Brevet FR2096456A1 — publié le 19720218

i 2096456 L'invention concerne un procédé et un dispositif pour la lecture du contenu en informations d'une mémoire optique par exemple à l'aide d'un dispositif du type d'un tube à faisceau électronique, avec un faisceau électronique 5 pouvant être dévié, une matrice photosensible ainsi qu'un éclairage par laser dans le cas d'hologrammes. Dans le traitement moderne des données la lecture d'informations digitales à partir de mémoires représente un problème essentiel. Parmi les différentes structu-10 res de mémoires se trouvent des mémoires dans lesquelles l'information est enregistrée par un procédé optique et doit ensuite en être extraite optiquement. L'invention a une importance particulière par exemple pour la mise en mémoire d'informations digitales 15 dans un hologramme, dans plusieurs sous-hologrammes subdivisés ou pour des informations mises en mémoire sur des feuilles. Lors de l'utilisation d'hologrammes comme mémoires, on effectue manifestement une répartition en sous-hologrammes qui comprennent respectivement une quantité d'in-20 formations déterminée. Ces sous-hologrammes doivent être lus dans un temps donné à l'avance. Lors de la reconstruction du sous-hologramme l'information digitale apparait dans un plan déterminé, dans lequel le dispositif de lecture doit être installé. Le sous-hologramme reconstruit pst constitué par une 25 structure de points images sous forme matricielle par exemple de 144 X 128 points qui peuvent être, selon l'information, clairs ou sombres ou plus ou moins clairs. Lors de la lecture de ces matrices de points on exige par exemple qu'une ligne de 144 éléments, laquelle 30 représente par exemple un mot, soit lue en moins de ljksec., le mot dont il s'agit étant un mot quelconque à l'intérieur des 128 colonnes. Jusqu'à présent on ne connaît aucune solution bon marché et utilisable en ce qui concerne une matrice corres-35 pondante de photodiodes, réalisable complètement selon la technique des semiconducteurs intégrés, laquelle comporterait le nombre d'éléments élevé exigé et se caractériserait par un temps d'accès extrêmement court ; aussi la présente invention a pour but de remédier à cette insuffisance en utilisant comme 40 commutateur un faisceau électronique en association avec 71 22796 2 2096456 une matrice de photodiodes intégrée. Ce résultat est obtenu grâce à un procédé de lecture du contenu de l'information d'une mémoire optique selon l'invention grâce au fait que l'information digitale est inscrite 5 (emmagasinée) sous la forme d'un réseau de points, ayant la forme d'une matrice, dans un hologramme, dans plusieurs sous-hologrammes subdivisés ou sur une feuille, et que la lecture a lieu à l'intérieur du tube à faisceau électronique avec un faisceau électronique pouvant être dévié en provenance d'un canon électronique 10 usuel dans un Vidicon tandis que l'effacement a lieu séparément de la lecture, avec des flots d'électrons en provenance d'un ou plusieurs canons de telle façon que la réception du signal a lieu sur un nombre correspondant de bandes de contacts traversant la paroi du récipient 15 Par conséquent le dispositif conforme à l'invention est constitué par deux parties essentielles à savoir un semiconducteur, pourvu d'un agencement de diodes photosensibles, de forme matricielle, ainsi qu'un dispositif à faisceau électronique pour la lecture et/ou l'effacement de l'information 20 projetée sur la matrice de diodes. De fagon particulièrement avantageuse, à la place des bandes de contact et des traversées, dix photodiodes environ sont affectées également à chaque bit dans la plaque collectrice commune de telle façon que le faisceau électronique 25 balaie une ou plusieurs fois les photodiodes affectées à chaque bit, l'affectation de chaque bit à la ligne concernée étant déterminée d'une façon univoque par la phase de la position du faisceau électronique. Pour la mise en oeuvre du procédé on ajoute 30 de façon particulièrement avantageuse à un dispositif ayant la forme d'un tube à faisceau électronique de construction semblable approximativement à celle d'un Vidicon, un dispositif supplémentaire avec un canon à flots électrons ou plusieurs de ces derniers. 35 On peut prévoir d'une façon particulièrement heureuse un seul canon à flots d'électrons avec une densité de courant suffisante cependant, lequel est équipé d'une cathode annulaire. Le canon à flots d'électrons peut être 40 réalisé selon le besoin sous la forme d'une diode, d'une triode 71 22796 3 2096456 mais aussi sous la forme d'un dispositif multi-électrode. La partie constituante essentielle du dispositif en forme de tube à faisceau électronique est une cible photosensible, réalisée sous la forme d'une matrice de 5 photodiodes, constituée par une plaque de base (plaque collectrice) à conduction de type n, laquelle est recouverte par une couche isolante de façon à présenter des trous régulièrement espacés à travers lesquels a lieu un dopage par diffusion de type p pour la formation des photodiodes à conduction p - nt 10 des bandes alternativement à conduction de type p et à conduction métallique était insérées entre les diodes pour le découplage. De plus, on dispose encore avantageusement sous la couche isolante une couche cohérente, par exemple en 15 trisulfide d'antimoine. De façon particulièrement avantageuse, parmi les deux groupes de bandes conductrices alternées seules les bandes d'un groupe sont réunies et conduites ensemble à l'extérieur du récipient de décharge. 20 Par contre les bandes de contact de la plaque collectrice, qui restent séparées, sont conduites à l'extérieur sur les différents côtés d'un anneau isolant servant de support. Selon une forme de réalisation avantageuse 25 on peut aussi disposer en plus sur la cible, à côté des diodes de lecture, une rangée particulière de diodes de commutation, notamment pour guider en permanence, au moyen d'un circuit de commande, le faisceau de lecture sur la ligne de diodes souhaitée. 30 A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et illustré au dessin annexé une forme de réalisation du dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention. La figure 1 représente en coupe transversale l'ensemble de tout le dispositif. 35 La figure 2 représente une coupe transversale à travers la cible photosensible. Sur la figure 1 le récipient de décharge du dispositif à faisceau électronique est désigné par 1 ; deux types différents de canons électroniques à savoir 2 et 3 sont 40 situés dans ce récipient. Le canon électronique 2 a une fonction 71 22796 4 2096456 semblable à celle d'un Vidicon usuel. Le faisceau électronique 4 produit par ce canon 2 est déviéélectrostatiquement dans l'exemple représenté, bien que la focalisation puisse être réalisée aussi bien de façon magnétique que de façon électrostatique. Le 5 faisceau de lecture 4 est produit par ce canon électronique 2 qui se compose de façon usuelle d'une cathode, d'un cylindre de Wehnelt et d'une anode. Les électrodes 5, 6, 7 et la grille 8 servent a la focalisation du faisceau de lecture 4. Le faisceau est dévié au moyen des paires de plaques de déviation 9, 9' et 10 10, 10'. On prévoit un dispositif à flots d'électrons 3 pour effacer l'information : il sert à charger à nouveau dans la direction de blocage toutes les photodiodes se trouvant sur la cible 11 après que la lecture ait eu lieu. Afin de respecter les temps de lecture courts exigés, il est nécessaire de choisir 15 la densité de courant du faisceau à flots d'électrons 12 assez élevée pour que la charge des diodes dans la direction de blocage ait lieu à nouveau entre deux cycles de lecture consécutifs dans le cas de différents sous-hologrammes ou de mémoires. Le canon à flots d'électrons 3 peut être réalisé non seulement comme une 20 diode mais aussi comme une triode ou encore comme un dispositif multi-électrode, suivant le besoin et les circonstances. La forme de réalisation géométrique du canon pour les flots d'électrons peut se présenter suivant le cas sous la forme d'un seul canon avec une cathode annulaire mais elle peut aussi utiliser plu-25 sieurs canons comportant le plus souvent une cathode cylindrique. La figure 2 représente une coupe à travers la cible 11. Celle-ci est constituée par un matériau semiconducteur, par exemple du silicium, qui est dopé de façon différente. La pastille de base 13 est constituée ainsi par un matériau à con-30 duction de type n. Des bandes parallèles 14a, 14b, 14c, dopées du type p, sont insérées dans cette pastille, afin de découpler mutuellement les bandes 13a, 13b, 13c à conduction de type n. Le découplage s'effectue par exemple par application d'une tension de blocage sur les bandes conductrices particulières 19a, 35 19b, 19c, et 20a, 20b, 20c. Seules les bandes 20a, 20b, 20c sont réunies ensemble et sont disposées extérieurement à la matrice, au bord de la cible, comme des bandes de contacts. La pastille 13 est recouverte avec une couche isolante 15, par exemple en SiOg t dans laquelle des trous 16 sont gravés de façon régulière-40 ment espacés à l'aide d'une technique de masquage et à travers 71 22796 5 2096456 laquelle on effectue un dopage de type p en 17a, 17b, 17c dans le matériau de base 13 dans la région des trous. Ces zones p 17a, 17b, 17c et les zones n 13a, 13b, 13c de la plaque de base forment les différentes diodes photosensibles. Pour empêcher 5 les charges sur la couche 15, on dépose sur celle-ci une couche conductrice qui recouvre simultanément aussi les zones p 17a, 17b, 17c des diodes. Les électrodes établissant pendant le fonctionnement deux connexions pour les différentes photodiodes sont 10 constituées ainsi d'une part par des électrons tombant sur la couche 18 et d'autre part par des bandes conductrices 19a, 19b, 19c à partir desquelles les signaux sont prélevés. La lecture de l'information s'effectue de la même manière'que dans le Vidicon connu. Mais étant donné que la lecture séquentielle usuelle dans 15 le cas du Vidicon et la décharge de tous les éléments de signaux nécessitent des durées sensiblement plus élevées que celles souhaitées ici, la lecture et la charge des diodes doivent être en partie distinctes. Mais ceci signifie que, par exemple, après la fin de la lecture d'un sous-hologramme par le faisceau de 20 lecture toute la matrice des diodes sur la cible 11 doit être à nouveau entièrement chargée au moyen du canon à flots d'électrons. Ce processus de charge requiert dans le cas d'une densité du courant suffisante pour les canons à flots d'électrons, seulement une fraction du temps de lecture permis. Dans ce dispositif, a 25 l'opposé du Vidicon, le fait que le faisceau de lecture charge les diodes qui sont lues totalement ou partiellement est sans importance. Plus exactement le faisceau doit seulement pouvoir fournir le courant de signal minimum nécessaire. L'information qui est lue à partir des 30 photodiodes est reçue par les bandes 19a, 19b, 19c. Ces bandes doivent être conduites vers l'extérieur à travers l'enveloppe sous vide. Pour cette raison les bandes 19a, 19b, 19c et la bande 20, qui réunit en effet toutes les bandes a, b, c sont conduites sur la cible 11 vers le bord de celle-ci (figure l) de façon à 35 former une série de bandes de contact 21a, 21b, 21c situées les unes à côté des autres. La cible 11 est montée dans l'anneau isolant 22. Cet anneau porte sur ses faces frontales des contacts 25 et 26 qui se trouvent alternativement du côté supérieur et du côté inférieur de l'anneau» L'anneau 22 est fixé selon la fi-40 gure 1 au moyen d'une technique de soudage avec du verre à l'en 71 22796 6 2096456 veloppe du tube 23 et à la pastille frontale en verre 24. En général la structure des plaques de déviation décrite permet une coordination précise et rapide de la tension de déviation et de la ligne de diodes à lire. 5 Dans le cas où pour des conditions particulières la recherche normale de la ligne de diodes est insuffisante, on peut disposer en plus une rangée particulière de diodes de commutation sur la cible 11 à côté des diodes de lecture, ces diodes permettant au moyen d'un circuit de réglage, de diriger le faisceau de 10 lecture précisémment sur la ligne de diodes souhaitée. La lecture de l'information peut aussi avoir lieu d'une autre manière. La cible contient alors une pluralité de diodes avec un écartement plus petit, et on renonce aux bandes 19a, 19b, 19c et 20a, 20b, 20c ainsi qu'aux bandes 15 14a, 14b, 14c dopées du type p, conformément à la figure 2, et plusieurs photodiodes, situées les unes à côté des autres, sont affectées à chaque bit ou à chaque point image, de sorte que dix diodes peuvent être affectées à un point image de lQ0j-\ de diamètre environ. La plaque collectrice est la même pour 20 toutes les photodiodes ; lors de la lecture, le faisceau électronique balaie successivement en 1 m s une ou plusieurs fois les photodiodes qui sont affectées à un mot. L'attribution de cette ligne à chaque bit est déterminée d'une façon univoque par la phase de la position du faisceau électronique. 71 22796 7 2096456 REVENDICATIONS 1» Procédé pour la lecture du contenu en informations d'une mémoire optique à l'aide d'un dispositif du type d'un tube à faisceau électronique, avec un faisceau 5 électronique pouvant être dévié, une matrice photosensible ainsi qu'un éclairage par laser dans le cas d'hologrammes, caractérisé par le fait que l'information digitale est inscrite (emmagasinée) sous la forme d'un réseau de points, ayant la forme d'une matrice, dans un hologramme, dans plusieurs sous- 10 hologrammes subdivisés ou sur une feuille, et que la lecture a lieu à l'intérieur du tube à faisceau électronique (l) avec un faisceau électronique (4) pouvant être dévié en provenance d'un canon électronique (2) usuel dans un Vidicon tandis que l'effacement a lieu séparément de la lecture , avec des flots 15 d'électrons en provenance d'un ou plusieurs canons (3) de telle façon que la réception du signal a lieu sur un nombre correspondant de bandes de contacts (19a, 19b, 19c et 21a, 21b,21c) traversant la paroi du récipient. 2. Procédé suivant la revendication 1, 20 caractérisé par le fait que pour la réception du signal, à la place des bandes de contact (19) et des traversées plusieurs, environ dix, photodiodes sont affectées à chaque bit dans la plaque collectrice commune (13) et que le faisceau électronique (4) balaie une ou plusieurs fois les photodiodes 25 (13, 17) affectées à un mot tandis que l'affectation de chaque bit à la ligne concernée est déterminée d'une façon univoque par la phase de la position du faisceau électronique. 3. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2 sous la forme 30 d'un tube à faisceau électronique caractérisé par une construction du type Vidicon auquel on ajoute au moins un dispositif supplémentaire avec un canon à flots d'électrons 4. Dispositif suivant la revendication 3 caractérisé par le fait que l'on utilise un seul canon à flots 35 d'électrons avec une cathode annulaire. 5. Dispositif suivant la revendication 3 caractérisé par le fait que le canon à flots d'électrons peut être réalisé sous la forme d'une diode ou d'une triode ou d'un dispositif multi-électrode. 40 6. Dispositif suivant l'une des revendications 71 22796 8 2096456 1, 2, 3, 4 ou 5 caractérisé par le fait que la cible photosensible réalisée sous la forme d'une matrice de photodiodes, est constituée par une plaque (collectrice) de base à conduction de type n et est recouverte par une couche isolante (15) de façon 5 à présenter des trous (16) régulièrement espacés à travers lesquels a lieu par diffusion un dopage du type n, pour la formation de photodiodes conductrices p - n et que des bandes alternativement à conduction de type p et à conduction métallique sont insérées entre les diodes pour le découplage. 10 7. Dispositif suivant l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6 caractérisé par le fait que l'on dispose encore sur le côté de la cible (11) tourné vers le faisceau électronique une couche semiconductrice (18) cohérente, par exemple en trisulfide d'antimoine. 15 8. Dispositif suivant l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caractérisé par le fait que parmi les bandes conductrices alternées des deux groupes sur la plaque collectrice seules les bandes (20a, 20b, 20c) d'un groupe, qui sont toutes réunies, sont amenées ensemble à l'extérieur du 20 récipient de décharge. 9. Dispositif suivant l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8 caractérisé par le fait que les bandes de contact (19a, b, c) qui restent séparées, sont conduites depuis la plaque collectrice vers l'extérieur sur les diffé-25 rents côtés d'un anneau isolant (22) servant de support. 10. Dispositif suivant l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9 caractérisé par le fait que l'on dispose en plus sur la cible, à côté des diodes de lecture, une rangée particulière de diodes de commutation afin de guider 30 le faisceau de lecture, au moyen d'un circuit de réglage, sur la ligne de diodes souhaitée. 11. Dispositif suivant l'une des revendications 1> 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ou 10 caractérisé par le fait que l'on peut aussi utiliser le canon à électrons (2) comme canon 35 à flots d'électrons (3), grâce à des électrodes additionnelles >** complémentaires.