Brevet FR2778016A1 — publié le 19991029

L'invention se rapporte à une unité de déflexion pour tube à rayons cathodiques couleur, unité encore appelée déviateur et comportant une paire de bobines de déflexion horizontale et une paire de bobines de déflexion verticale en forme de selle dont la forme particulière permet de minimiser simultanément les erreurs de coma, de géométrie et de convergence des faisceaux. Un tube à rayons cathodiques destiné à générer des images en couleur comprend généralement un canon à électrons émettant trois faisceaux d'électrons coplanaires, chaque faisceau étant destiné à exciter sur l'écran du tube un matériau luminescent d'une couleur primaire déterminée (rouge, verte ou bleue). Les faisceaux d'électrons balayent l'écran du tube sous l'influence des champs de déflexion créés par les bobines de déflexion horizontale et verticale du déviateur fixé sur le col du tube. Un anneau en matériau ferromagnétique entoure de manière conventionnelle les bobines de déflexion de manière à concentrer les champs de déflexion dans la zone appropriée. Les trois faisceaux générés par le canon à électrons doivent en permanence converger sur l'écran du tube sous peine d'introduire une erreur dite de convergence faussant en particulier le rendu des couleurs. Afin de réaliser la convergence des trois faisceaux coplanaires, il est connu d'utiliser des champs de déflexion astigmates dits autoconvergents; dans une bobine de déflexion autoconvergente, I'intensité du champ ou les lignes de flux provoquées par l'enroulement de déflexion horizontale sont généralement en forme de coussin au niveau d'une portion de la bobine qui est plutôt située à l'avant de celle-ci du côté de l'écran du tube. Cela revient à introduire dans la répartition des spires constituant la bobine ligne un harmonique 3 de la densité d'ampères-tours très positif à l'avant de la bobine. Par ailleurs, sous l'action de champs magnétiques de déflexion horizontal et vertical uniformes, le volume balayé par les faisceaux d'électrons est une pyramide dont le sommet est confondu avec le centre de déflexion du déviateur et dont l'intersection avec une surface- écran non sphérique présente un défaut de géométrie appelé coussin. Cette déformation géométrique de l'image est d'autant plus forte que le rayon de courbure de l'écran du tube est important. Les déviateurs 2 2778016 autoconvergents engendrent des champs de déflexion astigmates permettant de modifier la géométrie Nord/Sud et Est/Ouest de l'image et exercent en particulier une compensation partielle de la déformation Nord/Sud en coussin. La conception du déviateur doit également prendre en compte la coma qui est une aberration qui affecte les faisceaux latéraux issus d'un canon à électrons à trois faisceaux en ligne, indépendamment de l'astigmatisme des champs de déflexion et de la courbure de la face écran du tube; ces faisceaux latéraux pénètrent dans la zone de déflexion sous un angle faible vis-à-vis de l'axe du tube et subissent une déflexion supplémentaire à celle du faisceau axial. La coma est généralement corrigée en modifiant la répartition des champs de déflexion à l'entrée des faisceaux dans le déviateur afin que la coma engendrée compense celle produite par la répartition du champ nécessaire pour obtenir l'astigmatisme voulu pour l'autoconvergence. Ainsi, en ce qui concerne le champ de déflexion horizontale, le champ à l'arrière du déviateur est en forme de tonneau et en forme de coussin dans la partie avant. De plus, les deux paires de bobines de déflexion, horizontale et verticale, doivent engendrer des champs de déflexion rigoureusement perpendiculaires l'un par rapport à l'autre. Dans le cas o les deux champs ne sont pas perpendiculaires, il se produit un phénomène de modulation d'un champ par rapport à l'autre. L'amplitude des signaux de commande des bobines de déflexion horizontales étant de l'ordre de 900 volts alors que les bobines de déflexion verticales sont alimentées sous environ 50 volts, les bobines de déflexion verticales agissent comme le secondaire d'un transformateur dont