Brevet FR2240524A1 — publié le 19750307

La présente invention se rapporte à un assemblage de canons à électrons à faisceaux multiples pour tubes à rayons cathodiques, et plus particulièrement à un assemblage de ce genre ot-plusieurs canons à électrons sont disposés selon une configuration polygonale. Les assemblages de canons à électrons à plusieurs faisceaux trou- vent différentes applications dans les tubes image couleurs. On décrira ci-dessous un assemblage de canons à électrons sur un tube image couleurs usueL comportant trois canons à électrons disposés en delta. Ce type d'assemblage est généralement appelé assemblage en delta de canons à électrons. Dans les assemblages en delta connus, on dispose trois canons à élec troncs aux sommets d'un triangle équilatéral avec un espacement de 1200. dont- raxe central comcide avec ltaxe du tube image coupleurs, les axes des canons à électrons étant inclinés d'un certain angle relativement à l'axe du tube Image couleurs dans lequel l'assemblage est montrez de manière que les prolongements des axes forment une pyramide régulière dont le sommet est situé sur le masque dlombre. En d'autres termes, les axes des différents canons à électrons ne sont pas parallèles à l'axe du tube image couleurs. Dans le cas dtun tube image couleurs de 50 cm utilisant un angle de déflexion de 110 degrés par exemple, llinclinaison est égale à environ 1 . Cette construction connue présente toutefois les inconvénients suivants. Pour améliorer la qualité de l'image il est nécessaire de réduire llaberration de la lentille focalisatriee principale (lentille électronique) ce qui oblige à augmenter le diamètre de la lentille électronique principale. Toutefois, l'inelinaison des différents canons à électrons empoche une utilisation maximale du diamètre intérieur du col du tube image couleurs de sorte que le diamètre de la grille constituant la lentille électronique principale est limité par llinclinaison. De plus, il est nXcessaire, lors de la fabrication de llassemblage de canons à électrons, que ces canons soient fixés à des supports à perle, avec une précision suffisante pour maintenir l'inclinaison. Une précision médiocre dans la fixation des canons à électrons aux supports à perle entraxe une dégradation de la pureté des couleurs. En conséquence l'inclinaison des canons complique la fabrication des assemblagues Pour éviter ces inconvénients on a déjà proposé une autre solution dans laquelle les canons à électrons sont disposés parallèlement à l'axe du tube image couleurs. Dans cette construction, toutefois, il est nécessaire de prévoir des moyens de convergence distincts comme décrit dans l'exposé du brevet américain 2 803 768 (dans cet exposé les moyens de convergence sont constitués par l'électrode de convergence 22), ce qui entrafne une augmentation du nombre d'éléments et du temps de la fabrication. En conséquence, un but de l'invention est la réalisation d'un assemblage perfectionné de canons à électrons disposés en polygone pouvant etre fabriqué avec une grande précision sans donner lieu à une diminution du pouvoir de résolution. Un autre but de l'invention est la réalisation d'un assemblage en polygone perfectionné de canons à électrons, qui comprend une lentille électro - nique principale de grand diamètre et qui peut ttre mise en action sans avoir recours à des moyens de convergence séparés. L'assemblage selon ltinvention, destiné à un tube à rayons cathodiques, comprend plusieurs canons à électrons munis chacun de plusieurs grilles et disposés selon une configuration polygonale, et est caractérisé en ce que des cathodes sont disposées selon une configuration polygonale avec leurs axes parallèles les uns aux autres, en ce qu'un groupe de plusieurs grilles, orientées dans la direction longitudinale de l'assemblage sont prévues à raison d'un groupe par cathode, en ce que les paires de grilles qui sont le plus proche de l'écran du tube à rayons cathodiques présentent des ouvertures adjacentes pour laisser passer les faisceaux d'électrons et pour former une lentille électronique principale entre elles, en ce que l'ou- verture de l'une des grilles de chaque paire est déportée radialement relativement à l'axe central de l'assemblage, et en ce que des