Brevet FR2296937A1 — publié le 19760730

La présente invention concerne les tubes à mémoire et affichage par projection utilisés pour la visualisation d'informations obtenues par transduction de signaux électriques porteurs atinformation et, plus particulièrement, une structure de cible déformographique du type Pabry-Pérot capable d'assurer un affichage en couleurs. On citera ici, à titre de référence, les Brevets des Etats-Unis d'Amérique N0 3 109 C62 du 29 octobre 1963, N 3 445 707 du 2C mai 1969, N 3 626 084 du 7 décembre 1971 et N 3 676 788 du il juillet 1972. Tous ces brevets concernent des tubes à mémoire et affichage par projection et des perfectionnements à ceuxi. Le Brevet des Etats-Unis d'Amérique N0 3 626 084 doit être considéré comme entant spécifiquement incorporé à la présente description par référence. Be procédé classique pour assurer une visualisation statique d'information transmise sous la forme de signaux e'lec- triques consiste à utiliser un tube à rayons cathodiques comportant un écran revêtu de luminophores qu'un faisceau électronique vient frapper pour produire un affichage visible. Le faisceau transmet de l'information du fait qu'il subit une modulation soit de son intensité, soit de sa déviation. Toutefois, l'utilisation de luminophores pour des dispositifs d'affichage du type envisagé ici, c'est-a-dire comportant a la fois une ménorisation de l'int rmation et l'affichage par projection de cette information, ntest pas entièrement satisfaisante. Ensuite, on a mis au point et l'on a décrit dans les brevets ci-dessus mentionnés des tubes, dans lesquels des faisceaux électroniques engendrés par des canons à électrons du type utilisé dans les tubes à rayons cathodiques sont dirigés vers une cible diélectrique et non plus vers une cible luminescente. Le dépôt d'électrons sur la cible diélectrique forme une configuration de charge électrostatique correspondant à l'information qui module le faisceau électronique.Cette configuration de charge électrostatique est reproduite, sur le côté opposé de la cible, dans un matériau spécial qui se déforme en fonction de la quantité de charge électrostatique déposée sur la surface diélectrique. le matériau déformé peut alors être observé par l'intermédiaire d'une optique de Schlieren de réflexion ou de transmission et la perception visuelle peut être maintenue de façon satisfaisante pendant plusieurs heures après la coupure de l'alimentation du canon engendrant le faisceau électronique. Tous ces tubes. déformographiques de la technique antérieure assuraient des, visualisations en noir et blanc et utilisaient une optique de Schlieren. L'invention a essentiellement pour objet de créer une structure de cible spéciale capable d'assurer une visualisation en couleurs et qui permet de supprimer l'optique de Schlieren tant sur le mode noir et blanc que sur le mode couleur. D'autres buts et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. L'invention vise une structure de cible basée sur des techniques de filtres de transmission interférentielle de Fabry-Pérot. La structure de cible comprend un matériau diélectrique, dont l'une des surfaces est disposée de manière à recevoir l'impact d'électrons provenant d'un faisceau électronique porteur d'information. La surface opposée du matériau diélectrique est revêtue d'un miroir diélectrique sur lequel est appliquée une couche d'un matériau déformographique elle-même revêtue d'un second miroir. Les deux miroirs prennent en sandwich le matériau déformographique en formant une structure qui assure une transmission interférentielle du type Fabry-Pérot, de sorte qu'un faisceau lumineux dirigé vers ladite structure peut être décomposé en plusieurs couleurs.Le résultat est la possibilité de disposer d'une couleur des fond pour la projection sur un écran et d'une seconde couleur qui démarque les déformatiaas du matériau déformographique produites sous l'action du faisceau électronique porteur d'information. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen du dessin joint qui en représente, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation. Sur ce dessin La fig. 1 est une vue en perspective, avec arrachement partiel, représentant un tube à mémoire déformographique et affichage, et la Fig. 2 est une vue en coupe transversale fragmentaire de la structure de cible suivant l'invention utilisée dans le dispositif d'affichage représenté sur la fig. 1. La fig. 1 représente liagencement général d'un tube à mémoire déformographique et affichage par projection. Le tube comprend une enveloppe vidée d'air 10 de toute forme convenable, telle que celle d'un tube à rayons cathodiques classique, comportant un canon à électrons et un système de concentration ou focalisation à l'une de ses extrémités et un fond transparent élargi 12 à son autre extrémité. Des canons d'écriture et d'effacement individuels sont représentés dans des cols séparés s'étendant à partir de l'enveloppe 10. Le canon d'écriture 14 comprend une cathode 16 et une grille de commande 18 à laquelle des signaux sont appliqués pour moduler l'intensité du faisceau électronique de la manière