FR2544549A1 - Tube a rayons cathodiques avec une lentille electronique pour l'amplification de la deviation - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE UN SYSTEME DE LENTILLE ELECTRONIQUE, GENERALEMENT EN FORME DE BOITE, INCORPORE DANS UN TUBE A RAYONS CATHODIQUES POUR L'AMPLIFICATION DES DEVIATIONS HORIZONTALE ET VERTICALE DU FAISCEAU D'ELECTRONS. SELON L'INVENTION, LE SYSTEME COMPREND DEUX ELECTRODES 54, 56, L'UNE ETANT PARTIELLEMENT NICHEE DANS L'AUTRE AVEC UN ESPACE ISOLANT ENTRE ELLES ET TOUTES DEUX DISPOSEES DE FACON A CONTENIR LES TRAJECTOIRES DU FAISCEAU DU SYSTEME DE DEVIATION JUSQU'A LA CIBLE DU TUBE A RAYONS CATHODIQUES; UNE ELECTRODE DE POST-ACCELERATION 58 EST PREVUE POUR EXERCER SON CHAMP SUR AU MOINS L'EXTREMITE COTE CIBLE DU SYSTEME DE LENTILLE; LORS D'UNE APPLICATION DE POTENTIELS PRESCRITS AUX ELECTRODES, LE SYSTEME DE LENTILLE FORME UNE LENTILLE QUADRIPOLAIRE POUR UNE AMPLIFICATION DE LA DEVIATION DANS LES DEUX DIRECTIONS; LE SYSTEME COOPERE DE PLUS AVEC L'ELECTRODE DE POST-DEVIATION POUR CREER UNE AUTRE LENTILLE ELECTRONIQUE A PROXIMITE DE SON EXTREMITE DE SORTIE DU FAISCEAU POUR FAIRE CONVERGER LE FAISCEAU SUR L'UNE DES DIRECTIONS ORTHOGONALES DE SA DEVIATION. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT AUX TUBES A RAYONS CATHODIQUES.

Description

La présente invention se rapporte à des tubes à rayons cathodiques à

utiliser dans des oscilloscopes, des oscilloscopes de stockage, et autres, et plus particulièrement à un tube à rayons cathodiques ayant un nouveau système de lentille électronique d'une configuration à deux électrodes pour amplifier les déviations du faisceau-d'électrons, permettant de supprimer la grille familière employée pour obtenir de

bonnes caractéristiques de visualisation.

On conna t un tube à rayons cathodiques à accéla-

ration post-déviation ou à post-accélération, employant

une grille plane ou en dôme et une électrode de post-

accélération sur la surface interne du tube ou de l'enve-

loppe pour créer un champ accélérateur conçu pour augmen-

ter la vitesse des électrons du faisceau après leur traversée des champs de déviation Ainsi post-accéléré, le faisceau produit un spot d'une brillance accrue sur l'écran fluorescent Cependant, la grille incorporée dans ce type de tube à rayons cathodiques, provoque une diminution de l'efficacité des canons d'électrons, une défocalisation du spot du faisceau sur l'écran et la formation d'un halo dû à l'émission secondaire par la grille Des efforts récents dans l'industrie électronique ont par conséquent été dirigés vers le développement de

tubes à rayons cathodiques sans grille.

Le brevet US NI 4 142 128 au nom de Odenthal réfléchit un exemple de tels efforts conventionnels Ce brevet propose une lentille électronique à quatre éléments, en forme de boîte, à utiliser aussi bien dans des tubes à

rayons cathodiques mono-accélérateurs et à post-accéléra-

tion La lentille électronique, couramment appelée lentille de dilatation de balayage ou d'exploration ou lentille d'amplification de déviation supprime un grand

nombre des limites des grilles plus conventionnelles.

Cependant, pour des caractéristiques réellement satis-

faisantes de visualisation, la lentille doit mesurer ,6 sur 6,3 sur 2,5 centimètres pour obtenir une visualisation de 8 sur 10 centimètres Cette dimension est bien plus grande que celle de la grille en dôme, ce

qui rend la lentille de Odenthal inutilisable avec -

l'enveloppe en verre à la dimension d'un tube à rayons cathodiques standard La lentille connue présente un autre inconvénient qui apparatt dans l'application à des tubes à rayons cathodiques à post-accélération L'électrode

de la lentille à l'extrémité de sortie doit être électri-

quement connectée à l'écran du tube à rayons cathodiques dans cette application, avec pour conséquence des difficultés pour donner, aux électrodes de la lentille,

les capacités requises de résistance à la tension.

Ces inconvénients sont absents du système de lentille à trois éléments décrit et revendiqué dans le

brevet US NI 4 302 704 déposé par la présente demanderesse.

Destiné à une utilisation dans des tubes à rayons catho-

diques à post-accélération, le système de lentille présente trois électrodes tubulaires ou en forme de botte qui sont disposées en alignement axial et qui sont électriquement isolées les unes des autres L'électrode côté cible a une plaque extrême qui ferme son extrémité de sortie du faisceau et o est formée une ouverture allongée Le système de lentille donne au faisceau une action divergente dans l'une des directions orthogonales de la déviation du faisceau et une action doublement

convergente dans l'autre direction, permettant la produc-

tion d'un spot ne présentant peu ou pas de défocalisation

en direction verticale.

Cependant, le système de lentille selon l'art antérieur de la demanderesse s'est révélé présenter certains inconvénients L'un de ceux- ci réside dans le

fait que les deux paires de côtés de l'électrode intermé-

diaire du système de lentille sont convexes et concaves vers le canon et la cible, les deux électrodes de sortie étant configurées de manière correspondante pour former des espaces isolants d'une largeur constante (environ un millimètre) entre elles Cette configuration nécessite que les électrodes individuelles soient fabriquées à des tolérances dimensionnelles très sévères pour obtenir un système de lentille ayant des caractéristiques souhaitées de performance Un autre inconvénient réside dans la nécessité de prévoir une électrode de blindage pour empêcher l'intrusion du champ post-accélérateur

dans le système de lentille par les espaces isolants.

La présente invention permet de surmonter les limites des tubes à rayons cathodiques indiqués ci-dessus comprenant des lentilles de dilatation de balayage ou d'exploration en offrant, en particulier, un système de lentillede dilatation du balayage ou de l'exploration perfectionné, bien plus simple, par sa configuration et plus facile à fabriquer que ses prédécesseurs, mais tout

aussi favorable par ses caractéristiques de performance.

Selon l'invention, en bref, on prévoit un dispositif comprenant un tube à rayons cathodiques ayant un canon d'électrons pour produire un faisceau d'électrons dirigé vers une cible, un moyen de déviation pour dévier

le faisceau dans deux directions orthogonales (c'est-à-

dire verticale et horizontale), et une électrode de post-

déviation (comme une électrode de post-accélération ou

une électrode de collimation) à proximité de la cible.

Un système de lentillede dilatation d'exploration ou de balayage est également prévu, qui se trouve entre le moyen de déviation et la cible, en une position telle qu'au moins l'extrémité côté cible ou de sortie du faisceau du système de lentille soit sous l'action du

champ de l'électrode de post-déviation.

-De manière caractéristique, le système de lentille comprend des première et seconde électrodes tubulaires à extrémitésouvertes de section transversale

sensiblement rectangulaire, qui sont disposées en aligne-

ment axial pour permettre le passage du faisceau La seconde électrode entoure au moins la partie d'extrémité de sortie du faisceau de la première électrode avec un espace électriquement isolant entre elles Chaque électrode de la lentille a une première paire de côtés opposés

orientée dans l'une des directions orthogonales de la -

déviation du faisceau et une seconde paire de côtés

opposés orientée dans l'autre des directions orthogonales.

On suppose, pour faciliter la compréhension, que la première paire de côtés opposés de chaque électrode est disposée horizontalement et par conséquent est formée des côtés supérieur et inférieur Alors, la seconde paire de côtés opposés peut être considérée comme étant les

côtés droit et gauche.

La première électrode, nichée dans la seconde électrode et qui en fait partiellement saillie vers le canon d'électrons, a chaque extrémité de sortie du faisceau de sa première paire de côtés opposés courbée selon un arc qui est convexe dans une première direction

(c'est-à-dire vers le canon d'électrons ou vers la cible).

Les extrémités de sortie du faisceau de la seconde paire de côtés opposés de la première électrode sont courbées sur un arc qui est convexe dans une seconde direction

opposée à la première.

