DE1287110B - Verfahren zum Verstaerken eines optisch oder elektrisch erzeugten Ladungsbildes auf der Speicherschicht einer Bildaufnahmeroehre - Google Patents

Description

Es sind verschiedene Bildaufnahmeröhren bekannt, bei denen die Information als Ladungsbild gespeichert wird. Hierzu gehören z. B. das Vidicon, das Ikonoskop und das Orthikon. Das Ladungsbild ergibt ein entsprechendes Potentialfeld, das einen zur Bildablesung dienenden, den Speicherschirm der Aufnahmeröhre abtastenden Elektronenstrahl moduliert. Die Modulation des Ausgangsstromes ist proportional zum jeweils gespeicherten Potential. Um die Unabhängigkeit der einzelnen abgetasteten Stellen des Speicherschirms voneinander zu gewährleisten, muß jede Stelle eine größere Kapazität gegen Erde haben, als die Kapazität zwischen benachbarten Stellen beträgt.

Es ist bekannt, daß bei Verwendung einer sekundäremissionsfähigen Speicherschicht das erzeugte Ladungsbild durch Sekundäremission verstärkt wird, d. h. eine Kontrasterhöhung erfährt (USA.-Patentschrift 2840 755). Diese Verstärkung ist aber verhältnismäßig gering. ao

Ferner ist es bekannt, daß der typische Verlauf der Sekundäremissionskurve eines Speicherschirms dazu verwendet werden kann, um mittels eines Hilfselektronenstrahls zwei stabile Arbeitspunkte zu erreichen, nämlich beim Kathodenpotential des Hilfs-Strahls und beim Potential der Auffangselektrode (Electronics, September 1947, S. 80 bis 83). Hierdurch tritt eine erhebliche Kontrastverstärkung auf, aber sämtliche Zwischenwerte gehen verloren, d. h., es können keine Halbtöne erzielt werden, sondern das gespeicherte Ladungsbild wird nur in Schwarzweiß wiedergegeben.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, schwache Ladungsbilder, die mit den bekannten Bildaufnahmeröhren nicht einwandfrei abgelesen werden können, so zu verstärken, daß die Ablesung unter Beibehaltung der relativen Bedeutung der einzelnen Ladungsniveaus, d. h. mit allen Zwischenwerten der gespeicherten Information, erfolgen kann.

Dies wird erfindungsgemäß, ausgehend von dem bekannten Verfahren zum Verstärken eines optisch oder elektrisch erzeugten Ladungsbildes auf der sekundäremissionsfähigen Speicherschicht einer Bildaufnahmeröhre, die mittels eines Elektronenstrahls abgelesen wird, unter Verwendung eines vor der Ablesung auf die Speicherschicht gerichteten Hilfselektronenstrahls dadurch erreicht, daß das Kathodenpotential des gleichzeitig mit oder nach der Erzeugung des Ladungsbildes auf die Speicherschicht gerichteten Hilfsstrahls so gewählt wird, daß an jeder Stelle der Speicherschicht ein stabiler Arbeitspunkt auf dem linearen Teil beiderseits des ersten Nulldurchgangs der Sekundäremissionskurve des Speicherschichtwerkstoffes beibehalten wird und daß das Kathodenpotential des Ablesestrahls so gewählt wird, daß sich eine Informationsverstärkung für die einzelnen Arbeitspunkte ergibt.

Auf diese Weise läßt sich eine Halbtonwiedergabe und zugleich eine echte lineare Verstärkung der gespeicherten Information erreichen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist sowohl bei einer photoleitenden Speicherschicht als auch bei einer dielektrischen Speicherschicht anwendbar.

Im ersteren Falle kann unter Berücksichtigung des endlichen Speicherschichtwiderstandes ein stabiler Betrieb erreicht werden, wenn der Hilfsstrahl gleichzeitig mit der Information auf die Speicherschicht gerichtet wird, so daß der von ihm gebildete nichtlineare Widerstand an den einzelnen Arbeitspunkten in Reihe mit der Impedanz der betreffenden Speicherschichtstelle liegt, wobei der Ablesestrahl die Speicherschicht mit einem Kathodenpotential abtastet, das zur Erfassung der Arbeitspunkte des Hilfsstrahls und zur Ableitung entsprechender Ausgangssignale ausreicht.

