Brevet FR2476909A1 — publié le 19810828

La présente invention se rapporte à un agencement pour améliorer la convergence des faisceaux d'électrons d'une visualisation de télévision en couleur, en utilisant des formeurs de champ magnétique magnétiquement perméables pour contre-balancer un défaut de convergence des faisceaux provoqué par un flux de champ de déviation parasite à proximité de l'ensemble des canons d'électrons. Dans la majorité des téléviseurs couleur courants, on utilise un tubeimage ayant trois canons d'électrons horizontalement en ligne. Ce type de tube permet l'utilisa- tion de bobinages déflecteulm auto-convergents qui font sensiblement converger les trois faisceaux d'électrons en tout point sur l'écran de visualisation du tube sans utiliser d'aimant ou de circuit de convergence dynamique. Un type de bobinage auto-convergent comprend une paire de bobines de déviation verticale enroulées de façon toroldale, qui sont enroulées autour d'un noyau magnétique- ment perméable, et une paire de bobines de déviation horizontale enroulées en selle. Cela est souvent appelé bobinage semi-toroldal. D'autres combinaisons d'enroule- ment verticaux et horizontaux sont bien entendu possibles. Dans le bobinage semi-toroldal qui vient d'être décrit, les deux bobines toroidales sont placées au-dessus et en dessous du plan horizontal des canons d'électrons. Les bobines sont reliées en opposition de façon que le flux produit dans le noyau par une bobine s'oppose à celui produit par l'autre bobine. Par suite, un champ magnétique principalement dirigé horizontalement est formé d'un cZté du noyau à l'autre à travers le volume délimité par le noyau. Ce champ dirigé horizontalement dévie les trois faisceaux d'électrons en direction verticale. L'opposition de flux entre les bobines toroidales verticales dans le noyau provoque également la formation d'un champ parasite externe ou flux de fuite externe. L'énergie dans ce champ parasite n'est pas utilisée pour la déviation des faisceaux; par conséquent, elle augmente la consommation de courant et réduit l'efficacité d'énergie du bobinage. La nature des enroulements toroTdaux force également une partie du champ déflecteur interne à se répandre au dos du bobinage. Ce champ en frange répandu pose des problèmes dans la fabrication de tubes courts o l'ensemble des canons d'électrons est avantageusement si proche que possible de l'écran. Dans des tubes de ce type, l'ensemble des canons d'électrons est placé à proximité du bobinage déflecteur, ce qui localise l'ensemble des canons dans le champ de déviation qui se répand, produit par les enrou- lements toroldaux de déviation verticale. Cette effusion du champ se produit à un moindre degré avec des bobines du type en selle. Si ce champ répandu ou épanché est présent dans la région à basse tension, c'est-àdire à faible vitesse des faisceaux de l'ensemble des canons d'électrons, il peut se produire une défocalisation de la déviation des faisceaux. Cette défocalisation se produit quand le champ répandu vers l'arrière commence à dévier les faisceaux d'électrons avant et dans la lentille principale de focali- sation de l'ensemble des canons d'électrons. Cela provoque un excès de focalisation des rayons menants de chaque faisceau avec pour résultat un évasement arrière des spots des faisceaux visualisés. Une défocalisation des faisceaux d'électrons par des champs répandus par les bobines toroldales de déviation verticale peut être réduite en formant au moins une partie de l'électrode de focalisation électrostatique (appelée électrode G3) dans l'ensemble des canons d'électrons en un matériau magnétiquement perméable. Cette électrode G3 "magnétique"shunte le champ de déviation répandu au loin du volume traversé par les faisceaux, réduisant ainsi fortement l'effet de ce champ sur les faisceaux. Dans le processus consistant à shunter le champ de déviation au loin des faisceaux d'électrons, l'électrode G3 magnétique- ment perméable déforme également le motif transversal du champ, ainsi il se forme, à l'extérieur et à l'avant de l'électrode G3, un champ en coussinet. Dans un bobinage auto-convergent pour un ensemble de canons d'électrons en ligne, la contribution totale de la fonction de non uniformité du champ de déviation verticale est celle d'un chsMp en forme de barillet. Le motif du champ en forme de coussinet formé par la distorsion provoquée par l'élec- trode magnétique G3 réduit la contribution totale du champ en barillet du champ de déviation verticale. Comme un champ de déviation verticaleen barillet a tendance à sous-converger les deux faisceaux externes aux extrémités de l'axe mineur tandis qu'un champ en coussinet a tendance à les sur-converger, une