Apparat zum Betrachten von Gegenständen mit Hilfe der von den Gegenständen ausgehenden infraroten Strahlen. Die Erfindung betrifft einen Apparat, mit dessen Hilfe Gegenstände selbst in den Fällen betrachtet werden können, wo keine der von den Gegenständen ausgehenden sichtbaren Strahlen, sondern nur die infra roten Strahlen die Beobachtungsstelle errei chen. Dieser Apparat ist insbesondere für Schiffe und Flugzeuge anwendbar, indem mit Hilfe desselben ermöglicht wird, in dich tem Nebel ein sichtbares Bild von fernen Gegenständen, wie z. B. andere Schiffe, Küsten oder dergleichen, zu erhalten, da die infraroten Strahlen bekanntlich die Eigen schaft besitzen, den Nebel zu durchdringen, ohne in wesentlichem Grade absorbiert oder zerstreut zu werden.
Die Erfindung betrifft einen Apparat der an sich bekannten Art mit einem elek trischen Entladungsbehälter mit zwei ebenen, parallelen Elektroden, zwischen welchen eine irrhomogene Entladung stattfindet, sowie einem Bildträger, gegen welchen ein infra- rotes Bild der zu betrachtenden Gegenstände geworfen wird, welcher Bildträger mit einem Belag einer für infrarotes Licht photoelek trisch empfindlichen Substanz versehen ist, und welcher Bildträger dazu dient, die Ent ladung in Übereinstimmung mit dem infra roten Bilde in einer solchen Weise zu steuern, dass die Entladung ein sichtbares Bild, z. B.
in einem Glimmlicht oder einer Floreszenz- schicht, in der Entladungskammer erzeugt. Die bekannten Vorrichtungen dieser Art wir ken in der Weise, dass die Kathode der Ent ladungskammer mit einem lichtelektrisch empfindlichen Stoff versehen ist, während die Anode mit einer fluoreszierenden Sub stanz versehen ist, derart, dass die zwischen der Kathode und der Anode stattfindende Entladung von dem unsichtbaren Bilde ge- steuert-wird, das auf die Kathode geworfen wird, und ein dem unsichtbaren Bilde ent sprechendes sichtbares Bild auf der fluores zierenden Anode erzeugt.
Diese Vorrichtun- gen können vorteilhaft zur Überführung eines ultravioletten Bildes in ein sichtbares Bild benutzt werden, sind aber zur Verwen dung in Verbindung mit infraroten Strahlen wenig geeignet. Dies hängt damit zusam men, dass die für infrarote Strahlen licht elektrisch empfindlichen Substanzen auch gegenüber den sichtbaren, in der Fluoreszenz- schiebt erzeugten Strahlen empfindlich sind, so @dass .bei Einrichtungen der obengenannten Art ein Ausgleich der Halbtöne des Bildes bewirkt wird, indem die Kathode eine dif fuse Beleuchtung von der Anode empfängt.
Diese Mängel werden nun beim Apparat gemäss der Erfindung dadurch beseitigt, @dass der Bildträger gegen ,diffuse Beleuchtung von dem sichtbaren Bilde geschützt ist, wo bei zweckmässigerweise in der Entladungs- kammer eine als Steuergitter wirkende Elek trode vorgesehen ist, die derart mit dem Bildträger elektrisch verbunden ist,
dass die in der photoelektrisch empfindlichen Sub stanz auf Grund einer infraroten Beleuch tung ausgelösten Elektronen eine mit der Beleuchtungsintensität annähernd proportio nale Aufladung der einzelnen Elemente der genannten Elektrode bewirken.
Mit Hilfe eines derartigen Apparates kann ein scharfes und kontrastreiches, sicht bares, dem unsichtbaren infraroten Bilde ent sprechendes Bild erzielt werden, das mit Hilfe einer Linse oder eines Linsensystems gegen die eine Seite des Entladungsbehälters ge worfen werden kann.
Diese Wirkung des Apparates ist im wesentlichen darauf zurückzuführen, dass die für infrarotes Licht empfindliche Schicht gegen diffuse Rückbeleuchtung von dein sichtbaren Bilde geschützt ist.
Zweckmässigerweise sind das Steuergitter und die für infrarotes Licht photoelektrisch empfindliche Schicht voneinander getrennt und elektrisch leitend derart miteinander ver bunden, dass die verschiedenen Punkte des Gitters Potentiale erhalten, die der Licht intensität des entsprechenden Bildpunktes in dem unsichtbaren Bilde entsprechen. Die Verbindung zwischen der lichtemp findlichen Schicht und dem Gitter kann aus rasterförmig angeordneten Metallfäden be stehen.
Die leitende Verbindung kann auch aus einem halbleitenden Belag bestehen.
Nach einer andern Ausführung kann die lichtempfindliche Schicht direkt auf dem Steuergitter vorgesehen sein.
Das sichtbare Bild kann in einer Fluoreszenzschicht auf der Anode erzeugt werden. In diesem Falle kann die Kathode als Glühkathode ausgeführt oder derselben eine Substanz aufgelegt sein, die bei Beleuch tung, zweckmässig durch eine infrarote Strah lenquelle, Elektronen abgibt. Bei dieser -Aus- führungsform wird vorzugsweise Gleich strom benutzt.
Das sichtbare Bild kann auch in einer Glimmlichtschicht gebildet werden, indem auf die Kathode eine Substanz aufgebracht ist, die den Kathodenabfall herabsetzt. Bei dieser Ausführungsform wird vorzugsweise Wechselstrom oder pulsierender Gleichstrom benutzt, indem die Halbtöne des Bildes da durch erzeugt werden, dass die Intervalle zwi schen den Glimmlichtblinkstössen in Überein- stimmung mit der Beleuchtungsintensität der verschiedenen Bildpunkte in dem infraroten Bilde variiert werden.
