Brevet FR2569903A1 — publié le 19860307

La présente invention est relative à des tubes images couleur qui com- portent des canons électroniques en ligne perfectionnés, et elle vise plus part: culièrement de tels canons qui possèdent une lentille de focalisation agrandie perfectionnée pour obtenir une aberration sphérique réduite. Un canon électronique en ligne est conçu de façon à engendrer et initiel de préférence trois faisceaux électroniques dans- un plan commun et à diriger ces faisceaux,le long de trajectoires convergentes, vers un point ou une petite zone de convergence située à proximité de l'écran du tube. Dans un type de canon élec tronique en ligne, tel que décrit dans le brevet américa-i n 3 873 879, la len- tille électrostatique de focalisation principale, pour focaliser les faisceaux électroniques, est formée entre deux électrodes qui sont désignées par première et seconde électrodes de focalisation et d'accélération. Ces électrodes com- prennent deux éléments en forme de coupe, ayant leurs fonds orientés l'un en re- gard de l'autre. Chaque fond de coupe comporte trois ouvertures, de manière à pe: mettre le passage à trois faisceaux électroniques et à former trois lentilles pr: cipales de focalisation, une pour chaque faisceau électronique. Selon un exemple de réalisation préféré, le diamètre total du canon électronique est tel que le canon puisse se loger dans le col d'un tube de 29 mm. En raison de cette exigence de dimension, les trois lentilles de focalisation sont espacées très étroitement les unes des autres, ce qui entraîne une limitation sévère de la conception des lentilles de focalisation. Il est connu, dans la technique, que plus le diamètre de la lentille de focalisation est important, plus l'aberration sphérique est faible, ce qui diminue la qualité de la focalisation. Outre le diamètre de la lentille de focalisation, l'espacement entre les surfaces de l'électrode de la lentille de focalisation est un facteur important, étant donné qu'un espacement important procure un gradient de tension plus modéré dans la lentille, ce qui contribue également à réduire l'aberration sphérique. Malheureusement, il n'est généralement pas possible de choisir un espacement plus important entre les électrodes, dépassant une limite particulière (typiquement, de l'ordre de 1,27 mm), en raison de la flexion du faisceau électronique sous l'effet des charges électrostatiques, sur le verre du col, qui pénètrent entre les électrodes, provoquant un défaut de convergence du faisceau électronique. Le brevet américain n 4 370 592 décrit un canon électronique comportant une lentille principale de focalisation constituée par cieux électrodes espacées. Chaque électrode est pourvue d'une pluralité d'ouvertures, dont le nombre est égal à celui des faisceaux électroniques, et également d'une bordure ou rebord périphérique, les rebords périphériques des deux électrodes se faisant face. La partie de chaque électrode munie-des ouvertures est positionnée dans un évidement qui est situé en retrait par rapport au rebord. Le but de cette lentille de foca- lisation principale est de produire le gradient de tension modéré susceptible de réduire l'aberration sphérique. Etant donnée la forme asymétrique des rebords pé- riphériques des deux électrodes décrites dans ce brevet américain antérieur, les composants, pour obtenir les tensions de focalisation verticale et horizontale pour les canons intérieurs et extérieurs, ne sont pas les mêmes. Dans la direc- tion verticale, le faisceau électronique central "voit" plus d'une fente, et il subit une action de focalisation plus importante que les faisceaux électroniques latéraux, pour lesquels la géométrie de la focalisation est limitée, en partie, par un arc circulaire. Ceci est du au fait que le champ pénètre plus facilement la fente qu'une limite circulaire inscrite dans le sens vertical. De même, la composante de focalisation horizontale, pour les faisceaux électroniques exté- rieurs, peut être plus active que pour le faisceau central, étant donné que le champ, dans la direction horizontale, diminue plus rapidement sur les catés des rebords périphériques qu'à l'intérieur du centre de la cavité de l'évidement. Une électrode de focalisation du type décrit dans le brevet américain n 4 370 592 a été représentée sur la Figure 5 des dessins annexés, et on en discutera ci- après. Deux autres brevets décrivent des formes modifiées de rebords périphé- riques et d'évidements pour compenser, au moins partiellement, laedifférence des forces de focalisation horizontale et verticale, provoquée par la forme al- longée des rebords et des évidements. L'un de ces brevets est le brevet américain n 4 388 552, et une électrode de focalisation décrite dans ce brevet a été