Brevet FR2502395A1 — publié le 19820924

La présente invention concerne un tube de prise de vues pour caméra de couleur et notamment un tube de prise de vues unique pour une caméra de couleur à séparation de phase. Selon l'art antérieur, on connaît un tube de prise de vues, unique, pour une caméra de couleur à séparation de phase comme celui représenté aux figures 1 à 3. Selon la figure 1, le tube se compose d'une en veloppe 1 et sa plaque frontale 2, en verre, prévue à l'extré- mité avant, comporte sur sa surface intérieure un filtre à bandesde couleur ou filtre optique de couleur 3 auquel est fixée une cible 4 avec une plaque mince 5 en verre, intermé- diaire (figure 2). Un canon à électrons 6 est prévu à l'inté- rieur de l'enveloppe; ce canon émet un faisceau d'électrons qui balaie la cible 4. Une électrode 7 en forme de maille est prévue à l'intérieur de l'enveloppe 1; cette électrode est tournée vers la cible 4. Une couche conductrice 8 de déflexion électrostatique horizontale et verticale est appliquéecomme revêtement sur la surface périphérique intérieure de l'enveloppe 1; un enroulement de mise au point 9 et un enroulement d'ali- gnement 10 sont prévus à l'extérieur de l'enveloppe 1. Le scellement de la plaque frontale 2 à laquelle est fixée la pla- que mince de verre 5, sur l'enveloppe 1 se fait à l'aide d'un matériau de scellement ou d'un anneau 12 en indium; cet anneau est collé sur la surface périphérique intérieure de l'électrode en anneau 11 en étant placé entre l'extrémité avant de l'en- veloppe 1 et la plaque frontale 2 pour être fixé sur la plaque mince de verre 5 et être écrasé. La cible 4 est constituée essentiellement d'une couche conductrice transparente ou électrode transparente 13 et d'une couche photoconductrice 14. Selon la figure 3, l'électrode transparente 13 est formée d'un groupe d'électrodes parallèles réalisées sur la pla- que mince de verre 5; ces électrodes sont allongées dans une direction essentiellement perpendiculaire à la direction de balayage du faisceau d'électrons. Chaque seconde électrode parallèle est reliée à l'une des deux parties non liées de l'écran de prise de vues pour former des parties d'électrode 13a, 13b en peigne. Le filtre optique de couleur ou filtre de bandes de couleur 3 est formé d'un filtre organique qui est (non repré- senté) formé par exemple de groupes de filtres parallèles rouge, vert, bleu répartis séquentiellement suivant une géomé- trie prédéterminée par rapport aux groupes d'électrodes paral- lèles formant l'électrode transparente 13. La plaque mince de verre 5 qui porte l'électrode transparente 13 est collée par une colle 16 sur la surface intérieure de la plaque frontale 2 sur laquelle est réalisé le filtre optique de couleur 3. La couche photoconductrice c'est-à-dire la couche de conversion photoélectrique 14 est par exemple une couche de trisulfure d'antimoine appliquée comme revêtement sur l'électrode transparente 13. Les bornes des parties d'électrode 13a, 13b formant l'électrode transparente 13, sortent par les broches 17a, 17b qui traversent respectivement la plaque mince de verre 5 et la plaque frontale 2 comme cela est représenté par les traits mixtes des figures 2 et 3. L'électrode annulaire 11 constitue la borne de l'électrode en maille 7. La partie de bride de l'électrode en maille 7 est noyée dans l'anneau d'indium 12 de façon que l'électrode en maille 7 soit reliée électriquement à l'électrode en anneau 11. Le filtre optique de couleur du tube de prise de vues couleur du filtre optique intégré comme décrit ci-dessus est réalisé en un matériau organique et le tracé du filtre optique de couleur peut se faire facilement et avec une préci- sion relativement élevée. Toutefois les caractéristiques de résistance à la chaleur d'un tel filtre sont relativement fai- bles, si bien qu'il est impossible d'appliquer directement le revêtement formant l'électrode transparente sur le filtre opti- que de couleur. En d'autres termes comme l'électrode transpa- rente 13 est appliquée comme