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TUBE DE TELEVISION
On sait qu'un manque de netteté de bord très sensible peut se manifester lers de la déviation de faisceaux de rayons cathodiques d'une forte section, tels qu'ils se présentent en certains cas dans les tubes à vide poussé. On sait ensuite, que ce manque de netteté dont la cause réside dans la différence des forces de déviation exercées sur les rayons partiels du faisceau, s'accentue, en général, lors d'une déviation électrostatique en comparaison à la déflation magnétique, Il a été, en outre, constaté, dans des demandes de brevet antérieures de la Société demanderesse, qu'il est possible de diminuer cet Inconvénient du manque de netteté de berd dans une très forte proportion, en reliant aux deux plaques de déviation des tensions de déviation en push-pull.
L'Importance du manque de netteté de bord restant encore après avoir appliqué le moyen précité dépend surtout du rapport entre le diamètre du rayon et la distance minimum des plaques. Toutefois, il faut tenir compte du fait que la sensibilité d'un condensateur de déviation est limitée par l'épaisseur du faisceau des rayons.
Un progrès serait réalisé si en pouvait construire des systèmes électroniques-optiques de sorte que le faisceau des rayons présente une section aussi petite que possible à l'endroit des plaques de déviation. Dans ce cas, on serait en mesure de réduire sensiblement le manque de netteté des bords lors d'une distance
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de plaques donnée ou bien d'augmenter la, sensibilité en diminuant la distance des plaques. L'invention a pour objet un dispositif électronique optique permettant de réaliser ces avantages. Ce dispositif est identique, en ce qui co@cerne sa forme extérieure, au tube de télévision déposé déjà par la demande de brevet N 412.295 du 15 novembre 1935.
L'essentiel de la présente demande est la possibilité d'un réglage du cours des rayons de sorte que le lieu le plus resserré du faisceau de rayons.soit placé à l'endroit de la déviation, tel qu'il est décrit el-dessous.
Le tube comporte deux lentilles de concentration.
La lentille arrière, située près de la cathode fonctionne comme condenseur (lentille d'éclairage ou de projection) tandis que la lentille avant reproduit l'ouverture d'un diaphragme (lentille de reproduction). La figure 1 a représente le dispositif optique - en se référant aux symboles de l'optique de Terre - coordonné au tube électronique représenté dans la figure lb,, Dans cette figure 1 b, 1 signifie un foyer à incandes- cence, chauffé par la spirale 2 etportant la surface d'oxyde 3 dans un forage approprié.
Si l'on modifie la tension additionnelle du cylindre 6 en la rendant plus négative, on augmente les forces de réfraction de cette lentille. On peut alors observer qu'une partie resserrée du faisceau des rayons se déplace de plus en plus en partant de l'écran vers la cathode. L'anode, lersde cet essai, est reliée à l'organe tubulaire, de sorte qu'une deuxième force de réfraction n'existe pas. On règle maintenant, suivant l'invention, la tension additionnelle de 6 de façon que cet endroit le plus resserré se place à proximité de l'anode respec- tivement sous les plaques de déviation.
On obtient tout d'abord l'avantage que la déviation reste nette jusqu'au bord, sans pertes de re tteté, En mettant alors en circuit la deu-
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xième lentille en attribuant au tube 8 une tension additionnelle- négative par rapport à l'anode 9, en ne peut plus obtenir, sur l'écran 14, une image nette de la cathode, mais seulement des taches floues. Un point d'image net n'est obtenu qu'après avcir disposé un diaphragme 7 à petite ouverture à l'extra mité arrière du tube 8.
On constate que la reproduction de c ette ouverture de diaphragme sur l'écran gagne également au point de vue quadité, par suite du réglage, suivant l'invention, de la lentille 6, car il est beaucoup plus facile de reproduire avec rette- té un faisceau de rayons étroit qu'un faisceau large et lors du réglage suivant l'Invention, de la lentille d'éclairage 6 le lieu de la section minimum du rayon se trouve précisément à l'endroit de la lentille principale 8/9. Un troisième avantage réside dans l'élimination complète de perte d'intensité du courant de rayonnement pouvant autrement se produire par suite de ce que les électrons se heurtent à des parties métalliques de l'optique, parce que le rayon est mince.
Le forage pour la surface d'onde possède à peu près le même diamètre que. l'ouverture du diaphragme 7. Il est sanseffet de choisir une surface d'exyde 3 plus grande dans ce sens qu'une section de rayonnement déterminée qui dépend de la grand eur de la surface d'oxyde 3, est placée devant le diaphragme ? lors d'un réglage déterminé de la distance focale du système condenseur 5,6.
