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Anordnung zur Erzielung eines wandernden Leuchtfleckes und Bildaufnahme-
und Wiedergabevorriehtung mit einer derartigen Anordnung C
Die Erfindung befaßt
sich mit einer Anordnung zur Erzielung eines wandernden Leuchtfleckes, bei der für
jeden Punkt der Leuchtspur ein getrennter Elektrolumineszenzkondensator in Serie
mit einem Fotoleiter vorgesehen ist und diese Serienschaltung parallel an einer
Elektrolumineszenz erregenden Spannungsquelle liegt.
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In der französischen Patentschrift 1161713 bzw. in der deutschen
Auslegeschrift 1040 593 ist eine Anordnung zur Erzeugung bewegter
Leuchteffekte mit Hilfe von Leuchtstoff- und fotoleitfähigen Schichten beschrieben,
die parallel zueinander in der Weise angeordnet sind, daß Licht von der Leuchtstoffschicht
auf die fotoleitfähige Schicht auftreffen kann, und Elektroden zur Beeinflussung
des Leuchtstoffes mit einem durch die fotoleitfähige Schicht durchgehenden elektrischen
Feld vorgesehen sind und diese Elektroden derart angeordnet sind, daß in einem Gebiet
das bei Anlegen einer Spannung zwischen die Elektroden in der Leuchtstoffschicht
erzeugte elektrische Feld größer als in anderen Gebieten ist, wodurch anfänglich
nur in dem erstgenannten Gebiet Licht emittiert wird.
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Eine derartige Anordnung hat den Nachteil, daß stets eine Verwaschung
der Leuchtpunkte durch den vorhergehenden Leuchtpunkt eintritt. Außerdem werden
die Leuchtpunkte fortlaufend lichtschwächer, da die Stärke der Elektrolumineszenz
von zeitlichen Spannungsgradienten abhängt. Nimmt man beispielsweise an, daß am
Anfang ein scharf begrenzter Elektrolumineszenzleuchtfleck entsteht, so weitet sich
um diesen Fleck eine Leitfähigkeitszone aus. Diese ist jedoch nicht scharf begrenzt.
Sie weist nach außen eine abfallende Leitfähigkeit auf. Dies führt zu einem verwaschenen
Elektrolumineszenzfleck. Mit weiterem Fortschreiten des Leuchtfleckes summiert sich
der soeben beschriebene Effekt, so daß am Ende durch Einebnung des Spannungsgradienten
die Elektrolumineszenzwirkung völlig verlorengehen kann.
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In der belgischen Patentschrift 559 126 ist eine elektronische
Schaltkreisanordnung beschrieben, bei der ein Anzeigekreis vorhanden ist, welcher
eine Mehrzahl elektrooptischer Paare aufweist, die aus einem elektrolumineszenten
und einem fotokonduktiven Element bestehen und die parallel zueinander zwischen
ein Paar Eingangsklemmen geschaltet sind, und ferner ein Verschiebungskreis vorhanden
ist, der ebenfalls eine Mehrzahl elektrooptischer Paare der gleichen Art aufweist,
die parallel zueinander an ein zweites Paar Eingangsklemmen geschaltet sind.
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Bei diesen Anordnungen sind also, um einen wandernden Leuchtfleck
zu erzeugen, zwei Schaltkreise, nämlich ein Anzeigekreis und ein Verschiebekreis,
erforderlich. In beiden Kreisen ist eine Mehrzahl elektrooptischer Paare, bestehend
aus einem elektrolumineszenten und einem fotokonduktiven Element, erforderlich.
Außerdem sind Vorrichtungen erforderlich, welche die Spannung in den beiden Kreisen
unterschiedlich periodisch beeinflussen. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß der
Aufwand, um einen wandernden Leuchtfleck zu erzielen, sehr groß ist. Für jeden Bildpunkt
des Leuchtfleckes sind je
zwei Fotoleiter und zwei Elektrolumineszenzkondensatoren
erforderlich. Durch die Anordnung von zwei Schaltkreisen, dem Anzeigekreis und dem
Verschiebekreis, ist es sehr schwierig, einen wandernden Leuchtfleck zu erzielen,
der sich ohne örtliche Unterbrechung entlang einer vorgegebenen Richtung bewegt.
Ein Leuchtfleck mit örtlicher Unterbrechung g ist zwar für Zählvorrichtungen geeignet,
für Bildübertragungsvorrichtungen jedoch unbrauchbar.
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Die Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, mit einfachen Mitteln eine
Vorrichtung zu schaffen, mit der sich ein wandernder, längs der Ausbreitungsrichtung
nicht unterbrochener Leuchtfleck erzeugen läßt.
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Bei einer Anordnung zur Erzeugung eines wandernden Leuchtpunktes,
bei der für jeden Punkt der Leuchtspur ein getrennter Elektrolumineszenzkondensator
in Serie mit einem Fotoleiter vorgesehen ist und diese Serienschaltungen parallel
an einer Spannungsquelle liegen, wird dies erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß
der Elektrolumineszenzkondensator jeder Serienschaltung mit dem Fotoleiter der nachfolgenden
Serienschaltung optisch gekoppelt ist,
während zwischen dem Elektrolumineszenzkondensator
und dem dazu in Serie liegenden Fotoleiter keine optische Kopplung besteht.
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Die Erfindung wird an Hand der Ausführungsbeispiele der F i
g. 1 bis 14 genauer beschrieben.
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F i g. 1 zeigt das Prinzip der Erzeugung eines wandernden Leuchtpunktes.
Für jeden Punkt der Leuchtspur ist ein Elektrolumineszenzkondensator in Serie mit
einem Fotoleiter vorgesehen, und diese in Serie geschalteten Elemente liegen parallel
zueinander an einer Elektrolumineszenz erregenden Spannungsquelle 18.