revêtement sur le filtre couleur 3, par projection, évaporation ou analogue, à une température qui est par exemple de l'ordre de 4000C, la chaleur modifie les caractéristiques spectroscopiques du filtre de couleur. Pour éviter cet effet gênant, on utilise un procédé de fabrication comme celui décrit ci-dessus au cours duquel on réalise le fil- tre optique de couleur 3 et l'électrode transparente 13 respec- tivement sur la plaque frontale 2 et la plaque mince de verre 5 qui constituent les éléments distincts; puis, on colle l'une à l'autre les plaques 2 et 5 à l'aide de colle 16. En fait, il faut que la plaque mince de verre 5 présente en définitive une épaisseur inférieure à 20 microns, par exemple de l'ordre de 5 à 10 microns à cause des caracté- ristiques optiques; or, il est très difficile voire impossible d'obtenir de telles plaques minces de verre sans incident et de réaliser alors une électrode transparente 13 sur une telle plaque en utilisant le procédé de fabrication décrit ci-dessus. De ce fait, au cours de la réalisation de l'électrode trans- parente 13, on utilise en général un procédé selon lequel on réalise d'abord une électrode transparente 13 sur une plaque de verre relativement épaisse et une plaque de surface de renforce- ment est collée provisoirement à l'aide d'un agent adhésif sur la plaque de verre épais, sur sa surface portant l'électrode transparente 13; puis, on meule grossièrement la surface arrière ou surface opposée de la plaque de verre mince et on réalise un poli de type miroir pour obtenir une plaque de verre mince, d'épaisseur prédéterminée. La plaque de verre mince ainsi préparée est fixée par sa surface calandrée sur la face de la plaque frontale 2 sur laquelle est réalisé le filtre optique de couleur 3; à la suite de cela, on enlève la plaque de surface qui a été provisoirement collée sur la plaque de verre pour la renforcer. Un tel tube de prise de vues se fabrique avec un faible rendement et pose des problèmes car le vide à l'inté- rieur de l'enveloppe est réduit puisque le gaz hélium He tra- verse l'enveloppe. La présente invention a pour but de créer un tube de prise de vues remédiant aux inconvénients des solutions con- nues, qui puisse se fabriquer avec un rendement élevé, qui con- serve un vide poussé et qui utilise une plaque mince de verre permettant d'obtenir toutes les caractéristiques recherchées. A cet effet, l'invention concerne un tube de prise de vues dont la plaque frontale est munie sur une face du filtre à bandes de couleur pour être collée sur une plaque mince de verre, qui comporte séquentiellement sur une face une couche conductrice transparente et une couche photoconductrice puis l'ensemble est scellé sur l'enveloppe à l'aide d'un maté- riau de scellement et le canon à électrons est placé à l'inté- rieur de l'enveloppe pour balayer la couche photoconductrice, la plaque mince de verre étant du verre d'alumino-silicate. La présente invention sera décrite plus en détail à l'aide des dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 est un schéma de la structure d'un tube de prise de vues connu servant à expliquer l'invention. - la figure 2 est une coupe transversale à échelle agrandie de la partie principale du tube de la figure 1. - la figure 3 est une vue en plan de l'électrode de la figure 2. - les figures 4 et 5 sont des tableaux servant à expliquer des exemples de l'invention. DESCRIPTION DE DIFFERENTS MODES DE REALISATION PREFERENTIELS DE L'INVENTION: Dans le cadre de la présente invention, on a constaté qu'à l'examen de tubes de prise de vues selon l'art antérieur, la plaque mince de verre qui est fixée sur la face intérieure de la plaque frontale est en verre de boro-silicate qui est analogue à celui de la plaque frontale et que des cheveux, des criques ou des &formations mécaniques peuvent facilement être engendrés dans la plaque de verre mince pendant l'usinage mécanique par exemple le meulage, le polissage ou analogue, ce qui diminue le rendement et fait que la plaque de verre