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''Machine d'impression et: d'affichage électro-optique à grande vitesse".
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La présente invention concerne des mécanismes d'imprea- ;. 4 W: et d'affichage et, plus particulièrement, des mécanismes U'.:i.U..8i.mt un xc:tcn ! lumineux ut des dispositifs pour lui commander d'(!ffect1J(H l'impression ou l'affichage de données d'information 1: ..'tE.'"4....eV?:"' :=1;;.>isi.
±rr:.eur décrit un appareil affichant des ca- 1::ac':':'!'38 d'une nr:u:... ' &6ect:ivo sur un dispositif d'affichage au moyen de la :t'.:.'1,-:' "/10 matrice de caractères est disposée
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sur le trajet d'un rayon lumineux collimaté et polariaé, et lea dimensions sont. telles que chaque caractère de la matrice a une partie de la lumière dirigée sur lui. Le masque de caractères est généralement opaque maia présente des régiona transparentes sous ferme de caractères.
Directement derrière chaque caractère se trouve un élément électro-optique engagé par des électrodes pouvant être excitées sélectivement de façon à effectuer une rotation dans le plan de polarisation de la lumière passant au travers, Un analyseur associé à la matrice fait uniquement passer la partie du faisceau lumineux qui a subi une rotation, et cette partie à la forme du caractère au travers duquel la lumière passe. Des moyens sont prévus pour dévier la lumière qui traverse un emplacement sélectionné du dispositif d'affichage, Il sera souhaitable que la déflextion requise ne varie pas seu- lement avec l'emplacement sélectionné mais aussi avec l'emplace- ment du caractère dans la matrice.
En prévoyant un faisceau lumineux dont la largeur ne couvre qu'un seul caractère de la matrice et en déviant ce faisceau sur les caractères d'une manière sélective, il n'est pas alors nécessaire d'avoir recours à des moyens de commande de la lumière passant au travers de la matrice. L'intensité de la lumière passant par l'une quelconque des parties correspondant chacune à un caractère sera beaucoup plus élevée qu'elle ne l'a été jusqu'à présent en utilisant la même source de lumière. En déviant, la lumière passant par un caractère quelconque pour at- @eindre un point commun, il est alors possible de la dévier de nouveau à partir de ce point sur tout emplacement sélectionné dans un dispositif d'affichag, ou sensible à la lumière.
Avec une telle disposition, il n'est pas nécessaire de prévoir des moyens de commande compliqués pour corriger la position du carac- tère dans la matrice, ou pour placer le caractère sur sa position voulue dans le dispositif.
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Un objet de la présente invention est de prévoir un mécanisme d'impression ou d'affichage amélioré,
Un autre objet de la présente invention est de prévoir un mécanisme amélioré dans lequel un faisceau lumineux collimaté , polarisé et monochromatique est dirigé d'une manière sélective au travers des caractères d'une matrice et ensuite dévié sur un point commun à partir duquel il est de nouveau dévié sur un point sélectionné d'un dispositif sensible à la lumière,
Un autre objet de la présente invention est de prévoir un mécanisme amélioré pour la production d'un faisceau lumineux ayant la configuration requise vue de profil, et comprenant des dispositifs associés pour diriger ledit faisceau sur des moyens de transfert d'informations.
