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Dans certains intensificateurs d'images, à substances solides, une matière électroluminescente forme, ensemble avec une matière semi-conductri- ce dont les propriétés électriques peuvent être influencés de manière réver- sible par irradiation et appelée ci-après matière photo.sensible - une éten- due bidimensionnelle qui est insérée entre des électrodes auxquelles on ap- plique une tension électrique.Dans un tel dispositif, les variations de la matière photosensible, provoquées par l'irradiation, commandent localement l'émission lumineuse de la matière électroluminescente.
Comme le représente schématiquement la fig. 1, du dessin annexé, un tel dispositif peut être constitué par un.certain nombre de couches ux- taposées, appliquées sur une plaque de verre. Dans le dispositif représenté sur la figo 1, on rencontre sur la plaque de verre 1, faisant office de ba- se, de la gauche vers la droite, successivement:
une mince électrode trans- parente 2, une couche 3 essentiellement constituée par une matière photo- sensible, par exemple du dulfure de cadmium, une mince couche intermédiaire opaque 4 qui peut être constituée par exemple par un vernis noir ou par une mosaïque de minuscules particules métalliques, une couche 5 essentiellement constituée par une matière électroluminescente, par exemple du sulfure de zinc activé à l'aide' de cuivre et d'aluminium, et enfin, une seconde élec- trode transparente 6, qui tout comme l'électrode 2 est constituée par une mince couche d'or, de l'oxyde d'étain conducteur ou un grillage métallique.
La plaque de verre 1 peut être remplacée par une couche constituée par un tissage de minces fils de verre, couche qui de ce fait, est plus ou moins flexible.Aux électrodes 2 et 6 est appliquée une tension V, pour laquelle les couches 3, 4 et 5, sont montées en série.La tension V, qui est appelée tension de fonctionnement, peut être une tension continue ; d'une façon générale, il est plus avantageux d'utiliser à cet effet, une tension alternative, ou une tension constituée par des impulsions périodiques ou des séries d'impulsions.
Lorsqu'un faisceau de rayons venant de gauche formé une image sur la couche photosensible 3, ce qui modifie localement la conducti- on électrique et/ou la constante diélectrique de la matière photosensible, et partant l'impédance électrique de cette couche - suivant l'intensité du rayonnement incident, la répartition de la tension V sur les couches montées en série 3, 4 et 5 sera également modifiée localement et la tension aux bor- nes de la couche électroluminescente 5 augmentera plus ou moins.De ce fait, la couche électroluminescente 5 s'illumine suivant la forme de l'image for- mée par le rayonnement sur la couche 3.
On a déjà proposé de monter optiquement en cascade un certain nom- bre d'intensificateurs d'image à substances solides, de façon que le rayon- nement électroluminescent d'un intensificateur d'image forme une image sur la couche photosensible d'un intensificateur d'image suivant. Un tel montage en cascade peut être obtenu en disposant, entre des intensificateurs d'image successifs, un système optique, mais il est parfois plus simple d'appliquer l'un contre l'autre des intensificateurs d'image successifs. Dans ce montage en cascade déjà proposé, les divers intensificateurs d'image sont connectés à une même source de tension et sont donc alimentés par la même tension.
La demanderesse a constaté qu'avec un tel mode d'alimentation de plusieurs in- tensificateurs d'image à substances solides montés en cascade, l'image fi- nalement obtenue ne répond pas à l'attente, en particulier en ce qui concer- ne la luminance et le contraste. L'invention fournit une disposition qui obvie à cet inconvénient.
Suivant l'invention, un dispositif de reproduction d'image à au moins deux intensificateurs d'image à substances solides du genre mentionné dans le préambule montés optiquement en cascade, est caractérisé en ce que les fréquences des tensions de fonctionnement des intensificateurs d'image
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successifs sont choisies de façon que le niveau d'entrée de chaque intensi- ficateur se trouve dans la zone utile de cet intensificateur.
