<Desc/Clms Page number 1>
L'invention concerne un intensificateur d'image à substance so- lide dont l'écran d'image, muni d'électrodes pour l'application d'une tension électrique, comporte des éléments conjugués par paires, respec- tivement à substance luminescente et à substance photo-sensible, le tout agencé de façon que ces derniers éléments, en agissant sur le champ élec- trique des éléments à substance luminescente, commandent la luminescence de ceux-ci. Par substance photensible, il y a lieu d'entendre ici une sub- stance dont l'impédance électrique spécifique peut être influencée, de ma- nière réversible, par un rayonnement corpusculaire ou électromagnétique.
Pour la clarté de l'exposé, dans la suite du mémoire, les élé- ments à substance photosensible seront appelés éléments photensibles, et les éléments à substance luminescente, éléments luminescents. Un tel in- tensificateur d'image à substance solide permet d'intensifier et/ou de visualiser une image de rayonnement primaire, projetée sur les éléments photosensibles, par le fait que les variations d'impédance des éléments photosensibles, provoquées localement par le rayonnement primaire, com- mai-dent localement la partie de la tension électrique appliquée aux bor- nes des éléments luminescents et que des variations dans une partie de la tension provoquent une variation de la luminescence des éléments lumines- cents correspondants.
Cela peut s'obtenir en choisissant pour.la substance luminescente une matière électroluminescente; on peut également utiliser une substance luminescente qui présente de l'extinction de champ de la luminescence et provoquer la luminescence des éléments luminescents à 1' aide d'un rayonnement provenant d'une source de rayonnement auxiliaire.
Par extinction de champ de la luminescence, on entend ici le phénomène qu'un champ électrique agissant sur la substance provoque une atténuation croissant avec l'intensité dudit champ, d'une luminescence de la substance provoquée par un rayonnement, par exemple par des rayons ultra-violets, des rayons X ou des rayons électroniques. Dans le cas d'une substance électro-luminescente, une augmentation de la tension partielle aux bornes des éléments luminescents provoque une augmentation de la luminescence.
Dans le cas d'une substance qui présente de l'extinction de champ, une augmentation de la tension partielle provoque une baisse de la lumines- oence initialement engendrée par le rayonnement auxiliaire.
Dans les intensificateurs d'image à substance solide connus, du type mentionné dans le préambule, les éléments photosensibles et lumines- cents conjugués sont montés électriquement en série, de sorte qu'une va- riation d'impédance de la substance photosensible provoquée par un rayon- nement entraîne une variation dans le sens opposé de la tension partielle aux bornes des éléments luminescents conjugués.
L'invention fournit un intensificateur d'image à substance so- lide, dans lequel les éléments photosensibles commandent d'une manière différente la grandeur de la tension partielle électrique aux bornes des éléments luminescents.
Suivant l'invention, les éléments conjugués de chaque paire sont montés électriquement en parallèle et l'écran d'image comporte un certain nombre d'éléments d'impédance, en une substance dont l'impédance spéci- fique est insensible au rayonnement, dont chacun est monté électriquement en série avec une paire constituée par un élément photosensible etun élé- ment luminescent conjugué.
Le montage en parallèle d'un élément photosensible et d'un élé- ment luminescent conjugué fait en sorte que la variation de l'impédance d'un élément photosensible, sous l'effet d'un rayonnement parvenant sur cet élément, entraîne une variation dans le même sens de la tension par- tielle aux bornes de l'élément luminescent conjugué. Un avantage du mon-
<Desc/Clms Page number 2>
tage spécifié est que l'impédance sombre d'un élément photosensible est beaucoup moins critique que dans le montage connu d'intensificateurs d' image à substance solide du type décrit dans le préambule.
Dans une forme de réalisation simple de l'intensificateur d'image à substance solide conforme à l'invention, les éléments photosensibles et les éléments luminescents constituent des couches successives dans le sens de l'épaisseur de l'écran et la couche formée par les éléments photosensi-
EMI2.1
bles comporte, ,dû', c8té, opâs-6 à la '"C'ouche'. ' d'-é7.éme.ts 'lümin= W énts, ' ''avec intèrposft:i,,01îV'',déS' éléménts d'impêdanc2- ' :deux électrodes séparées qui s'interpénètrent. Il est avantageux que l' épaisseur des éléments d'impédance entre une électrode et la couche d'élé- ments photosensibles soit plus petite que l'épaisseur de l'ensemble de la couche photosensible et de la couche luminescente.
De préférence, la cou- che formée par les éléments luminescents, du côté opposé à la couche d' éléments photosensibles, comporte une électrode auxiliaire transparente qui s'étend pratiquement sur toute la couche.
Dans une autre forme de réalisation de l'intensificateur d'image à substance solide conforme à l'invention, les éléments luminescents et les éléments photosensibles se trouvent pratiquement dans un même plan et ces éléments sont alternés. D'un coté de la couche formée par les deux sortes d'éléments, celle-ci est recouverte par l'une des électrodes, tan- dis que de l'autre côté de cette couche sont disposés des éléments d'im- pédance réunis en une couche et cette dernière couche est à son tour munie de la seconde électrode.
De plus, entre cette couche constituée par les éléments photosensibles et les éléments luminescents et la couche d'impé- dance, se trouvent un certain nombre de parties d'électrodes auxiliaires conductrices de l'électricité individuelles, qui sont conjuguées chacune avec une paire constituée par un élément photosensible et par un élément luminescent voisin conjugué. Dans une autre forme de réalisation de l' exemple décrit, les éléments photosensibles et les éléments luminescents forment des trajets parallèles entre eux.
Lorsque la couche photosensible est sensible à la lumière émise par la substance luminescente, il y a lieu de disposer entre les éléments de sorte différente une matière masquant la lumière luminescente, afin d'éviter un couplage à réaction qui affecterait le fonctionnement. Dans les amplificateurs d'image à substance solide, comportant des couches dis- posées l'une derrière l'autre entre deux électrodes et comportant respec- tivement une substance photosensible et une substance électroluminescente, il est connu de prévoir une couche intermédiaire opaque, par exemple de vernis noir.
Uxie telle couche peut également être utilisée dans la forme de réalisation décrite ci-dessus de l'intensificateur d'image à substance solide conforme à l'invention, qui comporte également deux couches suc- cessives, l'une d'une substance photosensible et l'autre d'une substance luminescente.
Dans la forme de réalisation telle que les divers éléments se trouvent pratiquement dans un même plan, on peut prévoir, entre les bords limitrophes d'éléments de sorte différente, des lignes d'une matière opa- que, par exemple un vernis noir.
Dans description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La fig. 1 représente schématiquement une petite partie d'un in- tensificateur d'image à substance solide et montre une coupe par un plan parallèle au plan du dessin.
<Desc/Clms Page number 3>
La fig. 2 montre une partie du schéma équivalent électrique de l'écran d'image de ce dispositif.
La fig. 3 représente une partie d'une coupe d'une forme de réali- sation quelque peu différente de l'écran d'image.
La fige 4 montre schématiquement une partie d'une coupe trans- versale d'une autre forme de réalisation encore de l'intensificateur d' image à substance solide conforme à l'invention.
Les fige 5,6 et 7 illustrent diverses possibilités d'emplacement relatif des éléments photosensibles et des éléments luminescents dans un intensificateur d'image à substance solide tel que représenté sur la fig.
4, mais vues perpendiculairement au plan de celui-ci.
Il y a lieu de noter que, pour la clarté du dessin, diverses di- mensions ne sont pas représentées à l'échelle. En particulier, l'épaisseur de certaines couches des écrans d'image, est plus ou moins exagérée. La suite du mémoire donne, pour de telles dimensions, quelques valeurs utili- sables.
