Brevet FR2234653A1 — publié le 19750117

La présente invention concerne un procédé de balayage télévision d'un écran à pénétration polychrome et un dispositif de mise en oeuvre de ce procédé. t'expression balayage télévision est employée pour désigner tout mode de balayage séquentiel non aléatoire. Dans ltétat actuel de la technique, les tubes de télévision couleur les plus connus sont les tubes à masque perforé (shadow mask). Dans ce type de tube,ltécran est constitué par la juxtaposition de grains de différentes couleurs disposés de sorte que des faisceaux d'électrons issus de différents canons à électrons, atteignent respectivement les grains d'une couleur grâce à l'emploi d'un masque perforé masquant les grains d'autres couleurs, Ces tubes présentent trois inconvénients essentiels. ta définition est limitée, cette première limitation étant due au masque et à la nature de l'écran lui-mme. La luminance est faible, ce mauvais rendement est da à la présence du masque qui intercepte environ 85 % du courant de faisceau et empoche une bonne brillance.Les perforations du masque peuvent apparartre sur l'image à la suite de phénomènes de battement entre défilement d'images. Et, quatrième inconvénient, ces tubes sont relativement fragiles en raison de l'existence du masque perforé et ils ne peuvent pas être utilisés dans des enceintes soumises à des chocs mécaniques outhermiques ouà is Mbrationsearaison du uRratkns du masque perforé qui en résultent. Pour pallier ces inconvénients, on a développé dans l'art antérieur des tubes dits à pénétration. L'écran de ces tubes est composé de couches successives de matériaux électroluminescents séparés par des couches barrière. Si on excite un tel écran par des électrons aceélérés, la couche qui sera atteinte par le faisceau d'électron sera fonction de la tension d'accélération de ces électrons. On pourra donc exciter soit la première couche seule, soit cette couche et une ou plusieurs autres couches, selon la tension d'accélération choisie.L'utilisation de tels tubes à pénétration est Jusqu'à présent pratiquement limitée à l'affichage de caractères, symboles, etc. en balayage dit cavalier, c' est-à-dire que le spot lumineux est positionné à un endroit de l'écran où doit apparattre un caractère, et décrit ce caractère avec une première couleur uniforme, puis est positionné ensuite sur un autre endroit de écran où doit apparattre un autre caractère et décrit cet autre caractère éventuellement avec une couleur différente. Cette limitation de 11 emploi des tubes dits à pénétration au balaya ge cavalier est due au fait que, dans 1'état actuel de la technique, la variation de tension d'accélération des électrons nécessaire pour passer d une gamme de couleur à une autre est de l'ordre de grandeur de quelques kilovolts (par exemple de 6 à 12 kilovolts). Pour passer d'une couleur à une autre, il faut procéder par commutation de la haute tension d'accélération. La commutation rapide des tensions élevées pose des problèmes de puissance; de plus,pour une commutation de l'ordre de la dizaine de kilovolts,il faut compter un temps de l'ordre de la dizaine de microsecondes.Cette durée est inadmissible par rapport au temps de balayage d'une ligne en balayage télévision classique qui est de 64 microsecondes.D'autre part,il est nécessaire de modifier les amplitudes de balayage en fonction de la racine carrée de la haute tension d'accélération,pour linéarise et conserver les amplitudes de ce balayage. En conséquence, un objet de la présente invention est de prévoir un procédé permettant un balayage séquentiel d'un écran à pénétration de façon à réunir les avantages des écrans à pénétration et du mode de balayage habituellement utilisé avec les tubes à masque perforé. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un procédé ne nécessitant pas la commutation rapide de la haute tension. Un autre objet de la présente invention est de prévoir un dispositif mettant en oeuvre ce procédé. Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres de la présente invention, on prévoit un dispositif de télévision couleur come prenant un écran du type dit à pénétration et plusieurs moyens de source d'électrons contrôlés,dont chacun comprend notamment un canon à électrons,des moyens-de contre d'intensité du faisceau électronique émis par le canon à électrons et des moyens de déflexion pour positionner un faisceau sur l'écran, le nombre de ces moyens de sources étant égal au nombre de couches séparées par des barrières d'arrEt. Ces obJets et ces caractéristiques ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés de façon détaillée dans la description suivante, faite essentiellement en prenant exemple des tubes nichromes, en relation avec les dessins ci-Joints dans lesquels La figure l représente schématiquement un tube à pénétration de type classique; Les figures 2a > 2b, 2c représentent des modes de réalisation d'écran de tube à pénëtration; La figure 3 est une courbe caractéristique luminancehaute tension pour un tube à pénétration du chrome de couleur de base rouge et vert; et La figure 4 représente un mode de réalisation de la présente invention dans le cas d'un tube dichrome. La figure 1 représente schématiquement un tube de télévision à pénétration classique. Un tel tube camprend un moyen de source d'électrons contrôlés qui comprend un canon à électrons 1 auquèl est appliquée une haute tension négative qui sert de signal de chrominance; un moyen de contrôle d'intensité du faisceau électronique 2 qui reçoit un signal