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Speichernde Bildfängerröhre mit Kathodenstrahlabtastung Bei den gewöhnlichen
speichernden Bildzerlegerröhren besteht der Nachteil, daß vor der einseitigen Mosaikelektrode
nur ein schwaches Zugfeld herrscht, da das durch den Abtaststrahl auf dieser Elektrode
erzeugte Gleichgewichtspotential mit dem Potential der Anode sehr nahe Übereinstimmt.
Es ist infolgedessen nicht möglich, alle Photoelektronen mit Sicherheit vom Mosaik
abzusaugen. Infolgedessen entspricht der Wirkungsgrad dieser Röhren nicht den theoretischen
Erwartungen. Es kommt hinzu, daß auch die vom Abtaststrahl auf der Mosaikelektrode
ausgelösten Sekundärelektronen kein genügend starkes Zugfeld vorfinden und infolgedessen
auf die Mosaikelemente der Nachbarschaft zurückfallen. Diese Erscheinung ist zumindest
teilweise für den bei diesen Röhren auftretenden sogenannten Störimpuls verantwortlich.
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Zur Beseitigung dieser Schwierigkeit ist es bekannt, an Stelle einer
einseitigen eine doppelseitige Mosaikelektrode zu verwenden, deren eine Seite belichtet
wird, während die andere vom Abtaststrahl überstrichen wird. Es kann dann unabhängig
von dem durch den Strahl erzeugten Gleichgewichtspotential ein starkes Zugfeld für
die Photoelektronen angewendet und eine entsprechend höhere Aufladung der Mosaikelemente
erzielt werden. Der Nachteil dieses Lösungswegs besteht darin, daß die technische
Herstellung derartiger doppelseitiger Mosaikelektroden außerordentlich schwierig
und in der nötigen Rasterfeinheit bis heute noch nicht in technisch befriedigender
Weise gelungen ist.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die gleichen Vorteile,
wie sie sich mit einer doppelseitigen Mosaikelektrode erzielen lassen, auch dann
erreicht werden können, wenn man beiderseits eines isolierenden Trägers gewissermaßen
zwei einseitige Mosaikelektroden anordnet, also auf die leitende Verbindung einander
gegenüberliegender Elemente verzichtet. Erfindungsgemäß enthält
die
Röhre nvei getrennte, einander dicht parallel gegenüberliegende einseitige Mosaikelektroden,
deren eine das den Helligkeitswerten des Bildes entsprechende Ladungsbild aufnimmt,
während die andere, vom Abtaststrahl überstrichene kapazitiv, d.h. durch Influenzwirkung
das Potential der Elemente der ersten Mosaikelektrode periodisch ändert. Uni die
durch den Bildwurf bzw. die Ab# tastung auf den Mosaikelektroden erzeugten Ladungen
wieder auszugleichen, werden Hilfselektronenströme vorgesehen. Auf diese Weise ist
es möglich, starke Zugfelder für die Photoelektronen anzuwenden, ohne daß man die
Schwierigkeiten der Herstellung einer doppelseitigen Mosaikelektrode in Kauf nehmen
muß.
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Die Erfindung besitzt auch für den Fall Vorteile, daß die das Bild
aufnehmende Photokathode von der Mosaikelektrode getrennt angeordnet ist. Bei den
bekannten Anordnungen dieser Art muß nämlich entweder ein 2D schräger Strahlengang
für den Abtaststrahl in Kauf genommen oder aber wiederum eine doppelseitige Mosaikelektrode
verwendet werden. Durch die Erfindung wird es möglich, einen senkrecht zum Mosaik
verlaufenden Abtaststrahlengang zu benutzen ohne Verwendung einer doppelseitigen
Mosaikelektrode.
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Es ist eine speichernde Bildfängerröhre bekannt, bei der auf der Rückseite
einer einseitigen Mosaikelektrode ebenfalls ein Mosaik von metallischen Elementen
vorgesehen ist. Dieses zweite Mosaik dient jedoch zur Bindung von Caesiumüberschüssen,
hat also für den praktischen Betrieb der Röhre keine Bedeutung. Im Gegensatz zur
Erfindung dient bei dieser bekannten Anordnung ein und dieselbe Mosaikelektrode
für die Aufnahme des Ladungsbildes um die Abtastung.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Innerhalb
der Röhre i bezeichnet 2 die Photokathode, auf die das züisendende Bild geworfen
wird. Die hier ausgelösten Elektronen werden in die Ebene der Speicherelektrode
3 abgebildet, die auf jeder Seite ein Mosaik trägt, wobei im Gegensatz zu
bekannten Anordnungen die beiderseitigen Mosaikelemente nicht miteinander leitend
verbunden sind. Die Mosaikelemente, die durch die Photoelektronen aufgeladen werden
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sind mit 31, die auf der anderen Seite der Speicherelektrode befindlichen
Mosaikelemente mit 32, bezeichnet. Das Mosaik 3:2 wird durch einen
im System 4 erzeugten und in der üblichen Weise abgelenkten Strahl abgetastet. Auf
das Mosaik31 werden kontinuierlich langsame, dem System5 entstammende Elektronen
gerichtet. Ebenso wird das Mosaik 32
dauernd mit langsamen Elektronen beschossen,
die dem System 6 entstammen. Zwischen der Photokathode2 und dein Mosaikai
sind in der -Nähe des Mosaiks zwei Gitter7 und 8
angeordnet, die so ausgebildet
sind, daß das von der Photokathode kommende Elektronenbündel praktisch unbeeinflußt
bleibt.
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Die Röhre arbeitet wie folgt: Der dein System 4 entstammende Abtaststrahl
fällt auf ein bestimmtes Element des Mosaiks 32 und bewirkt dort eine
Sekundärelektroneneinission, derart, daß das Potential des Elements ansteigt. Infolgedessen
wird auch das Potential des entsprechenden Elements auf dein ,#losaik 31 um einen
proportionalen Betrag erhöht, da die Kapazität zwischen einander gegenüberliegenden
Elementen groß i,;t gegen die Kapazität jedes dieser Elemente gegen Erde. Der größere
Teil der im System 5 erzeugten Elektronen fällt gewöhnlich auf das Netz
7, da das Potential von 7 sich nur wenig voll dein des Mosaiks
3 1 unterscheidet. Das Element des Mosaiks 3 1 jedoch, welches dein
gerade abgetasteten Element des Mosaiks 32
gegenüberliegt, besitzt ein bedeutend
höheres Potential als die umgebenden Elemente und die Elektrode 7, so daß
die von 5 kommenden Elektronen auf dieses Element gezogen werden und beim
Auftreffen das Gleichgewichtspotential wiederherstellen. Bei dem System (-) sind
die Verhältnisse so gewählt, daß die Elemente des Mosaiks 32 wieder auf ihr
Gleichgewichtspotential entladen werden, und zwar in einer Zeit, die groß ist gegen
die auf jedes Einzelelement entfallende Abtastzeit, jedoch klein gegen die vollständige
Abtastperiode (z. B. in der Zeit zur Abtastung einer Bildzeile).
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Die von der Kathode 2 kommenden Elektronen erzeugen negative Ladungen
auf dem Mosaik3i. Die zwischen:2 und 31 vorgesehene Elektronenoptik ist nicht dargestellt.
Da das Potential jedes Elements plötzlich geändert wird, wenn der Abtaststrahl auf
das entsprechende Element des Mosaiks 32 fällt, werden von den Elementen
31 Selundi-trelektronen einittiert, die auf dein Gitter 8 gesaminelt werden,
welches gegen die -Mosaikelektrode3i positiv ist, so daß ein Strom entsteht, der
sich entsprechend der zeilenweisen Abtastung des Ladungsbildes auf dein Mosaik
31 ändert.
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Beim Mosaik 3?, wird durch den Abtaststrahl eine positive Potentialverschiebung,
durch die von 6 kommenden Elektronen dagegen eine negative Änderung bewirkt.
Dies kann dadurch erreicht werden, daß die Kathoden 4 und 6 auf verschieden
hohes Potential gesetzt werden, so daß die eine mehr, die andere dagegen weniger
als ioo 0/0 Sekundärelektronen erzeugt. Auf dem Mosaik 31 entsteht ein negatives
Ladungsbild. Die von 5 kommenden Elektronen müssen also mehr
als
ioo % Sekundärelektronen auslösen, damit eine positive Potentialverschiebung
entsteht, die die durch die Photoelektronen bewirkte Aufladung wieder rückgängig
macht.
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Die Mosaikelektrode3 kann in irgendeiner geeigneten Weise ausgebildet
werden. Es kann z. B. eine isolierende Schicht auf einer oder beiden Seiten mit
einer dünnen Metallschicht bedeckt werden, die in genügend kleine Elemente unterteilt
ist. Ein anderer Weg besteht in der Verwendung eines Drahtgewebes, welches mit Isoliermaterial
überzogen ist und auf beiden Seiten mit Metallkügelchen besprüht ist. Es kann aber
auch durchaus eine Isolierfläche mit hohem Querwiderstand, z. B. Glimmer, benutzt
werden, die ja tatsächlich einem Mosaik äquivalent ist. Es kann vorteilhaft sein,
solch eine Schicht auf einer oder beiden Seiten etwa mit Aluminiumoxyd zu überziehen,
um die gewünschten Sekundäremissionseigenschaften zu erhalten.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß das
Mosaik 31 durch eine photoelektrische Mosaikoberfläche ersetzt wird, auf die das
Bild geworfen wird. Die Wirkungsweise einer solchen Röhre ähnelt der bereits beschriebenen.
Es ist jedoch nunmehr erforderlich, durch die dem SYstem 5
entstammenden Elektronen
eine negative Potentialverschiebung auf dem Mosaik 31 zu bewirken, um die nunmehr
positive Photoaufladung auszugleichen. Das Netz 8 kann dann fortfallen. Die
Elektrode 7 dient als Anode für die Photoelektronen und gegebenenfalls auch
für das Sy-stem 5. Die Kathode von 5
liegt auf derart negativem Potential,
daß ihre Elektronen nur auf den gerade abgetasteten Punkt treffen können.
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