Le renforcateur d'image.. représenté sur la fig. 1 comporte une plaque de verre 1, qui forme le porteur d'image. Cet- te plaque, qui peut éventuellement affecter une forme incurvée, comporte, à l'avant, une électrode transparente 2, qui est constituée par une mince couche d'oxyde d'étain conducteur appliquée sur la plaque. Sur cette élec- trode 2 se trouve une couche électroluminescente 3, d'environ 50 u d'épais- seur et qui est essentiellement constituée par une substance électrolumines- cente et un liant.
La couche peut être constituée, par exemple, par du sulfure de zinc, du séléniure de zinc'ou des cristaux mixtes de cette sub- stance, qui sont activées à l'aide de 1 x 10-3 atome-gramme de cuivre et 8.10-4 atome-gramme d'aluminium ou de chlore, éventuellement avec 1.10-2 atome-gramme de manganèse, par molécule-gramme de sulfure de zinc ou de séléniure de zinc. Le liant peut être de l'uréeformaldéhdye. La couche 3 est recouverte d'une couche réflectrice 4 de 10 à 20 microns d'épais- seur, constituée par du bioxyde de titane.
La couche est recouverte à son tour d'une mince couche 5, qui est essentiellement constituée par une sub- stance photosensible, c'est-à-dire une substance dont l'impédance électri- que spécifique peut être influencée, de manière réversible, par un rayon- nement que ou commpuscluaire, Dans le présent cas, la couche est essentiellement constituée par du sulfure. de cadmiùm photoconducteur ou du séléniure de cadmium, par exemple du sulfure de cadmium activ avec 2.10-4 a come-gramme de cuivre et 1.9.10-4 atome-gramme de chlore ou de gallium par molécule-gramme de sulfure de cadmium. L'épaisseur de la couche 5 est de 15 à 30 microns.
La couche peut être appliquée par exemple par vaporisation ou par projec- tion sur la couche 4.
La couche photosensible 5 et les bords de la couche réflectrice 4 et de la couche électroluminescente 3 sont recouverts d'une couche 6 qui est transparente et qui comporte essentiellement une substance dont l'im- pédance électrique spécifique n'est pratiquement pas influencée par du rayonnement. La couche 5 peut être constituée par exemple par de la ré- sine d'éthoxyline, une résine de polyéthersel ou du polytétrafluoréthylène.
De préférence, on utilise une matière à haute constante diélectrique, à grande résistance à 1; disruptiôn et à haute résistivité. L'épaisseur de la couche d'impédance 6 ne dépasse pas, de préférence l'épaisseur totale des couches 2, 4 et 5.
La couche d'impédance 6 comporte du coté extérieur, deux électro-
<Desc/Clms Page number 4>
des 7 et 8 en forme de peigne, dont les dents s'interpénètrent et sont parallèles 'entre elles. Les électrodes peuvent âtre obtenues en reposant par vapori@ation, suivant le gabarit désiré, du métal, par exemple de 1' argent, sur la couche d'impédance 6, mais elles peuvent également étre,ap- pliquées d'une autre manière,'par exèmple par'voie-photomécanique ou;'par impression. Les dents des électrodes ont une làrgeur d'aviron; 300 -microns,
EMI4.1
tendis .que la' distance dta.X&den.,:axè"'tde dents .successives appartenant à-'-cles .électrodes différentesest de:1200 à 2000 microns.
Pour la mise en service de l'écran d'image décrit, les bornes de connexion 9, respectivement 10, des électrodes 7 et 8 sont reliées à une source de tension alternative. 11, dont la tension est choisie de façon que, dans l'obscurité, donc sans que la couche photosensible 5 soit in- fluencée à travers la couche d'impédance 6 par un rayonnement, la couche électroluminescente 3 s'illumine nettemento
L'écran d'image décrit est en fait constitué par une collection d'éléments d'impédance, d'éléments photosensibles et d'éléments électrolu- minescents conjugués. La fige 2 représente le schéma électrique équiva- lent simplifié d'une série de tels éléments.
