DE1016859B - Eine einen inneren lichtelektrischen Effekt aufweisende Platte zur Zerlegung von Bildern, die durch Wellen- oder Korpuskularstrahlen gebildet sind - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft eine einen inneren lichtelektrischen Effekt aufweisende Platte zur Zerlegung von Bildern, die entweder durch eine wellenförmige Strahlung, welche sich bis zu den X- oder Gammastrahlen erstreckt, oder durch Korpuskularstrahlen gebildet sind. Die Platte besteht dabei aus zusammengefügten, unter der Bestrahlung einen inneren veränderlichen Leitwert aufweisenden Kristallen, vorzugsweise aus Cadmiumsulfid, und wird mittels eines ausschließlich aus schnellen Elektronen bestehenden Abtaststrahles abgetastet. Die Erfindung besteht darin, daß die Platte zwecks Verringerung des Einflusses der schnellen Elektronen auf ihren inneren Leitwert zumindest einen einzigen Überzug aus einem gut isolierenden, die schnellen Elektronen bremsenden, aber nicht abfangenden Stoff umfaßt.

Bestünde nämlich der Überzug aus einem isolierenden Stoff, der die schnellen Elektronen abfängt, so wurden diese nicht in die vorzugsweise aus Cadmiumsulfid bestehende, einen veränderlichen inneren Leitwert aufweisende Schicht eindringen und das latente Bild abtasten. Beim Gegenstand der Erfindung ist es also wichtig, daß der Überzug zwar bremsend auf die Elektronen des Abtaststrahles einwirkt, diese aber nicht abfängt.

Es ist nun bekannt, die Speicherelektrode einer Bildzerlegerröhre, die aus einer Aluminiumplatte besteht, mit einem Überzug aus Al₂ O₃ zu versehen. Eine derartige Speicherelektrode ist eine Elektrode, bei der jeder Bildpunkt eine elektrische Ladung aufbaut, die bei Berührung mit dem Abtaststrahl entfernt wird, und zwar unter Abgabe eines Stromes im Ausgangsstromkreis, der der Beleuchtung des jeweiligen Bildpunktes entspricht. Die Al₂O₃-Schicht spielt dabei die Rolle des Dielektrikums einer Rasterelektrode mit Mikrokondensatoren, und das Dielektrikum muß daher mit einer bremsenden und die Elektronen abfangende Schicht versehen sein. Andernfalls würden die Elektronen durch die feinen Abschuppungen bis zur Aluminiumplatte gelangen, und es würde in diesen Punkten keine elektrische Ladung aufgebaut werden können. Bei der bekannten Einrichtung ist daher eine Kieselerdeschicht vorgesehen, die die feinen Unterbrechungen des Dielektrikums ausfüllt, damit durch etwaigen direkten Aufprall einiger Elektronen auf der Platte die Abtastung des Bildes nicht gestört wird.

Zum besseren Verständnis des Gegenstandes der Erfindung soll diese nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung und insbesondere auf das Ausführungsbeispiel in Fig. 1 näher erläutert werden. In dieser Fig. 1 ist eine Bildzerlegerröhre der beschriebenen Art dargestellt.

Die Kathodenstrahlröhre 1 besteht aus einer Kathode2, die einen Elektronenstrahl aussendet, der

Eine einen inneren lichtelektrischen Effekt aufweisende Platte zur Zerlegung von

Bildern, die durch Wellen- oder Korpuskularstrahlen gebildet sind

Anmelder:

Pierre Jean Louis Bazy,

Claude Marcel Francois Brächet

und Pierre Marcel Andre Leaute, Paris

Vertreter: Dr. E. Wetzel, Patentanwalt, Nürnberg, Hefnersplatz 3

Beanspruchte Priorität: Frankreich vom 18. Juli 1951

Pierre Jean Louis Bazy, Claude Marcel Frangois Brächet und Pierre Marcel Andre Leaute, Paris,

sind als Erfinder genannt worden

durch eine Anode 3 beschleunigt und durch einen Wehneltzylinder 4 verdichtet wird. Der Elektronenstrahl trifft auf die Fläche 7 einer lichtleitenden Platte 10, nachdem er durch eine fakultative Verlangsamungselektrode 6 hindurchgegangen ist. Die Fokussierung und die Einwirkung des Kathodenstrahles können insbesondere durch Wicklungen 12 und 13 sichergestellt werden, die einerseits ein axiales magnetisches Feld zur Fokussierung und andererseits Querfelder hervorrufen, die den Abtaststrahl zwingen, die Fläche 7 der lichtleitenden Platte 10 regelmäßig zu bestreichen. Diese Platte ist auf einer Elektrode 8 angeordnet, die über eine -impedanz 11 durch eine Stromquelle 9 auf ein geeignetes Potential gebracht wird. Die an den Klemmen der Impedanz 11 entstehenden Potentialdifferenzen werden verstärkt und zum Vorverstärker eines Fernsehempfängers geleitet.

