FR2494906A1 - ELECTRON MULTIPLICATION PHOTODETECTOR TUBE FOR USE IN A COLOR VIDEO READER - Google Patents

Abstract

TUBE PERMETTANT LA DETECTION DE LUMIERE. IL COMPORTE UNE PHOTOCATHODE 2 SUIVIE D'UN CORPS MULTIPLICATEUR 3 PERCE DE MICROCANAUX, PUIS D'UNE ANODE DETECTRICE 4. L'ANODE COMPORTE UN OU PLUSIEURS ELEMENTS SELON LE NOMBRE DE FLUX A DETECTER, UNE MOSAIQUE D'ELEMENTS POUR DETECTER UNE IMAGE VIDEO. CHAQUE ELEMENT CONSTITUE UNE DIODE A SILICIUM POLARISE DANS LE SENS BLOQUANT PAR UNE SOURCE ANNEXE 7. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT AUX LECTEURS VIDEO D'IMAGES EN COULEUR, ENTRE AUTRES AUX INDICATEURS CARTOGRAPHIQUES DE BORD.TUBE ALLOWING LIGHT DETECTION. IT INCLUDES A PHOTOCATHODE 2 FOLLOWED BY A MULTIPLIER BODY 3 PERFORES MICROChannels, THEN A DETECTOR ANODE 4. THE ANODE HAS ONE OR MORE ELEMENTS DEPENDING ON THE NUMBER OF FLOWS TO BE DETECTED, A MOSAIC OF ELEMENTS TO DETECT A VIDEO IMAGE . EACH ELEMENT CONSTITUTES A POLARIZED SILICON DIODE IN BLOCKING DIRECTION BY AN ANNEX 7 SOURCE. THE INVENTION APPLIES IN PARTICULAR TO COLOR IMAGE VIDEO READERS, AMONG OTHERS TO ONBOARD CARTOGRAPHIC INDICATORS.

Description

TRO/BORTRO / BOR

TUBE PHOTODETECTEUR A MULTIPLICATION D'ELECTRONS  ELECTRONS MULTIPLICATION PHOTODETECTOR TUBE

UTILISABLE DANS UN LECTEUR VIDEO COULEUR  USEABLE IN A COLOR VIDEO PLAYER

La présente invention a trait à un tube photodétecteur à  The present invention relates to a photodetector tube with

multiplication d'électrons.multiplication of electrons.

On connaît des tubes multiplicateurs d'électrons dans lesquels la multiplication d'un faisceau d'électrons primaires s'obtient par une suite d'émissions électroniques secondaires à l'intérieur d'un ensemble de canaux rectilignes, de très faible diamètre, parallèles  Electron multiplying tubes are known in which the multiplication of a primary electron beam is obtained by a series of secondary electronic emissions within a set of parallel, very small diameter straight channels.

et placés dans un champ électrique longitudinal.  and placed in a longitudinal electric field.

Les tubes multiplicateurs de ce genre comprennent un corps isolant, percé de canaux de très faible diamètre, revêtus sur leurs parois internes d'une très mince couche résistive, douée de la propriété dérnission électronique secondaire avec un coefficient supérieur à l'unité, tandis qu'une différence de potentiel, établie entre les extrémités des revêtements crée dans les canaux un champ  The multiplier tubes of this kind comprise an insulating body, pierced with very small diameter channels, coated on their inner walls with a very thin resistive layer, endowed with the secondary electronic emission property with a coefficient greater than unity, whereas a potential difference, established between the ends of the coatings creates in the channels a field

électrique longitudinal. Avec cette disposition, un faisceau d'élec-  longitudinal electric. With this arrangement, a beam of electricity

trons primaires, pénétrant dans les canaux sous des angles divers, donne lieu à une suite d'émissions électroniques secondaires sur les revêtements internes de sorte qu'à la sortie des canaux le nombre d'électrons est fortement accru par rapport à celui du faisceau primaire. Les tubes multiplicateurs de ce type et leurs applications aux dispositifs dits "amplificateurs de lumière" ou "intensificateurs d'images" ont été décrits dans diverses publications, notamment dans le brevet français 1 465 381 du 24 mars 1965 relatif à des  primary trenches, penetrating the channels from different angles, gives rise to a series of secondary electronic emissions on the inner coatings so that at the exit of the channels the number of electrons is greatly increased compared to that of the primary beam . Multiplier tubes of this type and their applications to devices known as "light amplifiers" or "image intensifiers" have been described in various publications, in particular in French Patent No. 1,465,381 of March 24, 1965 relating to

perfectionnements suivant lesquels le corps multiplicateur d'élec-  improvements according to which the multiplier body of

trons, ou galette à microcanaux, est produit par perçage d'une diode  trons, or microchannel slab, is produced by drilling a diode

à silicium polarisée dans le sens bloquant.  polarized silicon in the blocking direction.

