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Elektro-optische Vorrichtung
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VorrichtungenDie Erfindung bezweckt, eine elektrooptische Vorrichtung mit einem auf ein photoleitendes Element rückgekoppelten Strahlungselement zu schaffen, wobei das Mass der Rückkopplung auf einfachem Wege steuerbar ist, ohne dass dabei, wie bei der obigen Anordnung bei Änderung der Speisespannung, die maxi- mal erreichbare Amplitude des Ausgangssignals beeinflusst wird.
Nach der Erfindung ist eine elektrooptische Vorrichtung mit einer von einer elektrischen Hauptspan- nungsquelle gespeisten Sternschaltung aus wenigstens drei Zweigen, wobei ein erster Zweig ein photo- leitendes Element, ein zweiter Zweig ein optisch mit dem photoleitenden Element im ersten Zweig ge- koppeltes erstes Strahlungselement mit von der zugeleiteten elektrischen Energie abhängigen Intensität der ausgesandten Strahlung, und ein dritter Zweig ein zweites Strahlungselement mit von der zugeleite- ten elektrischen Energie abhängigen Intensität der ausgesandten Strahlung aufweist, dadurch gekennzeich- net,
dass im zweiten Zweig in Reihe mit dem ersten Strahlungselement eine einstellbare Impedanz und/ oder eine elektrische Hilfsspannungsquelle mit ohne Beeinflussung der durch die Hauptspannungsquelle auf der Schaltungsanordnung aufgedrückten Spannung einzustellender Spannung aufgenommen ist. Es wird be- merkt, dass unter photoleitendem Element hier eines zu verstehen ist, dessen elektrische Impedanz durch geeignete auf das Element auffallende elektromagnetische oder korpuskulare Strahlung geändert wird, z. B. durch Änderung des Widerstands- oder Kapazitätswertes, und nach dem Aufhören dieser Bestrahlung wieder auf ihren ursprünglichen Wert zurückkehrt. Die elektromagnetische Strahlung kann im sichtbaren Teil des Spektrums liegen, jedoch kann auch eine Strahlung mit längerer oder kürzerer Wellenlänge, z.
B.
Ultrarot oder Röntgenstrahlung geeignet sein. Mit Strahlungselement mit von der zugeleiteten elektrischen Energie abhängiger Intensität der ausgesandten Strahlung ist nicht nur ein elektrqlumineszierender,' ein elektrophotolumineszierender oder ein anderer Elemententyp mit einem lumineszierenden Feststoff gemeint, sondern unter anderem auch ein Strahlungselement, bei dem die ausgesandte Strahlung durch eine Gasentladung oder eine elektrische Erhitzung eines Feststoffes, z. B. eines Glühdrahtes, erzeugt wird.
Durch Steuerung der Impedanz oder der Spannung der Spannungsquelle, die nach der Erfindung mit dem ersten Strahlungselement in Reihe geschaltet ist, kann nach Wunsch das Mass der Rückkopplung zwischen diesem Strahlungselement und dem photoleitenden Element im ersten Zweig eingestellt werden, ohne dass der Teil der Speisespannung der Sternschaltung, der sich maximal an dem Strahlungselement im dritten Zweig ergibt, geändert zu werden braucht, dies im Gegensatz zu der bekannten Steuerung mittels Änderung der Speisespannung.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung ist Fig. 1 das elektrische Schaltbild einer Vorrichtung, bei der die Steuerung der optischen Rückkopplung mittels einer steuerbaren Impedanz erfolgt. Fig. 2 ein Querschnitt einer dem Schaltbild von Fig. 1 entsprechenden Vorrichtung. Fig. 3 ein Querschnitt einer elektrooptischen bistabilen Relaxationsschaltung, bei der zwei verschiedene Arten zum Erhalten einer steuerbaren optischen Rückkopplung angedeutet sind. Fig. 4 das Schaltbild einer Vorrichtung, bei der die Steuerung des Masses der Rückkopplung durch einen verstellbaren Kontakt, mit dem die Spannung abgenommen wird, erhalten wird. Fig. 5 das Schaltbild einer Vorrichtung, die von derjenigen aus Fig. 1 hinsichtlich des Anschlusses des Zweiges mit dem rückgekoppelten Strahlungselement an die Speisespannung verschieden ist.
Fig. 6 das Schaltbild einer andern Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung. Fig. 7 das Schaltbild einer Ausführungsform, die von derjenigen aus Fig. 6 hinsichtlich des Anschlusses des Zweiges mit dem ersteren Strahlungselement an die Speisequelle verschieden ist. Die Fig. 8 und 9 je ein Teil eines Querschnittes eines Feststoffverstärkers mit einstellbarer positiver optischer Rückkopplung.
