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La présente invention est relative à un amplificateur d'images et à un procédé permettant de le fabriquer; elle concerne plus particuliè- rement un amplificateur permettant de reproduire fidèlement une image don- née, produite par rayonnement.
Dan le brevet belge N 525.922 on a décrit un dispositif ampli- ficateur d'images du type envisagé dans la présente invention. Ce dispo- sitif amplificateur de lumière se présente sous la forme d'une cellule for- mée de lames dans laquelle les lames sont disposées de la même manière que dans un condensateur à plaques parallèles ordinaire, comportant une substan- ce diélectrique interposée entre les deux plaques. Les plaques du conden- sateur sont constituées par une substance conductrice de l'électricité par exemple du métal, ces plaques se présentant sous la forme de pellicules d'une épaisseur très faible de manière à être transparentes.
Le diélec- trique se compose de deux parties c'est-à-dire d'une lame de substance photo-conductrice, telle que le sulfure de cadmium, ayant une impédance élec- trique d'obscurité élevée, et une lame contigüe de substance électroluminescente dont la luminescence peut être provoquée par l'application d'un champ électrique alternatif variable. Une substance classique appropriée pour la constitution de cette lame électroluminescente est un mélange de sulfure de zinc et d'oxyde de zinc activé au cuivre, commet décrit par Destriau dans l'édition de 1937, volume 38, de "Philosophical Magazine", pages 700 à 739, 774 à 793 et 800 à 887. D'autres substances appropriées sont également décrites dans ces pages.
Par suite de.l'application d'un voltage alternatif d'excitation aux deux plaques de cet amplificateur d'images, on peut considérer qu'il existe entre celles-ci une chute de voltage qui est la somme des deux chutes de voltage qui se produisent dans les deux couches diélectriques respectives. En concevant ces couches diélectriques d'une manière prédéterminée, on peut empêcher au diélectrique électroluminescent de devenir luminescent en l'absence de toute lumière d'excitation, mais, d'autre part, on peut l'amener à devenir luminescent lorsque de la lumière est projetée sur la couche photo-conductrice.
Au cours de cette dernière opération, les caractéristiques électriques de la couche photo-conductrice sont modifiées de manière à altérer la distribution des voltages dans les deux couches, dans une direction, afin d'augmenter la valeur du voltage appliqué à la couche électroluminescente. Du fait de cet accroissement de voltage, la couche électroluminescente émet de:la lumière dont la brillance correspond à la modification des caractéristiques électriques de la couche photo-conductrice.
Une telle cellule amplificatrice trouve une utilisation particulière dans la reproduction des images de télévision et de cinéma. Cette cellule permet l'amplification de l'image qui est projetée sur elle d'ou il résulte qu'une image de faible brillance produite par un tube image de télévision relativement petit peut être grossie à un fort grossissement et reproduite dans des conditions de très grande luminosité permettant une observation aisée.
Les caractéristiques de reproduction de cet amplificateur sont partiellement fonction de la conception de la lame photo-conductrice. Ainsi en modifiant certaines caractéristiques de structure de cette lame on peut obtenir une variation correspondante des caractéristiques de reproduction de l'amplificateur.
Un des objets de la présente invention est de prévoir une lame photo-conductrice pour un écran amplificateur, dont le caractère permet la reproduction d'une image sous une forme présentant une définition relativement élevée.
Un autre objet de la présente invention est de prévoir une méthode permettant de fabriquer une telle lame photoconductrice.
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Un autre objet de la présente invention est de prévoir une lame photo-conductrice se présentant sous la forme d'une feuille et possédant une capacité électrique relativement faible, et une résistance électrique d'obscurité relativement élevée. Comme corollaire, un autre objet de la' présente invention est de prévoir une telle couche possédant des caractéristiques électriques uniformes sur toute son étendue permettant ainsi une reproduction fidèle d'une image produite par rayonnement.
Un autre objet de la présente invention est encore de prévoir un élément photo-conducteur pour un tel écran amplificateur, permettant une reproduction fidèle et toujours égale de toutes les parties élémentaires d'une image obtenue par rayonnement projetée sur l'amplificateur, sans brouillage ou effet de diffusion.
Un autre objet de la présente invention est de prévoir une méthode permettant d'obtenir les arrangements sus-mentionnés.
