Brevet FR2219519A1 — publié le 19740920

La présente invention a pour objet un dispositif à canons à électrons et plus particulièrement un dispositif utilisé dans un tube à images en couleurs pour constituer une lentille électrostatique assurant la convergence. Dans les dispositifs à trois canons à électrons utilisés dans les tubes à images en couleurs, les trois canons émettent des iais- ceaux électroniques utilisés chacun pour reproduire une image en une des couleurs originales, ces trois canons étant disposés en triangle et inclinés d'environ 10 relativement à l'axe du tube. En d'autres termes, les axes des trois canons correspondent aux trois cotés d'une pyramide triangulaire dont le sommet se situe au centre de l'écran fluorescent du tube afin drempecher une altération des couleurs de l'image reproduite. tes trois canons peuvent aussi etre disposés en ligne, deux de leurs axes correspondant aux cotés d'un triangle équilatéral dont le sommet est-situé au centre de l'écran fluorescent et l'un des axes correspondant à une normale abaissée du sommet sur la base du triangle. Dans chaque cas il est nécessaire de construire des électrodes longues et de grand diamètre si l'on veut reproduire des images de bonne qualité et de grande finesse.Dans ces constructions, la distance entre la paroi intérieure du col et le dispositif à canons à électrons va en décrois- sant vers la cathode, ce qui augmente les capacités parasites et les risques d'allumage d'arcs. Pour éliminer ces inconvénients, on a proposé un dispositif à canons à électrons dans lequel les différents canons sont disposés parallèlement à l'axe du tube ce qui augmente l'espace entre la paroi intérieure du col et les canons à électrons, des moyens étant prévus pour faire converger les trois faisceaux d'électrons vers un seul point de l'écran fluorescent. De façon plus précise, l'anode et I'électrode de focalisation de chacun des canons sont fabriquées de manière à présenter une surface terminale inclinée et elles sont alignées de manière que les surfaces terminales inclinées soient opposées afin que la lentille électrostatique formée entre ces électrodes fassent un angle déter- miné avec l'axe du tube. Dans cette construction toutefois, le fait que les surfaces terminales des électrodes opposées coopérant ensemble pour former la lentille électrostatique ne sont pas symétriques relativement aux axes de I'électrode, conduit inévitablement à une altération accrue du système à lentilles électrostatiques, ce qui provoque une tendance à l'astigmatisme. En conséquence, après leur passage à travers la lentille électrostatique, la forme de la section des faisceaux électroniques émis par les cathodes n'est plus un cercle parfait ce qui abime considérablement l'image reproduite sur lté- cran fluorescent. Un but de l'invention est 11 établissement d'un dispositif à canons à électrons perfectionné destiné à être utilisé dans un tube à images en couleurs de grande finesse. Un autre but de l'intention est l'établissement d'un dispositif à canons à électrons comprenant trois canons parallèles disposés sur un triangle et qui n'augmente pas la capacité parasite entre le dispositif à canons à électrons et la paroi intérieure du col renfermant le dispositif et ne provoque aucun allumage d'arc. Un autre but de l'invention est l'établissement d'un dispositif à canons à électrons perfectionné qui comprend trois canons à électrons parallèles et disposés en ligne, ce dispositif présentant un grand pouvoir de résolution et ne provoquant aucune augmentation des capacités parasites entre le dispositif et la paroi intérieure du col renfermant ce dispositif et ne provoquant aucune tendance d'allumage d'arc. Selon une forme d'exécution, il est prévu un dispositif à canons à électrons destiné à être utilisé dans un tube à images en couleurs, comprenant un ensemble de canons à électrons disposés parallèlement les uns aux autres sur un triangle, chaque canon étant pourvu d'un ensemble d'électrodes dont une électrode de focalisation et une anode qui coopèrent ensemble pour former des moyens faisant converger un faisceau électronique en un point de l'écran fluorescent du tube à images, caractérisé en ce que ladite électrode de focalisation présente une perforation de forme elliptique pour le passage du faisceau, l'axe secondaire de la perforation elliptique étant perpendiculaire à l'axe du tube à images en couleurs. Selon une autre forme d'exécution, il est prévu un dispositif à canons à électrons destiné à etre