Es können ausserdem besondere Hilfsmit tel vorgesehen sein, z. B. eine Scheidewand oder ein Schirm zwischen der Fluoreszenz schicht, in der das Bild gebildet wird, und der lichtempfindlichen Schicht, welche zum Verhindern der diffusen Beleuchtung der lichtempfindlichen Schicht vom sichtbaren Bilde aus dient. Dieser Schirm kann ge gebenenfalls derart ausgeführt sein, dass eine gerichtete Rückbeleuchtung der lichtempfind lichen Schicht durch das sichtbare Bild er reicht wird.
Es können ferner Hilfsmittel zur Errei chung einer Verstärkung des erzeugten sicht baren Bildes vorgesehen sein. Die Verstär kung kann durch eine optische Reaktion be wirkt werden, die darauf ausgeht, dass die einzelnen Punkte oder Flächenelemente der lichtempfindlichen Schicht direkt oder in direkt mit Licht von den entsprechenden Flächenelementen in dem sichtbaren Bilde beleuchtet werden.
Die Verstärkung kann aber auch auf elek trischem Wege erreicht werden, indem eine photoelektrische, gasgefüllte oder Vakuum zelle benutzt wird, deren eine Elektrode aus der lichtempfindlichen Schicht besteht, auf welche das infrarote Bild geworfen wird und in deren Nähe Hilfselektroden vorgesehen sind, die zur Verstärkung des von der ge nannten lichtempfindlichen Elektrode aus gesandten Elektronenstromes dienen.
Ausführungsbeispiele des Erfindungs gegenstandes sind in der Zeichnung darge stellt, und zwar zeigt: Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine erste Ausführungsform des Apparates Fig. 2 zeigt in grösserem Massstabe einen teilweisen Schnitt durch die Entladungskam mer des Apparates nach Fig. 1; Fig. 3 zeigt die linke Wand der Ent ladungskammer in Fig. 2 von links gesehen; Fig. 4 zeigt einen Schnitt in<B>t</B> bereinstim- mung mit Fig. 2 einer zweiten Ausführungs form;
Fig. 5 ist ein Schnitt nach Linie V-V in Fig. 4: Fig. 6, 7, 9 und 11 zeigen Schnitte in rt%ereinstimmung mit Fig. 2 durch verschie dene Ausführungsformen der Entladungs kammer; Fig. 8 zeigt in grösserem Massstabe eine Einzelheit der Vorrichtung in Fig. 7;
Fig. 10 zeigt in kleinerem Massstabe einen Schnitt durch einen vollständigen Apparat, und Fig. 12 ist ein Schnitt durch einen Ent ladungsbehälter und zeigt insbesondere den praktischen Zusammenbau der einzelnen Teile des Behälters.
Der Apparat enthält bei allen Ausfüh rungsformen eine Entladungskammer 1 mit ebenen, parallelen Wänden 2 und 3 und eben falls ebenen, parallelen Elektroden 4 und 5, die in Form von Drahtnetz, durchsichtigen Häuten, Schichten oder dergleichen ausge- führt sein können.
Mit Hilfe einer Linse oder eines Linsensystems 6, vor welchem gegebenenfalls ein Filter 7 (siehe Fig. 1) an geordnet sein kann, wird auf die eine Seite der Einrichtung ein unsichtbares, infrarotes Bild geworfen, das in einer Fluoreszenz schicht auf der fluoreszierenden Anode der Entladungskammer, oder in einer Glimm- lichtschicht gebildet wird, indem die Kathode der Entladungskammer im letzteren Falle als Glimmkathode ausgeführt ist.
Das sichtbare Bild wird entweder direkt von der andern Seite der Entladungskammer (8, Fig. 1) aus betrachtet oder mittels einer Linse oder eines Linsensystems in vergrössertem oder verklei- nertem Massstab auf eine Mattglasscheibe oder dergleichen (Fig. 10) geworfen.
In Fig. 1, 2 und 3 ist eine erste Ausfüh rungsform der Einrichtung dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist die linke Wand 2 der Entladungskammer aus einem für sicht bares und infrarotes Licht undurchlässigen Material, wie z. B. gefärbtem Glas, Porzellan oder dergleichen, ausgeführt und mit einer Anzahl rasterförmig vorgesehenen, dünnen Metallfäden 9, z. B. aus Platin, versehen, die senkrecht zu der Platte ganz durch dieselbe hindurch geführt sind.
Auf der infrarot be leuchteten linken Seite der Scheibe ist diese geschliffen und die Drahtenden liegen in der Ebene der Fläche und sind in eine raster- förmig eingeteilte, für infrarotes Licht photo elektrisch empfindliche Schicht eingeführt. Letztere ist. bei der hier beschriebenen Aus führungsform als eine Kupferogydul-Sperr- schicht ausgeführt gedacht, es können aber selbstverständlich auch andere Zellentypen angewendet werden.
Der Zellenraster kann beispielsweise derart hergestellt werden, dass auf der linken Seite der Platte 2, ein Kupfer belag 10 aufgebracht wird, der mit sämt lichen Drahtenden in leitender Verbindung steht. Dieser Belag wird mit einer Ritz maschine (gegebenenfalls in Verbindung mit Ätzen) in Quadrate in eine den Drahtenden entsprechende Anzahl eingeteilt, und die fei nen Rillen 11 zwischen den Quadraten wer den mit einem hochwertigen Isolationsstoff ausgefüllt, der die Erhitzung während der nachfolgenden Behandlung ertragen muss.
