Brevet FR2010412A1 — publié le 19700213

-1- 2010412 La présente invention se rapporte à un tube d'emmagasinage d'images utilisant une plaque d'emmagasinage qui comporte une couche d'un halogénure alcalin déposé par évaporation, et elle se rapporte particulièrement à un appareil servant à effacer 5 l'information optique emmagasinée dans la plaque d'emmagasinage du tube. Un tube d'emmagasinage d'images, co-mportant une plaque d'emmagasinage munie d'une couche d'un halogénure alcalin déposé par évaporation, peut être utilisé pour un grand nombre d'appli-10 cations dans le but d'emmagasiner des signaux optiques pendant des périodes de durée prolongée, du fait de ses avantages inhérents qui sont les suivants : un grand pouvoir séparateur de l'ordre de 1000 lignes par millimètre ou plus ; sa compatibilité soit avec une lumière réfléchie, soit avec une lumière transmise pour reconnaître 15 l'image emmagasinée ; la possibilité de disposer d'images projetées sur une gamme étendue ; des frais de production considérablement réduits ; et la possibilité d'emmagasiner l'information pendant des périodes de durée étendue de plusieurs semaines, sans altération critique de la qualité de l'image emmagasinée. 20 Malgré ces caractéristiques remarquables du tube d'emmaga- sinage d'images de ce type, on éprouve encore des difficultés pour effacer une information optiquë qui a été introduite dans la plaque d'emmagasinage. En fait, on nra proposé aucun autre procédé pratique pour effacer l'information emmagasinée que celui qui 25 consiste à effacer, en chauffant directement ou indirectement la plaque d'emmagasinage, par exemple en lui appliquant un rayonne- • ment infra-rouge ou bien en chauffant l'élément sur lequel est disposée la plaque d'emmagasinage. ■=■ Les cristaux d'halogénure alcalin pur sont des cristaux 30 ioniques avec un réseau cubique à face centrée, lesquels sont transparents sur toute la gamme spectrale comprise entre la région de 1 ' infra-rouge de 4000 mp, et la région de lr ultra-violet de 200 m^u S'il se produit un défaut de réseau dans de tels cristaux et si un électron est emprisonné à une position du réseau 35 69 19017 -2- 2010412 d'un centre F. le centre* F peut être produit, par exemple, en irradiant les cristaux avec des faisceaux d'électrons et il est Observé non seulement dans les monocristaux, mais encore dans une surface formée par évaporation sous vide ou par une surface 5 polycristalline fine formée par évaporation dans une atmosphère à pression réduite. La bande d'absorption maximale, optique du centre F (bande F) varie suivant le type d'halogénure alcalin utilisé et elle s'étend à peu près complètement sur tout le spectre visible : on sait, par exemple, que la bande maximale F du 10 chlorure de sodium, du chlorure de potassium et du bromure de potassium se produit pour des longueurs d'ondes de 458 mp,, 556 mp. et 625 mp,. respectivement, avec une épaisseur pour la moitié de la valeur d'environ 100 mji. Les centres F produits par irradiation de la surface cris-15 talline fine déposée par évaporation à l'aide de, faisceaux d'élec trons peuvent être effacés en chauffant la surface particulière. De cette manière, on utilise la surface cristalline d'halogénure alcalin déposé par évaporation comme surface d'emmagasinage utilisant les faisceaux d'électrons comme une "plume" pour y inscrire 20 les signaux donnés. Les tubes qui utilisent de tels phénomènes sont connus comme tubes à rayons cathodiques à tracé sombre ou sous le nom commercial de "Skiatron". D'autres avantages et caractéristiques de la présente inven-25 tion ressortiront au cours de la description détaillée qui va suivre, faite en regard des dessins annexés, qui donnent à titre explicatif, mais nullement limitatif, deux formes de réalisation conformes à l'invention. Sur ces dessins : • t 30 la figure 1 représente l'agencement électrique d'un appareil suivant l'invention appliqué à un tube d'emmagasinage'd'images coium* utilisant une plaque d1 emmagasinage comportant une couche d'halogénure alcalin déposée par évaporation; la figure 2 représente un autre agencement de l'appareil re-35 présenté sur la figure 1 ; et la figure 3 représente la source de courant continu utilisée dans'l'appareil de la figure 2. 