Brevet FR2351497A1 — publié le 19771209

La présente invention a pour objet un dispositif d'optique corpusculaire permettant le tracé programmé de figures géométriques de formes différentes. On connaît de tels dispositifs, et en particulier comportant des dispositifs optiques classiques ou électroniques, capables d'ef- fectuer sous l'action de signaux électriques engendrés par des convertisseurs numériques analogiques eux mêmes reliés aux sorties d'un calculateur, des tracés de figures programmés sur un support sensible à l'impact des rayons émis par une source appropriés. Les dispositifs connus opérent par projections successives d'une série d'images élémentaires, ces images ayant une forme et des dimensions constantes, et établies une fois pour toutes pour chaque dispositifs. Ces dimensions sont de l'ordre du micron par exemple. I1 en résulte qu'ils sont nécessairement lents. La présente invention a pour objet un dispositif de ce type, mais beaucoup plus rapide. Le dispositif selon l'invention est du type dans lequel un système d'optique corpusculaire projete sur un objet une image par tracé successif et programmé d'images élémentaires. Il se caractérise essentiellement en ce qu'il comporte un premier plan objet, dans lequel se trouve matérialisé un premier diaphragme, ce diaphragme laissant passer une partie du faisceau, des premiers moyens capables de former sur un deuxième plan une première image de ce contour avec un grandissement constant et prédéterminé des seconds moyens de dé flexion a commande électrique pour déplacer cette image sur ce plan, sur ce plan étant tracé un deuxième élément de contour, l'ensemble de ladite première image et du deuxième élément formant diaphragme pour limiter le faisceau corpusculaire ; des troisièmes moyens capables de former de ce diaphragme une image sur un troisième plan contenant l'objet à impressionner, et des quatrièmes moyens de dé flexion à commande électrique pour déplacer ladite image du diaphragme dans ledit troisième plan. L'invention sera mieux comprise au moyen de la description ci après en se référant aux dessins annexés parmi lesquels Les figures 1 et 2 sont des diagrammes explicatifs. La figure 3 est le schéma unifilaire du dispositif selon l'invention. La figure 4 représente un exemple de réalisation des deux diaphragmeset de l'image définitive obtenue. La figure 5 représente schématiquement en coupe un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention. Les figures 6 et 7 représentent des exemples de réalisation des deux diaphragmes. Sur la figure 1 on voit comment suivant l'art connu est dessiné un dessin par décomposition en figures élémentaires. Une optique électronique fait d'un diaphragme non représenté, une succession d'images jointives, l'ensemble formant un rectangle, dont un coté a pour dimension le grand coté de 1 image du diaphragme, l'autre coté ayant pour dimension un multiple entier du petit coté Cet ensemble représente une ligne, et est obtenu par l'application au système de déflexion d'une rampe de tensions. Ceci représente le balayage en X. Le balayage en Y, OY étant perpendiculaire a OX,se fait par exemple par déplacement mécanique du porte objet. Or on sait que le temps t nécessaire pour impressionner une résine sensible au bombardement électronique ne dépend pas en première approximation de la dimension de la surface de l'image contenu dans 11 angle solide que forme le faisceau. On peut écrire en effet t=O B# relation dans laquelle a est la sensibilité de la résine, B la brillance de la source d'électrons , n l'angle solide d'ouverture du système d'optique électronique. Pour exécuter un dessin de surface donnée, on a donc intérêt à projeter une image d'aire la plus grande possible, en tenant compte de la focalisation du faisceau. Dans le cas donné à titre d'exemple, le temps de balayage d'une ligne serait T = nt, n étant le nombre de rectangles par ligne. Si au lieu de balayer la ligne rectangulaire, rectangle élé- mentaire par rectangle élémentaire, on soumettait au bombardement éîeètronique, la ligne en une seule fois, le temps de balayage serait divisé par n. C'est ce que représente la figure 2. C'est en autres opérations, ce que le dispositif selon l'invention permet de faire. Son diagramme unifilaire est représenté figure 3. Il comprend un canon à électrons 100 capable d'engendrer un faisceau électronique. Le faisceau électronique est délimité par un premier diaphragme 2, plan. Une première lentille électronique 3 forme de ce diaphragme avec un grandissement constant, dépendant uniquement de ses paramètres physiques, une image réelle, sur le plan d'un dia phragge 4. Un système 1 catiiendé par le calculateur assure l'effacement du faisceau. A cette lentille est associée un système de dé flexion 