Brevet FR2505090A1 — publié le 19821105

La présente invention concerne des canons à électrons, tels que ceux utilisés notamment dans les tubes à rayons ca-Uxdiques, et elle vise plus particulièrement une région de formation de faisceaux perfectionnée pour de tels canons à électrons Cette invention peut être appliquée à dif- férents types de tubes à rayons cathodiques, lesquels peuvent être utilisés dans différents types de récepteurs de télévision Cette invention peut être également appliquée à différents types de canons électroniques, cependant, dans la description qui suit on se référera à un canon électronique en ligne, qui est utilisé dans un tube à rayonscathodiques à écran de lignes et masque à fentes, muni d'un collier de déviation auto-convergent, ce tube étant uti- lisé dans un récepteur de télévision. On sait qu'un canon électronique est conçu de façon à engendrer au moins deux, et de préférence trois, faisceaux électroniques dans un plan commun et pour diriger ces faisceaux le long de trajectoires convergentes, vers un point (appelé spot) de petite surface sur l'écran Un collier auto- convergent est conçu de façon à présenter des non-uniformités de champ spécifique, qui maintiennent automatiquement la convergence des faisceaux électroniques, pendant le balayage de trame, sans qu'il soit nécessaire de prévoir d'autres moyens de convergence que le collier lui-même. Les performances et caractéristiques d'un canon électronique sont indiquées par le diamitre du spot de la zone d'un écran excitée par un fais- ceau électronique provenant du canon On sait que de telles performances diminuent sous l'action des aberrations sphériques et sous l'effet des char- ges spatiales Ces effets sont présents dans différentes parties d'un canon électronique comprenant les régions de formation de faisceaux et de focali- sation des faisceaux du canon. Dans le canon à électrons décrit dans le brevet américain numéro 4 234 814, la région de formation de faisceau d'un canon électronique est améliorée par l'incorporation d'une grille d'écran (électrode G 2) présen- tant une épaisseur de l'ordre de 0, 508 mnm au lieu de 0, 127 mm Bien qu'une électrode G 2 présentant une telle épaisseur, produise un faisceau électronique ayant un diamètre de spot plus petit, il serait très intéressant d'améliorer encore les dimensions de ce spot C'est là le but de la pré- sente invention. -2- En conséquence, cette invention a pour objet un canon électronique, conçu pour être utilisé dans un tube à rayons cathodiques qui peut être in- corporé dans un récepteur de télévision, et qui comprend une région per- fectionnée de formation de faisceaux et une région de focalisation de fais- ceaux La région de formation de faisceaux comprend des électrodes de formation de faisceaux constituées d'une cathode, d'une grille de comman- de adjacente à la cathode et de deux grilles d'écran Une première grille d'écran est placée près de la grille de commande et une seconde grille d'écran estplacée entre la première grille d'écran et la région de focalisa- tion de faisceaux La seconde grille d'écran comporte une ouverture en forme de fente Chaque grille d'écran est électriquement excitée à l'aide d'un potentiel électrique différent de celui appliqué à l'autre grille d'écran. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention res- sortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui illustrent un exemple de réalisation de l'invention dépourvu de tout ca- ractère limitatif Sur les dessins: la figure 1 est une vue schématique en plan d'un tube à rayons cathodiques, mettant en oeuvre un canon à électrons selon cette invention; la figure 2 est une vue en élévation longitudinale, partiellement en coupe, d'un exemple de réalisation du canon à électrons représenté sur la figure 1, cette vue montrant une grille d écran G 2 '; la figure 3 est une vue en élévation de la grille d'écran G 2 du canon élec- tronique de la figure 2 et, la figure 4 est une vue en élévation de la grille d'écran G 2 ' du canon représenté sur la figure 2. La figure 1 représente un tube à rayons cathodiques 10 qui comporte une enveloppe en verre comprenant un panneau frontal rectangulaire 12 et un col tubulaire 14, ces deux éléments étant connectés par une partie tron- conique rectangulaire, en forme d'entonnoir 16 Le panneau 12 comprend une plaque frontale d'observation ou de visualisation 18 et une paroi latérale périphérique 20 Un écran, constitué d'une mosarque de luminophores tri- colores 22 est disposé sur la surface interne de la plaque frontale 18 Cet écran 22 est de préférence un écran de lignes, les lignes de luminophores s'étendant perpendiculairement à la direction recherchée du balayage à haute fréquence Une électrode de masque d'ombre 24, de sélection de couleurs, du type muni d'une pluralité de perforations en forme de fentes, est montée de façon amovible, à l'aide de moyens classiques, avec un es- pacernent prédéterminé par rapport à l'écran 22 Un canon électronique en ligne 26, selon la présente invention, (représenté sur la figure 1 par le contour en traits interrompus) est monté au centre du col 14, de manière à engendrer et diriger trois faisceaux électroniques 28, le long de trajec- toires convergentes co-planaires, au travers du maque 24, vers l'écran 22. Le tube représenté sur la figure 1 est conçu de façon à pouvoir être utilisé avec un collier de déviation magnétique externe 30, disposé autour -du col 14 et de la partie en forme d'entonnoir 16, au voisinage de la jonction entre ces deux éléments, afin de balayer les trois faisceaux électroniques. 