69 19017 -3- 2010412 Dans le mode de réalisation qui va être décrit ci-après, la surface d'emmagasinage en halogénure alcalin eat représentée par une surface formée en faisant évaporer du chlorure de potassium, afin de simplifier la description. 5 En se reportant d'abord à la figure 1, le dispositif d'em magasinage auquel l'appareil selon la présente invention doit être appliqué comporte une enveloppe de verre 10 mise au vide, qui renferme une plaque d^ond 11 en verre ou en mica revêtue sur une face d'une matière résistante transparente ou en forme de mailles, une 10 plaque d'emmagasinage 12 en chlorure de potassium portée par la plaque de fond 11, des miroirs réfléchissants 13 tournés vers la plaque d'emmagasinage 12 suivant un angle prédéterminé, et un canon à électrons 14 servant à inscrire l'information.qui lui est fournie. Sur la paroi de l'enveloppe 10 qui est rapprochée de la plaque 15 d'emmagasinage sont disposées deux électrodes 15, 15', qui sont connectées électriquement au revêtement résistant de la plaque de fond 11. Lorsque le revêtement de la plaque de fond se trouve excité par les électrodes 15 et 15', il dégage de la chaleur, laquelle est transmise à la plaque d'emmagasinage 12, de manière à effa-20 cer les centres E qui ont été produits sur la plaque 12. La surface 12 étant translucide, elle peut se prêter d'elle-même à être utilisée dans un tube d'emmagasinage soit du type à réflexion de la lumière, soit du type à transmission de la lumière ; le tube ■ d'emmagasinage représenté et décrit étant de ce dernier type, par 25 exemple. Des miroirs 13 sont destinés à transmettre la lumière incidente provenant de la source de lumière 16 à travers un filtre passe-baùde .17 vers la plaque d'emmagasinage 12.Le filtre passe-bande 17 peut être disposé de manière que le centre de sa bande coïncide avec le centre de la bande d'absorption des centres E. 30 Le filtre passe-bande 17 peut être supprimé, à volonté. Le dispositif d'emmagasinage du type représenté comprend de plus, comme d'habitude, une bobine 10 de focalisation servant à focaliser les faisceaux d'électrons pour en former un spot fin, une bobine de déviation 19 servant à dévier les faisceaux d'élec-35 trône focalisés par la. bobine 18, et une- lentille de projection 20 servant à projeter des images de "la plaque d'emmagasinage 12 sur un écran (non représenté). Dans ce cas, la plaque d'emmagasinage 69 19Q17 "4" .,2010412 peut être considérée comme jouant le rôle d'une diapositive dans un projecteur. La plaque d'emmagasinage 12 étant formée par des cristaux fins de chlorure de potassium, dont les dimensions sont" de l'ordre 5 de 1 mji, un grand nombre d'éléments fins d'information peuvent-être inscrits sur la plaque. " Les essais effectués pour déterminer la sensibilité" et les caractéristiques de retenue de la plaque d'emmagasinage formée par évaporation sous vide de chlorure de potassium ont montré sur la 10 densité optique, D.O. de la plaque d'emmagasinage, est, pour autant que la densité ne soit pas très élevée, exprimée par : intensité de la lumière incidente D.O. = log1Q intensité d e la lumière transmise 15 t - exp(E0 - fc' = B'Q (- ) Equation (1) 0,001 où. A = une constante dépendant du type de matière à faire évaporer 20 et des conditions de 1'évaporation (si on fait évaporer du chlorure de potassium suivant un angle de 45°, alors A = 0,79) ; B = une constante dépendant de l'épaisseur de la pellicule évaporée et de la tension d'accélération du faisceau d'élec-25 trons ; Q = valeur des charges ; t = temps i E et Eq = des constantes (Eq = 10,5 et E = 0,36, si on utilise du chlorure de potassium) ; , ' 30 K = facteur de Boltzmann ; T = température en CTK. On sait, d'après cette équation et d'après d'autres'essais, que des valeurs de charges considérables sont nécessaires pour obtenir un ordre de densité optique suffisant pour l'imagé inscrite. 