Brevet FR2693029A1 — publié le 19931231

La présente invention concerne de façon générale un canon à électrons destiné à un tube cathodique (CRT) couleur possédant trois cathodes qui sont disposées parallèlement les unes aux autres. Plus particulièrement, l'invention concerne une technique permettant d'empêcher qu'un phénomène de halo ne se produise sur un faisceau électronique d'un écran de CRT. De façon générale, les canons à électrons utilisés dans les CRT couleur emploient par exemple trois cathodes, des électrodes servant à former un champ électrique particulier et un déviateur de convergence. Les faisceaux latéraux des trois faisceaux électroniques produits par les cathodes convergent d'abord, se dispersent, puis entrent dans le déviateur de convergence, dans lequel les faisceaux latéraux sont de nouveau déviés, les trois faisceaux étant alors focalisés de façon à converger en un unique point sur l'écran du CRT. En ce qui concerne les canons à électrons à trois cathodes, le montage dans lequel les trois cathodes sont disposées parallèlement a été adopté le plus largement, car un tel montage se réalise facilement. Toutefois, les canons à électrons du type à cathodes parallèles ont un inconvénient, en ce qu'un effet de lentille astigmatique s'applique aux faisceaux latéraux, puisque les faisceaux latéraux ont besoin d'être fortement déviés. Cet effet de lentille astigmatique provoque un halo asymétrique sur l'écran du CRT, ce halo détériorant des caractéristiques de focalisation du CRT s'il n'est pas corrigé. il a été proposé de compenser cet effet de lentille astigmatique en prévoyant un effet de lentille contre-astigmatique pour neutraliser les effets négatifs appliqués aux faisceaux latéraux. Toutefois, le fait de prévoir un semblable effet de lentille contre-astigmatique amène une détérioration des caractéristiques de focalisation du faisceau central, ce qui dégrade la qualité du CRT. fi est donc nécessaire de produire un canon à électrons pour CRT couleur possédant une structure à cathodes parallèles, qui peut empêcher qu'un effet de halo se produise sur l'écran du CRT et dans lequel des caractéristiques de focalisation optimale sont maintenues. C'est donc un but principal de l'invention de surmonter les inconvénients de la technique antérieure. Un autre but de l'invention est de produire un canon à électrons pour CRT couleur possédant une structure à cathodes parallèles, qui peut empêcher qu'un effet de halo ne se produise sur l'écran du CRT et dans lequel des caractéristiques optimales de focalisation sont maintenues. Pour réaliser les buts ci-dessus indiqués, ainsi que d'autres buts, il est produit un canon à électrons pour tube cathodique couleur, qui comprend: une première, une deuxième et une troisième cathode disposées horizontalement et parallèlement entres elles, chacune des cathodes émettant un faisceau électronique modulé par un signal, plusieurs électrodes qui reçoivent chacune une tension prédéterminée et forment un champ électrique prédéterminé permettant de faire converger les trois faisceaux électroniques, puis de les faire diverger, un élément formant une plaque de convergence servant à faire converger les trois faisceaux divergents, un moyen générateur de champ magnétique quadrupolaire qui est disposé entre les électrodes et l'élément plaque de convergence et qui sert à appliquer un effet de lentille astigmatique sur le faisceau centralement disposé parmi les trois faisceaux, et un moyen d'annulation d'astigmatisme qui sert à annuler l'astigmatisme appliqué aux faisceaux situés sur le côté parmi les trois faisceaux par le champ électrique et qui est disposé autour d'un point de convergence des électrodes. La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels: la figure 1(a) est une vue simplifiée d'un canon à électrons pour tube cathodique couleur selon un mode de réalisation préféré de l'invention; la figure 1(b) est une vue latérale d'un moyen générateur de champ magnétique du type tétrode, montrant le positionnement d'une paire d'aimants permanents; la figure 1(c) est une vue de face d'une électrode formant une cinquième gnlle du canon à électrons selon le mode de réalisation préféré; la figure 2(a) est un diagramme montrant la distribution verticale du champ électrique à l'entrée de l'électrode formant la cinquième grille;; la figure 2(b) est un diagramme montrant la distribution horizontale à l'entrée de l'électrode formant la cinquième grille; la figure 3(a) est un dessin montrant un état de halo astigmatique provoqué par un champ magnétique entre les électrodes formant les deuxième et troisième grilles; la figure 3(b) est un dessin montrant un état de halo astigmatique provoqué par un champ électrique produit par un moyen d'annulation d'astigmatisme selon le mode de réalisation préféré; la figure 3(c) est un dessin montrant un état de halo astigmatique provoqué par un champ électrique produit par le moyen générateur de champ magnétique du type tétrode de la figure l(b); et la figure 3(d) montre les formes obtenues lorsque le halo astigmatique a été supprimé selon l'invention. On se reporte maintenant à la figure l(a), qui montre la structure d'un canon à électrons pour CRT couleur selon un mode de réalisation préféré de l'invention. Sur la figure l(a), trois cathodes lr, îg et lb sont disposées horizontalement et parallèlement entre elles. Les cathodes lr, îg et lb produisent respectivement des faisceaux électroniques R (rouge), G (vert) et B (bleu). Cinq électrodes de grilles G1 à G5 sont axialement alignées à des intervalles particuliers. La première électrode de grille G1 est placée à un potentiel électrique inférieur à celui des cathodes lr, lg, lb, la deuxième électrode grille G2 est placé à un potentiel électrique moyen, et les troisième et cinquième électrodes de grilles G3 et G5 sont placées à un potentiel électrique sensiblement élevé, qui est égal à celui d'une anode (non représentée) du canon à électrons 1, tandis que la quatrième électrode de grille G4 est placée à un potentiel électrique variant entre faible et moyen, de 0 à 400 V. Les potentiels électriques fixés de la manière ci-dessus indiquée établissent respectivement des champs électriques spécifiques entre les électrodes G1 à G5. Par exemple, il s'établit un champ électrique entre la deuxième électrode de grille G2 et la troisième électrode de grille G3, qui est tel que les faisceaux latéraux (c'est-à-dire les faisceaux R et B) sont fortement déviés vers l'axe central I - I du canon à électrons 1. Comme on peut le voir sur la figure l(a), les faisceaux électroniques R, G et B convergent en une partie médiane de la quatrième électrode de grille G4, puis divergent pour rentrer dans un déviateur de convergence 2. Le déviateur de convergence 2 est divisé en trois chambres et est réglé de façon que les trois faisceaux électroniques puissent converger en un unique point de l'écran (non représenté) du CRT grâce à une nouvelle déviation de chacun des faisceaux latéraux entrant respectivement dans des chambres latérales du déviateur de convergence 2 une fois encore en direction de l'axe central I - I. Un moyen 3 générateur de champ magnétique du type tétrode est disposé du côté avant du déviateur de convergence 2. Selon le mode de réalisation préféré, le moyen 3 générateur de champ magnétique du type tétrode est constitué d'une paire d'aimants permanents Mg, Mg, comme représenté sur la figure l(b). Les deux aimants permanents Mg, Mg sont respectivement disposés sur les faces externes supérieure et inférieure d'une partie en tonneau 4 du canon à électrons 1 et créent un champ magnétique du type tétrode à l'intérieur de la partie en tonneau 4, comme représenté sur la figure l(b). Puisque les trois faisceaux électroniques sont suffisamment séparés sur le côté avant du déviateur de convergence 2, l'effet de lentille astigmatique créé par le moyen 3 générateur de champ magnétique du type tétrode agit à peine sur les faisceaux latéraux R et B, tandis qu'il agit de façon intense sur le faisceau central G. Un moyen 5 d'annulation d'astigmatisme est disposé au voisinage de la position où les trois faisceaux électroniques convergent et il possède un effet de lentille astigmatique suffisant pour annuler l'aberration astigmatique se produisant dans les faisceaux latéraux R et B. Selon le présent mode de réalisation, comme représenté sur la figure l(c), le moyen 5 d'annulation d'astigmatisme est incorporé dans la cinquième électrode de grille G5 sous la forme d'un trou de passage pour faisceau électronique qui est verticalement allongé et presque elliptique. Ainsi, les lignes équipotentielles se trouvant entre la quatrième électrode de grille G4 et la cinquième électrode de grille G5 sont différentes suivant la direction horizontale (direction x) et la direction verticale (direction y) de façon à s'incurver plus nettement suivant la direction verticale (y).Par conséquent, un faisceau électronique qui y passe est affecté par un effet de lentille concave suivant la direction horizontale (x) de façon à être affecté par un effet de lentille astigmatique suivant la direction verticale (y). L'effet de la structure ci-dessus mentionnée peut être décrit comme suit. Les faisceaux latéraux R et B sont déviés vers l'axe central I - I sous l'action du champ magnétique existant entre la deuxième électrode de grille G2 et la troisième électrode de grille G3, et, à ce moment, ils sont affectés par un effet de lentille astigmatique. L'effet de lentille astigmatique est un effet de lentille du type tétrode qui présente un effet de lentille convexe suivant la direction horizontale (x) et un effet de lentille concave suivant la direction verticale (y) et il n'agit que sur les faisceaux latéraux de sorte que les trois faisceaux électroniques R, B et G présentent un phénomène de halo astigmatique suivant la direction horizontale (x), comme représenté sur la figure 3(a). Les trois faisceaux électroniques affectés par l'action du champ électrique présent entre la deuxième électrode de grille G2 et la troisième électrode de grille G3 convergent d'abord à l'intérieur de la quatrième électrode de grille G4, puis se dispersent. Les trois faisceaux électroniques entrent ensuite dans la cinquième électrode de grille G5 juste après cette dispersion et dans une position où ils ne sont pas éloignés les uns des autres, et ils sont alors affectés par un effet de lentille astigmatique suivant la direction verticale (y) à l'entrée de la cinquième électrode de grille G5. Puisque cet effet de lentille astigmatique agit sur les trois faisceaux électroniques R, G et B, les taches formées par les trois faisceaux R, G et B présentent un phénomène de halo astigmatique, comme représenté sur la figure 3(b). Les trois faisceaux électroniques passent à l'intérieur de la cinquième électrode de grille G5, tandis qu'ils se séparent graduellement de plus en plus les uns des autres et sont suffisamments écartés les uns des autres à la sortie de la cinquième électrode de grille G5. A l'emplacement où les trois faisceaux R, B et G sortent de la cinquième électrode de grille G5, ils sont affectés par un champ magnétique du type tétrode produit par les deux aimants permanents Mg, Mg et sont, à ce moment, affectés par un effet de lentille astigmatique suivant la direction horizontale (x). Puisque cet effet de lentille astigmatique ne s exerce que sur le faisceau central G, les faisceaux R, B et G présentent maintenant un phénomène de halo astigmatique, comme représenté sur la figure 3(c). Les trois faisceaux électroniques R, B et G qui sont passés dans le champ magnétique du type tétrode entrent dans le déviateur de convergence 2, les faisceaux latéraux R et B sont déviés en direction de l'axe central I - I, et les trois faisceaux électroniques convergent en un unique point de l'écran (non représenté) du CRT. A ce moment, l'influence du champ magnétique de type tétrode sur la convergence est compensé. Puisque les formes respectives des taches des trois faisceaux électroniques envoyées sur l'écran du CRT sont déterminées par l'action synergique des effets de lentille astigmatique obtenus dans les trois positions ci-dessus mentionnées, ceux-ci prennent des formes ne présentant aucun halo astigmatique, comme représenté sur la figure 3(d). De plus, selon le mode de réalisation préféré, le moyen 5 d'annulation d'astigmatisme est mis à la position de la cinquième électrode de grille G5, mais, toutefois, s'il était mis à la position de la quatrième électrode de grille G4, par exemple, qui est l'emplacement où les trois faisceaux électroniques R, B et G convergent, il agirait également de manière efficace. Comme indiqué ci-dessus, l'invention réussit à empêcher un phénomène de halo pour la tache du faisceau électronique sur l'écran d'un CRT en prévoyant un moyen 3 générateur de champ magnétique particulier de type tétrode et un moyen d'annulation d'astigmatisme dans un canon à électrons pour CRT couleur du type à cathodes parallèles. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir du dispositif dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Canon à électrons pour tube cathodique couleur, caractérisé en ce qu'il comprend: des première, deuxième et troisième cathodes (lr, lg, lb) disposées horizontalement et parallèlement entre elles, chacune desdites cathodes émettant un faisceau électronique modulé par un signal; plusieurs électrodes axialement alignées (G1 à G5), qui reçoivent chacune une tension prédéterminée et qui forment un champ électrique prédéterminé permettant de faire converger lesdits trois faisceaux électroniques, puis de les faire diverger; un élément (2) formant une plaque de convergence, qui sert à faire converger lesdits trois faisceaux ayant divergé;; un moyen (3) générateur de champ magnétique quadrupolaire, qui est disposé entre lesdites électrodes et l'élément plaque de convergence et qui sert à appliquer une action de lentille astigmatique au faisceau disposé centralement parmi lesdits trois faisceaux ; et un moyen (5) d'annulation d'astigmatisme, qui sert à annuler l'astigmatisme appliqué aux faisceaux disposés latéralement parmi lesdits trois faisceaux par ledit champ électrique et est disposé autour d'un point de convergence desdites électrodes. 2. Canon à électrons selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen générateur de champ magnétique quadrupolaire comporte une paire d'aimants permanents (Mg), lesdits aimants étant respectivement montés sur les côtés supérieur et inférieur d'une partie en tonneau dudit tube cathodique. 3. Canon à électrons selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen d'annulation d'astigmatisme comporte un moyen qui définit un trou elliptique (6) à travers lequel lesdits faisceaux passent. 4. Canon à électrons selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'axe majeur dudit trou elliptique est orienté verticalement. 5. Canon à électrons selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit moyen d'annulation d'astigmatisme est incorporé dans une cinquième électrode desdites électrodes axialement alignées. 6. Canon à électrons selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit moyen d'annulation d'astigmatisme est incorporé dans une quatrième électrode desdites électrodes axialement alignées. 7. Canon à électrons selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen générateur de champ magnétique quadrupolaire est disposé en un emplacement où lesdits faisceaux électroniques entrent dans ledit élément plaque de convergence.