Un autre objet de la présente invention est de prévoir un mécanisme amélioré opérant dans la région de mégacycles pour diriger un faisceau lumineux de forme de caractère quelconque sur des emplacements sélectionnés d'un dispositif sensible à la lumière pour effectuer une opération d'impression, ou d'affichage, la vitesse n'étant limitée que par la sensibilité du dispositif,
Un autre objet do la présente invention est de prévoir un mécanisme d'impression utilisant un dispositif sensible à la lumière sur lequel un faisceau lumineux est dirigé selon diffé- rents trajets au moyen de dispositifs électro-optique;
!, et n'ayant aucune partie mécanique en mouvement,
Différentes autres caractéristiques ressortiront do la description qui va suivre, donnée h titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figurez annexé.. qui représentent 1
La figure 1, une vue schématique d'un mécanisme par lequel un faisccau lumineux est dévié sur un caractère élection- né d'un ma@que puis renvoyé nous forme de caractère sur un point déterminé d'où il est à nouveau dévié sur un emplacement sélection- né d'un dispositif d'affichage ou d'un dispositif sonsible à la lumière)
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La figure"2, est semblable à la figure 1, toutefois elle représente trois déflecteurs au travers desquels peut passer la lumière,
chaque déflecteur ayant à la fois des moyens pour dévier la lumière verticalement sur l'un quelconque des différents points sélectionnés et des moyens pour la dévier horizontalement sur un point quelconque sélectionné;
La figure 3, est une vue en élévation et de côté du mécanisme de déflexion verticale pour le premier déflecteur de la figure 2 et le mécanisme pour y envoyer le faisceau de lumière,
La figure 4, est une vue plane du mécanisme de déflexion horizontale pour le premier déflecteur de la figure 2
La figure 5, est une vue schématique d'un mécanisme pour dévier un faisceau lumineux sur un point quelconque sélectionné d'un masque de caractères et pour renvoyer le faisceau sur un point correspondant au point où le rayon a pénétré dans le dé- flecteur;
La figure 6, montre une autre forme d'un mécanixme d'impression amélioré dans lequel un laser opère pour produire un faisceau lumineux ayant la forme des caractères sélectionnés
La figure 7, montre un système semblable à celui de la figure 6, mais utilisant un distributeur de lumière des rota- teurs de lumière pour commander le flot de lumière,
La figure 8, montre un système semblable à celui de la figure 1, mais la position des caractères d'une ligne d'impression est accomplie au moyen d'un miroir rotatif.
La figure 1 représente un mécanisme d'impression ou d'affichage amélioré sur lequel un faisceau do lumière monochro- matique 1. collimatéo et de polarisation linéaire est envoyé à partir d'une source appropriée quelconque,, non représentée. Ce faisceau lumineux de petite section peut être fourni par un laser mais pourrait également être fourni par des lampes à arc à vapeur do mercure ou à carbone avec des moyens de filtrage, de polarisa-
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tion, et de collimation approprie*.
Le faisceau lumineux 1 passe au travers d'un premier déflecteur 2 qui peut faire dévier le faisceau sur un point aligné avec un caractère quelconque 3 d'un masque de caractères 4. Ce masque est généralement opaque mai les régions correspondant aux caractères sont transparentes si bien que la faisceau peut les traverser et assumer la forme du caractère.
Le faisceau,sous forme de caractère traverse alors un second déflecteur 5 qui est semblable au premier déflecteur mais qui neutralise la déflex-ion induite par ce aernier si bien que le faisceau est renvoyé sur un crajet correspondant à son trajet initial.Un tr@isime déflecteur 6 reçoit le faisceau lumineux du second déflecteur et le dirige sur un point quelconque sélec- tionné d'une surface d'un élément 7 sensible à la lumière ou d'affichage.
Comme le montre la figure 2, le premier déflecteur comprend un organe 10 qui dévie le faisceau lumineux 1 vertica- lement sur l'un quelconque des niveaux compris entre le niveau 11, niveau auquel le faisceau est reçu, et un niveau plus élevé 12. Ce déflecteur comprend également un organe 14 qui fonctionne soit pour faire passer un faisceau lumineux de l'organe 10 aans lui faire subir de déflexion soit pour dévier :. àisceau hori- zontalement sur l'un quelconque des trai@s entre les trajets de déflexion maximum 16.
Il va être m@@tré que le nombre de trajets par lesquels le faisceau lum neux peut être dirigé sur le masque 4 est égal au produit d@s niveaux de faisceaux de lumière fournis par l'organe 10 et des déflexions horizontales fournies par l'organe 14 Le second déflecteur est pareil au premier, mais est renve@sé de sorte que les faisceaux lumineux sous forme de caractères du masque 4 traversent tout d'abord un organe de dé- flexion horizontale 17 et puis un organe de flexion verticale 18, L'organe 17 renvoie le faisceau lumineux au niveau du plan verti- cal où le faisceau 1 a été reçu, et l'organe 18 renvoie tout
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faisceau dans ce plan vertical selon un trajet 20 suivant la - même ligne que le faisceau 1.
