Brevet FR2167972A1 — publié le 19730824

La présente invention se rapporte à un procédé et à un dispositif pour assurer l'alignement de plusieurs faisceaux d'électrons à l'aide du champ magnétique engendré par un bobinage de déviation que d'assurer la convergence des faisceaux sur l'écran balayé les récepteurs de télévision en couleurs actuellement en service sont le plus souvent équipés d'un tube-image du type à masque perforé et à canons en delta, dans lequel les trois faisceaux d'électrons issus du sommet du triangle défini par les canons sont infléchis de manière à balayer l'écran portant les phosphores suivant un motif bien déterminé. I1 est essentiel que les faisceaux d'électrons convergent en chaqué point de l'écran, de manière que les trois motifs de balayage correspondant aux trois couleurs se trouvent en tous points superposés.A cet effet, il est de pratique courante de mettre en oeuvre un dispositif électromagnétique de correction dynamique de convergence disposé autour du col du tube-image , et ce dans la région où les faisceaui uittenz les canons. Un tel dispositif de correction de convergence comprend habituellement trois électroaimants disposés autour de trois pièces polaires intérieures au tube-ege et ces électroaimants étant excités aux fréquences de balayage de lignes et trames de manière à contrôler par voie dynamique le taux de correction appliqué à chacun des faisceaux en vue d'assurer leur bonne convergence en tous points de l'écran. A cet effet, les signaux d'exitation des électroaimants peuvent être ajustés de manière appropriée pour assurer la correction désirée.Bien qu'un tel dispositif de correction dynamique de convergence fonctionne de manière satisfaisante, il a pour inconvénient d'être relativement complexe, et par suite coûteux, ce qui augmente d'autant le coût du récepteur de télévision en couleurs. De surcroît, la complexité du dispositif fait qu'un temps trop long, e t equis pour son réglage correct. Dans certains cas, 16 récepteur de télévision encouleurs sont équipés d'un tube-image dans lequel les faisceaux d'électrons sont horizontalement alignés, et non plus disposés en triangle, en vue de simplifier l'appareillage nécessaire pour le martien de la bonne convergence des faisceaux.Ainsi et par exemple, on connaît un tube-image de télévision en couleurs comprenant trois canons à électrons coplanaires horizontalement alignés et un écran de visualisation portant un motif de phosphore de différentes couleurs formé de bandes verticales, ce qui permet de simplifier notablement le dispositif de correcKDndynamique de convergence, encore tel dispositif reste nécessaire. I1 serait bien évidemment souhaitable de pouvoir réaliser un récepteur de télévision en couleurs ne requérant aucune correction dynamique de convergence. En conséquence, la présente invention a essentiellement pour objets un procédé et un dispositif permettant d'assurer l'alignement relatif des faisceaux d'électrons et du bobinage de déviation dans un tube-image comportant plusieurs canons à électrons coplanaires. lie procédé conforme à l'invention est essentiellement caractérisé en ce qu'il consiste à maintenir le tube cathodique dans une position prédéterminée,à monter provisoirement le bobinage de déviation sur lesdits tubes avec possibilité de jeu, à faire fonctionner ledit tube et à exciter ledit bobinage de manière que les faisceaux électroniques balayent sur l'écran des motifs respectifs, à ajuster simultanément la position transversale relative du bobinage de déviation par rapport au tube cathodique tout en maintenant parallèles leurs axes respectifs, jusqu'à l'obtention d'une convergence convenable des faisceaux sur l'écran, et à fixer le bobinage sur le tube dans la position ainsi ajustée. Un dispositif de visualisation conforme à l'invention permettant la mise en oeuvre du procédé précité est essentiellement caractérisé en ce que le moindre diamètre intérieur du bobinage de déviation est suprieur au diamètre extérieur du col de l'ampoule, du tube cathoditue, le mode de montage dudit bobinage sur ledit tube permettant leur déplacement transversal relatif avec maintien parallèlisme de leurs axes respectifs, de manière que ledit bobinage puisse être fixé dans une position assurant la convergence des faisceaux électroniques sur l'écran et la superposition des motifs balayés par lesdits faisceaux D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparattront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'un exemple de mise en oeuvre préféré illustré par les dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif conforme à l'invention pour assurer la convergence de plusieurs faisceaux électroniques alignés;; - la figure 2 est un schéma illustrant la distribution du champ magnétique engendré par le bobinage de déviation incorporé au dispositif de la figure 1; - les figures 3 et 4 illustrent l'action du champ magnétique de déviation de la figure 2 sur les deux faisceaux électroniques extérieurs du dispositif de la figure 1; et - la figure 5 est une vue en coupe partielle du bobinage de déviation incorporé au dispositif de la figure 1. La figure 1 représente schématiquement un dispositif conforme à l'invention pour assurer la convergence de plusieurs faisceaux électroniques alignés dans un même plan; sur cette figure sont représentés les éléments essentiels du dispositif de visualisation d'un récepteur de télévision en couleurs : l'ampoule 11 d'un tube cathodique comporte d'une part une glace frontale 12 transparente dont la face intérieure porte des groupes répétés de taches de phosphores bleu , rouge et verte 13a, 13b et 13c . Aine faible distance de cette glace frontale 12 est disposé un masque perforé 14 dont chacun is- trous 15 correspond à un groupe de phosphore.A son extrémité opposée, l'ampoule 11 du tube cathodique comporte un col dans lequel est disposé un ensemble formant canon à électrons 16 pour engendrer les trois faisceaux d'électrons 17a, 17b et 17c horizontalement alignés. Ces faisceaux sont modulés par les signaux vidéo reçus de manière à correspondre respectivement aux informations de bleu, de rouge et de vert dans la scène télévisée.Autour du col de l'ampoule et au voisinage de sa portion évasée est monté un bobinage de déviation 18 qui, lorsqu'il est dAment excité par les sources fournissant des courants respectifs à la fréquence de balayage de lignes et à la fréquence de balayage de trames, dévie les faisceaux d'électrons 17a, 17b et 17c de manière qu'ils balaient les phosphores de l'écran suivant un trajet prédéterminé. lie bobinage de déviation 18 est maintenu en place par des moyens de montage 18a qui seront ultérieurement décrits en détails. Un dispositif 19 de correction statique de convergence des fisoesux et un dispositif 20 de réglage de pureté des couleurs sont agencés autour du col du tube cathodique, dans la zone où les faisceaux quittent l'ensemble formant canon à électrons 16. lie dispositif 19 de correction statique de convergence peut comporter plusieurs aimants permanents destinés à assurer la convergence statique des faisceaux au centre de l'écran portant les phosphores. lie dispositif de réglage de pureté 20 est formé de deux anneaux aimantés qui sont simultanément ajustés de manière que chaque faisceau correspondant à une couleur déterminée vienne. bien frapper les éléments de phosphore correspondant à cette même couleur. Dans un mode de réalisation préféré, ces éléments de phosphores13a, 13b et 13c se présentent sous la forme de bandes verticales, et les ouvertures 15 du masque 14 sont en conséquence constituées par des fentes allongées de direction verticale. li'emploi de phosphoresainsi disposésen bandes verticales supprime tout problème de colncidence suivant cette direction, étant donné qu'en cas de légers défauts d'alignement des faisceaux en direction verticale, chacun desdits faisceaux vient néanmoins tomber sur le phosphore voulu, lui-même disposé sous la forme d'une bande verticale traversant ltécran de haut en bas. Toutefois, un tel défaut d'alignement vertical des faisceaux peut créer du point de vue de la convergence certains problèmes, dont la nature etune solution possible seront décrites ci-après. lie dispositif de visualisation ainsi constitué est décrit en plus de détails dans une demande de brevet déposée ce même jour au nom de la demanderesse sous le NO EN 73/ et ayant pour titre " Dispositif auto-convergent pour la restitution d'images de télévision en couleurs." La figure 2 illustre la distribution des champs magnétiques engendrés par le bobinage de déviation 18 incorporé au dispositif de la figure 1. Comme il est décrit dans la demande de brevet susmentionnée, un choix et un agencement particuliers de l'ensemble formant canon à électrons 16 et du bobinage dedéviation 18 assurent la bonne convergence des faisceaux en tous points