Brevet FR2810411A1 — publié le 20011221

DOMAINE TECHNIQUE ET ART ANTERIEUR L'invention concerne le domaine des écrans vidéo, notamment des écrans moniteurs pouvant être utilisés avec des caméras. Elle concerne également le domaine des caméras elles-mêmes ainsi que celui des systèmes d'éclairage ou des dispositifs optiques pouvant être utilisés sur des sites de tournage de films. La figure 1 représente une utilisation classique d'un écran vidéo 2 couplé à une caméra 4. La caméra permet de visualiser une scène et de l'enregistrer sur un support tel qu'une bobine de film. Dans de nombreux il est important de disposer d'un écran de visualisation annexe 2, ou écran vidéo ayant une fonction de moniteur, qui permet de visualiser scène en cours de tournage. Les figures 2 et 3 représentent schématiquement l'aspect extérieur d'un tel écran vidéo, tandis que la figure 4 représente éléments d'un tel écran. Sur ces figures, la référence 6 désigne la fenêtre de visualisation, la référence 8 le coffret du moniteur vidéo, la référence 10 moyens de connexion permettant de transmettre des signaux de la caméra 4 à l'écran 2. L'écran est en outre muni de boutons de réglage, non représentés sur ces figures, qui permettent de régler notamment qualité de l'image visualisée. Sur la figure 4 sont représentés des composants de l'écran logés dans le coffret 8 : il s'agit essentiellement de cartes 12, 14 traitement de signal et d'une matrice 16 à cristaux liquides qui permet de former l'image à partir des signaux élaborés et traités par les cartes 12, 14. De tels écrans sont couramment utilisés pour des tournages à l'air libre ou en studio. Cependant, il se pose de plus en plus le problème de réaliser des tournages sous l'eau, à une certaine profondeur, parfois même dans des applications sous-marines faisant apparaître des contraintes de pression élevée. Les produits actuellement proposés par certains fabricants consistent en général en une simple boîte, usinée dans du métal et munie d'un joint, qui protège l'équipement de l'eau salée envi ronnante. Une telle solution n'est pas adaptée à des profondeurs impor tantes en dessous de 100 à 150 m, en raison de la compression énorme qui subie, à cette profondeur, par la boîte. Le problème ci-dessus a été décrit dans le cadre d'un écran vidéo mais il se pose également dans le cas des caméras vidéo sous- marines, et dans celui des éclairages sous-marins. II se pose aussi le problème de pouvoir utiliser des écrans vidéo et/ou des caméras et/ou des systèmes d'éclairage et/ou des dispositifs optiques dans des applications aérospatiales, à altitude élevée ou bien dans l'espace, où des problèmes de décompression dans le vide existent, mais aussi des problèmes de vibration et d'isolation électrique. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention vise à résoudre ces problèmes. Plus précisément, elle concerne un dispositif de visualisation comportant un écran de visualisation, un boîtier, des moyens pour produire une image sur l'écran, caractérisé en ce que le boîtier est entièrement rempli de silicone. Le silicone présent dans le boîtier, est compatible avec les différents composants ou moyens, et notamment optiques et électroniques, permettant de produire une image sur l'écran, et permet d'offrir une résistance importante aux pressions élevées rencontrées à partir d'une certaine profondeur. De plus le silicone améliore la résistance du dispositif chocs et aux vibrations. De préférence, on utilise un composant présentant un indice réfraction identique à, ou proche de, celui du matériau utilisé pour réaliser la fenetre de protection de l'écran, ce qui permet d'éviter les phénomènes de réfraction dus à la juxtaposition de milieux d'indices différents. préférence encore, on choisit un composant transparent dans le visible, ce permet une visualisation optimale des images. II est possible d'utiliser des composés silicones différents l'intérieur d'un même boîtier. Dans ce cas, on utilise de préférence, derrière l'écran de visualisation, un composant possédant un indice réfraction identique ou proche de celui du verre ou de l'écran de visualisation et/ou ayant un coefficient de transmission optimum dans une gamme de longueur d'onde déterminée (en général dans le visible) afin de permettre