classique. Les signaux d'entrée de modulation peuvent être tirés d'une source convenable quelconque telle que des circuits de signaux d'information vidéo 20. le faisceau électronique modulé balaie la surface de la cible diélectrique 22 sous l'action de moyens de déviation tels que le bobinage de déviation 24 disposé autour du col principal de l'enveloppe 10 et commandé par un générateur de tensions de balayage 26. Bien qu'un système de balayage du type télévision soit représenté, un affichage par balayage sélectif ou d'autres types d'affichage peuvent etre assurés, selon diverses variantes, par des circuits du type numérique, par des tubes a présentation de caractères ou par tous autres circuits appropriés pour telle ou telle application particulière. Un canon d'effacement 28, souvent désigné, également, sous le nom 2e "canon d'arrosage", auquel sont associés des circuits de commande d'effacement 30, est utilisé pour effacer la configuration distributive de charge électrostatique sur le côté écriture de la cible 22. Le canon d'effacement 28 peut être monté dans un col séparé de l'enveloppe 10 et dirige un faisceau dispersé de grande intensité vers la surface de la cible. Les détails du système de focalisation et d'accélération du faisceau ne sont pas représentés étant donné qu'on peut supposer qu'ils se présentent sous l'une quelconque d'un certain nombre de formes classiques. La périphérie extérieure de la cible 22 est fixée à la paroi intérieure de 11 enveloppe 10 d'une manière étanche appropriée, non représentée de façon détaillée, de manière à former deux chambres séparées et indépendantes 32 et 34 à l'intérieur de l'enveloppe 10, La chambre étanche 32 disposée de l'un des côtés de la cible diélectrique 22 peut être dénommée "chambre de faisceaux électroniques" car. elle contient le canon d'écriture 14, le canon d'effacement 28 et les composants asso ciels. La chambre étanche 34 située du côté de la cible diélectrique 22 opposé à la chambre 32 s'étend entre cette cible et le fond 12 du tube et peut être dénommée "chambre de film déformographique" étant donné qu'elle contient un filtre déformographique 36.Le filtre 36 sera décrit plus loin de façon détaillée en se référant à la fig. 2. Il est à noter que cette subdivision en deux chambres n'est nécessaire qu'en raison de la contamination possible des cathodes par des gaz dégagés par les matériaux déformographiques convenables actuellement connus. Bien qu'on puisse utiliser une optique de reflexion Si on le désire, le système représenté sur la fig. 1 est du type optique de transmission. La lumière émise par une source 60, qui en l'occurrence est une lampe de projection, est concentrée ou focalisée le long d'un axe optique 62 par un condenseur comprenant une paire de lentilles 64. La lumière focalisée traverse le fond 12 du tube et parvient au filtre déformographique 36 où elle est réfractée et diffractée par les déformations. La lumière traversant le filtre 36, la cible 22 et une fenêtre optiquement transparente 68 qui comprend une lame à faces parallèles (ou une lentille) incorporée à l'enveloppe 10, atteint un objectif de projection 70 qui la projette sur l'écran 74. Il est évident que lo fond 12 du tube doit, également, être en matériau optiquement transparent et fait partie du système optique.Un interféromètre de Fabry-Pêrot normal est composé de deux lames optiques à faces parallèles ou "étalons", revêtues de métaux semi-transparents ou de films diélectriques et l'or fait varier la distance entre ces lames pour produire des franges d'interférence. Par "métal semi-transparent" on entend ici un métal d'épaisseur suffisamment limitée pour qu'on obtienne une transparence satisfaisante. On peut se référer à cet égard à l'ou vrage "Thin Film Optical Filtersde H.A. Bacleod publié-par l'American Elsevier Publishing Company, Inc., New York, en 1969, où l'on trouvera une information explicative concernant la théorie des filtres de Fabry-Pérot.Essentiellement, l'interféromètre de Fabry-Pérot est utilisé pour l'examen de la structure de raies spectrales. On fait passer la lumière d'une source à travers l'interféromètre pour produire des configurations de franges qui permettent de déterminer des longueurs d'onde très précises variant en fonction des paramètres physiques du filtre. La fig. 2 représente en coupe transversale la structure de cible suivant l'invention à laquelle un interféromètre de Fabry Pérot est incorporé par insertion d'un matériau déformographique 124 entre des miroirs 123 et 125. Â titre d'exemple, on a représenté une charge ponctuelle 126 et une charge uniforme 127 déposées sur la surface de la cible diélectrique 122. Ces charges produisent les déformations 128 et 129 représentées dans le matériau déformographique 124. Etant donné que le miroir extérieur 125 est appliqué sur la surface du matériau déformographique, ces déformations affectent, également, ce miroir. En outre, le miroir 125 se comporte comme un plan de masse conducteur permettant d'établir un plan de potentiel de référence sensiblement confondu avec la cible 22. On trouvera une explication plus complète du type de plan de