de l'écran, sans qu'il soit besoin de mettre en oeuvre un dispositif de correction dynamique de convergence.A cet effet, une caractéristique nécessaire du bobinage de déviation 18 est qu'il présente des taux d'astigmatisme isotrope négatif en direction horizontale, mais positif en direction verticale. La figure 2 illustre la distribution des champs magnétiques nets engendrés par un bobinage de déviation possédant de telles caractéristiques d'astigmatisme : les lignes de force 25 correspondent aux champ de déviation horizontale dont la déformation en coussin résulte de l'astigmatisme isotrope horizontal négatif. lie champ de déviation ainsi déformé présente une intensité qui croît à partir du centre suivant la direction horizontale de déviation. Par contre, l'intensité de ce champ décroît à partir de l'axe-perpendiculairement à ladite direction horizontale de déviation. Sur cette meme figure 2, es lignes de forces 26 inlstrentla distribution du champ magnétique de déviation verticale engendré par un bobinage présentant un astigmatisme isotrope vertical positif. Ce champ de déviation verticale est déformé en tonneau , de sorte que son intensité croit de part et d'autre du centre suivant la direction horizontale, et par contre décroît suivant la direction verticale. Un exemple préféré de zalsation d'un bobinage de déviation présentant de telles caractéristiques d'astigmatisme est décrit dans une demande de brevet déposée ce même jour au non de la demanderesse sous le NO EN 73 et ayant pour titre "Bobinage déflecteur pour tube cathodique à canons à électrons coplanaires . La distribution des champs magnétiques de déviation illustrée par la figure 2 a pour effet d'assurer la convergence des faisceaux d'électrons, sous réserve qu'ils soient parfaitement alignés. Au cas où ces faisceaux ne se présentaraient pas en alignement correct avec le centre du bobinage de déviation, ils ne pourraient pas être amenés à converger sur l'écran de visualisation. Or,un mauvais d'alignement desfaisceaux d'électrons par rapport aux champs magnétiques engendrés par la bobine de déviation peut se produire en cas de montage défectueux du canon à électrons dans le tube-image , de disposition incorrecte; du bobinage de déviation par rapport aux faisceaux ou au col du tube-image , ou encore de dissymétrie des enroulements du bobinage de déviation.C'est dire d'une manière plus générale que toutes les tolérances de fabrication relatives au montage du canon à électrons dans le tube-image - ou bien à la réalisation des enroulements du bobinage de déviation se traduisent par un mauvais alignement des faisceaux d'électrons par rapport au champ magnétique de déviation. Dans un dispositif du type montré sur la figure 1, qui ne fait emploi d'aucun dispositif de correction dynamique de convergence, les faisceaux d'électrons ne pourraient donc pas être amenés à converger convenablement, à mins que des dispositions particulières constituant l'objet propre de l'inventionsoSenbyrises pour amener lesdits faisceaux en alignement correct par rapport au champ magnétique de déviation. Les figures 3 et 4 illustrent les effets des champs magnétiques de déviation montrés sur la figure 2 sur les deux faisceaux extérieurs d'un groupe de trois faisceaux d'électrons cnplanaires mal alignés par rapport au champ magnétique de déviation. La figure 3a illustre le cas où les faisceaux bleu et vert 17a et 17c sont décalés en direction verticale par rapport au centre du champ de déviation horizontale représenté par ses lignes force 25, symbolisées par des traits tires correspondant à la densité de flux magnétique; des flèches associées aux faisceaux B et G indiquent la direction et l'amplitude de leurs déplacements respectifs résultant de leur mauvais alignement.En vue de simplifier les représentations des figures 3 et 4, le faisceau: central, c'est-akEre le faisceau rouge 17b, a été omis, considérant que tout défaut d'alignement de ce faisceau ne peut que l'amener à être déplacé jusqu'à une position située en tout état de cause entre celles des faisceaux bleu et vert. il apparat sur la figure 3a que ces faisceaux bleu et vert sont soumis à des forces magnétiques égales, puisqu'ils sont également écartés en direction horizontale du centre du champ, mais que ces forces sont différemment orientées, à savoir toutes deux vers la droite, mais vers le haut pour le faisceau bleu et vers le bas pour le faisceau vert. Si