DE936517C

DE936517C - Fernsehgeraet mit Fernsehaufnahmeroehre

Info

Publication number: DE936517C
Application number: DEP6285A
Authority: DE
Inventors: Richard Theile
Original assignee: Pye Ltd
Current assignee: Pye Electronic Products Ltd
Priority date: 1950-10-06
Filing date: 1951-10-06
Publication date: 1955-12-15
Also published as: US2755408A; FR1056815A; GB740442A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein zur Erzeugung von Bildsignalen dienendes Fernsehgerät mit einer Fernsehaufnahmeröhre.

Es sind derartige Geräte bekannt, bei denen in der Aufnahmeröhre mittels einer Photokathode ein Ladungsbild auf der entsprechend isolierten, als Speicherplatte ausgebildeten einen Seite eines leitenden Gitters erzeugt und die andere, nicht isolierte Seite des Gitters durch einen Strahl von ίο mit niedriger Geschwindigkeit ungefähr senkrecht ankommenden Elektronen abgetastet wird, wobei das jeweilige Verhältnis der durchgelassenen zu den zurückgeworfenen Elektronen durch das Ladungsmuster auf der ersteren Seite des an eine entsprechende Vorspannung gelegten Gitters beeinflußt wird.

In einem derartigen Gerät arbeitet die Speicherplatte in erster Linie als Steuerelektrode oder Steuergitter zur Modulation des Abtast-Elektronenstrahles. Zwei Arbeitsweisen sind möglich. Die eine wird benutzt, wenn die Photoelektronen mit hoher Geschwindigkeit auf die Speicherfläche auftreffen. Bei ihr wird das Gitter in bezug auf die Elektronenquelle des Taststrahles so aufgeladen (z.B. leicht negativ), daß, wenn keine Photoelektronen auf der isolierten Speicherseite des Gitters auf treffen, jeder Elementarbereich des Gitters abgetastet wird und alle Elektronen des Abtaststrahles zur Elektronenstrahlquelle reflektiert werden. Wenn jedoch ein Element der Speicherseite mit Photoelektronen hoher Geschwindigkeit bombordiert wird, so wird infolge der Sekundäremission dieses Elementes das Potential dieses Elementes verhältnismäßig positiv, so daß in der Nähe dieser Stelle von den Elektronen des Abtaststrahles eine Anzahl, die von dem wirksamen Potential an der betreffenden Stelle und daher von der Helligkeit des entsprechenden Lichtbildelemen-

tes abhängt, durch die Lücken des Gitters hindurchfliegen kann. Bei der anderen Arbeitsweise) die benutzt wird, wenn die Photoelektronen nur mit niedriger Geschwindigkeit auf die Speicherfläche 5^l auf treffen, wird das Gitter in bezug auf die Elektronenquelle des Taststrahles so aufgeladen, daß, wenn keine Photoelektronen auf die Speicherseite des Gitters treffen, alle Strahlelektronen, die an den Lücken des Gitters ankommen, hindurchfliegen ίο können, während beim Auftreffen von Photoelektronen niedriger Geschwindigkeit auf einen Elementarbereich diese das Potential dieses Elementes und in seiner Nähe nach der negativen Seite verschieben, wodurch eine von dieser Potentialverschiebung abhängige Zahl von Elektronen aus dem Strahl ■daran gehindert wird, durch die Lücken zu fliegen.

In beiden Fällen wird der abtastendeElektronenstrahl entsprechend den örtlichen Potentialen von ao Element zu Element entsprechend der Potentialverteilung auf der Speicherseite der Scheibe moduliert, ohne daß dadurch die Steuerpotentiale des gespeicherten Potentialmusters beeinflußt werden. Der abtastende Elektronenstrahl kann daher eine hohe Stromstärke besitzen, so daß man einen stark modulierten Signalstrom erhält, der zur Erzielung eines hohen Verhältnisses von Signal zu Geräusch, d. h. einer hohen Empfindlichkeit, erwünscht ist.

Hierbei wird das gespeicherte Potentialmuster im Idealfall nicht und in der Praxis nur zum kleinen Teil durch den Taststrahl gelöscht. Die vorliegende Erfindung hat nun die Aufgabe, unabhängig vom Taststrahl regelbare andere Mittel vorzusehen, um das Potentialmuster so zu löschen, daß es sich bei aufeinanderfolgenden Bildperioden entsprechend dem sich ändernden Bildinhalt des Lichtbildes verändern kann. Zu diesem Zweck sieht eine Form des Erfindungsgedankens vor, daß die als Speicherplatte ausgebildete Seite des Gitters aus einem Halbleitermaterial besteht, dessen Widerstand und damit dessen Zeitkonstante sich unter dem Einfluß einer dem Material zugeführten Energie ändert, und daß eine Quelle zur Zufuhr dieser Energie in Verbindung mit Mitteln vorgesehen ist, die die Intensität der zugeführten Energie regeln und dadurch den Widerstand und dementsprechend die Zeitkonstante des Materials einstellen. In der Praxis ergibt sich je nach den Aufnahmeverhältnissen jeweils ein optimaler Wert für die Zeitkonstante; denn, wenn die Zeitkonstante zu niedrig ist, klingt die Ladung zu stark ab, und daher wird das wirksame Potential zur Steuerung des Taststrahles und damit die Empfindlichkeit zu klein. Wenn andererseits die Zeitkonstante zu groß wird, so ergibt sich ein verwischtes Bild von schnell bewegten Gegenständen.

