Brevet FR2475829A1 — publié le 19810814

La présente invention est relative à un nouveau procédé pour déter- miner la largeur moyenne des bandes photoluminescentes d'une aire localisée d'un écran d'observation luminescent. Ce procédé est particulièrement utile pour effectuer les mesures des bandes luminescentes d'un tube-image de télé- vision en couleur à masque d'ombre du type comportant un écran d'observa- tion à bandes. Un tube image à masque d'ombre comprend une enveloppe mise sous vide comportant un écran d'observation luminescent pourvu d'éléments émet- tant de la lumière bleue, verte et rouge, un masque d'ombre étant interposé entre l'écran et les moyens de production du faisceau électronique. Le masque d'ombre est constitué par une feuille métallique perforée qui est conformée avec précision et espacée près de l'écran de telle manière que les perfora- tions du masque correspondent systématiquement aux éléments de l'écran (éléments luminophores). Dans une variante de tels tubes images à masque d'ombre, les éléments de l'écran sont constitués de bandes luminescentes parallèles, et les perforations sont disposées en colonnes qui sont parallèles à la longueur des bandes, les longueurs des perforations étant orientées se- lon la même direction. Ce type d'écran, ainsi que les procédés pour sa fa- b rication, sont décrits en particulier dans le brevet américain n0 4 049 451. Les bandes sont à la fois cathodoluminescentes (excitables par des électrons) et photoluminescentes (excitables par la lumière ultraviolette). Dans la plupart des procédés selon la technique antérieure, l'écran du tube est réalisé par voie photographique, en utilisant son masque d'ombre comme modèle photographique, sur la surface intérieure de la fenêtre d'ob- servation du panneau de la plaque frontale du tube. Ensuite, le panneau, avec l'écran et son masque, sont assemblés avec les autres composants afin d'ob- tenir un tube image. Après réalisation de l'écran, mais avant l'assemblage du panneau avec les autres composants, il peut être préférable de déterminer les largeurs moyennes des bandes luminescentes de l'écran. Cette détermi- nation peut être utilisée pour des contrôles de procédé ou pour des contrôles en vue de s'assurer de la qualité des tubes. Un procédé de mesure direct, mettant en oeuvre un microscope et un réticule, est trop lent et trop coûteux pour des procédures de production de masse de routine. En outre, la précision d'une telle mesure dépend forte- ment de l'habileté de la personne se servant du microscope. Le besoin se fait sentir de pouvoir disposer d'un procédé de détermination rapide, de faible coût, précis, et ne dépendant pas de l'habileté humaine. Le procédé objet de cette invention répond à ces exigences. En conséquence, la présente invention vise un procédé qui comporte les étapes suivantes: En premier lieu, les largeurs des bandes luminescentes parallèles de l'écran d'observation luminescent sont balayées à l'aide d'un faisceau de lu- mière ultraviolette, de manière que ces bandes soient excitées jusqu'à la luminescence, le long de la trajectoire de balayage. Les intensités de la photoluminescence, dans une bande spectrale d'identification, sont détectées par rapport à la position du spot lumineux, et elles sont transformées en un train de signaux électriques. Ensuite, la largeur moyenne des bandes identi- fiée par labande spectrale est calculée à partir de la distance sur laquelle les extrémités des signaux sont continuellement au-dessus d'une valeur as- signée (valeur de consigne). Le procédé selon cette invention est mis en oeuvre de façon pratique avec un écran tricolore de bandes ou de lignes, conçu pour être utilisé avec un tube image couleur à masque d'ombre. Dans ce cas, l'écran et le masque sont assemblés dans leurs positions espacées normales. Ensuite, l'écran est illuminé au travers du masque à l'aide d'une source de lumière ultra- violette, de telle façon que des spots de lumière traversent les perforations du masque et soient incidents sur l'écran. Enfin, les largeurs des bandes sont balayées en déplaçant la source lumineuse, et le masque et l'écran, les uns par rapport aux autres. Des émissio4s, choisies à partir de bandes de chacune des couleurs d'émission, peuvent être sélectionnées par un filtre optique qui laisse passer une bande spectrale d'identification vers undétec- teur optique. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description donnée ci-après en référence aux dessins annexés, qui en illustrent un exemple de réalisation non limitatif. - la Figure 1 est une vue en élévation, partiellement schématique et partiellement en coupe, d'un dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé selon cette invention 3 2475829 - la Figure 2 est une vue en coupe de fragments du masque d'ombre, de l'écran et des fenêtres d'observation pendant la mise en oeuvre du procédé selon cette invention à l'aide du dispositif représenté sur la Figure 1; et, - la Figure 3 illustre une famille de courbes montrant les intensités de sortie (brillance du spot) en unités arbitraires, en fonction de la position du spot ultraviolet (distance du spot depuis le départ), pour des bandes émet- tant respectivement des lumières rouge, verte et bleue, d'un écran particu- lier obtenu par la mise en oeuvre du procédé selon cette invention. La Figure 1 représente une lanterne ou projecteur 21 qui est conçue et réalisée pour la mise en oeuvre du procédé selon cette invention, ainsi qu'un schéma par blocs d'un système électronique pour assurer le traitement des informations en vue d'obtenir les largeurs de ligne moyennes dans des aires ou zones localisées d'un écran d'observation d'un tube image de télévision en couleur du type à masque d'ombre. Le tube, qui est décrit en détail dans le brevet américain n0 4 049 451, comprend un panneau de plaque frontale, un écran d'observation luminescent sur la surface intérieure de ce panneau, et un masque d'ombre monté dans le panneau de façon étroitement espacée par rapport à l'écran. Cet écran comporte une multiplicité de bandes de lumino- phores émettant respectivement des lumières rouge, verte et bleue, ces bandes étant disposées en trios selon un ordre cyclique. Le masque possède des colonnes d'ouvertures ou de perforations qui sont sensiblement parallèles aux bandes, et qui sont allongées de façon à former des fentes orientées dans le sens de la longueur des bandes et des colonnes. Les colonnes de perfora- tions sont systématiquement en concordance avec les bandes, une colonne de Z5 perforations étant prévue pour chaque trio. Le procédé selon cette invention est conçu pour déterminer la largeur moyenne des bandes de chaque élément émettant de la couleur, dans une zone localisée de l'écran, avant de monter ledit écran dans un tube. Les largeurs de bande d'un ou de plusieurs éléments émettant de la couleur peuvent être déterminées en même temps. De même, les largeurs moyennes des bandes, dans une ou plusieurs zones localisées, peuvent être déterminées en même temps. Par ailleurs, on peut déterminer l'espacement moyen entre les centres des bandes adjacentes, et de trio à trio. Le procédé selon cette invention est décrit ci-après en référence à la détermination, en même temps, des lar- geurs moyennes des bandes des trois éléments émettant de la couleur dans une zone localisée unique de l'écran. La lanterne 21 comprend une boîte 23 qui forme une coupe fermée à une extrémité par une paroi terminale 25, faisant partie intégrante de cette boite. Sur l'extrémité ouverte de la boîte 23 sont montées une plaque 27, mu- nie d'une ouverture centrale 29, et une voie de roulement (non représentée) sur le côté extérieur de cette ouverture. Un support de panneau 31, qui pos- sède une ouverture centrale 32, est monté sur la voie de roulement de façon à pouvoir se déplacer vers la gauche ou vers la droite. Comme on peut le voir sur la Figure 1, le support 31 est entrarné par une tige de liaison 33, déplacée linéairement par un vérin approprié 35. Une source de lumière ultraviolette 37, qui émet de la lumière sous la forme d'une ligne (perpendi- culaire au plan de la Figure 1), est positionnée au fond de la boîte 23, sa grande dimension étant perpendiculaire à la direction de la voie de roulement, sur la plaque 27. Si on le désire i on peut utiliser une source lumineuse ponc- tuelle, ou de faible surface. Un filtre 39, laissant passer la lumière ultra- violette mais non la lumière visible, est positionné au-dessus de l'ouverture 29, dans la plaque 27. Un panneau 41, ayant une fenêtre d'observation centrale 43 et une pa- roi latérale 45 qui en fait partie intégrante, a été représenté avec l'extrémité allongée de la paroi 45 appliquée contre le support 31 et la fenêtre d'observa- tion 43 orientée-vers le haut. Un masque d'ombre 47 est monté dans le pan- neau, et un écran luminescent 49 est fixé à la surface intérieure de la fe- nêtre 43, à une courte distance du masque 47. La Figure 2 représente de façon plus détaillée la structure du masque 47 et du panneau 41. Le masque est espacé d'une courte distance "q" de l'écran 49, et d'une grande distance "pl' de la source lumineuse 37. La distance 'tp" est choisie de telle façon que la position de la source lumineuse 37, par rapport à l'écran 49 et au masque 47, soit sensiblement la même que celle de la source lumineuse qui a été uti- lisée pour l'impression de l'écran 49. Cet écran 49 comporte une pluralité de bandes photoluminescentes disposées cycliquement en trios, chaque trio comprenant une bande R émettant de la lumière rouge, une bande G émettant de la lumière verte, et une bande B émettant de la lumière bleue. Le panneau 41 est positionné de telle façon que les bandes R, G et B soient perpendicu- laires au sens de déplacement du support de panneau 31. Le masque 47 pos- sède des colonnes de perforations ou d'ouvertures 51, ces colonnes étant sen- siblement parallèles aux bandes de l'écran 49, et lesdites perforations étant allongées dans le sens