Brevet FR2818799A1 — publié le 20020628

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 et plus particulièrement à un déviateur incorporant des conformateurs de champs magnétiques destinés à améliorer les erreurs d'atterrissage sur l'écran du tube, des faisceaux rouge/bleu par rapport au faisceau vert, le long des bords horizontaux de l'écran. Un tube à rayons cathodiques destiné à générer des images en couleurs 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 séparateur en matériau plastique sert à isoler les deux paires de bobines et à assurer la rigidité mécanique du déviateur. 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 auto convergents ; dans une bobine de déflexion auto convergente, l'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 auto convergents 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, destinés à former l'image rouge et bleue, 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 central, destiné à former l'image verte. 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'auto convergence. 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. Le marché actuel des tubes à rayons cathodiques exige des tubes dont la face avant est de plus en plus plane. Cette exigence pose des problèmes techniques au niveau de la conception des déviateurs. Parmi ces problèmes il en est un relié à la correction de la coma le long des bords horizontaux de l'image, les lignes horizontales formées par les faisceaux rouge/bleu venant se former à l'extérieur du cadre formé par les lignes horizontales vertes. Dans les déviateurs dont les bobines de déviation horizontale et verticale sont en forme de selle il est connu que la correction de la coma s'effectue par la modification de l'astigmatisme à l'arrière des bobines de déviation, en particulier en modifiant le bobinage afin d'introduire une augmentation de l'harmonique 3 du potentiel scalaire magnétique. Cependant ce type de modification introduit des modifications d'autres paramètres comme la convergence des faisceaux ou la géométrie de l'image sur l'écran du tube. Il en résulte une situation où il est nécessaire de faire des compromis entre les différents paramètres de conception du déviateur, sans arriver facilement à une optimisation de ces différents paramètres. L'invention entend apporter une solution simple et peu onéreuse à cette situation, solution permettant d'améliorer la coma le long des bords horizontaux de l'image sans altérer les autres paramètres comme la convergence des faisceaux ou la géométrie de l'image. Pour cela, le déviateur selon l'invention comprend une paire de bobine de déviation horizontale et une paire de bobine de déviation verticale, les deux paires étant en forme de selle et isolées l'une de l'autre par un séparateur, le déviateur étant caractérisé en ce qu'il incorpore à l'arrière des bobines de déviation, entre les bobines de déviation horizontale et verticale, quatre conformateurs de champ disposés symétriquement par rapport aux axes de symétrie du déviateur. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description cidessous 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. - la figure 2 illustre l'aberration de coma le long des bords horizontaux de l'image que l'invention entend corriger - la figure 3 montre selon une coupe longitudinale le positionnement des conformateurs de champ selon l'invention le long de l'axe longitudinal Z. - la figure 4 illustre par une vue de face le positionnement des conformateurs de champ dans le déviateur. - les figures 5A et 5B montrent l'influence des conformateurs de champ sur le fondamental et l'harmonique 2 du potentiel du champ de déviation vertical. 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 bobines de déviation verticale 4, une paire de bobines 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. Sur la figure 2 est représenté le défaut de coma que l'invention entend résoudre. Sur l'écran 9 du tube, l'image d'un rectangle 30 épousant les bords dudit écran se matérialise par un décalage entre l'image rouge/bleu 32 et l'image verte 31 des bords horizontaux, les bords verts se retrouvant à l'intérieur de l'image rouge/bleu engendrant de ce fait une erreur de coma conventionnellement de valeur négative. Le phénomène apparaît de façon plus sensible dès que la face avant de l'écran est rendue plus plane et plus particulièrement pour les tubes de la nouvelle génération présentant une face avant totalement plane. Il est connu que le champ de déviation verticale, le long de l'axe longitudinal Z, peut se représenter par un polynôme pair de forme : V= Vo (z) + V 2 (z) * Y2 +V . Y.... Va représentant le fondamental du champ vertical et V2n les harmoniques de rangs supérieurs. Il a été remarqué qu'en agissant uniquement sur l'arrière du champ de déviation verticale il était possible de remédier au problème de coma mentionné ci-dessus. Cependant en agissant uniquement sur la configuration des conducteurs constituant les bobines de déviation, il est apparu impossible de corriger ce défaut sans altérer les autres paramètres comme la convergence des faisceaux ou même la géométrie de l'image formée sur l'écran du tube. Dans le cadre de l'invention illustrée par les figures 3 et 4, des conformateurs de champ 20 sont placés sous les bobines de déviation verticale 4, et au-dessus des bobines de déviation horizontale 3, cette disposition permettant d'agir de prépondérante sur le champ de déviation vertical sans avoir d'effet notoire sur le champ de déviation horizontal. Les conformateurs 20 sont, de façon préférentielle, disposés sur le séparateur 2, soit sur sa surface interne soit sur sa surface externe. Ils sont maintenus par collage sur le séparateur et peuvent être positionnés sur ledit séparateur de façon automatique, en prévoyant par exemple des logements moulés sur la