Brevet FR2493596A1 — publié le 19820507

La présente invention est relative à des tubes de prise de vues pour la télévision et elle concerne plus particulièrement un système perfectionné d'électrodes en mailles permettant d'obte- nir des effets microphoniques réduits pour un tel tube. On sait que les effets microphoniques désignent une vibration physique d'une certaine partie d'un tube qui, en raison de son mouvement, produit une sortie de signal électrique indésirable ou bruit qui se manifeste sous la forme d'un fond ou arrière-plan de lignes ou de stries sur l'image de télévision. Dans un tube de prise de vue du type "vidicon", on dispose une grille en mailles entre une cible photoconductrice et un canon électronique qui délivre un faisceau électronique de balayage. La grille en mailles joue le r8le d'une lentille qui amène le fais- ceau électronique émis par le canon électronique à venir frapper perpendiculairement l'électrode cible. Le système de mailles est généralement supporté par sa périphérie et il comporte au moins une bague annulaire de support. Lorsque de tels tubes sont soumis à des chocs mécaniques, par exemple sur des véhicules ou des équipements, ainsi qu'à des vibrations, pouvant provenir par exemple de ventilateur de refroi- dissement ou bien encore de sons incidents émanant de sources externes, la maille conductrice commence à vibrer par rapport à la cible photoconductrice et ces vibrations engendrent des effets microphoniques qui produisent les lignes de fond ou d'arrière plan et les stries sur l'image. De nombreuses tentatives ont été effectuées pour éliminer les effets microphoniques indésirables, notamment en disposant des éléments amortisseurs de forme rectangulaire en contact avec la maille. Une telle configuration fournit un format de balayage de forme rectangulaire et elle limite par conséquent l'orientation du tube à l'intérieur d'une caméra en couleur multitube, ce qui complique le processus d'alignement du tube. Parmi les autres so- lutions envisagées pour éliminer l'effet microphonique on peut citer la structure décrite dans le brevet américain n0 3 906 278 qui comprend une rondelle en mailles souple et fine serrée entre deux éléments annulaires. Les éléments annulaires sont bombés au delà de la région du serrage de façon à s'écarter l'une de l'autre. La rondelle souple en mailles s'étend vers l'intérieur au delà de la zone de serrage et elle vient au contact à la fois de la fine 2 2493596 structure de mailles et de la partie bombée de l'un des éléments de serrage afin d'amortir les vibrations. Une telle structure est complexe et elle exige une rondelle de mailles, souple et réalisée avec précision. Si les ondulations de la rondelle de mailles sont trop superficielles, la rondelle ne vient au contact ni de l'élément annulaire bombé ni de la structure fine en mailles. Si cette éventualité se produit, il se produit peu ou pas d'amor- tissement. Etant réalisée à partir de mailles, la rondelle fle- xible tend également à subir une modification d'élasticité après des cycles mécaniques et thermiques répétés, ce qui diminue l'ef- ficacité de l'action d'amortissement. Il est par conséquent pré- férable de mettre au point un système de montage de structure de mailles qui soit fiable, économique, qui procure une résistance suffisante de la structure de mailles ainsi qu'un amortissement permettant de réduire les effets microphoniques. Un tel système de montage de mailles est décrit dans la de- mande de brevet américain n0 150 341 déposée le 16 Mai 1980 par Benner et al. Une telle structure comporte une électrode en mailles disposée entre une bague de support de la structure en mailles, de forme tronconique et une bague d'amortissement de la structure en mailles, de conception analogue à celle d'un ressort et de forme tronconique. La bague d'amortissement de la structure en mailles est comprimée de façon à obtenir une inversion de sa forme bombée et elle est soudée par une pluralité de points, sur la périphérie externe de la bague de support de la structure de mailles. L'inversion de la forme bombée de la bague d'amortisse- ment de la structure de mailles, permet à cette dernière de pren- dre une configuration ondulée ou en forme de serpentin qui amène l'électrode en mailles périodiquement au contact de la périphérie interne de la bague d'amortissement. La zone de contact s'étend radialement vers l'extérieur à partir de la périphérie interne vers les points de soudure sur la périphérie externe de la bague d'amortissement. Cette dernière structure est utilisée à l'heure actuelle X5 dans le tube "VISTACON" qui est l'appellation commerciale d'un tube vidicon au monoxyde de plomb fabriqué par la présente titu- laire. Les tubes "Vistacon" possèdent une durée d'amortissement excellente de l'ordre de 1 seconde ou moins. Cependant une telle structure exige un contrôle précis de la trempe de la bague 3 2493596 d'amortissement et également un positionnement approprié des points de soudure à la périphérie de la bague afin de s'assurer que la bague d'amortissement présente la configuration ondulée appropriée, permettant d'amortir efficacement les vibrations de la structure de mailles. Une dureté inappropriée de la bague ou un traitement de soudure impropre de la bague d'amortissement diminue le nombre de points de contact périodiques entre cette bague et la structure de mailles, ce qui entraîne une diminution de l'efficacité et du rendement d'amortissement du système de montage de la structure de mailles. Un tube de prise de vues selon la présente invention comprend une électrode cible photoconductrice, un système ou structure de mailles espacé de cette-électrode et une cathode. Le système de mailles comprend une électrode en mailles interposée entre une bague annulaire de support de structure de mailles et une bague annulaire d'amortissement de la structure de mailles. Cette bague d'amortissement présente une section droite sensiblement en forme d'arc s'étendant de sa périphérie interne à sa périphérie externe. La bague d'amortissement est fixée à l'électrode en mailles et à la bague de support, en une pluralité de points autour de sa péri- phérie externe. La périphérie interne de la bague d'amortissement est constituée d'une pluralité de régions en forme d'arcs s'éten- dant tout autour de la bague. Chacune de ces régions est inter- connectée par une partie de la bague d'amortissement qui est au contact de l'électrode en mailles. La région annulaire située entre la périphérie interne et la périphérie externe de la bague d'amor- tissement et la région s'étendant axialement entre cette bague et l'électrode en mailles, constituenz unechambre d'amortissement de vibration comportant une pluralité d'entrées formées par les ré- gions en forme d'arcs de la bague d'amortissement. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence au dessin annexé qui en illustre deux exemples de réalisation dépour- vus de tout caractère limitatif. Sur le dessin; - la figure 1 est une vue en section droite d'un tube de prise de vue représentant la structure d'un système de mailles selon la présente invention; - la figure 2 est une vue latérale éclatée partielle de la structure de mailles selon l'invention 4 2493596 - la figure 3 est une vue partielle, à échelle agrandie de la structure de mailles, montrant le système objet de cette inven- tion, les détails étant représentés à une échelle éxagérée; - la figure 4 est une vue partielle, à échelle agrandie, d'une variante de réalisation de la structure selon l'invention. En se référant aux dessins, on y a représenté sur la figure 1, un tube de prise de vues 10, de type vid:icon, qui comporte une enveloppe cylindrique en verre 12, fermée à une extrémité par un panneau frontal transparent 14 et, à son autre extrémité, par une plaque de base 16 en verre. La partie interne de l'enveloppe 12 est mise sous vide, de façon appropriée. Le tube 10 comprend une cathode 18 chauffée par un filament 20. Le filament est connecté,- de façon appropriée, à deux broches en plomb 22, faisant partie d'une pluralité de telles broches, qui sont scellées de façon étanche au vide au travers de la plaque de base 16. Le tube comporte par ailleurs des électrodes GI, G2, G3, G4, ces désignations étant bien connues de l'homme de l'art. Une cible 24 comprend une couche photoconductrice de monoxyde de plomb, selenium-arsenic-tellure, ou de tout autre matériau bien connu de l'homme de l'art. La couche photoconductrice est déposée sur une pellicule d'oxyde d'étain conducteur (non -représenté) sur la partie interne de la plaque frontale 14. Un connecteur 25 réalise un contact électrique avec la cible 24. Ce connecteur 25 qui, de façon typique, est constitué par une patte ou une