la polarité du champ magnétique de déviation était inversée, les deux faisceaux seraient déviés vers la gauchevers le bas pour le faisceau bleu et vers le haut pour le faisceau vert. il sbnsuismuLque selon l'axe horizontal de déviation X, le faisceau bleu sert décalé vers le bas sur la moitié gauche du motif de balayage et vers le haut sur sa moitié droite, ce par rapport au faisceau vert. Si les deux faisceaux avaient été initialement décalés par rapport au centre vers le bas et non plus vers le haut, le faisceau bleu se trouverait inversement trop haut dans la tartie gauche et trop bas dans la partie droite, ce toujours par rapport au faisceau vert. La figure 3b illustre le cas où les faisceaux bleu et vert sont tous deux décalés horizontalement vers la droite par rapport au champ de déviation horizontale 25. Comme déjà indiqué, la déformation en coussin de ce champ fait que son intensité s'accroît avec la distance à partir du centre suivant l'axe horizontal X. En conséquence, le faisceau vert hors d'alignement est plus éloigné du centre que le faisceau bleu, et par suite traverse un champ magnétique de plus forte intensité et donc est plus fortement dévié. Il s'ensuit que le motif de balayage vert est plus large que le motif de balayage bleu. Si la polarité du champ de déviation était inversée, comme ce serait le cas si les faisceaux devaiestetre dévie vers la droite, le faisceau vert serait alors moins dévié que le faisceau bleu. Si les deux faisceaux avaient été décalés vers la gauche par rapport au centre du champ, et non plus vers la droite comme illustré, le motif de balayage vert aurait été moins large que le motif de balayage bleu. La figure 4a illustre l'action du champ magnétique de déviation verticale illustré par les lignes de force 26 sur les faisceaux extérieurs 17a, 17c décalés en direction verticale, à savoir vers le haut, par rapport au centre du champ. lie faisceau bleu est dévié vers la gauche dans la partie haute du motif de balayage et vers la droite dans sa partie basse par rapport au faisceau vert,en raison de la courbure des lignes de force du champ magnétique de déviation. La figure 4b illustre les effets du champ de déviation vertical sur les faisceaux bleu et vert décalés horizontalement. Etant donné que le faisceau vert est plus éloigné que le faisceau bleu du centre du champ magnétique, il est plus fortement dévié que ce dernier en direction verticale par l'action du champ de déviation. Ceci fait que le motif de balayage vert est plus haut que le motif de balayage bleu, et ceci aussi bien dans la partie supérieure que dans la partie inférieure de l'image. La description qui précède a mis en évidence le fait que tout défaut d'alignement des faisceaux d'électrons par rapport aux champs magnétiques de déviation verticale et horizontale empêche leur bonne convergence. Tout défaut d'alignement horizontal des faisceaux modifie les dimensions des motifs de balayage dans les deux directions verticale et horizontale. Par ailleurs, tout défaut d'alignement vertical des faisceaux fait que les motifS balayés par les deux faisceaux extérieurs sont angulairement décalés l'un par rapport à l'autre en directions opposées. La figure 5 est une vue partielle en coupe du bobinage de déviation et du tube-image montrés sur la figure 1. Selon un aspect essentiel de l'invention, il s'est avéré que la convergence défectueuse des faisceaux résultant de leur mauvais alignement par rapport au champ magnétique de déviation peut être considérablement réduite en déplaçant le bobinage de déviation par rapport alxdits faisceaux, de manière à amener le centre de déviation magnétique dudit bobinage en incidence avec un point situé à égale distance des deux faisceaux extérieurs En conséquence, la figure 5 montre un bobinage de déviation 18, dont seuls sont représentés certains des conducteurs 21 enroulés en hélice autour d'un tore, qui est réalisé d'une manière que son moindre diamètre intérieur soit plus grand que le diamètre extérieur du col du tube-image 11. De la sorte, le bobinage de déviation 18 peut etre déplacé transversalement selon toute direction comprise dans le plan X-Y, afin de centrer le champ magnétique de déviation sur les faisceaux d'électrons, et par suite assurer la convergence correcte desdisisceauxsur l'écran portant les phosphores. il est important de remarquer que selon un aspect essentiel de la présente invention, le déplacement du