DE878427C - Device for converting a light-optical image into an electron-optical image with a photocathode onto which the light image to be converted is projected - Google Patents

Description

Einrichtung zur Umwandlung eines lichtoptischen Bildes in ein elektronenoptisches Bild mit einer Photokathode, auf die das umzuwandelnde Lichtbild geworfen wird Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur bildmäßigen, praktisch trägheitslosen Wiedergabe ruhender oder bewegter Gegenstände, bei der von dem wiederzugebenden Gegenstand ein lichtoptisches Bild auf eine elektronenemittierende Fläche, die entsprechend der bildmäßigen Helligkeitsverteilung verschieden stark emittiert, geworfen und von dieser Fläche ein elektronenoptisches Bild erzeugt wird.Device for converting a light-optical image into an electron-optical image Image with a photocathode onto which the light image to be converted is cast The invention relates to a device for imagewise, practically inertia Playback of stationary or moving objects, in the case of the one to be played back Subject a light-optical image onto an electron-emitting surface, which accordingly emitted, thrown, and an electron-optical image is generated from this surface.

Nach der Erfindung wird das lichtoptische Bild auf eine Photokathode geworfen, welche gleichzeitig gleichmäßig mit Elektronen bestrahlt wird. Die Einrichtung enthält geeignete Elektronenrichtstrahler zur gleichmäßigen Beschießung der Kathode mit Primärelektronen. Diese Strahler sind zweckmäßig rotationssymmetrisch zur Achse der Umwandlungseinrichtung angeordnet. Durch entsprechende Präparierung der Kathodenoberfläche ist dafür gesorgt, daß die zur elektronenoptischen Abbildung benutzte Sekundäremission bzw. Elektronenreflexion von dem auffallenden Licht gesteuert wird. Das elektronenoptische Bild kann unter Umständen auch negativ sein, wenn z. B. die Sekundäremission bzw. Elektronenreflexion an dunklen Stellen der Kathode größer ist als an hellen.According to the invention, the light-optical image is on a photocathode thrown, which is uniformly irradiated with electrons at the same time. The establishment contains suitable electron beam emitters for uniform bombardment of the cathode with primary electrons. These radiators are expediently rotationally symmetrical to the axis the conversion device arranged. By appropriate preparation of the cathode surface it is ensured that the secondary emission used for electron-optical imaging or electron reflection is controlled by the incident light. The electron optical Image can also be negative under certain circumstances, if z. B. the secondary emission or Electron reflection in dark areas of the cathode is greater than in light areas.

Ein geeigneter Effekt, bei dem die Sekundäremission durch Licht gesteuert wird, ist bekanntlich an Oberflächen von K, Cs, Al und Pt festgestellt worden. Nach dem heutigen Stande der Forschung wird angenommen, daß dabei-,die Oberflächen eine Gashaut tragen müssen, die Elektronen abfängt, also aus negativen Ionen besteht, und durch eine Raumladungswirkung die Emission herabsetzt. Die Wirkung des Lichtes soll nun- darin bestehen, daß es, die Elektronen von den Gasmolekülen bzw. -atomen abtrennt und damit die die Sekundäremission verhindernde Raumladungsschicht .zerstört. Dieser Mechanismus erklärt und verbürgt die hohe Trägheitslosigkeit des Effektes. Er erreicht bekanntlich die Größenordnung der Sekundäremission im Dunkeln.A suitable effect in which the secondary emission is controlled by light is known to have been found on surfaces of K, Cs, Al and Pt. To the current state of research it is believed that doing that Surfaces have to have a gas skin that intercepts electrons, i.e. from negative ones Ions exists, and reduces the emission by a space charge effect. The effect of light is supposed to consist in the fact that it, the electrons from the gas molecules separates or atoms and thus the space charge layer preventing secondary emissions .destroyed. This mechanism explains and guarantees the high inertia of the Effect. As is well known, it reaches the order of magnitude of the secondary emission in the dark.

Eine andere Möglichkeit, die Sekundäremission durch Licht zu beeinflussen; besteht in der Benutzung geeigneter phototroper Kathodenoberflächen, bei denen also z. B. die (Kathode mit einer gleichmäßigen Schicht eines festen Stoffes, wie Triphenylfülgid, bedeckt ist, der infolge Obsorption des auffallenden Lichtes eine chemische Umwandlung erfährt, die bis zu einem von der Intensität des absorbierten Lichtes abhängenden Gleichgewichtszustand verläuft und im Dunkeln zurückgeht. Man erhält dann auf der Kathodenoberfläche ein infolge Verfärbung derselben sichtbares Bild, welches mit Hilfe der Sekundäremission in ein entsprechendes elektronenoptisches Bild umgewandelt werden kann..Another way to influence the secondary emission through light; consists in the use of suitable photochromic cathode surfaces, i.e. where z. B. the (cathode with a uniform layer of a solid substance, such as triphenyl fluoride, is covered, which undergoes a chemical transformation as a result of the absorption of incident light experiences, which up to one depends on the intensity of the absorbed light State of equilibrium and receding in the dark. You then get on the Cathode surface an image visible due to discoloration of the same, which with With the help of the secondary emission it is converted into a corresponding electron-optical image can be..

Eine Möglichkeit, die Elektronenreflexion zu steuern, besteht in folgendem: Man überzieht die Kathodenoberfläche mit einer gleichmäßigen dünnen Schicht eines Stoffes von geeignetem Dunkelwiderstand, die den inneren lichtelektrischen Effekt aufweist. Infolge des darauf geworfenen lichtoptischen Bildes entsteht eine,:entsprechende Leitfähigkeitsverteilung: Betrahlt man nun diese Schicht gleichmäßig mit Elektronen, die beim Auftreffen so langsam sind, daß sie selber im Vergleich zum Licht keine merkliche Leitfähigkeit erzeugen; so bewirkt der absorbierte Anteil der auffallenden Elektronen; indem er durch die Halbleiterschicht zur eigentlichen Kathode fließt; infolge des Querwiderstandes eine dem Ohmschen Spannungsabfall bzw. der negativen Oberflächenladung entsprechende Senkung des Potentials der äußerenSchichtoberfläche. Eine dunkle Stelle wird also ein negativeres Potential haben als eine helle. Man kann die Schicht außerdem mit solchen Elektronen bestrahlen, die von dem elektrischen Feld vor der Kathode derart abgebremst werden, daß sie zwar die hellen Stellen der Oberfläche erreichen können, aber nicht die dunklen. Es ist dann dafür zu sorgen, daß die auf die hellen Stellen gelangenden Elektronen nach Möglichkeit absorbiert werden. Die verschiedene Elektronenreflexion an hellen und dunklen Stellen liefert dann ein negatives elektronenoptisches Bild'. Wegen der stets vorhandenen Geschwindigkeitsverteilung der Elektronen ist es unter Umständen nicht nötig; mit zwei verschiedenen Elektronengeschwindigkeiten zu arbeiten.One way to control electron reflection is to do the following: The cathode surface is coated with an even thin layer of a Substance of suitable dark resistance, which has the internal photoelectric effect having. As a result of the light-optical image thrown on it, a,: corresponding Conductivity distribution: If this layer is now evenly irradiated with electrons, which are so slow on impact that they themselves are none in comparison to the light generate noticeable conductivity; so causes the absorbed portion of the striking Electrons; by flowing through the semiconductor layer to the actual cathode; due to the transverse resistance one to the ohmic voltage drop or the negative one Surface charge corresponding lowering of the potential of the outer layer surface. A dark place will therefore have a more negative potential than a light one. Man can also irradiate the layer with electrons from the electrical Field in front of the cathode are slowed down in such a way that although they are the bright spots of the Surface can reach, but not the dark ones. It is then to be ensured that the electrons reaching the bright spots are absorbed as far as possible will. The different electron reflection in light and dark places provides then a negative electron optical image '. Because of the constant distribution of speed the electrons may not need it; with two different electron velocities to work.

In analoger Weise kann man den Sperrschichtphotoeffekt ausnutzen, wobei man allerdings unter Umständen durch eine geeignete Rasterung dafür sorgen muß, daß die infolge der unterschiedlichen Belichtung verschiedenen elektromotorischenKräfte der einzelnen Flächenelemente auch wirklich eine entsprechende Potentialsenkung oder -hebung der äußeren Oberflächenelemente bewirken.The barrier photo effect can be used in an analogous manner, However, under certain circumstances one can ensure this by means of a suitable grid must that the different electromotive forces due to the different exposure of the individual surface elements also really result in a corresponding reduction in potential cause or elevation of the outer surface elements.

Die spektrale Empfindlichkeitsverteilung des Prozesses, -den wir auf der Kathodenoberfläche zur Urinwandlung des lichtoptischen in ein elektronenoptisches Bild benutzen, stimmt in den wenigsten Fällen gerade mit der spektralen Empfindlichkeitsverteilung des menschlichen Auges überein. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, bei geeigneter Wahl des Kathodenmaterials mit Hilfe der beschriebenen Einrichtungen unsichtbare Lichtstrahlen aussendende oder reflektierende '.Körper auf einem Leuchtschirm zu sehen. Bei Steuerung der Elektronenreflexion durch den inneren Photoeffekt kann z. B. das im Ultraroten sehr empfindliche Thallofid verwendet werden.The spectral sensitivity distribution of the process, -den we on the cathode surface to convert the urine from the light-optical into an electron-optical Using picture is in very few cases exactly right with the spectral sensitivity distribution of the human eye. This gives rise to the possibility of appropriate Choice of cathode material with the help of the facilities described invisible Bodies emitting or reflecting light rays on a fluorescent screen see. When the electron reflection is controlled by the internal photo effect, z. B. Thallofid, which is very sensitive in the ultra-red, can be used.

