Brevet FR2528231A1 — publié le 19831209

La présente invention se rapporte à un système de visualisation de télévision utilisant un agencement auto- convergent perfectionné d'un tube-image et d'un bobinage déflecteur. -Un agencement conventionnel d'un système auto- convergent de visualisation de télévision en couleur comprend un tube-image de télévision en couleur utilisant trois faisceaux horizontaux en ligne qui sont déviés par un bobinage électromagnétique de déviation qui maintient la convergence des faisceaux tandis qu'ils explorent l'écran de visualisation du tube-image Dans ce but, les bobines horizontales du bobinage de déviation sont enroulées pour produire un champ net de déviation en forme de coussinet et les bobines verticales sont enroulées pour produire un champ net en forme de barillet En général, cette combinaison des champs de déviation produit une convergence des faisceaux pendant le balayage Une forme préférée de ce type de bobinage de déviation est appelée bobinage en selle-toroldal Dans un tel bobinage, les bobines horizontales sont enroulées en selle et ont ainsi deux groupes s'étendant longitudinalement de spires conductrices actives Jointes à l'avant et à l'arrière par des groupes avant et arrière s'étendant transversalement de conducteurs de retour Les bobines verticales sont enroulées toroldalement sur un noyau en ferrite cylindrique généralement évasé Les bobines verticales et le noyau sont nichés dans les bobines horizontales et les entourent. Des efforts importants ont été produits pour chercher une combinaison idéale des paramètres des bobines, du noyau et du tube-image pour obtenir la meilleure convergence possible, la plus faible consommation possible de courant, la plus faible quantité de ferrite et de fil de cuivre,une défocalisation minimale des faisceaux du fait du bobinage de déviation et une distorsion minimale de la trame formée sur l'écran de visualisation, en particulier une distorsion en coussinet Un compromis optimal parmi la performance, la consommation de courant et le prix est un problème de conception d'un système de visualisation en couleur Ce problème augmente en complexité lorsque l'on utilise des tubes-images ayant d'assez grands angles de déviation comme 110 , en particulier tandis que la dimension de l'écran de visualisation augmente On a reconnu qu'un problème sérieux, appelé "trilemne de convergence" existait dans les tubes-images à grand angle. Ce problème du trilemne est illustré sur la figure 1 qui représente le quadrant droit supérieur d'un affichage sur un écran de visualisation d'un tube-image de télévision. Sur cette figure, on suppose qu'en regardant à partir de l'extrémité du tube-image côté écran de visualisation, les faisceaux d'électrons sont émis par un ensemble de canons d'électrons dans l'ordre illustré avec le faisceau bleu à gauche, le faisceau vert au centre et le faisceau rouge à droite Le problème du trilemne de convergence est décrit par la différence entre la convergence des trames du rouge et du bleu Sur la figure 1, la trame du rouge est illustrée par les lignes en traits pleins et la trame du bleu est illustré par les lignes en pointillé Le défaut de convergence horizontale des lignes verticales du rouge et du bleu à la partie centrale supérieure de la trame est marqué par ci Du côté droit de la trame le long de l'axe X, il existe un défaut de convergence CH, qui est le défaut de convergence horizontale des lignes verticales du rouge et du bleu en ce point Au coin supé- rieur à droite de la trame il y a un défaut de convergence marqué par T, que l'on connaît comme piège, qui est la séparation verticale des lignes horizontales du rouge et du bleu Sur la figure 1, avec l'orientation des faisceaux telle qu'illustrée, le piège est négatif parce que le coin de la trame du bleu est plus bas que celui de la trame du rouge Le trilemne de convergence est exprimé par Trilemne = CH Cv + T Ainsi, le trilemne est la somme des défauts de convergence sur l'axe et du piège Avec les axes qui convergent, le piège qui reste est égal au trilemne Ce piège résiduel varie d'une valeur positive pour des tubes ayant un court jet (défini ci-après) à une valeur négative pour des tubes ayant un long jet Le jet est la distance du centre de déviation du système de visualisation ou d'affichage à l'écran de visualisation Cette distance augmente tandis que la dimension de l'écran augmente, et diminue tandis que l'angle de déviation augmente Dans le passé, la limite de performance provoquée par le problème du trilemne était atténuée dans certaines conceptions en augmentant l'énergie stockée du bobinage de déviation et/ou le prix du système de déviation Un tel compromis n'est évidemment pas souhaitable. Une analyse mathématique du trilemne de convergence est donnée dans "Application of Aberation Theory to the Deflection Yoke Design of a Color Picture Tube", par Y Nakamura et autres, SID 82 Digest Une solution au problème du trilemne de convergence est décrite dans un article intitulé "New Self-Convergence Yoke and Picture Tube System With 1100 In-Line Feature", distribué à la Conférence IEEE G-CE en 1977 à Chicago Spring Le brevet US No 4 041 428 au nom de Kikuchi et autres, enseigne que la convergence peut être améliorée en formant une bobine toroldale de déviation verticale plus courte que sa bobine horizontale correspondante enroulée en selle