DE886607C

DE886607C - Fernsehaufnahmeroehre mit doppelseitiger Speicherelektrode

Info

Publication number: DE886607C
Application number: DEC3692A
Authority: DE
Inventors: George Stanley Perciva Freeman
Original assignee: Cinema Television Ltd
Current assignee: Cinema Television Ltd
Priority date: 1949-06-29
Filing date: 1951-01-20
Publication date: 1953-08-17
Also published as: US2587830A; FR1030885A; DE910311C; GB675608A

Description

Die Erfindung enthält Verbesserungen von Fernsehaufnahmeröhren O'd. dgl. und bezieht sich insbesondere auf Fernsehaufnahmeröhren nach der Art der gleichachsigen Eilidwandler-Bildspeicher-Röhren, bei denen das zu übertragende Elektronenabbild des optischen Bildes auf eine doppelseitige Speicherelektrode scharf abgebildet wird.

Es ist vorgeschlagen worden, eine gleichachsige Bildwandler-Bildspeicher-Röhre mit einer doppelseitigen Speicherelektrode herzustellen, die eine dünne Metallschicht aufweist, welche auf der der Photokathode zugekehrten Seite eine dünne Schicht aus einem Isoliermaterial besitzt. Dieser Isolator wird durch die Sekundäremission aufgeladen, die von den Photoelektronen ausgelöst wird, welche von der Photokathode emittiert werden, und auf den Isolator elektronenoptisch scharf gebündelt auftreffen. Auf diese Weise entsteht auf der Speicherelektrode ein Ladungsbild, das gespeichert wird. Dieses Ladungsbild wird durch einen Abtaststrahl von hoher Geschwindigkeit 'entladen, der sowohl das Metall als auch die isolierende Schicht durchdringt und eine örtlich begrenzte Leitung durch den Isolator verursacht. Da jedes Element der Speicherelektrode vom Abtaststrahl durchdrungen wird, fließt die aufgespeichertei Ladung in die Metallschicht und von dort zum Eingangswiderstand des Anfangsverstärkers ab.

Die Schwierigkeit, die bei dieser Anordnung auftritt, hängt mit den Elektronen zusammen, die die Speicherelektrode gänzlich durchdrungen haben. Wenn diese Elektronen schnell genug sind, erreichen sie die Photokathode und lösen dort Sekundärelektronen aus, die wiederum die Speicherelektrode annähernd fokussiert erreichen, so daß ein weiteres Abtastbild¹ entsteht, das gegen das ur-

sprüngliche in geringem Maße phasenverschoben und wahrscheinlich verdreht ist; dabei entstehen Bildsignale, die eine entgegengesetzte Phase haben, wie die durch Abtastung des ursprünglichen Bildes erzeugten Signale. Wenn die durchdringenden Elektronen nicht so schnell sind, daß sie die Photokathode erreichen, kehren- sie irgendwo in der Röhre ihre Richtung um und gelangen auf die Speicherelektrode zurück, nicht scharf konzentriert, aber ίο doch in Gestalt eines Abtastbildes. In jedem Fall ergeben sich Nebenzeichen.

Hauptaufgabe der Erfindung ist es, die im vorigen Abschnitt erwähnten Schwierigkeiten zu vermeiden.

Erfindungsgemäß wird eine Fernsehaiufnahmeröhre vorgeschlagen mit einer doppelseitigen· Speicherelektrode, welche eine dünne halbleitende Schicht aufweist, die mit einer dünnen Isolierschicht auf der dem Strahlerzeugungssystem zugewandten Seite überzogen ist. Die Isolierschicht ist ihrerseits mit einer dünnen leitenden Schicht bedeckt.

Die Erfindung wird im folgenden eingehender beschrieben im Zusammenhang mit der Zeichnung.

Die Beschreibung gibt ein Ausfühnungsbeispiel der Erfindung an.

In der Zeichnung ist eine Fernsehaufnahmeröhre von der Art der Bildwandler-Bildspeicher-Röhren dargestellt, die in ihrem Kolben eine ebene Photokathode ι aufweist, auf der das optische Bild scharf abgebildet wird. Die Photoelektronen werden von der Kathode ι weg beschleunigt und mit Hilfe einer Zylinderspule 7 auf eine Speicherelektrode fokussiert, welche aus einer dünnen hälbleitenden Glasfolie 2 besteht. Diese ist auf der Seite, die dem Strahlerzeugungssystem 5 zugekehrt ist, mit einer sehr 'dünnen' Schicht 3 aus einem isolierenden Material, z. B. Quarz oder Magnesiumfluorid, überzogen. Auf der anderen Oberfläche dieses isolierenden Materials ist eine dünne Schicht 4 aus Aluminium oder Beryllium angebracht, welche dick genug ist, um elektrisch leitend zu sein, aber dünn genug, um leicht von Elektronen mit hoher Geschwindigkeit durchdrungen zu werden.

Es ist in der Technik bekannt, daß ein Isolator, der von einem Strahl schneller Elektronen durchdrungen und überquert wird, unter gewissen Bedingungen während des Durchganges der genannten schnellen Elektronen örtlich leitend wird und daß durch Anlegen geeigneter Spannungen an 'die Oberflächen des Isolators ein Verschiebungsstrom erzeugt werden, kann, der größer ist als der eindringende Strom. Diese Eigenschaft wird wie folgt nutzbar gemacht.

Die vor» der Kathode 1 ausgehenden Photoelektronen treffen mit einer Geschwindigkeit von etwa 2000 Volt gebündelt auf die halbleitende Glasschicht 2 und machen auf deren Oberfläche Sekundärelektronen frei. Diese Oberfläche muß für die Erzeugung einer hohen Sekundäremission in geeigneter Weise; behandelt sein. Die Sekundäremission verursacht eine positive Aufladung, welche durch Ableitung" auf die angrenzende Oberfläche der isolierenden Schicht 3 übertragen wird. Ein Abtastelektronenstrahl hoher Geschwindigkeit, der von dem Strahlerzeugiungssystem 5 kommt, wird mit Hilfe der Ablenkspulen 6 über die dünne Metallschicht 4 gelenkt. Dieser Strahl durchdringt sowohl die Metallschicht 4 als auch die isolierende Schicht 3 und macht letztere örtlich leitend mit dem Ergebnis, daß die positive Ladung von der Glasschicht2 durch die isolierende Schicht 3 zur Metallschicht 4 abgeleitet wird als Folge des oben beschriebenen Verschiebungsstrom-Effektes. An die Metallschicht 4 wird mit Hilfe der Leitung 8 ein geeignetes Potential gelegt, das vom Potential der Glasschicht 2 verschieden ist. In dem Augenblick, in dem die Abtastelektronen ein Flächenelement der isolierenden Schicht 3 passieren, fließt ein großer Verschiebungsstrom zur Metallschicht 4, der dem primären Strom des gleichen Flächenelements der Photokathode 1 proportional ist, jedoch vielleicht zehnmal größer. Der Verschiebungsstrom bildet das Ausgangssignal der Röhre, das über die Leitung 8 abgenommen wird. 9 und 10 sind Anoden, die auf geeignetem konstantem Potential gehalten werden.

Die oben angegebenen Schwierigkeiten in Gestalt von Nebensignalen, die bei der Abtastung mit hoher Geschwindigkeit durch Elektronen verursacht werden, die in den Bildteil der Röhre nach Durch- go querung der Isolierschicht eindringen, werden bei der erfindungsgemäßen Speicherelektrode dadurch vermieden, daß alle Elektronen, die die Isolierschicht vollständig durchdringen, in der halbleitenden Glassch'i'cht aufgefangen werden. Weiterhin ermöglicht die vorliegende Erfindung den Einbau einer mechanisch gut aufgebauten Speicherelektrode in eine gleichachsige Bildwandler-Bildspeicher-Röhre. Diese wird überdies keine Störsignale aufweisen, da es keine auf die Abtastfläche rückfallenden Elektronen geben· wird. Elektronen, die solche Signale hervorbringen könnten, werden in der Hauptsache in der halbleitenden Glasschicht aufgefangen.

Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung bei-Fernsehaufnahmeröhreni von der Art der BiIdwandler-Bildspeicher^Röhren beschränkt. Zum Beir spiel kann eine Aufnahmeröhre gemäß der vorliegenden, Erfindung ein gleichachsiges Ikonoskop sein, bei dem die Seite der dünnen halbleitenden Glasschicht, die dem Strahlerzeugungssystem abgewandlt ist, mit einem üblichen Mosaik aus photoelektrischen Elementen überzogen ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Fernsehaufnahmeröhre mit doppelseitiger Speicherelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine dünne halbleitende Schicht (2) aufweist, welche auf der dem Strahlerzeugungssystem (5) zugekehrten Seite mit einer dünnen isolierenden Schicht (3) bedeckt ist, die ihrerseits mit einer dünnem leitenden Schicht (4) überzogen! ist.

2. Fernsehaufnahmeröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die halbleitende Schicht (2) aus Glas besteht.

3· Fernsehaufnahmeröhre nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Schicht (3) aus Quarz oder aus Magnesiumfluorid besteht.

4. Fernsehaufnahmeröhre nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende' Schicht (4) aus. Aluminium oder Beryllium besteht und daß die Schicht dick genug ist, um elektrisch leitend zu sein, aber dünn genug, um Elektronen mit hoher Geschwindigkeit ein leichtes Durchdringen zu gestatten.

5. Fernsehaufnahmeröhre nach einem der vorigen Ansprüche,- dadurch gekennzeichnet, daß die Photoelektronen, die das elektrische Abbild des- zu übertragenden optischen Bildes darstellen, auf der Oberfläche der dünnen halbleitenden Schicht (2) auftreffen, die der mit der dünnen isolierenden Schicht (3) bedeckten Oberfläche entgegengesetzt ist.

ao

6. Fernsehaufnahmeröhre nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, daß die Photoelektronen eine solche Geschwindigkeit besitzen, z. B. etwa 2000 Volt, daß von der Oberfläche der halbierenden Schicht (2) Sekundärelektronen emittiert werden, wobei die sich ergebende positive Ladung durch Ableitung auf die entgegengesetzte Oberfläche der halbleitenden Schicht (2) übertragen wird.

7. Fernsehaufnahmeröhre nach einem der vorigen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der halbleitenden Schicht (2), welche der mit der dünnen isolierenden Schicht (3) bedeckten Oberfläche entgegengesetzt ist, mit einem Mosaik von photoelektrischen Elementen bedeckt ist, auf dem ein optisches Bild abgebildet wird.

8. Fernsehaufnahmeröhre nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronen des Abtaststrahles eine solche Geschwindigkeit besitzen, daß sie nacheinander die leitende Schicht (4) und. die isolierende Schicht (3) durchdringen.

9. Fernsehaufnahmeröhre nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Schicht (4) als Signalelektrode der Röhre verwandt wird.

10. Fernsehaufnahmeröhre nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an die leitende Schicht (4) ein Potential gelegt wird, das von dem der halbleitenden Schicht (2) verschieden ist.

11. Fernsehaufnahmeröhre nach Anspruch 8 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchdringen der leitenden und der isolierenden Schicht (4, 3) durch den Abtaststrahl zur Folge hat, daß die isolierende Schicht örtlich leitet, so daß eine Ableitung der Ladung von der halbleitenden Schicht zur leitenden Schicht entsteht, wobei die Ableitung der Ladung beträchtlich größer als die gesamte Durchdringungsladung und ihr proportional ist, so daß eine im Verhältnis zur Durchdringungsladung große Ladung auf die leitende Schicht übertragen wird und für das Ausgangssignal verwendet werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1 5322 8.53