Brevet FR2547952A1 — publié le 19841228

l PROCEDE D'ALIGNEMENT D'UN ENSEMBLE DE CANONS A ELECTRONS POUR UN TUBE DE TELEVISION EN COULEURS ET DISPOSITIF METTANT EN OEUVRE LE PROCEDE. La présente invention concerne un procédé d'alignement d'un ensemble de canons à électrons pour un tube de télévision en couleurs Elle concerne aussi un dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'invention. Lors du montage des canons d'un tube de télévision en couleurs, il est important d'aligner les plans de symétrie des canons et de l'écran pour éviter des erreurs sensibles de convergence Un ensemble de canons à électrons peut comporter, par exemple dans le cas de la télévision en couleurs, trois canons alignés réservés chacun 10 à l'une des trois couleurs fondamentales Il faut pour cela que le plan de symétrie, c'est-àdire le plan contenant les trois canons, coupe l'écran par son plan médian une fois que l'ensemble des canons aura été installé sur le tube A la construction de l'ensemble, on assure la formation de ce plan de symétrie Il s'agit ici d'aligner en rotation ce plan de façon à ce qu'il contienne au moins une direction de référence. Différents moyens sont connus de l'art antérieur pour repérer l'erreur de placement avant scellement de l'ensemble de canons au tube Notamment on connaît des dispositifs mécaniques dits à 20 palpeurs, des dispositifs à superposition d'images, et des dispositifs utilisant la variation d'intensité d'un faisceau lumineux transmis ou réfléchi On trouvera une description de ces derniers dans le Brevet Français n 2 341 937 La présente invention propose un moyen simple peu sensible aux erreurs pour fournir une information de 25 position immédiatement utilisable par un système automatique de réglage En effet, les procédés d'alignement utilisant des mesures optiques d'intensité souffrent d'imprécisions does au bruit et à la difficulté d'apprécier des maximums d'intensité. A cet effet, la présente invention concerne un procédé 30 d'alignement d'un ensemble de canons à électrons pour un tube de télévision en couleurs Dans un tel procédé, on annule l'angle entre une première direction liée à l'ensemble de canons et une seconde direction de référence Le procédé selon l'invention se caractérise principalement en ce qu'on forme sur au moins un analyseur optique une image contrastée à bords nets d'au moins un repère optique lié à l'ensemble de canons La mesure de la position de l'image sur l'analyseur est une mesure de l'angle à annuler. Selon un autre mode de réalisation, on évite l'usage de repères optiques en utilisant des formes particulières de l'ensemble de 10 canons Pour cela, on forme l'image d'une projection dans un plan prédéterminé d'une section de l'ensemble de canons La mesure de la position ou la dimension de l'image sur l'analyseur est une mesure de l'angle à annuler. Un autre avantage de la présente invention est de permettre aussi un centrage de l'ensemble de canons sur l'axe central du tube. Pour cela on peut utiliser deux images d'un élément de l'ensemble de canons, par exemple de deux repères optiques symétriques par rapport au faisceau central sur l'ensemble de canons ou encore d'une section droite de l'ensemble de canons En amenant les centres de 20 ces images en coïncidence à des valeurs prédéterminées on obtient à la fois un alignement par rotation et un centrage éventuellement par translation Mais on peut aussi avec une seule image, correspondant à la projection sur un plan prédéterminé d'une section de l'ensemble de canons, réaliser les deux mesures en amenant d'une part la 25 dimension de l'image à une valeur prédéterminée, par exemple minimum, obtenir l'alignement du plan des canons et d'autre part la position du centre de l'image à une valeur prédéterminée obtenir le centrage de l'ensemble sur l'axe du tube. La présente invention sera mieux comprise à l'aide de la 30 description et des dessins annexés qui sont: la figure 1: un schéma d'un dispositif mettant en oeuvre le procédé selon l'invention, la figure 2: un schéma d'un réglage d'un ensemble de canons selon le procédé de l'invention, la figure 3 À un détail du fonctionnement d'un analyseur selon