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Die Anordnung ist so getroffen, daß der Elektrolumineszenzkondensator
6" jeder Serienschaltung mit dem Fotoleiter 17" der nachfolgenden Serienschaltung
optisch gekoppelt ist, während zwischen dem Elektrolumineszenzkondensator
6" und dem dazu in Serie liegenden Fotoleiter 17,1 keine optische
Kopplung besteht. In der F i g. 1 ist dies durch die gestrichelte Umrandung
angedeutet, innerhalb derer eine optische Kopplung zwischen dem Elektrolumineszenzkondensator
6. und dem Fotoleiter 17" besteht.
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Die Arbeitsweise der Anordnung ist folgende: Beim Einschalten der
Elektrolumineszenz erregenden Spannungsquelle 18 sei angenommen, daß die
Fotoleiter 171 bis 17" unbelichtet und damit hochohmig sind. An dem Elektrolumineszenzkondensator
62 bis 6" liegt damit eine Spannung, die unterhalb des Schwellwertes der
Erregung der Elektrolumineszenz liegt. Wird nun der Fotoleiter 17, durch
Einwirkung eines Lichtimpulses niederohmiger, so steigt die Spannung an dem Elektrolumineszenzkondensator
62 über den zur Lumineszenzerregung erforderlichen Schwellwert. Die dadurch
vom Elektrolumineszenzkondensator 62 emittierte Strahlung erregt die Leitfähigkeit
des damit optisch gekoppelten Fotoleiters 17., wodurch nach einer durch die Ansprechzeit
des Fotoleiters bestimmten Zeit der Elektrolumineszenzkondensator 6, zur
Elektrolunüneszenz erregt wird. Nach Abschalten des auf den Fotoleiter
171 einwirkenden Lichtes läßt dessen Leitfähigkeitserregung entsprechend
seiner Zeitkonstante nach; das führt dazu, daß die Spannung am Elektrolumineszenzkondensator
62 wieder unter den Schwellwert der Elektrolumineszenzerregung sinkt. In
gleicher Weise erfolgt dies bei den nachfolgenden Elementen. Es ergibt sich damit
ein wandernder Leuchtfleck. Die Geschwindigkeit der Fortbewegung ist im wesentlichen
durch das Zeitverhalten der fotoleitenden und elektrolumineszierenden Elemente sowie
die Größe der Spannung der Quelle 18 bestimmt.
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in gewissen Grenzen ist es also möglich, durch Verändern der Größe
der Spannung die Geschwindigkeit, mit der sich der Leuchtfleck bewegt, zu steuern.
Eine andere, von der Erfindung bevorzugte Beeinflussung der Geschwindigkeit des
Leuchtfleckes besteht darin, die Elektrolumineszenz erregende Spannung
18 an- und abzuschalten, d. h. periodische Spannungsstöße zu erzeugen.
Damit ist es auch möglich, neben der Spannungsgröße die Impulsbreite und die zeitliche
Impulsfolge zur Steuerung der Wandergeschwindigkeit des Leuchtfleckes zu verwenden.
Bei einer bestimmten Ausbildung der Zeitkonstante des Fotoleiters und/oder der Elektrolumineszenzkondensatoren
ergeben sich Bereiche der Betriebswerte, wie Spannungsgröße, Impulsdauer und Impulsfolge,
innerhalb derer ein wandernder Leuchtfleck existent ist und dessen Wanderungsgeschwindigkeit
durch Änderung der Betriebswerte steuerbar geändert werden kann. Wird beispielsweise
die Anordnung mit elektrolumineszierenden Spannungsstößen betrieben und ist die
Abklingdauer des Fotoleiters so gewählt, daß er beim nächsten Spannungsstoß noch
über der Schwellwerterregung liegt und nach dem übernächsten Spannungsstoß unterhalb
des Schwellwertes liegt, so ergibt sich eine Anordnung, bei der die Wandergeschwindigkeit
des Leuchtfleckes in einem weiten Bereich lediglich vom zeitlichen Abstand der Impulse,
d. h. von der Impulsfolge, abhängt. Diese Betriebsart wird von der Erfindung
besonders bevorzugt, da es damit möglich ist, eine sehr einfache Synchronisierung
von Bildaufnahrne- und Bildwiedergabevorrichtung zu erzielen.
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Ein Anwendungsbeispiel der Anordnung nach F i g. 1 zur übertragung
und möglicher Umwandlung des Bildes einer auf einer Fläche auftreffenden Strahlung
ist in der F i g. 2 wiedergegeben.
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Gleiche Teile sind mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. Im Aufnahmeteil
sind strahlungsempfindliche Elemente 1, welche unter dem Einfluß der Strahlung
ihre elektrische Leitfähigkeit ändern, wie z. B. Fotoleiter, auf der Aufnahmefläche
angebracht und mit dem einen Pol über die Fotoleiter 15 der Bildpunktschaltelemente
12 mit einer Spannungsquelle 13, welche einen elektrolumineszierenden Stoff
zur Lumineszenz anregen kann, und in gewissen periodischen Zeitintervallen an- und
abgeschaltet wird, verbunden. Das strahlungsempfindliche Element 1 kann für
beliebige Strahlung, wie Licht, Infrarot-, Röntgen-, ultraviolette Strahlen oder
Korpuskularstrahlung, wie x- oder fl-Strahlung, benutzt werden. Es kann dann
mit der übertragung eine Umwandlung des Bildes in sichtbares Licht oder in eine
andere gewünschte Strahlung vorgenommen werden. Die Bildpunktschaltelemente haben
die Aufgabe, die strahlungsempfindlichen bzw. elektrolumineszierenden Elemente,
welche in ihrer Gesamtheit die Bildfläche darstellen, zeitlich nacheinander durchzuschalten.
Der andere Pol der Spannungsquelle ist über elektrolumineszierende Kondensatoren
4 des Wiedergabeteiles und die Fotoleiter 15a der Bildpunktschaltelemente 12a an
die andere Elektrode des Elementes 1 angeschlossen. Die fotoleitenden Widerstände
15 bzw. 15a der Bildpunktschaltelemente12 bzw. 12a bilden deren Arbeitsstromkreis.
