EP0269498A1 - Earth-magnetic field protection device for cathode ray tubes with a shadow mask - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a device for protecting cathode ray tubes with a mask with respect to the earth's magnetic field.
- the Earth's magnetic field acts on the path of the electron beams emitted by the barrel of a cathode ray tube and can cause what is called in a trichrome tube a "loss of register", that is to say -to say an offset of the impact on the screen of the beams of the three fundamental colors compared to the corresponding phosphors.
- the amplitude of the parasitic deviation depends on the amplitude of the terrestrial magnetic field, but also on the geometry of the tube (distance gun-mask, parameter called "p”, and distance mask-slab, parameter called "q").
- the Earth's magnetic field acts through its three components, namely the vertical component ⁇ , the horizontal lateral component ⁇ , and the axial horizontal component ⁇ .
- the vertical component causes a parasitic deviation to the left in the Northern hemisphere
- the lateral component causes a parasitic deviation of the point of impact down or up depending on whether the cathode ray tube is facing east or facing to the west
- the axial component a deviation of the rotational type.
- the tubes are shielded over most of the path of the beams.
- the shielding is obtained by the frame-mask assembly and by a stamped metal screen disposed in the tube and fixed to the frame substantially matching the shape of the cone.
- the shielding operates in the following way: the external magnetic field realigns in the material constituting the screen the limits of the WEISS domain, creating an induced magnetic field tending to oppose the action of the external field which gave it birth. If the material constituting the screen has a high permeability magnetic, for example the metal, the induced field is totally opposed to the external field. There is therefore no longer any disturbing field inside the shielding. If a material with low magnetic permeability (for example mild steel) is used, chosen essentially for its low cost, the compensation is no longer total. To obtain more effective compensation, it is necessary to demagnetize the screen material using an initially intense and gradually decreasing magnetic field.
- a material with low magnetic permeability for example mild steel
- This demagnetization makes it possible to locate the magnetization curve on the so-called anhyteresis curve, and thus to obtain a magnetic field of opposition to the more intense terrestrial field, hence better shielding.
- This demagnetization is conventionally carried out using a coil fixed to the rear of the tube, on the cone.
- the frame-mask assembly has a shielding action with respect to the lateral and axial horizontal components and to the vertical component, the effects of which are reduced respectively by at least 90% at least, 50% and 60%.
- the introduction of a magnetic screen made of a material with low permeability allows, after demagnetization, better compensation for the effects of the axial horizontal component and the vertical component (reduction of the effects of approximately 87% and 97% respectively), but at to the detriment of the compensation for the lateral horizontal component, the effects of which are only reduced by approximately 78%.
- the variations in the effects of these components are simply determined by measuring the corresponding offsets of the registers.
- the subject of the present invention is a device making it possible to improve the shielding effect of a screen made of a material with low magnetic permeability cooperating with a cathode ray tube of the frame and mask type, this improvement relating to the protection vis-à-vis of the three components of the Earth's magnetic field at once.
- the device according to the invention comprises a demagnetization coil of the type with two oblong loops, the long sides of which are arranged substantially horizontally, these two loops being fixed largely on the cone of the cathode ray tube, symmetrically with respect to a plane passing through the axis of the neck of the tube, and connected to a device for generating demagnetization current, and according to a characteristic of the invention both long sides of these loops furthest from each other are arranged on the anterior half of the anti-implosion belt of the tube, advantageously near the longitudinal axis of this belt, just in front of the attachment ears of the tube of this belt.
- cathode ray tube 1 essentially consisting, for its glass part, of a slab 2, a cone 3 and a neck 4.
- Figure 2 the trace 5 of the plane of "fried", that is to say the joint plane between the slab and the cone.
- An anti-implosion belt 6 surrounds the skirt of the slab 2. This belt 6 is provided, near its corners, with four fixing ears 7. These ears 7 are fixed approximately in the middle of the width of the belt 6. A deflection block 8 is fixed to the neck 4, flush with the cone 3. The other details of the tube 1 have not been shown, since they are not necessary for understanding the invention.
- the tube 1 has a shielding screen (not shown) at inside the cone, this screen being made of a material with low magnetic permeability, such as mild steel.
- This screen is demagnetized, whenever necessary (in particular when the orientation of the television or monitor incorporating the cathode ray tube is changed) using a demagnetization coil 9.
- the coil 9 has two identical oblong loops 10, 11 fixed by any suitable means, for example by fixing clips, to the external surface of the tube 9, and supplied in parallel by a conventional demagnetization current source (not shown) so their respective fields are directed towards the front of the tube 9.
- the corners of these loops relative to their long sides 12, 13 closest to the neck 4 are connected two by two by retaining wires 14 , 15 which extend substantially vertically.
- the long sides 12, 13 as well as the other two 16, 17 of the loops 10, 11 extend substantially horizontally.
- the length of the long sides 16, 17 (outer strands of the loops) is substantially equal to the length of the long sides of the screen of the tube 9.
- These long sides 16, 17 are fixed to the belt 6, practically at its axis longitudinal, and pass at the level of the ears 7, and in this case in front (for an observer looking at the screen of the tube 9) the ears 7, which are fixed approximately in the middle of the width of the belt 6.
- the large sides 12, 13 of loops 10, 11, slightly shorter (about 1 to 2 cm) than the long sides 12, 13, are fixed, as was the case for the coils of the prior art, on the cone 3 at a short distance (generally a few centimeters) from the deflector 8.
- the positions of these long sides 12, 13 as well as the sides 16, 17 can be adjusted as a function of the dimensions of the tubes on which the coils are fixed, to obtain optimal results, as will be seen below with reference to FIGS. 3 to 9.
- the long sides 16, 17 of the loops 10, 11 are passed along the longitudinal axis of the belt 6, just in front of the ears 7.
- the long sides 16, 17 could be fixed anywhere located in front (for an observer looking at the screen) of the fried plane, the results varying as shown in Figure 10 and as explained below.
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Abstract
Pour améliorer l'effet de blindage de tube cathodique trichrome conféré par l'ensemble cadre-masque et par un écran de blindage en matériau à faible perméabilité magnétique, on fait passer les brins extérieurs (16, 17) d'une bobine de démagnétisation à deux boucles en avant des oreilles de fixation (7) et non pas en arrière du plan de frit (5) comme c'était le cas antérieurement, et on règle la position des brins intérieurs (12, 13) pour obtenir le meilleur compromis.To improve the shielding effect of three-color cathode ray tube conferred by the frame-mask assembly and by a shielding screen of material with low magnetic permeability, the outer strands (16, 17) of a demagnetization coil are passed through. two loops in front of the attachment ears (7) and not behind the fried plane (5) as was the case previously, and the position of the inner strands (12, 13) is adjusted to obtain the best compromise.
Description
La présente invention se rapporte à un dispositif de protection de tubes cathodiques à masque vis-à-vis du champ magnétique terrestre.The present invention relates to a device for protecting cathode ray tubes with a mask with respect to the earth's magnetic field.
On sait que le champ magnétique terrestre agit sur le trajet des faisceaux d'électrons émis par le canon d'un tube cathodique et peut provoquer ce que l'on appelle dans un tube trichrome une "perte de registre", c'est-à-dire un décalage de l'impact sur l'écran des fais ceaux des trois couleurs fondamentales par rapport aux phosphores correspondants. L'amplitude de la déviation parasite dépend de l'amplitude du champ magnétique terrestre, mais aussi de la géométrie du tube (distance canon-masque, paramètre appelé "p", et distance masque-dalle, paramètre appelé "q").We know that the Earth's magnetic field acts on the path of the electron beams emitted by the barrel of a cathode ray tube and can cause what is called in a trichrome tube a "loss of register", that is to say -to say an offset of the impact on the screen of the beams of the three fundamental colors compared to the corresponding phosphors. The amplitude of the parasitic deviation depends on the amplitude of the terrestrial magnetic field, but also on the geometry of the tube (distance gun-mask, parameter called "p", and distance mask-slab, parameter called "q").
Le champ magnétique terrestre agit par ses trois composantes, à savoir la composante verticale Δ, la composante horizontale latérale Δ, et la composante horizontale axiale Δ. La composante verticale provoque une déviation parasite vers la gauche dans l'hémisphère Nord, alors que la composante latérale entraîne une déviation parasite du point d'impact vers le bas ou vers le haut selon que le tube cathodique est face à l'est ou face à l'ouest, et la composante axiale une déviation de type rotationnel.The Earth's magnetic field acts through its three components, namely the vertical component Δ , the horizontal lateral component Δ , and the axial horizontal component Δ . The vertical component causes a parasitic deviation to the left in the Northern hemisphere, while the lateral component causes a parasitic deviation of the point of impact down or up depending on whether the cathode ray tube is facing east or facing to the west, and the axial component a deviation of the rotational type.
Dans les tubes cathodiques' actuels, pour éviter l'action du champ magnétique terrestre, on blinde les tubes sur la majeure partie de la trajectoire des faisceaux. Le blindage est obtenu par l'ensemble cadre-masque et par un écran métallique embouti disposé dans le tube et fixé sur le cadre en épousant sensiblement la forme du cône.In current cathode ray tubes, to avoid the action of the earth's magnetic field, the tubes are shielded over most of the path of the beams. The shielding is obtained by the frame-mask assembly and by a stamped metal screen disposed in the tube and fixed to the frame substantially matching the shape of the cone.
Le blindage opère de la façon suivante : le champ magnétique extérieur réaligne dans le matériau constituant l'écran les limites du domaine de WEISS, créant un champ magnétique induit tendant à s'opposer à l'action du champ extérieur qui lui a donné naissance. Si le matériau constituant l'écran présente une haute perméabilité magnétique, par exemple le mumétal, le champ induit s'oppose totalement au champ extérieur. Il n'y a donc alors plus de champ perturbateur à l'intérieur du blindage. Si l'on utilise un matériau à faible perméabilité magnétique (par exemple de l'acier doux), choisi essentiellement pour son faible coût, la compensation n'est plus totale. Pour obtenir une compensation plus efficace, il est nécessaire de désaimanter le matériau de l'écran à l'aide d'un champ magnétique initialement intense et décroissant progressivement. Cette désaimantation permet de situer la courbe d'aimantation sur la courbe dite anhytérésis, et d'obtenir ainsi un champ magnétique d'opposition au champ terrestre plus intense, d'où un meilleur blindage. Cette désaimantation est réalisée classiquement à l'aide d'une bobine fixée à l'arrière du tube, sur le cône.The shielding operates in the following way: the external magnetic field realigns in the material constituting the screen the limits of the WEISS domain, creating an induced magnetic field tending to oppose the action of the external field which gave it birth. If the material constituting the screen has a high permeability magnetic, for example the metal, the induced field is totally opposed to the external field. There is therefore no longer any disturbing field inside the shielding. If a material with low magnetic permeability (for example mild steel) is used, chosen essentially for its low cost, the compensation is no longer total. To obtain more effective compensation, it is necessary to demagnetize the screen material using an initially intense and gradually decreasing magnetic field. This demagnetization makes it possible to locate the magnetization curve on the so-called anhyteresis curve, and thus to obtain a magnetic field of opposition to the more intense terrestrial field, hence better shielding. This demagnetization is conventionally carried out using a coil fixed to the rear of the tube, on the cone.
La Demanderesse a remarqué que l'ensemble cadre-masque a une action de blindage vis-à-vis des composantes horizontales latérale et axiale et de la composante verticale, dont les effets sont diminués respectivement d'environ 90 % au moins, 50 % et 60%. L'introduction d'un écran magnétique en matériau à faible perméabilité permet, après démagnétisation, une meilleure compensation des effets de la composante horizontale axiale et de la composante verticale (diminution des effets d'environ 87 % et 97 % respectivement), mais au détriment de la compensation de la composante horizontale latérale dont les effets ne sont diminués que de 78 % environ. Les variations des effets de ces composantes sont simplement déterminées par mesure des décalages correspondants des registres.The Applicant has noticed that the frame-mask assembly has a shielding action with respect to the lateral and axial horizontal components and to the vertical component, the effects of which are reduced respectively by at least 90% at least, 50% and 60%. The introduction of a magnetic screen made of a material with low permeability allows, after demagnetization, better compensation for the effects of the axial horizontal component and the vertical component (reduction of the effects of approximately 87% and 97% respectively), but at to the detriment of the compensation for the lateral horizontal component, the effects of which are only reduced by approximately 78%. The variations in the effects of these components are simply determined by measuring the corresponding offsets of the registers.
La présente invention a pour objet un dispositif permettant d'améliorer l'effet de blindage d'un écran en matériau à faible perméabilité magnétique coopérant avec un tube cathodique du type à cadre et masque, cette amélioration portant sur la protection vis-à-vis des trois composantes du champ magnétique terrestre à la fois.The subject of the present invention is a device making it possible to improve the shielding effect of a screen made of a material with low magnetic permeability cooperating with a cathode ray tube of the frame and mask type, this improvement relating to the protection vis-à-vis of the three components of the Earth's magnetic field at once.
