Dispositif électronique à balayage pour restituer une image lumineuse
à partir de signaux optiques ou vice versa
La présente invention concerne un dispositif électronique à balayage pour restituer une image lumineuse à partir de signaux électriques ou vice versa.
Le dispositif de représentation utilisé couramment dans la télévision et le radar est basé sur le tube cathodique classique dans lequel un faisceau d'électrons émis par une cathode chaude balaie un écran fluorescent pour reproduire l'information émise par une source éloignée.
Ces tubes sont encombrants du fait de la grande épaisseur nécessaire pour obtenir un faisceau de longueur suffisante pouvant subir les déviations nécessaires au balayage. De plus, ces tubes où règne le vide sont réalisés de façon à résister à la pression atmosphérique, en particulier sur leur face comportant l'écran, ce qui nécessite une forme incurvée et en général circulaire. L'opération de balayage étant réalisée sur une surface de forme rectangulaire, cette forme circulaire ne peut facilement recevoir la totalité de l'information émise par la source, sauf si le diamètre de l'écran est augmenté de façon à circonscrire ladite surface rectangulaire. Ces tubes exigent une tension élevée entre la cathode et l'écran, et des circuits de balayage agissant par l'intermédiaire d'enroulement ou de plaques de déviation, afin de réaliser le balayage.
La présente invention a pour objet un dispositif électronique à balayage pour restituer une image lumineuse à partir de signaux électriques ou vice versa, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une première nappe contenant deux groupes de plusieurs conducteurs parallèles et espacés, une couche sensible en une substance électroluminescente ou photoconductrice, une seconde nappe contenant deux groupes de plusieurs conducteurs transparents, parallèles et espacés, placés transversalement par rapport auxdits conducteurs de la première nappe, un nombre élevé des conducteurs de la première nappe chevauchant un nombre élevé des conducteurs de la seconde nappe, de manière à réaliser une aire de balayage ou d'exploration, un dispositif pour mettre sous tension successivement à des vitesses prédéterminées les conducteurs de la première et de la seconde nappe,
les conducteurs comportant des éclateurs et étant reliés chacun à un élément terminal par une résistance de valeur ohmique sensiblement égale à celle de l'éclateur correspondant pendant une décharge, les conducteurs comportant des éclateurs et étant reliés chacun à un élément terminal par une résistance de valeur ohmique sensiblement égale à celle de l'éclateur correspondant pendant une décharge, et les conducteurs de la seconde nappe comportant de même des éclateurs reliés respectivement à un élément terminal par des résistances sensiblement de même valeur ohmique que les éclateurs correspondants.
La figure unique du dessin annexé illustre schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution du dispositif électronique selon l'invention, dans lequel la commande de balayage et celle de l'information sont combinées.
Le dispositif peut avoir une forme rectangulaire, .plane ou incurvée à volonté, d'épaisseur uniforme et très faible, dans lequel la cathode chaude et le faisceau de l'enveloppe où règne le vide, ainsi que les dispositifs provoquant la déviation du faisceau sont complètement supprimés.
La figure unique représente schématiquement une forme de réalisation du dispositif électronique dans laquelle la section d'exploration du dispositif électronique peut suffire seule pour obtenir une image, soit en noir et blanc, soit colorée ou agir en tant que caméra. Dans cette exécution, on emploie, pour obtenir une image, une même couche sensible, ici une couche transductrice électro-optique 28, avec deux groupes de conducteurs horizontaux 225 et 224 qui sont disposés alternativement d'un côté et deux groupes de conducteurs verticaux 227 et 226 disposés de l'autre côté. Les conducteurs 225, situés le long d'un côté, comportent des éclateurs 254 qui sont amorcés par un éclateur 258, et les conducteurs 224 comportent des éclateurs 253, qui sont amorcés par un éclateur 257.
