DE753637C - Verfahren zum Betrieb von Bildspeicherroehren, vorzugsweise mit einseitiger Speicherelektrode - Google Patents
Verfahren zum Betrieb von Bildspeicherroehren, vorzugsweise mit einseitiger SpeicherelektrodeInfo
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Description
Bei den bekannten Bildspeicherröhren wird ein lichtelektrisch empfindliches, auf einer
Isolierplatte angebrachtes Mosaik von einem Kathodenstrahl abgetastet. Die Wirkungsweise
eines solchen Gerätes hat man sich wie folgt vorzustellen:
Wenn ein Bildelement vom Abtaststrahl getroffen wird, stellt sich auf ihm ein Gleichgewichtspotential
ein, das wegen der Anlaufgeschwindigkeit der vom Abtaststrahl ausgelösten Sekundärelektronen um einige Volt
positiver ist als die Absauganode für die
Sekundärelektronen. Bei der Erzeugung des Gleichgewichtspotentials wird nun aber nur
ein Teil der an einem Bildelement ausgelösten Sekundärelektronen für die Umladung des
Mosaiks benutzt, der andere Teil streut über das gesamte Mosaik und macht andere, beim
Abtasten positiv gewordene Bildelemente bis zu einer Grenze immer negativer. Während
einer Bildabtastung sinkt daher das Potential eines einzelnen Bildelementes von der um
einige Volt positiveren Spannung gegenüber der Anode allmählich auf eine etwas negativere
Spannung ab. Wird nun gleichzeitig auf dem Mosaik ein optisches Bild entworfen, so
werden die ausgelösten Photoelektronen nur in dem letzten Zeitintervall vor Beginn einer
neuen Abtastung und auch dann nur zu einem gewissen Bruchteil die Mosaikfläche endgültig verlassen. Es läßt sich jedoch
nachweisen, daß auch dann, wenn das Potential des Bildelementes während der Belichtung
positiv ist, ein Bildeindruck zustande kommt, da in diesem Falle die ausgelösten
Photoelektronen zwar nicht zur Anode gelangen, wohl aber auf dem Mosaik selbst zwischen benachbarten Teilen verschieden
starker Belichtung ausgetauscht werden. Es ist ersichtlich und wird durch die Praxis
auch bestätigt, daß durch den allgemeinen Elektronenregen, der einerseits beim Abtasten,
andererseits bei der Belichtung sich über das ganze Mosaik ergießt, eine starke Verwaschung des Bildeindrucks zustande
kommt, der zu einer erheblichen Verminderung der theoretisch erreichbaren Ausbeuten
führt.
Außerdem ist der allgemeine Elektronenregen wegen der geringen Geschwindigkeit
der Elektronen sehr stark dem Einfluß äußerer Felder, insbesondere auch dem des magnetischen Erdfeldes, unterworfen. Dies
führt besonders bei höheren Strahlströmen, wie sie bei sehr hoher Photoempfindlichkeit
zur Abtastung erforderlich sind, zu einer starken Bevorzugung einzelner Stücke der
Mosaikplatte. Man ist deshalb genötigt, komplizierte Kompensationsvorrichtungen anzubringen,
um diese Störungen zu beseitigen. Man hat aus diesem Grunde schon als Dielektrikum für die Mosaikelektrode nicht
einen reinen Isolator, sondern einen HaIbleiter verwendet und durch Anlegen einer
Spannung zwischen der Anode und der metallischen Signalplatte ein stärkeres Feld
zwischen den Mosaikelementen und der Anode erzeugt, so daß die entstehenden . 45 Elektronen abgesaugt werden. Es ist auch
bekannt, eine Bildspeicherröhre mit einer Betriebsspannung zu betreiben, die so gewählt
ist, daß die Zahl der ausgelösten Sekundärelektronen gleich oder kleiner als die Primärelektronenzahl
ist.
Ferner sind doppelseitige Mosaikelektroden bekannt, bei denen jedes Mosaikteilchen
durch die Speicherplatte hindurchgeführt ist. Auf der einen Seite erfolgt die Abtastung,
die allerdings die obenerwähnten Mängel immer noch besitzt; auf der anderen Seite
aber können durch ein starkes Saugfeld wenigstens die Photoelektronen restlos abgesaugt
werden.
Die vorliegende Erfindung hat nun zum Ziel, die erwähnten Schwierigkeiten auf einem
anderen, einfacheren Wege zu beseitigen. Gemäß der Erfindung wird eine Bildspeicherröhre,
bei der die Zahl der durch den Abtaststrahl auf der Speicherelektrode ausgelösten
Sekundärelektronen größer als die Zahl der auftreffenden Primärelektronen ist, in der
Weise betrieben, daß die Auftreffgeschwindigkeit des Abtaststrahls und bzw. oder die
Oberfläche der Speicherelektrode derart gewählt sind, daß die Zahl der ausgelösten
Sekundärelektronen weniger als das Doppelte der auftreffenden Primärelektronen beträgt.
Dies kann durch geeignete Wahl der Auftreffgeschwindigkeit der Elektronen des Abtast-Strahls
erreicht werden oder auch dadurch, daß dem Mosaik Teile von sehr kleiner Sekundäremission, z. B. Graphit, zugesetzt
werden oder aber auch durch Kombination beider Maßnahmen. Das Verfahren hat gegenüber
der Verwendung eines Halbleiters den Vorteil, daß die Erzeugung einer bestimmten
Zeitkonstante für den Kondensator, der aus dem halbleitenden Dielektrikum, einer metallisierten
Fläche auf der einen Seite (der sog. Signalplatte) und den Mosaikteilchen auf der
anderen Seite besteht, nicht erforderlich ist. Außerdem findet eine noch vollkommenere
Speicherung der durch den Photoeffekt erzeugten Ladungen statt, da keine Verluste
durch die Leitfähigkeit des Halbleiters auftreten. Gegenüber der Verwendung eines
doppelseitigen. Mosaiks wird der Vorteil gewonnen, daß die sehr schwierige Herstellung
einer solchen Platte fortfällt. Der mit dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren zu erreichende
Vorteil liegt darin begründet, daß dadurch, daß die Zahl der ausgelösten Sekundärelektronen
nur höchstens doppelt so groß ist wie die Zahl der Primärelektronen, zur Herstellung des Gleichgewichtspotentials die
Mehrzahl der ausgelösten Sekundärelektronen zur Anode übergeht, was andererseits eine
hohe Absaugspannung für die Photoelektronen voraussetzt. Nimmt man z. B. an, daß das
Zahlenverhältnis der Sekundär- zu den Primärelektronen etwa 10 :9 beträgt, so
müssen zur Herstellung des Gleichgewichtspotentials etwa 90 % der gesamten ausgelösten
Sekundärelektronen zur Anode gelangen. Denn nur dann wird die durch die Strahlelektronen
zugeführte Ladung durch gleich viel fortgehende Sekundärelektronen wieder aufgehoben. Damit aber diese 90% aller
Sekundärelektronen zur Anode kommen, muß das Element zwangsläufig eine deutlich negative
Spannung gegenüber der Anode annehmen. Dies hat aber jetzt zur Folge, daß auch etwa 90% aller ausgelösten Photoelektronen
zur Anode gelangen. Es wird also erreicht, daß der Elektronenregen auf ein nicht mehr störendes Mindestmaß herab-
gedrückt wird und daß die ausgelösten Photoelektronen nahezu restlos zur Speicherung
ausgenutzt werden.
Es ist für den beschriebenen Vorgang belanglos, daß im Prinzip ein kleiner Teil der
ausgelösten Sekundärelektronen immer noch auf benachbarte Mosaikelemente zurückfallen
kann. Für den Wert des Gleichgewichtspotentials spielen diese Elektronen keine Rolle, da,
ίο was für das einzelne Element gilt, auch für
das gesamte Mosaik richtig bleiben muß. Aus der Tatsache, daß 90% aller Sekundärelektronen
vom Mosaik fortgehen müssen, folgt notwendig, daß sich zwischen ihm und der Anode eine so hohe Spannungsdifferenz
einstellt, daß der Sekundärelektronenstrom annähernd gesättigt ist.
Für den Sekundäremissionsfaktor ist nicht die stark photoempfindliche Oberfläche der
zumeist Cäsium enthaltenden Mosaikelemente allein maßgebend, sondern auch das Sekundäremissionsvermögen
der isolierenden Mosaikunterlage, z. B. Glimmer. Infolgedessen wird es auch bei höchster Photoempfindlichkeit
möglich sein, mit noch erträglich niedrigen Strahlspannungen die mittlere Sekundäremission
auf genügend kleine Werte herabzudrücken. Noch sicherer kann diese Schwierigkeit
überwunden werden, wenn eine Röhre mit von der Photokathode getrennter Speicherelektrode
verwendet wird, wie solche Röhren allgemein bekannt sind. Die Speicherelektrode kann dann allein unter dem Gesichtspunkt
der gewünschten Sekundäremission gewählt werden, ohne Rücksicht auf die photoelektrische
Empfindlichkeit. Bei einem Material genügend hohen Widerstandes für die Speicherelektrode, kann sogar eine Unterteilung
in getrennte Mosaikelemente fortfallen. Eine gleichmäßige Isolieroberfläche, die sich bei Elektronenbeschuß sowohl nach
positiven als auch nach negativen Werten hin umladen läßt und bei der Abtastung einen
genügend nahe bei 1 liegenden Sekundäremissionsfaktor besitzt, erfüllt alle Anforderungen.
Es ist grundsätzlich auch möglich, das erfindungsgemäße Betriebsverfahren auf Speicherröhren
mit doppelseitigen Mosaikplatten anzuwenden. Hierbei würde sich gegenüber den
bekannten Rohren dieser Art zwar auch keine Verbesserungen für die Photoelektronen ergeben,
wohl aber würde eine Streuung der auf der Abtastseite entstehenden Sekundärelektronen
unterdrückt.
Unter Umständen ist es erforderlich, die Röhrenkonstruktion gegenüber den bekannten
Anordnungen (z. B. durch Abrundung der Elektronenkanten, Abschirmung der Röhrenwand
gegen Sekundärelektronen, große Isolationswege zwischen den Hochspannung führenden Elektroden) so abzuändern, daß
unbedenklich sehr hohe Strahlspannungen von der Größenordnung 5000 Volt angewendet
werden können. Es wird dann auf dem absteigenden Teil der Sekundäremissionskurve
in der Nähe des oberen Einspunktes gearbeitet. Grundsätzlich kann auch am unteren Einspunkt
gearbeitet werden, jedoch mit dem Nachteil, daß die Strahlbündelung vielfach schwierig werden wird. Es kann ferner zweckmäßig
sein, an Stelle der hoch sekundäremittierenden S ilberoxy d-Cäsiumelemente
unter Verwendung von Wismut oder Antimon hergestellte Schichten zu verwenden.
Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel eine Röhre zur Durchführung der Erfindung.
In der Röhre 1 ist die Mosaikplatte 2 angeordnet, auf die mittels der Linse 3 der
zu übertragende Gegenstand geworfen wird. Die Sekundär- und Photoelektronen werden
nach einer als Wandbelag ausgebildeten Anode 4 abgesaugt. Mit 5, 6 ist das Strahlerzeugungssystem
bezeichnet, dessen Elektroden zur Vermeidung übermäßiger Oberflächenfeldstärken
abgerundet sind. 5 ist der Wehneltzylinder, der mit einem zur Abschirmung dienenden Ansatzzylinder versehen
ist, der seinerseits auf ein mit dem Quetschfuß verschmolzenes Glasrohr aufgeschoben go
ist. In ähnlicher Weise ist die Anode 6 ausgebildet. Der mit ihr verbundene, in Richtung
auf die Mosaikplatte weisende ebenfalls metallische Zylinder ist auf ein Glasrohr aufgeschoben,
welches bei 7 mit der Röhrenwandung verschmolzen ist. Der Anodenbelag 4 erstreckt sich bis in das Innere dieses
Glasrohres und stellt hier den Kontakt mit der Anode 6 her. Bei der dargestellten Anordnung
ist der Isolationsweg zwischen der Kathode und dem Wehneltzylinder 5 einerseits und der Anode 6 andererseits (zwischen
diesen beiden Teilen liegt die Hochspannung) sehr groß, so daß keine Überschläge zu befürchten
sind. Die Konzentration und die Ablenkung des Elektronenbündels erfolgen mit Hilfe von Magnetspulen, die der Übersichtlichkeit
halber nicht dargestellt sind.
Claims (3)
- PATENTANSPRÜCHE:I. Verfahren zum Betrieb von Bildspeicherröhren, vorzugsweise mit einseitiger Speicherelektrode, bei dem die Zahl der durch den Abtaststrahl auf der Speicherelektrode ausgelösten Sekundärelektronen größer als die Zahl der auftreffenden Primärelektronen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Auftreffgeschwindigkeit des Abtaststrahls und bzw. oder die Oberfläche der Speicherelektrode derart gewählt sind, daß die Zahl der ausgelösten Sekundärelektronen weniger alsdas Doppelte der auftreffenden Primärelektronen beträgt.
- 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Zahl der ausgelösten Sekundärelektronen zur Zahl der auftreffenden Primärelektronen möglichst nahe an ι liegt, im wesentlichen kleiner als 1,2 ist.
- 3. Anordnung für das Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wehneltzylinder des Strahlerzeugungssystems mit einem zur Abschirmung dienenden zylindrischen Ansatz versehen ist, der auf ein mit dem Quetschfuß verschmolzenes Glasrohr aufgeschoben ist.Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:österreichische Patentschrift Nr. 148648; französische Patentschrift Nr. 794026; französische Zusatzpatentschrift Nr. 48 537; britische Patentschriften Nr. 369 832, 419452, 446661.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen© 5810 2.54
Priority Applications (2)
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AT148648B (de) * | 1934-07-14 | 1937-02-10 | Telefunken Gmbh | Fernsehbildzerleger. |
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-
1938
- 1938-03-29 DE DEF84736D patent/DE753637C/de not_active Expired
-
1939
- 1939-03-28 FR FR852251D patent/FR852251A/fr not_active Expired
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR852251A (fr) | 1940-01-27 |
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