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DE1240549B - Method of operating an image pick-up tube - Google Patents

Method of operating an image pick-up tube

Info

Publication number
DE1240549B
DE1240549B DEW35752A DEW0035752A DE1240549B DE 1240549 B DE1240549 B DE 1240549B DE W35752 A DEW35752 A DE W35752A DE W0035752 A DEW0035752 A DE W0035752A DE 1240549 B DE1240549 B DE 1240549B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
electrons
potential
porous
electron
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEW35752A
Other languages
German (de)
Inventor
Gerhard W Goetze
Alvin H Boerio
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CBS Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Westinghouse Electric Corp filed Critical Westinghouse Electric Corp
Publication of DE1240549B publication Critical patent/DE1240549B/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/02Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
    • H01J29/10Screens on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted or stored
    • H01J29/36Photoelectric screens; Charge-storage screens
    • H01J29/39Charge-storage screens
    • H01J29/44Charge-storage screens exhibiting internal electric effects caused by particle radiation, e.g. bombardment-induced conductivity
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J31/00Cathode ray tubes; Electron beam tubes
    • H01J31/08Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
    • H01J31/26Image pick-up tubes having an input of visible light and electric output
    • H01J31/28Image pick-up tubes having an input of visible light and electric output with electron ray scanning the image screen
    • H01J31/34Image pick-up tubes having an input of visible light and electric output with electron ray scanning the image screen having regulation of screen potential at cathode potential, e.g. orthicon
    • H01J31/36Tubes with image amplification section, e.g. image-orthicon

Landscapes

  • Common Detailed Techniques For Electron Tubes Or Discharge Tubes (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)

Description

DEUTSCHES ·007Ϊ^ PATENTAMT GERMAN 007Ϊ ^ PATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Deutsche KL: 21 al - 32/35 German KL: 21 al - 32/35

Nummer: 1240 549Number: 1240 549

Aktenzeichen: W 35752 VIII a/21 alFile number: W 35752 VIII a / 21 al

J 240 549 Anmeldetag: 3. Dezember 1963J 240 549 filing date: December 3, 1963

Auslegetag: 18. Mai 1967Open date: May 18, 1967

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Bildaufnahmeröhre, bei der die Bildinformation der einfallenden Strahlung auf einer Speicherelektrode erfaßt und dann mittels eines Elektronenstrahls abgelesen wird.The invention relates to a method for operating an image pickup tube in which the image information the incident radiation is detected on a storage electrode and then by means of an electron beam is read.

Eine bekannte Bildaufnahmeröhre ist das Image-Orthicon. Dieses besitzt eine Photoelektrode, die aus einer dünnen Glasfolie besteht. Auf der einen Seite dieser Glasfolie ist eine Photokathode angeordnet, von der die bei Belichtung ausgelösten Photoelektronen mittels einer Elektronenoptik auf die Speicherelektrode geleitet werden. Infolgedessen ergibt sich eine Ladungsverteilung auf der Speicherelektrode, die der Bildinformation entspricht. Auf der anderen Seite der Speicherelektrode ist ein Elektronenstrahlerzeuger angeordnet, der die Abtastseite der Speicherelektrode mit einem Elektronenstrahl geringer Geschwindigkeit abtastet und hierbei an jeder Elementarstelle der Speicherelektrode Elektronen hinterläßt, deren Anzahl der Ladungsverteilung entspricht. Die hierbei übrigbleibenden Elektronen des Abtaststrahls kehren zu einer Auffangelektrode zurück und liefern das Ausgangssignal des Image-Orthicons.A well-known image pickup tube is the Image-Orthicon. This has a photo electrode that consists of consists of a thin sheet of glass. A photocathode is arranged on one side of this glass film, from which the photoelectrons released during exposure to the storage electrode by means of electron optics be directed. As a result, there is a charge distribution on the storage electrode, the corresponds to the image information. On the other side of the storage electrode is an electron gun arranged, the lower the scanning side of the storage electrode with an electron beam Scans the speed and leaves electrons at each elementary point of the storage electrode, the number of which corresponds to the charge distribution. The remaining electrons of the scanning beam return to a collecting electrode and provide the output of the image orthicon.

Bei dieser bekannten Aufnahmeröhre lösen die auf die Speicherelektrode auftreffenden Photoelektronen eine Sekundäremission aus, und die Sekundärelektronen werden von einer Netzelektrode abgeführt, die sich unmittelbar vor der Speicherelektrode befindet. Diese Netzelektrode wird auf einem positiven Potential, bezogen die Kathode des Abtaststrahlerzeugers, gehalten. Wenn der spezifische Widerstand der Speicherelektrode in Richtung der Bildebene hoch genug gewählt wird, um brauchbare Speicherzeiten zu ermöglichen, so ist der Widerstand senkrecht zur Bildebene ebenfalls entsprechend hoch, und es ist daher möglich, daß mehr Elektronen die Aufnahmeseite der Speicherelektrode verlassen als durch die Speicherelektrode hindurch von der Abtastseite zur Aufnahmeseite wandern. So kann sich die Aufnahmeseite auf ein Gleichgewichtspotential aufladen, das etwas stärker positiv als dasjenige der Netzelektrode ist, bis ebenso viele Elektronen den Schirm verlassen als auf ihm landen. Unter diesen Umständen kann dann keine weitere Bildinformation mehr aufgenommen werden. Das Grundproblem beim Image-orthicon besteht also darin, daß innerhalb einer Abtastperiode der Ladungsausgleich der Speicherelektrode senkrecht zur Bildebene durchgeführt sein muß, während gleichzeitig diese Elektrode einen genügenden spezifischen Widerstand in Querrichtung aufweisen muß, um einen Ladungsabfluß in dieser Richtung zu beschränken. In this known pick-up tube, the photoelectrons striking the storage electrode are released a secondary emission, and the secondary electrons are discharged from a mesh electrode, the is located immediately in front of the storage electrode. This mesh electrode is at a positive potential, related to the cathode of the scanning beam generator. When the resistivity of the storage electrode is chosen high enough in the direction of the image plane to allow usable storage times, so the resistance perpendicular to the plane of the picture is also correspondingly high, and therefore it is possible that more electrons leave the receiving side of the storage electrode than through the storage electrode wander through from the scanning side to the receiving side. So can the recording side charge to an equilibrium potential that is slightly more positive than that of the mesh electrode until as many electrons leave the screen as land on it. Under these circumstances then can no further image information can be recorded. The basic problem with the Image-orthicon consists in the fact that the charge balance of the storage electrode is perpendicular within one scanning period must be carried out to the image plane, while at the same time this electrode has a sufficiently specific Must have resistance in the transverse direction in order to limit a discharge of charge in this direction.