Suivant la présente invention on prévoit un élément se présentant sous la forme d'une feuille photo-sensible comprenant une substance isolante perforée ou ondulée d'une épaisseur prédéterminée et une pellicule de substance photos-conductrice disposée sur les surfaces adjacentes des perforations ou des ondulations respectivement. Un tel élément photo-sensible présente entre les faces opposées une impédance qui est fonction de l'épaisseur de l'élément, ou, en d'autres mots de la longueur de la voie semi-conductrice entré les faces opposées des éléments constitués par la substance photo-conductrice.
Les objets et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisations, ladite description étant faite en relation avec les dessins ci-annexés dans lesquels :
La Fig.l montre une vue en coupe transversale d'un dispositif amplificateur de lumière conçu selon la présente invention;
La Fig. 2 montre une vue en élévation frontale dudit dispositif;
La Fig. 3 est un schéma de circuit équivalent utilisé pour expliquer les principes de fonctionnement dudit dispositif.
La Fig. 4 montre une vue en élévation fragmentaire d'une forme de lame photo-conductrice utilisée dans l'écran de la Fig. 1.
La Fig. 5 montre une vue en coupe transversale fragmentaire de la lame montrée à la Fig. 4.
La Fig. 6 montre une vue transversale d'une autre lame photoconductrice et
La Fig. 7 montre une vue en élévation fragmentaire de la lame montrée à la Fig. 6.
Si l'on se réfère à la Fig. 1 on voit que l'amplificateur d'ima- ges se compose d'une structure de lames plane et présente une configuration appropriée, par exemple la forme circulaire montrée à la Fig. 2. Les lames de cet ensemble comprennent un disque support 1 de verre ou de substance similaire, une pellicule transparente de substance conductrice 2, par exemple de l'argent appliquée par évaporation sur l'une des faces du disque 1, une couche 3 de substance photo-conductrice, (par exemple du sulfure de cadmium) appliquée sur la pellicule 2, une lame de substance électroluminescente 4 disposée sur la couche 3, une autre pellicule 5 de substance conductrice qui peut être identique à celle qui compose la pellicule 2, et un disque support en verre 6 adjacent à la pellicule 5.
Une lame isolante atténuant la lumière (non montrée à la Fig. 1) peut être interposée entre les lames 4 et 5 afin de limiter la lumière réfléchie entre les lames 4 et 5.
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Le circuit électrique équivalent à cet ensemble est montré à la Fig. 3. Le condensateur indiqué par la référence numérique 7 se compose de la pellicule formant électrode 2 et de la substance photo-conductrice 3 et l'autre condensateur indiqué par la référence numérique 8 se compose de la lame électroluminescente 4 et de la pellicule formant électrode 5. Par l'application d'un voltage d'excitation alternatif par exemple de 600 volts à 800 hertz à travers les deux électrodes 2 et 5. il se produit à travers les deux condensateurs 7 et 8 une distribution ou une division des voltages du fait que ces deux condensateurs sont connectés en série.
Si l'on suppo- @ se en premier lieu que les condensateurs 7 et 8 sont soumis à une condition d'absence de lumière (en d'autres mots placés dans une salle complètement obscure) on obtient une certaine division de voltage. Si l'on suppose main- tenant que la substance photo-conductrice du condensateur 7 est éclairée, les caractéristiques d'impédance de ladite substance sont modifiées en con- séquence. faisant ainsi varier cette division de voltage. Du fait qu'un tel éclairement tend à abaisser l'impédance de la substance photo-conductri- ce 3. une augmentation de voltage est appliquée à la lame 4.
Il résulte que cette lame 4 devient luminescente et présente une brillance qui est fonction de la valeur du voltage alternatif qui lui est appliqué, de sorte qu'il ap- paraît qu'à mesure que l'impédance du condensateur 7 décroît, la substance 4 du condensateur 8 devient luminescente.
Il est important que la couche photo-conductrice 3 possède une capacité relativement faible lorsqu'aucune lumière n'est projetée sur elle.
De même la, résistance à l'obscurité de cette couche 3 doit être élevée.
L'impédance étant correctement prévue, la division des voltages à travers les deux condensateurs 7 et 8 doit être propre à imposer pratiquement la totalité du voltage au condensateur 7 et un voltage très faible au conden- sateur 8 dans la condition de non éclairement, En s'assurant que ce dernier voltage est suffisamment faible, la lame électro-luminescente 4 ne devient pas luminescente.
