DE2207801A1

DE2207801A1 - Bildspeicherroehre mit deformierbarer steuerschicht

Info

Publication number: DE2207801A1
Application number: DE2207801A
Authority: DE
Inventors: Fred Dr Mast; Ulrich La Dr Roche
Original assignee: EIDOPHOR AG
Current assignee: EIDOPHOR AG
Priority date: 1971-10-27
Filing date: 1972-02-18
Publication date: 1973-05-03
Also published as: GB1364151A; FR2157984B1; US3835346A; CH537129A; JPS4852325A; FR2157984A1

Description

Bildspeicherröhre mit deformierbarer Steuerschicht

Die Erfindung betrifft eine elektrooptische Bildspeicherund Projektionsröhre zur Erzeugung eines Deformationsbildes auf einer deforrnierbaren Steuerschicht und zur optischen Projektion des Deformationsbildes auf eine Projektionsebene, enthaltend eine Kathodenstrahlröhre mit einer deforrnierbaren Steuerschicht als Bildausgang, deren Deformationen die Lichtstrahlenbündel einer optischen Abbildungsanordnung beeinflussen, und mit einer Aufladungsschicht, welche durch einen Elektronenstrahl elektrostatisch aufladbar ist und den Deformationsfilm entsprechend der sich einstellenden Ladungsverteilung deformiert.

(Case ^Γό'{-7Qn/GTL-577) - 2 -

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(0811) 98 82 72 70 43 33 10

Telegramme: BERGSTAPFPATENT München TELEX: 05 24 560 BERGd

B'jnlcen: Bayerische v'ereinsbank München 453 100 Bayer. HypDrhokerilianfcMün:;'.'--! ?H"2S23 !\>!^f:checl·: München 653-!3

χ,2-Ά eingegangen am.

Solche Bildspeicherröhren sind beispielsweise aus der US-Patentschrift 3 517 126 und der deutschen Offenlegungsschrift 1 806 604 bekannt. Bei diesen Röhren wird ein intensitätsmodulierter Elektronenstrahl rasterartig oder selektiv über eine dielektrische Schicht geführt, auf welcher an der dem Elektronenstrahl gegenüberliegenden Seite eine deformierbare Steuerschicht bzw. ein Deformationsfilm aufgebracht ist. Dabei wird auf der Isolationsschicht eine der Intensität des Elektronenstrahles proportionale elektrische Ladung erzeugt. Die sich ausbildende elektrische Ladungsverteilung bewirkt den Aufbau eines elektrostatischen Feldes, welches den Deformationsfilm durchsetzt und Verformungen in diesem Deformationsfilm hervorruft, welche der Stärke des elektrostatischen Feldes proportional sind. Bei der aus der US-Patentschrift bekannten Röhre befindet sich zwischen der dielektrischen Schicht und dem Deformationsfilm eine elektrische leitende, rasterförmige Schicht. Durch diese wird das elektrostatische Feld der kontinuierlichen Ladungsverteilung auf der dielektrischen Schicht gerastert. Die Verformungen in dem Deformations film werden dann durch das durch die rasterförmige Schicht hindurchgreifende, gerasterte elektrostatische Feld bewirkt und gesteuert. Bei der aus der deutschen Patentschrift bekannten Röhre befindet sich vor dem Deformationsfilm und von diesem beabstandet auf der der dielektrischen Schicht gegenüberliegenden Seite eine elektrisch leitende Bezugselektrode. Zwischen dieser und der dielektrischen

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Schicht bildet sich dann das steuernde elektrostatische Feld aus.

Das Deformationsbild auf dem Deformationsfilm wird nach bekannten Methoden durch eine Schlieren-Optik in ein intensitätsmoduliertes Bild auf einer Projektionsebene abgebildet. Dazu wird entweder die Transmissionsmethode für das Schlieren-Verfahren angewendet, bei welcher ein paralleles Liehtstrahlenbündel die dielektrische Schicht und den dahinter befindlichen, lichtdurchlässigen Deformationsfilm sowie in einem Fall (bei dem US-Patent) die elektrisch leitende, rasterförmige Schicht oder im anderen Pail (bei der deutschen Offenlegungsschrift) die elektrisch leitende Basiselektrode durchdringt. Oder es wird die Reflexionsmethode für das Schlieren-Verfahren verwendet, wozu zwischen der di-elektrischen Schicht und dem Deformationsfilm eine dielektrische Reflexionsschicht als dielektrischer Spiegel angeordnet ist. Dieser Spiegel reflektiert das auf die Deformationsschicht einfallende Lichtstrahlenbündel einer optischen Abbildungsanordnung zur Sichtbarmachung des Deformationsbildes auf eine Projektionsebene.

Bei solchen Röhren kann das Deformationsbild nur mit sehr intensitätsschwachen Lichtstrahlenbündeln der Projektionsanordnung auf den Projektionsschirm abgebildet werden, so daß die Röhre nur sehr gering ausgesteuert werden kann und

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dadurch nur ein sehr intensitätsschwaches Projektionsbild erhalten wird. Intensitätsstärkere Lichtstrahlenbündel würden bei der Transmissionsmethode die dielektrische Schicht und bei der Reflexionsmethode den dielektrischen Spiegel zu stark erwärmen, wobei das in der Röhre enthaltene Vakuum diese Wärme praktisch nicht ableitet. Durch eine solche Erwärmung verändern sich jedoch die physikalischen und insbesondere die optischen Eigenschaften dieser dielektrischem Schichten, was die Bildqualität jeder optischen Abbildung nachteilig beeinflusst. Für eine optische Abbildung mit Hilfe des Schlieren-Verfahrens wirkt sich eine derartige Veränderung der optischen Eigenschaften jedoch besonders störend aus.

Außerdem führen bei beiden optischen Abbildungsmethoden mit Hilfe des Schlieren-Verfahrens kleine Materialfehler oder Inhomogenitäten wie kleinste Einschlüsse, Blasen oder sonstige Materialfehler in der dielektrischen Schicht oder dem dielektrischen Spiegel zu unerwünschten störenden Beugungsbildern auf dem Projektionsschirm. Bei der Röhre des amerikanischen Patentes muß die rasterförmige Schicht für die Transmissionsmethode eine präzise Rasterstruktur aufweisen, welche mit derjenigen der verwendeten Schlierenblenden verträglich ist, um mögliche optische Abbildungsfehler zu vermeiden. Um bei den bekannten Röhren eine gute Bildqualität zu erziehlen, sind an diese bei der Herstellung hohe technologische Anforderungen

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zu stellen. Dadurch sind diese bekannten Röhren sehr schwer herstellbar, in ihrem Betrieb sehr störanfällig und liefern wegen der geringen Aussteuerbarkeit durch das Abtastende Lichtstrahlenbündel bei der optischen Abbildung nur eine beschränkte Bildqualität.

geändert gemäß ^Eingabe
eingegangen am „i?.*.lh ^Z

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bildspeicherröhre mit einer deformierbaren Steuerschicht zu schaffen, welche einfach und unkompliziert aufgebaut und technologisch möglichst einfach herstellbar ist und durch die optische Projektionseinrichtung stärker als bei den bekannten Röhren ausgesteuert werden kann, ohne daß dadurch die Punktion der Röhre beeinträchtigt oder sogar ganz gestört wird. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine elektrisch leitende, lichtdurchlässige Bezugselektrode auf der dem Elektronenstrahl zugewandten Seite die durch elektrostatische Kräfte deformierbare Steuerschicht trägt, welche gegenüber dem Elektronenstrahl durch die als Abdeckfolie ausgebildete Aufladungsschicht aus elektrisch isolierendem Material vakuumdicht und von der Basiselektrode beabstandet abgedeckt ist, daß auf der Außenseite der Bezugselektrode gegenüber der Steuerschicht ein Prisma, die angrenzende Elektrode und die weiter daran angrenzende Steuerschicht gegenüber dem an die letztere angrenzenden Mediums solche optischen Materialeigenschaften besitzen, daß sie zusammen optisch als Totalreflexionsprisma wirken und ein schräg zur Basiselektrode

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einfallendes Lichtbündel einer optischen Abbildungsanordnung, welche das Deformationsbild auf eine Projektionsebene abbildet, an der deformierten, der Abdeckfolie gegenüberliegenden Oberfläche der Steuerschicht total reflektiert wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der neuen Röhre ist auf der Abdeckfolie auf der dem Elektronenstrahl zugewandten Seite eine elektrisch leitende, punktförmig durchlöcherte Targetplatte angeordnet. Weiter ist zwischen der deformierbaren Oberfläche der Steuerschicht und der gegenüberliegen-· den Abdeckfolie ein spaltartiger Zwischenraum vorhanden.

Bei einer zweiten Ausführungsform bildet die Abdeckfolie und die gegenüberliegende Bezugselektrode eine gegenüber dem restlichen Teil der Röhre abgeschlossene Kammer, welche durch das deformierbare Steuermittel ausgefüllt ist. Dabei ist die Abdeckfolie zusammen mit der angrenzenden Oberfläche der deformierbaren Steuerschicht deformierbar.

Die deformierbare Steuerschicht ist bei der neuen Röhre durch die Abdeckfolie gegenüber dem restlichen Teil der Röhre vakuumdicht abgeschlossen, so daß eine Vergasung des Steuermittels durch den abtastenden Elektronenstrahl unmöglich ist.

Die neue Röhre läßt sich technologisch einfach herstellen.

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Durch die Totalreflexion tritt keine Erwärmung in der deformierbaren Steuerschicht auf, so daß eine gute Aussteuerbarkeit der Röhre und bei der optischen Abbildung eine gute Bildauflösung gewährleistet ist. Die Güte des Projektionsbildes wird nicht durch optische Abbildungsfehler beeinflusst _s welche durch Gitterfehler beim Transmissionsverfahren oder durch Materialfehler bzw. Einschlüsse beim Reflexionsverfahren bei den bekannten Röhren verursacht werden.

Bei der neuen Röhre wird durch die Steuerung der Sekundäremission der Abdeckfolie die jeweilige Löschung des eingeschriebenen Ladungsbildes zur Realisierung eines Schreib-Löschbetriebes (write-erase) ermöglicht. Ferner kann durch die Steuerung der Sekundärelektronen-Emission der Abdeckfolie auch der Kontrast und der Hintergrund des Deformationsbildes und damit des Projektionsbildes auf dem Projektionsfilm beeinflusst werden. Dies wird bei der ersten Ausführungsform durch eine Steuerung des Potentials an der elektrisch leitenden Targetplatte ermöglicht. Bei der zweiten Ausführungsform kann dies durch eine geeignete Wahl von dem Material der Abdeckfolie und der Potentialdifferenz zwischen der Kathode und der Bezugselektrode erreicht werden. Zu diesem Zweck kann vor der Abdeckfolie noch eine weitere Steuerelektrode für die Steuerung der Sekundärelektronenemission vorgesehen sein.

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Bei der zweiten Ausführungsform der Röhre sind die beiden sich infolge der ausbildenden Potentialdifferenz anziehenden Flächen der Bezugselektrode und der dielektrischen Abdeckfolie bzw. Deckmembran direkt durch die eingeschlossene deformierbare Steuerschicht, vorzugsweise ein Gel, aufeinander abgestützt. Dadurch lassen sich sehr hohe elektrostatische Drucke, d.h. deformierbare Steuermedien bzw. Gele mit relativ hohem Schubmodul, guter Haftfestigkeit und großer Lebensdauer verwenden.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun mit Hilfe der Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der neuen Bildspeicherröhre schematischer Darstellung, fleSndert oeroSiß jlingabÄ

eingegangen a.n .y^T.iA.'.T.fc

Fig. 2 ein* Ausschnitt der rasterförmigen Targetplatte mit Abdeckfolie der Röhre nach Fig. 1 im Querschnitt,

Fig. 3 das Sekundärelektronen-Emissionsverhältnis ^ der Abdeckfolie in Abhängigkeit von der wirkenden Spannung,

Fig. 4 ein Ersatz-Schaltbild für das elektrostatische Verhalten der Target-Platte und der Abdeck-Folie gegenüber der Bezugselektrode mit der deformierbaren Steuerschicht der Röhre nach Fig. 1,

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Fig. 5 eine zweite Ausführungsform der neuen Bildspeicherröhre, und

Fig. 6 ein Ersatzschaltbild für das elektrostatische Verhalten der Abdeckfolie mit der deformierbaren Steuerschicht gegenüber der angrenzenden Bezugselektrode der Röhre nach Fig. 5.

Fig. 1 zeigt schematisch den Aufbau einer Ausführungsform der neuen Bildspeicherröhre. Eine Kathode 1 in einer auf weniger als 10 Torr evakuierten ersten Kammer 6 liefert den Abtastelektronenstrahl 3, welcher die elektrisch leitende, punktweise durchlöcherte Targetplatte 4 abtastet. Vor der Targetplatte 4 beabstandet befindet sich zwischen dieser und der Kathode eine Hilfselektrode 2, welche bewirkt, daß der Abtaststrahl genau orthogonal auf die Targetplatte ¹J trifft. Auf der Targetplatte H ist auf der der Kathode 1 gegenüberliegenden Seite eine elektrisch isolierende, dielektrische Abdeckfolie 5 angeordnet, welche zusammen mit der Gehäusewand 16 der Röhre eine vakuumdichte Kammer 6 für den Abtastelektronenstrahl 3 bildet. Durch die Löcher in der Targetplatte ¹I gelangt der Abtastelektronenstrahl 3 auf die dielektrische Abdeckfolie 5 und verursacht dort an jedem der Löcher eine punktförmige Aufladung. Insgesamt entsteht dadurch auf der Abdeckfolie 5 eine rasterförmige Ladungsverteilung.

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Von der anderen Seite der Abdeckfolie 5 beabstandet, der Targetplatte ¹J abgewandt, befindet sich eine elektrisch leitende Bezugselektrode 9. Diese trägt auf ihrer der Abdeckfolie 5 gegenüberliegenden Seite die steuerbare Deformationsschicht 8. Zwischen der Oberfläche 13 der Steuerschicht 8 und der gegenüberliegenden Abdeckfolie 5 bleibt ein Zwischenraum 12 vorhanden. Dabei bildet die Bezugselektrode, die Gehäusewand 16 der Röhre und die Abdeckfolie 5 eine geschlossene, vakuumdichte äußere Kammer 7 mit einem Vakuum von höchstens 1 Torr.

Durch die Ladungsverteilung auf der dielektrischen Abdeckfolie 5 bildet sich ein elektrostatisches Feld zu der Basiselektrode 9 aus. Diese elektrostatische Feldverteilung verursacht die Deformation der deformierbaren Steuerschicht an ihrer der Abdeckfolie gegenüberliegenden Oberfläche 13 und erzeugt dadurch auf dieser Oberfläche ein entsprechendes Deformationsbild.

Zwischen der elektrostatisch aufgeladenen Abdeckfolie 5 und der beabstandeten Bezugselektrode 9 wirken entsprechende anziehende Ladungskräfte, welche die Abdeckfolie 5 ebenso wie die deformierbare Steuerschicht 8 zu verformen suchen. Da jedoch für eine verzerrungsfreie Informationsübertragung (von der Intensitätsmodulation des Elektronenstrahles über die entsprechende Ladungsverteilung zu dem Deformationsbild) die Abdeckfolie 5 durch die elektrostatischen Kräfte nicht verformt werden darf und stets paralle I zu der Bezugselektrode 9 sein

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muß, so daß sich nur die deformierbare Steuerschicht 8 entsprechend der sich ausbildenden Ladungsverteilung deformieren kann, sorgt die rasterförmige Targetplatte 4 für die notwendige mechanische Versteifung gegenüber den Ladungskräften. Dadurch verhalten sich die Abdeckplatte 5 zusammen mit der Targetplatte 4 praktisch starr. Weiter dient die Targetplatte 4 wegen ihrer elektrischen Leitfähigkeit zur Beeinflussung der elektrostatischen Eigenschaften und dadurch zur Steuerung des Röhrenbetriebes (Löschung durch Sekundärelektronen-Vervielfachung an der dielektrischen Abdeckplatte 5). Dazu ist die Targetplatte 4 mit einem Elektrodenanschluß versehen, an welchen eine entsprechende Steuerspannung angelegt werden kann. Durch entsprechende Wahl der Spannungen an den Elektrodenanschlüssen der Steuerelektrode 2 (Steuergitter), der Basiselektrode 9 und der Kathode 1 werden die elektrostatischen Verhältnisse in der Röhre festgelegt. Durch das Potential an der Targetplatte H i^ ,Bezug auf das Potential der Kathode 1 lässt

sich dann der Betrieb der Röhre steuern, was im Zusammenhang mit Fig. 3 noch beschrieben wird. Geändert Semite eingabe:

eingegangen am ..Α.Τ.:Α.'..£**--

Bei der gezeigten Ausführungsform besitzt die Targetplatte eine Dicke von ungefähr 1 mm bei einem Durchmesser von 5 - 7 cm. Dadurch wird eine mögliche Veränderung des Zwischenraumes 12 durch Deformation der Steuerschicht 8 von maximal 2 - 5 u gewährleistet. Die Targetplatte kann vollständig aus Metall oder einem Trägersubstrat bestehen, dessen Oberfläche

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mit einer elektrisch leitenden Metallschicht versehen ist. Sie besitzt ca. 100 Löcher pro cm. Die Abdeckfolie 5 besteht vorzugsweise aus Glimmer und besitzt eine Dicke von 2 u. Sie besteht aus elektrisch hochisolierendem Material, dessen spezifischer Widerstand größer als 10 0hm/cm ist. Die dielektrischen Eigenschaften der Abdeckplatte müssen auf jeden Fall garantieren, daß die aufgebrachte Ladung mindestens eine halbe Sekunde lang ohne merkliche Veränderung an dem aufgebrachten Ort verbleibt. Als deformierbares Steuermedium wird vorzugsweise ein Gel verwendet. Jedoch können auch gummiähnliche Filme oder Siliziumgummi benutzt werden.

Auf der anderen Seite der Bezugselektrode 9, dem deformierbaren Steuermittel 8 gegenüber, ist ein Jl5^o-Pri8ma 10 angeordnet. Auf dieses fällt nahezu orthogonal ein Lichtstrahlenbündel 11 einer nicht gezeigten optischen Abbildungsvorrichtung. Dieses durchtritt die Bezugselektrode 9 und das deformierbare Steuermittel 8 und wird an der freien, deformierten Oberfläche 13 desselben total reflektiert, worauf es ebenfalls nahezu orthogonal aus dem Prisma 10 wieder austritt, um auf einen entsprechenden Projektionsfilm der optischen Abbildungsvorrichtung zu gelangen. Auf diesem verursacht das total reflektierte Lichtstrahlenbündel 11 in bekannter Art und Weise mit Hilfe einer Schlieren- oder Phasenkontrastoptik eine Intensitätsänderung in dem Projektionsbild, welches dem Deformationsbild auf der deformierten Oberfläche 13 der Steuerschicht 8 entspricht.

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Das Totalreflexionsprisma 10 besitzt vorzugsweise einen optischen Brechungsindex von η = 1,5. Die Bezugselektrode 9 besteht aus einer lichtdurchlässigen Leiterschicht (NESA-Schicht) und besitzt eine Dicke von einigen Hundert 8. Der optische Brechungsindex der Bezugselektrode 9 und der Steuerschicht 8 liegt ,jedenfalls bei ungefähr η = 1,5, während dieser in dem an die Steuerschicht 8 angrenzenden spaltartigen Zwischenraum 12 den Wert η = 1 (Vakuum) besitzt. Die deformierte Oberfläche 13 der Steuerschicht 8 stellt demnach die Grenze zwischen einem dichteren (n = 1,5) und einem dünneren (n = 1) Medium dar, an welchem das Lichtstrahlenbündel 11 bei dem gewählten Einfallswinkel von ca. ^5° Totalreflexion erleidet. Die verschiedenen auftretenden Krümmungen der Oberfläche 13 der Steuerschicht 8, d.h. die lokalen Abweichungen von einer ebenen Reflexionsfläche, sind dabei unerheblich, da die Deformationen nur einige 8 betragen und deshalb die Krümmungen sehr gering sind.

Die Breite des spaltartigen Zwischenraumes 12 sollte möglichst klein sein, da mit größerem Abstand der Steuerschicht 8 von der Abdeckfolie 5 die elektrostatischen Kräfte der Ladungsverteilung auf der Abdeckfolie 5 und damit die Größe der Deformationen umgekehrt proportional zu dem Abstand abnehmen. Dadurch wiederum vermindert sich die Bildqualität, d.h. die Bildauflösung des Projektionsbildes auf dem Bildschrim. In der beschriebenen Ausführungsform be-

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trägt die maximale Breite des Spaltes 12, wenn also die Steuerschicht 8 nicht deformiert ist, ungefähr 20 u.

In Fig. 2 ist ein Ausschnitt der Abdeckfolie 5 zusammen mit der angrenzenden elektrisch leitenden, punktförmig durchlöcherten Targetplatte ¹I dargestellt. Durch die Löcher I¹I der Targetplatte ¹I gelangt die Ladung des Elektronenstrahles 3 auf die unabgedeckten Bereiche der dielektrischen Abdeckplatte 5, während die erhabenen Gebiete 15 der Targetplatte ¹I die Abdeckfolie 5 vor dem Elektronenstrahl 3 abschirmt. In Fig. 3 ist das Sekundärelektronen-Emissionsverhältnis C der dielektrischen Abdeckfolie 5 in Abhängigkeit von der wirkenden Spannung U₁-¹I zwischen der Targetplatte ¹I und der Kathode 1 gezeigt. Der Wert von ^ liegt zunächst bei niedriger Span-

nung unter dem Wert 1, durchläuft mit zunehmender Potentialdifferenz ein Minimum und erreicht bei dem Wert U. das sogenannte erste Cross-over mit ^ = 1. Für weiter ansteigende Potentialdifferenzen U₁-¹I steigt ^ weiter an, durchläuft ein flaches Maximum und erreicht bei U_ß das sogenannte zweite Cross-over B mit ^ =1. Danach sinkt der Wert von

£ weiter unter 1 ab. Dieses Verhalten ist für jede dielektrische Substanz charakteristisch. Durch Steuerung der Potentiale von der Targetplatte Ί und dem Steuergitter 2 in Bezug auf die Kathode 1 lässt sich nun die wirksame Potentialdifferenz U_1-I. auf die Abdeckfolie 5 festlegen. Dadurch läßt sich der Kontrast und der Hintergrund des entstehenden Projektionsbildes in bekannter Art und Weise be-

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einflussen. Insbesondere läßt sich die Röhre so betreiben, daß sich das Potential ILj . zwischen den sogenannten ersten und zweiten Cross-overs A bzw. B der Aufladungscharakteristik der Targetplatte 4 entsprechend dem Sekundärelektronen-Emissionsverhältnis ^ der Abdeckfolie 5 nach Fig. 3 bewegt. In diesem Bereich ist \ größer als 1, so daß die auf der Abdeckfolie erzeugte Ladungsverteilung vergrößert wird und eine so große Ladungsdichte entsteht, welche den Ladungsausgleich der Ladungsverteilung bewirkt. Dadurch läßt sich das ladungsbild in bekannter Art und Weise löschen.

Pig. 4 zeigt ein Ersatzschaltbild für das elektrostatische Verhalten der Targetplatte 4 und der Abdeckfolie 5 gegenüber der Bezugselektrode 9, welche von der Abdeckfolie 5 durch den Zwischenraum 12 getrennt ist und die deformierbare Steuerschicht 8 trägt. Die Anschlußelektrode 43 der Targetplatte 4 ist jeweils über niederohmige Widerstände 41 mit den erhabenen, elektrisch leitenden Bereichen 15 der Targetplatte 4 verbunden. Die elektrostatische Wirkung der aufgeladenen Abschlußfolie 5 wird durch elektrisch leitende Teilbereiche 43 gekennzeichnet, die ein Teil der Löcher 14 der Targetplatte 4 ausfüllen und jeweils über hochohmige Widerstände 42 mit den erhabenen Bereichen 15 der Targetplatte 4 und damit auch mit den Widerständen 41 verbunden sind. Jeweils im Bereich der Löcher 14 der Targetplatte befinden sich Deformationsmaxima der deformierten Oberfläche 13 der Steuerschicht <"...

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In Pig. 5 ist eine zweite AusfUhrungsform der neuen Bildspeicherröhre gezeigt, wobei sämtliche mit der ersten Ausführungsform identische Bauelemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Im Unterschied zu der Röhre nach Pig. 1 ist bei dieser AusfUhrungsform zwischen der deformierbaren Steuerschicht 8 und der Abdeckfolie 5 kein Zwischenräum vorgesehen. Die Basiselektrode 9 und die Abdeckfolie 5 (Deckmembran) bilden eine vakuumdichte Kammer 7, welche durch das deformierbare Steuermittel 8 vollständig ausgefüllt ist. Dabei ist nach Pig. 5 die Basiselektrode 9 und die Abdeckfolie 5 seitlich durch einen Verbindungsring 18 miteinander verbunden. Dieser kann jedoch weggelassen werden, wenn beide Bauelemente direkt an der Gehäusewand 16 der Röhre auf geeignete Weise befestigt sind. Im Gegensatz zur Ausfiihrungeform nach Pig. 1 ist die Abdeckfolie 5 zusammen mit der angrenzenden Steuerschicht 8 deformierbar, so daß sich das Deformationsbild nun an beiden Oberflächen 13 bzw. 13' der Abdeckfolie 5 ausbildet. Da die Abdeckfolie 5 nicht mehr starr und parallel zur Bezugselektrode 9 zu sein braucht wie bei der Röhre nach Pig. 1, sondern zusammen mit dem deformierbaren Steuermittel 8 verformt wird, ist auch keine Targetplatte zur mechanischen Versteifung der Abdeckfolie notwendig. Natürlich kann auf der Oberfläche 13' der Abdeckfolie 5 eine dünne, elektrisch leitende mit Löchern versehene Schicht aus irgendeinem Metall vorgesehen sein, welche als Sieusrgitter verwendet werden

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kann. Diese Schicht darf jedoch die elastische Verformbarkeit der Abdeckfolie 5 nicht beeinträchtigen. Als Steuermittel 8 ist auch hier wieder ein Gel geeignet, jedoch können auch andere deformierbare Materialien verwendet werden, welche jedoch noch genügend zäh sein müssen, so daß die Abdeckfolie 5 nicht seitwärts gegenüber der Bezugselektrode 9 weggleiten kann bzw. verschoben werden kann.

Die Röhre nach Pig. 5 arbeitet ähnlich wie öie in Fig. 1 gezeigte Röhre: Der Elektronenstrahl 3 aus der Kathode 1 schreibt ein kontinuierliches Ladungsbild auf die Abdeckfolie 5. Durch diese Ladungsverteilung entsteht zwischen der Abdeckfolie (Deckmembran) 5 und der Basiselektrode 9 ein elektrostatisches Feld und eine dadurch verursachte elektrostatische Kraftverteilung. Letztere verformt wegen der deformierbaren Steuerschicht S die Abdeckfolie 5 und erzeugt ein entsprechendes Deformationsbild an ihren Oberflächen 13 bzw. 13'. Dadurch erfährt das Lichtstrahlenbündel 11 eine örtlich veränderliche Ablenkung bei der Totalreflexion an der äußeren Oberfläche 13' der Abdeckfolie 5 und wird nach bekannten Methoden durch eine Schlieren-Optik bzw. mit einem Phasenkontrastverfahren in ein /htensitätsmoduliertes Bild auf den Projektionsschirm umgesetzt. Das Totalreflexionsprisma 10, auf der lichtdurchlässigen Basiselketrode 9, die angren-

geändert eingegangen am

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zende Steurschicht β sowie die Abdeckfolie 5 besitzen alle einen optischen Brechungsindex von ca. η = 1,5» während dieser in der restlichen Vakuumkammer 6 den Wert η = 1 besitzt. Dadurch entsteht an der äußeren, deformierten Oberfläche 13' der Abdeckfolie 5 ein Übergang von einem optisch dichteren (n = 1,5) zu einem optisch dünneren (n = 1) Mittel, wodurch wie bei der ersten AusfUhrungsform der neuen Röhre, Totalreflexion bewirkt wird.

Durch geeignete Wahl der Potentiale an der Kathode 1, der Steuerelektrode 2 (Steuergitter) und der BasiBelektrode 9 (möglicherweise auch der dünnen Steuerschicht auf der Oberfläche 13' der Abdeckfolie 5) können wie bei Fig. 1 alle bekannten Betriebsarten einschließlich der Sekundärelektronenemission der Abdeckfolie nach bekannten Methoden realisiert werden.

Gegenüber der Röhre mit einem Lochplattentarget nach Fig. ist das Potential der Abdeckfolie 5 nicht mehr direkt steuerbar, sondern wird durch den elektrischen Widerstand zur Bezugselektrode 9 (NESA-Elektrode) und durch die Ladung auf der Abdeckfolie 5 bestimmt. Dies ist im Detail aus dem Ersatzschaltbild in Fig. 6 ersichtlich, welches dem Schaltbild nach Fig. 4 für die erste Ausführungsform entspricht. Insbesondere sind die Unter-

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schiede in dem elektrostatischen Verhalten der beiden Ausführungsformen nach Fig. 1 und Fig. 5 aus diesen zugehörigen Fig. 4 und 6 ersichtlich.

Fig. 6 zeigt einen Ausschnitt der deformierten Abdeckfolie 5 mit der Bezugselektrode 9 und der dazwischenliegenden Steuerschicht ü. Zwischen der Abdeckfolie 5 und der Bezugselektrode 9 sind Widerstände 61, 61', 61 * * eingezeichnet, deren Wert sich entsprechend der Deformation der Abdeckfolie 5, d.h. also der Dicke der Steuerschicht 8 ändert. Zwischen diesen ortsabhängigen Widerständen 61 liegen jeweils Überbrückungswiderstände 62, deren Wert bei gleichem Abstand der Widerstände 61 ungefähr gleich ist. Ausserdem wird jeder der Widerstände 61, 61«, 61» durch zugehörige Kapazitäten 63, 63', 63" überbrückt, deren Werte wie die Widerstände 61 ortsabhängig sind.

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Claims

Patentanspruch Elektrooptische Bildspeicher- und Projektionsröhre zur Erzeugung eines Deformationsbildes auf einer deformierbaren Steuerschicht und zur optischen Projektion des Deformationsbildes auf eine Projektionsebene, enthaltend eine Kathodenstrahlröhre mit einer deformierbaren Steuerschicht als Bildausgang, deren Deformationen die Lichtstrahl enb lind el einer optischen Abbildungsanordnung beeinflussen, und mit einer Aufladungsschicht, welche durch einen Elektronenstrahl elektrostatisch aufladbar ist und den Deformationsfilm entsprechend der sich einstellenden Ladungsverteilung deformiert, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrisch leitende, lichtdurchlässige Bezugselektrode (9) auf der dem Elektronenstrahl (3) zugewandten Seite die durch elektrostatische Kräfte deformierbare Steuerschicht (8) trägt, welche gegenüber vdem Elektronenstrahl (3) durch die als Abdeckfolie (5) ausgebildete Aufladungsschicht aus elektrisch isolierendem Material vakuumdicht und von der Basiselektrode ,(9) beabstandet abgedeckt ist, daß auf der Außenseite der Bezugselektrode (9) gegenüber der Steuerschicht ein Prisma (10), die angrenzende Elektrode (9) und die weiter daran angrenzende Steuerschicht (8) gegenüber dem an die letzter» angrenzenden Medien (12, 5) solche optischen Materialeigem- - 2t 309818/1001 schäften besitzen, daß sie zusammen optisch als Totalreflexionsprisma wirken und ein schräg zur Basiselektrode (9) einfallendes lichtbündel (11) einer optischen Abbildungsanordnung, welche das Deformationsbild auf eine Projektionsebene abbildet, an der deformierten, der Abdeckfolie (5) gegenüberliegenden Oberfläche (13) der Steuerschicht (8) total reflektiert wird. Unteranspriiche

1. Röhre nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Abdeckfolie (5) an der dem Elektronenstrahl (3) zugewandten Seite eine elektrisch leitende, punktweise durchlöcherte Targetplatte (4) angeordnet ist und daß zwischen der deformierbaren Oberfläche (13) der Steuerschicht («) und der gegenüberliegenden Abdeckfolie (5) ein spaltartiger Zwischenraum (12) vorhanden ist.

2. Röhre nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnt,

daß die Abdeckfolie (5) und die Bezugselektrode (9) eine gegenüber dem restlichen Teil der Röhre abgeschlossene Kammer (7) bilden, welche durch das deformierbare Steuermittel (8) ausgefüllt ist, und daß die Abdeck-

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folie (5) zusammen mit der angrenzenden Oberfläche (13) des Steuermittels (Γ.) deformierbar ist.

3. Röhre nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenstrahlröhre durch die Abdeckfolie (5) in zwei voneinander getrennte Kammern (6, 7) geteilt ist, wobei die erste Kammer (6) die Kathode (1) enthält und für die Abtastung der Abdeckfolie (5) durch dor; Elektronenstrahl (3) vorgesehen ist, und die zv/eite Kammer (7) die der Abdeckfolie (5) gegenüberliegende Steuerschicht (ü) enthält.

4. Röhre nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrostatisch deforriierbare Material der Steuerschicht (ti) ein Gel mit dem optischen Brechungsindex von ungefähr 1,5 ist.

5. Röhre nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, daß parallel vor der Abdeckfolie (5) beabstandet auf der denr Elektronenstrahl (13) zugewandten Seite eine Hilfselektrode (2) als Steuergitter vorgesehen ist.

6. Röhre nach Unteranspriichen 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugselektrode (9), die elektrisch

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leitende Targetplatte (4) und die Hilfselektrode (2) Anschlußkontakte aufweisen, womit durch Steuerung des Potentials an der Targetplatte (4) und der als ßteuergitter wirkenden Hilfselektrode (2) der Kontrast, der Hintergrund und die löschung des elektrostatischen ladungsbildes der Abdeckfolie (5) ermöglicht wird.

7. Röhre nach Unteransprüchen 1 und 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der ersten Kammer (6) (_ 10"^ Torr und in dem unausge füll ten Teil der zweiten Kammer (7) ungefähr 1 Torr beträgt.

j. Röhre nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Targetplatte (4) derart angeordnet und beschaffen ist, daß sie die zwischen der Abdeckfolie (5) und der beabstandeten Bezugselektrode (9) auftretenden elektrostatischen Kräfte aufnimmt und die Abdeckfolie (5) komplanar zu der Bezugselektrode hält.

9. Röhre nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatte £5) aus Glimmer besteht.

10. Röhre nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Prisma (10) ein 45°-Prisina ist.

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11. Röhre nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Prisma (10) aufsetzbar bzw. abnehmbar ist.

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