Brevet FR2492589A1 — publié le 19820423

La présente invention concerne les dispositifs ren- forçateurs d'images. De façon type, un renforçateur d'images consiste en un ou plusieurs étages formés essentiellement chacun d'une cathode à émission photo- électrique placée à une extrémité d'entrée et d'un écran luminescent placé à l'extrémité de sortie. Généralement, l'écran luminescent comprend une couche de substance luminescente, ou luminophore, associée à une couche de support en aluminium. Un dispositif renforçateur d'images selon la technique antérieure est représenté sur la figure 1 des dessins annexés. Ce dispositif est un dispositif à un seul étage, mais il pourrait constituer un module d'un dispositif renforçateur d'images à plusieurs étages. Comme on peut le voir sur la figure 1, le dispositif comprend une fenêtre d'entrée transparente, qui est du type à fibres optiques, comme cela est bien connu dans la technique, les fibres n'étant pas repré- sentées séparément sur la figure. La fenêtre d'entrée 1 est liée de façon étanche par un joint 2 en verre fritté à un rebord de montage 3 de fenêtre d'entrée de cathode. Le rebord de montage 3 est porté par un boîtier 4 de corps de cathode. Un écran de "getter", ou dégazeur, 5 est électriquement connecté au boîtier 4 de corps de cathode et, par conséquent, au rebord de montage 3. Un corps' isolant 6 en verre ou en céramique-sépare le boîtier 4 de corps de cathode d'un boîtier 7 de corps d'anode. Le boîtier 7 de corps d'anode porte une électrode 8 servant de cône de focalisation d'anode, comme cela est connu dans la technique. Dans un rebord de montage 9 d'écran, ou de fenêtre de sortie, d'anode, est montée une fenêtre de sortie transparente 10, qui est du type à fibres optiques, bien que les fibres optiques n'aient pas été représentées séparément sur la figure. La fenêtre 10 est liée de façon étanche au rebord de montage 9 par un autre joint 11 en verre fritté. Portée par la fenêtre d'entrée 1, à l'autre extrémité du tube, se trouve une couche 12 faisant fonction de cathode à émission photo-électrique qui est dotée d'une couche de contact métallique de photo- cathode périphérique 13, cette dernière étant en contact électrique avec le rebord de montage 3. A l'extrémité de sortie du dispositif, porté par la fenêtre de sortie 10, se trouve un écran luminescent 14, qui possède une couche de support 15 en aluminium électriquement liée au rebord de montage 9. Une différence de potentiel de fonctionnement est établie entre les boîtiers 4 et 7 par une source de courant continu désignée par la référence 16. N Un circuit de montage de renforçateur, d'images à trois étages selon la technique antérieure, dont chacun des étages est du type du dispositif illustré sur la figure 1, est représenté sur la figure 2 des dessins annexées. Comme on peut le voir sur la figure 2, le tube 17 renforçateur d'images comprend trois étages 17a, 17b et 17c, qui sont chacun du type représenté sur la figure 1, des références analogues étant utilisées pour désigner des parties analogues, avec l'ajout d'un suffixe approprié a, b ou c. Ainsi, la fenêtre de cathode se trouvant à l'entrée du renforçateur à trois étages est désignée par la référence la, tandis que la fenêtre de visualisation se trouvant à la sortie du renforçateur est désignée par la référence lOc. Une source d'alimentation électrique présentant la forme d'un ensemble redresseur multiplicateur de haute tension extérieur 18 sert à alimenter en haute tension les étages 17a, 17b et 17c du dispositif 17 à partir de quatre points d'alimentation désignés respectivement par "E", "Vl", "V2" et "V3". Le point E est au potentiel de la terre. La différence de potentiel entre le point Vl et le point E est 12 kV, la différence de potentiel entre le point V2 et le point E est 27 kV, et la différence de potentiel entre le point V3 et le point E est 42 kV. L'ensemble redresseur 18 est lui-même alimenté par une source d'alimentation en courant continu 19 par l'intermédiaire d'un inverseur 20. Le point E est connecté au boîtier 4a de corps de cathode du module 17a de renforçateur, tandis que le boîtier 7a de corps d'anode de ce module est connecté au point VI, de même que le boîtier 