augmentation de la contribution du champ en coussinet de la fonction de non uniformité totale provoquée par l'électrode magnétique G3 provoque un excès de convergence des deux faisceaux externes d'électrons aux extrémités de l'axe vertical de l'écran de visualisation. Une reconfiguration de l'enroulement vertical pour produire un champ plus fort en forme de barillet peut corriger cet excès de convergence, mais cela produit une augmentation non souhaitable de la distorsion en coussinet N-S (nord-sud). Selon l'invention, on prévoit un système de visualisa-. tion de télévision en couleur ayant un ensemble de canons d'électrons horizontaux en ligne o est incorporée une électrode G3 magnétiquement perméable. Deux formeurs ou shunts de champ de correction de convergence des faisceaux sont disposés le long du: noyau du bobinage sur des cftés opposés de celui-ci. Les formeurs de champ sont configurés pour récupérer une partie du flux magnétique parasite produit par les bobines de déviation verticale toroldales et canaliser ce flux jusqu'à proximité de l'extrémité de sortie de l'ensembledes canons d'électrons. Ce flux canalisé provoque une certaine déviation verticale des faisceaux d'électrons, réduisant ainsi le courant de déviation verticale consommé par le bobinage. Les formeurs de champ sont également configurés pour former un champ sensiblement en forme de barillet à la région d'entrée du bobinage afin de compenser le champ non souhaitable en coussinet produit par l'électrode magnétique G3, afin de Z476909 corriger ainsi un excès de convergence des faisceaux d'électrons externes aux extrémités de l'axe vertical ou mineur du tube-image. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, un téléviseur comprend un tube-image ayant une région de col, un panneau avant et une partie formant entonnoir intermédiaire. Le bobinage déflecteur est disposé autour des régions de col et d'entonnoir du tube-image et il présente deux bobines de déviation verticale qui sont enroulées de façon toroïdale autour d'un noyau. Les bobines produisent un champ magnétique de déviation comprenant une partie placée dans l'intérieur du bobinage et une partie externe placée dans une première région de champ généralement disposée à l'arrière du bobinage et dans une seconde région dé champ généralement disposée sur les cbtés du bobinage. Un ensemble de canons d'électrons produit trois faisceaux d'électrons horizontaux et en ligne qui sont disposés dans la région de col du tube-image à proximité de la première région de champ. Dans l'ensemble des canons d'électrons est incorporée une électrode de focalisation magnétiquement perméable pour réduire la défocalisation des faisceaux provoquée par le champ placé dans la première région de champ externe. L'électrode magnétiquement perméable agit avec le champ placé dans la première région de champ externe d'une façon tendant à provoquer un excès de convergence des faisceaux d'électrons aux extrémités de l'axe mineur sur l'écran de visualisa- tion du tube-image en l'absence de compensation. Un dispositif de compensation comprend deux formeurs de champ magnétiquement perméables qui sont placés sur des cotés opposés du bobinage. Chaque formeur de champ comprend une première partie allongée disposée adjacente au bobinage dans la seconde région de champ externe. Une seconde partie de chaque formeur de champ est en angle par rapport à la première. Chacune des secondes partiesa a une extrémité disposée adjacente au col du tube-image à proximité de l'extrémité de sortie de l'ensemble des canons d'électrons pour provoquer une ii1graction des faisceaux d'électrons avec un champ magnétique formé entre la seconde partie du formeur de champ de façon à compenser l'excès de convergence. 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 un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe transversale de dessus d'un système ôbi.sation de télévision en couleur illustrant une représentation du champ de déviation verticale épanché ou répandu; - la figure 2 est une vue en coupe transversale arrière d'un tube-image de télévision en couleur illustrant les enroulements de déviation verticale et l'orientation de composantes choisies du champ de déviation verticale; - la figure 3 est une vue en coupe transversale de dessus d'une partie d'un système dsvisuosatiet de télévision en couleur selon la présente invention; - la figure 3A est une vue en coupe transversale d'une représentation des bobines de déviation verticale illustrant les lignes de champ de déviation verticale; -les figures 4A et 4B sont des vues de dessus et latérale, respectivement, d'un shunt de champ magnétique selon la présente invention; et - la figure 5 est une vue en coupe