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't PERFECTIONNEMENTS AUX 42PARBITiS DE TELEVISION ET SIMIIAIRES Tf
La présente invention est relative aux tubes à rayons cathodiques utilisés dans les systèmes de télévision et similaires. L'invention a notamment pour but de moduler l'intensité d'un faisceau de rayons cathodiques en accord avec des signaux d'images et de produire une modulation ef- ficace au moyen de voltages, relativement bas, pour les signaux appliqués.
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Un autre but (le l'invention est d'obtenir un faisceau de rayons cathodiques dans lequel la vitesse des électrons est en principe constante, de façon que la distorsion d'ex- ploration soit réduite.
Dans les tubes à rayons cathodiques du type visé par la présente invention, une cathode, à une extrémité du tube, émet des électrons qui sont accélérés vers une anode située entre la cathode et l'autre extrémité du tube, tandis qu'une électrode de contrôle ou de mise au point, ayant la forme d'un cylindre ouvert dont l'axe coïncide avec celui du tube, entoure la pointe de cathode. Des signaux d'images, en accord avec lesquels une modulation doit être effectuée, sont appliqués soit à l'anode du tube, soit à la dite élec- trode de contrôle, les variations de potentiel étant super- posées au potentiel moyen qui leur est appliqué.
Une électrode de contrôle ou de mise au point, de ce type a été décrite par A.Wehnelt dans " Phys. Zeitsahr. 6. p.732. 1905, en forme de disque, et la transformation en cylindre due aussi à Wehnelt, est décrite par Westphal.in Verhand der Deutsohen
Phys. Ces.10 Jahr. N 11. p.405. 1908.
Actuellement, on a remarqué qu'en pratique, lorsque les potentiels de modulation sont appliqués à l'anode d'un tube à rayons cathodiques, (opération désignée ci-après par "modulation d'anode"), la modulation influence réellement l'accélération des électrons émis par la cathode, avec ce résultat que la vitesse du faisceau après son passage à travers l'ouverture punotiforme de l'anode dépend de la valeur instantanée du potentiel d'anode.
En outre, on a remarqué que, lorsque des potentiels de modulation sont appliqués au cylindre de Wehnelt du tube (opération désignée ci-après par "modulation de cylindre") l'image du spot formée par l'impact du pinceau d'électrons sur un écran fluorescent à l'extrémité éloignée du tube est affaiblie pour certaines valeurs du
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potentiel de modulation.
Dans le but de remédier, au moins dans une certaine mesure, à ces inconvénients, la présente invention prévoit une anode additionnelle dans le tube, située entre le cylindre et l'anode normale et portée à un potentiel positif plus faible par rapport à la cathode que la dite anode normale.
Selon l'invention, un tube à rayons cathodiques pour la télévision, comporte, à l'intérieur d'une enveloppe appropriée, une oathode, une anode perforée portée à un po- tentiel positif par rapport à la cathode, un cylindre de Wehnelt entourant la oathode, et une anode perforée addition- nelle disposée entre la cathode et l'anode normale et portée à un potentiel positif sensiblement moindre que celui de la dite anode normale par rapport à la cathode.
Selon un caractère de la présente invention, un tube à rayons cathodiques pour la télévision, comporte, dans une enveloppe appropriée, une cathode, une anode perforée, un cylindre de Wehnelt et une anode additionnelle, le dit cy- lindre de Wehnelt consistant en un disque conducteur en prin- cipe perpendiculaire à l'axe du tube et pourvu d'une courte saillie cylindrique oo-axiale sur la face la plus rapprochée des anodes. De préférence, la pointe de la cathode se prolonge à très courte distance à travers une ouverture du dit disque, de sorte que le point actif est placé juste dans le cylindre.
Le cylindre peut aussi être court et d'un grand dia- mètre, et le disque de métal qui en obture l'extrémité peut se prolonger à l'extérieur de façon que l'électrode de contrôle ait la forme d'un disque avec un petit prolongement cylindrique concentrique au dit disque, mais de plus petit diamètre.
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pour moduler l'intensité du faisceau dans le tube conformément à l'invention, lorsqu'on utilise la modulation d'anode, des signaux d'images peuvent être appliqués à l'anode additionnelle .