4b de corps de cathode du module 17b. Le boîtier 7b de corps d'anode du module 17b est connecté au point V2, de même que le boîtier 4c de corps de cathode du module 17c. Le boîtier 7c de corps d'anode du module 17c est connecté au point V3. Lorsqu'un semblable renforçateur d'images est exposé à des éclairs lumineux très brillants, une impulsion à densité très éner- gétique d'électrons est produite au niveau de la photocathode, ce qui peut endommager de façon irréparable l'écran luminescent en laissant sur celui-ci des marques permanentes. Lorsque l'écran luminescent consiste en une couche de luminophore associée à une couche de support d'aluminium, il arrive très couramment que l'impulsion très énergétique d'électrons fasse fondre localement la couche de support en aluminium. Selon un objet de l'invention, il est proposé un montage de renforçateur d'images perfectionné, à un seul ou plusieurs étages, dans lequel les difficultés indiquées ci-dessus sont réduites. Selon l'invention, il est proposé un montage de renforçateur d'images qui comprend un renforçateur d'images dans lequel l'écran luminescent ou la photocathode d'au moins un étage du renforçateur est découplé par rapport aux capacités de la source d'alimentation élec- trique prévue pour l'alimenter en haute tension. Le choix de l'élément à découpler, à savoir l'écran luminescent ou la photocathode, est commandé par la polarité de l'alimentation en haute tension. Si celle-ci est posi- tive, l'écran luminescent sera découplé, auquel cas il ne sera normalement prévu aucun découplage vis-à-vis de la photocathode. De préférence, ledit découplage est un découplage résistif.* Lorsque le renforçateur d'images comprend plus d'un étage, ce sont de préférence les écrans luminescents ou les photocathodes de tous les étages qui seront découplés vis-à-vis des capacités de la source d'alimentation électrique prévue pour les alimenter en haute tension. De préférence, le découplage résistif comprend dans chaque cas une résistance connectée entre ledit écran luminescent, ou bien ladite photocathode, et le point de sortie de la source d'alimentation électrique prévue pour l'alimenter en haute tension, la valeur de ladite résistance étant telle qu'elle procure, avec la capacité existant au point de sortie de la source d'alimentation électrique, une constante de temps qui est de nombreuses fois supérieure à la durée d'un éclair lumineux très énergétique typique susceptible de se produire dans les conditions d'utili- sation de l'appareil La valeur de la résistance ne doit pas être grande au point d'entraîner une baisse sérieuse du potentiel de sortie eu égard à l'ordre de grandeur des courants photo-électriques mis en jeu pendant un fonctionnement normal. Typiquement, la valeur de la résistance appartient à l'intervalle de 100 M L à 1 GI.. Typiquement, lorsque le renforçateur d'images est un dispositif à plusieurs étages, la valeur d'une résistance de découplage utilisée vers l'extrémité d'entrée du renforçateur sera plus élevée que la valeur d'une résistance de découplage utilisée en un point plus proche de son extrémité de sortie. Normalement, l'écran de l'anode ou chacun des écrans des anodes est du type décrit dans la demande de brevet français intitulée "dispositif à écran luminescent" déposée ce jour par la demande- resse sous le n0 79, c'est-à-dire que, en bref, l'écran luminescent comprend une couche de matériau luminescent qui est en contact avec une couche de matériau dont les propriétés thermiques sont telles que cette dernière couche tend à jouer le rôle d'un puits de chaleur absorbant l'énergie qui résulte de l'impact d'impulsions à haute densité énergétique d'électrons. De préférence, lorsqẻ le renforçateur d'images comprend plusieurs étages, l'écran d'anode d'un étage est connecté à l'écran d'anode d'un étage précédent par l'intermédiaire d'un condensateur de couplage. De préférence, lorsqu'il existe au moins trois étages dans le renforçateur, l'écran d'anode de chaque étage est connecté à l'écran d'anode d'un étage précédent par l'intermédiaire d'un condensateur de couplage. La capacité du condensateur de couplage, ou de chacun d'eux, doit être supérieure aux capacités parasites globales