Brevet FR2213581A1 — publié le 19740802

La présente invention concerne un tube à rayons cathodiques pour télévision en couleurs et, plus particulièrement, un tube à rayons cathodiques trichrome capable d'émettre trois faisceaux d'electrons disposés en triangle0 On a proposé des solutions aux divers problèmes qui ont été soulevés depuis que les récepteurs de télévision en couleurs ont été commercialisés. L'un de ces problèmes est posé par l'effort fait pour réduire à un minimum ltépaisseur du récepteur de télévision en vue de se rapprocher de la forme idéale que constituerait celle d'un panneau. Pour résoudre ce problème, conjointement à la mise au point de nouvelles techniques de réalisation de circuits, les per fectionnements apportés au tube à rayons cathodiques en ce qui concerne l'agrandissement de son angle de déviation a exigé de réaliser un tube à rayons cathodiques ayant un angle de déviation de 1100 après le tube ayant un angle de déviation de 700 utilisé au début de la télévision et le tube ayant un angle de déviation de 900, lequel est encore utilisé. Toutefois, la réalisation dtun tel tube å rayons cathodiques ayant un angle de déviation supérieur à 900 pose encore certains problèmes qul faut résoudre.Les exigences, en ce qui concerne la facilité du réglage d'une image de couleur blanche (image de référence), l'altération de la pureté des couleurs par vieillissement, l'irrégularité de phase des couleurs quand on reçoit une image blanche de crête, et la dissociation de couleur (dissociation de l'image en ses éléments primaires) ou défaut de convergence sont plus sévères que celles relatives à un tube à rayons cathodiques trichrome ayant un angle de déviation de 700 ou de 900 bien que ces caractéristiques dépendent gdnérale- ment de la combinaison de la bobine de déviation et du tube à rayons cathodiques utilisés tous deux dans le récepteur de télévision. Un tube tri chrome du type å masque perforé émettant trois faisceaux d'électrons disposés en triangle comporte des groupes rapprochés de triades de points de substances luminescentes déposées sur la surface intérieure du fond du tube portant 1'écrans Chaque triade est associée à un trou.particulier du masque perforé et consiste en trois points ou taches de matières luminescentes R, G et B qui émettént respectivement une lumière rouge, une lumière verte et une lumière bleue quand ils sont heurtés par desélectrons. De plus, ces trois points de matières luminescentes se trouvent au sommet respectif d'un triangle équilatéral.On peut obtenir une image en couleurs de bonne qualité si les trois faisceaux électroniques transportant les signaux rouge, vert et bleu n'excitent, après avoir passé à travers le trou particulier correspondant du masque perforé, uniquement que les points de phosphore prédéterminés qui leur correspondent.Dans ce cas, chaque triade de faisceaux électroniques heurtant la partie centrale de ltécran conserve la configuration relative de la disposition en forme de triangle équilatéral que prennent initialement lesdits faisceaux lorsqu'ils sont émis par le ou les canons électroniques, cela en raison du fait que ces faisceaux se déplacent en direction de ltecran au voisinage de llaxe de la bobine de déviation. Zest pourquoi quand on observe cette partie centrale à travers une loupe, on peut constater que les trois faisceaux électroniques traversant le trou correspondant du masque perforé ont bien la configuration d'un triangle équilatéral sur ltécran fluorescent. Toutefois, à mesure que l'angle de déviation augmente, la configuration des trois faisceauxXélectroniques subit une distorsion par suite de l'aberration du champ magnétique relative à la déviation, ce qui donne naissance à une disposition triangulaire déformée, clest-à-dire une configuration caractérisée par un débout de convergence. En particulier, la configuration des triades sur les parties situées aux extrémités de droite et de gauche le long de l'axe longitudinal de l'écran prend la forme d'un triangle d'une plus grande hauteur. Pour reduire à un minimum cette distorsion de la configuration des triades, on procède à une compensation de convergence dynamique en utilisant des circuits appropries.La compensation de convergence dynamique consiste à modifier les distancés radiales respectives des trajets des trois faisceaux élec- troniques par rapport à l'axe longitudinal du tube au centre de déviation au moyen du courant