Damit eine derartige Einrichtung, deren elektrische

Verbindungen viele Varianten umfassen können, gute Ergebnisse liefert, muß die¹ empfindliche Platte nicht nur ein genügendes Lichtleitvermögen unter der zu analysierenden Strahlung aufweisen, sondern auch bei fehlender Strahlung ein genügend schwaches Leitvermögen. Denn diese Einrichtung liefert nur dann zufriedenstellende Bilder, wenn das Leitvermögen der

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Platte bei fehlender zu analysierender Strahlung ge- Leitfähigkeit erhöhen und dazu zwingen würden, die nügend klein ist, um nicht den Lichtleitvermögens- Dicke der Schicht 14 zu erhöhen. Beim Zinksulfid effekt unter ein konstantes Niveau zu senken, das die wird die hauptsächlichste "Verunreinigung durch Cadzwischen den einzelnen Punkten des Bildes zu regi- miumsulfid gebildet, von welchem geringe Mengen strierende Intensitätsänderung verdecken kann. 5 ohne merklichen Nachteil zugelassen werden können.

Zur Schaffung eines Zerlegers dieser Art kann die Die dielektrische Schicht 14 kann auch aus Kieselerde lichtleitende Platte aus zusammengefügten Kristallen bestehen oder aus einem Körper, der seitlich einen gebildet werden, die hauptsächlich Schwefel und großen elektrischen Widerstand und gleichzeitig ein Cadmium enthalten. Für gewisse Verhältnisse des großes Sekundäremissionsvermögen zeigt. Metalloids und des Metalls in der Platte gelingt es, io Die auf der lichtleitenden Platte angelegte dieiekgleichzeitig der Platte ein ausgezeichnetes Lichtleit- irische Schicht ist von genügend geringer Dicke, um vermögen zu verleihen und das Leitvermögen in der die schnellen Elektronen des Abtaststrahles nicht abDunkelheit auf einem sehr niedrigen Wert zu halten, zufangen, wobei sie trotzdem von genügend großer was den Betrieb von Zerlegerröhren mit langsamen Dicke ist, um dieselben Elektronen zu bremsen und Elektronen gestattet. 15 so den Betrieb der Zerlegerröhre bei Anwendung von

Unter gewissen Umständen kann es allerdings vor- schnellen Elektronen zu erleichtern, teilhaft sein, schnellere Elektronen zu verwenden. Die Dicke der dielektrischen Schicht entspricht im

Dies ist z. B. der Fall, wenn das zu zerlegende Bild allgemeinen einigen Zehntel Mikron; sie ändert sich ein breites Feld bedecken muß, z. B. in der Größen- im übrigen mit dem spezifischen Widerstand der diordnung des Quadratdezimeters oder mehr, wie es bei 20 elektrischen Schicht und mit der Beschleunigungsder medizinischen Radioskopie üblich ist. Zur Erleich- spannung der Elektronen in der Röhre. Wenn Zinkterung der Abtastung wird dann das Beschleunigungs- sulfid mit einem sehr geringen Gehalt an Cadmiumpotential der Massenteilchen erhöht und gegebenen- sulfid verwendet wird und die Beschleunigungsspanfalls das Verlangsamungsgitter 6 (Fig. 1) weg- nung in der Nähe von 700 Volt liegt, kann die Dicke, gelassen. Hierdurch kann eine lichtleitende Platte, die 25 bis in die Nähe von drei bis vier Zehntel Mikron vervon sich aus bei fehlender Strahlung ein sehr geringes ringert werden; für eine Spannung von 1000 Volt Leitvermögen hätte, unter dem Stoß des Abtast- muß die Dicke annähernd verdoppelt werden. Strahles ein zusätzliches Leitvermögen annehmen, das Vorzugsweise soll die Minimaldicke nicht viel

zu dem natürlichen Leitvermögen hinzukommt und überschritten werden, wenn man nicht die Trägheit das Arbeiten des Zerlegers verhindern kann. Im be- 30 der lichtleitenden Platte steigern und eine Speichesonderen sind die lichtleitenden Platten aus Schwefel rungsröhre verwirklichen will.

und Cadmium dieser störenden Erscheinung unter- Es bestehen verschiedene Möglichkeiten, um eine

worfen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese dünne dielektrische Schicht auf der dem Abtaststrahl Schwierigkeit, die bei Nichtbehebung das Arbeiten ausgesetzten Fläche der lichtleitenden Platte zu der insbesondere für medizinische Zwecke unbedingt 35 bilden. Man kann eine dünne Schicht durch Abscheierforderlichen Großformatröhren unmöglich machen dung, durch Adsorption, durch ionische Entladung erwürde, beseitigt. zeugen. Aber es ist besonders vorteilhaft, eine Ver-

In weiterer Ausbildung der Einrichtung nach flüchtigung des Dielektrikums im Vakuum auf thermiobiger Erfindung umfaßt die in die Strahlung ge- schem Wege zu bewirken und ihr eine Kondensation brachte und einem elektrischen Feld unterworfene 40 auf der Fläche der lichtleitenden Platte folgen zu Platte nicht nur lichtleitende Elemente, die unterein- lassen. Beispielsweise befinden sich gemäß Fig. 4 entander zusammengefügt und an eine oder mehrere sprechend der üblichen Arbeitsweise beim Nieder-Elektroden angefügt sind, sondern auch noch eine oder schlagen im Vakuum ein oder mehrere feuerfeste mehrere äußerst feine Schichten eines Dielektrikums. Näpfchen 15, 15', 15", die einige Dezigramm Zink-Danach können die lichtleitenden Platten aus folgen- 45 sulfid (ZnS) enthalten, einige cm unterhalb der lichtden drei Teilschichten bestehen: Elektroden, licht- leitenden Platte 10 in einem Raum 16, der über den leitende Elemente, feine dielektrische Schichten. Stutzen 17 evakuiert wird; die Näpfchen 15 werden

Ausführungsbeispiele der Platte gemäß der Erfin- elektrisch durch Jouloschen Effekt beheizt; zu diesem dung und zwei Verfahren zu ihrer Herstellung sind Zwecke sind sie mit den Elektroden 18, 18' verbunden, nachstehend beschrieben und in den Zeichnungen ver- 50 die an einen Speisekreis angeschlossen sind, der einen anschaulicht. Es zeigen Transformator 19 und einen Regelwiderstand 20 um-

Fig. 2 und 3 im Querschnitt zwei Ausführungs- faßt. Der Platte 10 kann vorteilhaft eine Dreh- oder formen der lichtleitenden Platte, Schwingbewegung während des Arbeitsvorganges er^

Fig. 4 schematisch die Apparatur zum Nieder- teilt werden. Es ist empfehlenswert, ©inen Stillstand schlagen von dielektrischen Überzügen durch Ver- 55 in der Anheizung einzuschalten, wenn die Näpfchen dampfen im Vakuum, ■ durch das Gebiet der Dunkelrotglut hindurchgehen

Fig. 5 schematisch die Apparatur zum Nieder- und erst in einem zweiten Abschnitt eine Temperatur schlagen dieser Überzüge durch ionische Entladungen von etwa 1000° C erreichen, die dann während in verdünnter Atmosphäre. einiger Minuten aufrechterhalten wird. Wenn das

Am häufigsten umfaßt eine Platte gemäß der Erfin- 60 Zinksulfid durch ein anderes Dielektrikum ersetzt dung eine dünne dielektrische Schicht auf der den wird, z. B. durch Calciumfluorid, Jod usw., müssen Korpuskularstrahl empfangenden Fläche. In Fig. 2 ist die Temperaturen angepaßt werden, die des ersten die Fläche 7, auf die der Korpuskularstrahl fällt, die Erhitzungsabschnittes in der Nähe des Schmelz-Fläche einer Schicht eines Dielektrikums 14 von sehr punktes und die des zweiten Abschnittes in der Nähe geringer Dicke. Diese Schicht, die an der lichtleiten- 65 des Siedepunktes.

den Platte 10 angebracht ist, welche ihrerseits an der Nach einer anderen Ausführungsform kann die

Elektrode 8 angebracht ist, kann insbesondere aus lichtempfindliche Platte aus Kristallen gebildet sein, Schwefel bestehen, oder noch aus einem Sulfid, z. B. zwischen denen ein isolierender Stoff in Form von aus Zinksulfid (ZnS). Vorzugsweise soll der Schwefel dünnen Häutchen verstreut ist. Dieses Ergebnis wird nur geringe Verunreinigungen enthalten, die seine 70 mittels dielektrischen Stoffen erhalten, die unter der

Wirkung einer Erwärmung im Innern der lichtempfindlichen Schicht diffundieren. Insbesondere kann Schwefel so in einer Platte aus Cadmiumsulfid diffundieren; seine Diffusion wird dadurch bewirkt, daß die Cadmiumsulfidplatte entweder erhitzt wird, nachdem sie auf einer Seite oder auf beiden Seiten mit Schwefel bedeckt worden ist oder in Schwefeldämpfe gebracht wird.

