Brevet FR2115292A1 — publié le 19720707

L'invention concerne un dispositif servant à reproduire des images, dans ce dispositif un flux lumineux est réfléchi par une couche qui est disposée dans un tube à rayons cathodiques et dont la forme varie localement sous l'effet d'un 5 faisceau d'électrons. Un tel dispositif permet de projeter une image sur un grand écran. C'est que dans ce cas, la luminance de l'image est déterminée par le flux lumineux engendré à l'extérieur et par le pouvoir réflecteur de la couche, alors que le faisceau 10 d'electrons ne sert qu'à balayer la surface de la couche et à transmettre l'information. Dans un tube à rayons cathodiques usuel, le faisceau fournit en outre l'énergie à convertir en lumière, de sorte que le pouvoir émissif du tube est"continuellement inférieur au pouvoir transmis par le faisceau 15 d'électrons. Etant donné le fait que, dans ce cas, le faisceau d'électrons doit balayer l'écran luminescent et transmettre l'information, le pouvoir du faisceau ne peut pas être augmenté de façon à obtenir la luminance de l'image nécessaire pour la projection de l'image sur grand écran. 20 Un tel dispositif servant à engendrer des images constitue entre autres l'Eidophore, dans lequel le flux lumineux est réfléchi par une couche disposée, dans un tube à rayons cathodiques et la direction du faisceau lumineux réfléchi par la couche varie localement sans l'effet d'un 25 faisceau d'électrons. La couche est constituée par un film d'huile appliqué par exemple sur tin miroir concave. Si le film d'huile est parfaitement lisse, le flux lumineux est réfléchi d'une façon telle qu'il n 71 41539 -2- 2115292 catliode est limitée, de sorte que cette dernière doit être changée régulièrement; à cet effet, 1*installation, doit être démontable et présenter un système de pompage. Conformément à l'invention, la couche est en un 5 matériau électrostrictif présentant une température de Curie supérieure à la température de fonctionnement du dispositif. La déformation de la couche sous 1*effet d'un rayon d'électrons se déroule alors de la façon suivante. Si le matériau électrostrictif est frappé par un rayon d'électrons, il se forme à 10 cet endroit de la surface une charge provoquant la déformation de la couche. De ce fait, la réflexion par la couche d'un flux lumineux change de direction et le flux lumineux initialement non complètement transmis par une grille intermédiaire dans la direction de projection est alors transmis par ladite 15 grille et l'image est ainsi formée. Evidemment, la matériau électrostrictif doit présenter une température de Curie supérieure à la température de fonctionnement, sinon, il ne se produit pas de déformation par suite de l'application d'une charge. La couche électrostrictif est par exemple une couche 20 polycristalline en titanate de baryum fritté ou en zirconate- titanate de plomb. Dans les cas où il faut un effet de mémoire, la conductibilité doit être adaptée de façon que la déformation de la couche se maintienne pendant une période de balayage. Cela s'obtient en réglant la conductibilité électrique du 25 matériau d'une façon déterminée, par exemple par réduction ou oxydation du matériau pu par addition d'autres substances. Le déformation relative de la couche augmente avec la charge. En donnant à la plaque une pré-polarisation, on intensifie l'effet. C'est pour cette raison que la couche en ma-30 tériau électro-strictif est de préférence électriquement pré— polarisée. C'est ainsi qu'on applique par évaporation une couche conductrice sur les deux faces de la couche. Après chauffage jusqu'à une température supérieure à la température de Curie, on applique une différence de potentiel électrique 35 entre les deux couches conductrices, après quoi on refroidit la couche, tout en maintenant la différence de potentiel. Ensuite, les deux couches conductrices sont enlevées, par exemple par décapage, et la face de la couche en matériau électro-strictif réfléchissant le flux lumineux est polie et éven-40 tuellement argentée. 10 7141539 " 11 existe un grand. nombre de f ormes, de,--réalisation d'une couche électrostrictive dans le dispositif.-Elle peut être une couche relativement épaisse auto-portante m une couche relativement mince sur un substrat métallique pratiquement indéformable. Le matériau élec.trostrictif peut .recouvrir entièrement le substrat métallique et présenter partout- une épaisseur pratiquement constante. Afin d'augmenter la. sensibilité de la couche, celle-ci peut être formée par un grand nombre de barres séparées et sa déformation se manifeste .par. une modification de la hauteur desdits piliers. Ceux-ci peuvent s'étendre jusque sur le substrat métallique ou ils peuvent déboucher à un film du matériau électrostrictif. La.sensibilité du dispositif se produisant dans le cas d'utilisation de barres est augmentée du fait qu'une modification locale de la hauteur d'une barre, pro- ■f p* ^ 3 voquée par une charge appliquée n'est pas tributaire d'une éventuelle modification de la hauteur des barres entourantes. En l'absence de prépolarisation ou si la couche n'est prépolarisée que dans un seul sens, il se produit une déforma-.' tion de la couche dans le cas où une partie cohérente plus grande 20 * ' est frappée par un faisceau d'électrons, il,est vrai, mais au milieu de la zone en question, la surface sera parallèle à celle de la couche non frappée par les électrons, de sorte que le flux lumineux réfléchi n'y change pas de sens et n'est pas transmis par la grille dans le sens de projection. Dans ce cas, il se produit une modification du sens du flux lumineux réfléchi près de la zone de transition entre la zone frappée par les électrons et la zone non frappée par les électrons. Afin d'obtenir une modification du sens du flux lumineux réfléchi à toute la surface frappée par des électrons, la couche .n'est pas prépolarisée dans un seul sens, mais ladite couche, faite en matériau électrostrictif, de préférence au moins sur le côté où se produit la réflexion du flux lumineux, est munie d'une configuration de pré-polarisation. Plus en particulier, la cqnfiguration de pré-polarisation constitue une configuration alternant régulière-ment. Il en ressort l'avantage qu'une charge uniforme provoque une ondulation régulière de la. surface, ce qui se.traduit par une image éclairée uniformément .„ Des résultats particulièrement avantageux s'obtiennent si le sens de zones .-de. pré—polarisation égale est parallèle au sens des lignes delà grille. Dans le cas d'une couche électrostrictive relativement mince, ce.,fqui veut ko 71 41539 .4- 2115292 dire une épaisseur d'environ 0,2 mia, on applique des deux côtés une configuration déterminée de conducteurs. Cètte configuration est telle que dans le cas d'application des tensions en question, il se produit des zones partielles pre-polarisées 5 alternativement en sens opposés, réparties sur la couche. Dans le cas d'une couche auto-portante relativement épaisse, une prépolarisation n'est ën pratique pas réalisable sur toute l'épaisseur de la couche. Dans ce cas, la prépolarisation est appliquée sur une seule surface; à cet effet, oh applique sur ladite face 10 une configuration de conducteurs telle que l'application d'une différence de potentiel entre les conducteurs se traduit par la formation de zones partielles pré-pôlarisées alternativement en sens opposées, réparties sur la surface de la couche. La description ci-après, en se référant aux dessins 15 annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La fig. 1 est une section d'une partie d'un dispositif servant à reproduire des images. La fig. 2 montre en section la structure d'une plaque 20 électrostrictive. La fig. 3 montre en section une autre structure d'une plaque électrostrictive. La fig. k montre en section une autre structure d'une plaque électrostrictive. 25 La fig. 5 est une vue en plan d'une configuration de conducteurs pouvant être appliquée pendant la réalisation d'une plaque électrostrictive. Les figure® 6 et 7 montrent en section d'autres structures d'une plaque électrostrictive pendant une phase déterminée 30 de la fabrication. La fig. 1 représente un tube à rayons cathodiques 1 comportant une fenêtre optique 2. Dans le col 3 du tube à rayons cathodiques 1 est disposé un canon électronique h représenté schématiquement sur le dessin. De plus, le tube à rayons 35 cathodiques 1 comporte une plaque 5 représentée schématiquement sur le dessin et constituée par du matériau électrostrictif. La fixation de la plaque 5 dans le tube n'est pas représentée sur le dessin. De plus, le dispositif comporte une grille ré-flectrice 6 et plusieurs lentilles qui ne sont pas représentées 40 sur le dessin n'étant importantes pour l'invention, lors du 71 41539 2115292 fonctionnement du dispositif, un flux lumineux 7 provenant d'une source lumineuse non représentée sur le dessin est réfléchi par la grille 6 et entre, comme flux lumineux réfléchi 8, dans le tube à travers la fenêtre 2. Le flux lumineux est 5 parallèle et est réfléchi par la plaque 5« Si cette plaque 5 n'est pas frappée par un faisceau d'électrons produit par le canon électronique 4, la surface de la plaque 5 est plane et le flux lumineux est réfléchi et suit la même voie que le flux lumineux allant en sens inverse. La grille 6 ne transmet 10 donc pas de flux lumineux dans le sens de projection 9. Ainsi, il ne se forme pas d'image. Or, si une charge est appliquée localement sur la plaque 5 à l'aide d'un faisceau d'électrons provenant du canon électronique 4, la partie du flux lumineux est localement réfléchie sous un autre angle et transmise par 15 la grille 6 dans le sens de projection 9« Ainsi, il se forme une image projectée par le flux lumineux dans le sens 9» La plaque 5 en matériau électrostrictif peut être formée de plusieurs façons,comme le montrent les figures 2 à 7« La fig. 2 montre en section la structure d'une plaque 20 électrostrictive 11. Cette dernière est constituée par une plaquette polie polycristalline 12 d'une épaisseur de 0,2 mm, constituée par BaTiO^ star un substrat métallique 13» qui sert de contact électrique. Les dimensions du substrat sont par exemple de 6x9 cm. 25 La fig. 3 montre en section une autre structure d'une plaque électrostrictive 14. Celle-ci est constituée par une plaque polie polycristalline, d'une épaisseur de 2,5 mm, constituée par PbZr~ ,-Ti-. ,.0^, les dimensions étant de 6x9 cm. 0,5 0,5 3 Sur la face inférieure est appliquée une mince couche conduc-30 trice 15» qui sert de contact électrique. La fig. 4 montre en section une autre structure d'une plaque électrostrictive 16. Sur un substrat métallique 18 se trouve un grand nombre de barres séparées 17» de dimensions de 0,2 x 0,2 mm, constituées par du BaTiO^ et débouchant à 35 une couche de BaTiO^. La hauteur des barres, qui présentent une surface polie, est de 0,2 mm. L'utilisation d'une telle plaque électrostrictive permet d'augmenter la sensibilité du dispositif. La fig., 5 montre une vue en plan d'une configuration 40 de conducteurs permettant de pré-polariser une plaque électro— 71 41539 -6- 2115292 strictive. La configuration est constituée par des conducteurs 19 et 20. Ceux-ci présentent une largeur de 0,1 mm, alors que la distance comprise entre les conducteurs est de 0,1 mm. Lors du balayage de la plaque électrostrictive par le faisceau 5 d'électrons, le dispositif de balayage n'est pas parallèle au sens des zones partielles de pre-polarisation égale, mais est perpendiculaire à ce dernier. Notamment, le sens de zones partielles de pré-polarisation égale est parallèle aux lignes de la grille 6. 10 La fig. 6 montre en section une mince plaque électro strictive 21 pendant la fabrication, notamment au moment où les conducteurs sont encore présents sur la plaque. Sur les deux faces de la plaque 21, d'une épaisseur de 0,2 nmi, constituée par BaTiO^ fritté, est appliquée, par évaporation, une 15 configuration de conducteurs d'aluminium 22 et 23» 24 et 25» d'une structure égale à celle selon la fig. 5- Le conducteur 22 s'oppose au conducteur 24 et le conducteur 23 au conducteur 25» Entre les conducteurs 22 et 24 et entre les conducteurs 23 et 25 est appliquée une différence de potentiel de valeur 20 absolue égale mais opposée, de 2000 Volts, comme le montre la figure par les signes + et -. Lors du refroidissement à une température supérieure à la température de Curie, on obtient ainsi une configuration à"pré-polarisation alternant régulièrement, répartie sur la plaque 21, configuration qui subsiste 25 même après enlèvement, par décapage, des conducteurs d'aluminium 22, 23» 24 et 25 et après polissage de la surface réfléchissant le flux lumineux. La fig. 7 montre une plaque électrostrictive autoportante relativement épaisse 26 pendant sa fabrication, notam-30 ment au moment où les conducteurs sont encore présents sur la plaque. Sur une face de la plaque 26, d'une épaisseur de 2,5mm, constituée par BaTiO^ fritté, est appliquée, par évaporation, une configuration de conducteurs en aluminium 27 et 28, d'une structure idôntique à celle selon la fig. 5» Entre les con-35 ducteurs 27 et 28 est appliquée une différence de potentiel de 2000 Volts, comme le montre la figure par les signes + et -. Ainsi, on obtient sur la surface de la plaque 26 une configuration à pré-polarisation, alternant régulièreœsit qui y subsiste, même apràs enlèvement par décapage des conducteurs en aluminium 40 27 et 28 et polissage de ladite surface. 71 41539 2115292 REVENDICATIONS : 1. Dispositif servant à reproduire des images, dans lequel un flux lumineux est réfléchi par une couche qui est disposée dans un tube â rayons cathodiques et dont la forme 5 varie localement sous l'effet d'une faisceau d'électrons, ce dispositif étant caractérisé en ce que la couche est en un matériau électrostrictif présentant une température de Curie supérieure à la température de fonctionnement du dispositif. . 10 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche est en un : mafériau électrostrictif et prépolarisée électriquement. 3 • Dispositif selon la revendication 2, carac.térisé en ce que la couche constituée par un matériau électrostrictif 15 est munie d'une configuration de pré-polarisation, au moins du côté où doit être réfléchi le flux lumineux. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la configuration de pré-polarisation constitue une configuration alternant régulièrement.