Brevet FR2559948A1 — publié le 19850823

La présente invention est relative à des tubes images couleur, comportant des canons électroniques en ligne perfectionnéset elle vise plus particulièrement des perfectionnements apportés à de tels canons pour corriger l'astigmatisme résultant d'une lentille de focalisation ou pour équilibrer une sur-focalisation provoquée par un collier de déviation. Un canon électronique en ligne est conçu et réalisé de façon à engendrer ou initier de préférence trois faisceauxélectroniques dans un plan commun et à diriger ces faisceaux le long de trajectoires convergentes vers un point ou une petite zone de convergence, situé à proximité de l'écran dutube. Dans un type de canon électronique en ligne, décritdans le brevetaméricain N 3 873 879, on forme des lentilles de focalisation électrostatiques principales, pour focaliser les faisceaux électroniques, entre deux électrodes que l'ondésigne sous les termes de première et seconde électrodesd'accélération etdefocalisation. Ces électrodescomportentdeux éléments en forrmede coupe dont les partiesinfé- rieures ou fonds sont en regard l'un de l'autre. Chaque fondde coupe comporte trois ouvertures, de façon à permettre le passage de trois faisceaux électroniques et pour constituer trois lentilles de focalisationprincipales séparées, une pour chaque faisceau électronique. Dans un mode de réalisation préféré, le diamètre total du canon électronique est telque le canon peut se loger dans un col de tube de 29 nxn. En raison de ces exigences de dimension, les trois lentilles de focali- sation sont très étroitement espacées lesunesdesautres, ce quisetraduit par une limitation très contraignante de la conception et de la réalisation de la lentille de focalisation. Il est bien connu des techniciens de ce domaine que plus le diamètre de la lentille de focalisation est important, plus l'aberration sphérique, qui limite la qualité de la focalisation, est faible. Outre le diamètre de la lentille de focalisation, l'espacement entre les surfaces des électrodes de lentille de focalisationestimportant, étant donné qu'un espacementimportant donne un meilleur gradient de tension dans la lentille, ce quiréduit également l'aberrationsphérique. Malheureusement, iln'estgéné- ralement pas possible d'obtenir un espacement entre électrodes excédant une limite prédéterminée (typiquement 1,27 nmrn), en raison des courbures de fais- ceau résultant des charges électrostatiques sur le verre du col, qui pénètrent dans l'espace entre les électrodes, ce quiprovoquedes défauts de convergence des électrons. Z Le brevet américain N 4 370 592 décrit un canon électronique dans lequel une lentille de focalisation principale est formée par deux électrodes espacées. Chaque électrode est munie d'une pluralité d'ouvertures, égale au nombre de faisceaux électroniques, et d'une bordure périphérique, les bordures périphériques des deux électrodes se faisantface. Lapartie perforée de chaque électrode est placée à l'intérieur d'un évidement en retrait par rapport à la bor- dure. Le rôle de cette lentille de focalisation principale est de fournir le meilleur gradient de tension susceptible de réduire l'aberration sphérique. Cependant, la lentille de focalisation principale produit un astigrratisme d'effet de fente qui 1 0 est corrigé dans le canon électronique par l'addition d'une fente horizontale qui débouche sur la sortie de la seconde électrode defocalisationetd'accélération. Cette fente estforrrée de deuxbandes parallèles qui ont un effet similaire sur les trois faisceaux électroniques. Le brevet américain N 4 388 553 décrit un perfectionnement apporté à la conception et àlaréalisation d'une telle fente. Dans ce brevet, les extrémrités des deux bandes parallèles qui forment la fente sont profilées, de manière à créer un effetde correction d'astigmatisme plus faible sur les deux faisceauxlatéraux que sur lefaisceaucentral. Bien que ces fentes de correctiond'astigrnatisme selonla technique antérieure soient