Brevet FR2564638A1 — publié le 19851122

La présente invention concerne des canons électroniques en ligne pour des tubes à rayons cathodiques, et elle vise plus particulièrement un canon électro- nique en ligne comportant une pluralité de systèmes de cathodes, dont l'un au moins est modifié de façon à présenter une durée de mise en action différente de celle des autres systèmes de cathodes. Un tube cathodique typique, par exemple un tube image couleur pour la télé- vision, comprend un canon électronique qui comporte trois ensembles ou systèmes de cathodes sensiblement identiques, chacun de ces ensembles engendrant et foca- lisant un faisceau électronique qui vient frapper un élément luminophore de cou- leur différente, disposé sur une surface intérieure de la plaque frontale du tube. Dans un tube classique, les éléments de luminophore sont constitués de traits ou de points émettant des couleurs rouge, verte et bleue, qui sont stimulés ou excités à l'émission par ledit système de canons électroniques. L'ensemble de cathodes qui délivre un faisceau électronique venant frapper un élément lumino- phore émettant de la lumière de couleur rouge sera appelé ci-après "canon rouge". La même convention s'applique aux canons vert et bleu. Dans un récepteur de télévision, il est préférable, lorsque le récepteur est mis en service,que l'image apparaisse rapidement et avec les couleurs appro- priées. Cette aptitude dépend directement du taux d'accroissement de la tempéra- ture de cathode du canon électronique. Certains fabricants de récepteurs de télé- vision exigent que la couleur d'écran initiale (sans signal vidéo) soit blanche ou verte plut8t que rouge, bleue ou pourpre. Un écran blanc indique qu'il existe un équilibre de couleurs entre les canons rouge, vert et bleu. Un écran vert signi- fie que la cathode du canon vert a atteint sa température d'émission avant les cathodes des canons rouge ou bleu. Dans la technique antérieure, il était connu de préchauffer le système de chauffage de cathode, pour répondre à l'exigence d'une mise en service rapide. Cependant, même un système de mise en service rapide ne procure pas toujours une couleur initiale d'écran blanche ou verte. En outre, les cathodes préchauffées utilisent de l'énergie lorsque le récepteur de télévision n'est pas en service. Le bilan énergétique d'une telle structure est donc inefficace. Sur la Figure 1 des dessins annexés, on a représenté une portion d'un canon électronique en ligne classique, tel que décrit dans le brevet américain numé- ro 3 772 554 (Hughes). Le canon électronique comprend trois ensembles ou systèmes de cathodes A sensiblement identiques, et une pluralité d'électrodes espacées, fixées sur une paire de tiges de support en verre. Chacun des systèmes de cathodes comprend un manchon de cathode tubulaire C, ouvert à une extrémité pour recevoir un système de chauffage G, et fermé à son autre extrémité par un couvercle ou bouchon B, muni d'un revêtement qui émet des électrons. Un oeillet de cathode E 2 2564638 est fixé sur l'extrémité ouverte du manchon de cathode. Le brevet français n 84 17 749, demandé le 21 novembre 1984 par la pré- sente titulaire, décrit un canon électronique dans lequel on modifie le pouvoir émissif d'un ou de plusieurs des oeillets de cathode pour en changer les caracté- ristiques d'émission de rayonnement, afin d'amener le système de cathode central (canon vert) à sa température d'émission avant les systèmes de cathode extérieurs (canons rouge et bleu). Lors d'essais de contr8le effectués en utilisant la struc- ture d'oeillet décrite dans le brevet français mentionné ci-dessus, quatre des six tubes comportant la structure d'oeillet modifiée ont présenté une émission ini- tiale verte. Le fait que deux tubes ne présentaient pas-une telle émission ini- tiale verte s'expliquait par des changements incontrôlés d'autres paramètres, tels que la résistance du filament de chauffage, des variations d'insertion du filament de chauffage dans le manchon de cathode, des modifications thermiques inégales, ou des variations d'épaisseur du matériau émetteur d'électrons constituant le revête- ment de la cathode. Une structure plus fiable, qui fournisse une émission initiale verte, est donc souhaitable. En conséquence, cette invention concerne un tube à rayons cathodiques com- prenant un canon électronique en ligne ayant une pluralité de systèmes de cathodes, qui comprennent chacun un manchon de cathode pourvu d'un bouchon de cathode obtu- rant l'une des extrémités dudit manchon et qui s'étend longitudinalement le long dudit manchon, ce bouchon étant pourvu d'un revêtement émettant des électrons, et un système de chauffage disposé dans ledit manchon, ce tube étant caractérisé en ce qu'au moins l'un des systèmes de cathodes comprend un bouchon de cathode dont la longueur est différente de la longueur des autres bouchons de cathode, de ma- nière que la durée de mise en service dudit système de cathode diffère de celle des autres systèmes de cathode. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés, qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les dessins: - la Figure 1 est une vue en coupe d'une portion d'un canon électronique en ligne comportant des systèmes de cathodes classiques; - la Figure 2 est une vue en coupe d'une portion d'un canon électronique en ligne selon l'invention mettant en oeuvre cette invention; et, - la Figure 3 est une vue en coupe, à plus grande échelle, représentant un système de cathodes selon la présente invention. Sur la Figure 2, on peut voir une portion d'un système de canon électro- nique 10 selon la présente invention, du type utilisé dans des tubes images pour la télévision en couleur (non représenté). Le système de canon électronique 10 selon cette invention comprend trois systèmes ou ensembles de cathodes coplanaires, 3 2564638 constitués par un système de cathode centrale 12 (canon vert), un premier système de cathode extérieure 14 (canon rouge), et un second système de cathode extérieure 16 (canon bleu), pour engendrer trois faisceaux électroniques vers un écran (non représenté) du tube. Le système de cathode centrale 12 comprend un manchon de ca- thode tubulaire 18, muni d'un couvercle ou bouchon de cathode 20 obturant l'une des extrémités du manchon 18. Le couvercle 20 de la cathode centrale fait de pré- férence partie intégrante du manchon, comme on le décrira ci-après, et il comprend une portion transversale 20a, qui s'étend sur l'une des extrémités du manchon 18 pour l'obturer, et une portion de paroi 20b qui s'étend longitudinalement le long du manchon 18. Comme on peut le voir sur la Figure 3, la portion de paroi 20b présente une longueur t, d'au moins 0,635 mm, et la longueur totale L du manchon 18, comprenant la partie transversale 20a du bouchon 20, est de l'ordre de 8,76 mm. Un revêtement d'extrémité 22 d'un matériau émettant des électrons est disposé sur la portion transversale 20a du bouchon de cathode 20. Un filament de chauffage 23 est monté à l'intérieur du manchon de cathode 18, et il est espacé de ce manchon. Comme on le voit sur la Figure 2, le revêtement émettant les électrons 22 est main- tenu selon un espacement prédéterminé par rapport à une première grille 28 (dési- gnée également grille de commande G1), à l'aide d'un oeillet de cathode centrale 24 qui entoure coaxialement au moins une portion du manchon de cathode 18. L'oeil- let 24 possède une surface intérieure et une surface extérieure, l'extrémité ou- verte du manchon de cathode 18 opposée au bouchon étant fixée, par exemple par soudure, sur la surface intérieure de l'oeillet 24. Un support de cathode centrale 26 est fixé, également par soudure, sur la surface extérieure de l'extrémité dirigée vers l'avant de l'oeillet central 24. De même, le premier et le second ensembles de cathodes extérieures 14 et 16 comprennent chacun un manchon de cathode 30, muni d'un couvercle ou bouchon d'extrémité extérieur 32 obturant l'une des extrémités du manchon 30. De préfé- rence, chacun des bouchons de cathodes extérieures 32 fait partie intégrante du manchon 30, et il comporte une partie transversale 32a qui s'étend sur l'une des extrémités du manchon 30 en l'obturant, et une partie de paroi 32b qui s'étend longitudinalement le long du manchon 30. La longueur de la paroi 32b est comprise entre 1,27 mm et 2,54 mm environ, et elle dépasse d'environ 0,635 mm la longueur de la portion de paroi latérale 20b du bouchon de cathode centrale 20. La longueur totale du manchon 30, y compris la portion transversale 32a du bouchon 32, est d'environ 8,76 mm. Un revêtement d'extrémité 34 d'un matériau émettant des élec- trons est disposé sur la portion transversale 32a du bouchon de cathode 32. Un filament de chauffage 35 est monté à l'intérieur de chaque manchon de cathode, et il est espacé de ce manchon. Les revêtements émettant des électrons 34 sont main- tenus chacun selon un espacement prédéterminé par rapport à la première grille 28, 4 2564638 à l'aide d'un oeillet de cathode 36 qui entoure coaxialement une partie au mcins du mahchon de cathode 30. L'oeillet 36 possède une surface intérieure et une