En pratique, conformément à cette caracté- ristique de l'invention, le cylindre de Wehnelt est maintenu à un potentiel constant par rapport à la cathode, ce poten- tiel (positif ou négatif suivant la disposition du système d'électrodes) est déterminé de façon que le faisceau soit effectivement réduit à un point sur un écran fluorescent, ou son équivalent, convenablement disposé.
Dans une variante, lorsque la modulation de cylindre est utilisée, les deux anodes sont maintenues à des potentiels constants par rapport à la cathode, tandis que les signaux d'images font varier le potentiel du cylindre. pour améliorer les conditions de mise au point et maintenir en principe constantes, les dimensions du spot fluorescent lorsqu'on emploie la modulation de cylindre, l'anode normale peut comporter un cylindre fermé d'un dia- mètre suffisamment plus petit que celui du col du tube pour lui permettre de se placer dans le dit col, et pourvu d'ou- vertures dans les faces extrêmes à travers lesquelles passe le faisceau d'électrons. Un enroulement électromagnétique entoure cette partie cylindrique et produit des lignes de force dans l'anode afin de concentrer le faisceau.
Le dessin annexé, donné à titre d'exemple seulement, montre diverses réalisations d'un montage d'électrodes suivant l'invention.
La figure 1 illustre un montage d'électrodes suivant la présente invention.
Les figures 2 et 3 illustrent des variantes de montage.
La figure 4 illustre une autre forme de réalisation préférée d'un montage d'électrodes. Les mêmes nombres de
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référence désignent des parties correspondantes dans les diverses figures du dessin.
Dans la figure 1, le col 1 du tube à rayons cathodiques contient une cathode thermoionique 2 entourée par un cylindre de Wehnelt 5 à l'extrémité duquel et isolée de lui est fixée une anode perforée 6. L'anode 6 est suivie d'une autre anode 3 qui peut être prolongée, comme représenté, pour former un écran autour des électrodes déflectrices 4. Des fils conducteurs, allant au cylindre de Wehnelt 5, à l'anode 6, à l'anode 3 et à la cathode 2, sont représentés traversant le bulbe interne d'un tube connu à l'extrémité du col 1. En fonctionnement, les tensions moyennes des diverses électrodes, par rapport à la cathode, peuvent être les suivantes : cylindre 5, - 150 volts ; anode 6, + 500 volts ; anode 3, + 2.500 volts. Dans cette forme de construction, la"modulation d'anode" est préférable.
Le montage représenté à la figure 1 est modifié de préférence de la manière illustrée à la figure 2 dans laquelle un disque 7 est disposé à l'intérieur du cylindre 5 de façon que la pointe ou extrémité active de la cathode 2 traverse juste une ouverture de ce disque 7. Dans cette forme de construction une " modulation d'anode" ou une "modulation de cylindre" peut être utilisée.
Une autre variante de montage des électrodes est représentée à la figure 3 dans laquelle le cylindre 5 est raccourci et fermé à l'extrémité éloignée des anodes par un disque 8 qui s'étend au-delà de la surfce courbe du cylindre de la façon représentée. Dans le dessin et à la figure 4, qui est purement schématique, les fils conduc- teurs allant aux électrodes ne sont pas représentés pour plus de clarté.
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La figure 4 représente une réalisation préférée suivant la présente invention dans laquelle l'électrode de contrôle 5 a la forme d'un disque 11 comportant deux saillies cylindriques 9 de faible longueur comparativement au diamètre du disque. Dans cette réalisation de l'invention l'anode 6 est également pourvue d'une saillie cylindrique et l'anode 3 a la forme d'un cylindre fermé comportant des ouvertures appropriées dans ses faces extrêmes. les électrodes déflectrices 4 sont, dans ce cas, disposées après l'anode
3. Autour du col du tube 1 est fixée une bobine magnétique
10 susceptible de produire des lignes de force axiales à l'intérieur de l'anode dans le but de concentrer le faisceau d'électrons.
