Brevet FR2585878A1 — publié le 19870206

CONFORMATEUR DE CHAMP, POUR TUBE DE TELEVISION COULEUR A TROIS FAISCEAUX EN LIGNE L'invention est relative à un conformateur de champ pour tube de télévision en couleurs à trois faisceaux en ligne. Elle trouve application dans le domaine des tubes de télévision couleur, de type à masque d'ombre (shadow mask) possédant un canon générateur de trois faisceaux électroniques coplanaires dits tubes "in line", et possédant une unité de déflexion électromagnétique, dit déviateur. Dans un déviateur auto-convergent, la convergence des fais- ceaux latéraux (générateurs des images rouge et bleue) est réalisée par la forme des champs magnétiques dans le volume de déviation. Par contre, l'image donnée par le faisceau central (image verte) n'a généralement pas la même amplitude que celle générée par les faisceaux latéraux. Cette différence d'amplitude s'analyse au point de vue optique comme une erreur de coma. Les erreurs ou défauts de géométrie des images de télévision sont évaluées par rapport à des mires de couleurs de base rouge, vert, bleue. Des coefficients de défaut d'une image ou mire d'une couleur par rapport à une autre couleur sont désignés par exemple convergence rouge/bleu. La convergence rouge/bleue est évaluée par la mesure des écarts de dimensions entre un rectangle rouge et un rectangle bleu crée par les mêmes conditions de déviation. Cette convergence est une caractéristique désirée du tube qui permet pour des conditions de déviation identiques d'obtenir le recouvrement des images rouge et bleue le plus strict. La géométrie du champ nécessaire pour réaliser la conver- gence rouge/bleue est généralement telle que l'amplitude verticale de l'image verte est faible (coma vertical négatif) alors que l'ampli- tude horizontale de l'image verte est voisine de celle de l'image rouge/bleue (coma horizontal voisin de zéro). Un canon électronique produisant trois faisceaux comporte couramment trois cathodes alignées, ainsi qu'un certain nombre d'électrodes, et une coupelle avant servant en particulier au centrage du canon dans le tube. Pour corriger ces défauts de coma, on dispose dans la coupelle du canon générateur des faisceaux, des petites pièces métalliques de perméabilité élevée, dont le rôle est de modifier localement les lignes de champ du déviateur. On les désigne par le terme de "Field Former" ou conformateurs de champ. La forme et la position par rapport aux trois faisceaux de ces pièces sont ajustées de façon à rendre nuls les défauts de coma. Mais l'action de ces conformateurs de champ apparaît souvent dissymétrique sur une image télévision, c'est-à-dire que lorsque le coma est nul les lignes vertes peuvent néanmoins être décalées par rappport aux lignes rouge/bleue en bord d'image. Ce défaut peut se désigner sous le terme "décalage vert". On remarquera qu'entre l'émission des électrons et leurs impacts sur l'écran, on dispose deux ensembles optiques distincts. Le premier est une optique électronique de type électrostatique qui est constituée par des grilles du canon électronique. Le second, de type électromagnétique est constitué par le déviateur. Ce dernier engendre principalement des champs magnétiques de déviation ligne et trame. Chaque optique entraîne des défauts particuliers. Il est intéressant que la mise en place des conformateurs de champ ne modifie pas de façon importante la situation de conver- gence rouge/bleu du système, ce qui obligerait à une remise en cause importante du déviateur. Pour éviter ce problème, il faut définir des conformateurs de champ modifiant de façon voisine les longueurs des champs de déflexion horizontale et verticale vus par les faisceaux latéraux. C'est un but de la présente invention de définir un système de conformateurs de champ permettant de corriger les défauts de coma d'un tube de télévision "in line" auto-convergent sans présenter pour autant de décalage vert, et en modifiant peu la situation de convergence des faisceaux latéraux, définie par le déviateur. La correction par conformateur de champ est déjà réalisée dans plusieurs canons de l'art antérieur. Dans un premier type représenté à la figure 4 du dessin, le canon comporte des barreaux et des anneaux: - les anneaux 33, 34 placés sur les faisceaux latéraux 35, 37 réduisent le champ vertical et ramènent le coma vertical à zéro. Mais ils réduisent aussi le champ horizontal et il faut réduire également le champ horizontal sur le faisceau central. On est donc conduite à déposer deux barreaux 38, 39 verticalement de part et d'autre du faisceau central 36. Mais les barreaux ont un comportement temporel très diffé- rent des coupelles et introduisent un phénomène de décalage vert important. Dans un second type représenté à la figure 5, le canon comporte des barres 43-46: - les barres réduisent le champ vertical sur les faisceaux latéraux 40, 42 et peuvent augmenter légèrement le champ horizontal sur ces mêmes faisceaux. Ces conformateurs de champ font une correction de coma vertical réduite et ne sont pas, de ce fait, utilisables dans un grand nombre de cas. Il existe par ailleurs d'autres conformateurs de champ présen- tant des formes complexes et non planes, ce qui rend leur fabri- cation, leur manipulation et leur mise en place plus délicates. L'invention apporte remède à ces inconvénients de l'art anté- rieur. En effet, elle concerne un conformateur de champ pour tube de télévision couleur à trois faisceaux en ligne, le tube étant du type qui comporte un déviateur électromagnétique interposé entre un canon électronique produisant les trois faisceaux et un écran de formation d'une image de télévision, le canon comportant du côté du déviateur une coupelle, caractérisé en ce qu'il comporte deux plaques, déposées sur la coupelle, chaque plaque étant constituée d'une première partie perpendiculaire à l'axe d'alignement des faisceaux et de seconde et troisième parties perpendiculaires à la première disposées symétriquement à l'axe d'alignement des fais- ceux de façon à entourer les faisceaux latéraux, les deux plaques étant disposées symétriquement de part et d'autre du trou de la coupelle laissant passer le faisceau central. D'autres avantages et caractéristiques de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des figures annexées qui sont: - la figure 1 une coupe schématique d'un tube de télévision en couleur classique; - la figure 2 une image d'une mire d'essai obtenue sur un écran d'un tube non corrigé et constituée d'un rectangle vert et d'un rectangle rouge et bleu; - la figure 3 la même image pour un tube corrigé présentant un défaut de décalage vert; - la figure 4 un schéma de conformateur d'un premier type selon l'art antérieur; - la figure 5 un schéma de conformateur d'un second type selon l'art antérieur; - la figure 6 un schéma d'un premier mode de réalisation de conformateur selon l'invention; - la figure 7 un schéma des lignes de champ de déflexion verticale; - la figure 8 un schéma des distributions du champ de déflexion verticale avec ou sans conformateur; - la figure 9 un schéma des lignes de champ de déflexion horizontale; - la figure 10 un schéma des distributions du champ de déflexion horizontale avec ou sans conformateur; - la figure Il les variations du champ de déviation horizon- tale; - les figures 12 les variations de la magnétisation des confor- mateurs de champ; - la figure 13 les variations du champ résultant au niveau des faisceaux; - les figures 14 à 16 trois exemples de réalisation de confor- mateurs selon l'invention. Le dispositif de conformation prend place dans un tube de télévision selon figure 1 comprenant un canon I générateur de trois faisceaux électroniques, un déviateur électromagnétique 2 et un écran 3 o se forme les images, Le canon I comporte près de l'entrée du déviateur 2 une coupelle 4 percée de trois trous alignés pour le passage des faisceaux. Le dispositif est particulièrement utile dans les cas o la géométrie du champ magnétique du déviateur conduit à une image selon figure 2 o le coma vertical est nettement négatif et o le coma horizontal est voisin de zéro. Dans cette situation, l'utilisation de certaines solutions o l'équilibrage des effets temporels n'est pas recherché conduit généralement à une image selon figure 3 o les coma horizontaux et verticaux sont bien nuls, mais o les confor- mateurs de champs ont fait apparaître un défaut de décalage vert. Selon l'invention, le dispositif se compose de deux pièces planes, faites en matériau magnétique de perméabilité élevée, disposées sur le fond de la coupelle avant du canon, servant au centrage de celui-ci dans le col du tube. Dans cette zone arrière au déviateur, les champs du déviateur sont encore importants et il est possible de les faire varier de façon sensible. Cependant, les faisceaux sont très peu déviés et il est possible par des variations très localisées du champ d'avoir une action globale sur l'amplitude des images générées par chacun des faisceaux. La figure 6 montre un exemple de réalisation des confor- mateurs de champ avec leur position par rapport aux trois faisceaux -12, qui passent aux centres des trois trous 7-9 de la coupelle 18. Les conformateurs de champ 5, 6 possèdent chacun deux pattes horizontales 16a, 17a ou 16b, 17b ainsi qu'une barre verticale 15a ou 15b. Ils sont disposés entre les trous de la coupelle symétri- quement à l'axe 14 perpendiculaire à l'axe 13 d'alignement des trois faisceaux. Les pattes horizontales situées de part et d'autre des faisceaux latéraux ont pour effet de capter les lignes de champ 25 de déflexion verticale comme il est vue à la figure 7 en atténuant ainsi le champ au niveau de ces faisceaux. Par contre le champ va se trouver concentré au niveau du faisceau central. La modification de la distribution du champ de déflexion verticale se fera donc selon la figure 8. La courbe 20 correspond à une distribution du champ magné- tique de déflexion verticale pour un déviateur non corrigé. La correction créée par les conformateurs est purement locale et limitée à la région comprise entre la sortie du canon et l'entrée de la zone de déviation ou de déflexion 24. L'action sur cette distri- bution des conformateurs selon l'invention est un renforcement local 21 du champ de déviation verticale sur le faisceau central et un affaiblissement local 22 de ce même champ sur les faisceaux latéraux. La zone d'action entoure la projection 23 du plan des conformateurs de champ. Cette configuration permet bien de corriger une situation de coma vertical négatif. Les barres verticales, situées entre les faisceaux ont pour effet de canaliser les lignes de champ 26 de déflexion horizontale selon la figure 9 et vont permettre d'atténuer ce champ pour les trois faisceaux, de façon relativement équilibrée. Différents exemples de réalisation, cités plus loin permettent d'avoir un effet de coma soit légèrement positif, soit légèrement négatif, soit nul. La modification du champ se fera donc selon figure 10 dans la zone 29 o sont disposées les plaques, avec une atténuation 30 relati- vement à un champ 31 sans correction par conformateur pour les trois faisceaux. L'atténuation du champ horizontal permet de déplacer le centre de déflexion horizontale de la même façon que le centre de déflexion verticale, pour les faisceaux latéraux, et ainsi de conserver les propriétés de convergence du déviateur. Par ailleurs, le fait d'atténuer le champ de déflexion horizon- tale par les mêmes pièces pour les faisceaux latéraux et le faisceau central permet d'équilibrer les phénomènes temporels sur les trois faisceaux. Les conformateurs de champ sont en effet plongés, dans le cas des tubes de télévision dans des champs variables, tels que le champ de déflexion horizontale représenté figure 11 et le champ de déflexion verticale, beaucoup plus lent. Le champ horizontal passe d'une valeur -H à +H pendant l'aller du balayage (soit 50 micro- secondes environ) puis de +H à -H pendant le retour du balayage (soit 10 microsecondes environ). Par rapport à ces vitesses, la magnétisation des conformateurs de champ, en matériau ferromagnétique, ne peut pas être instan- tanée et va présenter un certain retard. Ce retard T vu à la figure 12, correspond au temps nécessaire à l'orientation des domaines magnétiques élémentaires du conformateur de champ. Ce type de phénomène s'interprète comme une modification du cycle d'hysté- résis lorsqu'on augmente de façon importante la vitesse du parcours de ce cycle. Ce retard va se traduire par une courbe de magnétisation 50 de conformateurs de champ présentant un certain temps d'acqui- sition (ou constante de temps) et un certain trainage par rapport au champ magnétisant qui est le champ de déflexion, et qui est donc semblable à la courbe 51 de ces variations. Le champ résultant au niveau des faisceaux sera la somme du champ sans conformateurs de champ, et du champ induit par la magnétisation des conformateurs de champ. Il aura la forme 52 représentée figure 13, avec les deux particularités suivantes: - le champ résultant n'est pas nul en même temps que le champ du déviateur, - le champ résultant n'est pas symétrique en début et fin de balayage, contrairement au champ du déviateur. On peut noter que la seule hystérésis du matériau composant les conformateurs de champ aura aussi pour effet un champ non nul au moment o le champ magnétisant est nul, mais ce phénomène semble de moindre importance que le retard lié au cycle de balayage de la déflexion horizontale. Pour chacun des faisceaux la modification du champ par les conformateurs de champ se traduira donc: - par une modification de l'impact du faisceau sur l'écran au moment ou le courant est nul dans le déviateur, - par une modification d'amplitude de balayage non symétrique entre le début et la fin du balayage horizontal, c'est-à-dire entre les bords gauche et droit de l'image. Ces effets seront plus ou mpins prononcés sur chacun des faisceaux en fonction de la nature, de la forme et de la position des conformateurs de champ. Dans le cas o cette action est très différente sur le faisceau central et sur les faisceaux latéraux, on voit apparaître, sur l'écran, une dissymétrie dans l'amplitude relative de l'image verte 33 et de l'image rouge/bleue 32, entre le bord gauche 35 et le bord droit 34, c'est-àdire un défaut de décalage vert, visible à la figure 3. Ces phénomènes sont résolus par l'utilisation de conformateurs de champ o la réduction du champ de déflexion horizontale est réalisée par une structure commune pour le faisceau central et les faisceaux latéraux. Ainsi les dissymétries d'amplitude sont les mêmes pour les trois couleurs et la convergence reste correcte sur tout l'écran. On a remarqué que dans le cas o le déviateur laisserait une situation de coma horizontal très éloignée de zéro, il serait très difficile d'équilibrer les effets temporels des conformateurs de champ, donc d'éliminer le décalage vert. C'est la raison pour laquelle on conçoit selon l'invention des déviateurs à coma hori- zontal voisin de zéro. On a représenté figures 14 à 16 des variantes de confor- mateurs de champ présentant un certain nombre de propriétés communes: correction du coma vertical négatif (la correction sera plus ou moins prononcée suivant la longueur des pattes horizontales des pièces), atténuation du champ horizontal sur les faisceaux latéraux de façon à ne pas modifier la situation de convergence rouge/bleue du système tube/déviateur, - effet temporel identique sur les champs vus par les trois faisceaux et absence de décalage vert, - conformateurs plans donc facile à mettre en oeuvre. Ces différentes variantes ont des actions d'atténuation du champ de déflexion horizontale sur le faisceau central légèrement différentes et s'appliqueront donc selon que le coma horizontal est strictement nul (figure 6 et figure 14) ou légèrement négatif (figure ) ou légèrement positif (figure 16). Dans le premier cas, chaque plaque comporte des excrois- sances ou bien parallèlement à l'axe 13 ou bien perpendiculairement à celui-ci. Dans le second cas, chaque plaque est un "U" simple qui entoure un faisceau latéral. Dans le troisième cas, les excroissances se cumulent de manière à entourer partiellement et à distance le faisceau central. Dans un autre mode de réalisation, non représenté au dessin, chaque plaque est de forme arrondie. A cette fin les angles des plaques sont effacés par des congés de manière à ce que les formes géométriques des plaques soient continues. On évite ainsi certains effets de pointe indésirables. REVENDICATIONS 1. Conformateur de champ pour tube de télévision couleur à trois faisceaux en ligne, le tube étant du type qui comporte un déviateur électromagnétique (2) interposé entre un canon électro- nique (1) produisant les trois faisceaux et un écran de formation d'une image de télévision (3), le canon comportant du côté du déviateur une coupelle (4), caractérisé en ce qu'il comporte deux plaques, déposées sur la coupelle, chaque plaque étant constituée d'une première partie perpendiculaire (15) à l'axe d'alignement des faisceaux et de seconde et troisième parties (16, 17) perpendicu- laires à la première disposées symétriquement à l'axe d'alignement (13) des faisceaux de façon à entourer les faisceaux latéraux (7, 9), les deux plaques étant disposées symétriquement de part et d'autre du trou (11) de la coupelle laissant passer le faisceau central (8). 2. Conformateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur des seconde et troisième parties (16, 17) est déterminée de manière à corriger l'erreur de coma vertical négatif. 3. Conformateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque plaque comporte deux excroissances dans le sens de l'un ou l'autre de l'axe d'alignement des faisceaux (13) ou sa perpendi- culaire (14) quand le champ magnétique horizontal est tel que l'image présente un coma horizontal nul. 4. Conformateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque plaque affecte la forme d'un "U" simple entourant un faisceau latéral quand le champ magnétique horizontal est tel que l'image présente un coma horizontal négatif. 5. Conformateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque plaque comporte une première et une seconde excrois- sance cumulées selon l'un ou l'autre des axes d'alignement (13) ou de sa perpendiculaire, de manière à entourer partiellement et à dis- tance le faisceau central quand le champ magnétique horizontal est tel que l'image présente un coma horizontal positif. 6. Conformateur selon l'une des revendications précédentes, Il caractérisé en ce que les plaques sont de formes arrondies, chaque angle étant effacé par un congé.