28, horizontalement et verticalement, selon une trame rectangulaire sur l'écran 22 De préférence, le collier de déviation 30 est du type autoconver- gent. En dehors des perfectionnements décrits ci-après, le canon électro- nique 26 peut être un canon à trois faisceaux en ligne, similaire à celui dé- crit dans le brevet américain N O 3, 772 554 ou dans le brevet américain n O 4 234 814. Le tube 10 peut être utilisé dans un récepteur de télévision tel que décrit dans la publication américaine" RCA Television Service Data" 1981, C-7, châssis série CTC 101 éditée par la RCA Corporation, Division "Consumer Electronics" Toute modification apportée au châssis décrit dans cette publication, en vue d'obtenir les modes d'excitation décrits ci- après, est à la portée de l'homme de l'art. La figure 2 est une vue en élévation, en coupe axiale longitudinale partielle, du canon électronique à trois faisceaux 26, dans un plan perpen- diculaire au plan des faisceaux co-planaires Sur le dessin, on a représenté uniquement un seul de res faisceaux Le canon électronique 26 est du type bipotentiel et il comprend deux tiges de support en verre 32 sur lesquelles sont montées les diverses électrodes Ces électrodes comprennent deux régions: une région de formation de faisceaux et une région de focalisation de faisceaux Les électrodes de la région de formation de faisceaux com- prennent trois cathodes co-planaires 34, également espacées (une seule -4- cathode a été représentée sur le dessin), une grille de commande 36 (élec- trode GI) et une grille d'écran en deux parties qui comprend une première électrode 38 (électrode G 2) et, une seconde électrode 39 (électrode G 2 '). Les électrodes de la région de focalisation de faisceaux comprennent une première lentille ou électrode de focalisation 40 (électrode G 3) et une se- conde lentille ou électrode de focalisation 42 (électrode G 4) Une coupe- écran électrique 44 est fixée à l'électrode (G 4) 42 Toutes ces électrodes sont alignées sur un axe central de faisceaux A-A et elles sont montées de manière espacée, le long des tiges de verre 32, dans l'ordre indiqué ci- dessus Les électrodes de focalisation G 3 et G 4 servent également d'élec- trodes d'accélération dans le canon bipotentiel 26. Comme on peut le voir sur le dessin, le canon électronique 26 com- porte une pluralité d'éléments magnétiques 46, montés sur la partie infé- rieure de la coupe-écran 44, pour effectuer la correction coma de la trame produite par les faisceaux électroniques, lorsqu'ils sont balayés sur l'écran 22 Les éléments magnétiques de correction coma 46 peuvent être, par exem- ple du type décrit dans le brevet américain no 3 772 554 cité ci-dessus. La cathode tubulaire 34 du canon électronique 26 comprend une surfa- ce plane émettrice 48 sur une paroi terminale Les électrodes Gl, G 2 et G 2 ' comportent des plaques transversales qui sont pourvues d'ouvertures alignées 54, 55 et 56 (et 41), respectivement L'électrode G 3 comprend deux éléments rectangulaires allongés en forme de coupe, fixés par leurs extrémités ouvertes Un premier de ces éléments comporte une paroi trans- versale 58, adjacente à l'électrode G 2 ' et munie d'une ouverture 60 L'élec- trode G 4 comporte, de la même façon que l'électrode G 3, deux éléments rectangulaires en forme de coupe, fixés par leurs extrémités ouvertes Les électrodes G 3 et G 4, comportent toutes les deux des ouvertures 62 et 64, respectivementqui sont disposées à leurs extrémités en regard, et entre lesquelles est positionnée la lentille de focalisation principale du canon électronique. Selon un mode de réalisation du canon électronique 26, objet de l'in- vention, on a utilisé des éléments ayant les dimensions précisées dans le tableau I ci-après. - TABLEAU I mm Espacement cathode-électrode G 1 (à chaud) 0,076 Epaisseur de l'électrode G 1 0, 127 Diamètre de l'ouverture de G 1 0, 635 Espacement électrode Gi-électrode G 2 0,279 Epaisseur de l'électrode G 2 0,391 Espacement électrode G 2-électrode G 2 ' 0, 127 Epaisseur de la partie externe de l'électrode G 2 ' 0,508 Epaisseur de la partie centrale de l'électrode G 2 ' 0, 102 Diamètre de l'ouverture 55 de l'électrode G 2 O 635 Longueur de l'ouverture 56 de l'électrode G 2 ' 2, 134 Largeur de l'ouverture 56 de l'électrode G 2 ' 0, 686 Espacement électrode G 2 ' électrode G 3 0,737 Diamètre de l'ouverture 60 de l'électrode G 3 1,524 Longueur de l'électrode G 3 23,495 Diamètre de la lentille G 3 