35 Si, par exemple, l'épaisseur de la pellicule de chlorure de potas- 2 " sium est de 12,5 nil* (c'est-à-dire 2,37 mg/cm ), l'ànglé d'évaporation de 45° et la tension d'accélération du faisceau*d'électrons 69 190Î7 -5- 2010412 de 27 kV, alors la valeur des faisceaux d'électrons doit néces- 2 sairement s'élever jusqu'à 20 \iQ/cm pour obtenir un rapport de 2 contraste de 10 et jusqu'à 100 |J.Q/em pour obtenir un rapport de contraste de 100. De telles exigences sont satisfaites complète-5 ment à l'aide des techniques actuelles de traitement des faisceaux d'électrons. En supposant maintenant qu'une image emmagasinée dans la plaque d'emmagasinage est considérée comme étant complètement effacée lorsque la densité d'absorption de la plaque est abaissée 10 à un centième de la valeur initiale, il faut alors 20 secondes environ pour que l'image soit effacée parfaitement, à condition que la température de la plaque d'emmagasinage soit de 300°C, comme déterminé à l'aide de l'équation (1). On peut disposer facilement de la source d'énergie néces-15 saire pour exciter le revêtement résistant de la plaque de fond, aussi longtemps que le potentiel de la plaque d'emmagasinage se trouve au voisinage du potentiel de la masse. Dans ce cas, cependant, la cathode dû canon à électrons est soumise à une tension négative extrêmement élevée, par exemple comprise entre -20 kV et 20 -30 kV, ce qui a pour résultat de compromettre presque complètement non seulement la fabrication de la source de courant alimentant le canon à électrons, mais encore l'émission de signaux vers la grille _sous une tension négative élevée. De ce fait, il est avantageux d'appliquer un potentiel au tube d'emmagasinage, d'une manière 25 telle que le potentiel de la cathode du canon à électrons soit aussi près que possible du potentiel de la masse. Ceci se manifeste par l'accroissement remarquable du potentiel de la plaque de fond, qui peut s'élever jusqu'à un potentiel positif de 20 kV à 30 kY. Pour chauffer la plaque de fond qui est soumise à une telle 30 tension accrue, il faut, de ce fait, soit couper momentanément la haute tension et ensuite connecter la plaque de fond à la source de tension servant à effacer l'image, soit utiliser un commutateur connecté à la source de haute tension, de manière à alimenter la plaque de fond par la borne qui est au potentiel de la masse. Dans 35 tous les cas, il faut inévitablement une opération fastidieuse pour chauffer la plaque de fond de cette manière et, lorsqu'on utilise une pile, la pile est utilisée de telle sorte qu'il faut 6.9 19017 2010412 la changer fréquemment. • . . Ces inconvénients qui, jusqu'à présent, étaient "inhérents à l'appareil utilisé pour effacer l'image emmagasinée, dans la plaque d'emmagasinage d'un tube d'emmagasinage sont supprimés 5 dans les modes"de réalisation décrits ci-après de la présente invention, où le courant et la durée de là période pendant laquelle le courant doit passer pour chauffer le revêtement résistant de la plaque de fond sont réglés à volonté, indépendamment du niveau de la tension nécessaire pour faire fonctionner le ca-10 non à électrons du tube. En se reportant à la figure 1, l'appareil servant à mettre en oeuvre la présente invention est composé d'un-transformateur isolé 21, d'une source de courant continu 22 servant à appliquer une tension élevée au canon à électrons 14, d'une source de courant 15 alternatif 23 servant à fournir du courant alternatif au transformateur 21, et .un commutateur 24 monté entre la source-, de courant alternatif et le transformateur. Le transformateur isolé 21 est capable de supporter la haute tension qui doit être appliquée au canon à électrons par la source de courant continu 22. La fréquen-20 ce du courant fourni par la source de courant alternatif 23 peut être la fréquence des lignes d'alimentation ou n'importe quelle autre fréquence. Lorsqu'on doit utiliser une haute fréquence, on peut réduire d'une manière importante les dimensions du transformateur isolé 21 et la résistance diélectrique du transformateur 25 peut être augmentée facilement. . -> En chauffant la plaque de fond- en lui appliquant, un; courant d'intensité réglée1 pendant une période de durée réglée par l'intermédiaire d'un transformateur d'isolement, on peut effacer l'image emmagasinée dans la plaque â'ëmmagasinage, facilement* d'une ma-30 nière fiable et stable. L-'appareil-décrit précédemment peut être appliqué, bien entendu, au tube d'emmagasinage du type dans, lequel le potentiel de la plaque de fond est amené au voisinage du potentiel de' la masse ou dans lequel la plaque- de-fond servant drélément de chauffage est' disposée à un certain espacement de la plaque 35 d'emmagasinage. ' - ' La figure 2 représente une autre forme d'appareil servant à mettre en oeuvre la présente invention, en l'appliquant à un tube 69 19017 -7- 2010412 d'emmagasinage d'une construction semblable à celle représentée sur la figure 1. Comme on le voit, l'appareil comprend un commutateur-inverseur 25* monté entre les électrodes 15 et 151 » une source de cou-5 rant 26 d'effacement de l'image, connecté aux contacts du commutateur, et une source de courant à haute tension 22, montée en parallèle sur la source de courant 26 et servant à appliquer une tension élevée à la plaque de fond du tube, Le commutateur 25 comprend trois paires de contacts a et a', b et b', et c et cl. Les contacts a et 10 a' servent à connecter la source de courant d'effacement 26 aux électrodes 15 et 15' pour effacer l'image emmagasinée dans la plaque d'emmagasinage, tandis que les contacts c et c' servent à alimenter la plaque de fond à l'aide d'une haute tension fournie par la source de courant 22 pour établiijfon potentiel élevé sur la pla-15 que de fond, par rapport au canon à .électrons, comme on le comprend facilement d'après la figure.. Les contacts b et b1, d'autre -part, sont destinés à maintenir la plaque de fond déconnectée des ■ deux sources de courant 22 et 26. Le courant qui doit être fourni par la source peut être soit 20 du courant alternatif, soit du courant continu, ou bien sous la forme d'impulsions. Lorsqu'on doit utiliser une pellicule de Sn02 comme revêtemeni/fcésistant de la plaque de fond, il est préférable d^utiliser du courant alternatif, en partie du fait que la pellicule de SnOg ne risque pas de subir une détérioration plus rapide 25 qui résulterait autrement du mouvement des ions à l'intérieur de celle-ci, comme cela se passe d'habitude lorsqu'on utilise du courant continu, et en partie du fait que la tension et le courant peuvent être réglés facilement en utilisant un transformateur. Bien que, de plus, la source de courant 22 soit représentée 30 ici comme étant constituée par une série de piles, le courant peut être fourni d'une manière plus avantageuse par un transformateur à haute fréquence, tel qu'un transformateur du type de retour de balayage, à l'aide duquel la sortie d'un oscillateur réglé près du potentiel de la masse donne une tension qui est ■ élevée et 35' qui est redressée pour donner une haute tension continue. Dans ce . cas, le contact c' doit être maintenu fermé, de manière à commander la haute tension en réglant la sortiecfe l'oscillateur. Un 69 19017 ■ "e" 2010412 exemple d'une telle construction et d'un tel agencement de la source à haute tension est représenté sur la figure 3«Comme on le voit,la source de courant,qui est indiquée d'une manière générale en 22',comprend un oscillateur à haute fréquence 27»un trans-5 formateur 28 de retour de balayage servant