re- présentée sur la Figure 6 des dessins annexés, et elle sera décrite ciaprès. Le second brevet est le brevet américain n 4 400 649. Une électrode de focalisation décrite dans ce second brevet a été représentée sur la Figure 7 des dessins an- nexés, et elle sera décrite ci-après. Bien que les brevets mentionnés ci-dessus décrivent des conceptions de canons électroniques qui présentent des performances très supérieures à celles des canons électroniques en ligne selon la technique antérieure, il est préférable d'améliorer encore les conceptions de tels canons afin de réduire le différentiel de forces entre les champs de focalisation horizontale et verticale, et pour agran- dir les évidements de leurs électrodes de focalisation, ce qui a pour effet d'agrandir leurs lentilles de focalisation principales. Cependant, cet agrandis- sement des évidements est grandement limité par la conception des canons électro- niques selon la technique antérieure mentionnés ci-dessus, étant donné que ceux- ci utilisent deux tiges de support d'électrodes (ou cordons). La présente invention se propose d'apporter des perfectionnements aux canons électroniques, et elle vise, en conséquence, un tube image couleur qui comprend un canon à électrons en ligne pour engendrer et diriger trois faisceaux électroniques, un faisceau central et deux faisceaux latéraux, le long de trajec- toires coplanaires vers un écran dudit tube, ce canon électronique comportant une lentille de focalisation principale pour focaliser lesdits faisceaux électronique: cette lentille de focalisation principale étant formée par deux électrodes espa- cées munies chacune de trois ouvertures séparées alignées, chaque électrode com- portant un rebord périphérique de manière que les rebords périphériques de deux électrodes soient en regard l'un de l'autre, et la partie perforée de chaque élec- trode étant située dans un évidement en retrait par rapport au rebord, ce tube image couleur étant caractérisé en ce que les évidements desdites électrodes ont sensiblement la même dimension,perpendiculaire à la direction de l'alignement des ouvertures en ligne, que la dimension parallèle à. la direction de l'alignement des ouvertures alignées, et ils possèdent des dimensions plus petites le long de diagonales décalées angulairement d'environ 45 par rapport à la direction de l'alignement des ouvertures alignées. Selon un exemple de réalisation préféré, les électrodes sont connectées par quatre tiges de support qui sont attachées périphériquement aux électrodes le long des diagonales. Cette invention apporte des électrodes de focalisation qui présentent des améliorations importantes par rapport aux électrodes décrites dans les brevets cités ci-dessus, grâce à un agrandissement de leurs évidements et à une meilleure égalisation des champs de focalisation verticale et horizontale. 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 non 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 mettant en oeuvre l'invention; - les Figures 2 et 3 sont respectivement des vues de dessus et latérale, en coupe axiale partielle, du canon électronique représenté en traits interrompus sur la Figure 1; - la Figure 4 est une vue en élévation frontale d'une électrode de lentille de focalisation du canon électronique illustré par les Figures 2 et 3; - les Figures 5, 6 et 7 sont des vues en élévation frontale de trois élec- trodes différentes de focalisation selon la technique antérieure; - la Figure 8 est une vue en section droite du col d'un tube-image; - les Figures 9 et 10 sont des vues en section droite de cols de tubes comportant des canons électroniques selon la technique antérieure; et, la Figure 11 est une vue en section droite d'un col de tube muni d'un canon électronique selon l'invention. La Figure 1 représente de façon détaillée un tube image couleur rectan- gulaire comprenant une enveloppe en verre 10, munie d'un panneau de plaque fron- rale rectangulaire 12 et d'un col tubulaire 14, ces deux éléments étant raccordés par une partie tronconique rectangulaire en forme d'entonnoir 16. Le panneau 12 comprend une plaque frontale d'observation ou de visualisation 18 et une paroi la- térale ou flasque périphérique 20 qui est scellée sur la partie tronconique 16. Un écran de mosaïque d!