Die Vorrichtung gemäss dem Schaltbild nach Fig. 1 enthält drei an eine Wechselspannungsquelle 1
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B.elektrisch in Reihe geschalteten Impedanz 4 mit einstellbarem Wert. Die elektrolumineszierende Zelle 3 und die photoleitende Zelle 2 sind zueinander derart angeordnet, dass die Strahlung der Zelle 3 auf die photoleitende Zelle 2 rückwirken kann, was in der Figur durch einen Pfeil zwischen den beiden Zellen angedeutet ist. Die steuerbare Impedanz 4 kann durch einen steuerbaren Widerstand gebildet werden. Jedoch kann auch ein anderer Typ einer steuerbaren Impedanz verwendet werden, z. B. eine steuerbare Selbstinduktion oder Kapazität oder eine Kombination von Impedanzen, von denen eine oder mehrere einstellbar ist bzw. sind.
Der dritte Zweig enthält eine elektroluminiszierende Zelle 5, deren Strahlung U das Ausgangssignal der Vorrichtung bildet. Durch eine mit 6 bezeichnete optische Abschirmung wird verhütet, dass die Strahlung der Zelle 5 auf die photoleitende Zelle 2 im ersten Zweig rückwirken kann. Von der Spannungsquelle 1 aus gesehen, ist die Parallelschaltung der Zweige mit den elektrolumineszierenden Zellen 3
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und 5 mit dem Zweig mit der photoleitenden Zelle 2 elektrisch in Reihe geschaltet. Die Wirkungsweise der Vorrichtung gemäss dem Schaltbild nach Fig. 1 ist wie folgt. ohne Bestrahlung der photoleitenden Zelle 2 ist deren Widerstand derart hoch, dass nahezu die ganze Spannung der Quelle 1 an dieser Zelle abfällt und die Strahlungselemente 3 und 5 nicht oder kaum Licht aussenden. Wird jetzt die Zelle 2 bestrahlt, z.
B. dadurch, dass einer zu diesem Zweck mit dieser Zelle 2 allein optisch gekoppelten, weite- ren elektrolumineszierenden Zelle 7 ein elektrisches Signal zugeführt wird, so nimmt die Spannung an der Zelle 2 ab, während diejenige an den elektrolumineszierenden Zellen 3 und 5 zunimmt. Die Zunahme der Spannung der Zelle 3 wird dabei umso kleiner sein, je höher der eingestellte Wert der Impe- danz 4 ist. Da die Strahlung der elektrolumineszierenden Zelle 3 auf die photoleitende Zelle 2 rückwirkt und dabei die Wirkung der durch die Zelle 7 erzeugten Strahlung unterstützt, hat man es hier mit einer positiven Rückkopplung zu tun. Das Mass der Rückkopplung ist von der Grösse der Impedanz 4 abhängig, so dass durch Einstellung dieser Impedanz die Rückkopplung gesteuert werden kann.
Das durch die Zelle 5 abgegebene maximale Ausgangssignal, das auftritt, wenn durch genügend intensive Bestrahlung der Zelle 2 ihr Widerstand keine Rolle mehr spielt, wird dabei nicht beeinflusst.
Sehr geeignet für einen praktischen Aufbau ist die Ausbildung der Impedanz 4 als photoleitendes Element, dem dann für die angedeutete Steuerung der Rückkopplung gesonderte, einstellbare Beleuchtungsmittel zugeordnet sind.
Ein möglicher Aufbau einer Vorrichtung nach dem Schaltbild nach Fig. l ist in Fig. 2 im Querschnitt dargestellt. Die photoleitende Zelle 2 aus Fig. 1 wird in diesem Fall durch eine Schicht aus photoleitendem Material 12 gebildet, die auf einem durchsichtigen Träger 20 angeordnet ist, welcher vorzugsweise aus Glas besteht. Auf der Schicht 12 sind auf übliche Weise interliniierte kammförmige Elektroden 21 und 22 vorgesehen. Die andere Seite des Trägers 20 ist mit einer durchsichtigen flachen Elektrode 23 versehen, die vorzugsweise aus einer Schicht aus leitendem Zinnoxyd besteht. Auf der Elektrode 23 ist eine elektrolumineszierende Schicht 13 aufgebracht, die der elektrolumineszierenden Zelle 3 in Fig. 1 entspricht. Die Strahlung der Schicht 13 kann durch die Elektrode 23 und den Träger 20 hindurch den Widerstand der Schicht 12 beeinflussen.