mince abaisse le vide à l'intérieur du tube puisque cette plaque de verre mince est perméable à l'hélium gazeux He. Le phénomène de réduction du vide dans l'enveloppe provient de la forte perméabilité de la plaque de verre mince vis-à-vis de l'hélium gazeux, car la plaque de verre 5 est très mince et son épaisseur est inférieure à 20 microns; cette plaque est perméa- ble à l'hélium gazeux et présente des parties d'ouverture per- mettant la traversée des broches de connexion 17a, 17b. De même la partie de scellement directement exposée à l'atmosphère ou qui se trouve au voisinage du contact avec l'atmosphère exté- rieure, au niveau de l'anneau d'indium 12 (figure 2) permet à l'hélium gazeux de pénétrer dans le tube-enveloppe 1 de l'art antérieur. Dans ces conditions, comme l'hélium gazeux He est inerte, cet hélium ne peut 9tre absorbé ou éliminé par un maté- riau de fixation qui est introduit rapidement dans l'enveloppe 1 pour y produire un vide poussé. Il en résulte un vide faible à l'intérieur de l'enveloppe 1. Bien que l'on utilise du verre au boro-silicate dans la partie tubulaire et la plaque frontale de l'enveloppe 1, ces parties sont suffisamment épaisses pour ne pas permettre à l'hélium gazeux de traverser l'enveloppe 1 de façon importante. Avant de décrire les caractéristiques de l'inven-- tion, on examinera les propriétés générales auxquelles doit satisfaire le verre optique: (i) Il ne doit pas avoir de couleur et être sans-couleur, (ii) Il ne doit pas avoir d'inclusion ou de vide, (iii) Il ne doit pas avoir de stries, (iv) Il ne doit pas avoir de distorsion inerte, (v) Il doit avoir une forte résistance à la corrosion, (vi) Il doit avoir un indice de réfraction cons- tant. De plus, il faut que la plaque mince de verre 5 présente les caractéristiques suivantes en plus des caractéris- tiques (i) (.. être voisin de celui de l'électrode trans- parente (13), (IV) Des déformations doivent être difficiles & se faire pendant la réalisation de l'élec- trode transparente (13) etc. La présente invention sera décrite ci-après et le tube de prise de vues du filtre optique de couleur réalisé selon l'invention présente pratiquement la même structure que celui décrit à propos des figures 1 à 3. Selon l'invention, la plaque mince de verre 5 utilisée par exemple dans le tube de prise de vues des figures 1 à 3 est réalisée en un verre d'alumino-silicate et qui con- tient entre 10 et 20 % en poids d'alumine A Q203- La plaque mince de verre 5 dont la composition correspond à l'indication ci-dessus satisfait aux conditions (i)... (vi) et (I)... (IV)-et est meilleure que le verre de l'art antérieur en particulier pour le meulage et le polissage-- ce verre ne forme pas de fissure même si l'épaisseur de la pla- que mince 5 est de l'ordre de 5 à 10 microns. En outre, la plaque mince de verre 5 présente une faible perméabilité à l'hélium He et son coefficient de dilatation thermique est proche de 47 x 10-7/OC (entre 0 et 3001C); ce coefficient est celui de l'électrode transparente 13. La raison pour laquelle on choisit l'alumine A 2203 dans une proportion de 10 à 20 % en poids est que si la proportion d'alumine AZ2 0 est infé- rieure à 10 % en poids, l'hélium peut traverser cette plaque; lorsque la proportion d'alumine A t203 dépasse 20 % en poids, le point de fusion de la plaque mince de verre augmente trop ce qui augmente la viscosité et provoque ainsi des bulles. Exemple 1: Dans le tube de prise de vues dont la structure correspond à celle des figures 1 à 3, on utilise une plaque mince de verre 5 formée d'une plaque mince de verre réalisée en verre CORNING 1723 (verre d'alumino-silicate fabriqué par CORNING GLASS WOPMS Co, Ltd et contenant 16 % en poids d'alu- mine At2 3); l'épaisseur de la plaque est de 10 microns. Exemple 2: Dans le tube de prise de vues selon les figures 1 à 3, on a une plaque mince de verre 5 formée à partir d'une plaque mince de verre Hoya Glass LE-30 (verre d'alumino-sili- cate contenant moins de 20 % en poids d'alumine At 203; ce verre est