Brevet FR2290756A1 — publié le 19760604

L'invention se rapporte au domaine des tubes à rayons cathodiques, munis d'un écran dit à pénétration, et a plus particulièrement pour objet un procédé de correction de la trajectoire des électrons. Certains tubes de visualisation utilisent une cible, ou écran, dit à pénétration, c'est-à-dire à l'intérieur de laquelle la pénétration des électrons est rendue variable par la variation de leur énergie, et ce afin d'obtenir différents effets tels que une rémanence variable ou un affichage polychrome. C'est ainsi que certains tubes de visualisation polychrome utilisent un écran luminescent, fournissant une image lumineuse sur impact des électrons, qui est constitué par plusieurs couches d'éléments luminescents, également appelés -"phosphores", chacune émettant sur une longueur d'onde définie. En superposant les couches luminescentes, il est possible d'obtenir un affichage polychrome en faisant varier la pénétration des électrons dans l'écran, par l'intermédiaire d'une variation de leur énergie. Les cibles à rémanence variable sont constituées en général par plusieurs couches d'éléments luminescents, chacune étant douée d'une rémanence définie ; la superposition de ces couches permet de choisir la rémanence de l'affichage en choisissant l'énergie des électrons. Un important inconvénient des tubes utilisant un écran à pénétration variable tient au fait que, pour changer de couleur d'affichage ou pour faire varier la rémanence, il est donc nécessaire de faire varier l'énergie des électrons et par suite leur trajectoire entre les dispositifs électromagnétiques de déviation jusqu'à l'écran : en d'autres termes, les images d'un même signal électrique dans les différentes couleurs par exemple, ne colncident pas. Four pallier cette difficulté, il est connu d'interposer sur le trajet du faisceau électronique, près de l'écran, une grilleportée à un potentiel constant, seul le potentiel d'écran étant modifié lors d'un changement de couleur. Cette solution est acceptable tant que l'angle de déviation imprimé au faisceau reste faible et lorsque la grille est suffisamment proche de l'écran. Elle est insuffisante pour les grands angles de déviation. Un but que l'invention vise à obtenir est la correction de la trajectoire des électrons dans toutes les conditions de fonctionnement, c'est-à-dire même aux grands angles de déviation. Cette correction est réalisée par une modulation du potentiel de polarisation de la grille mentionnée ci-dessus. A cet effet, le procédé selon l'invention utilise un tube à rayons cathodiques qui comporte notamment - un canon émettant des électrons vers un écran - l'écran constitué par plusieurs couches luminescentes superposées, porté à un potentiel fixé par la couleur d'affichage ou la rémanence recherchée, et correspondant à l'énergie recherchée pour les électrons, - une grille, placée sur le trajet des électrons et proche de l'écran, soumise à une tension sensiblement constante à laquelle est superposée une tension de faible amplitude dont la variation en fonction de la distance du point d'impact des électrons au centre de l'écran est de forme généralement parabolique, telle que le point d'impact des électrons sur l'écran soit sensiblement le même quelle que soit l'énergie de ces électrons. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ciaprès et des dessins qui s'y rapportent, parmi lesquels - la figure 1 représente schématiquement un mode de réalisation du tube de visualisation selon l'invention - les figures 2 et 3 sont des diagrammes explicatifs. Sur ces différentes figures les mêmes éléments sont repérés par les mêmes références. À titre d'exemple, le procédé selon l'invention est décrit cidessous dans le cadre d'un tube de visualisation polychrome. La figure 1 est un schéma dans un plan xOy d'un tube électronique l, d'axe de symétrie ox, comportant notamment un canon 2 émettant un faisceau d'électrons 5, un écran luminescent 3 et une grille 4, placée près de l'écran sur le trajet des électrons. Les autres éléments composant classiquement un tube électronique, comme des moyens d'alimentation ou d'accélération des électrons, n'étant pas spécifiques de l'invention, ne sont pas représentés sur la figure. L'écran 3, dit à pénétration, est composé de plusieurs couches luminescentes, chacune émettant sous l'impact d'électrons, un rayons nement visible selon une longueur d'onde particulière ; ces couches sont superposées de telle sorte quelles soient accessibles ou non aux électrons, selon l'énergie de ces derniers : c'est ainsi que la première couche est accessible à tous les électrons et la dernière seulement aux électrons de plus grande énergie. Â titre d'exemple, l'écran 3 est constitué de deus couches luminescentes, la seconde fournissant un rayonnement lumineux seulement lorsque l'écran est porté à un potentiel V2 par rapport à la cathode du canon 2 ; ce potentiel est tel qu'il fournisse aux électrons une énergie suffisante pour pénétrer jusqu'à cette seconde couche, et il est donc sensiblement supérieur au potentiel V1 qui est nécessaire à l'émission lumineuse de la première couche. la grille 4 est constituée par-un ensemble de fils placés dans un plan parallèle à 1' écran 3, les fils étant arrangés perpendiculairement au repère xOy, par exemple. Sa polarisation et son rOle sont précisés plus loin. En fonctionnement, le signal électrique à afficher est fourni au canon 2 (dont les connexions extérieures ne sont pas représentées), le potentiel de.l'écran 3 (V1 ou V2) étant fixé par le choix de la couleur d'affichage, qui détermine 11 énergie des électrons. En l'absence de la grille 4, il est évident que la trajectoire des électrons est perturbée par le changement de couleur, c'est-à-dire que les images dans les différentes couleurs d'un meme signal électrique ne coTncident pas. Pour pallier ce défaut, on interpose la grille 4 qui est porte -à un potentiel constant, par exemple de l'ordre de l'un de ceux de l'écran, V1 ou V2 ; elle permet de soumettre les électrons à un meme potentiel quel que soit le potentiel d'écran et ainsi d'empêcher les perturbations de trajectoire des électrons, entre le canon 2 et la grille. Toutefois, ainsi que le montre le montre la figure 2, ces perturbations subsistent entre la grille 3 et l'écran 4. La figure 2 est un diagramme qui montre le trajet des électrons lorsqu'ils sont soumis à différents potentiels de grille et d'écran. On a porté en abscisse l'axe Ox du tube, en ordonnée l'axe Oy, choisi pour origine le centre de déviation (C) du faisceau électronique, et reporté la grille 4 et l'écran 3. Si par exemple le potentiel de la grille (VG) est choisi sensiblement égal à V2, la trajectoire des électrons est une droite 20, rencontrant la grille en A et l'écran en N. Lorsque pour réaliser un changement de couleur, l'écran est porté au potentiel V1 (on rappelle que V1 À vers un point d'impact M sur l'écran 3, distinct du point N précédent et illustrant le fait que la même information électrique ne donne pas la même image, selon la couleur d'affichage. Lorsque le faisceau électronique balaye l'écran, cela entrasse de plus l'apparition d'une différence entre les amplitudes de balayage correspondant à chaque couleur, différence qui peut être couramment de l'ordre de plusieurs millikètres. Pour éviter ce défaut, la grillé du tube selon l'invention est soumise d'une part au potentiel constant VG mentionné précédemment, et d'autre part, lorsque l'écran est porté au potentiel V1, à un potentiel L V variable, petit devant VG et tel que soit obtenue pour les électrons une trajectoire 22 convergeant sur l'écran vers le point N de la trajectoire 20 (correspondant au potentiel d'écran V2), et traversant la grille 4 en un point B distinct de d. Le calcul montre et l'expérience vérifie la détermination de la correction A V à apporter au potentiel VG de grille, qui est fonction de l'angle de déviation P du faisceau par rapport à l'ase ox du tube et dont la forme, parabolique, est donnée figure 3, où on a porté l'axe Oy en abscisse ; elle est limitée en y1 et g2 par les bords de l'écran. On obtient bien entendu la même forme de courbe selon l'axe normal à 0x et Oy. Lorsque l'écran est régulièrement balayé par le faisceau électronique, on applique donc à la grille 4 une tension VG continue sensiblement constante, à laquelle on superpose une première tension AV périodique de fréquence égale à la fréquence ligne, y1 y2 représentant par exemple une ligne, et une seconde tension AV également de forme parabolique et périodique, mais à la fréquence trame. À cet effet, on a schématisé sur la figure 1 : un générateur 12 de tension continue réglable relié à l'écran 3 afin de réaliser la polarisation de ce dernier au potentiel V1 ou V2 ; un générateur 11 fournissant à la grille 4 sa polarisation VG, et un dispositif 10 fournissant la tension variable A V.Ce dernier dispositif peut être réalisé à l'aide d'un intégrateur (et éventuellement amplificateur) du signal électrique fourni par un générateur de dents de scies (non représenté), par ailleurs nécessaire au balayage de l'écran en lignes, ce qui permet la synchronisation du balayage et de la correction V ; le même dispositif est bien entendu réalisé pour la correction à la fréquence trame. b titre d'exemple non limitatif, il a été réalisé un tube de visualisation selon l'invention dans lequel l'écran est constitué par deux couches luminescentes fournissant, la première, une image rouge pour un potentiel d'écran V1 = 6 EV et la seconde une image verte pour un potentiel d'écran V2 = 12 EV, et une grille maintenue à un potentiel sensiblement constant VG - V2 = 12 KV auquel èst superposée une tension variable AV dont le maximum est de l'ordre de 1500 volts. REVENDICATIONS 1. Procédé de correction de la trajectoire des électrons d'un tube à rayons cathodiques, ledit tube comportant, dans une enveloppe à vide, un canon émettant un faisceau d'électrons vers un écran à pénétration, comportant une pluralité de couches, ledit écran étant porté à un potentiel continu qui définit la pénétration desdits électrons dans l'une des couches de l'écran ; une grille, placée sur le trajet des électrons à proximité de l'écran ; ledit procédé étant caractérisé par le fait que ladite grille est portée à un potentiel sensiblement constant et à au moins un potentiel variable, d'amplitude faible par rapport au précédent et s'ajoutant algébriquement à celui-ci, ledit potentiel variable étant fonction de l'angle de déviation dudit faisceau et tel que le point d'impact des électrons soit sensiblement le même quel que soit ledit potentiel d'écran. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit potentiel variable de grille est de forme parabolique lorsque le faisceau électronique balaye une ligne de l'écran. 3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite grille est soumise à un second potentiel variable s'ajoutant algébriquement aux précédents, de forme parabolique lorsque le faisceau électronique balaye l'écran dans un sens normal aux lignes de ce dernier. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit potentiel constant de la grille est sensiblement égal à l'une des valeurs dudit potentiel d'écran. 5. Tube à rayons cathodiques, caractérisé par le fait qu'il utilise le procédé selon l'une des revendications précédentes. 6. Tube selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il comporte de plus des moyens assurant le balayage de l'écran par ledit faisceau en lignes constituant une trame, ces moyens incluant deux générateurs de dents de scie, de fréquence égale à la fréquence ligne pour le premier et à la fréquence trame pour le second, ces signaux en dents de scie étant également appliqués à un ensemble d'intégration et d'amplification, puis après intégration, appliqués à ladite grille, 7. tube selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé par le fait que ledit écran est.constitué par deux couches luminescentes, chacune émettant de 1a lumière visible de longueur d'onde définie. 8. Tube selon l'une des revendications 5, 6 et 7, caractérisé par le fait que ladite grille est constituée par un ensemble de fils métalliques sensiblement parailèles, placés dans un plan parallèle audit écran.