Brevet FR2195840A1 — publié le 19740308

Les tubes cathodiques à entretien d'image permettent, comme on sait, de prolonger le temps d'observation des images obtenues sur l'écran de ces tubes un certain temps après leur apparition gracie à la mise en mémoire sur une surface à mémoire, à I'inté- rieur du tube, des signaux constituant ces images et à leur reetitution par les moyens appropriés, pendant toute la durée de cette observation. I1 est ainsi possible, au moyen de ces tubes, d'observer pendant des temps pouvant aller jusqu'à quelques minutes des phénomènes rapides ayant des durées incomparablement plus brèves. I1 est possible également, avec ces tubes, de choisir le moment à partir duquel a lieu cette observation après la réception des signaux de l'image dans le tube. On conçoit qu'il puisse etre intéressant, par exemple lorsque cette observation concerne des phénomènes évoluant dans le temps, de conserver sur une partie de l'écran une image du phénomène dans un état donné pendant que 1 'on observe sur une autre partie les images des états suivants du phénomène, c'est-à-dire le déroulement de celui-ci, de façon à permettre la comparaison entre eux, autrement dit de conserver en mémoire celui-là pendant l'observation de ceux-ci. La présente invention concerne une solution simple à ce problême dans le cas de tubes à entretien image comportant une surface mémoire en forme de grille. Pour une meilleure compréhension de l'invention on se reportera à la description qui suit et aux figures qui y sont jointes, parmi lesquelles la première est une vue schématique d'un tube à entretien d'image auquel s'applique l'invention, la seconde un dia gramme explicatif du comportement de ces tubes, et la troisième une vue en perspective des écrans de l'invention destinés à ces tubes. On rappellera d'abord brièvement la structure connue des tubes cathodiques à entretien d'image. Ces tubes comportent quatre éléments principaux qui sont une surface à mémoire, en forme de grille dans les tubes auxquels se rapporte l'invention, constituée d'un treillage métallique recouvert d'un matériau isolant sur sa face tournée vers les canons à électrons, un canon dit d'inscription fournissant un faisceau d'électrons rapides c'est-à-dire d'électrons dont la vitesse est suffisante pour provoquer au cours du balayage de la grille l'apparition en chaque point de celle-ci de charges positives par émission secondaire du matériau isolant en question, la quantité de ces charges étant fonction du signal en ce point, un canon d'arrosage ou d'entretien arrosant en m8me temps tous les points de la grille d'électrons lents, et un écran luminescent vers lequel ces électrons lents sont très fortement accélérés après avoir traversé la grille, leur impact sur cet écran fournissant la trace lumineuse reproduisant l'image inscrite par le canon dtinscrip- tion sur le diélectrique de la grille. La figure 1 montre schématiquement l'un de ces tubes dans lequel on retrouve les éléments énumérés ci-dessus, à savoir la surface mémoire en forme de grille 1, le canon d'inscription représenté globalement par le repère 2 , bien qu'il comporte plusieurs pièces comme il est connu en optique électronique, le canon d'arrosage 3 et l'écran luminescent 4 . On voit également sur la figure une pièce portant le repère 5 associé à la grille t pour la collection des électrons secondaires dont il a été question ci-dessus ; la flèche en trait plein représente le faisceau d'électrons issus du canon d'inscription que les électrodes du canon 2 concentrent en un faisceau très fin c'est-à-dire de faible section.Pour terminer on mentionnera deux électrodes 6 et 7, la première de collimation, et la seconde d'accélération des faisceaux bien qu'elles soient sans incidence particulière sur l'invention; 8 désigne l'enveloppe du tube, dans laquelle règne un vide poussé. En fonctionnement, la cathode du canon d'arrosage 3 est portée au potentiel zéro qui sera pris comme potentiel de réfé rence de tous les.autres potentiels mentionnés ultérieurement. catlioae du par exemple la/canon d'inscription 2 à - 2 kV, l'écran 4 à + 10 kV et la grille 1 à environ + 2 V, tandis que la grille collectrice 5 est portée à 100 V et les électrodes 6 et 7 respectivement à + 50 V et + 150 V. Pour simplifier le dessin, ni les connexions de ces différentes électrodes ni les sources fournissant ces potentiels n'ont été représentées. Sous l'effet de moyens de déflexion, non représentés, le faisceau issu du canon d'inscription 2 balaie point par point la grille 1 ; son impact sur le matériau isolant recouvrant cette grille du côté de celle-ci tournée vers le canon 2 provoque au point oW il se produit l'émission d'électrons secondaires par le matériau isolant en question, le nombre d'électrons secondaires émis étant, vu le potentiel de - 2 kV appliqué à la cathode de ce canon, supérieur au nombre d'électrons incidents, de sorte que sur le point sur lequel a lieu cet impact se charge positivement et s'établit à un potentiel qui dépend du signal image en ce point et de la configuration du tube, de la position et du potentiel de la grille à mémoire en particulier.Ce potentiel est généralement compris entre - 2 V et - 10 V On obtient ainsi sur la grille à mémoire 1 , au cours du balayage des différents points de celle-ci par le faisceau d'ins- cription, un relief de potentiel reproduisant l'image à visualiser sur 11 écran luminescent. Les électrons lents du faisceau d'arrosage traversent la grille en plus ou moins grande quantité suivant le potentiel du diélectrique au voisinage du point de traversée. Accélérés vers l'écran, ils donnent sur celui-ci une image reproduisant celle mise en mémoire sur la grille 1 par le relief de potentiel inscrit sur celle-ci par le canon d'inscription 2 il y a lieu de bien noter, à ce propos, que les électrons lents du faisceau d'arrosage, ne possèdent qu'une très faible énergie au moment où ils traversent la grille, la seule énergie qu1 ils possèdent étant celle résultant de ce relief de potentiel, et que, par conséquent, une variation, mdme faible, dens la répartition des potentiels dans le tube pourrait suffire à interdire cette traversée ; par exemple un léger abaissement de quelques volts du potentiel de la partie métallique de la grille à mémoire 1 jusqu'à une valeur de blocage suffirait à arrenter le faisceau d'électrons lents sur écran du tube, c'est-à-dire à bloquer son fonctionnement en tube mémoire. Ce potentiel de blocage peut être atteint autrement que par action directe sur la grille : un abaissement, d'un tout autre ordre de grandeur naturellement, du potentiel d'écran conduit au m8me effet : en abaissant suffisamment le potentiel d'écran, il est possible, sans toucher au potentiel de la grille mémoire, de provoquer ce blocage, comme dans une triode de blocage de la grille par action sur le potentiel d'anode. Dans ce cas les seuls électrons capables de traverser la grille mémoire sont les électrons rapides du canon d'inscription. C'est sur cette constatation qu'est basée l'invention qui sera précisée par les oonsidérations qui suivent Le diagramme de la figure 2 donne la luminaace L provoquée sur l'écran par l'impact des électrons du faisceau d'arrosage en fonction du potentiel v. de l'isolant de la grille mémoire 1 de la figure 1 , pour une valeur donnée du potentiel vm de la m partie métallique de cette grille et pour différentes valeurs du potentiel V d'écran. On constate sur ce diagramme, que pour une valeur donnée v du potentiel vi c'est-à-dire pour une valeur donnée du signal inscrit en un point de la grille mémoire, la luminance obtenue par impact du faisceau d'électrons lents au point correspondant sur l'écran, égale à L1 (point A) pour V = 10 kV, est beaucoup plus faible (point B) pour une valeur de V égale à 6 kV et rigoureusement nulle pour la valeur de V (environ 5,5 kV) correspondant à la courbe (non figurée) du réseau de la figure 1 passant par le point C (V légèrement infSrieur à 6 kV d'après la figure). Autrement dit pour cette valeur v1 du signal, on aura ou n'aura pas d'image due au faieceau d'arrosage suivant que la tension de l'écran sera ou non supérieure à 5,5 kV.En d'autres termes encore, pour une tension V inférieure à 5,5 kV on n1 aura aucune image résultant de la mise en mémoire sur la grille du tube des signaux constitutifs de l'image, et donc aucun effet de mémoire dans le tube tandis qu'on aura un effet de mémoire pour des tensions d' écrans V supérieures à cette valeur. Dans le premier cas seuls s 'inscriront sur le tube les signaux provenant directement du canon d'inscription qui lui, traverse facilement en toutes circonstances la grille. Dans le second, l'effet de mémoire sera possible. Le raisonnement fait pour une valeur donnée vl du signal inscrit peut être répété pour toute autre valeur comprise entre les valeurs extrêmes du signal v1 inscrit par le canon d'ainsi cription sur la grille mémoire. Il sera toujours possible de trouver une valeur de la tension V d'écran ne donnant lieu, méme pour les tensions vi les moins négatives des signaux inscrits sur la grille mémoire, à aucun effet de mémoire et une valeur de cette tension pour laquelle, même aux tensions vi les plus négatives, on aura encore un effet de mémoire dans le tube.Par exemple, en admettant pour valeurs extrOmes du signal v i les valeurs v1 e t v2 , on trouve dans le cas du diagramme de la figure 2 respectivement de l'ordre de 5,5 kV pour la première et de l'ordre de 10 kV pour la seconde. Ceci étant, les écrans pour tubes cathodiques à entretien d'image qui comprennent, se recouvrant mutuellement, un support transparent, une couche d1une matière cathodoluminescente et un film métallique, seront réalisds selon l'invention avec le film métallique en deux parties isolées électriquement l'une de l'autre, chacune comportant une connexion permettant de porter son potentiel à une valeur donnée.Ces potentiels seront choisis d'après les considérations qui précèdent de façon que le plus élevé d'entre eux permettent d'obtenir sur la partie de l'écran porté à ce potentiel une visualisation des images mises en mémoire sur la portion de la grille du tube qui lui fait vis vis, par impact des électrons lents du faisceau d'arrosage sur cette partie de l'écran, et que l'autre ne permette d'obtenir, sur l'autre partie de l'écran que la visualisation d'images formées directement, sans mémoire, par l'impact des électrons rapides du canon d'inscription sur cette partie de l'écran. Dans le cas où d'observation porte sur un phénomène, pour reprendre l'exemple cité, ayant formé par balayage par le faisceau d'inscription de la partie de la grille mémoire située vis-à-vis de la portion de l'écran portée au plus élevé de ces potentiels, l'image d'un état du phénombne, il sera ainsi possible de conserver en mémoire, pendant tout le temps que le permet la mémoire du tube, l'image lumineuse de cet état formée par les impacts sur cette portion de l'écran des électrons du faisceau d'arrosage et de lire en même temps, sur l'autre portion de l'écran/balayant à son tour l'autre partie de la grille par le faisceau d'inscription, les images des états successifs du phénomène postérieurement à l'état mis en mémoire, obtenues directement par impact sur cette portion d'écran des électrons du faisceau d'inscription. La figure 3 montre en perspective un écran pour tube à entretien d'image de l'invention, dans laquelle le repère 10 représente le support transparent, en verre par exemple, le repère 20 une couche de matériau cathodoluminescent recouvrant le support 10 et 30 le film conducteur de l'électricité en deux parties, 31 et 32, isolées électriquement l'une de l'autre, recouvrant la couche 20 . Chacune des parties 31 et 32 est munie d'une connexion, 41 et 42 respectivement sur le dessin, permettant de porter ces parties 8 des potentiels indépendants l'un de l'autre. La réalisation de cet écran a lieu suivant toute technique connue de l'art. Pour des raisons de clarté, les épaisseurs des éléments constitutifs de l'écran de la figure ont été choisies sans rapport avec la réalité, ni en valeur absolue ni en ce qui concerne leurs proportions. On sait par exemple que le support en verre 10 peut avoir plusieurs millimètres d'épaisseur tandis que le film 30, qui doit être perméable aux électrons, présente généralement une épaisseur de l'ordre d'une fraction de micron seulement. Par ailleurs, dans une variante la couche conductrice 30 transparente des écrans de tubes cathodiques est placée entre les couches 10 et 20 . L'invention s'applique également à cette variante. En fonctionnement, les deux parties 31 et 32 du film conducteur sont, d'après ce qui précède, normalement reliées chacune à l'un de ces potentiels. On peut aussi éventuellement en les reliant entre elles, et au potentiel le plus bas dont il a été question ci-dessus, faire fonctionner le tube sans mémoire à la maniè- re d'un tube cathodique ordinaire ; ou en les reliant toutes deux au potentiel le plus élevé précédent faire fonctionner le tube comme un tube à entretien d'image de l'art connu. Enfin on peut aussi lorsqu'elles sont reliées chacune à l'un de ces potentiels, intervertir de temps à autre leurs connexions de façon à intervertir les plages de l'écran fournissant les images avec mémoire et sans mémoire. REVSEpICATIONS 1. Ecran luminescent de tube à rayons cathodiques comprenant un support transparent et sur ce support, une couche de matière cathodoluninescente ayant la propriété d'émettre un rayonnement visible en ses points bombardés par des électrons, et une couche en un matériau conducteur de l'électricité en contact avec la précédente, caractérisé en ce que ladite couche conductrice est en deux parties séparées munie chacune d'une connexion. 2. Tube à entretien d'image comprenant une surface mémoire en forme de grille, un canon fournissant des électrons rapides pour l'inscription de signaux sur cette grille, un canon fournissant des électrons lents et un écran luminescent sur lequel, lorsque le potentiel de l'écran par rapport à la cathode du canon à électrons lents est supérieure à une valeur donnée, les électrons lents produisent un impact, l'écran donnant sous l'effet de cet impact une image correspondant à ces signaux, qui en l'absence de nouveaux signaux inscrits se conserve après l'inscription de ces signaux sur la surface mémoire, et sur lequel, lorsque ledit potentiel est inférieur à cette valeur, les électrons lents ne produisent aucun impact, les électrons rapides produisant en toutes circons- tances un impact donnant une image sur cet écran, caractérisé en ce qu'il comprend un écran suivant la revendication 1, lesdites connexions assurant la mise de chacune de ces parties à l'un de ces potentiels.