Brevet FR2534742A1 — publié le 19840420

" Tube cathodique couleur La présente invention concerne un tube cathodique couleur et notamment un tube cathodique couleur dépendant du courant. Les tubes cathodiques couleur utilisés généra- lement dans les récepteurs de télévision en couleur ont un faisceau d'électrons qui traverse un masque-écran, une grille à orifices ou structure analogue se trouvant au voisinage immédiat d'un écran à photophores de façon que les faisceaux d'électrons qui correspondent aux différen- tes couleurs arrivent sur les points ou les bandes cons- tituant les photophores des différentes couleurs de l'écran de phosphore pour donner une image en couleur. Il existe des tubes cathodiques couleur dépen- dant du courant ne comportant pas de moyens définissant les points d'impact des faisceaux d'électrons Dans de tels tubes, l'écran de phosphore en couleur est obtenu en mélangeant et en appliquant des photophores de revête- ment correspondant à au moins deux couleurs et ayant des caractéristiques de luminance dépendant de la densité du courant, qui diffèrent l'une de l'autre Ainsi lorsque la densité de courant du faisceau d'électrons provenant d'une source commune de faisceau d'électrons, change ou si en pratique l'intensité du courant cathodique change, on obtient l'émission lumineuse d'une teinte prédéterminée. 2534742; Comme les tubes cathodiques couleur dépendant du courant ne comportent pas de moyens d'alignement du faisceau d'électrons et d'effacement, le tube cathodique est léger et les procédés de fabrication et de montage sont très simples Il y a également un autre avantage en ce que la résolution peut être améliorée et que l'on évite l'erreur de coïncidence des couleurs provoquée par le déplacement relatif de l'écran de phosphore et du point d'impact d'un faisceau d'électrons, puisqu'il n'y a pas de moyens déterminant la position d'impact de fais- ceau d'électrons dans de tels tubes. Les caractéristiques du canon à électrons d'un tube cathodique couleur, réalisé en pratique sont telles que la correspondance entre, le courant cathodique et la densité du courant n'est pas linéaire, si bien que l'on ne peut obtenir une pureté de couleur suffisamment élevée dans de tels tubes cathodiques connus. Il a déjà été prévu dans une invention paral- lèle un tube cathodique couleur dépendant du courant dans lequel l'écran de couleur est formé de photophores dont les caractéristiques de luminance ou de clarté en fonction de la densité du courant sont des caractéristiques dites sous-linéaires comme le montre la courbe 1 du graphique de la figure 1; cela correspond à l'émission de la lu- mière rouge La courbe 2 du graphique de la figure 1 cor- respond à un-photophore ayant une caractéristique dite supralinéaire, qui émet de la lumière verte; les deux photophores différents, ci-dessus sont réunis et sont laminés l'un sur l'autre La densité de courant du fais- ceau d'électrons arrivant sur l'écran couleur et qui est modifiée par le courant cathodique peut commuter sur des valeurs choisies correspondant aux points A, 8 et C du graphique de la figure 1 Si la densité de courant corres- pond à la valeur A, l'émission lumineuse de la couleur rouge déterminée par la caractéristique 1 en ce point est dominante Si la densité de courant correspond à la valeur B, l'émission lumineuse déterminée par l'intersection des caractéristiques 1 et 2 au point b s'obtient et correspond à l'émission lumineuse du jaune comme couleur intermédi- aire entre le rouge et le vert Si la densité de courant correspond à la valeur C, bien que l'émission lumineuse déterminée par la caractéristique 2 au point c soit domi- nante, on obtient du fait de la caractéristique 1, une émission lumineuse vert-jaune Ainsi, pour une densité de courant de faisceau qui varie sélectivement suivant un signal de couleur, on peut reproduire une image en cou- leur sur l'écran de photophores en couleur. La densité de courant se modifie en changeant le courant cathodique Toutefois en pratique, si l'on change