Brevet FR2486711A1 — publié le 19820115

Cette invention est relative, d'une façon générale, aux cinéscopes, et elle vise plus particulièrement un système de déviation pour renforcer les déviations horizontale et verticale de tels dispositifs. On sait que les cinescopes comprennent une enveloppe comportant un col fixé à l'extrémité étroite d'une partie tronconique en forme d'entonnoir. Un écran est fixé de façon hermétique à l'extrémité large de la partie tronco- nique, et l'enveloppe est mise sous vide. Un canon électronique est logé à l'intérieur du col, et il émet des électrons qui traversent, sous la forme d'un ou de plusieurs faisceaux, la partie tronconique afin de venir frapper l'écran. Un revêtement de matériau luminophore, sur l'écran, s'illumine en réponse à l'impact des électrons, afin de produire une sortie visuelle. Etant donné que la sortie visuelle est délivrée sur toute la surface de l'écran, il est nécessaire de dévier verticalement et horizontalement le faisceau élec- tronique, afin que tout l'écran soit balayé séquentiellement. De façon typique, cette déviation est obtenue au moyen d'un collier de déviation qui est disposé autour de l'extérieur de la partie en forme d'entonnoir. Le collier de dévia- tion comprend des enroulements de déviation horizontale et verticale, qui sont respectivement excités par des tensions de balayage vertical et horizon- tal pour réaliser le balayage recherché de tout l'écran. La relation entre la longueur du tube, c'est-à-dire la distance sépa- rant le canon électronique de l'écran, et les dimensions horizontale et verti- cale de l'écran, dépend en premier lieu de l'aptitude à dévier le faisceau électronique de l'axe du tube. En conséquence, une diminution de la longueur du tube nécessite une augmentation soit de la tension, c'est-à-dire de la puis- sance délivrée aux bobines du collier de déviation, soit du nombres de spires des bobines, ou d'une combinaison de ces deux paramètres. Une augmenta- tion de la puissance des bobines du collier de déviation ne donne pas satisfac- tion, étant donné qu'il en résulte une augmentation continuellement croissante des dépenses de fonctionnement des cinéscopes. Une augmentation du nombre de spires des bobines ne donne pas non plus satisfaction, étant donné l'aug- mentation résultante des dimensions, du poids et du prix de revient du maté- riel. Il existe donc un besoin pour un système de renforcement de déviation qui diminue la puissance nécessaire pour dévier le faisceau électronique. Un tel système peut être également utilisé pour réduire la longueur du tube, sans augmenter soit la puissance de déviation, soit le nombre de spires des bo- bines de déviation. La présente invention se propose, précisément, de ré- pondre à un tel besoin. Selon la présente invention, un cinéscope dans lequel un collier dévie le faisceau électronique, afin de balayer un écran horizontalement et verti- calement, comprend un système de déviation pour renforcer la déviation hori- zontale et verticale. La déviation horizontale est renforcée par une lentille électrostatique, qui comprend des plaques incurvées disposées en parallèle et équi-espacées au-dessus et en-dessous de l'axe du cinéscope, de façon que l'espace entre les plaques soit parallèle à la direction de la déviation horizon- tale. Les plaques coopèrent avec un revêtement conducteur, sur l'intérieur de la partie tronconique du cinéscope, afin de renforcer la déviation horizon- tale. Une lentille quadripole est orientée de manière à obtenir un effet de dé- focalisation interne dans la direction de balayage vertical. L'action de défoca- lisation interne et une action de focalisation interne sont toutes deux shuntées, afin qu'un faisceau électronique ne soit pas affecté à l'intérieur de la lentille quadripole. Cependant, la lentille électrostatique et la lentille quadripole co- opèrent pour renforcer à la fois les déviations horizontale et verticale, lorsque le faisceau électronique sort de la lentille quadripole. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après, qui, en référence aux dessins annexés, en illustre divers exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Sur les dessins: - la Figure 1 est un schéma simplifié d'une lentille électrostatique selon la technique antérieure; - la Figure 2 est une représentation simplifiée d'une lentille électro- statique mise en oeuvre dans un exemple de réalisation préféré selon l'inven- tion - la Figure 3a illustre une lentille quadripole selon la technique anté- rieure; - la Figure 3b est une vue simplifiée, en perspective, de la lentille électrostatique représentée sur la Figure 2, en combinaison avec une lentille quadripole; - la Figure 4 est une vue en coupe partielle montrant la déviation horizontale d'un cinéscope comportant le dispositif représenté sur la Figure 3; - la Figure 5 est une coupe de l'exemple de réalisation selon la Fi- gure 4, ayant subi une rotation de 90 afin de montrer la déviation verticale; - la Figure 6 est une- vue en coupe partielle montrant la déviation verticale d'un cinéscope mettant en oeuvre un autre exemple de réalisation préféré. La Figure 1 est une vue partiellement en coupe d'un cinéscope selon la technique antérieure, mettant en oeuvre une accélération postdéviation. Ce cinéscope comprend une partie tronconique en forme d'entonnoir Il et un col 12, qui font partie intégrante l'un de l'autre, ces deux éléments étant de section circulaire. Un canon électronique 13 est centré dans le col 12, et il émet des électrons vers un écran d'affichage, non représenté, qui fait partie intégrante de l'extrémité large de la partie tronconique 11. L'intérieur de la partie tronconique 1 1 est revêtu d'un matériau conducteur 14, et un conduc- teur 16 est disposé autour de la partie externe de la partie tronconique 12, en laissant un espace 17 entre les conducteurs 14 et 16. Le conducteur ou l'électrode 16 est polarisé par un potentiel V1, et l'électrode 14 est polarisée avec un potentiel sensiblement plus élevé V Des électrons sont par conséquent accélérés lorsqu'ils traversent la lentille électrostatique résultante, ce qui leur donne une énergie accrue afin de rendre plus brillante la sortie visuelle. Les tensions V1 et V2 créent les lignes d'équipotentiel 18 et 18a qui incurvent les faisceaux électroniques en les traversant, selon une direction perpendiculaire aux tangentes des champs aux points d'intersection. Un faisceau électronique 19, provenant du canon électronique 13, approche les lignes de champ 18a selon un angle Q par rap- port à l'axe du cinéscope. Cependant, étant donné que le faisceau électronique est incurvé par les champs 18a, le faisceau électronique converge vers l'axe du cinéscope. Les lignes de champ 18 incurvent le faisceau électronique en l'écartant de l'axe; cependant, étant donné que les électrons accélèrent, l'effet net se traduit par une courbure orientée vers l'axe, le long de la tra- jectoire incurvée 19. La lentille formée par les électrodes 14 et 16 diminue donc la déviation du faisceau électronique. Un collier de déviation 21 est positionné autour de l'électrode 16 et à l'extérieur du col 12. Le collier 21 est réalisé à l'aide d'enroulements 2 48671 1 horizontaux et verticaux séparés. En ce qui concerne l'orientation repré- sentée sur la Figure 1, la déviation horizontale se produit dans le plan du dessin, et la déviation verticale se produit perpendiculairement à ce plan. En appliquant une tension à dents de scie à l'enroulement horizontal du col- lier 21, le faisceau électronique 19 est balayé sur toute la dimension hori- zontale de l'écran. Etant donné que la déviation s'effectue pour un potentiel égal à V1, qui est plus faible que la tension la plus élevée V2. la tension de déviation nécessaire est faible, et ceci semble constituer un avantage. Ce- pendant, étant donné l'effet de convergence des lignes de champ électrosta- tique 18 et 18a sur le faisceau électronique 19, la tension de balayage hori- zontal doit augmenter de façon suffisante afin de surmonter cet effet de con- vergence, ce qui se traduit par une augmentation indésirable de l'énergie de déviation du cinéscope. On notera que l'effet convergent des lignes de champ électrostatique 18 est circulaire, étant donné que les électrodes 14 et 16 sont circulaires, si bien que la tension de déviation verticale doit également sur- monter l'effet de convergence. La Figure 2 illustre une lentille électrostatique qui élimine l'effet de convergence horizontale sur le faisceau électronique. Le col 12 contient des plaques parallèles 22 qui sont centrées dans le col 12 de façon équidistante au-dessus et en-dessous du centre, si bien que seule la plaque supérieure est visible, sur la Figure 2. L'espace entre les plaques 22 est par consé- quent parallèle à la direction de balayage horizontal. Le collier 21 est posi- tionné de façon que les faisceauxélectroniques pénètrent dans l'espace entre les deux plaques 22 après avoir été déviés par le collier. Les plaques 22 sont polarisées avec une tension V1 qui est plus faible que la tension de po- larisation V2 appliquée à l'électrode 14, à l'intérieur de la partie tronco- nique 