Brevet FR2509526A1 — publié le 19830114

La présente invention concerne des tubes image couleur comportant des canons électroniques en ligne perfectionnés, et elle vise plus particulièrement de tels canons électroniques, comportant des lentilles focales allongées pour corriger l'astigmatisme d U à ces lentilles. Un canon électronique en ligne est conçu de façon à engendrer ou initier de préférence trois faisceaux électroniques dans un plan commun, et à diriger ces faisceaux le long de trajectoires convergentes dans ce plan, vers un point ou une petite zone de convergence situé près de l'écran du tube électronique. Dans un type de canon électronique en ligne décrit dans le brevet américain n' 3 873 879, les lentilles de focalisation électrostatiques principales pour focaliser les faisceaux électroniques sont formées entre deux électrodes, qui sont désignées comme première et seconde électrodes d'accélération et de foca- lisation Ces électrodes comprennent deux éléments en forme de coupe, dont les fonds ou parties postérieures sont orientés de façon à se faire-face Trois ouvertures sont prévues dans chacun des fonds de ces coupes, afin de permettre le passage de trois faisceaux électroniques, et de former trois lentilles de focalisation principales séparées, une pour chacun des faisceaux électroniques. Selon un exemple de réalisation préféré, le diamètre total du canon électro- nique est choisi de manière que ce canon puisse s'ajuster dans un col de tube de 29 mm Compte tenu de ces exigences dimensionnelles, les trois lentilles de focalisation sont très étroitement espacées les unes des autres, ce qui en- traîne une limitation très stricte de la conception de la lentille de Localisation. Il est connu que, plus le diamètre de la lentille de focalisation est important, plus l'aberration sphérique qui réduit la qualité de la focalisation des courants élevés est réduite. En plus des exigences concernant le diamètre de la lentille de focalisa- tion, l'écart entre les surfaces de l'électrode de la lentille de Localisation constitue également un facteur important, étant donné qu'un espacement plus important fournit un gradient de tension mieux approprié a la lentille, ce qui réduit également l'aberration sphérique Malheureusement, un espacement entre électrodes supérieur 4 une limite particulière (typiquement 1, 27 mm) n'est généralement pas possible, par suite d'une courbure du faisceau à partir des charges électrostatiques sur le verre du col qui pénètrent dans l'espace compris entre les électrodes, ce qui provoque un défaut de convergence du fai Lsceau électronique. Dans son brevet français N O 81 19 932 déposé le 23 Octobre 1981, la titulaire a décrit un canon électronique dans lequel la lentille de focalisation principale est constituée par deux électrodes espacées Chaque électrode com- prend une pluralité d'ouvertures, dont le nombre est égal à celui des faisceaux électroniques et, également, une bordure périphérique, les bordures périphé- riques des deux électrodes étant orientées l'une en face de l'autre La partie de chaque électrode, munie de l'ouverture, est positionnée dans un évidement disposé en retrait par rapport à la bordure Le rôle de cette lentille de focali- sation principale est-de fournir le gradient de tension approprié qui doit ré- duire l'aberration sphérique Cependant la lentille de focalisation principale provoque un astigmatisme d'effet de fente, qui est corrigé dans le canon élec- tronique par l'adjonction d'une fente horizontale, -débouchant à la sortie de la seconde électrode de focalisation et d'accélération Cette fente est constituée par deux bandes parallèles qui assurent un effet similaire sur les trois fais- ceaux électroniques La présente invention apporte un dispositif ayant diffé- rents effets sur les faisceaux électroniques, en premier lieu pour, améliorer encore la focalisation des faisceaux électroniques latéraux. Un tube image couleur perfectionné selon la présente invention comprend un canon à électrons en ligne pour engendrer et diriger trois faisceaux électro- niques, un faisceau central et deux faisceaux latéraux, le long de trajectoires coplanaires vers un écran du tube La canon comporte une lentille de focalisa- tion principale pour focaliser les faisceaux électroniques La lentille de focali- sation principale est constituée par deux électrodes espacées, munies chacune de trois ouvertures séparées alignées Chaque électrode possède également une bordure périphérique Les bordures périphériques des deux électrodes se font face La partie perforée de chaque électrode est située dans un évide- ment en retrait par rapport à la bordure L'électrode de la lentille de focali- sation principale la plus proche de l'écran est munie d'une fente sur le côté faisant face -à-l'écran Le fente s'étend dans la direction des trois trajectoires de faisceau électronique et elle comporte des moyens pour assurer un effet de stigmatisme plus faible sur les deux faisceaux latéraux que sur le faisceau c entral. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui en il- lustrent divers exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Sur les dessins la figure 1 est une vue en plan, partiellement en coupe axiale, d'un tube image couleur à masque d'ombre selon cette invention; la figure 2 est une vue en coupe axiale partielle d'un exemple de réalisa- tion du canon électronique représenté en traits interrompus sur la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe axiale des électrodes G et G du canon 3 4 électronique représenté sur la figure 2; la figure 4 est une vue en élévation frontale du canon électronique de la figure 2, selon 4-4 de la figure 3 la figure 5 est une vue en plan de l'électrode G 4 du canon électronique de la figure 2, selon 5-5 de la figure 2, montrant un exemple de réalisation pour obtenir le stigmatisme les figures 6 et 7 sont des vues en plan de l'électrode G 4 du canon électro- nique de la figure 2, illustrant deux autres exemples de réalisation du dispo- sitif pour obtenir le stigmatisme; la figure 8 est une vue en coupe axiale partielle d'un autre exemple de réalisation du canon électronique représenté en traits interrompus sur la figure 1; la figure 9 est une vue en coupe axiale des électrodes G 3 et G 4 du canon électronique de la figure 8, et la figure 10 est une vue en plan de l'électrode G 4 du canon électronique de la figure 8, prise selon 10-10 de la figure 8, illustrant un autre exemple. de réalisation d'un dispositif pour obtenir le stigmatisme. On se réfère en premier lieu à la figure 1, qui est une vue en plan d'un tube image couleur rectangulaire 11 comportant une enveloppe en verre 12, constituée d'un panneau de plaque frontale rectangulaire 13 et d'un col tubu- laire 14, ces deux éléments étant reliés par une partie tronconique rectangu- laire 16 en forme d'entonnoir Le panneau comprend une plaque frontale d'ob- servation ou de visualisation 18, et une collerette périphérique ou paroi laté- rale 20 qui est scellée sur la partie en forme d'entonnoir 16 Un écran 22, constitué d'une mosaique de luminophores tricolores est supporté par la sur- face interne de la plaque frontale 18 Cet écran est de préférence un écran de ligne, les lignes de luminophores s'étendant sensiblement perpendiculairement au balayage de lignes de la trame à haute fréquence du tube (c'est-à-dire perpendiculairement au plan de la figuré 1) Un masque d'ombre 24 (ou élec- trode de sélection de couleur à perforations multiples) est monté de façon amo- vible, à l'aide de moyens classiques, avec un espacement prédéterminé par rapport à l'écran 22 Un canon électronique en ligne perfectionné 26, représen- té schématiquement sur la figure 1 par le contour en traits interrompus est monté au centre, à l'intérieur du col 14, de façon à engendrer et à diriger trois faisceaux électroniques 28 le long de trajectoires convergentes coplanaires, au travers du masque 24, vers l'écran 22. Le tube représenté sur la figure 1 est conçu de manière à pouvoir être utilisé avec un collier de déviation magnétique externe, tel que le collier 30 représenté schématiquement sur le dessin, entourant le col 14 et la partie tronconique en forme d'entonnoir 16, au voisinage de la jonction de ces deux éléments du tube Lorsqu'il est excité, le collier 30 soumet les trois faisceaux électroniques 28 à des champs magnétiques qui entratuent un balayage horizon- tal et vertical de ces faisceaux, selon une trame rectangulaire, sur l'écran 22. Le plan initial de déviation (pour une déviation nulle) a été représenté sur le dessin par le plan P-P, passant sensiblement par le milieu du collier 30 Compte tenu des champs latéraux, la zone de déviation du tube s'étend axialement à par- tir du collier 30, dans la région du canon électronique 26 Afin de simplifier le dessin, on n'a pas représenté, sur la figure 1 la courbure des trajectoires des faisceaux déviés, dans la zone de déviation. On se