Brevet FR2798236A1 — publié le 20010309

Amplificateur de signaux d'un dispositif de lecture pour plaques en substance luminescente de mémoire L'invention concerne un amplificateur de signaux d'un dispositif de lecture pour des plaques en substance luminescente de mémoire. Il est connu par le DE 95 06 798 de balayer des rubans de mémoire au moyen d'un dispositif lecture et de produire des signaux électriques sur la base desquels une représentation graphique des informations mémorisées dans le ruban de mémoire est possible. Le dispositif de lecture a, à cet effet, une matrice détecteur a-Si:H qui est en liaison avec un substrat en verre qui est raccordé du point de vue optique à une contreplaque en verre à l'aide d'un optique à fibres. Il est dégagé entre la contreplaque et une plaque d'application en verre, une fente dans laquelle une feuille de mémoire peut être enfilée. Il est prévu pour lire l'information de la feuille de mémoire des diodes luminescentes laser qui servent à exciter la feuille de mémoire et à émettre des photons lumineux sur la base d'une silhouette de rayonnement mémorisée de manière latente. Ces photons lumineux sont convertis par l'intermediaire de la matrice de détecteur en signaux électriques sur la base desquels une représentation graphique sur un dispositif d'affichage est possible. On connaît par le DE 1 08 240 Al le balayage de plaques en substance luminescente de mémoire par un laser de stimulation, le balayage s'effectuant par ligne, point par point. vitesse de cette lecture est restreinte par le temps d'intégration minimum nécessaire pour chaque point d'image. Le temps de lecture pour tout le format d'image de la plaque de substance luminescente de mémoire est dans appareils actuels d'une à deux minutes, ce qui est véritablement trop lent pour le service moderne dans les hôpitaux. Cette technologie du balayage en ligne par point par un rayon laser guidé mécaniquement et la lecture par un multilecteur photoélectrique conduit à un appareil de lecture de grand volume, ce qui n'est également pas souhaité. De plus, un appareil de lecture de ce genre ne peut pas être intégré à l'installation radiographique médicale. Il s'interpose donc encore entre la tomographie proprement dite et la numérisation et transmission des données de manière désavantageuse le transport physique des plaques en substance luminescente de mémoire, avec un retard correspondant et le risque de confusion. Une lecture assez rapide est, comme cela est prévu dans le DE 195 06 798 AI, possible par des détecteurs à semiconducteur en forme de ligne qui sont réalisés par exemple en dispositif à couplage de charges ou en photodiodes sur une base cristalline ou amorphe de silicium. On peut lire en même temps par ces détecteurs à semiconducteur en forme de ligne, par exemple, tous les pixels d'une ligne de la plaque en substance luminescente de mémoire. Un inconvénient de détecteurs à semiconducteur est qu'ils ont un bruit propre bien plus grand, ce qui fait que le rapport signal/bruit est influencé de manière défavorable. C'est pourquoi l'invention vise un amplificateur de signaux d'un dispositif de lecture de plaques en substance luminescente de mémoire, qui assure notamment une lecture rapide des plaques en substance luminescente de mémoire pour un grande proportion de signal par rapport au bruit. Suivant l'invention, on y parvient par un amplificateur de signaux d'un dispositif de lecture pour plaques en substance luminescente de mémoire - comportant un boîtier ayant une première face frontale et une deuxième face frontale qui se font face l'une à l'autre, - comportant une photocathode montée dans le boîtier dans la zone de la première face frontale transparente à la lumière, pour produire des électrons en fonction des photons lumineux sortant de la plaque en substance luminescente de mémoire en raison d'un rayonnement incident, - comportant un détecteur d'électrons, monté dans le boîtier dans la zone de la deuxième face frontale, pour produire des signaux électriques en raison d'électrons arrivant, - comportant un système d'électrodes pour produire un champ électrique entre la photocathode et le détecteur d'électrons pour accélérer les électrons sortant de la photocathode sur le détecteur d'électrons et - comportant un multiplicateur d'électrons, monté entre la photocathode et le détecteur d'électrons, les électrons sortant de photocathode pouvant être multipliés par l'intermédiaire du multiplicateur d'électrons. L'invention vise aussi un amplificateur de signaux d'un dispositif de lecture pour plaques en substance luminescente de mémoire comportant un boîtier, ayant une première face frontale et deuxième face frontale transparentes à la lumière, qui se font face l'une à l'autre, comportant une photocathode, monté dans le boîtier dans la zone de la première face frontale, pour produire des électrons en fonction des photons lumineux sortant de la plaque en substance luminescente de mémoire en raison d'un rayonnement incident, - comportant un écran de sortie pour produire des photons lumineux en raison d'électrons arrivant, comportant un système d'électrodes pour produire un champ électrique entre la photocathode et l'écran de sortie pour accélérer les électrons sortant de la photocathode sur l'écran de sortie et comportant un multiplicateur d'électrons monté entre la photocathode et l'écran de sortie, les électrons sortant de la photocathode pouvant être multipliés par l'intermédiaire du multiplicateur d'électrons. L'avantage de l'invention est qu'il est produit des électrons notamment entre une photocathode servant à produire des électrons en raison de photons lumineux reçus, sortant d'une plaque en substance luminescente de mémoire, et qu'il est monté, suivant la première variante de l'invention, en amont d'un détecteur d'électrons et, suivant une deuxième variante de l'invention, en amont d'un écran de sortie, pour produire des photons lumineux sur la base d'électrons arrivant, un multiplicateur d'électrons par l'intermédiaire duquel les électrons sortant de la photocathode peuvent être multipliés. Les électrons sortant de la photocathode peuvent ainsi être multipliés par l'intermédiaire du multiplicateur d'électrons, ce qui conduit à un rapport signal/bruit assez grand et donc permet d'obtenir des informations graphiques pouvant être mieux diagnostiquées. Suivant la première variante de l'invention, il est avantageux que le détecteur d'électrons soit réalisé en panneau de couche mince 2D, qui est notamment en sélénium amorphe ou en silicium ou en polysilicium. Il est ainsi possible de convertir les électrons sortant de la photocathode et multipliés par l'intermédiaire du multiplicateur d'électrons directement en signaux électriques. Lors de la réalisation d'un amplificateur de signaux suivant l'invention, il s'est avéré avantageux que soit contenu dans le boîtier un gaz ou un mélange de gaz, par exemple, de l'argon ou un mélange de gaz contenant de l'argon, afin de maintenir à distance de la photocathode, par exemple, des électrons redispersés par le multiplicateur d'électrons. Comme l'opération d'amplification repose sur une ionisation brutale du gaz par le déplacement d'électrons dans le champ électrique, les photons ultraviolets qui s'y forment doivent être maintenus éloignés de la photocathode. On peut obtenir cela, d'une part, par absorption dans le gaz ou, d'autre part, par diaphragmation par plusieurs grilles ou plaques perforées. On obtient une augmentation de l'amplification s'il est prévu plusieurs multiplicateurs d'électrons qui sont réalisés, par exemple, avantageusement, en toiles de fil métallique ou en plaques perforées et dont les trous sont décalés les uns par rapport aux autres. Des multiplicateurs d'électrons de ce genre sont d'une part, avantageux pour la fabrication, d'autre part, le décalage trous diminue le retour -d'électrons sur la photocathode. Si la photocathode est en un matériau non conducteur, il est avantageux de prévoir entre première face frontale et la photocathode, une couche intermédiaire conductrice de l'électricité, qui est de préférence en or ou comporte de l'or et du carbone. Dans la deuxième variante de l'invention, il est avantageux de monter en aval de l'écran de sortie et de la deuxième face frontale, un détecteur pour produire des signaux électriques en fonction des photons lumineux sortant de l'écran de sortie, le détecteur étant réalisé de préférence en convertisseur CCD. Il est avantageux l'occurrence de monter entre le détecteur et l'écran de sortie, une optique à fibres, si bien que la lumière sortant de l'écran de sortie est envoyée en étant canalisée au convertisseur CCD. Afin de permettre lecture par ligne et de n'avoir besoin tout de même que de peu de place pour le dispositif de lecture, il est avantageux que le boîtier de l'amplificateur de signaux ait une section transversale rectangulaire. Des avantages et particularités supplémentaires de l'invention ressortent de la description qui suit d'un exemple de réalisation au regard des dessins. Aux dessins: la figure 1 illustre un premier exemple de réalisation, la figure 2 illustre un deuxième exemple de réalisation suivant l'invention. Il est représenté à la figure 1, un exemple de réalisation d'un amplificateur de signaux d'un dispositif de lecture pour des plaques en substance luminescente de mémoire suivant l'invention ; il est désigné, par le signe 1 de réference, un boîtier qui comporte une première face frontale et une deuxième face 3 frontale. Au moins, la première face 2 frontale est réalisée de manière à être transparente à la lumière et il est monté une photocathode dans la zone de sa surface intérieure. Si la photocathode 4 n'est que peu conductrice de l'électricité, il est avantageux de prévoir entre la première face 2 frontale et la photocathode 4, une couche 5 intermédiaire en matériau conducteur de l'électricité par l'intermédiaire de laquelle charges peuvent être envoyées à la photocathode 4. On empêche ainsi que la photodiode 4 ne se décharge électriquement par émission