le primaire serait les bobines de déflexion horizontales. Cet effet de modulation encore appelé 'cross modulation' est plus communément défini par l'expression X Mod = 100 x Vv/Vh ou Vv est la tension mesurée sur les bobines de déflexion verticales quand les bobines de déflexion horizontales sont alimentées par Vh. La 'cross modulation' engendre des problèmes de géométrie de l'image crée sur l'écran du tube par le balayage des faisceaux d'électrons. Ces problèmes sont par exemple des défauts d'orthogonalité et de parallélogramme. La correction de ces défauts nécessite leur prise en compte lors de la conception du déviateur, mais cette prise en compte est difficile voire impossible car les défauts résultent de problèmes de fabrication qui apparaissent dans les premières phases de mise en fabrication du déviateur alors que l'étape de 3 2778016 conception est terminée; jusqu'à présent il était donc nécessaire pour remédier à ces problèmes, soit d'introduire une nouvelle étape de conception des bobinages de déflexion, soit de disposer de circuits électroniques de commande capables de prendre en charge les corrections de géométrie de l'image. L'invention apporte une solution simple à ces problèmes en modifiant le chignon avant d'un couple de bobines en forme de selle, en introduisant une asymétrie de forme dudit chignon. Cette modification est introduite au niveau de la fabrication par une modification de la forme du conformateur de bobine disposé à l'avant du moule à l'intérieur duquel s'effectue le bobinage, modification qui n'a pas de conséquence sur les autres paramètres définis lors de la conception de la bobine comme la convergence des trois faisceaux électronique ou la coma. Pour cela, le déviateur pour tube à rayons cathodiques en couleur selon l'invention, comprend une paire de bobines de déflexion horizontale, une paire de bobine de déflexion verticale, destinées à générer des champs magnétiques de déflexion perpendiculaires à un axe principal Z, au moins une de ces deux paires étant en forme de selle et constituée de bobines de fils conducteurs disposées de façon à former un chignon avant, un chignon arrière, les deux chignons étant reliés l'un à l'autre par deux faisceaux latéraux de conducteurs, les parties de chacune desdites bobines, formant le chignon arrière et les faisceaux latéraux, étant disposées sensiblement symétriquement par rapport à un plan P, ledit déviateur étant caractérisé en ce qu'il possède des moyens pour modifier localement la direction du champ magnétique créé par la circulation de courant dans ledit chignon de façon à ce que, considérant une première zone du chignon avant et une deuxième zone symétrique de la première zone par rapport à P, les directions du champ créées au niveau de la première et deuxième zone ne sont pas symétriques par rapport à P. L 'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-dessous et des dessins parmi lesquels: - la figure 1 montre en coupe un déviateur selon l'invention installé sur le col d'un tube à rayons cathodiques. - Les figures 2A et 2B montrent vue de face et de dessus, une bobine en forme de selle selon l'état de la technique. 4 2778016 - Les figures 3A, 3B, 3C illustrent les défauts d'orthogonalité et de parallélogramme pour lesquels l'invention apporte une solution. - La figure 4 illustre une mode de réalisation de l'invention. - la figure 5 montre l'influence de la forme de la bobine selon l'invention sur le champ à l'avant de ladite bobine. - la figure 6 illustre un second mode de réalisation de l'invention. La figure 1 montre en coupe un déviateur 1 selon l'invention, disposé sur le col 8 d'un tube à rayons cathodiques 6. Le déviateur comprend une paire de bobine de déviation verticale 4, une paire de bobine de déflexion horizontale 3, les deux paires étant isolées l'une de l'autre par un séparateur 2 généralement en matériau plastique, et un anneau en matériau ferromagnétique 5, destiné à concentrer les champs magnétiques créés par les bobines 3 et 4. Ces champs vont dévier les faisceaux d'électrons 12 créés par le canon à électrons 7 de manière à ce que lesdits faisceaux balayent l'écran 9 du tube 6. Les figures 2A et 2B illustrent l'état de la technique dans lequel les bobines 4 de déflexion verticale sont en forme de selle. Chaque bobine comprend des boucles de conducteurs formant un chignon arrière 24 compris dans la zone arrière 32, un chignon avant 25 compris dans la zone avant 30, les deux chignons étant reliés par des faisceaux de conducteurs latéraux 26 dans une zone intermédiaire 31. Le plan P de symétrie de chaque bobine de déflexion verticale est, dans le cas illustré par les figures 2A et 2B, le plan XZ. Lors de la mise en fabrication d'un déviateur, des paramètres définis dans l'étape de conception peuvent être affectés par le procédé industriel de fabrication ou par les équipements utilisés pour la fabrication dudit déviateur. Par exemple, la 'cross modulation' induit des défauts de d'orthogonalité et de parallélogramme. Ces défauts se manifestent sur l'écran du tube de la manière suivante: - Pour l'orthogonalité, comme montré sur la figure 3A par le fait que la ligne 31 générée par le faisceau central vert sur l'écran 9 du tube pour réaliser l'axe vertical Y n'est pas confondu avec ledit axe; - pour le défaut de parallélogramme, comme illustré par les figures 3B, 3C par le fait que les lignes 33, 34 générées par le faisceau vert pour réaliser les bords horizontaux 30 et verticaux 35 de l'image ne sont pas confondus avec lesdits bords. 2778016 La solution à ces problèmes consistait jusqu'à présent à prendre en compte ces défauts au niveau d'une nouvelle étape de conception et d'arriver ainsi, par approche successives, à obtenir un déviateur dont les caractéristiques sont conformes aux spécifications. L'invention se propose d'apporter une solution simple à ces problèmes sans modifier la conception du déviateur et donc sans modification des paramètres de convergence des faisceau ou de coma. Pour cela, le chignon arrière 24 et les faisceaux 26 de conducteurs latéraux ne sont pas modifiés et sont disposés de façon symétrique par rapport à un plan P, ce plan étant confondu avec le plan défini par l'axe principal du tube Z et l'axe horizontal X pour les bobines de déflexion verticale; le chignon avant est modifié de manière à introduire une dissymétrie du chignon par rapport au plan P, dans une zone A dudit chignon, dissymétrie en forme de dépression ou d'encoche comme illustré par la figure 4. La figure 5 montre une dépression de profondeur 41 créée sur l'extérieur du chignon et l'influence de cette dissymétrie sur le champ H créé par la circulation du courant dans les conducteurs dudit chignon avant 25. Le champ H subit une légère rotation par rapport à la direction qu'il aurait en l'absence de la dissymétrie, et le champ H' résultant introduit en particulier une composante H'y. Cette rotation agissant à l'avant du déviateur influence uniquement la géométrie de l'image générée sur l'écran du tube; la composante H'y vient compenser le décalage entre la direction du champ de déflexion horizontale et la perpendiculaire au champ de déflexion verticale pour annuler les effets dudit décalage. Comme l'influence des bobines de déflexion horizontale est prépondérante sur les problèmes de 'cross modulation', il apparaît préférable d'introduire l'effet de compensation décrit précédemment au niveau des bobines de déflexion verticale, ceci sans exclure la possibilité de modifier de la même manière le chignon avant des bobines de déflexion horizontale en forme de selle, pour obtenir le même effet de modification locale de la direction du champ généré par lesdites bobines. Comme illustré par la figure 4 représentant, vu par l'arrière, un couple de bobine de déviation verticale selon l'invention, la dépression 40, disposée sur le chignon avant 25 des bobines de déflexion verticale 4, s'étend dans un plan radial, selon une ouverture angulaire AO, autour d'un angle moyen Om mesuré par rapport à 6 2778016 la direction du plan de séparation YZ des deux bobines de déflexion verticale. Par expérience, il a été montré que l'effet optimum était obtenu en choisissant un angle moyen compris entre 60 et 90 pour les bobines de déflexion verticale et entre 45 et 90 pour les bobines de déflexion horizontale. Selon l'amplitude de 'cross modulation' à corriger, la profondeur 41 de la dépression créée sur le chignon sera plus ou moins importante, de même que l'ouverture angulaire Ae sur laquelle s'étend ladite dépression. En outre, il peut être avantageux de disposer plusieurs dépressions ou encoches sur un même chignon pour moduler leurs effets. Compte tenu du fait que les courants dans les chignons avant 25 et 25' sont de sens contraire et que dans le demi-écran droit et dans le demiécran gauche les forces exercées sur les faisceaux d'électrons doivent être de sens contraire pour corriger les effets de la 'cross modulation' sur la géométrie de l'image, la ou les dépressions ou encoches du chignon avant de l'une des bobines et la ou les dépressions ou encoches du chignon avant de l'autre bobine d'une même paire de bobines de déflexion sont disposées symétriquement par rapport à l'axe Z. Les dépressions ou encoches peuvent être disposées sur la partie extérieure du chignon comme indiqué sur la figure 5, ou sur la partie intérieure du chignon comme indiqué sur la figure 6, suivant l'orientation locale que l'on désire donner au champ de déflexion. Un avantage important de l'invention est sa mise en oeuvre aisée. Le conformateur de la bobine est simplement modifié par l'insertion d'une cale à l'avant et dont la forme est adaptée à la forme de la dépression à réaliser sur le chignon de la bobine. Il n'est donc plus nécessaire de redéfinir un nouveau moule, ce qui, précédemment, représentait un surcoût important. 7 2778016 REVENDICATIONS 1 - Déviateur pour tube à rayons cathodiques en couleur, comprenant une paire de bobines de déflexion horizontale (3), une paire de bobine de déflexion verticale (4), destinées à générer des champs magnétiques de déflexion perpendiculaires à un axe principal Z, au moins une de ces deux paires étant en forme de selle et constituée de bobines de fils conducteurs disposées de façon à former un chignon avant (25), un chignon arrière (24), les deux chignons étant reliés l'un à l'autre par des faisceaux latéraux de conducteurs (26), les parties de chacune desdites bobines, formant le chignon arrière et les faisceaux latéraux étant disposées sensiblement symétriquement par rapport à un plan P caractérisé en ce que le déviateur possède des moyens (40, 42) pour modifier localement la direction du champ magnétique (H) créé par la circulation de courant dans ledit chignon de façon à ce que, considérant une première zone du chignon avant et une deuxième zone symétrique de la première zone par rapport à P. les directions du champ créées au niveau de la première et deuxième zone ne sont pas symétriques par rapport à P. 2 - Déviateur pour tube à rayons cathodiques en couleur selon la revendication précédente caractérisé en ce que les moyens (40, 42) pour modifier localement la direction du champ magnétique consistent en une disposition non- symétrique par rapport à P des conducteurs formant le chignon avant de chacune des deux bobines en forme de selle. 3 - Déviateur selon la revendication précédente caractérisé en ce que l'asymétrie résulte d'un décalage local des conducteurs dudit chignon de manière à former une dépression sur la surface extérieure ou intérieure du chignon. 4 - Déviateur selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les deux bobines en forme de selle sont les bobines de déflexion verticale. 8 2778016 - Déviateur selon la revendication précédente caractérisé en ce que la dépression s'étend, dans un plan perpendiculaire à Z, autour d'une direction radiale moyenne comprise entre 60 et 90 . 6 - Déviateur suivant l'une au moins des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de modification de la direction du champ magnétique sont disposés sur l'une et l'autre de bobines en forme de selle d'une même paire, symétriquement par rapport à l'axe Z. 7 - Tube à rayons cathodiques comportant un déviateur conforme à l'une au moins des revendications précédentes.