Im zweiten Falle, der auch in der eingangs an zweiter Stelle erwähnten Vorveröffentlichung vorausgesetzt ist, tritt die gewünschte lineare Verstärkung nur dann ein, wenn der Hilfsstrahl nach Stromstärke und Einwirkungsdauer so begrenzt wird, daß die stabilen Arbeitspunkte erreicht werden, ohne den Gleichgewichtspegel an der Oberfläche der Speicherschicht wesentlich zu verschieben.

Die Kathodenpotentiale des Hilfsstrahls und des Ablesestrahls müssen selbstverständlich an die durch den jeweiligen Speicherschichtwerkstoff gegebenen Sekundäremissionswerte angepaßt werden.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert. Hierin ist

F i g. 1 ein Längsschnitt einer für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Bildaufnahmeröhre,

F i g. 2 eine typische Sekundäremissionskurve für einen beliebigen Speicherschichtwerkstoff und

F i g. 3 bis 5 Darstellungen zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung nach den beiden erwähnten Ausführungsformen.

F i g. 1 zeigt eine Fernsehaufnahmeröhre mit einem Kolben 10, dessen erweiterter Teil 11 mit einer Fensterplatte 13 abgeschlossen ist. Gegenüber derselben befindet sich ein enger Teil 12, der ein Ablesestrahlsystem 15 mit Kathode 16, Steuerelektrode 17 und Anode 18 enthält. Ein Sockel 14 schließt den Teil 12 ab. Die Kathode des Ablesestrahls liegt z.B. auf Erdpotential, die Steuerelektrode hat eine etwas negative Spannung gegen die Kathode, und die Anode 18 liegt auf einer Spannung von etwa 0,5 Kilovolt gegen die Kathode.

Ferner befinden sich im Teil 12 mehrere Ablenkplatten 19,20 und 21, um den vom Strahlsystem 15 erzeugten Elektronenstrahl zwecks Abtastung eines Aufnahmeschirms 30 abzulenken.

Der Schirm 30 befindet sich unmittelbar hinter der Fensterplatte 13. Bei der dargestellten Ausführungsform ist er empfindlich für sichtbares, ultraviolettes oder infrarotes Licht und besitzt einen Träger 31 aus durchlässigem Werkstoff wie Glas oder einem Aluminiumoxydfilm. Auf der dem Strahlsystem 15 zugewandten Seite des Trägers befindet sich eine durchsichtige Elektrode 32, z. B. aus Gold oder Zinnoxyd. Sie kann auch gleichzeitig zur Absorption von Infrarot dienen. In thermischer Berührung mit der Elektrode 32 befindet sich eine Speicherschicht 33 aus einem strahlungsempfindlichen Widerstandsmaterial wie Antimontrisuffid, Arsentrisulfid oder Arsentriselenid. Die Elektrode 32 ist über einen Anschluß 34 mit einer außerhalb der Röhre angebrachten Spannungsquelle, z. B. einer Batterie 60, und einem Lastwiderstand 61 verbunden. Im vorliegenden Beispiel beträgt die Betriebsspannung der Elektrode 32 etwa 10 Volt gegen Erde. Unter entsprechenden Vorsichtsmaßregeln kann auch die Fensterplatte 13 selbst als Träger statt der Platte 31 dienen. Die Elektrode 32 sitzt dann unmittelbar auf der Fensterplatte 13 wie beim gewöhnlichen Vidicon.

Zwischen den Ablenkplatten 21 und dem Schirm

30 befinden sich mehrere zylindrische Elektroden 35, 36 und 37, die zusammen ein elektronenoptisches Linsensystem zur Konzentration des Ablesestrahles bilden. Ihre Betriebsspannungen betragen z. B. 0,5, 1 und 2 Kilovolt. Unmittelbar hinter dem Schirm 30 befindet sich ein Bremsgitter 38, das auf dem gleichen Potential wie die Elektronenlinse 37 liegen kann. Das Bremsgitter 38 dient zur Abführung mindestens eines Teils der von der Speicherschicht 33 emittierten Sekundärelektronen und erzeugt zwischen sich und der Speicherschicht ein gleichförmiges elektrisches Feld, worin die Elektronengeschwindigkeit verringert werden kann, ohne daß die Strahlrichtung und der Strahldurchmesser vor dem Einfall auf die Speicherschicht 33 sich wesentlich ändern.