de la grande dimension des colonnes. Un groupe de trois détecteurs étroitement espacés 55, 57 et 59, pour mesurer les intensités des lumières visibles, respectivement rouge, verte et bleue, émises à partir de l'écran 49, est monté au-dessus du panneau 41, sur un piètement (non représenté) fixé au support de panneau 31. Un filtre F de transmission de lumière rouge est positionné en regard du détecteur de lumière rouge 55; un filtre 57F detransmission de lumière verte est posi- tionné en regard du détecteur de lumière verte 57, et un filtre de transmis- sion de lumière bleue 59F est positionné devant le détecteur de lumière bleue 59. Un filtre panchromatique bloquant la lumière ultraviolette 61 est posi- tionné entre les détecteurs et la fenêtre 43. Ce filtre 61 est monté sur un bâti 62 qui limite la lumière transmise au travers du filtre 61 aux émissions pro- venant d'une zone localisée désirée de l'écran 49. La sortie des détecteurs , 57 et 59 est reliée à un système de traitement électronique ou un ordina- teur, représenté sur le dessin par le bloc 71 et qui commande l'impression et/ou l'affichage,sur le mécanisme représenté par le bloc 79, des largeurs moyennes calculées de chacune des bandes émettant des couleurs différentes. Un transducteur détecteur de position 63 est relié, par une liellette 65, au support de panneau 31. Le signal électrique provenant du tran'sducteur 63 est délivré au calculateur 71 par le conducteur 67. Le panneau 41 est positionné sur le support 31 de la façon représentée sur la Figure 1, et la source lumineuse 37 est excitée afin d'émettre de la lumière ultraviolette qui illumine le masque 47. Ce masque 47 ombre l'écran 49, cependant que les perforations 51, ménagées dans la masque 47, per- mettent aux rayons lumineux ultraviolets, définis par les traits pleins 83 sur la Figure 2, de traverser le masque 47 de manière que les spots lumineux 81 soient incidents sur l'écran 49. Sur le dessin, on n'a représenté que deux rayons passant au travers des perforations 51, mais en réalité, un rayon traverse chacune des perforations 51. Le support 31 est ensuite déplacé par la tige 33 vers la gauche, en regardant la Figure 1, d'une distance "S" (non représentée), La fenêtre 43, le masque 49, les détecteurs 55, 57 et 59, ainsi que les différents filtres, se déplacent tous ensemble avec le panneau 41, sur le support 31. Lorsque se produit un tel déplacement, l'angle des rayons lu- mineux traversant les perforations 51 est modifié de façon que les trajectoires des faisceaux lumineux se déplacent vers différentes positions, comme repré- senté en traits interrompus 85 sur la Figure 2. De cette façon, les spots lu- mineux 81 se déplacent,sur les largeurs des bandes R, G et B, d'une distance "d", vers une position indiquée par la référence 87. La distance "d" est égale à S fois p/q. Pendant le déplacement, les spots lumineux excitent les bandes à la luminescence, et ces bandes émettent leur lumière visible carac- téristique, comme représenté par les flèches r, g et b sur la Figure 2. Les émissions de cette lumière visible, par rapport à la position du spot lumineux pendant le balayage, sont détectées par les détecteurs rouge, vert et bleu 55, 57 et 59, et elles sont transformées en trains de signaux électriques. Le filtre 39 laissant passer la lumière ultraviolette bloque effectivement toute la lumière visible provenant de la région de la source lumineuse 37. Le filtre 61 arrêtant la lumière ultraviolette bloque effectivement toute la lumière ultra- violette traversant la fenêtre 43, mais il laisse passer sensiblement toute la lumière visible passant au travers de cette fenêtre 43. Les filtres rouge, vert et bleu 55F, 57F et 59F sont associés aux détecteurs respectifs rouge, vert et bleu 55, 57 et 59, et ils laissent passer les bandes spectrales visibles qui n'identifient que les émissions d'une pluralité de bandes émettant les lu- mières rouge, verte ou bleue, respectivement. La Figure 3 des dessins annexés est un graphique montrant les profils typiques des bandes de sortie à partir des trois détecteurs, ces profils étant représentés par les courbes 91, 93 et 95, pour les émissions de lumière rouge, verte et bleue, respectivement. Pour la courbe d'émission de lumière bleue 95, la brillance est définie par l'échelle hors parenthèse. Pour les courbes d'émission de lumière verte et rouge 93 et 91, respectivement, l'échelle entre parenthèses s'applique. La largeur moyenne de chacune des bandes de couleur est fonction de la distance sur laquelle les intensités, re- présentées par la courbe particulière, sont situées au-dessus d'une valeur de seuil donnée. Des valeurs de seuil typiques sont égales à la moitié de la différence entre les valeurs moyennes maximales et minimales des courbes, Lorsqu'on obtient les trois profils en même temps, l'espacement moyen entre les bandes peut également être déterminé par le calcul, étant donné que les positions moyennes relatives des bandes sont également déterminées. Le