Ainsi, lors de l'application de potentiels électriques prescrits aux deux électrodes du système de lentille et à l'électrode de post-déviation, le système de lentille forme une première lentille électronique-, créée par les deux électrodes le constituant, pour

amplifier la déviation du faisceau dans l'une des direc-

tions orthogonales (telle que verticale) en modifiant ou en inversant (par rapport à l'axe du tube à rayons -cathodiques) la direction de parcours du faisceau qui a été dévié dans cette direction et également pour amplifier la déviation du faisceau qui a été dévié dans l'autre des directions orthogonales (c'est-à-dire horizontale) La seconde électrode du système coopère de plus avec l'électrode de post-déviation pour créer une seconde lentille électronique pour faire converger le faisceau qui a été dévié dans la première des directions orthogonales. La linéarité du facteur de déviation dans l'une des directions orthogonales serait assez mauvaise si la

déviation du faisceau dans cette direction était unique-

ment grossie par la première lentille quadripolaire créée par les deux électrodes du système Cependant, la linéarité du facteur de déviation peut en réalité être matériellement améliorée en vertu de la seconde lentille convergente résultant de l'intrusion du champ intense de l'électrode de post-déviation dans l'extrémité de

sortie du faisceau de la seconde électrode de la lentille.

Ainsi, malgré sa configuration fortement simplifiée, le système de lentille permet la formation d'un tube à rayons cathodiques ayant une bonne linéarité du facteur

de déviation dans chaque direction.

Selon l'invention, la première électrode de la lentille a au moins sa partie extrême de sortie du faisceau qui est reçue dans la seconde électrode de la lentille, et cela n'est pas une caractéristique moins prononcée du système Cet agencement permet d'éliminer la nécessité de prévoir un quelconque moyen externe pour protéger l'espace entre les deux électrodes du champ de

l'électrode de post-déviation Cet avantage, en combinai-

son avec la construction simplifiée et la facilité de fabrication du système de lentille lui-même, réduit de manière importante le prix du tube à rayons cathodiques

du type en question.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci

apparaîtront plus clairement au cours de la description

explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant plusieurs modes de réalisation de l'invention et dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale faite à travers le tube à rayons cathodiques construit selon les nouveaux concepts de l'invention, le tube comprenant une forme préférée du système de lentille de dilatation du balayage constituant une caractéristique de l'invention; la figure 2 est une vue en perspective agrandie du système de lentille employé dans le tube à rayons cathodiques de la figure 1; la figure 3 est une vue en plan du système de lentille; la figure 4 est une vue en élévation latérale du système de lentille; la figure 5 est une vue en élévation du système de lentille en regardant à partir du côté gauche de la figure 4; la figure 6 est également une vue en élévation du système de lentille en regardant à partir du côté droit de la figure 4; la figure 7 est une vue en coupe transversale faite à travers le système de lentille, suivant la ligne VII- VII de la figure 3; la figure 8 est une vue en plan de la première électrode ou électrode interne du système de lentille; la figure 9 est une vue en élévation latérale de l'électrode interne de la figure 8; la figure 10 est une illustration schématique de l'action d'amplification de la déviation du système de lentille en direction verticale; la figure 11 est une illustration semblable de l'action d'amplification de la déviation du système de lentille en direction horizontale; la figure 12 est une illustration semblable de l'action de focalisation du système de lentille en direction verticale; la figure 13 A montre, par analogie optique simplifiée, l'action de focalisation verticale du tube à rayons cathodiques de la figure 1; la figure 13 B illustre, par analogie optique simplifiée, l'action de focalisation horizontale du tube à rayons cathodiques de la figure 1; la figure 14 est une vue en coupe transversale faite à travers le tube à rayons cathodiques, suivant la ligne XIV-XIV de la figure 1 et montrant le système de lentille et la paire de plaques de déviation horizontale coopérant pour corriger la distorsion de l'image sur l'écran de la cible; la figure 15 est une vue en coupe longitudinale à travers un tube à rayons cathodiques employant une autre forme préférée du système de lentillede dilatation du balayage selon l'invention; la figure 16 est une vue en perspective agrandie du système de lentille dans le tube à rayons cathodiques de la figure 15; la figure 17 est une vue en plan du système de lentille de la figure 16; la figure 18 est une vue en élévation latérale du système de lentille de la figure 16; la figure 19 est une vue en élévation du système de lentille en regardant à partir du côté droit de la figure 18; la figure 20 est une vue en coupe transversale faite à travers le système de lentille, suivant la ligne XX-XX de la figure 17; la figure 21 est une illustration schématique de l'action d'amplification de la déviation du système de lentille de la figure 16 en direction verticale; la figure 22 est une illustration semblable de l'action d'amplification de la déviation du même système de lentille en direction horizontale; la figure 23 est une illustration semblable expliquant la relation entre les trajectoires horizontales du faisceau et la lentille électronique créée à proximité des extrémités de sortie du faisceau du système de lentille de la figure 15; la figure 24 est une illustration semblable expliquant la relation entre les trajectoires verticales du faisceau et la lentille électronique créée à proximité de l'extrémité de sortie du faisceau du système de lentille de la figure 15; la figure 25 est une vue en élévation d'un système de lentille ayant une ouverture de plaque extrême modifiée; la figure 26 est une vue semblable d'un système de lentille ayant une autre ouverture de plaque extrême modifiée; la autre système la autre système la autre système la autre système la autre système la figure 27 est une vue de lentille modifié; figure 28 est une vue de lentille modifié; figure 29 est une vue de lentille modifié; figure 30 est une vue de lentille modifié; figure 31 est une vue de lentille modifié; figure 32 est une vue en perspective d'un en élévation d'un en perspective d'un en perspective d'un en perspective d'un en coupe longitudinale faite à travers un autre exemple d'un tube à rayons cathodiques auquel peuvent s'appliquer les concepts de l'invention; la figure 33 est une vue en coupe longitudinale à travers un autre exemple d'un tube à rayons cathodiques auquel s'appliquentles concepts selon l'invention; la figure 34 est une vue en coupe longitudinale à travers un autre exemple d'un tube à rayons cathodiques auquel s'appliquent les concepts de l'invention; la figure 35 est une vue en élévation de l'électrode de correction de distorsion dans le tube à rayons cathodiques de la figure 34; la figure 36 est une vue en coupe longitudinale faite à travers un autre exemple d'un tube à rayons cathodiques auquel s'appliquent les concepts selon l'invention; la figure 37 est une illustration schématique expliquant les positions angulaires relatives des deux <J: électrodes de correction de distorsion du tube à rayons cathodiques de la figure 36; la figure 38 est une vue en plan d'un autre système modifié de lentille; et la figure 39 est une vue en élévation latérale

du système de lentille de la figure 38.

La présente invention sera maintenant décrite en détail, d'abord, pour un tube à rayons cathodiques à post-accélération pour des applications d'oscilloscope, que l'on peut voir sur la figure 1 Généralement désigné en 10, le tube à rayons cathodiques représenté a une enveloppe sous vide 22 en verre ou autre matériau isolant approprié L'enveloppe 22 comprend une partie conique 24 et une partie cylindrique 26 en une pièce La partie conique 24 a une cible 28 à son extrémité avant, qui est dirigée vers la droite sur la figure 1 La cible 28 a la forme d'un écran fluorescent comprenant une glace frontale 30, une couche de phosphore 32 derrière la glace frontale et une couche conductrice 34 plus loin

derrière la couche de phosphore.

La partie cylindrique 26 de l'enveloppe sous vide 22 a un canon d'électrons 36 qui est monté à proximité

de son extrémité au loin de la cible 28 Le canon d'élec-

trons 36 comprend conventionnellement une cathode 38, une première grille 40, une seconde grille 42, une première anode 44 et une seconde anode 46 Le canon d'électrons 36, agencé axialement à la partie cylindrique 26 de l'enveloppe, produit et émet un faisceau d'électrons

qui est dirigé vers la cible 28.

Sur son parcours entre la canon d'électrons 36 et la cible 28, le faisceau d'électrons passe par deux plaques de déviation verticale 48 puis deux plaques de déviation horizontale 50 La paire de plaques de déviation

verticale 38 et la paire de plaques de déviation horizon-

tale 50, constituant ensemble un système de déviation 51,

dévient le faisceau d'électrons verticalement et horizon-

talement respectivement, d'une façon familière aux spécialistes Les adjectifs "vertical" et "horizontal" utilisés ici sont conventionnels et n'impliquent pas nécessairement que le faisceau est dévié verticalement

et horizontalement dans le sens exact de ces mots.

Bien entendu, il faut que les deux paires de plaques de

déviation dévient le faisceau en directions orthogonales.

A la suite de la paire de plaques de déviation horizontale 50 est agencé un système 52 de lentille électronique de dilatation du balayage ou d'exploration à deux éléments et généralement en fornede botte qui

constitue une caractéristique de la présente invention.

Le système de lentille 52 comprend des première et seconde électrodes tubulaires 54 et 56, chacune ayant à peu près la forme d'une boite à extrémitésouvertes,qui sont nichées l'une par rapport à l'autre mais électriquement isolées l'une de l'autre Ce système de lentille fonctionne pour amplifier les déviations verticale et horizontale du faisceau d'électrons afin qu'il couvre totalement la cible 28, comme on le décrira maintenant en détail aussi

bien pour la configuration que pour le fonctionnement.

Le tube à rayons cathodiques 10 comprend de plus une électrode de postdéviation 58, illustrée ici comme une électrode d'accélération sous la forme d'une couche conductrice couvrant la surface interne de la partie conique 24 de l'enveloppe, en relation électriquement

conductrice avec la couche conductrice 34 de la cible 28.

L'électrode de post-accélération 58 entoure totalement le trajet du faisceau d'électrons du système de lentille de dilatation de balayage 52 à la cible 28 La position

du système 52 par rapport à celle de l'électrode de post-

accélération 58 est telle que le champ de l'électrode 58 agisse au moins sur le côté cible ou l'extrémité sortie

faisceau de la seconde électrode 56 du système de lentille.

Cette relation de position entre le système 52 et l'électrode de postaccélération 58 est essentielle pour une bonne performance du système de lentille, comme cela

deviendra mieux apparent à la lecture de la description

qui suit.

La cible 28, le canon d'électrons 36, le système de déviation 51 et l'électrode de post-accélération 58 du tube à rayons cathodiques 10 représenté peuvent tous être de conception standard et dans l'ensemble, selon

un agencement standard Une description plus détaillée

de leur construction ne sera donc pas nécessaire La présente invention concerne particulièrement le système-52 de lentille de dilatation ou d'expansion de balayage et ses relations de structure et de fonction avec les autres

composants du tube à rayons cathodiques -

On donnera ci-après des valeurs typiques des potentiels que l'on peut appliquer aux diverses électrodes du tube à rayons cathodiques 10, pour son fonctionnement -2500 volts à la cathode 38 du canon d'électrons-36; de -2600 à -2500 volts à la-première grille 40 du canon

d'électrons; O volt à la seconde grille du canon d'élec-

trons 42; de -300 à + 300 volts à la seconde anode 46 du canon d'électrons; + 900 volts à la première électrode 54 du système 52; -1300 volts à la seconde électrode 56 du

système 52; et 17 500 volts à l'électrodes 58 de post-

accélération. Le tube à rayons cathodiques 10 configuré comme ci-dessus, et avec les potentiels appropriés appliqués à ses électrodes, sert à produire un motif visible du signal d'entrée sur la cible 28 La première grille 40 du canon d'électrons 36 contrôle l'émission d'électrons par la cathode 38 Les électrons émis en un faisceau sont accélérés par la seconde grille 42 puis focalisés par la lentille unipotentielle composée de la seconde grille 42 et des première et seconde anodes 44 et 46 Le faisceau d'électrons focalisé est alors dévié verticalement et horizontalement par le système de déviation 51 composé de la paire de plaques de déviation verticale 48 et de la paire de plaques de déviation horizontale 50 Alors, le système 52 de lentille de dilatation d'exploration selon l'invention amplifie les déviations verticale et horizontale du faisceau d'électrons afin de lui permettre de couvrir toute la surface de la cible 28 d'une manière

qui sera subséquemment décrite en détail.

Le système 52 de lentille de dilatation d'explo-

ration ou de balayage est montré en détail et à échelle agrandie sur les figures 2 à 9 Comme on l'a mentionné, le système 52 comprend les deux électrodes nichées, électriquement isolées, de forme tubulaire ou en botte, ou éléments de lentille 54 et 56 Les deux électrodes sont axialement alignées autour de l'axe de l'enveloppe

évacuée 22.

La première électrode ou électrode interne 54, se trouvant quelque peu plus près du canon d'électrons 36 que la seconde électrode ou électrode externe 56 a une première paire assez courte de côtés opposés 60 et 62 disposés dans l'une des directions orthogonales de la déviation du faisceau, c'est-à-dire verticalement et une seconde paire de côtés opposés plus longs 64 et 66 disposés dans l'autre direction de la déviation du faisceau, c'est-à-dire horizontalement La première paire de côtés opposés 60 et 62 et la seconde paire de côtés opposés 64 et 66 ont la même forme et la même dimension Les extrémités côté sortie faisceau, dirigées vers la cible 28, de la première paire de côtés opposés 60 et 62 sont courbées sur un arc d'un rayon constant ou variable qui est convexe dans une première direction, c'est-à-dire vers la cible 28 Les extrémités côté sortie faisceau 70 -de la seconde paire de côtés opposés 64 et 66 sont courbées sur un arc d'un rayon constant ou variable qui est convexe dans une seconde direction opposée à la

première, c'est-à-dire vers le canon d'électrons 36.

Les extrémités 74 côté entrée du faisceau des quatre côtés 60, 62, 64 et 66 sont droites et s'étendent à

angle droit avec l'axe de l'enveloppe évacuée 22.

Une bride rectangulaire 72 fait également partie de l'électrode interne 54, à son extrémité 74 d'entrée du faisceau La bride 72, orientée à angle droit avec l'axe de l'enveloppe évacuée 22, sert à protéger l'électrode externe 56 des effets de la paire de plaques de déviation

horizontale 50.

L'électrode externe 56 comprend de même une première paire assez courte de côtés opposés 76 -et 78 disposés sur l'une des directions orthogonales de la déviation du faisceau et une seconde paire plus longue de côtés opposés et 82 disposés dans l'autre direction de la déviation du faisceau La première paire de côtés opposés 76 et 78 et la seconde paire de côtés opposés 80 et 82 ont la même forme et la même dimension Les extrémités 84 de sortie du faisceau de la première paire de côtés opposés 76 et 78 sont courbées sur un arc d'un rayon constant ou

variable qui est convexe vers le canon d'électrons 36.

Les extrémité 86 de sortie du faisceau de la seconde paire de côtés opposés 80 et 82 sont courbées sur un arc d'un rayon constant ou variable qui est convexe vers la cible 28 Les extrémités 88 côté canon des quatre côtés 76, 78, 80 et 82 sont toutes droites et s'étendent à

angle droit avec l'axe de l'enveloppe évacuée 22.

L'électrode interne 54 est illustrée principale-

ment nichée avec un certain jeu dans l'électrode externe 56, uniquement avec la partie extrême côté entrée du faisceau de l'électrode interne qui est exposée Il est essentiel que l'électrode externe 56 entoure librement au moins la partie d'extrémité sortie du faisceau de

l'électrode interne 54.

Les dimensions du système 52, pour une utilisation dans le tube à rayons cathodiques 10 ayant une dimension de l'écran de 8 sur 10 centimètres, peuvent être déterminées

comme suit L'électrode interne 54 a une dimension verti-

cale de 10 millimètres et une dimension horizontale, dans la direction à angle droit avec l'axe de l'enveloppe, de 24 millimètres La dimension entre les extrémités d'entrée 74 et les sommets des extrémités concaves 70 de l'électrode interne 54 est de 21 millimètres La dimension entre les extrémités d'entrée du faisceau 74 et les sommets des extrémités convexes 68 de l'électrode interne 24 est de 24 millimètres Chaque extrémité convexe 68 de l'électrode interne 54 est courbée à un rayon constant de 6 millimètres Les extrémités concaves 70 de l'électrode interne 54 sont courbées à un rayon constant de 20 millimètres L'électrode externe 56 a une dimension verticale de 14 millimètres et une dimension horizontale de 36 millimètres La dimension entre les extrémités 88 côté canon et les sommets des extrémités concaves 84 de l'électrode externe 56 est de 26 millimètres La dimension entre les extrémité 88 côté canon et les sommets des extrémités convexes 86 de l'électrode externe 56 est de 33 millimètres Les extrémités concaves 84 de l'électrode

externe 56 sont courbées à un rayon constant de 10 milli-

mètres Les extrémités convexes 86 de l'électrode externe

56 sont courbées à un rayon constant de 46 millimètres.

Les espaces entre la première paire de côtés opposés 60 et 62 de l'électrode interne 54 et la première paire de côtés opposés 76 et 78 de l'électrode externe 56 ont chacun 5,5 millimètres de large Les espaces entre la seconde paire de côtés opposés 64 et 66 de l'électrode interne 54 et la seconde paire de côtés opposés 80 et 82 de l'électrode externe 56 ont chacun 1,5 millimètres de large. Les électrodes 54 et 56 du système 52 sont toutes

deux fabriquées en plaques d'acier inoxydable non magné-

tique de 0,5 millimètre-d'épaisseur.

En se référant de nouveau à la figure 1, le système 52 est monté dans l'enveloppe évacuée 22 en relation fixe avec le canon d'électrons 36 et le système de déviation 51 Les électrodes 54 et 56 du système de lentille sont toutes deux pourvues de conducteurs 90 et 92,

respectivement, pour application des potentiels de fonc-

tionnement Le conducteur 90 de l'électrode interne 54 est connecté à un potentiomètre 94 pour faire varier de

manière réglable le potentiel appliqué.

Dans le fonctionnement du tube à rayons cathodiques 10, un potentiel de 900 volts ( 3 400 volts par rapport au potentiel à la cathode du canon d'électrons) peut être appliqué à l'électrode interne 54 du système 52 et un potentiel de -1300 volts (+ 1200 volts par rapport au potentiel à la cathode) peut être appliqué à l'électrode externe 56 de la lentille L'électrode de post-accélération

58, qui a une importance particulière pour le fonctionne- ment du système de lentille 52, est sous un potentiel de 17 500 volts

comme on l'a indiqué ci-dessus Les potentiels

appliqués aux autres électrodes du tube à rayons cathodi-

ques 10 ont également déjà été donnés et sont indiqués

sur la figure 1.

La figure 10 montre la conséquence de l'action du système de lentille 52 en direction verticale et la figure 11 montre l'action de la lentille en direction horizontale Sur la figure 10, les références Bl et B 2 désignent les faisceaux d'électrons qui ont été déviés à des degrés différents en direction verticale par la paire de plaques de déviation verticale 48 Dans le système 52, les faisceaux Bl et B 2 ne suivent pas les

lignes droites en tracé fantôme mais suivent des trajec-

toires en trait plein alors qu'ils changent de direction

du fait de l'action convergente de la lentille quadri-

polaire composée des deux électrodes nichées 54 et 56.

Alors, les faisceaux Bl et B 2 subissent une autre action

convergente de la lentille sur ou à proximité de l'extré-

mité côté cible de l'électrode externe 56 Après avoir été ainsi grossis ou amplifiés par déviation en direction

verticale, les faisceaux font impact sur la cible 28.

La lentille quadripolaire notée créée à l'inté-

rieur du système 52 sera appelée ci-après lentille interne, et l'autre lentille créée à proximité de l'extrémité sortie de l'électrode externe 56 de la lentille sera

appelée lentille de sortie.

Sur la figure 11, les références B 3 et B 4 désignent les faisceaux d'électrons qui ont été déviés à des degrés différents en direction horizontale par la paire de plaques de déviation horizontale 50 Les faisceaux B 3 et B 4 ne suivent pas non plus les trajets en tracé fantôme mais leur déviation horizontale est amplifiée par l'action divergente de la lentille interne, comme cela est indiqué en trait plein, avant de bombarder la cible 28 On notera de plus sur la figure 11 que le faisceau B 4 qui a été plus dévié a sa déviation légèrement comprimée par l'action convergente due à la lentille de sortie L'autre faisceau B 3 qui a été dévié à un moindre degré subit à peine une convergence à

l'extrémité de sortie du système 52.

L'on ne pourrait obtenir une linéarité satisfai-

santé du facteur de déviation verticale si la déviation verticale du faisceau était uniquement amplifiée en vertu de l'action convergente de la lentille interne quadripolaire constituée des quatre côtés de l'électrode

interne 54 et des quatre côtés de l'électrode externe 56.

En ce qui concerne la lentille interne, plus l'angle de déviation verticale est important, plus la déviation du faisceau est amplifiée Ainsi, le facteur de déviation augmentera avec l'augmentation de l'angle de déviation verticale La présente invention permet d'éliminer ce défaut par la lentille convergente de sortie qui est créée sur et à proximité de l'extrémité de sortie de la seconde électrode 56 grâce au champ de l'électrode de post-accélération 58 Comme cela est indiqué par les lignes équipotentielles 96 sur la figure 10, le champ dû à l'électrode 58 de post-accélération fait intrusion dans l'électrode externe 56 de la lentille pour former la lentille convergente de sortie C'est cette lentille convergente supplémentaire qui est responsable de la meilleure linéarité du facteur de déviation selon l'invention. On a vu que le système de lentille 52 amplifiait doublement la déviation verticale du faisceau d'électrons, d'abord par la lentille interne qui modifie la direction du parcours du faisceau puis par la lentille de sortie comme cela est représenté par les lignes équipotentielles 96 L'amplification de la déviation par la lentille de sortie est sujette à un changement selon l'angle de l'incidence du faisceau et selon sa position La lentille de sortie amplifie la déviation verticale à un moindre

degré avec une augmentation de l'angle de déviation.

Ainsi, le système 52 améliore la linéarité du facteur de

déviation verticale.

La même chose est vraie avec la linéarité du facteur de déviation en direction horizontale Le facteur de déviation horizontale dé à la lentille interne elle-même

augmente avec l'augmentation de l'angle de déviation.

Cependant, tandis que la lentille de sortie est créée comme cela est indiqué par les lignes équipotentielles 98 sur la figure 11, le faisceau B 3 qui a été dévié à un léger degré passe par la lentille de sortie presque sans être affecté tandis que le faisceau B 4 qui a été dévié sur un plus grand angle a sa déviation contractée Le degré de la contraction de la déviation offerte par la lentille de sortie augmente avec l'angle de la déviation horizontale En conséquence, le système 52 améliore

également la linéarité du facteur de déviation horizontale.

La lentille de sortie du système 52 a pour objet supplémentaire, et cela n'est pas le moindre, de focaliser fortement le faisceau d'électrons en tout endroit sur la cible ou l'écran de phosphore 28 Le système de lentille 52 qui est illustré change ou inverse la direction du faisceau verticalement dévié et il est de plus conçu

pour augmenter la sensibilité de la déviation verticale.

En conséquence, comme le montre la figure 12, la distance entre le premier point focal 100 dans le système 52 et

la cible 28 change avec l'angle de la déviation verticale.

S'il n'y avait pas la lentille de sortie, le faisceau verticalement dévié se focaliserait sur une ligne arquée 102; en effet, il se défocaliserait sur la cible 28 de

plus en plus vers le haut et le bas.

Cependant, comme on peut le voir sur la figure 12, la lentille de sortie du système 52, représentée par les lignes équipotentielles,96 offre une action de convergence variable au faisceau selon son angle d'incidence La lentille de sortie agit sur le faisceau non dévié 104 et le faisceau verticalement dévié 106 afin de les focaliser sur la cible 28 La tension de focalisation requise pour la focalisation du faisceau verticalement dévié 106 sur la cible 28 peut être la même que celle pour focaliser

le faisceau non dévié 104 sur la cible.

La figure 13 A illustre une analogie optique simplifiée de l'action de focalisation verticale du tube à rayons cathodiques 10 comprenant le système de lentille à dilatation du balayage ou de l'exploration 52 que l'on vient de décrire La figure 13 B est une illustration semblable de l'action de focalisation horizontale du tube à rayons cathodiques 10 Une lentille convergente 108 que l'on peut voir sur la figure 13 A est l'équivalent optique de la combinaison de la seconde grille 42,de la première anode 44 et de la seconde anode 46 du canon d'électrons 36 La figure 13 A montre de plus la lentille interne convergente 110 qui est formée par et dans le système 52 et la lentille convergente de sortie 112 qui est créée sur et à proximité de l'extrémité de sortie du faisceau de l'électrode externe 56 de la lentille Ainsi, le système 52 forme sensiblement les deux lentilles convergentes 110 et 112 pôur la Localisation verticale

du faisceau sur la cible 28.

La lentille convergente 114 de la figure 13 B est la même que la lentille convergente 108 de la figure 13 A Une lentille divergente 116 est créée à l'intérieur du système 52 pour amplifier horizontalement les déviations du faisceau, comme on l'a expliqué en se

référant à la figure 11.

39 Les figures 13 A et 13 B indiquent également les formes en section transversale 118, 120, 122 et 124 du faisceau sur les plans 126, 128, 130 et 132 respectivement,

perpendiculairement à l'axe de l'enveloppe évacuée 22.

Ces formes en section transversale du faisceau résultent des actions cidessus décrites de focalisation verticale

et horizontale du tube à rayons cathodiques 10.

On comprendra cependant que les représentations des figures 13 A et 13 B ne montrent pas le moyen formant lentille optique supplémentaire incorporé dans le tube à rayons cathodiques 10 pour la correction de ce qui est connu comme la "distorsion en coussinet", o les quatre

côtés de la visualisation sur l'écran sont concaves.

Comme on l'a indiqué en se référant aux figures 2 à 9, les extrémités 68 et 70 côté cible de l'électrode interne 54 de la lentille et les extrémités 84 et 86 côté cible de l'électrode externe 56 de la lentille sont concaves

et convexes pour réduire la distorsion en coussinet.

Il est cependant difficile ou pratiquement impossible d'éliminer totalement ce défaut uniquement en vertu des courbures des extrémités côté cible des électrodes 54 et 56 On suggère par conséquent, selon la présente invention, de courber chaque extrémité côté cible des électrodes 54 et 56 du système de lentille à un rayon constant La distorsion en coussinet pouvant apparaître en conséquence est par contre corrigée par la lentille quadripolaire composée de l'extrémité côté canon de l'électrode interne 54 de la lentille et des extrémités

côté cible des deux plaques de déviation horizontale 50.

L'étude qui suit de la figure 14 rendra-plus compréhensible

cette action de correction.

Les deux plaques de déviation horizontale 50 s'étendent verticalement tandis que l'ouverture 134 d'entrée du faisceau dans l'électrode interne 54 de la lentille est horizontalement allongée La combinaison de ces plaques de déviation horizontale 50 et de l'ouverture 134 de l'électrode interne de la lentille sert à impartir une "distorsion en barillet" au faisceau en directions verticale et horizontale La distorsion en barillet est

telle que l'image d'un carré ait la forme d'un barillet.

l'application volontaire de la distorsion en barillet au faisceau est efficace pour compenser la distorsion en coussinet, permettant la visualisation d'une image non déformée sur l'écran Bien que l'application des tensions de déviation introduise une certaine distorsion,

elle est négligeable dans tous les cas pratiques.

Il y a une autre considération importante dont il faut tenir compte dans la conception du système de

lentille 52 C'est le fait que les formes et les dimen-

sions des diverses parties du système 52 affectent ses caractéristiques de fonctionnement Par exemple, les caractéristiques de la lentille de sortie du système 52 dépendent des rayons de courbure des extrémités 84 et 86 côté cible et des dimensions verticale et horizontale de l'électrode externe 56 de la lentille Si le rayon de courbure des deux extrémités opposées 86 côté cible de l'électrode externe 56 de la lentille est diminué de 46 millimètres, comme dans ce mode réalisation, à, par exemple 40 millimètres, la sensibilité de déviation horizontale de tout le système augmente, et la linéarité

du facteur de déviation horizontale devient étendue.

Par ailleurs, si le rayon de courbure de l'autre paire d'extrémités opposées 84 côté cible de l'électrode externe 56 de la lentille est augmenté de 10 millimètres, -25 comme, dans ce mode de réalisation, par exemple, à millimètres, alors le champ électrique intense dû à l'électrode de post-accélération 58 fait moins intrusion dans les parties latérales opposées de l'électrode

externe de la lentille Cela a pour résultat une diminu-

tion de la sensibilité horizontale à proximité des extrémités latérales et opposées de l'écran, et une

diminution de la linéarité horizontale avec une augmenta-

tion de l'angle de déviation.

Si la paire d'extrémités opposées 86 côté cible de l'électrode externe 56 de la lentille est presque droite, il y a détérioration à la fois de la sensibilité

horizontale et de la linéarité du facteur de déviation.

Il est par conséquent essentiel que les extrémités 86 de l'électrode externe 56 soient convexes vers la cible 28, à un rayon approprié de courbure La dimension verticale de l'électrode 56 n'a peut-être pas moins d'importance, laquelle peut compenser la non uniformité du facteur de déviation verticale de la lentille interne du système 52 en contrôlant l'intrusion du champ de l'électrode de post-accélération dans l'électrode externe de la lentille

en direction verticale.

Les courbures des deux paires'd'extrémités opposées côté cible 68 et 70 de l'électrode interne 54 de la lentille peuvent également affecter la formation de l'image sur l'écran Avec une diminution du rayon de courbure de la paire d'extrémités 68 côté cible de l'électrode interne 54 de 6 millimètres, par exemple à ,5 millimètres, les lignes verticales de l'image souffriront d'une distorsion en barillet, et les lignes horizontales de l'image souffriront d'une distorsion en coussinet De même, avec une diminution du rayon de courbure de l'autre paire d'extrémités 70 côté cible de l'électrode interne 54 de la lentille de 20 millimètres, par exemple, à 17 millimètres, les lignes verticales de l'image souffriront d'une distorsion en coussinet et les lignes horizontales de l'image souffriront d'une distorsion en barillet Il est évident que le facteur de déviation s'améliore avec une diminution du rayon de courbure de chaque paire d'extrémités 68 et 70 car alors

la lentille interne du système 52 s'intensifie.

Par les considérations ci-dessus, l'on peut voir que, à la conception du tube à rayons cathodiques 10 selon les enseignements de l'invention, la longueur totale souhaitée, les sensibilités et la surface de l'écran déterminent les dimensions de l'électrode interne 54 de la lentille et les rayons de courbure de ces deux paires d'extrémités 68 et 70 côté cible Cela à son tour détermine les dimensions de l'électrode externe 56 de la lentille et les rayons de courbure de ses deux paires

d'extrémités 84 et 86 côté cible Même si les sensibili-

tés souhaitées de déviation verticale et horizontale et la linéarité du facteur de déviation peuvent être obtenus par les facteurs ci-dessus, il peut toujours persister une certaine déformation de l'image (principalement coussinet) La lentille quadripolaire ci-dessus permet de remédier à une telle distorsion ou déformation, laquelle est composée de la partie extrême de la première électrode 54 côté canon et de la partie extrême côté

cible de la paire de plaques de déviation horizontale 50.

Les formes et les dimensions de l'électrode interne 54 de la lentille ainsi que celles de l'électrode externe 56

dépendent les unes des autres.

Les avantages principaux résultant du tube à rayons cathodiques 10 représenté avec son système de lentille de dilatation du balayage 52 peuvent être résumés comme suit: 1 Le tube à rayons cathodiques offre une forte amplification de la déviation, la linéarité du facteur de déviation en direction verticale et horizontale, la

bonne focalisation du faisceau et peu ou pas de déforma-

tion de l'image, le tout malgré la simplicité de sa construction. 2 Avec les deux électrodes 54 et 56 du système 52 nichées l'une par rapport à l'autre, l'espace entre elles est protégé de l'électrode de postaccélération 58 Il ne faut aucun moyen supplémentaire dans ce but de protection, ce qui contribue à la construction simplifiée

du tube à rayons cathodiques.

3 La correction d'une distorsion possible de l'image sur l'écran est facile à obtenir en faisant varier la tension de fonctionnement de l'électrode interne 54 entre par exemple O et 900 volts L'électrode interne coopérera alors comme ci-dessus avec la paire de plaques de déviation horizontale 50 pour remédier à la déformation. La figure 15 illustre un autre exemple préféré d'un tube à rayons cathodiques 10 a selon l'invention, présentant un système modifié de lentille de dilatation de balayage 52 a Les autres parties du tube à rayons cathodiques 10 a sont construites et agencées comme les parties correspondantes du tube 10, donc de telles parties seront identifiées, selon la nécessité, par les mêmes chiffres de référence que ceux utilisés pour désigner les parties correspondantes du tube à rayons

cathodiques 10, et leur description sera omise.

Le système de lentille modifié 52 a est illustré en détail sur les figures 16 à 20 Il comprend une première électrode ou électrode interne 54 a et une seconde électrode ou électrode externe 56 a, la première étant principalement nichée dans la dernière et n'ayant

que sa partie extrême côté canon qui en fait saillie.

Parmi celles-ci, l'électrode interne 54 a est analogue, par sa construction, à l'électrode interne 54 du système de lentille 52 Ainsi, l'électrode interne 54 a a une première paire plus courtes de côtés opposés 60 a et 62 a

et une seconde paire longue de côtés opposés 64 a et 66 a.

Les extrémités de sortie du faisceau de la première paire de côtés 60 a et 62 a sont convexes en 68 a et les extrémités sortie faisceau de la seconde paires de

côtés 64 a et 66 a sont concaves en 70 a.

L'électrode externe 56 a a une première paire de côtés opposés plus courts 76 a et 78 a et une seconde paire de côtés opposés plus longs 80 a et 82 a Les extrémités sortie faisceau 84 a de la première paire de côtés 76 a et 78 % sont droites tandis que les extrémités sortie faisceau 86 a de la seconde paire de côtés 80 a et 82 a sont convexes Par ailleurs, l'électrode externe 56 a est pourvue d'une plaque extrême rectangulaire 136 qui ferme l'extrémité de l'électrode côté sortie faisceau et qui est courbée en conformité avec la courbure des extrémités sortie faisceau 86 a de sa seconde paires de côtés 80 a et 82 a Au centre de la plaque extrême 136 est formée une ouverture allongée ou fente 138, qui s'étend parallèlement à la seconde paire de côtés 80 a et 82 a de l'électrode externe 56 a de la lentille, c'est-à-dire horizontalement Comme on peut mieux le voir sur la figure 19, l'ouverture 138 de ce mode de réalisation particulier est de forme rectangulaire, étant délimitée

par deux paires de côtés parallèles et opposés.

On donnera ci-après les dimensions préférées du système modifié 52 a pour une utilisation dans le tube, à rayons cathodiques 10 a dont la dimension de l'écran est de 8 sur 10 centimètres L'électrode interne 54 a de la lentille a une dimension verticale de 10 millimètres et une dimension horizontale, en mesurant dans une direction perpendiculaire à l'axe de l'enveloppe, de 24 millimètres La distance entre l'extrémité côté canon de-chacun des deux côtés opposés 64 a et 66 a et le sommet

de l'extrémité concave côté cible 70 a est de 21 milli-

mètres La distance entre l'extrémité c 8 té canon de chacun des deux côtés opposés 60 a et 62 a et le sommet

de l'extrémité convexe côté cible 68 a est de 24 milli-

* mètres Chaque extrémité concave côté cible 70 a est courbée sur un rayon de 20 millimètres Chaque extrémité convexe côté cible 68 a est courbée sur un rayon de

6 millimètres.

L'électrode externe 56 a a une dimension verticale de 14 millimètres et une dimension horizontale, en direction perpendiculaire à l'axe de l'enveloppe, de 36 millimètres La distance entre l'extrémité côté canon de chacun des deux côtés opposés 80 a et 82 a et le sommet

de l'extrémité convexe côté cible 86 a est de 33 milli-

mètres La distance entre l'extrémité côté canon de chacun des deux autres côtés opposés 76 a et 78 a et

l'extrémité droite côté cible 84 a est de 29 millimètres.

Chaque extrémité convexe côté cible 86 a est courbée sur un rayon de 46 millimètres L'ouverture 138 dans la plaque extrême 136 a une dimension verticale de millimètres et une dimension horizontale, en mesurant le long de la courbure des extrémités côté cible 86 a, de 30 millimètres Les espaces entre les deux côtés opposés 60 a et 62 a de l'électrode interne 54 a et les deux côtés opposés 76 a et 78 a de l'électrode externe 56 a sont chacun de 5,5 millimètres et les espaces entre les deux côtés opposés 64 a et 66 a de l'électrode interne et les deux côtés opposés 80 a et 82 a de l'électrode externe

sont chacun de 1,5 millimètres.

La totalité, à l'exception de la plaque extrême ouverte 136, des deux électrodes 54 a et 56 a est fabriquée

en plaques d'acier inoxydable non magnétique de 0,5 milli-

mètre d'épaisseur La plaque extrême 136 est faite en une plaque d'acier inoxydable non magnétique de

0,3 millimètre d'épaisseur.

Les potentiels typiques pouvant être appliqués aux diverses électrodes du tube à rayons cathodiques 10 a du second mode de réalisation sont les suivants: -2000 volts à la cathode 38 du canon; de -2100 à -2000 volts à la première grille 40 du canon; O volt à la seconde grille 42 du canon; de -200 à + 200 volts à la seconde anode 46 du canon; + 12 000 volts à l'électrode de post-accélération 58; O volt à l'électrode interne 54 a de la lentille; et de -1300 à + 1000 volts à l'électrode

externe 56 a de la lentille.

On suppose que le potentiel appliqué à l'élec-

trode externe de la lentille est de -1200 volts, l'électrode interne 54 a étant maintenue à O volt comme ci-dessus La figure 21 illustre l'action conséquente du système de la lentille de dilatation d'exploration 52 a en direction verticale Verticalement dévié par le système de déviation 51, le faisceau d'électrons indiqué en B 5 et B 6 ne suit pas les lignes droites en pointillé mais les trajectoires en trait plein car ses directions

de parcours sont modifiées dans l'électrode externe 56 a.

Ainsi, le faisceau passe par l'ouverture 138 dans la plaque extrême 136 de l'électrode externe de la lentille

pour faire impact sur la cible 28.

La figure 22 illustre de même l'action d'ampli-

fication de la déviation du système de lentille 52 a en direction horizontale Horizontalement dévié par le système de déviation 51,-le faisceau indiqué en B 7 et B 8 ne suit pas non plus les lignes en pointillé mais les trajectoires en trait plein par le fait que les déviations horizontales sont amplifiées, bombardant ainsi la cible 28 après avoir passé par l'ouverture 138 dans la plaque extrême 136 de l'électrode externe de la lentille L'action ci-dessus du système 52 a est due à une sorte de lentille quadripolaire créée par et entre les extrémités courbées 68 a et 70 a de l'électrode interne 54 a de la lentille et les quatre côtés 76 a à 82 a

de l'électrode externe 56 a de la lentille.

Le système 52 a crée une autre lentille en

coopération avec l'électrode de post-accélération 58.

Comme un potentiel de 12 000 volts est appliqué à l'électrode de postaccélération 58 et qu'un potentiel de -1200 volts est appliqué à l'électrode externe 56 a, le champ dé à l'électrode de post-accélération fait intrusion dans l'électrode externe de la lentille par l'ouverture 138 dans sa plaque extrême 136, pour former ainsi une lentille électronique que l'on appellera ci-après lentille à ouverture La figure 23 montre en 140 les lignes équipotentielles horizontales de la lentille à ouverture Comme on peut le comprendre par cette figure, la lentille à ouverture affecte à peine le faisceau

horizontalement dévié B 9 et le faisceau non dévié B 10,-

qui sont par conséquent focalisés sur la cible 28 en

tout endroit dans sa direction horizontale.

La destribution verticale de potentiel de la

lentille à ouverture est par conséquent telle que repré-

sentée par les lignes équipotentielles 142 sur la figure 24 On peut noter que les lignes équipotentielles 142 sont renflées vers l'extérieur dans l'ouverture 138

de la plaque extrême pour former une lentille convergente.

Ainsi, précédemment focalisé dans l'électrode externe 56 a de la lentille, le faisceau d'électrons rencontre la lentille à ouverture convergente à l'état divergent subséquent et est ainsi focalisé sur l'écran 28 L'action convergente de la lentille à ouverture est plus intense sur le faisceau Bll se déplaçant le long de l'axe du système de lentille que sur le faisceau B 12 qui a été verticalement dévié En l'absence de cette lentille à ouverture convergente, le faisceau sera focalisé le long de la ligne en pointillé 144 si la tension de focalisation est déterminée pour focaliser le faisceau centralement sur la cible 28 Toute déviation verticale du faisceau aura alors pour résultat une défocalisation du spot, comme on peut le voir par le faisceau verticalement

dévié B 12 sur la figure 24.

Il faut remarquer, en rapport avec l'ouverture 138 de la plaque extrême de l'électrode externe 56 a de la lentille, que la courbure de cette ouverture, en regardant horizontalement comme sur les figures 21 et 23,

est un facteur d'une certaine importance pour la concep-

tion du système 52 a Le faisceau d'électrons à la déviation horizontale a son angle de déviation étendu, comme sur la figure 22, entre les électrodes interne 54 a

et externe 56 a de la lentille puis il passe par l'ouver-

ture arquée 138 de la plaque extrême de l'électrode externe Un changement de la courbure de l'ouverture 138 (c'est-à-dire la courbure de la plaqueextrême 136) a pour résultat un changement du faisceau de déviation horizontale Ainsi, la courbure de l'ouverture 138 de la plaque extrême peut être modifiée pour obtenir un facteur de déviation horizontale souhaité ou pour contrôler la linéarité du facteur de déviation horizontale de la

lentille créée par et entre les deux électrodes 54 a et 56 a.

Les détails de conception du système 52 a doivent

être déterminés en considérant de nombreuses caredéris-

tiques de structure et de performance du tube à rayons cathodiques o il faut l'incorporer, exactement comme dans le cas du premier système révélé 52 Les dimensions des deux électrodes 54 a et 56 a dépendent principalement de la longueur axiale du tube à rayons cathodiques, de la surface de son écran, des sensibilités de déviation verticale et horizontale souhaitées et autres Par ailleurs, les rayons de courbure des deux paires d'extré- mités opposées 68 a et 70 a de l'électrode interne 54 a, le rayon de courbure des deux extrémités opposées 86 a de l'électrode externe 56 a et la distance entre l'extrémité c Oté canon de l'électrode externe 56 a et le point le plus éloigné sur son extrémité courbée c Oté cible 86 a peuvent être déterminés afin de diminuer la déformation de

l'image sur l'écran On donnera ci-après une description

plus ample de ce sujet.

La lentille électronique créée par et entre les deux électrodes 54 a et 56 a de la-lentille affecte, de manière définie, la déformation de l'image selon les courbures des deux paires d'extrémités opposées 68 a et 70 a de l'électrode interne 54 a de la lentille Si le rayon de courbure de la paire d'extrémités convexes 68 a de l'électrode interne 54 a de la lentille est diminué de 6,0 millimètres à, par exemple, 5,5 millimètres, les lignes verticales de l'image présentent une distorsion en barillet et les lignes horizontales de l'image présentent une distorsion en coussinet Si le rayon de courbure de la paire d'extrémités concaves 70 a de l'électrode interne 54 a de la lentille est diminué de 20 millimètres, par exemple,à 17 millimètres, les lignes verticales de l'image présentent une distorsion en coussinet et les lignes horizontales de l'image présentent une distorsion en barillet Par ailleurs, une diminution du rayon de courbure de l'une des deux paires d'extrémités 68 a et 70 a de l'électrode interne 54 a de la lentille a pour résultat une intensifi-

cation de la lentille électronique entre les deux électro-

des 54 a et 56 a, améliorant ainsi le facteur de déviation ou la sensibilité De plus encore, si le rayon de courbure des deux extrémités convexes 68 a de l'électrode interne 54 a est diminué, la linéarité du facteur de déviation horizontale devient étendue Mais cette non linéarité du facteur de déviation horizontale peut être compensée en augmentant le rayon de courbure de la paire d'extrémités convexes 86 a de l'électrode externe 56 a de 46 millimètres, par exemple, à 50 millimètres. Comme dans le cas du premier système décrit-52, les dimensions et les formes de l'électrode interne 54 a de la lentille et celles de l'électrode externe 56 a de la lentille dépendent les unes des autres En conséquence, tandis que les dimensions et les rayons-de courbure de l'électrode interne 54 a sont déterminés comme ci-dessus, ceux de l'électrode externe 56 a ainsi que la dimension et la position de son ouverture 138 de plaque extrême

sont déterminés de manière correspondante.

Ce second système modifié de lentille 52 a est essentiellement semblable, par sa construction et son fonctionnement, au système-52 à l'exception que le

système 52 a présente la plaque extrême 136 à ouverture.

Les avantages du système 52 a sont par conséquent les mêmes que ceux du système 52 Par ailleurs, le système 52 a offre un avantage distinct par rapport à celui révélé dans le brevet US NO 4 302 704-ci-dessus mentionné au nom de Saito L'avantage provient du fait que la présente invention permet de placer l'emplacement o le faisceau verticalement dévié a sa direction de parcours inversée dans le système de lentille bien plus près de l'ouverture 138 de la plaque extrême que dans l'art antérieur Cela permet d'écourter sensiblement la longueur axiale du système de lentille et en conséquence du tube à rayons cathodiques o il est incorporé Des expériences ont révélé que, pour une tension donnée d'accélération, une longueur donnée du tube et des configurations données du canon d'électrons et du système de déviation, les facteurs de déviation verticale et horizontale du tube à rayons cathodiques selon l'invention étaient respectivement meilleurs de 40 et 25 % par rapport à ceux d'un tube à

rayons cathodiques selon le brevet US ci-dessus référencé.

D'autres formes de réalisation de l'invention

seront maintenant décrites.

L'ouverture 138 dans la plaque extrême du second système 52 a peut être modifiée comme en 138 a et 138 b sur les figures 25 et 26 pour réduire la distorsion des lignes horizontales de l'image ou pour améliorer la linéarité du facteur de déviation horizontale L'ouverture 138 a de la figure 25 a ses deux bords horizontaux et opposés qui sont convexes l'un vers l'autre L'ouverture 138 b de la figure 26 a ses deux bords horizontaux et opposés qui sont concaves

au loin l'un de l'autre.

La figure 27 montre une légère modification 52 b du système 52, o la paire de côtés opposés 64 b et 66 b d'une électrode interne 54 b et la paire de côtés opposés 80 b et 82 b d'une électrode externe 56 b sont de forme trapézoïdale, augmentant en largeur en s'étendant vers la cible Le second système décrit 52 a avec sa plaque extrême

ouverte peut être modifié de mani ère correspondante.

La figure 28 montre un autre système de lentille modifié 52 c, o les deux côtés opposés 60 a et 62 a de l'électrode interne 54 a et les deux côtés opposés 76 a et 78 a de l'électrode externe 56 a du second système décrit 52 _ sont modifiés en une forme trapézoïdale, augmentant en largeur tandis qu'ils s'étendent vers la cible Cependant, sur la figure 28 l'on ne voit qu'un seul côté 60 c de l'électrode interne 54 c de forme trapézoïdale, etun côté 76 c de forme trapézoïdale de l'électrode externe 56 c, du système modifié 52 c Le premier système de lentille décrit 52 peut être modifié de manière correspondante bien que dans ce cas les extrémités 84 côté cible de l'électrode

externe 56 doivent être de forme plus concave.

Le second système décrit 52 a avec la plaque extrême à ouverture peut de plus être modifié comme le montre la figure 29 Dans ce système modifié 52 d, les quatre côtés de l'électrode interne 54 d et les quatre

côtés de l'électrode externe 56 d sont tous de forme trapézol-

dale, chacun augmentant en largeur en s'étendant vers la cible Le premier système décrit 52 peut de même être modifié à condition cependant que les extrémités 84 côté

cible de l'électrode externe 56 soient plus concaves.

Dans un autre exemple du système de lentille 52 e que l'on peut voir sur la figure 30, qui est une modifi- cation du premier système décrit 52, les convexités et les concavités des deux paires d'extrémités côté cible de l'électrode interne 54 e sont inversées Ainsi, les deux extrémités opposées côté cible 68 e sont concaves et l'autre paire d'extrémités opposées côté cible 70 e est convexe Dans l'utilisation du système de lentille 52 e ainsi modifié, un potentiel de l'ordre de -1500 à -1200 volts peut être appliqué à l'électrode interne 54 e et un potentiel de l'ordre de O à + 900 volts peut être

appliqué à l'électrode externe 56.

Le second système décrit 52 a est illustré modifié d'une manière semblable sur la figure 31, et il y est généralement désigné en 52 Les deux extrémités opposées côté cible 68 f de l'électrode interne 54 f sont concaves et l'autre paire d'extrémités opposées côté cible 70 f est convexe Dans l'utilisation du système 52 f ainsi modifié, un potentiel compris entre + 1500 et + 2000 volts peut être appliqué à l'électrode externe 56 a et O volt

à l'électrode interne 54 f.

Les figures 32 et 33 expliquent le fait que les divers systèmes de lentille révélés précédemment trouvent leur application dans des tubes à rayons cathodiques d'une configuration autre que celle des figures 1 et 15 Le tube à rayons cathodiques 10 b de la figure 32 a deux lentilles quadripolaires 150 qui sont incorporées dans un canon d'électrons 36 b, et une autre lentille quadripolaire 152 entre la paire de plaques de déviation verticale 48 et la paire de plaques de déviation horizontale 50, pour faire converger le faisceau d'électrons Le tube à rayons cathodiques 10 c de la figure 33 n'a qu'une lentille quadripolaire 154 entre la paire de plaques de déviation verticale 48 et la paire de plaques de déviation horizontale 50 Bien que les figures 32 et 33 ne montrent que le système de lentille 52 incorporé dans les tubes à rayons cathodiques 10 b et 1 Oc, on comprendra bien entendu que les autres systèmes (comme le système de lentille 52 a) révélés ici trouvent leur utilisation dans ces tubes à

rayons cathodiques et d'autres comparables.

La figure 34 montre un autre exemple du tube à rayons cathodiques 10 selon l'invention, qui présente une électrode de correction de distorsion 156 interposée entre la paire de plaques de déviation horizontale 50 et le système de lentille 52 L'électrode de correction de distorsion 156 est prévue pour coopérer avec la partie extrême entrée faisceau de l'électrode interne 54 du

système de lentille 52 pour former une lentille quadri-

polaire en remplacement de la lentille mentionnée constituée de la paire de plaques de déviation horizontale et de la partie extrême entrée faisceau de l'électrode interne 54 de la lentille Comme on peut mieux le voir sur la figure 35, l'électrode 156 de correction de distorsion a la forme d'une plaque plate, représentée ici comme un disque, o est formée une ouverture rectangulaire-* 158 verticalement orientée L'électrode 156 est disposée dans le tube à rayons cathodiques 10 d de façon que l'axe de son enveloppe évacuée 22 passe par le centre géométrique de l'ouverture 158 Dans l'utilisation du tube à rayons cathodiques 10 d un potentiel de O + 900 volts peut être appliqué à l'électrode interne 54 de la lentille, -1300 volts à l'électrode externe 56 de la lentille et 0 volt à l'électrode 156 de correction de distorsion; Les autres-systèmes de lentille révélés ici peuvent bien entendu être utilisés à la place du système 52 de ce

tube à rayons cathodiques 10 d.

La figure 36 montre un autre exemple du tube à rayons cathodiques 10 e selon l'invention, qui présente des première 160 et seconde 162 électrodes de correction de distorsion interposées en succession entre la paire de plaques de déviation horizontale 50 et le système de lentille 52 Comme on peut mieux le voir sur la figure 37, les deux électrodes 160 et 162 peuvent également avoir la forme d'un disque ou autre plaque plate La première électrode 160 de correction de distorsion a une ouverture rectangulaire 164 qui est orientée verticalement tandis que la seconde électrode 162 de correction de distorsion a une ouverture rectangulaire 166 qui est orientée horizontalement L'axe de l'enveloppe évacuée 22 du tube à rayons cathodiques 10 e passe par les centres géométriques des ouvertures 164 et 166 Dans l'utilisation du tube à rayons cathodiques 10 e, un potentiel de 0 + 900 volts peut être appliqué à l'électrode interne 54 de la lentille, de -1300 volts à l'électrode externe 56 de la lentille, de O volt à la première électrode 160 de correction de distorsion et de O + 900 volts à la seconde électrode 162 de correction de distorsion Les autres systèmes révélés ici peuvent bien entendu être utilisés à la place

du système 52 dans le tube à rayons cathodiques 10 e.

Les figures 38 et 39 montrent un exemple

supplémentaire d'un système de lentille 52 a Les extré-

mités 68 E et 70 côté cible de l'électrode interne 54 a et les extrémités 84 ú et 86 ú côté cible de l'électrode externe 56 y de ce système 52 ú sont contourées pour diminuer la distorsion de l'image sur l'écran Cela rend inutile la correction de distorsion par la lentille électronique composée de l'électrode interne de la lentille et de la paire de plaques de déviation horizontale ou par l'électrode de correction de distorsion 156 des figures 34 et 35 ou les électrodes de correction de distorsion 160 et 162 des figures 36 et 37 Les potentiels appliqués à l'électrode interne 54 a et à l'électrode externe 56 a de ce système 52 p peuvent être respectivement de O et

-1300 volts.

Bien que la présente invention ait été illustrée ci-dessus en se référant à plusieurs modes de réalisation ainsi qu'à leurs modifications, on comprendra qu'elle n'est pas limitée D'autres modifications se présenteront

facilement à tous ceux qui sont compétents en la matière.

On donne ci-après une rapide liste de telles modifications possibles: 1 Les côtés du système de lentille peuvent ne pas être de forme rectangulaire ou trapézoïdale comme dans les modes de réalisation illustrés, mais les coins

peuvent être arrondis.

2 Les paires d'extrémités opposées côté cible 84 de l'électrode externe 56 du premier système décrit 52 peuvent être droites si l'électrode externe a une très

grande largeur.

3 La paire d'extrémités opposées côté cible 86 de l'électrode externe 56 du système 52 peut également être droite dans des applications o une forte sensibilité

de déviation horizontale n'est pas une condition indis-

pensable. 4 La paire d'extrémités opposées côté cible 86 a de l'électrode externe 56 a du second système 52 a décrit

peut également être droite.

5 L'électrode de post-accélération n'est pas l'unique moyen pour créer le champ électrique sur et à proximité de l'extrémité côté cible de l'électrode externe du système de lentille Ainsi, la présente invention peut par exemple s'appliquer à un tube de stockage ayant une électrode de collimation et une

électrode de post-déviation.

Claims (14)

R E V E N D I C A T I 0 N S

1. Dispositif comprenant un tube à rayons cathodiques ayant une cible, un canon d'électrons pour émettre un faisceau d'électrons dirigé vers la cible, un moyen de déviation disposé le long du trajet du faisceau du canon vers la cible pour dévier le faisceau dans deux directions orthogonales, un système de lentille dedilatation d'exploration disposé entre le moyen de déviation et la cible pour amplifier les déviations du faisceau et une électrode de post-déviation disposée à proximité du système de lentille de façon qu'un champ électrique dé à l'électrode de post-déviation agisse au moins sur une partie extrême côté cible du système de lentille, caractérisé en ce que: (a) le système de lentille ( 52) comprend des première ( 54) et seconde ( 56) électrodes tubulaires de section transversale sensiblement rectangulaire qui sont disposées en alignement axial pour permettre le passage

du faisceau, chacune desdites première et-seconde élec-

trodes ayant une extrémité d'entrée du faisceau dirigée vers le canon d'électrons ( 36) et une extrémité de sortie du faisceau dirigée vers la cible, la seconde électrode enveloppant au moins une partie d'extrémité côté sortie du faisceau de la première électrode avec un espace suffisant pour former un isolement électrique entre elles; (b) la première électrode ayant une paire de côtés opposés ( 60, 62) orientés selon l'une des deux directions orthogonales de la déviation du faisceau et une seconde paire de côtés opposés ( 64, 66) orientés suivant l'autre des directions orthogonales, les extrémités ( 68) de sortie du faisceau de la première paire de côtés opposés étant convexes sur un arc qui est convexe dans une première direction, les extrémités ( 70) de sortie du faisceau de la seconde paire de côtés opposés étant courbées sur une arc qui est convexe dans une seconde direction opposée à la première; et (c) le dispositif comprend de plus un moyen pour appliquer des potentiels électriques aux première et seconde électrodes du système de lentille et à l'électrode de post-déviation tels que cela crée ( 1) une première lentille électronique composée des première et seconde électrodes pour amplifier la déviation du faisceau dans la première des directions orthogonales en inversant, dans la seconde électrode, la direction de parcours du faisceau qui a été dévié dans la première des directions orthogonales par le moyen de déviation, la première lentille électronique étant de plus efficace pour amplifier la déviation

du faisceau dans l'autre des directions ortho-

gonales en agissant dans la seconde électrode sur le faisceau qui a été dévié dans l'autre des directions orthogonales par le moyen de déviation; et ( 2) une seconde lentille électronique composée de la partie extrême côté sortie du faisceau de la seconde électrode et de l'électrode de postdéviation ( 58), la seconde lentille électronique se trouvant à proximité de la partie d'extrémité de sortie du faisceau de la seconde électrode et servant à faire converger le faisceau dans la première des directions orthogonales.

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde électrode du système de lentille a une première paire de côtés opposés ( 76, 78) orientés dans la première des directions orthogonales et une seconde paire de côtés opposés ( 80, 82) orientés dans l'autre des directions orthogonales-, les extrémités de sortie du faisceau ( 84) de la première paire de côtés opposés de la seconde électrode étant courbées sur un arc

qui est convexe dans la seconde direction.

3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les extrémités côté sortie du faisceau ( 86) de la seconde paire de côtés opposés de la seconde électrode du système de lentille sont courbées sur un arc qui est convexe dans la première direction.

4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus une bride ( 72) attachée à l'extrémité d'entrée du faisceau de la première électrode du système de lentille pour protéger l'extrémité d'entrée du faisceau de la seconde électrode des effets

du moyen de déviation.

5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus une plaque extrême ( 136) attachée à l'extrémité de sortie du faisceau de la seconde électrode du système de lentille, la plaque extrême présentant une ouverture ( 138) qui est allongée

dans l'autre des directions orthogonales.

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la seconde électrode du système de lentille a une première paire de côtés opposés orientés suivant la première des directions orthogonales et une seconde paire de côtés opposés orientés suivant l'autre des directions orthogonales, les deux côtés opposés de la seconde électrode étant courbés sur un arc qui est convexe dans la première direction et en ce que la plaque extrême à ouverture est convexe en conformité avec la courbure de la seconde paire de côtés opposés de la

seconde électrode.

7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'ouverture de la plaque extrême

est de forme rectangulaire.

8. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'ouverture de la plaque extrême est définie partiellement par deux bords opposés qui s'étendent dans l'autre des directions orthogonales et

qui sont convexes l'un vers l'autre -

9. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'ouverture dans la plaque extrême est définie partiellement par deux bords opposés qui s'étendent dans l'autre des directions orthogonales et qui sont concaves au loin l'un de l'autre.

10. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacune des première et seconde

électrodes du système de lentille a la forme d'une boîte.

11. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde électrode du système de lentille a également une première paire de côtés opposés orientés suivant la première des directions orthogonales et une seconde paire de côtés opposés orientés suivant l'autre des directions orthogonales, et en ce qu'au moins l'une des première et seconde paires de côtés opposés de la première électrode et au moins l'une des première et seconde paires de côtés opposés de la seconde électrode augmentent graduellement en largeur de l'extrémité côté entrée faisceau vers l'extrémité côté sortie faisceau

du système de lentille.

12. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend de plus un moyen de correction de distorsion interposé entre le moyen de déviation et le système de lentille pour corriger une

distorsion de l'image due au système de lentille.

13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le moyen de correction de distorsion comprend une électrode de correction de distorsion ayant la forme d'une plaque plate o est formée une ouverture rectangulaire qui s'étend dans la première des directions orthogonales.

14. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le moyen de correction de distorsion comprend une première électrode de correction de distorsion ayant la forme d'une plaque plate o est formée une ouverture rectangulaire qui s'étend dans la première des directions orthogonales, et une seconde électrode de correction de distorsion ayant la forme d'une plaque plate o est formée une ouverture rectangulaire qui s'étend dans l'autre des directions orthogonales, les première et seconde électrodes de correction de distorsion étant diposées l'une derrière l'autre sur le trajet du faisceau d'électrons du moyen de déviation

vers le système de lentille -