Des dimensions appropriées, pour les électrodes représentées à la figure 4 et pour un tube de longueur to- tale égale approximativement à 85 centimètres et ayant un diamètre d'écran égal à 30 cm environ, sont les suivantes : disque 11 : 33 m/m de diamètre cylindre 9 : diamètre intérieur 10 m/m : longueur 5 m/m anode 6 : diamètre 33 m/m ouverture dans l'anode 6 : diamètre 6 m/m anode cylindrique 3 : longueur 200 m/m diamètre 33 m/m diamètre de l'ouverture pratiquée dans l'anode 3 près de la cathode 2 ; 6 m/m diamètre de l'ouverture pratiquée dans l'anode 3 à l'opposé de la cathode 2 : 1,6 m/m
Le point actif de la cathode 2 peut traverser le disque
11 de façon qu'il soit environ à 1 m/m de la surface interne de ce disque.
Dans une autre réalisation pratique de l'invention, les dimensions des diverses parties du montage d'électrodes
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sont très approximativement les suivantes :
L'électrode de oontrôle comporte un disque de métal de 3,5 om de diamètre portant un cylindre de 1 cm de diamètre et de 0,5 om de longueur ; l'ouverture dans la première anode ayant 0,6 om de diamètre, tandis que la seconde anode, qui peut comporter un cylindre fermé par des diaphragmes, peut être pourvue d'une ouverture de 0,6 cm à l'extrémité la plus rapprochée de la oathode et une ouverture de 0,16 cm à l'au- tre extrémité. Le point actif de la cathode est à 1 mm envi- ron de la surface du disque de contrôle et il est placé sur l'axe du cylindre.
La première anode est disposée parallèlement au disque de l'électrode de contrôle et écart¯de celui-ci d'une distance de 0,7 om, tandis que l'anode finale est écartée de la première d'une distance de 1,1 cm et à environ 20 cm de longueur; les électrodes déflectricessont, bien entendu, placées après cette dernière électrode. Le tube à faisceau cathodique contenant ce montage d'électrodes a une longueur totale d'environ 85 cm. et un diamètre d'écran de 30 cm en- viron. Les tensions normales des diverses électrodes par rapport à la oathode sont les suivantes : - Cylindre de contrôle ( - 150 volts) - première anode ( + 500 volts) - seconde anode ( + 2.500 volts)
Cette seconde anode peut avantageusement être mise à la terre.
La concentration du faisceau d'électrons peut être avantageusement obtenue au moyen d'un champ magnétique engen- dré par un courant passant dans un solénoïde ou autre enrou- lement co-axial au tube.
Les réalisations suivant la présente invention représentées aux figures 1, 2 et 3 des dessins annexés sont de préférence utilisées dans un tube à vide à rayons cathodiques tandis que le montage des électrodes montré à la figure 4 est de préférence utilisé dans des tubes à gaz
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à rayons oathodiques. @
On comprendra naturellement que, bien que l'on ait déorit la présente invention dans son application aux tubes utilisés dans un système de télévision, cette invention s'ap- plique de manière similaire à ces tubes lorsqu'ils sont uti- lisés dans des systèmes téléoinématographiques ou autres systèmes de transmission éleotro-optiques.
Diverses modifications aux réalisations décrites ci- dessus peuvent être apportées sans sortir du cadre de la pré- sente invention; o'est ainsi que par exemple la cathode peut comporter une cathode thermoionique chauffée indépendamment.
REVENDICATIONS
1 - Perfectionnements aux systèmes de télévision et similaires et notamment aux tubes à rayons cathodiques uti- lisés dans ces systèmes, caractérisés en ce que ce tube à rayons cathodiques comprend, à l'intérieur d'une enveloppe appropriée, une oathode, une anode perforée portée à un poten- tiel positif par rapport à celui de la cathode, un cylindre de Wehnelt et une anode additionnelle perforée, disposée entre la cathode et la. première anode, qui est portée à un potentiel positif moindre que celui de la. première anode par rapport à la cathode.
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't UPGRADES TO 42 TELEVISION AND SIMILAR PARBITiS Tf
The present invention relates to cathode ray tubes used in television systems and the like. The object of the invention is in particular to modulate the intensity of a cathode ray beam in accordance with image signals and to produce an effective modulation by means of relatively low voltages for the applied signals.
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Another object (the invention is to obtain a beam of cathode rays in which the speed of the electrons is in principle constant, so that the exploration distortion is reduced.