Le schéma comporte des con- densateurs 20 et 21 et sont formés par des parties de la couche d'impé- dance 6, sous les dents, respectivement des électrodes 7 et 8, De plus, il comporte des résistances 22 dont la valeur est à abaisser par le rayon- nement et qui sont formées par des parties de la couche photosensible qui s'étendent sous la couche 6 de l'une des électrodes vers l'autre.
Des parties de la couche intermédiaire et de la couche électroluminescente 3 qui se trouvent sous les dents des électrodes 7 forment les condensateurs 23 et 24, tandis que les condensateurs 25 et 26 indiquent des parties de ces couches qui se trouvent sous les dents de l'électrode 8, Comme le montre le schéma, dans chaque section du réseau, la résistance 22 est mon- tée en parallèle avec le montage en série de condensateurs correspondants 23, 24 et 25, 26, et avec ce montage en parallèle sont montés en série les condensateurs correspondants 20 et 21.
Une tension alternative appliquée aux bornes 9 et 10 fournira donc,
EMI4.2
6uivé}.nt-c:la vàlëur'de'la résistance 22, une''grande ou .une pe3ite¯,Séààiop..par- tielle aux bornes des condensateurs 24 et 26. Cette tension partielle est la plus grande lorsque la résistance 22 est maximum, Des variations dans la valeur de la résistance 22 par un rayonnement, qui provient du côté des électrodes 7 et 8 sur la couche photosensible 5 de l'intensificateur d'image à substance solide de la fig. l, se traduit par une variation dans le même sens dans la lumière luminescente engendrée dans les parties élec- troluminescentes correspondantes (condensateurs 24 et 26), lumière qui est rayonnée à travers l'électrode conductrice 2 et le porteur 1.
Une image de rayonnement primaire, projetée sur la couche 15 de l'intensificateur d'image à substance solide représenté sur la fig, l, provoque alors, du c8té du support 1, une image luminescente visible dans le négatif de l'image primaire. Le dispositif de la fig, 1 est à utiliser par exemple pour juger de négatifs photographiques. Lorsqu'on désire con- vertir une image de rayonnement positive en une image de luminescence égale- ment positive, on peut monter en cascade optiquement deux de ces intensi- ficateurs d'image à substance solide.
Par suite de la symétrie électrique de chaque section du ré- seau constituant l'écran d'image, l'électrode conductrice 2 ne doit pas être reliée à la source de tension. Toutefois, au besoin, on peut relier cette électrode à une borne d'une source de tension, dont le potentiel se trouve au milieu entre ceux des bornes 9 et 10.
<Desc/Clms Page number 5>
La fig. 3 du dessin représente une partie de la coupe transver- sale d'un écran d'image qui ne diffère de celui représenté sur la fige 1 que par le fait que les éléments d'impédance ne forment pas une couche 6 fermée d'épaisseur uniforme, mais se trouvent, pour ainsi dire, uniquement sous les dents des électrodes. Les électrodes 7 et 8 se trouvent donc sur des nervures parallèles 30. Cette configuration offre l'avantage que la majeure partie du champ électrique est concentrée sur les parties se trou- vant sous ces rainures de la couche photosensible et de la couche électro- luminescente.
Les dents des électrodes 7 et 8 ne doivent pas nécessairement être des lignes droites ; peuvent également être disposées suivant les lignes ondulées ou être disposées en zig zàg. Un point essentiel est que, localement, elles soient parallèles. C'est ainsi que l'on peut, par exemple, donner aux électrodes 7 et 8 également la forme de srirales géo- métriques localement parallèles.
