NO128666B - - Google Patents

Description

Gjengivelsesraster for omformning av elektriske signaler til et strålingsmønster.

Foreliggende oppfinnelse angår et gjengivelsesraster for omforming av elektriske signaler til et strålingsmønster og omfattende et bærelegeme som er forsynt med spenningsavhengige fotoemitterende og fotoledende elementer som er forenet til et plant mønster og forsynt med elektroder, hvilke fotoemitterende elementer inneholder et stoff som under virkning av en påtrykt spenning lyser opp eller slukker, og hvor de fotoledende elementer er således tilforordnet de fotoemitterende elementer at den fra de fotoemitterende elementer frembrakte stråling bare treffer de fotoledende elementer i begrenset grad, hvilket raster tilføres signal over minst én forsinkelseskrets med uttak.

Slike rastere brukes blant annet ved gjengivelse av fjernsynsbilder, hvor fjernsynssignalet etter detektering som videosignal tilføres gjengivelsesrasteret.

Ved de hittil kjente rastere av denne art er det vanlig å anordne to grupper ledninger i rasteret, en under og en over det nevnte materiale som lyser opp eller slukker, idet de forskjellige styrespenninger f eks. videosignalet, må tilføres de to grupper ledninger. Dette krever et omfangsrikt og kostbart koplingsapparat.

Gjengivelsesrasteret ifølge oppfinnelsen unngår disse ulemper ved at to og to sammenhørende fotoemitterende og fotoledende elementer er serieforbundet, at

forsinkelseskretsen er anordnet direkte på eller ved siden av disse seriekoplinger, idet

et uttak fra forsinkelseskretsen er forbundet direkte med en ende av hver av serie-koplingene, samt at de fotoledende elementer er anbrakt på rasteret på sådan måte at de kan bestråles fra en særskilt strålingskilde som endrer deres ledningsevne, og som koples ut i kort tid, når signalet etter en av forsinkelseskretsen bestemt tid, har fordelt seg langs uttakene.

Noen praktiske utførelseseksempler på et gjengivelsesraster og en anordning ifølge oppfinnelsen skal forklares nærmere under henvisning til tegningen. Fig. 1 viser et grunnriss av et gjengivelsesraster for fjernsynsformat. Fig. 2a viser rasteret i perspektiv. Fig. 2b viser et snitt gjennom en del av

rasteret i fig. 2a.

Fig. 2c viser en modifisert anordning

av enkeltdelene.

Fig. 3 viser et ekvivalentskjema for

rasteret i fig. 1.

Fig. 4 viser et diagram.

Fig. 5 viser et raster anvendt på annen

måte for fjernsyn.

Fig. 1 viser gjengivelsesrasteret 3 med avsøkningsinnretning. Her betegner .... an avsøkningssystemet, 4 videosignal-kilden, 2 en gjennomsiktig elektrode, z, av-slutningsimpedansen og forbindelsene 13, 13'....de ikke forsinkede, gjensidige forbindelser mellom systemene a,.... an.

Fig. 2a viser det samme gjengivelsesraster i perspektiv, hvor stillingen er dreiet 90° i forhold til fig. 1. Av fig. 1 fremgår at hvert system a består av en forsinkelseskrets 10, øyer 9 av elektrisk ledende materiale, f. eks. metalløyer, en fotoledende stripe 8, f. eks. av aktivert CdS, CdSe-pulver med et strålingsabsorberende sjikt, f. eks. en lakk på undersiden, øyer 7 av elektrisk ledende materiale, f. eks. metalløyer, en galvanisk isolerende stripe 11, som er høy-ohmig og har liten kapasitet, og en stripe 6 som inneholder materiale som lyser opp eller slukker, og som f. eks. består av klor-, manganaktivert sinksulfidpulver ZnS (Cl, Mn).

Med et fotoledende materiale forstås et materiale hvis spesifike elektriske ompe-dans er reversibel foranderlig ved hj elp av korpuskular eller elektromagnetisk stråling.

Under dette sammensatte system be-finner det seg en gjennomsiktig elektrode 2, som danner en forbildelse med stripene 6. Stripene 11 tjener til avstøtning av stripene 8, og de over disse liggende forsinkelseskretser 10 og dessuten til å hindre en direkte galvanisk forbindelse mellom forsinkelseskretsene og elektroden 2 over stripene 8.

Det er klart at mange andre konfigu-rasjoner er mulige.

En annen løsning består f. eks. deri at stripene 11 sløyfes, og stripene 6 dreies 90°. Stripene 6 blir da overlagret av stripene 8, slik at de blir tilstrekkelig avstøttet. Forsinkelseskretsene 10 blir på samme måte dreiet 90° i forhold til stillingen i fig. 2a, mens øyene 7 og 9 må anordnes slik at stripene 8 ikke kortsluttes. Eventuelt kan såvel stripene 8 som stripene 6 være forenet i sjikt som er anordnet i mosaikkform, for å unngå en eventuelt elektrisk ledningsevne i selve sjiktene.

En ytterligere løsning er vist i fig. 2c, hvor stripene 11 er utelatt, og stripene 8 er bøyet slik at de på den ene side hviler på platen 5 og på den annen side på stripene 6. Forsinkelseskretsene 10 er anbragt på de sider av stripene 8 som ligger an på platen 5 Stedet for øyene 7 og 9 tilsvarer de i fig. 2a og er antydet i fig. 2c. For at kretsene 10 ikke skal ha noen forbindelse med elektroden 2, har denne også form av en stripe, og disse striper er således forbundet med hverandre at de kan oppfattes som en enkelt gjennomsiktig motelektrode. Av siste eksempel fremgår at stripene geome-trisk kan ligge helt eller delvis i samme sjikt.

Den ovenfor angitte konstruksjon er fast anbragt på et for stråling gjennomtrengelig bærelegeme, f. eks. en glassplate

5 som bærer hele systemet. Denne plate

muliggjør dessuten at den stråling som frembringes av stripene 6 kan iakttas. Når stripene 6 består av et materiale som frem-bringer stråling etter å være bestrålt av en særskilt strålingskilde og slukkes mer eller mindre såsnart en større eller mindre spenning påtrykkes, må fjernsynssignalene til-føres negativt for å oppnå et postivt bilde.

Det er også mulig å snu et bilde ved hjelp av en bildeforsterker (såkalt ampli-fikon), hvis fjernsynssignalet tilføres posi-tivt. Dessuten blir den frembragte stråling derved ekstra forsterket. Sistnevnte gjel-der også når der anvendes et luminescens-stoff og det positive bilde forsterkes av en bildeforsterker og ikke snus.

Hvert system a trenger en bredde d, idet f. eks. forsinkelseskretsen 10, stripen 11, stripen 6, metallinsene 9 og 7 hver har en bredde på y3 d, og stripen 8 en samlet bredde d. Dette er vist i fig. 2b. Den innbyrdes avstand av systemet a blir holdt minst mulig for å oppnå en størst mulig skarphet i det bilde som skal gjengis.

Hver forsinkelseskrets 10 er forsynt med et antall uttak som over øyer 9 er forbundet med smale tverrstriper av stripene 8. Disse striper er over øyene 7 igjen forbundet med smale tverrstriper av stripene 6. Derved tjener øyene 7 og 9 til å tilveiebringe en god kontakt mellom stripene 10, 8 og 6, idet de også tjener som elektronbe-holdere.

Blir den del av en tverrstripe av stripen 8 som ikke kortsluttes av øyene 7 og 9 (den

i fig. 2b med y3 d angitte del av stripen 8, hvilken del ligger mellom 7 og 9) betraktet som en foranderlig motstand og de tilhø-rende deler av stripen 6 betraktes som kon-densatorisk, så kan der på adskilte punkter med samme innbyrdes avstand tenkes seriekoblinger av R og C mellom forsinkelseskretsen 10 og den gjennomsiktige elektrode 2. Antallet av disse seriekoblinger i hvert

system er lik antallet av øyer 7 og 9 mellom forsinkelseskretsen 10 og en stripe 6. Dessuten må dette antall øyer være lik antallet bildepunkter pr. linje i det bilde som skal gjengis. Hvis der f. eks. er 833 bildepunkter pr. linje så må det også være 833 øyer 9 og 833 øyer 7 pr. system a.

På bakgrunn av ovenstående beskri-velse kan man sette opp ekvivalentskj erna i fig. 3 idet tilsvarende deler har samme betegnelse som i fig. 2. Motstandsverdien av den i fig. 3 viste motstand 8, kan endres ved bestråling av stripene 8 fra en strålingskilde, hvilken stråling er antydet i fig. 2 ved hjelp av pilen 12. Under stråling kan i dette tilfelle forstås såvel synlig lys som usynlig lys (ultrafiolett og/eller infra-rødt lys), såvel som korpuskular stråling og elektromagnetisk stråling.

Eventuelt kan der treffes foranstalt-ninger for at dette lysbilde ikke skal kunne iakttas på undersiden av glassplaten, og den stråling som frembringes av elementene i stripene 6 bare i begrenset grad trenger gjennom stripene 8 for å hindre en til-bakevirkning. I den hensikt kan der på undersiden av stripene 8 anbringes et sjikt som absorberer strålingen. Strålingen fra strålingskilden for stripene 8 kan derved også gjøres usynlig for en iakttager. Det fotoledende materiale kan også gjøres føl-somt bare for stråling fra ekstrastrålings-kilden, slik at den fra elementene i stripene 6 frembragte stråling ikke innvirker på de fotoledende elementer.

Forsinkelseskretsen 10 kan være ut-formet på forskjellig måte. Den kan f. eks. ha form av en tråd som er viklet opp i skruelinjeform på en kjerne, og som etterat kjernen er etset bort kan anbringes på et materiale med høy E-verdi for å oppnå den nødvendige forsinkelsestid pr. forsinkelses-kretstid. Hvis det er nødvendig kan det hele rulles opp i skruelinjeform eller i siksak, idet der i de ønskede punkter på forsinkelseskretsen som oppnås på denne måte, anbringes uttak som danner kontakt med metalløyene 9.

En annen mulighet består i å anvende akustiske forsinkelseskretser. Elektriske signaler som tilføres forsinkelseskretsene omformes i inngangen til akustiske signaler og omformes igjen til elektriske signaler ved alle uttak og utganger. Dette kan f. eks. skje ved hjelp av piezo-elektriske eller piezo-magnetiske elementer.

For enkelhets skyld er bare beskrevet en enkelt innretning med elektrisk forsinkelseskrets.

For det tilfelle at slike forsinkelseskretser ikke kan gjøres gjennomsiktige må bestrålingsoverflaten pr. stripe 8 begrenses til overflaten mellom to forsinkelseskretser 10. Den som motstand virksomme del blir derved begrenset til den ikke kortsluttende del av de smale striper mellom øyene 7 og 9 (se fig. 2b).

Virkemåten for avsøkningsmekanismen kan beskrives under henvisning til fig. 1, fig. 2 og ekvivalentskjemaet i fig. 3. Det samlede videosignal blir fra kilden 4 tilført forsinkelseskretsen 10 i den første rekke a, og gjennomløper rekkefølgen av forsinkelseskretser i systemet a,, a,....aM og vender tilbake til kilden 4 over den spesifikke avslutningsimpedans Z,. Denne impedans Z, tjener til å gjøre den samlede forsinkelseskrets ifølge fig. 2 mest mulig reell, slik at refleksjon eller absorbsjon av det til-førte signal unngås i forsinkelseskretsen.

Har systemet f. eks. 625 linjer og 25 bilder pr. sekund, så blir linjeperioden

625 x 25<«> 64 hiisek. For et slikt system må

der anbringes 625 systemer a, og når for-sinkelsestiden pr. forsinkelseskrets 10 er

64 [xsek., har det samlede videosignal etter

1/25 sek. fordelt seg over gjengivelsesrasteret 3.

I dette øyeblikk frembringes et strålingsblink som treffer stripene 8, slik at

motstandsverdien av det fotoledende materiale minker, hvilket betyr at de i fig. 3 viste motstander 8 minker betydelig. Ma-terialets motstand er, når det ikke bestråles, større enn IO<8> ohm.cm. og ved sterkere bestråling mindre enn IO<3> ohm.cm.

Ved denne motstandsendring er mot-standsmønsteret langs forsinkelseskretsen 10 istand til å lade opp kondensatorene 6.

1 avhengighet av den spenningsforskjell

som på denne måte oppstår mellom kon-densatorenes elektroder, bringes det elek-troluminescerende materiale mellom beleggene til å lyse opp. Hvis der anvendes et

høyde-bredde-forhold på 4 : 3, må der være 4/3 x 625 833 bildepunkter pr. linje, hvilket antall tilsvarer det antatte antall øyer 7 og 9, slik at stripene 6 på samme måte er

delt i 833 bildepunkter, slik at disse bildepunkter på ovenfor angitte måte lyser opp i avhengighet av det tilførte videosignal. Under opplysningen flyter en liten strøm slik at man parallelt med kondensatoren 6 kan tenke seg en motstand, hvorigjen-nom den ladning som tilføres ved hjelp av forsinkelseskretsen, kan flyte bort. Denne avledning må ta en tid på ca. 1/25 sek., da det nestfølgende spenningsmønster har fordelt seg på rasteret, slik at kondensatorene lades opp igjen ved det nestfølgende strålingsblink.

Uten stråling er motstanden 8 forholds-vis høy, slik at kondensatorene 6 neppe lades opp. Den lille spenningsforskjell mellom beleggene (som følge av resterende deler av den forangående ladning og den lille ladning som frembringes mellom de to strålingsblink på beleggene) er ikke istand til å tilveiebringe elektroluminescens, da det alltid er nødvendig med en viss spenningsforskjell (terskelverdi) før stoffet lyser opp. Dette er vist i fig. 4, hvor lysstrøm-men cp er tegnet opp som funksjon av den på-trykte spenning V. Derav følger at inn-til terskelverdien V, utstråles praktisk talt intet lys. I det viste tilfelle hvor ZnS-pul-

veret er aktivert med Cl eller Mn, kan der for V, anvendes en likespenning, men hvis der anvendes en kobber- eller manganakti-

vator kan der bare benyttes vekselspen-

ning. For fjernsynsformål er derfor aktiva-

toren som benytter likespenning den mest ønskelige. Dessuten blir ved anbringelse av Mn, Cl-aktivatoren den avledningsmot-

stand som er antatt parallelt med konden-

satoren 6 mindre, slik at avledningen av ladningen fra 6 finner sted med den øn-

skede hastighet.

Under avledningen av ladningen fra kondensatoren 6 utsråles lys, slik at det samlede lysutbytte pr. bildepunkt tilnær-

met er lik middelverdien av den med tiden foranderlige lysstrøm cp multiplisert med tiden mellom to lysblink.

En annen fremgangsmåte er mulig ved

at de 625 systemer deles i to grupper, dvs.

i en gruppe ulike systemer a,, a.,, osv. og en gruppe like systemer a„, a4 idet inn-

gangen av en forsinkelseskrets av den ulike gruppe er forbundet med utgangen av den forangående forsinkelseskrets av denne gruppe, og på samme måte er inn- og ut-

gangen av forsinkelseskretsen i den like gruppe forbundet med hverandre, og slik at de på denne måte dannede ulike og like forsinkelseskretser er avsluttet med sin spe-

sifikke impedans.

Kilden 4, som leverer et videosignal

som er sammenbygd etter det stokkede fjernsynssystem, tilføres systemet a, i den første gruppe, og etter 1/50 sek. systemet aP av den annen gruppe. Det ønskede spen-ningsmønster har etter 1/50 sek. fordelt seg over gruppen, hvoretter et strålingsblink får de tilhørende bildepunkter til å lyse opp. Under den nestfølgende 1/50 sek. for-

deles spenningsmønsteret over den annen gruppe, og et annet strålingsblink får de bildepunkter som tilhører denne gruppe,

til å lyse opp.

Det skal bemerkes at svekkingen av

signalet, etterat det har gjennomløpt en forsinkelseskrets, kan utlignes f. eks. ved anbringelse av forsterkertrinn i de innbyr-

des forbindelser mellom forsinkelseskret-

sene. Slike små forsterkertrinn kan blant annet virkeliggjøres ved hjelp av transisto-

rer.

En annen forholdsregel for utligning

av tap i forsinkelseskretsen består i å an-

bringe et filter på stripene 8 på den måte at styrken av strålingen i retning av inn-

gangen til utgangen øker i en forsinkelses-

krets, slik at fotoledningsevnen i denne

retning øker, og til tross for spenningstapet i forsinkelseskretsen er den spenning som overføres til kondensatoren 6, tilnærmet proporsjonal med det tilførte videosignal.

Følsomheten av en stripe 8 kan endres

ved endring av stripens tykkelse, slik at man også på denne måte kan kompensere for tap i forsinkelseskretsen. Hvis lysutbyt-

tet også da er utilstrekkelig, kan som oven-

for nevnt, bildet forsterkes ved hjelp av en bildeforsterker.

En tredje avsøkningsmåte er vist i fig.

5. Her har tilsvarende deler samme beteg-

nelse som i fig. 1, og hvert system a blir i rekkefølge i løpet av en enkel linjeperiode forbundet med kilden 4 ved hjelp av en ven-

der 14. Informasjoner for vedkommende system (f. eks. systemet a/) fordeler seg der-

ved i løpet av en enkelt linjeperiode over den tilhørende forsinkelseskrets 10, som også er avsluttet med sin spesifikke impe-

dans Z,. Etter en linjeperiode, dvs. i dette tilfelle etter 64 ^sek., er der frembragt et strålingsblink for å bringe bildepunktet som tilhører systemet a^ til å lyse opp.

Deretter forbinder venderen 14 kilden 4

med systemet a^,, hvoretter operasjonen gjentas.

Også i dette tilfelle kan der på enkel

måte innføres linjestokking, idet venderen 14 først avsøker de ulike systemer a,, a.,....

og deretter de like systemer a.„ a,.... Selv-

sagt må også her som ved det annet eks-

empel tilføres et videosignal for linjestok-

ket avsøkning etter linjestokkingsprinsip-

pet.

En spiralformet avsøkningsmåte er

også mulig, idet de sammensatte linjer er anbragt spiralformet på den gjennomsik-

tige elektrode 2. Det kan også anvendes et enkelt system a, som tilføres hele fjern-

synssignalet, og som etter hver linjeperiode mottar et strålingsblink. Det på denne måte frembragte lys kan projiseres på en skjerm linje for linje ved hjelp av et roterende linse- eller speilsystem.

Claims (9)

1. Gjengivelsesraster for omforming av elektriske signaler til et strålingsmønster og omfattende et bærelegeme som er for-

synt med spenningsavhengige fotoemitterende og fotoledende elementer som er forenet til et plant mønster og forsynt med elektroder, hvilke fotoemitterende elementer inneholder et stoff som under virkning av en påtrykt spenning lyser opp eller slukker, og hvor de fotoledende elementer er således tilforordnet de fotoemitterende elementer at den fra de fotoemitterende elementer frembrakte stråling bare treffer de fotoledende elementer i begrenset grad, hvilket raster tilføres signal over minst én forsinkelseskrets med uttak, karakterisert ved at to og to sammenhørende fotoemitterende (6) og fotoledende (8) elementer er serieforbundet, at forsinkelseskretsen (10) er anordnet direkte på eller ved siden av disse seriekoplinger, idet et uttak fra forsinkelseskretsen er forbundet direkte med en ende av hver av seriekop-lingene, samt at de fotoledende elementer er anbrakt på rasteret på sådan måte at de kan bestråles fra en særskilt strålingskilde (12) som endrer deres ledningsevne, og som koples ut i kort tid, når signalet etter en av forsinkelseskretsen bestemt tid, har fordelt seg langs uttakene.

2. Gjengivelsesraster ifølge påstand 1, hvor bærelegemet består av en plate som er gjennomtrengelig for stråling f. eks. en glassplate på hvilken er anbrakt minst en elektrode som er gjennomtrengelig for stråling, karakterisert ved at der på den for stråling gjennomtrengelige elektrode er anbrakt en første gruppe galvanisk isolerende striper og at der mellom stripene i den første gruppe er anbrakt en annen gruppe striper med fotoemitterende elementer med et stoff som lyser opp eller slukker, idet der på stripene i annen gruppe er anordnet øyer av elektrisk ledende materiale, og at der er anordnet en tredje gruppe striper som hviler på en stripe i den første gruppe og en stripe i den annen gruppe og som inneholder elementene med fotoledende materiale, idet hver stripe på undersiden er forsynt med et sjikt som absorberer stråling, og på de deler av over-siden som ligger over isolasjonsstripene er forsynt med øyer av elektrisk ledende materiale, på hvilke det er anordnet forsinkelseskretser med uttak for disse øyer.

3. Gjengivelsesraster ifølge påstand 2, karakterisert ved at de for stråling gjennomtrengelige elektroder er anbrakt på steder med samme innbyrdes avstand på en som bærelegeme tjenende plate som er gjennomtrengelig for stråling, idet det på hver elektrode er anbrakt en stripe av den tredje gruppe og stripene i den tredje gruppe hviler, i stedet for på en strimmel i den første gruppe, på den ene side på stripene i den andre gruppe og på den andre side på bærelegemet, og forsinkelseskretsene ligger på den side av de sistnevnte striper hvor disse ligger på bærelegemet.

4. Gjengivelsesraster ifølge påstand 2, karakterisert ved at stripene i den første gruppe består av høyohmig, kapasi-tetsfattig materiale.

5. Gjengivelsesraster ifølge en av de foregående påstander, karakterisert ved at de nevnte forsinkelseskretser er akustiske, og at de elektriske signaler ved hjelp av piezoelementer i inngangen omformes til akustiske signaler som omformes til elektriske igjen i uttakene og utgangen.

6. Gjengivelsesraster ifølge påstandene 1—4, hvor et fjernsynssignal i form av et elektrisk signal tilføres i det minste én forsinkelseskrets med riktig tilpasning, karakterisert ved at forsinkelseskretsene er på gjengivelsesrasteret anordnede elektriske kretser, hvis forsinkelsestid er lik en enkelt linjeperiode av det tilførte fjernsynssignal.

7. Gjengivelsesraster ifølge påstand 6, karakterisert ved at inngangen av en forsinkelseskrets er forbundet med utgangen i den foranliggende krets, idet fjernsynssignalet tilføres en forsinkelseskrets som dannes på denne måte og som er avsluttet med sin spesifike impedans, mens de fotoledende striper etter en bildeperiode i løpet av et kort øyeblikk bestråles med lys.

8. Gjengivelsesraster ifølge påstand 6, karakterisert ved at forsinkelseskretsene på gjengivelsesrasteret er delt i to grupper, idet kretsene i den annen gruppe ligger mellom kretsene i den første gruppe, og inngangen av en forsinkelseskrets i den første gruppe er forbundet med utgangen av den foran liggende forsinkelseskrets i samme gruppe, og at inngang og utgang av forsinkelseskretsene i den annen gruppe er forbundet med hverandre på samme måte, og at det etter prinsippet med stokkede linjer sammensatte fjernsynssignalet tilføres først den på denne måte dannede, riktig avsluttede forsinkelseskrets i den første gruppe og etter en halv bildeperiode den tilsvarende dannede, riktig avsluttede forsinkelseskrets i den annen gruppe, mens de fotoledende elementer etter en halv bildeperiode bestråles et kort øyeblikk fra en strålingskilde.

9. Gjengivelsesraster ifølge påstandene 6—8, karakterisert ved at stripene med de fotoledende elementer er dekket med et filter på sådan måte, at i retning fra inngang til utgang i en av forsinkelseskretsene vil styrken av den projiserte stråling øke.