Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
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, _ .
L'invention est relative à un canon à électrons pour tube à
rayons cathodiques, notamment pour la télévision en couleurs;
Un tube à rayons cathodiques est constitué par une ampoule de
verre sous vide présentant à sa partie antérieure une dalle-écran
5 dont la face interne est recouverte de matières cathodolu-
minescentes (appelées luminophores) émettant un rayonnement de
lumière visible quand elles sont excitées par un faisceau d'électrons
produit par un (ou plusieurs) canon à électrons. Pour la visualisation
en couleurs l'écran est formé en général de triplets de luminophores,
lO un pour chaque couleur fondamentale, habituellement le rouge, le
- vert et le bleu. Dans un tube de visualisation en couleurs du type à
masque on prévoit trois canons à électrons, chacun étant destiné à
exciter une couleur particulière, le masque perforé disposé devant
l'écran permettant que le faisceau d'électrons prévu pour une
15 couleur n'excite que les luminophores de cette couleur.
Un canon à électrons est formé, d'une part, d'une cathode à
surface émettant des électrons lorsqu'elle est chauffée par un
filament et, d'autre part, d'électrodes ou ~rilles dénotées géné-
ralement Gl, G2 ~ G3 etc - l'indice représentant la position par
20 rapport à la cathode, cet indice croissant avec l'éloignement de la
cathode -dont les deux premières Gl et Ç2 effectuent une préfGca-
lisation du faisceau dlélectrons et les suivantes G3, G4, etc...
forment des lentilles élec$rostatiques de focalisation et concen-
tration du faisceau d'électrons. La modulation du faisceau d'élec-
25 trons en fonction de l'intensité du point à projeter sur l'écran estobtenue par la modulation du potentiel de la cathode ou par
modulation du potentiel de la première grille Gl (Wehnelt).
Les électrodes des lentilles électros~atiques sont habituel-
lement portées à des potentiels très élevés, le plus souvent de
30 l'ordre de plusieurs Kilovolts. L'invention se rapporte plus par~icu-
X$
- 2 - ~ 5'76
lièrement à un tube don-t au moins une grille des lentilles
électrostatiques est, en Eonc-tionnement normal, portée à
un potentiel tres élevé, de l'ordre de 25 Kilovol-ts par
exemple, et qui conserve un potentiel du même ordre de gran-
deur pendant un temps important après la coupure de l'ali-
menta-tion de ce tube. Ce po-tentiel ne disparalt pas immé-
diatement pour la raison suivante: l'ampoule de verre
présente un revêtement conducteur interne auquel est con-
necté ladite grille ainsi qu'un revêtement conducteur ex-
terne porté au potentiel de la masse; l'ampoule de verreconsti-tue ainsi, avec ses revêtements, un condensateur de
grande capacité qui conserve sa charge pendant une longue
période même après qu'il ait été déconnecté de sa source
d'alimentation; de ce fait le revêtement interne et l'é-
lec-trode qui lui est reliée conservent le potentiel élevé.
On a constaté que le potentiel élevé maintenu
sur une grille pouvait provoquer, lorsque la distance sé-
parant cette grille de la cathode est rela-tivement faible,
la projection d'électrons au centre de l'écran, se tradui-
sant par une ou plusieurs taches lumineuses visibles tantque la température de la cathode reste élevée. Un -tel dé-
faut est quelquefois appelé " lueur de cathode" .
Pour remédier à cet inconvénient on a proposé
de disposer dans le circuit externe au tube des diodes
de décharge. Mais cette solution est onéreuse.
L'invention permet de supprimer à faible prix
le phénomene de lueur de cathode apparaissant à la coupure
de l'alimentation du tube.
Plus spécifiquement, selon l'invention,il est
prévu un canon à élec-trons pour tube à rayons cathodiques-,
notamment pour la télévision en couleurs, comportant au
moins une cathode e-t des lentilles élec-trostatiques qui
comprennent une premiere électrode qui reste à un potentiel
élevé après la coupure de l'alimentation du tube, caracté-
s~
~ - 3 -
risé en ce que pour diminuer l'eEfet, sur la cathode, du
potentiel élevé restant sur ladite premiere électrode ap:res
coupure de l'alimentation, le canon comprend des moyens de
masquage de ce potentiel qui font partie d'une seconde
électrode du canon à électrons de position intermédiaire
entre la premiere électrode à potentiel élevé et la cathode.
