Installation à tube cathodique pour télévision en couleurs
La présente invention a pour objet une installation à tube cathodique pour la télévision en couleurs.
Des installations à un seul canon et plusieurs faisceaux sont connues, les faisceaux électroniques étant focalisés de manière à converger sur une surface commune correspondant à un élément d'image coloré de l'écran phosphoré en couleurs. Dans une installation utilisant trois faisceaux électroniques, ces faisceaux sont émis par un générateur et passent à travers le centre optique d'une lentille de mise au point principale de l'unique canon à électrons. l'un des faisceaux émergeant de la lentille le long de l'axe optique et les autres faisceaux divergeant du premier dans des sens opposés.
Les faisceaux passent ensuite à travers un dispositif de déviation disposé entre le canon et l'écran coloré, de sorte que les faisceaux divergents sont déviés et convergent avec le faisceau central sur une surface commune d'une grille écran qui correspond à un élément du tube, et divergent ensuite pour heurter correctement un élément du tube.
Dans une telle installation, les trois faisceaux d'électrons sont pratiquement libres de toute influence de coma ou d'astigmatisme de la lentille principale du canon à électrons due au passage des faisceaux à travers le centre optique de la lentille. Par conséquent, la luminescence des taches produites par les faisceaux sur l'écran au phosphore est pratiquement évitée. Dans une telle installation, cependant, il est avantageux de prévoir à la fois une convergence statique du faisceau électronique et une convergence dynamique horizontale afin d'assurer l'effet de convergence correct et une image en couleurs pratiquement sans distorsion.
Même avec ces effets de convergence statique et dynamique, un problème se pose dans le fonctionnement des installations en ce sens que des variations dans la tension anodique appliquée au tube tendent à modifier la convergence requise des faisceaux électroniques sur cette surface commune, entraînant une dégradation de la résolution de l'image en couleurs.
Un but de l'invention est de fournir une installation permettant de dévier, de manière à maintenir leur convergence, les faisceaux électroniques.
L'installation peut comprendre un circuit simplifié produisant des tensions de déviation de convergence et capable d'assurer simultanément les tensions de convergence statique et dynamique aux organes de déviation des faisceaux. Le circuit peut être associé au générateur de tension anodique pour le tube afin d'établir une relation entre la tension de déviation statique de convergence et la tension anodique, de manière qu'une variation de cette dernière soit accompagnée par une variation correspondante de la première pour empêcher tout changement dans la condition de convergence statique des trois faisceaux d'électrons et toute dégradation de la qualité de la couleur.
En outre, un coffret isolant peut être utilisé pour le circuit générateur des tensions de déviation de convergence, ce coffret permettant le montage de ce circuit sur un composant de l'installation et empêchant une décharge accidentelle du circuit vers les composants adjacents.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, deux formes d'exécution de l'objet de l'invention:
la fig. 1 est un schéma de la première forme d'exécution;
la fig. 2 est un schéma de la seconde forme d'exécution;
la fig. 3 est une vue en plan d'un coffret que comprennent ces formes d'exécution, et
la fig. 4 est une coupe selon la ligne 4-4 de la fig. 3.
La fig. 1 représente une installation 5 à tube de télévision en couleurs à trois faisceaux, du type chromatron, comprenant un canon à électrons A comportant des cathodes KR, KG et KB constituant chacune une source de faisceau dont les surfaces productrices des faisceaux sont disposées dans un plan pratiquement perpendi culaire à l'axe du canon A. Une première grille G1 est espacée des cathodes KR. KG et K3 et présente des ouvertures g1R, g113 et g113 alignées avec les surfaces productrices de faisceaux respectives.
Une grille commune Go est à distance de la première grille Gf et, comme celles-ci, présente trois ouvertures g2R, g213 et g2B alignées avec les ouvertures respectives de la grille Gr. On trouve successivement à distance de la grille G2 des grilles ou électrodes tubulaires à extrémités ouvertes G3, G4 et G6, respectivement. Les cathodes KR,
KG et KB, les grilles G1 et G2 et les électrodes G5,
G4 et G5 sont maintenues assemblées au moyen de supports non représentés en matériau isolant.
