Brevet FR2689678A1 — publié le 19931008

i PROCEDE DE POSITIONNEMENT D'UN DEVIATEUR SUR LE COL D'UN TUBE A RAYONS CATHODIQUES ET DISPOSITIF METTANT EN OEUVRE LE PROCEDE. La présente invention se rapporte à un procédé de positionnement d'un dispositif de déflexion des faisceaux d'électrons issus d'un canon à électrons à trois faisceaux en ligne d'un tube à rayons cathodiques en couleur comportant un masque de sélection des couleurs et une dalle écran sensiblement plane Le dispositif mettant en oeuvre le procédé est également compris dans l'invention Dans les tubes à rayons cathodiques utilisant un canon à électrons à trois faisceaux coplanaires correspondant aux trois couleurs primaires Rouge, Vert, Bleu, le dispositif de déflexion, encore appelé déviateur a pour fonction de dévier les faisceaux de façon à leur faire explorer toute la surface de l'écran du tube pour y générer les images et à assurer la convergence de ces faisceaux sur les orifices du masque de sélection pendant toute l'exploration. Les déviateurs dits autoconvergents engendrent des champs magnétiques lignes et trames astigmates afin d'assurer la convergence des faisceaux électroniques à hauteur des perforations pratiquées dans le masque de sélection des couleurs, disposé à trés faible distance de l'écran du tube Les lignes de force des champs magnétiques créés doivent être alors en coussin pour le champ ligne et en tonneau pour le champ trame Selon l'état de la technique, les bobines de deflexion horizontales et verticales du dispositif de déflexion sont disposées, lors de sa construction, de manière à engendrer des champs orthogonaux; elles sont maintenues en place les unes par rapport aux autres et équipées d'un dispositif de forme généralement annulaire évasée, en matériau ferromagnétique dont le but est de concentrer les champs magnétiques dans leur zone d'action. L'ensemble doit être positionné sur le col du tube cathodique de manière à ce que les défauts de pureté et de géométrie de l'image engendrés par les champs de déflexion pendant l'exploration de l'écran soient minimisés Ce positionnement comprenait jusqu'à ce jour les étapes suivantes: -positionnement du déviateur suivant l'axe longitudinal ou axe principal du tube de manière à assurer la pureté des couleurs -alignement des champs magnétiques de déflexion avec les axes de symétrie horizontal X et vertical Y de l'écran du tube par rotation du déviateur autour de l'axe principal Z - centrage des champs magnétiques de déflexion avec les faisceaux électroniques rouge, vert, bleu par rotation du déviateur dans les plans horizontal ou vertical contenant l'axe longitudinal du tube ou par translation le long de 1 ' axe vertical et horizontal. Ce procédé induit plusieurs inconvénients: -l'étape de centrage des champs par rotation ou translation du déviateur implique que celui possède, au moins dans sa partie avant, un jeu mécanique suffisant pour obtenir le réglage de la position dans une gamme donnée de dispersion des caractéristiques; plus ce jeu est important et plus les bobines de déviation perdent en sensibilité -avec des tubes dont l'écran a une très forte coubure ou est totalement plat, l'étape de centrage des champs de l'état de la technique provoque des distortions géométriques de l'image importantes L'objet de la présente invention est un procédé de positionnement d'un dispositif de déviation sur le col d'un tube à rayons cathodiques optimisant le rendement énergétique du dispositif de déviation, minimisant les distorsions géométriques et facile à mettre en oeuvre grâce à un dispositif faisant également l'objet de la présente invention. Conformément à la présente invention, le procédé de positionnement sur le col d'un tube à rayons cathodiques couleur d'un dispositif de déviation comprennent une paire de bobine de déviation ligne en forme de selle, une paire de bobines de déviation trame également en forme de selle fixées les unes par rapport aux autres ainsi que par rapport à un circuit en matériau magnétique, est caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes successives suivantes: -immobilisation du dispositif dans une position le long de l'axe principal Z du tube pour lequel l'image formée sur l'écran présente un minimum de défaut de pureté et de géométrie -centrage des champs magnétiques vis à vis des faisceaux électroniques par translation suivant des axes