DE1439680A1 - Aufnahmespeicher-Elektronenstrahlroehre - Google Patents

Description

PATENTINGENIEURE F. W. HEMMERICH -GERD MÖLLER. DGROSSE 2O

Tokyo . Shiimura Jäigatitie. Qa u.*. Jät&« Kawasaki-shi« Japan

29.8.1968 g.fl

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Die Erfindung betrifft eine Aufnahmespeicher-Elektronensfrahiröhtfe jnit einer Stirnpiätte, die auf ihrer Innenseite eine in Abhängigkeit von der Belichtung durch ein optisches Bild Photoelektronen emittierende Phötokathode aufweist und der ein perforierter» einseitig isolierstoffbeschichteter Speicherschirm gegenübersteht, dem ein emittierte Sekundär«Elektronen absaugendes Panggitter parallel in kuräeiit Abstande votfgeordnet ist. Auf der der Photokathode entgegengerichteten Seite der Röhre ist eine Strahlkathode vorgesehen, deren Elektronenstrahl den Speicherschirm abzutasten vermag, so daß aus dem Vom Speicherschirm zurückgewiesenen Elektronenstrom elektrische, dem Ladungsbild entsprechende, das optisch aufgenommene Bild darstellende Signale ableitbar sind*

Es sind unter der Bezeichnung Orthicon Aifliahme-Elektronenstrahl« röhren bekannt, welche auf der Innenseite einer Stirnplatte eine Photokathode aufweisen, auf welche mittels eines optischen Systemes ein optisches Bild projiziert wird. Die in Abhängigkeit von der lokalen Belichtung ausgelösten Photoelöktronen werden durch ein angelegtes elektrostatisches Feld beschleunigt und durch ein elektromagnetisches Feld derart gerichtet, daß sie mit hoher Geschwindigkeit auf einen der Phötokathöde gegenüberliegenden Bildschirm auf* treffen und Sekündär«Elektroften auslösen, so daß auf dem Bildschirm ein positives., dom ursprünglichen optischen Bilde entsprechendes Ladungsbild aufgebaut wird« Die ausgelösten Sekundär-Elektrönen werden durch ein vor dem Bildschirm angeordnetes Panggitter abgesogen. Der Schirm selbst ist auf einer Öläsmembran aufgebaut und so dünn ausgeführt, daß die seitliche Ableitung der Elektronen vernachlässigt werden kann und die Ladung auf die Abtastseite übertragen wird.

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Unterlägen (Art. 7 g I Abs. 2 Nr. I SaU 3 des ÄntJerungsfles. v. 4.9.1967)

Zum Abtasten iät auf der" gegenüberliegenden Seite der Sölire eine < Strahlelektrode angeordnet _s deren Elektronenstrmi die Rückseite des Schirmesjzeiienrasterförmig äßtäSteti Öas jeweils bestrichene Schirmelemeht bindet aus dem Elektronenstrahl jeweils eine Ladung, die äer positiven Ladung des Schirmes proportional ist* Die veriälMbenden Elektronen werden Vom Speicherschirm zUrüekgewiesen und kehren in Richtung auf die Strahlkäthode zurück» Dieser zurückgeworfene Strahl ist proportional der Ladung der überstrichenen Schirmelemente moduliert und kann nach Verstärkung in einem Elektro^envervieIfacher als Ausgangs signal abgenommen werd.en. Bei den bekannten Röhren dieser Bau* art, die bspw. für Fernsehkameras verwendet werden, wird mit dem Abtastvorgang das Bild jeweils gelöscht, so daß es zur kontinuierlichen Aussendung von Bildern einer steten optischen Erregung bedarf.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1 086 824 sind Anordnungen bekannt, welche es gestatten, Strahlenbündel unsichtbarer Wellen- oder Korpus™ kularstrahlen verstärkt sichtbar zu machen. Hierzu wird ein photölumineszierender Auffangschirm vor einer Photokathode angeordnet, in der durch das Lumineszenzlicht des Äuffangschirmes Photoelektroneh ausgelöst werden, die nach Beschleunigung auf einem weiteren Lumineszenzschirm ein lichtstarkes Bild hervorrufen* Als Auffangschirm kann auch ein solcher verwendet werden, der Exoelektronenemission aufweist, so daß die Verwendung einer besonderen Photokathode überflüssig wird» Auch hier werden nur jeweils einfallende.Strahlenbündel" angezeigt, und die Näöhleuchtdaüer bzw, Speicherfähigkeit ist nur gering, ,

In einer Reihe von AhWeriduhgsfallen jedoch ist es erwünscht j ein einziges Bild festzuhalten, und dauernd wiederzugeben* So kann es bspw, erforderlich sein, aus einem Sportereignis eine bestimmte Phase zur Auswertung für längere Zeit unverändert wiederzugeben. Eine andere Anwendung für eine der¹ Speicherung fähige Eiektronenstrahlröhre wäre b$tw. das Auffangen besonders sehwaöher Bilder, bspw, bei Himnielsbeobächtungen, wobei durch die Speicherfähigkeit die Lichteindrücke auf summiert werden könnt en *. . .