de convergence dynamique circulant à travers la bobine de convergence. L'utilisation d'une compensa- tion de convergence dynamique est sans effet sur la correction de la distorsion de la configuration des triades sur les cotes droit et gauche mentionnés ci-dessus et les défauts de dissociation de couleur se produisant aux parties périphériques du tube subsistent. C'est pourquoi la présente invention a pour objet un tube à rayons cathodiques pour télévision en couleurs capable de supprimer la dissociation de couleur se produisant aux parties périphériques de l'image par suite de la distorsion du champ magnétique de déviation. A cette fin, le tube à rayons cathodiques pour télévision en couleurs selon la présente invention est pourvu, à son ou ses canons électroniques, de moyens de compensation pour court-circui- ter le trajet du flux magnetique de déviation, grâce à quoi la sensibilité respective des trois faisceaux à la déviation se trouve unifiée. D'autres objets et caractéristiques de la présente invention apparattront au cours de la description faite ci-après de mode de réalisation préféré en référence au dessin annexé sur lequel: la fig. 1 est une coupe verticale partielle d'un tube à rayons cathodiques trichrome classique; la fig. 2 est une coupe faite par II-II de la fig.l; la fig. 3 montre un écran utilisé pour expliquer la configuration en triangle des faisceaux électroniques parvenant à cet écran; les fig. 4 et 5 montrent la relation existant entre la triade des faisceaux électroniques et celle des points de substances luminescentes;; la fig. 6 montre la variation de la forme du masque perforé par suite de la dilatation thermique et la déviation résultante des trajets des faisceaux d1électronss la fig. 7 est une coupe verticale partielle illustrant le tube à rayons cathodiques trichrome--conforme à la présente invention; la fig. 8 est unie coupe faite par VIII-VIII de la fig.7; les fig. 9 et 10 montrent respectivement les pièces polaires disposées à I'extrémité du ou des canons électroniquess et les fig. 11, 12 et 13 sont respectivement des vues en coupedes parties principales du tube à rayons cathodiques tri chrome selon des variantes de mode de réalisation de la présente invention. Si l'on se réfère maintenant à la fig.l, on voit que l'on y a représenté un tube à rayons cathodiques trichrome cl-assique 1 qui est composé, d'une façon générale, par un col 3 pourvu d'un ou de canons électroniques 2, un cône 4 raccordé d'une façon continue au col, à une de ses extrémités, un fond 5 dont la surface intérieure est recouverte de substances luminescentes, ce fond étant raccordé dlune façon continue à l'autre extrémité du cône, une électrode de sélection de couleur 9 placée à proximité de l'écran luminescent du fond et une bobine de déviation 7 servant à dévier les faisceaux électroniques émis par le ou les canons électroniques, de manière que ces faisceaux heurtent la totalité de lBécran luminescent afin de donner naissance a' émission de lumière. Dans un tel tube à rayons cathodiques tri chrome, on prévoit une correction de la distorsion en coussin de l'image tandis que dans le tube tri chrome à masque perforé on prévoit des moyens pour modifier le champ magnétique de déviation pour qu'il prenne une forme en coussin ou en tonneau afin que les intervalles entre les faisceaux dtéleetrons traversant un trou correspondant du masque perforé et parvenant à l'écran fluorescent présentent sensiblement le rapport slsl. Toutefois, dans le cas où les faisceaux dtélectrons émis par le ou les canons électroniques 2 sont disposés en triangle, ctest-à-dire que les trois faisceaux électroniques R, G et B se trouvent respectivement à un sommet d'un triangle équilatéral, comme on peut le voir sur la fig.2S la relation est s Pour cette raison, les forces magnétiques exercées sur ces faisceaux d'électrons respectifs sont différentes quand on utilise un champ magnétique de déviation du type en coussin ou en tonneau. En autres termes, quand le champ magnetique de ddviation est du type en forme de tonneau, comme reprdsentd sur la fig.2, la densité du flux au sommet B est plus grande que celle au sommet R ou G, de sorte que le faisceau d'électron B au sommet correspondant B est dévié plus fortement que celui en R ou G. C'est pourquoi, la dissociation de couleur se produit à la fois sur le côté droit et sur le c8té gauche de l'deran luminescent de manière telle que la tache