11. L'extrémité 23 de chaque plaque 22 qui fait face à l'écran (non re- présenté) est incurvée de façon que-les lignes d'équipotentiel 18, formées par les plaques 22 et l'électrode 14, soient incurvées avec une courbure qui est similaire à celle des extrémités 23 des plaques 22, et que les lignes d'équipotentiel 18a de la Figure 1, qui s'incurvent dans le col 12, soient éliminées. Les perpendiculaires aux tangentes des lignes d'équipotentiel 18 partent de l'axe du cinéscope, afin d'éliminer la partie de convergence de la lentille selon la technique antérieure représentée sur la Figure 1, et de maintenir seulement la partie divergente. La courbure des extrémités 23 peut être un arc présentant toute configuration, par exemple parabolique ou elliptique, mais elle est de préférence circulaire, étant donné que la nor- male aux tangentes sera uniformément angulairement espacée par rapport à l'axe du cinéscope. La Figure 3a représente une lentille quadripole 24 d'un type connu dans la technique. La lentille quadripole 24 comprend deux pâles nord 26a et 26b, et deux pôles sud 27a et 27b, alternativement espacés de 90 autour du centre d'un système de trois axes. Les pôles magnétiques 26a, 26b, 27a et 27b ont une force égale, et ils sont équiespacés autour du centre 28, de façon que les lignes de champ magnétique s'annulent au centre du système. En conséquence, un faisceau électronique circulant au centre 28 dans la di- rection Z, hors du plan du dessin, ne sera pas affecté par la lentille quadri- pole. Cependant, les lignes de champ établissent un effet convergent ou de focalisation le long de l'axe de X, et un effet divergent ou de défocalisation le long de l'axe des Y, lorsque le faisceau est décalé du centre 28. La Figure 3b illustre un exemple de réalisation préféré combinant les plaques 22a et 22b de la lentille électrostatique représentée sur la Fi- gure 2 et une lentille quadripole modifiée en y incorporant les éléments fer- romagnétiques 31a et 31b. Les aimants à pâles permanents 26a et 27a sont positionnés sur la surface supérieure de la plaque supérieure 22a. De la même façon, les aimants 26b et 27b sont positionnés sur la surface inférieure de la plaque inférieure 22b, afin de dégager la trajectoire des électrons dans l'espace 30 entre les plaques. Les aimants 26a, 27a, 26b et 27b sont orien- tés de telle façon que leurs pôles nord et sud soient parallèles à la direction du déplacement du faisceau électronique non dévié. De même, les aimants sont déviés de façon que les aimants adjacents aient leurs pôles nord orien- tés dans des directions opposées. Le premier élément ferromagnétique ou shunt 31a s'étend entre les aimants permanents 26a et 27a, et le second élément ferromagnétique ou shunt 31b s'étend entre les aimants 26b et 27b. En plus du shuntage du flux magnétique, les éléments ferromagnétiques 31a et 31b servent également à maintenir les orientations des aimants de telle façon que les pôles soient alignés parallèlement à la direction de déplace- ment du faisceau électronique non dévié. Les plaques électrostatiques 22a 6 2486711 et 22b sont également ferromagnétiques si bien que dans le gaz du flux s'étendant entre les aimants 26a et 27b ou 26b et 27a, dans l'espace 30 entre les plaques 22a et 22b, sont négligeables pour autant qu'elles existent. Ce- pendant, étant donné que les poles des aimants sont parallèles au déplacement de faisceau électronique, les lignes de flux 29 sont sensiblement parallèles aux surfaces des plaques 22a et 22b et elles s'étendent vers l'extérieur, à partir des poles nord, au-delà des extrémités incurvées 23 des plaques et s'étendant vers les poles sud. Les lignes de flux magnétiques reviennent en- suite vers les poles nord autravers de la trajectoire à faible réluctance obte- nue par les shunts ferromagnétiques 31a et 31b. Les lignes de flux 29 incur- vent les faisceaux électroniques en les écartant de l'axe du cinescope ce qui renforce la déviation verticale. Cependant, le flux magnétique, qui d'habitude s'étend dans l'espace 30, entre les plaques 22a et 22b, en raison des paires d'aimants 26a/27a et 26b/27b suit la trajectoire de réluctance plus faible à travers des éléments ferromagnétiques 22a, 22b, 31a et 31b. En conséquence les effets de focalisation et de défocalisation internes de la lentille quadrupole sont sensiblement éliminés par les plaques ferromagnétiques 22a et 22b et les shunts 31a et 31b. Cependant, étant donné que les lignes de flux 29 s'éten- dent vers l'extérieur au-delà des extrémités des plaques électrostatiques 22a et 22b, on obtient un effet