Brevet FR2617359A1 — publié le 19881230

L'invention concerne un procédé pour commander un tube image dont la dalle de verre possède une épaisseur qui varie selon une fonction connue, à la fois dans le sens vertical et dans le sens horizontal, et dont les deux électrodes déterminant le courant de faisceau du faisceau cathodique présentent une différence de tension constituée d'une tension continue d'un certain niveau, fixant la luminosité du fond, et de la tension du signal videéo, ainsi qu'un montage pour la mise en oeuvre de ce procédé. Pour répondre à la demande d'écrans dont l'aire de vi- sualisation présente une courbure aussi faible que possible, on utilise actuellement des tubes images dont la dalle, en raison de son grand rayon de courbure, possède une épaisseur de verre qui augmente continûment vers Le bord de la dalle, afin de préserver la stabilité mécanique requise. De plus, pour améliorer le contraste, - la dalle de telles écrans est habituellement teintée de manière que la transmission de la lumière soit d'environ 50%. Comme le verre peut seulement être teinté uniformément, pour des raisons techniques, la transmission de la lumière est donc inversement pro- portionnelle à l'épaisseur du verre. De ce fait, l'écran de tels tubes présente une distribution irrégulière de l'éclairement (lumi- nance) lors de l'utilisation. L'éclairement est maximal au milieu de l'écran et diminue régulièrement vers les angles. Cette situation est nuisible surtout s'il s'agit de visuels d'installations de traitement de données car cette distri- bution d'éclairement irrégulière provoque une forte sollicitation des yeux de l'opérateur. L'invention vise donc à indiquer un procédé de commande de tubes images, du type mentionné au début, qui compense la distribution irrégulière décrite ci-dessus de l'éclairement de l'écran. Un autre but de l'invention est d'indiquer un montage (circuit) pour la mise en oeuvre de ce procédé. Selon l'invention, un tel procédé est caractérisé en ce que, pendant l'allumage du faisceau cathodique, on superpose à la différence de tension mentionnée une tension correctrice dont le niveau s'adapte automatiquement à l'épaisseur de verre locale sui- vant l'endroit de l'écran o se trouve chaque fois le faisceau pendant sa déviation verticale ou horizontale. Ainsi, on empêche de façon simple, donc avantageuse, la diminution de l'éclairement vers les angles de l'écran, si bien que la luminosité de l'image est la même sur tout l'écran, à condition que le signal vidéo soit constant. Par conséquent, on peut obtenir, surtout pour l'affichage de textes sur l'écran, un fond éclairé uniformément et une représentation des caractères avec la même clarté partout. Selon une autre caractéristique du procédé, pour obtenir la tension correctrice, on produit un premier signal correcteur de manière que, pendant la déviation horizontale du faisceau, le niveau de ce signal varie à peu près proportionnellement à l'augmentation de l'épaisseur de verre suivant l'horizontale passant par le centre de la dalle, on produit un second signal côr- recteur de manière que, pendant la déviation verticale du faisceau, le niveau de ce second signal varie à peu près proportionnellement à l'augmentation de l'épaisseur de verre suivant la verticale pas- sant par le centre de la dalle et on transforme les premier et se- cond signaux correcteurs en tension correctrice par sommation. Ainsi, la tension correctrice peut être obtenue de façon simple à l'aide de seulement deux signaux correcteurs. Les signaux correcteurs peuvent eux-mêmes être produits de façon simple donc avantageuse lorsque a) on produit le premier signal correcteur au moyen d'un premier générateur de fonction et on produit le second signal correcteur au moyen d'un second générateur de fonction, en synchronisant le début de la production du premier signal avec le début de chaque balayage horizontal et en synchronisant le début de la production du second signal avec Le début de chaque balayage vertical; b) on produit le premier signal correcteur à partir du courant de déviation horizontale et on pro- duit le second signal correcteur à partir du courant de déviation verticale, par intégration d'une tension proportionnelle au courant dans chaque cas. Pour ce qui est du montage ou circuit de mise en oeuvre du procédé selon l'invention, un mode de réalisation avantageux, comportant seulement un faible nombre de composants économiques, est caractérisé en ce que: - il comprend un premier intégrateur dont l'entrée, à travers un convertisseur courant-tension, prélève une tension pro- portionnelle au courant de déviation horizontale sur le circuit de déviation horizontale; - - il comprend un second intégrateur dont l'entrée, à tra- vers un convertisseur courant-tension, prélève une tension propor- tionnelle au courant de déviation verticale sur le circuit de déviation verticale; - les sorties des premier et second intégrateurs et la sortie d'un dispositif pour le réglage de la luminosité du fond de l'écran sont connectées aux entrées d'un circuit de sommation; et - la sortie du circuit de sommation est connectée à l'une des électrodes déterminant le courant de faisceau du tube image. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'exemples de mise en oeuvre du procédé et de réalisation du mon- tage, ainsi que du dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 montre schématiquement un champ de tension correctrice; et - la figure 2 représente un montage pour établir la dif- férence de tension entre la cathode et la première grille d'un tube image. La figure 1 montre, dans un système de coordonnées tridi- mensionnel, un champ de tension correctrice 1. La représentation utilise comme référence l'aire utile de l'écran 2, disposée dans le plan défini par les axes X et Y, de manière que le centre de l'écran coincide avec l'origine des coordonnées. Au-dessus de la surface de l'écran 2, le champ de tension correctrice 1 est recourbé vers le haut en direction de L'axe de coordonnée désigné par UK. Comme on peut le voir sur le dessin, la tension correctrice UK est 0 au centre de l'écran, augmente vers l'extérieur et atteint la valeur maximale dans les angles de l'écran. Bien entendu, la figure 1 est seulement une illustration qualitative de la situation, étant entendu que les valeurs quanti- 2617359' tatives de La tension correctrice dépendent de L'écran empLoyé. La détermination quantitative du champ de tension correctrice 1 montré s'effectue par conséquent sur La base des données fournies par Le fabricant du tube cathodique en ce qui concerne L'épaisseur de La dalle de verre, ou sur la base de mesures pour déterminer cette épaisseur. Comme déjà mentionné au début, cette épaisseur de verre est inversement proportionnelle à la transmission de la lumière. IL s'ensuit que La tension correctrice nécessaire à un point donné de l'écran doit être directement proportionnelle à l'augmentation de l'épaisseur de verre à ce point, par rapport au centre de l'écran, de sorte que le champ de tension correctrice I peut être établi directement à partir de la variation de l'épaisseur de verre. Il va de soi que le champ de tension correctrice I peut être déterminé aussi de façon purement empirique en examinant, par des mesures adéquates, l'effet produit par des champs de tension correctrice, choisis au hasard, sur la distribution de la lumino- sité de l'écran. Afin de compenser les différences de luminosité, il s'agit maintenant d'appliquer la tension correctrice - fixée par le champ décrit ci-dessus aux deux électrodes déterminant le courant de faisceau, en synchronisme avec le balayage de l'écran par le faisceau cathodique. Pour y parvenir, on peut concevoir toute une série de façons différentes de procéder dont une méthode numérique et une méthode analogique seront ci-après décrites plus en détail. Dans le cas de l'élaboration numérique de la tension cor- rectrice, le champ de tension correctrice illustré sur la figure 1 se présente à l'état décomposé en valeurs discrètes qui sont stockées dans une mémoire numérique. Le contenu de cette mémoire est lu en synchronisme avec le balayage de L'écran par le faisceau cathodique cathodique, transformé par un convertisseur numérique- analogique en tension correctrice et superposé à la différence de tension appliquée aux deux électrodes déterminant le courant de faisceau. Pour la synchronisation entre le balayage de l'écran par le faisceau cathodique et La lecture du contenu de la mémoire, on peut se servir de l'allure caractéristique du courant de déviation du courant de déviation verticale et horizontale. Le début de l'opération de lecture est ainsi synchronisé avec le début du balayage vertical et la lecture de la rangée de tensions correctrices correspondant à une ligne d'image est synchronisée avec le début du balayage horizontal de cette ligne. La lecture de la tension correctrice pour une ligne s'effectue selon un schéma temporel préfixé. La méthode qui vient d'être décrite permet naturellement de nombreuses modifications, mais qui découlent sans problèmes de ce qui précède, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de les décrire en détail. Dans la méthode analogique pour élaborer la tension cor- rectrice, on utilise le fait qu'avec les écrans actuellement em- ployés couramment, du type mentionné au début, toute l'allure de l'augmentation d'épaisseur de la dalle du tube peut être représentée avec une précision suffisante par la superposition de l'allure de l'augmentation d'épaisseur le long de l'horizontale passant par le milieu de l'écran et de l'allure de l'augmentation d'épaisseur le long de la verticale passant par le milieu de l'écran. Le mot "superposition" veut dire ici que l'épaisseur à- un point quelconque de la dalle correspond à l'addition des épaisseurs définies par la projection des coordonnées du point en question sur les allures précitées ou courbes de l'augmentation d'épaisseur. En raison de ce qui vient d'être décrit, il suffit par conséquent de deux générateurs de fonction pour générer la fonction correctrice. Le premier générateur produit un premier signal correcteur à peu près proportionnel à l'augmentation de l'épaisseur de verre suivant l'horizontale par le milieu de la dalle et le second générateur produit un signal correcteur qui est à peu prés proportionnel à l'augmentation de l'épaisseur de verre suivant la verticale par le milieu de la dalle. Le premier générateur de fonction est déclenché par le début de chaque déviation