de lumière bleue formée par le faisceau d'électron B se trouve déportée vers l'extérieur Un ddtail de ce phénomène sera décrit par la suite à propos de la fig.3. La mesure du degré de distorsion de la triade de faisceaux est le rapport de triade m qui est exprimé par:: où a, b et c sont les côtés respectifs d'un triangle formé par les trois faisceaux, le coté e étant celui qui est parallèle à l'axe longitudinal Y Y de I'écran. Dans un tube à rayons cathodiques trichrome de 50,8 mm de dimension et ayant un angle de déviation de 1100, par exemple, le rapport de triade-de faisceaux est d'environ 1 à la partie centrale, sur l'axe longitudinal Y-Y, et il augmente au fur et à mesure que l'on se rapproche de l'une ou l'autre des extrémités opposées de cet axe. En particulier, un rapport de 1,2 à 1,35 est le rapport de triade m qui existe à l'intérieur d'un cercle ayant un rayon d'environ 20 mm et touchant intérieurement la périphérie extérieure délimitantla région effective de l'image.Le rapport m supérieur à 190 indique la détérioration du facteur espace de l'écran. il s'ensuit une diminution du diamètre du faisceau de sorte que l'image, dans sa partie périphérique, est plus- sombre que dans sa partie centrale. I1 est possible, sans difficulté, de positionner les points de matières luminescentes correspondant à la configuration déformée de la triade de faisceaux en utilisant la lentille correc trics, à laquelle on a recours quand on prépare l'écran luminescent, pour corriger la déviation existant entre un-trajet d'électron et un trajet de lumière. Toutefois, dans un tel agencement de matières luminescentes correspondant à la configuration déformée de la triade de faisceaux, les points de matières luminescentes adjacents se chevauchent, comme on peut le voir sur la fig.4, ce qui se traduit par une détérioration de la pureté des couleurs.Pour cette raison, la triade P de points de matières luminescentes est disposée sans tenir compte de la triade Q de faisceaux et le rapport de triade est généralement établi de manière à être égal à environ 1 (m (Tr4 i). De ce fait, à mesure que l'angle de déviation -augmente, la facilité du réglage de la pureté des couleurs se trouve davantage affectée; notammentsla région libre, où l'on peut effectuer un réglage large de la pureté des couleurs; de telle sorte que chaque faisceau d'électrons ne heurte pas -l'extérieur de la région du point de matière luminescente correspondant, devient plus étroite. A ce sujet, on préfère utiliser un tube à rayons cathodiques trichrome du type appelé "à matrice noire". Mais ce type de tube tri chrome présente également les mêmes problèmes. Une réduction de la distance entre le masque perforé et l'écran luminescent se produit par suite de la dilatation thermique ayant lieu immédiatement après la mise en service du tube à rayons cathodiques trichrome ou momentanément quand le récepteur de telévision reçoit, par le signal vidéo, une Pointe ou impulsion blanche puissante, ce qui se traduit par un décalage de la position dtimpaet du faisceau vers le centre de l'écran, comme on peut le voir sur la fig.6. Le décalage de la position d'impact du faisceau est plus grand que l'incrément de l'angle de déviation. Dans le tube à rayons cathodiques trichrome dont l'angle de déviation est de 1100, par exemple, i'image blanche, dans les conditions mentionnées ci-dessus, prend souvent la couleur magenta, cyan, jaune, etc. Pour éviter un tel inconvénient, dans le tube trichrome classique à grand angle de déviation, on utilise un artifice dans lequel la tension appliquée à l'écran luminescent et le courant déterminé par cette tension, particulièrement le courant de crête, sont limités à une valeur inférieure à celle que cette tension et ce courant ont dans un tube ayant un'angle de déviation de 900, d'où il résulte que l'image obtenue dans un tube à grand angle de déviation présente une luminance et un contraste souvent inférieurs à l'image obtenue dans un tube à angle de déviation de 900. On va maintenant décrire en détail certains modes de réalisation de la présente invention en se référant aux fig. 7 à 13. La fig.