Brevet FR2615654A1 — publié le 19881125

- 1 - TUBE ANALYSEUR D'IMAGE A COMPENSATION DE FILE. L'invention concerne un tube analyseur d'image à compensation de filé pour l'immobilisation de l'image d'un ob- jet mobile et constitué d'une structure de tube intensifica- teur de lumière comportant une photocathode associée à une grille d'accélération et une galette de microcanaux associée à une autre grille d'accélération couplée à une matrice CCD. Un tel dispositif trouve une application par exem- ple dans les caméras d'observation d'objets mobiles faiblement lumineux et dans la visée d'étoiles à partir d'un véhicule ayant des mouvements angulaires dans un repère galiléen. Les mouvements relatifs objet-dispositif de visée produisent un effet de filé c'est-à-dire l'étalement des ta- ches images sur le détecteur CCD. - Le but de l'invention est de compenser cet effet pendant la durée de la prise d'image par la caméra ou pendant le temps d'intégration lors de l'observation du paysage d'étoiles. Les images se trouvent ainsi immobilisées dans le plan du détecteur CCD. Il en résulte corrélativement une amé- lioration sensible du rapport signal/bruit. Selon l'invention, l'effet de compensation de filé est obtenu en introduisant dans ladite structure de tube in- tensificateur, entre la grille d'accélération associée à la photocathode et la galette de microcanaux, un moyen de dévia- tion et de focalisation du faisceau électronique issu de la photocathode, du type de celui utilisé dans un tube dissecteur d'image, ladite déviation s'opposant aux mouvements connus de l'image afin de l'immobiliser dans le plan image du détecteur CCD pendant toute la durée du passage de l'objet observé dans le champ de vue du dispositif. 2- Ce moyen de déviation peut être électromagnétique ou électrostatique. La description suivante en regard des dessins anne- xés, le tout donné à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Les figures la et lb représentent les schémas de deux variantes du dispositif conforme à l'invention intégrant un système de déviation électromagnétique. Les figures 2a et 2b représentent les schémas des deux variantes précitées du dispositif, intégrant un système de déviation électrostatique. Sur le schéma des figures la et lb, la structure de tube intensificateur de lumière comporte, à l'extrémité avant, une photocathode 1 associée à une grille d'accélération 2 et, à l'extrémité arrière, une galette de microcanaux 3 associée à une autre grille d'accélération 4. Cette structure de tube.in- tensificateur est entourée par des bobines de déviation et de focalisation 5. Dans une première variante représentée sur la figu- re la, une matrice CCD électronosensible 6 est couplée direc- tement à la grille d'accélération 4. Dans une deuxième variante représentée sur la figu- re lb, une matrice CCD photosensible 7 est couplée à la grille d'accélération 4 par l'intermédiaire d'un écran phosphore 8 et d'un réseau de fibres optiques 9. Pour ces deux variantes, le fonctionnement est le suivant: Les photons incidents sont convertis en électrons par la photocathode 1. Les électrons sont accélérés à travers la grille 2, déviés en fonction des courants circulant dans les bobines de déviation 5 et focalisés par lesdites bobines sur la face d'entrée de la galette de microcanaux-3. Les valeurs des courants dans les bobines sont dé- terminées en fonction du mouvement connu de l'image, de telle 3- façon que la déviation du faisceau électronique issu de la photocathode soit opposée à ce mouvement pendant le passage de l'objet dans le champ de vue du dispositif. Le nombre d'électrons en sortie de la galette de OS microcanaux 3 est amplifié de la valeur du gain de la galette. Les électrons sortants sont accélérés à travers la grille 4 pour être: - soit focalisés directement sur la matrice CCD électronosen- sible, le dispositif est dit alors à reprise CCD électrono- sensible (figure la), - soit convertis en photons par l'écran phosphore 8 et injec- tés dans la matrice CCD photosensible 7 couplée à l'écran phosphore par le réseau de fibres optiques 9, le dispositif est dit alors à reprise CCD photosensible (figure lb). Les variantes de dispositifs représentées sur les figures 2a et 2b sont respectivement identiques à celles re- présentées sur les figures la et lb sauf que le moyen de dé- viation du faisceau électronique est constitué par des plaques électrostatiques 10 portées à des potentiels qui commandent la déviation du faisceau dans le sens opposé au déplacement de l'image pendant le passage de l'objet dans le champ de vue du dispositif. L'intérêt majeur de ces dispositifs réside dans leur capacité à immobiliser dans le plan image CCD une image mobile dont les déplacements sont connus en exploitant un sys- tème de déviation intégré au dispositif. Ces dispositifs sont prévus pour fonctionner sous vide. Ils réunissent l'avantage d'une structure de type dis- secteur d'image pour l'accès à la mesure de flux reçu par un élément quelconque de la photocathode et celui d'une matrice CCD qui est de mémoriser les signaux reçus par l'ensemble des éléments. 4- REVENDICATIONS: 1. Tube dnialyseur d'image à compensation de filé pour l'immobilisation de l'imdcge d'un objet mobile et constitué d'une structure de tube intensificateur de lumière comportant une photocathode associée à une grille d'accélération et une galette de microcanaux associée à une autre grille d'accéléra- tion couplée à une matrice CCD, caractérisé en ce que l'effet de compensation de filé est obtenu en introduisant dans ladite structure, entre la grille d'accélération associée à'la photo- cathode et la galette de microcanaux, un moyen de déviation et de focalisation du faisceau électronique issu de la photoca- thode du type de celui utilisé dans un tube dissecteur d'ima- ge, ladite déviation s'opposant aux mouvements connus de l'image afin de l'immobiliser dans le plan image du détecteur CCD pendant toute la durée du passage de l'objet observé dans le champ de vue du dispositif. 2. Tube analyseur selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que ledit moyen de déviation et de focalisation du faisceau électronique est constitué par des bobines électroma- gnétiques disposées autour de ladite structure de tube inten- sificateur, ladite déviation étant effectuée en fonction des commandes des intensités de courant traversant lesdites bobi- nes. 3. Tube analyseur selon la revendication 1, caractéri- sé en ce que ledit moyen de déviation et de focalisation du faisceau électronique est constitué par des plaques électro- statiques disposées autour de ladite structure de tube inten- sificateur, ladite déviation étant effectuée en fonction des commandes de tensions desdites plaques. 4. Tube analyseur selon l'une des.revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite matrice CCD est une matrice électronosensible couplée directement à la grille d'accéléra- tion de la galette de microcanaux. 5. Tube analyseur selon]'une des relations 1 à 3, ca- ractérisé en ce que ladite matrice CCD est une matrice photo- -5- sensible couplée à la grille d'accélération de la galette de microcanaux par l'intermédiaire d'un écran phosphore et d'un réseau de fibres optiques.