Le troisième déflecteur eat semblable au premier, et comprend un organe 21 pour dévier le faisceau lumineux reçu du point 20 verticalement sur l'un quelconque par- mi plusieurs niveaux, et un organa 22 pour dévier un faisceau reçu à l'un quelconque de des @@eux, horizontalement pour t@@t nombre désiré comme unité de distance.
Lorsque le faisceau quitte 1'organe 22, il engage l'élément 7 sur lequel les informations sont affichées ou impr mées.
L'organe de déflexion verticale 10 comprend, selon la figure 3, des éléments biréfringents 24, 25 et 26 qui peuvent être des cristaux taillés spécialement de sorte que la lumière du plan entrant les traverse selon un trajet quelconque suivant soit un rayon ordinaire soit un rayon extraordinaire mais non les deux à la fois. Le trajet suivi dépend de la direction selon laquelle le faisceau entrant dans le métal est polarisé. Un plan de faisceau polarisé perpendiculairement au plan du : dessin passera par exemple à travers le cristal sans déflexion comme le rayon ordinaire. Si la lumière est polarisée parallèlement au plan du dessin, elle sera déviée et passera comme le rayon extraordinaire suivant un trajet différent.
L'espacement, entre les points où les rayons ordinaires et extraordinaires sortent du cristal,est directement proportionnel à l'épaisseur du cristal.
A l'entrée respective des éléments biréfringents 24, 25 et 26 sont placés des dispositifs électro-optiques 27, 28 et 29. Chacun de ces dispositifs est constitué par un cristal électro-optique 30 placé entre une paire d'électrodes transparan- tes 32. Lorsqu'un potentiel d'amplitude suffisante est appliquée sur l'un quelconque des dispositifs électro-oyciques, une rotation du plan de polarisation de la lumière de ,92 a lieu. Pour appliquer un tel potentiel d'une manière sélective sur ces dispositifs, une
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électrode de chaque dispositif est connectée à la terre aux points 33,34 et 35 alors que les autres électrodes sont connec- tées par les commutateurs 36,37 et 38 à l'un des côtés d'une source de potentiel 139 alors que l'autre côté est mis à la ter- re.
Des commutateurs mécaniques ne sont représentés ici que pour rendre l'invention plus claire, Dans la pratique, des moyens de commutation électroniques sensibles à des impulsions codées seront utilisés. Le potentiel de la source 38 est suffisamment grand pour effectuer une rotation du plan de polarisation du rayon lumineux de 90 degrés tandis qu'il traverse l'un des dispositifs électro-optiques ayant un potentiel appliqué sur lui à la fermeture d'un des commutateurs.
Le rayon lumineux 1 est fourni par une source de lumière appropriée 40 au travers d'une lentille 41 qui la rend collimatée, La lumière collimatée passe alors au travers d'un dispostif de polarisation 42 qui effectue une polarisation liné- aire du faisceau lumineux suivant un plan perpendiculaire au plan du dessin.
Une partie du faisceau lumineux monochromatique, collimaté et de direction linéaire passe au travers d'une petite ouverture d'une plaque 44 et se dirige sur le dispositif électro- optique 27, Si tous les commutateurs 36, 37 et 38 étaient ouvert. le faisceau lumineux traverserait chacun des éléments biréfrin- gents 24, 25 et 26 sans déflexion comme le rayon ordinaire 24o, 25o et 260, La déflexion maximum est obtenue lorsque le commutateur 36 ost formé pour appliquer un potentiel sur la dispositif électro- optique 27 et les autres commutateurs restentouverts, comme la montre la figura 3, Le plan do polarisation du faisceau lumineux subit une rotation de 90 dequés, par le dispositif 27 et traverse les éléments 24, 25 et 26 comme le rayon extraordinaire suivant
2500 les trajets 24oo,/ct 2600.