fabriqué par Hoya Glass Corporation) et présente une épaisseur de 10 microns. Exemple de comparaison: Dans un tube de prise de vues dont la structure correspond aux figures 1 à 3, on a une plaque mince de verre 5 formée de verre de boro-silicate (contenant 12 % en poids de Na20 + K20 et 3,0 % en poids de Ae 203) et ayant une épaisseur double de celle de la plaque mince de verre utilisée dans les exemples 1 et 2 c'est-à-dire une épaisseur de 20 microns. Les caractéristiques ou propriétés respectives des plaques minces de verre 5 des exemples 1 et 2 et de 1'exem- ple de comparaison sont consignées dans le tableau de la figure 4; les résultats des essais de fuite par rapport à l'hélium gazeux faits sur quatre échantillons constitués par quatre tubes de prise de vues utilisant respectivement des plaques minces 5 selon les exemples 1, 2 et selon l'exemple de compa- raison sont consignés dans le tableau de la figure 5. Dans ce tableau de la figure 5, la référence GR représente les résul- tats d'essais de fuite au gaz hélium He et est le rapport gazeux entre IG4 et IG4 c'est-à-dire IG4/IG4. Dans le cas du tube de prise de vues selon la figure 1, est t le courant correspondant aux ions traversant l'électrode de maille 7, lorsque le faisceau d'électrons du canon à électrons 6 est coupé; IG4 est le courant traversant l'électrode de maille 7 par exemple 1 micronA lorsque le faisceau d'électrons est émis. En outre dans le tableau de la figure 5, on a indiqué les résultats des mesures après un séjour de 48 heures dans de l'hélium gazeux et après un séjour de 3 jours à l'atmosphère. Dans le cas des exemples de comparaison, comme les valeurs des essais de fuite sont très grandes par rapport aux valeurs des échantillons respectifs 1 à 8 selon les exemples 1 et 2 de l'invention après un séjour de 24 heures dans l'hélium gazeux, ces valeurs de mesures n'ont pas été reprises. L'examen des tableaux des figures 4 et 5 montre que les exemples 1 et 2 de l'inventionsont considérablement amélioré en rendement par rapport à l'exemple de comparaison ou selon les dispositifs de l'art antérieur comportant du verre au boro- silicate. Cette amélioration se traduit par le fait que les exemples 1, 2 par comparaison avec l'exemple de comparaison présentent une meilleure résistance à la corrosion, une plus grande dureté ainsi que des caractéristiques chimiques et méca- niques meilleures. Dans ces conditions, la mesure du rendement se fait sur une plaque mince de verre 5 qui, après avoir été usinée, est traitée avec un acide fort, puis est rincée avec un solvant alcalin faible et est examinée ou est essayée au microscope stéréoscopique sous un éclairage de champ sombre. Il est également clair que le tube de prise de vues selon l'invention est considérablement perfectionné à la fois vis-à-vis des fuites pour l'hélium gazeux et pour la con- servation du vide. Comme décrit ci-dessus, selon l'invention, le tube de prise de vues présente un rendement amélioré et permet de conserver le vide; ce tube peut fonctionner pendant des périodes longues et ses caractéristiques sont très supérieures. R E V E N D I C A T I O N S ) Tube de prise de vues comportant une plaque frontale avec un filtre à bandes de couleur prévu sur une face et une plaque mince de verre munie d'une couche transparente conductrice et d'une couche photoconductrice, prévues séquen- tiellement sur une face, ces deux parties étant reliées l'une à l'autre en étant scellées dans une enveloppe à l'aide d'un matériau de scellement, un canon à électrons étant placé dans l'enveloppe pour balayer la couche photoconductrice, tube de prise de vues caractérisé en ce que la plaque mince en verre (5) est en verre d'alumino-silicate. 2 ) Tube de prise de vues selon la revendication 1, caractérisé en ce que le verre d'alumino-silicate contient de l'alumine A4203, dans une proportion comprise entre 10 et 20 % en poids. ) Tube de prise de vues selon la revendication 2, caractérisé en ce que la quantité d'alumine A ú203 est fixée à environ 16 %.