Die Anordnung ist so getroffen, daß die Leitfähigkeit der Fotoleiter 15 bzw.
15 a durch die Lichtemission der Elektrolumineszenzkondensatoren
6 bzw. 6a in starkem Maße beeinflußt wird oder, anders ausgedrückt, daß eine
enge optische Kopplung zwischen diesen Schichten besteht. Zwischen den einzelnen
Bildpunktschaltelementen wird jede äußere elektrische und/oder optische Kopplung
z. B. durch Ab-
schirmungen vermieden. Die Elektrolumineszenzkondensatoren
6 bzw. 6 a sind über weitere Fotoleiter 17
bzw. 17a mit der
Spannungsquelle 18 verbunden. Dabei werden die elektrischen Leitfähigkeiten
der Fotoleiter 17 bzw. 17a jeweils von den Elektrolumineszenzkondensatoren
6 bzw. 6a des vorhergehenden Bildpunktschaltelementes 12 bzw. 12a beeinflußt.
Die Spannungsquelle 18 liefert die für die Erregung der Elektrolumineszenzkondensatoren
6 bzw. 6a erforderliche Spannung. Dies kann sowohl eine Gleichals auch eine
Wechselspannung sein. Bevorzugt wird eine in einem bestimmten Zeitintervall wirkende,
eine
Elektrolumineszenz anregende Spannung, welche nachfolgend als
Spannungsstoß bezeichnet wird. Dies kann z. B. eine kurzzeitig angelegte Gleichspannung
oder irgendeine Folge von Spannungsänderungen sein. Unter Folge von Spannungsänderungen
soll z. B. eine Folge von Wellenzügen einer Wechselspannung, eine Folge von Spannungsimpulsen
verstanden sein. Die Spannungsänderung kann auch die Halbwelle einer Wechselspannung
oder nur einfacher Spannungsimpuls sein.
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Setzt man einen Anfangszustand voraus, bei dem der Fotoleiter
17 eines beliebig gewählten Bildpunktschaltelementes 12 auf der Aufnahmeseite
und der zum Bildpunktschaltelement 12a gehörige Fotoleiter 17a auf der Wiedergabeseite
gegenüber dem normalen Zustand eine erhöhte Leitfähigkeit aufweist, so werden bei
der nächsten Anregungsphase einer Elektrolumineszenz anregenden Spannung der Spannungsquelle
18 sowohl im Aufnahmeteil als im Wiedergabeteil die Elektrolumineszenzkondensatoren
6 und 6a der nachfolgenden Bildpunktschaltelemente 12 und 12a zur Lumineszenz
angeregt. Die Fotoleiter 15 bzw. 15 a dieser Schaltelemente
werden auf diese Weise leitfähig gemacht. Die zu diesen Schaltelementen gehörigen
Elektrolumineszenzkondensatoren 4 des Wiedergabeteiles werden durch die die Elektrolumineszenz
erregende Spannungsquelle 13 entsprechend der auf das Element 1 auftreffenden
Strahlungsintensität mehr oder weniger stark zur Lumineszenz angeregt und damit
das Strahlungsbild des entsprechenden Bildauszuges vom Aufnahmezum Wiedergabeteil
übertragen. Dabei kann, je nach den spektralen Emissionseigenschaften der
Elektrolumineszenzkondensatoren 4 und der auf das Element 1 auftreffenden
Strahlung, gleichzeitig eine Umwandlung des Strahlungsbildes vorgenommen werden.
Mit der Erregung der elektrolumineszierenden Schichten der Elektrolumineszenzkondensatoren
6 und 6a der einzelnen Bildpunktschaltelemente 12 und 12a werden gleichzeitig
die Fotoleiter17 und 17a leitfähig. Die stoffliche Zusammensetzung dieser Schichten
ist so gewählt, daß die Leitfähigkeit auch nach Aussetzen der die Elektrolumineszenz
erregenden Spannung wenigstens in der kurzen Zeit bis zum Eintreffen der nächsten
Erregung im wesentlichen erhalten bleibt. Bei der nächsten Anregungsphase der Spannungsquelle
18 werden nun die Elektrolumineszenzkondensatoren 6 bzw. 6a der weiteren
nachfolgenden Bildpunktschaltelemente 12 und 12a zur Lumineszenz angeregt, womit
sich derselbe Vorgang in der oben beschriebenen Weise wiederholt. Es ist
je nach dem Verwendungszweck günstig, die Abklingzeit der Fotoleiter
15 a so zu wählen, daß deren Leitfähigkeit erst bei der erneuten
Erregung des Bildpunktschaltelementes im Zuge des nächsten Bildübertragungszyklus
im wesentlichen abgeklungen ist. Dadurch wird erreicht, daß sich die Bildhelligkeit
erhöht und insbesondere auch bei langsamer Bildübertragung kein Flimmern auftritt.
Dasselbe kann aber auch mit einer entsprechenden Nachleuchtdauer der Elektrolumineszenzkondensatoren
4 erreicht werden. Es ist jedoch im Augenblick noch schwierig, elektrolumineszierende
Leuchtstoffe mit einer entsprechenden Nachleuchtwirkung zu präparieren. Die Zeitdauer
und der Zeitabstand der Spannungsstöße sind mit den elektrischen und optischen Eigenschaften
des Bildpunktschaltelementes so abgestimmt, daß nach zwei folgenden Spannungsstößen
die Leitfähigkeitserregung des Fotoleiters so weit abgeklungen ist, daß die Spannung
des damit verbundenen Leuchtkondensators unter den Erregungsschwellwert abgesunken
ist.
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Eine etwas abgeänderte Ausführungsart der Bildpunktschaltelemente
zeigt die F i g. 3. Für gleiche Teile werden die gleichen Bezugszeichen wie
in F i g. 1 und 2 verwendet. Den Elektrolumineszenzkondensatoren
6 ist hier jeweils ein Fotoleiter 19, der mit dem Elektrolumineszenzkondensator
6 optisch eng gekoppelt ist, parallel geschaltet. Die Abklingzeit des Fotoleiters
19 ist mit der Zeitdauer der Elektrolumineszenz-Spannungserregung so abgestimmt,
daß, ohne die Lumineszenz des Leuchtkondensators 6
während der Erregungszeit
wesentlich zu vermindern, während der Aussetzdauer der Spannungsanregung eine so
ausreichende Erregung in dem Fotoleiter 19
zurückbleibt, daß eine eventuell
noch verbleibende Resterregung des Fotoleiters 17, welcher eine erneute Erregung
der Elektrolumineszenzschicht 6 verursachen könnte, mit Sicherheit ausgeschaltet
wird.
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In F i g. 4 ist ein Ausführungsbeispiel wiedergegeben, das
im Prinzip der in F i g. 2 dargestellten Anordnung entspricht. An Stelle
eines Erzeugers für Spannungsstöße sind hier jedoch zur Lumineszenzanregung der
Elektrolumineszenzkondensatoren 6
der einzelnen Bildpunktschaltelemente zwei
Spannungsquellen, welche abwechselnd elektrolumineszenzanregende Spannungsstöße
abgeben, nämlich 18
und 11 ', vorgesehen. Die Anordnung ist so getroffen,
daß die von den einzelnen Spannungserzeugern 18
und 11 kommenden Stöße
den einzelnen Bildpunktschaltelementen abwechselnd zugeführt werden. Diese Anordnung
hat den Vorteil, daß eine Nacherregung der einmal geschalteten Bildpunkt
- schaltelemente durch eine Resterregung der Fotoleiter 17
praktisch
nicht möglich ist. Nimmt man an, daß in irgendeinem betrachteten Zeitpunkt in einem
Bildpunktschaltelement durch die elektrolumineszierende Schicht des Elektrolumineszenzkondensators
6 den entsprechend optisch gekoppelten Fotoleiter 17 anregt, so wird
in diesem Zeitpunkt von dem entsprechenden Spannungsanreger keine die Elektrolumineszenz
erregende Spannung geliefert. Eine Erregung des Fotoleiters 17 und damit
eine Weitergabe des Schaltvorganges erfolgt erst dann, wenn beim nächsten Erregungsvorgang
der entsprechende andere Spannungserzeuger eingeschaltet wird. In diesem Falle ist
die Abklingzeit des Fotoleiters 17 so gewählt, daß sie während der Zeitdauer
von zwei Spannungsstößen so weit abgeklungen ist, daß die Erregung des damit verbundenen
Elektrolumineszenzkondensators unter dem Schwellwert liegt. Dieses Prinzip läßt
sich selbstverständlich auch auf der Wiedergabeseite anwenden. Dementsprechend sind
im Beispiel der F i g. 4 strahlungsempfindliche Ele,-mente 1 oder
Elektrolumineszenzkondensatoren 4 vorgesehen. Die Klemmen 22 und 23 stellen
den Ausgang des Aufnahmeteiles bzw. den Eingang des Wiedergabeteiles dar. Die Synchronisierung
der Schaltung der Bildpunktschaltelemente des Aufnahme- und Wiedergabeteiles kann
in der bereits beschriebenen Weise durch Verwendung derselben Spannungserreger 12
und 11 im Aufnahme- und Wiedergabeteil erfolgen.
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In F i g. 5 ist ein Beispiel aufgezeigt, bei dem die
die Lumineszenz der Kondensatoren 4 erregende Spannung13 gleichzeitig von der Spannungsquelle18
übernommen
wird. Gleiche Teile sind wiederum mit gleichen Bezugszeichen' versehen. Der wesentliche
Unterschied dieser Ausführungsart gegenüber den vorhergehenden besteht darin, daß
die von der Spannpgsquelle 18 abgegebenen Spannungsstöße die Elemente
1 des Aufnahmeteiles direkt beeinflussen. Die Auslösung der Weiterschaltung
der einzelnen Bildpunktschaltelemente erfolgt wieder durch die Fotoleiter
17. Die strahlungsempfindlichen Elemente 1
werden entsprechend der
auftretenden Strahlungsintensität verändert und diese so modulierte Folge von Spannungsstößen
an den Wiedergabeteil weitergeleitet. Auf der Wiedergabeseite ist eine Schaltungsanordnung
30 vorgesehen, welche die in ihrer Größe je nach den Lichtwerten modulierten
Spannungsänderungen in Spannungswerte gleicher Größe umformt. Die von dem Schaltelement
30 abgegebenen Impulse gleicher Größe werden den Fotoleitern 17a der einzelnen
Bildpunktschaltelemente zugeführt, während die in der Größe veränderlichen Folgen
von Spannungsänderungen an die Fotoleiter 15a der einzelnen Bildpunktschaltelemente
angelegt werden. Parallel zu den Fotoleitem 15 der einzelnen Bildpunktschaltelemente
und den strahlungsempfindlichen Elementen 1 auf der Aufnahmeseite ist ein
Widerstand 20 geschaltet. Dieser ist so dimensioniert, daß auch bei einem Dunkelwert
der Bildpunktaufnahmeelemente an der Schaltvorrichtung ein für die Weiterschaltung
des Bildpunktschaltelementes erforderliches Spannungsniveau liegt.
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In dem Beispiel der F i g. 6 ist dargestellt, wie die einzelnen
Bildpunktelemente 12 bzw. 12a auf der Aufnahme- und Wiedergabefläche - um
ein flächenhaftes Bild zu übertragen - angeordnet und miteinander elektrisch
verbunden sind. Die einzelnen Bildpunktschaltelemente sind zeilenförinig angebracht
und werden Zeile für Zeile durchgeschaltet. Die Auslösung der Bildabtastung erfolgt
durch einen von dem Generator 36 erzeugten Spannungsstoß, welcher den elektrolumineszierenden
Leuchtkondensator 6
des ersten Bildpunktschaltelementes der ersten Zeile erregt.
Beim nächsten Spannungsstoß wird - wie in der Beschreibung zu F i
g. 2 bereits ausgeführt - das nächstfolgende Bildpunktschaltelement
angeregt. Nach Durchschalten der ersten Zeile wird über die Verbindungsleitung25
der Elektrolumineszenzkondensator6 des ersten Bildpunktschaltelementes 12 der zweiten
Zeile erregt. In gleicher Weise erfolgt das Durchschalten der weiteren Zeilen.
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Der Spannungsgenerator 18 liefert periodisch auftretende Spannungsstöße.
Die Spannungsquelle 13
liefert eine die Elektrolumineszenz anregende Spannung.
Diese ist über die Fotoleiter 15 der einzelnen Bildpunktschaltelemente 12
mit den strahlungsempfindlichen Elementen 1, deren Widerstand sich entsprechend
der auffallenden Strahlungsintensität ändert, verbunden. In dem in F i
g. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel ist lediglich der Aufnahmeteil dargestellt.
Der Wiedergabeteil ist entsprechend der in den F i g. 2 und 5 wiedergegebenen
Anordnung beschaffen. Um eine Synchronisierung der Bildauslösung im Wiedergabe-
und Aufnahmeteil zu erzielen, wird der vom Generator 36 erzeugte Spannungsstoß
auch zum Wiedergabeteil geleitet und löst dort, genauso wie ün Aufnahmeteil, eine
Elektrolumineszenzerregung des Elektrolumineszenzkondensators des ersten Bildpunktschaltelementes
der ersten Zeile aus. In der F i g. 7 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt.
bei dem sowohl die Auslösung zur Abtastung des Gesamtbildes als auch der einzelnen
Zeilen durch Synchronisierungsimpulse erfolgt. Auf der Aufnahmeseite befindet sich
ein Spannungserzeuger 13,
welcher eine periodisch auftretende, die Elektrolumineszenz
erregende Spannung liefert. Nach einer Zeit, welche mindestens der Abtastdauer einer
Zeile entspricht, erfolgt ein längeres spannungsfreies Zeitintervall. Nach erfolgter
Abtastung des Gesamtbildes ist das spannungsfreie Zeitintervall länger ausgedehnt.
Ein Schaltelement 16 teilt nun die die Elektrolumineszenz erregende Spannung
abwechselnd in zwei Stromwege 27 und 28. In dem Stromweg
28 liegt ein weiteres Schaltelement 33, welches beim Einsetzen einer
neuen Folge von Spannungserregungen nach dem jeweiligen Zeilenende in dem Stromweg
29 einen Stromstoß erzeugt. In gleicher Weise wird durch das Schaltelement
24 beim Einsetzen der Abtastung des Gesamtbildes ein einmaliger Spannungsstoß in
die Leitung 50 gegeben.
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Der Aufbau der einzelnen Bildpunktschaltelemente entspricht dernjenigen
in F i g. 2. Selbstverständlich kann statt dessen auch irgendeine der bereits
beschriebenen Ausführungsarten der Bildpunktschaltelemente, beispielsweise diejenige
gemäß F i g. 3, Verwendung finden. Die Fotoleiter 15 der BiIdpunktschaltelemente
12 sind über die Zuleitung 27, 28 und dem Schalter 16 mit dem einen
Pol an die Elektrolumineszenz erregende Spannungsquelle 13 gelegt. Auf der
Aufnahmeseite sind in diesem Stromkreis die strahlungsempfindlichen Elemente
1, deren elektrischer Leitwert der Intensität der auftreffenden Strahlung
entspricht, angebracht. Die Leitungen 21 und 35 verbinden die strahlungsempfindlichen
Elemente 1 des Aufnahmeteiles mit dem Wiedergabeteil, während die Leitungen
22 die elektrolumineszierenden Leuchtkondensatoren 37 der Zeilenschaltelemente
26 verbinden. Auf der Wiedergabeseite sind die entsprechenden Leitungen mit
21a bzw. 22a bezeichnet. Die Kondensatoren 6 der einzelnen Bildpunktschaltelemente
einer Zeile sind mit den Kondensatoren 37 eines Zeilenschaltelementes
26 verbunden. Der Elektrolumineszenzkondensator 37 gibt also bei jedem
Bildpunktschaltvorgang einer Zeile eien entsprechenden Lichtimpuls ab. Der Fotoleiter
39 des Zeilenschaltelementes 26, welcher mit dem Elektrolumineszenzkondensator
37 optisch eng gekoppelt ist, weist eine solche Nachleuchtdauer auf, daß
beim Auftreten eines Zeilenstromstoßes in der Leitung 29 das erste Bildpunktschaltelement
der nachfolgenden Zeile erregt wird. In gleicher Weise werden auch die anderen Zeilen
durchgeschaltet.