Par-' niveau d'entrée d'un intensificateur d'image, on entend ici l'intensité d'irradiation de la couche photosensible dans les demi-tons d'une image formée sur cette couche par une source de rayonnement extérieure, par exemple un intensificateur d'image précédento
Par zone utile, on entend ici l'intervalle, pour l'intensité d'ir- radiation B de la couche photosensible, dans lequel une variation de B provoque une variation de la luminance B2 de la couche électroluminescente.
La courbe qui, pour un intensificateur dimage déterminé, donne, pour des conditions de fonctionnement déterminées, la relation entre B. et B est appelée caractéristique de l'intensificateur. Il est parfois préférable de por- ter logarithme B2 en fonction de logarithme B1;
la courbe ainsi obtenue se- ra appelée ici caractéristique logarithmique.Cette caractéristique logarith- mique dépend de la constitution de l'intensificateur d'image et de la nature des matières y utilisées, de la nature du rayonnement sur la couche photo- sensible et de la nature et de la grandeur de la tension de fonctionnement appliquée aux électrodes.Lorsque la lumière électroluminescente ne réagit pas ou guère sur la matière photosensible, la caractéristique logarithmique affecte la forme de la courbe 21 (en traits pleins) tracée sur la figo 2, c'est-à-dire que, pour des valeurs de'logarithme Binférieures à une limite déterminée A. et pour des valeurs de logarithme B11, supérieures à une limite déterminée A21, elle est pratiquement horizontale,
alors que ces deux tronçons sont séparéspar une partie ascendanteo L'intervalle d'intensité W de B entre A et A2 est appelé zone utile; cette zone correspond donc à la partie ascendante PQ de la caractéristique logarithmiqueo
Lorsqu'une image de rayonnement se forme sur la couche photosen- sible d'un intensificateur d'image à substance solide, les contrastes dans cette image provoqueront des contrastes dans l'image électroluminescente, pour autant que ces contrastes tombent dans la zone utile de l'intensifica- teur d'imagée
Dans un montage en dascade de plusieurs intensificateurs d'image, dans lequel le niveau d'entrée des divers intensificateurs d'image est dif- férent,
on ne peut donc obtenir une bonne reproduction d'image que lorsque les zones utiles des intensificateurs d'image sont différentes.On a consta- té que la position de la zone utile dépend de la tension de fonctionnement en ce sens que pratiquement seule la fréquence de la tension de fonctionne- ment est déterminante;.C'est ainsi qu'un même intensificateur d'image donne, pour une fréquence de la tension de fonctionnement plus élevée que celle pour laquelle s'applique la courbe 21 de la figo 2, la courbe en pointillés 22.
La nouvelle zone utile W, déterminée par les abscisses A' et A'2 corres- pondant aux points extrêmes R et S du tronçon ascendant de la courbe 22, est déplacée par rapport à la zone utile de la caractéristique 21 vers des inten- sités plus élevées de B1.Un choix de la fréquence de la tension de foncti- onnement permet donc d'adapter un intensificateur d'image à son niveau d'en- tréeo
La description des figso 3 et 4 du dessin annexé, données à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortant tant du texte que du dessin fai- sant, bien entendu,
partie de l'inventiono
La fige 3 montre schématiquement un montage en cascade de trois intensificateurs d'images à substances solides 31, 32 et 33, dans lequel la couche électroluminescente de l'un des intensificateurs est tournée vers la couche photosensible de 1'intensificateur suivante Les intensificateurs sont
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accolés, de sorte que l'électrode appliquée sur la couche électroluminescen- te de l'un des intensificateurs est disposée contre l'électrode appliquée sur la couche photosensible de l'intensificateur suivant.
Ces deux électro- des peuvent être remplacées par une seule, qui touche à la fois la couche électroluminescente de l'un des intensificateurs et la couche photosensible de l'autre.Sur la couche photosensible de l'intensificateur 31 on forme, à l'aide d'un système optique 38, une image de l'écran 39 d'un tube de pro- jection de télévision.
