DE885566C - Double-sided storage electrode for image converter tubes in television systems or the like. - Google Patents
Double-sided storage electrode for image converter tubes in television systems or the like.Info
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Description
(WiGBL S. 175)(WiGBL p. 175)
AUSGEGEBEN AM 6. AUGUST 1953ISSUED AUGUST 6, 1953
C 3125 Villa/2i a1 C 3125 Villa / 2i a 1
in Fernsehanlagen od. dgl.in television systems or the like.
ist in Anspruch genommenis used
Die Erfindung bezieht sich auf Speicherelektroden, die in Bildwandleraufnahmeröhren für Fernsehanlagen od. dgl. verwandt werden, und sie betrifft Speicherelektroden von doppelseitigem Typ.The invention relates to storage electrodes used in image converter pick-up tubes for Television equipment or the like, and it relates to storage electrodes of double-sided type.
Es wurde früher vorgeschlagen, eine Speicherelektrode für Fernsehaufnahmeröhren zu verwenden, die einen dünnen Metallfilm im Kontakt mit einer Seite eines dünnen Belages von isolierendem Material enthält und bei der im Betrieb Primärelektronen von einer p'hotoempfindlichen Kathode aus den Metallfilm durchdringen und Sekundärelektronen in dem isolierenden Material auslösen, die von der unbedeckten Seite weg beschleunigt werden. Bei dieser Anordnung ist es schwierig zu erreichen, daß die auf die Metallschicht auftreffenden Primärelektronen nicht durch das Metall und die isolierende Schicht hindurchdringen und so in Verbindung mit den ausgelösten Sekundärelektronen einen zerstörenden Effekt auf das Bildsignal ausüben, wenn die isolierende Seite der Speicherelektrode von einem Elektronenstrahl mit niedriger Geschwindigkeit abgetastet wird und das Signal von dem von der Speicherelektrode zurückkehrenden Abtaststrom abgenommen wird. Bei einem weiteren ähnlichen Vorschlag wird der dünne Metallfilm vor as einer Seite einer dünnen Glasschicht angebracht; bei diesem Vorschlag besteht ebenfalls die Möglichkeit, daß Primärelektronen, die auf den MetallfilmIt has previously been proposed to use a storage electrode for television pickup tubes, which has a thin metal film in contact with one side of a thin layer of insulating material Contains material and when in operation primary electrons from a photosensitive cathode penetrate from the metal film and release secondary electrons in the insulating material, which are accelerated away from the uncovered side. With this arrangement it is difficult to achieve that the primary electrons impinging on the metal layer do not pass through the metal and penetrate the insulating layer and so in connection with the released secondary electrons exert a damaging effect on the image signal when the insulating side of the storage electrode is scanned by a low speed electron beam and the signal is drawn from the scanning current returning from the storage electrode. With another Similar proposal is the thin metal film before as attached to one side of a thin sheet of glass; With this proposal there is also the possibility of that primary electrons that hit the metal film
auftreffen, vollständig die Speicherelektrode durchdringen und auf der unbedeckten Glasseite erscheinen, wo die Sekundärelektronen befreit werden. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es u. a., diese Schwierigkeit zu überwinden.hit, completely penetrate the storage electrode and appear on the uncovered side of the glass, where the secondary electrons are released. The object of the present invention is, inter alia, to overcome this difficulty.
Erfindungsgemäß wird eine Speicherelektrode für Bildwandleraufnahmeröhren in Fernsehanlagen od. dgl. vorgeschlagen, die aus einer dünnen Metallschicht, einem dünnen Halbkiterbelag und einem ίο dünnen, vorzugsweise isolierenden Belag zusammengesetzt ist, der Sekundärelektronen aussenden kann und 'ZWischen dem metallischen und dem Halbleiterbelag (ζ. B. Glasbelag) angebracht ist.According to the invention, a storage electrode for image converter pick-up tubes in television systems Od. Like. Proposed, which consists of a thin metal layer, a thin half-kit and a ίο composed of thin, preferably insulating covering that can emit secondary electrons and 'between the metallic and the semiconductor coating (ζ. B. Glass covering) is attached.
Bei der Anordnung der erfindungs gemäßen doppelseitigen Speicherelektrode in einer Bildwandleraufnahmeröhre fällt auf die dünne Metallschicht das Elektronenbild des zu übertragenden Bildes, und der dünne Halbkiterbelag wird von einem Elektronenstrahl abgetastet, nachdem durch die Wirkung des ,sekundäremittierenden Belages, der zwischen dem metallischen und dem Halbleiterbelag angebracht ist, auf ihm ein Potentialmuster entstanden ist.When arranging the fiction, contemporary double-sided Storage electrode in an imager pick-up tube falls onto the thin metal layer the electron image of the image to be transferred, and the thin half-kiter coating is from one Electron beam scanned after by the action of the secondary emitting coating, the is attached between the metallic and the semiconductor coating, a potential pattern is created on it is.
Die Erfindung vermeidet die oben erwähnte Schwierigkeit dadurch, daß die Elektronengeschwindigkeiten in. der Speicherelektrode so weit herabgesetzt werden, daß es für Primärelektronen unmöglich ist, an der Seite der Speicherelektrode zu ■ erscheinen, die von dem Elektronenstrahl abgetastet wird, obwohl Sekundärekktronen an der Zwischenfläche ausgelöst worden sind.The invention avoids the above-mentioned problem by reducing the electron velocities in. The storage electrode are reduced so far that it is impossible for primary electrons is to appear on the side of the storage electrode that is scanned by the electron beam although secondary electrons have been triggered at the interface.
Die Erfindung wird im folgenden mehr in Einzelheiten beschrieben unter Bezugnahme auf die Zeichnung, die ein Ausfü'hrungsbeispiel der Erfindung zeigt. Die in der Zeichnung dargestellte Fernsehaufnahmeröhre enthält eine homogene, durchsichtige Bhotokathode 1, die auf der Innenseite des Röhrenfensters angebracht ist, und eine Elektrode 2, die parallel zur Photokathode angeordnet ist und einen Zwischenraum von etwa 3 mm von ihr hat. In Abänderung dessen kann irgendeine übliche Methode zur Herstellung eines Elektronenbildes angewandt werden. Die Elektrode 2 ist aus einem sehr dünnen Metallfilm 3 hergestellt, der auf einer isolierenden Schicht 4, z. B. Aluminiumoxyd, aufgebracht ist. Der Metallfilm 3 und die Schicht 4 werden von einer dünnen Halbkiterglasplatte 5 getragen, die ähnlich der ist, die in einer Röhre vom Typ »Image Orthikon« gebraucht wird. Auf der anderen Seite der Elektrode ist/ein Strahkrzeugungssystem 6 mit einem Elektronenvervielfacher 7 'für den Rücklauf strom vorgesehen. Ein Verzögerungssystem 8 kann auch vorhanden sein, welches mittels Geschwindigkeitsaussortierüng verhindern soll, daß der von den schwarzen Bildelementen zurückkommende Strom in den Vervielfacher 7 eintritt. Die Arbeitsweise dieses Verzögerungssystems ist an anderer Stelle beschrieben. Eine Elektromagnetspule 9, die ein magnetisches Längsfeld erzeugt, umgibt den Röhrenkolben. Ferner sind Ablenkspulen 10 vorgesehen. Die Elektronen von der Photokathode 1 durchdringen den Metallfilm 3 und kommen in der isolierenden Schicht 4 zur Ruhe, kurz vor der Oberfläche, die dem Metallfilm 3 abgewandt ist; dabei lösen sie Sekundärekktronen aus, die der Halbleiterglasplatte 5 eine örtliche negative Ladung geben. So erzeugt ein weißer Bildpunkt eine negative Ladung auf der abgetasteten Seite der Glasschicht, während ein schwarzer Bildpunkt keine Potentialveränderung hervorruft. Bei dieser An-Ordnung ist es für die Photoekktronen oder die ausgelösten Sekundärekktronen unmöglich, durch das Glas in den evakuierten Raum dahinter einzudringen. The invention will be described in more detail below described with reference to the drawing, which shows an exemplary embodiment of the invention shows. The television pickup tube shown in the drawing contains a homogeneous, transparent one Bhotocathode 1, which is on the inside of the tube window is attached, and an electrode 2, which is arranged in parallel with the photocathode and a Has a gap of about 3 mm from it. Any other common method may be used as a change can be used to produce an electron image. The electrode 2 is made of a very thin one Metal film 3 is made, which is deposited on an insulating layer 4, e.g. B. aluminum oxide is applied. The metal film 3 and the layer 4 are supported by a thin half-kit glass plate 5, which is similar is the one that is used in a tube of the "Image Orthicon" type. On the other side of the electrode is / a jet generation system 6 with a Electron multiplier 7 'provided for the return current. A delay system 8 can also be present, which is to prevent by means of speed sorting out that of the black picture elements returning stream enters the multiplier 7. The way of working this delay system is described elsewhere. An electromagnetic coil 9, which is a Generates a longitudinal magnetic field, surrounds the tube piston. Deflection coils 10 are also provided. The electrons from the photocathode 1 penetrate the metal film 3 and come into the insulating Layer 4 at rest, just before the surface facing away from the metal film 3; included they trigger secondary electrons which give the semiconductor glass plate 5 a local negative charge give. A white pixel creates a negative charge on the scanned side of the glass layer, while a black pixel does not cause any change in potential. With this arrangement it is impossible for the photoelectrons or the triggered secondary crowns to pass through to penetrate the glass into the evacuated space behind it.
Die Abtastung der Speicherelektrode wird in ähnlicher Weise wie bei einer Röhre vom Image-Orthikon-Typ durchgeführt. Aber statt daß der Elektronenstrahl auf die Geschwindigkeit ο Volt verzögert wird, trifft er die Speicherelektrode mit einer Geschwindigkeit von etwa 20 bis 50 Volt, wobei er mehr als ein Sekundärelektron je Primärelektron auslöst und so die Speicherelektrode auf ein Gleiohgewichtspotential bringt, das nahezu gleich dem der letzten Anode ist. Dadurch, daß der Elektronenstrahl nicht mit der Geschwindigkeit Null auftrifft, wird die Fokussierung verbessert und auch die Tendenz des Strahles, in der Nähe von Stellen hoher Beleuchtung im Bild zu defokussieren, verringert.The scanning of the storage electrode is performed in a manner similar to that of an image orthicon type tube carried out. But instead of letting the electron beam speed ο volts is delayed, it hits the storage electrode at a speed of about 20 to 50 volts, whereby it triggers more than one secondary electron per primary electron and thus opens the storage electrode brings a balance weight potential that is almost equal to that of the last anode. Because the If the electron beam does not strike at zero velocity, the focus is improved and also the tendency of the beam to defocus near areas of high lighting in the image, decreased.
Da das Röhrengehäuse von einem magnetischen Längsfeld umgeben ist, sind Sekundärekktronen, die von dem Abtaststrom ausgelöst werden, nicht in der Lage, als Regen von Sekundärekktronen auf die Speicherelektrode zurückzukehren, und infolgedessen sind die Störsignale von vernachlässigbarer Größe, wenn sie überhaupt vorhanden sind. Diese Sekundärelektronen kehren vielmehr zu dem Strahkrzeugungsende der Röhre zurück, wo sie veranlaßt werden können, in den Sekundärekktronenverstärker 7 einzudringen. Wenn die Röhre einen Überschuß an Licht auf der Photokathode empfängt, kann das Potential der Speicherelektrode so negativ werden, daß das Bild verschwindet, da es für den Abtaststrahl unmöglich ist, sie zu erreichen. Aber der Toleranzbereich ist viel größer als beispielsweise beim Orthikon, da die mittlere Potentialveränderung der Speicherelektrode größer ist.Since the tube housing is surrounded by a longitudinal magnetic field, secondary crowns, triggered by the sensing current, unable to act as a rain of secondary electrons return the storage electrode, and consequently the noise is negligible Size, if they exist at all. Rather, these secondary electrons return to that Beam generating end of the tube back where they can be induced into the secondary electron amplifier 7 penetrate. If the tube receives an excess of light on the photocathode, the potential of the storage electrode become so negative that the image disappears as it is impossible for the scanning beam is to achieve them. But the tolerance range is much larger than, for example, with the Orthicon, since the mean change in potential of the storage electrode is greater.
Eine Abhilfe gegen solch ein Verschwinden des Bildes ist entweder ein negativer Impuls, der an die Kathode des Strahkrzeugungssystems gelegt wird, oder ein positiver Impuls, der an den dünnen Metallfilm auf der Glasplatte gelegt wird.A remedy for such a disappearance of the picture is either a negative impulse that is sent to the Cathode of the beam generating system is placed, or a positive pulse applied to the thin metal film is placed on the glass plate.
Statt die Bildsignale von dem Rücklaufstrom mittels des Vervielfachers 7 herzuleiten, kann die Röhre mit kapazitiver Ableitung der Bildsignale von dem Metallfilm 3 auf der Glasplatte betrieben werden, wobei diese als Signakkktrode dient, obgleich die Erdkapazität dieser Elektrode über die Photokathode wahrscheinlich bedeutend höher sein 120' würde.Instead of the image signals from the return stream to derive by means of the multiplier 7, the tube with capacitive derivation of the image signals operated by the metal film 3 on the glass plate, this serving as a signal electrode, although the earth capacitance of this electrode via the photocathode is likely to be significantly higher 120 ' would.
Die Abtastung der Speicherelektrode und die· Herkitung des Bildsignals ist an anderer Stelle ausführlicher beschrieben.The scanning of the storage electrode and the generation of the image signal are elsewhere described in more detail.
Die Speicherelektrode nach vorliegender Erfindung muß nicht notwendigerweise die in der Zeich-The storage electrode according to the present invention does not necessarily have to be the one shown in the drawing
nung angegebene Form haben, sondern es sind verschiedene Konstruktionen möglich.tion have specified shape, but there are different constructions possible.
Entsprechend einem Ausführungsbeispiel derAccording to an embodiment of the
Erfindung wird ein Aluminiumhäutchen parallel und nahe an eine sehr dünne Glasplatte angelegt.In accordance with the invention, an aluminum membrane is placed parallel to and close to a very thin glass plate.
Die Seite des Aluminiums, die dem Glas am nächsten ist, ist überzogen mit einem Metall von hohem Sekundäremi ssionskoeffizienten.The side of the aluminum closest to the glass is coated with a high metal Secondary emission coefficient.
Das Aluminiumhäutchen ist der PhotokathodeThe aluminum membrane is the photocathode
ίο zugewandt, und die Photoelektronen, die sich mit hoher Geschwindigkeit bewegen, durchdringen den Aluminiumfilm und werden auf der Grenzfläche des stark sekundäremittierenden Überzugs aufgehalten, wobei sie eine reichliche Menge Sekundärelektronen auslösen. Diese treffen auf die Glasplatte, die etwa 0,005 mm Abstand von dem sekundäremittierenden Überzug hat und streuen so nicht merklich. Damit erscheint eine negative Ladung auf der Glasplatte, dort, wo ein Lichtraster auf der Photokathode besteht.ίο facing, and the photoelectrons moving at high speed penetrate the aluminum film and are stopped on the interface of the highly secondary emissive coating, releasing a copious amount of secondary electrons. These hit the glass plate, which is about 0.005 mm away from the secondary emitting coating, and so do not noticeably scatter. This creates a negative charge on the glass plate where there is a light grid on the photocathode.
Bei einer zweiten Aufführungsmöglichkeit der Erfindung wird die Glasplatte auf einer Seite mit einem zellenförmigen amorphen Belag von Aluminiumoxyd in "bekannter Weise überzogen, und ein Aluminiumfilm wird auf den Oxydbelag aufgebracht mittels Verfahren, die denen zur Herstellung eines metallisierten Fluoreszenzschirmes ähnlich sind.In a second performance of the invention, the glass plate is on one side with a cellular amorphous coating of aluminum oxide coated in "known manner," and a Aluminum film is applied to the oxide coating using processes similar to those used to manufacture a metallized fluorescent screen are similar.
Dies würde es ermöglichen, daß der Glasfilm dasThis would allow the glass film to do the
Aluminium trägt, aber es ergäbe sich ein kleinerer Wirkungsgrad, da die Zwischenräume in dem zellenförmigen Aluminiumoxyd nur 40 bis 50% der überzogenen Fläche betragen. Dadurch würde etwa die Hälfte der Photoelektronen nicht zum Signal beitragen, und so würde diese Speicherelektrodenart in dieser Hinsicht nicht besser sein als das Image-Orthikon.Aluminum carries it, but it would result in a lower efficiency because the gaps are in the cellular Aluminum oxide amount to only 40 to 50% of the coated area. This would be about half of the photoelectrons do not contribute to the signal, and so would this type of storage electrode no better than the Image Orthicon in this respect.
Die Speicherelektrode gemäß der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung hat die folgenden Vorteile im Vergleich zu dem Typ einer Speicherelektrode, wie sie in der Image-Orthikon-Aufnahmeröhre verwandt wird.The storage electrode according to the first embodiment of the present invention has the following Advantages compared to the type of storage electrode used in the Image Orthicon pickup tube is used.
1. Der ganze Photostrom wird verwandt, und es tritt kein 50%iger Verlust durch die undurchsichtigen Gitterdrähte ein wie beim Image-Orthikon (die zweite abgeänderte Konstruktion, die oben beschrieben wurde, hat diesen Vorteil aus oben angeführten Gründen nicht).1. All the photocurrent is used and it there is no 50% loss through the opaque grid wires as with the Image-Orthicon (The second modified construction, described above, has this advantage of the above Reasons not).
2. Der Mechanismus der Auslösung von Sekundärelektronen durch Aufhalten der Primärelektronen an der Grenzfläche ist sehr wirkungsvoll, und es wird ein großer Vervielfachungsfaktor erreicht.2. The mechanism of releasing secondary electrons by stopping the primary electrons at the interface is very effective and a large multiplication factor is achieved.
3. Da die Glasplatte in einem sehr geringen Abstand zur sekundäremittierenden Oberfläche angebracht ist, genügt eine Potentialdifferenz von r oder 2 Volt zwischen Glasplatte und Isolatorschicht zur Sättigung dieser Emission und zur Verhinderung des Nachzieheffektes eines negativen Nachbildes, der bei dem Image-Orthikon bei hohen Lichtwerten erkennbar ist. Dadurch ist der Kon-3. Because the glass plate is at a very short distance from the secondary emitting surface is appropriate, a potential difference of r is sufficient or 2 volts between the glass plate and the insulator layer to saturate this emission and prevent it of the trailing effect of a negative afterimage, which is the case with the image orthicon at high Light values is recognizable. As a result, the con-
6ü trast größer, und es ergeben sich weniger Streuschatten durch die Zurücktreibung der Elektronen über die Speicherelektrode bei hoher Beleuchtung als bei dem Image-Orthikon.6ü tears more, and there are fewer scattered shadows due to the driving back of the electrons over the storage electrode with high illumination than with the image orthicon.
Hauptnachteil der vorliegenden Erfindung ist es, daß die automatische Regelung des Potentials der Glasspeicherelektrode in bezug auf die kapazitive Elektrode geringer ist als für einen stabilen Betrieb bei allen Lichtverhältnissen wünschenswert wäre, und daß es möglich ist, daß die Speicherelektrode so negativ wird, daß der Abtaststrom sie nicht erreicht. Jedoch wird in diesem Fall die Erscheinung, daß die Glasplatte in bezug auf den Aluminiumbelag negativ wird, dazu führen, die durch die Sekundäremission infolge des Auftreffens der Photoelektronen entstandene Vorspannung zu beseitigen und so mitzuhelfen, daß der Abtastmechanismus wirkungsvoll arbeitet.The main disadvantage of the present invention is that the automatic control of the potential of the Glass storage electrode with respect to the capacitive electrode is smaller than for stable operation would be desirable in all lighting conditions, and that it is possible that the storage electrode becomes so negative that the sample current does not reach it. However, in this case the phenomenon that the glass plate is negative with respect to the aluminum coating, lead to the eliminate the secondary emission resulting from the photoelectron impact and to help make the scanning mechanism work effectively.
Claims (11)
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