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BAD ORIGINAL· FATENTINGENIEUREF. W. HEMMERICH. GERD MÖLLER. D.GROSSE 2o

29. 8. 1968

Zur Speicherung von elektrostatischen Ladungsbildern ist aus der britischen Patentschrift 9o4 500 eine Speicher-Elektronenstrahlröhre bekannt, welche es gestattet, durch Modulation eines Elektronenatrahles während der Aufnahme Bilder auf einen Speicherschirm zu übertragen, die später

durch wiederholtes Abtasten längere Zeit zugänglich bleiben. Benutzt wird hierbei ein perforierter Speicherschirm, der auf der dem Elektronenstrahl zugewandten Seite mit einem die Perforation freilassenden Isolierüberzug versehen ist. Die unterschiedlichen Vorgänge, wie Einspeichern des Bildes oder Lesen des Ladungsbildes, werden hier durch unterschiedliche Elektrodenspannungen bewirkt, bei denen • sichergestellt sein muß, daß in einem Falle die gewünschte Sekundär-Emission erreicht wird, während im anderen diese völlig unterdrückt wird, da während des Lesens bewirkte Sekundär-Emissionen das auf dem Speicherschirm festgehaltene Ladungsbild beeinträchtigen bztr. verfälschen. Bei dieser bekannten Speicher-Elektronenstrahlröhre ist, da der Lese-Elektronenstrahl auf das Ladungsbild selbst gerichtet ist, bei lau Tender Abtastung die Speicherdauer beschränkt, es ist mit dieser .Röhre auch nicht möglich, schwache Lichteindrücke aufEUSumr ieren oder auch zu gleicher Zeit sowohl das Ladungsbild aufzubringen, zu verstärken bzw. zu ergänzen als auch dieses Ladungsbild abzulesen.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine einfache Anordnung zu finden, mit der es möglich ist, optische Bilder in über längere Zeiträume speicherfähige und während der Speicherung abtastfähige Ladungsbilder umzuwandeln, bei denen durch den speziellen Aufbau des Speicherschirmes extreme Speicherzeiten erreicht werden.

Gelöst wirdfdiese Aufgabe unter Benutzung einer von Aufnähme-Elektronanstrahlröhren bekannten Photokathode sowie einem dieser gegenübergestellten Speicherschirm, dessen Aufbau von bekannten Speicher-Elektronenstrahlröhren übernommen ist, indem gemäß der Erfindung der Speicherschirm auf seiner der Photokathode zugewandten Seite die die Perforation freilassende Isolierstoffschieht aufweist und auf der der Photokathode abgewandten Seite mit einem leitenden Überzug ausgestattet ist.

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PATENTINGENIEURE F. W. H E M M E R I C H - GERD MOLUS - D. GROSSE

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Bewährt hat es sich, zwischen der Photokathode und einem dem Speicherschirm vorgeordneten Fanggitter ein Verstärkerelement vorzusehen, das auf der photokathodenseitigen Oberfläche einer transparenten Fläche eine inter Einfluß auftreffender Elektronen fluoreszierende Schicht aufweist, und das auf der dem Speicherschirm zugewandten Oberfläche eine weitere Photokathode trägt.

Bei der Speicherung von Ladungsbildern auf Grund von Röntgenstrahlung hat es sieh bewährt, in an sich bekannter Weise die Photokathode mit einem Fluoreszenzschirm zu unterlegen.

Die Anwendung der Erfindung gestattet es, besonders lange Speieherzeiten zu erreichen, da durch den nachträglich aufgebrachten leiten— den öberzug alle Randbereiehe der Isolierst of !"beschichtung abgedeckt werden, so daß der abtastende Elektronenstrahl die Isolierstoffsehicht nicht zu erreichen und damit weder positiv noch negativ aufzuladen vermag.

Es wird damit eine Aufnahme-Speicherröhre geschaffen, welche es gestattet, ein Augenblicksbild aufzunehmen und über extrem lange Zeiten zu speiehern; das gespeicherte Ladungsbild kann beliebig wiederholt abgetastet werden, so daß das gespeicherte Bild nach beliebiger Zeitdauer für eine gewünschte Zeit darstellbar ist. Die erfindungsgemäße Ausbildung des SpeicherSchirmes gestattet nicht nur eine Steigerung der Speicherfähigkeit, sondern auch des- Auflösungsvermögens bei günstigem Abstand der Hutzsignale vom Rauschen sowie richtigem Kontrast.

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PATENTINGENIEURE F. W. HEMMERICH · GERD MÖLLER . D. GROSSE 2o

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-Gl-Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung sowie die durch sie er^ielbaren Vorteile anhand der folgenden Jeschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit diese darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen hierbei:

Fig.l schematisch eine Aufnahrnespeicher-nlektronenstrahlröhre mit Magnet s pul en und Speisestromquellen,

Fig.2".! vergrößert das Gebiet des Speicherschirmes 14· der Fig. 1 mit eingetragenen t-ilektroneribannen,

Fig. 2b weiter vergrößert im Querschnitt einen Draht bzw. eine Mascne dos Speicherschirmes 14 mit seinen überzügen,

Fig.5 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei dem die bildsignale vom den speicherschirm 14 passierenden Strom abgeleitet werden,

Fig.4 einen Abschnitt einer Aufnahmespeicher-ZLektronenstrahlröhre mit dem Speicherschirm vorgeordneten VerstärkeroChirmen und

Fig.3 die Anpassung einer Aufnahmespeicher-Elektronenstrahlröhre aα UV- bzw. Röntgenstrahlen durch Anwendung einer flucresien Membran.

,)].<j in Jen Figuren, Insbesondere Fig. I₃ dargestellten Aufnahme-.j..«iiohc-'-ülokt-'¹;>iioiir-"hr3n weisen υίηεχι Glaskolben Io auf, dessen νο..·.;ι.:α-1·:',β3 üiide 11 durch eine transparente, planjausgeführte Stirn- ^iatte 12 abge^chloo.jon ist, die an ihrer Innenseite mit einer rhutokathode IjJ beschichtet ist. J)ie Photokathode ist mittels durch die- ,■jMi'n.jlatte auf si ο ,/rojizierter optischer Jllfer erregbar und .jciiJi^ ,'ii-jtüelektrüiifcn aas, deren lokale f«Lsslon von der beleuchtung dea eri^öornchenusn Jereiches aohängt. Jer Photokathode IJ gegenüber ist ola opeicherschirrn 14 angeordnet; zwischen der Photok^thude und dein o^ihei'oChlrni sin ΐ eine Jeschleunigungselektrode ;owie eine das Fanggitter 16 tragende Sammelelektrode 17 angeordnet.

in ι·!',. 1 und 4 ist eine Fokussierungsspule 18 gezeigt, welch©

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'" die Aufriahine-speicher-file'l-ctEonenstrahlr.öjire; pr.aktisrch. über ...die . -- ,.·.:■"' gesamte Länge .des .Glaskolbens -Ig umfaßt.. -.t3ei_der.Erregung, .ciei;-.;-··-.. Fokus s ierungs spule mit Gleichstrom, entsteht; ,ein, ruagrietisches;-.-· .---.; Feld, das im. Innern der .Röhre etwa achsparaliel-..verläuft und . - ·■-, ausgelöste. Photo elektronen auf der en - Uiis-prungsgeqie.t ,ent sprechende, iiereiche- des .Speicherschirmes 14. führt..--·..-: . . .. -; ..-.-.;.,. -_: ■. -;..-

Der Speicherschirm 14 ist auf ein-.feinmaschiges Gibtei· 2o .auf- ^ _;, gebaut, das aus Metallen.,- .bspw.< Kupfer und. Nickel, .erstellt ist; .-; und im AusführungsDeispiel ^o bis Λ.ο Maschen^ pro Millimeter .auf- -weist. Im' Schnitt stark vergrößert ist .das Gitter 2o in Fig. 2a, ;. gezeigt., während Fig. 2Ό einen .einzelnen .■Gi.tterdraht.-^iv;. :-mas.eherl·- steg des Gitters 2-o in weiterer Vergrößerung ,,zeigt., auf .die-der,,-.·;■, Photokathode 13 zugewandte Fläche des Gitters. 2o ist eine Isqüer-r Stoffs chicht 21 aufgebracht, welche, die Eöcher.uzv/.Maschen des Gitters 2o freiläßt und aus Isolierstoff en wie CaF,-_;, MgF^,: öiüp .^ _v oder dergleichen bestehen kann* Das Auf bringen der :Isoiier.:3;t0f,f-,_u"__;_ schicht kann- durch Sprühen, Absetzen, ''Nied.er-Schla.geiA-rirri -Vn^biumj.;; j_v-.oder dergleichen erfolgen. Nach-Aufbringen ,deri. I schicht viird die andere Seite des Gitters j2o toit . Überzug 22 -ausgestattet, -der durch Au /dampf en ,-von: Gold, Siiber öddr Aluminium erhalten werden 'kann* erreiciit, daß der gegen diese Seite des Speicher Elektronenstrahl nur" auf das■-"Gitter "s-elbsi, nicht;; äoeo ^:-? ⁿ :.-'^o^:.^- auf an den händern der Maccnen haftenden Iuoliersooff elnz-ivi ^!.rken vermag. Eine Änderung "der Ladung des u^eiciierüchIi^>i-.ea:-l'ⁱi-_i,elMriiii "-z^j •das Ablesen -wird-damit völlig;unterbunden. ■ Jei^der-.^erv/eriöaCö^aii, Metallen mit .hoher Aastrittsarbeit-für. den leitendfea ^bazzu^i ;^-·-.-.; 22 ergibt sich'der weitere Vorteil, uä.3 - "die Axmi Elektronen am Speichersciiirm verhindert- wird. - ·

An der der transparenten¹ "SGirnplätte^l>12^i:igegGni3&eriie«en-dGu.-K3;eitsi α des Glaskolbens Io ist eine Strahlkathode'--ZK vorgesehen, -.', aus der Kathode 25 und dem Wehneltzylinder ^6 besteht.■■

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Im Bereiche der S tr antikathode 24 ist eine den Glaskolben Io umfassende Bündelungsspule 2J angeordnet, deren Magnetfeld den von der Strahlkathode ausgehenden Elektronenstrahl zusammenfaßt und auf die Achse des Glaskolbens Io ausrichtet. Im vom Elektronenstrahl durcheilten Bereiche sind Ablenkspulen 28 angeordnet, welche es gestatten, durch Auslenken des Elektronenstrahles in horizontaler und vertikaler Dichtung den Speieherschirm 14 zeilenrasterförmig abzutasten. Zwischen der Strahlkathode 24 UAd dem Speicherschirm l4 sind in ftiehtung von der Strahlkathode auf den Speicherschirm zu die Vervielfacherßündelungselektrode 29, eine Zentrierelektrode j5o sowie eine Verzögerungselektrode Jl angeordnet, mit deren Hilfe der Elektronenstrahl im Bereiche vor dem Speicherschirm 14 auf eine Geschwindigkeit von fast Null YoIt verzögert werden kann. Um die Strahlkathode 24 herum ist ein Sekundärelektronen-Vervielfacher 52 angeordnet, und der vorn Speicherschirm l4 zurüekgewieisene Anteil des Elektronenstrahles wird durch die Vervielfacher-Bündelungselektroden 29 dem Sekundärelektronen-Vervielfacher 52 zugeführt. Die Ausgangselektrode des Sekundärelektronenvervielfachers ist über einen Widerstand 33 mit dein entsprechenden Potential der Stromquelle 19 verbunden, und der einfallenden Intensität des Elektronenstrahles entsprechende Potentiale können über den Kopplungskondensator 3^ am Widerstand abgegriffen und dem Verstärker 35 zugeführt werden.

Die an Hand der Figuren 1, 2a und 2b gezeigte Aufnähme-Elektronenstrahlröhre kann auf unterschiedliche Weise genutzt werden. So kann in einem ersten Arbeitsvorgang mittels des optischen Bildes ein elektrostatisches Bild auf dem Speicherschirm 14 bewirkt werden, das in einem ggf. unter Einbeziehung einer Pause anschließenden Arbeitsvorgang beliebig-oft abtastbar ist· Es ist aber auch möglich, bspw. den Aufbau bzw. die Ergänzung des

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elektrostatisehen: Ladungsbildes zu betreiben, während der Speicherschirm bereits abgetastet wird. .

Bei der Erläuterung des Ausführungsbeispieles soll zunächst der erstgenannte Arbeitsvorgang beschrieben werden.. Das Bild eines darzustellenden Objektes wird mittels eines in den Figuren nicht dargestellten Objektives auf die Photokathode 15 projiziert* Die von der Photokathode emittierten Phot ο elektronen werden. durch das Feld der Beschleunigung sei ektro de 15,» die gegenüber der Photokathode um etwa 5OQι Volt positiv vorgespannt ist> beschleunigt und lauf.en* durch das Magnetfeld der Foküssierungsspule l8 gerichtet, im wesentlichen parallel zur Achse des -Systemes, Die Elektronen treten durch das Fänggilt er 16 hindurch und treffen auf die Isolierstoffschicht 21 des Speicherschirmes l4v Infolge ihrer hohen Gesehwindigkeit vermögen sie dort Sekundärelektronen auszulösen,, so daß auf dem Speiehersehtcm ein elektrostatisches positives Ladungsbild aufgebaut wird, das dem erzeugenden Optischen Bilde entspricht. Die den hellsten Partien des optischen Bildes entsprechenden Speieherbereiche können so auf bspw. plus 5 Volt aufgeladen werden., - während das Potential uribeli eiltet er _; Stellen der Photokathode entsprechender Speicherbereiche Null beträgt. ""-.. . - -~~ ^; \ -

Zum. Ablesen des gespeicherten Ladungsbildes wird zunächst dessen optische Änderung, dadurch verhindert^ daß die desehleunlgungs-. elektrode 15 negativ-vorgespannt wird. Gleichzeitig werden den übrigen Elektroden solche Spannungen zugeführt^ daß durch die Strahlkathode-24 ein gebündelter Elektronenstrahl- bevjirkt. wirdj der zeilenrasterförmig über die aHüekseite. des -Speichersehirmes. l4-..'" auTSgelenkt: wird· Wird hierbei der Elektronenstrahl^ wie es im oberen Teil der Fig. 2a veranschaulichtist ₃ über einen Bereich geführt j innerhalb dessen die' Isolierst off schicht positiv., bsp-.v.. - auf plus 2 VoIt> aufgeladen-ist,, so vermag-ein Anteil j5b

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des Elektronenstrahles die Maschen des Speieherschirmes 14 zu passieren und das in Richtung des Elektronenstrahles hinter dem Speicherschirm 14 angeordnete, auf positivem Potentiale gehaltene Fanggitter 16 zu erreichen. Das Gitter des Speicherschirmes 14 selbst ist derart negativ gehalten, daß die anfliegenden Elektronen zurückgewiesen werden und etwa parallel zum Elektronenstrahl zurückfliegen. Auf ihrem Rückweg erreichen sie die Vervielfacher-ßündelungselektrode 29, welche den zurückkehrenden Anteil 37 des Elektronenstrahles in den Sekundärelektronen-Vervielfacher J2 überführt., der nach VorverStärkung eine entsprechende Spannung an den Verstärker 35 abgibt.

Gerät, wie es im unteren Teil der Fig. 2a dargestellt ist, der Elektronenstrahl auf Bereiche des Speicherscürmes 14, deren Isolierstoffschicht negativ, im dargestellten Beispiel minus 0,5 Volt, geladen ist, so schließt das negative Feld die im Speicherschirm gebildeten Maseien, und die positive Spannung des dahinter liegenden Fanggitters l6 vermag durch diese Maschen nicht hindurchzugreifen. Der die Maschen des Speicherschirmes passierende Anteil 36 des Elektronenstrahles geht gegen Null, und er wird praktisch vollständig im Anteil 37 umgelenkt und dem Sekundärelektronen-Vervielfacher 32 zugeführt, D^r Speicherschirm 14 moduliert daher den Elektronenstrahl durch Stromverteilung in Abhängigkeit von der elektrostatischen Ladung des Speicherschirms. Im Ausführungsbeispiel werden die Nutzsignale vom rückkehrenden Elektronenstrahl gewonnen; es wäre, ggf. zusätzlich, möglich, den gegenphasigen, das Fanggitter l6 erreichenden Strom zur Ableitung der Bildsignale zu nutzen.

Da der Elektronenstrahl nicht auf die Isoliestoffschicht 21 gerichtet ist und deren Ränder in den Randbereichen der Maschen durch den leitenden Überzug geschützt sind·, vermag der Elektronenstrahl nicht, das gespeicherte Ladungsbild zu zerstören bzw. zu beeinträchtigen.

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Es ist daher möglich, ein gespeichertes Bild kontinuierlich langer als Jo Minuten abzulesen, ohne daß-die Qualität der Bildsifiale nachläßt.

Zum Löschen eines derartigen Speicherbildes haben sich mehrere Verfahren bewährt. So können,bspw. die Photokathode Y$, die / 3eschleunlgungselektrode 15* das Fanggitter l6_a,sowie der Speicherschirm 14 wieder derart gegeneinander vorgespannt werden, wie es zum Aufzeichnen erforderlich ist. Eine gleiehmässige Ausleuchtung, bspw. mit übergroßer Helligkeit, löscht bisher vorhandene Ladungsbilder. Die Löschung kann aber auch mittels des Elektronenstrahles bewirkt werden; in diesem Falle wird das Gitter 2o des SpeicherSchirmes 14 bspw. auf lfpo Volt positiv vorgespannt, während das Potential des Fanggitters Ib schwach . . negativ eingestellt, wird. Bei diesen Spannungsverhältnissen vermögen Teile des Elektronenstrahles die Maschen-des Speicher- "-^:--^;-"-schirmes 14 zu passieren, werden vom negativ gehaltenen Fang- \ '__-: gitter zurückgewiesen und treffen gleichförmig verteilt auf ,..-·„.£ die Isolierstoffschicht des Speicherschirmes" 14 auf.Durch Anreizung zur Sekundär-Emission wird auch hier die Isolierstoffschicht ·.·;.;; positiv aufgeladen. Als zweckraässlg hat es sich erwiesen, In ^{; : :}" den beiden geschilderten Fällen der Löschung anschließend bei ' ■·-■--schwach .;· negativem Fanggitter (minus j> Volt) sowie Gitter 2o -¹^' -·" (minus 1 Volt) des Speicherschifmes l4 den Elektronenstrahl einige Sekunden über den Speicherschirm streichen zu lassen. Hierdurch wird das positive Potential der Isolierstoifschicht aogebaut und auf Null Volt zurückgeführt. '

In der folgenden Übersicht sind bei einem-Ausi'ährungsbeispiel erprobte PdEntiale der einzelnen Elektroden Tür die unterschied-, .. liehen Betriebszustände zusammengestellt. Als jesUtj/j.potential ist das der Kathode 25 gewählt. In der untersten Zieile .sind

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für das folgend beschriebene Aufzeichnen mit gleichzeitigem Ablesen erprobte Potentiale aufgeführt*

Das Potential der Verzögerungselektrode 31 ist in allen Fällen mit + 13o V gewählt, und das der Bündelungselektrode 3o beträgt + 280 V sowie das der Vervielfältigungsbündelungselektrode 29 + 285 v.

Be triebs art	Photo kathode 13	Be- schleu- ni- gungs- elek- trode 15	Fang gitter 16	Git ter 2o	Beleuchtung i der Photo- ! kathode 13 \
Lösehen	-430V	-290V I	+looV	-l.oV	gleich- : förmig i
Vorbe reiten	-43oV	-290V i	0?' i	-1.0V :	keine ·
Auf zeich nen	-430V	-290V !	+ loV	-l.oV i	optisches Bild j
Ablesen	+350V	+230V i	+looV !	-1.5V	keine
Aufzeich nen U. Ablesen	-43oV	-29o¥ i	+ 2V	-i,5V	i optisches Bild !

Bei der zweitgenannten Betriebsweise wird die Photokathode 13 dauernd mit dem optischen Bild beaufschlagt, Die Fanggitterspannung ist verhaltnisinässlg niedrig, bspw« auf + 2 Volt., eingestellt .Hierdurch ist es möglieh, daß Elektronen des Elektronenstrahles, welche Maschen des Speieherschirmes 14 passiert haben, nicht vom Fanggitter aufgenommen werden, sondern zur Isolierstoffschicht 21 zu gelangen vermögen. Zwischeneffekte lassen sich durch höhere Fanggitterpotentiale erzielen. Zur Belichtung genügen auch hier verhältnismässig dunkle optische Bilder, da die Wirkung der Photokathode aufrechterhalten wird und damit das elektrostatische Bild laufend ergänzt bzw. weiter aufgebaut wird. Wird die Photokathode verdunkelt, so' klingt bei der niedrigen Spannung des Fanggitters das elektrostatische Bild schnell, bspw.innerhalbea? weniger Sekunden, ab. Als vorteilhaft hat es sieh bewährt, daß bei dauernd aufrecht erhaltener Belichtung auch bei schwachen optischen Bildern für stationäre oder nur langsame Bewegungen zeigende Objekte Ausßangsspannungen mit gutem Kauschabstand gewonnen werden,

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' Wird das optische: Bild gewechselt, so findet ein Überblendungseffekt statt J Das «,!te Bild verschwindet langsam, während gleichzeitig das neue aufgebaut wird.

Es hat sich gezeigt, daß das zletzt beschriebene Verfahren Bilder mit gutem Rauschabstand auch von langsam bewegten Opbjekten zu vermitteln mag. Der gewünschte Kontrast lässt sich ggf. durch regelbare, zusätzliche, gleichförmige Beleuchtug erzielen. Im Falle des getrennten Bildaufbaues lassen sich überaus lange Speicherzeiten erzielen. So kann bspw. ein dunkles Objekt, einHimm'elsausschnitt, innerhalb langer Belichtungszeiten ein Ladungsbild '. aufbauen. Dieses kann im Anschluß an die Erstellung des Ladungsbildes ohne wesentliche Verschlechterung der Ladung bspw. eine halbe Stunde lang abgetastet und dargestellt vier den. Es ist aber auch möglich, die Speicherfähigkeit noch weiter auszunutzen. Bspw. könnte eine einstündige Reproduktionszeit sich an eine 15-stündige Warteperiode anschließen, da der Abbau des Ladungsbildes weiterhin wesentlich verlangsamt ist, wenn auf den Abtast-Elektrcnenstrahl verzichtet wird. In allen Fällen werden die Empfindlichkeit,' die maximale Stpeieherdauer-, die Kontrasttreue sowie das Auflösungsvermögen gegenüber Speichei'röhren konventionellen Aufbaues in Verbindung mit Bildaufnahmeröhren wesentlich gesteigert.

An Hand der folgenden Figuren sind weitere Varianten ei'läutert." ■

Nach Fig. 3 wird das Fanggitter· 16 .einer Aufnahme spei chei' -Elektronenstrahlröhre gem. Fig. 1 über einen Widerstand 4o an,/die zugeordnete Spannungsquelle angeschlossen. Der durch die aufgenommenen Anteile 36 des Elektronenstrahles bestimmte Fanggitterstrom bewirkt aiii Widerstände 4o ein Spannung a of all, der ,über .den . Koppelkondensator Λΐ zum Verstärker 42 übertragen wird. Die Auslcc c^lung-.vGnr_Fan^itterv Irann an Stelle derjenigen treten, welche die rücklcelireaden, ebenfalls modulierten Teile des Elektronenstrahls gem. Fig. 1 .wirksam, macht'.

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Andererseits können beide Auskopplungen gemeinsam verwendet werden, so daß zwei gegenphasige Spannungen erhalten werden. Ggf· kann auch hier ein Sekundär elektronen-Vervielfacher zur Vorverstärkung herangezogen werden«

Eine weitere Variante der Erfindung ist an Hand der Fig. 4 erläutert« Im abgebrochen dargestellten, im wesentlichen dem •der Fig. 1 gleichenden Glasköben Io der Äufnahmespeicher-Elektronfinstrahlröhre ist am verstärkten Ende 11 zwischen der Photokathade Ij5 und dem Fanggitter 16 des Speicherschirmes 14 ein besonderer Verstärkerschirm 45 vorgesehen, welcher auf Grund der zugeführten Photoelektronen eine Lumineszens bewirkt, die ihrerseits wieder einen verstärkten Anteil von Photoelektronen auslöst. Im einzelnen ist auf der Innenseite der Stirnplatte 12 die zu belichtende Photokathode IJ vorgesehen, der Beschleunigungselektroden 4^ und 44 nachgeordnet sind. Die von der Photokathode IJ ausgehenden, beschleunigten Photoelektronen treffen auf eine fluoreszenzfähige Schicht 48, die auf eine transparente Basis ¹Vj aufgedampft ist. Die gegenüberliegende Seite der Basis ist mit einer zweiten Photo- · kathode 49 versehen. Die fluoreszenzfähige Schicht 48 ist mit einem dünnen Film 5o aus Aluminium oder anderem Material überfangen, um eine Rückwirkung des Lichtes der fluoreszenzfähigen Schicht 48 auf die Photokathode 13 zu unterbinden.

Wird auf die Photokathode 1J> durch ein nicht dargestelltes Objekt ein optisches Bild projiziert, so werden entsprechend der jeweiligen Beleuchtung Photoelektronen ausgelöst, die, durch die Beschleunigungselektroden 4^ und 44 beschleunigt, unter Einwirkung des Magnetfeldes der Fokussjamngsspule 18 im wesentlichen achsenparallel zur fluoreszenzfähigen Schicht 48 laufen und diese zum Leuchten bringen. Die jeweilig hellen Partien belichten die Photokathode 49 und lösen hier wiederum Photoelektronen aus, die, durch die Beschleunigungselektrode 46 beschleunigt, auf der Isolierstoffschicht 21 des Speicherschirmes 14 ein Ladungsbild bewirken.

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".-._ j VerstärkungsscMrm 45 gibt weserifcileli mehr Photoelektronen ab, als zu deren Auslösung erf orderlich waren und- erhöht so die Empfindlichkeit, der Aufnahmespeicher-Elektronenstrahiröhre in wünschenswerter Weise.. Es Ist hierdurch möglich^ Ladungsbilder durch extrem kurze Belichtungen oder auf Grund sehr' dunkler Objekte aufzubauen» Das Auflösungsvermögen der Anordnung wird nicht beeinträchtigt.,, wenn durch eine extrem dünne Basis-oder deren Aufbau aus lichtleitenden Pasern bewirkt wird, daß belichtete Partien der Fluoreszenzschicht 48 nur ihnen . gegenüberstehende Partien der Photokathode 49* nicht aber auch diesen benachbarte., beaufschlagen»

Es hat sich auch bewährt, die Aufnahme_wSpeieher-Elektronenstrahlröhre für Bilder kurzweiliger Strahlungen, bspw. Röntgenstrahlen, einzusetzen» In Fig. 5 ist wiederum das verstärkte Ende 11 eines. Glaskolbens Io gezeigt, dessen Stirnplatte Io mit einer fluoreszenzfähigen Schicht 51 ausgestattet ist, auf die. eine Photokathode Ij aufgebracht ist.. In Wirkungsrichtung folgen eine Beschleunigungselektrode 52, ein Fanggitter 16 sowie der Speicherschirm l4« Im Bedarfsfälle jedoch 1st es möglich, wie in Fig. 4 einen Verstärkerschirm zusätzlich vorzusehen.

3spw. durch Röntgenstrahlen wird der fluoreszenzfähige Schirm 5I zum Leuchten gebracht und erregt seinerseits die die leuchtenden Partien abdeckenden Stellen der Photokathode Ij5, ao daß in Abhängigkeit der partiellen Intensität der iiöni^nstrahlen Photoelektronen ausgelöst werden. Diese werden In aus der Beschreibung der Fig.. 1 bekannter Weise durch die Beschleunigungs elektroden 52 beschleunigt und bewirken den Aufbau eines Ladungsbildes auf dem Speicherschirm 14. Damit lässt sieh auch für die Betrachtung von Röntgenbildern ein erheblich grösserer Rauschabstand erzielen.

Eine derartige Röhre lässt sieh durch die zeitliche Aufsumierung zum Ladungsbild dazu benutzen, Strahlungsdosen zu überwachen.

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80 MO 2/0,2.3,5;., BAD ORIGINAL

Claims (1)

1. 2ο 541

   29. 8. 1968

   Als besonders vorteilhaft hat es sich aber erwiesen, daß eine verhältnismässig kurze Bestrahlung genügt, um ein Ladungsbild auf dem Speicherschirm aufzubauen, das ohne weitere Röntgenbestrahlung über längere Zeit hin abgetastet und damit sichtbar gemacht werden kann. Es ist damit möglich, auch bei längeren Röngtenuntersuehungen mit geringen Strahlungsmengen auszukommen und bei der Betrachtung lebender Gewebe diese vor Strahlungsschäden zu schützen,"ohne daß die Untersuchung darunter leidet.

   809902/0235

   go 541 8v 1968

   -, Shlbaurä,BIestricι :Co> _A ,Ltd, Kawasaki-shi,» Japan

   Patentansprüche

   iyAufnahmespeicher-ßlektronenstrählröhre mit einer auf ihrer Innenseite eine in Abhängigkeit von der Belichtung durch ein optisches Bild Photoelektröhen emittierenden, Photokathode, aufweisenden Stirnplatte "und einemι dieser gegenüber.· stehenden^ perforierten^ einseiitig isölierstoffbeschichteteh Speicherschfrrrii dem ein von ihm emittierte Sekundärelektronen absaugendes Fänggitter parallel in kurzem Abstände vorgeordhet ist.j sowie einer auf der der Phot ©kathode entgegengerichteten Seite der Rohre vorgesehenen, einen Lese-Elektronenstrahl bewirkenden StrahlkäthOdey de^öh LeseSträhl den Speicherschirm abzutasten vermägy so daß aus dem vom Speicherschirm' zurückgewiesenen Elektrorie'nstrom und/oder dem ihh passierenden Elektrohenstrom eiektr«ische> dem Ladungsbild ehtspiedhende, das optisch äüfgefiommehe Bild darstellende Signale entfiehmbar sind,, dadurch gekennzeichnet, daß d'e'f Öpeicherschirm (ΐ4,2ο) auf seiner der Photökathode zügöWähdlen Seite die die P'erforatibh freilassende

   chic'ht föl)' aufweist und auf der äbgewandten ifeite mit einem'leitenden Überzug, (£2) ausgestattet ist»

   ■= "A 2-

   iÄH. 7 § Ϊ Äbä. 2 Nh ί Öäti 3 des Ähcfefuhgsges. </. 4. ä.

   2ο 541

   29. 8. 1968

   -Α2-

   Aufnahmespeicher-Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ζ e ic h η e t, daß zwischen der Photokathode (15) und dem Fanggitter (l6) ein Verstärkerschirm (45) "vorgesehen ist, der auf der photokathodenseitigen Oberfläche einer transparenten Basis (47) eine unter Einfluss auftreffender Elektronen fluoreszierende Schicht (48) aufweist, und der auf der dem Speicherschirm (14) zugewandten Oberfläche eine weitere Photokathode (49) trägt.

   Aufnahmespeicher-Elektronenstrahlröhre nach Ansprüchen 1 oder 2,

   dadurch -gekennzeichnet, daß zur Speicherung von Ladungsbildern auf Grund von Röntgenstrahlung in an ^sich bekannter Weise die Photokathode (Γ3) mit einem Fluoreszenzschirm (51) unterlegt ist.

   8099027 023 5