D'UN MATERIAU EN FEUILLE ENROULE ELASTIQUEMENT EN SPIRALE

ET UTILISATION DE CE DISPOSITIF

La présente invention se rapporte à un dispositif pour produire le déroulement, sur un substrat d'un matériau en feuille enroulé élastiqueraent en spirale, par attraction entre de3 électrodes solidaires respectivement du substrat et du matériau en feuille et reliée sélectivement aux deux pôles d'un source de haute tension électrique apte à développer entre ces électrodes des forces électrostatiques capables de s'opposer à la force d'enroulement élastique de ce matériau en feuille pour le dérouler.

On a déjà proposé dans le US-3-969,357 un dispositif électrostatique comprenant une électrode fixe à laquelle est associé le bord d'une extrémi¬ té d'une électrode enroulée élastique ent sous forme de feuille. Une couche isolante, associée soit à l'électrode mobile soit à l'électrode fixe, sépare ces deux électrodes. Par application d'un potentiel entre ces deux électrodes, l'électrode en feuille est déroulée sur l'électrode fixe et se réenroule dès que ce potentiel disparaît.

L'inconvénient de cette solution est notamment de ne pas permettre de dérouler la feuille électrode à vitesse constante et de ne pas pouvoir contrôler la vitesse d'enroulement celle-ci étant entièrement liée à la propriété élastiquee du matériau en feuille enroulé en spirale à l'état de repos.

Le but de la présente invention est de remédier au moins partiellement aux i convénients de cette solution.

A cet effet, cette invention a pour objet un dispositif pour produire le déroulement, sur un substrat, d'un matériau en feuille enroulé élasti¬ quement en spirale, selon la revendication 1, ainsi qu'une utilisation de ce dispositif selon la revendication 3.

Le dessin annexé illustre très schématiquement et à titre d'exemple une forme d'exécution de ce dispositif ainsi qu'une utilisation et une variante d'utilisation de ce dispotitif.

La fig 1 est une vue en perspective de cette forme d'exécution.

La fig 2 est une vue en élévation de l'utilisation de ce dispositif.

La fig 3 est une vue en coupe d'un appareil photographique comportant une variante d'utilisation de la fig 2.

La fig 4 est un schéma du circuit d'alimentation de ce dispositif.

Le dispositif illustré par la fig 1 comporte un substrat transparent

rectangulaire 3 dans les parties longitudinales duquel deux séries d'élec¬ trodes 1 et 2 sont disposées transversalement. Les électrodes de la série 1 sont connectées par un collecteur commun 4 à un pôle d'une source de haute tension 6 et les électrodes de la série 2 sont connectées par un autre collecteur 5 au même pôle de cette même source de haute tension 6. Les électrodes des séries 1 et 2 alternent dans la direction longitudinale du substrat 3.

Une feuille 7 eriroulée élastiquement en spirale, en polyéthylène tere- phtalate type Mylar ¹ -^ est fixée par une extrémité au substrat 3. Un film métallique 8 est déposé sur le revers de cette feuille 7 par rapport au substrat 3 _r notamment par la technique dite de PVD (physical vapot déposi¬ tion). Ce film 8 a trois fonctions, celui de rendre la feuille 7 opaque, celui de lui donner une certaine raideur qui la maintient normalement enroulée et celui de constituer une électrode destinée à êt e reliée au pôle opposé de la source de haute tension.

Le circuit d'alimentation de ces électrodes 1 et 2 est représenté par la fig 4. T comporte un commutateur de mise en marche CM qui est relié à un générateur de signaux d'iiorloge CL et à un commutateur C. Ce commutateur C commute les signaux d'horloge CL so t sur l'entrée d'un inverseur IV, soit directement sur la so tie de cet inverseur IV. Chaque série d'élec¬ trodes 1, 2 est reliée au potentiel haute tension HV de la source par deux transistors de polarité opposées P _{] f} N our les électrodes 1 et ₂ , N ₂ pour les électrodes ?.. Lorsque le signal d'horloge est 0, le transistor P, conduit et alimente les électrodes 1 alors que le transistor M, ne conduit ptiH. F.n raison de la présence de l'inverseur IV, les transistors ' _e t N reçoivent le signal d'horloge inversé de sorte que dans le même temps, le transistor P~ ne conduit pas alors que le transistor N ₂ conduit et met par conséquent les électrodes 2 à la masse pour les décharger. Lorsque le signal d'horloge CL devient 1, c'est l'inverse qui se produit.

Pour obtenir le réenroulement de la feuille 7, le commutateur CM fait passer le commutateur C dans l'autre position où il shunte l'inverseur IV de sorte que les transistors P. p„ N, N- _> sont au même potentiel. Simultané¬ ment l'horloge est bloquée sur 1, de sorte que ce sont les transistors N, et N qui conduisent simu tanément et déchargent les deux séries d'élec ^¬ trodes lui permettant de se réenrouler sous l'effet de sa propre élastici ^¬ té.

Le dispositif qui vient d'être décrit permet d'être utilisé comme volet destiné à ^" des applications dans lesquelles on veut obtenir un passage

sélectif de lumière, tel que des systèmes d'affichage.

Une utilisation particulière de ce dispositif est envisagée en tant qu'obturateur d'appareil photographique. ^' . Dans le cas de cette utilisation, il y a lieu de fixer deux feuilles 9 et 10 chacune par une de k-urs extré¬ mités aux deux extrémités respectives d'un substrat 11 qui, dans ce cas, peut avantageusement être opaque et percé d'une fenêtre (non visible) pour le passage de la l mi re.