Pour le fonctionnement du canon à électrons A, des tensions appropriées sont appliquées aux grilles Gt et G2 et aux électrodes G3, G4 et G5. Ainsi par exemple on applique une tension de 0 à -400 V à la grille Gt, une tension de 0 à 500 V à la grille G2, une tension de 13 à 20 kV aux électrodes G5 et G5, et une tension de 0 à 400V à l'électrode G4, toutes ces tensions étant basées sur la tension cathodique comme référence.
Il en résulte que les répartitions de la tension entre les électrodes et cathodes respectives, et les longueurs et diamètres respectifs de ces dernières sont pratiquement identiques à celle d'un canon à électrons à faisceau unique unipotentiel qui est constitué par une seule cathode et une première et une seconde grille à une ouverture.
Avec la distribution de tension indiquée ci-dessus, un champ de lentille électronique est établi entre la grille G2 et l'électrode G pour former une lentille auxiliaire L', et un champ de lentille électronique est établi autour de l'axe de l'électrode G4 par les électrodes Gs, G4 et G5 pour former une lentille principale L. Dans un cas pratique, on applique des tensions de polarisation de 100 V, 0V, 300V, 20kV, 200V et 20V respectivement aux cathodes K3, KP et K,, à la première et à la seconde grille G1 et Ge, et aux électrodes G3, G4 et G5.
Le canon A comprend en outre un dispositif F de déviation des faisceaux comprenant des plaques écrans P et P' disposées opposées l'un de l'autre et s'étendant axialement, et des plaques de déviation Q et Q' qui sont opposées aux surfaces extérieures des plaques P et P'.
Bien que les plaques de déviation aient été représentées rectilignes, elles pourraient etre légèrement courbes, comme il est connu.
Les plaques P, P' et Q, Q' sont respectivement chargées et disposées de façon que le faisceau d'électrons central BG passe pratiquement sans déviation entre les plaques P et P', et que les faisceaux d'électrons Bg et B3 soient déviés avec convergence lors de leurs passages respectifs entre les plaques P', Q' et P, Q.
Une tension Vp égale à la tension appliquée à l'électrode G5 est appliquée aux plaques écrans P et P', et une tension VQ, de quelques 200 à 300V inférieure à la tension Vp, est appliquée aux plaques de déviation Q et
Q' pour que les plaques écrans respectives P et P', soient au même potentiel et pour entraîner l'application d'une différence de tension de déviation ou d'une tension de déviation de convergence Ve entre les plaques respectives P', Q' et P, Q, et c'est évidemment cette tension de déviation de convergence Ve qui impartit la déviation requise aux faisceaux électroniques respectifs BB et B3 pour assurer leur convergence.
En fonctionnement, les faisceaux d'électrons B3 BG et B3 qui émanent des surfaces productrices de faisceaux des cathodes KR, KG et KB passent à travers les ouvertures de grilles respectives grR, glG et gtB pour être modulés en intensité par des signaux de modulation d'intensité rouge . vert et bleu appliqués entre les cathodes et la première grille G. Les faisceaux respectifs passent alors à travers la lentille auxiliaire commune L' pour se croiser mutuellement au centre de la lentille principale L. Ensuite, le faisceau central BG passe pratiquement sans déviation entre les plaques écrans P et P' puisqu'elles sont au même potentiel.
Le passage du faisceau BB entre les plaques P' et Q' et du faisceau B3 entre les plaques P et Q entraîne toutefois des déviations de convergence de ces faisceaux par suite de la tension de déviation de convergence VQ appliquée entre ces plaques, et l'installation est agencée de manière que les faisceaux Bl3, BG et BR convergent ensuite et se croisent mutuellement sur une surface commune dans un treillis gp d'une grille ou cache Gp déterminant la position d'atterrissage des faisceaux, puis divergent pour heurter un écran en couleurs au phosphore S.
On peut noter que l'écran S est composé d'un grand nombre de séries de bandes de phosphore verticales rouge, verte et bleue SR, S13 et S,, chaque série de bandes formant un élément d'image en couleur comme dans un tube chromatron. On comprend ainsi comment la surface commune de convergence des faisceaux correspond à l'un des éléments d'image en couleur ainsi formés.
