Brevet FR2380685A1 — publié le 19780908

L'invention concerne un dispositif muni d'une lampe clair A décharge dans le gaz, cette lampe colportait un tube à décharge équipé de deux électrodes principales internes et d'une électrode de démarrage externe, le dispositif yant deux bornes entrée devant être connectées & un élément piézo-électrique pouvant être sollicité mécaniquement, ledit élément fournissant, en l'absence de charge électrique, essentiellement une seule impulsion initiale unipolaire, et que dans le but d'amorcer le tube, une ton- sion engendrée avec l'élément piézo-électrique est appliquée par l'intermédiaire des bornes d'entrée, entre l'électrode de démarrage et une première électrode principale du tube, les électrodes principales étant raccordées à une source d'alimentation électrique. Un tel dispositif est utilisé par exemple en combinaison avec un appareil photographique, et notamment dans le but de prendre des photographies en présence d'un clair. Dans ce cas, l'élé- ment piézo-électrique peut se trouver dans l'appareil photographique ou appartenir à un adaptateur à fixer sur l'appareil. Un dispositif connu du genre précisé ci-dessus est décrit dans le brevet français n 2.113.558. Un inconvénient de ce dispo- Sitif connu est que l'impulsion de tension engendrée & i l'aide de l'élément piézo-électrique est parfois insuffisant pour amorcer la lampe éclair. Or, le but de l'invention est de procurer un dispositif qui appartient au genre mentionné dans le préambule et dans lequel l'amorçage de la 1-p. éclair a lieu de façon sure. Conformément à l'invention, un dispositif muni d'une lampe éclair & décharge dans le gaz, cette lampe comportant un tube à décharge équipé de deux éléctrodes principales internes, et d'une électrode de démarrage externe, le dispositif ayant deux bornes d'en- trée devant être connectées à un élément piézo-électrique pouvant être sollicité mécaniquement, ledit élément fournissant, en l'absen ce de charge électrique, essentiellement une seule impulsion initiale unipolaire, et que dans le but d'amorcer le tube une tension en gendrée avec l'élément piézo-électrique est appliquée par l'intermé- diapre des bornes d'entrée, entre l'électrode de démarrage et une première électrode principale du tube, les électrodes principales étant raccordées à une source d'alimentation électrique, ce dispositif est remarquable en ce que les bornes d'entrée du dis positif sont reliées par un montage en série comportant un re tresseur et une combinaison parallèle formée d'une impédance inductive et d'une impédance capacitive, cette combinaison paral le le constituant une branche à amortissement sous-critique, l'électrode de démarrage et la première électrode principale du tube étant reliées à travers l'impédance inductive, en dehors du redresseur, le sens de passage de ce dernier étant tel qu'il laisse passer une impulsion se produisant aux bornes d'entrée et ayant la même polarité que l'impulsion initiale de l'élément piézo-électrique. Par l'expression branche à amortissement sous critique", il y a lieu d'entendre ici une branche qui, apyres avoir été raccordée à une source de tension continue, présente un courant dont le sens de passage est inversé après l'instant auquel l'intensité de ce courant devient égale à zéro. Un avantage d'un dispositif conforme à l'invention est que la lampe éclair à décharge dans le gaz peut être amorcée de façon sûre. Cela est dû au fait que la tension électrique que fournit l'élément piézo-électrique est maintenant présentée d'une façon plus adéquate à l'électrode de démarrage de la lampe, et notamment sous la forme d'impulsions de tension dont les polarités alternent. En guise d'explication, il est précisé ce qui suit. Dans le cas du dispositif connu, dans lequel tant l'électrode de démarrage qu'une électrode principale de la lampe sont raccordées directement aux bornes de sortie d'un élément piéso- électrique sans passer par des Maisons comportant d'autres composants, le signal d'amorçage entre l'électrode d'amorçage et l'électrode principale de la lampe est formé principalement par une seule impulsion de tension, dans le cas où l'élément piézo-électrique est commandé mécaniquement. Il