DE757332C

DE757332C - Speichernde Bildsenderoehre mit elektronendurchlaessiger Mosaikelektrode

Info

Publication number: DE757332C
Application number: DEE49220D
Authority: DE
Inventors: Hans Gerhard Lubszynski
Original assignee: EMI Ltd
Current assignee: EMI Ltd
Priority date: 1936-01-16
Filing date: 1937-01-17
Publication date: 1952-03-03
Also published as: GB469033A; US2280922A

Description

AUSGEGEBEN AM 3. MÄRZ 1952

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 a¹ GRUPPE 32

E 49220 VIII a /21a¹

Nachträglich gedruckt durch das Deutsche Patentamt in München

(§ 20 des Ersten Gesetzes zur Änderung und Überleitung von Vorsdiriften auf dem Gebiet des gewerblichen Rechtsschutzes vom 8. Juli 1949)

Hans Gerhard Lubszynski, Hillingdon, Middlesex, England

ist als Erfinder genannt worden

Electric Sd Musical Industries Ltd., Hayes, Middlesex, England

Speichernde Bildsenderöhre mit elektronendurchlässiger

Mosaikelektrode

Patentiert im Deutschen Reich vom 17. Januar 1937 an Patenterteilung bekanntgemacht am 19. Oktober 1Θ44

Die Priorität der Anmeldung in Großbritannien vom 16. Januar und 10. Dezember 1936

ist in Anspruch genommen

Es ist eine Bildsenderöhire mit elektrönendurchlässiger Mosaikelektrode bekannt, bei welcher der abtastende Kathodenstrahl durch die Ladungen der Mosaikelemente intensitätsgesteuert wird. Hinter dar Mosaikelektrode ist eine Auffangelektrode vorgesehen, die sowohl den intensitätsgesteuerten Kathodenstrahl als auch die durch den Bildwurf ausgelösten Photoelektronen aufnimmt.

Auch ist bereits eine Bildsenderöhre mit anschließendem S ekundärelektronenvervielfacher vorgeschlagen worden.

Bei einer speichernden Bildsenderöhre mit elektronendurchlässiger Mosaikelektrode, bei der der optische Bildwurf und die Kathoden-Strahlabtastung auf der gleichen Seite der Mosaikelektrode zur Wirkung kommen und der durch die Ladungen der Mosaikelektrode

in seiner Dichte modulierte Abtastkathodenstrahl eine hinter der Mosaikelektrode angeordnete Auffangelektrode trifft, ist erfindungsgemäß auf der Bildwurf- und Abtastseite der Mosaikelektrode, und zwar in deren unmittelbarer Nähe, eine gitterförmige Absaugelektrode für die Photoelektronen vorgesehen, während der modulierte Abtastkathodenstrahl von einer hinter der Mosaikelektrode liegenden Elektrode aufgenommen wird, die gleichzeitig die erste Prallelektrode eines Sekundärelektronenvervielfachers bildet. Dies hat den Vorteil, daß durch die gitterförmige Absaugelektrode der der mittleren BiIdhelligkeit entsprechende Gleichstrom von dem Abtaststrahlstrom getrennt wird und dadurch keine unnötige schädliche Belastung des anschließenden Vervielfachers auftreten kann, wie es der Fall sein würde, wenn man bei der bekannten Bildsenderöhre mit elektronendurchlässiger Mosaikelektrode an der Stelle der Auffangelektrode die erste Prallelektrode des Vervielfachers anbringen würde. Beträgt in diesem Fall z. B. der der mittleren BiIdhelligkeit entsprechende Photoelektronenstrom nur V₂ mA, so ergibt sich bereits bei einer tausendfachen Verstärkung durch den Vervielfacher ein Ausgangsstrom von V.·, A. Abgesehen davon, daß durch diesen Strom, wie schon erwähnt, der Vervielfacher stark belastet wird, muß dieser auch noch vom Xetzanschlußgerät geliefert werden, und außerdem bewirkt er ein sehr starkes Rauschen, was auf jeden Fall unerwünscht ist. Es ist nun zwar bekannt, bei doppelseitigen, für Elektronen undurchlässigen Mosaikelektroden zum Absaugen der durch den Bildwurf ausgelösten Photoelektronen ein besonderes Gitter vorzusehen, jedoch hat dieses Gitter nicht die erfindungsgemäße Wirkung, denn weder weist die dort beschriebene BiIdsenderöhre eine anschließende Vervielfachung auf, noch würde, wenn dies der Fall wäre, dieses Gitter irgend etwas dazu beitragen, um den der mittleren Bildhelligkeit entsprechenden Strom vom Vervielfacher fernzuhalten, weil die Mosaikelektrode undurchlässig ist und daher auch beim Fehlen dieses Gitters die Photoelektronen nicht in den Vervielfächer gelangen können. Das der Erfindung zugrunde liegende Problem, nämlich bei durchlässigen gitterförmigen Mosaikelektroden den der mittleren Bildhelligkeit entsprechenden Strom von dem anschließenden Vervielfacher fernzuhalten, wird durch die bekannte Anordnung nicht gelöst.

Wenn es gewünscht wird, kann gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung zwischen der Mosaikelektrode und dem anschließenden Sekundärelektronenvervielfacher ein elektrostatischer Schirm angeordnet werden.

Der Kathodenstrahl wird durch gebräuchliche Mittel, etwa durch magnetische Ablenkspulen, i über den Mosaikschirm abgelenkt. j Die Anordnung der Prallelektroden und j Sammelelektroden, die den Elektronenvervielfacher bilden, kann so sein, daß sie einen sog. Reihenvervielfacher oder einen Pendel ver vi el fächer bi 1 den.

Die .Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher beschrieben. Es sind zwei Ausführungsbeispiele dargestellt.

Die in Abb. 1 schematisch dargestellte ' Bildsenderöhre enthält eine Mosaikelektrode 3, ' deren Mosaikelemente 9 lichtempfindlich sind.

Der abtastende Kathodenstrahl wird in dem Strahlerzeuger 4 erzeugt, der aus einer ■ Kathode 5 und zwei Anoden 6 und 7 besteht, die, wenn sie auf geeigneten Potentialen gehalten werden, als Elektronenlinse wirken, so daß die von der Kathode ausgehenden Elektronen auf die Mosaikelektrode 3 fokussiert werden. Die Mosaikelektrode 3 ist innerhalb der Röhre so angeordnet, daß ihre lichtempfindliche Seite der Kathode 5 gegenübersteht. Auf derselben Seite der Mosaikelektrode ist eine Sammelelektrode 10 aus einem feinmaschigen Drahtnetz angeordnet. Diese soll die von dem Mosaikschirm ausgelösten Photoelektroiien aufnehmen. Auf der anderen Seite von dem Mosaikschirm ist ein elektrostatischer Schirm 11 angeordnet. Ferner ist unter einem Winkel zum unabgelenkten Kathodenstrahl eine erste Prallelektrode angeordnet, so daß die Elektronen, die durch die Mosaikelektrode hindurchfliegen, diese erste Prallelektrode 12 treffen. Es können auch Mittel vorgesehen sein, um diese Elektronen auf die erste Prallelektrode zu fokussieren. Die Elektrode 11 soll die Prallelektrode 12 elektrostatisch gegen die Mosaikelektrode 3 abschirmen. Die Sekundärelektronen, die von der Elektrode 12 ausgehen, können entweder direkt von einer Sammelelektrode aufgenommen werden, oder al>er weiter vervielfacht werden. In dem in Abb. 1 dargestellten Beispiel treffen die von der Elektrode 12 ausgehenden Sekundärelektronen auf die Elektrode 13 auf und lösen dort abermals Sekundärelektronen aus. Die letz- no teren werden von einer Sammelelektrode 14 aufgenommen.

Die Anordnung kann auch so getroffen werden, daß die Geschwindigkeit der Strahlelektronen herabgesetzt wird, bevor der Kathodenstrahl die Mosaikelektrode 3 erreicht. Dadurch nimmt die Empfindlichkeit, mit der die Intensität des Strahlers durch die Mosaikelemente gesteuert wird, zu. Dies kann z. B. durch ein Gitter, das in der Abbildung nicht enthalten ist, geschehen. Dieses Gitter ist vor der Mosaikelektrode angeordnet

und wird auf einem geeigneten niedrigen Potential gehalten. Das Abbremsen der Elektronen kann aber auch dadurch erreicht werden, daß Mittel vorgesehen sind, um das beim Abtasten hergestellte Gleichgewichtspotential der Mosaikelemente in der Nähe des Kathodenpotentials zu halten.

Der in Abb. ι schematisch dargestellte Sekundärelektronenvervielfacher kann natürlieh noch mit den bei derartigen' Vervielfachern üblichen Hilfseinrichtungen versehen werden. Zum Beispiel ist es bei einem mehrstufigen Sekundärelektronenvervielfacher möglich, elektrostatische oder elektromagne-

ig tische Mittel vorzusehen, um die auf einer Prallelektrode ausgelösten Elektronen auf die folgende zu fokussieren. In dem in der Abbildung dargestellten Ausführungsbeispiel werden zu diesem Zweck elektromagnetische Mittel, die durch die Spulen ij und i8 angedeutet sind, verwendet.

Die erfindungsgemäße Bildsenderöhre arbeitet wie folgt: Die Sammelelektrode io, der Schirm ii und die Elektroden 12, 13 und 14 des Sekundärelektronenvervielfachers werden alle auf positiven Potentialen gegenüber der Kathode gehalten. Dabei nehmen die positiven Potentiale der Vervielfacherelektroden von einer zu der folgenden um einen geeigneten Betrag in der Richtung von der ersten Prallelektrode 12 zu der Sammelelektrode 14 zu. Der äußere Kreis der letzteren enthält einen Widerstand 19, an dem die Bildsignale abgenommen werden.

Von dem zu übertragenden Gegenstand wird ein optisches Bild auf die lichtempfindliche Seite der Mosaikelektrode 3 mittels einer Linse 20 geworfen. Wenn der Kathodenstrahl die Mosaikelektrode 3 abtastet, werden die auf den einzelnen Mosaikelementen aufgespeicherten elektrostatischen Ladungen neutralisiert, die Mosaikelemente werden durch,den Abtastvorgang auf ein bestimmtes Gleichgewichtspotential gebracht, so- daß der Kathodenstrahl nach Maßgabe der auf den Elementen befindlichen Ladungen in seiner Intensität gesteuert wird. Der Teil des Kathodenstrahls, der die Mosaikelektrode 3 durchdringt, trifft auf. die erste Prallelektrode 12. Dort löst er Sekundärelektronen aus, die in der dargestellten Anordnung, z. B.

in einer Stufe, nochmals vervielfacht werden, bevor sie die Sammelelektrode erreichen.

Die von den Mosaikelementen festgehaltenen Ladungen können ruhig langsam abwandern, ohne daß ein Nachteil entsteht. Es können dann leicht im wesentlichen alle emittierenden Photoelektronen von der Sammelelektrode aufgenommen werden.

Der in Abb. 1 dargestellte Vervielfacher ist ein sog. Reihenvervielfacher. Die Ausj führung der Erfindung, die in Abb. 2 dargestellt ist, enthält einen sog. Pendelvervielfacher. Die Einrichtung zur Erzeugung des Kathoden-Strahls, der Mosaikscbirm, die Elektroden 10 und 11 sind die gleichen wie bei der in Abb. 1 dargestellten Anordnung. Nachdem der Kathodenstrahl durch die Ladungen der Mosaikelektrode 3 moduliert wurde, passiert er eine Elektrode 21 mit einer Blendenöffnung. Die Elektrode 21 ist parallel zu der Elektrode 22 angeordnet. Die beiden Elektroden 21 und 22 bilden die Auftreffelektroden des Elektronenvervielfachers. Die beiden Elektroden 21 und 22 werden auf geeigneten verhältnismäßig niedrigen positiven Potentialen gehalten und sind, wie aus der Abbildung ersichtlich, ist, mit einem Schwingungserzeuger, der in der Abbildung durch 23 angedeutet ist, in der Weise verbunden, daß ihre Potentiale im entgegengesetzten Sinn schwanken. Auf diese Weise werden die Elektronen veranlaßt, rasch nacheinander die beiden. Elektroden zu bombardieren. Bei jedem Bombardement findet eine Sekundärelektronenvervielfachung statt. Schließlich werden die Elektronen von einer Elektrode 24, die auf einem hohen positiven Potential gehalten wird, gesammelt.

Obwohl in der Beschreibung zwei Bilds-enderöhren als Ausführungsbeispiele beschrieben wurden, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern kann vielmehr zu sehr vielen anderen Zwecken und Einrichtungen verwendet werden. Beispielsweise kann die Sammelelektrode 14 der Abb. 1 durch einen Leuchtschirm ersetzt werden. In diesem Fall kann ein verstärktes Bild des auf der Mosaikelektrode 3 projizierten Gegenstandes auf dem Leuchtschirm erzeugt werden.

Bei den in Abb. 1 und 2 dargestellten Bildsenderöhren wurde das Bild schräg auf die Mosaikelektrode 3 projiziert, während die Richtung des unabgelenkten Kathodenstrahls senkrecht zu der Mosaikelektrode war. In manchen Fällen kann es jedoch vorteilhaft sein, das optische Bild im wesentlichen senkrecht auf die Mosaikelektrode zu projizieren und den abtastenden Kathodenstrahl schräg von der Seite auf den Schirm auftreffen zu lassen.

Bei dem in Abb. 2 dargestellten Pendelvervielfacher besteht die Möglichkeit, daß von den zwischen den Elektroden 21 und 22 hin und her fliegenden Elektronen einige durch, die Blendenöffnung der Elektrode 21 hindurchfliegen und verlorengehen. Wenn die Anordnung dagegen in der Weise abgeändert wird, daß das zu übertragende optische Bild senkrecht auf den Schirm projiziert wird, und der Kathodenstrahl schräg abtastet, dann kann dieser Verlust von Elek-

tronen dadurch verhindert werden, daß man in oder in der Nähe der Blendenöffnung von mehrere Streifen anbringt, die so geneigt sind, daß sie parallel zu dem abtastenden Strahl liegen. Der Kathodenstrahl, der beim Abtasten der Elektrode 3 moduliert wird, kann also durch diese jalousieartige Anordnung zwischen den einzelnen Streifen hindurch. Die Elektronen werden dann durch das Feld zwischen den Elektroden 21 und 22 beschleunigt. Sekundärelektronen, die von der Elektrode 22 zurückkommen, können nun aber nicht mehr durch die Blendenöffnung hindurch, da die Streifen geneigt sind. Sie treffen vielmehr auf die Streifen auf und lösen dort wieder Sekundär elektronen aus, die wieder gegen die Elektrode 22 beschleunigt werden. Auf diese Weise wird also verhindert, daß, wie es bei der Bauart gemäß Abb. 2

ao der Fall wäre, Sekundärelektronen, die von der Elektrode 22 kommen, die Blendenöffnung der Elektrode 21 passieren können.

Claims

Patentansprüche:

i. Speichernde Bildsenderölire mit elektronendurchlässiger Mosaikelektrode, bei der der optische Bildwurf und die Kathodenstrahlabtastung auf der gleichen Seite der Mosaikelektrode zur Wirkung kommen, und der durch die Ladungen der Mosaikelektrode in seiner Dichte modulierte Abtastkathodenstrahl eine hinter der Mosaikelektrode angeordnete Auffangelektrode trifft, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Bildwurf- und Abtastseite der Mosaikelektrode, und zwar in deren unmittelbarer Nähe, eine gitterförmige Absaugelektrode für die Photo

elektronen vorgesehen ist, während der modulierte Abtastkathodenstrahl von einer hinter der Mosaikelektrode liegenden Elektrode aufgenommen wird, die gleichzeitig die erste Prallelektrode eines Sekundärelektronenvervielfachers bildet.

schräg auf die
2. Bildsenderöhre nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Mosaikelektrode und der ersten Prallelektrode eine Schinnelektrode angeordnet ist.
3. Bildsenderöhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärelektronenvervielfacher ein ein- oder mehrstufiger Reihenvervielfacher ist.
4. Bildsenderöhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärelektronenvervielfacher ein Pendelvervielfacher ist.
5. Bildsenderöhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildwurf senkrecht auf die Mosaikelektrode erfolgt und der Kathodenstrahl
Mosaikelektrode auftrifft.
6. Bildsenderöhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Mosaikelektrode und der ersten Prallelektrode Mittel zur Fokussierung der Elektronen vorgesehen sind.
7. Bildsenderöhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Abtaststrahlelektronen vor der Mosaikelektrode herabgesetzt wird.
8. Bildsenderöhre nach den Ansprüchen i, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abtastkathodenstrahl schräg in den Pendelvervielfacher durch eine jalousieartig ausgebildete Elektrode einfällt.
9. Abänderung einer Bildsenderöhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Sekundärelektronenvervielfacher an Stelle einer Sammelelektrode ein Leuchtschirm angeordnet ist.

Zur Abgrenzung des Ernndungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

Französische Patentschriften Nr. 676 546,

768473, 772 911;
USA.-Patentschrift Nr. 1 903 569.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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