Verfahren zum Betrieb einer Bildaufnahmeröhre Anmelder:Procedure for operating an image pickup tube Applicant:

Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)
Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. G. Weinhausen, Patentanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 46
Dipl.-Ing. G. Weinhausen, patent attorney,
Munich 22, Widenmayerstr. 46

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Gerhard W. Goetze, Monroeville, Pa.;Gerhard W. Goetze, Monroeville, Pa .;

Alvin H. Boerio, Turtle Creek, Pa. (V. St. A.)Alvin H. Boerio, Turtle Creek, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 3. Dezember 1962
(241641)
Claimed priority:
V. St. v. America December 3, 1962
(241641)

Bei einer anderen bekannten Bildaufnahmeröhre wird eine Speicherelektrode verwendet, die eine induzierte Leitfähigkeit bei Elektronenbeschuß aufweist. Auch diese Röhre hat eine hohe Empfindlichkeit bei geringer Belichtung, ähnlich wie das Image-Orthicon. Die Speicherelektrode besteht hier aus einer dünnen leitenden Schicht, z. B. aus Aluminium, die in einigem Abstand von einer Photokathode angeordnet ist. Diese für Elektronen durchlässige Schicht ist dabei mit einer Schicht hohen spezifischen Widerstandes, z. B. einem Halbleiter oder Isolator, auf der der Photokathode abgewandten Seite überzogen.Another known image pickup tube uses a storage electrode which is an induced one Has conductivity when bombarded by electrons. This tube also has a high sensitivity low exposure, similar to the Image Orthicon. The storage electrode here consists of a thin one conductive layer, e.g. B. made of aluminum, which is arranged at some distance from a photocathode. This layer, which is permeable to electrons, has a layer of high specific resistance, z. B. a semiconductor or insulator, coated on the side facing away from the photocathode.

Dieses Material hohen spezifischen Widerstandes besitzt die Eigenschaft, daß es leitend wird, wenn es mit Elektronen hoher Energie beschossen wird. Ein typisches derartiges Material ist z. B. Arsentrisulfid. Um die freie Oberfläche des isolierenden Überzugs auf einem festen Gleichgewichtspotential zu halten, das von der Spannung an der leitenden Grundschicht abweicht, kann ein Abtastelektronenstrahl geringer Geschwindigkeit verwendet werden. Die von der Photokathode ausgehenden Elektronen werden kräftig beschleunigt, durchdringen den Schirm und induzieren eine Leitfähigkeit an der Auftreffstelle, d. h. zwischen der vom Abtaststrahl abgetasteten freien Oberfläche und der Grundschicht. Dadurch wird das Potential an der Oberfläche dem Potential der Grundschicht entsprechend angeglichen, und es entsteht auf ihr eine Ladungsverteilung, die der Helligkeitsverteilung auf der Photokathode entspricht. Das Ausgangs-This high resistivity material has the property that it becomes conductive when it is is bombarded with electrons of high energy. A typical such material is e.g. B. arsenic trisulfide. To keep the free surface of the insulating coating at a fixed equilibrium potential, that deviates from the voltage on the conductive base layer, a scanning electron beam may be lower Speed can be used. The electrons emanating from the photocathode become strong accelerates, penetrate the screen and induce conductivity at the point of impact, i.e. H. between the free surface scanned by the scanning beam and the base layer. This will make that The potential on the surface is adjusted to the potential of the base layer, and it arises her a charge distribution that corresponds to the brightness distribution on the photocathode. The initial

709 580/183709 580/183

signal kann in gleicher Weise wie beim Image-Orthicon aus den von der Speicherelektrode zu einer Sammelelektrode zurückkehrenden langsamen Elektronen abgeleitet werden. Es kann aber auch ein Signal von der leitenden Schicht der Speicherelektrode abgeleitet werden, indem der bei der Abtastung dieser Elektrode auftretende Ladestrom mittels einer einfachen kapazitiven Kopplung hierzu verwendet wird. Dies entspricht dem Ablesevorgang bei der bekannten Vidiconröhre.signal can be sent from the storage electrode to a collecting electrode in the same way as with the Image-Orthicon returning slow electrons are derived. But it can also be a signal from the conductive layer of the storage electrode can be derived by scanning this electrode occurring charging current is used for this purpose by means of a simple capacitive coupling. this corresponds to the reading process of the well-known vidicon tube.

Bei der Speicherelektrode mit induzierter Leitfähigkeit erhöhen die Primärelektronen die Leitfähigkeit der Speicherschicht, da sie sekundäre Paare von Elektronen und Löchern erzeugen. Diese Leitfähigkeitssteigerung kann den Betrag von 1000 oder mehr aufweisen. Um dies zu ermöglichen, soll das verwendete Material eine schmale Energiebandlücke, eine hohe Trägerbeweglichkeit und eine geringe Übergangszeit aufweisen. Außerdem soll die Speicherschicht möglichst dünn sein. Um jedoch einen zu großen Dunkelstrom zu vermeiden, muß die Anzahl der an den nichterregten Stellen vorhandenen Träger gering sein. Der spezifische Widerstand des Materials muß deshalb mindestens einen Wert von IO12 Ohm · cm aufweisen. Solche Werte finden sich nur bei Stoffen mit Bandlücken von 2,0 Elektronenvolt oder mehr. Die Verwendung sehr dünner Schichten wird durch deren geringe Ausgangsspannung begrenzt, da diese umgekehrt proportional zur Schichtdicke ist. Bei sehr dünnen Speicherschichten ergeben sich weiterhin sehr hohe Kapazitätswerte, die für eine starke Nachwirkung verantwortlich sind. Diese macht sich dadurch bemerkbar, daß für die Aufnahme und die Abtastung zu lange Zeiten benötigt werden.In the case of the storage electrode with induced conductivity, the primary electrons increase the conductivity of the storage layer because they generate secondary pairs of electrons and holes. This increase in conductivity can be in the amount of 1,000 or more. To make this possible, the material used should have a narrow energy band gap, high carrier mobility and a short transition time. In addition, the storage layer should be as thin as possible. However, in order to avoid too large a dark current, the number of carriers present at the non-excited locations must be small. The specific resistance of the material must therefore have at least a value of 10 12 ohm · cm. Such values are only found for substances with band gaps of 2.0 electron volts or more. The use of very thin layers is limited by their low output voltage, as this is inversely proportional to the layer thickness. In the case of very thin storage layers, there are still very high capacitance values, which are responsible for a strong aftereffect. This is noticeable in the fact that recording and scanning take too long.

Ferner können wegen der Forderung, daß das Material eine Bandlücke von 2,0 Elektronenvolt oder mehr haben muß, nur Stoffe verwendet werden, deren Ladungsträger die geringe Beweglichkeit von etwa IO-4 cm2/Volt*Sek. aufweisen. Auch dies ergibt eine starke Nachwirkung. ZumAbtasten und Löschen eines Ladungsbildes auf einer solchen Speicherelektrode sind unter Umständen mehrere Sekunden erforderlich. Dies macht Elektroden mit durch Elektronenbeschuß induzierter Leitfähigkeit für zahlreiche Anwendungen ungeeignet.Furthermore, because of the requirement that the material must have a band gap of 2.0 electron volts or more, only substances can be used whose charge carriers have the low mobility of about 10 -4 cm 2 / volt * sec. exhibit. This also results in a strong aftereffect. Several seconds may be required to scan and erase a charge image on such a storage electrode. This makes electrodes with conductivity induced by electron bombardment unsuitable for numerous applications.