Le dispositif conforme à l'invention comporte une bobine de démagnétisation du type à deux boucles de forme oblongue, dont les grands côtés sont disposés sensiblement horizontalement, ces deux boucles étant fixées en grande partie sur le cône du tube cathodique, symétriquement par rapport à un plan passant par l'axe du col du tube, et reliées à un dispositif générateur de courant de démagnétisation, et selon une caractéristique de l'invention les deux grands côtés de ces boucles les plus éloignés l'un de l'autre sont disposés sur la moitié antérieure de la ceinture anti-implosion du tube, avantageusement près de l'axe longitudinal de cette ceinture, juste devant les oreilles de fixation du tube solidaires de cette ceinture.The device according to the invention comprises a demagnetization coil of the type with two oblong loops, the long sides of which are arranged substantially horizontally, these two loops being fixed largely on the cone of the cathode ray tube, symmetrically with respect to a plane passing through the axis of the neck of the tube, and connected to a device for generating demagnetization current, and according to a characteristic of the invention both long sides of these loops furthest from each other are arranged on the anterior half of the anti-implosion belt of the tube, advantageously near the longitudinal axis of this belt, just in front of the attachment ears of the tube of this belt.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé, sur lequel:
- - la figure 1 est une vue arrière d'un tube cathodique muni du dispositif de l'invention,
- - la figure 2 est une vue de profil du tube de la figure 1,
- - les figures 3 à 6 sont des vues de profil du tube de la figure 1 pour différentes positions des brins extérieurs des boucles de démagnétisation, les brins intérieurs étant fixes,
- - les figures 7 à 9 sont des vues de profil du tube de la figure 1 pour différentes positions des brins intérieurs des boucles de démagnétisation, les brins extérieurs étant fixes, et
- - les figures 10 et 11 sont des diagrammes montrant l'efficacité des corrections obtenues dans les cas des figures 3 à 6 et 7 à 9 respectivement.
- FIG. 1 is a rear view of a cathode ray tube fitted with the device of the invention,
- FIG. 2 is a side view of the tube of FIG. 1,
- FIGS. 3 to 6 are side views of the tube of FIG. 1 for different positions of the outer strands of the demagnetization loops, the inner strands being fixed,
- FIGS. 7 to 9 are side views of the tube of FIG. 1 for different positions of the inner strands of the demagnetization loops, the outer strands being fixed, and
- - Figures 10 and 11 are diagrams showing the effectiveness of the corrections obtained in the cases of Figures 3 to 6 and 7 to 9 respectively.
On a représenté sur le dessin un tube cathodique 1 se composant essentiellement, pour sa partie en verre, d'une dalle 2, d'un cône 3 et d'un col 4. On voit sur la figure 2 la trace 5 du plan de "frit", c'est-à-dire du plan de joint entre la dalle et le cône.There is shown in the drawing a
Une ceinture anti-implosion 6 enserre la jupe de la dalle 2. Cette ceinture 6 est munie, près de ses coins, de quatre oreilles de fixation 7. Ces oreilles 7 sont fixées à peu près au milieu de la largeur de la ceinture 6. Un bloc de déviation 8 est fixé sur le col 4, au ras du cône 3. On n'a pas représenté les autres détails du tube 1, puisqu'ils ne sont pas nécessaires à la compréhension de l'invention.An
Le tube 1 comporte un écran de blindage (non représenté) à l'intérieur du cône, cet écran étant en matériau à faible perméabilité magnétique, tel que l'acier doux. Cet écran est démagnétisé, chaque fois que nécessaire (en particulier lorsque l'on modifie l'orientation du téléviseur ou moniteur incorporant le tube cathodique) à l'aide d'une bobine de démagnétisation 9.The
La bobine 9 comporte deux boucles identiques oblongues 10, 11 fixées par tout moyen approprié, par exemple par clips de fixation, sur la surface externe du tube 9, et alimentées en parallèle par une source de courant de démagnétisation classique (non représentée) de façon que leurs champs respectifs soient dirigés vers l'avant du tube 9. Les coins de ces boucles relatifs à leurs grands côtés 12, 13 les plus proches du col 4 (brins intérieurs des boucles) sont reliés deux à deux par des fils de maintien 14, 15 qui s'étendent sensiblement verticalement. Les grands côtés 12, 13 ainsi que les deux autres 16, 17 des boucles 10, 11 s'étendent sensiblement horizontalement. La longueur des grands côtés 16, 17 (brins extérieurs des boucles) est sensiblement égale à la longueur des grands côtés de l'écran du tube 9. Ces grands côtés 16, 17 sont fixés sur la ceinture 6, pratiquement au niveau de son axe longitudinal, et passent au niveau des oreilles 7, et dans le cas présent devant (pour un observateur regardant l'écran du tube 9) les oreilles 7, qui sont fixées à peu près au milieu de la largeur de la ceinture 6. Les grands côtés 12, 13 des boucles 10, 11, un peu moins longs (d'environ 1 à 2 cm) que les grands côtés 12, 13, sont fixés, comme c'était le cas pour les bobines de l'art antérieur, sur le côné 3 à faible distance (généralement quelques centimètres) du déviateur 8. Toutefois, on peut ajuster les positions de ces grands côtés 12, 13 ainsi que des côtés 16, 17 en fonction des dimensions des tubes sur lesquels les bobines sont fixées, pour obtenir des résultats optimaux, comme on le verra ci-dessous en référence aux figures 3 à 9.The