L'invention a pour but de changer la fonction du tube, en l'occurence qu'il devienne un détecteur de lumière par modification de sa structure, la détection de lumière s'entendant aussi bien en tant que détection d'un unique flux lumineux, ou d'un nombre limité de flux lumineux, ou encore d'un nombre relativement élevé de flux  The object of the invention is to change the function of the tube, in this case that it becomes a light detector by modifying its structure, the light detection being understood as well as the detection of a single luminous flux. , or a limited number of luminous flux, or a relatively large number of flows

correspondant aux différents points d'une image.  corresponding to the different points of an image.

Un objet de l'invention est d'obtenir un tel tube photodétecteur en remplaçant l'écran fluorescent normalement placé à l'arrière de la galette à microcanaux par une anode formant une diode solide polariseée dans le sens bloquant. L'anode est constitute par un ou plusieurs éléments selon l'utilisation envisagée, en particulier, une  An object of the invention is to obtain such a photodetector tube by replacing the fluorescent screen normally placed at the rear of the microchannel wafer by an anode forming a solid diode polarized in the blocking direction. The anode is constituted by one or more elements depending on the intended use, in particular, a

mosaîque d'éléments permet la détection d'une image vidéo.  mosaic of elements allows the detection of a video image.

Suivant un autre objet de l'invention le tube détecteur est réalisé avec une anode composée de quatre quadrants détecteurs,  According to another object of the invention, the detector tube is made with an anode composed of four detector quadrants.

cette configuration étant avantageusemrent utilisable dans des dis-  this configuration being advantageously usable in

positifs lecteurs vidéo d'images couleurs (diapositives, films, etc...) utilisant un tube analyseur à spot mobile dit "flyi-ig spot" et o l'on doit extraire les trois voies par séparation optique trichrome suivie  positive color image video players (slides, films, etc ...) using a mobile spot analyzer tube called "flyi-ig spot" and where we must extract the three channels by trichromatic optical separation followed

de photodétection et multiplication d'électrons.  of photodetection and multiplication of electrons.

Les particularités de la présente invention apparaîtront dans la  The features of the present invention will appear in the

description qui suit donnée à titre d'exemrple non limitatif à l'aide  following description given as a non-restrictive example using

des figures annexées qui représentent - Fig. 1, un schéma d'un tube détecteur à microcanaux conforme à l'invention; - Fig. 2, un mode de réalisation d'un tube salon la Fig. 1; - Fig. 3, une réalisation selon la Fig. 2 o l'anode comporte plusieurs éléments; - Fig. 4, un schéma d'une utilisation d'un tube selon l'invention dans un lecteur vidéo d'images couleurs à tube flying spot; et - Fig. 5, une représentation partielle du montage lecteur de la Fig. 4, relative à la séparation optique trichrome et au tube  annexed figures which represent - FIG. 1, a diagram of a microchannel detector tube according to the invention; - Fig. 2, an embodiment of a lounge tube FIG. 1; - Fig. 3, an embodiment according to FIG. 2 o the anode has several elements; - Fig. 4, a diagram of a use of a tube according to the invention in a color tube video player flying spot; and - Fig. 5, a partial representation of the reader assembly of FIG. 4, relating to the trichromatic optical separation and the tube

détecteur conforme à l'invention.detector according to the invention.

En se reportant à la Fig. 1, le tube multiplicateur d'électrons comporte, de manière connue et placés dans une enceinte i sous vide, une photocathode 2 suivi d'un corps ou galette 3 percé de canaux, puis une troisième électrode 4. Extérieurement à l'enceinte, un générateur haute tension représenté par une source de tension continue 5 et un diviseur résistif 6, élabore les diverses tensions d'alimentation à produire aux bornes des électrodes du tube pour établir entre les éléments 2, 3 et 4, les différences de potentiels désirées pour assurer le fonctionnement, ces tensions Ul, U2, U3, pouvant être de quelques centaines à quelques milliers de volts. Les extrémités des canaux en regard de la photocathode sont portées à un potentiel plus élevé que la photocathode et les extrémités  Referring to FIG. 1, the electron multiplier tube comprises, in known manner and placed in a vacuum chamber, a photocathode 2 followed by a body or pancake 3 pierced with channels, then a third electrode 4. Externally to the enclosure, a high voltage generator represented by a DC voltage source 5 and a resistive divider 6, develops the various supply voltages to be produced across the electrodes of the tube to establish between the elements 2, 3 and 4, the desired differences in potentials to ensure the operation, these voltages Ul, U2, U3, which can be from a few hundred to a few thousand volts. The ends of the channels facing the photocathode are brought to a higher potential than the photocathode and the ends

opposées, à un potentiel plus bas que l'électrode 4.  opposite, at a lower potential than the electrode 4.