7. Par une augmentation de la surface d'oxyde 3, en n'obtien- drait que des pertes Inutiles au diaphragme 7, mais aucune aug- mentation de la luminosité sur l'écran 14.
L'émission de la surface d'émission 3 de la cathode est commandée par une grille 4'. Le champ d'aspiration est constitué par une anode de protection 5. Cette anode rend le courant de rayonnement entrant dans le parcours optique des rayons indépendant de tous les réglages de l'optique de sorte que des réactions de ces derniers sur l'énergie des rayons
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sont écartées. Une petite avance 4 est ajustée suivant l'invention pour le cylindre-enveloppe passé sur la cathode afin d'obtenir, en combinaison avec l'anode d'aspiration 5 une concentration préliminaire du rayon et de garantir ainsi une entrée des rayons approximativement parallèle dans le système optique proprement dit.
Il est toute:Dole également possible de se dispenser de cette avance 4, ainsi que c'est le cas dans la demande de brevet antérieure sans que les avantages suivant l'invention de l'optique décrit dans ce qui suit, en soient beaucoup compromise
L'anode d'aspiration 5, le diaphragme 7 comportant l'ouverture à représenter et l'anode principale 9 sont reliésa des tensions additionnelles-positives fixes* L'anode d'aspiration 5 détermine le point de travail de la tension additionnelle de grille de commande 4'.
Elle n'abesoin d'être positive que pour autant que le courant des rayons avec lequel elle voudrait fonctionner,atteint son maximum à une tension additionnelle de grille ré encore négative. L'avan- tagejréside dans le fait que la grille reste exempte de courant et qu'aucune de pertes de courant de rayonnement ne se présentent. Lorade distances de 3 mm. environ* entre la grille 4* et l'anode d'aspirât), on 5 et lors d'ouvertures de diaphragme de 1 mm. environ de diamètre, des tensions additionnelles de 200 à 300 Volts environ suffisent à une commande exempte de courant de grille de la totalité de l'émission jusqu'à 1 milil-ampère environ.
L'anode 9 de même que les tensions additionnelles des plaques et de l'espace du récipient respective ment de l'armature de la paroi 15 possèdent le maximum de potentiel disponible, à titre d'exemple de 4000 Volte. Le diaphragme 7 peut se trouver sur un potentiel Intermédiaire, ce qui présente, au point de vue électronique-optique, l'avantage d'une réduction de la grandeur du point d'image, La pratique
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a toutefois démontré qu'il est plus facile de surmonter la charge de l'espace - notamment en travaillant avec des courants de rayonnement très forts - si le diaphragme 7 est relié à une ment tension additionnelle positive relative/élevée, utilement mê- me à la tension la plus haute, so It directement à l'anode 9.
Etant donné l'isolement suivant l'invention entre le couvercle du diaphragme 7 et le tube 8, on est libre de choisir la ten- sion additionnelle du diaphragme dans leslimit es Indiquées.
Les tensions additionnelles essentielles et régla- bles de l'optique sont celles des deux électrodes cylindri- ques 6 et 8. La tension additionnelle de 6 détermine le lieu où apparalt la reproduction du voisinage de la cathode. La fi- gure la l'analogie optique du tube, représente le parcours des rayons tel qu'il doit s'effectuer suivant l'invention, La surface d'émission 3 de la cathode est remplacée par une eour- ce lumineuse 3a de dimensions définies. Une lentille de concentration 6a équivaut au premier cylindre 6 et est repré- sentée à l'endroit de celui-ci. La lentille de reproduction 8a se trouve à l'endroit de l'extrémité du tube 8.
L'endroit le plus resserré du parcours des rayons doit être placé dans l'espace anodique respectivement à l'endroit où les plaques de déviation possèdent leur distance minimum l'une de l'autre, c'est-à-dire à l'Endroit 9a. La distance focale de la lentille de concentration 6a est réglée, suivant l'invention, de sorte que l'Image de la cathode à incandescence 3a se place dans la lentille 8a ou à proximité, car l'Image du voisinage de la ca- thode est identique à l'endroit le plus resserré du faisceau des rayons formé par 6a seule. La grandeur de cette image dé- pend des tensions des électrons dans l'espace entre 3 et 6 d'une part et dans l'espace entre 6 et 8 d'autre part ainsi que des distances géométriques correspondantes.
La vitesse dans le:pre mier espace 3/6 doit être la plus petite possible et la vitesse
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dans l'espace du tube 6/8 aussi grande que possible. Dans les conditions des tensions indiquées, on obtient une image de la gradeur de 2 mm. environ d'une surface d'émission cathodique d'un diamètre de 1/2 mm. environ à une distance de 100 mm.
(longueur de 8) et lors d'une distance 3/6 de 20 mm. seulement.
Une image encore plus petite est obtenue par une augmentation de la tension additionnelle dud iaphragme 7 ou parune réduction de la tension additionnelle de la grille d'écran 5. Suivant l'invention, il est aussi possible de relier 5 et 6 et de les régler ensemble.
La figure 1 a montre la construction de l'image de la cathode qui atteint la grandeur 16 à l'endroit de la len- tille 8a suivant la loi simple des distances de l'optique de la lumière. Cette grandeur 16 @ it ê tre réduite du facteur des tensions @ c'est-à-dire du quotient des vitesses préVe2 citées. Il en résulte l'image 17. Lorsque l'objet coïncide dans un même lieu, avec la lentille de reproduction, l'objet et l'image demeurent au même lieu. Dans le cas présent, l'"ob- jet" est représenté par l'image de la cathode produite par la première lentille à l'endroit de la deuxième lentille. La deu- xième lentille reproduit donc à son propre endroit une image de cette image de la cathode et, de ce fait, de la cathode mï me.
Une image nette de la cathode ne peut, par conséquent, plus être obtenue en d'autres endroits, par exemple, sur l'écran lumi- neux. Il est donc nécessaire que les tubes suivant l'invention qui projettent la reproduction de la cathode par une première lentille dans la lentille principale, récupèrent le point d'ima.. ge sur l'écran d'un autre objet, c'est-à-dir du diaphragme 7a.
Ce diaphragme est reproduit sur 1'écran de la façon connue en soi à l'aide de la lentille principale 8a sous forme d'un' point d'Image de la grandeur 18. La grandeur 18 trouvée selon les distances doit de nouveau être multipliée par le facteur des
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tensions des vitesses électroniques au-dessus du diaphragme 7a et au-dessus de l'écran 14. Ce facteur toutefois, n'est pas de beaucoup Inférieur à 1 lers de la tension addition- nelle positive du diaphragme 7, suivent l'invention, très éle- vée.
On obtient, dans la pratique, d'une ouverture de dlaphrag- me d'un diamètre de 0,4 mm. - lors d'un rapport des distances de 1:3 et lors d'une tension additionnelle du diaphragme 7 égale à celle de l'anode 9, un point d'Image d'un diamètre de 1 mm. environ.
Etant donné que le rayo on à l'endroit des plaques 9a ne possède qu'une section de 2 mm., il est possible de se ser- vir de plaques très sensibles avec des distancesréciproques de 3 à 4 mm. On a constaté que le manque de netteté des bords n'est plus pratiquement perceptible lorsd'une déviation en push- pull et lors d'un rapport de 2 :1 entre la distance des plaques et l'épaisseur du ray on. L'bouet reproduit ne présente les pertes du courant de rayonnement qu'à l'endroit du diaphragme 7. Toutes les autres ouvertures de diaphragme ult érieures sont parcourues par le rayon sans qu'il subisse des pertes par- ce que sa section va en diminuant vers l'écran.
La direction du rayon suivant l'invention représente dont le contraire d'une optique à deux lentilles sans diaphrao- me intermédiaire avec reproduction de la cathode sur l'écran lumineux, Une optique de ce genre, comme elle a été déposée par la Société demanderesse, dans la demande de brevet N 324.342 du 24 juin 1936, présente, à l'endroit de la der- nière anode non pas la plus petite mais la plus grande section du rayon, Dans ce cas, il est impossible - étant donné la loi posée suivant l'invention que la différence des plaques doit ê tre -égale au double de la section du rayon - d'obtenir donnée la sensibilité, lors d'une netteté de bord/aussi grande que dans le tube présentement décrit.
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TELEVISION TUBE
It is known that a very noticeable lack of edge sharpness can manifest itself in the deflection of cathode ray beams with a large section, such as they occur in certain cases in high vacuum tubes. We then know that this lack of clarity, the cause of which lies in the difference in the deflection forces exerted on the partial rays of the beam, is generally accentuated during an electrostatic deflection in comparison with magnetic deflation. been, moreover, observed, in previous patent applications of the Applicant Company, that it is possible to reduce this disadvantage of the lack of sharpness of berd in a very high proportion, by connecting to the two deflection plates of the deviation voltages in push-pull.