Les extrémités opposées des conducteurs 225 (à gauche sur la figure) sont décalées par rapport à la zone des éclateurs 253, et chaque conducteur est relié à une borne commune 261 par une résistance 260, cette résistance ayant la même valeur que la résistance aux bornes d'un quelconque des éclateurs 254 pendant une décharge. De même, les extrémités opposées des conducteurs 224 (à droite sur la figure) sont décalées par rapport à la zone des éclateurs 254, et chacune d'elles est reliée à un retour commun 263 par une résistance 262 de valeur égale à la résistance des éclateurs 253 pendant la décharge.
Les conducteurs verticaux peuvent être groupés en deux séries de conducteurs 227 et 226 pour l'obtention d'image en couleur, avec des éclateurs 270 et 269 à leurs extrémités respectives, amorcées respectivement par des éclateurs 274 et 273. Les conducteurs 227 sont décalés à leurs extrémités opposées pour laisser la place aux éclateurs 269, et chacun d'eux est relié par une résistance 280 à un retour commun 281, et les conducteurs 226, à leurs extrémités opposées à leurs éclateurs 269, sont décalés de façon à laisser la place aux éclateurs 270 et chacun d'eux est relié par une résistance 283 à un retour commun 282. Les résistances 280 et 283 ont une même valeur égale à celle de leurs éclateurs respectifs pendant la décharge.
En appliquant les tensions continues égales entre les bornes 261 et 162, et les bornes 281 et 276, et en utilisant des dispositifs pour maintenir les potentiels aux bornes 281 et 162 à une valeur déterminée par référence à la masse, le potentiel aux bornes 261 et 276 ayant également une valeur déterminée par rapport à la masse, on voit que lorsque la décharge se déplace le long de la série d'éclateurs 270, les conducteurs 227 correspondants sont successivement portés à un potentiel intermédiaire qui est égal à la moyenne des potentiels appliqués en 281 et 276. De même, lorsqu'une décharge se produit dans l'un quelconque des éclateurs 254, le conducteur 225 correspondant est porté au même potentiel intermédiaire. Par conséquent, la tension appliquée au produit électroluminescent placé entre les conducteurs 225 et 227 est nulle.
Cette tension étant appliquée en un point où un conducteur 225 mis sous tension par une décharge croise un conducteur 227 mis également sous tension par une décharge, ces deux conducteurs sont alors à un potentiel intermédiaire résultant des décharges simultanées dans leurs éclateurs respectifs 254 et 270. De cette manière, l'exploration est réalisée sans provoquer aucune électroluminescence dans la couche 28. Par l'application aux bornes 276 et 162 d'un signal haute fréquence modulé en amplitude en fonction de l'information contenue dans l'image, la matière électroluminescente est amenée à émettre de la lumière avec une luminosité qui est fonction de l'amplitude de la modulation du potentiel haute fréquence appliqué entre les bornes 276 et 162.
Ce signal modulé peut être appliqué aux bornes 276 et 162 par couplage inductif du signal modulé, par exemple en 290, avec une inductance 292 qui est reliée par les condensateurs 294 et 296 aux bornes 276 et 162. De cette manière, le produit luminescent est balayé en un point sombre par la série de décharges se produisant dans les éclateurs 270 et les éclateurs 254 et l'intensité de la luminescence varie seulement à l'emplacement d'un point sombre différent du précédent exploré par la réponse de la matière luminescente à l'amplitude du signal.
Des champs magnétiques sont convenablement créés le long de la ligne des éclateurs. Chaque champ magnétique 224, 225, 226 et 227 peut avoir une intensité uniforme et peut être créé par deux pièces polaires pouvant être réunies par une culasse. Les pièces polaires peuvent être constituées par des aimants permanents en forme de barres, ou bien en fer aimanté par la culasse, qui peut être un aimant permanent, ou encore aimanté par un enroulement magnétisant. Ces champs peuvent être également créés par d'autres moyens, par exemple des enroulements allongés excités par un courant continu, et placés au-dessous (et au-dessus éventuellement) et à l'alignement avec les séries d'éclateurs. Ces éclateurs peuvent être placés à l'intérieur de l'enveloppe au voisinage desdits éclateurs, et peuvent comporter des noyaux concentrant le champ.
Le champ magnétique du dispositif de balayage vertical, entre les pièces polaires, peut être un champ pulsatoire destiné à régler, d'une manière précise, le déplacement de la décharge d'un éclateur au suivant. Par conséquent, si l'on utilise un enroulement magnétisant pour créer le champ, la tension continue qui est appliquée à cet enroulement est momentanément accrue, ou pulsée, pour déplacer la décharge en direction de l'éclateur suivant.
Une enveloppe étanche entoure la totalité des éclateurs et doit être remplie d'un gaz inerte sous une pression convenable permettant une décharge luminescente par ionisation entre les éclateurs 253, 254, 270 et 269 et les éclateurs à électrode d'amorçage 257, 258, 273 et 274, à l'aide de tensions prédéterminées appliquées entre leurs bornes.
On a exposé l'exploration telle qu'elle a lieu entre des lignes conductrices 227 et 225, comme si les lignes conductrices 226 et 224 n'existaient pas, et ce mode de fonctionnement réalise une image en blanc et noir visible des deux côtés, les lignes conductrices 225 et 227 étant toutes deux en matière transparente conductrice, par exemple du bioxyde d'étain. Cependant, dans la pratique, l'examen n'a lieu que d'un seul côté, par exemple à travers les lignes 227, puisque de l'autre côté on obtiendrait une image inversée à la manière d'une image réfléchie. Pour réaliser l'entrelacement des lignes transformant une image, on réalise tout d'abord une exploration avec une combinaison de lignes conductrices 224, le signal incident étant appliqué par la capacité supplémentaire 297 au conducteur 265. On réalise de cette manière un entrelacement.
Ainsi on applique aux conducteurs 265 et 263, comme aux conducteurs 162 et 261, la même tension par rapport à la masse, si bien que la tension de balayage entre l'un ou l'autre groupe de conducteurs 225 et 224 et les conducteurs 227, est nulle.
Une image en couleur obtenue, par exemple, à partir du procédé bichrome Land peut être obtenue avec deux groupes de conducteurs verticaux, à savoir le groupe de conducteurs 227 et le groupe de conducteurs 226. Les conducteurs 227 sont conçus de façon à transmettre la lumière d'une couleur dudit procédé, tandis que les conducteurs 226 transmettent l'autre couleur. La tension appliquée entre les conducteurs 276 et 281 et la masse est égale à celle qui est appliquée entre les conducteurs 275 et 282 et la masse, de façon à obtenir une tension d'exploration nulle. Une fréquence porteuse modulée par une information correspondant à une bande de couleur est appliquée par l'intermédiaire du secon
daire 292 d'un transformateur, dont le primaire est cons
titué par l'inductance 290, de façon à provoquer une
luminescence, par exemple entre les conducteurs 227,
225 et 224.
Une seconde fréquence porteuse, modulée par l'information correspondant à l'autre bande de couleur est appliquée par l'intermédiaire du secondaire 302 d'un transformateur, dont le primaire est l'inductance
300, et provoque une luminescence, par exemple entre
les conducteurs 226, 225 et 224, l'inductance 302 étant
couplée de manière appropriée aux conducteurs 265, 262 et 275, respectivement par des condensateurs appro
priés 304, 306 et 308.
La même section de balayage représentée sur la
figure devient une caméra lorsque la couche sensible 28
est une couche photoconductrice. Le produit photocon
ducteur peut être du sulfure de cadmium. Pour une caméra fonctionnant en blanc et noir, les conducteurs 227 sont transparents. Pour la couleur, si l'on utilise le système bichrome mentionné, les conducteurs 227 et 226 seront en une matière filtrant la lumière. Les conducteurs 227 transmettent une bande de couleur aux produits photoconducteurs 28, tandis que les conducteurs 226 transmettent la seconde bande de couleur à la couche photoconductrice. De cette manière, lorsqu'une image est projetée sur les couches de conducteur 227 et 226 pendant le balayage, la conductivité
de la couche 28 varie en fonction de l'intensité de la lumière qu'elle reçoit.
La variation de conductance de la couche photoconductrice pendant cette exploration peut être facilement utilisée pour moduler une fréquence porteuse. Au lieu que les conducteurs 225 et 224, et les conducteurs 227 et 226, soient portés au même potentiel par décharge dans un éclateur, de façon que le potentiel de balayage soit nul, on intercale une résistance dans chacun des conducteurs 316 et 318, de façon qu'en cas de décharge dans un éclateur tel que 270 ou 269, le potentiel du conducteur 227 ou 226 correspondant soit différent de celui du conducteur particulier 225 ou 224 pour lequel la décharge se produit si bien qu'un courant passe à travers la couche photoconductrice et son intensité varie avec la conductance de celle-ci au point de balayage.
Cette conductance variable crée une chute de tension variable aux bornes de chacune des résistances intercalées dans les conducteurs correspondants 316 et 318, dont chacun peut être utilisé respectivement pour moduler deux fréquences porteuses, de façon à transmettre l'information correspondant à l'image en couleur.
Il est bien entendu que les conducteurs 227 et 226, qui agissent comme filtres pour des bandes de couleur, doivent être les seuls éléments par lesquels la lumière peut atteindre la couche photo conductrice, et constituent un plan sur lequel l'information sous forme d'images, de courbes ou de diagrammes, de textes écrits, etc., est projetée sous forme de reproduction.
Le nombre de groupes tels que 227 et 226 de lignes conductrices peut être porté de 2 à 3 pour utiliser un appareillage produisant une image trichrome ou une caméra explorant une image trichrome. Les vitesses de déplacement d'une décharge de gauche à droite, le long des éclateurs 270 et des éclateurs 269, sont les mêmes, et les deux groupes d'éclateurs sont amorcés sensiblement en même temps par des décharges aux éclateurs 274 et 273, la décharge à l'éclateur 273 succédant à la décharge à l'éclateur 274 après un intervalle de temps ne dépassant pas la moitié du temps que met la décharge pour se déplacer d'un éclateur 270 au suivant.
Bien qu'on ait décrit une exploration ou un balayage effectué toujours dans le même sens, plus précisément dans un seul sens horizontalement et dans un seul sens, verticalement, il est bien entendu qu'on peut employer une exploration dans les deux sens, soit horizontalement soit verticalement, ou les deux, ce qui peut être réalisé par inversion périodique du champ. Si la durée de l'inversion est inférieure à la durée du trajet de la décharge à travers la file d'éclateurs, cette décharge peut être entretenue sans amorçage, et l'amorçage peut être réalisé en tout point de la ligne d'éclateurs, pour le démarrage.
Par conséquent, si le champ varie de façon sinusoïdale, on peut aussi faire varier de façon sinusoïdale la vitesse de déplacement de la décharge.
Il doit être évident qu'on peut utiliser une disposition des conducteurs suivant un système de coordonnées polaires, ou avec plusieurs conducteurs concentriques circulaires de rayon augmentant graduellement, ces conducteurs étant associés à plusieurs conducteurs radiaux espacés d'un angle constant, le conducteur circulaire et le conducteur radial étant séparés par une couche d'un produit photoconducteur ou électroluminescent. Les conducteurs radiaux comportent de préférence un éclateur à leurs extrémités, de facon à réaliser une série d'éclateurs disposés suivant une circonférence, afin que la décharge se déplace d'un éclateur à l'autre sur celle-ci. On peut utiliser un éclateur à électrodes d'amorçage pour déclencher une décharge circonférentielle, et on peut s'en servir pour régler la durée de chaque parcours de 3600.
On peut réaliser un réglage par variation d'impulsions du champ magnétique qui doit être associé aux éclateurs, afin de réaliser un déplacement suivant une circonférence.
Chacun des transducteurs circulaires peut comporter un fil s'écartant du plan desdits conducteurs, chaque fil comportant un éclateur, et les éclateurs étant disposés suivant une file avec un espacement uniforme et dans un champ magnétique approprié. Comme on l'a indiqué ci-dessus, on place un éclateur à électrode d'amorçage au voisinage d'un éclateur d'extrémité, de façon à déclencher chaque déplacement de la décharge le long de la file d'éclateurs.