et en la plaçant adjacente au coude avant de la bobine de déviation horizontale Cependant, jusqu'à la présente invention, il n'y avait pas de solution totalement satisfaisante. Selon un aspect de l'invention, le problème du trilemne est atténué par une combinaison d'un tube-image de télévision en couleur à faisceaux horizontaux en ligne et d'un bobinage de déviation autoconvergent en selle- torolde o la dimension longitudinale des spires conduc- trices actives des bobines en selle qui sont disposées- contre la partie d'enveloppe évasée du tube ne dépasse pas 1,2 fois le diamètre externe nominal de la partie du col du tube-image De même, la dimension longitudinale du noyau toroldal ne dépasse pas la dimension du diamètre externe nominal du col du tube-image dans lequel fonctionne le bobinage de déviation Par ailleurs, cet ensemble relativement court du noyau et des bobines verticales est disposé entre les spires extrêmes des bobines horizontales en selle dans un sens longitudinal, sans toucher lesdites spires extrêmes Cette combinaison minimise l'effet du trilemne, diminue l'énergie stockée et a également pour résultat un bobinage compact de déviation dont les prix de ferrite et de cuivre sont diminués. 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 illustre le problème du trilemne de convergence que l'on observe au quadrant droit supérieur d'une visualisation de télévision; la figure 2 illustre généralement un système de visualisation selon l'invention; et la figure 3 illustre en plus de détail les composants du bobinage de déviation par rapport au tube-image selon l'invention. Sur la figure 2, un système autcconvergent de visualisation 10 selon l'invention comprend un tube-image ayant une enveloppe en verre 12 A l'avant de l'enveloppe 12 se trouve une glace frontale 11 à l'intérieur de laquelle est déposé un motif répétitif d'éléments de phosphor du rouge, du vert et du bleu 13 qui forme l'écran de visuali- sation du tube-image L'enveloppe 12 comprend une partie évasée ou d'entonnoir 12 b qui se joint à une partie formant col cylindrique 12 a Dans l'enveloppe en verre 12 est monté un ensemble 15 de canons d'électrons produisant trois faisceaux horizontaux en ligne marqués par R, B et G qui sont dirigés à travers un masque à ouvertures 14 pour faire impact sur les éléments de phosphor de couleurs respectifs 13. A proximité des parties de col et d'entonnoir 12 a et 12 b de l'enveloppe en verre est disposé un ensemble 16 formant bobinage de déviation L'ensemble du bobinage comprend un noyau en ferrite cylindrique évasé 17 ayant des spires conductrices enroulées de façon toroldale autour de lui pour former deux bobines de déviation verticale toroldales Deux bobines en selle 18, qui produisent la déviation horizontale des faisceaux d'électrons, sont entourées par le noyau évasé et les bobines verticales. Le noyau et les bobines sont maintenus les uns pariapport aux autres par un montage 19 A l'arrière de l'ensemble 16 est disposé un ensemble de convergence statique et de pureté 20 qui peut être de conception conventionnelle. L'ensemble 16 du bobinage est du type aut Oconvergent ci- dessus décrit Bien qu'aucun détail ne soit représenté, l'ensemble 16 du bobinage peut être mis en place par rapport au tube-image par exemple, en basculant son extrémité avant pour optimiser le motif total de convergence. Le bobinage peut être fixé à la position optimale par des cales en caoutchouc, non représentées, insérées entre l'ensemble du bobinage et l'enveloppe en verre 12. La figure 3 illustre en plus de détail une vue en coupe transversale de l'ensemble du bobinage de déviation et du tube-image de la figure 2 selon l'invention. L'ensemble du bobinage de déviation est illustré monté en relation de fonctionnement par rapport au tube-image et il est placé adjacent à la partie de col 12 a et à la partie évasée 12 b de l'enveloppe en verre L'ensemble 16 du bobinage est illustré généralement retiré de la partie évasée 12 b en une position produisant la pureté, mais qui laisse toujours un jeu des faisceaux par rapport à la partie d'enveloppe évasée 12 b pendant la déviation de façon qu'il n'y ait pas d'ombre au col La partie de fenêtre des bobines de déviation horizontale 18 en selle a une dimension longitudinale b qui est déterminée par les groupes avant et arrière de conducteurs de retour représentés par les parties extrêmes en pointillé des conducteurs sur la figure Le noyau en ferrite 17 avec ses bobines de déviation verticale 21 enroulées de façon toroldale qui l'accompagnent, est disposé à l'extérieur des bobines de déviation horizontale 18 qui sont montées dans le montage isolant 19 On peut voir que la dimension longitudinale totale e ne dépasse pas la dimension nominale du diamètre externe d de la partie de col 12 a de l'enve- loppe en verre On peut également noter que le noyau 17 se trouve dans la région de fenêtre b des bobines de déviation horizontale Les bobines de déviation horizontale ont une partie arrière qui se trouve adjacente à la partie de col 12 a de l'enveloppe en verre, et une partie évasée qui se trouve adjacente à la partie évasée 12 b de- l'enveloppe en verre Il faut noter que la longueur des conducteurs actifs des bobines qui se trouvent à proximité de la partie évasée de l'enveloppe en verre a une dimension longitudinale a La dimension a ne dépasse pas 1,2 fois la dimension d du