In cathode ray tubes of the type targeted by the present invention, a cathode, at one end of the tube, emits electrons which are accelerated towards an anode located between the cathode and the other end of the tube, while an electrode of control or focusing, having the shape of an open cylinder whose axis coincides with that of the tube, surrounds the cathode tip. Image signals, in accordance with which modulation must be effected, are applied either to the anode of the tube, or to said control electrode, the variations in potential being superimposed on the average potential which is there. applied.
A control or focusing electrode of this type has been described by A.Wehnelt in "Phys. Zeitsahr. 6. p.732. 1905, disc-shaped, and the transformation into a cylinder also due to Wehnelt, is described by Westphal.in Verhand der Deutsohen
Phys. Ces. 10 Jahr. N 11. p.405. 1908.
Currently, it has been observed that in practice, when the modulation potentials are applied to the anode of a cathode ray tube, (operation hereinafter referred to as "anode modulation"), the modulation actually influences the acceleration of the electrons emitted by the cathode, with the result that the speed of the beam after its passage through the punotiform opening of the anode depends on the instantaneous value of the anode potential.
In addition, it has been noticed that, when modulation potentials are applied to the Wehnelt cylinder of the tube (operation hereinafter referred to as "cylinder modulation") the image of the spot formed by the impact of the electron brush on a fluorescent screen at the far end of the tube is weakened for certain values of the
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modulation potential.
With the aim of overcoming, at least to some extent, these drawbacks, the present invention provides an additional anode in the tube, located between the cylinder and the normal anode and brought to a lower positive potential with respect to the cathode. than the said normal anode.
According to the invention, a cathode ray tube for television comprises, inside a suitable casing, an oathode, a perforated anode brought to a positive potential with respect to the cathode, a Wehnelt cylinder surrounding the cathode, and an additional perforated anode arranged between the cathode and the normal anode and brought to a positive potential appreciably less than that of the said normal anode with respect to the cathode.
According to one feature of the present invention, a cathode ray tube for television comprises, in a suitable casing, a cathode, a perforated anode, a Wehnelt cylinder and an additional anode, said Wehnelt cylinder consisting of a conductive disc in principle perpendicular to the axis of the tube and provided with a short oo-axial cylindrical projection on the face closest to the anodes. Preferably, the tip of the cathode extends a very short distance through an opening in said disc, so that the active point is placed just in the cylinder.
The cylinder can also be short and of a large diameter, and the metal disc which closes the end of it can extend outwards so that the control electrode has the shape of a disc with a small cylindrical extension concentric with said disc, but of smaller diameter.
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to modulate the intensity of the beam in the tube according to the invention, when anode modulation is used, image signals can be applied to the additional anode.
In practice, in accordance with this characteristic of the invention, the Wehnelt cylinder is maintained at a constant potential with respect to the cathode, this potential (positive or negative depending on the arrangement of the electrode system) is determined from so that the beam is effectively reduced to a point on a suitably arranged fluorescent screen, or its equivalent.
Alternatively, when cylinder modulation is used, the two anodes are held at constant potentials with respect to the cathode, while the image signals vary the potential of the cylinder. to improve the focusing conditions and keep in principle constant the dimensions of the fluorescent spot when cylinder modulation is used, the normal anode may have a closed cylinder with a diameter sufficiently smaller than that of the neck. of the tube to allow it to be placed in the said neck, and provided with openings in the end faces through which the electron beam passes. An electromagnetic winding surrounds this cylindrical part and produces lines of force in the anode in order to concentrate the beam.
The accompanying drawing, given by way of example only, shows various embodiments of an assembly of electrodes according to the invention.
FIG. 1 illustrates an arrangement of electrodes according to the present invention.
Figures 2 and 3 illustrate mounting variants.
Figure 4 illustrates another preferred embodiment of an electrode assembly. The same numbers of
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reference designate corresponding parts in the various figures of the drawing.
In Figure 1, the neck 1 of the cathode ray tube contains a thermionic cathode 2 surrounded by a Wehnelt cylinder 5 at the end of which and isolated from it is fixed a perforated anode 6. The anode 6 is followed by a another anode 3 which can be extended, as shown, to form a screen around the deflecting electrodes 4. Conductive wires, going to the Wehnelt cylinder 5, to the anode 6, to the anode 3 and to the cathode 2, are shown passing through the internal bulb of a known tube at the end of the neck 1. In operation, the average voltages of the various electrodes, relative to the cathode, can be as follows: cylinder 5, - 150 volts; anode 6, + 500 volts; anode 3, + 2,500 volts. In this form of construction, "anode modulation" is preferable.