une transmission maximale des information optiques. particulier, on peut utiliser, pour la partie optique, est-à- dire la partie située juste derrière la fenêtre ou l'écran de visualisation, un élastomère solide ou semi-liquide, sous forme de gel stabilisé, ainsi que pour le rétroéclairage qui sert à illuminer la matrice. Pour la partie électronique, il est possible d'utiliser une matière liquide, ayant des propriétés dégradées du point de vue optique, mais présentant bonnes propriétés pour la dissipation thermique cette partie électronique. L'utilisation de silicone présente en outre l'avantage suivant. Dans un milieu fermé tel qu'un boîtier hermétique, l'air conduit très la chaleur vers tout point du boîtier qui permettrait d'évacuer calories engendrées par le fonctionnement du dispositif. La matière silicone possède une bonne conductivité thermique, qu'elle soit chargée, ou non, d'additifs permettant d'améliorer cette conductivité. Ainsi, silicone permet d'évacuer la chaleur vers le boîtier du moniteur qui, lui est au contact de l'eau dans des applications sous-marines. L'invention s'applique également à la réalisation d'une caméra sous-marine. Dans ce cas, la caméra est insérée dans un boîtier, présentant une fenêtre de visualisation, et l'ensemble du boîtier rempli de silicone. Lorsque ces caméras comportent en outre des mécanismes tels que par exemple des bagues de réglage ou des moyens de mise au point de l'objectif, le silicone est choisi liquide ou semi-liquide. L'invention s'applique également à la réalisation d'un dispositif d'éclairage comportant une source de lumière, une enveloppe étanche et une fenêtre pouvant être traversée par des rayonnements produits par la source de lumière, et caractérisé en ce que l'enveloppe étanche est remplie de silicone. choisit de préférence un silicone liquide, résistant à des hautes températures. L'utilisation d'un silicone liquide permet de faciliter l'entretien de l'écran ou la caméra ou du dispositif d'éclairage. L'invention concerne également un dispositif optique comportant un écran de visualisation ou une fenêtre, un boîtier, des composants optiques recevant un rayonnement qui pénètre dans le boîtier en traversant l'écran ou la fenêtre, ou produisant et émettant un rayonnement qui sort du boîtier en traversant l'écran ou la fenêtre, ce dispositif étant caractérisé en ce que le boîtier est entièrement rempli de silicone. Le silicone est utilisé dans une caméra ou un dispositif d'éclairage ou un dispositif optique selon l'invention avec les mêmes avantages que ceux déjà décrits ci-dessus, notamment en liaison avec un dispositif de visualisation. En particulier, le silicone est compatible avec les différents composants contenus dans le boîtier d'une caméra ou d'un dispositif d'éclairage ou d'un dispositif optique selon l'invention , et permet résistance des pressions élevées, notamment rencontrées à partir d'une certaine profondeur. L'invention concerne également un procédé de tournage d'une scène de film, dans lequel on utilise une caméra selon l'invention. On peut en outre utiliser un dispositif de visualisation selon l'invention, relié à caméra et permettant de visualiser la scène vue par la caméra, et/ou à un dispositif d'éclairage selon l'invention, à l'aide duquel on éclaire la scène à filmer. tournage peut alors avoir lieu, par exemple dans un environnement sous-marin, à une profondeur supérieure à 100 mètres sous le niveau de la mer. L'invention concerne également toute utilisation sous marine d'un dispositif selon l'invention, notamment à une profondeur supérieure 100 mètres sous le niveau de la mer. L'invention concerne également un procédé de réalisation composant optique, notamment d'un composant tel qu'un dispositif de visualisation ou une caméra ou un dispositif d'éclairage selon l'invention, ce composant comportant un écran de visualisation ou une fenêtre, un boîtier, des composants optiques, ledit procédé comportant: - une mise à vide de l'intérieur du boîtier, par pompage, - l'injection d'au moins un composé silicone dans le boîtier. L'invention concerne également un procédé de maintenance d'un dispositif ou d'un composant optique, notamment d'un composant tel qu'un dispositif de visualisation ou une caméra ou un dispositif d'éclairage