de luminance; et des moyens de déflexion classique 3 qui servent au balayage. L'écran 4 est un écran à pénétration qui sera décrit ci-après et qui est relié à la masse. La figure 2 est une vue en coupe donnant trois modes de réalisation d'écran de télévision à pénétretics dtcOrmme. Dans la figure 2a, derrière l'écran transparent 21, sont disposées successivement une première couche-de poudre électroluminescente 22, par exemple un phosphore vert, puis une couche barrière 23 et une deuxième couche de poudre électroluminescente 24, par exemple un phosphore rouge. D'après le mode dé réalisation de la figure 2b, des grains de phosphore vert 22 enrobés d'une couche barrière 23 mélangés à des grains de phosphore rouge 24 sont déposés sur l'écran transparent 21. D'après un troisième mode de réalisation représenté en figure 2c, on dépose sur l'écran 21 des grains de phosphore vert enrobés d'une couche barrière puis d'une couche de phosphore rouge 24. En conséquence, suivant la vitesse des électrons incidents sur l'écran, les grains de phosphore rouge, ou les grains de phosphore rouge et les grains de phosphore vert après traversée de la couche barrière, sont excités. La figure 3 représente deux courbes donnant la luminance t des grains de phosphore rouge et vert respectivement en fonction de la haute tension V d'accélération des électrons qui est appliquée aux canons à électrons. La courbe 31 donne la luminance des grains de phosphore rouge en fonction de la tension d'accélération des électrons d'excitation. Cette courbe passe par un maximum et décroît.La courbe 32 donne la luminance pour les grains de phosphore vert en fonction de la tension d'accélération des électrons d'excitation.Cette luminance reste nulle jusqu'à ce queles électrons aient une énergie suffisante pour traverser la couche barrière.Elle augmente ensuite très rapidement.I1 est donc possible suivant la tension d'excitation d'obtenir sur l'écran des teintes colorées a-llant du rouge au vert en passant par les couleursintermé diaires et notamment l'orange et le jaune.Pour donner un ordre de grandeur pratique,dans un mode de réalisation préféré;lorsque les faisceaux d'électrons sont accélérés sous une tension de 6 à 7 kilovolts, seule la première couche (rouge) est atteinte,la deuxième couche (vert) étant protégée par la couche barrière;;pour une tension de 8 à 9 kilovolts,la deuxième couche verte commence à astre excitée et l'on obtient une couleur orange; pour une tension de l'ordre de 10 à 11 kilovolts,on obtient une couleur jaune;pour une tension supérieure à 12 kilovolts on obtient une couleur-verte,la contribution du rouge devenant relativement négligeable. En conséquence,en revenant à la figure l,pour modifier la couleur en deux points successifs de écran au cours d'un balayage il faut modifier la tension d'accélération des .électrons,donc la tension- du canon 1, cette tension servant de commande de chrominance. Pour passer dtun point rouge à un point vert,il faudra un temps de l'ordre de 10 mierosecondes.Ce temps est incompatible avec le bala yage type télévision classique;en conséquence,deux applications ont été faites de ces tubes à pénétration.D'une-part,la tension d'accélération était modifiée entre deux trames successives;;il était ainsi effectué successivement des balayages de trames de couleur différen te,D'autre part, ces tubes à pénétration étaient utilisés pour l'affichage de symboles ou de signes numériques ou alphabétiques de couleur différente,en balayage cavalier.Une tension d'accélération ctest-à-dire une couleur était choisie,et et ensuite la forme du symbo- le ou du signe était tracée sur l'écran.Après modification éventuelle de la tension d'accélération un autre symbole ou signe était tra cé sur ltécran.Consécutivement aux traces des symboles ou caractères par les balayages X et Y le faisceau d'électrons doit être débloqué. La figure 4 représente un mode de réalisation de la présente invention dans lequel la commande de chrominance n'est plus effectuée par modification de la tension d'accélération. I1 est prévu un écran 4 analogue aux écrans représentés dans les figures 2a, 2b, 2c. Cet écran est à un potentiel V1. Deux moyens de sources d'électrons contrôlés comprenant respectivement des canons à électrons 41 et 42, des moyens de contrôle de débit d'électrons 43 et 44, et des moyens de déflexion 45 et 46 permettent d'envoyer deux faisceaux d'électrons 47 et 48 qui convergent en un mSme point de l'écran, et restent confondus au cours du balayage.La différence de potentiel entre le premier canon et l'écran est telle que la couche barrière est traversée et que les grains de phosphore vert sont intensément luminescents, la couleur résultante sur l'écran étant une couleur verte. La différence de potentiel entre le deuxième canon et l'écran est telle que la couche barrière n'est pas traversée mais que les grains be phosphore rouge sont eux excités, donnant ainsi une teinte rouge sur l'écran. Ces différences de potentiel sont maintenues fixes. L'une des éleetrodes, par exemple celle connectée au deuxième canon à électrons peut astre reliée à la masse.En conséquence, pour faire varier la couleur d'un point de l'écran on n' agira plus sur les hautes tensions appliquées au canon, mais sur les signaux appliqués aux moyens de contrôle 43 et 44 de façon à régler l'intensité respective des deux faisceaux d'électron et en conséquence la couleur résultante sur l'écran ainsi que la luminosité. Les inconvénients de la commutation rapide de très haute tension n'existent