La tension Vp est appliquée aussi à l'écran S comme tension anodique, de la manière habituelle, à travers une couche de graphite non représentée disposée sur la face intérieure de la partie conique non représentée du tube cathodique à laquelle est aussi couplée l'électrode G5. La grille-écran Gp comprend un treillis de fils gp pour chaque série de rubans de phosphore de l'écran S, et une tension de postfocalisation Vu, de 6 à 7 kV par exemple, est appliquée à cette grille-écran.
Ainsi, pour résumer le fonctionnement de l'installation de la fig. 1, les faisceaux d'électrons respectifs B,, BG et B3 convergent sur la grille-écran Gp et divergent depuis celle-ci de manière que le faisceau BB heurte un ruban de phosphore bleu SB, le faisceau BG heurte un ruban de phosphore vert 513 et le faisceau B3 heurte un ruban de phosphore rouge SR. On utilise évidemment des organes de déviation horizontale et verticale non représentés pour produire le balayage des faisceaux d'électrons sur la face de l'écran au phosphore afin de produire l'image en couleurs.
Comme cet arrangement fait que les faisceaux d'électrons respectifs passent chacun, pour leur mise au point, à travers le centre de la lentille principale L du canon à électrons A, les spots formés par les chocs des faisceaux respectifs sur l'écran S sont pratiquement exempts de tout effet de coma ou d'astigmatisme de ladite lentille, ce qui améliore la résolution de l'image en couleurs.
Un circuit 25 générateur d'une tension de déviation de convergence est connecté au canon à électrons A pour fournir la tension de déviation de convergence statique requise à ce dernier. Ce circuit est relié aussi à un transformateur 21 de retour du spot connecté à son tour à un circuit de sortie de tension de déviation horizontale conventionnel non représenté de l'installation. Le transformateur 21 comprend un noyau magnétique fermé 22 et un enroulement à haute tension 23 enroulé sur le noyau.
Un enroulement 24 de tension de déviation de convergence est également bobiné sur le noyau et fonctionne comme un élément du circuit générateur 25. Ce dernier comprend une diode 26 et des résistances 27, 28 en série qui sont connectées aux bornes de l'enroulement 24, la diode 26 étant disposée dans la direction avant. En outre, des condensateurs en série 29 et 30 sont connectés en parallèle avec la résistance 28 et un inducteur 31 est connecté entre le côté anode de la diode 26 et le point de connexion des condensateurs 29 et 30. Des bornes 32a et 32b sont connectées à la résistance 28.
En fonctionnement, la tension développée dans l'enroulement 24 est redressée par le circuit redresseur formé de la diode 26, des résistances 27 et 18 et des condensateurs 29 et 30 pour donner une tension de déviation de convergence statique Vc en travers de la résistance 28 et ainsi entre les bornes 32a, 32b, le potentiel de la première étant supérieur à celui de la seconde. En plus, la tension développée aux bornes de l'enroulement 24 est convertie en une tension à forme d'onde parabolique au moyen de l'inducteur 31 et du condensateur 30 qui, tels qu'utilisés ici, fonctionnent à la manière d'un double circuit d'intégration. Cette tension parabolique est sous forme d'une tension de convergence dynamique horizontale V'c qui est disponible aussi, à travers le condensateur 29, entre les bornes 32a et 32b du circuit.
Il en résulte que les tensions de convergence statique et dynamique Vc et V'c sont superposées en une tension Vc + V'c entre les bornes 32a et 32b.
L'enroulement 23 à haute tension du transformateur 21 est couplé à l'anode d'une diode redresseuse à haute tension 33 dont le côté cathode ou à courant continu est connecté à la borne 32b du circuit 25. Une borne 34 pour les plaques de déviation Q et Q' est reliée à la borne 32b, une borne 35 dite bouton d'anode est reliée à chacune des électrodes G et G5, et les plaques écrans P et P' sont connectées à la borne 32a du circuit 25.
La borne 35 est connectée aussi à la couche de graphite non représentée citée plus haut de la partie conique du tube. I1 en résulte que la tension apparaissant à la borne 35 est appliquée à chacune des électrodes G3 et G5, aux plaques écrans P et P' et, comme tension anodique, à l'écran au phosphore coloré S, le condensateur fictif Cc indiquant la capacité équivalente qui existe entre la borne 35 et la terre.