le courant cathodique Ik, le diamètre du point formé par le faisceau sur l'écran change également La relation entre le courant cathodique Ik et le diamètre du point du faisceau correspond à la courbe 3 du graphi- que de la figure 2; selon cette courbe, l orsque le cou- rant cathodique Ik augmente, le diamètre du point du fais- ceau augmente également Cette relation n'est pas linéaire, si bien que la relation entre le courant cathodique Ik et la densité de courant du point du faisceau ne sera pas linéaire comme représenté par la courbe 4 dans le graphi- que de la figure 3 Ainsi, lorsque la valeur du courant cathodique Ik varie dans la plage comprise entre la valeur D jusqu'à la valeur E, représentée à la figure 3, la den- sité de courant change dans une plage relativement faible entre la valeur F et la valeur G Ainsi dans ce cas, le courant cathodique Ik est choisi pour avoir une valeur- égale à E et on obtiendra la densité de courant C corres- pondant au graphique de la figure 1 Si le courant catho- dique est inférieur à la valeur limite D, la densité de courant ne peut diminuer suffisamment pour assurer un fonctionnement satisfaisant La densité de courant ne peut prendre une valeur donnant une émission de lumière rouge représentée dans le graphique de la figure 1, ce qui diminue la pureté de couleur en particulier la pureté de la couleur rouge dans cet exemple. La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients des solutions connues et se propose de créer un tube cathodique couleur ayant un écran de cou- leur formé de photophores couleur, respectifs, ayant plus de deux caractéristiques de clarté qui peuvent éliminer les défauts propres aux tubes cathodiques couleur classi- ques selon l'art antérieur, dont la pureté de couleur soit meilleure et donnant une image ayant des caractéris- tiques d'image meilleures, l'invention étant notamment destinée à être appliquée à un récepteur de télévision couleur. A cet effet, l'invention concerne un tube catho- dique couleur dépendant du courant et qui se compose d'un écran couleur formé d'au moins deux groupes de photophores ayant des caractéristiques densité de courant/clarté dif- férentes l'une de l'autre et émettant des lumières de couleurs différentes ainsi qu'un canon à électrons émet- tant un faisceau d'électrons tombant sur l'écran-couleur et dont la densité de courant du faisceau d'électrons change en fonction des signaux de couleur pour générer des signaux de sortie de couleur appropriés et donner ainsi une image en couleur, la tension de focalisation du canon à électrons étant modifiée de façon à obtenir un état de focalisation précis pour le courant d'entraine- ment le plus élevé dans une plage de courant d'entraîne- ment dans laquelle on obtient les émissions de lumière des différentes couleurs par le faisceau d'électrons et une distance focale résultant de la tension de focalisa- tion durant l'état de mise au point exact, cette distance étant décalée de plus de 5 % par rapport à la distance focale utilisée pour le courant d'entraînement le plus bas. -5 La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est un graphique donnant la rela- tion entre la densité de courant et la clarté d'un tube cathodique couleur. la figure 2 est un graphique donnant la rela- tion entre le courant cathodique et le diamètre d'un point dans un tube cathodique couleur. la figure 3 est un graphique donnant la rela- tion entre le courant cathodique et la densité de courant. la figure 4 est un graphique donnant la caractéristique de poursuite de mise au point dans un tube cathodique couleur. la figure 5 est un schéma d'un mode de réali- sation d'un tube cathodique couleur dépendant du courant' selon l'invention. la figure 6 est un diagramme d'un exemple de canon à électrons appliqué à un tube cathodique couleur dépendant du courant selon la figure 5. la figure 7 est un graphique donnant la rela- tion entre la distance focale et la tension de focalisa- tion par rapport au courant cathodique. la figure 8 est un graphique