Pour permettre la commande simultanée des feuilles 9 et 10 chaque électrode E^ à E sera alors associée à un circuit de commande comprenant comme précédemment un transistor P et un transistor N dont les bases sont connectées à un multiplexeur MP qui comporte une sortie pour chaque circuit et peut donc les commander séparément. Ce multiplexeur MP est associé à un organe de gestion OG qui indique la direction de déplacement des feuilles 9 et 10, l'écart entre les feuilles en fonction du temps d'exposition ainsi que le signal de synchronisation. Pour maintenir une feuille 9 ou 10 dérou¬ lée sur le substrat 11 on peut soit maintenir tout ou partie des électrodes sous tension ce qui constitue un système actif. On peut également imaginer un système passif comprenant à l'extrémité libre de chaque feuille 9, 10 une couche magnétique telle que 12 et des aimants permanents en samarium cobalt entourés chacun d'une bobine de démagnétisation 13 et 14. Lorsque l'une des feuilles est complètemen déroulée, elle est alors retenue contre le substrat 11 par l'aimant permanent. Dès que l'on désire enrouler cette feuille, on met les électrodes E- _j à E sous tension et on démagnétise l'aimant.

Grâce au circuit de commande avec mise nous tension ou déchargement distinct de chaque électrode, il est possible d'actionner sélectivement chacune des feuilles 9 et 10. Si les feuilles tournent dans le sens des flèches F, il suffit de commencer par décharger les électrodes qui retien¬ nent la feuille déroulée 9 jusque ce que l'on obtienne la largeur de fente désirée. Ensuite on polarise de nouveau successivement les électrodes qui sont à proximité de l'autre rouleau 10 et provoquent ainsi son déroulement. Ces deux feuilles 9 et 10 sont alors séparées l'une de l'autre par un espace variable dans lequel les électrodes sont déchargées. Comme habituel¬ lement, les feuilles 9 et 10 se déplacent à une vitesse pratiquement cons ^¬ tante quel que soit le temps d'exposition celui-ci étant réglé en faisant partir la feuille enroulée après un délai déterminé en fonction de la durée d'exposition désirée pour le film. L'écarte ent entre deux électrodes

E, E 3ur le substrat 11 devra être au maximum égal à la largeur de la

1 n

plus petite fente désirée entre les deux feuilles 9 et 10, qui est fonction du temps minimum d'exposition et de la vitesse de déplacement de ces feuil¬ les.

Les feuilles 9 et 10 de Myla r peuvent avoir une épaisseur comprise entre 2 et 20 μm. Pour opacifier ces feuilles et les rigidifier afin qu'elles tendent à rester enroulées, on dépose sur leurs faces constituant le revers par rapport au substrat 11, une couche métallique qui peut, par exemple, être une couche de l'ordre de 0,1 μm de Al, de Ti, de Zr, de Ta, d'un alliage Cr + Mo + , d'un alliage NiCo ou encore d'un alliage de ces différents métaux ou même d'un alliage de ces métaux avec d'autres métaux. Ce revêtement peut être obtenu par évaporation sous vide ou par pulvérisa¬ tion cathodique. On peut déposer par la même technique sur cette couche el ^¬ le long de l'extrémité libre de la feuille 9, 10, une couche de l'ordre de quelques μm de cobalt ou de permalloy pour former l'aimant permanent desti¬ né à retenir les feuilles en position déroulée.

Compte tenu du fait que les feuilles 9, 10 constituant les rideaux de l'obturateur sont revêtues d'une couche métallique pour les rendre opaques, il est. possible de former ainsi une couche miroir. Dès lors, on peut disposer l'obturateur 18 réalisé à l'aide de ces deux feuilles à 45° par rapport à l'axe optique d'un objectif 22 d'un appareil photographique reflex à la place où se trouve habituell ment le miroir escamotable que comporte ce type d'appareil, comme illustré par la fig 3. De ce fait, la surface réfléchissante de la feuille est tournée vers la lumière qui tra¬ verse l'objectif et la réfléchit contre un dispositif optique, schématisé ici par un miroir 19 qui la dirige a I ver y un objecti de visée r Mex 20. Lorsque l'obturateur est actionné, la feuille déroulée par exemple 9 s'enroule alors que la feuille enroulée 10 se déroule, déplaçant ainsi une fente entre elles qui laisse passer la lumière à travers 1'objectif-miroir en direction de la surface d'un film photo-sensible 21. Une fois la feuille 9 enroulée et la feuille 10 déroulée, cette dernière est soit maintenue déroulée par la couche magnétique fixée à son extrémité libre attirée par l'aimant en samarium cobalt entouré de sa bobine de démagnétisation 13, soit par l'attraction électrostatique de sa couche étalliquee par les électrodes E....E du substrat 11 si le dispositif magnétique n'existe pas. Dans cette variante d'utilisation, dans laquelle la planéité de la feuille déroulée doit être parfaite, il est préférable que le substrat 11 ne com ^¬ porte pas d'ouverture pour le passage de la lumière mais que ce substrat soit formé par une plaquette de verre dont le pourtour de la fenêtre est

rendu opaque par un revêtement, de manière que la feuille déroulée soit supportée sur toute sa surface. Il peut aussi être préférable dans cette variante de maintenir les électrodes E, E sous tension pour bien appliquer cette feuille sur le substrat 11. Pour éviter les problèmes de bulles d'air entre la feuille et le substrat, il peut être avantageux d'enfermer le substrat et les feuilles servant d'obturateur miroir dans un boîtier transparent étanche 23 dans lequel on fait le vide.