est vrai que quelques autres impulsions de tension peuvent succéder à ladite impulsion, mais l'amplitude de ces autres impulsions est généralement négligeable par rapport à celle de la première impulsion de tension.Par con séquence, lorsque la lampe n'est pas amorcée sous l'effet de cette première impulsion, ilneseproduit pas d'amorçage ultérieur de la lampe à l'occasion dudit signal d'amorçage. Dans le cas d'un dispositif photographique, cela signifie une photographie sous-exposée. Cela constitue évidemment un inconvénient. Or, on a pu constater que le comportement d'amorçage d'une lampe éclair à décharge dans le gaz est meilleur ai entre l'électrode de démarrage et une électrode principale de la lampe il n'est pas appliqué une seule impulsion de tension dont la polarité ne change évidemment pas, mais plusieurs impulsions de tension successives dont les polarités alternent. Cela peut Outre constaté par une comparaison lors de laquelle la quantité d'énergie débitée par l'élément piézo-électrique est égale dans les deux cas. A remarquer également que le fait d'utiliser dans un dispositif conforme à l'invention un élément piézo-électrique pouvant outre sollicité mécaniquement et appartenant au type précisé ci-dessus, à savoir un élément qui, étant sollicité méca uniquement en l'absence de charge électrique imposée audit élément, fournit une seule impulsion initiale dont la polarité ne change pas, présente l'avantage consistant en ce que l'intensité des chocs mécaniques auxquels est soumis le support de l'élémentpiézoélectrique, est limité par suite de la.commande mécanique, ledit support étant généralement un appareil photographique.En effet, si au cours de la prise d'une photographie, des chocs mécaniques de trop forte intensité devaient se produire, il en résulterait sur la photographie un manque de netteté dû au mouvement intempestif de l'appareil photographique. Par conséquent, le problème avec lequel l'inventour était confer onté était que ledit élément piézo-électrique ne fournit qu'une impulsion de tension dont la polarité ne change pas et que pour l'amorçage sûr de la lampe éclair à décharge dans le gas, dl est souhaitable de disposer d'une série d'impulsions de tension dont les polarités alternent. Or, étant donné le caractère capacitif que présentent les éléments piézo-électriques, on pourrait s'imaginer qu'une solution simple du problème serait possible par la seule introduction d'une impédance inductive, et cela notamment dans une liaison électrique qui, de l'électrode de démarrage, conduit à la première électrode principale de la lampe. Il est vrai que cela conduit à une série d'impuloions de tension d'amorçage dont les polarités alternent, mais l'oscillation électrique qui a lieu dans le circuit comportant lrélément piézo-électrique et l'inductance et engendrant ces impulsions de tension d'amorçage est amortie par ledit élément piézo-électrique dans une mesure telle que l'amplitude de ces impulsions de tension est trop faible pour le but visé. L'invention repose sur l'idée de limiter l'oscil- lation électrique à une partie de circuit à laquelle n'appartient pas l'élément piézo-électrique. Dans un dispositif conforme à l'invention, cette exclusion de l'élément piézo-électrique est réalisée par l'effet bloqueur du redresseur. Par contre, l'impulsion qui provient de l'élément piézo-électrique et que le redresseur a laissé passer la branche à amortissement sous-critique, ce qui a comme conséquence que les impulsions de tension désirées dont les polarités alternent sont engendrées entre l'électrode de démarrage et l'électrode principale de la lampe. L'impédance capacitive est formée par exemple par un (premier) condensateur distinct. I1 se peut également que l'in- pédance capacitive soit réalisée sous la forme d'une capacité entre les parties de conducteur situées entre le redresseur et les électrodes de lampe. Il peut dans ce cas s'agir également de parties d'enroulement conductrices d'une bobine électrique dont le coefficient de self constitue l'impédance inductive de la branche à amortissement sous-critique. Les capacités de ce genre qui dans le cas d'autres circuits sont appelées parfois capacités parasitaires, pourraient