bobinage de déviation 18 dans le plan X-Y par rapport au tube-image 11pelts'effectuer en respectant le parallèlisme des axes de symétrie respectifs du bobinage et du tube.Or, les montures précédemment utilisées pour la fixation des bobinages de déviation ne permettaient que de les faire pivoter sur le col du tube-image , ce en les amenant nécessairement hors du plan X-Y. Ce pl-v-t~ment, utilisé pour la correction de coma dans les tubes-image de télévision en couleurs à canons en delta, avait donc pour effet de conférer au motif de balayage bleu une largeur différente de celle desmotifsde balayage rouge et vert. Dans ces conditions, il était nécessaire d'employer des moyens de correction dynamique de convergence agissant sur tous les faisceaux pour en assurer la convergence correcte sur l'écran prrtant les phosphores. Or, il s'est avéré qu'avec l'agencement représenté sur la figure 1, un simple pivotement dubDbinage de déviation affecterait la bonne convergence de faisceaux sur l'écran, mais que par contre, le décalage transversal script de l'ensemble du bobinage non seulement n'altère pas la bonne colncidence du point d'impact de chacun des faisceaux avec les éléments de phosphores de la couleur correspondante, mais encore que cette bonne convergence est obtenue sans qu'il soit besoin d'introduire de correction dynamique . On a constaté que pour un tube-image de télévision en couleurs du type montrd sur la figure 1 et dont l'écran mesure 78cm diagonale, il suffit d'un jeu radial d'environ 1,5 mm entre la périphérie extérieure du col du tube et le moindre diamètre intérieur du bobinage de déviation pour pouvoir déplacer suffisamment ledit bobinage en vue d'assurer la convergence correcte des faisceaux. On a pu en outre constater que le fait de décaler le bobinage de déviation d'environ 1,5 mm en direction horizontale produit un décalage dememe amplitude de la convergnnce des faisceaux sur les côtés horizontaux du motif de balayage. Dans ces conditions, et en tenant compte des commentaires faits à propos des figures 3 et 4, un décalage horizontal vers la droite du bobinage de déviation sur environ 1,25 mm entraîne un accroissement de même amplitude de la taille du motif de balayage bleu sur chacun de ses côtés par rapport à celle du motif de balayage vert, qui varie en sens inverse. Pour ce môme décalage horizontal du bobinage de déviation, la hauteur du motif de balayage bleu s'accroît d'environ 0,6 mm vers le haut et vers le bas. lies effets d'un décalage vertical du bobinage de déviation sont sensiblement les mêmes que ceux du décalage horizontal décrit, et se traduisent par le fait que les motifs de balayage bleu et vert se déplacent en directio opposég par rapport au motif de balayagerouge, lui-même inscrit entre les précédents.Lorsque le bobinage de déviation est simultanément déplacé horizontalement et verticalement, la convergence est modifiée au$Soinsde-l'image, par combinaison de ces déplacements sur les deux axes. Au total, il apparaît qltnléger décalage transversal bobinage de déviation permet une correction de convergence substantielle. En conséquence, il est extrêmement souhaitable que le bobinage de déviation n t parfaitement maintenu dans la position relative voulue par rapport au tube-image . A cet effet, il convient donc d'employer une monture quipermetted'amener le bobinage dans la position assurant la meilleure convergence global, puis de le fixer rigidement dans cette position. Plusieurs montures pour bobinages de déviation satisfaisant à cette double condition sont décrites dans la demande de brevet américain NO 217756 déposée le 14 Janvier 1972 au nom de T.M. Shrader et ayant pour titre "Cathode Ray Tube-Yoke Platform-Yoke Combinatiòn and Method of Assembling the combination."- Parmi les différents agencements décrits dans cette demande de brevet, l'un consiste 'a fixer de manière définitive d'une part une embase sur le tube-image et d'autre part une monture sur le bobinage didéviation, à fixer provisoirement cette monture sur cette embase tout en faisant fonctionner le tube afin de déterminer la position relative optimale du bobinage de déviation; cette opération peut s'effectuer en observant la convergence suivant les lignes d'un motif hachuré visualisé sur l'écran du tube-image par application d'un signal d'essai approprié au récepteur de télévision. Après avoir ainsi déterminé la position correcte du bobinage de déviation par