surface sur laquelle ils vont être solidarisés. Le but des conformateurs étant d'agir sur les harmoniques du champ de déviation sans impacter de façon importante le fondamental du champ, les conformateurs 20 ont été choisi au nombre de 4 disposés symétriquement par rapport aux axes X et Y du déviateur, l'axe X formant avec l'axe longitudinal Z le plan de séparation des bobines de déviation horizontale 3, et l'axe Y formant avec l'axe Z le plan de séparation des bobines de déviation verticale. Cette disposition est illustrée par la figure 4 montrant la coupe perpendiculaire à l'axe longitudinal Z effectuée dans la partie arrière du déviateur au niveau AA'indiqué sur la figure 34. Dans un exemple de réalisation de l'invention décrit ci-après, le déviateur destiné à un tube de face avant plane de format 16/9 et de diagonale égale à 76 cm, comporte quatre conformateurs de forme carrée de 12 mm de coté. Les conformateurs sont réalisés dans un matériau comprenant un alliage à majorité de silicium présentant les meilleures caractéristiques d'écran magnétique. Afin d'obtenir les meilleurs effets sur les harmoniques de champ et en conséquence sur la résolution des phénomènes de coma décrits précédemment, l'expérience a montré que les conformateurs devaient préférentiellement être disposé dans une ouverture angulaire radiale comprise entre 01 = 30 et 02= 600, 01 et 02 étant mesuré à partir du plan de séparation des bobines de déviation horizontale ; cela signifie qu'au moins la moitié de la surface des conformateurs en regard des bobines de déviation verticale se trouve disposée dans cette ouverture angulaire. De cette façon l'effet sur les harmoniques de champ peut être pratiquement complètement dissocié de l'effet sur le fondamental comme illustré par les figures 5A et 5B. Ces deux figures illustrent le mode de réalisation dans laquelle les conformateurs sont disposés dans l'ouverture angulaire préférentielle et dans une position le long de l'axe longitudinal Z telle les conformateurs soient couverts aux 2/3 de leur longueur selon Z par l'anneau en matériau ferro-magnétique 5. La position Z=0 correspond au plan d'appui de l'avant du déviateur. Sur la figure 5A il est visible que le fondamental du champ vertical n'est pas modifié de façon conséquente par les conformateurs 20, la position et l'amplitude du fondamental VO sans conformateur étant pratiquement identiques à la position et l'amplitude du fondamental VO'avec les conformateurs 20. Sur la figure 5B au contraire l'harmonique de rang 2 est tel que son amplitude V2'est fortement augmentée par les conformateurs 20, par rapport à l'amplitude V2 sans conformateur, de même que la zone d'action du champ le long de l'axe longitudinal Z. Dans les conditions décrites ci-dessus, et par rapport à la position de départ sans conformateur, les variations de distance entre les bords horizontaux de l'image rouge/bleu par rapport à l'image verte sont exprimées en millimètres dans le tableau suivant, représentant un quart de l'écran du tube : 12H 1H 0.51 0.45 0.38 0. 25 0. 23 0. 17 Centre 3H Ces résultats montrent que l'introduction des conformateurs a déplacé l'image rouge bleu dans le sens tendant à diminuer l'erreur de coma, puisque la variation positive vient se soustraire à la valeur négative de départ pour arriver à une valeur idéalement nulle, ou conforme à une gamme de valeurs minimales. L'exemple précédent n'est pas limitatif, l'amplitude de coma à corriger, la répartition de la correction entre le milieu du bord horizontal (à 12H) et le coin de l'image (à 1 H) pouvant se corriger en adaptant la surface de chaque conformateur, sa position le long de l'axe longitudinal Z ou sa position radiale dans la fenêtre 30 -60 REVENDICATIONS 1-Déviateur pour tube à rayons cathodiques comprenant une paire de bobine de déviation horizontale (3) et une paire de bobine de déviation verticale (4), les deux paires étant en forme de selle et isolées l'une de l'autre par un séparateur (2), un anneau en ferrite de forme tronconique (5) recouvrant au moins partiellement les bobines de déviation, le déviateur étant caractérisé en ce qu'il incorpore à l'arrière des bobines de déviation, entre les bobines de déviation horizontale et verticale, quatre conformateurs de champ (20) disposés symétriquement par rapport aux axes de symétrie horizontal X et vertical Y du déviateur. 2-Déviateur pour tube à rayons cathodiques comprenant une paire de bobine de déviation horizontale (3) et une paire de bobine de déviation verticale (4), les deux paires étant en forme de selle et isolées l'une de l'autre par un séparateur (2), un anneau en ferrite de forme tronconique (5) recouvrant au moins partiellement les bobines de déviation, le déviateur étant caractérisé en ce qu'il incorpore à l'arrière des bobines de déviation, entre les bobines de déviation horizontale et verticale, des conformateurs de champ disposés de manière à augmenter l'amplitude de l'harmonique 2 du champ de déviation verticale sans influencer le fondamental dudit champ. 3-Déviateur selon la revendication précédente caractérisé en ce que les conformateurs de champ, sont en partie disposés à l'extérieur de l'anneau en ferrite. 4-Déviateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les conformateurs s'étendent, au moins partiellement dans une ouverture angulaire radiale comprise entre 300 et 60 mesurée à partir du plan de séparation des bobines de déviation horizontale. 5-Déviateur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les conformateurs de champ sont réalisés dans un matériau comprenant majoritairement du silicium. 6-Tube à rayons cathodiques comportant un déviateur conforme à l'une au moins des revendications précédentes. 7-Tube à rayons cathodiques selon la revendication précédente, caractérisé en ce que la face avant du tube est sensiblement plane.