dans le présent cas mieux s'appeler "capacités assistantes". Suivant un mode de réalisation préféré d'un-dispositif conforme à l'invention, celui-ci comporte également un condensateur auxiliaire qui shunte le montage en série comportant le redresseur et la combinaison parallèle formée par l'impédance inductive et l'impédance capacitive. Un avantage de ce dispositif préféré est que l'allure de l'impulsion que doit laisser passer le redresseur peut ainsi être adaptée, dans une certaine mesure, de sorte que dans la branche à amortissement sous-critique, l'amplitude de l'oscil- lation et, partant, le signal d'amorçage entre l'électrode de démarrage et la première électrode principale de la lampe, peuvent être optimalisée. Le redresseur peut se trouver par exemple dans une liaison directe qui ne comporte pas d'autres composants et qui, depuis la première électrode principale de la lampe, conduit à une borne d'entrée du dispositif Suivant un autre mode de réalisation préféré d'un dispositif conforme à l'invention, le redresseur se trouve dans une liaison qui ne comporte pas d'autres composants et qui, depuis l'autre borne d'entrée conduit à la première électrode principale ne colporte aucun autre composant. Un avantage de ce dispositif préféré est que la première électrode principale de la lampe et une sortie de 1'élément piézo-électrique peuvent être raccordées à la masse du dispositif, ce qui permet d'éviter des tensions indésirables. De préférence, le coefficient de self de l'impédance inductive est compris entre 10 mHenry et 100 mSenry, tandis que la capacité de l'impédance capacitive est comprise entre 5 farad et 20 pFarad. Un avantage de cela est qu'à l'aide de ces compo sants de circuit à valeur électrique relativement réduite, il est possible d'obtenir un signal d'amorçage très satisfaisant. On peut perfectionner davantage le dispositif par l'emploi d'un condensateur auxiliaire dont la capacité est comprise entre 40 pFarad et 100 pFarad. La description suivante, en regard du dessin an netó, le tout donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente un dispositif conforme à l'invention, ainsi qu'un élément piézo-électrique auquel ce dis- positif est raccordé. La figure 2 est un diagramme qui illustre la va- riation de la tension e engendrée par l'élément piézo-électrique de la figure 1 lorsque cet élément est desservi mécaniquement mais n'est soumis à aucune charge électrique. La figure 3 est un autre diagramme qui illustre l'allure de la tension e entre une électrode de démarrage et une électrode principale d'une lampe du dispositif représenté sur la figure 1 dans le cas où l'élément pièzo-électrique est desservi. Sur la figure 1, la référence 1 indique un élément piézo-électrique qui est muni d'un piézocristal 2 enfermé danse un bottier 3. La référence 4 indique une enclume. L'extrémité du piésocristal 2, située du c8té de l'enclume 4, est raccordée à un borne d'entrée 5 du dispositif conforme à l'invention. Ladite borne 5 est raccordée a la masse M du dispositif. L'autre extré du du piézocristal 2 est raccordée à une borne d'entrée 6 dudit dispositif. La référence 7 indique le marteau d'un organe manoeuvre de l'élément piézo-électrique. Ce marteau peut tourner autour d'un pivot 8. Un ressort de traction est indiqué par la référence 9. Le marteau 7 a été dessiné en deux positions. La position en pointillé est celle du marteau soumis à une précontrainte. En traits pleins, on a indiqué la position dans laquelle ce marteau 7 repose contre l'enclume 4. La borne d'entrée 6 est connectée à la borne d'entrée 5 par un condensateur auxiliaire 10. Ladite borne d'entrée 6 est raccordée également à ladite borne d'entrée 5 par l'intermédiaire d'un montage en série comportant un redresseur il et une combinaison parallèle formée par une impédance inductive 12 et une impédance capacitive 13. L'extrémité appartenant à l'impé- dance inductive 12 et située du côté du redresseur 11, est connectée à une électrode de démarrage externe 14 d'une lampe éclair à décharge dans le gaz 15. Cette lampe 15 est remplie de xénon ga zeux, et comporte deux électrodes principales internes indiquées par les références 16, 17.L'électrode principale 16 est raccordée à une des armatures d'un condensateur 18, tandis que l'autre électrode principale 17 est raccordée à l'autre armature de ce condensateur 18. La première armature du condensateur 18 est raccordée également à une borne 19, l'autre armature de ce condensateur 18 étant également connectée à une borne 20. La partie du dispositifreprésentée sur la figure 1, qui comporte l'élément piézo-électrique 1, -son organe de manoeuvre mécanique, ainsi que les lignes d'alimentation conduisant à cet élément, se trouve par exemple dans un appareil photographique. La partie de dispositif qui, sur la figure 1, est munie des références 5 et 6, ainsi que des numéros 10 à 20, appartient à un flash électronique.Pour amorcer la lampe éclair 15, et contre le montre également la figure 1, les bornes d'entrée 5 et 6 sont raccordées à l'élément piézo-électrique 1. Le dispositif répondant à la figure 1 fonctionne comme suit. En tout premier lieu, par l'intermédiaire d'un dispositif auxiliaire qui n'a pas été représenté, le condensateur 18 est chargé à travers les bornes 19, 20, en respectant la polarité indiquée par le signe + et le signe - sur la figure 1. Ensuite, le marteau 7 de la commande mécanique de l'élément piézo-électrique 1, ce marteau occupant initialement la position en pointillé, est lâché par un dispositif ad hoc non représenté, de sorte que ce marteau 7 frappe 1'enclume 4, notamment sous l'action du ressort de traction 9. La libération du marteau 7 a lieu dans l'appareil photographique, au moment de la prise d'une photographie. A cette occasion notamment, on ouvre l'obturateur de l'appareil photographique et on lâche le marteau.La percussion du marteau 7 sur l'enclume 4 est transmise au cristal piézo-électrique 2 qui de ce fait est enfoncé dans une certaine mesure. L'impulsion électrique qui en résulte présenterait une allure comme indiquée sur la ligure 2 si aucune autre charge n'était branchée sur les bornes d'entrée 5 et 6. Cela veut dire que dans ce cas il s'agirait principalement d'une Seule impulsion initiale dont la polarité ne change pas. Le cristal piézo-électrique 2 étant enfermé dans son botter 3, cette impulsion n'est suivie que de quelques oscilla tions négligeables, à l'exclusion d'oscillations inversées d'am- plitude comparable à l'amplitude initiale. Cela empêche des chocs mécaniques indésirables au cours de la prise subséquente d'une photographie. Lors de la prise d'une photographie, avec éclair, une charge est raccordée aux bornes d'entrée 5 et 6, correspon dant notamment au circuit indiqué sur la figure 1. Dans ce cas, l'impulsion de l'élément piézo-électrique d'une part charge ini tialement le condensateur 10 et d'autre part crée un courant à travers le redresseur il vers la branche 12, 13. L'impulsion de courant passant par ce redresseur 11 excite la branche d'oscillation la, 13 à amortissement sous-critique. Cette branche est ainsi le siège d'une oscillation qui, entre l'électrode de démarrage 14 et la première électrode principale 17 de la lampe 15, donne lieu à un signal de tension d'amorçage dont l'allure est indiquée plus en détail sur la figure 3. Ce signal d'amorçage est formé d'im pions dont les polarités alternent.La lampe à décharge 15 s'amorce de ce fait de façon très sûre. Si la lampe 15 s'est amorcée, il passe par l'intermédiaire du condensateur 18, un courant 9 travers cette lampe 15 qui émet ainsi un éclair vers la scène ion représentée) à photographier. Des expérience ont permis de constater qu'avec un dispositif non conforme a l'invention dans lequel le redresseur il constitue une connexion directe, les composants 10, 12 et 13 étant absents, la lampe 15 ne s'amorce pas en toutes circonstances. La raison en est que dans ce cas, il appairait, entre les électrodes 14 et 17, principalement l'impulsion correspondant à la figure 2, ctest-à-dire une impulsion de tension unipolaire. Dans ce dispositif cité en dernier lieu, la seule introduction d'une bobine électrique entre l'électrode de démarrage et l'électrode principale de la lampe, fournit, il est vrai, un signal d'amor çage formé d'impulsions dont les polarités alternent, mais l'am- plitude de ce signal est inférieure à 60 % de l'amplitude du