Es ist ferner eine Bildaufnahmeröhre mit einer Speicherelektrode bekannt, die aus einer leitenden Schicht und einer damit in Berührung stehenden porösen Isolierschicht mit einer Sekundärelektronenausbeute größer als 1 besteht. Die Dichte der porösen Isolierschicht ist hierbei sehr gering im Vergleich zu der Dichte des Isolierstoffes in kompakter Form. Wenn geladene Teilchen mit passender Energie auf die leitende Schicht auftreffen, so durchdringen sie dieselbe und rufen eine Sekundäremission in der porösen Isolierschicht hervor. An der Isolierschicht liegt ein elektrisches Feld, durch das die emittierten Elektronen zur freien Oberfläche der Isolierschicht geführt werden und diese aufladen. Die freie Oberfläche wird mit einem Elektronenstrahl abgetastet, der sie wieder auf ein Gleichgewichtspotential zu bringen sucht. Es hat sich gezeigt, daß die Ausbeute einer derartigen Speicherelektrode mit poröser Isolierschicht erheblich besser ist als bei einer mit einer kompakten Isolierschicht.There is also known an image pickup tube having a storage electrode which consists of a conductive layer and a porous insulating layer in contact therewith and having a secondary electron yield greater than 1 . The density of the porous insulating layer is very low compared to the density of the insulating material in compact form. When charged particles with a suitable energy strike the conductive layer, they penetrate the same and cause secondary emission in the porous insulating layer. There is an electric field on the insulating layer, through which the emitted electrons are guided to the free surface of the insulating layer and charge it. The free surface is scanned with an electron beam that tries to bring it back to an equilibrium potential. It has been shown that the yield of such a storage electrode with a porous insulating layer is considerably better than that of one with a compact insulating layer.

Die oben geschilderten Nachwirkungserscheinungen machen sich aber auch bei den Bildaufnahme-However, the after-effects described above also affect the image recording

röhren mit poröser Speicherelektrode bemerkbar. Sie haben bisher die Anwendung derartiger Speicherelektroden stark behindert.tubes with porous storage electrode noticeable. So far, you have used such storage electrodes severely disabled.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zum derartigen Betrieb einer Bildaufnahmeröhre mit poröser Speicherelektrode, daß die geschilderten Nachwirkungserscheinungen vermieden werden.The object of the invention is to create a method for operating an image pickup tube in this way with porous storage electrode that the described after-effects avoided will.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Bildaufnahmeröhre mit einer Speicherelektrode, die aus einer leitenden Schicht und einer damit in Berührung stehenden porösen Isolierschicht mit einer Sekundärelektronenausbeute größer als 1 besteht, wobei geladene Teilchen mit solcher Energie auf die Elektrode auftreffen, daß sie die leitende Schicht durchdringen und Sekundäremission in der Isolierschicht hervorrufen, wobei die freie Oberfläche der Isolierschicht mit einem Elektronenstrahl abgetastet wird, der diese auf ein Gleichgewichtspotential zu bringen sucht, und an der Isolierschicht ein elektrisches Feld liegt, das ein positives Potential an der freien Oberfläche der Isolierschicht gegenüber der leitenden Schicht erzeugt, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Feldstärke an der porösen Isolierschicht so gewählt ist, daß die in die Poren der Isolierschicht emittierten Sekundärelektronen abgeführt werden, gleichzeitig aber in den festen Teilen der Isolierschicht noch keine Leitfähigkeit durch Elektronenbeschuß induziert wird.The inventive method for operating an image pickup tube with a storage electrode, which consists of a conductive layer and a porous insulating layer in contact therewith with a secondary electron yield greater than 1 , charged particles impinging on the electrode with such energy that they penetrate the conductive layer and Cause secondary emission in the insulating layer, the free surface of the insulating layer is scanned with an electron beam, which tries to bring it to an equilibrium potential, and an electric field is applied to the insulating layer, which has a positive potential on the free surface of the insulating layer opposite the conductive layer generated, is characterized in that the field strength on the porous insulating layer is chosen so that the secondary electrons emitted into the pores of the insulating layer are dissipated, but at the same time no conductivity in the solid parts of the insulating layer ever induced by electron bombardment.

Bei Einhaltung der erfindungsgemäßen Betriebsbedingungen wird die örtliche Aufladung auf der freien Oberfläche der Isolierschicht allein durch die in die Poren derselben emittierten Sekundärelektronen hervorgerufen. Bei der Wahl einer höheren Feldstärke steigt zwar die Empfindlichkeit noch an, aber infolge des Maltereffektes, der mit der in den festen Teilen der Isolierschicht induzierten Leitfähigkeit verknüpft ist, tritt dann eine sehr starke Nachwirkung auf, die erfindungsgemäß vermieden wird.If the operating conditions according to the invention are observed, the local charge on the free surface of the insulating layer solely by the secondary electrons emitted into the pores of the same evoked. If a higher field strength is selected, the sensitivity still increases, but as a result of the Maltese effect, which is associated with the conductivity induced in the solid parts of the insulating layer is linked, then occurs a very strong aftereffect, which is avoided according to the invention.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnungen erläutert. Hierin istThe invention is explained below with reference to the drawings. In here is

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Bildaufnahmeröhre,F i g. 1 shows a schematic representation of an image pick-up tube according to the invention,

F i g. 2 eine Schnittdarstellung der Speicherelektrode nach F i g. 1 in vergrößertem Maßstab,F i g. 2 shows a sectional view of the storage electrode according to FIG. 1 on an enlarged scale,

F i g. 3 eine Schnittdarstellung einer abgeänderten Speicherelektrode,F i g. 3 is a sectional view of a modified storage electrode;

Fig.4 eine graphische Darstellung des Bildverstärkungsfaktors als Funktion der elektrischen Feldstärke an der Isolierschicht,4 shows a graphic representation of the image intensification factor as a function of the electric field strength on the insulating layer,

F i g. 5 eine graphische Darstellung des Bildverstärkungsfaktors als Funktion des Potentials der Austrittsfläche der Speicherelektrode für ein konstantes Helligkeitssignal undF i g. 5 is a graph of the image enhancement factor as a function of the potential of FIG Exit surface of the storage electrode for a constant brightness signal and

F i g. 6 eine graphische Darstellung des integrierten Signals als Funktion des Potentials der Austrittsfläche der Speicherelektrode. F i g. 6 shows a graph of the integrated signal as a function of the potential of the exit surface of the storage electrode.

F i g. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Bildaufnahmeröhre mit Kolben 10 und lichtdurchlässiger Abschlußplatte 12. Auf der Innenfläche der Abschlußplatte befindet sich eine Photokathode 14, die für sichtbares Licht z. B. aus Caesiumantimonid besteht. Am anderen Ende des Kolbens 10 befindet sich ein Elektronenstrahlerzeuger 20 zur Bildung eines Abtastelektronenstrahls, der auf eine Speicherelektrode 30 gerichtet ist (vergrößert dargestellt in Fig.2). Die Elektrode 30 befindet sich zwischen dem Elektronenstrahlerzeuger 20 und der Photokathode 14.F i g. 1 shows an image pickup tube according to the invention with a piston 10 and a translucent end plate 12. On the inner surface of the end plate there is a photocathode 14 which, for visible light, can be used. B. consists of cesium antimonide. At the other end of the piston 10 there is an electron beam generator 20 for forming a scanning electron beam which is directed onto a storage electrode 30 (shown enlarged in FIG. 2). The electrode 30 is located between the electron gun 20 and the photocathode 14.

Zwischen der Elektrode 30 und der Photokathode 14 sind Elektroden 16 und 18 angeordnet, die eine Elektronenlinse bilden, um die von der Photokathode 14 ausgehenden Photelektronen zu beschleunigen und auf die Elektrode 30 zu konzentrieren. Zwischen Elektrode 30 und Elektronenstrahlerzeuger 20 befindet sich eine Netzelektrode 40 aus leitendem Material, z. B. Nickel, die sich im Abstand von etwa 3 mm von der Oberfläche der Elektrode 30 befindet. Die Elektrode 30 besteht aus einem Trägerring 32 aus Metall, z. B. einer Legierung aus Nickel, Eisen und Kobalt, über dessen Öffnung sich eine leitende Schicht 34, z. B. Aluminium, erstreckt. Auf der dem Elektronenstrahlerzeuger 20 zugekehrten Seite der leitenden Schicht 34 ist erfindungsgemäß eine poröse Schicht 36 aus einem isolierenden oder halbleitenden Material aufgebracht, das die Eigenschaft aufweist, bei Beschuß mit Elektronen Sekundärelektronen zu erzeugen, wobei die Elektronen durch die Hohlräume der porösen Schicht 36 wandern können.Between the electrode 30 and the photocathode 14 electrodes 16 and 18 are arranged, the one Form electron lens in order to accelerate the photo electrons emanating from the photocathode 14 and focus on electrode 30. Located between electrode 30 and electron gun 20 a mesh electrode 40 made of conductive material, e.g. B. Nickel, which is at a distance of about 3 mm from the surface of the electrode 30. The electrode 30 consists of a carrier ring 32 made of metal, e.g. B. an alloy of nickel, iron and cobalt, over the opening is a conductive Layer 34, e.g. B. aluminum, extends. On the side facing the electron gun 20 According to the invention, conductive layer 34 is a porous layer 36 made of an insulating or semiconducting one Material applied which has the property of secondary electrons when bombarded with electrons generate, wherein the electrons can migrate through the cavities of the porous layer 36.

Die poröse Schicht 36 kann beispielsweise aus einer Alkali- oder Erdalkaliverbindung bestehen, wie Kaliumchlorid, Magnesiumchlorid oder Magnesiumoxyd. Die Netzelektrode 40 dient als Auffänger für die von der freien Oberfläche der porösen Schicht 36 ausgehenden Sekundärelektronen. Die Netzelektrode 40 unterstützt auch die Aufrechterhaltung eines gleichförmigen elektrischen Feldes zwischen der Netzelektrode 40 und der Speicherelektrode 30. Ferner ist ein leitender Überzug 44 auf der Innenwand des Kolbens 10 im Raum zwischen dem Elektronenstrahlerzeuger 20 und der Elektrode 30 vorgesehen. Der Überzug 44 liegt auf dem Potential der Netzelektrode 40, um ein geeignetes elektrostatisches Feld zu erzeugen.The porous layer 36 can for example consist of an alkali or alkaline earth compound, such as Potassium Chloride, Magnesium Chloride, or Magnesium Oxide. The mesh electrode 40 serves as a collector for the secondary electrons emanating from the free surface of the porous layer 36. The mesh electrode 40 also helps maintain a uniform electric field between the Mesh electrode 40 and the storage electrode 30. Furthermore, a conductive coating 44 is on the inner wall of the piston 10 is provided in the space between the electron gun 20 and the electrode 30. The coating 44 is at the potential of the mesh electrode 40 to create a suitable electrostatic field to create.

Der Elektronenstrahlerzeuger 20 kann in bekannter Weise aus einer Kathode 22, einem Steuergitter 24 und einer Beschleunigungsanode 26 bestehen. Die Elektroden 22, 24 und 26 erzeugen zusammen mit dem Überzug 44 einen Elektronenstrahl kleinen Durchmessers, der auf die Elektrode 30 gerichtet ist. Eine Ablenkvorrichtung 50, die in Form einer Ablenkspule dargestellt ist, bewirkt, daß der Elektronenstrahl in bekannter Weise die Oberfläche der Elektrode 30 abtastet. Zur Konzentration des von dem Elektronenstrahlerzeuger 20 ausgehenden Elektronenstrahls auf die Elektrode 30 sowie der von der Photokathode 14 ausgehenden Elektronen auf die Elektrode 30 dient ferner eine Fokussierspule 52.The electron gun 20 can in a known manner from a cathode 22, a control grid 24 and an acceleration anode 26 exist. The electrodes 22, 24 and 26 generate together with coating 44, a small diameter electron beam directed onto electrode 30. A deflection device 50, shown in the form of a deflection coil, causes the electron beam the surface of the electrode 30 scans in a known manner. To concentrate the from the electron beam emanating from the electron beam 20 onto the electrode 30 as well as from the Electrons emanating from photocathode 14 onto electrode 30 are also used by a focusing coil 52.

Die Speicherelektrode 30 wird beispielsweise folgendermaßen hergestellt: Die Aluminiumschicht 34 wird dadurch gebildet, daß Aluminium im Vakuum auf ein Häutchen aus organischem Material, wie Zellulosenitrat, aufgedampft wird. Die Dicke der Aluminiumschicht 34 soll bei einem Elektrodendurchmesser von etwa 25 mm ungefähr 1000 Angström betragen. Das Zellulosenitrat wird dann durch Erhitzen entfernt, so daß die Aluminiumschicht 34 auf dem Ring 32 zurückbleibt. Diese Herstellungsart ist bekannt und beispielsweise in der USA.-Patentschrift 2 905 844 beschrieben. Die leitende Folie 34 bildet den Träger. Eine andere Trägerschicht ist in der USA.-Patentschrift 2 898499 beschrieben. Auch diese Art kann verwendet werden. Voraussetzung ist jeweils nur, daß die Trägerschicht für auftreffende Elektronen durchlässig ist und eine ausreichende Leitfähigkeit aufweist, um die abfließenden Elektronen ersetzen zu können.The storage electrode 30 is produced as follows, for example: the aluminum layer 34 is formed by placing aluminum in a vacuum on a membrane made of organic material, such as Cellulose nitrate, is evaporated. The thickness of the aluminum layer 34 should be one electrode diameter of about 25 mm will be about 1000 angstroms. The cellulose nitrate is then through Heating removed leaving the aluminum layer 34 on the ring 32. This manufacturing method is known and is described, for example, in U.S. Patent 2,905,844. The conductive foil 34 forms the carrier. Another carrier layer is described in US Pat. No. 2,898,499. Even this type can be used. The only requirement in each case is that the carrier layer for impinging Electrons is permeable and has sufficient conductivity to the electrons flowing away to be able to replace.

Die leitende Schicht 34 wird dann mit dem Träger-: ring 32 in einen Rezipienten gebracht, worin sich Argon oder ein anderes inertes Gas bei einem Gasdruck von etwa 1 Torr befindet. Im Rezipienten befindet sich ein Schiffchen (z. B. aus Tantal), das mit einem Widerstandsheizkörper versehen ist. In das Schiffchen wird eine bestimmte Menge des Überzugsmaterials, z. B. 16 mg Kaliumchlorid gegeben. Das Schiffchen wird dann etwa 75 mm unterhalb der ίο Aluminiumschicht 34 angeordnet und aufgeheizt. Das Überzugsmaterial wird gerade bis zum Schmelzpunkt erhitzt und dann auf dieser Temperatur gehalten. Diese Temperatur ist erheblich niedriger als der Schmelzpunkt unter Atmosphärendruck. Der Dampfdruck des Materials am Schmelzpunkt reicht aus, um die Verdampfung mit genügender Geschwindigkeit zu verursachen. Das Material wird vollständig verdampft, und man stellt fest, daß die Dichte des auf die Aluminiumschicht aufgedampften Materials nur etwa 1 bis 5% der Dichte im kompakten Zustand beträgt.The conductive layer 34 is then placed with the carrier ring 32 in a recipient, in which there is Argon or other inert gas is at a gas pressure of about 1 torr. Located in the recipient a boat (e.g. made of tantalum) with a resistance heater. In the Shuttle a certain amount of the coating material, e.g. B. given 16 mg of potassium chloride. That The boat is then placed about 75 mm below the aluminum layer 34 and heated. That Coating material is heated just to the melting point and then held at that temperature. This temperature is considerably lower than the melting point under atmospheric pressure. The vapor pressure of the material at the melting point is sufficient to allow evaporation with sufficient speed to cause. The material is completely evaporated and it is found that the density of the the aluminum layer of the vapor-deposited material is only about 1 to 5% of the density in the compact state amounts to.

Die so entstandene Schicht 36 hat eine Dicke von etwa 20 Mikron.The resulting layer 36 has a thickness of about 20 microns.

Die Werte der an den einzelnen Elektroden liegenden Potentiale sind in F i g. 1 angegeben. Die Photokathode 14 liegt auf einem Potential von etwa —8000 Volt, bezogen auf die leitende Schicht 34, um die von der Photokathode 14 ausgehenden Elektronen zu beschleunigen. Die Verteilung entspricht dabei der jeweiligen Helligkeit des auf der Photokathode 14 entworfenen Bildes des Gegenstandes 51. Die leitende Schicht 34 kann eine Spannung von etwa +5 Volt gegen die Strahlkathode 22 aufweisen. Letztere ist geerdet, so daß die freie Oberfläche der porösen Schicht 36 durch den Abtaststrahl auf einem Gleichgewichtspotential gehalten wird, das dem Erdpotential entspricht. Die Elektroden 44 und 40 liegen auf einer Spannung von etwa +250 Volt gegen Erde. Das verzögernde Feld zwischen der Speicherelektrode 30 und der Elektrode 40 bremst den Elektronenstrahl, so daß dieser die Elektrode 30 mit einem Potential erreicht, das unter dem ersten Nulldurchgang der Sekundäremissionskurve der porösen Schicht 36 liegt. Auf der freien Oberfläche werden infolgedessen Elektronen hinterlassen, derart, daß diese Fläche ein Gleichgewichtspotential anzunehmen sucht, das im wesentlichen gleich dem Potential der Kathode 22 ist.The values of the potentials on the individual electrodes are shown in FIG. 1 specified. The photocathode 14 is at a potential of about -8000 volts with respect to the conductive layer 34 around to accelerate the electrons emanating from the photocathode 14. The distribution corresponds the respective brightness of the image of the object 51 designed on the photocathode 14. The conductive layer 34 can have a voltage of approximately +5 volts against the radiation cathode 22. The latter is grounded so that the free surface of the porous layer 36 by the scanning beam on a Equilibrium potential is held, which corresponds to the earth potential. The electrodes 44 and 40 are located at a voltage of about +250 volts to earth. The retarding field between the storage electrode 30 and the electrode 40 decelerates the electron beam, so that this the electrode 30 with reaches a potential which is below the first zero crossing of the secondary emission curve of the porous Layer 36 lies. As a result, electrons are left on the free surface in such a way that this surface seeks to assume an equilibrium potential which is essentially equal to the potential of the Cathode 22 is.

Die von der Photokathode 14 ausgehenden, entsprechend der Bildhelligkeit verteilten Elektronen werden auf die Elektrode 30 fokussiert. Infolge ihrer hohen Energie von etwa 8000 Elektronenvolt durchdringen sie die leitende Schicht 34 und dringen in die Schicht 36 ein. Die Beschleunigungsspannung soll so eingestellt sein, daß möglichst alle Primärelektronen von der Photokathode 14 die SpeicherelektrodeSO fast vollständig durchdringen, aber auf der anderen Seite nicht austreten.The electrons emanating from the photocathode 14 and distributed according to the brightness of the image are focused on the electrode 30. As a result of their high energy of about 8000 electron volts penetrate they penetrate the conductive layer 34 and penetrate the layer 36. The acceleration voltage should be like this be set that as possible all primary electrons from the photocathode 14 the storage electrode SO penetrate almost completely, but not leak on the other side.

Es hat sich beispielsweise gezeigt, daß im oben beschriebenen Fall einer leitenden Schicht 34 aus Aluminium mit der Dicke von etwa 1000 Angström und eines porösen Isolators 36 mit einer Dicke von etwa 20 Mikron die Beschleunigungsspannung etwa 8000 Volt betragen soll. Die Primärelektronen verlieren hierbei beim Durchgang durch die leitende Schicht 34 etwa 25% ihrer Anfangsenergie, und die übrigen 75 %, also etwa 6000 Elektronenvolt, werden in der Schicht 36 vernichtet. Die PrimärelektronenIt has been shown, for example, that in the case described above, a conductive layer 34 made of aluminum about 1000 angstroms thick and a porous insulator 36 about 20 microns the acceleration voltage should be around 8000 volts. The primary electrons lose here when passing through the conductive layer 34 about 25% of its initial energy, and the the remaining 75%, i.e. about 6000 electron volts, are destroyed in layer 36. The primary electrons

erzeugen in der Schicht 36 eine gewisse Anzahl von Sekundärelektronen geringer Energie, die um mehrere Größenordnungen höher ist als die Anzahl der einfallenden Primärelektronen. Beispielsweise ist die Anzahl der erzeugten Sekundärelektronen etwa 200mal so groß wie diejenige der Primärelektronen, wenn die Ionisationsenergie etwa 30 Elektronenvolt beträgt. Ist die Speicherelektrode 30 vor dem Auftreffen der Photoelektronen polarisiert worden, indem eine positive Spannung von etwa 5 Volt an die to leitende Schicht 34 angelegt und die freie Oberfläche der Schicht 36 durch Elektronenabtastung auf Erdpotential gebracht wurde, so wird durch die erzeugten Sekundärelektronen das Potential der freien Oberfläche örtlich verändert, weil Elektronenleitung quer zur Schicht 36 durch das Vakuum zwischen den massiven Teilen der porösen Schicht 36 zur positiven leitenden Schicht 34 hin und gleichzeitig Sekundäremission an der freien Oberfläche der Schicht 36 auftritt. Die austretenden Sekundärelektronen werden von der Netzelektrode 40 aufgenommen. Diese örtliche Potentialänderung kann in bekannter Weise zur Erzeugung eines Ausgangssignals verwendet werden. In F i g. 1 wird das Ausgangssignal beispielsweise kapazitiv an der Zuleitung zur leitenden Schicht 34 abgenommen.generate a certain number of secondary electrons of low energy in the layer 36, which is several orders of magnitude higher than the number of incident primary electrons. For example, the number of secondary electrons generated is about 200 times that of the primary electrons when the ionization energy is about 30 electron volts. Is the storage electrode 30 has been polarized prior to incidence of the photoelectrons, by applying a positive voltage of about 5 volts to the to conductive layer 34 and the free surface of the layer was brought 36 by electron scanning at ground potential, the potential is determined by the generated secondary electrons of Free surface changed locally because electron conduction across the layer 36 through the vacuum between the solid parts of the porous layer 36 to the positive conductive layer 34 and at the same time secondary emission occurs at the free surface of the layer 36. The emerging secondary electrons are picked up by the mesh electrode 40. This local change in potential can be used in a known manner to generate an output signal. In Fig. 1, the output signal is tapped capacitively, for example, at the lead to the conductive layer 34.

Zur näheren Erläuterung der Wirkungsweise der Speicherelektrode 30 wird der Verlauf des freien Oberflächenpotentials Fs der Schicht 36 als Funktion der Zeit für eine gegebene Stromdichte / betrachtet. Befindet sich zur Zeit T=O das Oberflächenpotential Vs auf dem Wert des Kathodenpotentials, d. h. Erde, so tritt beim Beschuß der Elektrode 30 mit Photoelektronen Sekundäremission an der Oberfläche der Schicht 36 und Elektronenleitung durch diese Schicht auf. Das Oberflächenpotential Vs strebt infolgedessen zum Potential Fr der leitenden Schicht 34 wegen des an der Schicht 36 liegenden elektrischen Feldes. Während zuerst die Wirkung der Elektronenleitung in der Schicht 36 überwiegt und die Sekundäremission an der der Auftrefffläche abgewandten Fläche nur einen schmalen Brachteil zur gesamten Ladungsänderung beiträgt, kehren sich die Verhältnisse um, wenn das Oberflächenpotential Vs das Schichtpotential Fr erreicht. Dies geht deutlich aus F i g. 5 hervor. Die Elektronenleitung innerhalb der Speicherschicht verschwindet, wenn beide Oberflächen der porösen Schicht 36 sich auf gleichem Potential befinden. Die äußere Sekundäremission geht jedoch weiter, wodurch das Potential Vs über das Potential Fr der leitenden Schicht angehoben wird, so daß sich eine Polaritätsumkehr des elektrischen Feldes in der Schicht 36 ergibt. Wenn Vs einige Volt stärker positiv als F7- ist, so tritt abermals Elektronenleitung auf, aber diesmal in umgekehrter Richtung und mit geringerem Anstieg. Man findet, daß bei Verwendung einer Schicht 36, die feldverstärkte Sekundäremission zeigt, der Sekundäremissionsgewinn größer als der nun negative Gewinn infolge Elektronenleitung in der Schicht 36 ist, bis sich das Potential der Oberfläche auf einen bestimmten Wert Ve einstellt. Das Potential Ve ist durch die Spannung bestimmt, bei der die Anzahl der die Oberfläche verlassenden Sekundärelektronen gleich der Anzahl der von der leitenden Schicht 34 aufgenommenen freien Elektronen ist. So ergibt sich die in F i g. 5 ausgezogene Kurve, welche die Achse beim Wert Ve schneidet. F i g. 6 zeigt das über denFor a more detailed explanation of the mode of operation of the storage electrode 30, the course of the free surface potential F s of the layer 36 is considered as a function of time for a given current density /. If at time T = 0 the surface potential V s is at the value of the cathode potential, ie earth, then when the electrode 30 is bombarded with photoelectrons, secondary emission occurs on the surface of the layer 36 and electron conduction through this layer occurs. The surface potential V s consequently tends towards the potential F r of the conductive layer 34 because of the electric field applied to the layer 36. While the effect of the electron conduction predominates in the layer 36 and the secondary emission on the surface facing away from the impact surface only contributes a small fraction of the total charge change, the situation is reversed when the surface potential V s reaches the layer potential F r . This is clear from FIG. 5 emerges. The electron conduction within the storage layer disappears when both surfaces of the porous layer 36 are at the same potential. The external secondary emission continues, however, whereby the potential V s is raised above the potential F r of the conductive layer, so that the polarity of the electric field in the layer 36 is reversed. If V s is a few volts more positive than F 7 -, electron conduction occurs again, but this time in the opposite direction and with a smaller increase. It is found that when using a layer 36 which exhibits field-enhanced secondary emission, the secondary emission gain is greater than the now negative gain due to electron conduction in the layer 36 until the potential of the surface is adjusted to a certain value V e. The potential V e is determined by the voltage at which the number of secondary electrons leaving the surface is equal to the number of free electrons picked up by the conductive layer 34. This results in the in FIG. 5 solid curve which intersects the axis at the value V e. F i g. 6 shows that about the

Gewinn G integrierte Signal als Funktion des Oberflächenpotentials Vs. Gain G integrated signal as a function of the surface potential V s .

Damit zeigt sich, daß die folgenden Minimalbedingungen eingehalten werden müssen, um die Speicherelektrode 30 in der beschriebenen Weise betreiben zu können. Die Elektrode 30 muß äußere Sekundäremission und gleichzeitig freie Elektronenleitung innerhalb der porösen Schicht 36 aufweisen. Die Kapazität der Speicherelektrode 30 soll gering genug sein, um eine verzögerungsfreie Entladung zu ermöglichen. Wegen der porösen Struktur ist die Schicht 36 verhältnismäßig dick und hat deshalb eine geringe Kapazität. Trotzdem die Flächendichte gering genug ist, können so noch tragbare Beschleunigungsspannungen verwendet werden. Die Schicht 36 muß ferner einen sehr hohen spezifischen elektrischen Widerstand haben, und es müssen Vorkehrungen getroffen sein, um ein »Durchgehen« des Oberflächenpotentials zu vermeiden. Dieser Effekt wird nachstehend noch an Hand der F i g. 3 erläutert. Die beschriebene Anordnung erfüllt diese Forderungen. Sie besitzt den hohen Gewinn von 200 bis 300 innerhalb der Speicherelektrode bei Beschleunigungsspannungen von etwa 8 Kilovolt für die Primärelektronen. Ferner ist die Entladung der Speicherelektrode mit sehr geringer Verzögerung möglich, so daß ein Bild innerhalb weniger als Vao Sekunde verschwindet. Die Elektrode besitzt ferner eine außerordentlich hohe Speicherzeit, die mehr als 60 Minuten beträgt, da der spezifische Widerstand der Schicht 36 mehr als IO18Ohm-Cm ist. Ein Bild kann mehrere Stunden lang bei abgeschaltetem Abtaststrahl auf der Elektrode 30 gespeichert bleiben. Die Elektrode 30 ist nachwirkungsfrei, d. h., sie zeigt kein Nachbild infolge eingefangener Elektronen, wie es bei bekannten Speicherelektroden mit durch Elektronenbeschuß induzierter Leitfähigkeit auftritt. Das kommt daher, daß das elektrische Feld an der Schicht 36 sehr klein ist, so daß die leitende Schicht 34 die in den Hohlräumen der Schicht 36 auftretenden Elektronen abführen kann. Durch Elektronenbeschuß ausgelöste Leitfähigkeit infolge einer Trägerströmung durch die festen Teile der Schicht 36 trägt zu der erfindungsgemäß erzeugten Leitung nicht bei, da die geringe Feldstärke nicht imstande ist, die Träger durch die feste Substanz hindurchzubefördern. Der Einfluß der Feldstärke auf den Gewinn ist in F i g. 4 dargestellt. Die Speicherelektrode 30 besitzt auch die gute Auflösung von mehr als 20 Linienpaaren je Millimeter. Die bekannten Mängel der Speicherelektroden mit durch Elektronenbeschuß ausgelöster Leitfähigkeit infolge der erforderlichen hohen Feldstärke treten hier auch bei langer Betriebszeit nicht auf. Auch sind bei Verwendung von Kaliumchlorid als Grundsubstanz der Schicht 36 Betriebstemperaturen bis zu 325° C ohne Gefahr der Zerstörung der Elektrode möglich.This shows that the following minimum conditions must be observed in order to be able to operate the storage electrode 30 in the manner described. The electrode 30 must have external secondary emission and at the same time free electron conduction within the porous layer 36. The capacity of the storage electrode 30 should be small enough to enable a discharge without delay. Because of the porous structure, the layer 36 is relatively thick and therefore has a low capacity. In spite of the fact that the surface density is low enough, acceptable acceleration voltages can still be used. Layer 36 must also have a very high electrical resistivity, and precautions must be taken to avoid "runaway" surface potential. This effect is illustrated below with reference to FIGS. 3 explained. The arrangement described meets these requirements. It has the high gain of 200 to 300 within the storage electrode at acceleration voltages of around 8 kilovolts for the primary electrons. Furthermore, the discharge of the storage electrode is possible with a very short delay, so that an image disappears within less than Vao seconds. The electrode also has an extremely long storage time, which is more than 60 minutes, since the specific resistance of the layer 36 is more than 10 18 Ohm -Cm. An image can be stored on electrode 30 for several hours with the scanning beam turned off. The electrode 30 is free of after-effects, ie it shows no afterimage as a result of trapped electrons, as occurs in known storage electrodes with conductivity induced by electron bombardment. This is due to the fact that the electric field at the layer 36 is very small, so that the conductive layer 34 can dissipate the electrons occurring in the cavities of the layer 36. Conductivity triggered by electron bombardment as a result of a carrier flow through the solid parts of the layer 36 does not contribute to the conduction produced according to the invention, since the low field strength is unable to convey the carrier through the solid substance. The influence of the field strength on the gain is shown in FIG. 4 shown. The storage electrode 30 also has the good resolution of more than 20 line pairs per millimeter. The known deficiencies of the storage electrodes with conductivity triggered by electron bombardment as a result of the required high field strength do not occur here even with a long operating time. If potassium chloride is used as the basic substance of layer 36, operating temperatures of up to 325 ° C are possible without the risk of destroying the electrode.

F i g. 3 zeigt eine abgeänderte Elektrodenanordnung, bei der sich ein Hilfsgitter 41 zwischen der Speicherelektrode 30 und der bekannten Netzelektrode40 befindet. Bei dieser Ausführungsform liegt die Elektrode 40 an einer Spannung von etwa +450 Volt gegenüber der Kathode 22 und hat einen Abstand von etwa 3 mm von der Speicherelektrode 30. Das Hilfsgitter 41 liegt an einem Potential von etwa +50 Volt gegen Erde und hat einen Abstand von etwa 1,5 mm von der Elektrode 30.F i g. 3 shows a modified electrode arrangement in which an auxiliary grid 41 is located between the Storage electrode 30 and the known mesh electrode 40 is located. In this embodiment lies the electrode 40 at a voltage of about +450 volts opposite the cathode 22 and has a Distance of about 3 mm from the storage electrode 30. The auxiliary grid 41 is at a potential of about +50 volts to earth and is about 1.5 mm from electrode 30.

Es hat folgende Aufgabe: Wie oben erwähnt wurde, lädt sich unter gewissen Bedingungen dieIt has the following task: As mentioned above, the

Claims (4)

freie Oberfläche der Speicherelektrode 30 infolge von Sekundäremission und Elektronenleitung positiv auf. Wenn die freie Oberfläche das Potential Vt der leitenden Schicht 34 erreicht, setzt sich die Aufladung der Oberfläche in positiver Richtung fort, weil die S äußere Sekundäremission den freien Elektronenleitungsstrom überwiegt. Bei manchen Stoffen ist es möglich, daß die freie Oberfläche sich hinsichtlich der Kathode des Abtaststrahls so stark positiv auflädt, daß die Energie der Elektronen des Abtast-Strahles über den Nulldurchgang des Sekundäremissionspotentials des Materials der Schicht 36 ansteigt. Ein bekanntes Merkmal der Sekundäremission liegt nämlich darin, daß bei geringer Primärenergie die Anzahl der aus einer Fläche herausgeschlagenen Sekundärelektronen geringer als die Anzahl der Primärelektronen ist, d. h., der Sekundäremissionsfaktor ist kleiner als 1, und die Fläche sucht sich negativ aufzuladen. Ab einer bestimmten Primärenergie werden dann mehr Sekundärelektronen erzeugt als Primärelektronen auftreffen. In diesem Fall lädt sich die Fläche positiv auf. Das Potential, bei dem die Anzahl der Sekundärelektronen gleich derjenigen der Primärelektronen ist, wird als Potential des ersten Nulldurchgangs bezeichnet. Wenn die freie Oberfläche der porösen Schicht 36 ein höheres Potential als dieses Potential des ersten Nulldurchgangs annimmt, so lädt sich die Fläche nicht nur durch Elektronenbeschuß von der Photokathode her positiver auf, sondern auch der Abtaststrahl sucht die Fläche weiter positiv aufzuladen. Dadurch steigt die Spannung an der freien Fläche der Schicht 36 immer weiter, bis die auftretende Feldstärke die Isolier- bzw. Halbleiterschicht 36 durchschlägt und somit zerstört. Durch Anwendung des Hilfsgitters 41 zwischen der Netzelektrode 40 und der Speicherelektrode 30 und bei Anlegung eines positiven Potentials unterhalb des Potentials des ersten Nulldurchgangs kann erfindungsgemäß ein »Hochlaufen« des Oberflächenpotentials und damit eine Zerstörung der porösen Schicht 36 vermieden werden. Da das Potential der Oberfläche dasjenige des Hilfsgitters 41 nicht übersteigen kann, ist ein Durchschlag unmöglich, auch bei hoher Intensität des Eingangssignals oder langer Integrationszeit. Die erfindungsgemäße Betriebsart der Speicherelektrode 30 wird nicht ungünstig beeinflußt, wenn die Betriebsspannungen und Abstände der Elektroden so gewählt werden, daß in bekannter Weise das Auftreten von Moire-Effekten vermieden wird. Die Verhältnisse werden nochmals an Hand der F i g. 4 erläutert. Dort ist der Gewinn der Speicherelektrode 30 in Abhängigkeit von der Feldstärke an der porösen Schicht 36 aufgetragen. Liegt keine Feldstärke an der Schicht, so rührt der Gewinn allein von der Sekundäremission an der freien Fläche der Schicht 36 her. Wird die leitende Schicht 34 positiv gegen die freie Oberfläche vorgespannt, so nimmt der Gewinn infolge der Leitung freier Elektronen durch die Hohlräume der Schicht 36 bis etwa zum Wert 200 zu. Jenseits dieses Punktes ist die Gewinnzunahme erheblich geringer. Dieser zusätzliche Gewinn rührt von Elektronen im Leitungsband infolge der bekannten durch Elektronenbeschuß ausgelösten Leitfähigkeit her, die im Inneren des Festkörpers vor sich geht. In diesem Bereich ist die Feldstärke an der porösen Schicht 36 so hoch, daß die Elektronen in die festen Teile eindringen und dort eine Festkörper- leitung hervorrufen können. Der Leitungsstrom im Bereich niedriger Feldstärke ergibt eine Ansprechzeit von etwa Vao Sekunde oder weniger, während bei hoher Feldstärke infolge der induzierten Leitfähigkeit die Ansprechzeit V2 Sekunde und mehr beträgt. Statt der Photokathode 14 kann ein gesteuertes Abtaststrahlsystem vorgesehen sein, so daß sich ein Abtastwandler ergibt. Auch kann die erfindungsgemäß arbeitende Speicherelektrode in einer Speicherröhre, wie sie beispielsweise in der USA.-Patentschrift 3 002124 beschrieben ist, Verwendung finden. Hierbei wird die poröse Speicherschicht so betrieben, daß die Aufladung infolge Elektronenleitung in der porösen Schicht durch reflektierte Sekundärelektronen verstärkt wird. Die Elektronenstrahlerzeuger für den Schreibstrahl und für den Abtaststrahl befinden sich beide auf der Seite der freien Oberfläche der Speicherelektrode, die mit einem oder mehreren Löchern versehen ist. Statt Elektronen können auch Licht oder andere Strahlungen unmittelbar auf eine erfindungsgemäß arbeitende poröse Speicherschicht gerichtet werden, um Elektronen durch Photoemission zu erzeugen. Die Photoemission ist dabei entweder bereits eine Eigenschaft des verwendeten Materials oder kann durch Zusatz geeigneter Stoffe, wie Caesiumantl·- monid, hervorgerufen werden. Patentansprüche:free surface of the storage electrode 30 due to secondary emission and electron conduction positive. When the free surface reaches the potential Vt of the conductive layer 34, the charging of the surface continues in the positive direction because the S external secondary emission outweighs the free electron conduction current. With some substances it is possible that the free surface becomes so positively charged with respect to the cathode of the scanning beam that the energy of the electrons of the scanning beam rises above the zero crossing of the secondary emission potential of the material of the layer 36. A well-known feature of secondary emission is that when the primary energy is low, the number of secondary electrons ejected from a surface is less than the number of primary electrons, i.e. That is, the secondary emission factor is less than 1, and the surface tries to be negatively charged. From a certain primary energy onwards, more secondary electrons are generated than primary electrons strike. In this case, the surface is positively charged. The potential at which the number of secondary electrons is equal to that of primary electrons is referred to as the potential of the first zero crossing. If the free surface of the porous layer 36 assumes a higher potential than this potential of the first zero crossing, then the surface is not only charged more positively by electron bombardment from the photocathode, but the scanning beam also tries to further positively charge the surface. As a result, the voltage on the free surface of the layer 36 continues to rise until the field strength that occurs breaks through the insulating or semiconductor layer 36 and thus destroys it. By using the auxiliary grid 41 between the mesh electrode 40 and the storage electrode 30 and applying a positive potential below the potential of the first zero crossing, according to the invention, a "rise" of the surface potential and thus a destruction of the porous layer 36 can be avoided. Since the potential of the surface cannot exceed that of the auxiliary grid 41, a breakdown is impossible, even with a high intensity of the input signal or a long integration time. The operating mode of the storage electrode 30 according to the invention is not adversely affected if the operating voltages and spacings between the electrodes are selected in such a way that the occurrence of moiré effects is avoided in a known manner. The relationships are illustrated again on the basis of FIG. 4 explained. There, the gain of the storage electrode 30 is plotted on the porous layer 36 as a function of the field strength. If there is no field strength on the layer, the gain is due solely to the secondary emission on the free area of the layer 36. If the conductive layer 34 is positively biased against the free surface, the gain due to the conduction of free electrons through the cavities of the layer 36 increases up to approximately the value 200. Beyond this point the profit increase is considerably less. This additional gain comes from electrons in the conduction band as a result of the well-known conductivity caused by electron bombardment that takes place inside the solid. In this area, the field strength at the porous layer 36 is so high that the electrons can penetrate into the solid parts and cause solid-state conduction there. The conduction current in the range of low field strength results in a response time of about Vao seconds or less, while at high field strengths due to the induced conductivity the response time is V2 seconds and more. Instead of the photocathode 14, a controlled scanning beam system can be provided, so that a scanning transducer results. The storage electrode operating according to the invention can also be used in a storage tube as described, for example, in US Pat. No. 3,002124. In this case, the porous storage layer is operated in such a way that the charge due to electron conduction in the porous layer is increased by reflected secondary electrons. The electron guns for the write beam and for the scanning beam are both located on the side of the free surface of the storage electrode, which is provided with one or more holes. Instead of electrons, light or other radiations can also be directed directly onto a porous storage layer operating according to the invention in order to generate electrons by photoemission. The photoemission is either already a property of the material used or can be caused by adding suitable substances such as cesium antl · monide. Patent claims: 1. Verfahren zum Betrieb einer Bildaufnahmeröhre mit einer Speicherelektrode, die aus einer leitenden Schicht und einer damit in Berührung stehenden porösen Isolierschicht mit einer Sekundärelektronenausbeute größer als 1 besteht, wobei geladene Teilchen mit solcher Energie auf die leitende Schicht auftreffen, daß sie dieselbe durchdringen und Sekundäremission in der Isolierschicht hervorrufen, während die freie Oberfläche der Isolierschicht mit einem Elektronenstrahl abgetastet wird, der sie auf ein Gleichgewichtspotential zu bringen sucht, und an der porösen Schicht ein elektrische Feld liegt, das ein positives Potential gegenüber der leitenden Schicht an der freien Oberfläche der Isolierschicht erzeugt, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldstärke an der porösen Isolierschicht (36) so gewählt ist, daß die in die Poren der Isolierschicht emittierten Sekundärelektronen abgeführt werden, aber in den festen Teilen der porösen Isolierschicht noch keine Leitfähigkeit durch Elektronenbeschuß induziert wird.1. A method for operating an image pickup tube with a storage electrode which consists of a conductive layer and a porous insulating layer in contact therewith with a secondary electron yield greater than 1, charged particles impinging on the conductive layer with such energy that they penetrate the same and secondary emission cause in the insulating layer, while the free surface of the insulating layer is scanned with an electron beam, which tries to bring it to an equilibrium potential, and an electric field is applied to the porous layer, which has a positive potential with respect to the conductive layer on the free surface of the insulating layer generated, characterized in that the field strength on the porous insulating layer (36) is selected so that the secondary electrons emitted into the pores of the insulating layer are dissipated, but in the solid parts of the porous insulating layer no conductivity by electron bombardment is induced. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der durch die geladenen Teilchen in der porösen Schicht (36) erzeugten Sekundärelektronen an der freien Oberfläche der Schicht (36) austritt und eine entsprechende positive Aufladung bewirkt, während ein anderer Teil der Sekundärelektronen von der leitenden Schicht (34) aufgefangen wird und so die erzeugte positive Ladungsverteilung verstärkt.2. The method according to claim 1, characterized in that a part of the secondary electrons generated by the charged particles in the porous layer (36) emerges at the free surface of the layer (36) and causes a corresponding positive charge, while another portion of the secondary electrons is captured by the conductive layer (34) and thus amplifies the positive charge distribution generated. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an der porösen Isolierschicht (36) herrschende Feldstärke weniger als 10 kV/cm, vorzugsweise weniger als 2,5 kV/cm beträgt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the field strength prevailing on the porous insulating layer (36) is less than 10 kV / cm, preferably less than 2.5 kV / cm. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a 709 580/183709 580/183
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