l'invention, la figure 4 un autre fonctionnement selon une variante de l'invention, la figure 5 un circuit d'alignement automatique mettant en oeuvre l'invention, la figure 6: un organigramme schématique des moyens informatiques de mise en oeuvre, la figure 7: un schéma d'un autre mode de réalisation selon 10 l'invention. A la figure 1, on a représenté un schéma d'un montage mettant en oeuvre le procédé selon l'invention Le tube de formation d'images 1 représenté à la figure est par exemple un tube de télévision en couleurs Il comporte notamment une enveloppe de verre dont la 15 grande face est garnie d'un écran électro-luminescent 2 En face de cet écran, le tube 1 comporte un col 5 destiné à porter le déviateur électromagnétique et l'ensemble de canons 6 L'ensemble de canons 6 est destiné à être installé dans le col 5 le long de l'axe 8 Une fois installé dans une position convenable l'ensemble 6 est soudé au 20 col 5 L'ensemble de canons comporte un corps 6 et trois canons 7, 8 et 9 chacun réservé à une des trois couleurs fondamentales de la télévision trichrome Dans l'exemple de réalisation illustré à la figure 1 ces trois canons sont alignés dans un plan dont la trace est indiquée à la référence 4 à la figure 1 L'écran 2 est de 25 forme générale bombé Chaque luminophore 15 est destiné à être frappé par les trois faisceaux d'électrons issus des canons 7 9 On a grossi avec une loupe 16 la structure d'une triade de luminophores particulière Elle est constituée par une partie de trois bandes de phosphore convenablement traité Chacune de ces trois ban30 des 17, 18 et 19 est réservée à un faisceau d'électrons particulier correspondant à la couleur que l'on désire émettre La direction de ces bandes est perpendiculaire au plan des trois canons une fois l'ensemble 6 installé et positionné normalement Cette disposition permet d'assurer une convergence convenable lors de l'installation des déviateurs sur le col 59 si le plan 4 est perpendiculaire à la direction des bandes 17 à 19, Le problème qu'il s'agit de résoudre est de connaître exactement la position du plan 4 des trois canons 7 à 9 de façon à 5 l'amener dans une position de référence ou il sera perpendiculaire à la direction des bandes 17 à 19 Cette position de référence est constituée par un axe 10 dit direction de référence Le dispositif d'alignement selon l'invention comporte deux analyseurs optiques 12 et 13 montés sur un support 11 et alignés sur cet axe 10 Les 10 deux analyseurs sont montés symétriquement de part et d'autre de l'axe central 8 du tube On a représenté un éclairage 28 qui émet un faisceau lumineux 29 sur un élément de référence de l'ensemble de canons 6 Les analyseurs optiques 12 et 13 sont connectés à un processeur de calcul qui permet d'actionner des asservissements non 15 représentés à la figure qui font tourner l'ensemble de canons 6 9 de façon à le présenter dans le col 5 selon la direction prévue A la figure 2, on a représenté un schéma d'un tel dispositif. Les deux analyseurs 12 et 13 sont situés'face à face selon un axe 10. L'ensemble de canons 6 est placé de telle façon que le plan de 20 symétrie des canons fait un angle a avec la direction 10 Le plan de symétrie des canons est vu sur la figure 2 selon une première direction 26 I 11 s'agit donc de mesurer l'angle a que fait cette première direction 26 avec la seconde direction de référence 10. Chaque analyseur comporte dans un boîtier un objectif 20 ou 23 25 destiné à former une image contrastée à bords nets sur une rétine électro-optique 21 ou 22 Cette rétine peut être constituée par une barrette linéaire photosensible multi éléments par exemple à transfert de charge (CCD) Dans un exemple de réalisation, on utilise le composant TH 78 02 Les barrettes linéaires sont, dans un souci de 30 simplification et d'amélioration de la résolution des mesures, disposées face à face perpendiculairement à la direction de référence 10. A la figure 3, on a représenté le fonctionnement d'une barrette à transfert de charge selon l'invention La barrette 30 comporte une pluralité d'éléments photosensibles distincts Une électronique inté- grée à la barrette permet de connaître facilement l'intensité d'éclairement et la position exacte de chacun des photo-éléments excités. On a représenté en 32 d'une manière ombrée l'image déposée sur la barrette 30 par un objectif comme l'objectif 20 de l'analyseur 13. 