On a représenté en traits interrompus les trajets 18, 19 des boucles des bobines de démagnétisation de l'art antérieur. Les grands côtés extérieurs de ces boucles passent juste derrière le plan de frit 5.The
Dans le mode de réalisation représenté, on fait passer les grands côtés 16, 17 des boucles 10, 11selon l'axe longitudinal de la ceinture 6, juste devant les oreilles 7. Toutefois, on pourrait fixer les grands côtés 16, 17 en tout endroit situé en avant (pour un observateur regardant l'écran) du plan de frit, les résultats variant comme représenté en figure 10 et comme expliqué ci-dessous.In the embodiment shown, the
Les résultats obtenus avec les bobines de l'invention, en leur envoyant un courant de démagnétisation de forme et durée habituelles sont été les suivants, en disposant les brins 16, 17 au niveau des oreilles 7, et les brins 12, 13 à mi-chemin entre la face antérieure du déviateur 8 (sa face la plus proche de l'écran du tube) et le bouton d'anode 23 (ou son symétrique 23A), en exprimant en pourcentage le gain au niveau de l'effet du champ, c'est-à-dire le déplacement résiduel du registre : Δ = 42%, ΔZ= 9% dans les coins et 22 % à 6 heures et 12 heures (c'est-à-dire dans la zone des milieux des grands côtés de l'écran), et Δ = 29 %, et ce , pour un tube asphérique de 68 cm de diagonale.The results obtained with the coils of the invention, by sending them a demagnetization current of usual shape and duration are as follows, by placing the
Pour déterminer, dans chaque cas, les meilleures positions des brins 16, 17 et 12, 13 par rapport au tube, on a effectué deux séries d'essais : d'abord en gardant les brins 12, 13 au niveau de la face antérieure du déviateur 8 et en positionnement les brins 16, 17 à environ 5 cm en arrière du plan de frit (figure 3), au niveau du plan de frit (figure 4), au niveau des oreilles 7 (figure 5), et à environ 6 cm en avant du plan de frit (figure 6). Les résultats obtenus ont été reportés sur un diagramme (figure 10) donnant l'efficacité E du déplacement du registre en fonction de la position P des brins 16, 17. On a pris arbitrairement comme efficacité égale à 100 % celle obtenue au niveau du plan de frit, ayant une abscisse P nulle. Les différents résultats sont référencés respectivement A, B, C, D, pour la correction EST/OUEST (courbe interpolée en trait plein), et pour la correction NORD/SUD (courbe interpolée en trait interrompu). On constate qu'en avant du plan des oreilles de fixation l'efficacité ne varie que très peu pour la correction NORD/SUD et davantage pour la correction EST/OUEST en fonction de la position des brins 16, 17.To determine, in each case, the best positions of the
Dans une deuxième série d'essais, on a fixé les brins 16, 17 au niveau du plan de frit, et on a mesuré les déplacements de registre pour une position des brins 12, 13 au niveau de la face antérieure du déviateur 8 (figure 7), à mi-chemin entre cette position et le bouton d'anode 23 (pour ce qui est du brin 12, et du symétrique 23A du bouton 23 par rapport à l'axe du tube 1 pour ce qui est du brin 13) (figure 8), et au niveau de 23, 23A (figure 9). Les résultats respectifs E, F, G ont été reportés sur le diagramme de la figure 11 en trait plein pour la correction EST/QUEST et en trait interrompu pour la correction NORD/SUD, les courbes étant tracées en interpolant entre les résultats. Cette figure 11 donne l'efficacité E de la correction en fonction de la position P des brins 12, 13, l'efficacité de 100 % étant prise arbitrairement pour la position moyenne, l'abscisse 0 étant prise au niveau de la face antérieure du déviateur 8.In a second series of tests, the
Bien entendu, pour effectuer un réglage correct de la boucle de démagnétisation il faut régler à la fois la position des brins 16, 17 et celle des brins 12, 13, en notant toutefois qu'il est préférable de ne pas trop rapporcher les brins 12, 13 du déviateur pour éviter une action perturbatrice de la boucle sur le fonctionnement du déviateur, à moins de prévoir des moyens ouvrant la boucle lorsqu'elle n'est pas en service.Of course, to carry out a correct adjustment of the demagnetization loop, it is necessary to adjust both the position of the
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