moyens sont prévus pour supporter les cathodes et l'ensemble des grilles. Dans les dessins annexés: la figure l est une vue schématique d'un exemple d'assemblage en delta connu de canons à électrons; la figure 2 est une vue schématique d'un exemple d'assemblage de canons à électrons selon la présente invention; la figure 3 est une forme d'exécution d'un assemblage selon la présente invention dans laquelle la figure 3a est une vue latérale et la figure 3b est une vue frontale; la figure 4a est une vue en coupe longitudinale des grilles représentées à la figure 3; la figure 4b est une vue semblable à la figure 4a dlune autre lentille électronique; la figure 4c est un schéma explicatif dtnne disposition excentrée d'ouvertures de grilles; la figure 4d illustredlfférentes combinaisons de différents types de lentilles;; la figure 5 est une vue latérale d'une autre forme d'exécution d'un assemblage de canons à électrons -selon l'invention; la figure 6 est une vue en perspective montrant la disposition des ~grilles de l'assemblage de canons à électrons de la figure 5; la figure 7a illustre la disposition excentrée des ouvertures des grilles représentées à la figure 6; et la figure 7b est une vue en coupe partielle selon la ligu Vil-VIl de la figure 7a Dans l'assemblage connu de canons à électrons représenté à la figure 1, trois canons 1, 2 et 3 sont disposés selon une configuration en triangle équilatéral, avec un espacement de 120% les axes des canons à électrons o étant inclinés à environ 1 relativemett à ltaxe du tube image couleurs dans lequel est monté l'assemblage, de manière que les prolongements R des axes constituent une pyramide régulière dont le sommet est situé sur le masque d'ombre non représenté. L'assemblage de la figure 2 comprend aussi trois canons à électrons, 4, 5 et 6, disposés selon une configuration en triangle équilatéral, avec un espacement de 120 , mais les axes sont parallèles à l'axe Ô du tube à rayons cathodiques. Comme représenté schématiquement aux figures 3a et 3b, l'assemblage 7 (du type bipotentiel) comprend trois canons à électrons disposés en delta. Chaque canon comprend une cathode K, une première grille G1, une seconde grille G2, une troisième grille G3 et une quatrième grille G4, toutes c ces grilles étant orientées longitudinalement. Cette cathode et ces grilles sont fixées à un bourrelet en verre 9 par des supports 8. Comme représenté à la figure 4a, les première et seconde grilles G1 et G2 sont en forme de coupes et présentent des ouvertures dans leurs faces terminales adjacentes. La troisième grille G3 fonctionne comme électrode focalisatrice et les faces terminales adjacentes des-troisième et quatrième grilles G3 et G4 forment une lentille électronique principale destinée à assurer la convergence du faisceau électronique. Selon un mode de fonctionnement de l'assemblage en delta des canons à électrons, la première grille G1 reçoit un potentiel négatif relativement à la cathode K, la seconde grille G2 reçoit un potentiel compris entre 200 et 400 volts pour arracher les électrodes à la cathode, et la troisième grille G3 reçoit un potentiel compris entre 4 et 5 kV tandis que la quatrième grille G4 reçoit un potentiel compris entre 20 et 27 kV pour faire converger le faisceau électronique sur un masque d'ombre. Etant donné la différence des potentiels appliqués aux troisième et quatrième grilles, il se forme une lentille électronique principale entre celles-ci. Les troisième et quatrième grilles G3 et G4 présentent des ouvertures x et y dans leurs faces terminales adjacentes pour laisser passer un faisceau électronique de section circulaire. Comme représenté à la figure 4c, l'ouverture y de la grille G4 est déportée radialement à l'axé O relativement à l'ouverture correspondante x de l'autre grille G3, les deux grilles constituant ainsi la lentille électronique principale. De façon plus précise, l'ouverture y de la quatrième grille G4 est déportée radialement relativement à l'axe central O de manière que le centre yl de couverture y soit distante radialement de h relativement au centre xl de l'ouverture x. Grâce à cette construction, lorsque des potentiels déterminés sont appliqués aux troisième et quatrième grilles G3 et G4, la lentille électronique principale formée entre ces grilles adjacentes est inclinée comme représenté en traits interrompus à la-figure 4a pour assurer la convergence du faisceau électronique. Dans ce cas, le faisceau électronique E ayant passé à travers la quatrième grille G4 est déflecté-en sens opposé au départ de ltouverture y de la quatrième grille.Ainsi, étant donné que la convergence du faisceau électronique est assurée par des canons à électrons dont les axes sont parallèles, les difficultés rencontrées avec les constructions connues décrites ci-dessus peuvent être évitées, c'est-à-dire que le diamètre de la grille destinée à former la lentille électronique principale peut wetre maximisé ce qui permet d'obtenir un pouvoir de résolution élevé et une grande pureté d'image. Dans la variante illustrez aux figures 5, 6 et 7 les références 9, G1 et G2 représentent un bourrelet de verre, une première grille et une seconde grille respectivement comme dans la première forme d'exécution et ces organes sont disposés de la moeme manière qu'à la figure 3a. G30 et G40 représentent des grilles propres à cette forme d'exécution. Ainsi, la grille G30 correspond à un assemblage unitaire des grilles G3 des canons à électrons 4, 5 et 6 recevant le même potentiel. De façon plus précise et comme représenté aux figures 6a et 6b, la grille G30 comprend un prisme régulier creux ou colonne présentant trois ouvertures M disposées selon un triangle équilatéral et pratiquées à travers chacune des faces terminales. Les trois ouvertures M prévues dans l'une des faces terminales S du prisme sont disposées en regard de la seconde grille de chacun des canons à électrons. De même, la grille G40 correspond à un assemblage unitaire des quatrièmesgrilles des trois canons à électrons qui reçoivent le meme potentiel. Comme représenté à la figure 6c, la grille G40 comprend un prisme régulier creux présentant trois ouvertures 1 pratiquées dans une de ses faces terminales. La position relative des ouvertures l et m pratiquées dans les faces terminales adjacentes des grilles G30 et G40 est déterminée de la fa çon suivante.Comme représenté aux figures 7a et 7b, chaque ouverture l de la quatriémegrille G40 est déportée radialement vers l'extérieur relativement à l'axe central O et à l'ouverture m correspondante de la troisième grille G30. En dtautres termes, le centre Il de chaque ouverture l est dé calé radialement vers ltextérieur du centre ml de l'ouverture m, d'une distance h. Dans cette construction et de la même façon que -décrit plus haut à propos de l'assemblage illustré aux figures 3 et 4, lorsque lton applique des potentiels déterminés, une lentille électronique principale est formée entre les ouvertures m et 1 des grilles adjacentes G30 et G40.Entant donné que la position relative des ouvertures m et l est choisie comme décrit ci-dessus, la lentille électronique principale est tournée de manière à faire converger le faisceau électronique sortant du cté de la première grille G1. Gracie à cette variante de llassemblage, il est possible de faire converger de façon efficace le faisceau électronique tout en conservant les axes des canons à électrons parallèles, ce qui élimine les difficultés rencontrées dans les constructions connues, notamment la diminution du diamètre de la lentille électronique principale ainsi que les difficultés suivantes.De façon -plus précise, étant donné que les trois grilles soumises à un même potentiel sont construites sous forme unitaire, non seulement on simplifie la fabrication mais les ouvertures peuvent ttre pratiquées à proximité de l'axe central. En conséquence il est possible de miniaturiser l'assemblage . Les expériences réalisées avec cette forme d'exécution ont donné les résultats suivants. Lorsque le diamètre des ouvertures m de la grille G30 était de 6, 6- mm, celui des ouvertures 1 de la grille G40 de 8, 0 mm, et le décalage entre les centres de ces ouvertures de 0, 2 mm, on a obtenu des caractéristiques de convergence extremement satisfaisantes. Bien que l'on ait décrit l'invention dans le cas d'un assemblage de canons à électrons du type bipotentiel, il est clair que l'invention peut éga lement etre appliquée à un assemblage de canons à électrons du type unipotentiel. Dans un système de lentille unipotentiel, et comme représenté à la figure 4b, on ajoute une grille G4a et la lentille électronique principale est formée par la coopération de la troisième grille G3 avec les grilles G4 et G4b lorsqu'une tension appropriée est appliquée à ces grilles, par exemple un potentiel de 20 à 27 kV à la grille G3, le potentiel de référence à la grille G et un potentiel compris entre 20 à 27 kV à la grille G4b.En déportant 4? 