Brevet FR2537315A1 — publié le 19840608

La présente invention concerne un agencement de déflexion acousto-optique bidimensionnelle et convient pour un dispositif d'af- fichage à cristaux liquides adressé thermo-optiquement. Une cellule d'affichage à cristaux liquides thermo-optique remplie d'un liquide smectique peut être utilisée pour former un sys- tème de projection dans lequel un faisceau laser focalisé est utilisé pour "écrire" une forme sur un fond uni Si la cellule est construite pour confiner une mince couche de cristaux liquide présentant une pha- se smectique, et si les deux grandes surfaces internes de la cellule sont traitées pour promouvoir l'alignement homéotrope des molécules de cristaux liquides adjacentes à ces surfaces, alors la clarté visuel- le d'une telle couche dans la phase liquide isotrope est obtenue si elle est d'abord chauffée puis lentement refroidie pour l'amener, par transformation, à la phase smectique Cette clarté est préservée dans la phase smectique parce que la vitesse de refroidissement permet aux molécules de cristaux liquides d'adopter un alignement homéotrope. Si les deux grandes surfaces internes sont en outre pourvues de revê- tements d'électrode transparents permettant d'appliquer un champ élec- trique au travers de la couche de cristaux liquides, l'application d'un champ électrique approprié permet d'accroître la vitesse de re- froidissement Cet état d'alignement homéotrope complet donne l'ef- fet d' un champ ou fond visuellement uni Des lignes visiblement distinctes peuvent alors être écrites sur ce champ uni en déplaçant un faisceau laser focalisé sur la surface de la couche de cristaux li- quides, à une vitesse appropriée et en l'absence d'un champ électri- que, pour fournir aux régions successivement éclairées par le faisceau focalisé, une énergie suffisante pour qu'il enrésulteun état de dis- persion subsistant après un refroidissement des régions de la matière du cristal liquide localement chauffée Un tel mécanisme est expose dans le brevet américain no 3 796 999. Selon la présente invention, il est prévu un agencement de déflexion acousto-optique bidimensionnelle, comportant une source de radiation électromagnétique, des moyens pour moduler cette source, des moyens pour soumettre la sortie de la source à une collimation donnant un faisceau, un moyen déflecteuracousto-optique situé sur le trajet dudit faisceau, ce moyen déflecteur comportant un corps rectangulaire d'une matière acousto-optique pourvue sur deux surfaces adja- centes de transducteurs électro-acoustiques arrangés pour émettre des ondes acoustiques de volume orthogonale dans la matière, transversa- lement à la direction de propagation de la radiation au travers de la matière, ce qui a pour-effet que la radiation ayant subi la collimation peut 9 tre déplacée dans deux dimensions, sur une zone prédéterminée. Les différents objets et caractéristiques de l'invention se- ront maintenant détaillés dans la description qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent: la figure 1, un agencement déflecteur simple; la figure 2, sous une forme schématique, un agencement de déflexion acousto-optique bidimensionnelle, avec éclairement secondai- re; et la figure 3, sous forme schématique, un agencement modifié par rapport à celui selon la figure 2. Dans l'agencement représenté sur la figure 1, une source 10 de radiation électromagnétique, par exemple un laser semiconducteur à jonction, a sa sortie soumise à collimation par une première lentille Il donnant un faisceau parallele Un corps rectangulaire 12 de matière acousto-optique, par exemple niobate de lithium ou dioxyde de tellure, est doté, sur des surfaces adjacentes, de transducteurs électro-acous- tiques 13,14 d'ondes acoustiques de volume aménagés pour émettre des ondes acoustiques dans la matière, transversalement à la direction de propagation du faisceau au travers du corps 12, ce qui a pour effet que la déflexion de la radiation émergente peut être effectuée indépendamment dans deux directions orthogonales x,y Finalement, la radiation émergente est focalisée par une deuxième lentille 15 en un point lumineux à la distance requise Ainsi, par application appro- priée d'énergie aux transducteurs 13 et 14, le point lumineux peut être déplacé sur une surface, soit en mode "trame" soit en mode "accès aléatoire". Dans l'agencement représenté sur la figure 2, la lumière provenant d'une source laser i Qa peut, via des moyens optiques lia, a, un déflecteur bidimensionnel 12 a à ondes acoustiques de volume et, I exemple, un miroir 16 partiellement argenté, être déplacée sur la face d'une cellule 17 à cristaux liquides adressable thermo-optiquement. La sortie de la source laser 10 a est commandée par un modulateur 18 qui commande aussi le déflecteur 12 a La cellule 17 peut être d'abord soumise à chauffage et refroidissement en présence d'un champ électri- que, comme déjà écrit, pour induire un état homéotrope global La sortie du laser peut alors être modulée et le faisceau modulé I 9 dép Iacé sur la surface de la cellule, en l'absence d'un champ électrique, pour "écrire" une information à afficher sous l'aspect d'une forme visi- blement distincte Une source d'éclairement secondaire 20 est alors arrangée pour éclairer, via le miroir partiellement argenté 16, la cel- lule 17 de façon que la forme inscrite puisse être projetée, via des moyens optiques 21, sur un écran 22 Typiquement, la source laser 10 a est un laser au Ga A 1 As. Comme on peut le voir, les positions de la source laser 10 a etc et de la lampe d'éclairement secondaire 20 sont interchangeables. Dans la variante d'agencement représentée sur la figure 3, il n'y a pas de miroir semi-argenté Au lieu de cela, le laser l Oa et la lampe 20 sont côte à côte, l'un d'eux ou chacun d'eux étant légèrement décalé par rapport à la cellule 17 Le degré de désalignement est assez faible pour permettre l'inscription efficace d'information et l'éclairement consécutif de la cellule Si nécessaire, des moyens optiques supplémentaires 23 peuvent être inclus dans le trajet d&'clai- rement secondaire. Bien que ses traits essentiels n'aient été décrits que dans le contexte d'un affichage, l'invention est néanmoins uti Iisable dans d'autres domaines Par exemple, l'agencement déflecteur peut, d'une façon générale, convenir pour l'écriture d'informations ou de formes sur des surfaces photosensibles Des applications telles que création d'une forme ou tracé sur une couche de "photoresist"pour fabriquer des circuits imprimés, ou pour écrire sur du papier photosensible que l'on traite ensuite pour fixer les images, sont envisagées. Il est bien évident que les descriptions qui précèdent ont été données qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Agencement de déflexion acousto-optique bidimensionnelle, caractérisé en ce qu'il comporte une source de radiation électromagnétique ( 10), des moyens pour moduler cette source ( 18), des moyens ( 11) pour soumet- tre la sortie de la source à une collimation donnant un faisceau, un moyen déflecteur acousto-optique ( 12) situé sur le trajet dudit faisceau, ce moyen déflecteur comportant un corps rectangulaire d'une matière acousto- optique pourvue sur deux surfaces adjacentes de transducteurs ( 13,14) électro-acoustiques arranges pour émettre des ondes acoustiques ortho- gonales dans la matière, transversalement à la direction de propagation de la radiation au travers de la matière, ce qui a pour effet que la radiation ayant subi la collimation peut être déplacée dans deux dimen- sions (x,y),-sur une zone prédéterminée. 2 Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une source d'éclairement secondaire ( 20) agencée pour éclairel ladite zone prédéterminée. 3 Agencement sleon la revendication 2, caractérisé en ce que la source de radiation électromagnétique ( 10) et la source d'éclairement secondaire ( 20) sont disposées de façon que leurs sorties soient mutuellement orthogonales, l'agencement comportant des moyens réfléchissants ( 16) pour combiner les sorties, agencés pour changer la direction de l'une des- dites sorties et la rendre colinéaire à celle de l'autre sortie. 4 Agencement selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif afficheur à cristaux liquides ( 17), adressa- ble thermo-optiquement, disposé de façon à pouvoir être balayé par la radiation focalisée soumise à déflexion et éclairé par ladite source d'éclairement secondaire ( 20). Agencement selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, caractérisé en ce que la source de radiation électromagnéti- que (Ia) est un laser au Ga Al As. 6 Afficheur à cristaux liquides, adressable thermo-optique- ment, caractérisé en ce qu'il comporte un agencement de déflexion acous- to-optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3. 7 Equipement d'affichage visuel, caractérisé en ce qu'il comporte un agencement de déflexion bidimensionnelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5. 8 Appareillage comportant un agencement de déflexion bidi- mensionnelle selon la revendication 1, caractérisé par son utilisation pour transférer des images sur une surface photosensible.