d'électrons. On peut utiliser comme couche 5 intermédiaire avantageusement de , car on peut produire ainsi des couches particulièrement petites par lesquelles la lumière peut arriver à la photocathode 4. On peut utiliser bien entendu aussi, un autre matériau favorable de ce point de vue. Dans l'exemple de realisation de l'invention suivant la figure 1, il est monté, dans la zone de la surface intérieure de deuxième face 3 frontale, un détecteur d'électrons qui reçoit les électrons sortant de la photocathode 4 et qui met ces charges à disposition sous forme de signaux. Le détecteur 6 d'électrons est réalisé de préférence pixels et est, par exemple, en sélénium amorphe, en silicium amorphe, en silicium cristallin ou en polysilicium. Le détecteur 6 d'électrons peut être réalisé en ligne ou aussi en détecteur de surface, de préférence en lecteur CCD, dont les signaux peuvent être guidés hors du boîtier 1 par l'intermédiaire d'un conducteur 13 électrique. Pour produire un champ électrique, une tension d'une source 7 de tension est appliquée entre la photocathode 4 et le détecteur 6 d'électrons, si bien que les électrons sortant de la photocathode 4 sont accélérés sur le détecteur 6 d'électrons. Dans l'exemple de réalisation de l'invention suivant la figure 2, il est monté, dans la zone de la surface intérieure la deuxième face 3 frontale, un écran 8 de sortie qui peut être excité pour émettre de la lumière lorsque des électrons lui arrivent. Il peut être appliqué, ici aussi, entre la photocathode 4 et l'écran 8 de sortie, une tension de la source 7 de tension, si bien que les électrons sortant de la photocathode 4 peuvent être accélérés sur l'écran 8 de sortie. Pour produire des signaux électriques, il est prévu en l'occurrence dans la zone de la deuxième face 3 frontale, qui est réalisée de préférence également de manière à être transparente à la lumière, un détecteur 9 convertissant la lumière en signaux électriques. Ce détecteur peut être monté à l'intérieur du boîtier 1 entre l'écran 8 sortie et la deuxième face 3 frontale ou de préférence à l'extérieur du boîtier 1. De préférence, le détecteur 9 est réalisé en convertisseur CCD et comporte également des éléments de détecteur individuels qui sont disposés en une seule ligne ou aussi en plusieurs lignes. Dans l'exemple de réalisation, il est monté entre l'écran 8 de sortie et le détecteur 9, une optique 10 fibres, si bien que la lumière sortant de l'écran 8 de sortie est amenée au détecteur 9 en étant canalisée. Il en résulte ainsi une amélioration du contraste des signaux, car la lumière est ainsi amenée au détecteur 9 en étant aussi canalisée que possible et il ne se produit ainsi pas d'affaiblissement diaphonique. Suivant l'invention, il est monté entre la photocathode 4 et le détecteur 6 d'électrons, suivant l'exemple de réalisation de la figure 1, et entre la photocathode 4 et l'écran 8 de sortie, suivant l'exemple de réalisation de la figure 2, au moins un multiplicateur 11 d'électrons, si bien que les électrons sortant de la photocathode 4 peuvent être multipliés par l'intermédiaire du multiplicateur 11 d'électrons. Il peut ainsi être sorti sur le détecteur 6 d'électrons ou sur le détecteur 9 des signaux électriques amplifiés, si bien que le rapport signal/bruit est considérablement amélioré. Afin de supprimer une redispersion intempestive d'électrons sur la photocathode 4, il est prévu dans le boîtier 1 un gaz ou un mélange de gaz, de préférence un gaz d'extinction, par exemple Ar, Kr, Xe, C02, N2, i-butane, CHx, oxyde diméthylique ou vapeur de méthanyle/éthanol par lequel les électrons et aussi éventuellement des photons lumineux redispersés sont absorbés. On peut prévoir dans l'invention aussi plusieurs multiplicateurs 11 d'électrons, les trous des multiplicateurs 11 d'électrons étant de préférence décalés les uns par rapport aux autres, ce qui fait qu'une redispersion d'électrons et de photons lumineux sur la photocathode 4 est également supprimée. On obtient un multiplicateur 11 d'électrons particulièrement onéreux s'il consiste en une toile de fil métallique. Dans l'invention l'amplificateur de signaux peut recouvrir toute la surface d'une plaque 12 substance luminescente de mémoire ou d'une feuille de substance luminescente de mémoire. Mais il est moins onéreux de réaliser l'amplificateur de signaux en ligne et de provoquer un déplacement relatif des dispositifs de lecture par rapport à la plaque 12 en substance luminescente de mémoire pour son balayage. La plaque 12 en substance luminescente de mémoire est excitée pour la production signaux au moyen d'un faisceau lumineux servant à émettre des photons lumineux qui arrivent sur la photocathode 4, des électrons étant produits qui dérivent de la photocathode 4 vers le multiplicateur 11 d'électrons le champ électrique pouvant être appliqué entre les deux. Les électrons sont multipliés et vont par le champ électrique pouvant être appliqué entre le multiplicateur 11 d'électrons et le détecteur 6 d'électrons au détecteur 6 d'électrons ou à l'écran 8 de sortie où ils produisent directement des signaux électriques (premier exemple de réalisation) ou des photons lumineux (deuxième exemple de réalisation). Les photons lumineux sont guidés par l'intermédiaire de l'optique 10 à fibres au détecteur 9 et y sont convertis en signaux électriques. Il est monté de manière connue en aval du détecteur 6 d'électrons ou du détecteur 9, un dispositif d'exploitation qui lit en parallèle ou par ligne les signaux du détecteur 6 d'électrons ou du détecteur 9 et les convertit en signaux d'images qui peuvent être représentés sur un dispositif d'affichage. REVENDICATIONS 1. Amplificateur de signaux d'un dispositif de lecture pour des plaques en substance luminescente de mémoire, caractérisé en ce qu'il comporte - un boîtier (1) ayant une première face (2) frontale et une deuxième face (3) frontale qui se font face l'une à l'autre, - une photocathode (4) montée dans le boîtier (1) dans la zone de la première face (2) frontale transparente à la lumière, pour produire des électrons en fonction des photons lumineux sortant de la plaque (12) de substance luminescente de mémoire en raison d'un rayonnement incident, - un détecteur (6) d'électrons, monté dans le boîtier (1) dans la zone de la deuxième face (3) frontale, pour produire des signaux électriques en raison d'électrons arrivant, - un système d'électrodes pour produire un champ électrique entre la photocathode (4) et le détecteur (6) d'électrons pour accélérer les électrons sortant de la photocathode (4) sur le détecteur (6) d'électrons et - un multiplicateur (11) d'électrons, monté entre photocathode (4) et le détecteur (6) d'électrons, les électrons sortant de la photocathode (4) pouvant être multipliés par l'intermédiaire du multiplicateur (11) d'électrons. 2. Amplificateur de signaux suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur d'électrons (6) est réalise en panneau à couche mince 2D. 3. Amplificateur de signaux suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le panneau à couche mince 2D est en a-Se, a-Si ou en poly-Si. 4. Amplificateur de signaux d'un dispositif de lecture pour des plaques en substance luminescente de mémoire, caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier (1), ayant une première face (2) frontale une deuxième face (3) frontale transparentes à la lumière, qui se font face l'une à l'autre, une photocathode (4), monté dans le boîtier (1) dans zone de la première face (2) frontale, pour produire des électrons en fonction des photons lumineux sortant de la plaque (12) de substance luminescente de mémoire en raison d'un rayonnement incident, - un écran (8) de sortie pour produire des photons lumineux en raison d'électrons arrivant, un système d'électrodes pour produire un champ électrique entre la photocathode (4) et l'écran (8) de sortie pour accélérer les électrons sortant de la photocathode (4) sur l'écran (8) de sortie et un multiplicateur (Il 1) d'électrons monté entre la photocathode (4) et l'écran (8) de sortie, les électrons sortant de la photocathode (4) pouvant être multipliés par l'intermédiaire du multiplicateur (11) d'électrons. 5. Amplificateur de signaux suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il est prévu dans le boîtier (1), un gaz ou un melange gazeux qui supprime les photons lumineux produits par lumière ultraviolette. 6. Amplificateur de signaux suivant la revendication 5, caractérisé en ce que le gaz est de l'argon ou comporte de l'argon. 7. Amplificateur de signaux suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est prévu plusieurs multiplicateurs (11) d'électrons. 8. Amplificateur de signaux suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il est prévu au moins une ou plusieurs toiles en fil métallique comme multiplicateur (11) d'électrons. 9. Amplificateur de signaux suivant la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que les trous d'au moins deux multiplicateurs (Il 1) d'électrons sont montés en étant décalés les uns par rapport aux autres. 10. Amplificateur de signaux suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il est prévu une couche (5) intermédiaire de conductrice de l'électricité comme électrode entre la première face (2) frontale et la photocathode (4). 1 . Amplificateur de signaux suivant la revendication 10, caractérisé en que la couche (5) intermédiaire est en or ou comporte de l'or. 1 Amplificateur de signaux suivant l'une des revendications 4 à 11, caractérisé en ce qu'un détecteur (9) pour produire des signaux électriques en fonction des photons lumineux est monté en aval de Pecran (8) de sortie. Amplificateur de signaux suivant la revendication 12, caractérisé en que le détecteur (9) est réalisé en convertisseur 14. Amplificateur de signaux suivant la revendication 13, caractérisé une optique (10) à fibres montée entre la deuxième face (3) frontale et convertisseur CCD. 15. Amplificateur de signaux suivant l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que le boîtier (1) a une section transversale rectangulaire.