Brevet FR2483684A1 — publié le 19811204

La présente invention est relative, d'une façon générale, à des sys- tèmes de déviation pour des cinéscopes, et elle vise plus particulièrement un dispositif pour renforcer la déviation horizontale dans de tels systèmes. D'une façon typique, les cinéscopes comprennent une enveloppe sous vide en forme d'entonnoir dont l'extrémité large est obturée par une plaque frontale transparente à la lumière. L'intérieur de la plaque frontale est re- vêtu d'un ou de plusieurs luminophores qui deviennent luminescents lorsqu'ils sont frappés par des électrons. Une partie formant le col est fixée à l'extré- mité étroite de la partie en forme d'entonnoir, et dans ce col est logé un ca- non électronique. Le canon électronique délivre des électrons qui circulent sous la forme de faisceaux vers les luminophores de la plaque frontale afin de produire une sortie visuelle qui est soit en couleur, soit en noir et blanc, en fonction du nombre de faisceaux électroniques et de luminophores sur la plaque frontale. On utilise un système de déviation pour dévier horizontale- ment et verticalement les faisceaux électroniques, afin que toute la plaque frontale soit balayée par les faisceaux électroniques. De façon typique, le système de déviation comprend un collier de déviation magnétique, positionné autour de l'extérieur du col du tube. L'angle de déviation horizontale d'un cinéscope est l'angle de la dé- viation angulaire totale du faisceau électronique par rapport aux deux côtés de l'axe du cinéscope. Cet angle varie en fonction de la force du champ magné- tique qui provoque la déviation, et il est donc fonction de la tension appliquée à la bobine de déviation. Par conséquent, l'angle de déviation peut être aug- menté en faisant croître la tension de déviation. Cependant, cette façon d'opé- rer entraine une augmentation de la consommation d'énergie, et, par consé- quent, elle est incompatible avec les efforts faits pour augmenter l'efficacité et le rendement des cinescopes. En conséquence, en l'absence d'une augmen- tation de la tension de déviation, une augmentation de la dimension de la plaque frontale nécessite une augmentation de la distance entre le canon électronique et la plaque frontale. Cependant, ceci exige une augmentation, criticable, de la longueur totale du tube. En outre, des ef- forts sont effectués,à l'heure actuelle, afin de faire décroître simultanément la consommation d'énergie et la longueur totale du tube. Ces efforts ont été dénués de succès, en raison de l'impossibilité d'augmenter l'angle de dévia- tion sans augmenter l'un des paramètres, qui devraient de préférence dimi- nuer. Ces considérations ont également entraîné l'échec des efforts tentés pour réaliser un cinéscope mince, c'est-à-dire un cinéscope dont la longueur totale serait de l'ordre de 15, 25 cm. La présente invention a pour objet un dispositif de renforcement de la déviation horizontale d'un cinéscope sans augmenter les exigences de puis- sance, ce qui permet d'obtenir une diminution substantielle de la longueur totale du tube. Selon une caractéristique de cette invention, on dispose un déflecteur quadripole entre le canon électronique et l'écran d'affichage d'un tube du cinés- cope. L'action convergente du quadripole s'exerce dans la même direction que la déviation horizontale, et il en résulte un renforcement de la déviation horizontale. L'action divergente du quadripole est sensiblement r éduite en shuntant le champ magnétique qui agit dans la direction de la déviation ver- ticale. Far conséquent, la déviation verticale du cinéscope n'est pas affectée par le quadripole. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après, en référence aux dessins annexés, qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les dessins - la Figure 1 est une vue schématique en coupe d'un cinéscope mon- trant le balayage horizontal sur la plaque frontale; - la Figure 2a est une vue en plan d'un mode de réalisation préféré d'un dispositif de renforcement de la déviation selon l'invention, couplé au canon électronique du cinescope représenté sur la Figure 1 - la Figure 2b est une vue en bout de la Figure 2a - la Figure 3 est un graphique illustrant la déviation horizontale ren- forcée et la déviation horizontale normale, pour différents courants de dévia- tion horizontale. La Figure 1 représente un tube de cinéscope 10 comportant une par- tie tronconique 11 en forme d'entonnoir et un col 12. La partie tronconique 11 est obturée, sur son extrémité la plus large, par un panneau frontal trans- parent 13, dont la face interne est revêtue d'un écran de matériau lumino- phore 14, qui devient luminescent lorsqu'il est frappé par les électrons. 