spot doit être plus étroit dans la direction du balayage que les largeurs des bandes qui sont en cours de balayage. Plus étroit est le spot par rapport aux largeurs des bandes en cours de balayage, plus longs sont les maxima et les minima (des courbes telles que celles représentées sur la Figure 3), et plus courtes sont les transitions entre ces courbes, Le spot peut être allongé selon la grande dimension des bandes, de façon à augmenter l'intensité de l'émission à partir du spot. La vitesse de balayage doit être plus faible que le taux d'affaiblisse- ment de la luminescence des bandes. Plus importante est la différence, plus précis seront les résultats du procédé de l'invention. Des différences plus petites altèrent sensiblement les parties de minima et de transition des courbes représentées sur la Figure 3. Bien que le procédé selon l'invention soit décrit ci-dessus en réfé- rence à l'utilisation d'un masque d'ombre pour la production et le balayage des spots ultraviolets, il peut être mis en oeuvre avec d'autres dispositifs pour produire et balayer le spot. On peut, par exemple, utiliser un spot de balayage produit par un faisceau laser en déplacement. Il existe également d'autres alternatives et variantes aux différentes étapes décrites ci-dessus, qui peuvent être utilisées sans sortir du cadre de cette invention. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour déterminer la largeur moyenne des bandes lumi- nescentes dans une aire localisée d'un écran d'observation luminescent du type comprenant une pluralité de bandes photoluminescentes parallèles, carac- térisé en ce qu'il consiste - à effectuer un balayage des largeurs desdites bandes (R, G, B) à l'aide d'un faisceau de lumière ultraviolette (83, 85), de telle manière que les- dites bandes soient excitées par des spots de lumière incidente (81, 87) afin d'émettre de la lumière (r, g, b) le long de la trajectoire dudit ba- layage; - à détecter et transformer en un train de signaux électriques les émissions de lumière (91, 93, 95),dans une bande spectrale d'identification, prove- nant de bandes choisies dans ladite région localisée, par rapport à la posi- tion desdits spots dans ladite trajectoire; et, - à calculer ensuite la largeur moyenne desdites bandes choisies à partir de la distance calculée sur laquelle les émissions desdits signaux sont continuellement au-dessus d'une valeur de seuil déterminée. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la durée d'affaiblissement des émissions lumineuses est sensiblement inférieure au temps pendant lequel l'intensité desdits signaux est continuellement supérieure à ladite valeur de seuil, et en ce que les spots lumineux sont sensiblement plus étroits, dans la direction dudit balayage, que la largeur desdites bandes. 3 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite bande spectrale d'identification est définie en faisant passer lesdites émis-, sions de lumière au travers d'un filtre optique (55F, 57F, 59F) qui laisse sélectivement passer l'émission principale provenant des bandes sélectionnées. 4 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les spots de lumière sont produits en faisant passer des rayons de lumière ultravio- lette au travers des ouvertures (51) d'un masque d'ombre (47), à partir d'une source de lumière ultraviolette (37), ledit masque d'om bre étant dans une relation d'espacement prescrite par rapport audit écran (49) et étant muni de colonnes d'ouvertures qui sont allongées dans le sens de la grande dimension desdites colonnes, ces colonnes étant sensiblement parallèles à la longueur des bandes. - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite source de lumière ultraviolette est une source linéaire, espacée d'une cer- taine distance (p) dudit masque, avec sa longueur sensiblement parallèle à la longueur desdites bandes, et en ce que le balayage est obtenu en déplaçant la source lumineuse, par rapport audit masque et à l'écran, dans une direc- tion transversale par rapport à la longueur des bandes. 6 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la source lumineuse est fixe, et en ce que le balayage est obtenu en déplaçant ensemble ledit masque et ledit écran d'observation dans une direction transversale par rapport à la longueur des bandes. 7 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit écran comprend essentiellement trois pluralités différentes de bandes conti- guës parallèles de chacun des trois éléments émettant des couleurs diffé- rentes, disposées selon un ordre cyclique régulier, en ce que les émissions de chacune desdites trois pluralités différentes de bandes sont détectées simultanément, en ce que les émissions détectées sont transformées en trois trains différents de portions de signaux électriques d'émissions dans trois bandes spectrales d'identification différentes, et en ce que les largeurs et les espacements des bandes de chacune desdites pluralités différentes de bandes sont calculées à partir de ces trains de signaux.