De préférence, l'électrode intermédiaire, qui
est de forme allongée avec des parois transversales d'extré-
mités, est telle que la paroi d'extrémlté la. plus proche de
la cathode est plus épaisse que la paroi opposée; en va-
riante cette paroi d'extrémité la plus proche de la cathode
a une ouverture qui présente un rebord ou collerette, avan-
tageusement tourné vers l'intérieur de cette grille allon-
gée.
Dans une autre réalisation préférée, l'électrode
intermédiaire qui est de forme allongée avec des parois
transversales d'extrémités est telle que la paroi d'extré-
mité la plus éloignée de la cathode présente une ouverture
de diamètre sensiblement inférieur à celui d'une ouverture
de l'électrode restant à potentiel élevé. On a constaté qu'on
obtenait de hons résultats lorsque le rapport entre ces dia-
metres est d'au plus 0,92.
D'autres caractérist.iques et avantages de l'in-
vention apparai-tront avec la description de modes de réali-
sation préférés de celle-ci, cette description étant eEfec
tuée en se référant aux dessins ci-annexés sur lesquels:
~ la figure 1 est un schéma en coupe d'un canon
à électrons pour tube de télévision en couleurs à trois fais-
ceaux en ligne comportant le perfectionnemen-t de l'invention,
- les figures 2a et 2b sont des dessins encore plus
schématiques de canons à électrons du même type que ceux de
la figure 1, d'une part sans, et d'autre part avec, le per-
fectionnement de l'invention et montrant l'effe-t de ce per-
fectionnement,
357G
- 3a -
- la figure 3 montre une pièce du canon de la
figure l;
- la figure 4 est une coupe selon la ligne 4-4
de la figure 3,
- la figure 5 représen-te une grille du canon de
la figure 1 pour une variante,
- la Eigure 6 représente une partie d'une grille
du canon de la figure 1 pour une autre variante, et
- la figure 7 est une vue analogue à celle de la
figure 2b mais pour une variante.
L'exe~ple qui va être décrit en relation avec
les figures se rapporte à un canon à électrons pour tube
de télévision en couleurs du type à masque, les trols fais-
ceaux produits par le canon (triple) étant dits en llgne,
lS c'est-à-dire coplanaires.
~n tel canon à électrons comporte, d'une par-t,
trois cathodes K présentant chacune une surface émissive
10 perpendiculaire à l'axe 11 du tube et chauEfée par un
filament tnon représenté) et, d'autre part, un ensemble
d'électrodes Gl, G2,
. ~
~.,
~LZ~13576
Ç3, G4, G5 et G6 dont les deux premières, Gl e~ G2, est effec- i
tuent la préfocalisation et les suivantes, G3 à G6, constltuent des
lentilles électrostatiques de focalisation et concentration des ~ais-
ceaux d'élec~rons.
Une cathode K est selon l'axe 11 du tube, tandis que les axes
des deux autres sont parallèles à l'axe 11, dans le mêrne plan, et en
positions symétriques par rapport à cet axe 1 lo
Les électrodes Gl, G2 et G~ de forme générale plane com-
portent chacune trois ouvertures circulaires centrées sur l'axe de la
cathode correspondante pour laisser passer le faisceau d'électrons
provenant de cette cathode tandis que les électrodes allongées,
sensiblement en forme de cylindres ou parallélépipédiques, G3,
G5 et G6 présentent des parois d'extrémités dont chacune comprend
également trois ouvertures circulaires centrées sur l'axe de la
-15 cathode correspondante. La figure 1 étant une coupe selon l'axe du
tube ne montre que la cathode centrale et les ouvertures corres-
pondantes des électrodes.
