III.  La Réalisation de l'image (du rayon aux luminophores) :

 

Projetés or du canon, les électrons rencontrent alors un masque perforé qui guide les rayons sur les luminophores, reposant sur un écran électroluminescent, enfin un écran de verre protège le tout. Mais pour étudier comment les faisceaux d’électrons, incolores, se transforment en image, il est nécessaire d’étudier de quoi est composé une image, ensuite nous pourront étudier les masques et les luminophores.

1.      Colorimétrie et trichromie :

La couleur d’un objet se définit selon trois critères :

-son spectre ou sa longueur d’onde dominante (la teinte), en nm : 700,0 nm pour le rouge, 546,1 nm pour le vert, 435,8 nm pour le bleu.

-son intensité (luminance)

-son facteur de pureté : le taux de dilution de la couleur pure dans le blanc.

 L’œil humain n’est capable de percevoir uniquement les radiations lumineuses entre 380 et 780 nm de longueur d’onde. Cette gamme constitue le spectre des couleurs visibles.

 La trichromie se décompose en deux parties :

-la synthèse additive des couleurs, appelée encore mélange immatériel, indispensable au fonctionnement d’un téléviseur,

-la synthèse soustractive ou mélange physique, très utile en art plastique, par exemple, ne sera pas développée ici.

On dit qu’il y a synthèse additive lorsqu’on ajoute des couleurs ou lorsqu’on superpose des lumières, par exemple en faisant tomber en un même endroit plusieurs faisceaux colorés émanant de lampes de poche… Mais la synthèse additive peut-être également réalisée en mettant côte à côte des petites taches colorées et en les observant à distance suffisante pour que l’œil ne puisse pas les séparer et pour que, de lui même, il les mélange. C’est de cette de cette dernière façon que procède l’écran de télévision.

Les trois couleurs principales de cette synthèse, appelées couleurs primaires, sont le rouge, le vert, et le bleu, qui forment le système RVB. En les additionnant (si elles ont la même intensité) on obtient du blanc.

Chacune des trois couleurs primaires a 256 intensités différentes. On peut donc créer 256*3 = 16 777 216 soit plus de 16 millions de couleurs différentes.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.     Les Masques :

En sortant des canons, les électrons passet à travers un masque afin d’être bien dirigés sur l’écran. Pourtant, il existe plusieurs types de masques, les masques perforés (ou Shadow Mask en anglais), les masques à fentes verticales (ou Aperture Grille), et les masques constitués d’un système hybride avec des fentes en alvéoles, ce qui constitue la meilleure technologie des trois pourtant peu développée, c’est pour cela que elle ne sera plus citée dans ce site. Chaque masque a donc des avantages et des inconvénients par rapport aux autres.

Les écrans utilisant un « Shadow Mask » offrent une définition des caractères plus claire en particulier lorsqu’ils sont de petites tailles de même qu’un rendu des couleurs plus réaliste et plus précis. En général, le masque est composé d’un alliage nommé Invar (64% de fer et 36% de nickel). En raison de sa fabrication, un peu plus de 25% des électrons le traversent pour aller heurter les luminophores, les autres se dissipent sous forme de chaleur, ce qui affecte quelque peu la pureté des couleurs. Enfin, parce que la surface de ces écrans est plutôt sphérique, ils ont tendance à produire davantage de reflets (ils sont donc parfois recouverts d’antireflet).

Les écrans utilisant un « Tension Mask » sont dotés d’un masque plus fin, ce qui permet à plus d’électrons d’atteindre les luminophores, augmentant ainsi la luminosité et réduisant par le fait même la dispersion de la chaleur. La surface du verre de l’écran peut donc être teinté afin de permettre d’améliorer les réglages de contraste de l’écran, mais ils produisent également peu de reflets car la surface de leur écran est cylindrique. En revanche, ils produisent sur l’écran une (15 pouces), deux (17 pouces) ou trois (19 pouces) lignes horizontales à peine visibles. Ces lignes sont en fait les ombres des fils d'acier (appelés fils porteurs) servant à tenir le masque de fils tendus à la verticale. Les « Tension Mask » les plus connus sont le Trinitron de Sony et le Diamondtron de Mitsubishi.

 

3.     Les Luminophores et la Luminescence:

Après être passés à travers le masque, les rayons d’électrons atteignent un écran électroluminescent composé de différentes sortes de luminophores, éléments phosphorescents excités par les électrons afin de produire des points lumineux. Il existe donc trois sortes de luminophores, ceux produisant une lumière bleue, constitués de Sulfure de Zinc, les luminophores produisant une lumière verte, constitués de Sulfure de Zinc et de Cadmium, enfin ceux produisant une lumière rouge, plus difficile à réaliser car constitués d’un mélange d’Yttrium et d’Europium, ou bien d’Oxyde de Gadolinium.

Un ensemble de trois luminophores différents forme un pixel, ceux-ci sont rangés sur l’écran et forment ainsi 365 lignes par exemple pour un écran du type 4/3.

L’intensité lumineuse d’un luminophore dépend directement de l’intensité du faisceau d’électrons produits par les canons. C’est par ce principe que l’on arrive à contrôler la lumière qu’ils émettent.

Comme il est dit précédemment, les luminophores sont en réalités des points, qui deviennent lumineux lorsqu’ils son atteints par les électrons, mais qui ne sont que très proches, la synthèse additive est alors possible et le pixel qui les contient affiche la couleur du point de l’image à représenter qui correspond. Les bobines déplacent les faisceaux dans le trou d’à côté et permettent donc d’opérer avec le pixel voisin sur la ligne.

 

Le balayage total, cumulé à la persistance rétinienne provoque l’apparition en 40 ms d’une image entière sur l’écran, alors qu’il n’y a ( sauf aux changements de ligne du spot ) toujours qu’un seul pixel éclairé.

L’image terminée, le spot recommence son travail avec les caractéristiques de l’image suivante. Cette action est parfaitement synchronisée pour permettre l’affichage de 25 images en une seconde soit 25 x 0,04 s = 1 seconde.