Avec le circuit 25 décrit, une tension VQ apparaissant du côté sortie à courant continu de la diode redresseuse 33, et ainsi à la borne 34, est appliquée aux plaques de déviation Q, Q', et la tension anodique Vp, qui est égale à VQ + VC 0V' apparaît à la borne 32a du circuit, et par conséquent à la borne 35, et est appliquée aux électrodes G3 et Gü, aux plaques écrans P et P' et à l'écran S. Il en résulte que la tension de déviation de
convergence statique Vc, qui est égale à VQ-V,, est appliquée entre les plaques P et Q et entre les plaques P' et Q', le potentiel des plaques Q et Q' étant dans ce cas négatif par rapport au potentiel des plaques P et
P'.
En plus, la tension de déviation de convergence dyna
mique V'c formée entre les bornes 32a et 32b du cir
cuit est superposée à la tension de déviation de convergence statique Vc de façon à être appliquée aussi entre
les plaques P et Q et entre les plaques P' et Q'. I1 est
clair que la tension de déviation de convergence stati
que Vo est appliquée au dispositif de déviation de con
vergence F de l'installation pour assurer la convergence
correcte des faisceaux d'électrons respectifs BG. BG
et B3 sur la surface commune de la grille-écran Gp
afin que les faisceaux heurtent correctement les rubans
de phosphore colorés respectifs SR, SG et SB. En
outre, la tension de déviation de convergence dynami
que V'c est simultanément appliquée au dispositif de déviation F pour former, en combinaison avec la tension de déviation V,, une image colorée pratiquement sans distorsion.
Dans l'installation de la fig. 1, la partie de la tension anodique Vp qui est utilisée pour effectuer la déviation de convergence statique sur les faisceaux d'électrons est égale à VQ + VC, étant entendu que la tension Vc varie évidemment selon les variations de la tension anodique Vp. Dans l'installation décrite toutefois, toute variation de cette tension anodique Vp qui pourrait produire une variation de la condition de convergence des trois faisceaux B,, BS et B3 sur la surface commune de la grille écran Gp peut être facilement compensée.
Comme il est connu, si la brillance d'une image en couleurs sur l'écran est modifiée, le courant anodique du tube varie de façon correspondante, de sorte que dans l'installation décrite la tension anodique Vp sur la borne 35 varie en accord avec la variation de la brillance de l'image.
On a vu que la tension de déviation de convergence statique Vc est disponible aux bornes du circuit série formé par les condensateurs 29 et 30. Toutefois, comme le courant anodique s'écoule à travers les condensateurs 29 et 30 dans le sens voulu pour effectuer leur décharge, la tension Vc varie selon les variations de la tension anodique Vp. Ainsi par exemple si la tension anodique Vp est diminuée avec une augmentation du courant anodique, la tension Vc est aussi diminuée. Afin que la condition de convergence des trois faisceaux d'électrons sur la surface commune de la grille-écran Gp soit maintenue sans changement, il est nécessaire que le rapport Vc/Vp soit maintenu à une valeur pratiquement constante.
Dans l'installation décrite la variation de la tension anodique Vp est toujours accompagnée par un changement correspondant de la tension Vc, de sorte que le rapport critique VÇIV, est maintenu à une valeur pratiquement constante quels que soient les changements de la tension anodique Vp, et ce changement correspondant de la tension Vc relativement aux changements de la tension anodique Vp peut être obtenu au mieux par le choix des résistances 27 et 28. Par conséquent, et avec un choix approprié de la valeur de ces résistances, il est clair que l'installation de la fig. 1 fonctionne de manière à maintenir la convergence correcte sur la grille-écran G1 en dépit des variations de la tension anodique.
Un autre avantage de l'installation de la fig. 1 est que le nombre de tours de l'enroulement à haute tension 23 du transformateur de retour de spot 21 peut être réduit au nombre requis pour la production de la tension Vc, parce que la tension de sortie du redresseur 33 est connectée à l'enroulement 23 nécessite seulement que VQ soit égal à Vp. En outre, la tension de rupture de la diode redresseuse 33 peut être réduite à Vp - V0 comme il est évident.
Bien qu'on puisse supposer que la superposition de la tension de déviation de convergence dynamique V'c à la tension anodique Vp puisse donner naissance à des
effets désavantageux dans le fonctionnement du tube,
cela n'est pas le cas en pratique parce que la tension de
convergence dynamique V'c a une valeur de 20V ou moins qui est négligeable comparativement à la tension
anodique de l'ordre de 13 à 20 kV.
L'installation représentée à la fig. 2 est très sembla
ble à celle représentée à la fig. 1. Cette seconde instal
lation comprend un circuit 25' générateur de tension de
déviation de convergence qui diffère du circuit 25 de la fig. 1 en ce que la diode 26 et les résistances 27 et 28 en série sont connectées aux bornes de l'enroulement 24 du transformateur avec une polarité inversée de la diode.
Ainsi, comme les bornes de sortie 32a et 32b du circuit 25' restent couplées respectivement aux bornes 34 et 35 du canon à électrons, la tension de déviation de convergence dynamique V'c disponible aux bornes de sortie du circuit 25' est telle que le potentiel de la borne 32b est supérieur à celui de la borne 32a, contrairement au cas de la fig. 1.
La tension de sortie Vp de la diode redresseuse à haute tension 33 est cependant, comme dans la fig. 1, appliquée à travers la borne 35 comme tension anodique aux plaques P et P', aux électrodes G5 et G5 et à nouveau à travers la couche de graphite non illustrée de la section conique du tube, à l'écran S, tandis que la tension VQ qui est ici égale à V,-V, + V'c, est appliquée à nouveau aux plaques Q et Q' du dispositif de déviation à travers la borne 34. Ainsi, la tension de déviation de convergence statique Vc est appliquée entre les plaques P et Q et entre les plaques P' et Q', et la tension de convergence dynamique V'c lui est superposée pour donner l'effet de convergence requis aux faisceaux d'électrons, comme décrit précédemment.
Dans le circuit 25' cependant, les condensateurs 29 et 30 ne sont pas montés dans le trajet du courant anodique, de sorte que la réponse de la tension de déviation de convergence Vc aux variations de la tension anodique Vp produites par les variations du courant anodique n'est pas obtenue.
Ce caractère à haute tension des circuits 25 et 25' rend possible une décharge électrique entre ces circuits et d'autres disposés à proximité ou qui leur sont connectés, décharge électrique qui peut être très dangereuse outre qu'elle conduit à une instabilité du circuit. Pour éliminer cette possibilité de décharge, les circuits 25 et 25' sont logés dans un coffret isolant 41 qui est supporté lui-meme par le noyau magnétique 22 du transformateur 21 comme le montrent les fig. 3 et 4. Le coffret 41 comprend deux moitiés 41a et 41b comportant des parois extérieures 42a et 42b en contact, et des pièces cylindriques 43a et 43b en contact qui forment une ouverture 46 pour le montage du noyau du transformateur et sont reliées aux parois 42a et 42b. L'enroulement 24 (fig.
1 et 2) est enroulé sur la pièce cylindrique 43a de la moitié 41a du coffret, et un tableau de circuit 44 porte la diode 16, les résistances 27 et 18, les condensateurs 29 et 30 et l'inducteur 31.
Avant l'assemblage, les éléments du circuit sont montés et connectés comme décrit plus haut, après quoi la moitié 41b du coffret est placée sur la moitié 41a et fixée à celle-ci, et des conducteurs 45a et 45b passent à travers des ouvertures dans les parois respectives 41a, 42b pour constituer les bornes 32a et 32b décrites précé- demment. Le noyau magnétique 22 est ensuite inséré à travers l'ouverture 46 pour assurer le support mécanique du coffret à partir du noyau.
Par cette construction les circuits 25 et 25' peuvent être complètement isolés des éléments adjacents ou des installations électriques voisines afin d'empêcher une décharge électrique entre eux et assurer la stabilité de fonctionnement de ces circuits. Le danger d'un circuit à haute tension est ainsi supprime.