Ein Hilfsstrahlsystem 40 befindet sich im Kolben 10 nahe den Ablenkplatten 21. Es besteht aus einer Kathode 41 und einer Steuerelektrode 42. Beispielsweise ist das Hilfsstrahlsystem 40 ein Flutsystem, d. h., es erzeugt einen breiten Elektronenfächer, der ao die gesamte Oberfläche der Speicherplatte 33 gleichmäßig erfaßt. Flutsysteme sind in der Speicherröhrentechnik bekannt, weshalb auf eine nähere Beschreibung verzichtet werden kann.

Bei der vorliegenden Ausführungsform liegt die Kathode 41 auf einer Spannung von etwa 30VoIt gegen Erde.

Die dargestellte Bildaufnahmeröhre ist für den Empfang von Wärmestrahlung gedacht. Die von einem Objekt herkommenden Wärmestrahlen werden mittels eines Objektivs 29 auf dem infrarotempfindlichen Schirm 30 entworfen und dort in ein Ladungsbild auf der Speicherschicht 33 verwandelt. Der vom Ablesesystem 15 ausgehende Elektronenstrahl dient zur Abtastung des Ladungsbildes und zur Umwandlung desselben in ein elektrisches Signal. Der Flutstrahl vom Strahlsystem 40 dient zur Verstärkung des auf der Speieherschicht 33 entworfenen Ladungsbildes.

Wie aus den vorstehenden Angaben ersichtlich ist, handelt es sich bei der beschriebenen Röhre um eine Bildaufnahmeröhre mit photoleitender Speicherschicht, also um eine Vidiconröhre. Der in F i g. 1 dargestellte Röhrenaufbau gilt aber ebenso für eine Bildaufnahmeröhre, bei der die Speicherschicht 33 dielektrische Eigenschaften aufweist, also ein reines Ladungsbild speichert, das in bekannter Weise, z. B. nach Art des Orthikons, vom Ablesestrahl abgelesen werden kann.

Beim normalen Vidicon-Betrieb wird das Ladungsbild auf der Oberfläche der Speicherplatte 33 mittels des Elektronenstrahls vom Strahlsystem 15 abgetastet und ein dem jeweiligen Ladungswert entsprechendes Ausgangssignal über die Elektrode 32 abgeleitet sowie einem Ausgangskreis 50 zugeführt.

Es bestehen offenbar gewisse Grenzen hinsichtlich der minimalen Strahlungsintensität am Schirm 30, die noch ein auswertbares Ladungsbild auf der Oberfläche der Speicherplatte 33 erzeugt. Zwar erzeugt theoretisch auch die kleinste, auf den Schirm 30 auftreffende Strahlungsmenge ein entsprechendes Ladungsmuster, aber praktisch erzeugen geringe Strahlungsmengen nur ein latentes Bild, das durch kleine Spannungsschwankungen und Abbildungsfehler der Speicherröhre selbst verdeckt ist. Diese Schwankungen sind zufälliger Natur und ergeben sich aus der Thermodynamik und Statistik, stellen also ein Rauschen mit einem unveränderlichen Minimum dar.

Deshalb sind Verfahren erwünscht, mit deren Hilfe das latente elektrostatische Bild auf der Oberfläche der Speicherplatte 33 gleichmäßig entwickelt werden kann, so daß Auflösung und Kontrast des Ausgangsbildes erhöht werden.

Hierzu wird die Hilfsstrahlquelle 40 herangezogen. Das hierbei angewandte Verfahren läßt sich am besten an Hand der F i g. 2 erklären, und zwar soll zunächst der Fall einer dielektrischen Speicherschicht behandelt werden, weil hier die Verhältnisse übersichtlicher sind. F i g. 2 zeigt eine typische Sekundäremissionskurve für ein Material, das als Werkstoff für die Speicherschicht 33 dienen kann. In Ordinatenrichtung ist die resultierende Stromstärke aufgetragen, welche die dem Objekt abgewandte Oberfläche der Speicherschicht 33 auflädt, während in Abszissenrichtung das Potential der gleichen Oberfläche bezüglich der Hilfsstrahlkathode 41 aufgetragen ist. Der Punkte stellt den ersten Nulldurchgang der Kurve dar, d. h. diejenige Stelle, bei der weder ein Verlust noch ein Gewinn von Elektronen an der Plattenoberfläche infolge Sekundäremission auftritt. Im Punkt A ist also das Sekundäremissionsverhältnis gleich 1. Die Kurvenabschnitte über der Abszisse stellen Spannungen dar, bei denen das Sekundäremissionsverhältnis größer als 1 ist, während unterhalb der Abszisse das Sekundäremissionsverhältnis kleiner als 1 ist.

