Brevet FR2644628A1 — publié le 19900921

GRILLE DE FOCALISATION POUR CANON A ELECTRONS EN LIGNE POUR TUBE DE TELEVISION EN COULEURS ET CANON A ELECTRONS EN LIGNE UTILISANT UNE TETLE GRILLE La présente invention concerne une grille de focalisation pour canon à électrons en ligne du type désigné cl-dessous "à entraxes progressifs" (c > est-à-dire que les différentes lentilles électroniques successivement rencontrées par le faisceau d'électrons ont des entraxes qui vont en décroissant) pour tube de télévision en coupleurs, ce canon étant du type décrit par exemple dans la Demande de Brevet Français 79 22210. Elle concerne aussi un canon A électrons en ligne à entraxes progressifs utilisant une telle grille. Un tube de télévision comprend principalement dans une enveloppe de verre scellée et sous vide un canon à électrons, un masque à ombre et un écran luminescent. Dans l'art antérieur, on sait réaliser des canons à électrons qui comprennent des thermocathodes émettant trois faisceaux électroniques en ligne, les électrons étant accélérés et focalisés par des lentilles électrostatiques. Pour Introduire des effets spéciaux à des fins différentes, il a été proposé d'ajouter aux formes des coupelles, principalement dans la région de chaque ouverture, des formes locales obtenues par report, soudage ou emboutissage. On peut aussi créer des champs de correction du stigmatisme qui affecte en général les formes des impacts des faisceaux sur l'écran au préjudice de la qualité de l'image. Des pièces polaires ont même été ajoutées qui permettent d'appliquer des corrections dynamiques. L'invention ne concerne pas ce genre de correction. P]us précisément, dans le Brevet US 4 520 292, on a proposé d'utiliser une grille d'écran dont la zone fonctionnelle a une épaisseur donnée. Une portion emboutie est formée à l'intérieur de cette zone fonctionnelle et comporte les trois ouvertures excentrées pour le passage des faisceaux. Un bord en épaisseur entoure complètement la zone fonctionnelle emboutie de façon à affecter le champ électrostatique près des ouvertures dans le plan des trois faisceaux Dans la démarche de ce document, la zone fonctionnelle comporte une partie rectangulaire dont la longueur est orientée sur le plan comprenant les trois faisceaux, mais aussi, deux zones triangulaires qui ferment les côtés du rectangle près des deux ouvertures destinées aux faisceaux latéraux. Cette disposition amène un certain nombre d'avantages qui sont contrebalancés par la difficulté qu'on rencontre au montage du canon, à assurer la parfaite position de la grille sur le support du canon, de façon à ce que la direction des longueurs du rectangle constituant la majeure part de la zone fonctionnelle soit bien parallèle au plan contenant les trois faisceaux. La présente invention a pour objet un canon présentant les performances des canons de l'art antérieur, mais ne posant pas de problèmes de positionnement de la grille précitée. Dans un canon selon l'invention, l'axe de chaque faisceau d'électrons passe sensiblement par le centre de la lentille qui lui correspond et cel limitant l'aberration de coma, la grille de l'invention étant dite A correction de coma ou "coma fix" en anglais. En effet, la présente invention concerne une grille de focalisation de canon à électrons en ligne "à entraxes progressifs" pour tube de télévision en couleurs, du type comprenant une tôle dont une partie d'une zone fonctionnelle électrostatique est en relief par rapport au plan perpendiculaire au plan des faisceaux électroniques qui porte des fixations au support du canon. L'invention est caractérisée notamment en ce que la partie en relief de la zone fonctionnelle comporte une ouverture essentiellement de forme rectangulaire de longueur parallèle au plan des faisceaux électroniques et qui dégage des ouvertures pratiquées pour le passage des faisceaux électroniques sur la surface habituelle de la grille. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à l'aide de la description d'un mode de réalisation pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé sur lequel - la figure 1 : vue en coupe simplifiée d'un tube muni d'un canon à électrons "à entraxes progressifs", - la figure 2 : un schéma représentant une grille de focalisation selon l'art antérieur, - la figure 3 : un schéma d'une grille de focalisation selon l'invention, - la figure 4 : une courbe représentant le calcul de la position du centre du faisceau externe rouge ou bleu, - la figure 5 un schéma représentant les équipotentielles dans une lentille de canon mettant en oeuvre l'invention, ainsi que les bords des faisceaux, - la figure 6 : des variations de sensibilité d'une telle lentille permettant de choisir les paramètres de l'invention. A la figure 1, on a représenté en coupe un tube de télévision en couleurs A canon A trois faisceaux en ligne. Le tube comporte une enveloppe de verre 1 à l'intérieur de laquelle règne un vide poussé. L'enveloppe 1 comporte une face avant 5 qui constitue l'écran de visualisation proprement dit. A l'arrière de cette dalle de verre, un col est constitué sur l'enveloppe qui contient un canon à électrons 2 et au raccordement du col et de la dalle de verre 5, est disposé un collier de déviation, ou déviateur, électromagnétique 3. A l'intérieur de l'enveloppe 1, immédiatement derrière la dalle de verre 5 est disposée une pièce métallique 4 dénommée masque å ombre. Le canon à électrons est du type dit "in line" ou en ligne, car les trois faisceaux électroniques émis sont coplanaires, ceci pour distinguer les canons de ce genre des canons dits en "delta". Un faisceau central 15 est prévu ainsi que deux faisceaux latéraux 14 et 16. Le problème de la convergence est de créer une seule tache focale sur l'écran 5, celui-ci étant recouvert d'une substance luminescente constituée par une matrice de luminophores 6. Selon l'enseignement de ltart antérieur, on sait améliorer la convergence en réalisant par exemple une grille il désaxée par rapport aux ouvertures de la grille 12. Un tel canon du type auquel se rattache l'invention, est à "entraxes progressifs", ainsi qu'iI est exposé dans le Brevet Français nO 2 435 808. A la figure 2, on a représente une grille d'écran destinée à focaliser les faisceaux selon l'art antérieur. La grille est constituée par une tôle découpée et emboutie qui comporte deux zones 20 et 21 de fixation au support du canon. Ces zones de fixation sont solidarisées mécaniquement au support commun à toutes les électrodes du canon quand la condition d'alignement et de désaxage selon le cas est remplie. Les trois ouvertures 23,24,25 sont alignées sur l'axe 29, permettant ainsi le passage des faisceaux électroniques. La zone active 28 de la grille comporte une partie 27 en relief par rapport au reste de la grille. Sa forme générale est composée d'un rectangle dont les grands côtés sont parallèles à l'axe 29 des trois faisceaux1 et de deux parties sensiblement triangulaires dont les angles sont adoucis par des congés et disposées près des ouvertures latérales 25 et 23. Le désaxage des faisceaux latéraux est fonction ici de deux paramètres principaux qui sont la distance D entre l'axe de chaque trou extrême 23,25 et le bord le plus rapproché de la partie en relief 27, et la profondeur P de cette partie 27. Ces deux caractéristiques permettent de déformer les lignes de champ à proximité de la grille de telle sorte que l'axe du faisceau ne passe plus par le centre des ouvertures de la grille suivante. On constate ici une différence capitale pour l'enseignement de l'état de la technique. Une telle grille augmente considérablement l'aberration de coma, ce qui est réduit par l'invention. Cependant, à la fabrication, les formes triangulaires latérales qui encadrent les ouvertures externes doivent être autant que possible symétriques d'une part par rapport à l'axe 29 des faisceaux, et d'autre part par rapport à l'ouverture centrale 24. La fabrication d'une telle grille est donc très délicate A cause de sa sensibilité A tout écart sur les valeurs calculées des angles des deux parties sensiblement triangulaires précitées. A la figure 3, on a représenté un mode de réalisation de l'invention. L'invention, dans un mode de réalisation préféré, utilise la grille d'écran G2, juste avant la section Haute Tension des lentilles du canon. La grille d'écran, qui serait dans la configuration de la figure 1, la grille G2 repérée 11, porte des moyens 33 et 39 de fixation au support de canon. La plaque constituant la grille comporte ainsi qu'il est connu, trois ouvertures destinées à permettre le passage des faisceaux électroniques. Sur la zone active 31 de la grille, on dépose une plaque 32 en métal conducteur, par soudage sur la tôle constituant la grille. Cette pièce comporte une ouverture rectangulaire 38 dont les grands côtés sont alignés avec l'axe 34 des trois ouvertures 35,36 et 37 destinées au passage des faisceaux. Selon l'invention, deux paramètres permettent de régler le décalage de l'axe central du faisceau, issu de l'une ou l'autre des ouvertures latérales 35 ou 37, relativement à la direction normale au plan de grille. Ce sont d'une part la distance D' séparant le centre d'une ouverture latérale 35 ou 37 du petit côté le plus proche, et l'épaisseur P' de la plaque principalement sur les côtés de l'ouverture 38 d'autre part.Les inventeurs ont découvert qu'un canon ainsi équipé est beaucoup moins sensible que les canons selon l'art antérieur aux décalages de la grille G2 et qu'il est au contraire possible d'ajuster plus facilement la convergence et le réglage de coma par le placement de la plaque en distance x, la distance non cotée séparant Itaxe des trois trous de grille de l'un ou l'autre bord de l'ouverture 38 n'ayant pratiquement pas d'influence. A la figure 4, on a représenté une courbe de mesure de la position du centre du faisceau passant par une ouverture latérale comme l'ouverture 37 de la grille de la figure 3. Cette grille est disposée dans un canon en deuxième grille, ou grille d'écran G2 derrière une grille d'accélération polarisée à 7500 Volts. Sur le graphique, la courbe 40 représente la trajectoire moyenne le long de l'axe pour une grille sans pièce supplémentaire. La courbe 41, mesurée dans les mêmes conditions, concerne la même grille munie d'une plaque comme celle 32 représentée à la figure 3. Les axes horizontal et vertical de la figure 4 représentent respectivement l'axe central du canon dirigé des photocathodes vers L'écran et la distance du centre du faisceau dans le plan perpendiculaire à l'axe horizontal. On remarque que l'effet de resserrement sur l'axe central, caractéristique des canons à entraxes progressifs, est plus marqué selon l'invention (courbe 41) que dans l'art antérieur (courbe 40). A la figure 5, on a représenté les traces des équipotentielles dans une lentille constituée par la grille d'écran selon l'invention avec une pièce supplémentaire disposée en 45 et une grille accélératrice 43 polarisée à 6300 Volts. Il s'agit d'une vue partielle, chaque grille étant coupée sur l'axe central de l'un ou I'autre des deux trous externes. L'axe vertical 42 des deux figures est en fait I'axe central de I'une des deux ouvertures latérales de la grille selon ltinvention. L'axe horizontal 46 de la figure 5 est pris le long de I'axe 34 de la figure 3 qui relie les centres des trois ouverture s de la grille selon I'invention. Sur la figure 5, la pièce métallique supplémentaire est référencée 44. Elle présente une épaisseur P et une distance D au centre de l'ouverture 48. Les équlpotentielles sont représentées en traits interrompus et concernent des valeurs croissantes du potentiel en partant de l'équipotentielle 49 vers ltéquipotentielle 50. On a représenté aussi la limite extérieure du faisceau électronique 51. A la figure 6, on a dessiné des courbes représentant la variation de la sensibilité dans la lentille constituée par la grille de la figure 5, mesurée par la variation de la position de la trajectoire centrale A l'abscisse des courbes de la figure 4. La courbe 53 mesure la sensibilité pour une distance D de 0,76 mm et varie avec la profondeur P qui a été essayée sur plusieurs modèles. La courbe 54 mesure aussi la sensibilité pour une profondeur P de 0, 117 mm et varie avec la distance du bord de la pièce supplémentaire au centre de l'une ou l'autre des ouvertures latérales de la grille d'écran G2 selon l'invention. Lorsque le paramètre D varie sur la courbe 54, on remarque que l'effet décroît et devient négligeable pour une valeur de D égale à 40 unités Il faut donc que la profondeur P ait au moins une certaine valeur déterminée par les courbes de sensibilité de la figure 6 pour que le mauvais positionnement de la pièce supplémentaire n'ait aucune influence. il est donc possible, en réglant les seuls paramètres P et D, de fixer la position de la trajectoire centrale de façon notamment, à ce qu'elle passe par le centre des lentilles successives du canon. De cette façon, on supprime l'aberration de coma, ce qui est un avantage supplémentaire de la présente invention. L'homme de métier saura, selon les circonstances, régler les choix de D et P dans la structure de grille selon l'invention å l'aide des deux courbes de la figure 6. Dans un exemple de réalisation préférée, on a choisi une profondeur P de 0,25 mm. La pièce supplémentaire peut être aussi une simple mise en relief de la surface de la grille d'écran. On obtient cette mise en relief par emboutissage de la tôle constituant la grille. Selon un mode de réalisation de l'invention, la grille comporte une pièce de 0,15 mm d'épaisseur et de 0,50 à 0,75 mm de distance de l'axe central d'un trou latéral au bord de ltouverture pratiquée dans la pièce supplémentaire. REVENDICATIONS 1. Grille de focalisation de canon à électrons en ligne à "entraxes progressifs", c'est-à-dire que les différentes lentilles électroniques successivement rencontrées par le faisceau d'électrons ont des entraxes qui vont en décroissant, pour tube de télévision en couleurs, du type comprenant une tole dont une partie (32) d'une zone fonctionnelle électrostatique (31) est en relief par rapport au plan perpendiculaire au plan des faisceaux électroniques qui porte des fixations au support du canon, caractérisée en ce que la partie en relief (32) de la zone fonctionnelle (31) comporte une ouverture (38) essentiellement de forme rectangulaire de longueur parallèle au plan des faisceaux électroniques qui dégage des ouvertures (35,36 et 37) pratiquées pour le passage des faisceaux électroniques sur la surface habituelle de la grille. 2. Grille selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'épaisseur P et la distance D des bords de l'ouverture rectangulaire (38) aux centres des ouvertures latérales sont choisis de manière à éliminer les erreurs de positionnement vertical de la partie en relief (32). 3. Grille selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les paramètres P et D sont choisis pour éliminer les aberrations de coma. 4. Grille selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pièce supplémentaire (32) est soudée sur la surface de la zone fonctionnelle (31) de la grille. 5. Grille selon la revendication 1, caractérisée en ce que la pièce supplémentaire (32) est obtenue par emboutissage de la zone fonctionnelle (31), la surface de la grille entourant les ouvertures (35,36 et 37) restant à son niveau initial et ayant aussi une forme rectangulaire. 6. Grille selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte une pièce de 0,15 mm d'épaisseur et de 0,50 à 0,75 mm de distance de 1'axe central d'un trou latéral au bord de ltouverture pratiquée dans la pièce supplémentaire 7. Canon à électrons en ligne et à entraxes progressifs pour tube de télévision en couleurs, caractérisé en ce qu'il comporte une grille selon l'une des revendications précédentes. 8. Canon selon la revendication 7, caractérisé en ce que la grille selon l'invention est constituée en grille d'écran.