Brevet FR2492162A1 — publié le 19820416

La présente invention concerne un tube vidicon à cible pyroélectrique ; on rappelle que les cibles pyroélectriques pour tubes vidicon sont constituées essentiellement d'un matériau possèdant la propriété de présenter en chacun de ses points une polarisation électrique fonction de la température en ce point. Ces cibles, exposées au rayonnement en provenance d'un objet, permettent d'obtenir, grâce à cette propriété, une image de cet objet sous Peffet de la variation de température provoqué par le rayonnement incident en chacun de leurs points. Cette image est lue par un faisceau d'électrons balayant point par point la cible, sur sa face opposée à celle exposée au rayonnement incident, selon une série de lignes parallèles constituant une trame, pour fournir un signal électrique représentant séquentiellement l'analyse du relief de charges existant sur la cible. Les propriétés des matériaux que l'on utilise dans les cibles pyroélectriques utilisées dans les tubes vidicon varient fortement selon la température desdits matériaux. En l'occurence les deux paramètres importants sont le coefficient pyroélectrique (p) et la constante diélectrique (g r). (p) et (g r) augmentent avec la température, mais alors que la valeur des charges pyroélectriques disponibles augmentent avec (p), l'aug mentation de ( r) limite la valeur utile du signal vidéo provoqué par la lecture des charges par le canon à électrons. Par conséquent, il existe une température optimale pour la cible, qui varie suivant la nature du matériau utilisé. Dans les tubes vidicon à cible pyroélectrique connus de l'hom- me de l'art, munis d'une cathode incandescente émettant une puissance d'un demi-watt, la cible, par exemple en sulfate de triglycine (TGS), est maintenue à une température d'environ 300C. Elle est facilement obtenue par l'échauffement résultant de la dissipation thermique de la cathode du tube et des éléments électroniques constituant son environnement. Lorsqu'on pratique cette méthode de chauffe, on n'est par maître de la température de la cible. Par ailleurs, d'autres matériaux possèdent un coefficient pyroélectrique à température ambiante, plus faible que le TGS mais aussi une constante diélectrique plus faible. De plus leur point de Curie est plus élevé. Pour obtenir une sensibilité égale ou supérieure à celle obtenue avec le TGS, il est donc nécessaire de porter ces matériaux à une température optimale plus élevée et de pouvoir la stabiliser. Les matériaux en question sont notamment le sulfate de triglycine deutéré (DTGS), le fluoberyllate de triglycine (TGFB) et le fluoberyllate de triglycine deutéré (DTGFB) dont les températures optimales de fonctionnement s'échelonnent entre 40 et 6O0C. D'autre part, l'emploi de cibles de réalisation récente sous une forme réticulée, en vue d'augmenter le pouvoir de résolution du tube, amène une perte de sensibilité provoquée par la diminution de la surface utile de la cible. Pour remédier à cet inconvénient, il est nécessaire d'augmenter le coefficient pyroélectrique du matériau en élevant sa température. Pour que la sensibilité soit égale pour tous les points de la cible, il est nécessaire que la température soit uniforme, comptetenu des pertes par rayonnement et par conduction, que subit la cible. Pour stabiliser sur une valeur déterminée la température d'un tube vidicon à cible pyroélectrique, il est connu d'employer un élément chauffant auxiliaire qui de préférence est incorporé au canon électronique. Suivant un mode de réalisation décrit dans la demande de brevet français n" 7731019 publiée sous le n" 2 368 142 par la Société dite "North American Philips Corporation", ledit élément chauffant est situé du côté de la cathode, à l'extrémité du canon électronique opposée à celle de la cible pyroélectrique, loin de cette dernière. Dans une telle disposition, on se heurte au problème suivant: l'image recueillie sur la cible n'est pas uniforme ; elle présente un excès de sensibilité au centre de la cible, les écarts de sensibilité du centre de la cible à ses bords pouvant atteindre 20%, et étant d'autant plus accentués que la température augmente. La Demanderesse a essayé d'interpréter cette non uniformité de la température de la cible et de ce fait a imaginé une structure permettant de pallier à l'inconvénient ci-dessus. En effet, cet excès de température au centre de la cible peut être dû aux réflexions multiples sur le corps intérieur du tube vidicon, réflexions produisant une concentration du rayonnement sur le centre de la cible ; les fuites thermiques par diffusion peuvent être également la cause d'une baisse de température sur les bords de la cible. La présente invention a pour but d'obtenir une meilleure uniformité de la température en disposant un élément chauffant à proximité de la cible, élément résistif constitué par un bobinage métallique entourant une électrode cylindrique, cette disposition permet de répartir le flux de chaleur de manière continue, à la surface de la cible. La présente invention concerne un tube vidicon à cible pyroélectrique comprenant une