Une source de tension alternative fournit à l'intensificateur d'i- mage 31 une tension de fonctionnement v1, tandis qu'une source de tension alternative 36 fournit à l'intensificateur 32 une tension de fonctionnement V2 et une source de tension alternative 37, à l'intensificateur d'image 33, une tension de fonctionnement v3. Les amplitudes des tensions V , V2 et V sont approximativement égales, mais leur fréquence est différence.
La fré- quence f1 de la tension Vest plus petite que la fréquence f2 de la tension v2, qui a son tour est plus petite que la fréquence f de la tension V3, Le rapport de ces fréquences est choisi de façon que la zone utile de l'in- tensificateur 32, respectivement 33 soit adaptée à la luminance moyenne de la couche électroluminescente de l'intensificateur précédent 31, respective- ment 32.
Si le facteur d'intensification moyen dans la zone utile est F. pour l'intensificateur d'image 31 et F2 pour l'intensificateur d'image 32, la condition précitée est satisfaite, Iorsque 2 = F et 3 = F f 1 f 2 f1 f2 La fréquence f est choisie en conformité avec le niveau d'entrée, de l'in- tensificateur 31 déterminé par les demi-tons de l'image sur l'écran 39 en- semble avec le système optique 38. Pour un bas niveau d'entrée, on choisit une basse fréquence f ; pour des raisons d'ordre pratique, d'une façon géné- rale, on ne descendraguère à moins de 50 Hz.
Lorsqu'on choisit, par exemple, pour f1, la fréquence de 50 Hz et si l'intensification de chacun des intensificateurs 31 et 32 est de dix fois, on obtient de bons résultats lorsque f2 est approximativement égal à 500 Hz et f3 à 5000 Hz.
Sur la figo 4, l'intensificateur d'images à substances solides 41 est analogue à celui de la fig. 1;les électrodes sont reliées à une source de tension 42. Cette source de tension fournit une tension alternative de fréquence f d'environ 100 Hz. A l'aide d'une source de rayons 43, on forme sur la couche photosensible de l'intensificateur 41 une image d'un positif photographique 44, sous l'influence duquel la couche électroluminescente de cet intensificateur présente une électroluminescence conforme à cette image.
A l'aide d'un système optique 45, la couche électroluminescente de l'inten- sificateur 41 est représentée sur la couche photosensible d'un second inten- sificateur d'image à substance solide 46, qui ne diffère de l'intensifica- teur 41 que par la grandeur de la surface. Ce second intensificateur 46 est alimenté par une source de courant alternatif 47, qui fournit aux électrodes de cet intensificateur une tension alternative de fréquence f5.Cette fré- quence est choisie de façon que, F étant le facteur d'intensification de l'intensificateur 41,0 le rapport, obtenu par le système optique 45 et la disposition de celui-ci, de la lumière émise par la couche électrolumines- cente de l'intensificateur 41 à la lumière sur la couche photosensible de l'intensificateur 46, la condition 4 soit satisfaite.
Lorsque, comme f - o il a déjà été mentionné, f est de 100 Hz,F d'environ 50 et 0 d'environ 110, il est avantageux de choisir pour f une valeur de 45 Hz environ. De nette manière, la zone utile de l'intensificateur 46 est adaptée à l'image formée par le système 45 sur cet intensificateuro
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Si un intensificateur d'images à substances solides intensifiait linéairement dans la zone utile, la caractéristique logarithmique dans cette zone serait une droite inclinée de 45 par rapport à l'axe horizontal.
En règle générale, la caractéristique logarithmique dans la zone utile n'est pas droite, et de plus, son inclinaison dépasse 45 Il en résulte que, du moins lorsqu'on ne se trouve pas au bord de la zone utile, le contraste dans l'image de sortie est plus grand que dans l'image d'entrée formée sur la cou- che photosensibleDans le cas d'un dispositif de reproduction d'images com- portant un certain nombre d'intensificateurs d'images à substances solides, montés en cascade, on peut éliminer partiellement cet effet, en veillant à ce que l'un des intensificateurs travaille dans la partie inférieure de sa caractéristique, par exemple PT de la courbe 21 de la fig. 2, et l'autre dans la partie supérieure de sa caractéristique, par exemple US de la courbe 22 de la fig. 2.