5,436 Diamètre de la lentille G 4 5,766 Espacemrent lentille G 3lentille G 4 1, 270 La figure 3 illustre un autre détail de l'électrode 38 (G 2) Cette élec- trode G 2 est constituée d'une plaque plane mais elle peut comporter divers emboutis afin d'obtenir une rigidité accrue La plaque électrode G 2 com- prend trois ouvertures alignées, de préférence circulaires, 55, 55 ' et 55 ", ces ouvertures étant alignées avec les trajectoires des faisceaux électroni- ques La plaque électrode G 2 comporte également deux parties en saillie, présentant la forme de griffes 38 ', qui sont normalement noyées dans les deux tiges de support en verre 32. Sur la figure 4 on peut voir d'autres détails de l'électrode 39 (G 2 '). Dans cet exemple de réalisation, cette électrode G 2 ' comprend une première plaque plane 50, munie d'ouvertures centrales de grandes dimensions 41,41 ' et 41 " 1 sur laquelle est fixée une seconde plaque plus mince 43 La seconde plaque 43 comporte des ouvertures en forme de fentes 56, 56 ' et 56 ", qui sont alignées avec les ouvertures de l'électrode G 2 et avec les trajectoires -6 - des faisceaux électroniques La plaque 50 comprend également deux par- tiers 39 ' en forme de griffes, qui sont normalement noyées dans les deux tiges de support en verre 32. On a précisé dans le tableau Il ci-après, les valeurs des potentiels électriques qui sont appliqués aux électrodes du canon électronique 26, selon un exemple de mise en oeuvre préféré de l'invention. TABLEAU Il VK 47,5 V V 1 O V 2 570 V V 21 900 V V 3 7,2 k V V 4 25 k V La titulaire a découvert que la région de formation de faisceaux du canon électronique 26, apportait un perfectionnement décisif entre ce qui concerne l'intensité lumineuse du faisceau électronique qui est fonction de l'angle de déviation Cette amélioration est apportée sans qu'il en résulte de dégradation significative du spot du faisceau électronique sur l'écran, au centre du tube On pense que ce perfectionnement est provoqué par l'aug- mentation de la résistance d'une lentille quadripole dans la région de forma- tion de faisceaux, par le positionnement d'une grille G 2 ', pourvue de fentes et excitée séparément, entre les électrodes G 2 et G 3 En modifiant la ten- sion sur la grille G 2 ', on fait varier l'astigmatisme du faisceau introduit par la grille G 2 ' Cette variation d'astigmatisme peut être utilisée pour compenser l'astigmatisme engendré par le champ de déviation du collier et on peut ainsi améliorer les performances et les caractéristiques générales du tube électronique Généralement, les variations de la tension de grille G 2 ' permettent d'obtenir un compromis entre la forme du spot du faisceau au centre de l'écran et l'intensité lumineuse du faisceau électronique aux angles de l'écran Cependant, si la tension appliquée à la grille G 2 ' est modulée, il est possible d'obtenir une intensité lumineuse réduite aux angles * -7- de l'écran et de maintenir un spot de faisceaux circulaire au centre de l'écran. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée à l'e- xemple de réalisation décrit et représenté ici, mais qu'elle en englobe toutes les variantes C'est ainsi, notamment, que la conception et la réalisation du canon électronique peuvent être modifiées, particulièrement en faisant varier l'espacement entre les grilles, par modification de l'épais- seur de ces grilles ou du diamètre des ouvertures ou vice et versa, ces modifications étant à la portée de l'home de l'art. 250-5090 8 - REVENDICATIONS 1) Canon électronique, destiné notamment à un tube à rayons catho- diques, qui comprend une région de formation de faisceaux et une région de focalisation de faisceaux, ce canon électronique étant caractérisé en ce que la région de formation de faisceaux comprend une cathode ( 34), une grille de commande ( 36), adjacente à ladite cathode, et deux grilles d'écran ( 38, 39), en ce que la première ( 38) de ces grilles d'écran est adjacente à un c 8 té de ladite grille de commande opposé à la cathode, la seconde grille d'écran ( 39) étant située entre la première grille d'écran et ladite région de focalisation de faisceaux, en ce que la seconde grille d'écran comprend une ouverture en forme de fente ( 56, 56 ', 56 ") alignée avec une trajectoire du faisceau électronique et en ce queles première &seconde grilles d'écran sont chacune excitées à des potentiels électriques différents (V 2, V 2 ') . 2) Canon électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première grille d'écran ( 38) comprend une ouverture ronde ( 55, 55 ', 55 ") qui est alignée avec ladite trajectoire de faisceaux. 3) Canon électronique selon l'une des revendications 1 ou 2, carac- térisé en ce que la grille de commande ( 36) est mise électriquement à la masse. 4) Tube à rayons cathodiques caractérisé en ce qu'il est pourvu d'un canon électronique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3. ) Récepteur de télévision caractérisé en ce qu'il comporte un tube à rayons cathodiques ( 10) tel que spécifié dans la revendication 4.