rapport au tube-image, sa monture est rigidement fixée à l'embase solidaire du tube par collage, soudure ou analogue ou bien au moyen de vis ou boulons. L'invention n'est bien entendu nullement limitée à de tels moyens de fixation. En effet, on pourrait utiliser pour la mise en oeuvre de l'invention tout agencement permettant le déplacement transversal, mais non le pivotement, du bobinage de déviation dans son ensemble, puis la fixation définitive dudit bobinage en toute position relative désirée. Le procédé consistant à aligner le champ magnétique de déviation sur les faisceaux d'électrons pour en assurer la convergence et le réglage des moyens de fixation du bobinage de déviation sont avantageusement mis en oeuvre durant la fabricatiox du récepteur de télévision, lui-meme mis en fonctionnement dans les conditions susmentionnées pour produire air l'écran un motif approprié et par exemple hachuré que l'opérateur peut observer pour déterminer la position optimale du bobinage assurant la meilleure convergence. L'invention a été décrite en se référant à un récepteur de télévision en couleurs, application où l'invention permet de supprimer tout besoin de circuits et signaux de correction dynamique de convergence. Toutefois, l'invention pourrait tout aussi bien être mise en oeuvre en association avec un apparEilla e de correctioidynamique de convergence, afin de parfaire son action, ou bien de permettre une simplification de sa structure et une réduction de son coût par élimination de tout ou partie de ses éléments de réglage ou suppression de certains au moins de ses composants engendrant les signaux de correction de convergence. C'est dire d'une manière plus générale que l'invention n'est nuliement limitée auEmodes de mise en oeuvre décrits et illustrés, qui n'ont été donnés qu'à titre d'exette, mais qu v ontraire, l'invention comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques de ceux décrits et illustrés, considérés séparément ou eWcombinaison et mis en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de visualisation d'images en couleurs du type comprenant en combinaison un tube cathodique dont l'ampoule renferme d'une part en façade un écran portant des phosphores de différentes couleurs et d'autre part dans son col un ensemble formant canon à électrons, destiné à engendrer plusieurs faisceaux d'électrons dirigés sur ledit écran, et un bobinage de déviation monté autour du col dudit tube et destiné à être excité de manière que lesdits faisceaux balayent ledit écran suivant des motifs respectifs déterminés, caractérisé en ce que le moindre diamètre intérieur dudit bobinage est plus grand que le diamètre extérieur du col de l'ampoule, le mode de montage du bobinage sur ledit tube permettant leur déplacement transversal relatif avec mairtien du parallèlisme de leurs axes respectifs, de manière que ledit bobinage puisse être fixé dans une position assurant la convergence des faisceaux d'électrons sur l'écran et la superposition des motifs balayés Br lesdits faisceaux 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble formant canon à électrons émet trois faisceaux d'électrons coplanaires. 3.- Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le bobinage précité comprend une paire de bobines de déviation verticale et une paire de bobines de déviation horizontale enroulées en hélice autour d'un noyau annulaire, la distribution des enroulements constituant lesdites bobines étant déterminée de manière à conférer auxdits bobinages un astigmatisme isotrope positif en directiodverticale et négatif en direction horizontale. 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'écran précité porte des bandes de phosphores de différentes couleurs. 5.- Procédé pour le réglage d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste à maintenir le tube cathodique dans une position prédéter minée, à monter provisoirement le bobinage de déviation sur ledit tube avec possibilité de jeu transversal, à faire fonctionner ledit tube et à exciter le bobinage de manière qu4es faisceaux d'électrons balayent sur l'écrandesmotifs respectifs,à ajuster simultanément la position transversale relative du bobinage de déviation par rapport au tube cathodique tout en maintenant parallèles leurs axes respectifs, jusqu'à l'obtention d'une convergence convenable des faisceaux sur l'écran, et à fixer définitivement le bobinage sur le tube dans la position ainsi ajustée.