Il va de soi que ce résultat est obtenable par le choisi de la fréquence des tensions de fonctionnement. Etant donné que les parties men- tionnées de la caractéristique ont des courbures inverses, on peut réaliser de cette manière une intensification totale mieux linéaire.Toutefois, il est alors nécessaire que l'importance du contraste de l'image d'entrée de chacun de ces intensificateurs soit plus petite que leur zone utile.
RESULTE-
1. Dispositif de reproduction d'images, comportant plusieurs in- tensificateurs d'images à substances solides, montés optiquement en cascade, comportant entre des électrodes auxquelles est appliquée une tension élec- trique (tension de fonctionnement) une matière électroluminescente et une matière photosensible commandant l'émission de la matière électroluminescente, caractérisé en ce qui les fréquences des tensions de fonctionnement des in- tensificateurs d'image successifs sont choisies de façon que le niveau d'en- trée de chaque intensificateur se trouve dans la zone utile de cet intensi- ficateur. 2.
Des formes de réalisation du dispositif de reproduction d'image spécifié sous 1, pouvant présenter en outre les particularités suivantes, prises séparément ou en combinaison a) les fréquences des tensions de fonctionnement appliquées aux électrodes de deux intensificateurs d'images à substances solides identiques accolés sont entre eux comme le facteur d'intensification moyen du premier de ces deux intensificateurs; b) les fréquences des tensions de fonctionnement appliquées aux électrodes de deux intensificateurs montés en cascade sont choisies de façon que ces intensificateurs travaillent dans des parties à courbure opposée de la caractéristique.
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In some solid-based image intensifiers, an electroluminescent material, together with a semiconductor material, the electrical properties of which can be reversibly influenced by irradiation and hereinafter referred to as photosensitive material, forms a A two-dimensional extension which is inserted between electrodes to which an electric voltage is applied. In such a device, the variations of the photosensitive material, caused by the irradiation, locally control the light emission of the electroluminescent material.
As shown schematically in FIG. 1, of the accompanying drawing, such a device may consist of un.certain number of ux-tapos layers, applied to a glass plate. In the device shown in fig. 1, we meet on the glass plate 1, acting as a base, from left to right, successively:
a thin transparent electrode 2, a layer 3 essentially constituted by a photosensitive material, for example cadmium dulphide, a thin opaque intermediate layer 4 which can consist for example of a black varnish or of a mosaic of tiny particles metallic, a layer 5 essentially consisting of an electroluminescent material, for example zinc sulphide activated with copper and aluminum, and finally, a second transparent electrode 6, which like the electrode 2 is consisting of a thin layer of gold, conductive tin oxide or a metal mesh.
The glass plate 1 can be replaced by a layer consisting of a weaving of thin glass threads, which layer is therefore more or less flexible. To the electrodes 2 and 6 is applied a voltage V, for which the layers 3, 4 and 5, are connected in series. The voltage V, which is called the operating voltage, can be a direct voltage; in general, it is more advantageous to use for this purpose an alternating voltage, or a voltage consisting of periodic pulses or series of pulses.
When a beam of rays coming from the left forms an image on the photosensitive layer 3, which locally modifies the electrical conductivity and / or the dielectric constant of the photosensitive material, and hence the electrical impedance of this layer - according to l The intensity of the incident radiation, the distribution of the voltage V on the layers connected in series 3, 4 and 5 will also be modified locally and the voltage at the terminals of the electroluminescent layer 5 will increase more or less. electroluminescent 5 illuminates according to the shape of the image formed by the radiation on layer 3.
It has already been proposed to optically cascade a number of solid-substance image intensifiers so that the light-emitting radiation from an image intensifier forms an image on the photosensitive layer of an intensifier. next image. Such a cascade arrangement can be obtained by placing an optical system between successive image intensifiers, but it is sometimes simpler to apply successive image intensifiers one against the other. In this cascade arrangement already proposed, the various image intensifiers are connected to the same voltage source and are therefore supplied by the same voltage.