Les électrodes ou grilles G3 et G5 sont connectées à une
borne 3 recevant un potentiel de valeur moyenne, de l'ordre de 8
Kilovolts, tandis que les électrodes ou grilles G4 et G6 sont con-
nectées à une borne 4 reliée à une source de potentiel de valeur
élevée, de l'ordre de 25 Kilovolts. De façon en soi connue l'en-
semble formé par les électrodes ou grilles G3, G4 et G5 constitue
une lentille électrostatique de type unipotentiel, dite de ~leinzel,
tandis que les électrodes ou grilles G5 et G6 constituent une lentille
électrostatique dite bipotentielle.
Chacune des électrodes est métallique et est formée à partir
d'une ~euille d'épaisseur constante. Ainsi la partie allongée 12 de
l'électrode G5 a la même épaisseur que les parois d'extrémités 13
et 14. Dans l'exemple, pour faciliter la fabrlcation du canon à
électrons, les ouvertures de l'électrode C,4 et des parois d'extrémités
des électrodes G5 et G6, ainsi que les ouvertures de la paroi d'extré-
mité 15 de la grille G3 qui est la plus éloignée de la cathode K ont
toutes le meme diamètre. Par contre les ouvertures des grilles Gl
- ~z~
et G2, ainsi que les ouvertures de la paroi 16 de la grille G3 qui est
tournée vers la cathode K~ ont des diamètres inférieurs.
La grille G3 a, comme la grille G5, une forme générale sensi-
blement cylindrique ou parallèlépipédique avec une même épaisseur
de la paroi cylindrique 17 et des parois d'extrémités 15 et 16. Mais à
la paroi 16, de même épaisseur que la paroi l~, est soudée, selon un
exemple de réalisation de l'invention, une plaque ou insert 18
(figures 3 et 4) avec des ouvertures l9, 20 et 21 correspondant aux
ouver~ures de la paroi 16, c'est-à-dire de même diamètre et de
même disposition relative. La plaque 18 est soudée contre la face
interne de la paroi 161 par exemple par quatre points de soudure au
voisinage de ses coins.
Ce soudage s'effectue avant le montage des électrodes, c'est-
à-dire avant que les deux coupelles 22 et 23 constituant les deux
-15 parties de l'électrode G3 soient associées l'une à l'autre.
Dans l'exemple l'ensemble constitué par les parois 16 et 18
présente une épaisseur qui est environ trois ~ois plus importante que
l'épaisseur de la paroi 15; autrement dit l'insert lg a une épaisseur
qui est environ deux fois celle des parois de la grille G3 d'ori~ine.
Comme expliqué ci-dessus à la coupure de l'alimentation du
tube la borne 4 conserve un potentiel de l'ordre de 25 Kilovolts
tandis que les potentiels des autres électrodes atteignent presque
immédiatement la valeur zéro (potentiel de la masse).
~a distance L séparant la cathode K de l'électrode G4 étant
relativement faible, de l'ordre de I cm dans l'exemple, I'influence du
potentiel de cette électrode G4 peut alors se faire sentir au
voisinage de la cathode K et provoquer la formation indésirée d'un
faisceau d'électrons selon l'axe du canon, ce qui engendrera une
lueur parasite au centre de l'écran. C'est ainsi que, sans le perfec-
tionnement de l'invention, comme le montre la figure 2a, la surface
équipotentielle 25 (de 3,5 à 5 Volts), constituant la limite de la zone
d'influence du potentiel induit par l'électrode G4 se trouve au
voisinage de la grille ~2; une proportion non négligeable d'électrons
atteint alors la région centrale de l'écran. Par con~re avec le
57~:i
perfectionnement de l'invention, comme le montre la figure 2b, la
limite 25' d'influence du potentiel induit par la grille G4 est net-
tement plus éloignée de la cathode K, ce qui diminue considé-
rablemen~ la proportion d'électrons qui atteindront la partie cen-
5 trale de l'écran et ainsi il n'y aura pratiquement pas de lueurparasite visible au centre de cet écran.