selon l'invention, ce composant comportant un écran visualisation ou une fenêtre, un boîtier, des composants optiques, le boîtier étant rempli de silicone, ledit procédé comportant: - une étape de vidange de silicone, - une étape de maintenance ou de réparation, - une étape de mise à vide de l'intérieur du boîtier, par pompage, - une étape d'injection d'au moins un composé silicone dans le boîtier. Tous les dispositifs décrits ci-dessus peuvent également être utilisés à altitude élevée (stratosphère et au-delà) notamment pour des applications non-présurisées et/ou dans l'espace, où problèmes de décompression existent. Ces dispositifs sont protégés contre les effets de dépressurisation en altitude par l'absence d'air, du fait remplissage du boîtier ou l'enveloppe par du silicone. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à la lumière de la description qui va suivre. Cette description porte sur les exemples de réalisation, donnés à titre explicatif et limitatif, en se référant à des dessins annexés sur lesquels - La figure 1 représente un écran vidéo monté sur une caméra, - les figures 2 et 3 représentent des vues extérieures d'un écran vidéo - figure 4 représente des composants disposés à l'intérieur d'un écran vidéo de type connu, - la figure 5 représente une structure d'écran vidéo selon l'invention, - la figure 6 représente un aspect particulier d'un écran vidéo selon l'invention, - la figure 7 représente un dispositif d'éclairage selon l'invention, - la figure 8 représente une caméra selon l'invention, - la figure 9 représente un procédé de réalisation d'un dispositif selon l'invention, la figure 10 représente un procédé de réalisation d'un écran vidéo selon l'invention. les figures 11 et 12 représentent des exemples d'utilisation de l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DU MODE DE REALISATION DE L'INVENTION premier mode de réalisation de l'invention va être décrit liaison avec la figure 5. Sur cette figure, les références 12 et 14 désignent, comme la figure des cartes de traitement de signal. La référence 16 désigne une matrice à cristaux liquides et la référence 18 un verre de protection travers lequel un observateur peut visualiser des images. L'ensemble est contenu dans un boîtier étanche 24, muni moyens étanches, pour la connexion électrique. Un joint 28 assure l'étanchéité entre le verre de protection 18 le boîtier 24. L'intérieur du boîtier 24 est rempli de silicone. Dans l'exemple représenté, la partie avant, ou optique, est remplie d'un silicone 22, sous forme de ou d'élastomère, tandis que la partie électronique est remplie d'un silicone liquide 20. figure 6 représente un mode de réalisation de la partie optique du dispositif. Le boîtier 24 supporte la matrice 16 de cristaux liquides. Le verre de protection 18 est lui-même monté entre une bride avant 34 et le boîtier 24 à l'aide d'une vis 32. Des joints 36, 38 assurent l'étanchéité du dispositif, II s'agit par exemple de joints toriques dont l'écrasement peut être assuré par vissage de l'ensemble à l'aide de la vis 32. La figure 6 représente un côté de l'écran, l'autre côté ayant configuration similaire. La figure 7 représente une lampe d'éclairage, destinée à usage sous-marin ou dans un environnement liquide, et comportant un bulbe 52, permettant, en combinaison avec des moyens 56 de régulation d'énergie, produire un rayonnement, par exemple de type visible. Ces moyens sont montés dans une enveloppe étanche 50, munie de moyens qui permettent de laisser s'échapper de l'enveloppe 50 au moins une partie du rayonnement produit par les moyens 52. II s'agit par exemple verre 54. La référence 58 désigne des moyens de connexion étanches qui permettent d'alimenter la lampe en énergie. L'intérieur de l'enveloppe du boîtier 50 est remplie d'un silicone 60, ayant, préférence, des propriétés de résistance aux hautes températures (jusqu'à + 260 C : il existe des silicones dont la gamme d'utilisation va de - 65 C à + 260 C ; un tel produit est commercialisé par la société NUSII, Californie). L'étanchéité de l'ensemble assurée par un joint 62 disposé entre les moyens 54 et le boîtier 50. La figure 8 représente une réalisation d'une caméra destinée elle aussi à un usage sous-marin ou dans un environnement liquide. Sur cette figure, la