Si la commutateur 37 est également formé, le plan de polarisation subit do nouveau une rotation do 90 degrés par le dispositif électro-optique 20 pour faire passer
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le rayon ordinaire au travers des éléments 25 et 26 sans dé- flexion. Le déplacement total correspondait alors seulement à celui qui a lieu dans l'élément 24. En fermant les commutateurs un à un ou en combinaison, il est possible d'obtenir des dé- flexions proportionnelles à l'épaisseur d'un élément ou d'une combinaison d'éléments. Comme le montre la figure 3, l'épaisseur de chaque élément 24,25 et 26 est doublée. Dans une telle dis- position, le nombre de niveaux par où peut sortir un faisceau lumineux est égal à deux et élevé à une puissance égale aux nombres d'éléments.
Puisque trois éléments ont été choisis, une sortie pourra être obtenue sur l'un quelconque des huit niveaux,
L'organe de déflexion horizontale 14 du premier déflec- teur est représenté à plat sur la figure 4 de façon que les différents trajets que peut suivre la lumière au travers de cet organe puissent être indiqués. Cet organe comprend des éléments biréfringents 46,47 et 48 comme ceux de l'organe de déflexion verticale mais tourne de 90 degrés si bien que les rayons extra- ordinaires sont déviés à l'intérieur comme le montre la figure 2, alors que les rayons ordinaires continuent a se déplacer dans des plans parallèles au plan du dessin.
A l'entrée respective des éléments 46, 47 et 48 sont placés des dispositifs électro- optiques 49, 50 et 51 semblables aux dispositifs 27, 28 et 29 et conçus pour avoir des potentiels appliqués sur eux lors de la fermeture des commutateurs 52,53 et 54.Dans cette disposition, un faisceau lumineux sortant peut être obtenu en provenance de l'organe 14 dans l'un quelconque des huit plans verticaux égale- ment espacés, et à l'un quelconque des huit points espacés verti- calement par des distances égale* dans chaque plan. Il y a donc soixante quatre points différents par lesquels la lumière peut être dirigée sur le masque de caractères 4. Si besoin est, ce nombre peut être accru en ajoutant un autre élément biréfringent
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et un autre dispositif 6lectro-optique b l'un ou/et
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l'autre des organes 10 et 14.
L'organe de déflexion horizontale 17 (figure 2) du se- s@nd déflecteur est représenté sur la figure 5, comprenant des
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élemonta >i;t:"1>...>,;ient* Rb, 57 et 58 correspondant aux 616me,it, xa9 ' el.- 2 ir l'organe 14 mais ayant un faisceau lumineux <3i:>1.iô> ¯;t t le aens inverse, Sont aesociésaux éléments u, n et 58. t'as di'-uositifa électro-optiques 59j 60 et 61 p,.xiocéa aux sirti-es des éléments, Un faisceaux lumineux polarisé dans un plan de facon à passer comme le rayon extraordinaire à -revers lea éléments dévié par les éléments 56, 57 et 58 d'une
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quantité égale aux déflexio-is des éléments 46, 47 et 48 mais dan. une direction oj>,=s:éi;
> Lc'sqne les déflexions horizontales des rayons extraordinaires ont été indiquées par +1F, +2H et -<-4H pour les éléments 46, - et 48, elles ont été indiquées par
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-1H, -2H et -41I pour lee éléntents 56, 57 et 58, Les dispo8it)"a électro-optiques 59, U-0 et 61 aont mis à la terre d'un côté ft. sont connectés de :'autre aux côtés correspondants des disgat3itifs
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électro-optiques 46, 50 et 51 qui :
ont connectés par les clnu- tateurs 52, 53 et 54 à la source de potentiel 39,
L'organe de déflexion verticale 18 (figure 2) e@ re- présenté sur la figure 5 comme étant constitué par les éments biréfringents 64, 65 et 66 correspondant aux éléments 24 25 et 26 mais ayant la lumière dirigée à travers eux dans le ens inver-
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se et opérant pour dévier les rayons extraordinaires dlana quan- tité égale dans l'autre direction, Aux sorties de cesàlément8 se trouvent les dispositifs électro-optiques 67, 6869 d'un
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côté mis à la terre, et de l'autre, connectés aux d4 positifs électro-optiques 27,28 et 29. Ils sont également conçus de façon à être connectés par les commutateurs 36,37 et 38 ala source de potentiel 39.