propres du renfor- çateur qui sont effectivement couplées en parallèle à celui-ci. De préférence, dans le cas d'un renforçateur à plu- sieurs étages, lorsque l'écran d'anode d'un étage précédent est conçu pour fonctionner au même potentiel que la photocathode d'un étage suivant et que l'écran d'anode mentionné en premier est découplé par rapport à la capa- cité de la source d'alimentation par une résistance connectée entre celuici et le point d'alimentation en courant électrique, la photocathode suivante est connectée au même point d'alimentation électrique par l'intermédiaire d'un dispositif à conduction unidirectionnelle, dont la polarisation est telle que, lorsque, pendant le fonctionnement de l'appareil, le potentiel présent audit écran d'anode mentionné en dernier décroît, les capacités parasites existant entre l'écran de sortie mentionné en dernier et la photo- cathode mentionnée en dernier font diminuer le potentiel de la photocathode mentionnée en dernier de sorte que le dispositif à conduction unidirectinn- nelle soit rendu non conducteur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation illustrés par les dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe d'un dispositif renforçateur d'images de la technique antérieure; - la figure-2 illustre le montage du circuit d'un renforçateur d'images à trois étages de la technique antérieure, chaque étage correspondant au dispositif présenté sur la figure 1; - la figure 3 représente un mode de réalisation de montage de renforçateur d'images à trois étages selon l'invention; et - les figures 4 et 5 représentent respectivement deux autres modes de réalisation de montage d'un renforçateur d'images à trois étages selon l'invention. On note que, sur les figures 3 à 5, on a utilisé des références identiques pour désigner des parties identiques décrites en relation avec les figures 1 et 2. Comme on peut le voir sur la figure 3, le montage représenté est sensiblement identique à celui de la technique antérieure qui est représenté sur la figure 2, sauf en ce qui concerne l'existence de résistances de qualité haute tension (impulsion) 21, 22 et 23 qui assurent respectivement le découplage résistif des étages 17a, 17b et 17c du renforçateur d 'images vis-à-vis de l'énergie stockée dans les capacités de filtrage notables de l'ensemble 18 d'alimentation électrique. Dans ce cas, et dans les cas des figures 4 et 5, l'alimentation électrique est polarisée positivement. La résistance 21 est connectée entre le point de tension Vl de l'ensemble redresseur 18 et le bottier 7a de corps d'anode du module 17a. La résistance 22 est connectée entre le point de tension V2 de l'ensemble redresseur 18 et le boltier 7b de corps d'anode du module 17b. La résistance 23 est connectée entre le point de tension V3 de l'ensemble redresseur 18 et le boîtier 7c de corps d'anode du module 17c. Les valeurs des résistances 21, 22 et 23 doivent être suffisamment grandes pour procurer, avec les capacités de l'ensemble redres- seur 18 (qui sont typiquement de l'ordre de 100 à 200 pF), une constante de temps valant de nombreuses fois (par exemple supérieure à 10 s) la durée d'une impulsion d'éclairement type, mais ellesne doivent pas être grandes au point d'amener une baisse sérieuse du potentiel de sortie pour l'ordre de grandeur des courants photo-électriques mis en jeu pendant un fonctionnement normal. De façon type, les valeurs des résistances 21, 22 et 23 appartiennent à l'intervalle de 100 MNZ à 1 GrL, mais on note que ces valeurs dépendent de la dimension du tube et de ses applications. Dans le présent exemple, le tube renforçateur d'images 17 a un format de 25 mm, si bien que la valeur de la résistance 21 est sensiblement 1000 Ma> tandis que celles des résistances 22 et 23 sont de l'ordre de 500 Ma. Les écrans des anodes étant découplés vis-à-vis de l'énergie stockée par l'intermédiaire de la capacité de filtrage de l'ensemble redresseur 18, l'énergie dissipée par les écrans fluorescents des modules 17a, 17b et 17c sera l'énergie plus faible qui est stockée dans les capacités parasites supplémentaires propres des étages eux-mêmes. Pour un renforçateur d'images à trois étages d'un format de 25 mm tel que celui présentement