éléments luminophores tricolores 22 est supporté par la surface interne de la plaque frontale 18. De préférence, l'écran est un écran de lignes, les lignes de luminophores s'étendant sensiblement perpendiculairement au balayage des lignes de trame à haute fréquence du tube (perpendiculairement au plan de la Figure 1). En variante, l'écran peut être un écran de points de lumi- nophores. Un masque d'ombre, ou électrode de sélection de couleur 24, muni d'une pluralité de perforations, est monté de façon amovible, par des moyens classiques, en relation d'espacement prédéterminée par rapport à l'écran 22. Un canon électro- nique en ligne perfectionné 26, représenté schématiquement par un contour en traits interrompus sur la Figure 1, est monté au centre du col 14, pour engendrer et di- riger trois faisceaux électroniques 28, le long de trajectoires convergentes co- planaires, au travers du masque 24, vers l'écran 22. Le tube illustré par la Figure 1 est conçu de façon à pouvoir être utilisé avec un collier de déviation magnétique externe, tel que le collier 30, au voisi- nage de la jonction partie tronconique-col. Lorsqu'il est excité, le collier 30 soumet les trois faisceaux électroniques 28 à des champs magnétiques, qui pro- voquent un balayage vertical et horizontal des faisceaux, selon une trame rectan- gulaire, sur l'écran 22. Le plan initial de déviation (pour une déviation nulle) a été représenté par le trait P-P sur la Figure 1, sensiblement au milieu du col- lier 30. En.raison des champs de limite, la zone de déviation du tube s'étend axialement, à partir du collier 30, dans la région du canon 26. Pour simplifier le dessin, la courbure réelle des trajectoires des faisceaux de déviation, dans la zone de déviation, n'a pas été représentée sur la Figure 1. Les Figures 2 et 3 illustrent les détails du canon 26. Le canon 26 com- prend trois cathodes coplanaires, équi-espacées 34 (une pour chaque faisceau), une électrode grille de commande 36 (électrode G1),une électrode grille d'écran -38 (électrode G2), une première électrode d'accélération et de focalisation 40 (électrode G3), et une seconde électrode d'accélération et de focalisation 42 (électrode G4), ces composants étant espacés dans cet ordre. Chacune des élec- trodes G1 à G4 est munie de trois ouvertures en ligne pour laisser le passage à trois faisceaux électroniques coplanaires. La lentille de focalisation électro- statique principale, dans le canon 26, est formée entre l'électrode G3 40 et l'électrode G4 42. L'électrode G3 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 et perforée du troisième élément 48 est fixée à l'extrémité fermée perforée du second élément 4( Bien que l'électrode G3 40 soit représentée sous la forme d'une structure en quatre pièces, elle peut bien entendu être réalisée à partir de n'importe quel nombre d'éléments pour obtenir la même longueur. L'électrode G4 42 est également en forme de coupe, mais son extrémité ouverte est obturée par une coupe écran perforée 52. Les extrémités fermées perforées des électrodes G3 et G4 40 et 42 qui se font face sont munies d'évidements importants 54 et 56, respectivement. Les évide ments 54 et 56 placent en retrait les portions de l'extrémité fermée de l'élec- trode G3 40, qui contient trois ouvertures 58, 60 et 62, par rapport à la portion de l'extrémité fermée de l'electrode G4 42, qui contient trois ouvertures 64, 66 et 68. Les portions restantes des extrémités fermées de l'électrode G3 40 et de l'électrode G4 42 forment des rebords 70 et 72, respectivement, qui s'étendent périphériquement autour des évidements 54 et 56. Les rebords 70 et 72 sont les parties des électrodes 40 et 42 les plus rapprochées l'une de l'autre. Les deux électrodes d'accélération et de focalisation 40 et 42 sont con- nectées par quatre tiges de support électriquement isolantes, 74, 76, 78 et 80. Les tiges de support sont positionnées symétriquement,selon des intervalles de , autour du canon électronique 26. Les tiges peuvent s'étendre vers les élec- trodes de grille G1 et G2 36 et 38 et supporter ces dernières, ou bien ces élec- trodes peuvent être fixées à l'électrode G3 40 par d'autres moyens. Selon un mode de réalisation préféré, les tiges de support sont en verre, qui a été chauffé et appliqué sur des griffes s'étendant à partir des électrodes, de façon à noyer ces griffes dans les tiges. L'utilisation des quatre tiges de support 74, 76, 78 et 80 permet de réa- liser un agrandissement considérable des évidements 54 et 56 dans les électrodes de champ de focalisation 40 et 42, respectivement, par rapport à ce que fait con- naître la technique antérieure. La Figure 4 est une vue en élévation frontale de l'électrode G3 40. L'électrode G4 42 peut être identique, ou sensiblement modi- fiée, de façon à répondre à certaines exigences particulières de conception. Par exemple, la largeur de l'évidement 56, dans l'électrode G4 42, en regardant la Figure 2, peut être légèrement plus importante que celle de l'évidement 54, dans l'électrode G3 40, afin d'aider à la convergence des faisceaux électroniques. Les rayons des côtés de l'évidement 56, dans la direction de l'alignement, peuvent également différer des rayons correspondants de l'évidement 54, afin d'assurer une focalisation stigmatique des faisceaux extérieurs, ou pour introduire une quantité désirée d'astigmatisme dans la focalisation. Les longueurs des évide- ments 54 et 56, dans la direction perpendiculaire à celle de l'alignement, et les rayons des côtés des évidements, dans cette direction, peuvent également différer, afin d'obtenir un astigmatisme approprié de la focalisation du fais- ceau central. En se référant à nouveau à la Figure 4, on voit que l'évidement 54, dans l'électrode G3 40, est sensiblement aussi large, dans une direction perpen- diculaire à la direction de l'alignement des ouvertures alignées 58, 60 et 62, que dans la direction de l'alignement de ces ouvertures. L'évidement agrandi 54 est rendu possible en positionnant quatre griffes de support, 82, 84, 86 et 88, sur l'électrode 40, dans les quatre indentations formées dans le contour cruci- forme de l'électrode. En raison de l'évidement élargi 54, dans l'électrode G3 40, et de l'évidement élargi 56, dans l'électrode G4 42, les rebords respectifs 70 et 72 constituent une lentille électrostatique de focalisation agrandie qui présente des aberrations plus faibles que celles des lentilles formées par les rebords plus allongés selon les conceptions antérieures. Le tableau ci-après donne quelques dimensions typiques, pour un canon électronique tel que le canon électronique 26 des Figures 2 et 3. Tableau - Diamètre externe du col du tube................................ 29,00 mm - Diamètre interne du col du tube............................... 24,00 mm - Espacement minimal (rebord-rebord) entre les électrodes G3 et G4 (40 et 42).................................................. 1,27 mm - Espacement centre à centre entre des ouvertures adjacentes, dans l'électrode G3 (40)............................................ 5,1 mm - Diamètre interne des ouvertures 58, 60, 62 dans l'électrode G3 (40)....... .................................................. 4,1 mm - Dimension maximale de l'évidement 54 dans l'électrode G3 (40)... 19,0 mm - Dimension diagonale de l'évidement 54 dans l'électrode G3 (40).. 12,7 mm Profondeur de l'évidement 54 dans l'électrode G3 (40), et de l'évidement 56 dans l'électrode G4 (42)........................ 2,92 mm..DTD: Les Figures 5, 6 et 7 illustrent trois conceptions d'électrodes de focali- sation selon la technique antérieure discutée ci-dessus. Une première électrode (Fig. 5) est décrite dans le brevet américain cité ci-dessus, n 4 370 592. L'électrode 90 comprend un rebord périphérique 92 et un évidement allongé 94,qui met en retrait une partie perforée 96 par rapport au rebord périphérique 92. L'évidement 94 comprend deux portions rectilignes parallèles et deux portions latérales incurvées. Comme indiqué dans ce brevet américain antérieur, la con- ception de l'électrode 90 provoque un astigmatisme de fente, qui doit être cor- rigé par d'autres moyens dans le canon électronique. Une seconde électrode selon la technique antérieure, 98, représentée sur la Figure 6, est décrite dans le brevet américain n 4 388 552, cité cidessus. L'électrode 98 comporte également un rebord périphérique 100 et un évidement al- longé 102. Cependant, dans cette conception antérieure, l'évidement 102 est plus large du cSté des trajectoires des faisceaux latéraux que du csté de la trajec- toire du faisceau central, pour compenser, au moins partiellement, l'astigmatisme de fente mentionné ci-dessus. Une troisième électrode selon la technique antérieure, 104, représentée sur la Figure 7, est décrite dans le brevet américain n 4 400 649, mentionné ci- dessus. L'électrode 104 comporte également un rebord périphérique 106 et un évi- dement allongé 108. Dans cette conception d'électrode, la largeur de l'évidement 108 est plus importante à l'endroit de la trajectoire du faisceau central qu'à celui des trajectoires des faisceaux latéraux, et l'ouverture du faisceau central est plus petite que les ouvertures des faisceaux latéraux, afin de réduire au mi- nimum un différentiel de tension de focalisation horizontale et verticale, provo- qué par la forme allongée de l'évidement 108. Dans les trois exemples de réalisation d'électrodes selon l'art antérieur de la technique décrites ci-dessus, ces électrodes comportent un évidement allon- gé. Les rebords qui entourent ces évidements forment la lentille de focalisation la plus grande utilisant en pratique les deux structures de tiges de support se- lon la technique antérieure. L'importance de l'amélioration apportée par la structure d'électrode per- fectionnée selon l'invention peut être appréciée en comparant les Figures 8, 9, 10 et 11. La Figure 8 est une section droite d'un col de tube 14'. Le contour en traits interrompus 110, dans le col 14', indique une limite nécessaire du diamètre