Ersetzt man den durchscheinenden Leuchtschirm durch einen solchen, der z. B. auf eine ebene Blende aus Metall aufgebracht ist, die in der Mitte ein kleines Loch trägt, hinter dem sich eingut isolierter Auffänger befindet, so kommt man zu einer Einrichtung, die man z. B. zur Steuerung von Fernsehübertragungen benutzen kann. Auch bei solchen Einrichtungen kann die Erfindung zur Anwendung gebracht werden.If you replace the translucent screen with one that the z. B. is applied to a flat panel made of metal, the one in the middle carries a small hole behind which there is a well-insulated catcher, so comes one to a facility that one z. B. use to control television broadcasts can. The invention can also be applied to such devices.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Umwandlung eines lichtoptischen Bildes in ein elektronenoptisches Bild mit einer Photokathode, auf die das umzuwandelnde Lichtbild geworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Photokathode über ihren Querschnitt gleichmäßig mit Elektronen aus einer besonderen Elektronenquelle bestrahlt und ihre Sekundäremission oder Elektronenreflexion durch das auffallende Licht gesteuert wird. PATENT CLAIMS: i. Device for converting a light-optical Image into an electron optical image with a photocathode onto which the to be converted Light image is thrown, characterized in that the photocathode over their Cross-section irradiated evenly with electrons from a special electron source and their secondary emission or electron reflection is controlled by the incident light will. 2. Einrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Photokathode den äußeren lichtelektrischen Effekt aufweist und .daß die lichtelektrischen Primärelektronen gemeinsam mit den sekundären oder reflektierten Elektronen zur Abbildung der Kathode beitragen. 2. Device according to claim r, characterized in that the photocathode the external photoelectric effect and .that the photoelectric primary electrons together with the secondary or reflected electrons to image the cathode contribute. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Photokathode beispielsweise aus K, Cs, Al oder Pt besteht und mit einem auf der ganzen Oberfläche homogenen Elektronenbündel derart bestrahlt wird, daß dessen 'Sekundäremission durch das auffallende Lichtbild gesteuert wird. q.. 3. Device according to claim i and 2, characterized in that the Photocathode, for example, made of K, Cs, Al or Pt and with one on the entire surface homogeneous electron beam is irradiated in such a way that its' secondary emission controlled by the incident light. q .. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Photokathode mit einer phototropen Oberfläche, beispielsweise mit Triphenylfulgid, in gleichmäßiger Bedeckung versehen ist und mit einem auf der ganzen Oberfläche homogenen Elektronenbündel derart bestrahlt wird, daß dessen Sekundäremission durch das auffallende Lichtbild gesteuert wird. s. Device according to claim i or 2, characterized in that the photocathode with a photochromic surface, for example with triphenylfulgide, is provided in uniform coverage and irradiated in this way with an electron beam that is homogeneous over the entire surface is that its secondary emission is controlled by the incident light image. s. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode mit einer gleichmäßig dünnen Schicht eines Stoffes voir geeignetem Dunkelwiderstand, der den inneren lichtelektrischen Effekt aufweist, überzogen ist und mit einem auf der ganzen Oberfläche in seinem Querschnitt homogenen, aber in seiner Geschwindigkeit inhomogenen Bündel langsamer Elektronen derart bestrahlt wird, daß deren Reflexion durch das auffallende Lichtbild gesteuert wird. Device according to claim i or 2, characterized in that the cathode with an evenly thin layer of fabric voir suitable dark resistance, which has the internal photoelectric effect, is coated and with a the entire surface is homogeneous in its cross-section, but in its speed inhomogeneous bundles of slow electrons is irradiated in such a way that their reflection controlled by the incident light. 6. Einrichtung nach Anspruch r und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die unter Umständen gerasterte Kathodenoberfläche aus einem den Sperrschichtphotoeffekt aufweisenden Stoff besteht und mit einem auf der ganzen Oberfläche homogenen Bündel langsamer Elektronen derart bestrahlt wird, daß deren Reflexion durch das auffallende Lichtbild gesteuert wird.6. Device according to claim r and 2, characterized in that the cathode surface, which may be screened consists of a material exhibiting the barrier layer photo effect and with a the entire surface of homogeneous bundles of slow electrons is irradiated in such a way that that their reflection is controlled by the incident light.