The Applicant has observed that with such a mode of supplying several solid substance image intensifiers mounted in cascade, the image finally obtained does not meet expectations, in particular as regards do the luminance and contrast. The invention provides an arrangement which obviates this drawback.
According to the invention, an image reproduction device with at least two solid substance image intensifiers of the kind mentioned in the preamble optically cascaded, is characterized in that the frequencies of the operating voltages of the image intensifiers
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successive steps are chosen so that the input level of each intensifier is in the useful zone of this intensifier.
By the input level of an image intensifier is meant here the irradiation intensity of the photosensitive layer in the semitones of an image formed on this layer by an external radiation source, for example. a previous image intensifier
By useful zone is meant here the interval, for the intensity of irradiation B of the photosensitive layer, in which a variation of B causes a variation of the luminance B2 of the electroluminescent layer.
The curve which, for a determined image intensifier, gives, for determined operating conditions, the relationship between B. and B is called the characteristic of the intensifier. It is sometimes preferable to plot logarithm B2 against logarithm B1;
the curve thus obtained will be called here logarithmic characteristic. This logarithmic characteristic depends on the constitution of the image intensifier and on the nature of the materials used therein, on the nature of the radiation on the photosensitive layer and on the nature and magnitude of the operating voltage applied to the electrodes.When the electroluminescent light does not react or hardly reacts on the photosensitive material, the logarithmic characteristic affects the shape of the curve 21 (in solid lines) drawn on figo 2, that is to say that, for values of logarithm Bin lower than a determined limit A. and for values of logarithm B11, greater than a determined limit A21, it is practically horizontal,
while these two sections are separated by an ascending part o The intensity interval W of B between A and A2 is called the useful zone; this zone therefore corresponds to the ascending part PQ of the logarithmic characteristic o
When a radiation image forms on the photosensitive layer of a solid-substance image intensifier, contrasts in that image will cause contrasts in the electroluminescent image, as long as these contrasts fall within the useful area of the image. the image intensifier
In a dascade arrangement of several image intensifiers, in which the input level of the various image intensifiers is different,
good image reproduction can therefore only be obtained when the useful areas of the image intensifiers are different. It has been observed that the position of the useful area depends on the operating voltage in the sense that practically only the frequency of the operating voltage is decisive;. This is how the same image intensifier gives, for a frequency of the operating voltage higher than that for which the curve 21 of fig. 2 applies, the dotted curve 22.
The new useful zone W, determined by the abscissas A 'and A'2 corresponding to the extreme points R and S of the ascending section of the curve 22, is displaced with respect to the useful zone of the characteristic 21 towards intensities higher than B1. A choice of the frequency of the operating voltage therefore makes it possible to adapt an image intensifier to its input level.
The description of FIGS. 3 and 4 of the appended drawing, given by way of nonlimiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the text and from the drawing, of course being
part of the invention
Figure 3 shows schematically a cascade arrangement of three solid-state image intensifiers 31, 32 and 33, in which the light-emitting layer of one of the intensifiers is facing the photosensitive layer of the next intensifier.
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contiguous, so that the electrode applied to the electroluminescent layer of one of the intensifiers is placed against the electrode applied to the photosensitive layer of the next intensifier.
These two electrodes can be replaced by a single one, which touches both the electroluminescent layer of one of the intensifiers and the photosensitive layer of the other. On the photosensitive layer of the intensifier 31 is formed, at the using an optical system 38, an image of the screen 39 of a television projection tube.
An alternating voltage source supplies the image intensifier 31 with an operating voltage v1, while an alternating voltage source 36 supplies the intensifier 32 with an operating voltage V2 and an alternating voltage source 37, at the image intensifier 33, an operating voltage v3. The amplitudes of the voltages V, V2 and V are approximately equal, but their frequency is difference.
The frequency f1 of the voltage Vest smaller than the frequency f2 of the voltage v2, which in turn is smaller than the frequency f of the voltage V3, The ratio of these frequencies is chosen so that the useful area of the intensifier 32, respectively 33 is adapted to the average luminance of the electroluminescent layer of the previous intensifier 31, respectively 32.
If the average intensification factor in the useful area is F. for the image intensifier 31 and F2 for the image intensifier 32, the aforementioned condition is satisfied, I when 2 = F and 3 = F f 1 f 2 f1 f2 The frequency f is chosen in accordance with the input level of the intensifier 31 determined by the semitones of the image on the screen 39 together with the optical system 38. For a low input level, we choose a low frequency f; for practical reasons, in general, we have not recently fallen below 50 Hz.
When one chooses, for example, for f1, the frequency of 50 Hz and if the intensification of each of the intensifiers 31 and 32 is ten times, one obtains good results when f2 is approximately equal to 500 Hz and f3 to 5000 Hz.
In FIG. 4, the solid-state image intensifier 41 is similar to that of FIG. 1; the electrodes are connected to a voltage source 42. This voltage source supplies an alternating voltage of frequency f of about 100 Hz. Using a source of rays 43, the photosensitive layer of l is formed on the 'intensifier 41 an image of a photographic positive 44, under the influence of which the electroluminescent layer of this intensifier exhibits electroluminescence in accordance with this image.
With the aid of an optical system 45, the electroluminescent layer of intensifier 41 is shown on the photosensitive layer of a second solid-state image intensifier 46, which does not differ from the intensifier. tor 41 than by the size of the surface. This second intensifier 46 is supplied by an alternating current source 47, which supplies the electrodes of this intensifier with an alternating voltage of frequency f5. This frequency is chosen so that, F being the intensification factor of the intensifier 41 , 0 the ratio, obtained by the optical system 45 and the arrangement thereof, of the light emitted by the electroluminescent layer of the intensifier 41 to the light on the photosensitive layer of the intensifier 46, condition 4 be satisfied.
When, as f - o has already been mentioned, f is 100 Hz, F about 50 and 0 about 110, it is advantageous to choose for f a value of about 45 Hz. Clearly, the useful zone of the intensifier 46 is adapted to the image formed by the system 45 on this intensifier.
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If a solid-state image intensifier intensified linearly in the useful area, the logarithmic characteristic in this area would be a line tilted 45 from the horizontal axis.
As a rule, the logarithmic characteristic in the useful area is not straight, and in addition, its inclination exceeds 45. As a result, at least when not at the edge of the useful area, the contrast in the The output image is larger than in the input image formed on the photosensitive layer In the case of an image reproducing device having a number of solid-substance image intensifiers mounted in cascade, this effect can be partially eliminated, by ensuring that one of the intensifiers works in the lower part of its characteristic, for example PT of the curve 21 of fig. 2, and the other in the upper part of its characteristic, for example US of curve 22 of FIG. 2.
It goes without saying that this result can be obtained by choosing the frequency of the operating voltages. Since the mentioned parts of the feature have inverse curvatures, a more linear total intensification can be achieved in this way. However, it is then necessary that the magnitude of the contrast of the input image of each of the these intensifiers is smaller than their useful area.
RESULTS-
1. Image reproduction device, comprising a plurality of solid substance image intensifiers, optically cascaded, comprising between electrodes to which an electric voltage (operating voltage) is applied, an electroluminescent material and a photosensitive material. controlling the emission of the electroluminescent material, characterized in that the frequencies of the operating voltages of the successive image intensifiers are chosen so that the input level of each intensifier is in the useful zone of this intensifier. 2.
Embodiments of the image reproduction device specified under 1, which may further have the following features, taken separately or in combination a) the frequencies of the operating voltages applied to the electrodes of two contiguous identical solid substance image intensifiers are to each other like the average intensification factor of the first of these two intensifiers; b) the frequencies of the operating voltages applied to the electrodes of two intensifiers connected in cascade are chosen so that these intensifiers work in opposite curvature parts of the characteristic.
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