transversale arrière d'un système de visualisation de télévision en couleur illustrant le fonctionnement des shunt de champ magnétique selon la présen1b invention. En se référant à la figure 1, elle montre un tube- image 10 pour télévision en couleur qui comprend une enveloppe en verre formée d'une région cylindrique de col 11, d'une partie formant entonnoir 12 et d'un panneau avant 13. Dans la région de col 11 est disposé un ensemble de canons d'électrons 14 o est incorporé un moyen pour produire trois faisceaux d'électrons horizontaux en ligne. Les faisceaux traversent un masque d'ombre 15 disposé adjacent au panneau avant 13 et font impact sur des raies verticales de phosphores16 produisant des couleurs du rouge, du vert et du bleu, et qui sont appliquées au panneau avant 13 pour former l'écran de visualisation du tube-image. Le masque d'ombre 15 est formé d'un grand nombre de petites ouvertures, comme des fentes s'étendant verticalement. Le masque d'ombre 15 permet de façon idéale aux faisceauxcdélectr'ons désignés pour le rouge, le vert et le bleu, de faire impact uniquement sur leurs raisde phosphoresrespectives. Autour de l'extérieur du tube-image 10 est disposé, là o la région de col 11 et la partie d'entonnoir 12 se joignent, un bobinage déflec- teur 17. Le bobinage 17 comprend un noyau magnétiquement perméable 20, deux bobines de déviation verticale 21 enroulées de façon toro!dale autour du noyau 20, deux bobines de déviation horizontale enroulées en selle (non représentées) et un isolateur 18. Le bobinage 17 est étudié pour être auto-convergent; en effet, les trois faisceaux d'électrons convergent sensiblement en tout point sur l'écran de visualisation du tube-image, sans devoir prévoir une correction de convergence dynami- que. Cela est accompli en configurant les enroulements de déviation horizontale et verticale pour qu'ils aient une fonction de non uniformité générale ou totale (couram- ment appelée H2) non nulle, Pour des faisceaux d'électrons horizontalement alignés, cela nécessite que le champ de déviation horizontale ait une non uniformité générale en forme de coussinet tandis que le champ de déviation verti- cale est généralement en forme de barillet. On comprendra que c'est la non uniformité nette totale ou générale sans décrire la fonction de non uniformité locale en un emplacement particulier le long des axes de déviation. Les enroulements de déviation horizontale et verticale peuvent également être configurés pour corriger les erreurs de convergence et de distorsion en rapport avec la déviation comme une distorsion en comète, en coussinet nord-sud et en coussinet est-ouest. Comme on peut le voir sur la figure 1, une partie du champ de déviation verticale 22 s'étend à partir de l'arrière du bobinage 17. Cela se produit parce que les bobinesenroulées de façon toroldale produisent des champs de frange plus extensifs que ne le font les bobines enroulées-en selle. Le champ de frange ou répandu par les bobines verticales pose un problème dans la conception de tubesayant des cols avantageusement courts, qui nécessitent la mise en place de l'ensemble des canons d'électrons près du bobinage déflecteur. Quand l'ensemble des canons d'électrons est placé dans la région occupée par le champ de déviation verticale répandu comme cela est illustré sur la figure 1, cela peut avoir pour résultat une déviation des faisceaux d'électrons dans l'ensemble des canons d'électrons par ce champ de déviation verticale répandu. Les faisceaux peuvent ttre déviés légèrement avant leur focalisation par la lentille électrostatique de focalisa- tion de l'ensemble des canons d'élections. Cette déviation force les faisceaux à traverser les champs de focalisation en étant légèrement décentrés, avec pour résultat une focalisation asymétrique des faisceaux. Cette condition, se produisant pendant la focalisation des faisceaux, a pour résultat une distorsion du spot, provoquant une réduc- tion de la résolution et de l'acuité de l'image. On a trouvé que l'intéraction entre les faisceaux d'électrons dans l'ensemble des canons d'électrons 14 et le champ de déviation verticale répandu 22 pouvait làtre réduit de façon appréciable en formant la première électro- de d'accélération et de focalisation électrostatique 23 (appelée électrode G3) que l'on peut voir sur la figure 2, de l'ensemble des canons d'électrons 14, en un matériau ayant une forte perméabilité magnétique. L'électrode 23 shunte alors le champ de déviation répandu au loin des faisceaux d'électrons, réduisant fortement la défocalisation due à ce champ. En se référant à la figure 2, l'effet de ce shunt sur le champ de déviation peut ttre vu. La figure 2 est une vue en coupe transversale du système