Die Potentialdifferenz zwischen der Vorderseite der Speicherplatte 33 und der Hilfsstrahlkathode 41 muß so gewählt werden, daß bei einer Potentialzunahme die Sekundäremission ebenfalls steigt. Dem entspricht in F i g. 2 der Kurvenbereich zwischen den Punkten B und C. Die Punkte B und C sind die Extremwerte der Kurve, bei denen die Änderung der Sekundäremission ihr Vorzeichen wechselt.

Zur weiteren Erläuterung sei angenommen, daß drei Stellen der Speicherplatte 33 Ladungen besitzen, die durch die Punkte X, Y und Z dargestellt sind. Wenn nun die Speicherschicht 33 gleichmäßig mit Elektronen von dem Strahlsystem 40 überflutet wird, so emittiert offenbar die dem Punkt X entsprechende Stelle am wenigsten Sekundärelektronen und empfängt demgemäß eine größere Elektronenzahl aus dem Flutstrahl als die beiden anderen Stellen. Damit ergibt sich im Punkt X ein Elektronengewinn, wodurch die Aufladung des Punktes .äf stärker negativ zu werden, also in Richtung des Punktes B der Kurve zu wandern sucht. Der Punkt Y, der sich ebenfalls unterhalb des ersten Nulldurchgangs befindet, hat ein Sekundäremissionsverhältnis von weniger als 1 und wird also unter dem Elektronenschauer ebenfalls stärker negativ. Da aber Punkt Y sich näher am ersten Nulldurchgang befindet, hält er nicht so viel Elektronen zurück wie der Punkt X und wird somit nicht so schnell in Richtung des Punktes B verschoben wie Punkt X.

Punkt Z befindet sich dagegen oberhalb des ersten Nulldurchgangs und weist somit ein größeres Sekundäremissionsverhältnis als 1 auf. Damit erleidet er unter Elektronenbeschuß einen Elektronenverlust und wird stärker positiv. Er sucht sich also gegen Punkt C der Kurve zu verschieben. Damit zeigt sich, daß jedes geladene Element der Speicherschicht 33 sich je nach seiner Anfangsladung mit verschiedener Geschwindigkeit stärker auflädt. Diejenigen Stellen, die einem Punkt über dem ersten Nulldurchgang entsprechen, laden sich positiv auf, und diejenigen unter

dem ersten Nulldurchgang laden sich stärker negativ auf. Die Entwicklungsgeschwindigkeit hängt jeweils von der Anfangsladung ab, d. h., jede Stelle lädt sich mit einer Geschwindigkeit auf, die von ihrem Potential und dessen Beziehung zur Sekundäremissionskurve abhängt.

Wenn eine Halbtonwiedergabe erzielt werden soll, so müssen die Einwirkungszeit und die Stromstärke begrenzt werden, um zu verhindern, daß die Extrememissionskurve, da bei der Ablesung mittels des vom Strahlsystem 15 erzeugten Elektronenstrahls in diesem Teil der Kurve gearbeitet wird. Das Kathodenpotential des Ablesestrahls kann an jede beliebige Stelle zwischen den Punkten JB und C gelegt werden, jedoch wird man im allgemeinen in der Nähe des ersten Nulldurchgangs A arbeiten.

Nunmehr soll das Verstärkungsverfahren in Anwendung auf eine photoleitende Speicherschicht mit

wertet und C der Sekundäremissionskurve über- io endlichem Widerstand an Hand der Fig. 3 bis 5 schlitten werden. Andernfalls gelangt man nämlich erläutert werden, in Kurvenbereiche, deren Verhalten für Stellen mit
einem Sekundäremissionsverhältnis kleiner als 1

durch die PunkteR und S in Fig. 2 charakterisiert

abgelesen werden. Hat die Speicherschicht dagegen eine geringe Zeitkonstante, so wird man möglichst die Überflutung gleichzeitig mit der Eingabe des BiI-

schicht, z. B. eines Vidicons, läßt sich die Bildverstärkung am besten an Hand der Steilheitskennlinie des entwickelnden Elektronenstrahls und einer