masse prévu ici en se référant au Brevet des Etats-Unis dtAmérique NO 3 676 588 précédemment cité. Lors de la construction d'un filtre 36 tel que celui qui est représenté sur la fig. 2, le matériau déformographique 124 doit être appliqué à raison d'une épaisseur égale à un nombre entier de demi-longueurs d'onde à la fréquence de lumière pour laquelle le filtre est conçu. le miroir diélectrique 123, qui doit être semi-transparent dans un système optique de transmission, doit être formé de couches alternées de matériaux ayant des indices de réfraction très différents. On peut utiliser, par exemple, des couches alternées de sulfure dekinc et de cryolite. Il est nécessaire d'utiliser un nombre impair de couches et chaque couche doit avoir optiquement une épaisseur d'un quart de longueur d'onde.Le miroir conducteur semi-transparent 125 déposé sur le matériau déformographique doit être suffisamment mince pour ne pas empêcher les déformations de se produire dans ce matériau, mais suffisamment épais pour 'assurer la réflectivité nécessaire au fonctionnement du filtre. De l'argent d'une épaisseur de 100 à 200 angströms peut assurer des résultats convenables. En fonctionnement, la couleur de fond pour laquelle le filtre est conçu pourrait être, par exemple, le bleu. Avec une telle cible incorporée au tube représenté sur la fig. 1, la couleur bleue serait projeté sur l'écran 74. L'information écrite sur ce fond pourrait être rouge en raison des déformations 128 et 129 représentées sur la fig. 2. Pour assurer la différence de couleur nécessaire par rapport à la couleur de fond, il suffit d'ajuster la modulation d'intensité du canon à électrons lors du dépôt de la charge électrostatique sur la cible diélectrique 122. On voit qu'on a décrit ci-dessus une structure de cible de filtrage destinée à être utilisée dans un tube à mémoire déformographique d'affichage par projection pouvant fonctionner en couleurs. Un point important à noter réside en ce que, lorsqu'un filtre de ce type est utilisé, une optique de Schlieren n'est pas nécessaire, ce qui réduit notablement le prix de revient et la complexité de ce système d'affichage par rapport à ceux qui sont représentés et décrits dans les brevets cités. D'autres avantages comprennent le fait qu'un montage électronique complexe n'est pas nécessaire pour produire la couleur; la modulation d'intensité du canon d'écriture constitue la différence essentielle par rapport aux systèmes d'affichage en noir et blanc classiques. Par ailleurs, si ce tube est néanmoins utilisé sur le mode noir et blanc, on a observé que le contraste est amélioré en raison du fait que les deux surfaces réfléchissantes du filtre fournissent plus de lumière que les tubes de la technique antérieure malgré leur optique de Schlieren compliquée. Bien-entendu, l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation préféré décrit; elle est susceptible de nombreuses variantes sans qu'on s'écarte pour cela du domaine de l'invention. - REV"I)ICATICNS 1 - Structure de cible pour tube à mémoire déformo graphique et affichage par projection, dans lequel un faisceau électronique modulé dépose de l'information sur cette structure de cible et dans lequel de la lumière est transmise ou réflé chie par ladite structure de cible pour projeter cette informa tion de manière à assurer sa visualisation, ladite structure de cible étant caractérisée en ce qu'elle comprend une cible di- électrique pour recevoir des électrons dudit faisceau électro nique, cette cible présentant une surface d'accumulation de charge électrostatique en fonction de la modulation du faisceau, un miroir diélectrique comprenant optiquement un empilage d'un nombre impair de couches alternées de matériaux ayant chacune une épaisseur d'un quart de longueur d'onde, ce miroir diélec trique étant déposé sur une seconde surface de la cible opposée à celle sur laquelle une charge électrostatique est accumulée, un matériau défoiiiiographique déposé sur la surface de ce miroir diélectrique à raison d'une épaisseur égale à un nombre entier de demi-longueurs d'onde, un miroir semi-transparent et un plan de masse déposés sur la surface du matériau déformographique à raison d'une épaisseur suffisamment grande pour assurer la ré flectivité nécessaire au traitement d'interférences optiques, mais suffisamment faible pour n'opposer qu'un niveau de résis tance acceptable à la déformation du matériau déformographique, -moyennant quoi, lorsqu'un faisceau lumirAeux est transmis ou ré fléchi par la cible, le matériau déformographique pris en sandwich entre les deux miroirs se comporte comme un filtre inter férentiel du type Fabry-Pérot pour fournir une couleur de fond pour la projection et une couleur différente pour la lumière projetée à travers les zones déformées du matériau déformographique. 2 - Structure de cible suivant la revendication 1, ca ractérisée en ce que les couches alternées de matériau préci tées sont, respectivement, des couches de sulfure de zinc et des couches de cryolite et en ce que le miroir semi-transparent et le plan de masse sont en argent et présentent une épaisseur de 100 à 200 angströms.