utilisé dans un tube à images en couleurs, comprenant un ensemble de canons à électrons disposés parallèlement les uns aux autres dans un plan commun, chaque canon étant pourvu d'un ensemble (l'électrodes dont une électrode de focalisation et une anode, tous les canons sauf celui situé sur l'axe du tube étant pourvus de moyens ménagés entre l'électrode de focalisation et l'anode pour faire converger son faisceau électronique en un point de l'écran fluorescent du tube à images en couleurs, caractérisé en ce que l'électrode de focalisation de chacun des canons pourvus desdits moyens pour faire converger le faisceau électronique présente une perforation de forme elliptique à travers laquelle passe le faisceau électronique, l'axe secondaire de la perforation elliptique étant perpendiculaire à l'axe du tube à images en couleurs. Au dessin annexé donné à titre d'exemple : la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif à canons à électrons en triangle de type connu; la figure ? est une vue schématique d'un dispositif à canons à électrons en triangle de type connu et pourvu de moyens pour faire converger les faisceaux; les figures 3a et 3b sont des vues schématiques montrant la lentille électrostatique formée par les moyens faisant converger les faisceaux et représentée à la figure 2; la figure 4 est une vue schématique d'une coupe à travers un faisceau électronique traversant la lentille électrostatlque représentée à la figure 3; ; la figure 5 montre une première forme (l'exécution d'une électrode de canon à électrons pour un dispositif selon l'invention, la figure 5A illustrant une vue en baut et la figure 5B illustrant une vue latérale de I'électrode; la figure 6 est une vue en coupe d'un faisceau électronique ayant passé à travers l'électrode représentée à la figure 5, ceci avant et après le passage à travers la lentille électrostatique; la figure 7 est une vue schématique d'une autre forme d'exécution d'une électrode de canon à électrons pour un dispositif selon l'invention; la figure 8 est une vue semblable à la figure 6 et montrant des coupes à travers un faisceau électronique ayant passé à travers l'électrode représentée à la figure 7;; la figure 9 est une vue schématique d'un dispositif à canons à électrons où ces derniers sont en ligne et de type connu; la figure 10 est une vue schématique d'un dispositif à canons à électrons où ceux-ci sont en ligne et de type connu, des moyens étant prévus pour faire converger les faisceaux électroniques. te dispositif à canons à électrons en triangle de type connu, représenté schématiquement à la figure 1, comprend trois canons 1, 2 et 3 qui sont espacés de 1200 de manière à former un triangle ré gulier. Les axes des trois canons sont inclinés de 10 sur l'axe du tube de manière à former une pyramide triangulaire dont le sommet se situe sur une électrode de sélection de couleurs, par exemple un masque 4, ce point correspondant au centre de l'image reproduite. Les faisceaux électroniques émis des trois canons passent à travers sne perforation pratiquée dans le masque 4 puis viennent frapper un écran fluorescent 5 où ils reproduisent une image. Dans cette construction toutefois, on a, pour augmenter la finesse de l'image, augmenté la longueur axiale des canons à électrons de meAme que le diamètre de l'électrode tubulaire du dispositif à canons à électrons. Pour cette raison, le dispositif à canons à électrons se rapproche de la paroi intérieure du col ou vient en contact avec celle-ci, ce qui augmente la capacité parasite et les risques d'allumage d'arc La forme d'exécution représentée à la figure 2 a pour but d'éliminer ces inconvénients. Bien que non représenté, il est prévu un autre canon à électrons derrière le canon inférieur de sorte que le dispositif comprend trois canons parallèles disposés en triangle. Chaque faisceau électronique 7 émis par une cathode 6 traverse successivement une première grille 8, une seconde grille 9 et une troisième grille 10 (appelée ci-dessous électrode de focalisation) puis le faisceau est colimaté par une lentille électrostatique 12 constituée par l'électrode 10 et l'anode 1l ceci afin de former une image sur l'écran fluorescent 5. Comme décrit plus loin, les surfaces terminales opposées de l'électrode de focalisation 10 et de l'anode 11 sont inclinées pour former un angle déterminé avec l'axe du tube de sorte que la lentille électrostatique formée entre ces électrodes est inclinée par rapport à l'axe 13 du tube de couleur.Etant donné que de cette façon les surfaces terminales opposées de l'électrode de focalisation 10 et de l'anode 1l ne sont pas perpendiculaires à l'axe du tube 13, le faisceau électronique 7 est dévié dans une direction. En raison de cette déviation, les trois faisceaux électroniques 7 convergent en un point de l'écran fluorescent en provoquant une convergence statique. La figure 3 illustre le fonctionnement de la lentille électrostatique comprenant les moyens décrits ci-dessus pour faire converger le faisceau électronique. Dans la disposition représentée à la figure 3a, les espaces entre les extrémités supérieures et entre les extrémités inférieures des surfaces terminales inclinées opposées de l'électrode de focalisation 10 et de l'anode ll ne sont pas égaux tandis que dans la disposition représentée à la figure 3b les deux surfaces terminales sont parallèles l'une à l'autre et inclinées du meme angle relativement à l'axe du tube 13. Dans chaque cas, le faisceau électronique 7 est dévié vers le bas.Grâce à ces dispositions et étant donné que la lentille électrostatique 12 est inclinée relativement à l'axe du tube 13, la manière dont se produit la focalisation du faisceau varie suivant la position et le diamètre du faisceau électronique 7 pénétrant dans la lentille électrostatique. Pour cette raison, la section transversale du faisceau avant son entrée dans la lentille électrostatique est parfaitement circulaire comme représenté en 14 tandis qu'après son passage à travers la lentille elle présente la forme elliptique 15. tes figures 5 et 6 illustrent la construction et le fonctionnement d'une forme d'exécution du dispositif à canons à électrons selon l'inventionO Comme représenté à la figure 5A, au lieu d'une ouverture circulaire ctest une ouverture elliptique 16 qui est prévue dans la plaque inférieure de l'électrode de focalisation 10 pour laisser passer le faisceau électronique.De façon plus précise, l'axe principal de la perforation elliptique 16 est perpendiculaire à l'axe principal d'un faisceau elliptique venant frapper l'écran fluorescent (voir ellipse 15 à la figure 4). Grâce à cette construction et à l'ouverture elliptique 16, la section transversale du faisceau électronique est elliptique comme représenté en 17 avant de pénétrer dans la lentille électrostatique 12. Lorsqu'iL traverse la lentille électrostatique, le faisceau électronique est soumis à l'action de l'astigmatisme de sorte que les effets de la perforation elliptique et de l'astigmatisme se compensent en donnant au faisceau électronique venant frapper 11 écran une forme sensiblement circulaire ce qui augmente la qualité de l'image reproduite. La figure 7 illustre une variante du canon à électrons. Dans > cette variante, la partie cylindrique 21 de l'électrode de focalisation 10 est construite de manière à présenter une section transversale sensiblement elliptique dans un plan perpendiculaire à l'axe de l'électrode, ce qui a pour effet de créer un champ qui n'est pas symétrique relativement à l'axe de l'électrode. Ainsi, le faisceau électronique est déformé dans une direction perpendiculaire à la direction de la déformation provoquée par l'astigmatisme introduit par la lentille électrostatique. La disposition relative entre l'électrode de focalisation, le faisceau électronique et la lentille électrostatique est représentée à la figure 8. Ainsi, le faisceau électronique 7 reçoit dans 11électrode 10, la forme d'une ellipse 19 de sorte que le faisceau électronique après avoir traversé la lentille électrostatique 12 aura une section transversale parfaitement circulaire en présentant la finesse voulue. La forme d'exécution selon la figure 7 qui est différente de la forme d'exécution selon la figure 5 où l'on avait pratiqué une ouverture elliptique relativement petite dans la plaque inférieure de l'électrode de focalisation, est avantageuse en ce qu'il est plus facile de former la partie. cylindrique 21 relativement grande. tes figures 9 et 10 sont des représentations schématiques d'un dispositif à canons à électrons monté en ligne. On voit à la figure 10, qui est une vue en plan, que le canon à électrons 2 intermédiaire ne doit pas présenter les moyens 22 assurant la convergence et constituant une lentille électrostatique inclinée pour faire converger un faisceau électronique en un point de l'écran fluorescent contrairement aux canons à électrons extérieurs 1 et 3. De meme il n'est pas nécessaire de pratiquer une ouverture elliptique dans l'électrode de focalisation 10. I1 est clair que les formes d'exécution représentées aux-figures 5 et 7 peuvent également etre appliquées aux canons électroniques 1 et 3 d'un dispositif à canons à électrons où ceux-ci sont en ligne. te rapport entre les longueurs de l'axe principal et de l'axe secondaire de l'ouverture elliptique pour le passage du faisceau électronique est déterminé par angle d'inclinaison de la lentille électrostatique relativement à l'axe de l'électrode de focalisation. Bien que dans la description précédente, le canon à électrons a été décrit comme présentant une optique électronique constituée par une seule lentille électronique, il est clair que l'optique peut être constituée par plusieurs lentilles à électrons. Etant donné que selon l'invention il est possible de mettre en parallèle un ensemble de plusieurs canons à électrons, il est possible d'augmenter la longueur des électrodes sans qu'elles viennent en contact avec la paroi intérieure du col du tube, meme lorsque le diamètre des électrodes des canons à électrons est augmenté. De plus il est possible d'obtenir de chaque faisceau électronique qu'il présente une section transversale proche du cercle parfait lorsqu'il vient frapper l'écran fluorescent ceci ayant pour effet d'améliorer la qualité de l'image reproduite. REVENDICATIONS 1. Dispositif à canons à électrons destiné à être utilisé dans un tube à images en couleurs, comprenant un ensemble de canons à électrons disposés parallèlement les uns aux autres sur un triangle, chaque canon étant pourvu d'un ensemble d'électrodes dont une électrode de focalisation et une anode qui coopèrent ensemble pour former des moyens faisant converger un faisceau électronique en un point de l'écran fluorescent du tube à images en couleurs, caractérisé en ce que ladite électrode de focalisation présente une perforation de forme elliptique pour le passage du faisceau électronique, l'axe secondaire de la perforation elliptique étant perpen diculaire à l'axe du tube à images en couleurs. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la perforation elliptique est pratiquée dans le fond de ladite électrode de focalisation. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie cylindrique de ladite électrode de focalisation est construite de manière à présenter une section transversale de forme elliptique. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rapport des longueurs de l'axe principal et de l'axe secondaire de la perforation elliptique est déterminé principalement par l'angle d'inclinaison relativement à l'axe de ladite électrode de focalisation que fait une lentille électrostatique formée entre ladite électrode de focalisation et ladite anode. 5. Dispositif à canons à électrons destiné à etre utilisé dans un tube à images en couleurs, comprenant un ensemble de canons à électrons disposés parallèlement les uns aux autres dans un plan commun, chaque canon étant pourvu d'un ensemble d'électrodes dont une électrode de focalisation et une anode, tous les canons sauf celui situé sur l'axe du tube à images en couleurs étant pourvus de moyens ménagés entre l'électrode de focalisation et l'anode pour faire converger son faisceau électronique en un point de l'écran fluorescent du tube à images en couleurs, caractérisé en ce que l'électrode de focalisation de chacun des canons pourvus desdits moyens pour faire converger le faisceau électronique présente une perforation de forme elliptique à travers laquelle passe le faisceau électronique, l'axe secondaire de la perforation elliptique est perpendiculaire à l'axe du tube à images en couleurs. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite perforation elliptique est pratiquée dans le fond des électrodes de focalisation des canons à électrons pourvus desdits moyens pour faire converger le faisceau électronique. 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la partie cylindrique de l'électrode de focalisation de chacun des canons à électrons pourvus desdits moyens' pour faire converger le faisceau est construite de manière à présenter une section transversale elliptique. 8. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le rapport des longueurs de l'axe principal et de l'axe secondaire de ladite perforation elliptique est déterminé principalement par l'angle d'inclinaison sur l'axe de ladite électrode de focalisation que fait une lentille électrostatique formée entre ladite électrode de focalisation et ladite anode de chacun des canons à électrons pourvus desdits moyens pour faire converger le faisceau électronique.