En supposant maintenant qu'une lumière incidente, dont la brillance augmente progressivement, est projetée sur la couche 3. l'im- pédance à travers la couche 3 décroît proportionnellement. modifiant ainsi la division des voltages à travers les deux condensateurs 7 et 8. dans une direction, de manière à augmenter le voltage à travers la substance électro- luminescente 4 Lorsque le seuil de la sensibilité luminescente de cette lame 4 est atteint, la luminescence se produit à un degré qui est fonction de la valeur du voltage qui y est appliqué.
Les méthodes connues pour la préparation d'une surface photo- conductrice se composant par exemple de sulfure de cadmium évaporé n'ont pas été reconnues satisfaisantes pour produire une couche 3 d'une épaisseur suffisante permettant d'obtenir les impédances de commande nécessaires. La raison principale de cette difficulté réside dans le fait que lesdites méthodes connues produisent des surfaces photoconductrices qui tendent à se séparer de leur sous-couche lorsqu'elles sont prévues de l'épaisseur suffisanteo Afin d'obtenir un réglage correct il est cependant nécessaire de prévoir une épaisseur suffisante afin de réduire l'admission de la couche photo-conductrice. cette admission. si elle était trop élevée, conduirait en effet à une émission de lumière par la couche 4 même lorsque la couche 3 n'est pas éclairée.
Les Figs. 4 et 5 montrent une construction appropriée pour une couche photo-conductrice 3. Cette couche se compose d'un élément se présentant sous la,forme d'une feuille ou matrice (de préférence opaque) comportant des perforations de dimensions pratiquement identiques qui peuvent être espacées de façon régulière. Ces perforations sont indiquées par la référence numérique 10 et la matrice est indiquée par la référence numérique 11. Cette matrice 11 peut être comparée à un écran de fil ordinaire comportant l'écartement de maille habituel.
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Cette matrice 11 peut se composer de toute substance isolante appropriée. mais elle est constituée de préférence par du verre plan et son épaisseur est prévue suffisamment grande, ainsi qu'il apparaîtra de la description suivante.
Sur cette matrice est déposée une mince pellicule de substance photo-conductrice indiquée par la référence numérique 12. cette substance étant d'une composition connue appropriée. L'épaisseur de la pellicule est prévue de manière à produire les caractéristiques de fonctionnement dé- sirées. ainsi qu'il sera expliqué plus complètement ci-dessous.
Dans l'exemple présenta il est préférable d'utiliser comme substance photo-conductrice de sulfure de cadmium. et l'épaisseur de la pellicule peut varier entre 2 et 20 micronso Cette pellicule peut être déposée sur la matrice par évaporation suivant toute méthode connue appropriée. l'une de ces méthodes étant décrite par R.E.Aitchison dans Nature Magazine, Volume 167. page 8120
Après que l'opération consistant à déposer par évaporation la pellicule 12 sur la matrice 11 est terminée. il est préférable de meuler ou de gratter les surfaces opposées de la matrice 11 afin de les débarasser de la substance photo-conductrice.
Ainsi, en considérant une seule perforation de l'élément terminé,, cette perforation étant indiquée par la référence numérique 13 à la Fige 5. on peut la considérer comme étant définie par un élément tubulaire de substance photo-conductrice. les extrémités opposées de cet élément tubulaire permettant d'y connecter un circuit électrique extérieure L'impédance entre les extrémités de cet élément correspond à la longueur physique de ce dernier, d'où il résulte qu'il est possible de concevoir les caractéristiques diélectriques nécessaires pour le condensateur 7 comme expliqué précédemment.
En considérant le fonctionnement de l'ensemble de la Fig. 5 dans l'amplificateur de la Figo 1 on peut considérer qu'un rayon lumineux très mince pénètre par l'une des perforations par exemple la perforation 13. Ce rayon projeté sur la face gauche de l'amplificateur de la Fig. 1 pénètre jusqu'à la région correspondante de la lame 4 et est partiellement réfléchi par celle-ci pour venir frapper la pellicule 12 qui longe la perforationo L'impédance de cette pellicule se trouve de ce fait abaissée. provoquant une réduction de la chute de tension entre les extrémités opposées de la pellicule. Un accroissement correspondant de voltage est appliqué à la zone transversale de la portion contiguë de la lame 4. amenant celle-ci à devenir luminescente.
