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Bildverstärkersystem
EMI1.1
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Elektronenlinsensystem kann ein reelles Bild auf der Leuchtschicht ergeben, das in bezug auf das Strah- lungsbild auf der photoemittierenden Schicht umgekehrt ist.
Eine beim erfindungsgemässen Bildverstärkersystem verwendbare Bildwandlerröhre kann die Erfin- dungsmerkmale aufweisen, dass die erste Anode nahezu einen Rotationskörper darstellt mit einem ersten, nahe der photoemittierenden Schicht befindlichen Teil, dessen Konvexseite nach dieser Schicht gerichtet ist und der die Form einer Kappe mit einer Zentralöffnung hat, und mit einem zweiten Teil nahe der zweiten Anode, der die Form einer Glocke hat, deren weites Ende nach der zweiten Anode hin offen ist, wobei die zweite-Anode die Gestalt eines Zylinders hat, der an einem Ende geschlossen ist und am an- dern Ende die erste Anode in der Längsrichtung der Röhre überlappt, und die Fokussierungelektrode na- hezu zylindrisch ausgebildet ist und die erste Anode in der Längsrichtung der Röhre überlappt.
Die Fokussierungselektrode kann aus einer leitenden Schicht auf der Innenwand der Röhre bestehen. Die Länge des axialen Abstandes zwischen der photoemittierenden Schicht und der ersten Anode kann zwischen der
Hälfte und dem Eineinhalbfachen des Durchmessers der Fokussierungselektrode liegen.
Der Durchmesser des weiten Endes der glockenförmigen ersten Anode kann mindestens das Zweifache oder mindestens das Dreifache des kürzesten Abstandes zwischen der ersten und der zweiten Anode sein.
Ein Ausführungsbeispiel eines Systems und einer Röhre nach der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Fig. 1 zeigt einen axialen Schnitt durch die elektronenoptische Bildwandlerröhre, Fig. 2 die Verbindung der Röhre mit einer Speisespannungsquelle, und Fig. 3 eine mögliche, optische Anordnung der Röhre in einem Bildverstärkersystem.
Die elektronenoptische Bildwandlerröhre besteht aus einer zylindrischen Hülle 1 mit den beiden Endflächen 2 und 4. Die ersteFläche 2 ist nach der Aussenseite der Röhre konvex gekrümmt und auf der Innenseite mit einer Cäsium-Antimon-Photokathodenschicht 3 überzogen. Die zweite Fläche 4 ist auf der Innenseite mit einer Leuchtschicht 5 bedeckt, die aus einem Sulfid besteht, das beim Bestrahlen mit Elektronen grünes Licht aussendet. Auf der Schicht 5 ist eine dünne, leitende Aluminiumschicht 6 angebracht.
Im Betrieb der Röhre ist diese Schicht 6 als zweite Anode wirksam ; sie erstreckt sich auch über einen Teil der zylindrischen Wand der Hülle 1 und hat daher die Gestalt eines an einem Ende geschlossenen Zylinders.
Eine Fokussierungselektrode 7 ist auf der Innenseite der zylindrischen Wand der Röhre nahe der ersten Fläche 2 angebracht und kann eine leitende Aluminiumschicht sein.
Eine erste Anode 8 ist im weseritlichen ein Rotationskörper und enthält einen ersten Teil 9, der aus Aluminiumblech und einen zweiten Teil 10, der aus Aluminiumgewebe hergestellt ist.
Der Teil 9 hat die Gestalt einer Kappe, die nach der photoemittierenden Schicht 3 hin konvex ist und eine zentrale Öffnung zum Durchlassen von Elektronen nach der Leuchtschicht besitzt. Der Teil 10 hat die Gestalt einer Glocke, deren weiteres Ende nach der zweiten Anode 6 hin offen ist.
In der Längsrichtung der Röhre überlappt die erste Anode 8 die Fokussierungselektrode 7 an einem Ende und die zweite Anode (Schicht 6) am andern Ende. Die erste Anode wird von einem Glasansatz 11 abgestützt, der an der Hülle 1 vorgesehen ist. Die erste Anode 8 und der Ansatz 11 sind beide Rotationskörper. Der Teil 9 wird auf dem Ansatz 11 mittels einer aufgeschrumpften Stahlfeder 12 gehalten und der Teil 10-wird befestigt, indem er über einen ringförmigen Wulst 13 gespannt ist, der am Ende des Ansatzes 11 vorgesehen ist. Die Teile 9 und 10 sind durch zwei Platinbändchen 14 miteinander verbunden, die zwischen dem Teil 10 und dem Wulst 13 liegen, wenn der Teil 10 über den Teil 13 geschoben ist
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19 verbunden.
Die Schicht 3, die Elektrode 7 und die erste Anode 8 bilden ein erstes Elektronenlinsensystem, das im Betrieb ein virtuelles Zwischenbild ausserhalb der Fläche 4 liefert. Die erste und die zweite Anode bilden ein zweites Elektronenlinsensystem, das konvergierend wirkt und ein reelles Bild liefert, das umgekehrt sein kann und auf der Leuchtschicht 5 durch Elektronenanregung entsteht.
Das erste Elektronenlinsensystem liefert vorzugsweise eine Feldverteilung, die nahezu der Feldverteilung zwischen konzentrischen Ringen entspricht und ein umgekehrtes virtuelles Bild liefern kann. Die konvergierende Wirkung des zweiten Elektronenlinsensystems ist vorzugsweise nur über einen kurzen Abstand wirksam.
Der axiale Längsabstand zwischen der ersten Anode 8 und der Schicht 3 liegt vorzugsweise zwischen der Hälfte und dem Eineinhalbfachen des Durchmessers der Elektrode 7 und der Durchmesser des weiten Endes des Teiles 10 ist mindestens das Zwei- oder Dreifache des kürzesten Abstandes zwischen der ersten
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und der zweiten Anode.
Die Abmessungen in mm einer Ausführungsform dieser Röhre sind annähernd folgende : Länge= 270, Durchmesser an der Elektrode 7 = 102, Durchmesser an der zweiten Anodenschicht 6 = 115, Überlappung zwischen der Elektrode 7 und der ersten Anode 8 = 15, Überlappung zwischen der ersten und der zweiten Anode 8 bzw. 6 = 10, Länge der ersten Anode 8 = 126, Abstand zwischen der ersten Anode 8 und der Schicht 5 = 39, Krümmungsradius der ersten Fläche 2 = 180, Krümmungsradius der Kappe des Teiles 9 = 15, Durchmesser der Öffnung in der Kappe des Teiles 9 = 11, kleinster Durchmesser der Öffnung im Teil 10 = 50, grösster Durchmesser der Öffnung im Teil 10 = 96.
Fig. 2 zeigt die Verbindung 16, 17, 18 und 19 mit einer Spannungsquelle. Die Spannungsquelle enthält drei einstellbare Speiseeinheiten 20,21 und 22 mit einer gemeinsamen Erdverbindung.
Im Betrieb wird die Schicht 3 einer wie oben beschriebenen Röhre auf Erdpotential gehalten, während das Potential der Fokussierungselektrode 7 in dem Bereich von 0 bis 600 V einstellbar ist ; das Potential der ersten Anode 8 lässt sich im Bereich von 0 bis 10 kV einstellen und das Potential der Schicht 6, d. h. der zweiten Anode, wird auf 10 kV gehalten.
Es werden verschiedene Vergrösserungsfaktoren durch Änderung der Einstellung des Potentials der ersten Anode erzielt. Dabei ist auch das Potential der Fokussierungselektrode 7 zu ändern, um optimale Fokussierung zu erzielen.