Die Zeitkonstante der Speicherschicht 33, d. h. die Zeitdauer, während der sie ein Ladungsbild festhält, bestimmt teilweise die Anwendungsart des Flut-

svird. Erreichen zwei Elemente der Speicherplatte 33 15 systems 40. Wenn die Speicherschicht eine große Potentiale, die den Punkten R und S entsprechen, Zeitkonstante hat, wie es bei Speicherröhren der Fall and werden diese Elemente weiter mit einem gleich- ist, so kann die Überflutung abwechselnd mit dem näßigen Elektronenfluß überflutet, so lädt sich die Schreiben und Lesen durchgeführt werden, d. h., das Stelle entsprechend dem Punkt S schneller negativ Ladungsbild kann eingegeben werden, dann wird das auf als die Stelle entsprechend dem Punkt R. Damit ao Überflutungssystem zur Verstärkung des Ladungsfiberholt der Punkt5 allmählich den Punkt R, wäh- bildes verwendet, und dann kann das Ladungsbild rend beide sich dem Punkt O nähern. Somit nehmen
alle Stellen, deren Potential sich anfangs unter demjenigen des ersten Nulldurchgangs befand, das
gleiche Potential an, nämlich dasjenige der Ent- 25 des vornehmen.

wicklerkathode, und dieser Teil der Bildinformation Im Fall der Röhren mit einer Widerstandsspeicher-

geht verloren. Genau das geschieht während der Ablesung in einer Vidiconröhre.

Ebenso suchen alle Stellen, deren Ladung bzw.
Potential anfangs einem Sekundäremissionsverhält- 30 Belastungslinie, die den Speicherschichtwiderstand nis größer als 1 entsprach, bei einer weiteren Auf- darstellt, erläutern. Die Vorgänge sind genau die ladung über den Punkt C hinaus das gleiche Potential gleichen, wenn sich das Kathodenpotential des anzunehmen. Ein Betrieb in den falschen Abschnitten Hilfsstrahls rechts oder links vom ersten Nulldurchder Kurve führt somit in jedem Falle nicht zu einer gang befindet, obwohl der Arbeitsbereich der Sekun-Betonung, sondern zu einer Verminderung der Bild- 35 däremissionskurve verschieden ist. F i g. 3 zeigt, daß information auf der Speicherplatte 33. die Lastlinien, die den Schichtwiderstand darstellen,

Der Hilfsstrahl bewirkt somit eine Entwicklung die Spannung an der Schichtoberfläche bestimmen, des gespeicherten Ladungsbildes durch Zuführung für welche der Dunkelstrom gerade gleich dem resul- oder Abführung von Elektronen an den verschiede- tierenden Strom aus dem Flutstrahl ist. In F i g. 3 nen Stellen der Speicherschicht in größerer oder 40 bedeutet R₁ den Dunkelwiderstand der Speicherkleinerer Menge entsprechend der jeweils bereits ge- schicht 33, R₂ den Hellwiderstand derselben infolge speicherten örtlichen Ladung. Die Verhältnisse sind von Photoleitung oder anderen Vorgängen, während hier ganz ähnlich wie bei der photographischen Ent- V_tl und V_tz zwei Betriebsspannungen der Schicht wicklung, bei der eine gleichmäßige chemische Be- unterhalb bzw. oberhalb des ersten Nulldurchgangs handlung der Emulsion, die das latente Bild enthält, 45 darstellen. Eine Änderung des Schichtwiderstandes, zur Anlagerung von Silberkörnern proportional zur z. B. durch Belichtung im Fall des Vidicons, führt Menge des an den einzelnen Stellen des latenten zu einer Drehung der Widerstandsgeraden um den Bildes bereits vorhandenen Silbers führt. Punkt V_n bzw. V_t2, wodurch sich das Oberflächen-

Um die gewünschte, möglichst proportionale Ver- potential als Schnittpunkt zwischen der Widerstandsstärkung des gespeicherten Ladungsbildes zu erzie- 50 geraden und der Sekundäremissionskennlinie ändert, len, wird vorzugsweise das Kathodenpotential des Diese Verschiebung ist durch die negative Neigung Hilfsstrahls in der Nähe des ersten Nulldurchgangs A der Kennlinie stark ausgeprägt. Sie tritt um so mehr der Sekundäremissionskurve gewählt und der Hilfs- hervor, je geringer der Unterschied zwischen der strahl nur so lange eingeschaltet, daß die Potentiale Schichtspannung und der Spannung des ersten NuIlder einzelnen Bildstellen die Maxima B und C nicht 55 durchgangs ist.

