Dispositif optique comprenant au moins un élément photoconducteur placé sur le trajet d'un faisceau lumineux modulé On connaît déjà des dispositifs optiques compre nant au moins un élément photoconducteur placé sur le trajet d'un faisceau lumineux modulé.
Dans ces dispositifs, il est difficile d'obtenir une reproduction musicale de haute qualité, car les photo conducteurs présentent une certaine inertie, c'est- à-dire que le courant traversant le photoconducteur n'atteint sa valeur d'équilibre qu'un certain temps après l'éclairement du photoconducteur. Le courant augmente suivant une courbe exponentielle dont la constante de temps est inversement proportionnelle à l'éclairement. Après la suppression de l'éclairement, le courant diminue de nouveau de façon exponentielle, mais cette fois avec une constante de temps légère ment plus grande.
La présente invention a pour but d'améliorer la qualité de la courbe de réponse d'un photoconducteur. Elle a pour objet un dispositif optique comprenant au moins un élément photoconducteur placé sur le trajet d'un faisceau lumineux modulé, caractérisé en ce qu'il comprend un faisceau d'intensité constante ve nant frapper ledit élément en même temps que le fais ceau modulé.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution d'un dispo sitif objet de l'invention.
On a constaté que l'effet de proportionnalité entre l'inverse du temps de réponse et l'intensité de l'éclai rement subsiste jusqu'à une certaine valeur de cette intensité. Lorsque cette valeur est dépassée, la pro portionnalité n'est plus conservée et la variation de temps est moins sensible à la valeur de l'éclairement. Ceci est dû au fait qu'une partie des photoélectrons initialement produits vont remplir les pièges (trapps) du semi-conducteur et ne contribuent donc pas au photocourant.
Il est donc possible d'améliorer la courbe de ré ponse des photoconducteurs en soumettant ceux-ci à un faisceau lumineux constant qui est superposé au faisceau lumineux modulé.
Comme le montre le dessin, un élément photo conducteur 1 est relié en série avec une résistance 2 aux bornes<I>a</I> et<I>b</I> d'une source de tension convenable. La résistance 2 constitue le premier élément d'un filtre comprenant un condensateur 3 en série et une seconde résistance 4 en parallèle. La tension de sortie est me surée aux bornes de cette résistance 4. En principe, cette tension est appliquée à l'entrée d'un amplifi- cateur.
L'élément 1 est soumis à un flux lumineux modulé représenté par la flèche 5 et en même temps à un flux lumineux constant représenté par une flèche 6. De cette façon, l'élément 1 ou photoconducteur tra vaille dans des conditions pour lesquelles son temps de réponse est très faible. Toutefois, le courant tra versant cet élément contient une composante continue importante par rapport à la composante modulée. Pour cette raison, l'élément 1 est branché sur un cir cuit comprenant un filtre passe-haut qui est constitué par les résistances 2 et 4 et le condensateur 3.
Ce filtre à résistances et condensateur atténue les basses fréquences. Grâce à l'éclairement constant, l'atténuation des hautes fréquences est moins sensible dans le photoconducteur, mais elle existe quand même. Par un choix convenable de la constante de temps du filtre passe-haut, on peut compenser ap- proximatixement ces deux atténuations dans tout le domaine des fréquences acoustiques et obtenir ainsi une reproduction de qualité.
La constante de temps T du filtre est donnée par la formule suivante
EMI0002.0002
où Rl est la résistance de l'élément 1, R2 et R4 la valeur des résistances 2 et 4.
Ainsi, il est possible, grâce à la grande sensibilité du photoconducteur 1, de relever considérablement la fréquence de coupure supérieure sans- que les am plitudes des signaux de basses fréquences deviennent trop faibles.
Il est entendu qu'on pourrait apporter des modifi- cations au dispositif décrit et qu'on peut employer un filtre de schéma différent. On pourrait aussi remplacer le filtre par un diviseur de tension capacitif.
De préférence, la valeur du faisceau non modulé doit être égale au moins à la valeur maximum du fais ceau modulé. Dans le cas où le support de l'élément est transparent, on peut exposer une de ses faces au faisceau modulé et l'autre au faisceau d'intensité cons tante. Cette dernière solution est très avantageuse au point de vue constructif.
Optical device comprising at least one photoconductive element placed on the path of a modulated light beam Optical devices are already known comprising at least one photoconductive element placed on the path of a modulated light beam.
In these devices, it is difficult to achieve high-quality musical reproduction, since the photoconductors have a certain inertia, that is, the current passing through the photoconductor only reaches its equilibrium value. some time after the photoconductor is illuminated. The current increases according to an exponential curve whose time constant is inversely proportional to the illumination. After the illumination is removed, the current decreases exponentially again, but this time with a slightly larger time constant.
The object of the present invention is to improve the quality of the response curve of a photoconductor. It relates to an optical device comprising at least one photoconductive element placed on the path of a modulated light beam, characterized in that it comprises a beam of constant intensity which strikes said element at the same time as the modulated beam. .
The appended drawing represents, schematically and by way of example, an embodiment of a device which is the subject of the invention.
It has been observed that the effect of proportionality between the inverse of the response time and the intensity of the illumination remains up to a certain value of this intensity. When this value is exceeded, the proportionality is no longer maintained and the time variation is less sensitive to the value of the illumination. This is due to the fact that part of the photoelectrons initially produced will fill the traps (traps) of the semiconductor and therefore do not contribute to the photocurrent.
It is therefore possible to improve the response curve of the photoconductors by subjecting them to a constant light beam which is superimposed on the modulated light beam.
As shown in the drawing, a photoconductive element 1 is connected in series with a resistor 2 across terminals <I> a </I> and <I> b </I> of a suitable voltage source. Resistor 2 constitutes the first element of a filter comprising a capacitor 3 in series and a second resistor 4 in parallel. The output voltage is measured across this resistor 4. In principle, this voltage is applied to the input of an amplifier.
The element 1 is subjected to a modulated luminous flux represented by the arrow 5 and at the same time to a constant luminous flux represented by an arrow 6. In this way, the element 1 or photoconductive works under conditions for which its time response is very low. However, the current passing through this element contains a large DC component compared to the modulated component. For this reason, element 1 is connected to a circuit comprising a high-pass filter which consists of resistors 2 and 4 and capacitor 3.
This resistor and capacitor filter attenuates low frequencies. Thanks to the constant illumination, the attenuation of the high frequencies is less sensitive in the photoconductor, but it still exists. By a suitable choice of the time constant of the high-pass filter, it is possible to compensate approximately these two attenuations in the whole range of acoustic frequencies and thus obtain a quality reproduction.
The time constant T of the filter is given by the following formula
EMI0002.0002
where Rl is the resistance of element 1, R2 and R4 the value of resistors 2 and 4.
Thus, it is possible, thanks to the high sensitivity of the photoconductor 1, to considerably increase the upper cut-off frequency without the amplitudes of the low-frequency signals becoming too low.
It is understood that modifications could be made to the device described and that a filter of a different design could be used. One could also replace the filter by a capacitive voltage divider.
Preferably, the value of the unmodulated beam should be at least equal to the maximum value of the modulated beam. In the case where the support of the element is transparent, one of its faces can be exposed to the modulated beam and the other to the beam of constant intensity. The latter solution is very advantageous from the constructive point of view.