vc existe entre les plaques P et Q et entre les plaques P' et Q', cette tension provoquant la déflexion de convergence nécessaire des faisceaux BQ et BR. Pendant le fonctionnement, les faisceaux BD, B,, et B0 émis K V o par les surfaces des cathodes Kn, K. et K.„ traversent les ouver H v D 35 tures et G10 pour être modulés en intensité par les signaux de modulation d'intensité du rouge, du vert et du bleu appliqués entre les cathodes et la grille G^. Les faisceaux traversent ensuite la lentille auxiliaire L' pour se croiser au centre optique de la lentille principale L. Ensuite la faisceau 40 central B^ passe sans être dévié entre les plaques p et P' qui 11485 4 2006213 p la grills ou masque de sélection des faisceaux Gp pour di- sont au mime potentielLe passags du faisceau antre las plaques P st 0 et du faisceau B entre les Dlaques P" et 0 ' se tradjit par contre par dss déflexions de convergence-du fait as la tsnsion st le système ds la Fig.1 ast combiné pour que les faisceaux B , B st 3 convergent ou se croisent en un point D v K commun au centré a'uns ouverture communs entra dss fils voisins c verger ensuite et frapper les éléments luminescents correspondants d'un groupa de l'écran 3. Il peut être noté que l'écran 10 3 est formé d'un grand nombre da jeux ou de gràupes de bandas ou de points S , S . et S de matière luminescente pour la rougs, K V d le vert et le bleu, chaque groupe constituant un élément d'image en couleurs comme dans un tube d'image en couleurs du type Chromatron. Il doit être corr.pr'is que la poin*; commun ds convBr-15 gsnce dss faisceaux correspond à l'un des éléments d'image en coulsurs. La tension Vp peut aussi être appliquée aux électrodes Gg et Gj. ainsi qu'à l'écran S comme tension d'anode à travers la couche de graphite non représentés formée sur la surface inté-20 riaure du cône 13. Une tension ae post-focalisation par exemple de B à 7 KV psut être appliquée aux fils da la grilla Gp . Pour résumer le fonctionnement du tube d'imags en couleurs ds la Fig.1, les faisceaux 3^, By at BR convergent sur la grille Gp pour diverger ensuite afin que le faisceau Bg frappe l'é-25 lément luminescent S_ du bleu, que la faisceau B,. frappa l'élé- D V ment luminescent S,, du vert et que le faisceau B frappe l'élé- V K ment luminescent Sn du rouge d'un groupe correspondant à l'ouver turs de la grille. Le balayage de la face de l'écran par las faisceaux est assuré de la façon habituelle, par exemple par la 30 système ds déviation de balayage horizontal at vertical' représenté en tirsts en D et qui reçoit les signaux de balayage horizontal at vertical pour établir l'image totale an couleurs sur l'écran. Comme avec cette combinaison tous les faisceaux passent par la centre optique de ùa lsntills L du canon A les spots 35 formés par les faisceaux sur l'écran luminescent S sont prati-qusment axsmpts dss effets de la coma et/ ou de l'astigmatisme de la lentille principale, d'où il résulte une amélioration de la résolution da l'image an couleurs. La Fig.2 représents à grande échelle la région da la ca-40 thoda du tuba 10 qui comporta les surfaces émettrices d'élsc- 11485 5 2006213 trons dss cathodas Kn, K.,, st K„ dans un olan 21 oerpendiculai- K V D re à l'axs longitudinal du tube. La première grills est aussi dans un plan perpendiculaire 22 à una distance du plan 21. Las trois ouvertures circulaires g1R. get de la grille G^ 5 ont le même diamètre 0^R, 0^ et La seconde grille G^ sst dans un autre plan perpendiculaire 23 à une distance D2 du plan 22. Les trois ouvertures g_w et g ont le même diamètre ZH Z\J Zu 02R' 02V St 02B" Il a été constaté conformément à l'invention que quand uns 10 haute tension est appliquée à l'électrode Gg 1'intensité du champ électrique atteignant la cathode centrale Ky est supérieure à l'intensité du champ électrique atteignant las autres cathodes et que la tension da coupure fan valeur absolue) de la cathode Ky sst supérieure que les tensions ds coupure des au-15 très cathodes et K0. Cette différence des tensions de coupu- D K re provoque les difficultés indiquées ci-dessus, c'est à dire que bien que les tensions des signaux video appliquées aux cathodes K , K., et Kn puissent être choisias pour avoir les mêmss K V D tensions pour produire une image blanche, les tensions des si-20 gnaux video doitent être modifiées les unes des autres d'après les différences des tensions de coupure, en raison de ce déséquilibre . Deux combinaisons sont représentées sur les Fâg,3A et 3B pour obtenir les mêmes caractéristiques de coupure pour las ca- 25 thodes Kn, K., et K„ conformément à l'invention. R V B Dans le cas de la Fig.3A le champ électrique atteignant la cathode K.y à travers l'ouverture g^y ast réduit en choisissant pour le diamètre 0^v de l'ouverture centrale g^y de la prsmière grille G^ plus petit que le diamètre commun at 0^R des au- 30 très ouvertures g^B et g1R de la première grille. La combinaison de la Fig.3B est analogue è celle de la Fig.3A sauf que le diamètre 02V de l'ouverture centrale g2y oe la deuxième grilla G2 sst aussi plus petit que le diamètre des autres ouvertures de la grille. 35 Les Fig.4A, 4B et 4C représentant d'autres combinaisons dans le même but. Dans ces trois combinaisons le diamètra sst le même pour toutes les ouvertures des grilles G^ st G2 mais la distance D. et/ou la distance D„ cour le faiscsau centra 1 [du 1 2 • vert) est supérieure à la distance correspondante pour les au-40 trss faisceaux (du bleu st du rougE) oour égaliser l'intensité 11485 6 2006213 dss champs élactriq-jes -atteignant 13s trois cathodas. □ ans le cas as la F1Ç.4A l'intsnsité du champ élsctriqUi atteignant la cathode centrais sst réduite sn éloignant la Surface émsttrics 15 as cstte cathocjs è uns distance supérieu-5 rs par rapport aux grillss st G^ à la oistancs dss autres cathodes pour qu'il exista uns différence 0 ' ^ . Bien sntendu la cathods K. ss trouve ainsi à uns plus grands distança de l'électrode G . Oans le cas ds la Fig.4B la même résultat est obtenu en 10 emboutissant la plaqua formant la grille G „ pour éloigner cette partis de la grills d'ans distance 0'2 au voisinage de l'ou-verturs centrale y. □ans le cas ae la Fig.4C les caractéristiques das Fig.4A ab 4B sont combinées pour obtenir una réduction enccra supérieu-15 re ds l'intensité du champ électrique à la surface 15 de la cathods K-v. . La Fig.5 représente un exemple spécifique d'un canon selon la présents invention. Lss grilles G^, G2 et Gg sont en aciar inoxydable d'une Épaisseur de 0,2 mm. Les autres dimensions et 20 les tensions appliquées aux grilles sont indiquées sur la Fig.5. La combinaison utilisée pour la Fig.5 sst celle de la Fig.3A. Le diamètre étant de 0,77 mm et celui de la seconde grills c'est à dire étant de 0,8 mm. La Fig.B montre les relations déterminées expérimentale-25 ment entre les différantes tensions observées sur la structure de la Fig.5. Sur la Fig.6 EKco sst la tsnsion de coupure entre la cathods K. et la premiers grills G^ c'est à dire la tension négative devant être appliquée à la grille G^ pour provoquer la coupure de la cathoae st Ec2 sst la tension appliquée à la 30 seconde grille G^. Lss caractéristiques ds coupure des faisceaux latéraux sont représentées par la courbe A sur la Fig.6. La courbe B est la caractéristique ds coupure d'une structure semblabls à celle ds la Fig.5 mais avec las deux diamètres 0^ st 0^y égaux à 35 0,8 mm, c'est à dirs une structure dans laquslla lss diamètres dss ouvertures centrales des grilles st G2 sont égaux à celui des ouvertures latérales. La Fig.6 montre qu'il sxista uns aifférsncs d'environ huit volts entre las caractéristiquas de coupure A et B dans la zone appelés "plage de fonctionnement" Z. 40 Dans le canon représenté sur la Fig.5 ayant une ouverture 69 1148S 7 2006213 centrale de la première grills G^ d'un diamètre 0^y plus petit que le diamètre des autres ouvertures da la grills, la caractéristique de coupure du faisceau central ast représentés par la courbe C. Les différences entre les tensions ds coupure au 5 faisceau central et des faiscsaux latéraus sont tellement faibles qu'elles sont négligeables dans la plage de fonctionnement. Le problème résultant dss tensions ae coupure différentes pour les cathodes est ainsi résolu. Suivant tous les modes de mise en oeuvre ds l'invention 10 la réduction relative du diamètre de l'ouverture st/ou ae l'ouverture g2V (Fig.3A et 36} ou l'augmentation de la distance entre la surface émsttrica 15 de la cathode centrale st de la partie de la grille G^ ayant l'ouverture et/ou de la partie ds la grille G2 ayant l'ouverture g2V servent à réduire 15 relativement l'angls du cône pouvant être projeté par les pourtours des ouvertures vers le centre de la surface 15. Par suite, bisn que le champ électrique établissant la lentille auxiliaire L" (Fig.1) soit le plus intense à l'axe du canon, l'effet ds es champ à la surface 15 de la cathode centrale K.y est réduit pour 28 devenir égal à l'effet des champs aux surfaces 14 at 15 des cathodes latérales et K0. d K Bien entendu, la description qui précède n'est pas limitative, et l'invention peut être mise en oeuvre suivant d'autras variantes, sans que l'on sorte de son cadre. 11485 2006213 " P'EVEÎ'iD ICAT ICK.S 1 . Un canon à élsccrons poyr un tubs a rayons cathodiques è un canon st plusieurs faisceaux caractérisé par plusieurs cathodes pour émettre des électrons aans uns direction prédéterminée, une 5 élactrcd? ds commanda placés à côté des cathodas si;r 1s trajet □es électrons, jn dispositif pour alimenter en énergie électrique cîtte électrods: oe commande et établir un champ électrique autour de cette électrons, et un dispositif pour égaliser l'intensité du champ électrique à chaque cathode. 10 2. Le canon à électrons çslcn la Revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif égalisateur comprend une grille entre les catnoaes et l'électroas ds commande, cette grille comportant une ouverture devant chaque cathooe, st les ouvertures ayant des dimensions différentes. 15 3. Le canon à électrons selon la Revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif égalisateur comprend une disposition pour espacer les cathodes à des distances différentes ds l'électrode de commande. 4. Le canon à électrons selon la Revendication 1 caractérisé 20 en ce que le dispositif égalisateur comprend une grille entre les cathodes et l'électrode ds commande, cette grille ayant une ouverture à côté de chaque cathode et la partie ds la grills voisine d'une des ouvertures étant espacée de l'électrode de commande d'une distance différente ds la distance des autres ouver- 25 tures, par rapport à l'électrode de commande. 5. Le canon à électrons selon la Revendication 1 caractérisé sn ce qu'au moins l'une des cathodas ast à une distance suivant l'axe longitudinal ou canon différents de la distance correspondante d'une autre cathode, et par un dispositif formant bar- 30 rière entre l'électrode de commande et les cathodes pour doser sélectivement -la quantité de flux électrique atteignant les cathodes à partir de l'électrode de commande. B. Le canon à électrons sslon l'une des Revendications 1 et 5 caractérisé sn es qus la barrièr3 est une grille entre lss ca- 35 thodes et l'électrode de commande, cette grills comportant une ouvsrturs à côté de chaque cathods st au moins l'une des cathodes étant situés suivant l'axe longitudinal du canon à une distance différents de la distance correspondante des autres cathodes par rapport à l'électrode ds commande. 40 7. Un canon à électrons pour un tubs àrayons cathodiques à 69 11485 9 2006213 plusisurs faiscsaax caractérisé oar plusieurs cathoass, uns élsc-trcds de commande, uns grills antre l'électrode de commande st lss cathodes at plusisurs ouvertur.-s aans la grilla, chacune à côté d'uns des cathodes dans uns position st avsc uns dimension con-5 vsnables pour égaliser la quantité ds flux élsctriqus atteignant cette cathods à travers cette ouverture à partir d'uns- sobres ds flux électrique situés du côté de la grills opposé à celui dss cathodes. 6. Un canon à élsctrons selon la Revendication 7 caractérisé 10 en ce qu'au moins l'une des cathodss sst situés dans la direction da l'axe longitudinal du canon à une distance différents de la distance correspondants d'une autre cathode par rapport à l'électrode de commande. 9. Ls canon à électrons selon la Rsvendication 7 caractérisé 15 en ce que les ouvsrturss ds la grille n'ont pas toutes la même dimension. 10. Un canon à élsctrons sslon la Revendication 8 caractérisé par trois cathodes, l'une sur l'axs longitudinal du canon et lss deux autres à égale distance ds cet axe. 20 11. Un tube de télévision sn couleurs caractérisé par un canon à électrons ayant trois cathodes sspacées latéralement les unss dss autrss, l'une alignée sur l'axe du tube st lss deux autres sspacées à égale distança de cet axs, uns grille avec dss ouvertures placée sur ls trajet dss électrons, une électrode es forme 25 générale tubulairs entourant le trajet sn amont ae la grille, la grille comprenant une plaqus conductrice avec trois ouvertures, chacune devant la surfacs émsttrice d'uns dss cathodss et l'ouverture situés devant la cathods alignés sur l'axe étant plus petite qus lss ouvsrturss situées devant l?s autres cathodss. 30 12. Un tube de télévision sn coulsurs selon la Revendication 11 caractérisé par une seconde grills parallèle sn aval à la premiers grille, la seconda grille comportant trois ouvsrturss, chacune alignée sur l'une dss trois ouvertures de la première grills, et par un dispositif pour établir sur la seconde grille uns tsn-35 sion sensiblement supérieurs à la tension de la première grills. 13. Ls tubs ds télévision sn couleurs sslon la Revendication 12 caractérisé sn es que la dimension de l'ouverture alignés sur l'axe est telle que les tansions de coupure ds toutes les cathodes soient approximativement lss msmss dans uns plags rslativs-40 ment large dss tensions appliquées à la seconde grills. 11485 13 2006213 14. Un canon à électrons pour jn tube d'image sn couleurs caractérisé par asiix cathodes latérales st uns cathods cantrals entre lss cathodss latérales, lss surfacss smsttrices des cathodss étant disposéss sensiblement sur une rangée po.ur Émettre dss 5 élsctrons dans dss directions générales parallèles, uns première et sine seconds grilles sspacées succsssivsment oans la direction axials à oartir dss surfaces- émettrices st comportant des ouvertures alignées avec ces surfaces pour collimater les électrons émis en formant trois faisceaux d'électrons, des éléments d'une 10 lentille électrostatique disposés axialsmant après la seconds grills pour constituer uns lentille principale de focalisation pour las faiscsaux at pour coopérer avec la seconds grille pour établir un champ électrique définissant une lentille auxiliaire focalisant lss faisceaux dss cathodas latérales par rapport au 15 faisceau de la cathoae centrale pour faire passer tous les faisceaux par le centre de la lentille principale de focalisation, et un dispositif pour égaliser les effets du champ électrique aux surfaces émettrices des cathodes, afin que les tensions de coupure des cathodss soient égalas. 20 15. Un canon à élsctrons selon la Revendication 14 caractérisé en ce qus le dispositif pour égaliser les effets du champ électrique est constitué par au moins une dss ouvertures de la première et de la seconde grilles alignées sur la cathode centrale, cette ouverturs étant plus petite qus les ouvertures de la grille 25 alignées sur les cathodes latérales. 16. Le canon à élsctrons sslon la Revendication 14 caractérisé en ce qus le dispositif pour égaliser les effets du champ électrique est constitué par la surfacs émettrice de la cathods centrale, cetts surface étant s une distance ds l'ouverture alignée 30 d'au moins la premiers ou la ssconds grille supérieure à la distance entre les surfaces émsttrices dss cathodes latérales et les ouvertures corresponaantss dss grillas.