très efficaces pour corriger l'astigmatisme, elles exigent encore deuxbandes, c'est-à-dire des parties additionnelles, et également un travailsupplémrentaire pour leur fixation sur le canon électronique. Par consé- quent, le besoin se fait sentir de disposer d'autres tmoyens pour corriger l'astig- rratisme, qui n'exigent pas d'éléments additionnelsht de travail supplémentaire nécessaire pour fixer ces éléments additionnels sur un canon électronique. En conséquence, cette invention concerne un tube image couleur, comportant un canon électronique en ligne pour engendrer et diriger trois faisceau> électroniques, constitués d'unfaisceau central et de deuxfaisceaux latéraux, le long de trajectoires initiales coplanaires versunécrandudittube, ledit canon comprenant une lentille de focalisation principale pour focaliser lesdits faisceaux électroniques, la lentille de focalisation principale étantformée de deux électrodes espacées, comportant chacune trois ouvertures séparées ali- gnées, une ouverture centrale etdeux ouvertures latérales,ce tube image couleur étant caractérisé en ce que chacune desdites ouvertures dans chacune desdites électrodes de lentille defocalisation présenteune forme choisie, de façon à réaliser une distorsion d'une portion de la lentille de focalisation, afin de compenser, au moins partiellement, un effet d'astigrratisme dans le- dittube, qui agit surun faisceau électroniqueassocié, lesdites ouvertures dans les deux électrodes étant dissymétriques par rapport àdes axes passant par les centres d'ouvertures latérales respectives et qui sont perpendiculaires aux trajectoires initiales coplanaires des faisceaux électroniques. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressor- tirontde la description faite ci-après, en référenceaux dessins annexés qui en illustrent divers exemples de réalisation, dépourvus de toutcaractère limitatif. Sur les dessins: - laFigure 1 est une vue enplan, partiellenent en coupe axiale, d'un tube image couleur à masque d'ombre, mettant en oeuvre l'invention - la Figure 2 est une vue en coupe axiale partielle du canon électronique, représenté en traits interrompus sur la Figure 1; - la Figure 3 est unevue en coupeaxiale des électrodes G3 et G4 du canon électronique de laFigure Z; - laFigure 4 est une vue en élévation frontale d'une électrode du canon à électrons de la Figure 2, selon la ligne 4-4dela Figure 3et, - laFigure 5 est une vue en élévation frontale d'uneautre élec- trode du canon électronique delaFigure2, selon5-5 de laFigure 3. La Figure 1 est une vue en plan d'un tube image couleur rectan- gulaire 8, comportant une enveloppe de verre 0lOqui comprendun panneau de plaque frontale rectangulaire 12 et un col tubulaire 14, ces deuxéléments étant reliés par une partie tronconique enforme d'entonnoir 16. Le panneau 12 com- prendune plaque frontale d'observationI 8 et une paroi latérale ou flasque péri- phérique2O quiest scellé sur la partietronconiquel6. Unécrande lunlinophores tri-colores2Z est supporté parla surface internedela plaquefrontale l8. De préférence, l'écran estun écrande lignes dans lequelleslignes de luminophores s'étendent sensiblement perpendiculairementaubalayage de lignes de trarne à haute fréquence du tube (perpendiculaires au plan de la Figure 1). Une électrode de sélection de couleur ou masque d'ombre 24, pourvu d'une pluralité de perfo- rations ou d'ouvertures, est monté de façon amovible, àl'aide de noyens classiques, dans une relation d'espacement prédéterrminée par rapport à l'écran 22. Un canon électronique perfectionné en lignes 26, représenté sché- nmtiquemrent par le contour en traits interrompus sur la Figure 1, est rnonté au centre, à l'intérieur du col 14, de rnanière à engendrer et diriger trois faisceaux électroniques 28 le long de trajectoires convergentes coplanaires, au travers du masque 24, vers l'écran 22. Letube 8 de la Figure 1, est conçu et réalisé defaçon àêtre utilisé avec un collier de déviation magnétique externe, tel que le collier 30 représenté de façon schématiqueautour du col 14 etde lapartietronconique 16, au voisinage de la jonction de ces deux élénments. Lorsqu'il est excité, le collier 30 soumet les trois faisceaux28 à des champs rmagnétiquesqui provoquent un balayage horizontal et verticaldes faisceaux, selonunetrame rectangulaire sur l'écran 22. Le plan initialde déviation (pour une déviation nulle) est repré- senté par la ligne P-P sur la Figure 1, sensiblement au milieudu collier 30. En raison des champs s'exerçant sur les bords, la zone de déviation du tube s'étend axia-lement, à partir du collier 30, dans la région ducanon 26. Pour simplifier le dessin, on n'a pas représenté sur la Figure 1, la courbure réelle destrajectoires de faisceaux déviés. Les Figures2 à 5 représentent les détails ducanon à électrons 26. Ce canon comprend deux tiges ou cordons de support en verre 32 sur lesquels sont montésles diverses électrodes. Celles-ci comprennenttrois cathodes co- planaires, espacées de façon égale 34 ( une pour chaquefaisceau), unegrille de commande 36 (électrode G1), une grille d'écran 38 (électrode G2), une pre- imère électrode de focalisation 40 (électrode G3) etune seconde électrode de foca- lisation 42 (électrode G4), ces composants étant espacés le long des tiges de verre 32, dans l'ordre indiqué. Chaque électrode G1 à G4 est munie de trois ouvertures alignées pour laisser le passage àtroisfaisceauxélectroniques coplanaires. La lentille de focalisation électrostatique principaleducanon 26 estfornmée entre l'électrode G3 40, et l'électrode G4 42. L'électro G 340 com- porte quatre éléments en formne de coupes 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 deuxautres éléments, 48 et 50, sont égalenent fixées l'une à l'autre. L'extrémité fermée dutroisième élénent 48 est fixée à l'extré- nmté fermée du second élément46. Bienque l'électrode G3 40 soit représentée sur le dessin sous la forme d'une structure à quatre pièces, elle pourrait être réalisée à partir d'unnombrequelconque d'éléments. L'électrode G4 42 est également en forme de coupe, mais son extrémité ouverte est obturée par une plaque perforée 52. Les extrémités fermées se faisant face de l'électrode G3 40 et de l'électrode G4 42 possèdentdes évidements importants54et56 respecti- vement. Les évidements 54 et 56 placent la partie de l'extrémité fermée de l'électrode G3 40 qui contienttrois ouvertures 58,60, 62, en retraitparrapport à la partie de l'extrémité fermée de l'électrode G442 qui contient trois ouver- tures 64, 66 et68. Les parties restantes des extrémités fermées de l'électrode G3 40 et de l'électrode G4 42 forment des bordures 70 et 72, respectivement, qui s' étendent périphériquerrent autour des évidements 54 et 56. Les bordures et 72 constituent les parties les plus proches des deux électrodes40 et 42. Le canon électronique 26 de la Figure 2 donne une lentille de foca- lisation principale dont l'aberration sphérique est sensiblementréduite par rapport à celle de la plupart des canons selonlatechniqueantérieure. La réduc- tion de l'aberration sphérique est due à une augmentation des dirrensions de la lentille de focalisation principale. Cette augmentation des dimensions de la len- tille est dûe à la présence des évidements des ouvertures des électrodes. Dans la plupart des canons électroniques selon la techniqueantérieure,les lignes équipotentielles les plus fortes du champ électrostatique sont concentrées sur chaque paire opposée d'ouvertures. Cependant, dans le canon 26 de la Figure 2, les lignes équipotentielles les plus fortes s'étendent defaçon continue entre les bordures 70 et 72, si bien que la partie prédominante de la lentille de focalisation principale apparaft comnme une lentille sirple importante, s 'étendant sur les trois trajectoires de faisceaux électroniques. La partie restante de la lentille de foca- lisation principale est formée par des lignes équipotentielles plus faibles, si- tuées sur les ouvertures des électrodes. Les perforrances et les avantages d'un