- 7 est un schéma du tube à rayons cathodiques tri chrome conforme à la présente invention. Ce tube à rayons cathodiques trichrome 1 comprend une enveloppe 10 comportant un fond 5, un cône 4 et un col 3 et, en outre, un écran luminescent 6 disposé sur la face intérieure du fond 5, une électrode de sélection de couleur ou masque perforé 9 montée à une distance prédéterminée de l'écran luminescent 6 et un ou des canons électroeiques 2 montés dans le col 3. Les trois faisceaux d'électrons émis par le ou les canons électroniques 2, disposés en triangle, comme représenté sur la fig.8 sont déviés par le champ magnétique créé par une bobine de déviation 7 disposée à l'extérieur de l'enveloppe 10 puis ils sont soumis à une sélection de coul-eurs par l'électrode de sélection de couleur ou masque perforé 9 de manière à heurter des points de substances luminescentes prédéterminés sur l'écran luminescent 6 pour émettre de la lumière.Les faisceaux électroniques R2 G et B émis par le ou les canons électroniques 2 sont disposés de telle sorte que la distance verticale r entre, d'une part, la droite horizontale X-X passant par le centre du triangle équilatéral aux sommets B, R et C duquel se trouvent les faisceaux électroniques respectifs B, R et G et, d'autre part, le sommet B est égale à deux fois la distance verticale S entre' la droite horizontale x-I et le sommet R ou G, comme on peut le voir sur les fig. 2 et 8. De ce fait, la densité de flux autour du sommet B ctest-à-direw du faisceau électronique B,augmente au fur et à mesure que la tendance à prendre une forme de tonneau du champ magnétique 8 s'accroit, comme on peut le voir sur la fig .2. La densité de flux autour du faisceau électronique B est élevée par rapport à celle existant autour des faisceaux électroniques R et G. Par conséquent, le faisceau électronique-B est dévié plus fortement que les faisceaux électroniques R et G, ce qui fait que la ligne verticale du faisceau électronique B est obligée de se diriger vers l'extérieur sur une plus grande distance que les faisceaux électroniques R èt G. En d'autres term'es, la ligne verticale du faisceau électronique B est contrainte à glisser dans la direction horizontale. Compte tenu de ce problème, on a prévu, dans la présente invention, des moyens 11 réducteurs de flux, destinés à commander les faisceaux d'électrons B à la partie avant de la cage 12 dans laquelle sont montées les pièces polaires de convergencew les disositifs 11, réducteurs de flux, servant à réduire - une quantité voulue le flux de fuite du champ magnétique en ce qui concerne la déviation horizontale ayant lieu au ctté du canon eectro'nzqu-e-.--s moyens 11 réducteurs de flux, forment des trajets de flux supplé- mentaires présentant une réductance magnétique extrêmement faible pour commander la densité de flux autour du faisceau B d1électrons, comme on peut le voir sur la fig.8 de manière que la sensibilité de déviation respective des faisceaux R, G et B d'électrons puisse prendre une valeur sensiblement moyenne. Les moyens 11, réducteurs de flux, peuvent, de préférence, se composer d'une matière ayant une perméabilité élevée, comme par exemple le permalloy, et comportent une paire de pièces parallélépipédiques, comme représenté sur la fig.8. Bien que l'explication donnée ci-dessus ne concerne que le type "en tonneau" de champ magnétique servant à la déviation horizontale, la mtme explication est valable pour le champ relatif à la déviation verticale ainsi que pour le type "en coussin" de champ magnétique. Le champ magnétique de déviation horizontale de la bobine de déviation 7 est formé de manière telle que le rapport de triade de faisceaux m se situe dans l'intervalle compris entre une valeur qui n'est pas inférieure à 0,9 et une valeur qui n'est pas supérieure à 1,2, c'est-à-dire 0,9 m = --' où a, b et c sont les cotés respectifs dtun triangle dont les trois sommets correspondent aux centres respectifs des trois points de matières luminescentes excités par les trois faisceaux électroniques R, G, B traversant le trou correspondant du masque perforé, c étant particulièrement le côté parallèle à l'axe longitudinal de 1 1écran. Bien que la description donnée ci-dessus se rapporte au cas dans lequel le faisceau électronique B est compensé, en ce qui concerne le décalage horizontal de la ligne verticale,. les techniciens en la matière comprendront que le moyen général de la présente invention peut btre appliqué de façon similaire au cas dans lequel les faisceaux d'électrons sont disposés de telle sorte que le faisceau électronique B soit remplacé par le faisceau électronique R ou G- ou que le triangle formé par les trois faisceaux d'électron soit inversé.En outre, les techniciens en la matière