Gegenüber der Elektrode 23 ist die Schicht 13 mit einer zweiten Elektrode 24 versehen, die vorzugsweise undurchsichtig ist. Diese Elektrode kann z. B. aus einer verhältnismässig dicken, auf die Schicht 13 aufgedampften Metallschicht bestehen, z. B. aus Aluminium. Ein zweiter isolierender Träger, z. B. durch eine Glasplatte 25 gebildet, liegt auf der Elektrode 24 auf und ist auf der davon abgekehrten Seite mit zwei interliniierten kammförmigen Elektroden 26 und 27 versehen, die vorzugsweise aus einer örtlichen, durchsichtigen Zinhoxydhaut der Platte 25 bestehen. Über diesen Elektroden 26 und 27 erstreckt sich eine photoleitende Schicht 14, die das dem Element 4 aus Fig. 1 entsprechende steuerbareimpedanzelement bildet.
Auf dieser Schicht 14 liegt eine weitere Glasplatte 28 auf, die auf der andern Seite mit einer leitenden flächenförmigen Elektrode 29 versehen ist. Diese Elektrode 29 ist undurchsichtig und besteht vorzugsweise aus einer spiegelnden Metallschicht, z. B. aus aufgedampftem Aluminium. Die Elektrode 29 ist mit einer zweiten elektrolumineszierenden Schicht 15 in Berührung, die auf der andern Seite mit einer durchsichtigen flachen Elektrode 30 auf der Oberfläche eines weiteren durchsichtigen Trägers 31 in Berührung ist. Die elektrolumineszierende Schicht 15 entspricht der elektrolumineszierenden Zelle 5 aus Fig. l.
Das Gebilde ist auf der Seitenkante mit Ausnahme von sich in der Richtung senkrecht zur Zeichenebene im Bereiche der photoleitenden Schicht 14 und der auf beiden Seiten davon befindlichen spiegelnden Elektroden 24 und 29 erstreckenden Kanälen 32,33 von einem undruchsichtigen Isoliermantel 34 umgeben, der z. B. aus einem gehärteten Epoxy-Giessharz bestehen kann. Die elektrische Schaltung des Gebildes ist mit derjenigen aus Fig. l identisch. Die elektrische Spannungsquelle 11 ist einerseits mit der kammförmigen Elektrode 21 der photoleitenden Schicht 12 und anderseits mit der durchsichtigen Elektrode 30 der Schicht 15 und mit der kammförmigen Elektrode 26 der Schicht 14 verbunden. Die andere kammförmige Elektrode 27 dieser Schicht ist leitend mit der oberen durchsichtigen Elektrode 23 der elektrolumineszierenden Schicht 13 verbunden.
Die zweite Elektrode dieser Schicht, nämlich die spiegelnde Metallschicht 24, ist, ebenso wie die spiegelnde Elektrode 29 der elektrolumineszierenden Schicht 15, leitend mit der zweiten kammförmigen Elektrode 22 der photoleitenden Schicht 12 verbunden. Der Widerstand der photoleitenden Schicht 14 kann durch in den Kanälen 32 und 33 angeordnete Glühlampen 35 und 36 eingestellt werden, von denen das seitlich in die Glasplatten 25 und 28 fallende Licht durch Reflexion an den Elektroden 24 und 29 die Schicht 14 trifft. Die Strahlungsintensität der Glühlampe 35 und 36, die vorzugsweise stabförmig sind, kann auf bekannte Weise gesteuert werden, z. B. durch einen in Reihe mit ihnen geschalteten gewöhnlichen steuerbaren Widerstand.
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Mit Rücksicht auf die Wärmeentwicklung kann es vorteilhaft sein, die Beleuchtung der photoleiten- den Schicht nicht durch Glühlampen, sondern durch eine sich parallel zu dieser Schicht 14 erstreckende weitere elektrolumineszierende Schicht, die in Fig. 2 nicht dargestellt ist, vorzunehmen. Diese Schicht wird dann an eine einstellbare Spannung angeschlossen, so dass durch Steuerung dieser Spannung der Wi- derstand der Schicht 14 eingestellt wird. Diese weitere elektrolumineszierende Schicht muss räumlich zwi- schen den Elektroden 24 und 29 angeordnet sein.
Für einen richtigen elektrischen Kontakt zwischen der Schicht 13 und der Elektrode 24 und auch zwi- schen der Schicht 15 und der Elektrode 29, können diese je aus zwei miteinander in Kontakt stehenden leitenden Schichten bestehen die eine auf dem Träger 25 bzw. 28, die andere auf der elektrolumineszie- renden Schicht 13 bzw. 15. Die leitende Schicht auf einer elektrolunineszierenden Schicht kann z. B. durch Aufdampfen aufgebracht sein.