Conformément à l'invention l'électrode 4 est une anode plane constituée par une diode solide polarisée dans le sens bloquant par une source continue de polarisation 7 annexe, cette anode étant  According to the invention, the electrode 4 is a planar anode consisting of a solid diode polarized in the blocking direction by a continuous source of polarization 7, this anode being

elle-même réalisée sous forme d'un ou plusieurs éléments distincts.  itself as one or more distinct elements.

Dans la version représentée, un seul élément détecteur est considéré à titre de simplification. L'anode est avantageusement réalisée avec un substrat de silicium de type P dans lequel une diffusion fine de type N a été effectuée, de manière à obtenir une jonction P-N polarisée en inverse par la source 7. La jonction P-N est préférable à la jonction N-P pour des questions de rapidité et de rendement quantique. La jonction peut également comporter une barrière Schottky. Le signal vidéo détecté SV est récupéré sur l'électrode  In the version shown, a single detector element is considered for simplification. The anode is advantageously made with a P-type silicon substrate in which a N-type fine diffusion has been carried out, so as to obtain a reverse-biased PN junction by the source 7. The PN junction is preferable to the NP junction for questions of speed and quantum efficiency. The junction may also include a Schottky barrier. The detected video signal SV is recovered on the electrode

correspondante aux bornes d'une résistance de charge 8.  corresponding across a load resistor 8.

Pour traiter une image lumineuse le tube doit, de manière conventionnelle, être associé à une optique réceptrice 9 dont la  To treat a bright image, the tube must, in a conventional manner, be associated with a receiving optic 9 whose

fonction est de produire, par focalisation ou autre, l'image lumi-  function is to produce, by focusing or otherwise, the

neuse dans le plan de la photocathode. L'optique peut consister en un objectif dioptrique ou catadioptrique, éventuellement suivi d'une fenêtre en fibres optiques. Pour traiter un seul flux lumineux, ou un  in the plane of the photocathode. The optics may consist of a dioptric or catadioptric lens, possibly followed by an optical fiber window. To treat a single luminous flux, or a

nombre limité de flux incidents distincts, l'optique 9 n'est pas néces-  limited number of distinct incident flows, Optics 9 is not required.

saire. Lorsqu'une image lumineuse (ou un flux) est projetée sur la photocathode 2, celle-ci émet des électrons qui pénètrent dans les canaux de la galette 3. Ce faisceau d'électrons primaires provoque sur les parois des canaux des émissions d'électrons secondaires qui à  sary. When a light image (or a flux) is projected on the photocathode 2, it emits electrons that penetrate the channels of the wafer 3. This primary electron beam causes electron emission channels on the walls of channels secondary schools

leur tour frappent ces parois, et ainsi de suite. Comme le coef-  their turn hits those walls, and so on. As the coef-

ficient d'émission est supérieur à l'unité, les électrons se trouvent multipliés à la sortie des canaux et produisent sur l'anode 4 une image électronique intensifiée par rapport à l'image (ou au flux)  ficient emission is greater than unity, the electrons are multiplied at the output of the channels and produce on the anode 4 an electronic image intensified with respect to the image (or flow)

initiale correspondant au faisceau d'électrons primaires.  initial value corresponding to the primary electron beam.

Après amplification par la galette 3, les électrons émis parviennent sur l'anode 4. Ces électrons sont accelérés par la tension U3 de valeur élevée, par exemple 5 KV, de manière à  After amplification by the wafer 3, the electrons emitted reach the anode 4. These electrons are accelerated by the voltage U3 of high value, for example 5 KV, so as to

présenter une énergie cinétique importante, dans ce cas de 5 KeV.  have significant kinetic energy, in this case 5 KeV.

En frappant l'anode 4, ils créent des paires électron-trou qui sont séparées par le champ qui règne dans la charge d'espace de la jonction PN, et un courant détecté IS peut ainsi circuler dans le  By striking the anode 4, they create electron-hole pairs that are separated by the field that prevails in the space charge of the PN junction, and a detected current IS can thus flow into the

circuit extérieur. Pour créer une paire électron-trou par bombar-  outside circuit. To create an electron-hole pair by bombar-

dement électronique dans le silicium, il faut une énergie de l'ordre de 3, 5 eV par électron incident. Dans le cas présent, l'énergie d'un électron peut être de l'ordre de 5 KeV, ce qui fait que le gain en courant peut être de l'ordre de 1 400. En tenant compte toutefois d'une couche sans charge, dite morte, un gain de 1 000 peut être  In silicon, it requires an energy of the order of 3.5 eV per incident electron. In this case, the energy of an electron can be of the order of 5 KeV, so that the current gain can be of the order of 1 400. However, taking into account a layer without load , called dead, a gain of 1,000 can be

obtenu. La création des paires se fait à une profondeur de péné-  got. The pairs are created at a depth of

tration dans le silicium de l'ordre de 1 gym et les paires crées  in the order of 1 gym and the pairs created

peuvent être séparées par la jonction proche de la surface récep-  can be separated by the close junction of the receiving surface

trice avec un rendement voisin de l'unité.  trice with a yield close to unity.