comprendront que les dispositifs réducteurs de flux ll a forte perméabilité peuvent avoir la forme d'un arc ou d'un anneau au lieu d'être formés par la paire de pièces parallélépipédiques décrite ci-dessus à titre d'exemple. Les fig. 9 et 10 représentent trois paires de pièces polaires 13, 13a et 13b qui servent à régler la convergence et qui sont formées par une matière de forte perméabilité et sont disposées sur la partie terminale du ou des canons électroniques de manière telle que ces paires respectives de pièces polaires 13, 13a et 13b recouvrent les faisceaux électroniques B, R et G. Comme on peut le voir sur la figure, chacune de ces pièces polaires 13, 13a et 13b a une forme en L et l'ensemble desdites pièces est enfermé dans une cage de pièces polaires 12 (voir fig.7). En se référant à la fig.ll, on voit que lXon y a représenté un ou des canons électroniques comportant des pièces polaires 13, 13a et 13b dans lesquelles une paire de pièces 11, réductrices de flux, présentant une forte perméabilité est disposée en avant-et à une distance prédéterminée de la paire de pièces polaires 13, la paire de pièces polaires 13 étant utilisée pour celui des faisceaux d'électrons qui est fortement espacé. de la ligne horizontale passant transversalement par l'axe longitudinal du col du tube à rayons cathodiques. La distance f entre les pièces 11, réductrices de flux, et les pièces polaires 13 peut varier suivent l'importance voulue de la compensation.Toutefois, une distance exagérément faible entre les pièces 11, réductrices de flux, et la bobine de déviation se traduit par un trajet de faible réluctance sur la majeure partie du flux de déviation et du flux de fuite, de sorte que la sensibilité de déviation dépend fortement du changement de position de la bobine de déviation. Pour cette raison, il vaut mieux que la longueur soit inférieure à D qui représente le diamètre du col 2 (fig.8) comme la distance f représéntée sur la figure 11. En d'autres vermets il vaut mieux que la distance ne soit pas supérieure au diamètre D ( fj D ). L'effet de la réduction de flux est atténué quand l'intervalle d entre les deux pièces réductrices de. flux 11 repré ventées sur la fig.8 est trop grand et le faisceau d'électrons heurte la pièce 11 quand l'intervalle d est trop faible.L'expé- rience montre que l'intervalle optimal d est compris entre une va-leur supérieure au diamètre maximal du faisceau d'électrons et bune valeur inférieure à quatre fois le diamètre maximal. L'expérience montre aussi que, bien que la longueur de chacune des pièces réductrices de flux 11 puisse etre modifiée en fonction des besoins de compensation, la longueur qu'il est préférable de donner à ces pièces est la longueu-r approximative de l'intervalle d. En d'autres termes, la longueur préférable 1 se situe entre ld et 1/4 d. La fig. 12 est une vue du ou des canons électroniques 2 pourvus de trois paires de pièces polaires 13, 13a et 13b dont le champ de déviation horizontale associé est du type en forme de tonneau, une partie ou la totalité de chaque pièce polaire 13 étant plus étendue en direction de l'écran luminescent que les autres pièces 13a et 13b, les pièces polaires 13 étant utilisées pour celui des faisceaux électroniques R, B et G qui parcourt le trajet le plus éloigné de la ligne horizontale passant tranversalement par l'axe longitudinal du col. Cette disposition constructive permet aussi d'obtenir les mêmes effets que le ou les canons, électroniques décrites pourvus des pièces réductrices de flux supplémentaires/ ci-dessus. La fig. 13 montre un autre mode de réalisation de la présente invention dans lequel on utilise une paire de pièces polaires 13 assurant un léger décalage vers l'écran luminescent les pièces polaires 13 étant utilisées pour celui des trois faisceaux électroniques qui suit le trajet le plus éloigné de la ligne horizontale passant transversalement psrl'axe longitudinal du col.Cet agencement permet aussi d'obtenir des effet similaires à ceux obtenus par le mode de réalisation décent à propos de-lafig,ll, On comprendra, d'après la description précédente, que le tube à rayons cathodiques tri chrome selon la présente invention est pourvu de moyens de compensation pour au moins l'un des trois faisceaux d'électrons de manière à réduire le flux de fuite de la bobine de déviation se produisant au côté du canon électronique afin d'unifier la sensibilité de déviation de chacun des