canon à électrons similaire au canon électronique 26 sont décrits dans le brevetaméricain N 4 370 592, cité ci-dessus. Il existe un astigmatisrme, c'est-à-dire un effet assynétrique, formé par la lentille de focalisation principale par suite de la pénétration du champ de focalisation au-travers de zones ouvertes des évidements. Cet effet résulte de la compression des lignes équipotentielles plus fortes sur les côtés de la lentille de focalisationque dans les deuxzones proches du centre de la lentille de focalisation. Lapénétiation du charpfaitque la lentille de focalisation principale présente une puissance verticale plus importante que sa puissance horizontale. Pour corriger cetastigmatisme dans le canon électronique 26 de la Figure 2, on conforme chacune des ouvertures 58, 60 et 6Z de l'électrode G340 et chacune des ouvertures 64, 66et 68 de l'électrode G 42, defaçonà 3 4 soumettre une portion du champ focal aune distorsion à cet endroit. Unetelle conformation et la distorsion qui enrésulte sont telles qu'elles comprennent au moins partiellement l'astigmatisme du canon à électrons. Par ailleurs, étant donné que de nombreux colliers de déviation provoquent égalementun effet d'astigmatisme, la conformation des ouvertures peut être telle qu'elle compense au moins partiellement l'astigmatisme du collier. Les Figures 3, 4 et5 illustrent des détails des électrodes defoca- lisation G3 et G4, 40 et 42 respectivement, et de leurs ouvertures. Les ouver- tures 64, 66et68 de l'électrode G 42 sontreprésentées surlaFigure4. Lapéri- phérie de l'ouverture centrale66 estgénéralementcirculaire avec deuxcôtés rectilignes, faisant face aux ouvertures latérales 64 et 68. L'ouverture centrale 66 est symétrique par rapport à un axe passant par son centre etqui est perpen- diculaire aux trajectoires initiales coplanaires des faisceaux électroniques. Les périphéries des ouvertures latérales 64 et 68 sont également généralement circu- laires, mais chacune présente uncôté rectiligne unique, en regard de l'ouver- ture centrale 66. Les ouvertures latérales 64et 68 ne sont pas symétriques par rapport à des axes qui passent par les centres des ouvertures respectives et qui sont perpendiculaires auxtrajectoires coplanaires initiales des faisceaux électroniques. Les ouvertures 58, 60 et 62 de l'électrode G3 40 ont été repré- sentées sur la Figure 5. La périphérie de l'ouverture centrale 60 est généra- lement circulaireavec deuxcôtés rectilignes opposés qui s'étendent parallè- lement àla directionde l'alignenmentdes ouverturesalignées. L'ouverture cen- trale 60 est symétrique par rapport à un axe qui passe par son centre et qui est perpendiculaire aux trajectoires coplanaires initiales des faisceaux électro- niques. Les périphéries des ouvertures latérales 58 et 62 sont généralement circulaires, mais chacune comporte deux parties en redan dans les côtés faisant face à l'ouverture centrale 60, qui rétrécissent les parties internes en regard des ouvertures latérales 58 -et 62, dans une directionperpendiculaire à la direction d'alignement des ouvertures alignées. Les ouvertures latérales 7 2559948 58 et 62 ne sont pas symétriques par rapport à des axesquipassent par les centres des ouvertures respectives et qui sont perpendiculaires aux trajec- toires initiales coplanaires des faisceauxélectroniques. Bien que chaque paire d'ouvertures correspondantes en regard des électrodes G3 et G4 soit de forme sensiblementdifférente, chaque ouverture de la paire assure une correction similaire d'astigmnatisrn. Ceci est dû au fait que des formes différentes sont nécessaires dans différentes portions du champ de focalisation pour obtenir le même effet. Par exerrple, l'ouverture centrale 60 de l'électrode G3 40, qui est dans la partie convergente de la lentille de focalisationprincipale, est verticalementrétrécie et horizontalement allon- gée, et l'ouverture centrale 66 de l'électrodeG442, qui estdans la partie diver- gente de la lentille principale de focalisationestverticalement