3 2483684 Dans la partie tronconique 12 est logé un canon électronique 16, qui dé- livre un faisceau électronique 17. Le faisceau électronique 17 est émis à partir du canon électronique 16, et il circule vers le revêtement de lumino- phore 14, sur la plaque frontale 13. Une bobine de déviation horizontale 18 et une bobine de déviation verticale 19 sont positionnées autour de la partie extérieure du col 12. De façon typique, les deux bobines de déviation 18 et 19 sont constituées par des enroulements séparés sur un collier unique en forme de tore qui est disposé autour de la partie extérieure du col 12. En appliquant une tension de balayage en dents de scie à la bobine de déviation horizontale 18, le faisceau électronique l7 est balayé horizontalement sur le panneau frontal 13, entre les deux positions extrêmes 17a et 17b. De même, une tension de déviation verticale est appliquée à la bobine de déviation ver- ticale 19 pour que le faisceau électronique balaye verticalement la plaque frontale 13. En considérant l'orientation représentée sur la Figure 1, le balayage vertical est perpendiculaire à la fois au plan de la Figure et au ba- layage horizontal. La distance horizontale totale du balayage sur le panneau frontal 13 peut être augmentée en augmentant soit l'angle de balayage O, soit la distance entre le canon 16 et le panneau frontal 13. L'angle de balayage 0 peut être augmenté en faisant croître la tension de déviation appliquée à la bobine de déviation horizontale 18. Cependant, il en résulte une augmentation de la consommation d'énergie du système, ce qui constitue un inconvénient. L'aug- mentation de l'espacement entre le canon 16 et le panneau frontal 13 est éga- lement criticable, étant donné que l'augmentation résultante des dimensions et du poids est contraire aux efforts actuels, tendant à diminuer la longueur et le poids des cinéscopes. Des efforts ont été tentés pour surmonter ces difficultés en utilisant des lentilles quadripoles. Ces-lentilles comportent deux pôles positifs et deux pôles négatifs, alternativement espacés de 90 , et qui établissent des lignes de flux ayant des portions internes à l'intérieur de la lentille, et des portions externes à l'extérieur de la lentille. Un fais- ceau électronique, lorsqu'il traverse une lentille quadripole, est influencé par les lignes de flux internes, et il engendre une action convergente ou de focalisation dans un plan, et une action divergente, ou de défocalisation, dans l'autre plan. Après la sortie du faisceau du quadripole, les portions externes des lignes de flux qui provoquent l'action de focalisation interne tendent à dévier le faisceau vers l'extérieur, cependant que les portions ex- interne ternes des lignes de flux qui provoquent la défocalisation/tendent à dévier le faisceau vers l'axe du tube. Par conséquent, les lentilles quadripoles ne donnent pas totalement satisfaction, étant donné que l'action de défocalisation, à l'intérieur de la lentille, augmentre le diamètre du faisceau électronique dans un plan, ce qui entrafre une augmentation de la dimension du spot et une perte de résolution sur la plaque frontale 13. En outre, l'action de foca- lisation à l'extérieur du quadripole diminue la déviation du faisceau électro- nique. La présente invention tire avantage de l'action de focalisation interne, et elle en élimine les inconvénients. La Figure 1 représente une lentille quadripole 21 couplée au canon électronique 16 et logée dans le col 12 du cinéscope 10, dans la région du collier de déviation. Comme on peut le voir sur les Figures 2a et 2b, la lentille quadripole 21 a été modifiée afin d'éliminer l'action de défocalisation interne et de ren- forcer l'angle de balayage horizontal 0 du faisceau électronique 17. Dans la Figure 2a, la lentille quadripole 21 est fixée de façon permanente au canon électronique 16, de- façon que les faisceaux électroniques traversent la len- tille. Le canon électronique 16 comprend les trois cathodes KR, KG et KB nécessaires, à la production d'une sortie en couleur sur le panneau frontal 13. Sur cette même Figure 2a, on peut également voir les grilles de polarisation >GV Gz, G3 et G4, qui focalisent et contrôlent les faisceaux électroniques de façon connue. Comme on le voit sur la Figure 2b, la lentille quadripole 21 comporte quatre aimants permanents 22a, 22b, 22c et 22d, disposés à 90 , selon des intervalles équidistants du centre du canon 16 et avec des polarités alternées. L'axe des X représente la direction de balayage horizontale, et l'axe des Y celle du balayage vertical. Pour un faisceau électronique qui se déplace hors du plan du-dessin, l'action de focalisation, à l'intérieur de la lentille quadri- pole, agit le long de la direction horizontale. Des éléments ferromagnétiques 23a et 23b s'étendent entre les aimants à polarité opposée 22a et 22b, sur les côtés opposés des aimants. De la même façon, des éléments ferromagné- tiques 23c et 23d s'étendent entre les aimants à polarité opposée 22c et 22d, sur les côtés opposés de ces aimants. Les aimants sont disposés de façon que leurs pâles soient parallèles à la direction de balayage vertical, les deux aimants, sur le même côté de l'axe Y, ayant leurs pôles Nord orientés dans la même direction, et les aimants sur les côtés opposés de l'axe vertical, - ayant leurs pôles Nord faisant face à la direction opposée. Les deux aimants 22a et 22b sont positionnés au-dessus de l'axe de déviation horizontale, de façon que les éléments ferromagnétiques 23a et 23b soient sensiblement pa- rallèles à cet axe. De même, les aimants 22c et 22d sont positionnés en- dessous de l'axe de déviation horizontale, les éléments 23c et 23d étant sen- siblement parallèles à cet axe. La paire d'aimants 22a et 22b et la paire d'aimants 22c et 22d sont équi-espacées sur les côtés opposés de l'axe de balayage horizontal. Pour un faisceau électronique qui circule en dehors du plan de la Figure, représenté par le vecteur Z sur la Figure 2b, les lignes de champ 24 donnent lieu à la focalisation horizontale pendant que le faisceau électronique est à l'intérieur de la lentille. Les lignes 24 sont affaiblies par la présence des shunts 23a, 23b, 23c et 23d, mais elles sont suffisamment fortes pou r balayer horizontalement les électrons, étant donné l'orientation des pôles des aimants 22a, 22b, Z2c et 22d. Cependant, les éléments ferro- magnétiques 23a, 23b, 23c et 23d shuntent les champs électriques, qui, or- dinairement, provoqueraient la défocalisation verticale interne. Par consé- quent, lorsque les faisceaux électroniques traversent la lentille quadripole, les faisceaux convergent, ou sont focalisés, dans la direction horizontale, et ils ne sont pas affectés dans la direction verticale. Cependant, lorsqu'ils quittent la lentille quadripole, les faisceaux électroniques rencontrent les champs magnétiques externes 25 qui, sur la Figure 2b, s'étendent en dehors du plan du dessin, et ils sont déviés horizontalement au-delà de l'axe du tube. Les électrons qui quittent la lentille quadripole ne sont pas affectés dans le sens vertical, en raison de l'élimination des champs magnétiques qui, autre- ment, entraideraient une convergence verticale externe, Par conséquent, l'angle horizontal de balayage 0 de la Figure 1 est sensiblement augmenté, mais la déviation verticale du faisceau électronique n'est pas affectée, par suite de la présence des éléments ferromagnétiques 23a, 23b, 23c et 23d, ajoutés à la lentille quadripole. La Figure 3 est un graphique illustrant l'augmentation marquée de la 6 - 2483684 déviation horizontale obtenue en utilisant la lentille quadripole modifiée 21 en conjonction avec la bobine de déviation horizontale normale 18. Les dé- viations sont mesurées à partir du centre horizontal de la plaque frontale 13. Les déviations réalisées en-utilisant uniquement la bobine de déviation 18 sont représentées par la courbe 26, et les déviations réalisées en utilisant à la fois le dispositif de renforcement et le collier de déviation 18 sont re- présentées par la courbe 27. La déviation sans le dispositif selon la présente invention est de l'ordre de 10 cm, pour un courant de déviation horizontale de 0, 14 ampères. Cependant, la déviation horizontale pour un courant de 0, 14 ampères, lorsqu'on utilise une lentille quadripole 21 en conjonction avec la bobine de déviation 18, dépasse 40 cm. On notera, à propos de la Figure 3, que la courbe de déviation renforcée 27 est linéaire jusqu'à ce que soit utilisé un courant de déviation de l'ordre de 0, 08 ampère. La non linéa- rité, au-delà de ce courant, peut être compensée en utilisant un circuit dont la conception et la réalisation sont à la portée de l'homme de l'art. Il en ré- sulte qu'une légère non linéarité ne constitue pas un problème, en ce qui concerne le balayage linéaire du panneau frontal. De façon typique, des tubes de cinéscope sont identifiés par l'angle total de déviation horizontale. Par exemple, des tubes 100 ou 110 in- diquent la valeur de la déviation horizontale totale entre des positions ex- trêmes des faisceaux. Par conséquent, comme on l'a représenté sur la Fi- gure 1, des tubes 100 et 110 présentent respectivement des valeurs de 500 et 550 pour l'angle 0. En utilisant le dispositif de déviation horizontale renforcée selon la présente invention, on peut obtenir un angle 0 de ba- layage horizontal dépassant 80 . Par conséquent, des tubes présentant un angle de déviation total de l'ordre de 1600 à 1700 peuvent être obtenus en mettant en oeuvre la présente invention. Ceci permet d'obtenir une réduc- tion substantielle de l'espacement entre le canon électronique et le panneau frontal, ce qui se traduit par une réduction substantielle de la longueur to- tale du cinéscope. Un autre avantage apporté par le dispositif selon la présente inven- tion consiste en une réduction sensible de l'énergie nécessaire à l'obtention de la déviation horizontale. La Figure 3 montre que le courant de déviation peut être diminué d'environ 50 % lorsque le dispositif de renforcement selon cette invention est utilisé-avec un collier standard. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation décrit et représenté, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. 8 2483684 REVENDICA TIONS 1 - Cinéscope (10) comportant un écran (14), un canon électronique (16) pour produire au moins un faisceau électronique (17), et un système de déviation (18, 19) pour dévier horizontalement et verticalement ledit faisceau électronique afin de balayer horizontalement et verticalement ledit écran, ce cinéscope étant caractérisé par un système perfectionné pour renforcer la déviation horizontale, qui comprend: une lentille quadripole (21) ayant des champs magnétiques internes et externes (24, 25) , lesdits champs internes (24) produisant une action de focalisation et une action de défocalisation et étant orientés de façon que ladite action de focalisation fasse converger ledit faisceau électronique dans la direction de la déviation horizontale, et des moyens (23a, 23b, 23c, 23d) pour faire décroître ladite action de défocalisa- tion interne, afin que ledit faisceau électronique converge horizontalement et soit non affecté verticalement lorsqu'il traverse lesdits champs internes de la lentille quadripole, et que la déviation horizontale augmente, la dévia- tion verticale n'étant pas affectée, lorsque ledit faisceau rencontre les champs externes (25), lorsqu'il sort dudit quadripole. 2 - Cinéscope selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite lentille quadripole est composée d'aimants permanents (22a, 22b, 22c, 22d) , et en ce que les moyens pour faire décroître ladite action de défocalisation interne comprennent des éléments ferromagnétiques pour shunter les champs magnétiques de ladite action de d6focalisation interne. 3 - Cinéscope selon la revendication l, caractérisé en ce que ladite lentille quadripole comprend des poles nord et sud alternativement disposés à 90 par rapport au centre dudit canon, et en ce que lesdits moyens pour faire décroître l'action de défocalisation interne comprennent des éléments ferromagnétiques qui pontent les paires de pôles nord et sud pour produire ladite action de défocalisation interne, de manière à shunter le champ magné- tique de défocalisation de ladite lentille quadripole. 4 - Cinéscope selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite lentille quadripole est couplée au canon électronique et est dispo- sée dans la région du système de déviation. - Cinéscope selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits pôles comprennent des aimants permanents, en ce que l'un desdits éléments P - - 2'2483684 ferromagnétiques (23a, 23b) s'étend entre deux aimants à polarités opposées (22a, 22b), au-dessus et sensiblement parallèlement à l'axe horizontal dudit quadripole. 6 - Cinéscope selon la revendication 3, caractérisé en ce que lesdits pôles comprennent des aimants permanents et en ce qu'il existe quatre élé- ments ferromagnétiques, deux desdits aimants (22a, 22b), ayant des polari- tés opposées, étant positionnés au-dessus et parallèlement à la direction de la déviation horizontale et étant disposés entre deux éléments ferromagné- tiques (23a, 23b), les deux autres aimants (22c, 22d) étant positionnés en- dessous et parallèlement à la direction de la déviation horizontale et étant disposés entre les deux autres éléments ferromagnétiques (23c, 23d). 7 - Cinéscope selon l'une des revendications 3 ou 6, caractérisé en ce que lesdits aimants permanents sont orientés de façon que les pôles nord et sud soient sensiblement parallèles à la direction de balayage vertical, les aimants, sur un côté de l'axe vertical, faisant face à une direction, et les aimants, sur l'autre côté de cet axe vertical, faisant face à la direction op- posee.