Le gain G2 ainsi procuré par la détection 4 s'ajoute au gain électronique G1 des microcanaux 3, de sorte que le courant IS qui sort du dispositif est égal à G1 x G2 fois la valeur I0 du courant d'électrons qui attaque les microcanaux. En tenant compte du rendement faible de la photocathode, le gain total du tube peut, dans le concept précité, se situer entre 1,5 105, et 3 105, ces valeurs  The gain G2 thus obtained by the detection 4 is added to the electronic gain G1 of the microchannels 3, so that the current IS that leaves the device is equal to G1 x G2 times the value I0 of the electron current that attacks the microchannels. Taking into account the low efficiency of the photocathode, the total gain of the tube can, in the above concept, be between 1.5 105 and 3 105, these values

étant indiquées à titre non limitatif.  being indicated in a non-limiting manner.

Pour la détection de plusieurs flux lumineux parvenant à  For the detection of several luminous flux reaching

l'entrée, ainsi que pour la détection d'image le tube est de préfé-  the input, as well as for image detection the tube is preferably

rence aménagé, en amont du multiplicateur d'électrons selon le montage de la Fig. 2 ou 3. Ce montage est connu dans les tubes intensificateurs d'image lumineuse incorporant une photocathode 11  constructed upstream of the electron multiplier according to the arrangement of FIG. 2 or 3. This arrangement is known in the light image intensifier tubes incorporating a photocathode 11

disposée sur une fenêtre d'entrée 12 en fibres optiques pour conver-  arranged on an input window 12 made of optical fibers for converting

tir l'image lumineuse d'entrée en une image électronique et une anode de focalisation 13 en forme de cône jouant le rôle d'une  shooting the input light image into an electronic image and a cone shaped focusing anode 13 playing the role of a

lentille électrostatique; une électrode correctrice 14 peut égale-  electrostatic lens; a correction electrode 14 can also

ment être disposée en.tre l'anode conique 13 et la galette multipli-  be placed between the conical anode 13 and the

catrice 3, afin d'améliorer la linéarité et la géométrie de l'image.  3, to improve the linearity and geometry of the image.

Comme la lentille électrostatique conjugue au sens optique la photocathode Il et la face d'entrée des microcanaux 3, on peut utiliser le tube pour amplifier séparément et en parallèle plusieurs signaux optiques incidents simultanément sur la photocathode 11. La figure 3 montre le cheminement de deux faisceaux distincts Fl, F2, 1û mais n'est pas limitative. Les électrons émis par la photocathode 11 à cause du flux lumineux Fl viennent frapper la région A de la galette à microcanaux; de même le flux distinct F2 parvient à la région distincte B de la galette. Ces deux flux d'électrons sont amplifiés séparément dans l'amplificateur à microcanaux et il suffit de disposer de deux anodes 4-1 et 4-2 pour obtenir les courants IS1 et IS2 correspondant respectivement aux signaux optiques d'entrée  Since the electrostatic lens optically conjugates the photocathode II and the input face of the microchannels 3, the tube can be used to amplify separately and in parallel several optical signals incident simultaneously on the photocathode 11. FIG. 3 shows the path of two distinct beams Fl, F2, 1u but is not limiting. The electrons emitted by the photocathode 11 because of the luminous flux F1 strike the region A of the microchannel plate; in the same way the distinct stream F2 reaches the distinct region B of the slab. These two electron fluxes are amplified separately in the microchannel amplifier and it is sufficient to have two anodes 4-1 and 4-2 to obtain the currents IS1 and IS2 respectively corresponding to the optical input signals.

Fl et F2 amplifiés.Fl and F2 amplified.

Dans le cas d'une image optique projetée sur la photocathode 11, l'anode 4 sera constituée par une mosaïque détectrice dont chaque élément correspond à un point de l'image électronique et par conséquent à un flux élémentaire localisé au niveau de l'entrée du tube. Avec une mosique de P = nxm éléments répartis en n lignes et m colonnes, on traite ainsi P flux élémentaires incidents aboutissant sur la photocathode 11 aux emplacements conjugués de P éléments  In the case of an optical image projected on the photocathode 11, the anode 4 will be constituted by a detector mosaic in which each element corresponds to a point of the electronic image and consequently to an elementary flux located at the input level. of the tube. With a mosque of P = nxm elements distributed in n rows and m columns, we thus treat P elementary streams incident ending on the photocathode 11 at the conjugate locations of P elements.

détecteurs. On pourra utiliser par exemple une mosaïque en dispo-  detectors. For example, a mosaic can be used

sitif à transfert de charge, ou CCD (charge coupled device).  load transfer device, or CCD (charge coupled device).