Des expériences ont montré que, sans le perfectionnement de
l'invention, avec une paroi 16 d'épaisseur 0,~5 mm et une tension
nominale d'alimentation du filament de cathode K de 6,3 Volts la
10 lueur parasite est visible lorsque la tension sur la grille G4 at-
teint 12 Kilovolts. Par contre avec le perfectionnement de l'in-
vention, I'épaisseur de la paroi antérieure, tournée vers la cathode,
de la grille G3 étant de 0,75 mm, la lueur parasite n'apparaît que si
la tension d'alimentation du filament de la cathode est de 9 Volts et
-15 si l'électrode G4 est portée à un potentiel d'au moins 32 Kilovolts.
Dans cet exemple l'épaisseur de la paroi antérieure de la
grille G3 est de l'ordre du triple de l'épaisseur de sa paroi posté-
rieure 15. Un résultat satisfaisant d'élimination des lueurs de ca-
thodes est encore obtenu quand cette épaisseur de la paroi anté-
20 rieure est environ le double de l'épaisseur de la paroi postérieure.
Dans la variante représentée sur la figure 5, I'électrode ~3 esten deux parties, la première comprenant seulement la paroi ante-
rieure 30 d'épaisseur plus importante que le reste, 31, de l'élec-
trode G3. Cette seconde partie 31 comprend la partie allongée et
25 I'autre paroi d'extrémité.
Les parties 30 et 31 sont associées par exemple par soudage.
La figure 6 représente encore un autre mode de réalisation
dans lequel la paroi antérieure 16' de l'électrode G3 a la meme
épaisseur que les autres parties de cette élec~rode mais les ouver-
30 tures de cette paroi antérieure 16' sont toutes bordées par unecollerette ou rebord 32. L'avanta~e de cette réalisation est qu'elle
n'implique qu'une faible modification du canon à électrons connu.
Dans une variante de la réalisation représentée sur la figure 1,
les trous 19, 20 et 21 de l'insert 18 ont un diamètre supérieur au
8S'76
diamètre des trous correspondants de la paroi 16. Mais dans ce cas,
il est préférable que l'épaisseur de l'insert soit supérieure à celle
qu'il présente lorsque les diamètres sont é~aux. ~utrement dit il est
préférable que l'épaisseur de l'insert croisse avec le diamètre de son
ouverture.
Dans la réalisation représentée sur la figure 7, I'ouverture de
la paroi 15 de la grille G3 présente un diamètre d3 inférieur au
diamètre d4 commun à l'ouverture de la grille G4 et à l'ouverture
antérieure~ tournée vers la cathode, de la grille C75. Autrement dit
le rapport d3/d4 est inférieur à 1.
La ligne équipotentielle L2, correspondant à ia ligne 25 de la
figure 2a (ou 25' de la figure 2b)~ coupe l'axe z en un point B
pratiquement à l'intérieur de la grille G3. On constate que, là aussi,
I'influence de la haute tension de la grille ~;4 est donc diminuée par
-15 la diminution du diamètre d3 (si on compare à la figure 2a~ n a
constaté qu'un rapport d3/d4 de 0,6875 permettait d'obtenir un bon
compromis entre qualité de l'image de cathode en formation d'image
et réduction du phénomène parasite de lueur de cathode à l'extinc-
tion des alimentations.
Cependant, le trou de la paroi 151 de la grille G3 présente,
comme sur la figure 1, une collerette cylindrique qui avance à
I'intérieur du cylindre G3. Cette collerette peut être obtenue à la
fabrication de G3 par extrusion. Son effet permet de réduire la
diminution du rapport d3/d4 nécessaire à l'invention. Dans un
exemple de réalisation pour un compromis comparable à celui
obtenu précédemment on a réalisé un rapport d3/d4 de 0,844.
L'invention obtient le résultat visé en limitant l'influence des
lignes équipotentielles de niveau élevé dans la zone de formation du
faisceau. Dans d'autres technologies que celle decrite ci-dessus un
tel effet peut être réalisé notamment par un accroissement des
dimensions des trous des grilles suivants la grille de très haute
tension.
L'invention s'applique aussi au cas où la grille G4 est épaisse,
par exemple réalisée en forme de cylindre. Sa proximité du filament
étant inchangée~ le problème et la solution de l'invention restent.