de visualisation de télévision en couleur, en regardant du dos du bobinage 17 vers l'avant, vers le panneau avant. La bobine de déviation verticale 21 est illustrée comme ayant des enroulements radiaux, mais des bobines ayant des enroule- ments non radiaux ou enroulés en biais peuvent également être utilisém. On peut voir, dans la région 11 du col du tube, l'électrode 23 de focalisation magnétique G3 et la représentation des lignes' de champ de déviation verticale 25. La forte perméabilité du matériau magnétique dont l'électro- de 23 est formée, présente un trajet de faible réluctance pour le champ de déviation verticale répandu qui l'environne, forçant l'électrode 23 à shunter le champ de déviation à travers le matériau de forte perméabilité et au loin des faisceaux d'électrons. Cette action provoque une distorsion des lignes de champ 25 sur la figure 2. L'électrode 23 peut se composer de deux parties, une seule ayant une forte perméabilité. L'électrode 23 a pour effet de forcer les lignes de champ 25 à la sortie de l'électrode 23, à se déformer en un champ en forme de coussinet. Ce champ en forme de coussinet contribue à la fonction de non uniformité totale du champ de déviation verticale, forçant les deux faisceaux d'électrons externes (rouge et bleu) à être trop convergés aux extrémités de l'axe vertical ou mineur sur l'écran du tube-image. Une augmentation du caractère en coussinet d'un champ auto-convergent a par conséquent tendance à sur-converger les faisceaux le long de l'axe vertical de déviation, et est encore plus remarquable aux extrémités de cet axe. En se référant aux figures 3 à 5, on décrira une solution selon l'invention, à cet excès deconvergence. Comme on l'a indiqué précédemment, il n'est pas souhaitable de compenser le champ en coussinet produit par 1' électrode 23, en reconfigurant simplement les enroulements verticaux pour créer un champ de déviation verticale en barillet plus fort. L'augmentation de la forme de barillet du champ de déviation principal provoque une augmentation de la distorsion en coussinet nord-sud de la grille, dont la correction peut provoquer une distorsion en aile de mouette au bord de la grille ou trame. La figure 3 illustre une vue agrandie d'une partie d'un ensemble d'un tube-image et d'un bobinage semblable à celui de la figure 1. Des éléments correspondants porteront des repères correspondants. L'ensemble 14 de canons d'électrons, illustré en plus de détail, comprend trois ensembles de cathodes disposées horizontalement 26, 27 et 28 pour produire les faisceaux d'électrons du rouge, du vert et du bleu. A proximité des ensembles de cathodes 26, Z7 et 28 est disposée une grille de commande 30. Adjacente à la grille de commande se trouve une grille écran 31. Adjacente à la grille écran 31 se trouve la première électrode d'accélération et de focalisation électrostatique 23, précédemment décrite. L'ensemble 14 des canons d'électrons comprend également une seconde électrode d'accélération et de focalisation 32 adjacente à l'électrode 23. L'électrode 32 est montée sur une coupelle de blindage 33. Les électrons produits par les ensembles de cathodes 26, Z7 et 28-traversent des ouvertures (non représentées)dans les grilles 30 et 31, et les électrodes 23 et 32. Des moyens supplémentaires pour monter les composants des canons d'électrons ensemble et au tube-image 10 ne sont pas représentés, mais on* comprendra qu'ils sont traditionnels. On peut trouver, dans le brevet U.S. No. 3 772 554 au nom de Hughes, une description plus détaillée de la construction et du fonctionnement d'un canon d'électrons. La figure 3 illustre également la présenib invention qui comprend l'addition de formeurs de champ magnétique ou shunt 34 placés sur des cotés opposés du bobinage 17. La structure des formeurs de champ 34 est illustrée sur les figures 4A et 4B. Les formeurs de champ 34 sont en un matériau ayant une forte perméabilité magnétique. Une partie allongée 35 des formeurs de champ 34 se trouve adjacente au noyau 20 du bobinage 17 dans l'espace entre les bobines 21, et s'étend du noyau 20 vers le dos du bobinage 17, la partie allongée 35 est illustrée sur les figures 4A et 4B comme diminuant en largeur tandis qu'elle s'étend vers l'arrière du bobinage 17. Tandis que la partie allongée 35 atteint l'arrière du bobinage, les formeurs de champ 34 forment un angle ou sont courbés vers la région de col 11 du tube, ainsi ils sont perpendiculaires à cette région 11. Les parties en angle 36 des formeurs de champ 34 sont également effilées en diminuant tandis qu'elles s'étendent vers la région de col 11. Des parties 36 se terminent adjacentes à la région de col 11 à l'arrière du bobinage à proximité de l'extrémité de