30 capable sous l'action d'un convertisseur numérique analogique 6, connecté à la sortie du calculateur de commande 7 de déplacer dans le plan du diaphragme 4, l'image du diaphragme 2. Le faisceau est alors limité par l'ensemble de l'image du diaphragme 2 et le diaphragme 4. Il traverse alors un nouvel ensemble d'optique électronique 8, qui forme de l'ensemble 4 - image réelle de 2 avec un grandissement très faible, une image dans le plan de l'objet à impressionner 10. A cette lentille électronique est associé un deuxième système de déflexion 80, qui reçoit une tension d'un autre convertisseur numérique-analogique il. Le convertisseur commande le système de déflexion 80, pour déplacer l'image obtenue dans le plan 10. Le fonctionnement se comprendra à l'aide de la figure 4, qui représente les diverses étapes de formation de l'image élementaire. Sur cette figure est représenté en (a) le diaphragme 2. A titre d'exemple nullement limitatif, ce diaphragme affecte la forme d'une equerre formant fenêtre 21 dans un disque 20, opaque au faisceau électronique. Le faisceau d'électrons après passage dans ce diaphragme, traverse l'ensemble optique 3, et l'ensemble de déviation 30 Le faisceau étant délimité par le diaphragme 2, forme une image de ce diaphragme sur le plan du diaphragme 4, avec un grandissement qui dans le cas de la figure est égal à - 1. On voit en (b) le diaphragme 4 qui est identique au diaphragme 3. Le système de déflexion 30 permet la translation de l'-image du diaphragme 2 dans le plan du diaphragme 4. Tout se passe comme si dans le plan du diaphragme 4 était placé un diaphragme de forme variable, ayant une forme rectangulaire, dont les côtés sont d'une part des portions respectives de ceux du diaphragme 4, d'autre part les portions respectives de ceux de l'image 210 de l'image du diaphragme 2 avec le grossissement - 1, dans le même plan. L'ensemble 3-30, par déflexion-du faisceau sous l'action du convertisseur numérique-analogique déplaçant 11 image 210, dans le plan du diaphragme 4 commande la forme du diaphragme fictif définitif qui désormais limite les contours du faisceau, en aval du plan du diaphragme 4. La lentille 8 ou l'ensemble 8 qui joue le roule d'une optique électronique forme sur le porte objet 10, l'image formée par les deux diaphragmes avec un grandissement qui peut être très faible. Le dispositif de déflexion 80 commandé par le convertisseur numérique-analogique Il permet de déplacer, suivant les ordres du calculateur , l'image sur le porte-objet. On a ainsi deux ordres venant du calculateur et qui sont utilisés pour tracer les éléments d'un dessin. (a) un ordre donnant la forme et les dimensions de l'image elé- ment aire. (b) un ordre donnant la place sur l'objet à impressionner, de la projection de cette image élémentaire. Ce dispositif permet le tracé programmé d'un dessin, par projections successives en des points différents de I'objet, d'images de formes différentes, les formes de ces images et leur ordre de succession étant programmé par l'ordinateur ou le calculateur de commande de l'ensemble. La figure 5 représente un exemple non limitatif de réalisation du dispositif de la figure 3. Le canon électronique 100 comprend une cathode 101, un wehnelt 162, ports respectivement à des tensions de - 10 Kv et - 9 Kv, une anode accélératrice 103 à la masse. Cette dernière est placée de façon à former une lentille formant de la cathode une image ponctuelle A. Le dispositif d'effacement du faisceau 1 est constitué de deux plaques pouvant devier le faisceau hors du diaphragme 2. Le diaphragme 2 est placé en a--a5, au centre d'une lentille électrorAgnêtique 31 qui associée E-.ec une autre lentille 32 du même type mais placée en aval constit-e 11 ensemble 3. La lentille 31 cortren^, un circuit magnétique t révolution 311, dans lequel est insere une bobine 312, le tout formant un champ magnétioue pa rallèle à l'axe Z1 Z2 de 11 ensemble. Cette lentille donne du point A une image en un point B en aval de sa pupille d'entrée. Une deuxième lentille 32, constituée de la même manière que la lentille 31 et ayant le meme axe optique est placé de façon a entourer le système de déflexion 30, qui lui même entoure le point B. Cette lentille a un grandissement - 1, et elle est placée de façon à former du diaphragme 2, une image réelle dans le plan du diaphragme 4, comme indiqué plus haut. L'ensemble 8 comprend deux lentilles 81 et 82, centrées sur le même axe optique que les autres, et constituées d'une façon analogue. La lentille 81 est placée de façon à avoir sa pupille d'entrée dans le plan du diaphragme 4, et à donner du point B une image B en un troisième point C, situé à la hauteur du centre de déflexion du système de déflexion 80. L'ensemble 81-82 forme du diaphragme 4, une