reporte maintenant aux figures 2 à 5, sur lesquelles on a représen- té les détails d'un exemple de réalisation 26 ' du canon électronique 26 Ce ca- non comprend deux tiges de support en verre 32, sur lesquelles sont montées les diverses électrodes Ces électrodes comprennent trois cathodes coplanaires 34, également espacées (une pour chacun des faisceaux électroniques), une électrode de grille de commande 36 (électrode Gi), une électrode de grille d'écran 38 (électrode G 2), une première -électrode d'accélération et de focali- sation 40 (électrode G 3) et une seconde électrode d'accélération et de focali- sation 42 (électrode G 4), ces électrodes étant espacées le long des tiges de verre 32, dans l'ordre indiqué ci-dessus Chacune des électrodes Gi à G 4 comporte trois ouvertures alignées, afin de permettre le passage de trois faisceaux électroniques coplanaires La lentille de focalisation électrostati- que principale du canon électronique 26 ' est formée entre l'électrode G 3 40 et l'électrode G 4 42 L'électrode G 3 40 comporte quatre éléments en forme de coupe 44, 46, 48 et 50 Les extrémités ouvertes de deux de ces éléments 44 et 46 sont fixées l'une à l'autre, et les extrémités ouvertes des deux autres éléments 48 et 50 sont également fixées l'une à l'autre L'extrémité fermée du troisiène élément 48 est fixée à l'extrémité fermée du second élément 46 Bien que, sur le dessin, l'électrode G 3 40 soit représentée comme une structure à qảtre éléments, il demeure bien entendu que cette électrode peut comporter un nombre quelconque d'éléments, notamment un élément unique de même lon- gueur L'électrode G 4 42 est également en forme de coupe; cependant, son extrémité ouverte est fermée par une plaque perforée 52. Les extrémités fermées se faisant face de l'électrode G 3 40 et de l'élec- trode G 4 42 comportent des évidements de grandes dimensions 54 et 56, res- pectivement Les évidements 54 et 56 placent en retrait la partie de l'extrémi- té fermée de l'électrode G 3 40, qui contient trois ouvertures 58, 60 et 62, par rapport à la partie de l'-xtrémité fermée de l'électrode G 4 42 qui contient trois ouvertures 64, 66 et 68 Les parties restantes des extrémités fermées de l'électrode G 3 40 et de l'électrode G 4 42 constituent des bordures 70 et 72, respectivement qui s'étendent périphériquement autour des évidements 54 et 56 Les bordures 70 et 72 sont les parties les plus rapprochées des deux électrodes 40 et 42. Le canon électronique 26 ' représenté sur la figure 2, constitue une len- tille de focalisation principale ayant une aberrat ion sphérique réduite comparée à celle des canons électroniques selon la technique antérieure La réduction de l'aberration sphérique est due à une augmentation des dimensions de la len- tille de focalisation principale Cette augmentation des dimensions de la len- -25 tille résulte de l'encastrement des ouvertures de l'électrode Dans la plupart des canons électroniques en ligne selon la technique antérieure, les lignes equipotentielles les plus fortes du champélectrostatique sont concentrées sur chaque paire opposée d'ouvertures Cependant, dans le canon 26 ' de la figure 2, les lignes equipotentielles les plus fortes s'étendent de façon continue à par- tir de l'espace situé entre les bordures 70 et 72, de manière que la partie pré- dominante de la lentille de focalisation principale apparaisse comme une len- tille importante unique s'étendant sur les trois trajectoires des faisceaux élec- troniques La partie restante de la lentille de focalisation principale est formée par les lignes equipotentielles plus faibles situées sur les ouvertures d'élec- trodes Les performances et avantages d'un canon électronique similaire au canon électronique 26 ' sont discutés dans le brevet français mentionné ci- dessus. De préférence, comme on peut le voir sur les figures 3 et 4, la profon- deur F des évidements 54 et 56 est sensiblement égale au 1/4 de l'espacement C séparant deux côtés rectilignes des évidements Le diamètre de chaque ouver- ture de l'électrode G 3 40 est tel que chaque ouverture touche une ligne equi- potentielle de 4 % de la tension de l'électrode qui existerait si la partie perforée de l'électrode était absente Dans l'exemple de réalisation représenté sur le dessin, cette ligne de 4 % est sensiblement un demi-cercle L'espacement des deux électrodes 40 et 42 doit être suffisamïnent faible pour empêcher le charge- ment du col d'incurver les faisceaux électroniques. Il existe un astigmatisme, c'est-à-dire un effet asymétrique, formé par la lentille principale, par suite de la pénétration du champ de focalisation au travers des zones ouvertes des évidements Cet effet est provoqué par la com- pression plus importante des lignes equipotentielles sur les côtés de la lentille de focalisation que sur les deux zones situées à proximité du centre de la len- tille de focalisation La pénétration du champ donne à la lentille de focalisa- tion une force verticale plus importante que sa force horizontale Pour corri- ger cet astigmatisme du canon électronique 26 ' de la figure 2, on prévoit une ouverture 95 en forme de fente horizontale, à la sortie de l'électrode G 4 42. La fente 95 présente une largeur optimale qui est égale à là moitié du diamètre de la lentille et de préférence un espacement par rapportà la surface opposée de l'électrode G 4 qui est égal à 86 % du diamètre de la lentille Cette fente 95 est formée-par deux bandes 96 et 98, représentées sur les figures 2 et 5, sou- dées sur la plaque perforée 52 de l'électrode G 4 42 de manière à s'étendre dans la direction d'alignement des trois trajectoires de faisceaux électroniques. Afin de minimiser tout différentiel de tension de focalisation du canon du centre vers les côtés et pour améliorer la qualité de focalisation des fais- ceaux latéraux, la fente 95 comporte des moyens pour obtenir un effet de stig- matisme plus faible sur les deux côtés latéraux que sur le centre du faisceau. Ces moyens consistent à effiler les extrémités des bandes 96 et -98 sur les ouvertures du faisceau extérieur En raison de ces parties effilées, les ban- des 96 et 98 comportent des formes trapezotdales, le plus court des côtés palillèles des bandes se faisant face. Selon un exemple de réalisation légèrement modifié, représenté sur la figure 6, deux bandes parallèles de stigmatisme 100 et 102 ont chacune une forme trapezordales, mais leurs côtés non parallèles sont légèrement incurvés. Dans l'autre exemple de réalisation représenté sur la figure 7, deux bandes parallèles de stigmatisme 104 et 106 possèdent une longueur plus courte, sen- siblement égale à l'espacement entre les deux côtés latéraux. Pour faire converger statiquement les deux faisceaux extérieurs avec le faisceau central, la largeur E de l'évidement 56 de l'électrode G 4 42 est légè- rement plus grande que la largeur D de l'évidement 54 de l'électrode G 3 40 (figure 3) L'effet de largeur plus importante de l'évidement de l'électrode G 4 42 est le même que celui discuté en référence aux ouvertures décalées dé- crites dans le brevet américain N O 3 772 554. Le tableau I ci-après donne quelques dimensions typiques du canon élec- tronique 26 ' de la figure 2. Tableau I Diamètre externe du col du tube 29, 00 mm Diamètre interne du col du tube 24, 00 mm Espacement des électrodes G 3 40 et G 4 42 I, 27 mm Espacement centre à centre des ouvertures adjacentes de l'électrode G 3 40 (AFigure 3) 5, 00 mm Diamètre interne des ouvertures 58, 60 et 62 de l'électrode G 3 40 ( B Figure 3) 4, 00 mm Espacement entre deux côtés rectilignes des évidements des électrodes 40 et 42 (C Figure 4) 7, 00 mm Largeur de l'évidement de l'électrode G 3 40 (D Fig 3) 20, 2 mm Largeur de l'évidement de l'électrode G 4 42 (E Fig 3) 20, 8 mm Profondeur des évidements des électrodes 40 et 42 (F Fig 3) 1, 65 mm Dans d'autres exemples de réalisation de canons électroniques en ligne, la profondeur des évidements des électrodes 40 et 42 peut varier de 1, 30 à 2, 80 mm et les profondeurs des évidements des deux électrodes 40 et 42 peu- -vent varier de l'un à l'autre. Sur les figures 8 à 10, on a représenté les détails d'un autre exemple de réalisation 26 " du canon électronique 26 de la figure 1 Le canon 26 " est iden- tique au canon 26 ' représenté sur les figures 2 à 5, sauf en ce qui concerne les moyens pour corriger l'astigmatisme, c'est-à-dire l'effet asymétrique, formé par la lentille de focalisation principale par suite de la pénétration du champ de focalisation au travers des zones ouvertes des évidements Dans le canon à électrons 26 " de la figure 8, cette correction est effectuée par l'incorporation d'une ouverture en forme de fente horizontale 100 à la sortie de l'électrode G 4 42, qui agit comme un système de stigmatisme du faisceau électronique. La fente 100 est située dans un support 102 qui est fixé à la plaque 52, Iaquelle est fixée au côté de l'écran de l'électrode G 4 42. Afin de minimiser le