Brevet FR2134640A1 — publié le 19721208

L'invention concerne un dispositif permettant l'enregistrement et le traitement d'information d'image d'une configuration de données formée par un dispositif formateur d'images et devant être identifiée en coordonnées polaires. 5 L'invention concerne plus en particulier un dispositif permettant l'enregistrement et le traitement de diffracto-grammes formés par un dispositif électronique optique ou par un appareil de diffraction par rayons X. Suivant un procédé connu pour la mesure 10 d'un diffractogramme d'une substance polycristalline, formé par des cercles concentriques, ce diffractogramme est d'abord fixé sur une plaque photographique alors qu'ensuite la photographie est mesurée â. l'aide d'un densitomètre. Au cours de cette opération, en se basant sur la symétrie de révolution du diffractogramme, on mesure généralement, le long 15 d'une ligne médiane de l'image, le noircissement de celle-ci. Gette méthode à l'inconvénient que les cercles les plus extérieurs du diffractogramme se laissent localiser relativement de manière imprécise et que les données de mesure désirées ne deviennent disponibles qu'ultérieurement. 20 On connaît également une méthode suivant laquelle un diffractogramme est projeté sur une cible d'un tube d'enregistrement d'image de télévision dans lequel cette cible est explorée de manière connue par un faisceau électronique. Les lignes de la cible étant explorées suivant des trames, il faut, suivant cette méthode, tra-25 cer des points de mesure en nombre beaucoup plus grand que nécessaire pour l'identification convenable du diffractogramme, étant donné que les données de mesure deviennent disponibles en coordonnées cartésiennes; de cette façon, les points de mesure doivent subir un traitement compliqué de durée relativement longue. 30 Le but de l'invention est de fournir un dispositif dans lequel l'information d'image à symétrie de centre est mise à profit de manière optimale. A cet effet, le dispositif du genre mentionné dans le préambule est remarquable en ce qu'il comporte des moyens par lesquels la configuration de données formée par le dispositif 35 formateur d'images est projetée sur une cible d'un tube d'enregistrement de télévision à exploration à symétrie de centre, ainsi qu'un intégrateur devant effectuer l'intégration sur au moins une partie d'une ligne d'exploration d'un signal d'image provenant dudit tube de télévision. Dans un dispositif conforme à l'invention, par la répartition d'intensi-40 té, on obtient une série d'impulsions dont l'amplitude est une mesure de 72 15204 ^ 2134640 l'intensité, intégrée sur une ligne d'exploration, une partie d'une ligne d'exploration ou plusieurs lignes d'exploration. Le mécanisme d'exploration donne le rayon du cercle, ou une mesure d'un rayon moyen lorsque l'exploration a lieu suivant une spirale. Sui-5 vant un mode de réalisation préféré, ces données sont fournies à une mémoire d'une calculâtrice dans laquelle il est maintenant possible d'effectuer sans interruption toutes les opérations désirées suivant un programme de calcul relativement simple. Suivant un autre mode de réalisation préfé-10 ré, lors de l'exploration, la fréquence de répétition décroît du centre d'image vers le bord d'image dans le tube d'enregistrement de télévision. De cette façon, on uniformise la luminance de l'image. La description suivante, en regard des desssins annexés, le tout donné à titre d'exemple, fera bien comprendre 15 comment l'invention peut être réalisée. La fig. 1 est une coupe longitudinale schématique d'un ensemble comportant un microscope électronique, conçu pour engendrer des diffractogrammes et un tube de prise de vues de télévision capable d'effectuer l'enregistrement d'images conforme à l'invention. 20 La fig. 2 est le schéma synoptique d'un dispositif conforme à l'invention. Suivant un mode de réalisation préféré tel qu'illustré sur la fig. 1, le dispositif formateur d'images est un microscope électronique 1 comportant une enveloppe 2, étanche au vide, à 25 travers laquelle passe un câble d'alimentation 3 et dans laquelle on a ménagé une ou plusieurs ouvertures fermées par des fenêtres devant permettre l'observation de l'image. Dans le dispositif représenté sur la fig. 1, l'enveloppe a deux fenêtres 4 et 5» alors que par l'intermédiaire de la fenêtre 4» il est possible d'observer visuellement une image formée 30 dans tin écran à luminophores 6. Par l'intermédiaire de la fenêtre 5» un tube de prise de vues d'images télévision 7 est couplé optiquement à un écran â luminophores 8. De préférence, la fenêtre 5 intervenant dans la liaison au tube 7 est formée par une plaque en fibres optiques qui constitue à la fois la fenêtre d'images du microscope électronique et la 35 fenêtre d'entrée du tube 7 et qui établit donc le couplage optique. Pour établir ce couplage, il est également possible d'utiliser un tube de télévision pouvant être détaché du microscope électronique et présentant deux plaques en fibres optiques ou un système optique à lentilles. L'espace entouré par l'enveloppe 2 du mi-40 croscope électronique 1 contient, dans l'ordre, une cathode 9 appelée à 72 15204 3 2134640 engendrer un faisceau électronique 10, une lentille de condensa&on 11, une lentille d'objectif 12, un support d'objet 13 à objet 14, une lentille de diffraction 15 et un système électronique optique 16, par exemple le système décrit dans le brevet français N° 1.595.948 et â l'aide 5 duquel le faisceau électronique 10 portant l'information d'image peut être dirigé au choix vers l'une des fenêtres 4 ou 5 afin de projeter sur la fenêtre choisie l'image, dans le cas présent le diffractogramme. Dans un ensemble ainsi conçu, le diffractogramme peut être visualisé de manière alternante et être enregistré à l'aide du tube de prise de vues 7« 10 II se peut également que l'enveloppe 2 du microscope soit munie d'un regard tel que l'écran d'image auquel est couplé un tube de prise de vues, puisse être observé à travers ce regard sur la face intérieure du microscope électronique. Pour les observations visuelles, il est encore possible d'utiliser un moniteur qui est alimenté par le tube de prise de 15 vues. Dans le tube 7 se trouvent une électrode de signal 17 et une couche photoconductrice 18 qui ensemble forment une cible élaborée sur la fenêtre d'entrée. La cible du tube 7 peut comporter également un matériau à conduction par bombardement d'ions, l'écran à luminophores du microscope pouvant alors être omis. Les électrons portant les éléments d'in-20 formation d'image forment alors directement sur la cible une configuration de charge causée par l'influence de la conduction électrique de la cible. La fenêtre 5 doit alors laisser passer les électrons, mais ceci ne constitue aucune difficulté puisqu'un certain degré de vide règne de part et d'autre de la fenêtre. La fenêtre peut alors être formée éven-25 tuellement par une plaque intensificatrice à canaux. Le tube de prise de vues 7 contient également une cathode 19 appelée à engendrer un faisceau électronique 20 explorant la cible, ainsi qu'une grille de commande 21, une anode d'accélération 22 et une électrode en toile métallique 23 pour commander et pour diriger le faisceau 20. Par l'intermédiaire d'un con-30 ducteur électrique 24, l'électrode de signal est à même de fournir un signal d'image 25. Des conducteurs de traversée 26 conduisent à la cathode, à la grille de commande, à l'anode d'accélération et à l'électrode en toile métallique. Le faisceau électronique 20 explore, à symétrie de centre, la cible du tube 7* De préférence, l'exploration de la 35 cible a lieu suivant des cercles concentriques. Bu égard à l'image à détecter, on est maître du choix du nombre de cercles d'exploration. Le centre des cercles doit coïncider avec le centre de symétrie de l'image à détecter. La fig. 2 est le schéma synoptique d'un dis-40 positif préféré conforme à l'invention. A l'aide d'un système optique 31» 72 15204 4 2134640 un dispositif formateur d'images JO est couplé à un tube de prise de vues d'images de télévision 52. Par l'intermédiaire d'une ligne 53, le courant d'électrode de signal est fourni à un amplificateur video 34, amplifié dans celui-ci et converti en un signal video 35- Par l'inter-5 médiaire d'une ligne 56, ce signal 35 est fourni à un intégrateur 37 dans lequel le signal subit une intégration sur une durée réglable, c'est-à-dire sur une partie réglable de la durée d'enregistrement de ligne. Le signal qui résulte de cette intégration est, sous forme d'impulsions 38, fourni à un modulateur 40 par l'intermédiaire d'une ligne 39- Le modula-10 teur 40 engendre des impulsions 41 modulées en amplitude à l'aide des impulsions 38. En fonction d'un générateur 43 qui, par l'intermédiaire des lignes 44 et 45, alimente en courant des unités de déviation orthogonales agissant sur le faisceau électronique explorateur, un détecteur 42 commande, par l'intermédiaire d'une ligne 46, le courant de faisceau 15 dans le tube et fait démarrer et arrête, aux instants précis de la déviation, donc par exemple au début et à la fin d'un cercle d'exploration l'intégrateur 37 par l'intermédiaire d'une ligne 47 et définit la durée d'intégration désirée, exprimée en durées d'enregistrement de ligne. Par l'intermédiaire d'une ligne 48, le modulateur 40 reçoit, de la part du 20 détecteur 42, les signaux qui sur la cible du tube de prise de vues de télévision établissent la corrélation entre d'une part chaque impulsion à fournir par le modulateur et d'autre part, un cercle d'exploration. De cette façon, le modulateur 40 fournit une série d'impulsions, l'amplitude de chaque impulsion étant proportionnelle à l'intensité intégrée d'une 25 ligne d'exploration, alors que la position de l'impulsion dans la série d'impulsions indique la ligne d'exploration intégrée qui sur la cible du tube de prise de vues correspond à cette impulsion. Par l'intermédiaire d'une ligne 49, cette série d'impulsions peut être fournie à la mémoire d'une calculatrice. 30 Suivant un mode de réalisation préféré, la cible du tube de prise de vues est explorée suivant des cercles, la durée d'intégration étant égale à la durée d'exploration nécessaire pour un cercle complet. Pour l'exploration suivant des cercles, le générateur fournit à chacune des unités de déviation une tension sinusoïdale, ces 35 deux tensions étant à quadrature de phase. Pour le passage vers un cercle d'exploration suivant, l'amplitude des tensions sinusoïdales doit être augmentée. Par ailleurs, suivant un autre mode de réalisation préféré, l'influence de l'inertie de l'ensemble formé par le générateur et les systèmes de déviation est éliminée du fait qu'en suivant le cercle déjà 40 enregistré, le faisceau d'exploration est dirigé vers le cercle suivant. 72 15204 5 2134640 Le détecteur 42 ajuste alors le courant à une intensité égale à zéro. L'intégration effectuée sur plusieurs cercles, par exemple chaque fois cinq cercles successifs, ne fournit aucun problème mais peut également avoir lieu par l'exploration d'un plus petit nombre de cercles à l'aide 5 éventuelle d'un spot plus grand du faisceau électronique sur la cible. Lorsque l'intégration a lieu chaque fois sur une partie d'un cercle, ce que l'on désire par exemple lorsqu'il s'agit de diffractogrammes de monocristaux ou de matériaux présentant une certaine orientation préférentielle des cristaux (texture), le résultat doit être considéré comme 10 une succession de séries partielles d'impulsions, le rayon étant constant dans une telle série partielle. Au besoin, chaque série partielle peut être intégrée de façon à devenir une impulsion, de sorte que tant les séries partielles d'impulsions que les impulsions sont disponibles sur un cercle entier. 15 Lorsque l'exploration a lieu suivant une spirale continue et si on veut définir plus précisément la position de par exemple un cercle de diffraction, le passage du faisceau électronique explorateur par-dessus un bord de la ligne de diffraction peut être porté en corrélation avec un niveau d'amplitude de signal défini par le 20 dispositif par exemple à partir d'une différence de signal maximale entre les parties les plus exposées et les parties les plus obscures de 1'image. Pour enregistrer des images en forme d'ellipse, il est possible d'adapter à ces images l'exploration par une dif-25 férence d'amplitude et éventuellement par une différence de phase de l'alimentation des deux unités de déviation. La forme suivant laquelle l'exploration est réalisée peut toujours être adaptée à la forme de l'image à enregistrer, et il est alors possible d'adapter la figure d'exploration de façon optimale à l'image, de sorte que le traitement 30 du signal video est relativement simple, mais il est possible aussi de procéder à une exploration simple, ce qui complique généralement dans une certaine mesure le traitement du signal video. Suivant un mode de réalisation préféré, lors de l'exploration, le rayon d'exploration a une intensité de courant qui 35 est constante sur la surface entière de la cible. Cette intensité est réglée de façon que l'amplitude du signal fourni par le cercle extérieur soit encore suffisante. On a pu constater que pour de nombreuses applications il est possible d'opér»r avec un courant de faisceau d'intensité constante. Si dans des cas spéciaux ceci s'avérait impossible, le courant 40 de faisceau peut, par l'intermédiaire du détecteur 42, subir une modu 72 15204 6 2134640 lation de déviation, par exemple jusqu'à obtenir un courant de faisceau dont l'intensité augmente proportionnellement avec le rayon du cercle d'exploration. Suivant un autre mode de réalisation, la 5 fréquence de répétition dans le tube d'enregistrement de télévision est fonction du rayon des cercles d'exploration. La fréquence d'exploration est alors plus élevée pour des petits cercles centraux et plus faible pour des grands cercles plus proches du bord d'image. Au bord, l'image à luminance relativement faible nécessite alors une plus longue durée 10 d'établissement. Ceci a l'avantage que pour une même caractéristique de courant du tube d'enregistrement, la luminance de l'écran est constante. Dans l'ensemble représenté sur la fig. 1, le dispositif formateur d'images est un microscope électronique conventionnel à l'aide duquel on réalise le diffractogramme d'un objet. Le dispo-15 sitif formateur d'images peut également être un microscope électronique d'exploration, et notamment un microscope électronique d'exploration par transmission, dans lequel, en vue d'obtenir un signal ayant une amplitude suffisante, il est possible d'utiliser une cathode qui est décrite dans la demande de brevet français 71 46402 Lors de 20 l'emploi d'un microscope d'exploration par transmission, il est souvent désirable de connaître, pour chaque point de l'objet, la répartition angulaire des électrons dispersés par l'objet. Derrière l'objet, il est possible de placer à une ceryaine distance un détecteur en anneau. (Voir la publication "Crewe Quaterly Reviews of Biophysics", volume 3» page 25 137» parue en 1970). Dans ce cas, tous les électrons qui sont dispersés en dehors d'un angle d'espace déterminé donné par la géométrie de l'agencement, sont mesurés sous la forme d'un signal intégré. Une information plus détaillée de la répartition angulaire peut être obtenue aussi par l'emploi d'un dispositif 30 conforme à l'invention. A cet effet, le tube de prise de vues est placé dans le plan d'observation, c'est-à-dire par exemple dans le plan dudit détecteur en anneau; dans ce plan, pour chaque élément d'objet exploré, on mesure la figure de dispersion par exemple pour un nombre de cercles compris entre dix et vingt. Avec ce dispositif, on dispose d'un détecteur 35 en anneau réglable dont la géométrie est réglable par le choix du nombre de cercles d'exploration, alors que par des techniques de télévision simples, il est possible d'établir la corrélation entre l'exploration de l'objet et celle de la cible du tube de prise de vues. Les résultats que l'on obtient peuvent être mis à profit pour optimaliser le contraste de 40 l'image. 72 15204 7 2134640 Un procédé de mesure similaire peut également être effectué lors de l'emploi d'un microscope électronique d'exploration conçu comme microscope électronique d'exploration par réflexion. Dans ce cas, les électrons ne pénètrent pas dans l'objet, mais 5 sont réfléchis à une surface de l'objet, l'angle de réflexion étant de préférence relativement grand. Comme autres exemples de dispositifs formateurs d'images dans lesquels il est possible d'utiliser avec succès un dispositif conforme à l'invention, on peut citer par exemple les diffrac-10 tomètres optiques lumineux et des dispositifs permettant la diffraction par rayons X. A l'aide du dispositif conforme à l'invention, il est possible d'obtenir rapidement les éléments d'information par exemple au cours d'une commande lors de laquelle, à l'aide d'une diffraction par rayons X, on obtient une norme d'appréciation d'un certain produit. En 15 présence d'un écart par rapport à une variation de diffractogramme escomptée, on peut alors, en référence aux résultats de mesures obtenus, procéder de manière simple à un réglage par l'intermédiaire d'une calculatrice raccordée au dispositif. L'application n'est pas limitée à la mesure des diffractogrammes, mais est particulièrement intéressante pour 20 cette mesure. La mesure d'autres images à symétrie de centre est possible d'une manière parfaitement analogue. Dans le cas où il y a lieu de mesurer une image électronique optique réelle, celle-ci doit évidemment être reproduite telle qu'elle est sur la cible. Pour établir des diffractogrammes, la cible peut en principe être introduite partout transver-25 salement dans le faisceau. Dans ce cas également, on forme sur la cible généralement une coupe du faisceau électronique dispersé, visualisée sur un écran à luminophores. Lors de l'emploi d'un microscope électronique conventionnel, il arrive souvent qu'il y a lieu de localiser des 30 éléments déterminés d'un objet. Il peut par exemple s'agir de la localisation et du comptage éventuel de cristaux sur un film-support en charbon amorphe. Dans ce cas, à l'aide d'un dispositif conforme à l'invention, par l'exploration d'une surface sélectionnée de l'objet, il est possible d'exposer et d'enregistrer les éléments d'objet dont le diffrac-55 togramme correspond à une figure réglée d'avance dans le dispositif. 72 15204 e 2134640 REVENDICATIONS : 1. Dispositif permettant l'enregistrement et le traitement d'information d'images d'une configuration de données formée par un dispositif formateur d'image et devant être identifiée en coor- 5 données polaires, caractérisé en ce que le dispositif comporte des moyens par lesquels la configuration de données formée par le dispositif formateur d'images est projetée sur un cible d'un tube d'enregistrement de télévision à exploration à symétrie de centre, ainsi qu'un intégrateur devant effectuer l'intégration sur au moins une partie d'une ligne d'ex-10 ploration d'un signal d'image provenant dudit tube de télévision. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un générateur appelé à explorer suivant des cercles concentriques la cible du tube de prise de vués d'images de télévision, ainsi qu'un détecteur appelé à réguler l'intensité du courant de 15 faisceau lors de l'exploration à l'aide du faisceau et à fixer des durées d'intégration du signal d'image dans l'intégrateur. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un générateur appelé à explorer suivant une spirale la cible du tube de prise de vues d'images de télévision, ainsi 20 qu'un détecteur appelé à réguler l'intensité du courant de faisceau en fonction de la position d'exploration du faisceau explorateur et à fixer des durées d'intégration du signal d'image dans l'intégrateur. 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comporte un détecteur de niveau appelé à 25 détecter un signal de gris réglable en fonction de l'information d'intensité à détecter à partir de l'image. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 â 4, caractérisé en ce que le dispositif formateur d'images est un microscope électronique conçu pour réaliser des diffractogrammes. 30 6. Dispositif selon la revendication 5» carac térisé en ce que le microscope électronique est un microscope opérant par transmission. 7. Dispositif selon la revendication 5» caractérisé en ce qu'il comporte des moyens appelés à explorer une surface 35 sélectionnée d'un objet et à exposer et localiser des éléments d'objet qui fournissent un diffractogramme qui correspond à une figure de diffractogramme réglée dans le dispositif. 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que pour optimaliser le contraste de l'image, le tube de 40 prise de vues de télévision peut être exploré suivant une configuration 72 15204 9 2134640 comportant un nombre relativement réduit de cercles, alors que le dispositif comporte des moyens qui en alternance doivent exposer des éléments d'objet dans le dispositif formateur d'images et enregistrer les données de mesure de chaque élément d'objet. 5 9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4» caractérisé en ce que dans le tube de prise de vues de télévision, la fréquence de répétition du faisceau explorateur décroît du centre d'image vers le bord d'image. 10. Dispositif selon l'une des revendications 1, 10 2, 3» 4 ou 9» caractérisé en ce que le dispositif formateur d'images est équipé pour fonctionner avec des faisceaux électromagnétiques.