5 Dans un mode de réalisation selon l'invention représenté notamment aux figures I et 2 on forme l'image de repère optique 25 a ou 25 b représentés aussi par le repère 14 à la figure 1 Ces repères peuvent être constitués par des pastilles réfléchissantes ou opaques ou encore par des découpes rectangulaires pratiquées dans le corps 6 de 10 l'ensemble de canons A la figure 3, on a représenté en 31 la position que doit prendre l'image du repère optique une fois l'ensemble de canons aligné Par des moyens électroniques appropriés on peut donc connaître le premier élément photosensible excité et le dernier élément photosensible excité dans l'image 32 Par un simple calcul 15 de leur demie somme, on connaît donc la position du centre de l'image 33 Il s'agit alors d'amener cette valeur à la valeur désirée 34 de la position de l'image du repère correspondant à l'alignement Une telle disposition permet effectivement de réaliser un alignement avec un seul analyseur optique. A la figure 4, on a représenté un autre mode de réalisation selon lequel on utilise deux barrettes photosensibles à transfert de charge Ces barrettes 35 et 36 reçoivent des images 37 et 38 Le centre de pivotement de l'ensemble de canons est le point 39 Il s'agit donc d'annuler l'angle indiqué par le repère 40 Quand la 25 direction contenant les centres 41 et 42, ou positions des images 37 et 38, et le centre 39 de pivotement de l'ensemble de canons est perpendiculaire aux directions parallèles des barrettes linéaires, l'alignement est réalisé On obtient cette condition d'alignement en rendant égales les grandeurs 41 et 42 obtenues respectivement par 30 la demie somme des positions des premiers et derniers éléments photosensibles activés par l'image sur chacune des barrettes 35 ou 36. A la figure 5, on a représenté un processeur de traitement permettant un asservissement automatique de montage aligné On n'a pas représenté au dessin les parties mécaniques permettant la manipulation et le maintien de l'ensemble de canons et du tube Les analyseurs sont reliés à des circuits 50 et 51 dits circuit analyseur A et circuit analyseur Be Leurs sorties "'éclairement" sont reliées à un convertisseur analogique numérique bivoie 52 dont la sortie est un bus connecté à un microprocesseur 53 muni du moyen mémoire convenable Le microprocesseur 53 génère d'une part les signaux de temporisation et de comptage de cellules permettant le fonctionnement des barrettes à transfert de charge des analyseurs A et B et d'autre part les impulsions de pilotage d'une interface moteur 54. 10 Les impulsions de pilotage sont commandées par l'écart entre une valeur préenregistrée dans le moyen mémoire d'un microprocesseur et la demie somme des rangs des premier et dernier éléments photosensibles excités par l'image sur la barrette de chaque analyseur ou encore si le centrage de l'ensemble 6 9 est assuré par l'écart 15 entre les demies sommes précitées sur chacun des deux analyseurs 12 et 13 disposés symétriquement de part et d'autre de l'ensemble 6 Cet interface moteur délivre par exemple une tension électrique à un moteur 55 permettant de convertir les écarts représentés à la figure 4 entre les deux images sur les analy20 seurs A et B en rotation du moteur 55 permettant l'alignement désiré. A la figure 6, on a représenté un organigramme de fonctionnement du circuit de la figure 5 Un tel organigramme commence par les opérations d'initialisation 56 avant d'entrer dans la boucle 25 d'asservissement constituée par une phase d'acquisition des signaux des circuits analyseurs A et B 57 Puis on identifie les signaux utiles au calcul de la grandeur désirée Un tel calcul est possible par la mesure du rang des bords de l'image de chacun des repères déposés sur l'ensemble des canons Ces différentes données sont utilisées 30 pour calculer l'erreur, c'est-àdire l'angle a de la figure 2 qu'il faut annuler pour obtenir l'alignement, par exemple en utilisant la demie somme des rangs des images