11 ouverture y de la grille G4ba située en regard de l'ouverture x de la grille G4, radialement vers l'extérieur relativement à l'axe des grilles, on peut former une lentille électronique principale, capable de faire converger le faisceau électronique E à l'emplacement de la grille Gt comme représenté en traits mixtes. De plus, dans le cas où ron utilise une combinaison de plusieurs systèmes de lentilles pour ltassemblage de canons à électrons, la construction selon l'invention peut store appliquée à un système de lentilles disposé le plus près de l'écran du tube à rayons cathodiques. Une telle combinaison est représentée à titre d'exemple à la figure 4d où l'indice de référence B représente un système de lentilles bipotentiel et U un système de lentilles unipotentiel. Bien que, dans ce qui précède, les formès d'exécution ont été décrites dans le cas d'un assemblage de canons à électrons disposés en delta il est clair que l'invention s'applique de façon générale à tout assemblage de canons à électrons disposés en polygone. De plus, bien que les troisièmesgrilles fonctionnant au m & e potentiel et les quatrième;griJles fonctionnant également au meme potentiel sont combinées sous forme unitaire, il est clair que l'invention n'est pas limitée à ces combinaisons mais peut également être appliquée à des combinaisons d'autres grilles fonctionnant à un même potentiel. Ainsi Invention prévoit un assemblage perfectionné de canons à électrons dont la lentille électronique principale est dtun diamètre plus grand et qui peut litre fabriquée avec une grande précision ce qui permet d'améliorer le pouvoir de résolution de limage reproduite. De plus, la construction de ltassemblage de canons à-électrons peut être simplifiée et miniaturisée. REVENDICATIONS l. Assemblage de canons à électrons, pour tube à rayons cathodiques, caractérisé en ce. qu'un ensemble de plusieurs canons à électrons, comprenant chacun un ensemble de plusieurs grilles, sont disposés selon une configuration polygonale avec leurs axes parallèles, et en ce que, dans chacun des canons, llaxe d'une lentille électronique la plus proche de 11 écran du tube à rayons cathodiques est incliné relativement à l'axe du canon à électron s. 2. Assemblage selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit ensemble de plusieurs grillescomprend un ensemble de plusieurs systèmes de lentilles électroniques en combinaison et en ce que ladite grille du dernier étage est comprise dans l'un dudit ensemble de plusieurs systèmes de lentilles électroniques ceci dans le plus proche voisinage de l'écran dudit tube à rayons cathodiques. 3. Assemblage de canons à électrons du type dans lequel un ensemble de plusieurs canons à électrons, comprenant chacun un ensemble de plusieurs grilles, sont disposés selon une configuration polygonale, caractérisé en ce qu'il comprend des cathodes disposées selon une configuration polygonale et dont les axes sont parallèles, une grille creuse en forme de colonne constituée en combinant, sous forme unitaire, un ensemble de plusieurs grilles dudit ensemble de canons fonctionnant à un même potentiel des moyens pour supporter les cathodes et les grilles creuses, et en ce qu'une extrémité de la grille en forme de colonne présente des ouvertures destinées à livrer pas sage aux faisceaux électroniques en des parties correspondant aux cathodes disposées en configuration polygonale. 4. Assemblage selon la revendication 3, comprenant une paire de ces grilles creuses en forme de colonne qui sont espacées de manière à former des lentilles électroniques principales entre elles, et en ce que les ouvertures de l'une des grilles sont déportées radialement par rapport à l'axe central de l'assemblage des canons à électrons relativement aux ouvertures correspondantes de l'autre grille.