sur- face extérieure, l'extrémité ouverte du manchon de cathode 30, opposée au bcuchcn, étant fixée,par exemple par soudure, sur la surface intérieure de l'oeillet 36. Un support de cathode extérieure 38 est fixé, également par soudure, sur la sur- face extérieure de l'extrémité orientée vers l'avant des oeillets extérieurs 36. Le système de cathode centrale 12 (canon vert) a été représenté en vue de détail agrandie, sur la Figure 3. Ce système 12 est similaire aux systèmes ou en- sembles de cathodes extérieurs 14 et 16, et il n'en diffère que par la longueur de la portion de paroi latérale 20b du bouchon de cathode centrale 30, qui est plus courte que celles des portions de parois latérales 32b des bouchons de cathodes extérieures 32. Le manchon de cathode centrale 18 et le bouchon 20 sont constitués d'un élément stratifié bi-métallique qui comporte une première couche 40, de préférence de nickel-chrome, ayant une épaisseur de l'ordre de 0,028 mm, et une seconde couche 42, de préférence de nickel brillant, ayant une épaisseur d'environ 0,048 mm. T L'élé- ment bi-métallique est soumis à un étirage profond, sous la forme d'un cylindre d'extrémité fermée (non représenté), la première couche 40 formant la partie in- térieure, et la seconde couche 42 constituant la portion extérieure du cylindre. L'extrémité fermée du cylindre et une portion de la paroi latérale sont masquées par un dispositif approprié (non représenté), et le cylindre est soumis à une at- taque chimique à l'aide d'un mélange d'acide acétique et d'acide nitrique, pour enlever sélectivement la seconde couche 42 d'une portion du cylindre. La structure ainsi attaquée ou décapée comprend le manchon 18 et le bouchon bi-métallique 20 du système de cathode centrale 12. Dans l'exemple de réalisation préféré, le sys- tème permettant l'attaque chimique est réglé de manière à prévoir une paroi laté- rale de bouchon central 20b ayant une.longueur d'environ 1,27 mm. Le manchon de cathode extérieure 30 et le bouchon 32, qui en fait partie intégrante, sont réa- lisés de la mâme façon que décrit ci-dessus, sauf que le système permettant l'at- taque chimique est réglé pour donner une paroi latérale de bouchon extérieur 32b ayant une longueur d'environ 2,54 mm. La longueur, plus faible, de la portion de paroi latérale 20b du bouchon de cathode centrale 20 donne une masse thermique réduite par rapport à celle des portions de parois latérales plus longues 32b des bouchons de cathodes extérieures 32. La réduction de la masse thermique du bouchon de cathode centrale permet au système de cathode centrale 12 (canon vert) d'atteindre la température d'émission d'électrons avant les systèmes de cathodes extérieures 14 et 16, ce qui donne une couleur d'écran initiale verte, sans signal vidéo. - On a effectué un certain nombre d'essais sur des tubes images pour la 2564638 télévision en couleur comportant des bouchons de cathode de longueurs variées. Dans chaque série d'essais, le bouchon de cathode du système de cathode centrale (canon vert) était plus court que les bouchons de cathode des systèmes de cathodes extérieures (canons rouge et bleu). Lors de chaque essai, le système de cathode centrale était le premier à émettre. Les paramètres des essais ont été déterminés en faisant fonctionner tous les systèmes de cathode et la grille de commande (G1) 28 à la masse. On a mesuré et enregistré le temps en secondes s'écoulant entre la mise en service du chauffage et une émission de 50 pA. Lors du premier essai, ré- sumé dans le Tableau I, le bouchon central 20 avait une longueur de paroi latérale 20b de 1,27 mm, et les bouchons extérieurs 32 présentaient une longueur de paroi latérale de 2,54 mm. Sur les six tubes soumis aux essais, la durée moyenne de mise en service était de 7,7 secondes pour le système de cathode centrale 12 (canon vert), la durée moyenne de mise en service, pour le premier système de cathode extérieure 14 (canon rouge) était de 9,09 secondes, et elle était de 9,05 secondes en ce qui concerne le second ensemble de cathode extérieure 16 (canon bleu). Tableau I Tube N0 Canon Rouge | Canon Vert Canon Bleu (secondes) (secondes) (secondes) 1103 9,53 7,35 8,18 1104 8,83 7,08 9,95 1102 9,95 8,50 8,70 1109 8,18 7,48 8,18 1107 9,18 7,78 9,40 1101 8,88 8,03 9,90 Moyenne 9,09 7,70 9,05 Les résultats du second essai sont résumés dans le Tableau II. Le bouchon de cathode centrale 20 comportait une portion de paroi latérale 20b ayant une lon- gueur de 0,635 mm, et le bouchon de cathode extérieure 32 comportait des portions de parois latérales 32b ayant une longueur de 1,27 mm. La durée moyenne de mise en service, en cequiconcerne le système de cathode centrale 12 (canon vert) était de 6,82 secondes, la durée moyenne de mise en service, pour le premier système de cathode extérieure 14 (canon rouge) était de 7,66 secondes, et elle était de 7,36 secondes en ce qui concerne le second ensemble de cathode extérieure 16 (canon bleu). 