donc plus, et un balayage de télévision classique peut être assuré. Dans un autre mode de réalisation perfectionné de la présente invention, il est prévu une fenAetre optique 50 placée entre les canons à électrons. En raison de la disposition excentrée de ces canons à électrons, cette fenêtre peut occuper une position centrale; il est donc possible de projeter simultanément sur cran une image optique qui se superpose à l'information vidéo. L'avantage essentiel de la position centrale de cette entre optique est qu'il n'y a pas de distorsion sur cette image. On a décrit ici un mode de réalisation préféré de la présente invention dans lequel on utilise un écran comportant une couche barrière et deux types de couches électroluminescentes. Un tel procédé peut, de façon évidente pour l'homme de l'art, autre utilisé avec un écran comportant plusieurs couches électroluminescentes de couleur différente séparées par des couches barrière en particulier la présente invention s'applique à la trichromie. La présente invention fournit un procédé de balayage séquentiel d'un écran à pénétration polychrome comprenant N ensembles de grains électroluminescents séparés par des ensembles barrière qui s'opposent au passage des électrons, dans lequel N faisceaux d'électrons d'accélération déterminée sont prévus, chaque accélération étant choisie pour exciter un ensemble déterminé de ces N ensembles. Dans un tel procédé, il est envisagé que les N faisceaux d'électrons convergent en un meme point de l'écran et que le balayage s'effectue en conservant cette convergence.Pour la mise en oeuvre de ce procédé, il est prévu un dispositif, utilisant un écran à pénétration comportant N ensembles de grains électroluminescents sépares par des ensembles barrière qui s'opposent au passages des électrons, et comprenant N moyens de source d'électrons con tôlés munis respectivement de moyens de contrôle d'intensité et de moyens de déflexion pour effectuer un balayage, dans lequel la différence de potentiel entre chacun des N canons à électrons et l'écran est déterminé de façon que chacun des N faisceaux d'électrons résultant atteigne un ensemble déterminé de ces N ensembles de grains électroluminescents séparés par des couches barrière. Les N moyens de déflexion associés aux N canons à électrons sont interconnectés de façon que les N faisceaux à électrons convergent en un même point de l'écran et des circuits de correction sont prévus de façon que ces faisceaux restent convergent en un m8me point au cours du balayage et que ce balayage puisse s'effectuer sans distorsion. ta présente invention n'est -pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaitront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Procédé d'affichage par balayage télévision d'un écran à pénétration polychrome comprenant N ensembles de grains électroluminescents séparés par des ensembles barrière qui s'op posent- au passage des électrons, caractérisé en ce outil consiste à prévoir N faisceaux d'électrons d'accélération déterminée, chaque accélération étant choisie pour exciter un ensemble déterminé de ces N ensembles de grains électroluminescents. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les N faisceaux d'électrons convergent en un meme point de l'écran et que le balayage s'effectue en conservant cette convergence. 3 - Dispositif d'affichage par balayage séquentiel d'un écran à pénétration comportant N ensembles de grains électroluminescents séparés par des ensembles barrière qui stopposent au passage des électrons, caractérisé en ce qu' il comprend N moyens de source d'électrons contrôlés munis respectivement de moyens de con trale d'intensité et de moyens de déflexion pour effectuer un balayage, dans lequel la différence de potentiel entre chacun des N canons à électrons et l'écran est déterminée de façon à ce que chacun des N faisceaux d'électrons résultants atteigne un ensemble déterminé des N ensembles de grains électroluminescents séparés par les couches barrière , d'où il résulte que l'impact de chacun de ces N faisceaux sur l'écran correspond à une couleur prédéterminée. 4 - Dispositif d'affichage par balayage séquentiel selon la revendication 3, caractérisé en ce que les N moyens de déflexion associés au N canons à électrons sont interconnectés de façon que les N faisceaux d'électrons convergent en un meme point de l'écran et outils restent convergents en un même point au cours du balayage. 5 - Dispositif d'affichage par balayage télévision couleur selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'écran comporte un ensemble de grains de phosphore rouge et un ensemble de grains de phosphore vert protégés par un ensemble barrière et en ce qu'il comprend deux ensembles séparés de canons à électrons, de moyens de contrôle d'intensité du faisceau d'électrons et de moyens de déflexion , la tension d'accélération des électrons dans le premier canon étant choisie de façon à ce que seuls les grains de phosphore rouge soient excités, et la tension d'accélération-du deuxième canon à électrons étant choisie de sorte que les grains de phosphore vert soient également excités et ce de façon intense. -6 - Dispositif d'affichage par balayage télévision- cou- leur selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'xi moyen de fenêtre optique est placé entre les canons à électrons, dans l'axe de écran, d'où il résulte la possibilité de projeter sur cet écran, une image optique sensiblement dépourvue de distorsions, qui peut se superposer à l'image représentant le signal vidéo.