Du fait que la pellicule 12 entourant la perforation 13 est isolée de toutes les autres pellicules, les sections de la couche photo-conductrice 3 adjacente à la pellicule impressionnée ne sont pas affectéeso Ceci tend à restreindre latéralement l'effet de la lumière incidente sur la couche 3 au seul point illuminé, réduisant ainsi et éliminant la tendance à une impression diffusée ou éparpillée de la substance photo-conductrice.. En d'autres motsa la conduction latérale dans la couche 3 est pratiquement supprimée. Ceci a pour résultat pratique qu'une lumière ponctuelle incidente sur la face gauche de l'amplificateur de la Figo 1 apparaît comme une lumière ponctuelle sur la face de droite de l'écran. en correspondance directe avec celle-ci.
Il apparaît donc maintenant qu'une image de forme complexe peut être projetée sur la face gauche de l'amplificateur et être reproduite fidèlement sur la face d'observation.
Les Figso 6 et 7 montrent une autre forme sous laquelle peut se présenter la couche 3. Cette couche se compose du disque 1 sur lequel sont disposés une pluralité de protubérances ou de supports dressés 14 disposés en ordre et espacés régulièrement les uns des autres. Comme le montre la Figo 6, il en résulte un profil dont le contour présente des crêtes et des creux uniformément espacéso Dans les portions en creux il est prévu une substance conductrice 15 par exemple de l'argent évaporé ou autre substance similaire. Au lieu d'être argentés ces creux peuvent être irri-
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diés. afin de produire une surface conductrice transparente telle que celle décrite dans le brevet américain ? 205590969 déposé le 16 février 1950.
Les crêtes sont recouvertes par une substance photo-conductrice déposée par évaporation, qui se prolonge de manière à venir en contact électrique avec le revêtement 15 des portions en creux. Cette substance photo-conductrice est Indiquée par la pellicule 16. Une substance opaque appropriée 18 peut garnir les espaces entre les supports revêtus 14.
Si l'on considère le fonctionnement de cet ensemble lorsqu'il est incorporé dans l'amplificateur de la Fig.l. le revêtement 15 des por- tions en creux peut être substitué à la pellicule formant électrode 2. La lame 4 est ainsi superposée sur les extrémités supérieures des supports 14.
Considérons de nouveau qu'un rayon lumineux pénètre par exem- ple dans le support 17. la pellicule photo-conductrice qui recouvre ce sup- port est excitée, ce qui a pour effet de réduire son impédance entre la cou- che 15 et la lame 4. La substance électro-luminescente contriüe à cette portion de pellicule excitée est de ce fait excitée proportionnellement à cette chute d'impédance.
Pour les mêmes raisons que celles exposées dans l'explication du fonctionnement de l'ensemble montré aux Figso 5 et 6. on obtient une reproduction pratiquement exacte d'une Image, grâce à l'utilisation de voles photo-conductrices relativement logues qui déterminent la caractéristique diélectrique de la couche 3.
En suivant les enseignements de cette Invention, ainsi qu'il a été expliqué précédemment. il est possible d'utiliser les méthodes et les techniques connues pour la fabrication de surfaces et de pellicules photoconductrices en vue de former des électrodes photo-conductrices pour l'amplificateur de la Fig. l. La difficulté rencontrée pour obtenir par évaporation une pellicule suffisamment épaisse' présentant les caractéristiques physiques appropriées est surmontée par l'utilisation de l'une ou l'autre des matrices décrites. Alors que des éléments supports perforés et ondulés ont été décrits en vue d'une utilisation permettant d'obtenir les caractéristiques électriques désirées de la substance photo-conductrice, on comprendra qu'il est possible d'utiliser différentes formes et configurations pour ces supports, sans s'éloigner de la portée de l'invention.
L'aspect Important de la présente Invention réside dans le fait qu'il est prévu un moyen permettant d'obtenir une caractéristique d'impédance désirée dans la lame photo-conductrice de l'amplificateur afin d'avoir la possibilité deréglage nécessaire pour l'excitation de la substance électroluminescente.
Bien que les objets et caractéristiques de la présente invention aient été décrits ci-dessus en relation avec des exemples particuliers de réalisation, on comprendra clairement que cette description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention.