DE974081C - Anordnung fuer Bildaufnahmeroehren - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 8. SEPTEMBER 1960

P 526i VIII a j 21a¹

Bei den bekannten »Ikonoskop«- und »Superikonoskop«-Bildaufnahmeröhren treten Störimpulse durch Sekundäremissionseffekte auf, die verhindern, daß diese Röhren ein voll befriedigendes Bild liefern. Aus diesem Grunde wurde das Orthikon geschaffen, das zwar kein Störsignal, aber dafür einen sehr komplizierten Aufbau und eine für 625 Zeilen nicht ausreichende Schärfe hat. Dieser Mangel liegt einerseits an der niedrigen Abtastspannung, andererseits an der Notwendigkeit, sehr feine Metallnetze einzubauen, die bei steigender Zeilenzahl eben doch nicht fein genug herzustellen sind.

Es ist bisher auch nicht gelungen, durch Ausnutzung des Phänomens der induzierten Leitfähigkeit, d. h. der Tatsache, daß manche Isolatoren oder Halbleiter durch Beschüß von Elektronen leitend werden, die genannten Fehler der Bildaufnahmeröhren zu beseitigen. Es sind bereits Fernsehaufnahmeröhren bekannt, bei denen das erwähnte Phänomen lediglich zur Verstärkung des Photoelektronenbildes auf dem Abtastschirm benutzt wird; die Abtastung der Bildelektrode erfolgt jedoch auf konventionelle Weise. Bei einer anderen bekannten Anordnung erregt zwar der Abtaststrahl im Abtastschirm punktweise induzierte Leitfähigkeit, das Signal wird aber auf dem Umweg über eine Netzelektrode erzeugt.

Durch die Erfindung werden die obengenannten Mängel behoben und darüber hinaus noch wesentliehe Vorteile erzielt. Die Erfindung betrifft eine Anordnung für nach dem Speicherprinzip arbeitende Bildaufnahmeröhren zur Bildsignalerzeugung durch Abtastung eines sich auf der der Abtastung entgegengesetzten Seite des Schirmes bildenden Potentialmusters, wobei die Trägerplatte des Ab-

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tastschirms aus einer dünnen Isolator- oder Halbleiterschicht besteht und diese auf der Abtastseite mit einer aus einer dünnen Metallschicht bestehenden Signalplatte, beispielsweise aus einer auf-S gedampften Aluminiumschicht, versehen ist und außerdem durch den mit genügend hoher Anodenspannung (etwa 6 kV) abtastenden Kathodenstrahl eine während der Abtastung bestehende Leitfähigkeit über den Bereich des beschossenen Bildpunktes ίο erzeugt wird, und ist dadurch gekennzeichnet, daß durch die Entladung der Bildelemente des Abtastschirms zur Signalplatte hin an der Signalplatte ein dem gespeicherten Ladungsbild entsprechendes Bildsignal erhalten wird.

Die Anordnung ist also so getroffen, daß auf der einen Seite der Trägerplatte eine dünne Metallschicht aufgebracht ist und auf der anderen Seite ein Photozellenmosaik — wenn es sich um eine einfache Bildröhre mit Speicherwirkung (Ikonoskop) handelt — oder eine Sekundärelektronen emittierende Schicht, wenn es sich um eine solche Röhre mit Bildwandlerteil (Superikonoskop) handelt. Es ist möglich, das Ladungsbild unmittelbar auf der Oberfläche der Halbleiter- oder Isolierschicht selbst zu erzeugen. Bei der Ikonoskopausführung wird das Mosaik durch den Austritt von Photoelektronen und bei der Superikonoskopausführung durch die Emission von Sekundärelektronen entsprechend dem Bildinhalt positiv aufgeladen. Durch das Potential der Signalplatte kann man dafür sorgen, daß die Absaugung der Photoelektronen bzw. Sekundärelektronen vollständig ist. Der Kathodenstrahl tastet die Aluminiumseite der Trägerplatte ab, und die Elektronen dringen bei genügend hohem Anodenpotential (etwa 6 kV) durch die Aluminiumschicht in das Material der Trägerplatte und werden von dieser absorbiert.

In der Trägerplatte dienen sie selbst als Leitungselektronen und/oder lösen solche aus, d. h., der Elektronenstrahl macht die Trägerplatte leitend. Daraufhin, bricht das auf der anderen Seite der Trägerplatte aufgespeicherte Potential zusammen, und. die Signalplatte erhält einen Stromimpuls, der proportional dem aufgespeicherten. Potential ist und als Bildsignal abgenommen und verstärkt wird. Als Material für die Trägerplatte kommen z. B. WismutchlO'rid, Alkalihalogenide und ähnliche Materialien in Frage.

Es sind einseitige Mo>saikschirme für speichernde Bildfängerröhren an sich bekannt, bei denen sich das Potentialmuster auf der der Abtastung entgegengesetzten oder aber gleichen Seite des Schirmes ausbildet. Bei diesen sind also entweder die photoelektrischen Schichten des Schirmes der Einfallseite des Bildes abgewandt und die dieser Seite zugeordneten Schichten lichtdurchlässig ausgebildet, oder die photoelektrischen Schichten sind dem Objekt zugewandt, und die nach der Abtastseite zugeordneten Schichten sind elektronendurchlässig. In beiden Fällen wird die mit dem Abtaststrahl auf die das Bild speichernde Oberfläche übertragene Ladung mit der hier vorhandenen, durch das optische Bild bewirkten Aufladung in Wechselwirkung gebracht, so daß sich bei den einzelnen kleinen Kondensatoren des Mosaikschirmes ein Ausgleichstrom entsprechend der auffallenden Lichtintensität einstellt, der entsprechende Stromimpulse liefert. Bei einer anderen bekannten Bildfängerröhre wird das gespeicherte Ladungsbild auf einer sekundär-emittierenden elektronischen Halbleiterschicht erzeugt. Unter elektronischem Halbleiter seilen dabei alle Stoffe mit selbständiger Elektronenleitung verstanden werden, bei denen die Einführung von Leitungselektronen aus metallischen Elektroden ausgeschlossen ist. Ihre elektrische Leitfähigkeit wird innerhalb der Nachweismöglichkeit allein durch Elektronen verursacht. Der bei Überschreiten der kritischen Feldstärke einsetzende Entladungsvorgang bedeutet hier beim elektronischen Halbleiter eine Umladung durch Sekundäremission, die wiederum vom Abtaststrahl hervorgerufen wird, und den dadurch auftretenden Potentialen. Die Abnahme der Signale erfolgt über ein metallisiertes Netzraster als Signalplatte, bei dem die zwischen den gut leitenden Metallstreifen liegenden, etwa quadratischen Flächenteile einen hohen Widerstand haben. Durch Wahl der Strahlgeschwindigkeit und der Größe dieser zwischen den Metallstreifen liegenden Flächenteile kann die Sekundäremission gegenüber dem Strahlstrom in bestimmter Weise eingestellt werden und damit auch das Potential zwischen den Mosaik-Elementen und der Signalplatte.

Demgegenüber spielt bei der vorgeschlagenen Anordnung die Sekundäremission keine Rolle, und damit werden auch alle Aufladungserscheinungen, die wiederum Anlaß zu Störsignalen sein können, vermieden. Es ist auch kein Netzraster bei der vorgeschlagenen Anordnung erforderlich, sondern es genügt eine durchgehende dünne Signalplatte, und die Abtastung muß mit einer verhältnismäßig hohen Spannung (oberhalb 6 kV) erfolgen. Dabei dringen die Elektronen des Abtaststrahles durch die Signalplatte (Aluminiumschicht) in die Isolier- oder Halbleiterschicht der Trägerplatte ein und machen diese an der betreffenden Stelle leitend, so daß das auf der äußeren Seite der Trägerplatte aufgespeicherte Potential zusammenbricht und dabei ein Bildsignal liefert. Durch diese Ausbildung und Anordnung können auch Bildsignale mit wesentlich größerem Energieinhalt erhalten werden.

Gemäß der weiteren Erfindung kann die Isolatoroder Halbleiterschicht auch, aus einem Material bestehen, daß seine Leitfähigkeit durch den Aufprall des Elektronenstrahls auf dem Umweg über die hierbei erzeugte Erwärmung ändert. Die Isolatorschicht erwärmt sich punktweise entsprechend der Abtastung mit einem genügend energiereichen Kathodenstrahl. Bei einer genügend dünnen Platte wird die mit dem Abtaststrahl erzeugte Wärme durch Wärmeleitung ausschließlich zur Signalplatte abgeleitet, die wegen ihres Metallcharakters die Wärme gleichmäßig über die Platte verteilt. So wird also nur jeweils der vom Kathodenstrahl getroffene Punkt erwärmt und leitfähig, während die

in einer gewissen Zeit zugeführte Gesamtenergie zu einer gleichmäßigen Erwärmung der gesamten Schicht führt, bis sich durch Strahlung und Wärmeleitung ein Gleichgewichtszustand einstellt. Bei dieser Gleichgewichtstemperatur muß die Isolatorschicht noch genügend isolieren, d. h., die elektrische Zeitkonstante der Kapazität d-f (s. Abb. i) soll nicht wesentlich kleiner als V25 Sekunde sein. Als geeignete Isolatorschichtmaterialien seien beispielsweise genannt: Kupferchlorid, Bleijodid oder Spezialgläser.

In der Zeichnung sind schematisch zwei Ausführungsbeispiele dargestellt.
Abb. ι stellt ein Superikonoskop und

Abb. 2 ein Ikonoskop dar.

Es bedeutet α das Strahlsystem, b die Anode, c das Ablenk- und Konzentrierungssystem, d die leitende dünne Schicht, e die Isolatorschicht, f die sekundäremittierende Schicht des Superikonoskops,

a° h die Photokathodenschicht und i das Photozellenmosaik des Ikonoskops. Die Signale werden bei g abgeführt.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Anordnung für nach dem Speicherprinzip arbeitende Bildaufnahmeröhren zur Bildsignalerzeugung durch Abtastung eines sich auf der der Abtastung entgegengesetzten Seite des Schirmes bildenden Potentialmusters, wobei die Trägerplatte des Abtastschirmes aus einer dünnen Isolator- oder Halbleiterschicht besteht und diese auf der Abtastseite mit einer aus einer dünnen Metallschicht bestehenden Signalplatte, beispielsweise aus einer aufgedampften Aluminiumschicht, versehen ist und außerdem durch den mit genügend hoher Anodenspannung (etwa 6 kV) abtastenden Kathodenstrahl eine während der Abtastung bestehende Leitfähigkeit über den Bereich des beschossenen Bildpunktes erzeugt wird, dadurch gekennzeich net, daß durch die Entladung der Bildelemente des Abtastschirms zur Signalplatte hin an der Signalplatte ein dem gespeicherten Ladungsbild entsprechendes Bildsignal erhalten wird.
2. 2. Anordnung für Bildaufnahmeröhren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung der Bildaufnahmeröhre als Ikonoskop auf der das Potentialmuster aufnehmenden Bildseite der Trägerplatte des Abtastschirms, ein Potozellenmosaik vorgesehen ist.
3. 3. Anordnung für Bildaufnahmeröhren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung der Bildaufnahmeröhre als Superikonoskop auf der das Potentialmuster aufnehmenden Bildseite der Trägerplatte des Abtastschirms eine Sekundärelektronen emittierende Schicht vorgesehen ist.
4. 4. Anordnung für Bildaufnahmeröhren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ladungsbild auf der Oberfläche der Halbleiteroder Isolatorschicht der Trägerplatte selbst erzeugt wird.
5. 5. Anordnung für Bildaufnahmeröhren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Material für die Trägerplatte beispielsweise Wismutchlorid, Alkalihalogenide verwendet sind.
6. 6. Anordnung für Bildaufnahmeröhren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolatorschicht aus einem Material besteht, das durch Erwärmen seine elektrische Leitfähigkeit in besonderem Maße ändert, beispielsweise aus Kupferchlorid, Bleijodid oder Spezialgläsern.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   USA.-Patentschriften Nr. 2 544 753, 2 544 754, 141 059;

   deutsche Patentschrift Nr. 706872;

   »RCA-Review«, Vol. X., Nr. 1, März 1949, S. 59 bis 73;

   »Physical Review«, 1. Februar 1949, S. 474;

   deutschePatentanmeldungp 48131 VIII a/ 21 a¹ D (bekanntgemacht am 15.3. 1951).

   In Betracht gezogene ältere Patente:
   Deutsches Patent Nr. 904 yjy.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen

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