überschreiten. Hierzu ist zu beachten, daß durch den Der Schnittpunkt der Widerstandsgeraden mit der

Hilfselektronenstrahl der Gleichgewichtspegel der Sekundäremissionskennlinie ergibt einen statischen ganzen Speicherschicht, wie er vor dem Einschreiben Arbeitspunkt für eine bestimmte Belichtung. Der entdes latenten Bildes bestand, verschoben wird. Hat sprechende Ablesestrom hat ebenfalls einen festen sich das Potential beispielsweise von Y in F i g. 2 60 Wert. Dies sind keine Ausgleichsvorgänge, wie es nach X verschoben, so ist auch eine Verschiebung beim Vidicon und dem Orthicon bekannt ist, die des der mittleren Helligkeit entsprechenden Wertes ohne einen Hilfselektronenstrahl betrieben werden, von Y nach X eingetreten. Um das ursprüngliche Eine etwas größere Ausgangsspannung und somit Gleichgewicht zwischen hellen und dunklen Stellen eine noch größere Empfindlichkeit kann dadurch erwiederherzustellen, wird der Mittelpunkt der Ablese- 65 zielt werden, daß man durch einen kräftigen Ablesekurve so eingestellt, daß die Ablesung den verscho- Strahlstrom die Kapazität des Speicherschichtbenen Abschnitt erfaßt. Bekanntlich verläuft die Ab- elements vorübergehend entlädt, aber die Gleichlesekurve parallel zum Abschnitt OB der Sekundär- gewichtsspannung der Speicherschichtoberfläche ist

trotzdem der durch den Kurvenschnittpunkt gegebene statische Arbeitspunkt.

Diese graphische Analyse läßt sich ohne weiteres an Hand des Ersatzschaltbildes in Fig. 4 deuten. Der vom Hilfsstrahl gebildete nichtlineare Widerstand r_P addiert sich an den einzelnen Arbeitspunkten zu der Impedanz der betreffenden Speicherschichtstelle, die aus dem belichtungsabhängigen Widerstand R und der dazu parallelen Schichtkapazität C besteht. Da der Anodenwiderstand r_P des Hilfsstrahlsystems nichtlinear ist und in dem betrachteten Bereich einen negativen Wert hat, ist die in solchen Fällen übliche graphische Lösung vorzuziehen.

Durch den von der Sekundäremissionskurve herrührenden negativen Widerstand r_P erhöht sich die Zeitkonstante des Speicherschichtelements. Dadurch ergibt sich eine erhöhte Speicherungs- und Signalintegrationsmöglichkeit. Diese ermöglicht die erhöhte Empfindlichkeit bei verlängerter Ablesezeit.

Die erwähnte Erhöhung der Zeitkonstante der Speicherschicht hat einen weiteren Vorteil. Sie ermöglicht nämlich die Verwendung von Schichtwerkstoffen, die an sich eine hohe Empfindlichkeit aufweisen, aber eine zu starke Leitfähigkeit besitzen, um eine Signalintegration während einer praktisch verwertbaren Ablesezeit zu ermöglichen. Diese bekannten Werkstoffe sind bisher praktisch nutzlos, da die Speicherfähigkeit einer mit ihnen gebauten Kameraröhre zu gering ist. Durch die Anwendung des Hilfsstrahls wird die Zeitkonstante verlängert und so eine Verwendung dieser Stoffe ermöglicht, wobei ihre größere Widerstandsabhängigkeit von der Belichtung die durch die Entwicklung des elektrostatischen latenten Bildes bewirkte Verstärkung erhöht.

Die Hilfsstrahlkathode 41 muß hinsichtlich der Gleichgewichtspotentiale der dunklen Stellen und der hellen Stellen so eingestellt werden, daß diese Potentiale und die zwischenliegenden Potentiale für andere Belichtungen auf den Abschnitt der Ablesekennlinie mit positiver Neigung fallen. Es gibt verschiedene Wege, um dies zu erreichen. Wenn der Arbeitspunkt wie bei der Vidiconröhre nahe dem Potential der Ablesekathode liegt, so wird durch die Ablesung ein Teil der Information gelöscht, und eine neue Information wird während jeder Abtastung zu der teilweise auf der Speicherschicht noch vorhandenen Information addiert. Diese Verhältnisse sind in F i g. 5 dargestellt.