image située sur le plan de l'objet 10. Le système de déflexion 30 est électrostatique, le système de déflexion 8, électromagnétique et constitué d'enroulements formant un champ magnétique de déviation perpendiculaire à l'axe optique. Le dispositif selon l'invention permet d'autres possibilités. En effet on peut donner aux diaphragmes 2 et 4 des formes autres que celles que l'on a vu plus haut. En particulier un des deux diaphragmes 2 ou 4 peut comporter plusieurs portions ayant des contours différents. L'autre diaphragme est alors agencé, pour n'éclairer qu'une des portions sélectivement. Ainsi par exemple figure 6a,le diaphragme 2 comporte plusieurs portions, dont chacune représente une lettre de l'alphabet, réalisée comme dans les systèmes de pochoir. Par action sur le système de déflexion 30 l'image d'une des lettres du diaphragme va se former au -il ieu du diaphragme 4. Cette lettre grace au système de dé flexion 30 verra son image se former en un point défini de la plaquette. On peut ainsi utiliser le système en imprimante rapide aigre 6b. D'autres modes de réalisation sont évidemment possibles, sans sortir du cadre de l'invention. En particulier, même dans le cas ou les diaphrag.es représentent des contours simples, ce ne sont pas forcement des rectangles. La figure 7 représente un cas interessant ou le diaphragme 2 a la forme d'un chevron ce qui est particulièrement adapté à la fabrication de mémoires à bulles magnétiques. REVENDICATIONS 1. Dispositif du type dans lequel un optique corpusculaire projete sur un objet une image par tracs successifs et programmés d'images élémentaires, caractérisé en ce que ladite optique comporte un premier plan objet dans lequel se trouve matérialisé un premier diaphragme, éliminant une partie du faisceau crée par ladite optique, comportant un premier système optique formant de ce diaphragme, avec un grandissement prédéterminé- une image réelle dans un second plan objet, ledit second plan objet contenant un deuxième diaphragme, ladite image réelle et ledit diaphragme formant un diaphragme fictif, des premiers moyens de déflexion à commande électrique étant interposésentre le premier et le deuxième plan objet de façon à déplacer de manière programme ladite image réelle dans ledit premier plan objet, et à faire varier la forme dudit diaphragme fictif, un deuxième système optique étant prévu pour former l'image réelle dudit diaphragme fictif sur l'oojet, des deuxièmes moyens de dé flexion a commande électrique étant prévus pour déplacer sur ledit objet ladite image réelle. 2. Dispositif suivant la revendication 1, caractérise en ce que ladite optique est une optique électronique. 3. Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu' un canon électronique forme ledit faisceau, lesdits-premiers et deuxième système sont composés respectivement de deux ensembles d'optique électronique, le-premier ensemble ayant pour plan objet le plan du premier diaphragme et pour plan image le plan du deuxième diaphraOme, le second ensemble ayant pour plan objet le plan du deuxième diaphragme, et pour plan image le plan de objet à impressonner, les deux ensembles de déflexion étant respectivement as sociés avec le premier et le deuxième ensemble d'optique électronique, le dispositif ayant un axe optique. 4. Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le canon est capable de concentrer le faisceau en un premier point situé sur l'axe optique, le premier ensemble comportant une première et une deuxième lentille, le premier diaphragme étant situé dans la pupille d'entrée de la premiere lentille, celle-ci formant l'image du premier point en un deuxième point situé dans la pupille d'entrée de la seconde lentille, les premiers moyens de déflexion entourant ce deuxième point. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit deuxième ensemble comporte une troisième et une quatrième lentille, la troisième lentille ayant sa pupille d'entrée dans le plan du deuxième diaphragme, et ayant pour objet ledit deuxième point, et pour image un troisième point, le deuxième système de déflexion étant situé au voisinage dudit trosieme point. 6. Dispositif suivant l'une quelconque des revendication pré cédentes, car2ctérise en ce que le grandissement dudit premier ensemble est égal à - 1. 7. Dispositif suivant la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits premiers et deuxièmes diaphragmes ont la forme de deux équerres ayant leurs côtés deux à deux parallèles. 8. Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérise en ce que l'un des deux dnaphtagr.es comporte une pluralité d'aires éimentaires, l'autre ayant une dimension égale à celle de ces aIres élémentaires, la superpcsition des deux diaphragmes permettant le sélectionner une de ces aires élémentaires.