Darnach wird, beispielsweise durch Erhitzen, eine dünne gupferoxydulschicht 12 aufoxy- diert, über welcher, beispielsweise durch Ka- thodenzerstäubuug, eine sehr dünne, durch sichtige Metallhaut 13 aufgeführt wird, wel che eine gemeinsame Elektrode für alle die infrarotempfindlichen Miniaturzellen bildet, die im übrigen jede mit ihrem Draht 9 quer durch die Platte 2 gegenseitig isoliert und verbunden sind.
Auf der Innenseite der Platte 2 ragen die Drahtenden 14 aus der innern Wand der Platte in einer nagelbrettähnlichen Weise, wie in Fig. 2 gezeigt, hervor und bilden eine rasterförmig eingeteilte, als Steuergitter wir kende Elektrode. Die Form der Gitterele mente kann in verschiedener Weise variiert und beispielsweise auch in der Ebene der Platte, wie z. B. in Fig. 6 gezeigt, abge schlossen werden, indem die Herstellung in diesem Falle zum Beispiel teilweise elektro lytisch stattfinden kann. Die in Fig. 2 ge zeigte Isolationsschicht über den Gitterele menten kann bei andern Ausführungen fort fallen.
Auf der Innenseite der Platte 2 ist eine halbleitende Schicht 15 aufgeführt, die als Gitterwiderstand wirkt. Um annähernd eine homogene Ableitung von allen Gitter elementen zu erhalten, wird diese Schicht in bezug auf Ausdehnung und Dicke ausserhalb des Rasterfeldes so ausgeführt, dass der Un terschied im Widerstand zwischen der Kon taktleiste und den verschiedenen Punkten der Rasterfläche so gering wie möglich wird.
Eine völlig homogene Ableitung kann da durch erreicht werden, dass vor Auffällen der Schicht zwischen jeder Rasterlinie unmittel bar auf der Glasplatte sehr dünne Metall fäden aufgespannt werden, welche an einen Punkt einer Spannungsquelle oder eines Stromkreises von bestimmtem Potential an geschlossen werden. Der Widerstand der Schicht muss in solchem Falle sehr hoch sein, indem die lineare Ausdehnung des Wider standes eines jeden Gitterelementes nur die Hälfte des Abstandes zwischen zwei Raster- linien ist.
Die Schicht kann beispielsweise durch Elektronenzerstäubung oder Verdamp fen im Vakuum erzeugt oder in Form eines Pulvers mechanisch aufgefällt werden, wel ches nachher chemisch oder durch Erhitzen gehärtet wird. Über der Schicht 15 und ge gebenenfalls den freien Drahtenden wird ein. dünner isolierender Belag 16, z.
B. in Form einer Art von Email, aufgeführt, der einer seits die Spannung zwischen dem Gitterraster und der Widerstandsschicht 15 und ander seits der Fluoreszenzanode 5, die unmittelbar über der Isolationsschicht 16 aufgeführt ist, ertragen muss, und auf welcher Fluoreszenz anode 5 das sichtbare Bild gebildet wird.
Die Kathode ist als eine netzförmige, feindräh- tige, oxydbelegte oder anders präparierte Glühkathode 4 ausgeführt, durch welche das Bild betrachtet wird, und welche, falls sie aus langen, zusammenhängenden Drähten ausgeführt wird, wegen des Potentialabfalles vorzugsweise mit Wechselstrom geheizt wer den muss, und nicht wie in Fig. 1 schematisch angedeutet, mit Gleichstrom von einer Batte rie 17. Da die Kathode nicht bis zur sicht baren Glut geheizt zu werden braucht, wird sie bei Betrachtung des Bildes nicht nennens wert störend wirken.
Die Feinheit des Net zes und dessen Abstand von den Gitterele menten hängt hinsichtlich des Durchgriffes im Verstärkersystem wie der Länge der Git terfäden unter anderem davon ab, welche Art Zellen benutzt werden und von der hierdurch zur Verfügung stehenden Gitterspannungs- amplitude.
Mittels einer Batterie 18 wird der Fluores- zenzanode 5 ein positives Potential gegeben. Wird der Heizstrom angelassen, so wird die Fluoreszenzanode, unter Voraussetzung, dass die Gitterelemente 14 nicht negativ geladen sind, zum Leuchten gebracht.
Wird nun mit tels eines Gleitkontaktes 20 auf dem Po tentiometer 19 ein negatives Potential durch den Gitterwiderstand 15 der Gitterelemente angelegt, so wird der Anodenstrom ge schwächt, und durch Einstellen des Gitter- potentials auf genügende Höhe wird die Fluoreszenz völlig erlöschen. Mit Hilfe eines Gleitkontaktes 21 auf dem Potentiometer 19 kann der gemeinsamen Elektrode 13 der Sperrschicht ein positives Potential gegeben werden.
Unter der Voraussetzung, dass der Widerstand der Sperrschicht in unbeleuch- tetem Zustande im Verhältnis zum konstan ten Gitterwiderstand sehr hoch ist, wird vor läufig keine Fluoreszenz auftreten. Wird indessen die Sperrschicht 10, 12 mit aktiven Strahlen von wechselnder Intensität be strahlt, so stellen sich die Gitterelemente auf verschiedene, der Bestrahlungsintensität der zugehörigen. Zellenelemente entsprechende Potentiale ein und bringen dadurch die Fluoreszenzanode an den entsprechenden Punkten zum Leuchten.
Wird ein vollstän diges Bild von infraroten, für die Zellen aktiven Strahlen auf das Zellenraster gewor fen, so wird es sichtbar und in allen Halb tönen auf der Fluoreszenzanode in der für die betreffende fluoreszierende Substanz cha rakteristischen Emissionsfarbe wiedergege ben. Durch Umlegung der Gitterzellenspan- nung über die Schicht 15 und der äussern gemeinsamen Elektrode 13 des Zellenrasters wird, vorausgesetzt, dass die Zellen von einer Beschaffenheit sind, welche diese Umlegung erlaubt (z. B. Selen), das Bild negativ er scheinen.
Als Fluoreszenzmaterial kann beispiels weise Willemit, Zinksilikat, Zinksulfid, Cal- ciumivolframat oder andere bekannte Sub stanzen oder eine Zusammensetzung zweier komplementär leuchtender Stoffe, z. B. Zink silikat und Calciumwolframat, benutzt wer den.
Anstatt die fluoreszierende Anode auf der Innenseite der Wand 2 anzubringen, kann sie auch auf der Innenseite der Wand 3 vorgesehen werden, indem die Glühkathode in diesem Falle auf der Gitterseite zwischen den Gitterelementen 14 angebracht wird. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass das Bild nicht durch den Gitterraster und die Kathode beeinträchtigt wird, die bei der Be frachtung des Bildes hinter demselben liegen. Gleichzeitig wird die Spannung über der Iso lationsschicht 16 reduziert, die im - übrigen unter Voraussetzung genauer Einspannung der Glühfäden, bei dieser Ausführungsform fortgelassen werden kann.
Um den ungün- stigen Einfluss, den die Widerstandsschicht auf die Charakteristik haben kann, zu besei tigen, können die Kathodendrähte mittels einer über der Isolationsschicht 16 aufgefäll- ten leitenden Schicht, z. B. aus Graphitpul- ver, welches mit einer geeigneten Substanz gebunden wird, abgeschirmt werden.
Anstatt eine Gitterwiderstandsschicht an zuwenden, kann über dem Gitter ein infra- rot-empfindlicher Belag aufgeführt werden, derart, dass die Gitterableitung durch das ionisierte Gas oder Vakuum durch lichtelek trische Ablösung stattfindet. Diese Ablösung kann zum Beispiel mit Hilfe der infraroten Strahlung von der Glühkathode geschehen, die mittels eines regulären Glühwiderstandes oder von einer andern Strahlenquelle auf pas sende Glühtemperatur gebracht werden kann.
Anstatt eine Glühkathode zu benutzen, kann eine lichtelektrisch emittierende, infra rot empfindliche Kathode angewendet wer den, entweder in Form einer aufgefällten Schicht oder in Form eines Drahtnetzes oder dergleichen. Die Elektronenablösung kann zweckmässig mit Hilfe einer infraroten Strah lenquelle stattfinden, die derart angebracht wird, dass deren unsichtbare Strahlen, falls die Fluoreszenzschicht auf der Innenseite der Wand 3 angebracht ist, durch die Schicht hindurchgehen, indem die letztere in diesem Falle für infrarotes Licht so wenig wie mög lich absorbierend sein darf.
Die Vorteile die ser Anordnung sind, dass die Stromanlage vereinfacht und die Erwärmung der Einrich tung reduziert wird. Die Strahlenquelle kann gegebenenfalls gleichzeitig zur Ablösung des Gitterstromes benutzt werden, und kann die Form einer Leiste haben, die um das Bild feld herum verläuft und einen parabolischen Querschnitt hat, in dessen Brennlinie der Glühdraht angebracht ist.
Wie früher erwähnt, kann das sichtbare Bild, anstatt auf einem Fluoreszenzschirm gebildet zu werden, auch in einer Glimm- lichtschiclht gebildet werden, indem am Platze der Fluoreszenzanode eine Glimmkathode, die z.
B. mit Cs20, Cs, K, Na, Rb oder Verbin dungen dieser Stoffe belegt wird, vorgesehen wird, indem den Gittern irgendeine pas sende Form gegeben wird und sie gegebenen falls mit einem ähnlichen Stoff belegt wer den, so dass die Gitterableitung durch das Gas stattfinden kann, wofür Neon, Argon, Helium oder andere Gase oder Gemische Verwendung finden können. Die Anode kann zum Beispiel als ein dünnes Dralhttetz aus geführt werden.
Die in Verbindung mit Fig. 1, 2 und 3 beschriebene Ausführungs form kann auch mit pulsierendem Gleich strom oder Wechselstrom im Anodenkreis getrieben werden, indem der Apparat in die sem Fall als Gleichrichter wirkt und die eine Phase ausnutzt. Wird das Bild in einer Glimmlichtschicht gebildet, so wird in den meisten Fällen pulsierender Gleichstrom oder Wechselstrom mit Rücksicht auf die Halb töne des Bildes ein bedeutender Vorteil sein. Indessen kann auch, falls das sichtbare Bild in einer Glimmlichtschicht gebildet wird, Gleichstrom benutzt werden.
Eine Ausfüh rungsform dieser Art ist in Fig. 4 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist die linke Wand 2 der Entladungskammer im wesent lichen wie eine Rasterplatte gemäss Fig. 2 ausgeführt, indem auf der linken Seite der Platte ein Sperrschicht-Zellenraster vorge sehen ist, dessen einzelne Zellenelemente mit Metalldrähten 9 in leitender Verbindung stehen, welche Fäden durch die Platte 2 ge führt sind.
Das Steuergitter ist in Form eines rasterförmig eingeteilten, leitenden Be lages 22 auf der Innenseite der Wand 2 aus geführt. Unter dem Gitterraster 22 ist ein leitender Belag 23 vorgesehen, dem eine regu lierbare Spannung, z. B. annähernd Anoden potential, gegeben werden kann. 24 bezeich net eine Gleichstromquelle, deren negativer Pol mit der gemeinsamen Zellenelektrode 13 verbunden ist, während der positive Pol mit der netzförmigen Anode 5 in der Entladungs kammer verbunden ist.
Die Kathode 4 der Entladungskammer ist als Glimmkathode ausgeführt, und es kann derselben mittels des Gleitkontaktes 25 im Verhältnis zur Anode eine passende Spannung aufgedrückt werden. Zwischen den Wänden der Ent ladungskammer ist ein mit rasterförmig.an- geordneten Öffnungen 26 versehener Schirm 27 vorgesehen, der eine Ausbreitung der Ioni sation verhindern soll.
In Fig. 5 ist ein Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4 ge zeigt, der die Anordnung der kanalförmigen Öffnungen in dem Schirm 27 darstellt.
Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende: Zwischen der Kathode 4 und der Anode 5 wird eine Spannung angelegt, die unter der Löschspannung der Glimmentladung liegt. Die gemeinsame Elektrode 13 des Zellen rasters hat gegenüber der Anode eine Span nung erhalten, die über der Zündspannung der Glimmentladung liegt. Bei Beleuchtung des Zellenrasters 10, 12 wird derselbe leitend und der Gitterraster 22 wird mit einer der Beleuchtungsintensität des entsprechenden Zellenelementes entsprechenden Geschwindig keit negativ geladen.
Die Schicht 23 wirkt, wie erwähnt, als Ladungskondensator in Ver bindung mit dem Gitterraster 22. Während des Ladens des Gitters wächst der Span nungsabfall in der Entladungskammer und nähert sich der Zündspannung, und es wird schliesslich eine Glimmentladung stattfinden, die bis zur Entladung des Kondensatorele- mentes anhält. Bei dieser Ausführungsform werden die Halbtöne in dem sichtbaren Bilde dadurch erzielt, dass die Zeitintervalle in den Glimmlichtblinken in Übereinstimmung mit der Beleuchtungsintensität des entsprechen den Zellenelementes variiert werden.
In Fig. 6 ist eine andere Ausführungs form gezeigt, in welcher das sichtbare Bild ebenfalls in einer Glimmlichtschicht gebildet wird, wo aber die Halbtöne des Bildes da durch erzeugt werden, dass die Zündaugen blicke einer jeden Phase in Abhängigkeit von den Gitterpotentialen verschoben werden, indem Wechselstrom oder intermittierender Gleichstrom benutzt wird. Die Rasterplatte 2 ist in Übereinstim mung mit der Platte 2 in Fig. 2 ausgeführt mit der Ausnahme, dass das Gitter als eine rasterfürmig eingeteilte Schicht 28 ausge führt ist.
Zwischen der Kathode 4 und der Anode 5, die aus dünnen Drahtnetzen be stehen kann, ist in Übereinstimmung mit Fig. 4 ein Kanalraster 29 vorgesehen, der die Ausbreitung der Ionisation verhindern soll. Die Kathodendrähte 4 können gegebenen falls durch die Wände des Rasters geführt und von diesem getragen werden, ebenso wie das Gitter in derselben Weise wie in Fig. 2 ausgeführt und in die Kanäle hineinragen kann.
Die Kathode 4 und die Anode 5 sind jede mit ihrem Ende an eine Sekundärwick lung eines Transformators 30 angeschlossen, während der Gitterwiderstandsschicht 15 und der Sperrschicht 13 mittels der Gleichstrom quellen 31 und 32 passende Vorspannungen gegenüber dem Nullpunkt des Transforma tors gegeben werden. Die Gitterwiderstands- schiebt kann auch mit einem andern Punkte auf dem Transformator über einen variablen Kondensator verbunden werden, so dass das Grundpotential des Gitters gegen die Ano denspannung in Phase verschoben und da durch die Lichtstärke geregelt werden kann.
Die in Fig. 6 gezeigte Ausführungsform kann dadurch vereinfacht werden, dass die infrarotempfindliche Schicht auf der Innen seite der Platte 2 angeordnet wird, die aus einem für sichtbares und infrarotes Licht durchlässigen Material besteht. Die Schicht kann in diesem Falle kontinuierlich ausge führt werden und steuert die Zündaugen- blicke des Glimmlichtes für jede Phase. Die Oberfläche der Schicht wird derart präpa riert, dass ihre Ladungen durch das Gas ab geleitet werden.
In Fig. 7 ist eine besondere Ausführungs form des Steuergitters in Verbindung mit der photoelektrisch empfindlichen Schicht ge zeigt, auf die das infrarote Bild geworfen wird. Gemäss Fig. 7 ist zwischen der als Glühkathode ausgebildeten Kathode 4 und der fluoreszierenden Anode 5 in der Ent ladungskammer eine netzförmige Elektrode 33 vorgesehen, die als Steuergitter wirkt. In Fig. 8 ist ein Schnitt durch einen der Drähte 33 gezeigt. Wie aus Fig. 8 ersichtlich, be steht das Netz aus dünnen Metalldrähten 34, auf welche zum Beispiel durch Kondensation ein Belag 35 aus einem halbleitenden Ma terial aufgebracht ist, das als Gitterwider stand wirkt.
Auf diesem ist eine für infra rotes Licht photoelektrisch empfindliche Schicht 36 aufgeführt, die entweder leitend und unterbrochen oder halbleitend und kon tinuierlich aufgeführt sein kann. Die Wir kungsweise des Gitters 33 ist völlig überein stimmend mit den Gittern in den übrigen Ausführungsformen, indem die Zellen 36 durch den Widerstand 35 negativ geladen werden und den Anodenstrom von der Ka thode 4 sperren. Bei aktiver Bestrahlung eines Punktes auf dem Zellenraster 36 gibt dieser Elektronen ab und erhält ein positives Potential, das heisst der Anodenstrom wird durchgelassen und bringt die Anode dazu, entsprechend zu leuchten.
Zwischen der Ka thode und der Anode ist ein Kanalraster 37 angebracht, so dass jedes Element des licht empfindlichen Gitters vom zugeordneten Ele ment des Fluoreszenzschirmes derart beleuch tet wird, dass man eine optische Reaktion erreicht. In Fig. 7 sind Schlitze 38 in dem Kanalraster angedeutet, in welche Schlitze das Drahtnetz 33 eingeschoben ist.
39 bezeichnet eine Gleichstromquelle, deren Pole über den Potentiometerwiderstand 40 angeschlossen sind, mit dessen Hilfe der Kathode 4 und dem Gitter 33 gewünschte Spannungen im Verhältnis zueinander und gegenüber der Anode 5 erteilt werden können.
Fig. 9 zeigt einen Apparat, bei welchem die infrarot empfindliche Schicht eine Ka thode bezw. einen Kathodenraster in einer Vakuumzelle bildet, 2 und 3 bezeichnen die Wände der Entladungskammer, 4 und 5 Glühkathode bezw. fluoreszierende Anode, 14 das Steuergitter, das mit Hilfe der Drähte 9 mit der rasterförmig eingeteilten Anode 41 der Photozelle in Verbindung steht. 42 be zeichnet die netzförmige Kathode der Photo zelle, die mit dem für infrarotes Licht photo- elektrisch empfindlichen Belag versehen ist.
Vor der Kathode 42 ist eine Hilfskathode 43 angeordnet, die zum Beispiel als eine durch sichtige, auf der Innenseite der Glasplatte 44 aufgeführte, oder wie in der Zeichnung angedeutet, netzförmige Schicht ausgeführt: sein kann. Die Hilfskathode ist in Überein- stimmung mit der Hauptkathode mit einem für infrarotes Licht photoelektrisch empfind lichen Belag versehen. Zwischen die Katho den 43 und 42 ist ein elektrisches Feld ge legt.
Wenn ein Punkt auf der Hilfs- oder Aktivierungskathode 43 von infrarot aktivem Licht getroffen wird, werden an diesem Punkte Elektronen ausgelöst, die gleichzeitig mit ihrem ablösenden, durch die Kathode 43 passierenden Lichtstrahl den entsprechenden Punkt auf der Hauptkathode 42 treffen, wo sich die Wirkungen des Elektronenbombar- dementes und der Beleuchtung addieren.
Es hat sich nämlich gezeigt, dass, wenn eine lichtelektrische Substanz gleichzeitig mit der aktiven Wellenbestrahlung einem Elektro nenbombardement ausgesetzt wird, dieses Elektronenbombardement die Ablösungsarbeit der lichtelektrischen Substanz herabsetzt. Die praktische Wirkung hiervon ist, dass die Spektralempfindlichkeit der Substanz erwei tert wird, das heisst die Substanz wird gegen längere Wellen aktiviert, wodurch eine Er höhung der Elektronenemission erreicht wird.
Der Elektronenstrom, der sich jetzt von der Kathode 42 zu der Zellenanode 41 hin bewegt, kann unterwegs dadurch verstärkt werden, dass man in die Elektronenbahn einen oder mehrere sekundärelektronen-emit- tierende Körper 45 einschaltet. Diese werden aus leitendem Material ausgeführt und ihnen stufenweise passend gewählte Spannungen aufgedrückt, die ein Maximum der Sekundär elektronenemission ergeben. Sie können in derselben Weise wie die oben beschriebene Kathode oder wie dünne Häutchen ausge führt und mit leicht sekundärelektronen- emittierenden Stoffen, z.
B. Oxyden seltener Erden imprägniert sein. In der Figur ist eine Gleichstromquelle 46 angedeutet, die zur Aufrechterhaltung eines passenden Potential- unterschiedes zwischen der als Glühkathode ausgeführten Kathode 4 der Entladungskam mer und der Hilfskathode 43 der Vakuum zelle dient. Der Hauptkathode 42 und den Hilfselektroden 45 in der Vakuumzelle kön nen mit Hilfe von Schiebekontakten in Ver bindung mit dem Potentiometer 47 passende Potentiale erteilt werden.
Der Gitterwider stand 15 ist ebenfalls mit einem Schiebekon takt für die Einstellung der Spannung ver bunden. 48 bezeichnet eine Gleichstromquelle, die zur Aufrechterhaltung einer passenden Entladungsspannung in der Entladungskam mer dient.
Fig. 10 zeigt eine mit einem optischen System versehene Einrichtung, mit dessen Hilfe eine optisch-elektrische Verstärkung des sichtbaren Bildes bewirkt wird. Bei der Einrichtung gemäss Fig. 10 ist der Ent ladungsbehälter 1 in einem Kasten 49 an gebracht, an dessen einem Ende parallel mit dem Entladungsbehälter eine Linse 50 vor gesehen ist. 51 bezeichnet schematisch einen Gegenstand, von dem aus nur infrarote Strahlen in den Apparat hinein gelangen.
Mittels der Linse 50 wird ein infrarotes Bild 52 des Gegenstandes auf die für infrarotes Licht photoelektrisch empfindliche Schicht in dem Entladungsbehälter geworfen. Dies wird in einer wie vorstehend angegebenen Weise in ein sichtbares Bild 53 überführt, welches mittels einer Linse 54 in Form eines vergrösserten oder verkleinerten Bildes 55 auf eine Mattscheibe 56 geworfen wird. Vor der Linse 50 kann, falls erwünscht, ein Licht filter 57 angebracht werden.
Neben der Linse 54 ist eine Linse 58 vorgesehen, die einen Teil eines optischen Systems ausmacht, welches eine Anzahl Prismen 59 und Linsen 60, 61 umfasst, von denen die letztere sieh auf derselben Seite des Entladungsbehälters 1 wie die Linse 50 befindet. Das optische System ist derart ausgeführt, dass mittels der Linse 61 ein sekundär sichtbares Bild gegen die für infrarotes Licht empfindliche Schicht geworfen wird, welches sekundäre Bild in allen seinen Bildpunkten mit dem primären infraroten Bilde genau zusammen- fällt.
Es wird hier ein Zusatzstrom ausgelöst werden, der sich zu dem von der infraroten Bestrahlung primär ausgelösten Strom sum miert. Dieser Vorgang wiederholt sich und wird eine unendliche Summenreihe von stei genden Potenzen des Verhältnisses Zusatz- stromlprimär ausgelöster Strom bilden. Wird dieses Verhältnis grösser als 1, divergiert die Reihe, und es tritt eine von der infraroten Bestrahlung unabhängige Selbstaktivierung ein. Die Reaktionsbestrahlung muss deshalb beispielsweise mit Hilfe einer Blende 62 re guliert werden können.
Die durch Anwendung von Gittersteue rung erreichte Verstärkerwirkung kann durch Serienschaltung von mehreren Gitterstufen erhöht werden. Eine Ausführungsform mit zwei Gitterverstärkerstufen ist in Fig. 11 ge zeigt. Hier bezeichnen 1 und 1' die beiden in Serie geschalteten Entladungskammern, 2 die linke Wand der ersten Kammer, 3 die Scheidewand zwischen den beiden Kammern und 3' die rechte Wand der andern Kammer.
4 und 4' bezeichnen die Kathoden der beiden Kammern und 5 und 5' deren Anoden, von denen die letztere als Fluoreszenzanode aus geführt ist, während die erstere als eine auf der linken Seite der Scheidewand 3 auf- gefiibrte, rasterförmig eingeteilte Schicht ausgeführt ist, die mit Hilfe von dünnen Metalldrähten 9' mit dem Steuergitter 60' der andern Kammer in leitender Verbindung steht. Das Steuergitter 60 in der ersten Kam mer steht mit Hilfe der Drähte 9 mit der rasterförmig eingeteilten Anode 61 in der Vakuumzelle 62 in Verbindung, auf deren Kathode 63 die für infrarotes Licht photo elektrisch empfindliche Schicht aufgelegt ist.
64 bezeichnet eine Gleichstromquelle, die mit ihrem negativen Pol mit der Kathode 63 der Photozelle, und mit ihrem positiven Pol mit der fluoreszierenden Anode 5' verbunden ist. Zwischen den Polen der Stromquelle ist ein Widerstand 65 vorgesehen, der als Po tentiometer für die Kathoden 4 und 4' wirkt, welchen mittels Schiebekontakten eine ge wünschte Spannung im Verhältnis zu den Gittern 60 und 60' aufgedrückt werden kann.
Sowohl die Kathoden 4 und 4' wie die Gitter 60 und 60' sind bei der in Fig. 11 gezeigten Ausführungsform mit lichtelek trisch elektronenemittierenden Belägen ver sehen gedacht, so dass- die Elektronenablösung von sowohl Anodenstrom wie Gitterstrom mit Hilfe von Bestrahlung von einer Lichtquelle 66, die vorzugsweise infrarotes Licht aus strahlt, bewirkt werden kann. Der Strahlen quelle wird zweckmässig die Form einer Leiste gegeben, die um das Bildfeld herum verläuft und parabolischen Querschnitt hat, in dessen Brennlinie der Glühfaden ange bracht ist.
In diesem Falle muss die Raster platte 3 aus einem für infrarotes Licht durch lässigen Material und der Raster 5 mit redu ziertem Flächenteil der Partialanoden aus geführt werden, welche gegebenenfalls nur aus den Drahtenden 9' bestehen können oder mit durchscheinenden, z. B. bestäubten Flä chen ausgeführt werden. Man wird bei der in Fig. 11 gezeigten Ausführung in. der er sten Kammer ein negatives "elektrisches Bild" erhalten, das in der zweiten Stufe in ein posi tives sichtbares Bild umgekehrt wird.
In den Fällen, wo eine Ausführung des Zellenrasters in Übereinstimmung mit dem in Fig. 11 gezeigten, aber nur mit einer Git terstufe angewendet wird, kann die Strom richtung durch das Zellenraster zweckmässig umgekehrt werden, um bereits in der ersten Stufe ein positives Bild zu erhalten.
Die Wirkungsweise der Einrichtung dürfte ohne nähere Beschreibung verständlich sein. Der Elektronenstrom von der Kathode 4 wird mit Hilfe des Gitters 60 in Überein stimmung mit der Beleuchtungsintensität der entsprechenden Punkte des infraroten Bildes gesteuert, das mittels einer Linse gegen die Kathode<B>63</B> der Photozelle geworfen wird. Der Elektronenstrom plus der Gitterstrom passieren durch die Anode 5 der Verstärker stufe und bewirken mit Hilfe des@Gitters 60' die Steuerung des Entladungsstromes von der Kathode 4'.
Da der Gitterstrom der zwei ten Stufe aus dem Anodenstrom plus Gitter strom der ersten Stufe besteht, muss die In- tensität der Bestrahlung bezw. das Verhält nis zwischen den Flächengrössen oder Wir kungsgraden der infrarot empfindlichen Sub stanz in beiden Stufen derart ausgeführt wer den, dass sich die Spannungen der Stufen in ein günstiges Verhältnis einstellen, indem nur ihre Summe durch die äussern Klemm spannungen festgelegt ist.
Die Rasterplatten 2 und 3 können auch wie die Platte 2 in Fig. 9 ausgeführt werden. Beide Platten können in diesem Falle von völlig gleicher Ausführung sein, indem beide Platten aus für sichtbares und infrarotes Licht undurchlässigem Material bestehen.
Die photoelektrisch empfindliche Schicht braucht nicht notwendigerweise selbst raster- förmig eingeteilt zu sein. Sie kann zum Bei spiel in Form einer kontinuierlichen Schicht auf der Innenseite der Platte 2 angebracht werden, die in diesem Falle aus einem für infrarotes Licht durchlässigen Material aus geführt ist.
Über der Schicht wird ein halb leitender, für infrarotes Licht undurchläs siger, kontinuierlicher oder rasterförmig ein geteilter Belag und auf diesem eine leitende, als Steuergitter wirkende, kontinuierliche oder rasterförmig eingeteilte Schicht ange bracht, der ein lichtelektrisch emittierender. als Gitterableitung dienender Stoff auf geführt ist.
In Fig. 12 ist im Schnitt gezeigt, wie eine solche Einrichtung in der Praxis aus geführt werden kann. In der Figur bezeich nen 68 und 69 zwei den Platten 2 und 3 ent sprechende parallele Platten. Diese Platten sind unten an einem Fuss 70 befestigt. Zwi schen den Platten ist ein Kanalraster 71. z. B. in Übereinstimmung mit dem Kanal raster 29 in Fig. 6 angedeutet.
Der Apparat wird bei der Herstellung zusammengebaut, indem die Platten 68 und 69 zusammen mit dem Kanalraster 71 und den notwendigen Elektroden an dem Fuss 70 befestigt und als ein Ganzes in den Behälter 72 hinein geschoben werden, der darnach evakuier;. und zugeschmolzen wird. Alle die gezeigten Ausführungsformen können in ähnlicher Weise aufgebaut werden. Die erfindungsgemässe Einrichtung kann mit jeder beliebigen Stromform, vorzugsweise Gleichstrom, benutzt werden. Das Potential für die einzelnen Elektroden und Schichten sollte dabei nach Möglichkeit regelbar sein.
Um eine scharfe Wiedergabe der Halb töne des Bildes zu sichern, können zur Be einflussung der Bahnen der Elektronen ein oder mehrere Magnetfelder für die elektro magnetische Abbildung der elektronenemit- tierenden Fläche nach den von der Elektro nenoptik her bekannten Methoden vorgesehen werden. Es kann somit beispielsweise ein magnetisches Kraftfeld angewendet werden, dessen Kraftlinien derart gerichtet sind, dass die Elektronen gezwungen sind, sich in Bah nen annähernd senkrecht zu der Bildfläche zu bewegen.
In der Nähe der Kathode können in ein zelnen Fällen Raumladegitter vorgesehen werden.
In den Fällen, wo Fluoreszenzanoden an gewendet werden, können zur Vermeidung von unregelmässigen Oberflächenpotentialen zum Beispiel netzförmige Hilfsanoden in un mittelbarer Nähe der Fluoreszenzschicht an gebracht werden.
Die Elektroden in den oben beschriebenen Ausführungsformen können netzförmig oder in Form von durchlässigen Schichten oder Häutchen ausgeführt sein.
Bei den Ausführungsformen, wo eine Er hitzung des Zellenrasters, z. B. von den Glüh- drähten her, auftritt, kann in den Fällen, wo dies vorteilhaft ist, eine Kühlvorrichtung für den Zellenraster benutzt werden.
Falls eine Vergrösserung des sichtbaren Bildes erwünscht ist, kann in Verbindung mit dem erfindungsgemässen Apparat ein gewöhn licher, optischer Vergrösserungsapparat ange wendet werden.
In sämtlichen obengenannten Ausfüh rungsformen kann der Vorgang wiederholt werden, indem man das sichtbare Bild auf einen sekundären Zellenraster oder eine se kundäre lichtelektrische Schicht einwirken lässt. Dies kann mit Hilfe einer Linse oder auch direkt erreicht werden, indem die Flä- chen sehr nahe beieinander angeordnet wer den. Die Schichten können gegebenenfalls unmittelbar übereinander oder mit einer iso lierenden Zwischenschicht ausgeführt wer den.
Die Fluoreszenzstoffe für die zwischen liegenden Schichten können derart gewählt werden, dass deren Spektralemission mit der maximalen Spektralempfindlichkeit der ent sprechenden Zellen bezw. lichtelektrischen Schichten übereinstimmt.
Der Apparat gemäss der Erfindung kann als Nebelfernglas beispielsweise für Schiffe und Flugzeuge benutzt werden, kann aber auch in der Dunkelheit in Verbindung mit einem infraroten Strahlenwerfer angewendet =erden, der gegebenenfalls mit dem Apparat fest verbunden ist.
Als Material für die Linsen und durch sichtigen Platten kann man je nach dem be nutzten Spektralgebiet Glas, Quarz, Flussspat oder andere für infrarote Strahlen durchläs sige Stoffe benützen. Falls das Objektiv auch für sichtbares Lichtdurchlässig ist, kann vor oder hinter dem Objektiv ein passendes Fil ter vorgesehen werden, welches die sichtbaren Strahlen absorbiert.