Die Schnittpunkte der Sekundäremissionskurve mit den Schichtwiderstandslinien, entsprechend dem jeweiligen Widerstandswert R ohne und mit Belichtung, ergeben den Dunkelstrom und den Hellstrom. Der kleine Neigungsunterschied der Widerstandslinie setzt sich so entsprechend der durch den negativen Widerstand r_P ausgedrückten Neigung der Sekundäremissionskurve in einen verstärkten Stromstärkenunterschied um. Diesem Verstärkungseffekt überlagert sich nun eine weitere Verstärkung durch die links vom ersten Nulldurchgang in F i g. 5 gestrichelt eingezeichnete Ablesekennlinie. Bringt man diese mit den Ordinaten des vom Hilfsstrahl herrührenden Hellstromes und des Dunkelstromes zum Schnitt, so ergeben sich die Ausgangsströme mit und ohne Belichtung, deren Amplituden einen noch größeren Abstand voneinander haben.

Liegt die Vorspannung der Speicherschicht nicht wie soeben angenommen links, sondern rechts vom ersten Nulldurchgang, so kehren sieh, wie F i g. 5 erkennen läßt, die Verhältnisse um. Der Ausgangsstrom für dunkle Stellen wird nun größer als derjenige für helle Stellen, so daß sich ein negatives, in gleicher Weise verstärktes Bild ergibt.

Übrigens ergeben sich bei Spiegelung der F i g. 5 an der Abszissenachse genau die Verhältnisse des bekannten Dynatroneffekts in einer Vakuumröhre. Dieser Dynatroneffekt dient hier zur Verstärkung bzw. Entwicklung des der Speicherschicht eingeprägten latenten Ladungsbildes.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verstärken eines optisch oder elektrisch erzeugten Ladungsbildes auf der sekundäremissionsfähigen Speicherschicht einer Bildaufnahmeröhre, die mittels eines Elektronenstrahls abgelesen wird, unter Verwendung eines vor der Ablesung auf die Speicherschicht gerichteten Hilfselektronenstrahls, dadurch gekennzeichnet, daß das Kathodenpotential des gleichzeitig mit oder nach der Erzeugung des Ladungsbildes auf die Speicherschicht (33) gerichteten Hilfsstrahls (aus 40) so gewählt wird, daß an jeder Stelle der Speicherschicht ein stabiler Arbeitspunkt (X, Y, Z) auf dem linearen Teil beiderseits des ersten Nulldurchgangs (A) der Sekundäremissionskurve des Speicherschichtwerkstoffs beibehalten wird, und daß das Kathodenpotential des Ablesestrahls (aus 15) so gewählt wird, daß sich eine Informationsverstärkung für die einzelnen Arbeitspunkte ergibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung einer halbleitenden Speicherschicht, deren örtlicher spezifischer Widerstand durch die eintreffende Information beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsstrahl (aus 40) gleichzeitig mit der Information auf die Speicherschicht (33) gerichtet wird, so daß der von ihm gebildete nichtlineare Widerstand (r_P) an den einzelnen Arbeitspunkten in Reihe mit der Impedanz (R, C) der betreffenden Speicherschichtstelle liegt, und daß der Ablesestrahl (aus 15) die Speicherschicht mit einem Kathodenpotential abtastet, das zur Erfassung der Arbeitspunkte des Hilfsstrahls und zur Ableitung entsprechender Ausgangssignale ausreicht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kathodenpotential (V, _v V₁₂) des Hilfsstrahls (aus 40) rechts oder links in der Nähe des ersten Nulldurchgangs (A) der Sekundäremissionskurve gewählt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung einer Speicherschicht aus einem Werkstoff hohen Widerstandes, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsstrahl (aus 40) nach Stromstärke und -dauer so begrenzt ist, daß die stabilen Arbeitspunkte (X, Y, Z) erreicht werden, ohne den Gleichgewichtspegel an der Oberfläche der Speicherschicht (33) wesentlich zu verschieben.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die stabilen Arbeitspunkte

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nahe am ersten Nulldurchgang (A) der Sekundäremissionskurve gehalten werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kathodenpotential des Ablesestrahls (aus 15) nahe am ersten NuIIdurchgang liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen