DE1809749B2

DE1809749B2 - Signalspeichervorrichtung

Info

Publication number: DE1809749B2
Application number: DE19681809749
Authority: DE
Inventors: Tadao Nakamura Shigeaki Kawasaki Kohashi Tadao Yokohama Nakamura, (Japan)
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1967-11-20
Filing date: 1968-11-19
Publication date: 1971-06-24
Also published as: DE1809749A1; US3601610A; NL6816471A; NL150623B; GB1251226A; FR1593259A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Signalspeichervorrichtung für Strahlungssignale, mit einem der Strahlung aussetzbaren Photoleiterbauelement und mit einer die Leitfähigkeit des Photoleiterbauelements abtastenden und anzeigenden Prüfanordnung.

Es sind solche Vorrichtungen bekannt, bei denen das Photoleiterbauelement flächig ausgebildet ist und deren Leitungszustand durch örtlich angebrachte Elektroden oder durch eine von der Photoleiterschicht gesteuerte elektrolumineszierende Schicht abtastbar ist. Die optisch auf die Photoleiterschicht aufgestrahlte Information entstammt einem Träger in Form einer Schablone, die vor der Photoleiterschicht angeordnet ist und durchsichtige Stellen aufweist, durch die hindurch von ihrer anderen Seite her ständig strahlendes Licht auf die Photoleiterschicht geworfen wird. Der schablonenartige Träger speichert insofern eine Information, die durch sein Auswechseln geändert werden kann. Sie gestattet jedoch nicht, eine vorübergehend aufgestrahlte Information im Rahmen eines späteren Verfahrensschritts auszuwerten, wie es beispielsweise notwendig ist, wenn die Speichervorrichtung als Speicherelement in einen Datenverarbeitungsprozeß einbezogen ist, wenn ein vorübergehendes Bild gespeichert und auf Abruf wieder abgefragt werden können soll oder wenn ein eine Information in Form einer Helligkeitsmodulation enthaltender Strahl, der zeilenweise über die Vorrichtung streicht, in eine Anzahl paralleler Ausgangssignale verwandelt werden soll, die beispielsweise binären oder auch trinären Werten entsprechen.

Der Erfindung liegt deshalb die Auf gäbe zugrunde, eine Signalspeichervorrichtung für Strahlungssignale zu schaffen, die eine aufgestrahlte Information in sich abfragbar speichern kann und bei Bedarf leicht löschbar und mit einer neuen Information versehbar ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß das Photoleiterbauelement mit Hilfe eines Kälteerzeugers kühlbar ist und daß es aus einem mit einer Verunreinigung dotierten, im tiefgekühlten Zustand eine strahlungserzeugte örtliche Leitfähigkeit beibehaltenden Werkstoff besteht. Als derartige Materialien für das Photoleiterbauelement eignen sich insbesondere Cadmiumselenid, Cadmiumsulfid oder eine gegenseitige Lösung von Cadmiumselenid und Cadmiumsulfid.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen

F i g. 1 und 2 graphische Darstellungen der Eigenschaften eines in der erfindungsgemäßen Signalspeichervorrichtung verwendeten Photoleiters,

Fig. 3, 4, 5, 6 und 7 schematische Darstellungen des Aufbaus verschiedener Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und

F i g. 8 eine Ersatzschaltung der in F i g. 7 dargestellten Ausführungsform.

Zunächst werden die Eigenschaften von photoleitendem Cadmiumsulfid, Cadmiumselenid und einer festen Lösung aus Cadmiumsulfid und Cadmiumselenid, die mit einem Störstoff dotiert sind, im einzelnen beschrieben, da diese Photoleiter den wichtigsten Bestandteil der erfindungsgemäßen Signalspeichervorrichtung bilden. Insbesondere wird die Beschreibung auf photoleitendes Cadmiumselenid gerichtet, das die bemerkenswertesten Wirkungen zeigt.

Pulverförmiges Cadmiumselenid oder verdampftes oder gesintertes Cadmiumselenid zeigt eine gute Leitfähigkeit bei Raumtemperatur, wenn es mit einem Aktivator der Gruppe Ib, beispielsweise Kupfer, und mit einem Hilfsaktivator der Gruppe VIIb, beispielsweise Chlor und Brom, dotiert ist. Jedoch nimmt sein Dunkelstrom in dem gleichen Maße ab, in dem die Temperatur niedriger wird als die Raumtemperatur. Andererseits erhöht sich der Lic'htstrom in Bezug zu

ίο einem feststehenden Strahlungseingang abrupt bei niedrigen Temperaturen. Bei einer Intensität eines feststehenden Strahlungseingangs, die bei Raumtemperatur beispielsweise ein Hell-Dunkelstrom-Verhältnis von 10³ aufweist, wird das Hell-Dunkelstrom-Verhältnis bei —50° C auf 10⁵ und bei -100° C auf 10⁷ erhöht. Der in der obigen Beschreibung verwendete Ausdruck »Dunkelstrom« bezeichnet einen Strom, der bei Abwesenheit eines Stra'hlungseingangs durch den Photoleiter fließt, wenn der Photoleiter

ao von Zimmertemperatur auf niedrigere Temperaturen abgekühlt wird. Der Dunkelstrom, der in dem obengenannten Zustand durch den Photoleiter fließt, wird im folgenden als Eigendunkelstrom und die in einem solchen Zustand auftretende Leitfähigkeit als Eigendunkelleitfähigkeit bezeichnet.

Wenn der Photoleiter auf einer geeigneten niedrigen Temperatur gehalten wird,' bei der er eine Eigendunkelleitfähigkeit aufweist, und mit sichtbarem Licht oder Röntgenstrahlen einer geeigneten Intensität bestrählt wird, fließt ein Lichtstrom durch den Photoleiter, der im Vergleich zum Eigendurikelstrom sehr groß ist. Obwohl das darauffolgende Abschalten des Strahlungseingangs eine leichteVerringerung des Lichtstroms verursacht, ist diese Verringerung im Vergleich zu dem hohen Hell-Dunkelstrom-Verhältnis in der Größenordnung von 10⁶ bis 10⁷ vernachlässigbar klein. Selbst nach einer solchen Verringerung des Lichtstroms bleibt noch ein Strom im Photoleiter zurück, der etwa 10⁶- bis 10⁷-mal so groß ist wie der Eigendunkelstrom. Ferner verschiebt sich das Niveau dieser zurückbleibenden Leitfähigkeit, wenn die Intensität des Stra'hlungseingangs recht hoch ist, in eine Art gesättigten Zustand und wird nicht mehr höher, selbst wenn die Intensität des Strahlungseingangs weiter erhöht wird. Der Zustand der zurückbleibenden Leitfähigkeit hält während einer bestimmten Zeitspanne an, falls der Photoleiter nicht auf eine gewisse Temperatur aufgewärmt oder mit Infrarotstrählen bestrahlt wird.

Der oben beschriebene Zustand der hohen Leitfähigkeit kann während einer beliebigen Zeitspanne schnell wieder in den Zustand der Eigendunkelleitfähigkeit zurückgebracht werden, wenn der Photoleiter mit Infrarotstrählen bestrahlt oder einer Temperatur von mehr als — 30° C ausgesetzt wird. Das Anlegen einer Spannung ist während der Bestrahlung, während der Erhaltung der Leitfähigkeit und im Verlauf der Wiederherstellung des Zustande der Eigendunkelleitfähigkeit aus dem Niveau der zurückbehaltenen Leitfähigkeit durch Infrarotstrahlen od. dgl. nicht unbedingt erforderlidh. Wenn die Menge der auf den Photoleiter gerichteten Strahlung klein ist, kann die Leitfähigkeit auf einem beliebigen Niveau gespeichert werden, das niedriger ist als das 10⁶- bis 10⁷-fache des Eigendunkelstroms und das von der Menge der auf den Photoleiter gerichteten Strahlung abhängig ist. Ein solches Zwischenstadium der Speicherung der Leitfähigkeit verändert sich in Abhän-

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gigkeit von den Verhältnissen der angelegten Span- ergeben sich klar aus F i g. 2. Die den gespeicherten nung. Das Zwischenleitfähigkeitsniveau verändert Strom/_fl2 bezeichnende Kurve zeigt, daß eine effeksich bzw. erhöht sich leicht, wenn eine verhältnis- tive Temperatur von weniger als — 30° C vorzuziehen mäßig hohe Spannung so lange fortlaufend angelegt ist, wenn das oben beschriebene Material als Speiwird, bis ein Sättigungsleitfähigkeitsniveau erreicht 5 cherelement verwendet wird. Genauer gesagt ist unter ist, auf dem die Leitfähigkeit schließlich erhalten Berücksichtigung einer Fluktuation im Speicherniveau erhalten bleibt. Das gespeicherte Zwischenleitfähig- auf Grund kleinster Temperaturveränderungen eine keitsniveau wird so lange beibehalten, wie die Span- effektive Temperatur von weniger als — 50⁰C wünnung niedrig oder überhaupt nicht angelegt ist. sehenswert.

Fig. 1 zeigt in einer graphischen Darstellung das io Obwohl die Tatsachen des Leitfähigkeitsspei-Verhalten des oben beschriebenen Photoleiters. In cherungsphänomens in Abhängigkeit von der Strah-F i g. 1 stellt die Vertikalachse die Leitfähigkeit σ in lungsbeauf schlagung im wesentlichen bis jetzt noch einem beliebigen Maßstab dar, und die Horizontal- nic'ht geklärt worden sind, ist es doch möglich, das achse stellt die Zeit t in einem beliebigen Maßstab Auftreten des Phänomens auf folgende Weise zu dar. Die Kurve 1 zeigt den Fall, bei dem der Strah- 15 interpretieren. Die dem Cadmiumselenid zugegebenen lungseingang so stark ist, daß er die gespeicherte Störstoffe schaffen Störstoffpegel im verbotenen Leitfähigkeit auf Sättigungsniveau bringt, und die Band des Cadmiumselenids, und diese Störstoffpegel Kurve! zeigt den Fall, bei dem die Strahlungsein- tragen zur Sensibilisierung des Photoleiters bei gangsmenge gering ist. Im letzteren Fall verändert Raumtemperatur bei. Genauer gesagt, unter den als sich die Leitfähigkeit, wie durch die Kurve 2 a dar- 20 Ergebnis der Bestrahlung erzeugten Paaren von gestellt, wenn die angelegte Spannung klein ist oder Elektronen und Löchern werden die Löcher in den wenn keine Spannung angelegt ist, während sich die Störstoffniveaus festgehalten, wodurch sie den soge-Leitfähigkeit, wie durch die Kurve 2 b bezeichnet, ver- nannten Sensibilisierungszustand entstehen lassen ändert, wenn die angelegte Spannung groß ist, wobei und die Verringerung der Wahrscheinlichkeit ihrer die Leitfähigkeit auf dem Speicherniveau gehalten 25 Wiedervereinigung mit den Elektronen bewirken, die wird. Vor dem Zeitpunkt i₀ befindet sich der Photo- die Ladungsträger sind. Auf diese Weise kann die leiter im Zustand der Eigendunkelleitfähigkeit a_Dl. Lebensdauer der Elektronen verlängert werden, was Zwischen den Zeitpunkten t₀ und t_t wird er be- zu einer höhen Photoleitfähigkeit führt. Nach dem strahlt. Die Leitfähigkeit o_Dz bzw. a'_D2 nach dem Zeit- Aufhören der Erregung durch Bestrahlung werden punkt^ zeigt das Speicherungsniveau. Zum Zeit- 30 die bei Raumtemperatur festgehaltenen Löcher mit punkt i₂ werden Infrarotstrahlen auf den Photoleiter ziemlicher Wahrscheinlichkeit in das Valenzband gerichtet mit dem Ergebnis, daß jedes Leitfähigkeits- thermisch entladen und daraufhin in den Wiederverspeicherniveau auf das Niveau a_Dl gesenkt wird. einigungszentren wieder mit den Elektronen ver-Ein besonders, herauszustellendes Merkmal besteht einigt. Dadurch wird der oben beschriebene Sensibidarin, daß das durch die Kurve 2 α in der Kurve 2 35 lisierungszustand mit einer bestimmten Zeitkonstante dargestellte gespeicherte Leitfähigkeitsniveau von nach Aufhören der Erregung durch Bestrahlung geder Menge des Strahlungseingangs, d. h. dem Produkt löscht und wieder in den ursprünglichen vor der Eraus Eingangsstrahlungsintensität und Bestrahlungs- regung bestehenden Zustand überführt. Wenn jedoch zeit oder mit anderen Worten von der Gesamtzahl die Wahrscheinlichkeit der thermischen Entladung der auf dem Photoleiter aufprallenden Photonen, ab- 40 der bei geeigneter niedriger Temperatur festgehalhängt. Das gespeicherte Leitfähigkeitsniveau kann in tenen Löcher in das Valenzband nach Aufhören der jeder Höhe zwischen dem Niveau der Eigendunkel- Erregung durch Bestrahlung sehr klein ist, ist auch leitfähigkeit und dem Sättigungsniveau der gespei- die Wahrscheinlichkeit der Beendigung der Lebenscherten Leitfähigkeit in Abhängigkeit von der Anzahl dauer der Elektronen auf Grund der Wiedervereinider auf den Photoleiter aufprallenden Photonen frei 45 gung sehr gering. In einem solchen Fall wird ein bestimmt werden. Ferner ist das Zwischenniveau der Zustand, der dem Sensibilisierungszustand bei Raum-Leitfähigkeitsspeicherung als Zeitintegral des Strah- temperatur gleicht, selbst nach Aufhören der Erlungseingangs bestimmt. Genauer gesagt, die Wir- regung durch Bestrahlen über eine lange Zeitspanne kung, die man durch eine Bestrahlung sehr schwacher beibehalten. Außerdem wird dieser Zustand so lange, Intensität über einen langen Zeitraum erhält, ist 50 wie das Injizieren von Elektronen und Löchern von gleich der Wirkung, die durch Bestrahlung großer der Elektrode aus anhält, aufrechterhalten.
Intensität über einen kurzen Zeitraum erzielt wird. Den vorstehenden Erläuterungen ist zu entnehmen, Durch weitere Bestrahlung ist es außerdem möglich, daß der Speichereffekt sich aus der Tatsache ergibt, ein bestimmtes Zwischenniveau der Speicherung auf daß die Löcher sozusagen in einem gefrorenen Zuein höheres Niveau gespeicherter Leitfähigkeit anzu- 55 stand in den Störstoffniveaus in den im Photoleiter heben. auftretenden elektronischen Stufen festgehalten wer-

F i g. 2 zeigt die Meßwerte des Eigendunkelstroms den. Der gefrorene Zustand kann wieder in den ur-

I_Dl, des Lichtstroms I₁, und des gespeicherten sprünglichen, vor Erregung vorhandenen Zustand

Stroms I₀₂ in Ampere, die in Beziehung zur Tempe- überführt werden, wenn der Photoleiter mit Infra-

ratur T in Gelciusgraden dargestellt sind. Die bei 60 rotstrahlen bestrahlt oder auf eine bestimmte Tempe-

dem Versuch verwendete Probe bestand aus pulver- ratur aufgewärmt wird, wodurch die Löcher optisch

förmigem, mit Kupfer und Brom dotiertem Kadmium- oder thermisch in das Valenzband entladen werden

selenid, das mit einem plastischen Harzbindemittel und jederzeit das nach Aufhören der Erregung gebil-

zu einer Elektrode von 7 · 0,7 mm verarbeitet war. dete Niveau gespeicherter Leitfähigkeit in das Niveau

Eine Gleichspannung von 400 V wurde an die Probe 65 der Eigendunkelleitfähigkeit zurückgeführt werden

gelegt. Die Probe wurde mit einem von einer Glüh- kann. Die obenerwähnten Infrarotstrahlen werden

lampe ausgehenden Licht von 0,2 Lux bestrahlt. Die dazu verwendet, eine Erhöhung des Wiedervereini-

Eigenschaften des oben beschriebenen Photoleiters gungsverhältnisses der Elektronen zu den im sensibi-

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lisierten Zustand des Photoleiters in den Störstoff- Das aufgezeichnete und in zweidimensionaler Form

niveaus festgehaltenen und dann in das Valenzband gespeicherte Signal kann auch durch Abtasten mit

entladenen Löcher zu bewirken. Deshalb müssen einem Elektronenstrahl abgelesen werden. Die erfin-

die Infrarotstrählen eine solche Wellenlänge haben, dungsgemäße Signalspeichervorrichtung kann auch

daß sie ein sogenanntes Infrarotlöschen ergeben. In 5 als Speichervorrichtung für zweidimensionale Strah-

dieser Hinsicht zeigt eine Bestrahlung mit einer WeI- lungssignale oder bei einer Bildaufnahme- und Spei-

lenlänge von etwa 1,2 bis 1,8 μ gute Ergebnisse, chervorrichtung verwendet werden,

wenn sie bei photoleitenden Cadmiumsulfid, Cad- Im folgenden werden einige praktische Formen der

miumselenid, einer festen Cadmiumsulfid-Cadmium- Erfindung an Hand der Zeichnungen erläutert.

selenid-Lösung od. dgl. verwendet wird. io .

Das im Zusammenhang mit F i g. 1 beschriebene B e ι s ρ ι e 1 1

Zwischenniveau gespeicherter Leitfähigkeit tritt auf, Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer wenn die Anzahl der Photonen in einem Strahlungs- Ausführungsform der Erfindung. Die Speichervoreingang zu klein ist, um alle Störstoffzentren, die wie richtung weist ein Speicherelement auf, das eine oben beschrieben zur Sensibilisierung des Photolei- 15 Grundplatte 301 aus Glas und eine Schicht 302 aus ters beitragen, in ihren sensitivierten Zustand zu ver- einem mit Störstoff dotierten Photoleiter enthält. Der setzen. Wenn jedoch ein elektrisches Feld einer Photoleiter kann photoleitendes Cadmiumsulfid, Cad-Stärke, die höher ist als ein bestimmter festgesetzter miumselenid oder eine feste Lösung aus Cadmium-Wert, an die Elektrode gelegt wird, bewirken die sulfid und Cadmiumselenid oder ein Gemisch aus von der Elektrode injizierten Elektronen und Löcher, 20 einem dieser Stoffe sein. Im vorliegenden Beispiel ist daß alle Störstoffzentren in einer bestimmten Zeit in die Grundplatte 301 aus Glas mit einer Feststoffihren sensitivierten Zustand gebracht werden, wodurch lösung aus pulverförmigem photoleitendem Caddie Leitfähigkeit bis zum Sättigungsniveau der Spei- miumsulfid und Cadmiumselenid, die 10 Gewichtscherung erhöht wird. Wenn andererseits kein elek- prozent Cadmiumsulfid enthält, mittels eines plastitrisc'hes Feld angelegt wird oder wenn die Stärke des 25 sehen Bindemittels beschichtet. Zwei in Abstand vonangelegten elektrischen Feldes kleiner ist als der fest- einander angeordnete Elektroden 303 und 304 aus gesetzte Wert, dann ist die Zahl der injizierten Elek- Indium sind auf der Photoleiterschicht 302 angetronen und Löcher vernachlässigbar klein, so daß das bracht. Bei dieser Ausführungsform haben die Elek-Zwischeniveau gespeicherter Leitfähigkeit unver- troden 303 und 304 eine Breite von 7 mm und sind ändert beibehalten werden kann. Die Abhängigkeit 30 in einem Abstand von 0,7 mm voneinander angedes Zwischenniveaus der gespeicherten Leitfähigkeit ordnet. Eine Spannungsquelle 305, ein Schalter 306 vom Strahlungseingang als Zeitintegral des letzteren und ein Amperemeter 307 sind in dargestellter Weise wird verständlich, wenn man in Betracht zieht, daß so mit den Elektroden 303 und 304 verbunden, daß das Zwischenniveau der gespeicherten Leitfähigkeit die im Photoleiter zwischen den Elektroden 303 und von der Zähl der Störstoffzentren abhängt, die durch 35 304 gespeicherte Leitfähigkeit festgestellt werden die vom Strählungseingang gelieferten Photonen in kann. Das Speicherelement wird in einen üblichen ihren sensitivierten Zustand gebracht werden. Vakuumkühlbehälter eingesetzt und auf —100° C ab-

Die obige Erläuterung wurde nur zum besseren gekühlt. Wie oben beschrieben, wird die Kühltempe-Verständnis der Idee der Erfindung für den Fach- ratur verhältnismäßig wahlweise festgelegt und kann mann gegeben. Selbstverständlich kann das Phä- 4° einen beliebigen Wert unter-5O⁰C aufweisen,
nomen der Leitfähigkeitsspeicherung, das in Ab- Obwohl in Fig. 3 nicht dargestellt, sind dem hängigkeit von der Bestrahlung eines speziellen Pho- Speicherelement eine Strahlungsquelle und eine Infratoleiters auftritt, auch auf andere Weise erklärt rotstrahlenquelle derart zugeordnet, daß die Photowerden, leiterschicht 302 sowohl mit Licht als auch mit

Obwohl mit Störstoffen dotiertes photoleitendes 45 Infrarotstrahlen beschickt werden kann. In Anbe-

Cadmiumselenid als Beispiel für die Erläuterung der trachtder spektroskopischen Empfindlichkeit der pul-

Erfindung verwendet worden ist, weist selbstverständ- verförmigen festen Cadmiumsulnd-Cadmiumselenid-

lich auch photoleitendes Cadmiumsulfid oder eine Lösung, die in der Größenordnung von etwa 0,6 bis

feste Lösung aus Cadmiumsulfid und Cadmium- etwa 1,1 μ liegt, muß die Strahlungsquelle Lichtstrah-

selenid ähnliche Eigenschaften auf und verhält sich 50 len oder radioaktive Strahlen, z. B. Röntgenstrahlen,

in gleicher Weise. abgeben, die wenigstens eine Wellenlänge enthalten,

Die Signalspeichervorrichtung gemäß der Erfin- die in den obengenannten Bereich fallen. Bei der vordung, bei der das Phänomen der Leitfähigkeit«- liegenden Ausführungsform wurde eine übliche speicherung verwendet wird, das auf der Bestrahlung Wolframglühlampe als Strahlungsquelle verwendet, eines Photoleiters beruht, kann in verschiedenen For- 55 Zur Erzielung guter Ergebnisse muß ferner die Inframen verwirklicht werden, je nachdem, wie das durch rotstrahlenquelle Strahlen abgeben, die eine Wellendie Strahlung aufgezeichnete und gespeicherte Signal länge enthalten, die den obenerwähnten Effekt der abgelesen wird. Bei der Speichervorrichtung wird das Infrarotlöschung veranlaßt, d. h. eine Wellenlänge in Signal in Form von Leitfähigkeit aufgezeichnet und der Größenordnung von 1,1 bis 1,8 μ.
gespeichert. Demnach besteht das Problem, wie die 60 Zunächst wird das Speicherelement des oben beLeitfähigkeit beim Ablesen des Signals festgestellt schriebenen Aufbaus auf eine geeignete Temperatur wird. Dies kann mit bekannten Mitteln zum Feststel- unter —50° C abgekühlt, und die Photoleiterschicht len der Leitfähigkeit geschehen. Anderenfalls kann 302 wird mit Infrarotstrahlen aus der Infrarotstrahein in zweidimensionaler Form aufgezeichnetes und lenquelle bestrahlt oder einer Temperatur von mehr gespeichertes Signal zum Steuern der Lumineszenz 65 als 0⁰C ausgesetzt, so daß der Photoleiter in den eines zweidimensionalen Leuchtelements verwendet Zustand einer sehr geringen Eigendunkelleitfähigkeit werden, so daß das Signal in Form eines zwei- kommt. In diesem Zustand wird die Photoleiterdimensionalen Lichtmusters abgelesen werden kann. schicht 302 mit Strahlen aus der Strahlungsquelle be-

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schickt, mit dem Ergebnis, daß sich die Leitfähigkeit Signalen unabhängig voneinander zu speichern. Die des Photoleiters in Abhängigkeit von der Strahlungs- Speicherplatte weist eine Photoleiterschicht 401 auf, intensität erhöht. Selbst wenn die Bestrahlung der wie oben beschrieben, die das Phänomen der Leit-Photoleiterschicht 302 aufhört, kann der Zustand fähigkeitsspeicherung in Abhängigkeit von der Behoher Leitfähigkeit auf Grund des Phänomens der 5 strahlung zeigt. Ferner ist eine Vielzahl linearer Elek-Leitfähigkeitsspeicherung, das sich aus dem Bestrah- troden 402 und 403 vorgesehen, die einander senklen ergibt, eine beliebig lange Zeit gespeichert werden. recht kreuzend auf den beiden einander gegenüber-Das so gespeicherte Signal kann auf Wunsch abge- liegenden Seiten der Photoleiterschicht 401 angeordlesen werden, indem der Schalter 306 geschlossen net sind. Eine solche Speicherplatte kann beispielswird, wodurch die Spannungsquelle 305 mit den Elek- io weise dadurch erzielt werden, daß eine Vielzahl troden 303 und 304 verbunden wird, woraufhin man parallel angeordneter Elektroden 403, z. B. aus Zinndas Amperemeter 307 ablesen kann. Ein gutes Er- oxid, auf cme Seite einer Glasgrundplatte aufgebracht gebnis konnte mit einer Gleichspannung von 200 V wird, daß dann die gegenüberliegende Seite der Glaserzielt werden. grundplatte unter Verwendung eines plastischen

Wenn das gespeicherte Signal gelöscht und ein 15 Harzbindemittels mit dem Photoleiter beschichtet wird folgendes Signal gespeichert werden soll, können die und daß schließlich ein Metall auf die Photoleiter-Infrarotstrahlen oder die hohe Temperatur wieder schicht so aufgedampft wird, daß eine Vielzahl auf die Photoleiterschicht 302 gerichtet werden, wo- paralleler Elektroden 402 geschaffen wird, die senkdurch wieder der Zustand der Eigendunkelleitfähig- recht zu den Elektroden 403 verlaufen. Bei dieser keit im Photoleiter hergestellt wird. Daraufhin kann 20 Ausführungsform wurde mit Kupfer und Chlor dotierein beliebiges Strahlungssignal auf die Photoleiter- tes pulverförmiges photoleitendes Cadmiumselenid schicht 302 aufgebracht und in ihr gespeichert wer- in einer Dicke von 60 μι aufgebracht. Die so hergeden. Der Vorgang des Wiederherstellens des Eigen- stellte Speicherplatte wird auf eine Temperatur von dunkelleitfähigkeitszustands, der Vorgang des Auf- weniger als —50⁰C abgekühlt, um den Photoleiter bringens eines Strahlungssignals und der Vorgang des 25 in den Zustand der Eigendunkelleitfä'higkeit zu ver-Löschens des gespeicherten Signals können durch setzen, und ein Strählungssi.gnal wird an_eine_belie-_ Schließen des Schalters 306 und Ablesen des Ampere- . J^geJStelle_djr^£eiche^Tatte- gegeben. Eine solche meters 307 nachgewiesen werden. Obwohl bei dem Stelle ist an der Kreuzung'der jeweiligen linearen oben beschriebenen Arbeitsgang das Signal in Form Elektroden 402 und 403 durch die Koordinaten X einer hohen Leitfähigkeit gespeichert worden ist, er- 30 und Y gegeben. Die Werte der Leitfähigkeit an den gibt sich aus dem oben beschriebenen Grundprinzip, Kreuzungen zwischen den linearen Elektroden 402 daß nach der Bestrahlung, die den Zustand einer mit den Koordinaten X₁ bis X_n und den linearen hohen Leitfähigkeit im Photoleiter hergestellt hat, Elektroden 403 mit den Koordinaten Y₁ bis Y_n verein Signal in Form von Infrarotstrahlen so aufge- ändern sich in Abhängigkeit von den jeweils aufgebracht werden kann, daß das Signal in einem Zu- 35 brachten Strahlungssignalen und werden auf Grund stand niedriger Leitfähigkeit gespeichert wird. des Phänomens der Leitfähigkeitsspeicherung, die in

Wenn das Signal in einem Leitfähigkeitsniveau ge- Abhängigkeit von der Bestrahlung stattfindet und

speichert wird, das niedriger ist als das Sättigungs- selbst nach Beendigung des Aufbringens der Strah-

leitfähigkeitsniveau, empfiehlt es sich, für die ange- lungssignale anhält, beliebig lange gespeichert,

legte Spannung einen verhältnismäßig klemen Wert 40 Das an der gewünschten Stelle gespeicherte Signal

zu wählen oder die angelegte Spannung ganz abzu- kann leicht durch Feststellen der Leitfähigkeit

schalten und sie nur während des Ablesens des zwischen den linearen Elektroden 402 und 403 an

Signals anzulegen, und zwar deshalb, weil bei der der betreffenden Stelle entsprechenden Kreuzung

ununterbrochenem Anlegen einer hohen Spannung erkannt werden. Wenn beispielsweise ein Signal an

das Zwischenniveau der Speicherung allmählich an- 45 einem durch die Koordinaten X₁ und Yj bestimmten

steigt, bis schließlich das Sättigungsleitfähigkeits- Punkt auf der Speicherplatte gespeichert wird, kann die

niveau erreicht wird. Strahlung auf diesen Punkt gerichtet werden, und

Die Form der Elektroden ist keineswegs auf die wenn das Signal abgelesen werden soll, kann an die

im vorliegenden Ausführungsbeispiel dargestellte entsprechenden Klemmen X₁ und Y₁ eine Spannung

Form beschränkt. So können sie beispielsweise 50 gelegt werden, um die Leitfähigkeit in Form eines

kammförmig, als parallel angeordnete ebene Streifen, elektrischen Signals abzulesen. Das Arbeitsprinzip

parallel angeordnete Drähte od. dgl. aus Metall, der Speicherplatte, die Arbeitsbedingungen, die Art

einem leitenden Anstrich od. dgl ausgebildet sein. der Strahlung, der Löschvorgang usw. sind die glei-

Die Spannungsquelle 305 kann entweder eine chen wie bei dem vorhergehenden Ausführungs-

Wechselstromquelle oder eine Gleichstromquelle 55 beispiel.

sein. Obwohl der Schalter 306, das Amperemeter 307 Beim Ablesen muß das Ausgangssignal nicht unbe-

und die Spannungsquelle 305 in der vorliegenden dingt in Form eines elektrischen Signals, sondern

Ausführungsform vorgesehen sind, um die Leitfähig- kann auch in Form eines optischen Signals abgenom-

keit in den einzelnen im Speicherelement stattfinden- men werden. Ein solches optisches Signal kann von

den Vorgängen festzustellen, ist es klar, daß auch 60 einem elektrolumineszierenden Körper abgeleitet

andere Mittel zum Feststellen der Leitfähigkeit ver- werden, dessen Ausgangsleuchtintensität in Abhängig-

wendet werden können. keit von einem elektrischen Signal veränderlich ist.

. Die oben beschriebene Ausführungsform weist eine

ü e 1 s ρ 1 e l Z Festkörper-Bildspeicherplatte auf, die ein Strahlungs-

F i g. 4 zeigt eine andere Ausführungsform der Er- 65 bild speichern kann und von der das gespeicherte

findung, die eine Speicherplatte aufweist, die aus einer Bild, wenn nötig, in Form eines optischen Ausgangs

Vielzahl von Speicherelementen besteht, die zwei- abgeleitet werden kann. Daher ist die Speichervor-

dimensional angeordnet sind, um eine Vielzahl von richtung besonders als Mittel zum Umwandeln zwei-

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dimensional verteilter Strahlungssignale in ent- trolumineszierenden Schicht ein umgekehrtes Aussprechende optische Signale an Stelle von elektrischen gangsbild erscheint. Wenn die Projektion des Ein-Ausgangssignalen gut zu verwenden. gangsbildes beendet ist, findet eine Reduzierung des

Das Grundprinzip der Festkörper-Bildspeicher- Ausgangsbildes statt, jedoch ist eine solche Reduzie-

platte, unter Verwendung eines Photoleiters wird 5 rung vernachlässigbar gering. Da in der Zwischenzeit

nachstehend im einzelnen beschrieben. auf Grund des Phänomens der Leitfähigkeitsspeiche-

Die Festkörper-Bildspeicherplatte besteht im rung als Ergebnis der Bestrahlung der Zustand hoher wesentlichen aus einem Photoleiterbauelement, bei- Leitfähigkeit im Photoleiter beliebig lange bestehen spielsweise aus mit Störstoff dotiertem photoleiten- bleibt, kann das Ausgangsbild fortdauernd gespeidem Cadmiumselenid, wie oben beschrieben, und io chert werden, ohne zu verwischen oder zu verblaseinem elektrolumineszierenden Bauelement, und ist sen. Das Löschen des so gespeicherten Bildes kann so aufgebaut, daß die Lumineszenz des elektrolumi- jederzeit leicht dadurch bewirkt werden, daß die neszierenden Bauemelents in bezug zu der Ver- Infrarotstrahlen von der Infrarotlichtquelle gleichänderung der Impedanz des Cadmiumselenids-Photo- mäßig auf die ganze Oberfläche der Photoleiterleiterbauelements elektrisch gesteuert wird. Bei- 15 schicht gerichtet oder diese .Schicht einer geeigneten spielsweise sind die photoleitende Cadmiumselenid- Temperatur in der Größenordnung von 0° C ausgeschicht und die Schicht aus elektrolumineszierendem setzt wird.

Material in einem elektrischen Stromkreis mit wenig- Die gleiche Vorrichtung kann dazu dienen, ein stens einer Wechselspannungsquelle in Reihe oder Bild aus Infrarotstrahlen oder thermischen Strahlen parallel zueinander geschaltet. Das Ganze wird in 20 umzukehren und zu speichern. In einem solchen Fall einen Behälter mit niedriger Temperatur eingebracht, wird die Bestrahlung auf die gesamte Oberfläche der der auf eine Temperatur von weniger als —30° C Photoleiterschicht gerichtet, um sie zu erregen, und abgekühlt werden kann. Der Photoleiterschicht ist ein dann wird die Bestrahlung unterbrochen, wodurch optisches System zugeordnet, über das ein Strahlungs- eine helle Lumineszenz auf der ganzen Schicht aus bild oder ein Bild aus Röntgenstrahlen oder ähnlichen 25 elektrolumineszierendem Material aufrechterhalten radioaktiven Strahlen einer Wellenlänge, für die der bleibt. In diesem Zustand wird ein Bild aus Infrarot-Photoleiter spektroskopisch empfindlich ist, auf die strahlen oder thermischen Strahlen, das die obenge-Photoleiterschicht projiziert wird. Der Photoleiter- nannte Wellenlänge aufweist, durch ein optisches schicht sind ferner Mittel zugeordnet, durch die ein System auf die Photoleiterschicht projiziert. Die Lugleichmäßiges Infrarotlicht auf sie gerichtet werden 30 mineszenz der elektrolumineszierenden Schicht wird kann. Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß mit dabei auf Grund einer Erhöhung des Widerstands Störstoffen dotiertes photoleitendes Cadmiumselenid der mit Infrarotstrahlen oder thermischen Strahlen für eine Wellenlänge in der Größenordnung von 0,6 beschickten Teile der Photoleiterschicht verringert, bis 1,1 μ empfindlich ist, ist das Bild vorzugsweise und dadurch erscheint ein sichtbares Ausgangsbild durch Lichtstrahlen oder radioaktive Strahlen, z. B. 35 mit einer in Bezug zum Eingangsbild negativen PoIa-Röntgenstrahlen, wiedergegeben, die eine in den rität auf der Schicht aus elektrolumineszierendem obengenannten Bereich fallende Wellenlänge auf- Material und wird auf ihr gespeichert. Dieses Ausweisen. Was die Infrarotstrahlen betrifft, so können gangsbild wird wie im obenerwähnten Fall beliebig gute Ergebnisse erzielt werden, wenn die Infrarot- lange gespeichert. Wenn besonders gewünscht wird, lichtquelle eine Strahlung abgibt, die die obener- 40 ein Halbtonbild zu speichern, kann während des wähnte Infrarotlöschung bewirkt, d,h. eine Strah- Speichervorgangs eine Spannung mit einem geeignelung, die eine Wellenlänge in der Größenordnung ten niedrigen Wert angelegt werden. Eine solche von 1,2 bis 1,8 μ aufweist. Spannung braucht nur während des Betrachtern an-

Die Festkörper-Bildspeicherplatte wird auf eine gelegt zu werden. Wenn eine verhältnismäßig große geeignete Temperatur von weniger als —30° C ab- 45 Spannung während des Speicherns des Bildes an der gekühlt, und eine Wechselspannung wird angelegt. Photoleiterschicht angelegt bleibt, bleibt die Leit-Jfofrarrtstn^rijwCT^ fähigkeit der nicht bestrahlten Teile der PhotoleiterjotlicMgu^l£^äuf_die gesamte, _Obe.rfläche der Photo- schicht sowie die Leitfähigkeit der intensiv bestrahlieiterschicht gerichtet, wodurch diese Schicht in den ten Teile der Photoleiterschicht unverändert, wäh-Eigendunkelwiderstandszustand mit extrem hohem 50 rend die Leitfähigkeit der dazwischenliegenden Teile spezifischem Widerstand versetzt wird. Sobald ein wie oben beschrieben erhöht wird, bis schließlich das solcher Zustand erreicht ist, wird die Bestrahlung mit Sättigungsleitfähigkeitsniveau erreicht ist, wodurch Infrarotstrahlen unterbrochen. Es wird nun ein Fall die Halbtöne verlorengehen und das sich ergebende in Betracht gezogen, bei dem die Photoleiterschicht Bild scharfe Kontraste zeigt. Dies betrifft jedoch nicht mit der Schicht "aus elektrolumineszierendem Mate- 55 einen speziellen Fall, in dem das Speichern eines BiI-rial elektrisch in Reihe geschaltet ist. In einem sol- des mit Halbtönen nicht gewünscht wird. Die Tatchen Fall leuchtet die Elektrolumineszenzschicht sache, daß das Zwischenniveau der Leitfähigkeit nicht, da auf Grund der Tatsache, daß der Photo- durch Anlegen von Spannung erhöht wird, kann daleiter einen extrem hohen spezifischen Widerstand zu verwendet werden, ein gespeichertes Bild eines aufweist, die angelegte Spannung fast ganz auf die 60 Strahlungseingangs ■ mit geringen Kontrasten als ein Photoleiterschicht verteilt wird. Wenn in diesem Zu- Bild zu betrachten, das jedes beliebige Schwarzstand ein Strahlungsbildeingang auf den Photoleiter Weiß-Verhältnis, jeden gewünschten Gammawert projiziert wird, wird der Widerstand des Photoleiters u. dgl. aufweist. Genauer gesagt, wenn ein Strahin Abhängigkeit von der das Bild darstellenden Strah- lungsbild unter Anlegen einer niedrigen Spannung lungsdichte kleiner, und infolgedessen wird in Ab- 65 oder keiner Spannung projiziert wird und dann die hängigkeit von der Verringerung des Widerstands des Spannung wie erforderlich erhöht wird, erhöht sich Photoleiters eine größere Spannung auf die elektro- die Leitfähigkeit jedes einzelnen Teils der Photolumineszierende Schicht verteilt, so daß auf der elek- leiterschicht proportional zur Höhe der Leitfähigkeit,

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die der in Betracht gezogene Teil vorher besaß. Die Temperaturen verwendeten Art eingebracht und auf

Spannung kann verringert werden, sobald ein erfor- eine Temperatur von weniger als — 30° C abgekühlt,

derlicher Kontrast erreicht ist. Das einen solchen Wie F i g. 2 zeigt, ist eine Temperatur von weniger

Kontrast aufweisende Bild kann betrachtet werden als -5O⁰C zu empfehlen, um die unerwünschte

oder die Speicherung kann fortgesetzt werden. 5 Veränderung des Stroms auf Grund von Temperatur-

Die vorstehende Beschreibung bezog sich auf eine Schwankungen zu verringern. Eine übliche Glüh-

Bildumkehrung und -speicherung in einem Fall, in lampe wird zum Projizieren eines Strahlungsbildes

dem die Festkörper-Bildspeicherplatte eine Photo- auf die Photoleiterschicht 506 verwendet und wird

leiterschicht aufweist, die mit einer Schicht aus elek- dann ausgeschaltet, wodurch auf Grund des vorer-

trolumineszierendem Material in Reihe geschaltet ist, io wähnten Phänomens der Leitfähigkeitsspeicherung in

d. h. in dem der hellste Teil eines Strahlungsein- Abhängigkeit von der Bestrahlung das Bild gespei-

gangsbildes, das eine in den Bereich spektroskopi- chert wird. Das Bild kann eine lange Zeit ohne

scher Empfindlichkeit des Photoleiters fallende wesentliche Verschlechterung seiner Qualität gespei-

Wellenlänge hat, dem hellsten Teil eines Ausgangs- chert werden. Es kann leicht gelöscht werden, indem

bildes entspricht (im Gegensatz zu dem Fall eines 15 Infrarotstrahlen einer Wellenlänge von 1,4 μ von

Infrarotstrahlenbildes). Jedoch gilt ein ähnliches einer Infrarotlichtquelle auf die Photoleiterschicht

Prinzip in einem Fall, bei dem die Photoleiterschicht 506 gerichtet wird oder indem die Bildspeicherplatte

parallel zu der Schicht aus elektrolumineszierendem einer Temperatur von mehr als 0° C ausgesetzt wird.

Material geschaltet ist und die hellsten und dunkel- Es ergibt sich, daß ein gleiches Ergebnis erzielt wer-

sten Teile eines Strahlungseingangsbildes jeweils den 20 den kann, wenn das Bild in Form von radioaktiven

dunkelsten bzw. hellsten Teilen eines Ausgangsbildes Strahlen, z. B. Röntgenstrahlen, projiziert wird,

entsprechen (im Gegensatz zu dem Fall eines Infra- Nachdem die gesamte Oberfläche der Photoleiter-

rotstrahlenbildes). Wie aus der Eigenschaft des oben schicht 506 gleichmäßig mit den von der Glühlampe

beschriebenen Photoleiters leicht zu erkennen, ergibt kommenden Strahlen bestrahlt worden ist, um eine

sich ferner, daß die erregende Wechselspannung nicht 25 gleichmäßige Lumineszenz der elektrolomineszieren-

während des Projizierens eines Eingangsbildes oder den Schicht 503 zu bewirken, kann einlnfrarotstrah-

während des Speicherns eines solchen Eingangsbil- lenbild projiziert werden, um das Bild umzukehren

des, sondern nur während der Betrachtung des ge- und in Form sichtbaren Lichts zu speichern. Das in

speicherten Bildes angelegt werden darf. dieser Form gespeicherte Bild kann durch gleich-

. 30 mäßiges Bestrahlen mit von der Glühlampe kommen -

Beispiel 5 _{dem Licht oder mit yon der} i_nf_rarotli_chtquelle kom-

Eine weitere Ausführungsform einer Festkörper- menden Infrarotstrahlen schnell gelöscht werden. Bildspeichervorrichtung wird mit Bezug auf Fig. 5 Ferner kann ein Bild mit einem Halbton oder ein näher beschrieben. Die Vorrichtung weist eine trans- Bild mit erhöhtem Schwarz-Weiß-Verhältnis oder parente Grundplatte 501, beispielsweise aus Glas, 35 Gammawert mit gutem Ergebnis gespeichert werden, auf, ferner eine transparente Elektrode 502, die auf wenn der Effekt der Erhöhung der Zwischenleitf ähigdie transparente Grundplatte 501 aufgebracht ist, keit auf Grund des Anlegens einer Spannung verwereine elektrolumineszierende Schicht 503 einer Dicke tet wird. Bei dieser Ausführungsfcrm wird ein mit von etwa 40 μ, die durch Binden eines elektrolumi- Strahlen von einer Glühlampe projiziertes Bild umneszierenden Materials, z.B. Zinksulfid, mit einem 40 gekehrt und in Form eines Positivbildes gespeichert, plastischen Bindemittel hergestellt ist, eine licht- während ein mit Infrarotstrahlen von der Infrarotreflektierende und isolierende Schicht 504 einer Dicke lichtquelle projiziertes Bild umgekehrt und in Form von etwa 10 μ, die durch Binden von pulverförmigem eines Negativbildes gespeichert wird.
Bariumtitanat oder einem ähnlichen Material mit F i g. 6 zeigt eine Abwandlung der Speicherplatte einem plastischen Bindemittel hergestellt ist, eine un- 45 nach F i g. 5, bei der im wesentlichen gleiche Bezugsdurchsichtige oder lichtundurchlässige Schicht 505, zeichen zur Bezeichnung gleicher Bauteile wie in beispielsweise aus schwarzer Farbe oder Ruß einer F i g. 5 verwendet werden. Demnach sind die Teile Dicke von etwa 10 μ zum Verhindern unerwünschten 501 bis 505 und die Wechselspannungsquelle 51 Zurückkehrens des von der elektrolumineszierenden (31 in Fig. 5) hinsichtlich des Materials und des Schicht 503 kommenden Lichts und eine Photo- 50 Aufbaus gleich denen nach Fig. 5. Die in Fig. 6 leiterschicht 506 einer Dicke von etwa 60 μ, die durch gezeigte Speicherplatte unterscheidet sich von der Binden eines Photoleiters mit einem plastischen in Fig. 5 dargestellten dadurch, daß eine Photo-Bindemittel hergestellt ist. Bei dieser Ausführungs- leiterschicht 601 einer Dicke in der Größenordnung form wurde mit Kupfer und Brom aktiviertes pulver- von 400 μ vorgesehen ist, obwohl sie aus dem gleiförmiges photoleitendes Cadmiumselenid zur Herstel- 55 chen Material besteht wie das für die Photoleiterlung der Photoleiterschicht 506 verwendet. Eine Viel- schicht 506 in F i g. 5 verwendete. Die Photoleiterzahl paralleler Elektroden 507, beispielsweise Metall- schicht 601 hat eine so große Dicke, damit ihr äquidrähte mit einem Durchmesser in der Größenord- valenter Dunkelwiderstand erhöht wird, der dazu nung von 10 μ, sind mit einer Steigung von etwa neigt, kleiner zu werden, wenn die Photoleiterschicht 400 μ auf der Photoleiterschicht 506 angeordnet. 60 601 mit einer durch Metallaufdampfen aufgebrachten Eine Wechselspannungsquelle 31 ist zwischen die flachen zweiten Elektrode 602 verbunden ist.
elektrolumineszierende Schicht 503 und die Elektro- Die derart aufgebaute Speicherplatte ist gut zu den 507 geschaltet. Eine angelegte Spannung von verwenden, wenn ein Strahlungsbild, z. B. ein 250 V mit einer Frequenz in der Größenordnung von Röntgenstrahlbild, mit einem hohen Durchdringungs-2 kHz ergibt gute Resultate. 65 vermögen als Eingang verwendet wird, da die Photo-

Die Festkörper-Bildspeicherplatte des vorstehend leiterschicht verhältnismäßig dick ist. Obwohl die

beschriebenen Aufbaus wird in ein Vakuumkühlge- zweite Elektrode in F i g. 5 und 6 als eine Vielzahl

faß der üblicherweise bei Experimenten mit niedrigen parallel in Abstand voneinander angeordneter Me-

talldrähte bzw. als flache Elektrode dargestellt ist, ist es für den Fachmann klar, daß statt dessen auch ^eine mit Spalten versehene Metallelektrode, eine netzartige Elektrode oder eine transparente flache Elektrode verwendet werden kann, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen.

Beispiel 4

F i g. 7 zeigt noch eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die so aufgebaut ist, daß eine Photoleiterschicht 506 und eine elektrolumineszierende Schicht 503 mit zwei Wechselspannungsquellen 51 und 71 verbunden sind, so daß sie durch Regulieren der von diesen Spannungsquellen gelieferten Speisespannung miteinander in Reihe oder parallel zueinander geschaltet werden können. Das Schwarz-Weiß-Verhältnis, der Gammawert u. dgl. eines Ausgangsbildes können eingestellt werden, indem die zugeführte Wechselspannung so gewählt wird, daß Spannungen der gleichen Frequenz erzeugt werden und ihre Phase auf geeignete Weise gesteuert wird.

Die Speicherplatte weist Teile 501 bis 507 auf, die den in Fig. 5 dargestellten ähnlich sind. Die Wechselspannungsquelle 51 ist gleich der Wechselspannungsquelle 31 in Fig. 5. Eine transparente Schicht 701 aus dielektrischem Material, z. B. Polyesterharz, einer Dicke von etwa 40 μ ist auf die Photoleiterschicht 506 aufgebracht, und eine transparente Grundplatte 703 aus Glas oder ähnlichem Material ist mit einer transparenten dritten Elektrode 702 beschichtet.

Die Speicherplatte arbeitet ähnlich wie die in F i g. 5 dargestellte, wenn die Spannungsquelle 51 im Energiezuführungssystem so eingestellt ist, daß sie eine Spannung von 250 V mit einer Frequenz von 2 kHz erzeugt und wenn die Spannungsquelle 71 auf OVoIt eingestellt ist. Die Spannungsquelle 71 kann so eingestellt werden, daß sie eine Spannung erzeugt, die gleiche Frequenz, aber in Bezug zu der von der Spannungsquelle 51 erzeugten Spannung entgegengesetzte Phase aufweist, so daß der Dunkelstrom, der durch Anlegen der Spannung von der Spannungsquelle 51 erzeugt wird, durch den Strom entgegengesetzter Phase, der durch Anlegen der Spannung von der Spannungsquelle 71 geliefert wird, kompensiert wird, wenn sich der Photoleiter im Zustand der Eigendunkelleitfähigkeit befindet. Da die Dunkellumineszenz der elektrolumineszierenden Schicht dadurch unterdrückt wird, weist das Ausgangsbild ein größeres Schwarz-Weiß-Verhältnis und einen erhöhten Gammawert auf und wird in einer Form mit gutem Kontrast umgekehrt und gespeichert. Bei dieser Arbeitsweise kann die durch die Spannungsquelle 71 erzeugte Spannung so gewählt werden, daß sie innerhalb des Bereichs zwischen 0 und 800 V liegt. Das Schwarz-Weiß-Verhältnis und der Gammawert des Ausgangsbildes werden verringert, wenn die Spannungsquelle 71 eine Spannung liefert, die die gleiche Frequenz und die gleiche Phase wie die von der Spannungsquelle 51 gelieferte Spannung hat.

Bei einer anderen Arbeitsweise erzeugt die Spannungsquelle 51 keine Spannung oder ist kurzgeschlossen, und nur die Spannungsquelle 71 liefert eine Spannung von vorzugsweise 1500 V mit einer Frequenz in der Größenordnung von 2 kHz. Gemäß diesem Verfahren der Energiezuführung sind die Elektrode 502 und die Elektroden 507 auf gleichem Potential. Wie die in F i g. 8 dargestellte Ersatzschaltung zeigt, sind die Photoleiterschicht 506 und die elektrolumineszierende Schicht 503 parallel geschaltet. In Fig. 8 entsprechen die Bezugszeichen 503', 506' und 701' jeweils der elektrolumineszierenden Schicht 503, der Photoleiterschicht 506 bzw. der transparenten Schicht 701 aus dielektrischem Material in Fig. 7. Dieselbe Spannungsquelle 71 ist in F i g. 8 dargestellt. Zur besseren Erläuterung sind die Kapazitätskomponente sowie die Widerstandskomponente in Richtung der Dicke des Photoleiters und die Kapazitätskomponenten der Schichten 504 und 505 nicht in der Ersatzschaltung dargestellt. Jedoch wird selbstverständlich, soweit es das Arbeiten dieser besonderen Ausführungsform betrifft, die allgemeine Anwendung aus diesem Grunde nicht eingeschränkt. Wenn der Photoleiter 506' in F i g. 8 in den Zustand der Eigendunkelleitfähigkeit versetzt wird, erscheint an den Klemmend und B eine hohe Impedanz, so daß der größere Teil der Spannung an die- sen anliegt, wodurch das elektrolumineszierende Bauelement 503' hell leuchtet. Wenn ein Eingangsbild auf den Photoleiter 506' projiziert und die Projektion dann unterbrochen wird, werden die Teile des Photoleiters 506', die von der Strahlung getroffen werden, in den Zustand der Restleitfähigkeit versetzt, wodurch sich die Impedanz zwischen den Klemmen A und B verringert. Infolgedessen wird die an ihnen liegende Spannung verringert, das elektrolumineszierende Bauelement 503' leuchtet weniger, und ein umgekehrtes Ausgangsbild, das negativ in Bezug zum Eingang ist, wird gespeichert. Das Löschen dieses Bildes kann durch gleichmäßiges Bestrahlen mit Infrarotstrahlen wie oben beschrieben bewirkt werden. Es braucht nicht gesagt zu werden, daß ein positives und sichtbares Infrarotlichtbild gespeichert werden kann, wenn das Infrarotlichtbild projiziert wird, nachdem der Photoleiter gleichmäßig mit Licht bestrahlt worden ist.

Obwohl die Elektrode 507 in Fig. 7 als eine Vielzahl parallel angeordneter Metalldrähte beschrieben worden ist, können auch gute Resultate mit einer einzigen Metallelektrode mit Spaltenstraktur,. beispielsweise einer netzartigen Elektrode, erzielt werden. Ferner braucht während der Bildprojektion, des Speicherns oder Löschens keine Spannung angelegt zu werden. Dies braucht nur, wie oben beschrieben, während des Betrachtens zu geschehen. Ein wesentliches Merkmal des vorliegenden Ausführungsbeispiels besteht in der Tatsache, daß das Schwarz-Weiß-Verhältnis oder der Gammawert des Ausgangsbildes durch Steuern der Phase und Spannung der beiden Wechselstromquellen während des Betrachtens des gespeicherten Bildes frei eingestellt werden kann.

Bei Ablesen eines in der Photoleiterschicht zweidimensional gespeicherten Leitfähigkeitsmusters kann die Photoleiterschicht, die auf einer Seite mit der transparenten Elektrode bedeckt ist, in eine Vakuumelektronenröhre eingeschlossen werden, und ein Abtastelektronenstrahl kann durch die transparente Elektrode hindurch auf sie gerichtet werden, um ein Signal abzuleiten, das dann abgelesen werden kann. Ein bekanntes Fernsehsystem kann zum Abtasten mit dem Elektronenstrahl verwendet werden, wodurch das gespeicherte zweidimensionale Strahlungssignal auf dem Fernsehschirm sichtbar wird.

Für den Fachmann ergibt es sich, daß viele Veränderungen und Abwandlungen bei den einzelnen

oben beschriebenen Ausführungsformen möglich sind.

Für die Verwendung der Erfindung in der Praxis werden Beispiel 1 und 2. wie folgt zusammengefaßt:

Eine Festkörper-Speichervorrichtung, die im wesentlichen mit einem Phötpleiter versehen ist, wird in eine Vorrichtung zum Kühlen und Erwärmen eingebracht und wird auf eine; geeignete niedrige Temperatur von weniger als. —30° C abgekühlt, wenn ein Signal gespeichert werden soll. Das zu speichernde Signal hat die Form erstens von Lichtstrahlen oder radioaktiven; Strahlen, z. B. Röntgenstrahlen mit einer Wellenlänge, die in den Bereich spektroskopischer Empfindlichkeit des Photoleiters fällt, oder zweitens von Strahlen, die eine Infrarotlöschung oder Wärme bewirken. Im Fall des Signals (1) wird dieses in Form einer höheren Leitfähigkeit gespeichert, als wenn kein Signal an den Photoleiter gegeben wird, während im Fall des Signals (2) dieses in Form einer niedrigeren Leitfähigkeit gespeichert wird, als wenn kein Signal an den Photoleiter gegeben wird. Die Leitfähigkeit des Photoleiters wird zum Ablesen des gespeicherten Signals festgestellt. Zum Beispiel kann dadurch das Signal abgelesen werden, daß man eine Energiequelle an den Photoleiter anschließt, so daß letzterer als Last des ersteren wirkt, und daß der Strom oder die Spannung, die der Impedanz des Photoleiters entspricht, abgelesen wird, oder daß man der Impedanz außerdem ein elektrolumineszierendes Bauelement in Reihe oder parallel schaltet, um die Leuchtintensität des elektrolumineszierenden Bauelements abzulesen. Beim Ablesen kann die angelegte Spannung so erhöht werden, daß die Größe des beispielsweise auf einem mittleren Leitfähigkeitsniveau in Abhängigkeit von der Größe des Eingangssignals gespeicherten Signals allmählich erhöht wird, bis schließlich ein Sättigungsleitfähigkeitsniveau erreicht ist. Da die Leitfähigkeit bei einem solchen Niveau beträchtlich höher ist, als wenn kein Signal aufgebracht worden ist, kann die angelegte Spannung auf ein geeignetes, einer gewünschten Leitfähigkeit entsprechendes Niveau verringert werden, wobei das Signal auf diesem Niveau festgestellt wird, und dann das Speichern des Signals fortgesetzt werden. Die angelegte Spannung kann, wenn nicht das Speichern auf einem Zwischenleitfähigkeitsniveau gewünscht wird, beliebig festgesetzt werden. Das gespeicherte Signal kann durch Erwärmen des Photoleiters auf eine Temperatur von mehr als —30° C, beispielsweise auf 0° C, gelöscht werden. Ferner kann im Fall des Signals (1) dieses durch Bestrahlen des Photoleiters mit Strahlen gelöscht werden, die eine Infrarotlöschung bewirken, während im Fall des Signals (2) das Löschen durch Bestrahlen des Photoleiters mit Strahlen erfolgen kann, deren Wellenlänge in den Bereich spektroskopischer Empfindlichkeit des Photoleiters fällt.

Für die Verwendung in der Praxis werden die Beispiele 3 und 4 wie folgt zusammengefaßt:

Eine Festkörper-Bildspeichervorrichtung, die im wesentlichen einen Photoleiter und ein elektrolumineszierendes Bauelement aufweist, dessen Lumineszenz in Abhängigkeit von einer Veränderung der Impedanz des Photoleiters gesteuert werden kann, wird in eine Vorrichtung zum Kühlen und Erwärmen eingebracht. Die Bildspeichervorrichtung wird auf eine geeignete niedrige Temperatur von weniger als — 30⁰C abgekühlt, wenn ein Bild gespeichert werden soll. Das zu speichernde Bildsignal hat die Form erstens von Lichtstrahlen oder radioaktiven Strahlen, z. B. Röntgenstrahlen, mit einer Wellenlänge, die in den Bereich spektroskopischer Empfindlichkeit des Photoleiters fällt, oder zweitens von Strahlen, die eine Infrarotlöschung oder Wärme bewirken. Im Fall des Signals (1) kann man ein Ausgangsbild erhalten, das positiv in Bezug zum Eingang ist, während man im Fall des Signals (2) ein Ausgangsbild erhalten kann, das negativ in Bezug zum Eingang ist. Zum Betrachten des Ausgangsbildes wird Spannung an die Festkörper-Bildspeichervorrichtung gelegt, wodurch das elektrolumineszierende Bauelement veranlaßt wird, mit einer Leuchtintensitätsverteilung zu leuchten, die der Impedanz der verschiedenen Teile des Photoleiters entspricht. Beim Ablesen kann die angelegte Spannung so erhöht werden, daß der Kontrast des einen Halbton aufweisenden Bildes allmählich erhöht wird, bis schließlich das Bild einen sehr starken Kontrast besitzt, bei dem alle bestrahlten Teile das Sättigungsniveau erreichen und keine Halbtonteile vorhanden sind. Die angelegte Spannung kann auf ein geeignetes, einem gewünschten Kontrast entsprechendes Niveau verringert werden, wobei das Bild auf diesem Kontrastniveau betrachtet und dann die Speicherung des Bildes fortgesetzt wird. Die angelegte Spannung kann beliebig bestimmt werden, falls die Speicherung auf dem Halbtoriniveau nicht gewünscht wird. Das gespeicherte Bild kann durch Erwärmen der Bildvorrichtung auf eine Temperatur von mehr als —30°C, beispielsweise auf etwa 0⁰C, gelöscht werden. Ferner kann im Fall des Bildsignals (1) dieses durch Bestrahlen des Photoleiters mit Strahlen gelöscht werden, die eine Infrarotlöschung bewirken, während im Fall des Bildsignals (2) das Löschen durch Bestrahlen des Photoleiters mit Strahlen bewirkt werden kann, die eine Wellenlänge haben, die in den Bereich der spektroskopischen Empfindlichkeit des Photoleiters fällt.

Aus der vorstehenden eingehenden Beschreibung ist zu erkennen, daß die Speichervorrichtung gemäß der Erfindung ein in Form von radioaktiven Strahlen, z. B. Röntgenstrahlen, und Strahlen, die vom sichtbaren Licht bis zum Infrarotlicht reichen, aufgestrahltes Signal beliebig lange speichern kann. Das so gespeicherte Signal kann als elektrisches Signal oder als optisches Signal leicht abgelesen werden und kann ebenfalls leicht gelöscht werden. Demnach findet die erfindungsgemäße Signalspeichervorrichtung eine große Zahl von Verwendungsmöglichkeiten, beispielsweise als Speichervorrichtung in einer Datenverarbeitungseinrichtung in elektronischen Computern, als zweidimensionale Speichervorrichtung oder als Bildspeichervorrichtung für Röntgenstrahlen, sichtbares Licht, Infrarotlicht u. dgl., wie sie in medizinischen und industriellen Einrichtungen verwendet werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Signalspeichervorrichtung für Strahlungssignale, mit einem der Strahlung aussetzbaren Photoleiterbauelement und mit einer die Leitfähigkeit des Photoleiterbauelements abtastenden und anzeigenden Prüfanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß das Photoleiterbau-

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element (302, 401, 506, 601) mit Hilfe eines Kälteerzeugers kühlbar ist und daß es aus einem mit einer Verunreinigung dotierten, im tiefgekühlten Zustand eine strahlungserzeugte örtliche Leitfähigkeit beibehaltenden Werkstoff besteht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Photoleiterbauelement (302, 401, 506, 601) im wesentlichen aus Cadmiumselenid, Cadmiumsulfid - Cadmiumselenid oder Cadmiumsulfid besteht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlungstemperatur unter -30° C liegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Photoleiterbauelement zum Löschen des in ihm gespeicherten Strahlungssignals Mittel zum Bestrahlen mit Infrarotstrahlen zugeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Photoleiterbauelement zum Löschen des gespeicherten Strahlungssignals Mittel zum Erhöhen seiner Temperatur auf ein höheres Niveau als das beim Speichern des Strahlungssignals vorhandene zugeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Photoleiterbauelement (302) zum Speichern eines einzigen Strahlungssignals mit zwei Elektroden (303, 304) versehen ist (Fig. 3).

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Speichern einer Vielzahl voneinander unabhängiger Strahlungssignale das Photoleiterbauelement als Photo- lederschicht (401) ausgebildet ist, die auf einer Oberfläche mit einer ersten, aus einer Vielzahl linearer Elektroden (402) bestehenden Elektrodengruppe und auf der gegenüberliegenden Oberfläche mit einer zweiten, aus einer Vielzahl linearer Elektroden (403) bestehenden Elektrodengruppe versehen ist, wobei jeweils eine Elektrode der ersten Gruppe und eine Elektrode der zweiten Gruppe ein Paar bilden, und daß die Leitfähigkeit an den Kreuzungspunkten jedes Elektrodenpaares feststellbar ist (F i g. 4).

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittel zum Feststellen der Leitfähigkeit des Photoleiterbauelements ein elektrolumineszierendes Bauelement (503) ist, dessen Lumineszenz zum optischen Betrachten des gespeicherten Strahlungssignals in Abhängigkeit von einer Veränderung der Leitfähigkeit des Photoleiterbauelements elektrisch steuerbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Photoleiterbauelement (506) als Schicht ausgebildet ist, die auf einer Seite mit einer strahlungsdurchlässigen ebenen Elektrode (507) versehen ist, und daß das elektrolumineszierende Bauelement (503) ebenfalls als Schicht ausgebildet ist, die auf einer Seite mit einer lichtdurchlässigen Elektrode (502) versehen ist, wobei die Photoleiterschicht und die elektrolumineszierende Schicht ein gemeinsames Ganzes bilden, in dem die Lumineszenz in jeder Stellung der elektrolumineszierenden Schicht in Abhängigkeit von der Leitfähigkeit der Photoleiterschicht in der entsprechenden Stellung steuerbar ist und wobei ein zweidimensional verteiltes Strahlungsbild in der Vorrichtung speicherbar und als zweidimensional verteiltes Leuchtmuster sichtbar zu machen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlungsdurchlässige Elektrode (507) eine mit Spalten versehene Elektrode ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine strahlungsdurchlässige ebene Elektrode (702) über eine strahlungsdurchlässige Impedanzschicht (701) auf die mit der Spalten aufweisenden Elektrode (507) versehene Photoleiterschicht (506) aufgebracht ist, wobei bei Betrachtung des zweidimensional gespeicherten Signals als zweidimensional verteiltes Leuchtmuster die Polaritätsumkehr, der Gammawert und das Schwarz-Weiß-Verhältnis des Bildes einstellbar sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Photoleiterbauelement als Schicht ausgebildet ist, die auf einer Seite mit einer strahlungsdurchlässigen Elektrode versehen und in einem Vakuumbehälter angeordnet ist, daß die Mittel zum Feststellen der Leitfähigkeit des Photoleiterbauelements Mittel zum Ausstrahlen eines Elektronenstrahls auf das Photoleiterbauelement zum Abtasten dieses Bauelements aufweisen, wobei die Leitfähigkeit des Photoleiterbauelements feststellbar, die dabei festgestellten elektrischen Signale verstärkbar und auf einem Schirm einer Kathodenstrahlröhre in Form von Licht darstellbar sind, dessen Intensität der festgestellten Leitfähigkeit entspricht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen