<Desc/Clms Page number 1>
Bildzerlegerröhre.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildzerlegerröhre, bei der ein von einer Photokathode ausgehendes, in seiner Dichteverteilung den Helligkeitswerten des Bildes entsprechendes Elektronenbündel durch Ablenkfelder über eine Zerlegeröffnung hinweggezogen wird. Bei derartigen Röhren dient eine Sammelspule dazu, die Elektronen, die von der Kathode ausgehen, in der Ebene der Zerlegeröffnung scharf abzubilden. Die magnetischen Ablenkfelder werden durch zwei weitere Spulen erzeugt. Das magnetische Gesamtfeld, das sich aus dem Sammelfeld und den beiden Ablenkfeldern zusammensetzt, ändert sich bei der Ablenkung des Bildes.
Da der Abstand des Punktes, in dem die von einem bestimmten Flächenteil der Kathode ausgehenden Elektronen scharf abgebildet werden, von der Kathode sich umgekehrt ändert wie die Gesamtfeldstärke des magnetischen Feldes und ausserdem mit der mittleren Elektronengeschwindigkeit zunimmt, stimmt die Bildfläche nicht mit der Ebene der Öffnung überein, wenn das Bild abgelenkt wird. Der Punkt, in dem die Elektronen gesammelt werden, liegt bei grösster Ablenkung mehr nach der Kathode zu, so dass in der Abtastöffnung ein unscharfes Bild entsteht.
Gemäss der Erfindung wird die Zerlegerröhre so ausgebildet, dass bei jedem Grad der Ablenkung sich in der Öffnung der Abtastsonde ein scharfes Abbild des jeweils abgetasteten Photokathodenelementes befindet. Diese Wirkung wird entweder durch die Form der Kathode erreicht oder durch Überlagerung des magnetischen Sammelfeldes mit einem elektrischen Sammelfeld, das von an der Röhrenwandung befindlichen Elektroden erzeugt wird.
An Hand der Figur sei ein Ausfühnmgsbeispielerläutert. HierÍnstellt 1 die zylindrische Glashülle einer Bildzerlegerröhre dar, die eine photoelektrische Kathode 2, eine Abtastsonde 8 mit der Öffnung 4 enthält. Bei dem Ausführungsbeispiel befindet sich in der Sonde ein Sekundärelektronenvervielfacher.
Die Abschlusswand 5 der Röhre ist als ebenes Fenster aufgeführt.
Ein optisches Bild eines Gegenstandes wird mit Hilfe der Linse 16 auf die Photokathode 2 geworfen. Diese Kathode emittiert von jeder Stelle Photoelektronen, deren Zahl der Helligkeit des betreffenden Flächenelementes entspricht. Die Elektronen werden in Richtung auf den Vervielfacher mit Hilfe eines positiven Anodenpotentials beschleunigt. Eine Sammelspule 6 umgibt die Röhre und wird von dem Gleichstrom einer Spannungsquelle 7 durchflossen. Der Strom kann durch einen Widerstand 8 geregelt werden.
Das durch diese Sammelspule erzeugte Elektronenbild wird in zwei Richtungen mit Hilfe magnetischer Felder, die durch die Ablenkspulen 9 und 10 erzeugt werden, über die Öffnung 4 der Abtastsonde -3 hinweggezogen. Die Spulen sind an Schwingungserzeuger 11 bzw. 12 angeschlossen, die zweckmässig einen Strom von Sägezahnform liefern.
Das Innere der Röhre 1 trägt als Beispiel einer erfindungsgemässen Ausführung einen dünnen metallischen Überzug, der durch Verdampfung eines geeigneten Metalls im Innern der Röhre erzeugt
EMI1.1
entsteht, durch die der Wandbelag in zwei Teile 18 und 14 getrennt ist. Von diesen befindet sich der eine auf Kathoden-, der andere auf Anodenpotential.
Elektronen, die auf die Übergangsstelle zwischen dem Wandbelag und dem Fenster gerichtet sind, treffen das Glas mit genügender Stärke, um Sekundärelektronen auszulösen. Es entsteht eine positive Ladung auf dem Glas, die zunimmt und sich ausbreitet, bis das gesamte Fenster sich auf dem Potential des Anodenwandbelages befindet. Das elektrische Feld im Innern der Röhre wird äquivalent einem Feld, das von zwei topfförmigen Elektroden erzeugt wird, die mit ihren Öffnungen gegeneinander liegen und durch einen Spalt 15 getrennt sind. Wenn kein magnetisches Feld vorhanden wäre, würde dieses Feld allein eine Konzentration der Kathodenentladung in einem kleinen runden Bereich, der die Sondenöffnung umgibt, hervorrufen.
Das magnetische Feld jedoch hebt diese Wirkung auf und erreicht, dass ein Elektronenbild von im wesentlichen derselben Grösse wie das optische Bild entsteht. Dies Bild ist ausserordentlich scharf. Die Ungleichmässigkeit des elektrostatischen Feldes hat jedoch eine weitere und wichtiger Wirkung, die von den magnetischen Feldern nicht beeinflusst ist, nämlich die mittlere Geschwindigkeit zu ändern, mit der die Elektronen, die von verschiedenen Teilen der Kathode kommen, die Röhre durchfliegen.
Sämtliche Elektronen haben, wenn sie an der Anode ankommen, die gleiche Geschwindigkeit. Die Elektronen jedoch, die vom Rand der Kathode nach der Öffnung zu wandern, werden auf dem ersten Teil des Weges stärker beschleunigt als die, die von der Mitte der Kathode herkommen. Die mittlere Geschwindigkeit der Randelektronen ist daher höher, und obgleich sie einen grösseren Weg nach der
<Desc/Clms Page number 2>
Öffnung zurückzulegen haben und ein stärkeres magnetisches Feld durchlaufen müssen, werden sie genau so wie die von der Mitte herkommenden Elektronen zu einer scharfen Abbildung in der Ebene der Röhre gebracht.
Weiterhin ist die Kathode 2 konkav ausgebildet, d. h. so, dass die Weglänge zwischen Kathode und Abtastöffnung für alle Elektronen gleich ist. Zweckmässig werden beide Massnahmen ausgenutzt, um die beste Wirkung zu erzielen. Je flacher die Kathode ist, um so kürzer muss der Wandbelag 18 sein und um so länger der Wandbelag 14 und umgekehrt. Die mathematische Berechnung der Konstruktion ist mehr mühsam als schwierig, und es lässt sich eine grosse Zahl von Lösungen angeben, die im wesentlichen alle einander gleichwertig sind. Die Figur gibt etwa massstäblich eine mögliche Lösung an. Eine endgültige Einstellung lässt sich durch Veränderung der Anodenspannung erzielen.
Die Bildfläche ist bei diesem Verfahren nicht eben, sondern gewölbt und verändert ihre Form je nach dem Grad der Ablenkung. Wichtig ist, dass die Abtastöffnung jeweils in der Bildfläche liegt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Bildzerlegerröhre, bei der ein von einer Photokathode ausgehendes in seiner Dichteverteilung den Helligkeitswerten des Bildes entsprechendes Elektronenbündel durch Ablenkfelder über eine Abtastöffnung hinweggezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden so geformt und angeordnet sind, dass bei jedem Grad der Ablenkung sich in der Abtastöffnung ein scharfes Bild des jeweils abgetasteten Photokathodenelementes befindet.