DE1789143A1 - Fernsehaufnahmeanordnung - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE 1 7 Q 9 1 4 3

H. LEINWEBER dipl-ing. H. ZIMMERMANN

8 München 2, Rosentat 7,2. Aufg.

Tei.-Adr. Lelnpat München Telefon (Olli) 2<0S»8>

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Unser Zeichen

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MATSUSHITA ELECTRIC IIDUSTRIAL CO., LTD., Osaka/Japan

Fernsehaufnahmeanordnung . Ausscheidung aus P 17 64 940.0-33

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fernsehaufnahmeanordnung mit einer Fernsehkamera und einem vor der Kamera angeordneten Bild-Vorverstärkerschirm.

Bei Fernsehsystemen, insbesondere in industrieller oder medizinischer Anwendung, besteht unter Umständen ein Bedürfnis nach einem Vorverstärker vor der Fernsehkamera, der eine Anpassung des Spektralbereichs, des Helligkeitsvolumens und der Kontraste an die Bedürfnisse der Fernsehkamera vornimmt. Dieser Vorverstärker soll durch einfache Maßnahme leicht in vielfältiger Weise in seiner Charakteristik verändert werden können, beispielsweise in seiner Empfindlichkeit und damit in seiner Kontrastverstärkung.

Die erfindungsgemäße Fernsehaufnahmeanordnung 1st dadurch gekennzeichnet, daß der Vorverstärkerschirm mit einer

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ersten, ebenen und lichtdurchlässigen Elektrode, einer an diese Elektrode anschließenden elektrolumineszierenden Schicht, die durch ein anliegendes Wechselspannungsfeld zum leuchten anregbar ist und durch ein anliegendes Gleichspannungsfeld in ihrem Lichtausgang steuerbar ist, sowie mit einer auf der der ersten Elektrode gegenüberliegenden Seite der elektrolumineszierenden Schicht angeordneten zweiten Elektrode, mit einer auf die einfallende Energie hin ihren spezifischen Widerstand ändernden energieempfindlichen Schicht zwischen der zweiten Elektrode und der elektrolumineszierenden Schicht und mit einem Wechselspannungsanschluß zum Anlegen der die elektrolumineszierende Schicht erregenden Wechselspannung und einem Gleichspannungsanschluß zum Legen der Gleichspannung zwischen die erste und die zweite Elektrode zur Änderung des Lichtausgangs in Abhängigkeit von Widerstandsänderungen der energieempfindlichen Schicht aufgebaut ist und daß zum Erregen der elektrolumineszierenden Schicht eine als Gitterelektrode ausgebildete dritte Elektrode zwischen mindestens einem Teil der elektrolumineszierenden Schicht und einem Teil der energieempfindliehen Schicht angeordnet ist, daß die als Gitter angeordneten Leiter der dritten Elektrode mit einem dielektrischen Material umkleidet sind und daß der Anschluß zum Anlegen der Wechselspannung zwischen der ersten Elektrode und der dritten Elektrode besteht. Die Erfindung schafft eine Anordnung mit einem sehr wirksamen Vorverstärker, der in vielfältiger Weise steuerbar ist und bei dem die angelegte Wechselspannung und die Gleichspannung sich gegenseitig kaum beeinflussen, so daß besondere Bildmerkmale die eingestellte Verstärkercharakteristik nicht verändern. Die erfindungsgemäße

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Anordnung erweist sich auch insofern als günstig, als die elektrische Beanspruchung der verschiedenen Einzelteile des Vorverstärkerschirms nicht säar hoch ist.

Die Wirkungen der Gitterelektrode einerseits hinsichtlich eines geradlinigen Gleichstromdurchtritts und andererseits hinsichtlich einer scheinbar flächigen ¥echse3spannungselektrode lassen sich durch besondere Zwischenschicht- und Elektrodenausbildungen optimieren, die in den Unteransprüchen gekennzeichnet sind.

Vorzugsweise verfügt die Fernsehaufnahmeanordnung über einen zwischen dem Vorverstärkerschirm und der Fernsehkamera angeordneten Liehtzerhacker, der zum Auslesen der Lichtausgangsimpulse des Vorverstärkerschirms synchron mit der erregenden Wechselspannung arbeitet und eine Öffnungszeit hat, die kürzer als die Weehselspannungsperiode und vorzugsweise kürzer als die halbe Wechselspannungsperiode ist. Dieser Lichtzerhacker hat seine Bedeutung darin, daß die Gleichspannungssteuerung auf die in der gleichen Richtung wie die Gleichspannung liegenden Halbwellen der Wechselspannung anders wirkt als auf die entgegengesetzt gerichteten Halbwellen. Wird nun der Lichtausgang, der jeweils beispielsweise von einer der beiden Halbwellen erzeugt wird, in jeder Wechselstromperiode ganz oder zu einem Bruchteil durch den Lichtzerhacker ausgeblendet, so verbleibt nur oder überwiegend die Charakteristik des von der anderen Halbwelle erzeugten Lichtausgangs. Vorzugsweise sind die Dauer und/ oder die Phase der Öffnungszeit des Lichtzerhackers innerhalb

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jeder Periode der Wechselspannung steuerbar, so daß eine optimale .Anpassung an die Erfordernisse der Fernsehkamera gegeben sind. Vorzugsweise sind die Frequenz der erregenden Wechselspannung und die Teilbildfrequenz des Fernsehsystems synchronisiert und haben ein ganzzahliges Verhältnis tueinander, so daß Schwebungen die andernfalls auftreten könnten, vermieden sind.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht und zwar zeigen '

Fig. 1 schematisch und teilweise im Schnitt eine Ausführungsform der Erfindung mit der zugehörigen elektrischen Schaltung, und

Fig. 2 eine zur Schaltung der Ausführungsform nach Fig. 1 äquivalente vereinfachte elektrische . Schaltung.

Fig. 1 zeigt ein sehichtförmiges AG-DC EL Element 100 (dieser Ausdruck wird im nächsten Absatz erläutert werden), das auf der Oberfläche einer ersten, lichtdurchlässigen Elektrode 110 angeordnet ist. Auf der von dieser ersten Elektrode 110 ab- ₍ gewandten Seite des AC-DC EI Elementes 100 ist ein ebenfalls ^f s(üchtförmiges energieempfindliches Element angeordnet, das bei- f spielsweise ein photoleitfähiges Element 200 ist. Der spezifische j Widerstand dieses photoleitfählgen Elementes 200 ändert sich ', in Abhängigkeit von der Erregung durch eine Einfallsenergie. Das photolei.tfähige Element 200 steht mit einer zweiten Elektrode

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210 in Berührung, die für die Einfallsenergie durchlässig ist. Eine unterteilte oder durchbrochene zusammengesetzte Elektrode "310 besteht aus elektrisch leitfähigen Teilen 301', die mit dielektrischem Material 302 hohen spezifischen Widerstandes beschichtet sind. Die durchbrochene Elektrode 310 ist zwischen der ersten und der zweiten Elektrode angeordnet.

Der Ausdruck "AC-DCLEL Element" bezeichnet ein elektrolumineszierendes Element, das aus elektrolumineszierendem Material besteht, das in einem dielektrischen Medium dispergiert ist. Dieses ist vom Widerstandstyp oder vom Typ mit speicherbarer Polarisierung. Bei Anlage eines äußeren Polarisierfeldes einer festen Sichtung trägt es das innere elektrische feld und hält die Restkomponente dieses Feldes aufrecht, wenn die äußere Spannung nicht mehr auf es einwirkt. Weiter ist die Wellenform des Lumineszenzausgangs des Elementes aufgrund einer elektrischen Wechselfelderregung durch ein an es angelegtes elektrisches Gleichfeld steuerbar.

Auf die Merkmale der Konstruktion und des Herstellungsverfahrens dieser Vorrichtung wird im folgenden noch näher eingegangen weiten. Eine Tragplatte 120 besteht aus einem transparenten und hitzefesten Material wie Glas. Auf die Tragplatte 120 ist die erste Elektrode 110 aufgeschichtet, die aus einem hitzefesten und lichtdurchlässigen Metalloxyd, beispielsweise aus 2innoxyd, besteht. Auf diese erste Elektrode 110 aufgebracht und mit ihr verschmolzen ist eine Schicht eines AC-DC EL Materials einer Dicke der Größenordnung von 20 bis 50 Mikron.

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Das AC-DG EL Material besteht aus einem Pulver eines dielektrischen Materials, das einen elektrischen Widerstand aufweist'öder speieherpolarisierbar ist, also beispielsweise aus einem Glasemaille_r der ein einen elektrischen Widerstand aufweisendes, also geringfügig leitfähiges Metalloxyd, wie SnOp und außerdem Li und /oder Ti enthält. Das dielektrische Material ist mit einem Pulver eines elektrolumineszierenden Fluoreszenzmaterials wie ZnS gemischt. Auf die AG-DC EL Schicht wird eine Zwischenschicht 600 aufgebracht, die ebenfalls eine elektrische Widerstandsschicht ist, also eine geringe Leitfähigkeit aufweist. Die Zwischenschicht 600 besteht beispielsweise aus einer Mischung eines Epoxyharzes mit einem Pulver eines einen elektrischen ; Widerstand aufweisenden Materials, wie Kohle oder SnOp. Sie kann auch aus einer Mischung eines Pulvers einer Fritte mit einem anorganischen Schwarzpigment und einem Pulver eines einen elektrischen Widerstand aufweisenden Materials, wie SnOp bestehen. Die Mischung wird durch Erhitzen zum Abbinden gebracht, wodurch sie zu einer einen elektrischen Widerstand aufweisenden

und nichtdurchlässigen Schicht wird. Soll die Wechselstromimpedanz der entstehenden Schicht verringert werden, so kann der Mischung zweckmäßig ein ferro el ekMsches Material, wie BaTiO* zugesetzt werden. Die Zwischenschicht 600 verhindert, daß der Lumineszenzausgang des elektrolumineszierenden Elementes 100 auf das photoleitfähige Element rückgekoppelt wird. Ist eine gewisse Rückkoppelung erwünscht, so wird die Zwischenschicht entsprechend halbdurchlässig ausgebildet. Die Zwischenschicht .-, 600 kann auch- als zusammengesetzte Schicht ausgebildet sein, wobei zusätzliche Elemente zwischen die nichtdurchlässige Schicht und das AC-DG EL Element 100 eingelegt werden. Die zusätzliche

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ScHicht kann beispielsweise aus einer Mischung eines Frittenpulvers oder Epoxyharzes mit einem Pulver eines ferroelektrisehen und lichtreflektierenden Materials (vorzugsweise BaTiO^) oder einem einen elektrischen Widerstand aufweisenden Metalloxyd, wie SnOo, bestehen. Die Mischung wird dann durch Erhitzen verschmolzen und abgebunden, so daß eine einen elektrischen Widerstand aufweisende reflektierende Schicht entsteht. Die Dicke der einfachen oder zusammengesetzten Zwischenschicht 600 soll bei nichtdurchlässigen Schichten 5 bis 10 Mikron und bei reflektierenden Schichten 10 bis 20 Mikron betragen, so daß man über die Stärke der Zwischenschicht 600 einen im Vergleich zum Widerstand des elektrolumineszierenden Elementes 100 genügend kleinen elektrischen Widerstand erhält. Der Zwischenschicht 600 kann für den praktischen Gebrauch auch ein besonders nichtlinearer spezifischer Widerstand erteilt werden, damit Gleichstromzunahmen vermieden werden können. Das kann dadurch erreicht werden, daß man ein nichtlineares Widerstandsmaterial, wie GdSrCl oder SiG, anstelle des Widerstandsmetalloxyds für die oben beschriebene Zusammensetzung verwendet. In diesem Fall kann mindestens eine der beiden reflektierenden oder nichtdurehlässigen Widerstandsschichten fortgelassen werden.

Auf der Zwischenschicht 600 oder bei deren Wegfall auf dem AC-DG EL Element 100 ist eine geteilte oder durchbrochene zusammengesetzte Elektrode 310 angeordnet, die aus elektrischen Leitern 501, beispielsweise aus Wolfram oder Kupferdraht eines Durchmessers von 10 bis 30 Mikron besteht, der mit einem dielektrischen Material 302 hoher Dielektrizitätskonstante.beschichtet ist, das beispielsweise aus Polyesterharz oder Glas

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bestehen und eine Dicke von 2 bis 10 Mikron aufweisen kann. In der hier beschriebenen Ausführungsform hat die zusammengesetzte Elektrode 310 die Form eines Gitters mit nebeneinander liegenden Gitterlinien. Die zusammengesetzte Elektrode kann beispielsweise auch durch Vernetzung der oben beschriebenen beschichteten Leiter oder durch Beschichtung eines metallischen Netzes mit dem oben erwähnten dielektrischen Material hergestellt sein. Der Raumfaktor des Leiters 301 der zusammengesetzten Elektrode 310 ist so zu wählen, daß die Elektrode 310 trotz ihres durchbrochenen Aafbaus hinsichtlich eines elektrischen Wechselfeldes etwa die gleiche Wirkung erreicht, wie eine feste Plattenelektrode, wenn eine Betriebsweehselspannung V. zwischen der ersten Elektrode 110 und der zusammengesetzten Elektrode 310 angelegt wird* Die zusammengesetzte Elektrode 310 soll also so aufgebaut sein, daß die das AG-DC EL Element 100 erregende Wechselstromleistung durch Schwankungen im spezifischen Widerstand des photoleüfähigen Elementes 200 nicht stark beeinflußt wird. Der Abstand zwischen zwei nebeneinander liegenden Linien der in Fig. 1 gezeigten susammengesetzten Elektrode 310 soll vorzugsweise kleiner als 400 Mikron sein* Ia einer Hetzgitterelektrode soll das Jfalgwerk feiner sein als 30 Mesh. Solche Abstände der Leiter bei der zusammengesetzten Elektrode 310 erlauben den Durchtritt yon Gleichstrom zwischen dem AC-DG EL Element 100 und dem photoleitfähigen Element 200.

Um die Gleichartigkeit der zusammengesetzten Elektrode '■ 310 mit einer festen Plattenelektrode hinsichtlich der Auswirkung auf ein elektrisches Weehselfeld sicherzustellen, wirH in

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der Ebene der zusammengesetzten Elektrode 310 eine Widerstandshilfsschicht 700 vorgesehen, die zumindest einen Teil der freien Bäume in der zusammengesetzten Elektrode 310 ausfüllt. Der spezifische Widerstand der Widerstandshilfsschicht 700 I ist mit einem Wert gewählt, der eine stärkere Streuung des !■Gleichstroms verhindert. Es ist experimentell nachweisbar, j daß eine WiderstandsMLfsschicht 700 mit einem spezifischen Oberflächenwiaerstand von 10 bis 10 Ohm-cm zufriedenstellende Ergebnisse erbringt. Erfüllt also der spezifische Oberflächenwiderstand des AG-DC EL Elementes 100 zusammen mit der Zwischensdicht 600 diese.Bedingung, so ist eine Widerstandshilfsschicht 700 nicht erforderlich. Die zusammengesetzte Elektrode 310 kann dann auf der Zwischenschicht 600 oder dem elektrolumineszierenden Element 100 ohne die Widerstandshilfschicht angeordnet werden. Die zusammengesetzte Elektrode 310 kann dann teilweise oder ganz in die Zwischenschicht 600 oder die ) elektrolumineszierende Schicht 100 versenkt werden. In letzterem Fall kann angenommen werden, daß die Widerstandshilfsschicht 700 zumindest in der nichtdurchlässigen Schicht oder der reflektierenden Schicht der Zwischenschicht 600 oder im AC-DC EL Element vorliegt.

Besteht die Zwischenschicht 600 und das dielektrische Material 302 für die Beschichtung aus glasartigem Material, so wird die Widerstandshilfsschicht 700 aus Pulver eines Epoxy-.harz.es oder einer Fritte hergestellt, das mit einem einen Widerstand aufweisenden Metalloxyd, wie SnOp» gemischt wird. Die Mischung wird dann durch Erhitzen verschmolzen und zum Abbinden gebracht. Bestehen die Zwischensdicht 600 und das dielektrische Material 302 der Beschichtung aus einem Bindematerial

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mit niedrigem Schmelzpunkt, beispielsweise aus einem Epoxyharz, so wird ein ähnlicher Binder in Mischung mit einem einen Widerstand aufweisenden Metalloxyd verwendet. In dieses Fall kann i Pulver eins dielektrischen Materials hoher Bielektrizitätskon- ; stante, insbesondere ein ferroelektrlsches Material, wie BaTiO*, l [ der Mischung zugesetzt werden, rat die Weehseläroaimpedanz der j sich ergebenden Schicht zu verringern. Die Dicke der Widerstands* ! hilfsschieht 700 wird beispielsweise ait 10 bis 50 Mikron fest-] gelegt, um den sich über ihre Stärke ergebenden Widerstand klein_T zuhalten. Die Widerstandshilfssehicht 700 kann außerdem stark nichtlineare Widärstandseigenschaften erhalten, im ßleich- ' spannungsVerluste über ihre Dicke und ßleichstroiistreuungen in j Eichtung der Ebene zu verringern. Diese Eigenschaft der Wider- j i standshilfsschicht 700 kann durch Yenrendung eines Materials mit; I nichtlinearem spezifischen Widerstand, wie OdS;Cl oder SiG, ! anstelle des einen Widerstand aufweisenden Metalloxyds für die oben beschriebene Zusammensetzung erreicht werden. Der Wider- ! standshilfsschicht 700 können weiter Eigenschaften einer nichtj durchlässigen Schicht oder einer lichtreflektierenden Schicht j gegeben werden, indem man die für diese Zwecke weiter oben an- ! gegebenen Materialien wählt. Bei Verwendung einer derartigen Widerstandshilfsschicht läßt sich der Aufbau der erfindungsgemäßeni Vorrichtung vereinfachen.

Das schichtförmige, energieempfindliehe Element, also Idas photoleitfähige Element 200 besteht bei dieser lusführungs-I form aus einer Mischung eines Binders, wie Epoxyharz, und eines jphotoleitfähigen Materials, wie GaS, Cdie oder CiS'Se. Diese

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Mischung wird seMcMfomig aufgebracht und durch Erhitzen abgebunden. Bestehen das dielektrische Material 302 für die Beischichtung, die WiderstandsMLf sschicht 700 und die Zwischenschicht 600 aus hitsefesten Material, beispielsweise aus dem weiter oben beschriebenen glasartigen Material, so kann die auf dem von der Tragplatte 120 getragenen Schichtaufbau aufgebrachte Mischung für fünf Minuteii auf 600 C erhitzt werden, was bei--ι spielsweise in Vakuum oder einer inerten Stickstoff atmosphäre erfolgt. Man erhaft so als photoleitfähiges Element 200 eine Schicht gesinterten Materials, die GdS, CdSe oder CdS*Se enthält.

Das gesinterte fhotöleitfähige Element weist etwa lineare Spannungs-Photostrom-Keiinlinien auf, die im Vergleich mit ungesinterten Sementen einen Betrieb mit sehr hoher i&pfindlichkeit möglich machen.

Ist in einem Ssfaiehtaufbau die Widerstandshilfsschicht !

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700 fortgelassen, so wird das photoleitfähige Element 200 als Schicht gebildet, Üe die leeren Zwischenräume der zusammengesetzten Elektrode 310 ausfüllt. 1st diese zusammengesetzte j Elektrode 310 g^azlisli in das elektrplumineszierende Element 100 j oder die ZwischsnseMeht 600 eingelassen, so wird die Wider- I standshilfssehielit 700 iiberdem elektrolumineszierenden Element 100 oder der ZwischeiiscMeht 600 ausgebildet. Ist die zusammen- j gesetzte Elektrode 310 Jedoch nicht ganz in das elektrolumine- j zierende Element 100 oder die Zwischenschicht 600 versenkt, so | wird die Widerstandsiiilfsschicht 700 so ausgebildet, daß sie die Zwischenräume 310 ausfüllt.

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;*- Der spezifische Widerstand des photoleitfähigen Elementes j 200 nimmt in Abhängigkeit von einer Einfallsenergie, wie Licht

I oder Röntgenstrahlen, ab. Der spezifische Dunkelwiderstand des iphotoleitfähigen Elementes 200 soll "beispielsweise größer als

j 10 Ohm-cm sein. Die Dicke des photoleitfähigen Elementes 200 wird mit 50 bis 500 Mikron gewählt, damit der Dunkelwiderstand j in Eichtung der Dicke des photoleitfähigen Elementes 200 gleich ; odertesser größer wird als der spezifische Widerstand des AC-DC i EL Elementes 100 in Sichtung seiner Dicke.

; Anschließend wird die zweite Elektrode 210 auf das iphotoleitfähige Element 200 aufgebracht. Die zweite Elektrode j 210 wird so ausgebildet, daß sie für die Einfallsenergie, also : für Licht, Höntgenstrahlen oder andere Strahlung durchlässig j und überdies elektrisch leitfähig ist. Die zweite Elektrode j wird beispielsweise als dünne Folie aus Gold oder Aluminium, ^: als in Vakuum aufgedampfte dünne Metallschicht oder mit Silberanstrich hergestellt. Die zweite Elektrode 210 kann weiter gittei ! artig ausgebildet sein und aus Metalldrähten bestehen, die einen ; Durchmesser von 10 bis 50 Mikron aufweisen und in einem Abstand von 100 bis 500 Mikron angeordnet sind. Hat die zusammengesetzte Elektrode 310 die Form eines ähnlichen Gitters, so soll das Gitter der zweiten Elektrode 210 derart angeordnet sein, daß die Teile ihres Gitters diejenigen des Gitters der Elektrode 310 kreuzen oder in Horizontalprojektion zwischen diesen zu liegen kommen. Die zweite Elektrode 210 kann auch in Form eines metallischen Netzwerks ausgebildet sein. Ist die zweite Elektrode 210 derart durchbrochen ausgebildet, so kann sie teilweise oder

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ganz in das photoleitfähige Element 200 versenkt werden. Eine derartige zweite Elektrode erbringt überdies den Vorteil, daß Schwankungen des spezifischen Widerstandes in Richtung der Ebene ausgenützt werden können.

Die erste Elektrode 110 ist mit einer Klemme 401 einer Wechselspannungsquelle 400 verbunden, mit deren anderer Klemme ' [402 der Leiter 301 der zusammengesetzten Elektrode 310 über eine Anschlußstange 303 verbunden ist. Die Betriebswechselspannung V. ist auf diese Weise zwischen der Elektrode 110 und der Elektrode 310 angelegt. Die zweite Elektrode 210 ist mit einem Anschluß 501 einer eine Vorspannung liefernden Gleichspannungsquelle 500 angeschlossen, deren anderer Anschluß mit der Klemme 402 der WechselSpannungsquelle 400 verbunden ist, wodurch der zweiten Elektrode 210 eine Vorspannung Vg zugeführt ist. Die Grleichspannungsquelle 500 ist so angeordnet, daß die eine Gleichspannung darstellende Vorspannung Vg veränderlich und ihre Polarität umkehrbar ist. Dadurch ist es möglich, dem AC-DC EL Efement 100 verschiedene Betriebskenndaten zu geben. So ist in

j Abhängigkeit davon, ob der Schalter s mit dem Kontakt ρ oder dem Kontakt q (vgl. Fig. 1) in Berührung steht, die Elektrode j auf der Lumineszenzausgangsseite des AC-DC EL Elementes 100, also die erste Elektrode 110, negativ oder positiv vorgespannt. Im ersten Fall ist die Vorrichtung hauptsächlich für die Umkehr und Verstärkung eines Energiebildes und das Löschen des gleich j erwähnten gespeicherten Bildes geeignet. Im zweiten Fall eignet i sich die Vorrichtung zum Schreiben eines Bildes und zur Lumines-I zenzdarsteilung eines gespeicherten Bildes.

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i Fig. 2 zeigt vereinfacht eine Äquival entschal tung der oben f anhand von Fig. 1 beschriebenen Anordnung. Um die Erklärung

j zu vereinfachen» sind in Fig. 2 die Funktionen der Widerstands-, j hilfssehieht 700 und der Zwischenschicht 600 nicht berücksichj tigt. Das photoleitfähige Element 200 hat über seine Dicke j einen veränderlichen Widerstand Bp. Durch das dielektrische

Material 302 der Beschichtung an der zusammengesetzten Elektrode ; 310 erhält man über diese Beschichtung eine Kapazität C_ß. Der j Leiter 301 ist eine Elektrode. JMs IC-DG EL Element 100 hat I über seine Dicke eine Kapazität Cg und einen Widerstand R-™. j Fig. 2 läßt erkennen, daß der Widerstand Rp in Abhängigkeit der j Intensität einer Einfallsenergie 1- abfällt, die beispielsweise als Licht- oder Röntgenstrahlen auf treten kann, ils |!olge I davon steigt die über das AC-IKi IL Element verteilte Gleich-ί vorspannung V« an. Das Ergebnis dieser Abnahme der Vorspannung j ist, daß die Wellenform des Weehselstron&umineszenzausgangs I Lp, der durch über die Kapazität Gg zugeführte Wechselstrom- \ leistung entsteht, derart gesteuert wird, daß die ,Amplitude j der Welle in einer bestimmten Halbperiode jeder Periode der Wechselspannung bedeutend vermindert wird.

Auf diese Weise wird bei der beschriebenen Ausführungsi form ein Energiebild L^, das als auf das photoleitfähige EIe-

• ment fallendes Licht- oder Röntgenstrahlen-Bild vorliegt, um-

• gesetzt und mit hoher Empfindlichkeit und hohem Verstärkungs-

• faktor in ein Bild verstärkt, dessen Lumineszenzausgang negative Polarität hat. Es ist festzustellen, daß bei der erfin-

I dungsgemäßen Vorrichtung die Sleichvorspannung Vg zwischen I dem durch den veränderlichen Widerstand Rp wiedergegebenen

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energie empfindlichen Element und dem durch die. Kapazität C_ß wieüergegebenen kapazitiven Element angelegt wird. Entsprechend muß die dielektrische Durchschlagsfestigkeit der Kapazität Gg, an der eine relativ niedrige, der OrIeichvorspannung V^ entsprechende Vorspannung liegt, nicht sehr hoch sein. Weiter beeinflußt eine Einstellung der Quellenspannung Y_ß die dem AC-DC EL Element 100 gelieferte Wechselstromleistüng nicht.

Die oben beschriebene LuaineszenzTorrichtung in Form einer festen Bildplatte dient als Vorverstärker für !fernsehkameras, die mit einem Vidikon oder einer anderen Bildaufnahmeröhre ausgerüstet sind. Öle hohe Bapfindlichkeit imd der hohe Energie verstärkungsfaktor der Luainesaenz vorrichtung nach der Erfindung erlaubt das Umsetzen und Verstärken auch sehr schwacher Bilder und auch das Aufnahmen von Bildern zum Sortieren, d.h. zum Auswählen und Trennen von Luminessenzimpulsen mit Hilfe eines Lichtzerhackers 1000, der durch einen Synchronmotor angetrieben wird. Dabei soll die Öffnungszeit des Mchtzerhackers 1000 zumindest kürzer sein als eine Periode der Betrieb swechselspannung V, und vorzugsweise sogar kürzer als eine halbe Periode. Die Öffnungszeit soll einstellbar sein. Die Frequenz des Sortierarbeitsgangs ist auf die Frequenz der Betrieb swechselspannung V. eingestellt. Fig. 1 zeigt unten, wie das LumineszenzausgangsMld gesteuerter Wellenform, das vom \ elektrolumineszierenden Element 100 in Abhängigkeit von dem ■Einfallsbild L* abgestrahlt wird, im Hinblick auf spezielle in ihm gespeicherte Lumineszenzimpulse sortiert wird. Erfindungsge-i maß wird die Polarität des erhaltenen Videosignals umgekehrt, ;

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um die Wiedergabe eines sichtbaren Bildes positiver Polarität iii bezug auf das einfallende Energiebild auf dem Schirm eines Fernsehsystems 300 zu erhalten. Eine derartige Vorrichtung unter Verwendung eines geschlossenen Fefns©hsystems ist besonders brauchbar für Böntgenstrahlenfernsehsysteme in industrieller oder medizinischer Anwendung.

- Sind im Fernsehsystem Vorrichtungen zum Einstellen oder Steuern der Bildwiedergabekenndaten, beispielsweise des Kontrastes, vorgesehen, so ist die hier unten beschriebene Vorrichtung für das Sortieren der Lumineszenzimpulse nicht unbedingt erforderlich.

Zum Verbessern der Bildwiedergabe kann der Lichtzerhacker 1000 in das optische System einer Fernsehkamera 2000 einbezogen sein. Der photoelektrische Schirm einer Bildröhre in der Fernsehkamera 2000 wird durch das Ausgangsbild des so sortierten Lumineszenzimpulses Lp erregt. Hierbei ist das Verhältnis der Teilbildfrequenz der Bildröhre zur Sortierfrequenz der Lumineszenzimpulse oder der Frequenz der Betriebswechselspannung V, ganzzahlig zu wählen, damit Schwebungen oder Flackern des Fernsehbildes vermieden werden. Üblicherweise wird'die letztere Frequenz höher gewählt als die erstere. Um eine synchronisierte Beziehung zwischen den beiden Frequenzen festzuhalten, wird das Kipp- oder Synchronisiersignal der Horizontal- oder Vertikal-Abtastung des Fernsehsystems als Eingangssignal Ε« der Wechselspannungsquelle 400 verwendet und das Zeit- oder Synchronisiersignal als Trelbsignal E^ des

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Synchronmotors 1010. Die Signale E« und E-^ werden aus dem Zeit-I signal in elektrischen Kreisen 410 und 1020 derart erzeugt, I daß das Verhältnis der Frequenz der Signale Eg und E-q zu der des Zeitsignals eine ganze Zahl wird und weiter die Phaseribeziehung zwischen den ersteren und dem letzteren einstellbar ist. j Bei dieser Anordnung ist^veine Einstellbarkeit der Betriebskenndaten erzielt. In der hier beschriebenen Ausführungsform t der Erfindung liegt die zusammengesetzte Elektrode 310 zwischen j dem AC-DC EL Element 100 und dem energieempfindlichen Element, j also dem photoleitfähigen Element 200. Bei diesem Aufbau soll I die Gresamtdicke der Schichten einschließlich der Zwischenschicht 600, der Widerstandshilfsschicht 700 oder anderer zusätzlicher Elemente gleich der Dicke der zusammengesetzten Elektrode oder kleiner als diese gemacht werden, so daß die Elemente insgesamt in den freien Raum der zusammengesetzten Elektrode 310 eingebracht werden können."Ein derartiger Aufbau ist deshalb vorteilhaft, weil eine Streuung des Gleichstroms vermieden wird.

Die zusammengesetzte Elektrode 310 kann teilweise in das DC-AC EL Element 100 oder das energieempfindliche Element 200 eingebettet werden.

Weiter ist die relative Dicke der zusammengesetzten Elektrode 310 durch die Dicke des elektrolumineszierenden EIementes 100 und des photoleitfähigen Elementes 200 nicht begrenzt. Sie muß lediglich geringer sein als der Abstand zwischen der ersten Elektrode 110 und der zweiten Elektrode 210. Was die Lage der zusammengesetzten Elektrode 310 betrifft, so muß sie nur zwischen der ersten Elektrode 110 und der zväten Elektrode

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210. Was die Lage der zusammengesetzten Elektrode 310 betrifft, iso muß sie nur zwischen der ersten Elektrode 110 und der zweiten I Elektrode 210 liegen. Sonstige Bedingungen müssen nicht erfüllt !werden. Deshalb kann wenigstens entweder das elektrolumines-

z i er ende Element 100 oder das photoleitfähige Element 200 in j die freien Zwischenräume der zusammengesetzten Elektrode 310 einge-I bracht werden.

Nach der oben stehenden Beschreibung ist das photoleitfähige Element als energieempfindliches Element benützt. In einer nach dem Prinzip der Erfindung aufgebauten Vorrichtung ist das energie empfindliche Element jedoch, nur erforderlich, jam im wesentlichen seinen Widerstand in Abhängigkeit der Erregung durch eine beliebige Einfallsenergie zu ändern. Deshalb ist es auch möglich, statt dem photoleitfähigen Element andere energieempfindliche Elemente, beispielsweise ein piezoelektrisches j Element oder ein Magneto-Wider stands element, zu verwenden, deren j spezifischer Widerstand durch elastische Energie oder magneti- ! sehe Energie steuerbar ist.

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Claims (11)

- 19 Patentansprüche:

1. Fernsehaufnahmeanordnung mit einer Fernsehkamera und einem vor der Kamera angeordneten Bild-Vorverstärkerschirm, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorverstärkerschirm mit einer ersten, ebenen und lichtdurchlässigen Elektrode (110), einer an diese Elektrode (110) anschließenden elektrolumineszierenden Schicht (100), die durch ein anliegendes Wechselspannungsfeld zum Leuchten anregbar ist und durch ein anliegendes Gleichspannungsfeld in ihrem Lichtausgang (Lp) steuerbar ist, sowie mit einer auf der der ersten Elektrode (110) gegenüberliegenden Seite der elektrolumineszierenden Schicht (100) angeordneten zweiten Elektrode (210), mit einer auf die einfallende Energie hin ihren spezifischen Widerstand ändernden energieempfindlichen Schicht (200) zwischen der zweiten Elektrode (210) und der elektrolumineszierenden Schicht (100) und mit einem Wechselspannungsanschluß (401, 402) zum Anlegen der die elektrolumineszierende Schicht erregenden Wechselspannung (V^) und einem Gleichspannungsanschluß (401, 501) zum Legen der Gleichspannung zwischen die erste (110) und die zweite (210) Elektrode zur Änderung des Lichtausgangs (Lp) in Abhängigkeit von Widerstandsänderungen der energieempfindlichen Schicht (200) aufgebaut ist und daß zum Erregen der elektrolumineszierenden Schicht (100) eine als Gitterelektrode ausgebildete dritte Elektrode (310) zwischen mindestens einem Teil der elektrolumineszierenden Schicht (100) und einem Teil der energieempfindlichen Schicht (200) angeordnet ist, daß die als Gitter angeordneten Leiter (501) der dritten Elektrode (310) mit einem dielektrischen

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Material (302) umkleidet sind und daß der Anschluß zum Anlegen : der Wechselspannung zwischen der ersten Elektrode (110) und der j dritten Elektrode (310) besteht.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ' daß zwischen der elektrolumineszierenden Schicht (100) und der ,

■ energieempfindlichen Schicht (200) eine Zwischenschicht (600) angeordnet ist, die einen elektrischen Widerstand aufweist. !

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (600) einen nichtlinearen spezifischen Widerstand hat.

4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn-

^; zeichnet, daß die Zwischenschicht (600) ein ferroelektrisches i Material enthält.

5. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Elektrode angrenzend an die ■ Zwischenfläche zwischen der Zwischenschicht und der energieempfindlichen Schicht angeordnet ist.,

6. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dritte Elektrode quer über die Zwischenfläche zwischen der Zwischenschicht und der energieempfindlichen Schicht ; angeordnet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

; daß die dritte Elektrode in die Zwischenschicht eingebettet ist·!

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8. AnoÄnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand über die Dicke der elektrolumineszierenden Schicht (100) niedriger ist als der Höchst- j wert des Widerstands über die Dicke der energieempfindlichen Schicht (100).

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9. Anordnung nach einem der■Ansprüche 1 bis 8, gekenn- !

zeichnet durch einen zwischen dem Vorverstärkerschirm und der Fernsehkamera (2000) angeordneten Lichtzerhacker (1000), der zum Auslesen der Lichtausgangsimpulse (L2) des Vorverstärkerschirms synchron mit der erregenden Wechselspannung (V^) ar- -W beitet und eine Öffnungszeit hat, die kurzer als die Wechselspannungsperiode und vorzugsweise kurzer als die halbe Wechsel- : Spannungsperiode ist.

10. Anordnung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer und/oder die Phase der Öffnungszeit des Lichtz^rhaekers (1000) innerhalb jeder Periode der Wechselspannung (VJ steuerbar sind.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch · ^ gekennzeichnet, daß die Frequenz der erregenden Wechselspannung (V.) und die Teilbildfrequenz des Fernsehsystems synchronisiert sind und ein ganzzahliges Verhältnis zueinander haben.

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