déposées sur les repères Si l'erreur est inférieure à une certaine limite dite limite de résolution ou erreur d'alignement, le calculateur se branche sur la routine de fin de programme 60 Sinon on renvoie à la génération 61 d'impulsions de commande du moteur de façon à faire progresser l'erreur vers son annulation On retourne alors à l'acquisition de signaux 57 A la figure 7, on a représenté un autre mode de réalisation 5 selon l'invention selon lequel on utilise une forme particulière de l'ensemble de canons pour réaliser l'alignement En effet, l'ensemble de canons est souvent constitué par une série de coupelles dites électrodes de focalisation ou grilles réalisées en un matériau métallique brillant qui peut convenir pour former des images sur des barrettes à transfert de charge Dans certaines configurations en particulier, l'une des grilles a l'aspect d'un cylindre dont la section droite est constituée par deux demi-cercles reliés par des parties plates En position d'alignement la projection sur un plan perpendiculaire à l'axe 80 représenté à la figure 7 est de dimension 15 minimum Selon un tel mode de réalisation du procédé selon l'invention, on réalise donc une image 77 de la position courante o l'ensemble de canons présente un angle de déviation repéré par 79. Cette image 77 doit être réduite en dimensions Par rotation on amène cette valeur jusqu'à la valeur 78 correspondant à la position 20 d'alignement 80 L'opération peut aussi comprendre l'utilisation du calcul du centre de l'image de façon à centrer l'axe du faisceau central porté par le canon 73, notamment en utilisant deux analyseurs optiques comme vu précédemment. L'utilisation dans chacun des modes de réalisation selon l'in25 vention, de deux analyseurs permet un étalonnage simple Le dispositif de mesure peut en effet subir des déformations et des mauvais alignements des analyseurs Pour cela il faut réaliser un étalonnage des deux analyseurs en déterminant l'erreur D d'alignement L'erreur D d'alignement peut être mesurée par le rang de l'élément 30 photosensible qui correspond à l'élément photosensible de rang 1 (le premier) sur la direction de référence 10 Il faut par la suite ajouter à chacune des valeurs mesurées sur l'un des deux analyseurs cette valeur D pour obtenir la valeur juste. D'autres variantes sont possibles qui utiliseraient non plus une détection en linéaire mais une détection selon une matrice: de façon à réaliser aussi un alignement du canon dans le sens vertical dit aussi sens nord-sud sur l'écran de la figure 1 o On peut aussi sans 5 sortir du domaine de l'invention doubler le dispositif de mesure de la figure 1 pour obtenir un tel alignement tant en rotation autour de l'axe 8 qu'autour de l'axe 10 de l'ensemble de canons. Les modes de réalisation décrits jusqu'ici concernent des applications o l'ensemble de canons 6 à 9 est amené sans erreur 10 possible le long de l'axe 8 central du tube 1 L'invention permet aussi de réaliser un asservissement permettant de corriger des erreurs de centrage de l'ensemble de canons Ceci est notamment possible grâce à la grande résolution du dispositif quand les barrettes photosensibles comportent 256 et même 1024 éléments actifso Dans un 15 mode de réalisation o l'on utilise une seule image d'une section de l'ensemble de canons (voir figure 7), on dispose de deux grandeurs. La première 77 est la dimension de l'image On a vu que pour obtenir un alignement correct il faut amener cette dimension à une valeur prédéterminée par exemple minimale dans le cas de la figure 3 Pour 20 en plus s'assurer du centrage, il faut-mesurer la valeur de la position du centre de cette image En amenant par translation à l'ensemble de canons cette valeur à une valeur prédéterminée, on obtient aussi un centrage convenable en utilisant les mêmes moyens que ceux décrits aux figures 5 et 6 Ce procédé convient aussi aux modes de 25 réalisation à deux analyseurs optiques avec ou sans repères optiques. REVENDICATIONS 1 Procédé d'alignement d'un ensemble de canons à électrons pour un tube de télévision en couleurs, procédé selon lequel on annule l'angle entre une première direction liée à l'ensemble de canons et une seconde direction de référence, sa mesure étant assurée par le moyen d'au moins un repère optique ( 14) lié à l'ensemble de canons, caractérisé en ce qu'on forme sur au moins un analyseur optique ( 12, 13) une image contrastée à bords nets de chaque repère optique ( 14), la mesure de la position de l'image sur l'analyseur ( 12, 13) étant une mesure de l'angle (a) à annuler. 2 Procédé d'alignement d'un ensemble de canons à électrons de tube pour formation d'images, le procédé étant du genre o on mesure l'angle fait entre une première direction ( 26) liée à l'ensemble de canons ( 6 9) par rapport à une seconde direction de référence ( 10) par des moyens optiques ( 11 13) pour annuler cet 15 angle (a), caractérisé en ce qu'on forme sur au moins un analyseur optique ( 12 ou 13) une image contrastée à bords nets d'une section de l'ensemble ( 6 9), de la mesure de la position ( 75) ou de la dimension ( 77) de l'image sur l'analyseur étant une mesure de l'angle ( 79) à annuler. 3 Procédé selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que la position de l'image ( 32) sur l'analyseur est repéré par son centre ( 33), l'annulation de l'angle (a) étant réalisée quand cette valeur ( 33) est ramenée à une valeur ( 34) prédéterminée correspondante à l'alignement. 4 Procédé selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que l'alignement de l'ensemble ( 6 9) est réalisé en tournant l'ensemble de façon à amener le milieu ( 41 ou 42) de deux images ( 37 ou 38) en coïncidence sur deux analyseurs ( 12, 13) disposés symétriquement de part et d'autre de l'ensemble ( 6). Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'alignement et le centrage de l'ensemble ( 6 9) sont réalisés en déplaçant l'ensemble de façon à amener le milieu ( 41 ou 42) de deux images ( 37 ou 38) en coïncidence avec une valeur prédéterminée sur deux analyseurs ( 12, 13) disposés symétriquement de part et d'autre de l'ensemble ( 6)o 6 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'alignement et le centrage de l'ensemble ( 6 9) sont réalisés en déplaçant l'ensemble de façon à amener le milieu ( 41 ou 42) de deux IO images en coïncidence avec une valeur prédéterminée et en rendant leurs dimensions égales à une seconde valeur prédéterminée. 7 Dispositif mettant en eeuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte sur un support (I 1) et selon une direction de référence ( 10) au moins un 15 analyseur optique ( 12 ou 13) fournissant une mesure de l'image d'un repère optique ( 25 a ou 25 b) ou d'une section de l'ensemble ( 6 9) de canons. 8 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend aussi un projecteur ( 28) éclairant en lumière forte la 20 partie à imager de l'ensemble de canons de manière à produire une image contrastée à bords nets sur les analyseurs. 9 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque analyseur ( 12 ou 13) comporte un dispositif électronique photosensible comportant plusieurs éléments actifs alignés le long d'une 25 direction perpendiculaire à la direction de référence ( 10). Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dispositif électronique photosensible est une barrette linéaire photosensible à transfert de charge. Il Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que 30 les repères optiques ( 25 a, 25 b) sont des pastilles réfléchissantes ou absorbantes de la lumière. 12 Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les repères optiques ( 25 a, 25 b) sont des ouvertures disposées sur le corps de l'ensemble de canons ( 6 9) au niveau des électrodes de focalisation. 254 ? 952 13 Dispositif selon l'une des revendications 7 à 12, caractérisé en ce qu'il comporte un processeur de commande ( 50 54) destiné à donner des ordres à un moteur ( 55) relié à des moyens de placement de l'ensemble de canons ( 6 9) sur le col du tube ( 5) afin de réaliser l'alignement et/ou le centrage de l'ensemble. 14 Dispositif selon les revendications 9 et 13, caractérisé en ce que la donnée fournie des analyseurs optiques ( 12, 13) au processeur ( 50 54) est constituée par la demie somme des rangs des permier et dernier éléments photosensibles excités par l'image sur la 10 barrette.