sortie de ltensemble de canons d'électrons 14. En se référant aux figures 3A et 5, on décrira maintenant le fonctionnement des shunts 34. La figure 3A illustre une représentation du champ externe inu- tile produit par les bobines de déviation verticale 21. Cette région de champ externe est illustrée par les lignes 37. La forteperméabilité magnétique des formeurs de champ 34 présente un trajet de faible réluctance magnétique pour le flux magnétique, qui conduit une partie du flux de champ externe vers les formeurs de champ 34. Une partie du flux de champ répandu arrière peut également être conduite dans les formeurs de champ 34. Ce flux est conduit le long des parties allongées 35 des formeurs 34 jusqu'à l'extrémité des parties en angle 36. Un champ magnétique est alors formé entre les parties 36 des formeurs de champ 34 à travers l'intérieur de la région Il de col du tube, sensiblement à angle droit avec les faisceaux d'électrons comme cela est illustré par les lignes de champ de la figure 5. Comme le champ émane et se termine aux extrémités relativement étroites des parties 36, les lignes de champ en ces points seront concentrées. Entre ces points, le champ se dilatera, créant un champ en forme de barillet. Ce champ en barillet produit un effet devergent sur les faisceaux d'électrons afin de compenser l'excès de conver- gence provoqué par l'électrode de focalisation électro- statique et magnétiquement perméable 23. La configuration des formeurs de champ 34 peut être modifiée pour donner, au champ de compensation en barillet, la forme et la force souhaitées. Par exemple, la diminution de la longueur et de la largeur de la partie allongée 35 diminuera la quantité de champ externe shunté, réduisant ainsi la force du champ en barillet produit. Les formeurs de champ peuvent également âtre de largeur uniforme, plutôt qu'effilés. La configuration et la position des formeurs de champ 34 ne sont par conséquent indiquées qu'à titre d'exemple et la dimension, la forme et l'orientation réelles des formeurs de champ dans une application réelle seront bien entendu variable pour produire un champ magnétique de compensation approprié. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens consituant des équivalents techniques des moyens décrits, ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre de la protection comme revendiquée. R E V E N D I C A T I 0 N S Dispositif de compensation, dans un téléviseur comprenant un tube-image ayant une région de col, un panneau avant et une partie intermédiaire d'entonnoir; un bobinage déflecteur disposé autour de ladite région de col et de ladite partie d'entonnoir, ledit bobinage ayant une paire de bobines de déviation verticale enroulées de façon toro!dale autour d'un noyau, lesdites bobines produisant un champ magnétique de déviation comprenant une partie placée à l'intérieur dudit bobinage et une partie externe placée dans une première région de champ généralement disposée à l'arrière dudit bobinage, et dans une seconde région de champ généralement disposée sur les côtés dudit bobinage; un ensemble de canons. d'électrons pour produire trais faisceaux d'électrons horizontaux en ligne, disposé dans ladite région de col dudit tube-image à proximité de ladite première région de champ, ledit ensemble de canons contenant une électrode de focalisation magnétiquement perméable pour réduire la défocalisation desdits faisceaux provoquée par ledit champ-placé dans ladite première région de champ externe, ladite électrode magnétiquement perméable agissant avec le champ placé dans ladite première région de champ externe d'une façon tendant à provoquer un excès de convergence desdits faisceaux d'électrons aux extrémités de l'axe mineur sur l'écran de visualisation du tube-image en l'absence d'une compensation, caractérisé en ce qu'il comprend: deux formeurs de champ magnétiquement perméables (34) placés sur des c'tés opposés dudit bobinage (17), chacun comprenant une première partie allongée (35) adjacente audit bobinage (17) dans ladite seconde région de champ externe, et une seconde partie (36) en angle par rapport à la première, chacune desdites secondes parties (36) ayant une extrémité disposée adjacente au col dudit tube- image à proximité de l'extrémité de sortie dudit ensemble de canons d'électrons (14) pour provoquer une interaction desdits faisceaux d'électrons avec un champ magnétique (40) formé entre lesdites secondes parties (36) de façon à compenser l'excès de convergence. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le champ magnétique (40) précité formé entre les secondes parties (36) précitées a un motif de distribu- tion de flux en forme de barillet, transversalement aux faisceaux précités.