allongée et hori- zontalement rétrécie. Par conséquent, un faisceau électronique traversant d'abord l'ouverture centrale 60 d l'électrodeG3 40, sera soumis à une conver- gence verticale plus grande que la convergence horizontale et ensuite à une conver- gence verticale plus faible que la convergence horizontale, lorsqu'il traverse l'ouverture centrale 66 de l'électrode G4 42. Ona observé des effets similaires pour les faisceaux latéraux, lorsqu'ilstraversent les ouvertures latérales, sauf que seules les parties internes des faisceaux électroniques latéraux sont affectéespar suite de la forme verticale assymétrique des ouvertures latérales. Bien que dans la description qui précède on se soitréféré à une compensation d'astigmatisme dans des tubes ayant des lentilles de focalisation allongées, il demeure bien entendu que cette invention s'applique égalerrent à des tubes comportant d'autres types de canons électroniques en ligne dans les- quels il est nécessaire de réaliser une certaine compensationo Par exemple, l'invention peut être appliquée à un canon électronique ayant une lentille de focalisation principale symétrique pour créer un effet dans le canon électronique, qui équilibreune sur-focalisationprovoquée parcertains types de collier de déviation. REVENDICATIONS 1 - Tube image couleur comportant un canon électronique en ligne pour engendrer etdiriger troisfaisceaux électroniques, constitués d'un faisceau central et de deuxfaisceaux latéraux, le long de trajectoires initiales coplanaires vers un écran dudit tube, leditcanoncomprenant- une lentille de focalisationprincipale pour focaliser lesditsfaisceaux électroniques, la lentille de focalisationprincipale étantformée de deux électrodes espacées, comportant chacune trois ouvertures séparées alignées, une ouverture centrale et deux ou- vertures latérales, ce tube image couleur étant caractérisé en ce que chacune desdites ouvertures (58, 60, 62; 64, 66, 68) dans chacune desdites électrodes (40; 42) de lentille de focalisationprésente une forme choisie de façon à réali- ser une distorsion d'une portion de la lentille defocalisation, afinde compenser, au rnins partiellement, un effet d'astignmtisme dans ledit tube (9), qui agit sur un faisceau électroniqueassocié (28), lesdites ouvertures (58,62; 64, 68)dans les deux électrodes étant dissymétriques par rapport à des axes passant par les centres des ouvertures latérales respectives et qui sont perpendiculaires aux trajectoires initiales coplanaires des faisceaux électroniques. 2 - Tube image couleur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les ouvertures centrales (60; 66) dans les deux électrodes (40; 42) sont symétriques par rapport à des axes qui passent par les ouvertures centrales respectives et qui sont perpendiculaires aux trajectoires initiales coplanaires des faisceaux électroniques (28). 3 - Tube image couleur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la périphérie de l'ouverture centrale (66) d'une première électrode (42) est de forme généralement circulaire avec deux cOtés rectilignes, faisant face aux ouvertures latérales et les périphéries des ouvertures latérales (64, 68) dans ladite première électrode sontgénéralement circulaires avec un côté rectiligne en regard de l'ouverture centrale. 4 -Tube image couleur selon la revendication 3,caractérisé en ce que la périphérie de l'ouverture centrale (60) d'une seconde électrode (40) est de forme généralerrentcirculaire avec deux côtés rectilignes opposés, chacun s'étendant parallèlenent à la direction d'alignement des ouvertures et en ce que les périphéries des ouvertures latérales (58, 62) de la seconde élec- trode sont de forme généralement circulaires et elles comportent chacune deux portions en redan dans les côtés des ouvertures latérales faisant face à l'ou- verture centrale, de nrmnière à rétrécir les portions des ouvertures latérales orientées vers l'intérieur, dans une directionperpendiculaire à la direction de l'alignerrnentdesdites ouvertures.