The importance of the lack of edge sharpness still remaining after applying the aforementioned means depends above all on the relationship between the diameter of the spoke and the minimum distance of the plates. However, it must be taken into account that the sensitivity of a deflection capacitor is limited by the thickness of the beam of the rays.
Progress would be made if we could build electronic-optical systems so that the beam of rays has as small a section as possible at the location of the deflection plates. In this case, we would be able to significantly reduce the lack of sharpness of the edges during a distance
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number of plates or to increase the sensitivity by reducing the distance between the plates. The subject of the invention is an optical electronic device making it possible to achieve these advantages. This device is identical, as regards its external shape, to the television tube already filed by patent application N 412,295 of November 15, 1935.
The essence of the present application is the possibility of adjusting the course of the rays so that the most constricted place of the beam of rays is placed at the place of the deflection, as described below. .
The tube has two concentration lenses.
The rear lens, located near the cathode functions as a condenser (illumination or projection lens) while the front lens reproduces the opening of a diaphragm (reproduction lens). Figure 1a shows the optical device - with reference to the symbols of Earth optics - coordinated with the electron tube shown in figure lb ,, In this figure 1b, 1 means an incandescent focus, heated by the spiral 2 and carrying the oxide surface 3 in a suitable borehole.
If the additional voltage of cylinder 6 is modified by making it more negative, the refractive forces of this lens are increased. It can then be observed that a constricted part of the beam of the rays moves more and more from the screen towards the cathode. The anode, lersde this test, is connected to the tubular member, so that a second refractive force does not exist. According to the invention, the additional tension of 6 is now adjusted so that this tightest point is placed near the anode, respectively under the deflection plates.
First of all, we obtain the advantage that the deviation remains clear up to the edge, without loss of re-head. By then switching on the two
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xth lens by attributing to the tube 8 an additional negative voltage with respect to the anode 9, no longer being able to obtain, on the screen 14, a clear image of the cathode, but only blurry spots. A sharp image point is obtained only after having placed a diaphragm 7 with a small aperture at the rear end of the tube 8.
It can be seen that the reproduction of this aperture of the diaphragm on the screen also gains in terms of quadity, as a result of the adjustment, according to the invention, of the lens 6, because it is much easier to reproduce with precision. a beam of rays narrow than a wide beam and during the adjustment according to the invention, of the illumination lens 6 the place of the minimum section of the ray is precisely at the place of the main lens 8/9. A third advantage is in the complete elimination of loss of intensity of the radiation current which might otherwise occur as a result of electrons colliding with metallic parts of the optics, because the ray is thin.
The borehole for the wave surface has roughly the same diameter as. the aperture of the diaphragm 7. It is ineffective to choose a larger oxide surface 3 in the sense that a determined radiation section which depends on the size of the oxide surface 3 is placed in front of the diaphragm? during a determined adjustment of the focal length of the condenser system 5.6.
7. By increasing the oxide area 3, only unnecessary losses would be obtained at diaphragm 7, but no increase in brightness on screen 14.
The emission from the emission surface 3 of the cathode is controlled by a grid 4 '. The suction field is formed by a protective anode 5. This anode makes the current of radiation entering the optical path of the rays independent of all the settings of the optics so that the reactions of the latter on the energy of the rays. rays
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are discarded. A small advance 4 is adjusted according to the invention for the casing cylinder passed over the cathode in order to obtain, in combination with the suction anode 5, a preliminary concentration of the ray and thus to guarantee an entry of the rays approximately parallel into the cathode. the optical system itself.
It is quite: Dole also possible to dispense with this advance 4, as is the case in the previous patent application without the advantages according to the invention of the optics described in what follows being greatly compromised.
The suction anode 5, the diaphragm 7 with the opening to be represented and the main anode 9 are connected with fixed additional-positive voltages * The suction anode 5 determines the working point of the additional grid voltage control 4 '.
It only needs to be positive insofar as the ray current with which it would like to operate reaches its maximum at an additional grid voltage d which is still negative. The advantage is that the gate remains current free and that no radiation current losses occur. Lorade distances of 3 mm. approximately * between the grid 4 * and the suction anode), on 5 and during diaphragm openings of 1 mm. approximately in diameter, additional voltages of about 200 to 300 volts are sufficient for grid current-free control of the entire emission down to about 1 milil-ampere.
The anode 9 as well as the additional voltages of the plates and of the space of the container respectively of the reinforcement of the wall 15 have the maximum available potential, by way of example of 4000 Volte. The diaphragm 7 can be on an Intermediate potential, which presents, from the electronic-optical point of view, the advantage of a reduction in the size of the image point.