6 2564638 Tableau II !Tube NCanon Rouge Canon Vert Canon Bleu l Tube N (secondes) (secondes) (secondes) 1302 7,40 6,78 7,60 1305 7,63 6,90 7,10 1306 7,88 7,08 7,50 1303 7,73 6,53 7,23 Moyenne 7,66 6,82 7,36 Les résultats du troisième essai sont résumés dans le Tableau III. Le bouchon de cathode centrale 20 comportait une portion de paroi latérale 20b ayant une longueur de 1,27 mm, et les bouchons de cathodes extérieures 32 présentaient des portions de parois latérales 32b ayant une longueur de 1,81 mm. La durée moyenne de mise en service, en ce qui concerne le système de cathode centrale 12 (canon vert) était de 7,78 secondes; elle était de 9,13 secondes en ce qui con- cerne le premier système de cathode extérieure 14 (canon rouge),-et elle était de 8,68 secondes en ce qui concerne le second système de cathode extérieure 16 (canon bleu). Tableau III 251 Canon Rouge Canon Vert Canon Bleu Tube N (secondes) (secondes) (secondes), ! l 1316 8,30 7,50 8,47 1314 9,68 7,30 7,85 1317 8,85 7,70 9,40 1313 9,70 8,60 9,00 Moyenne 9,13 7,78 8,68 7 2564638 Les résultats du quatrième essai ont été résumés dans le Tableau IV. Le bouchon de cathode centrale 20 comportait une portion de paroi latérale 20b ayant une longueur de 0,635 mm., et les bouchons de cathodes extérieures 32 avaient des portions de parois latérales 32b ayant une longueur de 1,81 mm. La durée moyenne de mise en service de l'ensemble de cathode centrale 12 (canon vert) était de 6,75 secondes; la durée moyenne de mise en service du premier ensemble de ca- thode extérieure 14 (canon rouge) était de 8,25 secondes, et la durée moyenne de mise en service du second ensemble de cathode extérieure 16 (canon bleu) était de 8,39 secondes. Tableau IV Tube N0 Canon Rouge Canon Vert Canon Bleu (secondes) (secondes) (secondes) 1308 8,00 6,38 8,00 1311 8,70 6,93 9,15 1312 8,05 6,95 8,03 Moyenne 8,25 6,75 8,39 La structure selon l'invention décrite ci-dessus donne un écran de cou- leur initiale verte, sans entrée de signal vidéo. Il demeure bien entendu que l'on peut envisager d'autres couleurs initiales d'écran, ou combinaisons de couleurs, en modifiant d'autres bouchons de cathodes de manière conforme à l'invention. 8 2564638 REVENDICATIONS 1 - Tube à rayons cathodiques comprenant un canon électronique en ligne ayant une pluralité de systèmes de cathodes qui comprennent chacun un manchon de cathode pourvu d'un bouchon de cathode obturant l'une des extrémités dudit manchon et qui s'étend longitudinalement le long dudit manchon, ce bouchon étant pourvu d'un revêtement émettant des électrons, et un système de chauffage disposé dans ledit manchon, ce tube étant caractérisé en ce qu'au moins l'un des systèmes de cathodes (12) comprend un bouchon de cathode (20) dont la longueur ( e) est dif- férente de la longueur des autres bouchons de cathode (32), de manière que la du- rée de mise en service dudit système de cathode (12) diffère de celle des autres systèmes de cathodes (14, 16). 2 - Tube cathodique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit système de cathode (12) comporte un bouchon de cathode (20) comportant une portion de paroi (20b) dont la longueur () est inférieure à celle des portions de pa- rois (32b) desdits bouchons de cathodes (32) des autres systèmes de cathodes (14,16). 3 - Tube cathodique selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit système de cathode (12) est le système de cathode centrale des trois systèmes de cathode (12, 14, 16). 4 - Tube cathodique selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit bouchon de cathode (20) du système de cathode centrale (12) comporte une portion de paroi (20b) ayant une longueur d'au moins 0,635 mm. - Tube cathodique selon la revendication 4, caractérisé en ce que la- dite portion de paroi (20b) dudit bouchon de cathode (20) du système de cathode centrale (12) est plus courte d'au moins 0,635 mm. que les portions de parois (32b) desdits bouchons de cathodes (32) des autres systèmes de cathodes (14, 16). 6 - Tube cathodique selon-la revendication 5, caractérisé en ce que les portions de parois (32b) des autres bouchons de cathodes (32) présentent une lon- gueur ne dépassant pas environ 2,54 mm.