NO121855B - - Google Patents

Description

Bildegjengiveranordning med minst to optisk kaskade koplede,

av fast stoff bestående bildeforsterkere.

Det er kjent såkalte -bildeforsterkere av

fast stoff hvor et elektroluminescensmate-riale sammen med et halvledende materiale hvis elektriske egenskaper kan endres reversibelt ved bestråling, i det følgende kaldt fotofølsomt materiale, med todimen-sjonal utstrekning og anordnet mellom elektroder som tilføres en elektrisk spenning. I slike anordninger frembringer va-riasjoner i det fotofølsomme materiale ved bestråling, en lokal styring av lysemisjonen fra det elektroluminescerende materiale.

Som det fremgår skjematisk av fig. 1

kan en slik anordning omfatte et antall sjikt som i direkte kontakt med hverandre er påført en glassplate. Anordningen i fig.

1 omfatter fra venstre til høyre en som bærer tjenende glassplate 1, en tynn gjennomsiktig elektrode 2, et sjikt 3 som i det vesentlige består av et fotofølsomt materiale, f. eks.' kadmiumsulfid, ét tynt ugjennomsiktig mellomlag 4 som f. eks. kan bestå av svart lakk eller en mosaikk av små metallpartikler, et sjikt 5 som i det vesentlige består av et elektroluminescerende materiale f. eks. sinksulfid som er aktivert med kobber og aluminium, og slut-telig en annen gjennomsiktig elektrode 6 i likhet med elektroden 2 f. eks. av et tynt gullsjikt, ledende tinnoksyd eller et metall-gitter. Glassplaten 1 kan erstattes av et sjikt som består av en vevning av tynne glasstråder og derved gjør det hele mer eller mindre bøyelig. Elektrodene 2 og 6 påtrykkes en elektrisk spenning V for hvilken spenning isjiktene 3, 4 og 5 ligger i serie. Spenningen V betegnes som drifts-

spenning, og kan være en likespenning, men som regel er det imidlertid fordelaktig at drifsspenningen er en vekselspenning eller en spenning som består av periodiske pulser eller pulsrekker. Når der med en fra venstre kommende strålebunt kastes et bilde på det fotofølsomme sjikt 3, slik at den elektriske ledningsevne og/eller dielektrisi-tetskonstanten for det fotofølsomme materiale og..som følge derav dette sjikts elektriske impedans endres lokalt i avhen-gighet av den innfalne strålings styrke, så endrer fordelingen av spenningen seg på de i serie' koplede sjikt 3, 4 og 5, slik at spenningen på elektroluminescenssjiktet 5 tiltar mer eller mindre. Som følge derav blir elektroluminescenssjiktet 5' bragt til elektroluminescens i et mønster som be-stemmes av bildet på sjiktet 3.

Det er allerede foreslått å kople et antall bildeforsterkere av fast stoff i optisk kaskade, idet elektroluminescensstrålingen fra en foranstående bildeforsterker av fast stoff, frembringer et bilde på det fotoføl-somme sjikt i en etterfølgende bildeforsterker av fast stoff. En slik kaskadekobling oppnås på den måte at der mellom etter hverandre følgende bildeforsterkere anordnes et optisk system, men som oftest gjøres det enklere i det etter hverandre, føl-gende bildeforsterkere legges direkte . på hverandre. Ved disse tidligere foreslått:1 kaskadekoplinger er det angitt at de forskjellige ibildeforsterkere skal tilkoples den samme spenningskilde dvs. at de tilføres samme spenning. Det har vist seg at en slik spenningstilførsel til de forskjellige i kaskade koplede bildeforsterkere har til følge at det oppnådde bilde ofte ikke når opp til det man ihar ventet særlig med henblikk på lysstyrke og kontraster. Hen-sikten med oppfinnelsen er å angi en for-holdsregel hvorved dette kan bedres. Ifølge oppfinnelsen består en bildegjengiveranordning av minst to optisk i kaskade koplede av fast stoff bestående bildeforsterkere av ovenfor nevnte type og er karakterisert ved at driftsspenningenes frekvenser for de etter hverandre følgende bildeforsterkere er således valgt at inngangsnivået for hver av forsterkerne ligger innenfor forsterkernes arbeidsområde.

Med en bildeforsterkers inngangsnivå skal forstås den .bestrålingsstyrke av det fotofølsomme sjikt som frembringer et halvtonebilde på dette sjikt fra en ytre strålingskilde, f. eks. en forutgående bildeforsterker.