donnant la caractéristique de rapport de clarté. la figure 9 est un graphique donnant la caractéristique de rapport de clarté classique. DESCRIPTION DE DIFFERENTS MODES DE REALISATION PREFEREN- TIELS DE L'INVENTION La présente invention améliore la pureté des couleurs obtenue par une modification suffisante de la densité du courant dans la plage de variations du courant cathodique correspondant aux lignes D-E de la figure 3. Comme représenté par la courbe en pointillés 4 ' dans le graphique de la figure 4, le courant cathodique Ik en fonction de la densité de courant est une caractéristique aussi linéaire que possible et est défini avec une varia- tion de densité de courant dans la plage comprise entre F' et G; cette plage est plus importante que la varia- tion de densité de courant dans la plage allant de F à G obtenue dans la même plage de variation de courant catho- dique entre D et E Pour cette raison en particulier, la caractéristique correspondant à la variation de densité de courant Ik en fonction du diamètre du point est aplatie comme le montre la courbe en pointillés 3 ' du graphique de la figure 2. Pour pouvoir obtenir des plus grands diamètres de point dans la région basse du courant cathodique Ik et pour obtenir un diamètre plus petit-du point dans la région haute du courant cathodique Ik, si le système de lentille électronique principale m compose par exemple d'un canon à électrons de type unipotentiel, on peut considérer que les diamètres donnés par la première et la - seconde grilles Gi et G 2 traversées par le faisceau d'électrons sont plus grands et que la tension de focali- sation est changée sélectivement suivant la valeur du courant cathodique Ik Toutefois, si la tension de focali- sation est réglée suivant le courant cathodique, la sen- sibilité diminue et la conception du circuit devient délicate; on rencontre un problème difficile pour la caractéristique de fréquence. Selon l'invention, la caractéristique courant cathodique Ik/tension de focalisation du canon à électrons -du tube cathodique couleur dépendant du courant est choi- sie pour avoir une caractéristique particulière différente de celle de l'art antérieur Dans le canon à électrons du tube cathodique classique, la tension de focalisation est déterminée de façon à permettre d'établir toujours la focalisation optimale dans toute la plage de variation du courant cathodique Par exemple comme le montre la courbe 5 du graphique de la figure 4, le canon selon l'art antérieur est conçu de façon que la caractéristique courant cathodique Ik/tension de focalisation optimale ou encore caractéristique de poursuite de focalisation, soit plate Par ailleurs selon l'invention, comme le mon- trent les courbes 6 et 7 dans le graphique de la figure 4, la caractéristique de poursuite de focalisation est choisie de façon qu'elle monte vers la droite ou qu'elle descende vers la droite et que la tension de focalisation soit déterminée de façon que l'on obtienne un état à peine focalisé pour le courant d'entralînement plus élevé du courant cathodique Ik qui est la valeur du courant cathodique C représenté par exemple à la figure 1. Puis on change de plus de 5 % la distance focale déterminée par cette tension de focalisation par rapport à la distance focale déterminée par la tension de focali- sation appropriée pour la valeur d'entraînement la plus faible du courant cathodique Cela correspond à la valeur A par exemple représentée à la figure 1, de sorte que l'on arrive à une mise au point faible ou état de sous-focali- sation ou encore à une mise au point excessive ou état de sur-focalisation pour la valeur A Selon la présente in- vention, l'état de défocalisation est établi positivement - dans la région de courant faible du courant cathodique Ik et ainsi le diamètre du point est important dans la région de courant faible, si bien que l'on obtient la caractéristique représentée par la courbe en pointillés 3 ' du graphique de la figure 2; on obtient ainsi la caractéristique courant cathodique Ik/densité