trois faisceaux d'électrons émis par un ou des canons électroniques, la bobine de déviationétant conçue avec un rapport de triade de faisceaux m, à l'extrémité de droite et à l'extrémité de gauche le long de l'axe longitudinal de l'écran, se situant entre une valeur qui n'est pas inférieure à 0,9 et une valeur qui n'est pas supérieure à 1,2, c'est-à-dire 0,9 4 m 4 1,2, grâce à quoi on peut éliminer la dissociation de couleur qui est due au fait que la concentration des trois faisceaux d'électrons est défectueuse aux deux extrémités de l'écran en raison de la différence entre la sensibilité de déviation respective des trois faisceaux d'électrons. C'est pourquoi, en utilisant le tube à rayons cathodiques selon la présente invention on peut réaliser un récepteur de télévision qui donne une image de bonne qualité sans dissociation ou altération de couleur. On remarquera que le tube à rayons cathodiques tri chrome utilisé dans la présente invention peut notre de n'importe quel type s'il comporte des moyens capables d'émettre trois faisceaux d'électrons, comme par exemple les tubes du type à un seul canon électronique ou du type à plusieurs canons électroniques, par exemple à trois canons. I1 est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des variantes ou des modifications peuvent y être apportées sans sortir pour autant du cadre général de la présente invention tel qu'il est défini par les revendications ci-annexées. 1. Tube à rayons cathodiques trichrome capable d'émettre trois faisceaux d'électrons disposés en triangle, ce tube étant pourvu d'une bobine de déviation formant un champ magnétique en tonneau ou en coussin et d'une électrode de sélection de couleur et étant caractérisé par le fait que des moyens de réduction de flux pour au moins l'un desdits faisceaux d'électronsp de manière à réduire le flux de fuite de la bobine de déviation ayant lieu au côté du canon d'électrons, sont utilisés pour réduire la sensibilité de déviation d'moins une des directions correspondant auxdits faisceaux d'électrons. 2. Tube & rayons cathodiques tri chrome suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on forme lesdits moyens de réduction de flux en prolongeant partiellement ou complètement une des trois paires de pièces polaires d'une façon plus importante que les deux autres paires de pièces polaires.' 3. Tube à rayons cathodiques tri chrome suivant la revendi- cation 1, caractérisé par le fait que lesdits moyens de réduction de flux se trouvent à l'avant et à une distance prédéterminée desdites pièces polaires. 4. Tube à rayons cathodiques trichrome suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on forme lesdits moyens de réduction de flux en disposant au moins une paire des trois dites paires de pièces polaires plus près de l'écran luminescent que les autres paires de pièces pol-aires. 5. Récepteur de télévision en couleurs comportant un tube à rayons cathodiques trichrome selon l'une quelconque des revendications précédentes et caractérisé par le fait qu'il comprend une électrode de sélection de couleur, une bobine de déviation et des moyens de réduction-de flux pour au moins un des trois faisceaux d'électron disposés en triangle et servant à court-circuiter une partie du flux de fuite de la bobine de déviation se produisant au c8té du canon électroniqueS de façon à unifier la sensibilité de déviation respective des -trois faisceaux d'électrons précités dans le champ de déviation du type en tonneau ou en coussin, le champ' magnétique de déviation horizontal de ladite bobine de déviation étant formé de telle sorte que le rapport de triade de faisceaux m à l'intérieur de tout cercle d'un rayon d'environ 20 mm se situe entre une valeur qui n'est pas inférieure à 0,9 et une valeur qui n'est pas supérieure à 1,2, ledit cercle étant inscrit dans la péri phérie délimitant la région d'image effective aux parties d'extrémité opposées sur l'axe longitudinal de l'écran luminescent du tube à rayons cathodiques précité, ledit rapport de triade de faisceaux m étant défini par m = a+b, où a, b et c sont les cotés respectifs d'un triangle dont les trois sommets correspondent aux centres respectifs des trois points de matières luminescentes rouge, vert et bleu excités par les trois faisceaux d'électrons précites traversant l'un quelconque des trous du masque perforé, c désignant particulièrement le c8té parallèle à l'axe longitudinal de l'écran luminescent.