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Auf dem Wiedergabeteil werden die in der Leitung 35 ankommenden
Spannungsstöße, welche den einzelnen Strahlungsintensitäten des Bildes entsprechen,
im Bedarfsfall zuerst von einem Verstärker 41 auf einen ausreichenden Spannungspegel
gebracht. Ein dazu parallel geschalteter weiterer Verstärker40, welcher im Sättigungsbereich
arbeitet, verstärkt die ankommenden Stromstöße in der Weise, daß stets unabhängig
von der Modulation dieselbe Spannungshöhe auftritt. Durch ein Schaltelement 16a
werden die Spannungsstöße am Ausgang des Verstärkers 40 abwechselnd in die Leitungen
43 und 44 gegeben. Das in der Leitung 44 befindliche Schaltelement 45 gibt beim
Beginn der in der Leitung 47 ankommenden Stoßfolge einer Zeile einen einmaligen
Spannungsstoß,
während das in der Leitung 47 vorgesehene Schaltelement
46 beim Einsetzen der Abtastung des Bildes, also nach dem Ende des langen spannungsfreien
Zeitintervalls, einen Spannungsstoß in die Leitung 48 abgibt. Der Aufbau des Bildpunktschaltelementes
12a entspricht wieder der Anordnung gemäß F i g. 2. Wie beim Aufnahmeteil
sind beim Wiedergabeteil die Elektrolumineszenzkondensatoren 6a
der Bildpunktschaltelemente
12a einer Zeile sowohl miteinander als auch mit einer Elektrode eines Leuchtkondensators
37a eines Zeilenschaltelementes 26 a verbunden. Die Fotoleiter
15 a sind jeweils über die Elektrolumineszenzkondensatoren
4 und die Leitung 34 mit dem Aufnahmeteil verbunden. Der in der Schaltanordnung
24 bei Beginn eines Bildübertragungszyklus erzeugte Stromstoß regt den Elektro-Inmineszenzkondensator6
des ersten Bildpunktschaltelementes der ersten Zeile zur Lichtemission an. Dadurch
werden die in dem Schaltelement 12 befindlichen optisch gekoppelten Fotoleiter
15 und 17 elektrisch leitend. Die vom Spannungserzeuger
13 a abgegebene Spannung wird damit an das strahlungsempfindliche Element
1 des ersten Bildelementes der ersten Zeile geleitet. Der im Schaltkreis
entstehende Strom ist entsprechend der Größe der auftreffenden Strahlung moduhert
und wird über die Leitungen 34 und 35 und den Verstärker 41 zum Wiedergabeteil
geleitet. An dem Elektrolumineszenzkondensator 4 des ersten Bildpunktschaltelementes
der ersten Zeile des Wiedergabeteiles tritt Elektrolumineszenz auf, deren Intensität
der im Aufnahmeteil empfangenen Strahlungswerte entspricht. Der in der Leitung
27 des Aufnahmeteiles nachfolgend ankommende Stromstoß wird über den erregten
Fotoleiter 17 des ersten Bildpunktschaltelementes der ersten Zeile an den
Elektrolumineszenzkondensator 6 des nächstfolgenden Bildpunktschaltelementes
dieser Zeile weitergeleitet. Damit wird in der oben beschriebenen Weise der Strahlungswert
des zugehörigen Elementes 1 an den Elektrolumineszenzkondensator des zweiten
Bildpunktschaltelementes der ersten Zeile des Wiedergabeteiles weitergegeben. Sämtliche
über die einzelnen Bildpunktschaltelemente der ersten Zeile gehenden Spannungsstöße
erregen auch die Elektrolumineszenzkondensatoren 37 bzw. 37a des Zeilenschaltelementes
der nächsten Zeile. Die Abklingdauer der Erregung der Fotoleiter 17 bzw.
17a ist so getroffen, daß nach Durchschalten der gesamten Zeile eine Restleitfähigkeit
des Fotoleiters 39 erhalten bleibt. Der in der Leitung 29 nach Durchschalten
der ersten Zeile auftretende Zeilenspannungsstoß wird über den Fotoleiter
39 an den Elektrolumineszenzkondensator 6 des ersten Bildpunktschaltelementes
der zweiten Zeile weitergegeben, womit auch diese ganze Zeile durchgeschaltet wird.
In ähnlicher Weise werden die weiteren Zeilen fortlaufend durchgeschaltet.
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In den weiteren F i g. 8 bis 11 wird ein Beispiel für
den praktischen Aufbau der in F i g. 7 im Prinzip aufgezeichneten Bildübertragungsvorrichtung
gegeben. Die F i g. 8 zeigt einen Längsschnitt durch die Anordnung, während
die F i g. 9, 10 und 11 Querschnitte durch die Schnittebenen
CD, AB, EF darstellen. Für gleiche Teile wurden wieder die
gleichen Zeichen verwendet. Entlang der Bildfläche sind streifenartige Bauelemente
53, welche die übertragung der Zeilen des Bildes übernehmen, angeordnet.
Auf Teilflächen der mit Ausschnitten versehenen transparenten, elektrisch isolierenden
Träger 55 und 56 befinden sich elektrisch leitende durchsichtige Schichten
32 und 57.
Dazwischen ist eine elektrolumineszierende Schicht 54 angebracht.
Die zwischen den Ausschnitten befindlichen Leitschichten und elektrolumineszierenden
Schichtteile stellen die im Beispiel der F i g. 7 beschriebenen Elektrolumineszenzkondensatoren
6 der einzelnen Bildpunktschaltelemente 12 dar. Die Ausschnitte des Trägers
56 sind mit einem elektrisch leitenden, optisch undurchlässigen Stoff
58, z. B. Kohlenstoff, ausgefüllt. Damit wird eine störende optische Kupplung
zwischen den einzelnen Bildpunktschaltelementen vermieden und eine elektrischeVerbindung
zwischen der die eine Seite der elektrolumineszierenden Leuchtstoffschicht begrenzenden
Leitschicht 57
und dem zum jeweils benachbarten Bildpunktschaltelement gehörenden
Fotoleiter 17 hergestellt. Die Elemente 17 sind abwechselnd mit elektrischen
Leitschichten bzw. Leitungen 27 und 28 (Aufnahmeteil) bzw. 43 und
44 (Wiedergabeteil) verbunden. An diese Leitschichten wird, wie im Beispiel der
F i g. 7
beschrieben, abwechselnd eine elektrolumineszierende Spannung angeschaltet.
Auf dem Träger 55 ist eine den Fotoleiter 15 bildende fotoleitende
Widerstandsschicht aufgebracht. Eine Seite dieser Fotoschicht ist mit einer elektrischen
Leitschicht 49, an welche eine Elektrolumineszenz erregende Spannung, welche im
Beispiel der F i g. 7 mit 13 bezeichnet ist, angeschlossen wird, verbunden.
An der gegenüberliegenden Seite des Fotoleiters 15 befinden sich die Leitschichten
61. Diese Leitschichten dehnen sich, wie aus Fig. 11 ersichtlich,
über eine Kante der Schaltstreifen auf Teile einer anliegenden Streifenfläche aus.
Jede Leitschicht ist einem Bildpunktschaltelement 12 zugeordnet und von den anderen
elektrisch getrennt. Auf den Leitschichten 16 der verschiedenen Streifenelemente
53 befindet sich im Aufnahmeteil eine das strahlungsempfindliche Element
1
bildende strahlungsempfindliche Schicht bzw. im Wiedergabeteil die den Elektrolumineszenzkondensator
4 bildende elektrolumineszierende Schicht. Teilflächen dieser Schichten sowie Teile
der sie begrenzenden Leitschichten bilden die in den früherenAusführungsbeispielen
beschriebenen strahlungsempfindlichen Elemente 1 bzw. die Elektrolumineszenzkondensatoren
4. Beide Schichten sind auf einer elektrisch leitenden, strahlungsdurchlässigen
Schicht 38, welche sich auf einem strahlendurchlässigen Träger
62 befindet, aufgebracht. Die Schicht 38 erfüllt gleichzeitig die
Aufgabe der im Beispiel der F i g. 7 beschriebenen Verbindungsleitung 21.
In den Ausschnitten des Trägers 55 und auf der Oberfläche der Schaltstreifen
53 sind, um eine störende äußere und gegenseitige Beeinflussung der Bildpunktschaltelemente
zu vermeiden, elektrisch isolierende, optisch undurchlässige oder strahlenundurchlässige
Schichten 63 aufgebracht. Das durch den Leuchtkondensator 6a gebildete erste
Bildpunktschaltelement der ersten Zeile erhält, wie bereits im Beispiel der F i
g. 7 beschrieben, über die Leitschicht 58 und die Zuleitung
31 beim je-
weiligen Einsetzen der Abtastung des Gesamtbildes einen
erregenden Spannungsstoß. Damit werden entsprechend der in den Leitschichten
32, 27 und 28 bzw. 32, 43 und 44 auftretenden Spannungsstöße nacheinander
sämtliche Bildpunktschaltelemente der oberen Zeile durchgeschaltet. Die transparenten
Leitschichten 32 dieses Schaltstreifens sind über die Leitung 22 mit der
transparenten Leitschicht 38 des
Elektrolumineszenzkondensators
37 verbunden. Dieser Leuchtkondensator stellt zusammen mit dem Fotoleiter39
das in F i g. 7 beschriebene Zeilenschaltelement dar. Der mit dem Leuchtkondensator
optisch gekoppelte Fotoleiter 39 leitet nach der Durchschaltung der ersten
Zeilen den nur in der Leitung 29 auftretenden Zeilenstoß an das erste Bildpunktschaltelement
der zweiten Zeile, womit auch der Schaltstreifen der zweiten Zeile durchgeschaltet
wird. In gleicher Weise werden nacheinander die weiteren Schaltstreifen durchgeschaltet.
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Eine Anwendung der Erfindung zur Darstellung und übertragung eines
Radarbildes wird an Hand der F i g. 12, 13 und 14 aufgezeigt. In F
i g. 12 ist das Prinzip schematisch dargestellt. Der vom Impulsgeber
65 periodisch erzeugte Spannungsimpuls wird über den Modulator
66 dem Sender 67 zugeführt. Der damit vom Sender ausgelöste Hochfrequenzimpuls
kommt in bekannter Weise über den Sendeempfangsschalter 68 in die Antenne
69. Die empfangene Hochfrequenz wird über die Mischstufe 70 und den
Zwischenfrequenzverstärker 71 an den Detektor 72 geleitet. Die gleichgerichtete
Hochfrequenz wird, falls erforderlich, in einem Bildverstärker 73 nachverstärkt
und einem Schaltelement 74 zugeführt, welches je nach der Bildamplitude eine
Spannung moduliert, welche einen elektrolumineszierenden Stoff zur Lumineszenz erregt.
Das Schaltelement 74 kann z. B. eine Elektronenröhre mit Regelcharakteristik sein,
an deren Steuergitter sowohl eine Wechselspannung als auch das Bildsignal gelegt
wird. Im Anodenkreis der Röhre entsteht je nach Größe des Bildsignals eine
kleinere oder größere Elektrolumineszenz erregende Wechselspannung. Die vom Schaltelement
74 erzeugte Spannung wird der Abbildungsvorrichtung 77, bestehend aus dem
Fotoleiter 75 und dem Leuchtkondensator 76, zugeführt. Der Fotoleiter
75 und der Leuchtkondensator 76 sind elektrisch miteinander gekoppelt
und z. B. als zwei sich berührende Flächen oder zwei Flächen, die über Zwischenschichten
elektrisch miteinander verbunden sind und deren Größe der Bildfläche entspricht,
ausgeführt. Unmittelbar vor dem Fotoleiter 75 der Ab-
bildungsvorrichtung
77 rotiert ein Schaltstreifen 53,
welcher entlang einer Geraden angeordnete
Bildpunktschaltelemente 12a enthält. Die Umlaufzeit des Schaltstreifens entspricht
der der Antenne. Die synchrone Drehung der Antenne und des Schaltstreifens wird
beispielsweise durch zwei synchronlaufende Motoren 79 und 80 erzielt.
Der Spannungserzeuger 81 gibt in die Leitungen 51 und 52 abwechselnd
elektrolumineszenzerregende Spannungsstöße ab. Die Zeitfolge dieser Stöße bestimmt
die Durchschaltegeschwindigkeit der Bildpunktschaltelemente des Schaltstreifens.
Der Impulsgeber65 ist mit der Schaltvorrichtung 78 verbunden. Diese Vorrichtung
gibt bei Impulsauslösung einen Spannungsstoß ab, welcher den Leuchtkondensator 6a
des ersten Bildpunktschaltelementes 12a des Schaltstreifens zur Elektrolumineszenz
anregt. Damit wird der optisch gekoppelte Fotoleiter 17a dieses Bildpunktschaltelementes
leitfähig. Beim nächsten in der Leitung 52 auftretenden Spannungsstoß wird
damit der Leuchtkondensator 6a des nächsten Bildpunktschaltelementes zur Elektrolumineszenz
angeregt und der optisch gekoppelte Fotoleiter dieses Elementes leitfähig gemacht.
Die weiteren Vorgänge wiederholen sich nacheinander bei den einzelnen Bildpunktschaltelementen.
Die Elemente werden nacheinander durchgeschaltet. Zwischen den Leuchtkondensatoren
6a der einzelnen Bildpunktschaltelemente und der fotoleitenden Fläche des Fotoleiters
75 besteht eine enge optische Kopplung. Jeder Lichtimpuls der Leuchtkondensatoren
erzeugt auf der Fläche 75 einen entsprechenden Leitfähigkeitsbereich. Infolge
der rotierenden Bewegung des Schaltstreifens, der geradlinigen Anordnung der einzelnen
Bildpunktschaltelemente und der zeitlich nacheinander folgenden Durchschaltung läuft
der Leitfähigkeitsbereich entlang von Radien, welche entsprechend der Antenne die
gesamte Bildfläche durchlaufen. Die Durchlaufgeschwindigkeit entlang der Radien
wird durch die Stoßfolge bestimmt und so gewählt, daß sie dem abzubildenden Entfernungsmaßstab
des Objektes angepaßt ist. Auf der elektrolumineszierenden Bildfläche werden die
Objekte entsprechend der auf der Antenne einfallenden, vom Objekt rellektierten
Hochfrequenz entfernungs- und winkelgetreu abgebildet.
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Die weiteren F i g. 13 und 14 zeigen im Längs-und Querschnitt
ein Ausführungsbeispiel für die konstruktive Gestaltung der Abbildungsvorrichtung
77
und des Schaltstreifens 53. Die Abbildungsvorrichtung besteht aus
der optisch durchlässigen Unterlage 62, auf der nacheinander die durchsichtige,
elektrisch leitende Schicht 9, die elektrolumineszierende Schicht 4, die
elektrisch leitende, optisch undurchlässige Schicht 10, die fotoleitende
Schicht 5 und die elektrisch leitende, optisch durchlässige Schicht
7 aufgebracht sind. Der Träger 62 kann z. B. aus Glas oder Glimmer,
die Schicht 10 aus Kohle und die elektrisch leitende, optisch durchlässige
Schicht 9 aus Zinnoxyd bestehen, welches durch Reaktion von Zinnehlorid oder
Zinntetrachlorid mit der erwärmten Glas- oder Glimmerunterlage erzeugt sein kann.
An die Schichten 9 und 7 wird die von der Schaltanordnung 74 erzeugte,
entsprechend dem Bildinhalt modulierte, die Elektrolumineszenz erregende Spannung
angelegt.
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Die Ausführung des Schaltstreifens entspricht im Prinzip dem im Ausführungsbeispiel
der F i g. 8 und 11 beschriebenen, den einzelnen Zeilenelementen zugeordneten
Schaltstreifen. Für gleiche Teile wurden dieselben Bezugszeichen verwendet. Auf
Teilflächen der mit Ausschnitten versehenen Träger 55 und 56
sind die
elektrisch leitenden, durchsichtigen Schichten 21 und 57 aufgebracht. Dazwischen
befindet sich die elektrolumineszierende Schicht 54. Die zwischen den Ausschnitten
der Träger 55 und 56 befindlichen Leitschichten und elektrolumineszierenden
Schichten stellen die Leuchtkondensatoren 6 (entsprechend der Beschreibung
der F i g. 12) der einzelnen Bildpunktschaltelemente dar.
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Die Ausschnitte der Träger 56 sind zur Vermeidung einer störenden
optischen Kopplung zwischen den einzelnen Leuchtkondensatoren 6 und zur Herstellung
einer elektrischen Verbindung zwischen der zu den einzelnen Leuchtkondensatoren
gehörigen Leitschicht 57 und der auf dem Träger 56 aufgebrachten,
zum jeweiligen benachbarten Bildpunktschaltelement gehörigen Fotoleiter
17 mit einem elektrisch leitenden, optisch undurchlässigen Stoff
58 ausgefüllt. Die Fotoleiter 17 sind außerdem abwechselnd mit den
Leitschichten 43 und 44 verbunden. Der Spannungserzeuger 81 gibt in diese
Leitungen abwechselnd Elektrolumineszenz erregende Spannungsstöße ab. Der von der
Schaltanordnung 78 bei der uslösung eines Sendeimpulses erzeugte Elektrolumineszenz
erregende
Spannungsstoß wird an die Leitschicht 57a des ersten Bildpunktschaltelementes gelegt.
In den Ausschnitten des Trägers 55 und auf der Oberfläche des Schaltstreifens
sind, um eine störende äußere oder gegenseitige Beeinflussung der Bildpunktschaltelemente
zu vermeiden, elektrisch isolierende, optisch- bzw. strahlungsundurchlässige Schichten
63, wie z. B. eine dunkle Lackschicht, aufgebracht. Der Abstand des Schaltstreifens
zu der Ab-
bildungsvorrichtung wird so klein als möglich gewählt. Der Schaltstreifen
ist über die Achse 82 mit der Drehvorrichtung 80, z. B. einem mit
dem Antennenumlauf synchron laufenden Motor, verbunden. Die Zuführung der Spannung
an den rotierenden Schaltstreifen ist in den F i g. 13 und 14 nicht aufgezeigt.
Sie kann z. B. durch Schleifringe erfolgen.