différentiel de tension de focalisation du canon du centre vers les côtés, on donne à la fente 100 la forme d'un os, celle-ci étant plus large, dans une direction perpendiculaire à la direction de l'alignement des trois trajectoires de faisceaux, à l'endroit de trajectoire de faisceaux laté- raux qu'à l'emplacement de la trajectoire du faisceau central Cette forme de fente procure un effet de stigmatisme plus faible sur les deux faisceaux la- téraux que sur le faisceau central. Le tableau IH ci-après donne quelques dimensions typiques en ce qui concerne le canon électronique 26 " représenté sur la figure 8. Tableau II Diamètre externe du col du tube Diamètre interne du col du tube Espacement entre les électrodes G 3 40 et G 4 42 Espacement centre à centre entre les ouvertures adjacentes de l'électrode G 3 40 (A Fig 3) Diamètre interne des ouvertures 58, 60 et 62 de l'électrode G 3 40 (B Fig 3) Espacement entre deux côtés rectilignes des évidements des électrodes 40 et 42 (C Fig 4) Largeur de l'évidement de l'électrode G 3 40 (D Fig 3) Largeur de l'évidement de l'électrode G 4 42 (E Fig 3) Profondeur des évidements des électrodes 40 et 42 (F Fig 3) 29, 00 mm 24, 00 mm 1,27 mm , 00 mm 4, 00 mmn 8, 00 mm 18, 2 mm 18, 6 mm 2, 03 mm 9 2509526 Longueur du support du système de stigmatisme (G Fig 5) Largeur de ce même support (H Fig 5) Hauteur de ce support (I Fig 3) Longueur d'une fente (J Fig 5) Largeur minimale d'une fente (K Fig 5) Largeur maximale d'une fente (L Fig 5) , 37 mm 7, 88 mm 3, 10 mm 13, 46 mm 1,52 mm 2, Z 9 mm Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée aux divers exemples de réalisation, mais qu'elle en englobe toutes les variations. 2509526 REVENDICATIONS 1 Tube image couleur comportant un canon électronique en ligne pour engendrer et diriger trois faisceaux électroniques, un faisceau central et deux faisceaux latéraux le long de trajectoires coplanaires vers un écran dudit tube, 3 ce canon comprenant une lentille de focalisation principale pour focaliser les- dits faisceaux électroniques, la lentille de focalisation principale étant consti- tuée par deux électrodes espacées ayant chacune trois ouvertures alignées sé- parées, chaque électrode comportant également une bordure périphérique, ces bordures périphériques des deux électrodes se faisant face et la partie perfo- rée de chaque électrode étant située dans un évidement en retrait par rapport à la bordure, ce tube image couleur étant caractérisé en ce que l'électrode de lentille de focalisation principale ( 42) la plus proche dudit écran ( 22), comprend une fente ( 95, 100) sur le côté faisant face à l'écran, cette fente s'étendant dans la direction de l'alignement des trois trajectoires de faisceaux électro- niques et comportant des moyens pour réaliser un effet de stigmatisme plus faible sur les -deux faisceaux latéraux ( 22), que sur le faisceau central ( 28). 2 Tube image couleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite fente ( 95) est formée par deux bandes parallèles ( 96, 98; 100, 102) et en ce que lesdits moyens pour obtenir un effet de stigmatisme plus faible con- sistent à effiler les extrémités des bandes. 3 Tube image couleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite fente ( 95) est formée par deux bandes parallèles ( 96, 98; 100, 102) de forme trapezoldale, les côtés parallèles les plus courts des bandes -se faisant face. 4 Tube image couleur selon la revendication 3, caractérisé en ce que les côtés non parallèles des bandes trapezoidales ( 100, 102) sont légèrement incurvées. Tube image couleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite fente est formée par deux bandes parallèles ( 1 c 4, 106) dont les longueurs sont approximativement égales à l'espacement entre lès deux faisceaux laté- raux ( 28) 6 Tube image couleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite fente ( 100) est plus large, dans une direction perpendiculaire au plan des trois trajectoires de faisceaux électroniques, à l'endroit des trajectoires il 2509526 de faisceaux latéraux qu'à l'emplacement du faisceau central. 7 Tube image couleur selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'électrode de lentille de focalisation principale ( 42), la plus proche dudit écran ( 22) comporte un support ( 102) fixé sur le côté latéral de l'écran, ce support étant muni de ladite fente. 8 Tube image couleur selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite fente ( 100) a la forme d'un os.