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has however shown that it is easier to overcome the space charge - especially when working with very strong radiation currents - if the diaphragm 7 is connected to an additional positive relative / high voltage, usefully even at the highest voltage, so It directly to the anode 9.
Given the isolation according to the invention between the cover of the diaphragm 7 and the tube 8, one is free to choose the additional voltage of the diaphragm within the limits indicated.
The additional essential and adjustable voltages of the optics are those of the two cylindrical electrodes 6 and 8. The additional voltage of 6 determines the place where the reproduction of the vicinity of the cathode occurs. Figure la, the optical analogy of the tube, represents the path of the rays as it should be carried out according to the invention. The emission surface 3 of the cathode is replaced by a light source 3a of dimensions defined. A concentration lens 6a is equivalent to the first cylinder 6 and is shown opposite it. The reproduction lens 8a is located at the end of the tube 8.
The narrowest part of the ray path must be placed in the anode space respectively at the place where the deflection plates have their minimum distance from each other, i.e. at the Location 9a. The focal length of the concentrating lens 6a is adjusted, according to the invention, so that the Image of the incandescent cathode 3a is placed in the lens 8a or near it, since the Image of the vicinity of the cathode is identical to the narrowest point of the beam of rays formed by 6a alone. The size of this image depends on the voltages of the electrons in the space between 3 and 6 on the one hand and in the space between 6 and 8 on the other hand, as well as on the corresponding geometric distances.
The speed in the: first space 3/6 must be as low as possible and the speed
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in the 6/8 tube space as large as possible. Under the conditions of the indicated voltages, an image of the gradeur of 2 mm is obtained. about a cathode emission surface with a diameter of 1/2 mm. approx. at a distance of 100 mm.
(length of 8) and at a 3/6 distance of 20 mm. only.
An even smaller image is obtained by increasing the additional voltage of the diaphragm 7 or by reducing the additional voltage of the screen grid 5. According to the invention, it is also possible to connect 5 and 6 and adjust them. together.
FIG. 1 a shows the construction of the image of the cathode which reaches the magnitude 16 at the location of the lens 8a according to the simple law of distances from the optics of light. This magnitude 16 @ it to be reduced by the factor of the voltages @ that is to say by the quotient of the speeds mentioned above. The result is image 17. When the object coincides in the same place, with the reproduction lens, the object and the image remain in the same place. In the present case, the “object” is represented by the image of the cathode produced by the first lens at the location of the second lens. The second lens therefore reproduces at its own location an image of this image of the cathode and, therefore, of the cathode itself.
A sharp image of the cathode can therefore no longer be obtained in other places, for example, on the light screen. It is therefore necessary that the tubes according to the invention which project the reproduction of the cathode by a first lens in the main lens, recover the image point on the screen of another object, ie. ie diaphragm 7a.
This diaphragm is reproduced on the screen in the manner known per se with the aid of the main lens 8a in the form of an Image point of the magnitude 18. The magnitude 18 found according to the distances must again be multiplied. by the factor of
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voltages of the electronic speeds above the diaphragm 7a and above the screen 14. This factor, however, is not much lower than 1 lers of the positive additional voltage of the diaphragm 7, according to the invention, very high.
In practice, a dlaphragm opening with a diameter of 0.4 mm is obtained. - at a distance ratio of 1: 3 and at an additional voltage of diaphragm 7 equal to that of anode 9, an Image point with a diameter of 1 mm. about.
Since the ray at the location of the plates 9a has only a section of 2 mm., It is possible to use very sensitive plates with reciprocal distances of 3 to 4 mm. It has been found that the lack of sharpness of the edges is hardly noticeable any more during a deflection in push-pull and during a ratio of 2: 1 between the distance of the plates and the thickness of the ray on. The dish reproduced shows the losses of the radiation current only at the location of the diaphragm 7. All the other subsequent diaphragm openings are traversed by the ray without it suffering losses because its section goes in. decreasing towards the screen.
The direction of the ray according to the invention represents the opposite of an optic with two lenses without intermediate diaphrao- me with reproduction of the cathode on the light screen, An optic of this type, as it has been filed by the applicant company , in patent application N 324,342 of June 24, 1936, shows, at the location of the last anode not the smallest but the largest section of the radius. In this case, it is impossible - given the law posited according to the invention that the difference of the plates must be -equal to the double of the section of the radius - to obtain given the sensitivity, at a sharpness of edge / as great as in the tube presently described.