divergent externe. Par conséquent, un faisceau électronique 19 circulant entre les plaques n'est pas affecté horizontalement et verticalement par la lentille quadrupole. Après avoir quitté la lentille quadrupole, le faisceau électronique rencontre les lignes de flux 29 et il s'incurve à partir de l'axe de façon à augmenter sensiblement la déviation verticale du cinescope. La Figure 4 est une coupe avec arrachement montrant la déviation horizontale dans un cinescope du type à accélération post-déviation mettant en oeuvre l'exemple de réalisation préférée selon la présente invention re- présenté sur la Figure 3b. Un tel cinescope comprend des cathodes KR, KG et KBe qui délivrent les faisceaux électroniques pour les couleurs de base rouge, verte et bleue, d'un cinescope du type en couleur. Le cinescope com- prend un système de lentille classique comportant des électrodes G1, G2, G3 et G4 qui commande ct focalise les faisceaux électroniques de façon con- nue. Les plaques électrostatiques 22a et 22b sont équi-espacées au-dessus et en-dessous du centre du cinescope si bien que seule la plaque 22a est 24867 1 1 visible sur la Figure 4. Les plaques 2Za et ZZb sont espacées de l'électrode 14 à l'intérieur de la partie tronconique Il et elles sont positionnées par rap- port au collier de déviation 21 de façon que les faisceaux soient déviés hori- zontalement et verticalement avant le renforcement. Par conséquent, avant l'entrée du faisceau électronique dans l'espace 30 entre les plaques 22a et 22b, les tensions de déviation horizontale et verticale, appliquées au collier 21 dévient les faisceaux. Après la déviation, les électrons sont accélérés étant donné que le potentiel V2 sur l'électrode 14 excède la valeur du poten- tiel V1 sur les plaques ZZa et 22b. Cependant, la courbure des lignes d'équi- potentiel de la lentille constituée par les plaques 22 et l'électrode 14 amène les faisceaux électroniques à couper les lignes d'équi-potentiel selondes tra- jectoires rectilignes sans courbure vers l'axe du cinescope, afin d'éliminer l'action convergente des cinescopes à accélération postdéviation selon la technique antérieure. Pour cette raison, -la tension de déviation horizontale peut être réduite sensiblement sans diminuer l'angle de déviation horizontale. On réalise ainsi, une réduction substantielle de la puissance de déviation né- cessaire. En variante, l'espacement entre le canon électronique et la plaque frontale peut être diminué, ce qui se traduit par l'avantage longuement re- cherché d'une diminution de la longueur totale du tube. Un autre avantage distinct de cette invention est dû au fait que l'espacement accru entre les plaques 2Za, 22b et l'électrode 14 permet d'utiliser undifférentiel de tension accru sans risquer la formation d'arc électrique. L'accélération de faisceau électronique peut donc être augmentée, ce qui se traduit par une sortie visuelle plus brillante. La Figure 5 illustre l'exemple de réalisation préféré représenté sur la Figure 4, mais ayant subi une rotation de 90 afin de montrer la dé- viation verticale. Les tensions V1 et VZ sur les plaques 22a, 22b et sur l'élec- trode 14, respectivement donnent lieu à des lignes équipotentielles 18a qui s'incurvent dans l'espace 30 entre les plaques 22a et 22b. Ces lignes équipo- tentielles. tendent à recourber les faisceaux électroniques vers l'axe du cines- cope. La tension de balayage vertical appliquée au collier 21 dévie le fais- ceau électronique 19 vers un angle de façon que le faisceau se déplace se- lon cet angle entre les plaques 22a et 22b. Lorsque le faisceau rencontre les 8 2 486711 lignes de flux magnétique 29 (Fig. 3b), le faisceau est incurvé en s'écartant de l'axe du cinescope et l'angle de déviation verticales augmente d'une quan- tité qui dépasse la valeur de la convergence provoquée par la lentille électro- statique. Par conséquent, le résultat net est une augmentation de la déviation verticale. La Figure 6 est une coupe d'un cinescope mettant en oeuvre les plaques électrostatiques 22a et 22b et une lentille quadri pole disposée à l'ex- térieur de l'enveloppe. Les aimants quadripoles 26a et 26b et deux aimants non visibles sur le dessin, sont disposés autour du collier 21 sur le côté de l'écran. En outre, les shunts 31a et 31b de l'exemple de réalisation selon la Figure 3b, sont remplacés par des shunts ferromagnétiques 32a et 32b, en forme d'arc, qui sont partiellerre nt disposés autour de la partie extérieure du col 12 et qui, respectivement portent les plaques 22a et 22b. L'effet pro- curé par le quadri.pole à l'extérieur du tube est donc identique à celui provo- qué par l'exemple de réalisation représenté sur la Figure 4 dans lequel le quadripole est intérieur au tube. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée aux divers exemples de réalisation décrits et représentés mais qu'elle en englobe toutes les variantes. 9 2 248671 1 REVENDICATIONS 1 - Cinescope d'accélération à post-déviation qui comprend une enveloppe sous vide ayant une partie tronconique en forme d'entonnoir (11), un col (12), un écran fixé hermétiquement à l'extrémité large de ladite partie tronconique, un revêtement conducteur (14) sur la surface interne de la partie tronconique, un canon à électrons (13) pour délivrer au moins un faisceau électronique (19), disposé dans ledit col, et-un collier de déviation (21) pour dévier horizontalement et verticalement ledit faisceau électronique de manière à balayer ledit écran à l'aide du faisceau électronique, ce cinescope étant caractérisé en ce qu'il comporte un système de déviation pour renforcer les déviations horizontale et verticale qui comprend: - une lentille électrostatique comportant un revêtement conducteur et des plaques incurvées (22a, 22b), parallèles à la direction du balayage hori- zontal et équi-espacées par rapport au centre dudit col afin que le faisceau électronique passe entre lesdites plaques et ne soit pas horizontalement affecté par ladite lentille électrostatique; - une lentille quadripolecombinée à ladite lentille électrostatique, ayant une action de défocalisation interne, agissant dans la direction de ladite déviation verticale, et une action de focalisation interne s'exerçant dans la direction de la déviation horizontale, cette lentille quadripolecomprenant une première paire de poles (26a, 27a) disposée de façon à produire unpremier champ magnétique (29) s'étendant sensiblement parallèlement le long de l'une desdites plaques et dépassant vers l'extérieur l'extrémité incurvée (23) de ladite plaque et une seconde paire de poles (26b, 27b), disposés de manière à produire un second champ magnétique (29) s'étendant parallèlement le long du plan de l'autre plaque et dépassant vers l'extérieur l'extrémité incurvée (23) de cette autre plaque afin que les faisceaux électroniques sortant des plaques soient déviés à partir de l'axe du cinescope par l'un des champs ma- gnétiques; et - les premiers moyens à faible réluctance (31a, 32a) disposés entre les poles de la première paire de poles pour assurer un premier trajet de flux de retour à faible réluctance et des seconds moyens à faible réluctance (31b, 32b), disposés entre les poles de la seconde paire pour assurer un se- cond trajet de flux de retour à faible réluctance, de façon à renforcer les 248671 1 déviations verticale et horizontale d'un faisceau électronique lorsque ce dernier quitte la lentille quadripole et qu'il ne soit pas affecté lorsqu'il passe entre lesdites plaques. 2 - Cinescope selon la revendication 1, caractérisé en ce que les poles de ladite lentille quadruple sont des aimants dont les poles nord et sud sont parallèles à la direction de la trajectoire du faisceau électronique non dévié et des aimants adjacents dont les poles nord sont orientés face aux directions opposées. 3 - Cinescope selon la revendication 2, caractérisé en ce que L0 lesdits aimants sont des aimants permanents supportés par lesdites plaques incurvées. 4 - Cinescope selon la revendication 3, caractérisé en ce que les premier et second moyens à faible réluctance sont constitués par les pre- mier et second éléments ferromagnétiques (31a, 31b) qui s'étendent indivi- duellement sur la largeur desdites plaques entre les aimants des première et seconde paires. - Cinescope selon la revendication 2, caractérisé en ce que les- dits aimants sont des aimants permanents disposés autour de la partie ex- terne du col. 6 - Cinescope selon la revendication 5, caractérisé en ce que les premier et second moyens à faible réluctance sont constitués par des éléments ferromagnétiques en forme d'arc (32a, 32b), ces éléments étant disposés sur la partie externe du col en portant individuellement lesdites plaques. 7 - Cinescope selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que lesdites plaques sont ferromagnétiques et en ce que ladite courbe est un arc de cercle. 8 - Cinescope selon l'une des revendications 3 ou 5, caractérisé en ce que ledit collier de déviation est disposé autour de la partie externe dudit col et il est axialement positionné de façon à dévier ledit faisceau électronique avant que ce dernier pénètre dans l'espace compris entre les plaque s.