DE885566C - Doppelseitige Speicherelektrode fuer Bildwandleraufnahmeroehren in Fernsehanlagen od. dgl. - Google Patents

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 6. AUGUST 1953

C 3125 Villa/2i a¹

in Fernsehanlagen od. dgl.

ist in Anspruch genommen

Die Erfindung bezieht sich auf Speicherelektroden, die in Bildwandleraufnahmeröhren für Fernsehanlagen od. dgl. verwandt werden, und sie betrifft Speicherelektroden von doppelseitigem Typ.

Es wurde früher vorgeschlagen, eine Speicherelektrode für Fernsehaufnahmeröhren zu verwenden, die einen dünnen Metallfilm im Kontakt mit einer Seite eines dünnen Belages von isolierendem Material enthält und bei der im Betrieb Primärelektronen von einer p'hotoempfindlichen Kathode aus den Metallfilm durchdringen und Sekundärelektronen in dem isolierenden Material auslösen, die von der unbedeckten Seite weg beschleunigt werden. Bei dieser Anordnung ist es schwierig zu erreichen, daß die auf die Metallschicht auftreffenden Primärelektronen nicht durch das Metall und die isolierende Schicht hindurchdringen und so in Verbindung mit den ausgelösten Sekundärelektronen einen zerstörenden Effekt auf das Bildsignal ausüben, wenn die isolierende Seite der Speicherelektrode von einem Elektronenstrahl mit niedriger Geschwindigkeit abgetastet wird und das Signal von dem von der Speicherelektrode zurückkehrenden Abtaststrom abgenommen wird. Bei einem weiteren ähnlichen Vorschlag wird der dünne Metallfilm vor as einer Seite einer dünnen Glasschicht angebracht; bei diesem Vorschlag besteht ebenfalls die Möglichkeit, daß Primärelektronen, die auf den Metallfilm

auftreffen, vollständig die Speicherelektrode durchdringen und auf der unbedeckten Glasseite erscheinen, wo die Sekundärelektronen befreit werden. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es u. a., diese Schwierigkeit zu überwinden.

Erfindungsgemäß wird eine Speicherelektrode für Bildwandleraufnahmeröhren in Fernsehanlagen od. dgl. vorgeschlagen, die aus einer dünnen Metallschicht, einem dünnen Halbkiterbelag und einem ίο dünnen, vorzugsweise isolierenden Belag zusammengesetzt ist, der Sekundärelektronen aussenden kann und 'ZWischen dem metallischen und dem Halbleiterbelag (ζ. B. Glasbelag) angebracht ist.

Bei der Anordnung der erfindungs gemäßen doppelseitigen Speicherelektrode in einer Bildwandleraufnahmeröhre fällt auf die dünne Metallschicht das Elektronenbild des zu übertragenden Bildes, und der dünne Halbkiterbelag wird von einem Elektronenstrahl abgetastet, nachdem durch die Wirkung des ,sekundäremittierenden Belages, der zwischen dem metallischen und dem Halbleiterbelag angebracht ist, auf ihm ein Potentialmuster entstanden ist.

Die Erfindung vermeidet die oben erwähnte Schwierigkeit dadurch, daß die Elektronengeschwindigkeiten in. der Speicherelektrode so weit herabgesetzt werden, daß es für Primärelektronen unmöglich ist, an der Seite der Speicherelektrode zu ■ erscheinen, die von dem Elektronenstrahl abgetastet wird, obwohl Sekundärekktronen an der Zwischenfläche ausgelöst worden sind.

Die Erfindung wird im folgenden mehr in Einzelheiten beschrieben unter Bezugnahme auf die Zeichnung, die ein Ausfü'hrungsbeispiel der Erfindung zeigt. Die in der Zeichnung dargestellte Fernsehaufnahmeröhre enthält eine homogene, durchsichtige Bhotokathode 1, die auf der Innenseite des Röhrenfensters angebracht ist, und eine Elektrode 2, die parallel zur Photokathode angeordnet ist und einen Zwischenraum von etwa 3 mm von ihr hat. In Abänderung dessen kann irgendeine übliche Methode zur Herstellung eines Elektronenbildes angewandt werden. Die Elektrode 2 ist aus einem sehr dünnen Metallfilm 3 hergestellt, der auf einer isolierenden Schicht 4, z. B. Aluminiumoxyd, aufgebracht ist. Der Metallfilm 3 und die Schicht 4 werden von einer dünnen Halbkiterglasplatte 5 getragen, die ähnlich der ist, die in einer Röhre vom Typ »Image Orthikon« gebraucht wird. Auf der anderen Seite der Elektrode ist/ein Strahkrzeugungssystem 6 mit einem Elektronenvervielfacher 7 'für den Rücklauf strom vorgesehen. Ein Verzögerungssystem 8 kann auch vorhanden sein, welches mittels Geschwindigkeitsaussortierüng verhindern soll, daß der von den schwarzen Bildelementen zurückkommende Strom in den Vervielfacher 7 eintritt. Die Arbeitsweise dieses Verzögerungssystems ist an anderer Stelle beschrieben. Eine Elektromagnetspule 9, die ein magnetisches Längsfeld erzeugt, umgibt den Röhrenkolben. Ferner sind Ablenkspulen 10 vorgesehen. Die Elektronen von der Photokathode 1 durchdringen den Metallfilm 3 und kommen in der isolierenden Schicht 4 zur Ruhe, kurz vor der Oberfläche, die dem Metallfilm 3 abgewandt ist; dabei lösen sie Sekundärekktronen aus, die der Halbleiterglasplatte 5 eine örtliche negative Ladung geben. So erzeugt ein weißer Bildpunkt eine negative Ladung auf der abgetasteten Seite der Glasschicht, während ein schwarzer Bildpunkt keine Potentialveränderung hervorruft. Bei dieser An-Ordnung ist es für die Photoekktronen oder die ausgelösten Sekundärekktronen unmöglich, durch das Glas in den evakuierten Raum dahinter einzudringen.

Die Abtastung der Speicherelektrode wird in ähnlicher Weise wie bei einer Röhre vom Image-Orthikon-Typ durchgeführt. Aber statt daß der Elektronenstrahl auf die Geschwindigkeit ο Volt verzögert wird, trifft er die Speicherelektrode mit einer Geschwindigkeit von etwa 20 bis 50 Volt, wobei er mehr als ein Sekundärelektron je Primärelektron auslöst und so die Speicherelektrode auf ein Gleiohgewichtspotential bringt, das nahezu gleich dem der letzten Anode ist. Dadurch, daß der Elektronenstrahl nicht mit der Geschwindigkeit Null auftrifft, wird die Fokussierung verbessert und auch die Tendenz des Strahles, in der Nähe von Stellen hoher Beleuchtung im Bild zu defokussieren, verringert.

Da das Röhrengehäuse von einem magnetischen Längsfeld umgeben ist, sind Sekundärekktronen, die von dem Abtaststrom ausgelöst werden, nicht in der Lage, als Regen von Sekundärekktronen auf die Speicherelektrode zurückzukehren, und infolgedessen sind die Störsignale von vernachlässigbarer Größe, wenn sie überhaupt vorhanden sind. Diese Sekundärelektronen kehren vielmehr zu dem Strahkrzeugungsende der Röhre zurück, wo sie veranlaßt werden können, in den Sekundärekktronenverstärker 7 einzudringen. Wenn die Röhre einen Überschuß an Licht auf der Photokathode empfängt, kann das Potential der Speicherelektrode so negativ werden, daß das Bild verschwindet, da es für den Abtaststrahl unmöglich ist, sie zu erreichen. Aber der Toleranzbereich ist viel größer als beispielsweise beim Orthikon, da die mittlere Potentialveränderung der Speicherelektrode größer ist.

Eine Abhilfe gegen solch ein Verschwinden des Bildes ist entweder ein negativer Impuls, der an die Kathode des Strahkrzeugungssystems gelegt wird, oder ein positiver Impuls, der an den dünnen Metallfilm auf der Glasplatte gelegt wird.

Statt die Bildsignale von dem Rücklaufstrom mittels des Vervielfachers 7 herzuleiten, kann die Röhre mit kapazitiver Ableitung der Bildsignale von dem Metallfilm 3 auf der Glasplatte betrieben werden, wobei diese als Signakkktrode dient, obgleich die Erdkapazität dieser Elektrode über die Photokathode wahrscheinlich bedeutend höher sein 120' würde.

Die Abtastung der Speicherelektrode und die· Herkitung des Bildsignals ist an anderer Stelle ausführlicher beschrieben.

Die Speicherelektrode nach vorliegender Erfindung muß nicht notwendigerweise die in der Zeich-

nung angegebene Form haben, sondern es sind verschiedene Konstruktionen möglich.

Entsprechend einem Ausführungsbeispiel der

Erfindung wird ein Aluminiumhäutchen parallel und nahe an eine sehr dünne Glasplatte angelegt.

Die Seite des Aluminiums, die dem Glas am nächsten ist, ist überzogen mit einem Metall von hohem Sekundäremi ssionskoeffizienten.

Das Aluminiumhäutchen ist der Photokathode

ίο zugewandt, und die Photoelektronen, die sich mit hoher Geschwindigkeit bewegen, durchdringen den Aluminiumfilm und werden auf der Grenzfläche des stark sekundäremittierenden Überzugs aufgehalten, wobei sie eine reichliche Menge Sekundärelektronen auslösen. Diese treffen auf die Glasplatte, die etwa 0,005 ^mm Abstand von dem sekundäremittierenden Überzug hat und streuen so nicht merklich. Damit erscheint eine negative Ladung auf der Glasplatte, dort, wo ein Lichtraster auf der Photokathode besteht.

Bei einer zweiten Aufführungsmöglichkeit der Erfindung wird die Glasplatte auf einer Seite mit einem zellenförmigen amorphen Belag von Aluminiumoxyd in "bekannter Weise überzogen, und ein Aluminiumfilm wird auf den Oxydbelag aufgebracht mittels Verfahren, die denen zur Herstellung eines metallisierten Fluoreszenzschirmes ähnlich sind.

Dies würde es ermöglichen, daß der Glasfilm das

Aluminium trägt, aber es ergäbe sich ein kleinerer Wirkungsgrad, da die Zwischenräume in dem zellenförmigen Aluminiumoxyd nur 40 bis 50% der überzogenen Fläche betragen. Dadurch würde etwa die Hälfte der Photoelektronen nicht zum Signal beitragen, und so würde diese Speicherelektrodenart in dieser Hinsicht nicht besser sein als das Image-Orthikon.

Die Speicherelektrode gemäß der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung hat die folgenden Vorteile im Vergleich zu dem Typ einer Speicherelektrode, wie sie in der Image-Orthikon-Aufnahmeröhre verwandt wird.

1. Der ganze Photostrom wird verwandt, und es tritt kein 50%iger Verlust durch die undurchsichtigen Gitterdrähte ein wie beim Image-Orthikon (die zweite abgeänderte Konstruktion, die oben beschrieben wurde, hat diesen Vorteil aus oben angeführten Gründen nicht).

2. Der Mechanismus der Auslösung von Sekundärelektronen durch Aufhalten der Primärelektronen an der Grenzfläche ist sehr wirkungsvoll, und es wird ein großer Vervielfachungsfaktor erreicht.

3. Da die Glasplatte in einem sehr geringen Abstand zur sekundäremittierenden Oberfläche angebracht ist, genügt eine Potentialdifferenz von r oder 2 Volt zwischen Glasplatte und Isolatorschicht zur Sättigung dieser Emission und zur Verhinderung des Nachzieheffektes eines negativen Nachbildes, der bei dem Image-Orthikon bei hohen Lichtwerten erkennbar ist. Dadurch ist der Kon-

6ü trast größer, und es ergeben sich weniger Streuschatten durch die Zurücktreibung der Elektronen über die Speicherelektrode bei hoher Beleuchtung als bei dem Image-Orthikon.

Hauptnachteil der vorliegenden Erfindung ist es, daß die automatische Regelung des Potentials der Glasspeicherelektrode in bezug auf die kapazitive Elektrode geringer ist als für einen stabilen Betrieb bei allen Lichtverhältnissen wünschenswert wäre, und daß es möglich ist, daß die Speicherelektrode so negativ wird, daß der Abtaststrom sie nicht erreicht. Jedoch wird in diesem Fall die Erscheinung, daß die Glasplatte in bezug auf den Aluminiumbelag negativ wird, dazu führen, die durch die Sekundäremission infolge des Auftreffens der Photoelektronen entstandene Vorspannung zu beseitigen und so mitzuhelfen, daß der Abtastmechanismus wirkungsvoll arbeitet.

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Doppelseitige Speicherelektrode für Bildwandleraufnahmeröhren in Fernsehanlagen od. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer dünnen Metallschicht, einer dünnen halbleitenden Schicht und aus einer dünnen, vorzugsweise isolierenden Schicht zusammengesetzt ist, die Sekund'ärelektronen emittieren kann und zwischen die metallische Schicht und die halbleitende Schicht (z. B. Glasschicht) eingeschoben ist.

2. Bildwandleraufnahmeröhre für Fernsehanlagen od.dgl. miteiner doppelseitigenSpeicherelektrode nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf die dünne Metallschicht das Elektronenbild des zu übertragenden Bildes geworfen wird und die dünne halbleitende Schicht von einem Elektronenstrahl abgetastet wird, nachdem auf ihr durch die Wirkung der sekundäremittierenden Schicht, die zwischen, die metallische und die halbleitende Schicht eingeschoben ist, ein Potentialmuster gebildet worden ist.

3. Speicherelektrode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Metallschicht auf die sekundäremittierende Schicht niedergeschlagen ist.

4. Speicherelektrode nach Anspruch 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die sekundäremittierende Schicht aus Aluminiumoxyd gebildet ist.

5. Speicherelektrode nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne metallische Schicht und die sekundäremittierende Schicht auf oder in der Nähe der 'halbleitenden Schicht angebracht sind.

6. Speicherelektrode nach einem der obigen Ansprüche 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne metallische Schicht aus einem Aluminiumfilm besteht, der parallel und in unmittelbarer Nähe zu einer dünnen halbleitenden Glasplatte angebracht ist, und daß die Seite des Aluminiums nach dem Glas zu mit einem Überzug eines Metalls versehen ist, das einen angemessenen Sekundäremissionskoeffizienten hat.

7. Speicherelektrode nach einem der obigen Ansprüche 1, 2, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen der sekundäremittierenden Schicht und der halb-

leitenden Schicht in der Größenordnung von 0,005 mm ist.

8. Speicherelektrode nach, einem der vorigen Ansprüche r, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die halbkitende Schicht auf einer Seite mit einem zellenförmigen amorphen Belag von Aluminiumoxyd überzogen ist und eine Metallschicht, z. B. Aluminium, auf dem Oxydbelag gebildet wird.

9. Bildwandleraufnahmeröhre mit einer Speicherelektrode nach einem der vorigen Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die das Elektronenbild erzeugenden Elektronen die dünne metallische Schicht durchdringen und Sekundärelektronen aus der sekundäremittierenden Schicht auslösen, wodurch der halbleitende Belag örtliche negative- Ladungen erhält.

10. Bildwandleraufnahmeröhre nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektronen, die das Elektronenbild erzeugen, nach Durchdringen der dünnen Metallschicht in der dünnen sekundäremittierenden Schicht zur Ruhe kommen in der Nähe der Seite, die der metallischen Schicht abgewandt ist.

11.- Bildwandleraufnahmeröhre nach einem der vorigen Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Metallschicht als Signalelektrode der Röhre benutzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I 5303 7.53