enveloppé à vide munie d'une fenêtre transparente au rayonnement incident, et, à l'intérieur de ladite enveloppe, une cible pyroélectrique recevant, en fonctionnement, sur l'une de ses faces, le rayonnement en provenance de l'objet à observer, des moyens engendrant dans l'enceinte dudit tube un faisceau d'électrons issu d'une cathode et assurant le balayage point par point de l'autre face de la cible par le faisceau, et des moyens associés pour lire le courant de signal déposé en chaque point de la cible par le faisceau, ledit tube comprenant en outre à l'intérieur de l'enveloppe à vide, une électrode de paroi, constituée d'un cylindre creux perpendiculaire au plan de la cible, dont une des extrémités débouche au voisinage de cette dernière, tube caractérisé en ce qu'il comporte un élément chauffant résistif constitué d'un bobinage entourant l'électrode de paroi, dans sa partie située à proximité de la cible. L'invention sera mieux comprise en se reportant à la description suivante, en regard de la figure unique jointe qui représente un tube vidicon selon l'invention, muni d'une cible pyroélectrique. Un tube vidicon, conforme à l'invention, muni d'une cible pyroélectrique comporte une enveloppe cylindrique 1 fermé à l'une de ses extrémités par une fenêtre 2 transparente au rayonnement infrarouge représenté par une flèche 3, en provenance de l'objet à observer. A cette extrémité de l'enveloppe est fixée une cible pyroélectrique 4 ; cette cible est réalisée en l'un des matériaux suivants déjà cités: TGS, DTGS, TGFB, DTGFB, sous la forme d'une structure continue ou dune structure réticulée. L'autre extrémité de l'enveloppe contient un canon à électrons comportant une cathode 5, qui emet des électrons, entourée d'un wehnelt 6 limitant la section transversale du faisceau d'électrons, situé au niveau de l'anode 7 ; l?électrode de paroi 8, cylindrique, sert à dévier et à concentrer le faisceau d'électrons pour obtenir un balayage adéquat- de la cible. L'électrode de paroi 8 est reliée mécaniquement, par une pièce isolante en céramique 11, à une pièce métallique 9 servant de support à la grille de champ 10, cette dernière étant à proximité de la face de la cible pyroélectrique balayée par le faisceau d'électrons.Conformément à l'invention, on a logé dans le volume vide situé entre l'électrode de paroi 8 et le support métallique 9, un élément chauffant 12 constitué d'un bobinage métallique à double spires entourant le cylindre formé par l'électrode de paroi, dans sa partie proche de la cible. Cet élément est maintenu en place et isolé de l'électrode de paroi, à !L'aide d'un ciment réfractaire ; il permet d'élever la température de électrode de paroi 8 ainsi que celle du support métallique 9, qui rayonnent sur la cible, et l'amènent à la température désirée. Pour augmenter leur rayonnernentv on peut réaliser sur une partie de ces électrodes des dépôts 13 à émissivité thermique élevée. Les dépôts recouvrent en particulier les parties de la grille de champ situées au voisinage des bords de la cible; ils permettent ainsi de réajuster la température sur les bords de la cible où celle-ci a tendance à diminuer ; ces dépôts à haute émissivité thermique peuvent être réalisés par enduction au graphite ou évaporation métallique d'or ou de bismuth par exemple. L'élément chauffant 12 selon l'invention est alimenté par une source de puissance réglable. L'une des connexions de cet élément chauffant peut être constituée par l'électrode de paroi 8. La puissance nécessaire pour maintenir la température de la cible à la valeur désirée est comprise entre 0,25 watt et 1 watt selon le matériau pyroélectrique utilisé. REVENDICATIONS 1) Tube vidicon à cible pyroélectrique comprenant une enveloppe à vide (1) munie d'une fenêtre (2) transparente au rayonnement incident (3), et, à l'intérieur de ladite enveloppe, une cible pyroélectrique (4) recevant, en fonctionnement, sur l'une de ses faces, le rayonnement en provenance de l'objet à observer, des moyens engendrant dans l'enceinte dudit tube un faisceau d'électrons issu d'une cathode (5) et assurant le balayage point par point de l'autre face de la cible par le faisceau, et des moyens associés pour lire le courant de signal déposé en chaque point de la cible par le faisceau, ledit tube comprenant en outre à l'intérieur de l'enveloppe à vide une électrode de paroi (8), constituée d'un cylindre creux perpendiculaire au plan de la cible, dont une des extrémités débouche au voisinage de cette dernière, tube caractérisé en ce qu'il comporte un élément chauffant résistif (12) constitué d'un bobinage entourant la paroi de l'électrode (8), dans sa partie située à proximité de la cible. 2) Tube vidicon à cible pyroélectrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrode de paroi est fermée à cette extrémité par une grille de champ (10) et en ce que celle-ci est recouverte d'un matériau (13) à forte émissivité thermique. 3) Tube vidicon à cible pyroélectrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face interne de l'électrode de paroi est recouverte d'un matériau (13) à forte émissivité thermique.