à élever la sortie de l'oscillateur pour obtenir une haute tension,et un redresseur 29 muni d'un filtre à haute tension 30 servant à transformer la tension alternative obtenue du transformateur 28 en une tension continue, le quel filtre 30 est connecté à l'électrode 15.La source de 10 courant d'effacement 26*,d'autre part,est connectée à une première extrémité à l'électrode 15 en parallèle avec la source de courant 22* et,à son autre extrémité,à l'électrode 15'• Il faut noter que le commutateur non figuré qui excite l'oscillateur 27 est disposé de telle sorte qu'il travaille en rela-15 tion avec le commutateur a haute tension 25 de façon à débrancher la source d'énergie 26* de l'électrode 15 en. même temps que l'oscillateur 27 est désexcité. Le commutateur 25 peut simplement êtçe de construction telle qu'il résiste à une tension statique.Si de plus on coupe le cou-20 rant sur un commutateur sur lequel est appliquée une. forte tension,il se produit une étincelle,et si l'on veut disposer d'un commutateur qui ne soit pas sensible à l'effet d'étincelle,il faut inévitablement prévoir un dispositif complexe et coûteux.Un tel inconvénient n'est pas à craindre dans une réalisation suivant 25 l'invention puisque le commutateur 25 se déplace suivant la séquence ç-b-a- après la désexcitation de l'oscillateur 2?Y La source à haute tension ainsi réalisée assure une sécurité accrue de. fonctionnement avec une construction simplifiée de la source d'énergie. 30 II va de soi que la présente invention a été décrite ci- dessus à titre d'exemple préférentiel indicatif mais nullement limitatif et que l'on pourra introduire toute équivalence dans ses éléments constitutifs sans sortir de son cadre défini par les revendications annexées. 69 19017 -9- 2010412 - . REVENDICATIONS - 1 - Appareil utilisé avec un tube d1 emmagasinage-d'images comportant une plaque d'emmagasinage munie d'une- couche d'un halogénure alcalin déposée par évaporation et d'une plaque de fond 5 transparente fixée à la plaque d'emmagasinage, pourvue d'un revêtement résistant, appareil servant à effacer une image emmagasinée dans la plaque d'emmagasinage en chauffant le revêtemeni^-ésistant de la plaque de fond, caractérisé en ce qu'il comprend une source de courant à haute tension servant à appliquer une haute tension 10 à la plaque de fond pour y établir un potentiel élevé par rapport au canon à électrons du tube, une source de courant d'effacement d'images montée en parallèle sur la source de courant à haute tension sur le revêtement résistant pour appliquer une tension à ce dernier, et un moyen servant à connecter sélectivement là source 15 de haute tension et la source de courant d'effacement de l'image à la plaque de fond. 2 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen comprend un transformateur isolé capable de supporter la haute tension fournie par la source de courant à haute 20 tension, le primaire de ce transformateur étant connecté à la » sourcè de courant d'effacement de l'image et le secondaire étant connecté à la plaque de fond." 3 - Appareil suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la source de courant d'effacement de l'image fournit du cou- 25 rant alternatif à la fréquence des lignes d'alimentation principales. 4 - Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyen comprend un commutateur inverseur servant à connecter sélectivement la source de courant d'effacement de l'image 30 et la source de courant à haute tension à la plaque de fond. 5 - Appareil suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la source de courant à haute tension comprend un oscillateur à haute fréquence, un transformateur de retour de balayage connecté à l'oscillateur afin d*élever sa sortie à une tension élevée, cette tension élevée étant redressée et -un filtre étant connecté à une première extrémité au transformateur pour transformer sa sortie en une tension continue.