DE1928473C - Bildspeicherröhre mit Löscheinrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Sichtspeicherröhre, die röhre mit einer mit einem Alkalihalogenid bedampften mit ainer mit einem Alkalihalogenid bedampften Spei- Speicherplatte und einer an der Speicherplatte becherplatte arbeitet, und befaßt sich insbesondere mit festigten, mit einer elektrischen Widerstandsschicht der Einrichtung zum Löschen der auf der Speicher- versehenen transparenten Trägerplatte eine Einrichplatte dieser Röhre gespeicherten optischen Infor- 5 tung vorzusehen, mit der das auf der Speicherplatte mation. gespeicherte Bild durch Erwärmen der Widerstands-

Eine Bildspeicherröhre mit alkaühalogenid-bedampf- schicht auf der Trägerplatte gelöscht werden Lann.

ter Speicherplatte findet zur Speicherung optischer Erfindungsgemäß umfaßt diese Einrichtung eine

Signale über einen längeren Zeitabschnitt wegen der Hochspannungsquelle, die mit der Trägerplatte verfolgenden ihr innewohnenden Vorteile umfangreiche io bunden ist und diese mit einem hohen Potential bezüg-

Anwendung: Großes Auflösungsvermögen, in der Hch des Elektronenstrahlerzeuger beaufschlagt, ferner

Größenordnung von 1000 Zeilen pro Millimeter und eine parallel zu der Hochspannungsquelle an die Wi-

darüber; Kompatibilität mit dem reflektierten oder derstandsschicht angeschlossenen Bildlöschspannungs-

dem hindurchgelassenen Licht zur Erkennung des ge- quelle zum Anlegen einer Spannung an diese Schicht

speicherten Bildes; die Möglichkeit, Bilder in ver- 15 sowie eine Vorrichtung zum wahlweisen Anschluß der

größertem Maßstab zu projizieren; verringerte Her- Hochspannungsquelle oder der Bildlöschspannungs-

stellungskosten; sevie die Fähigkeit, Information über quelle an die Trägerplatte.

die verlängerte Dauer von einigen Wochen zu spei- Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfin-

chern, ohne daß sich die Qualität des gespeicherten dung an Hand der Zeichnungen beschrieben; in den

Bildes kritisch verschlechtert. 20 Zeichnungen zeigt

Gegenüber diesen hervorragenden Eigenschaften F i g. 1 eine elektrische Schaltungsanordnung der der Bildspeicherröhre dieses Typs begegnet man noch Einrichtung, wie sie bei der vorgeschlagenen Bild-Schwierigkeiten beim Löschen der einmal in die speicherröhre mit einer alkalihalogenidbedampften Speicherplatte eingegebenen optischen Information. Speicherplatte verwendet wird,

Tatsächlich sind zum Löschen der gespeicherten Infot- 25 F i g. 2 eine andere Ausführungsform der Schal-

mation keine anderen praktischen Verfahren vor- tungsanordnung für die in F i g. 1 gezeigte Einrich-

geschlagen worden als die, bei der die Information tung und

durch direktes oder indirektes Erwärmen der Speicher- F i g. 3 ein Blockschaltbild der in der Einrichtung

platte gelöscht wird, nämlich ind~m eine Infrarot- nach F i g. 2 verwendeten Gleichspannungsquelle,

strahlung auf die gerichtet oder die Grundlage, auf der 30 Bei der im folgenden beschriebenen Ausführungs-

die Speicherplatte aufgebracht ist, erw Irmt wird. form ist die Alkalihalogenid-Speicherfläche der Ein-

Reine Alkalihalogenidkristalle sind lonenkristalle fachheit der Erläuterung halber in einer durch Auf-

mit kubisch-flächenzentrierter Gitterstruktur, die über dampfen von Kaliumchlorid gebildeten Oberfläche

den Spektralbereich zwischen dem ultraroten Bereich verkörpert.

von 4000 nm und dem ultravioletten Bereich von 35 Gemäß F i g. 1 weist das Speichcrgerät, bei dem die 200 nm transparent sind. Tritt bei derartigen Kristallen erfindungsgemäße Einrichtung angewandt werden soll, ein Gitterfehler auf und ist an einer einer Halogen-Ion- einen evakuierten Glaskolben 10 auf, in dem eine auf Fehlstelle entsprechenden Gitterposition eine Elektron ihrer einen Seite mit einem transparenten oder maeingeschlossen, so ergibt sich die Absorption von Licht schenartigen Widerstandsmaterial beschichtete Trägerbestimmter Wellenlänge. Die optische Absorption 40 platte 11 aus Glas oder Glimmer, eine von der Trägerdieses Typs wird der Bildung eines F-Zentrums zu- platte 11 getragene Speicherplatte 12 aus Kaliumgeschrieben. Solche F-Zentren können beispielsweise chlorid, ein der Speicherplatte 12 unter einem bedurch Bestrahlung der besagten Kristalle mit Elek- stimmten Winkel zugewanderter reflektierender Spietronenstrahlen eingebracht werden und sind nicht nur gel 13 sowie ein Elektronenstrahlerzeugeer 14 zum in Ein-Kristallen zu beobachten, sondern auch in einer 45 Schreiben der ihm zugeführten Information angeordnet durch Vakuumverdampfung gebildeten Oberfläche sind. In der Wand des Kolbens 10 ist in der Nähe der oder einer feinen polykristallinen Oberfläche, die durch Speicherplatte ein Paar von Elektroden 15 und 15' Verdampfung in einer Atmosphäre unter verminder- vorgesehen, die mit der Widerstandsschicht auf der tem Druck gebildet wird. Das Maximum des optischen Trägerplatte 11 elektrisch verbunden sind. Wird die Absorptionsbandes des F-Zentrums (F-Band) schwankt 50 Schicht auf der Trägerplatte durch die Elektroden 15 je nach dem Typ des verwendeten Alkalihalogenide und 15' beaufschlagt, so entwickelt sich in ihr Wärme, und erstreckt sich im wesentlichen über das sichtbare die auf die Speicherplatte 12 übertragen wird und dabei Spektrum; beispielsweise ist bekannt, daß das Maximum die in die Platte 12 eingebrachten F-Zentren löscht. Da des F-Bandes von Natriumchlorid, Kaliumchlorid und die Fläche 12 durchscheinend ist, läßt sie sich bei einer Kaliumbromid bei einer Wellenlänge von 458 bzw. 55 Speicherröhre des Licht reflektierenden oder licht-556 bzw. 625 nm auftritt, wobei die Halbwertsbreite durchlässigen Typs verwenden; in dem hier abgehanetwa 100 nm beträgt. delten Beispiel gehört die Speicherröhre dem letzteren

Die durch Bestrahlung der aufgedampften fein' Typ an. Die Spiegel 13 dienen zur übertragung des kristallinen Oberfläche mit Elektronenstrahlen ein* von einer Lichtquelle 16 über ein Bandpaßfilter 17 gebrachten F-Zentren lassen sich durch Erwärmen 60 auf die Speicherplatte 12 einfallenden Lichts. Das der betreffenden Oberfläche löschen. Auf diese Weise Bandpaßfilter 17 kann so eingestellt sein, daß sein Bandwird die aufgedampfte Alkalihalogenid-Kristallober- Zentrum mit dem Zentrum des F-Zentren-Absorbtionsfläche als Speicherplatte verwendet, wobei die Elek' bandes zusammenfällt. Wenn gewünscht, kann das tronenstrahlen als »Schreiber« benutzt werden, um die Bandpaßfilter 17 auch entfallen,
betreffenden Signale einzuschreiben. 65 Wie üblich, umfaßt das Speichefgerät des gezeigten Die mit diesen Erscheinungen arbeitenden Röhren Typs weiterhin eine Fokussierspule 18 zur Fokussiesind als Blauschriftröhren bekannt. rung der Elektronenstrahlen auf einen feinen Punkt, Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Bildspeicher- eine Ablenkspule 19 zur Ablenkung der durch die

Spule 18 fokussierten Elektronenstrahlen sowie eine läßt sich eine große Anzahl von kleinen I !iformation v

Projektionslinse 20 zur Projmerung von Bildern von teilen in die Platte einschreiben,

der Speicherplatte 12 auf den (nicht gezeigten) Versuche zur Auswertung der Empfindlichkeit und

Schirm. Im vorliegenden Fall kann man sich vor- Speicherzeiteigenschaften der durch Vakuumverdamp-

stellen, daß die Speicherplatte die Rolle eines Dias in 5 fung mit Kaliumchlorid gebildeten Speicherplatte er-

einem Diaprojektor spielt, geben nun, daß die optische Dichte O. D. der Speicher-

Da die Speicherplatte 12 aus feinen Kaliumchlorid- platte, solange die Dichte nicht sehr hoch ist, durch

Kristallen in der Größenordnung von 1 nm besteht, folgende Gleichung ausgedrückt wird:

O. D.= log« Intensität des einfallenden Lichts _=ß._Q4i ' )^_xpl_Eo- ^E ).
Intensität des durchgelassenen Lichts \ 0,001 / \ ^KT 7

(Gleichung 1)

In dieser Gleichung bedeutet 15 platte auf die positive Spannung von 20 bis 30 kV zur

Folge. Um die einer derart erhöhten Spannung unter-

A eine Konstante, die von dem aufzudampfenden worfene Trägerplatte zu erwärmen, ist es daher nötig. Material und von dem Aufdampfungszustand entweder die Hochspannung vorübergehend abzuabhängt (bei Aufdampfen von Kaliumchlorid schalten und dann die Trägerplatte mit der Bildlöschunter einem Winkel von 45° beträgt 1 = 0,79); ₂₀ spannungsquelle zu verbinden oder einen Schalter vor- B eine Konstante, die von der Dicke des auf- zusehen, der mit der Hochspannungsbatterie verbungedampften Films und der Elektronenstrahl- den ist, um die Trägerplatte dadurch von der Erdbeschleunigungsspannung abhängt; poten*>alseite her zu beaufschlagen. Auf jeden Fall ist Q die Ladungsmenge· mit einer derartigen Erwärmung der Trägerplatte eine , _{die Zeit}. 25 zeitraubende Arbeit unvermeidbar verbunden, wobei I , '.. , ■ λ ν ,· u, -j dann, wenn eine Batterie verwendet wird, sich diese E und E₀ Konstanten (wird Kaliumchlorid ver- _{rasch aufbrauc}ht so daß ein häufiger Austausch dieser

wendet, so beträgt E₀ = 10,5 und E -= 0,36); _BeUerje erforderlich ist.

K die Boltzmann-Konstante; Diese Nachteile, die insoweit der Einrichtung zur

T die Temperatur in ' K. 30 Löschung des in der Speicherplatte einer Bildspeicherröhre gespeicherten Bildes innewohnen, werden bei den

Aus dieser Gleichung und von anderen Experimenten im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen der her ist es bekannt, daß eine beträchtliche Ladungs- Erfindung vermieden, wobei der Strom und die Zeitmenge erforderlich ist, um eine hinreichend große dauer, während der der Strom zum Erwärmen der optische Dichte des eingeschriebenen Bildes zu errei- 35 Widerstandsschicht auf der Trägerplatte fließen soll, chen. Betragen beispielsweise die Dicke des Kalium- unabhängig von der mit dem Betrieb des Eicktroneiichloridfilms 12,5 nm (d.h. 2,37 mg/cm²), der Auf- Strahlerzeugers der Röhre verbundenen Spannung nach dampfungswinkel 45° und die Beschleunigungsspan- Wunsch geregelt werden.

nung für den Elektronenstrahl 27 kV, so nut» die La- Gemäß F i g. 1 besteht die vorgeschlagene Einnchdungsmenge der Elektronenstrahlen notwendigerweise 40 tung aus einem isolierten Transformator 21, einer bis zu 20 μ(}/αη² für ein Kontrastverhältnis von 10 Gleichspannungsquelle 22 zum Anigen einer Hoch- und bis zu 100 μΟ/ΰπι² für ein Kontrastverhältnis von spannung an den Elektronenstrahlerzeuger 14, einer 100 betragen. Derartige Erfordernisse werden von den Wechselspannungsquelle 23 zur Versorgung des Transheutigen Techniken der Elektronenstrahlbehandlung formators 21 mit einer Wechselspannung sowie einem vollständig erfüllt. 45 zwischen der Wechselspannungsquelle und dem Trans-Nimmt man nun an, daß ein in der Speicherplatte formator eingebauten Schalter 24. Der isolierte Transgespeichertes Bild als vollständig gelöscht betrachtet formator 21 hat eine Kapazität, die die dem tieK-wird, wenn die Absorptiunsdichte der Platte auf ein Ionenstrahlerzeuger aus der Gleichspannungsquelle ZZ Hundertstel ihres Anfangswertes abgefallen ist, so zuzuführende Hochspannung aushalt Die Frequenz dauert dies, wie sich aus Gleichung (1) ermitteln läßt, 5° des von der Wechselspannungsquelle 23 abgegebenen etwa 20 Sekunden bei einer Temperatur der Speicher- Stromes kann die Netzfrequenz oder eine Hochfrequenz platte von 300⁰C sein; wirJ Hochfrequenz benutzt, so kann die Große Eine zur Beaufschlagung der Widerstandsschicht der des isolierten Transformators 21 erheblich verringert Trägerplatte erforderliche Energiequelle ist ohne wei- werden, wobei sich die dielektrische Festigkeit des teres verfügbar, solange das Potential an der Speicher- 55 Transformators ohne weiteres erhohen laut,
platte in der Nähe des Erdpotentiats liegt. Im vorliegen- Die Erwärmung der Trägerplatte durch Zufuhr eines den Fall ist jedoch die Kathode des Elektronenstrahl- Stromes mit geregelter Stärke und über eine geregelte erzeugers einer extrem hohen negativen Spannung in Zeitdauer mittels eines tsoliertransformators vermittelt der Größenordnung von z, B. -20 bis -30 kV unter- ein einfaches, tuverlässiges und konstantes Löschen worfen, was dazu führt, daß nicht nur die Herstellung 60 des in der Speicherplatte gespeicherten Bildes. Selbslder Energiequelle für den Elektronenstrahlerzeuger, verständlich läßt iich dte oben beschriebene Einnchiondern auch die Abgebe von Signalen an das Gitter tung bei einer Speicherröhre des Typs anwenden, bei unter hoher negativer Spannung beinahe in Frage dem das Potential anι der Trägerplatte in die Nahe des gestellt ist. Es ist deshalb von Vorteil, der Speicher- Erdpotentials geschoben ist oder bei dem die als Heizrohre ein Potential derm einzuprägen, daß das Po- 65 element dienende Trägerplatte in Abstand von der tential an der Kathode des Elektronenstrahlerzeuger« Speicherplatte angeordnet ist. dem Erdpotential so nahe wie möglich ist. Dies hat F i g. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der voreinen merklichen Anstieg des Potentials an der Träger- geschlagenen Einrichtung, wie sie sich bei einer Spei-

Claims (5)

1. cherröhre mit einem Aufbau ähnlich wie in F i g. 1 verwenden läßt.

   Gemäß F i g. 2 umfaßt die Einrichtung eine zwischen den Elektroden IS und 15' liegende Umschaltvorrichtung 25, eine mit den Kontakten der Schaltvorrichtung verbundene Bildlöschspannungsquelle 26 sowie eine parallel zu der Spannungsquelle 26 angeschlossene Hochspannungsquelle 22 zum Anlegen einer Hochspannung an die Trägerplatte der Röhre. Die Schaltvorrichtung 25 hat drei Kontaktpaare α und a\ b und h' sowie r und r'. Die Kontakte α und a' dienen zum Anschluß der Löschspannungsquelle an die Elektroden 15 und 15', um das in der Speicherplatte gespeicherte Bild zu loschen, während die Kontakte r und r' zum Beaufschlagen der Trägerplatte mit Hochspannung aus der Spannungsquelle 22 dienen, um an der Trägerplatte ein hohes Potential gegenüber dem Elektronenstrahlerzeuger herzustellen, wie sich aus der Darstellung ohne weiteres ergibt. Die Kontakte b und b' dienen andererseits dazu, die Trägerplatte von beiden Spannungsquellen 22 und 26 abgetrennt zu halten.

   Die von der Spannungsquelle 26 zugeführte Spannung kann eine Wechsel- oder Gleichspannung oder Impulsform haben.

   Wird als Widerstandsschicht auf der Trägerplatte ein SnOrFiIm verwandt, so wird Wechselspannung bevorzugt, teilweise weil der SnO₁-FiIm nicht der rascheren Verschlechterung unterliegt, die sonst auf der lonenbewegung beruht, wie sie gewöhnlich dann auftritt, wenn Gleichspannung verwendet wird, sowie zum Teil deshalb, weil sich Spannung und Strom durch Verwendung eines Transformators leicht regeln lassen.

   Ferner ist zwar die Energiequelle 22 als aus einer Reihe von Batterien bestehend hergestellt; noch vorteilhafter wird jedoch die Energie aus einem hochfrequenten Hochspannungstransformator etwa durch Transformation des Rücklaufimpulses geliefert, wobei das Ausgangssignal eines nahezu auf Erdpotential liegenden Oszillators zur Herstellung einer Hochspannung hinauftransformiert und dann gleichgerichtet wird. In diesem Fall muß der Kontakt r' geschlossen gehalten werden, so daß die Hochspannung durch Regeln des Oszillator-Ausgangssignals gesteuert wird. Ein Beispiel einer solchen Schaltungsanordnung für die Hochspannungsquelle ist in F i g. 3 gezeigt. Dabei umfaßt die mit 22' bezeichnete Energiequelle einen Hochfrequenzoszillator 27, einen hochfrequenten Hochspannungstransformator 28 zum Hinauftransformieren des Oszillator-Ausgangssignals in eine Hochspannung sowie einen Gleichrichter 29 mit einem an die Elektrode 15 angeschlossenen Hochspannungsfilter 30 zum Umformen der von dem Transformator 28 gelieferten Wechselspannung in Gleichspannung. Die Löschspannungsquelle 26' ist andererseits am einen Ende mit der Elektrode 15 parallel zu der Energiequelle 22' und am anderen Ende mit der Elektrode 15' verbunden.

   Es ist zu bemerken, daß der nicht gezeigte Schalter zur Beaufschlagung des Oszillators 27 so angeordnet ist, daß er mit dem Hochspannungsschalter 25 zusammenarbeitet und die Energiequelle 26' von der Elektrode 15 gleichzeitig mit der Abschaltung des Oszillators 27 trennt.

   Der Schalter 25 kann einfach so gebaut sein, daß er eine Gleichspannung aushält. Wird ferner ein Schalter unter Hochspannung abgeschaltet, so tritt ein Funken auf; um daher einen Hochspannungsschalter zu schaffen, der gegen den Einfluß eines Funkens unempfindlich ist, wird notwendigerweise eine komplizierte und aufwendige Schalterbauweise erforderlich sein. Dieser Nachteil tritt bei dem in der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung verwendeten Hochspannungsschalter nicht auf, da der Schalter in der Reihenfolge c-b-a geschaltet wird, nachdem der Oszillator 27 abgeschaltet worden ist. Bei einer derartigen Bauweise ist die Betriebssicher-

   to heit bei vereinfachtem Aufbau der Spannungsquelle wesentlich verbessert.

   Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß das Löschen des in der Speicherröhre gespeicherten Bildes durch Verwendung der vorgeschlagenen Ein richtung ausgeführt werden kann, ohne daß auf die Isolation der Hochspannungsquelle besondere Rücksicht genommen werden muß.

   _ao Patentansprüche:

   !.Sichtspeicherröhre mit einem Elektronenstrahlerzeuger mit einer mit einem Alkalihalogenid bedampften Speicherplatte und einer an der

   as Speicherplatte befestigten, mit einer elektrischen Widerstap<Jsschicht versehenen transparenten Trägerplatte sowie mit einer Einrichtung zum Löschen des auf der Speicherplatte gespeicherten Bildes durch Erwärmen der Widerstandsschicht auf der Trägerplatte, dadurchgekennzeichnet, daß diese Einrichtung eine Hochspannungsquelle (22), die mit der Widerstandsschicht der Trägerplatte (11) verbunden ist und diese mit einem hohen Potential bezüglich des Elektronenstrahl erzeugers (14) beaufschlagt, ferner eine parallel zu der Hochspannungsquelle an die Widerstandsschicht angeschlossene Bildlöschspannungsquelle (23; 26) zum Anlegen einer Spannung an diese Schicht, sowie eine Vorrichtung (24; 25) zum wahlweisen Anschluß der Hochspannungsquelle oder der Bildlöschspannungsquelle an die Widerstandsschicht der Trägerplatte umfaßt.
2. 2. Bildspeicherröhre mit Löscheinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Trenn transformator (21), dessen Kapazität ausreicht, um die von der Hochspannungsquelle (22) abgegebene Hochspannung aufzunehmen und der primärseitig mit der Bildlöschspannungsquelle ^23) und sekundärseitig mit der Widerstandsschicht der

   Trägerplatte (11) verbunden ist.
3. 3. Bildspeicherröhre mit Löscheinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildlöschspannungsquelle (23) Wechselspannung mit Netzfrequenz abgibt.
4. 4. Bildspeicherröhre mit Löscheinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum wahlweisen Anschluß der Bildlöschspannungsquelle (26) und der Hochspannungsquelle (22) an die Widerstandsschicht der Träger- platte (11) aus einem Umschalter (25) besteht.
5. 5. Bildspeicherröhre mit Löscheinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochspannungsquelle (22') einen Hochsfrequenzoszillator (27), einen an den Oszillator ange- schlossenen hochfrequenten Hochspannungstransformator (28), der durch Transformation des Rücklaufimpulses Aufwärtstransformierung des Oszillatorausgangssignals in eine Hochspannung

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   virkt, sowie an seiner einen Seite mit dem insformator verbundenen Oleichrichter (29) mit em Filter (30) zum Umformen der Transmatorausgangsspannung in eine Gleichspannung ifaöt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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