horizontale du faisceau cathodique lors du balayage d'une ligne, tandis que le second générateur de fonction est déclenché par le début de chaque déviation verticale du faisceau. Par sommation des niveaux de sortie des générateurs, on peut former ensuite la tension correc- trice, laquelle est superposée à la différence de tension entre les deux électrodes déterminant le courant de faisceau. Comme mentionné plus haut, les deux générateurs sont déclenchés respectivement par le début du balayage horizontal et par le début du balayage vertical. En tant que signal de déclenche- ment, on peut donc utiliser le point d'inflexion inférieur de l'allure approximativement en dents de scie du courant de déviation pour le balayage horizontal et pour le balayage vertical. Il est possible également, pour produire le premier et le second signal correcteur, de découpler, du circuit de déviation pour le balayage horizontal et du circuit de déviation pour le balayage vertical, une tension proportionnelle au courant de déviation correspondant. Les deux tensions ainsi obtenues ont aussi, à peu près, une forme en dents de scie. Par intégration de la partie de chacune des deux allures de tension commentant par le point d'inflexion inférieur et se terminant par le point d'inflexion supérieur, on peut produire, en synchronisme respectivement avec le balayage horizontal et le balayage vertical, deux signaux ayant une forme à peu près parabolique. Des expé- riences pratiques ont démontré que ces deux signaux donnent, avec une adaptation adéquate des niveaux et à la suite de la sommation décrite plus haut, une tension correctrice suffisamment précise et permettant, par superposition à la différence de tension, une compensation relativement exacte de la distribution de la lumino- sité. La méthode analogique décrite ci-dessus pour la génération de la tension correctrice doit être considérée aussi comme l'une de nombreuses possibilités. En variante avec l'exemple décrit en dernier, on peut concevoir des solutions numériques, sur- tout pour la production des deux signaux correcteurs et pour la sommation consécutive. C'est ainsi que les deux générateurs de fonction peuvent être constitués par des mémoires numériques dans lesquelles les allures des signaux correcteurs mentionnés sont mémorisées numériquement à l'état décomposé en valeurs discrètes. La sommation suivante s'effectue alors avantageusement par addition des valeurs numériques extraites des mémoires. La synchronisation est assurée de nouveau en exploitant l'allure caractéristique du courant de déviation horizontale (point d'inflexion inférieur) pour la lecture du premier signal correcteur et du courant de déviation verticale (point d'inflexion inférieur) pour la lecture du second signal correcteur. Il va de soi que, avec la génération numérique décrite des deux signaux correcteurs, il faut prévoir, à la suite de la sommation, une conversion numérique-analogique de la tension cor- rectrice, obtenue sous forme numérique. La figure 2 représente un montage pour l'élaboration analogique décrite de la tension correctrice. Un convertisseur courant-tension 4 est relié par son entrée et des lignes 3 au circuit de déviation horizontale (non représenté) et par sa sortie à l'entrée d'un premier intégrateur 5 dont la sortie est connectée à une première entrée d'un circuit de sommation 6. Le circuit de déviation verticale (non représenté) est relié par des lignes 7 à l'entrée d'un second convertisseur courant-tension 8 dont la sortie est connectée à l'entrée d'un second intégrateur 9, lequel est relié de nouveau par sa sortie à une deuxième entrée du circuit de sommation 6. Enfin, une troisième entrée du circuit 6 est reliée au curseur d'un potentiomètre 10, lui-même alimenté par une source de tension (non représentée) avec une tension continue pour la production de la tension de polarisa- tion cathodique; La sortie du circuit de sommation 6 est connectée à la cathode 11 d'un tube image 12 dont la première grille 13 est connectée à la sortie d'un amplificateur vidéo 14. Il est supposé, pour expliquer le fonctionnement du mon- tage qui vient d'être décrit, que les lignes 3 et 7 sont parcourues par les courants de déviation en dents de scie pour le balayage ho- rizontal (lignes 3) et le balayage vertical (lignes 7). Les convertisseurs courant-tension.4 et 8 transforment les courants de déviation mentionnés en tensions proportionnelles qui, comme les courants, ont une forme en dents de scie. On obient ainsi une tension proportionnelle au courant de déviation horizon- , tale, qui est appliquée au premier intégrateur 5, ainsi qu'une 26 1 7359 tension proportionnelle au courant de déviation verticale et qui est appliquée au second intégrateur 7. Pour simplifier la suite de l'explication, il est à noter que le faisceau cathodique est supprimé au retour de balayage hori- zontal, respectivement au retour d'image. Il s'ensuit que, pour la suite de l'explication, il suffit de tenir compte de la partie des courants de déviation, ou des tensions proportionnelles à ces cou- rants, qui commence chaque fois par le point d'inflexion inférieur de la courbe en dents de scie et se termine par le point d'inflexion supérieur, ce qui correspond donc à une fonction linéairement croissante. Une telle allure de la tension aux entrées des intégrateurs 5 et 9 produit une allure de tension en forme de parabole à leurs sorties. Par l'addition de ces deux tensions paraboliques à la tension continue appliquée au curseur du potentiomètre 10, au moyen du circuit de sommation 6, la sortie de ce circuit et par suite la cathode 11 parcourent, pendant le balayage de l'écran par le faisceau cathodique allumé, un champ de tension correctrice qui correspond approximativement à la représentation de la figure 1, à ceci près que ladite figure montre seulement la fraction représentant la tension correctrice et non pas la composante continue fourni par le potentiométre. Lorsque, pendant le balayage de l'écran par le faisceau, l'amplificateur videéo 14 applique un signal video constant à la première grille 13 du tube, on obtient, grâce à la variation de la tension sur la cathode 11 en synchronisme avec la déviation du faisceau, une distribution uniforme de la luminosité sur l'écran. IL peut s'avérer nécessaire, bien évidemment, d'effectuer des adaptations de niveau dans le montage décrit. De telles mesures sont cependant généralement connues et ne demandent pas une expli- cation. De plus, alors que le signal correcteur est rapporté à l'endroit le plus mince de la dalle (centre de l'écran) dans le mode de mise en oeuvre décrit ici, il est naturellement possible aussi de former le signal correcteur par rapport à l'endroit le plus épais de la dalle (angles de l'écran). Dans le premier cas, on obtient le champ de tension correctrice selon la figure I; dans le second cas, le champ seLon La figure 1 est décalé de manière que les angles se trouvent dans le plan x-y. Pour terminer, il est encore à noter qu'il est bien entendu égal, pour l'application du principe décrit dans ce qui précède de la création d'une distribution uniforme de la luminosité sur la totalité de l'écran, que le tube image soit utilisé avec une commande par la cathode ou avec une commande par une grille. Les mesures nécessaires à l'un ou l'autre mode de commande découlent d'évidence, pour l'homme de l'art, de ce qui a été décrit. 26 1 7359 REVENDICATIONS 1. Procédé pour commander un tube image dont la dalle de verre possède une épaisseur qui varie selon une fonction connue, à la fois dans le sens vertical et dans le sens horizontal, et dont les deux électrodes déterminant le courant de faisceau du faisceau cathodique présentent une différence de tension constituée d'une tension continue d'un certain niveau, fixant la luminosité du fond de l'écran, et de la tension du signal vidéo, caractérisé en ce que, pendant l'allumage du faisceau cathodique, on superpose à la différence de tension une tension correctrice dont le niveau s'adapte automatiquement à l'épaisseur de verre locale suivant l'endroit de l'écran o se trouve chaque fois le faisceau pendant sa déviation verticale ou horizontale. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour obtenir la tension correctrice, on produit un premier signal correcteur de manière que, pendant la déviation horizontale du faisceau, le niveau de ce signal varie à peu près proportionnel- lement à l'augmentation de l'épaisseur de verre suivant l'horizontale passant par le centre de la dalle, on produit un second signal correcteur de manière que, pendant la déviation ver- ticale du faisceau, le niveau de ce second signal varie à peu près proportionnellement à. l'augmentation de l'épaisseur de verre sui- vant la verticale passant par le centre de la dalle et on trans- forme les premier et second signaux correcteurs en tension correc- trice par sommation. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on produit le premier signal correcteur au moyen d'un premier générateur de fonction (4, 5) et on produit le second signal cor- recteur au moyen d'un second générateur de fonction (8, 9), en syn- chronisant le début de la production du premier signal avec le début de chaque balayage horizontal et en synchronisant le début de la production du second signal avec le début de chaque balayage vertical. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on produit le premier signal correcteur à 26173 5 9 11' partir du courant de déviation horizontale (3) et on produit le second signal correcteur à partir du courant de déviation verticale (7), par intégration (5, 9) d'une tension proportionnelle au cou- rant dans chaque cas. 5. Montage pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que: - il comprend un premier intégrateur (5) dont l'entrée, à travers un convertisseur courant-tension (4), prélève une tension proportionnelle au courant de déviation horizontale sur le circuit de déviation horizontale; - il comprend un second intégrateur (9) dont l'entrée, à travers un convertisseur courant-tension (8), prévèle une tension proportionnelle au courant de déviation verticale sur le circuit de déviation verticale; - les sorties des premier et second intégrateurs (5, 8) et la sortie d'un dispositif (10) pour le réglage de la luminosité du fond de l'écran sont connectées aux entrées d'un circuit de som- mation (6); et - la sortie du circuit de sommation (6) est connectée à l'une des électrodes (11, 13) déterminant le courant de faisceau du tube image (2).