Etant donné la propriété photodftectrice présentée par les diodes solides non isolées de la lumière, l'anode plane 4 peut être  Given the photodroptive property exhibited by uninsulated solid diodes of light, the planar anode 4 can be

sensibilisée par un rayonnement lumineux résiduel qui aurait tra-  sensitized by residual light that would have

versé les électrodes en amont. Pour éliminer et se protéger du rayonnement lumineux parasite, un écran très mince, opaque, est interposé sur la trajet électronique. Cet écran peut être réalisé sous forme d'un dépôt 15 sur une des faces latérales de la galette multiplicatrice, étant entendu qu'il recouvre la totalité de la face en question. L'écran 15 peut consister en une très fine couche de silice  poured the electrodes upstream. To eliminate and protect itself from parasitic light radiation, a very thin, opaque screen is interposed on the electronic path. This screen can be made in the form of a deposit 15 on one of the lateral faces of the multiplier slab, it being understood that it covers the entire face in question. The screen 15 may consist of a very thin layer of silica

(SIO2) ou d'alumine (AI 203) ou de tout autre oxyde de métal léger.  (SIO2) or alumina (AI 203) or any other light metal oxide.

Outre la propriété d'être à la fois opaque pour un flux de photons et transparent pour un courant d'électrons, l'écran 15 retient les ions qui sont arrachés de l'électrode à mic'ocanaux 3 et qui sinon  In addition to the property of being both opaque for a photon flux and transparent for an electron current, the screen retains the ions that are torn from the microchannel electrode 3 and which otherwise

seraient transportés sur la phortocathode, préservant ainsi les carac-  transported on the phortocathode, thus preserving the

téristiques techniques du tube.technical characteristics of the tube.

Une des applications possibles du tube selon l;invention con-  One of the possible applications of the tube according to the invention

cerne la détection de signaux provenant de l'analyse trichrome d'une  identifies the detection of signals from the trichromatic analysis of a

image couleur portée par un film.color image carried by a film.

La fig. 4 représente un lecteur vidéo d'images en couleur correspondant à une telle application et utilisant un tube analyseur à  Fig. 4 represents a video player of color images corresponding to such an application and using a test tube to

spot mobile, communément appelé flying-spot, pour balayer le film.  mobile spot, commonly called flying-spot, to sweep the film.

Il comporte le tube flying-spot 20, avec ses circuits de balayage 21, un objectif 22 qui forme l'image de la face avant du tube sur le film 23 à analyser, un condenseur 24 qui rend le faisceau émergeant pratiquement parallèle et un séparaeur optique trichrome 25. Le  It comprises the flying-spot tube 20, with its scanning circuits 21, an objective 22 which forms the image of the front face of the tube on the film 23 to be analyzed, a condenser 24 which makes the emerging beam substantially parallel and a separator optical trichrome 25. The

séparateur est constitué de prismes comportant des miroirs dichroYï-  separator consists of prisms with dichroic mirrors

ques ou interférentiels 26, 27 et des miro-rs réfléchissants 28, 29 pour sélectionner les trois faisceaux porteurs chacun respectivement des informations contenues dans les bandes spectrales bleue, rouge et verte. Ces trois faisceaux émergent parallèlement et parviennent à un tube à microcanaux selon la Fig. 3 et dont l'anode détectrice est constituée de quatre quadrants détecteurs comme représenté plus en détail sur la Fig. 5 avec un montage séparateur à prismes particulier permettant de localiser les faisceaux selon trois des quadrants. Le montage séparateur comporte, selon l'axe ZI du condenseur 24, un assemblage de trois prismes 31, 32 et 33. Le prisme 31 reçoit le flux lumineux d'axe Z1 sur une face d'entrée et comporte une face en aval en contact avec une face correspondante du prisme 32 pour former par un traitement optique approprié le premier miroir dichroYque 26. Ce miroir réfléchit une des bandes spectrales à filtrer par exemple le rouge R, selon une direction verticale pour aboutir sur une face réfléchissante d'un quatrième prisme 34; cette face réfléchissante correspond au miroir 28. Le prisme 32 comporte une deuxième face de contact cette fois avec le prisme 33 pour former le deuxième miroir dichroîque 27 et réfléchir la bande spectrale bleue B selon une direction horizontale et donc perpendiculaire à la précédente, en sorte de pouvoir disposer latéralement un cinquième prisme 35 qui comporte la face réfléchissante 29. Les faces de  or interferential 26, 27 and reflecting mirrors 28, 29 to select the three beams each respectively carrying information contained in the blue, red and green spectral bands. These three beams emerge in parallel and reach a microchannel tube according to FIG. 3 and whose detector anode consists of four detector quadrants as shown in more detail in FIG. 5 with a particular prism separator arrangement for locating the beams in three of the quadrants. The separator assembly comprises, along the axis ZI of the condenser 24, an assembly of three prisms 31, 32 and 33. The prism 31 receives the luminous flux of axis Z1 on an input face and has a downstream face in contact with each other. with a corresponding face of the prism 32 to form by appropriate optical treatment the first dichroYque mirror 26. This mirror reflects one of the spectral bands to be filtered for example the red R, in a vertical direction to end on a reflecting face of a fourth prism 34; this reflecting face corresponds to the mirror 28. The prism 32 comprises a second contact face this time with the prism 33 to form the second dichroic mirror 27 and reflect the blue spectral band B in a horizontal direction and therefore perpendicular to the previous one, so to be able to dispose laterally a fifth prism 35 which includes the reflecting face 29. The faces of

