DE1789143B2

DE1789143B2 - Bildverstärker

Info

Publication number: DE1789143B2
Application number: DE1789143A
Authority: DE
Inventors: Tadao Yokohama Kohashi (Japan)
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1967-09-11
Filing date: 1968-09-09
Publication date: 1975-01-09
Also published as: FR1589727A; US3675075A; NL6812866A; DE1764940B2; GB1245595A; US3748380A; DE1789143C3; DE1789143A1; NL151217B; DE1764940A1; DE1764940C3

Description

60

Die Erfindung bezieht sich auf einen Büdverstär« 6s fcer mit eisern Festkörpef-Sdhirrtt aus einer elektro-Suffliiiesziefefideti Schicht, einer an einer Seite der elekirölumineszieretiden Schicht angeordneten licht' durcbiössigen Elektrode, einer an der anderen Seite der elektrolumwesxierenden Schicht angeordneten pbotoleitfShigen Schicht, deren Höchstwert des Widerstands über der Dicke höher ist als der Widerstand über der Dicke der elektrolurotoeszierenden Schicht und die aus einem Material besteht, dessen Widerstand in Abhängigkeit von der Erregung durch das aufgestrahlte Licht veränderlich ist, einer an der Außenseite der photoleitfäbigen Schicht anschließenden zweiten Elektrode und einer zwischen der ersten und der zweiten Elektrode im Abstand von diesen angeordneten, öffnungen aufweisenden dritten Elektrode, deren einzelne Elektrodenelemente mit einem dielektrischen Material ummantelt sind.

Es ist ein Bildverstärker bekannt (GB-PS 1 025 320), bei dem sich im Bereich der photoleitfähigen Schicht eine Gitterelektrode befindet, deren Wirkungsbereich sich bei Bestrahlung durch die Abnahme des Widerstandes der photoleitfihijen Schicht vergrößert. Hierdurch und durch Anlegen einer Wechselspannung an zwei Außenelektroden lassen sich verschiedene Charakteristiken erzielen.

Es ist bereits vorgeschlagen worden (Deutsches Patent 1 764 079), bei einem Bildverstärker dieser Art die einzelnen Elektrodenelemente der öffnungen aufweisenden, also im allgemeinen gitterförmigen dritten Elektrode mit eisern dielektrischen Material zu ummanteln, so daß sie keine Gleichstromverbindung zu den Schichten des Schirms haben. Mit dieser Ausbildung lassen sich wiederum bestimmte Wirkungen erzielen.

Es ist auch bekannt (DT-PS 1 087 698), in einem Bildverstärker Materialien zu verwenden, die durch Wechselspannung zur Elektrolumineszenz erregbar und in ihrem Lumineszenzausgang durch Gleichspannung steuerbar sind. Solche Materialien ergeben besonders günstige Eingangs-Ausgangs-Charakteristiken, da sie die vorteilhafte Erregung mit Wechselspannung mit der leichten xleeinflußbarkeit der Gleichspannung zur Lichtsteuerung kombinieren.

Schließlich ist es bekannt (DT-AS 1 194 070), Bildverstärker als Vorverstärker vor einer Fernsehaufnahmeröhre zu verwenden. Bei Fernsehsystemen, insbesondere in industrieller oder medizinischer Anwendung, besteht nämlich unter Umständen ein Bedürfnis nach einem Vorverstärker vor der Fernsehkamera, der eine Anpassung des Spektralbereichs, des Helligkeitsvoiumens und der Kontraste an die Bedürfnisse der Fernsehkamera vornimmt. Dieser Vorverstärker soll durch einfache Maßnahme leicht in vielfältiger Weise in seiner Charakteristik verändert werden können, beispielsweise in seiner Empfindlichkeit und damit in seiner Kontrastverstärkung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bildverstärker mit vielfach variabler Charakteristik und insbesondere auf hohen Kontrast einstellbarer Charakteristik zur Verwendung als Bild-Vorverstärker vor einer Fernsehkamera zu schaffen.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Bildverstärker der eingangs genannten Aft, dadurch getost, daß die elektrolüfflineszieretlde Schicht aus einem durch Wechselspannung erregbaren und durch Gleichspannung in seinem Lumineszenzäusgang steuerbaren Material besteht, daß zwischen der ersten und der zweiten Elektrode die Gleichspannung und zwischen der ersten und der dritten Elektrode die Wechselspannung angelegt ist, und daß der Bildverstärker einen vor dem Festkörper-Schirm angeordne-

tee Ucbtzerhacker aufweist, der zum Auslesen von Lichtausgangsimpuleen der elektrolurotoesziereuden Schicht synchron mit der erregenden Wechselspannung arbeitet und eine Öffnungszeit hat, die kürzer als die Wechselspannungsperiode ist,

Durch diese Ausbildung wird erzielt, daß die durch die isolierte dritte Elektrode zugeführte Wechselspannung durch die photoleitfähige Schicht nicht beeinflußt wird und sich deshalb eine sehr klare Abhängigkeit der durch die jeweiligen Wecbselspannungs-Halb- \* Perioden erzeugten Lumineszenzausgangsimpulse von der steuernden Gleichspannung ergibt und daß außerdem die Wirkung dieser Steuerung, die in den zur Gleichspannung gleichpoligen bzw. gegenpoligen Halbperwden unterschiedlich ist, durch Austastung eines Teils des Lumineszenzausgangs innerhalb jeder Halbperiode selektiv bestimmbar ist.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt die Figur schematisch Polarität umkehrbar ist. Dadurch ist es möglich, der WGE-Schicht 100 verschiedene Betriebskenndaten zu geben. So ist in Abhängigkeit davon, ob der Schalter *· mit dem Kontakt ρ oder dem Kontakt q

(vgl. Figur) in Berührung steht, die Elektrode au? der Lumineszenzausgangseite der WGE-Schtcbt 100, also die erste Elektrode 110, negativ oder positiv vorgespannt. Im ersten Fall ist die Vorrichtung hauptsächlich für die Umkehr und Verstärkung eines Energie-

p bildes und das Löschen der gleich erwähnten gespeicherten Bildes geeignet. Im zweiten Fall eignet sich die Vorrichtung zum Schreiben eines Bildes und zur Lumineszenzdarstellung eines gespeicherten Bildes.

Die oben beschriebene Lumineszenzvorrichtung in Form einer festen Bildplatte dient als Vorverstärker für Fernsehkameras, die mit einem Vidikon oder einer anderen Bildaufnahmeröhre ausgerüstet sind. Die hohe Empfindlichkeit und der hohe Energieverstärkungsfaktor des Bildverstärkers erlaubt das Um-

und teilweise im Schnitt eine Ausführungsform der ao setzen und Verstärken auch sehr schwacher Bildet Erfindung mit der zugehörigen elektrischen Schal- und auch das Aufnehmen von Bildern zum Sortieren, lung.
Die

Figur zeigt eine WGE-Schicht 100 (dieser Ausdruck wird im nächsten Absatz erläutert werden),

d. h. zum Auswählen und Trennen von Lumineszenzimpulsen mit Hilfe eines Lichtu-rfiackers 1000, der durch einen Synchronmotor 1010 ajgetrieben wird.

die auf der Oberfläche einer ersten, lichtdurchlässigen 25 Dabei soll die Öffnungszeit des Lichtzerhackers 1000 Elektrode 100 angeordnet ist. Auf der von dieser zumindest kürzer sein als eine Periode der Betriebsersten Elektrode 100 abgewandten Seite der WGE-Schicht 100 ist eine photoleitfähige Schicht 200 ange

wechselspannung V_A und vorzugsweise sogar kürzer als eine halbe Periode. Die Öffnungszeit soll einstellbar sein. Die Frequenz des Sortierarbeitsgangs ist auf

fähigen Schicht 200 ändert sich in Abhängigkeit von 30 die Frequenz der Betriebswechselspannung V_A eingeder Erregung durch eine Einfallsenergie. Die photo- stellt. Die Figur zeigt unten, wie da= Lumineszenzausleitfähige Schicht 200 steht mit einer zweiten Elek10 i Büh

ordnet. Der spezifische Widerstand dieser photoleit-

trode 210 in Berührung, die für die Einfallsenergie durchlässig ist. Eine unterteilte oder durchbrochene zusammengesetzte Elektrode 310 besteht aus elektrisch leitfähigen Teilen 301, die mit dielektrischem Material 302 hohen spezifischen Widerstands beschichtet sind. Die durchbrochene Elektrode 310 ist zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angeordnet.

Der Ausdruck »WGEe-Schicht bezeichnet eine elektrolumineszierende Schicht, die aus elektrolumineszierendem Material besteht, das in einem dielektrischen Medium dispergiert ist. Dieses ist vom Widerstandstyp oder vom Typ mit speicherbarer Polarisierung (Elektret). Bei Anlage eines äußeren elektrischen Feldes einer festen Richtung trägt es das innere elektrische Feld und hält die Restkomponenie dieses Feldes aufrecht, wenn die äußere Spannung nicht mehr auf es einwirkt. Weiter ist der Lumineszenzausgang auf Grund einer elektrischen Wechselfelderregung durch ein an es angelegtes elektrisches Gleichfeld steuerbar (vgl. DT-PS 1 087 698).

gangsbild gesteuerter Wellenform, das vom elektrolumineszierenden Element 100 in Abhängigkeit von dem Einfallsbild L₁ abgestrahlt wird, im Hinblick auf spezielle in ihm gespeicherte Lumineszenzimpulse sortiert wird. Die Polarität des erhaltenen Videosignals wird umgekehrt, um die Wiedergabe eines sichtbaren Bildes positiver Polarität in bezug auf das einfallende Energiebild auf dem Schirm eines Fernsehsystems 300 zu erhalten. Eine derartige Vorrichtung unter Verwendung eines geschlossenen Fernsehsystems ist besonders brauchbar für Röntgenstrahlenfernsehsysteme in industrieller oder medizinischer Anwendung.

Zum Verbessern der Bildwiedergabe kann der Lichtzerhacker 1000 in das optische System einer Fernsehkamera 2000 einbezogen sein. Die Photokathode einer Bildröhre in der Fernsehkamera 2000 wird durch das Ausgangsbild des so sortierten Lumineszenzimpulses L₂ erregt. Hierbei ist das Verhältnis der Teilbildfrequenz der Bildröhre zur Sortierfrequenz der Lumineszenzimpulse oder der Frequenz der Betriebswechselspannung V _A ganzzahlig zu wählen, damit Schwebungen oder Flackern des Fernsehbildes vermieden werden. Üblicherweise wird die letztere Frequenz höher gewählt ab die erstere. Um eine synchronisierte Beziehung zwischen den beiden Frequenzen festzuhalten, wird das Kipp- oder Synchronisiersignal der Horizontal- oder Vertikal-

Die erste Elektrode 110 ist mit einer Klemme 401 einer Wechselspannungsquelle 400 verbunden, mit deren anderer Klemme 402 der Leiter 301 der zusammengesetzten Elektrode 310 über eine Anschlußstange 303 verbunden ist. Die Betriebswechselspannung V_A ist auf diese Weise zwischen der Elektrode

110 und der Elektrode 310 angelegt Die zweite Elek- 60 Abtastung des Fernsehsystems als Eingangssignal E₈ trödfr IiU ist mit einem Anschluß 501 einer eine Vor- der Wechselspannungsquelle, 400 verwendet und das

Zeit- oder Synchronisiersignal als Treibsignal E₀ des Synchronmotors 1010. Die Signale JS₅ und Eq werden aus dem Zeitsignal in elektrischen Kreisen 410 und 1020 derart erzeugt, daß das Verhältnis der Frequenz der Signale E₅ und E₀ zu der des Zeitsignals eine

spannung liefernden Gleichspannungsquelle 500 angeschlossen, deren anderer Anschluß mit der Klemme 402 der Wechselspannungsquelle 400 verbunden ist, wodurch der zweiten Elektrode 210 eine Vorspannung Vn zugeführt ist. Die Gleichspannungsquelle 500 ist sd angeordnet, daß &i& eine Gleichspannung darstellende Vorspannung^ veränderlich und ihre ganxe Zahl wird und weiter die Phasenbeziehung zwiüchen den ersteren und dem letzteren einstellbar

ist. Bei dieser Anordnung ist eine Einstellbarkeit der Betriebskenndaten erzielt. In der hier beschriebenen Ausführungsform liegt die zusammengesetzte Elektrode 310 zwischen der WGE-Schicht 100 und der photoleitfähigen Schicht 200. Bei diesem Aufbau soll die Gesamtdicke einschließlich der Zwischenschicht 600, der Widerstandsihilfsschicht 700 oder anderer zusätzlicher Schichten gleich der Dicke der zusammengesetzten Elektrode oder kleiner als diese gemacht werden, so daß die Schichten insgesamt in den freien Raum der zusammengesetzten Elektrode 310 eingebracht werden können. Ein derartiger Aufbau ist deshalb vorteilhaft, Weil eine Streuung des Gleichstroms vermieden wird. Die zusammengesetzte Elektrode 310 kann teil-

ίο

weise in die WGE-Schicht 100 oder die photoleitfähige Schicht 200 eingebettet werden.

Weiter ist die relative Dicke der zusammengesetzten Elektrode 310 durch die Dicke der WGE-Schicht 100 und der photoleitfähigen Schicht 200 nicht begrenzt, Sie muß lediglich geringer sein als der Abstand zwischen der ersten Elektrode 110 und der zweiten Elektrode 210. Was die Lage der zusammengesetzten Elektrode 310 betrifft, so muß sie nur zwischen der ersten Elektrode 110 und der zweiten Elektrode 210 liegen. Sonstige Bedingungen müssen nicht erfüllt werden. Deshalb kann wenigstens entweder die WGE'Schicht 100 oder die photoleitfähige Schicht 200 in die freien Zwischenräume der zusammengesetzten Elektrode 310 eingebracht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

17 89 U3 Patentansprüche;

1. Bildverstärker mit einem Festkörper-Schirm »us einer elektrolumineszierenden Schient, einer an einer Seite der elektrojumroeszierenden Schiebt ungeordneten lichtdurchlässigen Elektrode, einer an der anderen Seite der elektroluroineszierenden Schicht angeordneten pbotoleitfäbigen Schicht, χο deren Höchstwert des Widerstands über der Dicke höher ist als der Widerstand über der Dicke der elektroluraineszierenden Schicht und die aus einem Material besteht, dessen Widerstand in Abhängigkeit von der Erregung durch das aufgestrahlte Licht veränderlich ist, einer an der Außenseite der photoleitfähigen Schicht anschließenden zweiten Elektrode und einer zwischen der ersten und der zweiten Elektrode im Abstand von diesen angeordneter, Öffnungen aufweisenden dritten Elektrode, deren einzelne Elektrodenelemente mit einem dielektrischen Material ummantelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die elek-■ trolumineszierende Schicht (100) aus einem durch Wechselspannung erregbaren und durch Gleich- as spannung in seinem Lumineszenzausgang steuerbaren Material besteht, daß zwischen der ersten (110) und der zweiten Elektrode (210) die Gleichspannung (V _B) und zwischen der ersten (110) und der dritten (-M0) Elektrode die Wechselspannung (V _A) angelegt ist und daß der Bildverstärker einen vor dem Festkörper-Schirm °ngeordneten Lichtzerhacker (1000) aufweist, der zum Auslesen von Lichtausgangsimpulsen (L₂) u.*r elektroiumineszierenden Schicht (100) synchron mit der erregenden Wechselspannung (V_A) arbeitet und eine Öffnungszeit hat, die kürzer als die Wechselspannungsperiode ist.

2. Bildverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungszeit des Lichtzerhackers (1000) kürzer als die halbe Wechselspannungsperiode ist.

3. Bildverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer und/oder die Phase der Öffnungszeit des Lichtzerhackers (1000) innerhalb jeder Periode der Wechselspannung (V_A) steuerbar sind.

4. Bildverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der erregenden Wechselspannung (V_A) und die Teilbildfrequenz eines Fernsehsystems synchronisiert sind und ein ganzzahliges Verhältnis zueinander haben.

5. Verwendung des Festkörper-Schirms des Bildverstärkers nach einem der Ansprüche 1 bis 4 als Vorverstärkerschirm vor einer Fernsehkamera (2000).