Brevet FR2509525A1 — publié le 19830114

i 2509525 La présente invention concerne des tubes image couleur comportant des canons électroniques en ligne perfectionnés, et elle vise plus particulière- ment de tels canons électroniques, comportant des lentilles focales allongées perfectionnées, afin de réduire l'aberration sphérique. Un canon électronique en ligne est coa çu 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 bre- vet américain N O 3 873 879, les lentilles de focalisation électrostatiques prin- cipales pour focaliser les faisceaux électroniques sont formées entre, deux électrodes, qui sont désignées comme première et seconde électrodes d'ac- célération et de focalisation 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 dia- mètre total du canon électronique est choisi de manière que ce canon puisse s'ajuster dans un col de tube de 29 mm Compte tenu de ces exigences dimen- sionnelles, les trois lentilles de focalisation sont très étroitement espacées les unes des autres, ce qui entraîne une limitation très stricte de la con- ception de la lentille de focalisation 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 foca- lisation, l'écart entre les surfaces de l'électrode de la lentille de focalisation constitue également un facteur important, étant donné qu'un espacement plus important fournit un gradient de tension mieux approprié à la lentille, ce qui réduite également l'aberration sphérique Malheureusement, un espacement entre électrodes supérieur à une limite particulière (typiquement 1, 27 mm) n'est généralement pas possible, par suite d'une courbure du faisceau à par- tir des charges électrostatiques sur le verre du col qui pénètrent dans l'es- pace compris entre les électrodes, ce qui provoque un défaut de convergence du faisceau électronique. 2 2509525 Dans le brevet français nx 81 19 932, déposé le 23 octobre 1981 par la présente demanderesse, on a décrit un canon électronique dans lequel la lentille de focalisation principale est constituée par deux électrodes espacées. Chaque électrode an mprend une pluralité dl ouvertures ou de perforations dont le nombre est égal à celui des faisceaux électroniques, ainsi qu'une bor- dure périphérique, de manière que les bordures périphériques des deux électrodes soient orientées l'une vers l'autre La -partie perforée de chaque électrode est positionnée dans un évidement situé en retrait par rapport à la bordure Le rôle de cette lentille de focalisation principale est de fournir le gradient de tension approprié permettant de réduire l'aberration sphérique. Etant donné la forme allongée des évidements et des bordures périphériques des électrodes espacées, il existe une différence entre les tensions qui sont nécessaires pour optimiser le foyer vertical et le foyer horizontal (c'est-à- dire, en fait, les focalisations verticale et horizontale) des faisceaux central et latéraux Il est préférable de réduire à un minimum cette différence de tension de focalisation, de manière que les focalisations verticale et horizon- tale soient rendues pratiquement optimales pour tous les faisceaux La pré- sente invention se propose d'apporter des moyens permettant d'obtenir cette réduction de la différence de tension de focalisation. En conséquence, la présente invention apporte un tube image couleur perfectionné, qui comprend 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 l'écran du tube Le canon comprend une lentille de focalis-ation principale pour focaliser les-faisceaux électroniques, cette lentille étant-fo r-n 4 e par-deux électrodes espacées, munies chacune de trois ouvertures ou perforations séparées et alignées. Chaque électrode comporte également une bordure périphérique Les bor- dures périphériques des deux électrodes se font face La partie perforée de chaque électrode est située à l'intérieur d'un évidement en retrait par rap- port à la bordure La largeur de l'évidement, de l'une au moins des deux électrodes, est plus étroite pour les trajectoires de faisceau latéral que pour celle du faisceau central, cette largeur étant mesurée perpendiculairement au plan qui contient les trajectoires des faisceaux électroniques 3 2509525 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, en coupe axiale partielle, d'un tube image couleur à masque d'ombre selon la présente invention la Figure 2 est une vue en coupe axiale partielle du canon électro- nique représenté en traits interrompus sur la Figure 1; la Figure 3 est une vue en coupe axiale des électrodes G 3 et G 4 du canon électronique représenté sur la Figure 2 la Figure 4 est une vue en élévation frontale, selon 4-4 de la Figure 3, de l'électrode G 4; et, la Figure 5 est une vue en plan du système de stigmatisme de l'électrode G 4, cette vue étant prise selon 5-5 de la Figure 2. On se réfère en premier lieu à la Figure 1 qui est une vue en plan d'un tube image couleur rectangulaire comportant une enveloppe en verre 10, constituée d'un panneau de plaque frontale rectangulaire 12 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 mosarque de luminophores tricolores est supportée 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 perpendiculaire- ment au balayage de lignes du réseau à haute fréquence du tube (c'est-àdire perpendiculairement au plan de la Figure 1) Un masque d'ombre 24 (ou élec- trode de sélection de couleur à perforations multiples) est monté de façon amovible, à l'aide de moyens classiques, avec un espacement prédéterminé, par rapport à l'écran 22 Un canon électronique en ligne perfectionné-26, re- présenté schématiquement sur la Figure 1 par le contour en traits interrom- pus 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 4 2509525 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 entrainent un ba- layage horizontal 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 partir du collier 30, dans la région du canon électronique 26 Afin de simplifier le dessin, on n'a pas représenté, sur la Figure 5, 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 représenté les détails du canon électronique 26 Ce canon comprend deux tiges de support en verre 32, sur lesquelles sont montées les diverses électrodes Ces élec- trodes comprennent trois cathodes coplanaires 34; également espacées (une pour chacun des faisceaux électroniques), une électio de de grille de commande 36 (électrode GI), une électrode de grille d'écran 38 (électrode G 2), une pre- mière électrode d'accélération et de focalisation 40 (électrode G 3) et une seconde électrode d'accélération et de focalisation 42 (-électio de 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 électrostatique principale du canon électronique 26 est formée entre l'électrode G 3 40 et l'électrode G 4 42 L'électrode G 3 40 com- porte 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 troisième élément 48 est fixée à l'ex- trémité fermée du second élément 46 Bien que, sur le dessin, l'électrode G 3 40 soit représentée comme une structure à quatre éléments, il demeure bien entendu que cette électrode peut comporter un nombre quelconque d'éléments, notamment un élément unique de même longueur L'électrode G 4 42 est égale- ment 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 2509525 l'électrode G 4 42 présentent des évidements importants 54 et 56, respective- ment Les évidements 54 et 56 sont en retrait par rapport à la partie de l'ex- trémité fermée de l'électrode G 3 40, qui contient trois ouvertures 58, 60, et 62, à partir de la partie de l'extrémité fermée de l'électrode G 4 42, qui con- tient trois ouvertures 64, 66 et 68 Les parties restantes des extrémités fer- mées 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 constituent les parties les plus rapprochées des électrodes 40 et 42. Afin de réduire à un minimum la différence de tension de focalisation verticale et horizontale, la largeur interne des bordures périphériques 70 et 72 est plus importante, pour la trajectoire du faisceau central, que pour l'une ou l'autre des trajectoires des faisceaux latéraux, cette largeur étant mesurée perpendiculairement au plan contenant les trajectoires de faisceaux électro- niques coplanaires De façon correspondante, les évidements 54 et 56 sont également plus larges pour la trajectoire du faisceau central que pour celle des faisceaux latéraux En plus de ces deux caractéristiques, il est égale- ment préférable de diminuer la dimension des ouvertures centrales 60 et 66, afin d'égaliser les tensions de focalisation qui sont nécessaires pour obtenir une focalisation appropriée des trois faisceaux électroniques De préférence, la variation des dimensions d'ouvertures doit répondre à la relation suivante C = d L D d C dans laquelle C est la largeur des évidements 54 et 56, pour la trajectd re du faisceau central (voir la Fig 4); D est la largeur des évidements 54-et 56, pour les trajectoires des faisceaux latéraux (voir la Fig 4), d L est le dia- mètre des ouvertures de faisceau latéral 58, 62, 64 et 68 (voir la Fig 4), et d C est le diamètre des ouvertures pour le faisceau central 60 et 66 (voir la Fig 4). En effet, les ouvertures de faisceau central plus petites équilibrent l'évidement de dimension plus importante, pour la trajectoire du faisceau cen- tral, ce qui permet d'obtenir une tension de focalisation égale, ou pratique- ment égale, comme cela est exigé par les faisceaux électroniques latéraux. 6 2509525 Le canon électronique 26 représenté sur la Figure 2 apporte une lentille de focalisation principale présentant une'aberration sphérique sensi- blement réduite par rapport aux lentilles des canons électroniques selon la technique antérieure, commentés dans la description qui précède La rêduc- tion de l'aberration sphérique est provoquée par une augmentation des dimen- sions de la lentille principale de focalisation Cette augmentation des dimen- sions de la lentille de focalisation résulte du fait que les ouvertures des élec- trodes sont disposées dans des évidements en retrait Dans la plupart des canons électroniques en ligne selon la technique antérieure, les lignes d'équi- potentiel les plus fortes du champ électrostatique sont concentrées sur des paires opposées d'ouvertures Cependant, dans le canon électronique 26 re- présenté sur la Figure 2, les lignes d'équi-potentiel les plus fortes s'étendent de façon continue entre les bordures 70 et 72, de manière que la partie pré- dominante de la lentille de focalisation principale apparaisse sous la forme d'une lentille unique de dimensions importantes, s'étendant au travers des trois trajectoires de faisceaux électroniques La partie restante de la len- tille de focalisation principale-est-constituée par des lignes d'équipotentiel plus faibles, situées sur les ouvertures des électrodes Les performances et les avantages d'un canon électronique similaire au canon électronique 26 sont discutés dans le brevet français mentionné plus haut. Il existe un astigmatisme d'effet de fente provoqué par la lentille de focalisation principale, par suite de la pénétration du champ de focalisa- tion au travers des zones ouvertes asymétriques des évidements Il résulte de cette pénétration de champ que la lentille de focalisation présente une force de lentille verticale plus importante que sa force de lentille horizontale. Pour corriger cet astigmatisme du canon électronique 26 de la Figure 2, on prévoit une ouverture en forme de fente horizontale à la sortie de l'électrode G 4 42 De préférence, cette fente est espacée,d'une valeur correspondant à 86 % du diamètre de la lentille, de la surface opposée de l'électrode G 4. Cette fente est formée par deux bandes 96 et 98 (visibles sur les Figures 2 et ), qui sont soudées à la plaque perforée 52 de l'électrode G 4 42, de manière à s'étendre transversalement aux trois ouvertures prévues dans cette plaque 52. De manière à faire converger statiquement les trois faisceaux élec- troniques extérieurs avec -le faisceau central, la longueur E de l'évidement -2509525 56 de l'électrode G 4 42 est légèrement plus importante que la longueur F de l'évidement 54, prévu dans l'électrode G 3 40 (Fig 3) Les effets résultant d'une longueur d'évidement plus importante de l'électrode G 4 42 sont les mêmes que ceux qui ont été discutés dans le brevet américain n 3 772 554, en ce qui concerne les-ouvertures décalées des électrodes décrites dans ce brevet anté- rieur On a donné, dans le tableau ci-après, quelques dimension S typiques, en ce qui concerne les composants du canon électronique 26 de la Figure Z. Tableau Diamètre externe du col du tube Diamètre interne du col du tube Distance entre les électrodes 40 et 42 (G 3 et G 4) Distance centre à centre entre les ouvertures adjacentes de l'électrode G 3 40 (A sur la Fig3) Diamètre interne des ouvertures 58, 62, 64 et 68 (d L, Fig 4) Diamètre interne des ouvertures 60 et 66 (d C, Fig4) Largeur, pour la trajectoire de faisceau central, de l'évidement 56 de l'électrode G 4 42 (C, Fig4) Largeur pros des trajectoires des faisceaux extérieurs de l'évi- dement 56 de l'électrode G 4 42 (D, Fig 4) Longueur de l'évidement 56 de l'électrode G 4 42 (E, Fig 3) Longueur de l'évidement 54 de l'électrode G 3 40 (F, Fig 3) Profondeur des évidements des électrodes 40 et 42 (G, Fig 3). 29, 00 mm 24, 00 mm 1,27 mm , O mm 4, O mm 3,59 mm 7, 02 mm 6, 30 mm , 8 mm ,2 mm 1,65 mm Dans divers exemples de réalisation de canons électroniques en ligne, la profondeur G des évidements des électrodes 40 et 42 peut varier entre 1, 30 et 2, 80 mm, et, dans d'autres exemples de réalisation, les profondeurs des évidements des électrodes 40 et 42 varient l'une par rapport à l'autre. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés ici, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. 8 2509525 REVENDICATIONS 1 Tube image couleur comprenant un canon électronique en ligne ( 26) pour engendrer et diriger trois faisceaux électroniques ( 28), un faisceau central et deux faisceaux latéraux, le long de trajectoires coplanaires, vers l'écran ( 22) de ce tube, ce canon électronique comprenant une lentille de foca- lisation principale pour focaliser les faisceaux électroniques, formée par deux électrodes espacées ( 40, 42) comportant chacune trois ouvertures séparées alignées ( 58, 60, 62) ( 64, 66, 68), chaque électrode comprenant également une bordure périphérique ( 70, 72), les bordures périphériques des deux électrodes se faisant face, et la partie perforée de chaque électrode étant disposée dans un évidement ( 54, 56) en retrait par rapport à la bordure, ce tube image cou- leur étant caractérisé en ce que l'évidement ( 56) de l'une des électrodes ( 42) au moins présente une largeur (C) pour la trajectoire de faisceau central, qui est plus importante que sa largeur (D), pour les trajectoires de faisceaux laté- raux, cette dimension étant mesurée perpendiculairement au plan contenant les trajectoires des faisceaux électroniques. Z Tube image couleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ouverture centrale ( 66) faisant partie des trois ouvertures alignées sé- parées de ladite électrode ( 42) présente un diamètre (d C) plus petit que le dia- Z 0 mètre (d L) des ouvertures latérales ( 64, 68). 3 Tube image couleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que, dans ladite électrode ( 42), lé rapport du diamètre (d C) de l'ouverture centrale ( 66) au diamètre (d L) des ouvertures latérales ( 64, 68) est sensible-' ment égal au rapport de la largeur (D) de l'évidement ( 56), pour les trajec- toires des faisceaux latéraux, à la largeur (C) de l'évidement ( 56) pour la trajectoire du faisceau central.