Med uttrykket arbeidsområde menes her det intervall for belysningsstyrken Bi innenfor hvilken en endring av Bi fører til en endring av lysstyrken B» på elektroluminescenssjiktet. Den kurve som for en bestemt bildeforsterker under gitte drifts-betingelser, angir sammenhengen mellom Bi og B2, kalles forsterkerens karakteristikk. Vanligvis er det mer oversiktlig å trekke opp kurven log Bi over log Bi og denne kurve betegnes som den logaritmiske karakteristikk for forsterkeren. Denne logaritmiske karakteristikk er avhengig av bildeforsterkerens oppbygning og de an-vendte materialers egenskaper, egenskape-ne for den stråling som faller på det foto-følsomme sjikt og av beskaffenhet og verdi av driftsspenningen på elektrodene. Når elektroluminescenssjiktet bare i liten grad eller ikke i det hele tatt virker tilbake på det fotofølsomme materiale, viser den logaritmiske karakteristikk en form som vist ved kurven 21 (opptrukket linje) i fig. 2, dvs. for verdien av log Bi under en bestemt grenseverdi Ai og for verdien log Bi over en bestemt grenseverdi A2 forløper kurven praktisk talt horisontalt med en mellomliggende steil del. Styrkeintervallet W av Bi mellom Ai og A2 er betegnet som arbeidsområdet og strekker seg over den steile del PQ av den logaritmiske karakteristikk.

Hvis der på det fotofølsomme sjikt i en bildeforsterker av fast stoff kastes et strålingstailde, så gir kontraster i dette bilde kontraster i elektroluminescensbildet, hvis dette ligger innenfor bildeforsterkerens arbeidsområde.

Ved en kaskadekobling av minst to bildeforsterkere, hvor ingangsnivået for de to forsterkere er forskjellige, får man bare en riktig bildegjengivelse når arbeidsområdet for bildeforsterkerne er forskjellig. Det har vist seg at arbeidsområdet er avhengig av driftsspenningens beskaffenhet, og at praktisk talt bare driftsspenningens frekvens er bestemmende. Som eksempel kan nevnes at for den samme bildeforsterker får man ved en høyere frekvens av driftsspenningen en karakteristikk som til-svarer den strekede kurve 22 i fig. 2. Det nye arbeidsområde W' innenfor absissen Ai' og A2' gir en steil del med endepunktene R og S på' kurven 22 og er i forhold til arbeidsområdet W på karakteristikken 21 forskjøvet i retning av en høyere styrke Bi. Ved valg av driftsspenningens frekvens kan man således muliggjøre en tilpasning av bildeforsterkerens inngangsnivå.

To utførelseseksempler på oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvis-ning til fig. 3 og 4 på tegningen.

Fig. 3 viser skjematisk en kaskadekobling av tre bildeforsterkere av fast stoff 31, 32 og 33 hvor det elektroluminescerende

sjikt på hver av forsterkerne er vendt mot den etterfølgende forsterkers fotofølsqm. me sjikt. Forsterkerne er i direkte berøring med hverandre slik at elektroden på det elektroluminescerende sjikt av en forsterker ligger an mot elektroden på det foto-følsomme sjikt i den etterfølgende bildeforsterker. De to elektroder kan erstattes av en enkelt elektrode som er i berøring med så vel elektroluminescenssjiktet i den ene forsterker som det fotofølsomme sjikt i den annen bildeforsterker. På det fotoføl-somme sjikt i forsterkeren 31 projiseres ved hjelp av et optisk system 38 et bilde på skjermen 39 i et fjernsynsbilderør.

Bildeforsterkeren 31 tilføres en driftsspenning Vi fra en vekselspenningskilde 35, forsterkeren 3 tilføres en driftsspenning V- > fra en vekselspenningskilde 36 og bildeforsterkeren 33 tilføres en driftsspenning Vs fra en vekselspenningskilde 37. Ampli-tuden av spenningene Vi, Vu og Vs er tilnærmet like men deres frekvenser er forskjellige. Frekvensen fi av spenningen Vi er lavere enn frekvensen 12 av spenningen V2 som på sin side igjen er lavere enn frekvensen fy av spenningen Vs. Forholdet mellom disse frekvenser er således valgt at arbeidsområdet for forsterkeren 32 resp. 33 for den midlere lysstyrke av elektroluminescenssjiktet er tilpasset den forutgående forsterker 31 resp. 32.