bande métallique, par exemple de platine, est relié à la cible 24 et il traverse l'enveloppe de verre 12 par un joint d'étanchéité au vide, afin de réaliser une liaison électrique externe. La surface interne 26 diffusant la lumière de l'anode 63 peut être rendue rugueuse par une attaque chimique ou par un dé- polissage au sable de façon bien connue. La lumière est dirigée vers l'intérieur de l'anode G3 à l'aide d'un conducteur ou guide de lumière 28 en forme de tige, comportant une partie formant une bifurcation. Le guide de lumière 28 est recourbé de manière qu'une partie de la lumière irradiée par le filament 20 soit guidée au travers d'une tige 30 du conducteur ou guide 28 et par conséquent au travers de deux branches 32 et 34. Les branches 32 et 34 sont disposées de façon à s'étendre vers la cible 24 et à l'intérieur de l'anode G3 dans laquelle est émise la lumière provenant du guide de lumière 28. 2493596 Le tube de prise de vue ainsi décrit, par exemple un tube à électrode cible au monoxyde de plomb est bien connu dans la tech- nique. Dans une telle structure, l'électrode G4 est constituée par une fine structure conductrice de mailles, ou treillis ou toile métallique, constituée de cuivre ou de nickel déposé par électro- lyse, le nickel étant préféré. L'électrode GG4 comporte environ 394 fils par centimètre, ces fils étant disposés selon une struc- ture orthogonale. Il en résulte des ouvertures de tamis (mailles) de 12 x 12/u. L'épaisseur de la grille"oet d'environ 5/u.'élec- trode G4 comprend une structure de support qui peut Ctre consti- tuée d'au moins unes mais de préférence deux, bagues de support. Les bagues de support sont constituées d'un alliage chrome-nickel lorsqu'on utilise une structure de mailles e4 cuivre et de molyb- dène, tantale ou de nichrome (nickel-chrome) lorsque la structure de mailles est en nickel. L'électrode en mailles est tendue de façon rigide entre les bagues de support et elle y est soudée. Selon la présente invention le système 40 d'électrode G4 est modifié de façon à réaliser une structure présentant des effets microphoniques réduits sans traitement supplémentaire coûteux ou sans structures complexes mettant en oeuvre des ressorts d'amor- tissement, et avec une faculté de reproduction de performances que l'on ne rencontre pas dans la technique antérieure. La pré- sente titulaire a découvert que la fréquence de résonance d'une électrode en mailles de nickel 42, dont l'épaisseur a été exagérée sur les figures 2 et 3, pouvait être augmentée et les effets micro- phoniques diminués en maintenant et en supportant de façon élas- tique l'électrode 42 entre une bague de support 44 annulaire, tronconique et rigide et une bague-d'amortissement annulaire du type ressort 46. La bague d'amortissement 46 présente une section droite en forme d'arc et elle est fixée à l'électrode 42 ainsi qu'à la bague de support 44, par une soudure sur la périphérie des bagues comme on peut le voir sur la figure 3. La périphérie interne 48 de la bague d'amortissement 46 comporte une pluralité de régions en forme d'arcs 50, s'étendant tout autour de la bague. Chacune des régions adjacentes, en forme d'arc 50, est recourbée en dehors du plan de l'électrode en mailles 42. Une pluralité de portions de contact 52, autour de la périphérie interne de la bague d'amortissement 46, viennent au contact de l'électrode en mailles 42. L'électrode en mailles de nickel 42 est réalisée par un procédé électrolytique bien connu, de façon à présenter les dimen- sions précisées ci-dessus. L'électrode en mailles 42 comporte une partie de mailles sensiblement circulaire 54, circonscrite par une partie pleine, annulaire non perforée 56 qui assure une souda- bilité améliorée et les propriétés d'amortissement des vibrations, comme on le verra de la lecture de la description ci-après. Après lè traitement électrolytique l'électrode 42 est soumise a une cuisson dans de l'hydrogène sec à 72000, pendant 20 minutes, afin 1O d'éliminer toute trace de pollution de surface de la structure de mailles. La bague de support 44 est constituée de préférence de molyb- dène bien que l'on puisse utiliser également du Nichrome (alliage nickelchrome) ou du tantale. La bague de support 44 présente une épaisseur de l'ordre de 0,508 mm et elle est légèrement bombée en plaçant la bague de support entre un poinçon et une matrice (non