Die Betriebsdaten (Potentiale) für diese Röhre sind :
EMI3.1
<tb>
<tb> Fokussierungselektrode <SEP> in <SEP> V <SEP> Erste <SEP> Anode'in <SEP> k <SEP> V <SEP> Vergrosserungsfaktor <SEP>
<tb> 75. <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 19 <SEP>
<tb> 90 <SEP> 1 <SEP> 0, <SEP> 32 <SEP>
<tb> 140 <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 51 <SEP>
<tb> 200 <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 64 <SEP>
<tb> 270 <SEP> 4 <SEP> 0,70
<tb> 330 <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 77 <SEP>
<tb> 390 <SEP> 6 <SEP> 0, <SEP> 83 <SEP>
<tb> 440 <SEP> 7 <SEP> 0, <SEP> 87 <SEP>
<tb>
Bei dieser Röhre ist die Wirkung des Systems mit der Schicht 3, der Uberlappenden Fokussierungselektrode 7 und der ersten Anode 8 nahezu stabil, indem ein Zwischenbild mit nahezu der gleichen Vergrösserung in nahezu der gleichen Lage in einem weiten Bereich. der Potentiale der ersten Anode erhalten wird.
Das System mit der ersten und der zweiten Anode 8, 6 bildet eine konvergierende, elektrostatische Linse, deren Konvergenzwirkung zunimmt bei einer Zunahme der Potentialdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Anode, so dass insgesamt ein veränderliches Vergrösserungssystem erhalten wird.
Die vorstehend beschriebene Röhre ist besonders zweckdienlich bei der Bildverstärkung mit niedrigen Bildintensitäten und schafft die Möglichkeit, die Bildgrösse der Helligkeit des Gegenstandes oder der Szene anzupassen, so dass immer ein möglichst günstiges Auflösungsvermögen erhalten werden kann.
In dem in Fig. 3 dargestellten System ist die Röhre 23 mit einem Objektiv 24 und einem Okular 25 verbunden.
Das Objektiv ist ein Schmidtobjektiv mit einem ebenen Spiegel 26 mit einer Öffnung, durch welche eine Strahlung zur ersten Fläche der Röhre 23 durchgelassen werden kann, mit einem sphärischen Spiegel 27 und mit einer Korrekturplatte 28. Die Richtung der einfallenden Strahlung ist durch den Pfeil 29 angedeutet. Mit einer Korrekturplatte 28 mit einem Durchmesser von 240 mm hat ein solches System ein Lichtauffangvermögen von 300mal desjenigen des auf Dunkel eingestellten Auges.
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Das Okular 25 ist vom Rausden-Typ mit zwei plankonvexen Linsen 30, auf welche das Auge in der durch 31 angedeuteten Lage eingestellt wird. Das Okular 25 hat eine Ausgangspupille grösser als 7,7 mm.
Ein optisches Zwischenelement 32 kann, wie durch gestrichelte Linien angedeutet ist, in dem Okular 25 untergebracht sein, wodurch eine gewünschte Endkorrektur des erzeugten Bildes erzielbar ist. Das Oku - lar 25 kann das ganze Bildfeld der Röhre 23 bestreichen, wenn die Röhre 23 bei der kleinsten Vergrösserung wirksam ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Bildverstärkerröhre mit einem zur Änderung der elektronenoptischen Vergrösserung geeigneten Bilderzeugungssystem, bestehend aus einer ersten Fläche, auf der eine photoemittierende Schicht als Photokathode, und einer zweiten Fläche, auf der eine Leuchtschicht und eine leitende Schicht als Anode angebracht sind, und ferner aus der Anordnung einer Fokussierungselektrode und einer ersten Anode zwischen der ersten und der zweiten Fläche, wobei die leitende Schicht auf der zweiten Fläche die zweite Anode genannt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Anode ein Rotationskörper ist mit einem ersten Teil, der die Gestalt einer Kappe mit einer zentralen Öffnung hat, deren konvexe Seite nach der photoemittierenden Schicht gerichtet ist, und mit einem zweiten Teil in Form einer Glocke,
deren weites Ende nach der zweiten Anode offen ist.