considéré, la capacité propre d'un étage est de l'ordre de 4 pF, mais, les capacités parasites peuvent être plusieurs fois supérieures à ce chiffre. Ainsi, même lorsqu'il est fait appel au découplage qui vient d'être décrit, les écrans luminescents peuvent être amenés à dissiper une énergie qui, pour des éclairs très énergétiques, serait encore suffisamment élevée pour entraîner des dommages. Pour cette raison, les ensembles à écran.fluorescent de chacun des modules l7a, 17b et 17c sont du type décrit dans la demande de brevet français intitulée "dispositif à écran fluorescent" déposée ce jour par la demanderesse sous le n 79_ Ceci s'applique également aux modes de réalisation qui vont être décrits ci-après en relation avec les figures 4 et 5. On se reporte maintenant à la figure 4, sur laquelle on peut voir que le montage illustré est identique à celui de la figure. 3, sauf en ce qui concerne l'existence de condensateurs de qualité haute tension 24 et 25 qui sont connectés respectivement entre les boîtiers 7c et 7b de corps d'anode et entre les boîtiers 7b et 7a de corps d'anode. Les condensateurs 24 et 25 jouent le rôle de conden- sateurs de couplage et ils sont conçus pour présenter des capacités supérieurs aux capacités parasites supplémentaires propres du renforçateur. Dans le présent exemple, le condensateur 24 possède typiquement une capacité de pF, et le condensateur 25 possède typiquement une capacité de 100 pF. Les valeurs des résistances 21, 22 et 23 sont identiques à celles indiquées pour le cas de la figure 3. Pendant le fonctionnement du circuit de la figure 4, les anodes des étages du renforçateur sont dêcouplées comme c'était le cas pour la figure 3. Une impulsion de courant photo-électrique apparaissant dans l'un quelconque des étages produit une impulsion de potentiel aux bornes des résistances 23, 22 ou 21, et cette impulsion est délivrée à l'un ou plusieurs des écrans des autres étages par l'intermédiaire des condensateurs de couplage 24 et 25. Le fait que l'impulsion soit délivrée aux autres écrans assure une protection temporaire par réduction de leurs potentiels par rapport à leurs cathodes correspondantes. On se reporte à la figure 5, sur laquelle on peut voir que le montage est identique à celui de la figure 3, sauf en ce qui concerne l'existence de diodes 26 et 27 d'isolation vis-à-vis des hautes tensions. Les diodes 26 et 27 sont destinées à prendre en compte l'effet de la partie C des capacités parasites du renforçateur o d'images qui existe entre l'écran d'un étage et la cathode d'un étage adjacent dans un ensemble couplé par fibres optiques tel que celui repré- senté. Lors du fonctionnement d'un montage de renforçateur d'images tel que celui décrit dans les figures 3 et 4, il apparaît des différences de potentiel entre les couples associés de fibres optiques lorsqu'un circuit de protection fonctionne. Bien que ces potentiels se présentent sous forme d'impulsions transitoires, ils peuvent entraîner des phénomènes de percement à l'intérieur des fibres optiques, et chaque fibre optique peut être l'objet d'un effet de luminescence entraînant une dégradation de l'image, cette dégradation étant ordinairement temporaire, mais n'étant pas souhaitable. Les diodes 26 et 27 ont pour fonction d'isoler les cathodes des deuxième et troisième étages 17c et 17b vis-à-vis de l'ensemble d'alimentation 18 pendant l'impulsion négative apparaissant sur l'écran d'anode adjacent. Lorsque le potentiel présent à l'anode de l'étage 17a ou 17b décroît, la capacité parasite relative aux fibres optiques fait décroître le potentiel de la photocathode de 1 'étage 17b ou 17c, ce qui rend respec- tivement non conductrice la diode 27 ou 26. Ceci réduit à la fois la con- trainte appliquée aux fibres optiques et, du fait du découplage des capacités parasites entre l'écran et la cathode adjacente, l'énergie stockée qui est dissipée dans l'écran, et ceci a pour effet d'aider à la protection de l'écran vis-à-vis des dommages entra3nés par des éclairs lumineux. Tous les potentiels d'électrodes ont tendance à décroître ensemble, ce qui aide le mécanisme de protection. Alors qu'un tel mode de réalisation n'a pas été représenté, on peut envisager que des condensateurs tels que les condensa- teurs 24 et 25 de la figure 4 puissent être inclus dans un montage de circuit tel que celui présenté sur la figure 5. Bien entendu, l'homme de l'art peut apporter, sans sortir du cadre de l'invention, diverses modifications aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs de l'invention. R E V E N D I C A T I 0 N S 1. Montage de renforçateur d'images, caractérisé en ce qu'il comporte un renforçateur d'images ayant au moins un étage dont l'écran luminescent ou la photocathode est découplé vis-à-vis des capa- cités de la source d'alimentation électrique prévue pour l'alimenter en haute tension. 2. Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le découplage est un découplage résistif. 3. Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend plus d'un étage et en ce que les écrans luminescents ou les photocathodes de tous les étages sont découplés vis-à-vis des capacités de la source d'alimentation électrique prévue pour l'alimenter en haute tension. 4. Montage selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que le découplagé résistif comprend dans chaque cas une résistance connectée entre ledit écran luminescent ou ladite photocathode et le point de sortie de la source d'alimentation électrique prévue pour l'alimenter en haute tension, la valeur de la résistance étant telle qu'elle procure, avec la capacité apparaissant en ce point de sortie de la source d'alimen- tation électrique, une constante de temps qui est de nombreuses fois supé- rieure à la durée d'un éclair lumineux très énergétique typique susceptible de se produire en cours de fonctionnement. 5. Montage selon la revendication 4, caractérisé en ce - que la valeur de la résistance appartient à l'intervalle de 100 MRn à 1 Gr. 6. Montage selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le renforçateur d'images est un renforçateur d'images à plusieurs étages et en ce que la valeur d'une résistance de découplage utilisée vers l'extrémité d'entrée du renforçateur est plus grande que la valeur d'une résistance de découplage qui est utilisée en un point plus proche de- son extrémité de sortie. 7. Montage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'écran d'anode ou chacun des écrans d'anode comprend une couche de matériau luminescent qui est en contact avec une couche de matériau dont les propriétés thermiques sont telles que cette dernière couche tend à jouer le rôle d'un puits de chaleur absorbant l'énergie qui résulte de l'impact d'impulsions à haute densité énergétique d'électrons. 8. Montage selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le renforçateur d'images est un renforçateur d'images à plusieurs étages et en ce que l'écran d'anode d'un étage est connecté à l'écran d'anode d'un étage précédent par l'intermédiaire d'un condensateur de couplage. 9. Montage selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il existe au moins trois étages dans le renforçateur d'images à plusieurs étages et en ce que l'écran d'anode de chaque étage est connecté à l'écran d'anode d'un étage le précédant par l'intermédiaire d'un conden- sateur de couplage. 10. Montage selon l'une quelconque des revendications 1 à-9, caractérisé en ce que le renforçateur d'images est un renforçateur d'images à plusieurs étages, en ce que l'écran d'anode d'un étage précé- dant est conçu pour fonctionner au même potentiel que la photocathode d'un étage suivant et l'écran d'anode mentionné en premier est découplé vis-à-vis de la capacité de la source d'alimentation électrique par une résistance connectée entre lui et le point d'alimentation électrique, et en ce que la photocathode suivante est connectée au même point d'alimen- tation électrique par l'intermédiaire d'un dispositif à conduction uni- directionnelle, dont la polarisation est telle que, lorsque, en fonction: nement, le potentiel présent audit écran d'anode mentionné en dernier décroît, les capacités parasites existant entre ledit écran de sortie mentionné en dernier et ladite photocathode mentionnée en dernier font décroître le potentiel de ladite photocathode mentionnée en dernier de façon que ledit dispositif à conduction unidirectionnelle soit rendu non conducteur.