sortie des prismes 33, 34 et 35 sont coplanaires délivrant respec-  output of the prisms 33, 34 and 35 are coplanar, delivering respectively

tivement les flux luminaux vert V, rouge R et bleu B, selon des axes parallèles. Ces flux sont reçus par la fenêtre d'entrée en fibre optique du tube 1 et, en tenant compte de l'inversion produite par la  the green luminous flux V, red R and blue B, along parallel axes. These flows are received by the optical fiber input window of the tube 1 and, taking into account the inversion produced by the

lentille électrostatique, la détection correspondante s'effectue res-  electrostatic lens, the corresponding detec-

pectivement si les qudrants 4-1, 4-2 et 4-3 de l'anode, conjugués des  if 4-1, 4-2, and 4-3 of the anode, together with

faces de sortie des prismes 34, 33 et 35.  exit faces of the prisms 34, 33 and 35.

Les signaux vidéo délivrés par les quadrants détecteurs sont ensuite encore amplifiés dans des circuits 40-1, 40-2 et 40-3 qui  The video signals delivered by the detector quadrants are then further amplified in circuits 40-1, 40-2 and 40-3 which

délivrent les trois composantes chromatiques normalisées R,V,B.  deliver the three standardized chromatic components R, V, B.

Le quatrième quadrant de l'anode est utilisé de la manière suivante: une ou plusieurs fibres optiques, telles 36 et 37, ont une extrémité disposée en amont du film, de préférence à proximité de l'objetif 22 de formation d'image. Ces fibres 36 et 37 collectent ainsi une énergie lumineuse proportionnelle à celle émise par le spot du tube 20. Les extrémités de sortie des fibres illuminent à travers le tube 1 le quatrième quadrant détecteur 4-4 qui est suivi par un amplificateur 40-4 semblable à ceux 401 à 40-3 des autres voies. La sortie de cet amplificateur est appliquée simultanément à trois circuits diviseurs analogiques 41-1 à 41-3 interposés respectivement sur les trois voies R,V et B. En désignant par SR, SV et 58, les courants respectifs des voies R,V et B, et par S0 le courant de référence issu du quatrième quadrant, les signaux terminaux sont donnés par les rapports:  The fourth quadrant of the anode is used as follows: one or more optical fibers, such as 36 and 37, have an end disposed upstream of the film, preferably near the imaging object 22. These fibers 36 and 37 thus collect a light energy proportional to that emitted by the spot of the tube 20. The output ends of the fibers illuminate through the tube 1 the fourth detector quadrant 4-4 which is followed by a similar amplifier 40-4 to those 401 to 40-3 of other routes. The output of this amplifier is applied simultaneously to three analog divider circuits 41-1 to 41-3 interposed respectively on the three channels R, V and B. By designating by SR, SV and 58, the respective currents of the channels R, V and B, and S0 the reference current from the fourth quadrant, the terminal signals are given by the reports:

SR' = SR/S0, SV' = SV/SO, SB' = SB/S0  SR '= SR / S0, SV' = SV / SO, SB '= SB / S0

les valeurs obtenues étant ainsi indépendantes des fluctuations de la  the values obtained being thus independent of the fluctuations of the

luminosité du tube d'analyse 20 et du gain total du tube 1.  brightness of the analysis tube 20 and the total gain of the tube 1.