The assembly shown in Figure 1 is preferably modified in the manner shown in Figure 2 in which a disc 7 is disposed inside the cylinder 5 so that the tip or active end of the cathode 2 passes just through an opening of This disc 7. In this form of construction "anode modulation" or "cylinder modulation" can be used.
Another alternative mounting of the electrodes is shown in Figure 3 in which the cylinder 5 is shortened and closed at the end remote from the anodes by a disc 8 which extends beyond the curved surface of the cylinder as shown. . In the drawing and in Figure 4, which is purely schematic, the conductive wires to the electrodes are not shown for clarity.
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FIG. 4 shows a preferred embodiment according to the present invention in which the control electrode 5 has the form of a disc 11 comprising two cylindrical projections 9 of short length compared to the diameter of the disc. In this embodiment of the invention the anode 6 is also provided with a cylindrical projection and the anode 3 has the shape of a closed cylinder having suitable openings in its end faces. the deflector electrodes 4 are, in this case, arranged after the anode
3. Around the neck of tube 1 is fixed a magnetic coil
10 capable of producing axial lines of force inside the anode in order to concentrate the electron beam.
Suitable dimensions, for the electrodes shown in Figure 4 and for a tube of total length equal to approximately 85 centimeters and having a screen diameter equal to approximately 30 cm, are as follows: disc 11: 33 m / m cylinder diameter 9: internal diameter 10 m / m: length 5 m / m anode 6: diameter 33 m / m opening in the anode 6: diameter 6 m / m cylindrical anode 3: length 200 m / m diameter 33 m / m diameter of the opening made in the anode 3 near the cathode 2; 6 m / m diameter of the opening made in anode 3 opposite cathode 2: 1.6 m / m
The active point of cathode 2 can pass through the disc
11 so that it is approximately 1 m / m from the internal surface of this disc.
In another practical embodiment of the invention, the dimensions of the various parts of the electrode assembly
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are very approximately the following:
The control electrode comprises a metal disc 3.5 µm in diameter carrying a cylinder 1 cm in diameter and 0.5 µm in length; the opening in the first anode having a diameter of 0.6 om, while the second anode, which may have a cylinder closed by diaphragms, may be provided with an opening of 0.6 cm at the nearer end of the oathode and a 0.16 cm opening at the other end. The active point of the cathode is approximately 1 mm from the surface of the control disc and is placed on the axis of the cylinder.
The first anode is placed parallel to the control electrode disc and spaced from it by a distance of 0.7 om, while the final anode is spaced from the first by a distance of 1.1 cm and about 20 cm in length; the deflectric electrodes are, of course, placed after this last electrode. The cathode ray tube containing this electrode assembly has a total length of about 85 cm. and a screen diameter of approximately 30 cm. The normal voltages of the various electrodes with respect to the oathode are as follows: - Control cylinder (- 150 volts) - first anode (+ 500 volts) - second anode (+ 2,500 volts)
This second anode can advantageously be earthed.
The concentration of the electron beam can be advantageously obtained by means of a magnetic field generated by a current passing through a solenoid or other coil co-axial to the tube.
The embodiments according to the present invention shown in Figures 1, 2 and 3 of the accompanying drawings are preferably used in a cathode ray vacuum tube while the electrode mounting shown in Figure 4 is preferably used in gas tubes.
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with oathodic rays. @
It will of course be understood that, although the present invention has been deorited in its application to tubes used in a television system, this invention applies similarly to such tubes when used in systems. teleoinematographic or other electro-optical transmission systems.
Various modifications to the embodiments described above can be made without departing from the scope of the present invention; Thus, for example, the cathode may comprise an independently heated thermionic cathode.
CLAIMS
1 - Improvements to television and similar systems and in particular to cathode-ray tubes used in these systems, characterized in that this cathode-ray tube comprises, inside a suitable casing, an oathode, a perforated anode brought to a positive potential with respect to that of the cathode, a Wehnelt cylinder and an additional perforated anode, arranged between the cathode and the. first anode, which is brought to a lower positive potential than that of the. first anode relative to the cathode.