Fig. 3 ist ein Querschnitt einer Vorrichtung nach der Erfindung, die eine bistabile Relaxationsschal- tungsanordnung bildet. Die Vorrichtung besteht aus zwei auf gleiche Weise aufgebauten Teilen, in deren jedem eine mit äusseren Mitteln zu regelnde optische Rückkopplung stattfindet. Gemeinsam für die bei- den Teile, von denen der eine in der linken Hälfte und der andere in der rechten Hälfte der Figur im
Querschnitt dargestellt ist, ist eine undurchsichtige, vorzugsweise spiegelnde metallische Elektrodenplat- te 40. Diese Platte ist in jedem der Teile eine gemeinsame Elektrode für zwei auf ihren beiden Seiten an- geordnete elektrolumineszierenden Schichten 43 und 45 bzw. 63 und 65. Die zweite Elektrode der Schich- ten 43 und 63 wird durch eine leitende Schicht 41 bzw. 61 auf der Oberfläche eines durchsichtigen Trä- gers 46 bzw. 66 gebildet.
Diese Träger sind auf den andern Seiten mit einer photoleitenden Schicht 44 bzw. 64 versehen, auf der sich interliniierte kammförmige Elektroden 47 und 48 bzw. 67 und 68 befin- den.
Die zweite Elektrode der elektrolumineszierenden Schicht 45 bzw. 65 wird durch eine flache durch- sichtige Elektrode 49 bzw. 69 auf einem durchsichtigen Träger 50 bzw. 70 gebildet. Die beschriebene Vorrichtung wird durch eine Hauptspannungsquelle 39 gespeist, deren eine Klemme mit der kammförmigen Elektrode 47 im linken Hauptteil der Vorrichtung und der flachen Elektrode 69 im rechten Hauptteil der Vorrichtung verbunden ist, während die andere Klemme mit der kammförmigen Elektrode 67 im rechten Hauptteil der Vorrichtung und der Elektrode 49 im linken Hauptteil der Vorrichtung verbunden ist. Die kammförmige Elektrode 48 bzw. 68 der photoleitenden Schicht 44 bzw. 64 ist mit der gemeinsamen Elektrodenplatte 40 verbunden.
In jedem der beiden Hauptteile der Vorrichtung kann die obere photoleitende Schicht 44 bzw. 64 durch das Licht beeinflusst werden, das durch die darunter liegende elektrolumineszierende Schicht 43 bzw. 63 ausgesandt wird. Hiemit wird in jedem der Abschnitte eine optische Rückkopplung erhalten, analog zur Rückkopplung zwischen der elektrolumineszierenden Zelle 3 und der photoleitenden Zelle 2 in der Vorrichtung nach Fig. 1. Das Mass der Rückkopplung ist in jedem Hauptteil der Vorrichtung dadurch steuerbar, dass zwischen den Elektroden 41 und 49 im linken Hauptteil eine steuerbare Spannungsquelle 51 und zwischen den Elektroden 61 und 69 im rechten Hauptteil eine gleiche Spannungsquelle 71 geschaltet ist. DieHilfsspannungsquellen 51 und 71 liefern eine Wechselspannung, die vorzugsweise die gleiche Frequenz hat wie die durch die Quelle 39 gelieferte Spannung.
Durch Einstellung der Amplitude und der Phase der Wechselspannung der Quelle 51 kann dafür gesorgt werden, dass die Spannung an der elektrolumineszierenden Schicht 43 in bestimmten Mass niedriger, gegebenenfalls höher ist als diejenige an der Schicht 45, so dass durch Regelung der Spannung der Quelle 5i das Mass der Rückkopplung willkürlich eingestellt werden kann. Ähnliches gilt für die Spannung der Quelle 71, mit der das Mass der Rückkopplung zwischen der elektrolumineszierendenSchicht63 und der photoleitenden Schicht 64geregelt werden kann.
Der Zweck der optischen Rückkopplung ist, dass jeder Hauptteil der Vorrichtung zwei stabile Zustände aufweist, wobei in einem Zustand die photoleitende Schicht 44 bzw. 64 einen hohen Widerstand aufweist und demzufolge die elektrolumineszierenden Schichten darunter kein Licht ausstrahlen, während im andern Zustand die elektrolumineszierenden Schichten wohl Licht ausstrahlen und der Widerstand der dar- über liegenden photoleitenden Schicht niedriger ist. Dadurch, dass die Elektrode 40 den beiden Hauptteilen der Vorrichtung gemeinsam ist, befinden sich die beiden Hauptteile in einem verschiedenen stabilen Zustand. Demzufolge ist immer eine der beiden elektrolumineszierenden Schichten 45 und 65 lichtgebend, während die andere kein Licht ausstrahlt.
Der Übergang der Vorrichtung vom einen in den andern stabilen Zustand kann durch Bestrahlung der photoleitenden Schicht, die sich über der nicht lumineszierenden elektrolumineszierenden Schicht befindet, erreicht werden, so dass der Widerstand dieser photoleitenden Schicht genügend abnimmt.
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Letzteres ist vom Mass der Rückkopplung zwischen der photoleitenden Schicht 44 bzw. 64 und der darunter liegenden, Licht zu dieser Schicht ausstrahlenden elektrolumineszierenden Schicht 43 bzw. 63 abhängig. Dieses Mass der Rückkopplung wird wie oben beschrieben durch die Amplitude und die Phase der durch die Quellen 51 und 71 gelieferten Spannungen bestimmt.
Im Falle einer sehr starken Rückkopplung ist für das Umschalten vom einen in den andern stabilen
Zustand der Vorrichtung eine verhältnismässig starke Bestrahlung bzw. ein verhältnismässig starker Licht- impuls auf das in diesem Augenblick einen hohen Widerstand aufweisende photoleitende Element 44 oder
64 erforderlich. Diese Steuerstrahlung bzw. dieser Steuerimpuls kann geringer bzw. kleiner sein, je nach- dem die Spannung der Quellen 51 und 71 derart eingestellt wird, dass sich eine geringere Spannung an der zugehörigen elektrolumineszierenden Schicht 43 bzw. 63 ergibt.
Dabei wird durch den geringeren Unter- schied im Widerstand der photoleitenden Elemente im einen und im andern stabilen Zustand eines Haupt- teiles der Vorrichtung, der Übergang von diesem einen in den andern bei gleichbleibender Stärke der
Steuerstrahlung bzw. des Steuerimpulses schneller erfolgen können.
Weil die elektrolumineszierenden Elemente 43 und 63, die in einem Hauptteil der Vorrichtung die optische Rückkopplung bewerkstelligen, von der elektrolumineszierenden Schicht 45 und 65, die ein Aus- gangssignal der Vorrichtung liefern, verschieden sind, kann die Amplitude der Spannungsquelle 39, ohne die Einstellmöglichkeit des gewünschten Masses der Rückkopplung zu beeinträchtigen, immer derart ge- wählt werden, dass in einem stabilen Zustand die höchstzulässige Spannung sich an der dann lichtgeben- den, das Ausgangssignal liefernden elektrolumineszierenden Schicht (45 oder 65) ergibt, so dass die Vor- richtung eine optimale Ausgangsintensität aufweist.
Die Ausgangssignale der Vorrichtung sind von optischer Art und können z. B. zum Steuern einer weiteren ähnlichen Vorrichtung verwendet werden, deren mit den photoleitenden Schichten 44 und 64 über- einstimmenden Schichten gegenüber den elektrolumineszierenden Schichten 45 und 65 angeordnet sind. Die Eingangssignale, d. h. die äussere Bestrahlung der photoleitenden Schichten 44 und 64, können durch eine gleiche vorangehende Vorrichtung erhalten werden. Selbstverständlich ist es möglich, die Vorrichtung auf andere Weise zu steuern, z. B. dadurch, dass über jeder der photoleitenden Schichten 44 und 64 eine elektrolumineszierende Zelle oder ein anderes Strahlungselement angeordnet wird, welcher Zelle oder welchem Strahlungselement elektrisch steuerbare Impulse zugeleitet werden.
Statt der Verwendung von gesonderten steuerbaren Spannungsquellen 51 und 71, können elektrisch an der gleichen Stelle nach Wunsch einstellbare Impedanzen, z. B. Regelwiderstände, aufgenommen werden, die je im zugehörigen Hauptteil der Vorrichtung eine Funktion ausüben gleich derjenigen der regelbaren Impedanz 4 der Vorrichtung nach Fig. 1.
In Fig. 3 ist mit gestrichelten Linien noch eine andere Möglichkeit angegeben. Statt durch Zwischenschaltung von gesonderten Spannungsquellen 51 und 71, wird die Spannung an den elektrolumineszierenden Schichten 43 und 63 dadurch gesteuert, dass in den Zweig mit einer solchen Schicht gleichsam ein regelbarer Teil der Spannungsquelle 39 aufgenommen wird. In Fig. 3 ist dies durch Anschliessen der Elektrode 41 bzw. 61 je an einen einstellbaren Kontakt einer die Spannungsquelle 39 überbrückenden Impedanz 55, z. B. eines Widerstandes oder einer Selbstinduktion, angedeutet.
Es ist leicht einzusehen, dass durch Verschiebung eines solchen Kontaktes weiter von dem Ende weg, das mit der gleichen Klemme der Quelle 39 verbunden ist, mit der die unter der diesbezüglichen rückgekoppelten Schicht 43 bzw. 63 liegende elektrolumineszierende Schicht 45 bzw. 65 verbunden ist, das Mass der positiven Rückkopplung erniedrigt wird.
Um die Rückkopplungswirkung in den beiden Hauptteilen der Vorrichtung nach Fig. 3 auf den betreffenden Hauptteil zu beschränken und auch die von den elektrolumineszierenden Schichten 45 und 65 erzeugten optischen Ausgangssignale getrennt zu halten, ist über und unter der gemeinsamen Elektrode 40 zwischen den beiden Abschnitten eine undurchsichtige Wand 56 vorgesehen. Die Vorrichtung ist ausserdem an den Seitenkanten von einem undurchsichtigen Isoliermantel 57 umgeben. Die Zwischenwände 56 und der Mantel 57 können z. B. aus einem undurchsichtigen gehärteten Kunststoff, z. B. einem EpoxyGiessharz, bestehen.
Fig. 4 zeigt das Schaltbild einer Vorrichtung, bei der, wie bei der Vorrichtung nach Fig. 3, ein steuerbarer Teil der Speisespannung die Spannung an einer optisch mit einer photoleitenden Zelle gekoppelten elektrolumineszierenden Zelle mitbestimmt. Die Speisespannung wird den Endklemmen der Sekundärwicklung 101 eines Transformators 100 entnommen und auf eine Reihenschaltung eines photoleitenden Elementes 102 und einer elektrolumineszierenden Zelle 105 aufgedrückt, welch letzteredas Ausgangssignal U liefert.
Mit dem Verbindungspunkt des photoleitenden Elementes 102 und der Ausgangszelle 105 ist eine optisch mit dem Element 102 gekoppelte elektrolumineszierende Zelle 103 verbunden,
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Zelle für die Rückkopplung bzw. das Ausgangssignal verwendet wird, diese Rückkopplung bzw. das Signal ihr bzw. sein Vorzeichen umgekehrt. Auch kann die optisch auf eine photoleitenden Zelle rückgekoppelte Zelle von einer andern Art sein als die das Ausgangssignal liefernde Zelle. Die beiden Strahlungselemente können auch von der gleichen Art sein, z.
B. beide elektrolumineszierend, jedoch mit einer verschiedenen Farbe des ausgesandten Lichtes. MitRücksicht auf die Empfindlichkeit ist es vorteilhaft, die Spektralemissionskurve des durch die rückgekoppelte Zelle ausgesandten Lichtes an die Spektralempfindlichkeitskurve des photoleitenden Elementes, auf die diese Zelle zurückwirkt, anzupassen.
Um eine schnelle Reaktion einer photoleitenden Zelle auf die Strahlung eines mit dieser optisch gekoppelten Strahlungselementes zu erhalten, ist es vorteilhaft, durch Wahl des Strahlungselementes und oder des Mediums zwischen den beiden, dafür zu sorgen, dass die Rückkopplungsstrahlung im photoleitenden Material eine kleine Eindringtiefe hat, z. B. kleiner als 5 n. Demzufolge liegt bei Verwendung von Cadmiumsulfidzellen die Rückkopplungsstrahlung im wesentlichen im blauen Teil des sichtbaren Spektrums.
Die einstellbare Rückkopplung nach der Erfindung kann vorteilhaft in einem Feststoffbildverstärker verwendet werden. Ein Beispiel ist mit den Fig. 8 und 9 erläutert, die je einen Teil eines Querschnittes eines solchen darstellen. Diese Querschnitte stehen senkrecht zueinander, Fig. 8 zeigt einen Querschnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig. 9, während Fig. 9 einen Querschnitt längs der Linie IX-IX in Fig. 8 darstellt.
Ein aus einer Glasplatte bestehender flacher oder leicht gebogener Träger 500 ist auf der Oberseite mit einer Anzahl sich parallel erstreckender gegenseitig getrennter Elektrodenlinien (511 und 512) versehen, die abwechselnd miteinander verbunden sind, so dass die verschiedenen Elektroden 511 und ebenso die verschiedenen Elektroden 512 eine das gleiche elektrische Potential aufweisende Gruppe bilden. Die Elektroden 511 und 512 bestehen auf bekannte Weise aus durchsichtigem leitendem Zinnoxyd auf der Oberfläche des Trägers 500. Auf den Elektroden 511 sind diesen folgende elektrolumineszierende Bahnen 503 angeordnet, die aus einem rot-elektrolumineszierenden Stoff und gesintertem Glaspulver bestehen.
Der elektrolumineszierende Stoff kann z. B. aus mit Cu und Al aktiviertem ZnSe bestehen. Auf den Elektroden 512 sind ebenfalls aus einem elektrolumineszierenden Stoff und einem gesinterten Glaspulver bestehende elektrolumineszierende Bahnen 505 angebracht. Der elektrolumineszierende Stoff dieser Bahnen besteht z. B. aus mit Cu und Al aktiviertem ZnS. Die Bahnen 505 sind auf der Oberseite mit einer dünnen Schicht 513 aus weiss-reflektierendem Material, z. B. Titanoxyd in Glaspulver, abgedeckt. Über dieser Schicht erstreckt sich eine undurchsichtige Metallschicht 514. Der Raum zwischen den Bahnen 503 und 505 ist mit einem vorzugsweise undurchsichtigen lsoliermaterial 515. z. B. gesintertem schwarzem Glas, aufgefüllt.
Über der durch die Bahnen 503 und 505 und dem zwischen diesen angebrachten Isoliermaterial 515 gebildeten Schicht befinden sich je zwei nebeneinanderliegende, die Bahnen 503 und 505 überbrückende Teile 516 einer ursprünglich geschlossenen stromdiffundierenden Schicht. Die Teile 516 bestehen aus leitendem Cadmiumsulfid (z. B. nur mit Chlor aktiviertem Cadmiumsulfid) in Glaspulver, welche Schicht gesintert ist. Die Schicht enthält etwa 30 Vol. - ufo Glas und etwa 70 Vol. - ufo leitendes Cadmiumsulfid. Auf den Teilen 516 der eben angedeuteten leitenden Schicht befinden sich kleine Pyramidenstümpfe 517 aus Glas mit Aluminiumoxyd als Füllstoff.
Die flachen Teile 516 und die Pyramiden 517 werden dadurch erhalten, dass über der Schicht, die aus den Bahnen 503 und 505 mit den zwischenliegenden Isolierteilen 515 besteht, zuerst eine Schicht aus leitendem Cadmiumsulfid, Glaspulver und einem Bindemittel mit einer Stärke von etwa 50 u angeordnet wird und hierauf eine Schicht aus Glaspulver mit Aluminiumoxyd und einem Bindemittel angebracht wird. Darauf werden in den beiden Schichten in der Richtung der Elektroden 511 und 512 parallele und äquidistante Nuten 518 vorgesehen. Diese Nuten sind V-förmig, wobei deren Wände miteinander einen Winkel von etwa 600 einschliessen.
Die Tiefe dieser Nuten ist derart, dass sie im wesentlichen bis an die Schicht mit den elektrolumineszierenden Bahnen 503 und 505 reichen. Der Boden dieser Nuten befindet sich an der Stelle der Isolierung 515 zwischen einer lumineszierenden Bahn 503 und einer lumineszierenden Bahn 505, während weiter der gegenseitige Abstand dieser Nuten derart ist, dass sich zwischen zwei aufeinanderfolgenden Nuten jedesmal eine Bahn 503 und eine Bahn 505 befindet.
Ein zweiter Satz paralleler äquidistanter Nuten 519 (Fig. 9) wird jetzt in der Richtung senkrecht zu derjenigen der Nuten 518 vorgesehen. Diese ebenfalls V-förmigen Nuten sind mit einer solchen Tiefe angeordnet, dass sie am Boden die sich ursprünglich über der ganzen Länge der Bahnen 505 erstreckenden leitenden Beläge 514 durchschneiden. Damit und durch die Einschneidung der Nuten 518 in die ursprünglich geschlossene Schicht 516 werden die Bahnen 503 und 505 in je ein Paar zueinander gehörende Elemente aufgeteilt, die sich unter einer Pyramide 517 befinden und die auf der Oberseite eine gemeinsame
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Elektrode aufweisen in Form eines flachen Elementes 516 der ursprünglich geschlossenen Schicht, die sich über den Bahnen 503 und 505 mit zwischenliegender Isolierung 515 erstreckte.
Durch Sinterung des Ge- bildes sind jetzt die Pyramiden 517 zu verfestigen und mit den darunter liegenden Schichten zu vereini- gen.
Die Wände der Nuten 518 und 519 sind mit einer geschlossenen Schicht 502 aus photoleitendem Ma- terial bedeckt. Diese Schicht 502 kann z. B. aus photoleitendem Cadmiumsulfid und einem Bindemittel oder aus aufgedampftem photoleitendemcadmiumsulfid bestehen. Jeder stromdiffundierende Teil 516 bil- det eine mehr oder weniger leitende Verbindung zwischen der Schicht 502 am Boden einer Nut 518 und
519 und den durch diesen Teil bedeckten Elementen der Bahnen 503 und 505. Die photoleitende Schicht
502 ist auf der Spitze der Pyramiden 517 mit einer Elektrode in Berührung, die durch eine leitende Zinn- oxydschicht 520 auf der Unterseite einer dünnen biegsamen Glasfolie 521 gebildet wird, die über die Spit- zen der Schicht 502 gelegt ist und hierauf angedrückt gehalten wird.
Statt einer Glasfolie mit einer lei- tenden Oberflächenschicht kann ein Metalldrahtgitter als Stromzuführungselektrode für die Spitzen der photoleitenden Schicht 502 verwendet werden.
Die Elektrode 520 ist mit der einen Klemme einer Wechselspannungsquelle 501 verbunden, deren andere Klemme leitend mit den durchverbundenen Elektrodenlinien 512 auf dem Träger 500 verbunden ist. Die durchverbundenen Elektroden 511 sind mit der gleichen Klemme der Quelle 501 verbunden mit der die Elektroden 512 verbunden sind, jedoch unter Zwischenschaltung einer einstellbaren Hilfsspan- nungsquelle 504.
Der beschriebene Feststoffbildverstärker besteht im wesentlichen aus einem Gebilde identischer Ele- mentegruppen, die je ein photoleitendes und zwei elektrolumineszierende Elemente aufweisen, die nach dem Schaltbild aus Fig. 1 geschaltet sind, in dem Sinne, dass die einstellbare Impedanz 4 dieses Schaltbildes durch die Hilfsspannungsquelle 504 ersetzt worden ist, wobei letztere für alle Elementegruppen gemeinsam ist. Das photoleitende Element 2 aus Fig. 1 wird in einer Elementegruppe des Feststoffbildver- stärkers nach den Fig. 8 und 9 durch den Teil der photoleitenden Schicht 502 gebildet, der sich über den Seiten und der Spitze einer Pyramide 517 erstreckt.
Die hierauf optisch rückgekoppelte elektrolumines- zierende Zelle 3 aus Fig. 1 entspricht dem Teil der Bahn 503, der sich unter dem flächenförmigen Teil 516, auf dem die betreffende Pyramide ruht, befindet. Die Ausgangszelle 5 des Schaltbildes nach Fig. 1 entspricht einem sich unter der betreffenden Pyramide 517 befindlichen Teil der elektrolumineszierenden Bahn 505. Nur die Elemente der Bahnen 503 sind optisch mit den darüber liegenden Teilen der photoleitenden Schicht 502 gekoppelt, die Elemente der Bahnen 505 sind in der Richtung der darüber liegenden Teile der photoleitenden Schicht 502 optisch durch die reflektierenden Schichten 513 und die Metallschichten 514 abgeschirmt.
Das Mass der Rückkopplung zwischen den Elementen der Bahnen 503 und die ihnen elektrisch zugeordneten Teile der photoleitenden Schicht 502 ist für alle Elementegruppen gemeinsam durch Wahl der Spannung der Quelle 504 einzustellen. Durch Vergrösserung des Masses der Rückkopplung, d. h. Zunahme der durch die Quelle 504, gelieferten Spannung, wenn diese in Phase ist mit der Spannung der Hauptspannungsquelle 501, kann erreicht werden, dass die Verstärkung zunimmt und schliesslich Instabilität auftritt, was verwendet werden kann, um ein auf die photoleitende Schicht 502 projiziertes Bild länger oder kürzer festzuhalten.
Das durch den Bildverstärker gelieferte Ausgangsbild wird durch das sowohl durch die Elemente der elektrolumineszierenden Bahnen 505 als auch durch diejenigen der Bahnen 503 ausgesandte Licht gebildet. Dieses Licht ist im beschriebenen Fall für die verschiedenen Bahnen von verschiedener Farbe ; bei Änderung des Wertes der durch die Quelle 504 gelieferten Spannung, wird in der Regel eine Änderung im Verhältnis der Leuchtdichte der durch den gleichen Teil der photoleitenden Schicht 502 gesteuerten Elemente der Bahnen 503 und 505 auftreten, wodurch Farbänderungen des Ausgangslichtes merklich werden können.
Letzteres kann dadurch verhindert werden, dass unter den Elektrodenleitungen 511 eine undurchsichtige Schicht angeordnet wird, z. B. aus schwarzem Glas, so dass nur die Elemente der Bahnen 505 das verstärkte Bild sichtbar machen. Selbstverständlich kann man für die elektrolumineszierenden Bahnen 505 und 503 das gleiche elektrolumineszierende Material wählen, vorausgesetzt, dass die photoleitende Schicht 502 für das lumineszierende Licht dieses Materials empfindlich ist.
Bei Verwendung verschiedener elektrolumineszierender Materialien für das Rückkoppellicht und das Ausgangslicht kann eine Vereinfachung der abschirmenden Massnahmen dadurch erhalten werden, dass die elektrolumineszierenden Bahnen 503 und 511 gleich ausgebildet werden, nämlich dadurch, dass sie aus zwei durch eine dünne undurchsichtige Schicht, z. B. eine Schicht aus schwarzem Glasemail, getrennten Schichten bestehen, von denen diejenige auf der Seite der Pyramiden 517 für die optische Rückkopplung
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