représentés) formant un angle de l'ordre de 60 par rapport à l'horizontale afin d'obtenir une bague de forme tronconique. La bague d'amortissement 46 est constituée de préférence de molybdène bien que l'on puisse également utiliser du Nichrome ou du tantale. La bague d'amortissement 46 de la structure en mailles présente une épaisseur de l'ordre de 0,051 à 0,127 mm et elle présente une forme légèrement arquée. Pour réaliser la bague d'amortissement 46, on utilise également un système poinçon-maurice, du type indi- qué ci-dessus en référence au mode de réalisation de la bague 44. Cependant, dans cet exemple de réalisation, la matrice est embou- tie afin de former les régions en forme d'arcs 50, régulièrement espacées le long de la périphérie interne de la bague d'amortis- sement 46. Le poinçon et la matrice permettent également de réa- liser la section droite en forme d'arc de la bague 46. Les régions embouties, en forme d'arcs 50, formées le long de la périphérie interne 48 de la bague d'amortissement 46 et qui sont interconnectées par des parties de contact 52, permettent d'obtenir une aptitude plus grande à la reproduction des points de contact de mailles que celle que l'on pouvait obtenir par la structure selon la technique antérieure décrite dans la demande de brevet américain n0 150 341 mentionnée ci-dessus. L'aptitude à la reproduction des parties de contact 52 est encore renforcée en contrôlant et en maintenant la dureté de la 2 4 93 r?) bague d'amortissement 46 afin d'empêcher toute fatigue du métal lors du fonctionnement du tube. Bien qu'une cuisson et un recuit. appropriés permettent de contrôler la dureté initiale de l'élément, un décapage au sable ou tout procédé de criblage équivalent, peut augmenter et maintenir la dureté du molybdène qui constitue le matériau préféré pour réaliser la bague d'amortissement 46. Le matériau en molybdène est plaqué d'une couche de nickel ayant une épaisseur de l'ordre de 5/u afin d'améliorer la soudabilité. Lorsque la bague de support 44 et la bague d'amortissement 46 sont constituées de Nichrome ou de tantale, les surfaces de ces bagues peuvent être rendues rugueuses, par exemple par dépolissage au sable ou tout autre procédé de décapage par pulvérisation, afin d'améliorer la dureté. Il n'est pas nécessaire d'effectuer un pla- quage au nickel dans le cas o l'on utilise du Nichrome ou du tantale comme matérieu constituant la bague, étant donné que ces matériaux présentent une aptitude satisfaisante a la soudure. Comme on peut le voir sur les figures 2 et 3, le système d'électrode G4 est formé en tendant l'électrode en maille de nic- kel 42 et en la disposant entre la bague de support 44 et la bague d'amortissement 46. L'angle de la bague de support 44, de forme tronconique est orienté de façon à s'écarter de l'électrode 42 vers la cathode 18 (figure 1). La bague d'amortissement 46 est disposée sur l'électrode 42 de façon que les régions 50 en forme d'arcs soient orientées avec leur concavité vers le haut en s'é- cartant de la maille 42. Etant donné que la bague de support 44 présente une arête faisant un angle de l'ordre de 60 par rapport à l'horizontale, la bague d'amortissement 46, en forme d'arc, tend à retenir sous tension l'électrode en maille 42 et par conséquent à augmenter la fréquence de résonance de l'électrode 42. Comme on peut le voir sur la figure 5, des points de soudure 58 sont equi- espacés autour de la périphérie externe 47 de la bague d'amortis- sement 46 au contact de l'électrode 42. Des photographies de sec- tions droites d'un système d'électrode tel que le système 40 montrent que la bague d'amortissement 46 vient également périodi- quement au contact de l'électrode 42, autour de la périphérie interne de la bague d'amortissement, aux emplacements des parties de contact d'interconnection 52 de la bague d'amortissement 46. Une région annulaire 60, située radialement entre la périphérie interne 48 et la périphérie externe 47 de la bague d'amortissement 46, et axialement entre la bague 46 et l'électrode 42, constitue une chambre d'amortissement des vibrations. Cette chambre d'amor- tissement de vibrations 60 s'étend circonférentiellement autour du système de mailles 40. La chambre d'amortissement de vibrations comporte une pluralité d'entrées constituées par les régions en forme d'arc 50 de la bague d'amortissement 46. La Demanderesse