de courant représentée par la courbe en pointillés 4 ' du graphique de la figure 3; cela augmente la différence entre la den- sité de courant F' correspondant au courant d'entraine- ment minimum de D du courant cathodique et la densité de courant G pour la valeur maximale E du courant d'entraine- ment - La présente invention est représentée dans la figure 5 qui montre l'enveloppe 8 d'un tube cathodique avec un écran couleur 9 formé sur la surface intérieure du panneau avant L'écran 9 est réalisé par le mélange ou le laminage de photophores rouges ayant une caractéristi- que dite sous-linéaire (courbe 1, figure 1) et de photo- phores verts ayant une caractéristique dite supralinéaire (courbe 2, figure 1). Un canon à électrons 1 est placé dans le col de l'enveloppe 8 comme cela est représenté; ce canon émet *un faisceau d'électrons 10 tombant sur l'écran de couleur 9 - Comme représenté à la figure 6, le canon à électrons Il comprend-une cathode K émettant des électrons traversant une première électrode de commande Ch en forme de grille, et une seconde électrode d'accélération en forme de grille G 2 ainsi qu'une troisième grille consti- tuant la première anode G 3, puis une quatrième grille constituant l'électrode de focalisation G 4 et une cin- quième grille constituant la seconde anode G 5; toutes ces grilles sont coaxiales comme cela est représenté. Dans un exemple particulier, la troisième grille G 3, la quatrième grille C 4 et la cinquième grille G 5 constituent la lentille électronique principale, par exemple une len- tille unipotentielle ou bipotentielle; dans cet exemple particulier, il s'agit d'une lentille unipotentielle. En réponse aux signaux de couleur par exemple rouge R, jaune Y et vertjaunaâtie G, le courant cathodique Ik prend les valeurs Ik R, Ik Y et Ik G Dans un exemple par- ticulier, on a Ik R = 50 p A, Ik Y = 370 p A et Ik G = 700 /PA. La tension appliquée à l'électrode de focalisa- tion Ec 4 correspondant à la quatrième grille G 4 est fixée pour que l'état de focalisation exact se produise pour la valeur de courant d'entraînement maximale Ik G = 700 PA. L'état de sous-focalisation se produit pour une valeur de courant d'entraînement minimale égale -à Ik R 50 PA En d'autres termes, la tension de focalisation Ec 4 appliquée à la quatrième grille G 4 est choisie pour que la caracté- ristique courant anodique Ik/tension de focalisation (caractéristique de poursuite dé focalisation) correspon- dant à la courbe caractéristique 6 du graphique de la figure 4 s'établisse. Dans un exemple caractéristique, l'épaisseur de la première grille Gl est choisie égale à 0,2 mm et les diamètres intérieurs o des orifices traversants h 1 et h 2 pour le faisceau dans la première et la seconde grilles Cl et G 2 sont respectivement choisis égaux à 0,8 mm; l'espacement dol entre la cathode K et l'orifice traversant hlpour le faisceau dans la première grille GC est choisi égal à 0,31 mm; l'espacement d entre les orifices traversants h 2 et h 3 pour le faisceau dans la seconde et la troisième grilles G 2 et G 3 est choisi égal à 2,8 mm Pour ces paramètres, la caractéristique de trace est représentée par la courbe en pointillés 12 du graphique de la figure 7 A la figure 7, l'origine Z des ordonnées correspond à la tension de focalisation opti- male 3 k V pour une intensité de courant Ik = 10 p A Pour un espacement dol = 0,1 mm et d 23 = 7,8 mm, on obtient la courbe caractéristique représentée par la courbe en traits pleins 13 de la figure 7 Dans ces conditions, si - la caractéristique de poursuite est déterminée comme caractéristique 12 de l'état de sous-focalisation se pro- duisant pour la valeur minimale du courant d'entrainement Ik R et la caractéristique de poursuite déterminée par la caractéristique 13 si l'état de sur-focalisation s'établit pour la valeur minimale Ik R du courant d'entral-nement. Dans ces conditions, dans un tube cathodique de structure classique donnant une caractéristique de poursuite, plate, l'espacement dol est choisi égal à 0,2 mm et l'espacement d 23 est choisi égal à 6,3 mm L'axe à droite de la figure 7 donne la distance focale en millimètres Dans ce cas, les deux courbes 12 et 13 permettent de changer la dis- tance focale de plus de 5 % dans la plage de courant. Comme indiqué ci-dessus, selon la présente invention, comme la caractéristique de poursuite de focalisation est déterminée pour donner approximativement, à peine l'état de focalisation ou juste l'état de focalisation pour le courant d'entrainement maximum Ik G, et l'état de défoca- lisation pour le courant d'entraînement minimum Ik R pour le courant d'entrainement maximum Ik G, on obtient un dia- mètre de point relativement faible alors que pour un cou- rant d'entraînement plus réduit en particulier le courant d'entraînement minimum de Ik R bien que le diamètre du point devient faible, de façon automatique, on obtient positivement l'état de défocalisation Il en résulte que la réduction du diamètre du point est faible, si bien que la densité du courant peut être suffisamment faible. La figure 8 est un graphique donnant le rapport (pourcentage) de clarté d'émission lumineuse par rapport à la tension dé focalisation Ec 4 mesurée lorsqu'on choisit la caractéristique 12 représentée à la figure 7 qui est croissante vers la droite Comme le montre le graphique de la figure 8, la courbe en pointillés 14 donne le rap- port de clarté BG/BR (en pourcentage) entre la clarté de l'émission de lumière vert-jaunâtre BG et la clarté de l'émission de lumière rouge BR; le courant d'entraînement maximum Ik G = 700 PA et la courbe en traits pleins 15 donnant le rapport de clarté d'émission lumineuse 1-(BG/BR) en pourcentage, le courant d'entrainement étant choisi égal au courant d'entraînement minimum Ik R Dans ces conditions, la tension anodique a été fixée à 24 k V, la tension Ec 2 appliquée à la seconde grille G 2 a été choisie égale à 43 V et la tension de coupure fixée égale à 55 V Dans ces conditions, la tension de focalisation Ec 4 pour établir un état de focalisation pratiquement exact ou exact, sera de 3,6 KV si IK = 700 /A. Puis, si la tension de focalisation Ec 4 destinée à être appliquée à la quatrième grille G 4 est fixée égale à 3,6 k V pour le courant d'entraînement minimum Ik R = A, on obtient le rapport de clarté d'émission lumineuse représenté par l'intersection avec la courbe en traits pleins 15 c'est-à-dire 1-(BG/BR) en pourcentage c'est-à- dire 91,3 % La caractéristique de rapport de clarté, analogue d'une structure classique à caractéristique de poursuite de focalisation plate est représentée à la figure 9 Selon la figure 9, la courbe 16 correspond au rapport de clarté d'émission lumineuse BG/BR pour le cou- rant d'entraînement maximum Ik G= 700 A; la courbe 17 correspond au rapport de clarté d'émission lumineuse 1-(BG/BR) en pourcentage correspondant au courant d'en traînement minimum Ik R = 50 A Dans cesconditions, la tension de focalisation Ec 4 pour l'état de focalisation exact sur la courbe 16 correspond approximativement à 4,15 k V Si la tension de focalisation Ec 4 est déterminée comme étant égale à 4,15 k V, la courbe 17 indique que le rapport de clarté pour lequel le courant d'entraînement minimum Ik R = 50 PA aura une valeur aussi faible que 86,3 %. Si l'état de défocalisation se produit pour le courant d'entraînement minimum Ik R, il est possible de fixer la caractéristique de poursuite de focalisation pour que la caractéristique 6 ou 12 aille en croissant vers - la droite comme cela est illustré aux figures 4 ou 7 ou encore comme les caractéristiques 7 ou 13 qui chutent vers la droite Dans ces conditions, pour la caractéris- tique de poursuite de focalisation telle que réglée, comme la courbe va en croissant vers la droite, ce qui corres- pond à l'état de défocalisation, la densité électronique du point formé par lé faisceau peut être uniforme Il y a ainsi avantage à obtenir des points clairs ayant une couleur uniforme d'émission lumineuse, si la caractéris- tique de poursuite de focalisation est réglée pour que la courbe