diamètre externe du col. La mise en place longitudinale de la bobine de déviation verticale par rapport à la bobine de déviation horizontale est telle que cela place le centre de déviation verticale PV vers l'arrière du centre de déviation horizon- tale PH Cette mise en place relative sert à diminuer l'erreur du trilemne de convergence que l'on peut voir sur la figure 1. La limitation de la longueur longitudinale du noyau et des bobines verticales réduit la quantité requise de ferrite et de conducteur en cuivre. Par ailleurs, la mise en place du noyau 17 et des bobines verticales 21 vers l'arrière de l'avant de la fenêtre des bobines horizontales sert à réduire la distorsion en coussinet nord-sud Un champ de déviation verticale en forme de barillet provoque la distorsion en coussinet nordsud, dont la grandeur augmente avec l'augmentation de la déviation horizontale comme à l'extrémité de sortie du bobinage La mise en place du champ de déviation verticale en forme de barillet vers l'arrière de l'extrémité de sortie du bobinage selon l'agencement de la figure 3 sert à éliminer la nécessité d'un dispositif supplémentaire de correction en coussinet, comme des aimants permanents disposés à l'extrémité de sortie du bobinage. Comme la quantité des conducteurs horizontaux qui sont disposés adjacents à la partie évasée de l'enveloppe en verre est limitée en direction longitudinale, le diamètre maximum des bobines horizontales à l'extrémité de sortie du bobinage déflecteur est également limité. Cela diminue la quantité de conducteur en cuivre qu'il faut pour les bobines horizontales Comme les bobines s'étendent également le long de la partie 12 a du col de l'enveloppe en verre, la sensibilité de la déviation est améliorée du fait de la plus grande proximité des conducteurs produisant le champ avec les faisceaux Par conséquent, il en résulte une réduction du courant de balayage. Cela simplifie le circuit de déviation horizontale car il faut moins de courant pour dévier les faisceaux. Comme l'énergie stockée des bobines horizontales est donnée par l'expression Energie stockée = LI o L est l'inductance de la bobine de déviation et I est le courant de déviation, le courant réduit de balayage a pour résultat moins d'énergie stockée Une telle conception produit moins de dissipation de chaleur et une plus grande fiabilité. La dimension b sur la figure 3 est également la longueur longitudinale totale des conducteurs actifs des bobines horizontales; La différence b moins a est la longueur longitudinale des conducteurs droits s'étendant le long de la partie cylindrique du col 12 a de l'enveloppe en verre La longueur b selon l'invention est au plus égale à 1,6 fois d Cette longueur b diminuera, en général, avec l'augmentation du jet du tube auxdépens de l'augmentation de l'énergie stockée. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Système autoconvergent de visualisation de télévision comprenant: un tube-image de télévision en couleur ayant une enveloppe en verre ayant une partie de col cylindrique d'un diamètre externe nominal à une extrémité dudit tube-image, qui renferme un ensemble de canons d'électrons pour produire trois faisceaux horizontaux en ligne, ladite partie de col joignant une partie évasée vers l'extérieur de ladite enveloppe qui renferme à l'autre extrémité dudit tube-image, une glace frontale ayant des éléments colorés de phosphor qui sont déposés sur sa surface interne; et un ensemble d'un bobinage -autwconvergent de déviation produisant un champ de déviation horizontaleen forme de coussinet et un champ de déviation verticale en forme de barillet, qui est monté en relation de fonction- nement à proximité des parties de col et évasée dudit tube, ledit ensemble du bobinage comprenant deux bobines de déviation verticale enroulées de façon toroldale autour d'un noyau en ferrite et deux bobines de déviation horizon- tale du type en selle disposées de façon diamétralement opposée qui sont disposées adjacentes à la surface interne desdites bobines verticales, chacune desdites bobines horizontales en selle ayant deux groupes de spires conductrices actives généralement longitudinalement disposées et jointes à leurs parties extrêmes respectives avant et arrière par des groupes respectifs avant et arrière de spires conductrices de retour, lesdites parties conductrices actives et de retour formant une zone de fenêtre de ladite bobine ayant une dimension longitudinale, caractérisé en ce que: la dimension longitudinale (a) desdites spires actives à proximité de la partie d'enveloppe évasée ne dépasse pas 1,2 fois la dimension (d) du diamètre externe nominal du col, et ledit noyau a une dimension longitudinale (e) ne dépassant pas la dimension du diamètre externe nominal (d) du col, et il se trouve dans la dimension longitudinale (b) de ladite zone de fenêtre afin de se trouver à l'arrière du groupe conducteur de retour vers l'avant et de se trouver vers l'avant du groupe conducteur de retour vers l'arrière. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur totale (b) des spires conductrices actives en direction longitudinale ne dépasse pas 1,6 fois la dimension nominale du diamètre externe du col (d). 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que le plan (PV) du champ de déviation verticale de crête se trouve vers l'arrière du plan (PH) du champ de déviation horizontale de crête.