Si tous les commutateurs sont ouverts dir la figure 5, le faisceau lumineux passe comme le rayon ordinare à travers
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chacun des éléments biréfringents, assumant la forme ': carac- tère au coin inférieur droit du ntaaqua 4 iai>san#1 dispo- sitit' électro-optique 67 polarisé \.;>:,\ la .6 piA que celui où il avait été reçu par le dixpz. éioe,;.4-oj. iqu. 21. 3r supposant que le commutateur 36 '0. r#ô x rw le montre la figure, le plan de po1;
''.. t une r "'tel' ion de 90 ':;itgu. par le disptt3.t.f 27 -et ,,' .. -u pas*e C:OInJ'I'J le rayon ""r' "& ordinaire au travers de chacun des lia;sa.t':a biréfringent , assumant la forme d'un caractère sur le cc '1 gauche 8upêrio\j.. du masque 4 et laissant l'élément bidfr",1gent 64 au point correspondant à celui par où il est entr dans 11 'lément ;', Le dispositif électro-optique 67, cependant, fait subir ,Jo plan de polarisation une rotation pour 1 1 amener dans le plan ou le faisceau lumineux a été envoyé rar le di8)if 27.
Si les commutateurs 36 et 37 sont tous .(eux fermés. le dispositif 27 doit faire subir une rotation au plan de polarisation de fa- çon que la lumière suive le trajet 24eo dans l'élément 24 alors que c'est le dispositif 28 qui fait subir une rotation de façon que la lumière suive le trajet ordinaire jusqu'à ce que le dis- positif 68 soit atteint.
Le dispositif 68 lui fera de nouveau subir une rotation de façon q@e la lumière suive le trajet ex- traordinaire à travers l'élément 64 ainsi qu'il subira de même une rotation de la part du dispositif 6@ de façon que le plan de polarisation soit de nouveau le même que celui par où la lumière est entrée dans le dispositif 7. Cette opération aurait sélectionné le caractère espacé verticalement d'une unité du caractère situé au coin droit droit inférieur du masque 4.
En fermant les contacts un à un ou en combinaison, le faisceau laineux peut être dirigé sur le casque par l'un quelconque des soixante quatre caractère::, et chaque fois, peut revenir sur un trajet correspondant à celui où il a été reçu et avec le
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même plan de polarisation,
Lorsque le faisceau lumineux quitte le dispositif électro-optique 67,il traverse l'organe de déflexion verticale 21 et l'organe de déflexion horizontale 22 pour atteindre l'élément sensible à la lumière 7 de la figure 2.
Les organes 21 et 22 sont semblables aux organes 10 et 14 si ce n'est que cha- cun d'eux peut avoir plus de trois éléments biréfringents et de dispositifs électro-optiques représentés pour les organes 10 et 14 sur les fiqures 3 et 4, le nombre prévu dépendra du nombre de points où doivent être imprimés les caractères à la fois dans le sens horizontal et vertical. Si besoin est, seul l'organe à dé- flexion horizontale peut être utilisé au lieu den organes 21 et 22 pour que les caractères soient alors impriméssur une seule ligne. Un mécanisme sera alors prévu pour faire progresser l'élé- ment 7 ligne par ligne au fur et à mesure de l'impression.
La figure 6 représente un autre mécanisme par lequel un faisceau lumineux est produit durant une opération de lasage sous forme d'un caractère quelconque requis et puis est envoyé à travers l'organe de déflexion verticale 21 et l'organe de déflexion horizontale 22 sur l'élément sensible à la lumière 7, Il est courant dans l'utilisation des lasers d'établir une opé- ration do lasage en réfléchissant la lumière au moyen d'un élément à température négative 72 à partir de miroirs disposés à son extrémités. L'un des miroirs réfléchit entièrement la lumière alors que l'autre no rôfléchit qu'une partie do la lumière et laisse passer la reste.
Comme le montre la figure 6. un miroir à réflexion partielle 7J est placé à l'uno des extrémités du milieu 72 de manière à faire passer une lumière collimatée et de polarisation plane (le la cavité optique du louer sur l'organe de déflexion verticale 21.