Dans la forme de réalisation de l'intensificateur d'image à sub- stance solide, conforme à l'invention, représentée sur la fig. 1, on a ap- pliqué sur un c8té plan d'une plaque porteuse de verre 40 une électrode 41 qui est constituée par de l'oxyde d'étain ou un métal conduteur. Cette matière peut être appliquée sous forme d'une couche fermée ou d'un réseau à fines mailles. Sur l'électrode 41 est appliquée une couche d'impédance 42 qui correspond à la couche d'impédance 6 de l'exemple de réalisation décrit à l'aide de la fig. l. Du c8té de la couche d'impédance 42 opposé au support 40 sont disposés un certain nombre d'éléments 43 et 44 alternés, qui comportent essentiellement une substance photosensible, respectivement une substance électroluminescente.
Ces éléments qui se trouvent pratique- ment dans le même plan, peuvent être de même composition que la couche photoconductrice 5, respectivement qùe la couche électroluminescente 3 dans l'exemple représenté sur la fig. 1. Pour éviter une réaction de la lu- mière engendrée dans les éléments électroluminescents 44 sur les éléments photosensibles voisins 43, on a inséré, entre de tels éléments voisins, une cloison de séparation opaque 45. Ces cloisons peuvent être constituées par des lignes d'un vernis opaque. Du c8té extérieur de la couche formée par les éléments 43 et 44 se trouve une électrode 46 qui s'étend pratique- ment sur toutes ces couches. Les électrodes 41 et 46 comportent des bor- nes de connexion 47 et 48 qui permettent de les brancher sur une source de tension alternative.
La forme et la disposition des éléments photosensibles et des éléments électroluminescents peuvent être choisies différentes. Les figs.
5, 6 et 7, qui montrent une vue du plan de ces éléments, en illustrent quelques exemples. Les éléments électroluminescents peuvent tout comme les éléments photosensibles, former des trajets rectilignes 51, respecti- vement 50 (fig. 5), chacun d'une largeur de par exemple 500 microns. Toute- fois, il est plus avantageux que les trajets de substance électrolumines- cente et de substance photosensible ne suivent pas, comme sur la fige 5 des lignes droites, mais des lignes ondulées ou en zig-zag. Cette dernière forme de réalisation est illustrée par la fig. 6, sur laquelle des trajets photosensibles sont indiqués par 60 et les trajets électroluminescents par 61.
La configuration représentée sur la fige 7 représente un agence- ment d'éléments photoconducteurs et d'éléments électroluminescents 70, res- pectivement 71, de forme plus ou moins carrée, analogue à celui des cases noires et blanches d'un damier. La coupe représentée sur la fig. 4 est obtenue dans la configuration de la fige 5 par un sectionnement suivant le plan V-V, dans celle de la fig. 6 suivant un plan VI-VI et sur la fig. 7
<Desc/Clms Page number 6>
suivant le plan VII-VII.
Dans chacune de ces configurations, des éléments photosensibles et électroluminescents disposés l'un à côté de l'autre comportent, deux par deux, du côté de la couche d'impédance 42 une partie d'électrode auxi- liaire 49 affectant plus ou moins la forme d'un parallélogramme. Cette partie d'électrode auxiliaire a sa plus grande dimension dans la direction perpendiculaire à la cloison 45 des deux éléments. Pour tous les éléments d'électrodes auxiliaire d'un écran d'image, la direction d'un élément photo- sensible vers un élément électroluminescent est la même, ce qui assure une définition aussi grande que possible de l'image luminescente dans les con- ditio données.
Une tension électrique appliquée aux électrodes 41 et 46 se répartira à l'endroit d'une partie d'électrode auxiliaire déterminée 49, sur les diverses couches, conformément au rapport de l'impédance de la par- tie de la couche, d'impédance 42 comprise entre cette partie d'électrode auxiliaire et l'électrode 41, à l'impédance du montage électrique en paral- lèle des deux éléments 43 et 44 recouverts par la partie d'électrode auxi- liaire. La tension qui parvient ainsi sur l'élément électroluminescent en µµ%se 44 est donc influencée par l'impédance de l'élément photosensi- ble 43 conjugué.
En projetant une image de rayonnement primaire sur la couche constituée par les éléments électroluminescents 44 et les éléments photo- sensibles 43, l'impédance de chaque élément photosensible déterminé par une partie d'électrode auxiliaire 49 acquiert une valeur tributaire de l' intensité locale d'une image primaire. L'électroluminescence de l'élément électroluminescent conjugué s'y adapte, de sorte que ces éléments fournis- sent ensemble une image luminescente qui, tout comme dans l'intensificateur d'image à substance solide représenté sur la fig. l, présente le gabarit négatif de l'image de rayonnement primaire.
L'image de rayonnement primaire peut être formée, du côté de l' électrode 47, sur les éléments photosensibles 43. Toutefois, il est égale- ment possible de former cette image à travers le porteur 40, l'électrode 41, la couche d'impédance 42 et les parties d'électrode auxiliaire, sur les éléments photosensibles. Lesdites parties doivent alors toutes être transparentes pour le rayonnement primaire. Si ces couches-sont également transparentes pour la lumière électroluminescente, l'image luminescente est perceptible dudit côté de l'écran d'image.
Lorsque l'image de rayonnement primaire est formée à travers le support 40 sur la couche constituée par les éléments 43 et 44, il est avan- tageux que la surface limitrophe du support opposée à cette couche ait un profil tel qu'il se produise un effet de lentille tel que le rayonnement primaire soit essentiellement concentré sur les éléments photosensibles 43.
Dans les exemples de réalisation d'intensificateur d'image à sub- stance solide conforme à l'invention décrits à l'aide du dessin, il a tou- jours été question d'une substance électroluminescente comme constituant principal des éléments luminescents. Toutefois, on peut également utiliser une substance luminescente qui n'est pas électroluminescente, mais que pré- sente de l'extinction de champ de la luminescence y engendrée par un ra- yonnement auxiliaire. Une telle substance est par exemple le sulfure de zinc activé à l'aide de 3.10-4 atome-gramme d'argent et environ -une même quantité de gallium ou de chlore par molécule-gramme de sulfure de zinc.
Lors de l'utilisation d'un intensificateur d'image à substance solide dans lequel les éléments luminescents de l'écran d'image comportent une sub- stance représentant une telle extinction de champ, il est nécessaire de
<Desc/Clms Page number 7>
porter ces éléments à luminescence à l'aide d'un rayonnement auxiliaire approprié à cet affet. Cette luminescence est plus ou moins éteinte par le champ électrique sur les éléments luminescents en fonction de l'inten- sité de champ. Les éléments qui sont'conjugués avec un élément photosen- sible dont l'impédance est plus ou moins abaissée par l'intensité locale de l'image de rayonnement primaire, présenteront donc une plus forte lumi- nescence correspondante. Dans ce cas' l'image luminescente constitue le positif de l'image de rayonnement primaire.
Dans un intensificateur d'image à substance solide comportant un écran d'image tel que représenté sur les fige 1 et 3, le rayonnement auxiliaire pour engendrer la luminescence des éléments luminescents peut être projeté sans plus à travers le support 1 sur la couche luminescente 3.
Etant donné qu'entre la couche luminescente 3 et la couche photosensible 5 se trouve une couche intermédiaire, qui est éventuellement encore renfor- cée par une mince couche de vernis noir du côté de la couche photosensible, il n'y a pas lieu de craindre une influence du rayonnement auxiliaire sur la couche photosensible.
Dans un agencement de l'écran d'image représenté sur les figs.
4 à 7, le rayonnement auxiliaire est, de préférence, projeté du côté de l'électrode 46 sur les éléments luminescents. Lorsque les éléments photo- sensibles 43 sont sensibles à ce rayonnement auxiliaire, il est nécessaire de défiler ces éléments pour le rayonnement auxiliaire. Cela peut s'effec- tuer en appliquant contre l'électrode 46 un masque, que est opaque à l'en- droit des éléments photosensibles. Un tel masque peut être réalisé par voie photographique.