Um sowohl zu dem vorstehend erläuterten Effekt beizutragen als auch um den Niederschlag von lichtleitenden Kristallen zu erleichtern, kann es von Vorteil sein, auch eine sehr dünne Schicht eines Dielektrikums, beispielsweise von Kieselerde, zwischen der lichtleitenden Platte und der gewöhnlich anstoßenden Elektrode vorzusehen. Diese Anordnung ist in Fig. 3 veranschaulicht. Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um sehr dünne Kieselerdeplatten zu bilden; man kann unter anderem mittels ionischer Entladung in verdünnter Atmosphäre unter Bewirkung der ionischen Zersetzung einer organischen Verbindung wie des Äthylsilikats arbeiten.; auch kann man ein Silikonöl verwenden.

Wie aus Fig. 5 ersichtlich, wird eine Elektrode 21, die vor der zu überziehenden Platte 10 im Innern des Raumes 16 mit verdünnter Atmosphäre angeordnet ist, auf eine hohe Spannung von annähernd 2000 bis 20 000 Volt (Gleichstrom oder Wechselstrom, niedrige oder hohe Frequenz) in einer verdünnten, vorzugsweise aus einem inerten Gas (Stickstoff, Helium, Neon, Argon usw.) bestehenden Atmosphäre unter einem Druck von V100 bis 1 mm Quecksilber gebracht, wobei nach einem der nachstehenden Verfahren gearbeitet wird:

a) Der niederzuschlagende Isolierstoff wird auf die Hochspannungselektrode 21 gebracht, wobei darauf geachtet werden muß, daß kein freier, nicht abgedeckter Raum verbleibt. Man erhält die besten Ergebnisse mit einer Hochfrequenzspannung von 20 000 bis 800000 Hz unter einem Druck von 1 bis Vioo mm.

b) Man kann auch Oxyde oder Salze des Isolierstoffes auf die Elektrode 21 bringen und eine verdünnte Sauerstoff-, Chlor- usw. Atmosphäre einführen, die das für das isolierende Salz notwendige Radikal einbringt.

c) Man führt eine in dem Behälter 22 aufgespeicherte gasförmige oder flüchtige Verbindung (Äthylsilikat oder eine organometallische Verbindung) ein, die durch die ionische Entladung in neutraler oder oxydierender Atmosphäre zersetzt wird; das isolierende Zersetzungsprodukt schlägt sich auf der Platte nieder.

Die erfindungsgemäß angestrebte Wirkung, nämlich die Erniedrigung des Leitvermögens in der Dunkelheit unter dem Stoß des Korpuskularstrahles, kann durch Zwischenschaltung von Stoffen erreicht werden, die nicht streng isolierend sind, und man kann Dielektriken wählen, deren Zusammensetzung und kristallographische Formel eine leichte Veränderung zeigen. Im besonderen kann das Cadmiumsulfid selbst, das im allgemeinen nicht mit einem genügend schwachen Leitvermögen in der Dunkelheit erhalten wird, in den gewünschten Zustand durch relative Verarmung an Metall oder Anreicherung an Schwefel gebracht werden.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Eine einen inneren lichtelektrischen Effekt aufweisende Platte zur Zerlegung von Bildern, die entweder durch eine wellenförmige Strahlung, welche sich bis zu den X- oder Gammastrahlen erstreckt, oder durch Korpuskularstrahlen gebildet sind, "wobei die Platte aus zusammengefügten, unter der Bestrahlung einen inneren veränderlichen Leitwert aufweisenden Kristallen, vorzugsweise aus Cadmiumsulfid, besteht und mittels eines ausschließlich aus schnellen Elektronen zusammengesetzten Abtaststrahles abgetastet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte zwecks Verringerung des Einflusses der schnellen Elektronen auf ihren Leitwert zumindest einen einzigen Überzug aus einem gut isolierenden, die schnellen Elektronen bremsenden, aber nicht abfangenden Stoff umfaßt.

2. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug durch eine dünne, auf der den Abtaststrahl empfangenden Fläche der Platte angebrachten Schicht gebildet ist.

3. Platte nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Überzug aus einem Sulfid, wie Zinksulfid, besteht, dessen Dicke mehrere Zehntel eines Mikrons beträgt.

4.' Platte nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Schicht zwischen der aus lichtleitenden Kristallen aufgebauten Platte und der als Elektrode dienenden metallischen Platte angebracht ist.

5. Platte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht aus Kieselerde besteht.

6. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der isolierende, den Überzug bildende Stoff in Form von feinen Häutchen zwischen den lichtleitenden Kristallen verstreut ist.

7. Platte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus mehreren Schichten von Stoffen mit gestaffeltem Leitvermögen besteht.

8. Verfahren zur Herstellung einer Platte nach den Ansprüchen 1 und 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht des isolierenden Stoffes durch Erhitzen und Verflüchtigung im Vakuum oder durch ionische Entladung in verdünnter Atmosphäre niedergeschlagen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Britische Patentschriften Nr. 506800, 640295;
Physik. Zeitschrift, 38 (1937), S. 330 bis 333;
ETZ., 72 (1951), S. 214, 215.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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