descende vers la droite, on arrive à l'état de sous-focalisation et la profondeur de la focalisation est importante, ce qui est avantageux si la tension de correc- tion dynamique de focalisation est ajoutée à la tension de focalisation continue Ec 4. Comme décrit, dans le tube cathodique couleur dépendant du courant selon l'invention, même s'il y a une émission de lumière par exemple rouge pour un courant d'entraînement minimum, Ik R peut avoir un rapport de clarté élevé et la pureté de la couleur peut être amélio- rée par rapport auxtubesde l'art antérieur On obtient également une image en couleur ayant de meilleures caractéristiques d'image. Il est à remarquer que les sources de polarisa- tion des grilles Cl-G 5 donnent des tensions de polarisa- tion appropriées permettant d'obtenir les avantages de l'invention En outre, l'écartement des différentes gril- les et ouvertures telles que représentées à la figure 6 est choisi pour obtenir les avantages de l'invention. _ E V E N D I C A T I 0 N S ) Tube cathodique couleur dépendant du cou- rant comportant un écrancouleur ( 9) de photophores, formé d'au moins deux ensembles de photophores ayant des caractéristiques densité de courant/clarté, différentes l'une de l'autre et émettant une énergie lumineuse de couleurs différentes, un canon à électrons ( 11) émettant un faisceau d'électrons tombant sur l'écran-couleur ( 9), des moyens pour modifier la densité de courant du fais- ceau d'électrons en réponse aux signaux de couleur pour générer de l'énergie lumineuse de différentes couleurs et donner ainsi une image en couleur, tube caractérisé en ce que la tension de focalisation du canon à électrons ( 11) est fixée à une tension de façon à obtenir l'état de focalisation exact pour le courant d'entraînement le plus élevé dans la plage du courant d'entraînement, pour lequel on obtient les émissions lumineuses des différentes couleurs par le faisceau d'électrons, et don-t la distance focale que l'on obtient pour la tension de focalisation pour l'état de-focalisation exact soit déplacée de plus de 5 % par rapport à la distance focale obtenue pour le courant d'entraînement le plus faible. ) Procédé de mise en oeuvre d'un tube catho- dique dépendant du courant ayant un écran-couleur ( 9) formé de différents ensembles de photophores, avec des caractéristiques courant/clarté, différentes et émettant de l'énergie lumineuse de différentes couleurs, procédé caractérisé en ce qu'on émet un faisceau d'électrons à l'aide du canon à électrons ( 11), faisceau tombant sur l'écran-couleur ( 9), on change la densité de courant du faisceau d'électrons ( 10), on règle la tension de focali- sation du canon à électrons ( 11), à un niveau tel qu'il y a mise au point exact pour le courant d'entraînement le plus élevé et pour que la distance focale qui s'établit pour l'état de focalisation exact soit décalée de plus de % par rapport à la distance focale correspondant au courant d'entraînement le plus faible. ) Tube cathodique selon la revendication 1, caractérisé par une cathode dans le canon à électrons ( 11) et un moyen pour recevoir un signal vidéo couleur relié à la cathode pour modifier le courant d'entraîne- ment du tube cathodique. 4 ) Tube cathodique selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte une grille de focalisa- tion dans le tube et un moyen fournissant une tension à la grille de focalisation pour que le faisceau soit seu- lement à peine focalisé sur l'écran pour le courant d'en- trainement le plus élevé. ) Tube cathodique selon la revendication 4, caractérisé en ce que la distance focale qui correspond à un état à peine focalisé est décalée de plus de 5 % par rapport à la distance focale correspondant au courant d'entraînement le plus bas. ) Tube cathodique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le courant d'entraînement le plus bas correspond à la couleur rouge. ) Tube cathodique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le courant d'entraînement le plus élevé correspond au vert-jaunâtre.