référence 70 désigne la caméra proprement dite qui est munie, dans cet exemple, de différents moteurs qui permettent d'ajuster l'iris de la caméra (moteur 76) ou de mettre en oeuvre fonction zoom (moteur 78) ou de focalisation (moteur 80). L'ensemble est disposé dans un boîtier 72, étanche, muni de moyens 74, par exemple une plaque de verre, ayant des propriétés optiques permettant de visualiser une scène extérieure dans au moins une certaine gamme de longueurs d'ondes rayonnement électromagnétique, en général dans le visible. Sur la figure 8, les références 82 et 84 désignent des connexions étanches, l'une permettant de connecter caméra à un dispositif moniteur vidéo, par exemple du type selon l'invention et décrit ci- dessus en liaison avec l'une des figures 5 et/ou 6, l'autre permettant notamment d'alimenter la caméra en courant électrique de transmettre les commandes aux différents moteurs 76, 78, 80. composants disposés dans le boîtier 72 baignent dans du silicone liquide 88. Les références 90 et 92 désignent respectivement une entrée pour l'injection du silicone et une sortie (purge) permettant d'extraire silicone liquide 88 du boîtier 72. La figure 9 représente schématiquement un procédé de réalisa tion d'un composant selon l'invention. Ce composant, désigné sur la figure 9 par la référence 100, peut être par exemple un écran vidéo ou une lampe ou une caméra. II comporte deux orifices 102, 104 dont l'un est relié à un réservoir 106 de silicone et l'autre est relié à un ballon 108 de trop-plein et, par ce ballon 108, à des moyens de pompage 110 permettant de pomper à vide l'intérieur du composant 100. Le réservoir 106 contient une réserve de silicone liquide 112. Une vanne 14 permet de régler le débit d'écoulement de silicone dans le composant 100. La référence 116 désigne un flotteur en surface du liquide 112. composant 100 est tout d'abord mis sous vide à l'aide des moyens de pompage 110. Une fois le vide fait dans le composant 100, le composé siliconé 112 y est injecté. Ce composé siliconé peut être sous forme élastomère, gel ou liquide, en fonction de l'application souhaitée. Après remplissage du composant 100, une étape de pompage à l'aide des moyens 110 est à nouveau réalisée, afin de dégazer le silicone qui a été injecté. La polymérisation du silicone ou du mélange injecté est effectuée dans les conditions décrites par le fabricant de ce composé. II est possible, pour un même composant 100, de réaliser une injection successive de plusieurs silicones de compositions et/ou de densités différentes. Ceci permet par exemple d'utiliser un silicone élastomère solide ou semi-liquide, sous forme de gel stabilisé, pour une partie optique (par exemple pour la partie située entre la matrice 16 et les moyens 18 de la figure 5), tandis qu'un silicone liquide peut être utilisé pour la partie électronique, ne nécessitant pas de qualité optique particulière, mais présentant de meilleures caractéristiques de dissipation thermique. En outre, l'utilisation d'un silicone sous forme liquide, pour protéger parties électroniques, facilite une maintenance éventuelle du produit, puisqu'il est alors aisé de vider le silicone liquide de l'enveloppe qui le contient, de réaliser les opérations de maintenance souhaitées, et de remplir nouveau le composant selon la technique décrite ci-dessus. La figure 10 est un exemple de réalisation d'un écran moniteur vidéo 120 selon l'invention, ayant par exemple l'une des structures décrites ci-dessus en liaison avec la figure 5 et/ou 6, et munie du réservoir 106 d'injection et du ballon de trop-plein 108. La pompe 110 est pas représentée sur cette figure. Quel que soit le mode de réalisation de l'invention envisagé, l'utilisation de silicone présente l'avantage suivant. Le silicone stable en température, et est neutre, à la fois du point de vue chimique et du point de vue électrique, au moins dans les plages de tension utilisées dans le cadre d'applications à des tournages de scènes de film. II n'y a donc pas de précautions particulières à prendre ou de traitements spécifiques à réaliser sur la face interne du boîtier composant selon l'invention. Pour les composants dont les propriétés optiques sont importantes [c'est le cas des trois dispositifs (caméra, lampe, écran) décrits