d'un canon électronique pour maintenir un espacement minimal canon-paroi interne, afin d'empêcher une formation d'arc entre les deux composants. La Figure 9 montre le col 14' dans lequel on a introduit la portion d'électrode de focalisation de l'un des canons électroniques 112 selon la technique antérieure. Le canon 112 comprend deux tiges de support 114 et 116. La Figure 10 représente un autre type de canon à électrons 118 introduit dans le col 14'. Ce canon électronique 118 est du type décrit dans le modèle d'utilité japonais n SHO 51-52668, publié le 21 avril 1976. Chacune des élec- trodes de focalisation du canon 118 comprend un rebord circulaire 120 et une portion perforée 122, en retrait par rapport au rebord 120. La portion princi- pale de la lentille de focalisation principale est constituée par les rebords 120. Bien que l'on puisse penser que la configuration circulaire permet de réali- ser une lentille principale la plus grande possible, la Figure 10 montre que le diamètre du rebord 120 doit être limité, en raison de la nécessité de prévoir des tiges de support 124 et 126. La Figure 11 représente une portion d'électrode de focalisation du canon électronique 26, réalisée selon la présente invention et introduite dans le col 14'. L'utilisation de la structure cruciforme et celle des quatre tiges de sup- port 74, 76, 78, 80, sensiblement plus petites; permettent de réaliser une len- tille de focalisation plus grande, dans les limites du contour interrompu 110, que ce qu'il est possible d'obtenir avec l'une quelconque des réalisations selon la technique antérieure décrite ci-dessus. Dans l'exemple détaillé décrit ci-dessus, la portion principale de la lentille de focalisation est constituée par les re- bords en regard 70 et 72 qui entourent les évidements respectifs 54 et 56. Etant donné que les évidements 54 et 56 des électrodes de focalisation sont agrandis, c'est-à-dire qu'ils passent de 19 mm x 7 mm (état antérieur de la technique, Figure 5), à 19 mm x 19 mm, les lignes de champ électrostatique de la lentille électrostatique possèdent des rayons de courbure bien plus importants dans la direction verticale. Par conséquent, les actions de focalisation horizontale et verticale de la lentille de focalisation deviennent plus sensiblement égales. Bien entendu, cette invention n'est pas limitée aux exemples de réalisa- tion décrits et représentés, mais elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Tube image couleur qui comprend un canon à électrons 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 tub ce canon électronique comportant une lentille de focalisation principale pour focaliser lesdits faisceaux électroniques, cette lentille de focalisation princ: pale étant formée par deux électrodes espacées munies chacune de trois ouverture séparées alignées, chaque électrode comportant un rebord périphérique de manière que les rebords périphériques de deux électrodes soient en regard l'un de l'auti et la partie perforée de chaque électrode étant située dans un évidement en re- trait par rapport au rebord, ce tube-image couleur étant caractérisé en ce que les évidements (54; 56) desdites électrodes (40; 42) ont sensiblement la même dimension perpendiculaire à la direction de l'alignement des ouvertures en ligne (58, 60, 62; 64, 66, 68) que la dimension parallèle à la direction de l'aligne- ment des ouvertures alignées, et ils possèdent des dimensions plus petites le long de diagonales décalées angulairement d'environ 45 par rapport à la direc- tion de l'alignement des ouvertures alignées. 2 - Tube image couleur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on prévoit quatre tiges de support (74, 76, 78, 80), fixées périphériquement auxdit électrodes (40; 42) le long desdites diagonales. 3 - Tube image couleur qui comprend un canon à électrons en ligne pour en gendrer et diriger trois faisceaux électroniques, un faisceau central et deux faisceaux latéraux, le long de trajectoires coplanaires, vers un écran dudit tub( ledit canon comportant une lentille de focalisation principale pour focaliser lesdits faisceaux électroniques, la lentille de focalisation principale étant formée de deux électrodes espacées munies chacune de trois ouvertures séparées alignées, chaque électrode comportant également un rebord périphérique, les re- bords périphériques des deux électrodes se faisant face, et la partie perforée de chaque électrode étant située dans un évidement en retrait par rapport à la bordure, ce tube image couleur étant caractérisé en ce que lesdites électrodes (40; 42) ont une forme sensiblement cruciforme, et en ce que-des tiges de sup- port (74, 76, 78, 80) sont fixées auxdites électrodes par l'intermédiaire des indentations réalisées par la forme cruciforme.