Le lecteur vidéo qui vient d'être décrit présente de nombreux avantages par rapport aux solutions à photomultiplicateurs: - toute la partie détectrice 1 est en circuit solide; - le dispositif ne possède pas la sensibilité rnicrophonique des photomultiplicateurs; - il n'y a qu'une seule alimentation THT pour l'ensemble des détecteurs; cette amélioration est importante parce que dans un photomultiplicateur le gain varie proportionnellement à V n, o V est la valeur de la THT et n le nombre de dynodes amplificatrices. Il en résulte la nécessité d'une parfaitestabilisation des THT. Dans le lecteur proposé, le gain des trois canaux de couleur est le même, puisque l'amplificateur 1 est commun aux trois voies. La couleur du point analysé ne dépendant que du rapport des trois composantes RVB entre elles, une variation de la THT, même importante, n'affecte pas la chrominance du point; - les quatre chaines d'amplification 41-1 à 41-4 sont identiques et délivrent des signaux vidéo normalisés dont on a enlevé le bruit dû à la fluctuation d'émission du luminophore du tube d'analyse (non  The video player that has just been described has many advantages over photomultiplier solutions: - the entire detecting part 1 is in solid circuit; the device does not possess the microphonic sensitivity of the photomultipliers; - there is only one power supply THT for all detectors; this improvement is important because in a photomultiplier the gain varies proportionally to V n, where V is the value of the THT and n the number of amplifying dynodes. This results in the need for perfecting THTs. In the proposed reader, the gain of the three color channels is the same, since the amplifier 1 is common to the three channels. The color of the analyzed point depends only on the ratio of the three RGB components to each other, a variation of the THT, even important, does not affect the chrominance of the point; the four amplification chains 41-1 to 41-4 are identical and deliver standardized video signals from which the noise due to the emission fluctuation of the phosphor of the analysis tube has been removed (no

homogénéité de la couche; variation de THT, etc...).  homogeneity of the layer; variation of THT, etc ...).

D'autres avantages résultent par ailleurs des réductions de volume et de poids de cet appareil lecteur vidéo grâce au tube  Other benefits also result in volume and weight reductions of this video player device through the tube

détecteur à microcanaux lorsque l'utilisation exige des caracté-  microchannel detector when the use requires

ristiques correspondantes (compacité élevée, faible poids). Ceci est le cas pour les indicateurs cartographiques permettant de visualiser une carte géographique à bord de véhicule, en particulier à bord  corresponding data (high compactness, low weight). This is the case for cartographic indicators that make it possible to visualize a geographical map on board a vehicle, in particular on board

d'avion, la carte correspondant à la région survolée.  plane, the map corresponding to the area overflown.

Le tube photodétecteur et multiplicateur d'électrons à micro-  The photodetector and electron multiplier tube with micro-

canaux décrit précédemment admet plusieurs variantes conformes aux caractéristiques exposées et qui entrent dans le cadre de la présente invention. Comme il a déjà été mentionné le tube peut être équipé ou non d'un objectif optique (9, Fig.1), comporter ou non une optique électronique (Fig. 1 ou 2) et en l'absence de celle-ci la photocathode 2 sera située très proche de la galette à microcanaux 3. Le nombre et la forme des éléments détecteurs constituant l'anode 4, sont déterminés. en fonction de l'application envisagée, détecteur à quatre quadrants comme on l'a vu au tout autre forme,  Channels described above admit several variants in accordance with the characteristics exposed and which fall within the scope of the present invention. As has already been mentioned, the tube may or may not be equipped with an optical objective (9, Fig. 1), may or may not comprise an electronic optic (FIG 1 or 2) and in the absence thereof the photocathode 2 will be located very close to the microchannel plate 3. The number and shape of the detector elements constituting the anode 4, are determined. depending on the intended application, four-quadrant detector as seen in any other form,

bande par exemple.band for example.

Claims (10)

