DE2752679C3

DE2752679C3 - Verfahren und Vorrichtung zum Abtasten einer pyroelektrischen Speicherplatte

Info

Publication number: DE2752679C3
Application number: DE2752679A
Authority: DE
Inventors: Guy Grenoble Moiroud; Serge St. Egreve Veron
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1976-11-26
Filing date: 1977-11-25
Publication date: 1979-12-06
Also published as: US4225882A; GB1597002A; DE2752679B2; DE2752679A1; FR2372507A1; FR2372507B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine

2ί Vorrichtung der im Oberbegriff der Patentansprüche 1 bzw. 5 angegebenen Art zum Abtasten einer pyroelektrischen Speicherplatte.

Bei Bildaufnahmeröhren mit pyroelektrischer Speicherplatte, wie beispielsweise Pyricon-Röhren,

«> erwärmt die duroi eine einfallende und durch die Speicherplatte empfangene Strahlung übertragene Energie die Speicherplatte und läßt in dem Bestrahlungspunkt der Speicherplatte und auf deren beiden Flächen zwei gleiche Mengen von positiven und

r> negativen Ladungen erscheinen. Eine Abtastung einer der Flächen der Speicherplatte durch einen Elektronenstrahl gestattet unter gewissen Bedingungen, diese Ladungen zu neutralisieren und ein Lesesignal zu gewinnen, das dem Wert der einiailenden Strahlung entspricht.

Da die Röhre über die Speicherplatte nur für Temperaturänderungen empfindlich ist, ist es zum Gewinnen eines Signals über das Einschreiben auf der Speicherplatte erforderlich, daß die einfallende Energie

Vy in Abhängigkeit von der Zeit veränderlich ist. Diese Änderung kann erzielt werden, indem entweder der Fluß der einfallenden Strahlung durch einen Verschluß moduliert wird odir indem eine Relativverschiebung der Speicherplatte gegenüber der einfallenden Strah-

V) lung erzeugt wird.

In beiden Fällen hängt die Auflösung der Röhre von der Zeit ab, die zwischen der Ankunft des Strahlungsflusses und dem Lesen der Speicherplatte durch den Elektronenstrahl vergeht, da die Wärmeenergie, die

>) durch die einfallende Strahlung erzeugt wird, durch Wärmeleitung in dem pyroelektrischen Material seitlich zerstreut wird. Die Auflösung ist umgekehrt proportional zu }jDT, wobei D die Wärmediffusionskonstante des Materials der Speicherplatte und T die Dauer der

μ Bildperiode der Abtastnorm darstellt.

Zur Erzielung einer guten Auflösung der Speicherplatte und der Röhre ist es erforderlich, die Ladungen nach der Bestrahlung sehr schnell zu lesen. Aus diesem Grund muß bei dem Arbeiten mit einem Verschluß die

hi Verschlußfrequenz erhöht und eine Abtastnorm mil hoher Frequenz benutzt werden.

Bei diesen herkömmlichen Lesearten ist jedoch die Dauer T der Bildperiode auf einen Minimalwert

begrenzt, ab welchem das Lesen der Ladungen unvollständig wird und die bekannte Erscheinung der Darstellungsverzögerung in Bildaufnahmeröhren verursacht.
Dieser Minimalwert der Bildperiode entspricht der

Zeitkonstante —, wobei C die Kapazität der Speicherplatte darstellt, der sich der Elektronenstrahl gegenübersieht, und j die Konduktanz des Strahls.

Zur Erzielung einer maximalen Auflösung sind verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden, um einerseits die Kapazität C zu verringern und andererseits die Konduktanz gju erhöhen.

Die Verringerung der Kapazität Cwird insbesondere erreicht, indem für die Herstellung der Speicherplatte Materialien mit kleiner Dielektrizitätskonstante ε und mit hohem Pyroelektrizitätskoeffizienten benutzt werden, wie Triglycinsulfat (TGS) und seine Derivate. Die Notwendigkeit, daß die Kapazität C klein ist, gestattet nicht die Verwendung von Materialien, bei denen das

Verhältnis ^p, wobei P den Pyroelektrizitätsloeffizienten des Materials und CV die spezifische Wärme darstellt, groß ist, d. h. Materialien, wie beispielsweise mit Tantal dotiertes BleititanzirkonaL

Die Vergrößerung der Konduktanz g wird durch Lesen eines großen Signals erreicht, indem zu den Ladungen pyroelektrischen Ursprungs positive Ladungen hinzugefügt werden, die entweder durch Ionen oder durch Sekundäremission aufgrund eines Strahls schneller Elektroden erzeugt werden.

Diese zusätzlichen Ladungen entsprechen einem Strom /, der in der Technik der Röhren mit pyroelektrischer Speicherplatte und der Aufnahmeröhren als Sockelstrom bezeichnet wird. Die Konduktanz g

des Strahls ist proportional zu -p- , wobei Vo den

Kennwert der Streuung der Energie der Elektronen des Lesestrahls darstellt.

Bei dem üblichen Betrieb der Röhren mit pyroelektrischer Speicherplatte kann der Strom / nicht über einen bestimmten Wert hinaus erhöht werden, der durch die Verschlechterung des Signals pyroelektrischen Ursprungs, das durch die Ungleichmäßigkeiten des Stroms / für die Gesamtheit der Speicherplatte erzeugt wird, und durch die Notwendigkeit begrenzt wirr',, einen Lesesirahl mit guter Auflösung zu erhalten.

Eine bekannte Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 5 angegebenen Art (DE-OS 23 60 196) ist zwar so ausgebildet, da ti Restladungen, die nach der Elektronenstrahlabtastung zurückbleiben, schnell entfernt werden können, bevor der Verschluß die Möglichkeit bietet, das nächste Bild zu empfangen, es sind jedoch keine Maßnahmen getroffen, die das Erzielen einer möglichst großen Auflösung gestatten würden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtasten einer pyroelektrischen Speicherplatte mit einem Elektronenstrahl zu schaffen, die die Wiedergabe von Bildern mit großer Auflösung gestatten.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen der Ansprüche 1 bzw. 5 angegebenen Merkmale gelöst.

Gemäß der Erfindung bewirkt eine schnelle Neutralisierung der Ladungen, die aufgrund der Erwärmung der Speicherplatte bei der Bestrahlung derselben auftreten, daß während der folgenden Abkühlungsperiode der Speicherplatte Ladungen auftreten, die gleich den neutralisierten Ladungen sind, entgegengesetztes Vorzeichen haben und die den neutralisierten Ladungen entsprechende Information bewahren. Das Auftreten von Ladungen in gleicher Menge und mit einem τ Vorzeichen, das dem der während der Erwärmung erzeugten Ladungen entgegengesetzt ist, entspricht einer Speicherung der mit diesen verknüpften Information durch Wiederherstellung der Ladungen und der Wiedergabe eines Bildes mit großer Auflösung.

ίο Die Erfindung ist insbesondere bei Infrarotaufnahmeröhren anwendbar.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Η Fig. 1 schematisch eine Folge des Verfahrens zum Abtasten einer pyroelektrischen Speicherplatte,

Fig.2 ebenfalls schematisch eine Variante des Verfahrens zum Abtasten einer pyroelektrischen SpeicherpLitte,

>o Fig.3 ein Gesamtschema der Abtastvorrichtung nach der Erfindung,

F i g. 4 eine besondere Ausführungsform der Abtastvorrichtung nach der Erfindung und
F i g. 5 ein Detail einer Ausführungsform der Abtast-

2ϊ vorrichtung.

Bei der Verwendung von pyroelektrischen Speicher platten werden die Ladungen, die bei der Erwärmung der Speicherplatte infolge der einfallenden Strahlung auftreten, nach der Neutralisierung, während der

jo Abkühlungsperiode der Speicherplatte durch Ladungen in gleicher Menge, aber mit entgegengesetztem Vorzeichen ersetzt

Die notwendige Wartezeit vor dem eigentlichen Lesen der Speicherplatte entspricht der Wärmezeitkonstante der Speicherplatte, während der die Gesamtheit der Ladungen entgegengesetzten Vorzeichens erzeugt wird. Für diese Zeitkonstante gilt

wobei a die Teilung des Testbildes und D die Wärmediffusionskonstante des die Speicherplatte bildenden Materials ist. Für Triglycinsulfat ist r_c= 1 ms, für a—10 Zeilenpaare pro Millimeter.

Die Neutralisierung der durch die Erwärmung der Speicherplatte erzeugten Ladungen kann sehr schnell durch eine Abtastung der Speicherplatte mit einem Elektronenstrahl erfolgen, der defokussiert ist und daher eine geringe Auflösung und eine große Stärke hat.

Die Abtastfolge, die in Fig. I durch die Diagramme la bis id dargestellt ist, dient als ein Beispiel. Die Lesennd Meutralisierungsphasen können mit einem Elektronenstrahl mit hoher Beschleunigungsspannung, schnellen Elektronen, oder mit einem Elektronenstrahl mit niedrigerer Beschleunigungsspannung, langsamen Elektronen, realisiert werden.

Fig. la zeigt ein Diagramm, in dem auf der Abszissenachse d.e Zeit und auf der Ordinatenachse die Amplitude aufgetragen ist, die Verteilung der Energie der einfallenden Strahlung, die einen Impuls der Dauer #, gleichgesetzt ist, und zwar beispielsweise aufgrund der Verwendung eines Verschlusses oder einer gepulsten Quelle. Die Dauer des Impulses liegt beispielsweise in der Größenordnung von einigen Nanosekunden bis einigen Millisekunden. Die Strahlung ist beispielsweise eine Infrarotstrahlung. Die Impulse der Emission der einfallenden Strahlung haben eine Wiederholungsperi-

ode T₃. Fig. Ib zeigt in einem Diagramm, in welchem auf der Abszissenachse die Zeit und auf der Ordinatenachse die Stärke aufgetragen ist, die Stärke des die pyroelektrische Speicherplatte abtastenden Elektronenstrahls. Fi g. Ib zeigt den Schritt der Neutralisierung ϊ der Ladungen, die durch die Erwärmung der Speicherplatte durch die einfallende Strahlung erzeugt werden. Während dieses Neutralisierungsschrittes wird die Speicherplatte deshalb durch einen starken Elektronenstrahl mit geringer Auflösung während einer Dauer dt» i< > beispielsweise in der Größenordnung von I ms, abgetastet.

Die Schritte der Bestrahlung der Speicherplatte und der Neutralisierung der Ladungen können gleichzeitig ausgeführt werden oder höchstens um die Dauer des r> Bestrahlungsschrittes gegeneinander verschoben sein. Die Neutralisierung der elektrischen Ladungen aufgrund der Erwärmung der Speicherplatte erfolgt sehr schneii. denn der sehr ueiokussicric F.lckiiuneiisiiaiii gestattet eine augenblickliche Abtastung der Gesamtheit der Speicherplatte bei einer hohen Stromstärke von mehreren zehn Mikroampere. Das durch diese Neutralisierung hervorgerufene Rauschen ist gering, denn die Benutzung eines sehr defokussierten Strahls entspricht einer geringen Bandbreite. >·,

Während des Neutralisierungsschrittes wird die Speicherplatte auf ein positives Potential gebracht, so daß der Neutralisierungsstrom sehr stark und die Konduktanz des Strahls groß ist.

Fig. Ic zeigt die eigentliche Phase des Lesens des auf jo der Speicherplatte eingeschriebenen Signals. Auf der Abszissenachse des Diagramms von Fig. Ic ist die Zeit und auf der Ordinatenachse die Stärke des Elektronenstrahls aufgetragen.

Während der Lesephase wird die pyroelektrische r, Speicherplatte durch den Elektronenstrahl mit einer geringen Stärke gegenüber der des während des Neutralisierungsschrittes benutzten Strahls abgetastet.

Die notwendige Wartezeit r_r vor dem Lesen, während der die Wiederherstellung der Ladungen in gleicher Menge, aber mit entgegengesetztem Vorzeichen 2'jf de^r Ho'¹" ^"^r ^r\pirhprn\attp prfnlpt. indem der Speicherungseffekt hervorgerufen wird, entspricht der Wärmezeitkonstante r_r der Speicherplatte. Die Dauer öc der Lesephase hängt von der benutzten Lesenorm ab und liegt üblicherweise in der Größenordnung von 20 bis 40 ms.

Während der Lesephase wird ein Potentialstoß an die Speicherplatte angelegt, um die Ladungen vollständig zu lesen und die Konduktanz gdes Elektronenstrahls zu erhöhen.

Fig. Id zeigt in einem Diagramm, in welchem auf der Abszissenachse die Zeit und auf der Ordinatenachse die Stärke aufgetragen ist, die Stärke des Elektronenstrahls während eines Kompensations- oder Ladungserzeugungsschrittes, der einen Sockelstrom hervorruft Der Kompensationsschritt am Ende der Folge des Abtastens der Speicherplatte wird beispielsweise durch Abtasten der Speicherplatte mit einem Strahl schneller Elektronen ausgeführt, für den der Sekundärelektronenfaktor 6 größer als 1 ist, und er gestattet eine Kompensation der Ladungen, die dem Potentialstoß entsprechen, welcher an die Speicherplatte während des eigentlichen Leseschrittes angelegt worden ist, um wieder eine spätere Folge beginnen zu können. Der Kompensationsschritt hat eine Dauer von ungefähr 1 ms. Fig. Ie zeigt im Verlauf der Abtastfolge den Verlauf der Temperatur der Speicherplatte. Die Erwärmung der Speicherplatte erfolgt während der Bcstrahlungsdaucr ft,, und ihre Abkühlung erfolgt mit der Wärmezeitkonstante r, der Speicherplatte.

Gemäß einer Ausführungsvariante der Folge des Abtastens der pyroelektrischen Speicherplatte, die in Fig. 2 dargestellt ist, schließt sich an den Kompensationsschritt ein Potentialvereinheitlichungsschritl ■ lurch Abtastung der Speicherplatte mit einem Elektrorerstrahl an, nachdem an diese ein negativer Potential toG angelegt worden ist. Die entsprechende Abtastfolge isi in den F i g. 2a bis 2h dargestellt.

F i g. 2a zeigt in einem Diagramm, in welchem auf dei Abszissenachse die Zeit und auf der Ordinatenachse die Amplitude aufgetragen ist, die Verteilung der Energie der einfallenden Strahlung.

Die Fig. 2b bis 2d zeigen in zu den Fig. Ib bis Ic analoger Weise die Schritte der Neutralisierung, de> Lesens und der Kompensation der Speicherplatte.

F ι g. 2c /crgi den Scnnii der Vereinheitlichung de; Potentials der Speicherplatte. Währernl dieses Schritte; wird die Speicherplatte durch einen Strahl langsamei Elektronen abgetastet, nachdem ein negatives Potentia angelegt worden ist.

Die F i g. 2f und 2g zeigen die Stärke des Abtastelek tronenstrahls während der entsprechenden Phasen bzw die an die Speicherplatte angelegten Spannungen wobei in den F i g. 2f und 2g auf den Abszissenachsen die Zeit und auf den Ordinatenachsen die Stärke bzw. dk Potentialdifferenz aufgetragen ist.

Gemäß F i g. 2f liegt das Verhältnis der Stärken de· Strahls während der Neutralisieruiigs-, Kompensations-Vereinheitlichungs- und Leseschrkte in der Größenord nung von 20, wobei die entsprechenden Werte dei Stärken des Strahls beispielsweise ΙΟΟμΑ und 5 μΑ betragen.

Gemäß F i g. 2g liegen die an die Speicherplatte während des Neutralisierungsschrittes und des Lese Schrittes angelegten positiven Spannungsstöße in dei Größenordnung von !1 V bzw. 12 V, und der positiv« Spannungsstoß während der Kompensationsphase liegi in der Größenordnung von 100 V. Der negative Snannungsstoß. der an die Speicherplatte während dei Vereinheitlichungsphase angelegt wird, liegt in dei Größenordnung von einigen Volt, beispielsweise 5 V.

Fig. 2h zeigt die Änderung des Potentials derjeniger Fläche der Speicherplatte, die dem Strahlerzeugei zugewandt ist, welcher den Abtastelektronenstrahl inVerlauf der Abtastfolge aussendet. Dieses Potential, da: während des Zeitintervalls zwischen dem Neutralisie rungs- und dem Leseschritt aufgrund des Auftretens vor negativen Ladungen ^;n gleicher Menge wie die wäiwenc der Erwärmung erzeugten Ladungen negativ ist, wire im Verlauf des Vereinheitlichungsschrittes auf einet Wert gebracht, der nahe bei dem ursprünglichei Nullwert liegt. Gemäß einer Ausführungsvariante wire die Folge des Abtastens der Speicherplatte derar modifiziert, daß das eigentliche Lesen der Ladungei nichtzerstörend ausgeführt wird. Zu diesem Zweck trag die pyroelektrische Speicherplatte der Röhre auf de dem Strahlerzeuger zugewandten Fläche ein Gitter voi metallischen Elektroden, und die freien Punkte de Speicherplatte, die sich zwischen diesen metallische! Elektroden befinden, werden während des Leseschritte auf ein Potential gebracht, Jas gegenüber dem de Katode des Strahlerzeuger, negativ ist

In allen Fällen gestattet die Speicherung des Signal auf der Speicherplatte, diejenige Lesenorm zu wähler die den Verwendungszwecken am besten angepaßt isi

wie beispielsweise der Spektrometrie, bei der eine große Auflösung verlangt wird, während die Empfindlichkeit ein sekundärer Kennwert ist, sofern die Höhe der einfallenden Energie eingestellt werden kann.

F i g. 3 zeigt eine Vorrichtung zum Abtasten einer pyroelektrischen Speicherplatte.

Die Vorrichtung enthält in einer Vakuumhülle 1 eine pyrooiektrische Speicherplatte 2. Die Vakuumhülle ist in F i g. 3 aufgebrochen dargestellt. Die Speicherplatte 2 hat eine erste Fläche 21, die einem Eintrittsfenster 3 der Hülle 1 zugewandt ist, welches für eine einfallende Strahlung, die durch einen gebrochenen Pfeil dargestellt ist, durchlässig ist. Das Eintrittsfenster 3 besteht beispielsweise aus einem Material, das für Infrarotstrahlung durchlässig ist. Die Vakuumhülle 1 enthält außerdem Elektronenstrahlablenkeinrichtungen 4, die schematisch als eine Ablenkspule dargestellt sind. Die Ablenkeinrichtungen 4 gestatten eine Elektronenstrahlabtastung einer zweiten Fläche 25 der pyroeiekirischen Speicherplatte, die zu ihrer ersten Fläche 21 entgegengesetzt ist. Die zweite Fläche 22 ist einem Strahlerzeugersystem 5 zugewandt, das wenigstens einen Elektronenstrahl erzeugt. Das Strahlerzeugersystem 50 besteht aus einer Elektronenkanone mit einer Emissionskatode 5, einem Heizfaden 52 und einer Wehnelt-Elektrode 51. Das Strahlerzeugersystem 5 ist mit Einrichtungen 6 zur Steuerung der Emissionsstärke des Strahls über Klemmen 510 und 62 verbunden. Die pyroelektrische Speicherplatte 2 ist über Klemmen 23 und 72 und über einen Belastungswiderstand 24 mit Spannungssteuereinrichtung 7 verbunden. Zu diesem Zweck ist die erste Fläche 21 der pyroelektrischen Speicherplatte 2 an einer leitenden Elektrode 31 angebracht. Die Spannungssteuereinrichtungen 7 und die Emissionsstärkesteuereinrichtungen 6 sind über Klemmen 82 und 83 mit einer gemeinsamen Steuerschaltung 8 verbunden.

Die gemeinsame Steuerschaltung 8 hat einen Eingang 81, an den ein Synchronsignal angelegt wird, das die Emissionswiederholung der einfallenden Strahlung darstellt.

[tf. Betrieb !Ö£en die WiArlprhnlunaccitrnalp rlie

Spannungssteuerung der pyroelektrischen Speicherplatte 2 über die Spannungssteuereinrichtungen 7, gemäß der z. B. in F i g. 2 gezeigten Folge und die Emissionsstärkesteuerung über die Emissionsstärkesteuereinrichtungen 6 aus. Die gemeinsame Steuerschaltung 8 besteht beispielsweise aus einer Detektorschaltung, die die Impulse der einfallenden Strahlung feststellt und auf der Höhe ihrer Ausgangsklemmen 82 und 83 eine Reihe von gemäß der gewählten Abtastfolge codierten Impulsen abgibt. Die gemeinsame Steuerschaltung 8 enthält beispielsweise zwei monostabile Multivibratoren, wobei der metastabile Zustand des ersten Multivibrators eine Dauer von O₁=Od= 1 ms hat, während der metastabile Zustand des zweiten Multivibrators eine Dauer hat, die gleich der Dauer des eigentlichen Leseschrittes ist Diese Multivibratoren werden durch die ansteigende oder abfallende Flanke des Impulses der einfallenden Strahlung nach dessen Erfassung und dann durch die abfallende Flanke des von dem zweiten Multivibrator gelieferten Signals, dessen metastabiler Zustand eine Dauer hat die gleich der Dauer des Leseschrittes ist getriggert Der zweite Multivibrator wird seinerseits durch die abfallende Flanke des Impulses der einfallenden Strahlung nach einer Verzögerung getriggert, die &,+v_c entspricht In der Abtastvorrichtung kann jede Digitalschaltung verwendet werden, die gestaltet, Signale zu erzeugen, welche der gewählten Abtastfolge entsprechen.

Diese Signale, die durch die beiden Multivibratoren geliefert werden, steuern in den Emissionsstärkesteuer-

^r> einrichtungen 6 die Umschaltung von zwei an die Wehnelt-Elektrode 51 des Strahlerzeugersystems 5 angelegten Steuerspannungen. Das Strahlerzeugersystem 5 besteht dann aus einer Elektronenkanone mit zwei Emissionsbetriebszuständen. Eine sehr negative

in Spannung gestattet die Verringerung der Emissionsstärke des Elektronenstrahls und seine Fokussierung während der eigentlichen Lesephase in einem Verhältnis 20 gemäß der in F i g. 2 gezeigten Abtastfolge.

Die Schaltung der Spannungssteuereinrichtungen 7

η enthält eine Reihe von Vorspannungsgeneraloren. Die durch die gemeinsame Steuerschaltung 8 erzeugten Signale gestatten die Umschaltung dieser Spannungsgeneratoren entsprechend der in F i g. 2 dargestellten Foige auf Werie von i i V; 12 V; Ί0Ο V; —5 V.

Bei der in Fig.4 dargestellten Ausführungsform besteht das Strahlerzeugersystem 5 aus zwei getrennten Elektronenkanonen, von denen die eine, die mit der Bezugszahl 500 bezeichnet ist, für das Lesen mit hoher Auflösung und einer geringen Stärke benutzt wird, während die andere, die mit der Bezugszahl 501 bezeichnet ist, für die Neutralisierungs-, Kompensations- und Potentialvereinheitlichungsschritte mit geringer Auflösung und einer großen Stärke benutzt wird. Es ist jede Kombination hinsichtlich der Benutzung der

jo Elektronenkanonen für die Neutralisierungsphase, die eigentliche Lesephase, die Kompensations- und die Potentialvereinheitlichungsphase möglich. Die Elektronenkanone 501 ist seitlich neben der Elektronenkanone 500 angeordnet, wobei die Elektronenkanone 500 und

V) die Speicherplatte in bezug auf die mittlere Richtung X'Xdes Lesestrahls eine Axialsymmetrie aufweisen. Die Defokussierung des durch die Elektronenkanone 501 erzeugten Elektronenstrahls gestattet trotz seiner seitlichen Position die Beleuchtung der Speicherplatte.

Die Emissionsstärkesteuereinrichtungen 6 sind dann folgendermaßen modifiziert: Zwei Ausgangsklemmen *»21 und 622 sind mit den Wp.hnelt-F.lektroden 5001 bzw. 5011 der Elektronenkanonen 500 bzw. 501 verbunden. Die Emissionsstärkesteuereinrichtungen 6 haben drei Spannungsklemmen, von denen die eine, die negativste, gestattet, die Emission jeder Elektronenkanone zu stoppen. Die beiden anderen gestatten, die Emissionsstärke einer der Elektronenkanonen auf den bestimmten Wert der in F i g. 2 dargestellten Folge zu steuern.

Dir. Umschaltung der Steuerspannungen erfolgt durch die von der gemeinsamen Steuerschaltung 8 abgegebenen Signale.

Die pyroelektrische Speicherplatte ist auf ihrer rweiten Fläche 22 vorzugsweise mit einer dünnen Schicht aus einem Isoliermaterial, wie beispielsweise Siliciumdioxid oder Magnesiumfluorid, bedeckt die die Aufgabe hat ihre Sekundäremissionseigenschaften zu verbessern und die Verschlechterung des pyroelektrischen Materials zu verhindern.

Du während des Lesens auf der Höhe des Belastungswiderstandes 24 erhaltene Signal ist positiv oder negativ, je nach dem Vorzeichen der der Speicherplatte am Anfang gegebenen Vorspannung.

Bei der in F i g. 5 dargestellten Ausführungsform trägt die zweite Fläche 22 der pyroelektrischen Speicherplatte 2 ein Gitter aus metallischen Elektroden 220, die ein nichtzerstörendes Lesen der elektrischen Ladungen gestatten. Die zweite Fläche 22 der Speicherplatte 2

weist freie Zonen 221 aus pyroelektrischem Material auf, die sich zwischen den metallischen Elektroden 220 befinden. Die Abtastfolge wird dann derart modifiziert, daß die freien Zonen der Speicherplatte auf ein Potential gebracht werden, das gegenüber dem der Katode der Elektronenkanone negativ ist. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der pyroelektrischen Speicherplatte, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, besteht darin, eine durchgehende Elektrode 40 zu verwenden, auf der Klötzchen 221 aus pyroelektrischem Material befestigt sind. Die zweite Fläche 22 der pyroelektrischen Speicherplatte bildet auf diese Weise ein Mosaik, das eine Vergrößerung der Auflösung und einen Betrieb mit nichtzerstörendem Lesen gestaltet. Die pyroelektrische Speicherplatte, die eine dünne Metallschicht 40 trägt, ist mit einem starren Träger verbunden, der beispielsweise aus der Innenfläche des

Eintrittsfensters 3 Jer Vakuumhülle besteht, das für die Infrarotstrahlung durchlässig ist und aus Materialien, wie Ge, Si, KRS 5, As₂Se₁, As₂Se₅, besteht. Die beiden letztgenannten Materialien haben eine geringe Wärmeleitfähigkeit.

Da die Energie der einfallenden Strahlung durch das pyroelektrische Material absorbiert wird und da der pyroelektrische Effekt praktisch augenblicklich auftritt, verhindert die Möglichkeit, das Signal während oder am Ende des Impulses der einfallenden Strahlung zu neutralisieren, den Verlust an Empfindlichkeit durch Wärmeleitfähigkeit in dem Träger.

Diese Ausführungsform gestattet, die Robustheit der mechanischen Halterung der Speicherplatte zu verbessern und Störsignale piezoelektrischen Ursprungs, die die mechanische Schwingung einer selbstgehalterten Speicherplatte begleiten, zu unterdrücken.

llicr/u 3 Walt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abtasten einer pyroelektrischen Speicherplatte mit einem Elektronenstrahl, dadurch gekennzeichnet, daß eine Speicherung des auf der Speicherplatte während der Erwärmung derselben im Verlauf einer Bestrahlung eingeschriebenen Signals durch eine Neutralisierung der elektrischen Ladungen vorgenommen wird, die auf der Höhe der Speicherplatte im Verlauf der Erwärmung erscheinen, wobei die Speicherung einem Schritt des eigentlichen Lesens der pyroelektrischen Speicherplatte vorangeht, der nach dem Abkühlen derselben ausgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neutralisierung der elektrischen Ladungen durch eine Abtastung der pyroelektrischen Speicherplatte mit einem starken Elektronenstrahl geringer Auflösung vorgenommen wird, wobei die pyroelektrische Speicherplatte während des Neutralisierungsschrittes auf ein positives Potential gebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Schrittes des eigentlichen Lesens die durch einen Elektronenstrahl hoher Auflösung und geringer Stärke abgetastete pyroelektrische Speicherplatte auf ein positives Potential gebracht wird, das größer ist als das Potential der Speicherplatte während des Neutralisierungsschrittes.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des eigentlichen Lesens nichtzerstörend ausgeführt wii \ wobei die freien Punkte der pyroelektrischen Speicherplatte, die sich zwischen metallischen Elektroden befinden, auf ein Potential gebracht werden, das gegenüber dem der Katode der Elektronenkanone negativ isi.

5. Vorrichtung zum Abtasten einer pyroelektrischen Speicherplatte, weiche in einer Vakuumhülle angeordnet die mit einer Vorspannungsanordnung verbundene Speicherplatte, von welcher eine erscu-Fläche einer Zone der Hülle zugewandt ist, die für eine einfallende Strahlung durchlässig ist, sowie Einrichtungen zur Elektronenstrahlabtastung einer zweiten Fläche der Speicherplatte, die zu der ersten Fläche entgegengesetzt ist, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fläche (22) der pyroelektrischen Speicherplatte (2) dem wenigstens einen Elektronenstrahl erzeugenden System (5) zügewandt ist, das mit Einrichtungen (6) zur Steuerung der Emissionsstärke des Strahls verbunden ist, und daß die Vorspannungsanordnung Spannungssteuereinrichtungen (7) aufweist, die ebenso wie die Emissionsstärkesteuereinrichtungen mit einer gemeinsamen Steuerschaltung (8) verbunden sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlerzeugersystem (5) aus einer Elektronenkanone mit zwei Emissionsbetriebszuständen besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlerzeugersystem (5) aus zwei getrennten Elektronenkanonen (500, 501) besieht, wobei die Leseelektronenkanone (500) und die Speicherplatte in bezug auf die mittlere Richtung: des Lesestrahls eine Axialsymmetrie aufweisen und wobei die andere Elektronenkanone (501) seitlich von der Lesekanone (500) angeordnet ist.

8_t Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fläche (22) der Speicherplatte, die dem Strahlerzeugersystem (5) zugewandt ist, ein Gitter aus metallischen Elektroden (220) und aus freien Zonen (221) aus pyroelektrischem Material, die sich zwischen den metallischen Elektroden (220) befinden, trägt, das ein nichtzerstörendes Lesen der elektrischen Ladungen gestattet

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gitter aus metallischen Elektroden (220) und aus freien Zonen (221) aus pyroelektrischem Material aus einer durchgehenden Elektrode (40) besteht, auf der Klötzchen (221) aus pyroelektrischem Material befestigt sind, wobei die zweite Fläche (22) der Speicherplatte ein Mosaik bildet, und daß die pyroelektrische Speicherplatte mit der Innenfläche des Eintrittsfensters (3) der Vakuumhülle über die durchgehende Elektrode (40) verbunden ist.