signal illustré sur la figure 3. Dès à présent, tout en utilisant un même piézocristal et un même organe de manoeuvre mécanique,on n'a obtenu qu'un amorçage plus sûr de la lampe. I1 est par ailleurs concevable que tout en mettant à profit l'invention, on pourrait utiliser des lampes éclairs a décharge qui nécessitent une tension d'amorçage plus élevée, par exemple des lampes rayonnant une plus grande quantité de lumière et/ou ayant une plus longue durée de vie. De plus, il est concevable que dans un dispositif conforme à l'invention, la tension jusqu'à laquelle il y a lieu de charger initialement le condensateur 18 soit inférieure à la tension nécessaire dans le cas du dispositif connu correspondant à la technique actuelle. Suivant un mode de réalisation pratique, la longueur du piézocristal 2 est égale a environ 8 mm, la largeur du cristal étant égale à environ 2,5 mins. L'énergie avec laquelle le marteau frappe sur le cristal est d'environ 2.10-2 2 Joule. La charge du condensateur 18, de capacité égale à environ 300 uFarad, s'identifie à une tension égale à environ 350 Volts. La capacité du condensateur 10 est égale à environ 80 pFarad. Le coefficient de self de la bobine 12 est égal à environ 15 mHenry. La capacité de l'impédance 13 est égale à environ 15 pFarad. Dans certains cas, le condensateur 13 peut être un condensateur distinct. Dans d'autres cas, ce condensateur 13 peut former, en association avec l'impédance inductive 12, une bobine, auquel cas la capacité est formée par la capacité entre les vires de cette bobine et/ou entre les fils d'alimentation de celle-ci. Le plus souvent, le conden- sateur auxiliaire 10 ne contribue que dans une mesure relativement faible à la forme du signal d'amorçage. C'est pourquoi il est parfois possible d'omettre ce condensateur auxiliaire. Un grand avantage d'un dispositif conforme & BR REVENDICATIONS : 1. Dispositif muni d'une lampe éclair à décharge dans le gai, cette lape comportant un tube à décharge équipé de deux élec- trodes principales internes, et d'une électrode de démarrage exter- gaz le dispositif ayant deux bornes d'entrée devant être connectées à un élément piézo-électrique pouvant être sollicité mécaniquement ledit élément fournissant, en l'absence de charge électrique, es- sentiellement une seule impulsion initiale unipolaire, et que dans le but d'amorcer le tube, une tension engendre avec l'élément piézo-électrique est appliquée par l'intermédiaire des bornes d'entrée, entre l'électrode de démarrage et une première électrode principale du tube, les électrodes principales étant raccordées à une source d'alimentation électrique, caractérisé an se que ses borne. d'eatrio sont reliées par un montage en série comportant un redresseur et une combinaison parallèle formée d'une impédance inductive et d'une impédance capacitive, ladite combinaison cons- tituant une branche à amortissement sous-critique, l'électrode de démarrage, et la première électrode principale du tube étant reliées à travers l'impédance inductive, en dehors du redresseur, le sens de passage de c. redresseur étant tel qu'il laisse passer une impulsion se produisant aux bornes d'entrée et ayant la même polarité que l'impulsion initiale de l'élément piézo-électrique. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé on OC qu'un condensateur auxiliaire shunte le montage en série compor- tant le redresseur et la combinaison parallèle formée par l'impé- dance inductive et l'impédance capacitive. 3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le redresseur se trouve sur une liaison qui ne comporte pas d'autres composants et qui, depuis une des bornes d'entrée, conduit à l'électrode de démarrage, tandis que la liaison qui depuis l'autre borne d'entrée conduit à la première électrode principale ne comporte aucun autre composant. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le coefficient de self de l'impédan- ce inductive est compris entre 10 mHenry et 100 mHenry, tandis que la capacité de l'impédance capacitive est comprise entre 5 pFarad et 20 pFarad. 5. Dispositif selon les revendications 2 et 4, caractérisé an ce que la capacité du condensateur auxiliaire est comprise entre 40 pFarad et 100 farad.