a déterminé qu'il fallait de l'ordre de 18 à 36 points de contact de mailles ou portions de contact d'inter-connexion 52 pour obte- nir des durées d'amortissement inférieures à environ 1 seconde. La configuration décrite ci-dessus permet à toute vibration de l'électrode 42, de se propager dans la chambre de vibration 60, entre la bague de support 44 et la bague d'amortissement 46. Les vibrations qui pénètrent dans la chambre 60 provoquent des ondes stationnaires qui interfèrent à la fois de façon utile et nuisible. Etant donné que la bague d'amortissement 46 est réalisée comme un ressort, mais plus dense que l'électrode 42, cette bague 46 absorbe de l'énergie des ondes d'interférence constructives ou utiles qui sont au contact de la bague d'amortissement 46, ce qui supprime les vibrations de l'électrode en mailles et réduit les effets microphoniques. Les ondes d'interférence nuisibles ou des- tructrices dans l'électrode 42 s'annulent simplement les unes les autres. Etant donné que la partie non perforée 56 de l'électrode en mailles 42, est soudée entre la bague de support 44 et la bague d'amortissement 46, il existe un degré très élevé d'intégrité de soudure qui peut être obtenu par soudure sur une partie perforée de l'électrode 42. On pense également que l'augmentation de den- sité de la partie non perforée 56 de l'électrode 42 contribue à l'amortissement des vibrations de l'électrode en mailles. Le système de mailles selon la présente invention 40, compre- nant l'électrode de nickel 42, présente des améliorations en re- gard des structures de mailles selon la technique antérieure. Dans de tels tubes, par exemple le tube vidicon de 30 mm au mono- xyde de plomb RCA 4392, commercialisé sous la marque "VISTACON", des structures de mailles selon la technique antérieure, présentent des fréquences de résonance naturelle situées dans un domaine allant de 2500 à 3200 Hz, avec des périodes d'amortissement de l'ordre de 1 seconde au moins. Dans les tubes "Vistacon" de 30 mm utilisant l'électrode à mailles de nickel décrite ci-dessus, fixée entre la bague de support tronconique 44 et la bague d'amor- tissement en forme d'arc 46, la fréquence de résonance moyenne augmente jusqu'à environ 3200 à 4000 Hz, la durée moyenne de l'amortissement étant de l'ordre de 0,2 seconde. Conformément à l'invention, on substitue une bague de support de mailles annulaire, ayant des surfaces inférieure et supérieure sensiblement plates, à la bague de support de mailles tronconique 44, du système de mailles 40. Des essais réalisés sur une struc- ture de mailles modifiée, montrent que les performances d'amor- tissement supérieures décrites ci-dessus pour le système 40, peu- vent Ctre reproduites par le système de mailles modifié, à condi- tion que l'électrode de mailles 42 puisse être maintenur sous tension entre la bague de support plane (non représentée) et la bague d'amortissement en forme d'arc 46. La figure 4 illustre une variante de la structure d'électrode en mailles. Dans cet exemple de réalisation, la bague de support de mailles tronconique 44 est remplacée par une bague de support présentant une surface de base sensiblement plane 102 qui est orientée vers la cathode 18 de la figure 1. A l'opposé de la sur- face 102 est déposée une seconde surface 104 comportant une aire ou zone de scellement 106, adjacente à la périphérie externe 108 de la bague 100. Une pluralité d'îlots de contact 110 sont réa- lisés autour de la périphérie interne 112 de la bague 100, par exemple par emboutissage ou estampage. Ces flots sont uniformément répartis de manière que la corde située entre des îlots adjacents soit égale à la corde située entre des régions adjacentes en forme d'arc de la bague d'amortissement 46. La région annulaire située entre la périphérie interne 112 et l'aire de scellement 106 est évidée afin de constituer une chambre d'amortissement de vibra- tions 114 s'étendant circonférentiellement entre l'électrode de mailles 42 et la seconde surface 104. Comme on peut le voir sur la figure 4, la bague d'amortissement 46 en forme d'arc, décrite ci-dessus peut être utilisée pour compléter la structure d'élec- trodes 140, ou bien une bague d'amortissement sensiblement plate (non représentée) peut être soudée autour de sa périphérie pour compléter la structure de l'électrode. Si on utilise la bague d'amortissement 46, les portions de contact 52 de la bague 46 sont disposées à l'opposé des îlots 110. Dans cette configuration, la chambre d'amortissement de vibrations s'étendant circonféren- no tiellement est formée au-dessus et en-dessous de l'électrode de mailles 42. Cette chambre au-dessus de l'électrode de mailles 42 est la chambre 60 décrite ci-dessus. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limi- tée aux divers exemples de réalisation décrits et représentés ici mais qu'elle en englobe toutes les variantes. I1 REVENDICATIONS I.- Tube de prise de vues (10) qui comprend une enveloppe (12) de forme générale cylindrique, un panneau frontal (14) à l'une des extrémités de ladite enveloppe, une électrode cible photoconductrice (24) adjacente audit panneau frontal, une ca- thode (18) à l'autre extrémité de ladite enveloppe et un système de mailles (40, 140) adjacent et espacé de l'électrode cible, entre cette électrode et ladite càhode, ce tube étant caractérisé en ce que le système de mailles comprend une électrode de mailles (42), disposée entre une bague de support annulaire (44, 100) et une bague d'amortissement annulaire de mailles (46), cette bague d'amortissement ayant une section droite ayant sensiblement la forme d'un arc et qui s'étend à partir de la périphérie interne (48) de ladite bague d'amortissement vers sa périphérie externe (47), ladite bague d'amortissement étant fixée par une pluralité de points espacés (58), autour de sa périphérie externe, à ladite électrode de mailles et à ladite bague de support de mailles, la- dite périphérie interne de la bague d'amortissement étant consti- tuée d'une pluralité de régions en forme d'arc (50) s'étendant autour de ladite périphérie, chacune des régions en forme d'arc étant interconnectée par une partie (52) de la bague d'amortisse- ment qui est au contact de l'électrode en mailles, la région annu- laire (60), entre ladite périphérie interne et ladite périphérie externe de la bague d'amortissement en forme d'arc et la région s'étendant axialement entre la bague d'amortissement et l'électro- de en mailles constituant une chambre d'amortissement des vibra- tions qui s'étend circonférentiellement autour du système et qui possède une pluralité d'entrées formées par les régions en forme d'arcs de ladite bague d'amortissement. 2.- Tube de prise de vues selon la revendication 1, caracté- risé en ce que lesdites régions en forme d'arc (50) sont incurvées en dehors du plan de l'électrode en mailles (42) et -elles sont equiespacées autour de la périphérie interne (48) de ladite bague d'amortissement des mailles (46). 3.- Tube de prise de vues selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ladite bague annulairede support de mailles (44) est de forme tronconique. 4.- Tube de prise de vues selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ladite bague de support tronconique (44) comporte un angle dirigé vers ladite cathode (18). 12W 5.- Tube de prise de vues selon la revendication 1, caracté- risé en ce que ladite bague de support (100) possède une première surface sensiblement plane (102) dirigée vers la cathode (18) et une seconde surface opposée (104), adjacente à ladite électrode de mailles (42), ladite seconde surface comportant une zone de scellement (106) s'étendant autour de la périphérie externe (108) de cette surface et une pluralité d'îlots discrets de contact de mailles (110) disposés autour de la Dériphérie interne (112) de ladite bague de support et s'étendant à partir de la surface de cette dernière, la région annulaire entre les îlots de contact et l'aire de scellement de ladite bague de support formant une seconde chambre d'amortissement de vibrations (114) entre la bague de support de mailles et ladite électrode. 6.- Tube de prise de vue selon la revendication 5, caracté- risé en ce que lesdits îlots de contact (110) sont equi-espacés autour de la périphérie interne (112) de ladite bague de support (100), la corde entre des îlots adjacents étant égale à la corde entre des régions adjacentes en forme d'arc (50) de ladite bague d'amortissement (46). 7.- Tube de prise de vues selon la revendication 6, carac- térisé en ce que chaque portion (52) de ladite bague d'amortisse- ment (46) interconnectant ladite pluralité de régions en forme d'arc (50) est disposée à l'opposé de l'un desdits îlots (110) de ladite bague de support (100).