REVENDICATIONS 1. Tube photodétecteur à multiplication d'électrons compor-  1. Electron multiplication photodetector tube comprising tant dans une enceinte sous vide (1), une photocathode (2) émettrice d'un faisceau d'électrons primaires sur réception d'un rayonnement lumineux, une galette à microcanaux (3) pour multiplier ledit faisceau par une suite d'émissions électroniques secondaires à l'in- térieur des canaux rectilignes, parallèles et placés dans un champ électrique longitudinal, un générateur haute tension (5-6) pour produire les tensions d'alimentations des électrodes respectives du tube, le tube étant caractérisé en ce que l'électrode en aval de la galette à microcanaux (3) est une anode (4) formée d'au moins un élément et constituant une diode solide polarisée dans le sens  in a vacuum chamber (1), a photocathode (2) emitting a primary electron beam on receiving a light radiation, a microchannel slab (3) for multiplying said beam by a series of electronic transmissions secondary to the rectilinear parallel channels and placed in a longitudinal electric field, a high voltage generator (5-6) for producing the supply voltages of the respective electrodes of the tube, the tube being characterized in that electrode downstream of the microchannel wafer (3) is an anode (4) formed of at least one element and constituting a polarized solid diode in the direction bloquant par une source de tension annexe (7).  blocking by an auxiliary voltage source (7). 2. Tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anode est formée d'une pluralité d'éléments pour détecter une pluralité de  Tube according to claim 1, characterized in that the anode is formed of a plurality of elements for detecting a plurality of flux lumineux distincts reçus à l'entrée du tube sur la photocathode.  separate luminous fluxes received at the entrance of the tube on the photocathode. 3. Tube selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte un montage connu en soi formant lentille électrostatique en amont de la galette à microcanaux, ce montage groupant une anode conique (13) précédée par la photocathode (11) déposée sur une fenêtre d'entrée en fibre optique (12) et éventuellement suivie  3. Tube according to claim 2, characterized in that it comprises a mounting known per se forming electrostatic lens upstream of the microchannel wafer, this assembly grouping a conical anode (13) preceded by the photocathode (11) deposited on a fiber optic input window (12) and possibly followed d'une électrode (14) correctrice de linéarité.  an electrode (14) correcting linearity. 4. Tube selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,  4. Tube according to any one of claims 1 to 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un écran (15) opaque à la lumière, transparent aux électrons, et qui est interposé sur le trajet  characterized in that it further comprises a screen (15) opaque to light, transparent to electrons, and which is interposed on the path électronique parvenant à l'anode.electronics reaching the anode. 5. Tube selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'écran est un dépôt en oxyde de métal léger, silice, alumine ou autre  5. Tube according to claim 4, characterized in that the screen is a deposit of light metal oxide, silica, alumina or other effectué sur une face de la galette à microcanaux.  performed on one side of the microchannel slab. 6. Tube selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,  6. Tube according to any one of claims 1 to 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une optique réceptrice (9) pour focaliser une image à l'entrée du tube et que l'anode est une  characterized in that it further comprises receiving optics (9) for focusing an image at the entrance of the tube and that the anode is a mosaïque détectrice.detector mosaic. 7. Tube selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,  7. Tube according to any one of claims 1 to 5, caractérisé en ce que l'anode et un détecteur à quatre quadrants (4-  characterized in that the anode and a four-quadrant detector (4- 1 à 4-4).1-4-4). 8. Utilisation d'un tube selon la revendication 7 dans un lecteur vidéo d'images couleur comportant un lecteur de film (24) à tube flying-spot (20), un séparateur optique trichrome (25) et des moyens de photodétection et d'amplification, caractérisé en ce que lesdits moyens sont constitués par ledit tube à quatre quadrants détecteurs suivis d'amplificateurs vidéo identiques (40-1 à 40-4), le séparateur trichrome étant constitué par un montage à prismes (31 à 35)  8. Use of a tube according to claim 7 in a color image video player comprising a flying-spot tube film reader (24), a trichromatic optical separator (25) and photodetection and detection means. amplification, characterized in that said means are constituted by said four detector quadrant tube followed by identical video amplifiers (40-1 to 40-4), the trichromic separator consisting of a prism arrangement (31 to 35) comportant deux miroirs dichroîques (26-27) et deux miroirs reflé-  with two dichroic mirrors (26-27) and two reflecting mirrors chissants (28-29) pour produire la séparation des voies rouge (R) verte (V) et bleue (B) selon des faces de sortie correspondant à trois  (28-29) to produce the separation of the red (R) green (V) and blue (B) channels according to exit faces corresponding to three des quadrants.quadrants. 9. Utilisation d'un tube selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins un conducteur optique à fibre (36, 37) pour prélever une fraction de l'énergie lumineuse émise par le spot du tube flying-spot, ledit conducteur étant positionné par une extrémité en amont du film et couplé par son autre extrémité avec le tube multiplicateur d'électrons à microcanaux pour coopéer avec le quatrième quadrant détecteur (4-4), le signal (SO) correspondant détecté étant appliqué après amplification respectivement à trois circuits diviseurs analogiques (41-1 à 41-3) interposés sur les voies  9. Use of a tube according to claim 8, characterized in that it further comprises at least one fiber optic conductor (36, 37) for taking a fraction of the light energy emitted by the spot of the flying-tube. spot, said conductor being positioned at one end upstream of the film and coupled at its other end with the microchannel electron multiplier tube for cooperating with the fourth detector quadrant (4-4), the corresponding detected signal (SO) being applied after amplification respectively three analog divider circuits (41-1 to 41-3) interposed on the tracks (R, V, B) de détection en aval des amplificateurs.  (R, V, B) detection downstream of the amplifiers. 10. Utilisation d'un tube selon la revendication 7 ou 8 pour  10. Use of a tube according to claim 7 or 8 for réaliser un indicateur cartographique de bord.  produce an on-board chart indicator.