ci-dessus] , on utilise de préférence un composant silicone ayant un indice de réfraction identique ou très peu différent de la partie transparente du boîtier (désignée par les références 8, 54, 74 sur les figures 5, 7 et 8) et/ou un coefficient de transmission optimum dans une gamme de longueur d'onde déterminée (en général, dans le visible) afin permettre une transmission maximale des informations optiques. En outre, l'utilisation d'un composé silicone à l'intérieur du boîtier présente des avantages du point de vue thermique. En effet, l'air un très mauvais conducteur de la chaleur, ce pose problème notamment dans les composants dans lesquels se produit une forte dissipation d'énergie, comme par exemple dans la lampe décrite ci- dessus en liaison avec la figure 7. Le silicone présente, lui, une bonne conductivité thermique, qui peut éventuellement encore être améliorée avec ajout de composants spécifiques. Le silicone permet donc d'évacuer, direction du boîtier du composant, la chaleur qui est produite à l'intérieur de ce boîtier, l'extérieur de ce dernier étant à son tour en contact avec de l'eau dans des applications sous-marines. Enfin, et notamment dans le cas de lampes telles que celles de la figure 7, l'utilisation d'un silicone sous forme liquide permet, par rapport à l'utilisation d'un élastomère ou d'un gel, d'intervenir aisément sur l'intérieur du composant, et notamment de changer la lampe 52 lorsque celle-ci est hors d'usage. L'invention se prête particulièrement bien à un usage dans un environnement sous-marin, comme illustré sur la figure 11, et notamment à des tournages de scènes de film avec une caméra 134 telle que décrite ci-dessus en liaison avec la figure 8, combinée à un écran de visualisation 130 (contrôle vidéo) tel que décrit ci-dessus en liaison avec la figure 5 ou 6, la scène étant par exemple éclairée avec un ou plusieurs projecteurs ou dispositifs d'éclairage 132 tel que décrit ci-dessus en liaison avec la figure 7. Un plongeur 136 peut alors réaliser des tournages de films à profondeurs supérieures à 100 mètres ou à mètres. L'invention se prête également très bien à un usage en milieu non pressurisé, par exemple à haute altitude, dans la stratosphère ou au- delà, ou encore à plus de 10 km d'altitude. Une utilisation spatiale est illustrée sur figure 12. Un astronaute ou spationaute réalise un tournage dans l'espace à l'aide d'une caméra 134 selon l'invention, d'un écran de visualisation 130 selon l'invention et d'un dispositif d'éclairage 132 selon l'invention. Un dispositif optique selon l'invention peut donc être embarqué à bord d'un aéronef ou même d'un engin spatial tel qu'une station spatiale et est alors protégé contre tout effet de dépressurisation en altitude fait de l'absence d'air (remplacé par du silicone) dans l'enceinte le boîtier ou l'enveloppe. outre, le silicone permet de protéger composants électroniques des vibrations et de les isoler électriquement. est possible d'utiliser l'un des dispositifs décrits ci-dessus indépendamment des autres. Ainsi, on peut par exemple utiliser une caméra sans écran ni dispositif d'éclairage, par exemple dans la mer ou dans l'espace. REVENDICATIONS . Dispositif de visualisation comportant un écran ou une fenêtre de visualisation (18), un boîtier (24), des moyens (12, 14) pour produire une image sur l'écran, caractérisé en ce que le boîtier est entièrement rempli silicone (20, 22). Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'écran ou la fenetre est disposé entre une bride avant (34) et le boîtier (24), au moins un joint (36, étant disposé entre cette bride et le boîtier. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, le silicone situé derrière l'écran présentant un indice de réfraction identique à, ou proche de, celui du matériau constitutif de l'écran ou de la fenêtre. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, le silicone situé derrière l'écran ou la fenêtre étant transparent dans le domaine spectral visible. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, le silicone situé juste derrière l'écran ou la fenêtre étant un silicone élastomère, ou gel ou semi-liquide. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, le boîtier étant rempli de plusieurs composés silicones. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, comportant une partie optique, remplie d'un silicone sous forme de gel ou d'élastomère semi- liquide, et une partie électronique remplie d'un silicone liquide. Dispositif d'éclairage comportant un écran ou une fenêtre(54), boîtier (50), des moyens (52, 56) pour produire un rayonnement électromagnétique, caractérisé en ce que le boîtier est entièrement rempli silicone (60). 9. Dispositif selon la revendication 8, le silicone étant liquide. 10. Caméra comportant un fenêtre de visualisation (74), un boîtier (72), des moyens (70) pour recevoir un rayonnement provenant de l'extérieur boîtier et ayant traversé la fenêtre, caractérisé en ce que le boîtier est entièrement rempli de silicone (88). 1 . Caméra selon la revendication 10, comportant en outre un ou plusieurs moteurs (76, 78, 80) de commande d'éléments de réglage de la caméra. 12. Caméra selon la revendication 10 ou 11, le silicone étant liquide. 3. Dispositif optique comportant un écran de visualisation (1 ou une fenêtre (54, 74), un boîtier (24, 50, 72), des composants optiques (16, 52, recevant un rayonnement qui pénètre dans le boîtier en traversant l'écran ou la fenêtre, ou produisant et émettant un rayonnement qui sort boîtier en traversant l'écran ou la fenêtre, caractérisé en que le boîtier est entièrement rempli de silicone (20, 22, 60, 88). Dispositif selon la revendication 13, le silicone situé derrière l'écran ou la fenêtre présentant un indice de réfraction identique ou proche de celui du matériau constitutif de l'écran ou de la fenêtre. 15. Dispositif selon l'une des revendications 13 ou 14, le silicone situé derrière l'écran ou la fenêtre étant transparent dans le domaine spectral visible. 16. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 15, le silicone situé juste derrière l'écran ou la fenêtre étant un silicone élastomère, ou gel ou semi- liquide. 17. Dispositif selon l'une des revendications 13 à 16, le boîtier étant rempli de plusieurs composés silicones. 18. Dispositif selon l'une des revendications 13 ou 14, comportant une partie optique, remplie d'un silicone sous forme de gel ou d'élastomère ou semi-liquide, et une partie électronique remplie d'un silicone liquide. Procédé de tournage d'une scène de film dans lequel on utilise une caméra selon l'une des revendications 10 à 12. Procédé de tournage selon la revendication 19, dans lequel on utilise un dispositif de visualisation selon l'une des revendications 1 8, relié à la caméra et permettant de visualiser la scène vue par la caméra. 21. Procédé de tournage selon la revendication 19 ou 20, dans lequel on éclaire la scène à l'aide d'un dispositif d'éclairage selon l'une des revendications 8 ou 9. Procédé selon l'une des revendications 19 à 21, le tournage ayant lieu dans un environnement sous-marin. Procédé de tournage selon la revendication 22, le tournage ayant lieu à une profondeur supérieure à 100 mètres sous le niveau de mer. 24. Procédé selon l'une des revendications 19 à 21, le tournage ayant lieu milieu non pressurisé . Procédé selon la revendication 24, le tournage ayant lieu dans la stratosphère ou au-delà. Procédé de réalisation d'un composant optique comportant un écran de visualisation (18), ou une fenêtre (54, 74), un boîtier (24, 50, 72), des composants optiques (16, 52, 70), ce procédé comportant: - une mise à vide de l'intérieur du boîtier, par pompage, - l'injection d'au moins un composé silicone dans le boîtier. 27. Procédé de maintenance d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 9 ou d'une caméra selon l'une des revendications 10 à 12 ou d'un dispositif optique selon l'une des revendications 13 à 18, ce procédé comportant: - une étape de vidange de silicone, - une étape de maintenance ou de réparation, - une étape de une mise à vide de l'intérieur du boîtier, par pompage, - une étape d'injection d'au moins un composé silicone dans le bottier. Procédé selon la revendication 26 ou 27, comportant en outre une étape de pompage pour dégazer le silicone aprés son injection. Procédé selon l'une des revendications 26 à 28, comportant en outre étape de polymérisation du silicone après son injection. Procédé selon l'une des revendications 26 à 29, comportant l'injection de plusieurs composés silicones dans le boîtier.