A l'autre extrémité do l'élément 72, et disposée à 1'intérieur de la cavitô optique, se trouvent les organes do déflexin horizontale et do défloxion vertical 76
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et 77, chacun étant formé par des éléments biréfringente et par des dispositifs électro-optiques comme dans les figures 3 et 4, mais avec des dispositifs électro-optiques sur les côtés des éléments biréfringents adjacents au milieu 72, Sur la gauche de l'organe 77 se trouve un écran 78 avec des caractères 79 provenant des miroirs aux points situés sur les trajets par où la lumière peut être dirigée par les organes 76 et 77. Chacun des caractères est constitué d'un matériau qui réfléchit toute la lumière par les organes 77 et 76 sous forme de caractères.
Ainsi l'opération de lasage est faite dans une cavité optique formée par un miroir à réflexion de lumière partielle 73 et par l'un des miroirs de caractères sélectionnés 79. Il est souhaitable que tout dispositif électro-optique opérant sur un faisceau lumineux pour changer son trajet vers l'écran 78 puisse de nouveau agir sur le faisceau lumineux lors de son trajet en direction opposée et neutraliser tout effet de déflexion. En opérant d'une telle manière, un seul ensemble des organes de déflexion est nécessaire pour pro- duire un faisceau lumineux sous forme d'un quelconque caractère désiré et l'envoyer sur un trajet fixe vers d'autres dispositifs qui le dirigent sur les points sélectionnés de l'élément 7.
La figure 7 représente un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel un faisceau lumineux 81 polarisé dans un plan est envoyé d'une source appropriée 82 sur un distributeur de faisceaux lumineux 83 constitué d'une paire de prismes en nitrate de sodium 84 et 85 placés face à face en faisant un angle de 45 degrés avec le plan du papier, Le faisceau lumineux 81 est polarisé dans un plan tel qu'il est réfléchi sur les côtés adjacents des priâmes sur la gauche, comme le montre la figure, et traverse un rotateur de lumière 87 opérant selon les lois de
Michael Faraday. Le distributeur do faisceaux 83 no change pas la polarisation de la lumière et ainsi, le faisceau pénètre dans la rotateur polarisé dans un plan selon un angle de 45 degrés
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avec le plan du dessin.
Le rotateur 87 est construit de façon telle que le faisceau lumineux 45 subisse une rotation de 45 Pagres dans une direction telle que son plan de polarisation à la sortie, @et perpendiculaire au plan du dessin. Ce faisceau traverse .lors un organe de déflexion verticale 88 et un organe de déflexion horizontale 89 comme les organes 76 et 77 de la figure 6. Un écran 90, adjacent à l'organe 89, a des caractères const@tués d'un matériau qui renvoie la lumière sous forme de caractères par les organes de déflexion et le rotateur de lumière 87.
De n .,:,eau ce rotateur doit subir une rotation de 45 degrés dans la même direction où il a fait subir une rotation au faisceau lors de son passade dans la direction opposée, Le faisceau pénè- tre alors dans le distributeur de faisceau 83 polarisé dans un plan faisant un angle de 90 degrés avec le plan dans lequel la lumière a été reçue de la source 82, Avec la lumière polarisée dans ce plan, le faisceau traverse directement le distributeur de faisceau pour atteindre la plaque 92 du matériau optique tel que du quartz, qui fait subir au faisceau une rotation de 45 degrés dans la direction opposée à celle où il a subi une rotation par le rotateur 87.
La lumière maintenant polarisée dans un plan per- pendiculaire au plan des dessins, traverse une lentille 93 qui rend plus net le contour du faisceau sous forme de caractère et en même temps renverse le caractère. Ce faisceau traverse les organes de déflexion horizontale et verticale 94 et 95 et une lentille 96 pour atteindre la surface de l'élément sensible à la lumière 7, La lentille 96 renverse et agrandit le caractère si bien qu'il apparaît sur l'élément 7 agrandi et sous sa vraie forme. Les organes de déflexion 94 et 95 opèrent de la même manière que précédemment pour la mise en place de chaque caractère sur l'emplacement désiré de l'élément 7. Si besoin est, les lentilles peuvent être employées de manière semblable pour rendre plus nets et agrandis les caractères des modèles plus anciens de l'invention,
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