Når den midlere forsterkningsgrad i arbeidsområdet for forsterkeren 31 er Fi og for bildeforsterkeren 32 er Fl> så er den-12 fs ne betingelse oppfylt når = Fi og ——

fi fu = F2. Frekvensen fi velges i samsvar med inngangsnivået for forsterkeren 31, som er bestemt av -halvtonebildet på skjermen 39 sammen med det optiske system 38. Ved et lavere inngangsnivå velges en lavere frekvens fi, og av praktiske grunner velges denne frekvens som regel ikke lavere enn 50 Hz. Når fi f. eks. er 50 Hz og forsterk-ningen i forsterkerne 31 og 32 er ti, så 'oppnår man gode resultater når fi er ca. 500 Hz og f:i ca. 5000 Hz.

I fig. 4 hetegner 41 en bildeforsterker av fast stoff som er analog med en av de i fig. 1, hvis elektroder er forbundet med en spenningskilde 42. Denne spen-ningskil'de gir en vekselspenning med frekvens ft på ca. 100 Hz. Ved hjelp av en strålingskilde 43 frembringes et bilde av en fotografisk positiv 44 på det fotoføl-somme sjikt i forsterkeren 41, slik at elektroluminescenssjiktet i forsterkeren brin-ges til luminescens i et mønster som til-svarer dette bilde. Ved hjelp av et optisk system 45 blir elektroluminescenssjiktet i forsterkeren 41 avbildet på det fotoføl-some sjikt i en annen bildeforsterkeren 46 av fast stoff, som .bare ved sitt flateinnhold skiller seg fra forsterkeren 41. Den annen forsterker 46 mates fra en vekselspenningskilde 47 med en frekvens fr,. Denne frekvens er således valgt at når F-t er for-sterkningsgraden av forsterkeren 41 og 0 er det ved hjelp av det optiske system 45 og dens anordning oppnådde forhold mellom det utstrålte lys fra elektroluminescenssjiktet i forsterkeren 41 og lyset på det fotofølsomme sjikt i forsterkeren 46,

ff! F.,

oppfylles betingelsen = . Når f.

f4 O eks. som ovenfor nevnt U er 100 Hz, F4 er lik ca. 50 og O er lik 110, er det fordelaktig å velge fr, lik ca. 45 Hz. På denne måte blir arbeidsområdet av forsterkeren 46 tilpasset det bilde som frembringes i forsterkeren av systemet 45.

Hvis en bildeforsterker av fast stoff lå innenfor arbeidsområdet i en lineær forsterker, vil den logaritmiske karakteristikk i dette område være en rett linje som dan-ner en vinkel på 45° med den horisontale akse. Som regel er imidlertid den logaritmiske karakteristikk i dette arbeidsområde ikke rett og forløper dessuten delvis stei-lere. Dette har til følge at hvis man ikke utnytter arbeidsområdets endepartier, er kontrasten i utgangsbildet større enn det som frembringes på det fotofølsomme sjikt, altså inngangsbilde. Dette kan delvis opp-heves ved en bildegjengiveranordning med et antall i kaskade koplede bildeforsterkere av fast stoff, når man sørger for at en av forsterkerne arbeider i den nedre del av karakteristikken f. eks. området PT av kurven 21 i fig. 2 og den andre i den øvre del av karakteristikken f. eks. partiet U-S i kurven 22 i fig. 2. Det er innlysende at dette oppnås ved valg av driftsspenningenes frekvenser. Da de nevnte deler av karakteristikken er motsatt krummet, oppnås på denne måte en tilnærmet lineær totalforsterkning. Det er da nødvendig at kontrastomfanget av inngangsbildet i hver forsterker er mindre enn dens arbeidsområde.

Claims (3)

1. Bildegjengiveranordning med minst to optisk i kaskade koblede, av fast stoff bestående bildeforsterkere som mellom elektroder som tilføres en elektrisk spenning (driftsspenning), har et elektroluminescerende materiale og et fotofølsomt materiale som styrer det elektroluminescerende materiales emisjon, karakterisert ved at driftsspenningenes frekvenser for de etter hverandre følgende ibildeforsterkere er således valgt at inngangsnivået for hver av forsterkerne ligger innenfor forsterkernes arbeidsområde.

2. Bildegjengiveranordning ifølge på-stand 1, karakterisert ved at forholdet mellom driftsspenningenes frekvenser på elektrodene av to etter hverandre følgende, direkte på hverandre liggende, like bildeforsterkere av fast stoff, er lik den midlere forsterknihgsfaktor for den første av de to forsterkere.

3. Bildegjengiveranordning ifølge på-stand 1, karakterisert ved at driftsspenningenes frekvenser på elektrodene av to forsterkere i kaskadekobling, er således valgt at den ene forsterker arbeider i den nedre krumme del av sin logaritmiske fdr-sterkningskarakteristikk og den andré i den øvre krumme del av sin logaritmiske forsterkningskarakterisfikk.