parallèles aux axes X et Y du tube d'au moins un circuit magnétique auxiliaire prolongeant le circuit en matériaux magnétique en direction du canon à électrons Il est d'usage de diviser le système de déviation en trois zones d'action successives le long de l'axe Z; la zone arrière, la plus proche du canon à électrons, influence plus particulièrement la coma ou différence de taille de l'image verte par rapport aux images bleu et rouge; la zone milieu du déviateur agit plus particulièrement sur l'astigmatisme ou la convergence des faisceaux d'électrons rouge et bleu; enfin la zone avant, située la plus prés de l'écran du tube agit sur la géométrie de l'image qui va se former sur l'écran. Selon un mode de réalisation de l'invention, le centrage des champs par rapport aux faisceaux d'électrons, en vue de symétriser les convergences de ces faisceaux, est réalisé à l'aide d'une bague en matériau magnétique disposée au dessus des parties moyennes et arrières des bobines de déviation en forme de selle; les translations suivant des directions parallèles aux axes X et Y sont permises grâce au jeu mécanique entre la bague et les bobines. Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux comprises à l'aide de la description ci-aprés et des figures parmi lesquelles: la figure 1 montre un tube cathodique équipé d'un dispositif de déviation selon l'état de la technique. la figure 2 donne un exemple de distorsion géométriques de l'image formée sur l'écran, après centrage des champs de déviation sur les faisceaux électroniques par le procédé de l'art antérieur la figure 3 est une coupe suivant l'axe longitudinal du tube d'un dispositif de, déviation conforme à la présente invention les figures 4 1 et 4 2 sont des vues en coupe selon un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du tube effectuée dans la zone arrière du dispositif de déflexion pour illustrer l'action du circuit magnétique auxiliaire sur les lignes de force des champs de déviation Sur la figure 1 est représenté un tube cathodique 1, d'écran de visualisation 2, équipé d'un canon à électrons 3, émettant trois faisceaux électroniques coplanaires correspondant aux trois couleurs primaires et contenus dans le plan XZ Le dispositif de déflexion 7 appartenant à l'état de la technique, comprend une paire de bobines de déflexion horizontale 5, une paire de bobines de déflexion verticale 6 et un circuit magnétique 4; dans le cas représenté sur la figure 1 les bobines 5 et 6 sont en forme de selle et sont disposées entre le col 8 du tube et le circuit magnétique 4 D'autres configurations sont également communément employées, par exemple les bobines de déflexion verticale peuvent être bobinées autour du circuit magnétique et cet ensemble disposé au dessus des bobines de déflexion horizontale, en forme de selle Le positionnement du déviateur sur le col du tube s'opère de la manière suivante: -par translation le long de l'axe Z, on recherche la position du déviateur pour laquelle l'incidence des faisceaux d'électrons au niveau des orifices du masque assure la pureté des couleurs; dans cette position chaque faisceau d'électrons va illuminer les bandes de luminophore de la couleur qui lui correspond,déposées sur la partie interne de l'écran du tube. -par rotation autour de l'axe Z, on oriente le déviateur de manière à faire coïncider les axes de l'image et ceux de l'écran du tube -par rotation de l'avant du déviateur dans les plans XZ et YZ, ou translation suivant des directions parallèles aux axes X et Y, on aligne les champs de déflexion sur les trois faisceaux d'électrons de manière à obtenir leur convergence aux points milieux des cotés verticaux de l'écran ( points dits à 3 H/9 H) et aux points milieux des cotés horizontaux de l'écran (points dits à 6 H/12 H). Cette dernière étape engendre des distorsions de géométrie illustrées par la figure 2 Sur cette figure on a représenté les déformations en forme de coussin de l'image ABCD d'un rectangle, déformations dues à l'intersection des faisceaux d'électrons avec un écran sensiblement plat; la déformation en coussin peut être corrigée au niveau de la répartition des champs de déflexion ou au niveau de l'électronique de commande du déviateur Cependant, l'alignement obtenu par rotation dans le plan YZ de l'avant du déviateur, pour symétriser les convergences,comme indiqué en 10 sur la figure 1, provoque une déformation géométrique de l'image ABCD en A'BC'D' introduisant un déséquilibre de la déformation en coussin des bords supérieur 21 et inférieur 22 de l'image et une déformation en trapèze des bords latéraux 23 et 24 Une rotation de l'avant du déviateur dans le plan XZ introduit un déséquilibre de la déformation en coussin des bords latéraux et une déformation en trapèze des bords inférieur et supérieur de l'image Ces déformations, plus ou moins marquées suivant l'importance de la rotation qu'il a fallu faire subir au déviateur pour aligner les champs de déflexion avec les faisceaux d'électrons sont d'autant plus marquées que l'écran a un rayon de courbure élevé et sont incompatibles avec l'exigence de qualité imposée par des tubes destinés à équiper des dispositifs de visualisation comme des récepteurs de télévision haute définition ou des écrans de visualisation de stations de travail professionnelles. Selon le procède de l'invention le dispositif de déflexionest positionné sur le col du tube de la manière suivante: 1- positionnement le long de l'axe Z pour assurer la pureté des couleurs 2- rotation autour de l'axe Z pour faire coïncider les axes de l'image et ceux de l'écran 3-rotation dans les plans XZ et YZ de l'avant du déviateur, ou translation suivant des directions parallèles aux axes X et Y pour optimiser l'image du point de vue géométrique; cette étape peut alternativement être réalisée de manière connue par un réglage électrique au niveau du chassis électronique de commande du déviateur ou par utilisation de dipoles disposés sur le col du tube à l'arrière du déviateur 4-centrage des champs magnétiques pour symétriser la convergence des faisceaux d'électrons aux points 3 H/9 H et 6 H/12 H par déplacement d'un circuit magnétique auxiliaire disposé sur les parties arrière et moyenne du déviateur. L'étape 3 du procédé selon l'invention se distingue de l'état de la technique dans la mesure o le but à atteindre est différent: dans le cadre de l'invention cette étape a pour but d'optimiser l'image du point de vue géométrique en minimisant: -le déséquilibre éventuel du coussin des bords supérieur et inférieur de l'image et celui des bords latéraux -les déformations éventuelles de trapèze horizontal ou vertical Une caractéristique essentielle de l'invention est d'avoir dissocié l'optimisation de la géométrie de l'image du centrage des champs en opérant ce centrage par- une modification des champs magnétiques de déviation effectuée une fois que les parties avant du déviateur et des bobines de déviation soient immobilisées De cette façon, le centrage des champs ne modifie pas la géométrie réglée dans la phase précédente. Un exemple de dispositif permettant de mettre en oeuvre ce procédé est illustré par la figure 3. Les bobines de déflexion 5 et 6 sont dans ce cas du type en forme de selle et sont disposées autour du col du tube, entre celui-ci et un circuit magnétique 4 les recouvrant en majeure partie Ce circuit 4 est constitué d'une partie 41 solidaire des bobines 5 et 6 et d'une partie mobile 42 susceptible d'être déplacée par translation dans les directions parallèles aux axes X ou Y grâce à un intervalle 30 compris entre la surface interne du circuit 42 et l'extérieur des bobines de déflexion verticale 6 La partie 41 du circuit magnétique recouvre la zone avant III et en partie la zone médiane II du déviateur alors que la partie 42 du circuit magnétique recouvre la partie arrière I et en partie la zone médiane II Pour éviter une discontinuité du circuit magnétique les parties 41 et 42 viennent au contact l'une de l'autre en 31. Les figures 4 1 et 4 2 montrent comment le procédé de l'invention est mis en oeuvre dans l'exemple de réalisation précédent. Le déplacement horizontal, dans la direction parallèle à l'axe X, du circuit 42 n'a que peu d'effet sur les lignes de force sensiblement horizontales du champ créé par les bobines 6; ce déplacement, comme illustré par la figure 4.1, agit principalement sur les lignes de force 35 du champ de déflexion horizontale créé par les bobines 5. Cette action se manifeste par l'amplification de l'action convergente du champ de déflexion horizontale du coté o les bobines de déflexion horizontale 5 sont proches du circuit 42 et par une diminution de cette action du coté o les bobines sont éloignées du circuit 42 De cette manière il est possible de corriger les éventuels défaut de convergence aux points 3 H/9 H de l'écran. De la même façon, un déplacement du circuit 42 dans une direction parallèle à l'axe Y va principalement agir sur les lignes de force 36 du champ de déflexion vertical créé par les bobines 6 et trés faiblement sur les lignes de force sensiblement verticales du champ de déflexion horizontal Il y aura dans ce cas amplification de l'action convergente du champ de déflexionvertical du coté ou le circuit 42 est le plus proche des bobines 6 et corection possible des défauts de convergence aux points 6 H et 12 H de l'écran. La partie mobile 42 du circuit magnétique 4 est avantageusement limitée, dans sa longueur dans la direction de l'axe Z, à la moitié arrière du dispositif de déviation de manière à agir essentiellement sur les convergences des faisceaux d'électrons et aussi peu que possible sur les caractéristique de géométrie principalement définies par la partie avant du déviateur. La sensibilité du circuit 42 sur le centrage des champs peut être améliorée en différenciant l'action de ce circuit sur les champs de déflexion horizontale ou verticale; pour cela il est possible d'utiliser par exemple un circuit 42 en deux parties mobiles l'une par rapport à l'autre, en forme d'anneau d'épaisseur différente, l'action de l'anneau sur le champ de déflexion augmentant avec son épaisseur. Dans un mode de réalisation de l'invention, destinée à équiper un tube fabriqué par la société de droit américain ZENITH, d'écran plat d'environ 40 cm de diagonale, le circuit magnétique 4 est réalisé en matériau ferro-magnétique dit encore ferrite, la partie 42 est un anneau évasé occupant un longueur sensiblement égale à la moitié de la partie 41 soit environ le tiers de la longueur du dispositif de déviation 7 Cette forme en anneau a été choisie pour sa facilité de fabrication et compte tenu du fait que dans la zone d'action de l'anneau 42 les bobinages 5 et 6 sont sensiblement cylindriques il REVENDICATIONS 1-Procédé de positionnement d'un dispositif de déviation sur le col d'un tube à rayons cathodiques couleur, dispositif comprennent une paire de bobine de déviation ligne en forme de selle, une paire de bobines de déviation trame également en forme de selle et un circuit en matériau magnétique, caractérisé en ce que ce procédé comporte au moins les étapes successives suivantes: -immobilisation du dispositif dans une position le long de l'axe principal Z du tube pour lequel l'image formée sur l'écran présente un minimum de défaut de pureté et de géométrie, et -centrage des champs magnétiques vis à vis des faisceaux électroniques par translation suivant des axes parallèles aux axes X et Y du tube d'un circuit magnétique auxiliaire prolongeant le circuit en matériaux magnétique en direction du canon à électrons 2-Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'action du dispositif magnétique auxiliaire sur les lignes de force des champs magnétiques créé par le dispositif de déviation est principalement limité à la zone arrière et médiane de ce dispositif de déviation. 3-Dispositif de déviation mettant en oeuvre un procédé de positionnement conforme à l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il comprend un circuit magnétique en deux parties: -une partie avant fixe par rapport aux bobinages ligne et trame -une partie arrière mobile en translation dans des directions perpendiculaires à l'axe principal du tube 4 Dispositif suivant la revendication 3 caractérisé en ce que le rapport entre les longueurs suivant l'axe longitudinal du tube de la partie fixe et de la partie mobile du circuit magnétique est supérieur à L'unité - Dispositif suivant la revendication 3 caractérisé en ce que la partie mobile est positionnée autour des bobines de déviation 6-Dispositif suivant la revendication 3 caractérisé en ce que la partie mobile en translation est en forme d'anneau 7-Dispositif suivant la revendication 6 caractérisée en ce que la partie mobile est constituée de deux anneaux pouvant être déplacés l'un par rapport à l'autre 8- Dispositif suivant la revendication 7 caractérisée en ce que les anneaux ont des épaisseurs différentes 9-Dispositif suivant la revendication 3 caractérisé en ce que le matériau constitutif de la partie mobile est du ferrite -Tube à rayons cathodiques équipé d'un dispositif de déviation conforme à l'une quelconque des revendications 3 a 9