DE2047887A1 - Bildspeicherrohren - Google Patents

Description

Bildspeicherröhren ;

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Die Erfindung betrifft Bildspeicherröhren, insbesondere Bildspei- j

cherröhren mit Nachbarschaftsfokussierung oder systemeigen nach- !

i ί

'-■ fokussierende Bildspeicherröhren. i

ι Herkömmliche Bildspeicherröhren besitzen eine Phosphoranzeige- i

■ ί

fläche, einen in einen bestimmten Abstand von der Anzeigefläche j angeordneten nicht leitenden Speicherschirm, eine an der entgegen-, , ^setzten Seite der Anzeigefläche in einem Abstand vom Speicher- j '. schirm angeordnete Fotokathode oder andere Mittel, um ein Ladungs-j DiId auf dem Speicherschirm anzubringen, ein zwischen dem Speicheri- ^: schirm und der Fotokathode angeordnetes Fanggitter zur Aufnahme I der vorn Speicherschirm emittierten Sekundärelektronen, und eine

; leitende metallische Hinterlegung oder Metallisierung, die sich

an der Speicherfläche und von der Fotokathode entfernt befindet. ^: ι der ^;

j An der Fotokathode, dem Fanggitter und/Metallisierung liegen elektrische spannungen an, die sich während des Betriebs verändern

! lassen. Diese Spannungen bestimmen die Flugbahnen der Elektronen

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- 2 j auf ihrem Weg durch die Speicherröhre. Die elektrische Spannung-

i der Metallisierung zieht die Elektronen an den Speicherschirm an, wenn auf dem Schirm ein Ladungsbild erscheint, und verhindert, daß während der Anzeige weitere Elektronen auf dem Speicherschirm aufprallen. Wenn im Betrieb Licht auf die Fotokathode fällt, so sendet diese Elektronen aus, die in Richtung des Speicherschirms beschleunigt werden. Diese Elektronen treffen auf den Speicherschirm auf und erzeugen somit auf dem Schirm ein Ladungsbild, welches dem Bild des auf die Fotokathode einfallenden Lichtes entspricht. Das gespeicherte Ladungsbild kann gegenüber dem Rest der Speicherfläche positiv oder negativ geladen sein. Das heißt, wenn Elektronen auf ^:

einen Teil der Speicherfläche auftreffen und von diesem zurückge- ; halten werden, so ist dieser Teil gegenüber dem Rest der speicherfläche negativ geladen. Wenn jedoch Elektronen auf einen Teil der Speicherfläche mit solch einer Geschwindigkeit aufprallen, daß sie die Emission von Sekundärelektronen erzeugen, so ist dieser Teil der Speicherfläche gegenüber dem Rest der Speicherfläche positiv geladen. Zur Anzeige eines gespeicherten Bildes wird bei diesen herkömmlichen Röhren die gesamte Fotokathode einheitlich beleuch- 1

ι tet,und der daraus entstehende Elektronenstrahl bewegt sich zum Speicherschirm hin. Gegenüber den kombinierten Spannungen der Speieherfläche und der Metallisierung besitzen diese Elektronen gerade genügend Energie, so daß Elektronen, die sich einem vergleichsweise negativ geladenen Teil des Speicherschirms nähern, durch die Ladung des Schirms zurückgestoßen werden, ihre Plugrichtung umkehren und dann durch das Fanggitter absorbiert werden. Elektronen, die sich Jedoch einem vergleichsweise positiv geladenen Teil des Speicherschirms nähern, werden nicht durch dLe kombinierten Spannungen der Speicherfläche und der Metallisierung zu-

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I rückgestoßen. Bei einer idealen Bildspeicherröhre würden alle wäh-

! rend einer Anzeige sich einem vergleichsweise positiv geladenen i Teil des Speicherschirms nähernden Elektronen den Schirm durchlau-

fen, auf die Phosphoranzeigefläche aufprallen und ein Ausgangsj signal erzeugen. Natürlich wandern viele Elektronen durch den ; Schirm hindurch und erzeugen ein Ausgangsbild. Eine Anzahl von ι Elektronen des zur Anzeige dienenden Elektronenstrahls wird je- : ! doch auf den eigentlichen Speicherschirm selbst gerichtet, anstatt'

auf die Löcher im Schirm. Einige dieser Elektronen treffen auf den : Speicherschirm auf. Obwohl während einer Anzeige eine gleiche Ani zahl von Elektronen auf alle Teile des Speicherschirms hin gerich- ' j tet ist, treffen mehr Elektronen die vergleichsweise positiv gela-i

denen Teile des Speicherschirms als dessen vergleichsweise negativ j geladenen Teile, da zwischen jenen Teilen und den elektrisch ne-I gativ geladenen Elektronen eine größere Anziehungskraft herrscht.

' Auf die Speicherfläche aufprallende Elektronen des Elektronenstrahls bewirken, daß jeder getroffene Teil der Speicherfläche eine größere negative Ladung annimmt als vor dem Aufprall. Da mehr Elektronen auf vergleichsweise positiv geladene Teile der Speicherfläche auftreffen als auf vergleichsweise negativ geladene Teile, λ verringern sich die Spannungsdifferenzen zwischen den verschiedenen Teilen der Speicherfläche. Das heißt, die BildquaTität wird verschlechtert. Daher verschlechtert sich die Bildqualität während der Anzeige, und bei einer herkömmlichen Röhre ist die gesamte \ nutzbare Anzeigezeit in der Praxis beschränkt.

' Außerdem erzeugen die bisher bekannten Röhren nach der vorstehenden Beschreibung kein sehr scharfes oder gut fokussiertes Ausgangsbild. Die Elektronen wandern nicht längs einer Geraden vun einer

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Fläche oder einem Schirm zum andern, sondern zerstreuen sich und erzeugen unscharfe und nicht fokussierte Speicher- und Ausgangsbilder. Daher sind herkömmliche Bildspeicherröhren, die scharf fokussierte Ausgangsbilder liefern sollen, mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines elektrostatischen oder elektromagnetischen Feldes versehen, welches die Elektronen scharf bündelt, wie eine optische Linse das Licht fokussiert. Bei einer bekannten Ausführung dieser Einrichtung umgibt ein großer Magnet die vorstehend beschriebene Bildspeicherröhre. Das Magnetfeld veranlaßt die von der Fotokathode ausgesandten Elektronen,am Speicherschirm sowie an der Phosphoranzeigefläche zusammenzulaufen bzw. sich zu bündeln, wodurch ein fokussiertes Ladungs- und Ausgangsbild entsteht. Jedoch sowohl elektrostatische als auch elektromagnetische Linsen liefern verzeichnete Ausgangsbilder. Eine elektromagnetische Linse bewirkt sowohl Rotationsverzeichnungen als auch Astigmatismus.Eine elektrostatische Linse erzeugt kissenförmige Verzeichnungen, durch welche verschiedene Teile des Ausgangsbildes unterschiedlich vergrößert werden.

Es ist jedoch eine Anzahl von elektrostatisch fokussicrten BiIdspeicherröhren bekannt, die ohne linsenähnliche Fokussierfelder auskommen. Diese Röhren heißen nachbarschaftsfok.ussierte oder ; systemeigen nachfoKussierte Speicherrohren. Bei einer syteme igen nachi'okussierten Röhre .sind die Fotokathode, der Speicherschirm und die Phosphoranzeip;eflache so nahe aneinander wie möglich angeordnet, um die Wege möglichst klein zu halten, welche die Kiels treuen von einer Fläche oder einem Schirm zum anderen zurücklegen müssen. Jedoch ist bei systemeigen nachfokussierten Bildspeicherrohren der¹ Grad der erreichbaren Schärfe oder Bündelung begrenzt. Die

1 (J Si 8 1 S / 1 /. ς c

Fotokathode läßt sich sehr leicht sehr nahe am Speicherschirm anordnen, so daß auf der Speicherfläche ein "fokussiertes" Ladungsbild gespeichert wird. Die Schwierigkeit besteht darin, den Speicherschirm nahe der hochspannungsführenden Phosphorausgangsfläche anzuordnen. Wird hier ein sehr kleiner Abstand gewählt, um einen möglichst hohen Grad von Fokussierung oder Schärfe zu erreichen, so zieht das Hochspannungsfeld der Phosphorfläche die sich der Speicherfläche annähernden Elektronen an.

Somit werden während eines Schreib- oder Speichervorgangs die meisten sich den Speicherschirm nähernden Elektronen an diesem vorbei und auf die Phosphoranzeigefläche gesaugt, so daß nur ein kleiner Bruchteil des Ladungsbildes auf dem Speicherschirm gespeichert werden kann, während eines AnzeigeVorgangs beeinflußt die hohe

Spannung der Phosphorfläche den Elektronenstrahl, bevor er das Speir Ichergitter erreicht, und bewirkt, daß er bzw. die Elektronen eine bedeutende Querenergie aufnehmen, wenn sie das Gitter durchlaufen. Diese Aufnahme von quergerichteter Energie bewirkt eine Unscharfe !oder Defokussierung des Ausgangsbildes.

Der Abstand zwischen der eine hohe Spannung führenden Anzeige- und

ι der Speicherfläche, der bei dem herkömmlichen systemeigen nah fo- j kassierten Röhren eingehalten werden muß, wird bei einem Ausführungsbeispiel mit einer dicken leitenden als Bestandteil des Spei-

! cherschirms ausgebildeten und sich zwischen dem Speicherschirm undI

t :

der Hochspannungsausgangs fläche erstreckenden leitenden Metallisie··

j rung etwas verringert. An dieser Metallisierung liegt eine elektri··

sehe spannung an, welche die Elektronen an den Speicherschirm anzieht, wenn ein Ladungsbild auf dem Speicherschirm aufgebracht wirijl

Ϊ -6-

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und andere Elektronen davon abhält, während der Speicherung und der Anzeige auf den Schirm aufzutreffen. Diese Spannung dient auch zur elektrischen Trennung des Speicherschrims von der Hochspannung der Phosphoranzeigefläche.

Die Dicke der metallischen Hinterlegung muß vergrößert werden,wenn der Speicherschirm naher an die Hochspannungsanzeigefläche herangebracht wird, um dadurch zu versuchen, eine sehr scharfe Fokussierung zu erhalten. Die Metallisierung muß so dick sein, daß das Hochspannungsfeld der Anzeigefläche den Speicherschirm nicht erreichen kann und den Flug der sich dem Schirm annähernden Elektronen beeinflussen kann, selbst wenn dieses Hochspannungsfeld die Kanten der Metallisierung durchdringt. Die genauen Abmessungen dieser Metallisierung hängen natürlich vom genauen Abstand ab, der zwi sehen dem Speicherschirm und der Anzeigefläche gewahrt werden muß, und damit auch die Stärke der erforderlichen Abschirmung zur elektrischen Trennung des Speicherschirms von der Anzeigefläche. Da je» doch die Metallisierung aus leitendem Material besteht, absorbiert sie die auf ihre Oberfläche aufprallenden Elektronen. Da nur sehr wenige Elektronen in einer perfekten Geraden von der Fotokathode über die Metallisierung zur Phosphoranzeigefläche fliegen, absorbiert eine dicke Metallisierung während der Anzeige des gespeicherten Bildes eine erhebliche Anzahl von Elektronen. Wenn somit die ;

Dicke der Metallisierung erhöht wird, um den Speicherschirm näher an die Hochspannungsanzeigefläche heranzubringen und somit eine richtige Fokussierung des Ausgangsbildes zu erreichen, dann wird auch die Signaldämpfung oder der Elektronenverlust der Bildspeicher röhre erhöht. Das heißt wenn ein spezielles Ausführungsbeispiel dejj· vorstehend beschriebenen Röhre ein scharf fokussiertes Ausgangs- j

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; bild liefern soll, ao ist dar, Ausgangsbild dieser Rohre auch relativ schwach. Außerdem muß ein Elektronenstrahl von hoher Dichte während der Anzeige vorgesehen werden, um die Elektronenabsorption ι der dicken Metallisierung auszugleichen, damit man selbst noch ein

:schwaches Ausgangssignal erhält. Der starke Elektronenstrahl ver-Ischlechtert die Qualität des gespeicherten Bildes sehr schnell und I begrenzt dadurch die gesamte Anzeigezeit für ein in der Röhre ge-Ispeichertes Bild. Wenn andererseits die Röhre für eine möglichst i geringe Signaldämpfung ausgelegt ist, so liefert sie ein relativ I schlecht fokussiertes Ausgangsbild.

;Mit der Erfindung werden diese Nachteile vermieden.

Erfindungsgemäß wird eine systemeigen nachf okulierte Bildspeicherröhre mit einer Hochspannungsanzeigefläche, elr:».¹ "v^Ole für Primärteilchen, z.B. einer Fotokathode geschaffen, u.;, c: /VL.*..: ""■-,?. Veilchen zu liefern, die einen Gegenstand dars^erieji, -jfc,-:^;fer 3i"i ·■" ;v: ■ speichert: werden soll, gekennzeichnet durch slue ;:v.^Tipclic;.:· Ie*¹ A:·.'-zeigefiäche und der Quelle für Primärteilchen angeordnete perforierte Ladungsspeicherfläche, dui'oh e.ijie ivrisniie?; der gleicheri'leehe und der Anzeigeflache angeordnete und mit der 3pc?.ioberfj>'ohe fluchtende erste perforierte leitende Fläche, fvrnvr durch eii:.n an der Anzeigefläche und in einem Abstand vor. der ersten leitenden Flache angeordnete zweite perforierte leitende Fläche, oowia uuroh £^;no Anzahl von Kanälen oder Röhren, welche die Γ<■■;>■ ioraticnslooher der ersten und der zweiten leitenden Fläche : 1 ■·,,<'■ t rr.r.n^v -.ravuim&n, uso die Teilcnen an die Anzeige flächt; zu üof-riraier.

1 0 Ij 8 1 R / 1 I,

Erfindungsgemäß bilden die Speicherfläche, die beiden leitenden Flächen und die Kanäle eine einzige Baueinheit. Nach einem anderen Merkmal der Erfindung besteht die Innenfläche der Kanäle aus einem)

hochwiderstandsfesten Halbleitermaterial, das sich für die Emissiorjt von Sekundärelektronen eignet. Weiterhin ist erfindungsgemäß die ! Ladungsspeicherfläche eine dünne nicht leitende Schicht, die auf die ellngangsseitige leitende Fläche der Kanalanordnung aufgebracht ist.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindung^ wesentlicher Bedeutung sein. In den zeichnungen ist:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Ansicht der erfindungs·· gemäßen nachbarschaftsfokussierten bzw. systemeigen nahfokussierten Bildspeicherröhre.

Fig. 2 eine Querschnitt in Draufsicht der in Fig. 1 gezeigten Röhre.

Flg. J eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Teils der Kanalanordnung mit Speicherfläche der Fign. 1 und 2.

Flg. 4 ein Querschnitt der Kanalanordnung der Fig. 3 längs der Sbene der Linie 4-4.

Flg. 5 eine Tabelle mit den charakteristischen Spannungewerten für die verschiedenen Flächen der infaen Fign. 1 und 2 gezeigten erfindungsgemäßen Bildspeicherröhre während

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- 9 verschiedener Betriebszustände dieser.Röhre.

Big. 6 eine Ansicht der Ladespeicherfläche der Pign. 1 und 4 mit einem darauf gespeicherten Ladungsbild.

Pign. 7A die spannungsverteilung längs der Linie A-A¹ auf der

bis 7D

Speieherfläche der Efe. 6 während verschiedener Betriebszustände der erfindungsgemäßen Bildspeicherröhre.

Pig. 8 ein waagrechter Querschnitt durch die Bildspeicherröhre der Pig. 1 mit den verschiedenen Elektronenbahnen währen der Anzeige eines gespeicherten Bildes.

Die Pign. 1 und 2 zeigen die Bildspeicherröhre 10, deren evakuierte Passung 12 mit der Frontplatte 14 an einem Ende versehen ist. Die Phosphoranzeigefläche 16, die beim Aufprall von Elektronen ein opt! sches Ausgangssignal abgibt, liegt an der Innenfläche der Frontplatte 14. Eine bei Beleuchtung Elektronen aussendende Fotokathode 8 ist am anderen Ende der evakuierten Fassung 12, und zwar der Phos phoranzeigefläche 16 gegenüber angeordnet. In der Fassung 12 zwischen der Fotokathode 18 und der Phosphoranzeigefläche 16 ist die Kanalanordnung 20 mit einer Anzahl von Röhren 22 in geeigneter Weis-e aufgehängt. Die Fign. 3 und 4 zeigen eine Detailansicht des Aufbaue dieser Kanal- oder Rollenanordnung. Jede Röhre 22 bildet den Kanal 2^. Die Röhren 22 sind miteinander verklebt oder in einer anderen geeigneten Weise zusammengefügt, um die Anordnung 20 zu bilden.Die Innenfläche der Glasröhren 22 wird aus einer hoch widerstandsfähigen Halbleiterschicht 24 gebildet, die Sekundärelektronen aussendet wenn ein Primärelektron mit genügender Kraft auf eie aufprallt.Zur

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Ausformung dieser Halbleiterschicht ist eine Reihe von Verfahren¹ bekannt. Beispielsweise kann eine Halbleiterschicht durch Niederschlag eines geeigneten Materials wie z.B. Zinnoxid oder gewissen Kohlenstoffverbindungen auf der Glasfläche gebildet werden.wenn

eine geeignete Olassorte für die Röhren gewählt wurde, kann diese Schicht auch durch chemische Reduktion der Innenfläche der Glas- ' röhren gebildet werden. Auf die Eingangs- und Ausgangsflächen der Rörenanordnung 20 werden die metallisch leitenden Überzüge 26 und 28 aufgetragen, so daß an diesen Eingangs- und Ausgangsflächen einheitliche elektrische Spannungen aufrechterhalten werden können.Aui die eingangsseitige leitende Fläche 26 der Kanalanordnung wird einej dünne nicht leitende Schicht bzw. die Ladungsspeicherfläche 30 aufgetragen.

Nach den Pign. 1 und 2 kann die Längsachse der Röhrenanordnung 20 gegenüber der sich zwischen den Ebenen der Anzeigefläche 16 und der Fotokathode 18 senkrecht laufenden Geraden etwas geneigt sein, um zu gewährleisten, daß die bildformenden Elektronen, die von der

! Fotokathode 18 zur Phosphoranzeigefläche 16 fliegen, auf die Wände ^!

der Röhren 22 aufprallen und somit eine Sekundärelektronenemission j bewirken. Der Fangelektrodenschirm 32 liegt zwischen der Fotkathodej 18 und der Röhrenanordnung 20. Die Fangelektrode 32 besitzt einen dünnen Masohenaohirm, so daß die von der Fotokathode zur Speicherfläche 30 oder zur Phosphoranzeigefläche 16 fliegenden Elektronen nur geringfügig gestört werden. Der Elektrodenschirm 32 mit der erforderlichen feinen Masche oder Porosität wird zweokmäßigerweise im Verfahren der Fotogravüre hergestellt. Sine regelbare und für vÄe Spannungen ausgelegte stromversorgung 34 liefert die elek-

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trischen Betriebsspannungen für die Fotokathode l8, die Fangelektrode 32, die leitende Fläche 26 an der Eingangsseite, die leitend Fläche 28 an der Ausgangsseite der Röhrenanordnung sowie für die Phosphoranzeigefläche 16. Fig. 5 zeigt die charakteristischen Spannungswerte für diese Bauteile während der verschiedenen Betriebsstufen.

Die Fign. 5 bis 8 zeigen den· Betrieb eines Ausführungsbeispiels der in den Fign. 1 und 2 gezeigten erfindungsgemäßen Bildspeicherröhre. Zuerst wird die Speicherröhre vorgespannt. Das heißt, einheitlich verteilte Elektronen werden auf der Speieherfläche 30 wie folgt angelagert. Dann wird die Fotokathode 18 mit einem hochinten siven Flutlicht bestrahlt; nun beginnt sich eine negative Ladung mit einheitlicher Verteilung auf der Speicherfläche 30 aufzubauen Die Ladung wird solange aufgebaut, bis die Spannungsverteilung auf der isolierenden Speicherfläche 30 und auf der gerade hinter ihr angeordneten Leiterfläche 26 eine reine Spannungsverteilung von -3V aufweisen. Wird eine Spannung von +5V an die leitende Fläche 2( angelegt, so erzeugt'eine einheitliche Elektronenverteilung von 8 V auf der Speicherfläche 30 die erforderliche Nettospannung von -3 V. Wie im Falle aller in der Tabelle der Fig. 5 gezeigten Spannungen, ist auch dieser Pegel von -3 V lediglich ein repräsentativ Wert, und es S* offensichtlich, daß die Speicherröhre auohfaurch Vorspannung auf «inen anderen wert als auf genau -3 V betrieben werden kann. Die Spannung von -3 V stellt ein zweckmäßiges Anfangspotential dar, «eil auf einer auf diesen Wert vorgespannten Fläche ein relativ positives Ladungsbild gespeichert werden kann, ohne daß an der Speicherfläche 30 und der leitenden Schicht 26 für Je-

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den Teil der Speieherfläche ein Nettopotential anliegen muß, das größer ist als das Massepotential. wenn dieses Nettopotential für alle Teile der Speicherfläche 30 kleiner ist als das Massepotentiaj., nachdem auf dieser Fläche ein Ladungsbild gespeichert worden ist, werden die von der Fotokathode l8 zur Anzeigefläche 16 fliegenden Ausgangselektronen nioht durch die Speicherfläche 30 angezogen und absorbiert. Fig. 7A zeigt die Nettospannung von -3 V der Speicherfläche 30 an der leitenden Schicht 26, die nachdem die Röhr vorgespannt ist, von einer Kante der Fläche zur anderen einheitlich aufrechterhalten wird.

Nach Vorspannung der Röhre kann jedes gewünschte Bild in dieser Bildspeicherröhre einfach dadurch gespeichert werden, daß das Bild auf die Fotokathode 18 projiziert wird und die Betriebsspannungen der Speicherröhre 10 gemäß der Tabelle der Fig. 5 eingestellt werden. Eine das Ladungsbild 35 ausformende Elektronenverteilung wird von der Fotokathode l8 emittiert, wenn eine entsprechend geformtes sichtbares Bild auf diese Fläche projiziert wird. Diese Elektronen werden gegen die Speicherfläche 30 hin durch den Spannungsgradient beschleunigt, der zwischen der Fotokathode 18 und der Speieherfläche JO besteht. Die Elektronen prallen auf die Speicherfläche 30 auf iqid erzeugen das Speicherbild 35. Durch entsprechende Regelung dieses Spannungsgefälles kann das gespeicherte Ladungsbild 35 gegenüber der Ladung auf den Restteil der Speioherfläche 30 entweder mehr positiv oder mehr negativ aufgeladen werden. Ein gegenüber dem Restteil der Speioherfläche 30 positives Ladungsbild entsteht auf dieser Fläche während eines positiven Schreibvorgange und wird In folgenden als positives Ladungsbild bezeichnet. Bei einem positiven

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Schreibvorgang wird jedes von der Fotokathode emittierte Elektron

auf

beschleunigt, um/die Speicherfläche JO mit genügend Energie aufzuprallen, um die Emission von mehr als einem Sekundärelektron zu be-· wirken. Daher bewirken auf die Speieherfläche aufprallende Elektro nen, daß der unter Elektronenbeschuß stehende Teil der Oberfläche eine positivere Ladung erhält als vorher. Pig. 7B zeigt die Spannungsverteilung längs der Linie A-A¹, wenn das gespeicherte Ladung bild 35 vergleichsweise positiv ist. Während eines negativen Schre Vorgangs werden die Elektronen weniger beschleunigt als während ei positiven Schreibvorgangs, so daß diese Elektronen die Speicherfläi 30 gerade erreichen und auf ihr gespeichert werden. Ihre Energie
ist nicht genügend groß, um eine Sekundärelektronenemission zu bewirken, wodurch diese Teile der Speicherfläche 30 eine größere negative Ladung erhalten als vorher. Fig. 7C zeigt die Spannungsverteilung längs der Linie A-A¹ der Fig. 6, wenn das gespeicherte BiI 35 aus einer negativen Spannungsverteilung besteht.

Die Tabelle der Fig. 5 zeigt die charakteristischen Spannungswerte die an den verschiedenen Bauteilen der Bildspeicherröhre anliegen müssen, um sowohl den positiven als auch den negativen Schreibvorgang durchzuführen. Die Wahl der meisten in dieser Tabelle aufgefuhren Werte und die Bereiche, in welchen diese Werte verändert
werden können, dürfte . allen Fachleuten bekannt sein. Die Erläuterung wird also nur für Werte gegeben, deren Wahl für Fachleuti nicht offensichtlich ist. Während eines negativen Schreibvorgangs
liegt an der FangeleWrode 32 eine Spannungs von +200 V an, so daß
die von der Fotokathode zur Speicherfläche fliegenden Elektronen
genügend stark beschleunigt werden, um eine BilduneohMrfe oder

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Defokussierung zu verhindern. Nachdem sie jedoch die Fangelektrode durchlaufen haben, verlangsamen sie sich und treffen auf die Speicherfläche mit einer genügend kleinen Geschwindigkeit auf, um keine Sekundärelektronenemission hervorzurufen. Die an der leitenden Fläche 28, welche die Ausgangsseite der Kanalanordnung 20 bildet, anliegende Spannung von 500 V trennt die Speicherfläche 50 elektrisch sowohl während des positiven als auch während des negativen Schreibvorgangs von der an der Phosphoranzeigefläche 16 anliegenden Spannung von 8.000 V. Die elektrische Trennung ist erforderlich, damit die sich der Speicherfläche 50 nähernden Elektro nen auf diese Fläche aufprallen können und damit das gespeicherte Ladungsbild erzeugen können, anstatt durch die Spannung von +8.000V an dieser Fläche vorbeigesaugt zu werden. Da einewirksame elektrische Trennung geschaffen ist, sind die Fotokathode 18, die Speichei* fläche 30 und die Anzeigefläche 16 sehr nahe aneinander angeordnet, so daß die Elektronen bei der Wanderung von einer Fläche zur anderen keine Unscharfen bilden bzw. nicht defokussieren können. Die durch die aufprallende Hochenergieelektronen von der Speieherflächi ^O losgelösten Sekundärelektronen werden durch die Fangelektrode y absorbiert und können daher nicht den weiteren Betrieb der Bildspeicherröhre stören.

Fig. 8 zeigt die Flugbahnen verschiedener Elektronen während der Anzeige eines gespeicherten Bildes. Verschiedene Elektronen folgen jeder der in der Fig. 8 gezeigten Flugbahn sowohl während der An-" zeige eines positiven als auch wehrend dar Anzeige eines negativen Bildes. In beiden Fällen werden die Elektronen im allgemeinen zu-¹ rüokgestoflen, wenn sie sieh einen vergleichsweise negativ geladenen Teil der Speioherfläohe nähern und folgen einer Flugbahn wie

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der Plugbahn 36, worauf sie durch die Fangelektrode 32 absorbiert werden. Elektronen, die sich einem vergleichsweise positiv ge ladenen Teil der Speicherfläche nähern, folgen im allgemeinen den Bahnen 38, und 40 und erzeugen die Emission von Sekundärelektronen von der Halbleiterschicht 24 der Glasröhren 22. Biese aus der Kana anordnung austretenden Sekundärelektronen besitzen viel höhere Ene:

glekomponenten, die auf die Anzeigefläche l6 gerichtet sind, als dl in

Kanäle 23 eintretenden Elektronen, da sich hler das Spannungs

gefälle längs den Kanälen auswirkt. Wegen des durch die Kanalwände ausgeübten Zwangs besitzen sie jedoch sehr geringe gegenüber der Anzeigefläche 16 quergerichtete Energiekomponenten. Diese Elektronen prallen somit auf die Phosphoranzeigefläche l6 auf und erzeugen ein sichtbares Ausgangssignal, das genau dem gespeiehertenladungsbild entspricht. Wenn auf der Speicherfläche 30 ein positives Ladungsbild gespeichert ist, so entspricht das sichtbare Ausgangs signal effektiv dem gespeicherten Ladungsbild. Wenn auf der Speicherfläche 30 ein negatives Ladungsbild gespeichert ist, so entspricht das sichtbare Ausgangssignal dem entgegengesetzten oder reziproken gespeicherten Ladungsbild. Das heißt, es wird an allen Teilen der Phosphorfläche 16 ein sichtbares Ausgangssignal angezeigt mit Ausnahme der Teile, die direkt mit dem gespeicherten Ladungsbild fluchten.

In eJCLgen Fällen ist es nötig, die Spannung der leitenden Fläche 26 nachzustellen, damit sich die die verschiedenen Teile der Speicherfläche 30 erreichenden Elektronen nach dem Nüster der flg. 8 verhalten, damit ein gespeichertes Bild angezeigt werden kann.Wenn z.B. auf der SpeleiierflKohe 30 ein negative« Ladungsbild geepeiche; 1st (Fig. 7C), eo kenn die gesamte Speicherfliehe 30 so stark

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negativ aufgeladen werden, daß ein sich einem beliebigen Teil die-! ser Fläche annäherendes Elektron zurückgestoßen wird und einer Bahnj nach dem Vorbild der Bahn 56 folgt, worauf es durch die Fangelektrode 32 absorbiert wird. Eine Speicherröhre liegt im Sperrspan- ; nungsbereich, wenn kein gespeichertes Bild angezeigt werden kann, j da alle sich der Speicherfläche nähernden Elektronen zur Pang- j elektrode zurückgestoßen werden. Durch Erhöhung der Spannung der I leitenden Metallisierung 26 gegenüber der während eines negativen Schreibvorganges anliegenden Spannung läßt sich der Sperrspannungslzustand der Röhre 10 vermeiden, so daß die kombinierten Potentiale! der leitenden Schicht 26 und der Speicherfläche 30 zusammenwirken,j um die Elektronen zurückzustoßen, die sich Teilen der Speicherflä-! ehe mit vergleichsweise negativer Ladung annähern und den Elektro-· nen die Annäherung an Teile mit vergleichsweiser positiver Ladung j der Spei eher fläche gestatten, um diese zur Ausgangs fläche l6 durch+· zulassen. Die Tabelle der Fig. 5 zeigt, daß zur Vermeidung des Sperrspannungszustandes und der Anzeige eines gespeicherten negativen Bildes die Spannung der leitenden Fläche 26 von +5 auf ^7 V erhöht werden muß. Nach dieser Erhöhung erscheint die Verteilung der kombinierten Spannungen der Speicherfläche j50 und der Metalli-i sierung; 26 länge der Linie A-A¹ der Fig. 6 wie die Kurve der Fig.71) Während der Anzeige laufen die Elektronen, die sich einem Teil der Speicherfläche mit einer Nettospannung von -1 V annähern, an diese Fläche vorbei und erzeugen ein sichtbares Auegangssignal. Elektro nen, die sioh einerriTeil der Fläche mit einer Nettospannung von -3 V annähern, werden zurückgestoßen und erzeugen kein Ausgangssignal.

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Ein einheitlicher Elektronenstrahl von äußerst geringer Dichte,d.h ein strahl mit verhältnismäßig wenigen Elektronen, dient zur Anzeige sowohl dss positiven a is auch des negativen Speicherbildes, so daß eine Verschlechterung des Bildes weitgehend herabgesetzt wird Ein starkes sichtbares Ausgangssignal kann unter Verwendung eines Elektronenstrahls von sehr geringer Dichte erzeugt werden, weil die Spannungen an den beiden leitenden Flächen 26 und 28 an den entgegengesetzten Enden der Kanalanordnung 2o während der Anzeige nachgestellt werden, um eine beliebige erwünschte Verstärkung oder [Elektronenvervielfachung zu erreichen. Die Elektronenvervielfachun erhöht sich mit dem Spannungsgradienten und daher erhöht sich auch der Stromfluß über die Flächen des Halbleiterkanals zwischen diese: j beiden leitenden Flächen, eine Tatsache, die dem Fachmann wohl bekannt ist. Nur ein kleiner Bruchteil der Elektronen des Elektronen Strahls, die bei einer Bildspeicherröhre ohne Elektronenvervielfacher gebraucht werden, müssen erfindungsgemäß die Speicherfläche 30 der Speicherröhre erreichen, um ein gegebenes Ausgangssignal zu erzeugen. Somit ergibt sich eine erheblich geringere Bildverschlechterung bei dieser Röhre als bei anderen. Außer der Elektronenverstärkung steuert auch das Spannungsgefälle und der Stromfluß zwischen den beiden leitenden Flächen 26 und 28 die Elektronen dur die Kanalanordnung 20, so daß sich innerhalb der Kanäle keine Raum ladung aufbauen kann.

Jedes gespeicherte Bild kann einfach von Hand duroh Nachstellen der spannungen für die verschiedenen -leitenden Elemente gemäß der Tabelle der Fig. 5 und durch Beleuchtung der Fotokathode mit einem hochintensiven Flutlichtstrahl gelöscht werden, so daß ein Elek-

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tronenstrahl hoher Dichte zur Speicherfläche hin beschleunigt wird. Nach der Löschung wird die Röhre wieder vorgespannt, um die gesamte Speicherfläche 30 auf einen bestimmten Spannungswert zu bringen, | der in diesem Ausführungsbeispiel mit -3 V gewählt wurde. Wenn die Röhre vorgespannt ist, kann ein neues Bild gespeichert und an der Bildspeicherröhre 10 angezeigt werden.

Außer dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel sind noch weitere möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Zum Aufbringen des Ladungsbildes auf der Fläche können erfindungsgemäß auch andere Einrichtungen wie z.B. ein Strahlschreibsystem verwandt werden. Es gibt eine Anzahl von Hochspannungsanzeigeflächen, die elektrische anstatt optische AusgangsSignaIe abgeben. Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Speicherröhre wurden Bilder gezeigt, die vollkommen gegenüber ihrem Hintergrund kontrastieren. Des heißt, es wurden nur gespeicherte Ladungsbilder gezeigt, die ein vollkommen weißes Bild mit einem vollkommen schwa zen Hintergrund und umgekehrt erzeugen. Diese Ausführungsbeispiele wurden zur Vereinfachung der Beschreibung dar Erfindung gewählt.Es ist jedoch offensichtlich, daß auch kompliziertere Bilder mit Zwischentönen in der erfindungsgemäßen Speicherröhre gespeichert und von ihr angezeigt werden können.

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Claims (8)

1. Patentansprüche

   ¹TT) System-eigen nachf okussierende Bildspeicherröhre mit einer Hochspannungs-Anzeige fläche, einer Quelle für Primärteilchen, z.B. einer Fotokathode, um ein einen Gegenstand darstellendes und zu speicherndes Teilchenbild zu bilden, gekennzeichnet durch eine zwischen der Anzeigefläche (16) und der Primärteilchenquelle (18) angeordnete perforierte Speicherfläche (30), durch eine erste zwischen der Speicherfläehe (30) und der Anzeigefläche (16) und mit der Speicherfläche fluchtende perforierte leitende Fläche (26), sowie durch eine zweite neben der Anzeigefläche (16) und in einem Abstand von der ersten leitenden Fläche (26) angeordnete perforierte^leitende Ffcäehe (28), sowie durch eine Anzahl von Kanälen (20),welche die Perforatibnslöcher der ersten (26) und der zweiten (28) leitenden Fläche mit-einander verbinden, um die Teilchen an die Anzeigefläche (16) zu übertragen.
2. 2. Bildspeicherröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die speicherfläohe (30), die beiden leitenden Flächen (26,28)

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   - 20 und die Kanäle (20) eine einzige Konstruktionsanordnung bilden.
3. 3. Bildspeicherröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen (24) der Kanäle (20) aus einem hochwiderstandsfähigem Halbleitermaterial bestehen.
4. 4. Bildspeicherröhre nach Anspruch 3, dadurchgekennzeichnet, daß das Halbleitermaterial Sekundärelektronen emittiert.
5. 5. Bildspeicherröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ladungsspeicherfläche (30) eine dünne nicht leitende Schicht ist, die auf die eingangsseitige leitende Fläche (26) der Kanalanordnung aufgebracht ist.
6. 6. Bildspeicherröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste (26) und die zweite (28) leitende Fläche Ebenen sind, die im allgemeinen parallel zur Ebene der Anzeigefläche (16) liegen.
7. 7. Bildspeicherröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Fangelektrode (32) zur Aufnahme der von der Speicherfläche (30) ausgesandten Elektronen besitzt.
8. 8. Bildspeicherröhre nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannungsquelle (34) mit deijersten (26) und der zweiten (28) leitenden Fläche verbunden ist, wodurch verschiedene elektrische Spannungen an diesen Flächen anliegen,

   -21-

   1 U S 8 1 S / 1 /; 5 e

   um ein bestimmtes Spannungsgefälle zwischen.den beiden Flächen zu erzeugen.

   9· Bildspeicherröhre nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse der Kanäle (20) gegenüber eineij· Geraden leicht geneigt ist, die senkrecht zur den Ebenen der Anj zeigefläche (16) undüer Primärteilchenquelle (18) verläuft und diese Ebenen miteinander verbindet.

   1 0 9 8 1 5 / 11₁ 5 6