Die Speicherseite des Gitters kann z. B. aus bei Beleuchtung leitendem Material hergestellt sein, welches einen hohen Schwarzwiderstand besitzt, und es kann eine Lichtquelle zum Anleuchten des Materials mit Licht vorgesehen werden, welches den Widerstand und damit die Zeitkonstante des Materials herabsetzt, wobei Mittel zum Einstellen der Beleuchtungsintensität vorgesehen sein können, um dadurch den Widerstand und hierdurch die Zeitkonstante des Materials einzustellen. Das Licht zum Beleuchten besitzt vorzugsweise eine Spektralzusammensetzung, für das die Photokathode im wesentlichen unempfindlich ist, um Beeinflussung der Photokathode durch hierzu verwendetes, von der Speicherfläche reflektiertes Licht zu vermeiden. Bei einer anderen Ausführung kann die Speicherseite der Scheibe aus beliebigem Halbleitermaterial bestehen,, und die gewünschte Änderung der Zeitkonstante erfolgt durch Beheizung des Materials, wodurch sein Widerstand und seine Zeitkonstante herabgesetzt werden, wobei Mittel zum Einstellen der Heizintensität vorgesehen sind, um dadurch die Zeitkonstante des Materials einstellbar zu machen. Die Beheizung des Materials kann in beliebiger Weise erfolgen, z. B. durch Wärmebestrahlung des Materials oder mittels leitend zugeführter Wärme oder durch innere Beheizung des Materials.

An Stelle einer kontinuierlichen Löschung des Musters durch Einstellung einer geeigneten Zeitkonstante kann man die von den einzelnen Elementarflächen der Speicherseite des Gitters angenommenen Potentiale diskontinuierlich nach jedem Abtasten löschen. Zu diesem Zweck kann man entweder das Potentialmuster Punkt für Punkt durch Abtasten der Speicherfläche mit einer geeigneten Phasenverzögerung gegenüber dem die entgegengesetzte Seite des Gitters abtastenden Elektronenstrahl löschen, oder man kann das ganze Potentialmuster während der Bildrücklaufperiode löschen, und zwar vorzugsweise nur während eines Anfangsteils dieser Periode, damit sich ein frisches Muster ausbilden kann, bevor das Abtasten durch den Elektronenstrahl wieder beginnt. In jedem 10c Fall kann zwecks Löschens des Musters die Speicherseite des Gitters aus einem bei Beleuchtung leitenden Material bestehen, das einen sehr hohen Schwarzwiderstand besitzt und das dann periodisch beleuchtet wird, um das Potentialmuster zu löschen.

Bei einer Ausführung wird ein Abtastlichtstrahl, der durch Rasterabtastung des Fluoreszenz-Schirmes einer äußeren 'Kathodenstrahlröhre erzeugt wird, über die Speicherseite des Gitters mit einer kurzen Zeitverzögerung hinter dem die andere Seite abtastenden Elektronenstrahl entlang geführt, so daß kurz nachdem jeder Elementarbereich auf der leitenden Seite mittels des Elektronenstrahles abgetastet worden ist, der Lichtstrahl den entsprechenden Bereich auf der Speicherseite des Gitters trifft und dessen Speicherpotential löscht. Bei dieser Anordnung ist für alle Speicherelemente die wirksame Speicherzeit gleich (nämlich gleich der Bildperiode). Der Lichtstrahl besitzt vorzugsweise eine Spektralzusammensetzung, auf die die Photokathode nicht anspricht, um gegenseitige Beeinflussung zu vermeiden, wie schon erwähnt wurde.

Bei einer anderen Ausführung ist eine gesteuerte lichtquelle vorhanden, welche die Speicherseite des Gitters ausleuchtet, und zwar in Form von Licht-

impulsen, die nur während des Anfangsteils jeder Bildleerlaufperiode wirksam sind. Eine Kathodenstrahlröhre mit einfacher Triodenanordnung zur Erzeugung einer diffusen Beleuchtung ihres Fluoreszenz-Schirmes ist hierbei als Lichtquelle geeignet, da sie durch Zuführung von Spannungsimpulsen zu ihrem Steuergitter gesteuert werden kann. Es können jedoch auch andere Vorrichtungen, z.B. eine Gasentladungsröhre oder eine Lichtquelle,

ίο die durch rotierende oder schwingende Blenden abgedeckt wird, verwendet werden.

Von einer Abwandlung des Erfindungsgedankens kann mit Vorteil bei Anordnungen Gebrauch gemacht werden, bei welchen die Eigenschaften des

iS Dielektrikums unverändert bleiben, jedoch das Ladungsmuster durch eine zu diesem Zweck bekannte Elektronenbestrahlung gelöscht wird. Gemäß der Erfindung ist diese Elektronenbestrahlung einstellbar und nur während eines Teiles, vorzugsweise am Anfang derselben, wirksam. Zu diesem Zweck kann man mittels diffuser Lichtimpulse die Photokathode ausleuchten, wodurch die Speicherseite der Scheibe mit einem Impuls von Photoelektronen überflutet wird, die das Potentialmuster löschen. In diesem Fall braucht das Material auf der Speicherseite der Scheibe nicht bei Beleuchtung leitend zu sein. Zusätzlich können entsprechend einem früheren Vorschlag Mittel vorgesehen werden, um während der impulsartigen Beleuchtung der Photokathode der Sammelelektrode negative Spannungsimpulse zuzuführen, so daß die aus der Speicherfläche durch Lichtelektronenbombardierung ausgelösten Sekundärelektronen zur Speicherfläche zurückkehren.

' Wenn die Photokathode dem Lichtbild ständig ausgesetzt wird, so sind normalerweise für verschiedene Elemente der Speicherfläche bis zum Augenblick der Abtastung verschiedene Speicherzeiten wirksam, je nach dem Abtastzeitpunkt jedes Flächenelements. Wird jedoch das Auslöschen des Potentialmusters auf den Anfangsteil jeder Bildleerlaufperiode beschränkt, so kann der Aufbau der Speicherpotentiale schon während des Restes der Bildleerlaufperiode beginnen, so daß vor dem Abtasten der ersten Elemente der Speicherfläche schon ein Mehrfaches des sonst erhältlichen Potentials aufgebaut ist. Man kann auch die verbleibenden Differenzen in den Speicherzeiten zwischen den verschiedenen Teilen der Speicherfläche vermeiden, wenn die Photokathode das Lichtbild nur während des auf das Löschen des Musters folgenden Restes der Bildleerlaufperiode aussetzt, also nicht während der Abtastperiode. Dies kann z. B. zur Fernsehübertragung von kinematographischen Filmen angewendet werden und ebenso für farbige Fernsendung mittels aufeinanderfolgender Feld- oder Bildabtastung, wobei das jeweilige Feld oder Bild vor der nächsten Abtastung vollständig gelöscht wird.

Die Sammelelektrode kann eine beliebige geeignete Form besitzen, z. B. als innere Wandungsschicht der Röhre ausgebildet sein, und ist in geeigneter Weise auf der Speicherseite der Scheibe angeordnet, um die Reststrahlelektronen zu sammeln, die durch die Lücken des Gitters hindurchfliegen. Die Elektronen, die durch das Gitter hindurchfliegen, werden durch ein entsprechendes magnetisches oder elektrostatisches Feld der Sammelelektrode zugeführt. Letztere kann auf einem verhältnismäßig hohen positiven Potential gehalten werden, um den Aufbau des den Strahl steuernden Potentialmusters zu beschleunigen. Wenn jedoch das Gerät mit Photoelektronen hoher Geschwindigkeit und dementsprechend mit Sekundäremission auf der Speicherseite des Gitters arbeitet, so daß die Sammelelektrode auch die von der Speicherfläche emittierten Sekundärelektronen aufnimmt, so kann die Anwendung eines etwas niedrigeren Potentials für die Speicherelektrode empfehlenswert sein, nämlich dann, wenn ein gewisses Maß von Wiederverteilung von Sekundärelektronen auf der Speicherfläche erwünscht ist, um hierdurch eine bessere Halbton-Wiedergabe zu erzielen. Das obenerwähnte Führungsfeld für die Elektronen kann aus einem elektrostatischen Feld zwischen der Sammelelektrode und der Gitterelektrode und/oder aus den Rand- oder Endteilen eines Feldes (magnetisch oder elektrostatisch) bestehen, welches zum Ausrichten für den Fall des Taststrahles auf das Gitter vorgesehen ist. Das Feld des Elektronenlinsensystems (magnetisch oder elektrostatisch), welches zur Einstellung der Photoelektronen aus der Photokathode auf die Speicherseite des Gitters dient, wird genügend weit weg von der Scheibe und der Sammelelektrode gehalten, um gegenseitige Beeinflussung mit dem Führungsfeld im Steuerraum zwischen dem Gitter und der Sammelelektrode zu vermeiden oder gering zu halten. Die Photokathode und das Elektronenlinsensystem sind daher in geeigneter Entfernung von der Scheibe angeordnet. Man kann auch noch zusätzliche Mittel vorsehen, um eine solche gegenseitige Beeinflussung dieser Felder zu verhindern. Wenn z. B. eine magnetische Abbildungslinse verwendet wird, kann man eine Ausgleichspule vorsehen, um einen Durchgriff des Feldes der Linsenspule in das Führungsfeld zwischen dem Gitter und der Sammelelektrode zu verhindern.

Die bereits erwähnte Anwendung eines Taststrahls mit niedriger Elektronengeschwindigkeit macht ein senkrechtes Auf treffen des Strahls und eine Herabsetzung der Strahlelektronengeschwindigkeit erforderlich, so wie es bei einer Röhre vom Bildorthikontyp üblich ist. Hierbei können magnetische Mittel, wie sie z. B. in dem Bildorthikon verwendet werden, oder elektrostatische Mittel benutzt werden, um den erforderlichen rechtwinkligen Einfall der Strahlelektronen mit niedriger Geschwindigkeit zu erzielen. Als elektrostatisches Mittel kann eine elektrostatische Immersionslinse vorgesehen sein, deren Brennpunkt im wesentlichen mit dem Ablenkungszentrum zusammenfällt. Statt dessen kann der Taststrahl auch durch eine Reihe von hintereinanderliegenden elektrostatischen Beschleunigungsfeldern geführt werden, um ihn parallel auszurichten, so daß dann seine Geschwindig-

keit ohne großen Schärfeverlust herabgesetzt werden kann, bevor er das Gitter erreicht.

Wenn der Taststrahl beim Betrieb der Röhre durch das auf dem Gitter gespeicherte Potentialmuster entsprechend der Lichtverteilung in dem Lichtbild moduliert wird, so erhält man zwei modulierte Ströme, nämlich einerseits den Strom der Taststrahlelektronen, die durch die Zwischenräume des Gitters hindurch zur Sammelelektrode ίο gelangen, und andererseits den Strom der zurücklaufenden Elektronen, der durch den Verlust der durch das Gitter fliegenden Elektronen moduliert ist. Das Bildsignal kann daher über eine geeignete Leitung nach Wahl aus dem einen oder" anderen dieser modulierten Ströme abgenommen werden, erforderlichenfalls nach einer"einfachen oder mehrstufigen Elektronenverstärkung."Wenn der zurücklaufende Strahlstrom verwendet wird, können dessen Elektronen einen Elektronenverstärker durchlaufen, der beliebig viele Verstärkungsstufen besitzt, und diese können um eine Elektronenschleuder herum angeordnet werden, die den Taststrahl erzeugt, wobei die Bildsignalleistung der Röhre von der Endanode des Verstärkers abgenommen wird. Wenn andererseits die Bildsignalleistung von der Sammelelektrode abgenommen wird, so kann die letztere aktiviert werden, um ihre Sekundäremission zu erhöhen und kann dann als Teil eines Elektronenverstärkers mit einer oder mehreren Stufen dienen, von dessen Endanode die Bildsignalleistung der Röhre abgenommen wird.

Unter bestimmten Umständen kann auch die Gitterelektrode einen Teil des Taststrahles abfangen,, der entsprechend dem Potentialmuster moduliert sein kann. Dies macht dann eine dritte Art der Abnahme des Bildsignals möglich, das dann über eine geeignete Belastung abgenommen werden kann, die in Reihe mit der Gitterelektrode liegt.

Die Gitterelektrode kann mit einem hochfrequenzmodulierten Elektronenstrahl abgetastet werden, so daß die Signalleistung der Röhre die Form einer modulierten Trägerwelle besitzt. Dies hat den Vorteil, daß bei allen beschriebenen Ausführungs- +5 formen des Gerätes die Mittel zur weiteren Verstärkung des Signals vereinfacht werden können und daß, wenn die Signalleistung von der Sammelelektrode abgenommen wird, und diese auch die Sekundäremission der Speicherfläche aufnimmt, die Trennung der Signalstromkomponente von der Sekundäremissionsstromkomponente des an der Sammelelektrode abgenommenen Stromes erleichtert wird.

Zum besseren Verständnis der Erfindung sind in der Zeichnung einige Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt. Es zeigt
Fig. r eine Ausführungsform, Fig. 2 ein Erläuterungsdiagramm, Fig. 3 eine zweite Ausführungsform, ⁶Q Fig. 4 eine Abänderung der Ausführung nach Fig. 3,

Fig. 5 und 6 Anordnungen mit Elektronenvervielfachern,

Fig. 7 eine Anordnung, in der ein Gitter mit gesteuerter Zeitkonstante vorgesehen ist,

Fig. 8 bis 11 Anordnungen zum Auslöschen des Potentialmusters nach dem Abtasten.

In den einzelnen Figuren der Zeichnung sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

In der Ausführung nach Fig. 1 besitzt eine zylindrische, evakuierte Röhrenhülle 10 eine flache Abschlußwandung mit einer kontinuierlichen Photokathode 11. Am anderen Ende der Röhrenhülle ist eine Elektronenschleuder 12 angeordnet, und zwischen beiden ist eine plattenförmig Elektrode 13, 14 parallel zur Photokathode angeordnet. Diese Elektrode besteht aus einem Gitter 13 in Form' einer feinen Drahtmaschenelektrode, deren Drahte auf der der Photokathode zugekehrten Seite mit einer dünnen Isoliermaterialschicht belegt sind. Am Photokathodenende ist die Hülle 10 von einer Bildeinstellspule 15 umgeben, die eine magnetische Abbildungslinse bildet, die die unter dem Einfluß des auf die Photokäthode mittels eines optischen Linsensystems 16 eingestellten Lichtbildes ausgelösten Photoelektronen in ein Elektronenbild auf der Isolierschicht 14 überführt. Eine weitere Elektrode 17 in Form eines inneren Wandbelages der Hülle dient zur Beschleunigung der Photoelektronen gegen die Netzelektrode. Wenn die Photoelektronen so beschleunigt werden, daß die Geschwindigkeit, mit der sie auf die Isolierschicht 14 aufprallen, so groß ist, daß die Zahl der von den bombardierten Elementen der Isolierschicht emittierten Sekundärelektronen größer ist als die Zahl der einfallenden Photoelektronen, so werden die bombardierten Elemente positiv aufgeladen. Man kann z. B. das Netz 13 und die Beschleunigerelektrode 17 auf Erdpotential und die Photokathode 11 auf einem negativen Potential, etwa von 1000 Volt, halten. In Nähe des Netzes 13, und zwar auf der mit Isolierschicht versehenen Seite, liegt eine Sammelelektrode i8, die als innerer Wandbelag der Hülle dargestellt ist und die gegenüber dem Gitter auf einem hohen positiven Potential gehalten wird. Der Teil der Hülle, der zwischen der Schleuder 12 und der Scheibe liegt, ist mit einer äußeren Einstell- und Ablenkspulenanordnung 19 für eine mit senkrechtem Strahl versehene Abtastung versehen, wie sie z. B. in einem Bildorthikon verwendet wird. Sie dient dazu, den von der Schleuder erzeugten Strahl 20 derart abzulenken und zu steuern, daß er im wesentlichen senkrecht und mit der Geschwindigkeit Null auf die Gitterelektrode trifft.

Das Gitter 13 erhält eine solche Vorspannung, z. B. wie dargestellt, leicht negativ, gegen die Kathode 21 der Schleuder, daß bei dunklen Bildstellen, d. h. wenn keine Photoelektronen die Schicht 14 bombardieren, das Gitter alle Strahlelektronen zurückwirft, so daß sie zur Schleuder zurückkehren, wie mit A in Fig. 2 angedeutet ist. Setzt man die Photokathode 11 einem Lichtbild aus, so liegen die Verhältnisse ebenso bei denjenigen Elementenbereichen der Isolierschicht 14, die nicht durch Photoelektronen bombardiert wer-

den und die also den dunklen Teilen des Lichtbildes entsprechen. Die bombardierten Elemente der Schicht 14 emittieren dagegen Sekundärelektronen, die durch die Sammelelektrode 18 gesammelt werden. Sie nehmen daher positive Potentiale an, wie mit B in Fig. 2 angedeutet ist, wobei die Höhe dieser Potentiale von der Zahl der die Elemente treffenden Photoelektronen und damit von der Helligkeit der entsprechenden Lichtbildteile abhängt. Unter dem Einfluß dieser Potentiale wirken die Lücken des Gitters 13 in Nähe der geladenen Elemente der Schicht 14 als wären sie positiv, so daß, wenn der Taststrahl diese Lücken erreicht, eine Anzahl seiner Elektronen, deren Zahl von dem örtlichen wirksamen Potential abhängt, hindurchfliegen, wie mit C in Fig. 2 angedeutet ist. Diese Elektronen werden zur Sammelelektrode 18 geleitet, während der Rest der Strahlelektronen zur Schleuder zurückkehrt, wie mit D in Fig. 2 angedeutet ist. Der Strom von der Sammelelektrode 18 enthält auf diese Weise eine Komponente, die steigt und fällt, entsprechend den Elektronen, die jeweils durch das Netz hindurchfliegen können. Diese Komponente gibt somit die Lichtverteilung im Lichtbild wieder und kann dementsprechend verwendet werden, um Bildsignalspannungen über eine geeignete Belastung 22 in der Sammelelektrodenleitung zu erzeugen.

Bei dieser Ausführung ist angenommen, daß Photoelektronen hoher Geschwindigkeit verwendet werden und daher die Elemente der Schicht 14 positiv aufgeladen werden. Man kann jedoch auch mit Photoelektronen niedriger Geschwindigkeit arbeiten; in diesem Fall muß man lediglich das Gitter 13 an eine solche Vorspannung gegenüber der Kathode 21 legen, daß die Strahlelektronen, die an den Lücken ankommen, hindurchfliegen können, wenn kein Bombardieren mit Photoelektronen stattfindet. Wenn dann auf die Schicht 14 Photoelektronen mit niedriger Geschwindigkeit auftreffen, so werden die betreffenden Schichtelemente negativ aufgeladen, so daß die so aufgeladenen Elemente je nach ihrem Potential die Strahlelektronen mehr oder weniger daran hindern, +5 durch die Netzlücken in ihrer Nähe hindurchzufliegen.

Es ist Vorsorge getroffen, daß das Magnetfeld der Elektronenoptik in Nähe der Gitterelektrode endet, wie dargestellt ist, so daß in den Raum zwischen letzterer und der Sammelelektrode 18 nur das Randfeld der Elektronenoptik vorhanden ist, welches dazu dient, die Elektronen von der Gitterelektrode auf die Sammelelektrode zu leiten. Es besteht außerdem ein elektrostatisches Feld zwisehen dem Gitter 13 und der Sammelelektrode 18 infolge der Potentialdifferenz zwischen diesen, und dieses Feld trägt ebenfalls dazu bei, die Elektronen zur Sammelelektrode zu leiten. Um weiter eine gegenseitige Beeinflussung zwischen dem Feld der Abbildungsspule 15 und dem die Elektronen führenden Feld in dem Steuerraum zwischen der Gitterelektrode und der Sammelelektrode zu vermeiden, ist der Abstand zwischen ersterer und der Photokathode 11 groß gewählt. Zusätzlich kann noch eine Ausgleichsspule 23 vorgesehen sein, um das Feldende der Abbildungsspule 15 zu neutralisieren und dadurch die Beeinflussung weiter herabzusetzen.

In Fig. ι sind magnetische Mittel für die Photoelektronenoptik und als Optik und Ablenkvorrichtung für den Taststrähl dargestellt. Es können aber auch elektrostatische Mittel für den einen oder beide Zwecke verwendet werden. Zum Beispiel zeigt Fig. 3 eine Ausführung, bei der elektrostatische Mittel zum Abtasten der Gitterelektrode mit Strahlelektronen niedriger Geschwindigkeit verwendet werden. Die elektrostatischen Mittel sind als elektrostatische Immersionslinse 24 dargestellt, die das Gitter 13 umschließt und deren Brennpunkt im wesentlichen mit dem Ablenk-Zentrum zusammenfällt. An Stelle der Linse 24 kann auch eine Anordnung entsprechend Fig. 4 verwendet werden, die aus einer Reihe von Elektroden 25 zwischen der Schleuder 12 und dem Gitter 13 besteht, die auf fortschreitend anwachsenden Potentialen gehalten werden und die Strahlelektronen beschleunigende, elektrostatische Felder erzeugen, die den Strahl parallel richten, so daß ohne großen Schärfeverlust seine Geschwindigkeit derart herabgesetzt werden kann, daß die Strahlelektronen das Gitter mit etwa Null-Geschwindig- · keit erreichen. Zu diesem Zweck ist eine die Geschwindigkeit herabsetzende weitere Gitterelektrode 26 zwischen den Elektroden 25 und dem Gitter 13 angeordnet, die auf einem der Gitterelektrode 13 gegenüber positiven Potential gehalten wird.

Fig. 3 und 4 zeigen Spulen 19«, welche die Strahlen 20 magnetisch ablenken. Statt dessen könnten jedoch auch elektrostatische Ablenkmittel verwendet werden. Ebenso kann eine elektrostatische Linse an Stelle der Abbildungsspule 15 verwendet werden. Die Führung der Elektronen auf die Sammelelektrode 18 erfolgt durch das elektrostatische Feld zwischen letzterer und dem-Gitter 13.

In Fig. i, 3 und 4 wird die Signalleistung der Sammelelektrode 18 abgenommen. Es kann jedoch in jedem Fall ein Elektronenverstärker in der Röhre vorgesehen sein, um die Signalleistung zu erhöhen. Fig. S ist ein Beispiel hierfür, angewendet auf die Röhre nach Fig. 1. Während in Fig. 1 das Ausgangssignal direkt von der Sammelelektrode 18 abgenommen wird, ist die Sammelelektrode 18 in Fig. 5 aktiviert, so daß sie eine hohe Sekundär- 11s emission hat, und eine durchbrochene Anode 27 liegt vor der Sammelelektrode 18, so daß die Elektronen, die von der Gitterelektrode her die Sammelelektrode durch die Zwischenräume der Anode 27 hindurch erreichen, bei ihrem Auftreffen Sekundär elektronen auslösen. Diese werden von der Anode 27 aufgenommen, und von letzterer wird die Signalleistung der Röhre über den Anodenableitwiderstand 22 abgenommen. Eine ähnliche Anordnung kann auch bei den Röhren nach Fig. 3 und 4 angewendet werden. Während die Sammel-

elektrode 18 und die Anode 27 einen einstufigen Elektronenverstärker bilden, kann natürlich auch ein Verstärker mit einer beliebigen höheren Stufenzahl verwendet werden.'
Fig. 6 zeigt eine andere Anordnung. Während nach Fig. 1 und 5 das Signal ohne bzw. mit Elektronenverstärkung von der Sammelelektrode 18 abgenommen wird, wird das Signal nach Fig. 6 durch den reflektierten Elektronenstrahlstrom 2O₀ erzielt, dessen Elektronen durch einen um die Schleuder 12 herum angeordneten Elektronenverstärker 28 beliebiger Stufenzahl verstärkt werden, wobei das Ausgangssignal von der Schluß anode 29 des Verstärkers 28 über einen in Reihe mit der Anode 29 liegenden Widerstand 22 abgenommen wird. Während Fig. 6 eine Elektronenverstärkeranordnung für die Röhre nach Fig. 1 darstellt, kann auch natürlich eine ähnliche Anordnung bei Röhren nach Fig. 3 und 4 vorgesehen werden. ao Bei allen beschriebenen Ausführungen besteht die Deckschicht 14 der Gitterelektrode, wie schon erwähnt, aus einem halbleitenden Material mit einstellbarer Zeitkonstante, damit sich das Potentialmuster zwischen aufeinanderfolgenden Abtastungen andern kann. Fig. 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung für die Einstellung der Zeitkonstante, welches für die Röhre nach Fig. 1 anwendbar ist. In diesem Beispiel wird die Einstellung der Zeitkonstante mittels Lichtstrahlung bewirkt, und dementsprechend besteht die Deckschicht 14 aus einem bei Beleuchtung leitenden Material mit einem sehr hohen Schwarzwiderstand, der einer Zeitkonstante entspricht, die höher ist als der optimale gewünschte Wert. Eine Lichtquelle 30 ist vorgesehen, um die Deckschicht 14 kontinuierlich zu bestrahlen und ihren Widerstand und ihre Zeitkonstante herabzusetzen, wobei eine Vorrichtung 31 dazu dient, die Intensität der Bestrahlung und damit die Zeitkonstante der Schicht auf einen gewünschten Wert einzustellen und zu halten. Vorzugsweise wird dazu sichtbares oder unsichtbares Licht einer Spektralzusammensetzung verwendet, auf die die Schicht 14 anspricht, für die aber die Photokathode 11 möglichst unempfindlich ist. Wenn die Photokathode auf sichtbares Licht anspricht, so kann die Schicht 14 z. B. mit Infrarot bestrahlt werden. Bei Infrarotbestrahlung kann infolge des dabei auftretenden Heizeffektes die Schicht aus jedem beliebigen Halbleitermaterial bestehen, da sich der Widerstand eines solchen Material stets unter. dem Einfluß von Wärme ändert.

An Stelle eine Deckschicht 14 mit einer derartigen Zeitkonstante anzuwenden, daß das Potentialmuster sich zwischen den Abtastungen infolge des kontinuierlichen Ladungsverlustes durch die Deckschicht ändern kann, können entsprechend Fig. 8 bis 11 Mittel vorgesehen sein, um das Muster zu löschen. Fig. 8 bis 10 zeigen Löschanordnungen für die Röhre nach Fig. 1, jedoch können ähnliche Anordnungen selbstverständlich auch bei Röhren nach Fig. 3 und 4 angewendet werden. Fig. 8 zeigt eine Anordnung, die eine photoleitende (d. h. bei Beleuchtung leitende) Deckschicht 14 mit sehr hohem Schwarzwiderstand benutzt. Eine Lichtquelle 33 ^ für sichtbares oder unsichtbares Licht, auf das die Deckschicht anspricht, bestrahlt die Deckschicht intermittierend, nämlich während jeder Bildleerlaufperiode, mit einem Lichtimpuls, der den Widerstand der Deckschicht so weit herabsetzt, daß das gespeicherte Potentialmuster ausgelöscht wird. In der Figur kann die Kurve 32 entweder die Lichtimpulse darstellen, die von der Lichtquelle 33 emittiert werden, oder die Steuerspannung oder ■ Stromimpulse, die der Lichtquelle 33 zur Erzeugung des Lichtimpulses zugeführt werden. Die Lichtquelle 33 kann, wie schon erwähnt, z. B. eine Kathodenstrahlröhre sein. Die, Impulse werden vorzugsweise nur während eines Teils der Leerlaufperiode ausgeübt, entsprechend dem schon erwähnten Zweck.

Fig. 9 zeigt eine andere Anordnung, bei der die Lichtquelle 33, anstatt die Deckschicht 14 mit Lichtimpulsen direkt zu bestrahlen, so angeordnet ist, daß sie die Photokathode 11 in ähnlicher Weise anstrahlt, so daß auf dieser ein Impuls diffuser Photoelektronen ausgeübt wird, die die Deckschicht 14 bombardieren (die Deckschicht braucht in diesem Fall nicht photoleitend zu sein) und so das Potentialmuster löschen. Fig. 10 zeigt eine Fig. 9 ähnliche Anordnung, bei der jedoch zusätzlich gleichzeitig mit der Aussendung der Lichtimpulse negative Spannungsimpulse 34 an die Sammelelektrode 18 gelegt sind, um die durch das Photoelektronenbombardement aus der Deckschicht 14 ausgelösten Photoelektronen zu veranlassen, zur Deckschicht-14 zurückzukehren.

Fig. 11 zeigt eine weitere Anordnung zum Löschen des Potentialmusters. Hierbei wird eine photoleitende Deckschicht 14 von einem Lichtstrahl abgetastet, der durch das Raster einer zusätzlichen Kathodenstrahlröhre 35 erzeugt wird und der mit kurzer Zeitverzögerung dem die andere Seite der Scheibe abtastenden Elektronenstrahl 20 folgt. In dieser Fig. 11 ist die Spur des Taststrahles 20 auf 105· der Scheibe mit gestrichelten Linien dargestellt, während die Spur des ihm folgenden Lichtstrahles mit vollen Linien angedeutet ist. '

Während in der Zeichnung das Gitter 13 als an einer gegenüber der Kathodenschleuder 21 leicht negativen Vorspannung liegend dargestellt ist, ist dies nicht notwendig. Im allgemeinen ist die Vorspannung etwa Null, d. h. sie kann ^uIl, leicht negativ oder leicht positiv sein entsprechend den sonstigen Arbeitsbedingungen.

Claims

Patentansprüche:

i. Fernsehgerät mit einer Aufnahmeröhre, in der mittels einer Photokathode und Elektronenoptik ein Ladungsbild auf der entsprechend isolierten, als Speicherplatte ausgebildeten einen Seite eines leitenden Gitters erzeugt und die andere, nicht isolierte Seite des Gitters durch einen Strahl von mit niedriger Geschwindigkeit ungefähr senkrecht ankommenden Elektronen abgetastet wird, wobei das jeweilige Verhältnis

der durchgelassenen zu den zurückgeworfenen Elektronen durch das Ladungsmuster auf der ersteren Seite des an eine entsprechende Vorspannung gelegten Gitters beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die als Speicherplatte ausgebildete Seite des Gitters aus einem Halbleitermaterial besteht, dessen Widerstand und damit dessen Zeitkonstante sich unter dem Einfluß einer dem Material zugeführten Energie

ίο ändert, und daß eine Quelle zur Zufuhr dieser Energie in Verbindung mit Mitteln vorgesehen ist, die die Intensität der zugeführten Energie regeln und dadurch den Widerstand und dementsprechend die Zeitkonstante des Materials einstellen.
2. Fernsehgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fremdenergie zur Beeinflussung des Leitwertes dem Halbleitermaterial durch Bestrahlung zugeführt wird.
3. Fernsehgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine auf das Gitter aufgebrachte Speicherschicht (14) aus photo-konduktivem Material mit hohem Schwarzwiderstand sowie durch eine einstellbare, auf diese Schicht einwirkende Lichtquelle (30, 31, 33).
4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbare Lichtquelle (35) einen zweckmäßig dem Abtasteltektronenstrahl in kurzem Abstande folgenden Abtastlichtfleck auf der photoelektrischen Speicherschicht (14)· erzeugt.
5. Fernsehgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Löschung des Ladungsmusters dienende Licht eine die Photokathode (11) praktisch nicht beeinflussende Wellenlänge (z. B. ultrarot) hat.
6. Gerät nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Löschung des Ladungsmusters nur während eines Teils der Bildrücklaufperiode, Vorzugsweise am Anfang derselben, wirksam sind.
7. Fernsehgerät mit einer Aufnahmeröhre, in der mittels einer Photokathode und Elektronenoptik ein Ladungsbild auf der entsprechend isolierten, als Speicherplatte ausgebildeten einen Seite eines leitenden Gitters erzeugt und die andere, nicht isolierte Seite des Gitters durch einen Strahl von mit niedriger Geschwindigkeit ungefähr senkrecht ankommenden Elektronen abgetastet wird, wobei das jeweilige Verhältnis der durchgelassenen zu den zurückgeworfenen Elektronen durch das Ladungsmuster auf der ersteren Seite des an eine entsprechende Vorspannung gelegten Gitters beeinflußt wird und die Löschung des Ladungsmusters durch Elektronenbestrahlung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronenbestrahlung einstellbar ist und nur während eines Teils der Bildrücklaufperiode, vorzugsweise am Anfang

■ derselben, wirksam ist.
8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Löschung des Ladungsmusters die Photokathode (11) der Aufnahmeröhre kurzzeitig mit diffusem Licht bestrahlt und gleichzeitig an der Speicherplatte (14) ein Sekundärelektronen zur Speicherplatte zurückführendes Feld erzeugt.

Angezogene Druckschriften:
Französische Patentschriften Nr. 845 626,
561;

»Electronics«, Mai 19501, S. 72.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

©509 601 12.55