DE1136021B - Anordnung zur elektrostatischen Ablenkung und Fokussierung eines nicht geradlinig verlaufenden Elektronenstrahles - Google Patents
Anordnung zur elektrostatischen Ablenkung und Fokussierung eines nicht geradlinig verlaufenden ElektronenstrahlesInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur elektrostatischen Ablenkung und Fokussierung
eines nicht geradlinig verlaufenden Elektronenstrahles mit Hilfe von gekrümmten Elektroden.
Bei üblichen Kameraröhren nach Art eines Vidicons erzeugt eine Kathode einen Elektronenstrahl,
der auf eine Fläche photoleitender Elemente oder eine Zielelektrode fokussiert wird und über diese
Elektrode abgelenkt wird, wobei auf diese Elektrode ein Bild projiziert wird. Eine geheizte Kathode erzeugt
aber auch Infrarotstrahlen, die, obwohl sie auf die Zielelektrode auftreffen, auf dieser kein Ausgangssignal
hervorrufen, weil die Zielelektrode in diesem FaE für diese Strahlen unempfindlich ist.
In einer Infrarotkameraröhre ist jedoch die Zielelektrode für Infrarotstrahlen empfindlich, und aus diesem
Grunde muß die Zielelektrode gegen die von der Kathode ausgehenden Infrarotstrahlen abgeschirmt
werden.
Infolge der geradlinigen Ausbreitung der Infrarotstrahlen kann man die Infrarotstrahlen daran hindern,
die Zielelektrode zu erreichen, indem man die Bahn zwischen der Kathode und der Zielelektrode
für diese Strahlen nicht geradlinig macht. Zu diesem Zweck ist es natürlich notwendig, ein System zu verwenden,
das einen Elektronenstrahl über eine solch gewundene Bahn ablenken und fokussieren
kann.
Zur Ablenkung und Fokussierung eines Elektronenstrahles kann entweder ein magnetisches oder ein
elektrostatisches System verwendet werden. Sind für eine Anordnung beide Arten von Systemen anwendbar,
so wird man einem elektrostatischen System den Vorzug geben, weil es im allgemeinen leichter und
kleiner ist und weniger Leistung benötigt als ein magnetisches System. So ist beispielsweise eine Anordnung
zur elektrostatischen Ablenkung eines nicht geradlinig verlaufenden Elektronenstrahles bekannt,
die aus zwei parallel zueinander angeordneten, in einer Ebene gekrümmten Ablenkplatten besteht.
Diese Anordnung ist zur Ablenkung des Strahles in einer Ebene bedingt geeignet. Soll der Strahl jedoch
in zwei zueinander senkrechten Ebenen abgelenkt werden und verwendet man dazu in Strahlrichtung
hintereinanderliegende Ablenkanordnungen der bekannten Art, so treten Ablenkfehler auf, deren Korrektur
sehr schwierig ist.
In üblichen elektrostatischen Ablenk- und Fokussiersystemen trifft der Elektronenstrahl lediglich im
Mittelpunkt rechtwinklig auf die Zielelektrode auf, und man benötigt eine um so größere Strahlspannung,
je weiter sich die Aufschlagstelle von dem Mittel-
und Fokussierung eines nicht geradlinig
verlaufenden Elektronenstrahles
Anmelder:
General Electric Company,
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)
Schenectady, N. Y. (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. B. Johannesson, Patentanwalt,
Hannover, Göttinger Chaussee 76
Hannover, Göttinger Chaussee 76
Beanspruchte Priorität:
IS V. St. v. Amerika vom 20. Dezember 1957 (Nr. 704 056)
IS V. St. v. Amerika vom 20. Dezember 1957 (Nr. 704 056)
Rowland Wells Redington, Schenectady, N. Y.,
und Pieter Jacobus van Heerden, Scotia, N. Y.
(V. St. Α.),
und Pieter Jacobus van Heerden, Scotia, N. Y.
(V. St. Α.),
sind als Erfinder genannt worden
punkt entfernt. Daraus ergibt sich, daß bei Systemen mit niedrig beschleunigtem Elektronenstrahl oft nicht
genug Spannung vorhanden ist, um den Strahl auf alle Punkte der Zielelektrode mit voller Intensität
auftreffen zu lassen. Deshalb baut man quer über die Oberfläche der Zielelektrode eine Potentialdifferenz
auf, welche das Ausgangssignal verzerrt. Ein weiterer Nachteil üblicher elektrostatischer Systeme besteht
darin, daß sie beachtliche Aberration und Ablenkastigmatismus aufweisen.
Die zuvor genannten Nachteile werden vermieden bzw. verringert, wenn erfindungsgemäß die gekrümmten
Elektroden für eine Ablenkebene aus zwei verschieden große Radien aufweisenden Kugelschalenausschnitten
bestehen, die derart angeordnet sind, daß ihre Krümmungsmittelpunkte zusammenfallen.
Infolge der nicht geradlinig verlaufenden Elektronenbahn ist die beschriebene Anordnung besonders
für Infrarotkameraröhren geeignet. Darüber hinaus weist die Anordnung gute Fokussierungseigenschäften
bezüglich des Elektronenstrahles auf. Schließlich zeichnet sich die Anordnung durch sehr
geringe Ablenkfehler aus.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden vier leitende halbkugelschalenförmige Ablenkelektroden in
Form von je zwei Paar konzentrisch zueinander angeordneten Schalen zur Ablenkung des Strahles benutzt.
Die Elektrodenpaare sind entgegengesetzt zueinander
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angeordnet, so daß der Elektronenstrahl zunächst ein matismus verwendet werden. Um die Infrarotstrah-Elektrodenpaar
passiert, in welchem er horizontal ab- lung weiter zu unterdrücken, ist die innere Fläche der
gelenkt wird, und dann das andere Elektrodenpaar Elektrode 31 und die äußere Fläche der Elektrode 29
passiert, in welchem er vertikal abgelenkt wird. Beide mit einer Substanz 36, beispielsweise mit Lampenruß,
Elektrodenpaare sind geschwärzt, wodurch die von 5 geschwärzt, so daß eine weitgehende Absorption der
der Kathode ausgehenden Infrarotstrahlen absorbiert Infrarotstrahlung bewirkt wird,
werden. Nach Verlassen der Schlitzblende 33 tritt der Elek-Die beschriebene Einrichtung wird im folgenden tronenstrahl in zwei weitere konzentrisch zueinander
an Hand der in den Fig. 1 bis 9 gezeigten Ausfüh- angeordnete halbkugelschalenförmig gebogene Elekrungsbeispiele
näher beschrieben. Gleiche Teile in den io troden ein, die den Elektronenstrahl in eine Ebene
einzelnen Figuren sind zur Bildung einer besseren ablenken, die senkrecht zu der Ablenkebene der Elek-Vergleichsmöglichkeit
mit gleichen Bezugsziffern ver- troden 29 und 31 steht. Am Ausgang der Elektroden
sehen. 37 und 39 befindet sich eine Zielelektrode 41, die
In Fig. 1 sind zwei Ablenkelektroden in Form von dem Elektronenstrahl bestrichen werden kann,
sphärischer Segmente 11 und 13 dargestellt, die kon- 15 Vor der Zielelektrode 41 kann noch eine Schirmzentrisch
zu dem Punkt 15 angeordnet sind und die gitterelektrode 43 angeordnet sein, mit deren Hilfe in
den gleichen Winkel miteinander einschließen. Die der unmittelbaren Nähe der Zielelektrode 41 ein
Form dieser Elektroden ist nochmals in einem Quer- homogenes elektrisches Feld hergestellt wird. Die
schnitt in Fig. 2 dargestellt. Bei Anlegen einer Span- innere Fläche der Elektrode 39 und die äußere Fläche
nung an die Elektroden 11 und 13 wird ein von einer 20 der Elektrode 37 werden zweckmäßig ebenfalls wie-Punktquelle
21 ausgehender Elektronenstrahl durch der mit Lampenruß oder ähnlichem geschwärzt, um
das entsprechende sphärische Feld abgelenkt und eine Absorption der Infrarotstrahlen zu erreichen, die
fokussiert, und zwar in der Weise, daß sich der Bild- noch die Schlitzblende 33 passieren,
punkt auf einer Geraden bewegt, die in ihrer Ver- Die beiden Elekrodenpaare können, obwohl sie in
längerung den Punkt 15 mit der Punktquelle 21 ver- 25 der Zeichnung als nahezu gleich groß dargestellt
bindet. Die exakte Lage dieses Bildes, die von der an sind, auch verschieden in der Größe sein. So erhält
die Elektroden 11 und 13 angelegten Spannung und man, wenn diese beiden Elektrodenpaare die gleiche
der Größe dieser Elektroden abhängt, ist ein Teil Größe haben und wenn sie etwa mit den gleichen
einer durch diese Punkte 21 und 15 gehenden Ge- Spannungen beaufschlagt werden, etwa eine quadraraden.
Diese Konstruktion ist gültig, unbeschadet ob 30 tische Fläche, über welche der Elektronenstrahl abes
sich um ein virtuelles oder reelles Bild handelt. Die gelenkt werden kann, was auch in vielen Fällen erSpannung
zwischen den Ablenkelektroden 11 und 13 wünscht ist. Verwendet man dagegen Elektrodenwird
zweckmäßig so gewählt, daß der Elektronen- paare verschiedener Größe, so muß man die Abstrahl
eine kreisförmige Bahn zwischen diesen Elek- Ienkspannungen an den beiden Elektrodenpaaren
troden beschreibt. In diesem Fall wird der Punkt der 35 verschieden groß machen, um ebenfalls eine quadra-Quelle
21 als Bildpunkt 23 abgebildet. Für irgend- tische vom Elektronenstrahl überstrichene Fläche zu
eine andere Spannung wird die Elektronenbahn ellip- bekommen.
tisch, und der Bildpunkt wandert beispielsweise zu wie es aus den Zeichnungen ersichtlich ist, wird
dem Punkt 25. Es wird dazu bemerkt, daß die Bild- der Elektronenstrahl 28 durch die Platten 29 und 31
ebene, die durch die Linie 26 dargestellt ist und die 40 horizontal und durch die Platten 37 und 39 vertikal
Punkte 23 und 25 verbindet, nicht orthogonal zu dem abgelenkt, d. h., der Strahl28 wird in zwei zueinander
Elektronenstrahl steht. senkrechten Richtungen abgelenkt, wenn an die Was hier als gültig für ein Feld zwischen kleinen beiden Elektrodenpaare Spannungen angelegt werden,
sphärischen Segmenten festgestellt wurde, gilt ebenso Die Genauigkeit, in welcher man ein Überstreichen
für sphärische Felder zwischen halbkugelschalen- 45 eines bestimmten Gebietes durch Ablenkung eines
förmigen Elektroden. In Fig. 3 ist ein Teil einer Elektronenstrahles in zwei zueinander senkrechten
Infrarotkameraröhre dargestellt, bei der halbkugel- Richtungen erhält, ist ähnlich wie in einer Oszilloschalenförmig
gebogene Ablenkelektroden verwendet graphenröhre, in welcher flache Ablenkelektroden
werden, um eine Ablenkung des Elektronenstrahles verwendet werden. Die Betriebsspannungen für sphäzu
erreichen, die nahezu gleich ist der Ablenkung, 5° rische Ablenksysteme sind jedoch ganz verschieden
wie man sie in Fernsehröhren benutzt. Ein Elek- von denen für flache Ablenkelektroden. Die Ablenktronenstrahlerzeugungssystem
27 erzeugt einen Elek- spannungen für flache Ablenkelektroden werden im tronenstrahl, dargestellt durch die punktierten Pfeile allgemeinen so gewählt, daß, wenn die Spannung an
28, der sich zwischen zwei zu dem Punkt 15 konzen- einer Elektrode eines Paares zunimmt, z. B. um 10 V,
trisch angeordneten halbkugelschalenförmigen Elek- 55 sich die Spannung an der anderen Elektrode dieses
troden 29 und 31 bewegt. Bei Anlegen einer variieren- gleichen Paares um 10 V vermindert. Um den gleiden
Spannung an diese Elektroden 29 und 31 wird chen Effekt mit sphärischen Ablenkelektroden zu erder
Strahl 28 längs eines Teiles einer Geraden abge- reichen, müssen sich die Wechselspannungen invers
lenkt und fokussiert, die in ihrer Verlängerung durch mit dem Verhältnis der Radien dieser sphärischen
den Ursprungspunkt des Strahles und den Mittel- 60 Segmente ändern. Die Gleichspannungen ändern sich
punkt 15 geht. Eine Elektrode 33 mit einer Schlitz- invers mit den Quadraten der Radien. Wenn beispielsöffnung
35 ist am Ausgang dieser Elektroden ange- weise der Radius der Elektrode 29 halb so groß ist
bracht und soll die von dem Elektronenstrahlerzeu- wie der Radius der Elektrode 31, so daß das Vergungssystem
27 ausgehende Infrarotstrahlung an der hältnis der Radien 2:1 ist, dann müssen sich die Abweiteren
Ausbreitung hindern. Diese Elektrode 33 65 Ienkspannungen an diesen Elektroden invers ändern,
vermindert zusätzlich noch Verzerrungen, die durch d. h., die Wechselspannung, die an die Elektrode 29
die Randfelder der Elektroden 29 und 31 erzeugt angelegt wird, muß zweimal so groß sein wie die
-werden, und kann weiterhin zur Steuerung des Astig- Wechselspannung an der Elektrode 31. Die Gleich-
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spannung an der Elektrode 29 muß dann viermal so halten einen entsprechenden Elektronenfluß von dem
groß sein wie die an der Elektrode 31. Zur Verdeut- Film 79 nach Masse durch den Widerstand 80, an
licherung sollen nun im folgenden Werte eines Aus- welchem dann eine Spannung abfällt, die eine zeit-
führungsbeispieles angegeben werden. Wenn die liehe Funktion der Intensität der Infrarotstrahlung
innere Elektrode einen Radius von 3,2 cm besitzt und 5 über im wesentlichen alle Punkte der Oberfläche 43
die äußere Elektrode einen Radius von 6,4 cm und darstellt. An den Anschluß 81 kann ein Verstärker
die Strahlenergie 220 V beträgt, dann sind die angeschlossen werden, der die an dem Widerstand 80
Gleichspannungen für die innere Elektrode 440 V abfallende Spannung verstärkt, so daß sie zur Er-
und für die äußere Elektrode 110 V. Übliche Ablenk- zeugung eines sichtbaren Bildes dienen kann, beispannungen
sind annäherungsweise 60 V Spitze auf io spielsweise in der Weise, wie ein elektrisches Fern-
den inneren Elektroden und ungefähr 30 V Spitze auf sehsignal in ein sichtbares Bild umgewandelt wird,
den äußeren Elektroden. Mit diesen Spannungen In Fig. 5 sind zusätzliche Einzelheiten einer Infra-
kann eine Zielelektrode mit mehr als 2 cm im Durch- rotkamerarohre mit kugelschalenförmigen Elektroden,
messer mit einer Auflösung von 0,1 bis 0,2 mm be- wie sie in den Fig. 3 und 4 dargestellt sind, dargestrichen
werden. 15 stellt. Mit 83 ist die Vakuumhülle einer Ablenkein-
In Fig. 4 ist Fig. 3 im Querschnitt dargestellt, wo- richtung bezeichnet. An dem Bodenteil der Hülle 83
bei zwecks vereinfachter Darstellung die Elektroden ist ein für Infrarotstrahlen durchlässiges Fenster 85
37 und 39 um 90° herumgeklappt sind, so daß die angeordnet, durch das das Infrarotbild mit Hilfe einer
beiden Ablenkebenen in einer Ebene liegen. Das Linse 87 auf der Zielelektrode 41 abgebildet wird. In
Elektronenstrahlerzeugungssystem 27 enthält eine 20 der Vakuumhülle sind entsprechende Isolatoren 91
Kathode 45, die über die Zuleitung 37 an eine ent- zur Durchführung von Anschlüssen für die entsprechende
Spannung gelegt wird. Mit HiKe der Zu* sprechenden Betriebspannungen vorgesehen,
leitungen 51 wird der Heizer 49 der Kathode ange- Kleinere sphärische Segmente als Halbkugelschalen schlossen. Die von der Kathode 45 erzeugten Elek- können ebenfalls erfolgreich in Infrarotkameraröhren tronen werden zunächst mit Hilfe einer ersten Elek- 25 verwendet werden, um zu verhindern, daß Infrarottrode 53 beschleunigt, der eine übliche Betriebsspan- strahlen die Zielelektrode erreichen. Auch sie können nung über die Zuführung 55 zugeführt wird. An- zu gleicher Zeit eine Ablenkung und Fokussierung schließend wird der Elektronenstrahl durch eine des Elektronenstrahles bewirken,
zweite Gitterelektrode 57 mit ihrem Anschluß 59 be- In Fig. 6 sind Ablenksegmente dargestellt, die nur schleunigt. Dann werden die Elektronen durch ein 30 Viertelkugelschalen darstellen. Die Systeme für die Linsensystem mit den Elektroden 60 und 63 fokus- horizontale Ablenkung sind mit 93 und 95 und die siert. Diese Elektroden sind mit den Zuführungen 62 beiden Viertelkugelschalen für die vertikale Ab- und 64 verbunden, und es ist aus der Figur zu er- lenkung mit 97 und 99 bezeichnet. Obwohl der Weg sehen, daß die Elektrode 62 die gleiche Spannung des Elektronenstrahles nicht ganz so gewunden ist erhält wie die Elektrode 57. Der in die Ablenkschalen 35 wie bei halbkugelförmiger Ausbildung der Platten, 29 und 31 eintretende Elektronenstrahl kann nun- so ist doch eine weitgehende Absorption der von der mehr als von einer Punktquelle ausgehend betrachtet Kathode ausgehenden Infrarotstrahlung an den gewerden, schwärzten Wänden der Ablenkplatten gegeben.
leitungen 51 wird der Heizer 49 der Kathode ange- Kleinere sphärische Segmente als Halbkugelschalen schlossen. Die von der Kathode 45 erzeugten Elek- können ebenfalls erfolgreich in Infrarotkameraröhren tronen werden zunächst mit Hilfe einer ersten Elek- 25 verwendet werden, um zu verhindern, daß Infrarottrode 53 beschleunigt, der eine übliche Betriebsspan- strahlen die Zielelektrode erreichen. Auch sie können nung über die Zuführung 55 zugeführt wird. An- zu gleicher Zeit eine Ablenkung und Fokussierung schließend wird der Elektronenstrahl durch eine des Elektronenstrahles bewirken,
zweite Gitterelektrode 57 mit ihrem Anschluß 59 be- In Fig. 6 sind Ablenksegmente dargestellt, die nur schleunigt. Dann werden die Elektronen durch ein 30 Viertelkugelschalen darstellen. Die Systeme für die Linsensystem mit den Elektroden 60 und 63 fokus- horizontale Ablenkung sind mit 93 und 95 und die siert. Diese Elektroden sind mit den Zuführungen 62 beiden Viertelkugelschalen für die vertikale Ab- und 64 verbunden, und es ist aus der Figur zu er- lenkung mit 97 und 99 bezeichnet. Obwohl der Weg sehen, daß die Elektrode 62 die gleiche Spannung des Elektronenstrahles nicht ganz so gewunden ist erhält wie die Elektrode 57. Der in die Ablenkschalen 35 wie bei halbkugelförmiger Ausbildung der Platten, 29 und 31 eintretende Elektronenstrahl kann nun- so ist doch eine weitgehende Absorption der von der mehr als von einer Punktquelle ausgehend betrachtet Kathode ausgehenden Infrarotstrahlung an den gewerden, schwärzten Wänden der Ablenkplatten gegeben.
Wie eingangs erklärt, wird diese Punktquelle auf Selbstverständlich müssen auch in dieser Anordnung
einer Geraden abgebildet, die in ihrer Verlängerung 40 die beiden Viertelkugelschalenpaare nicht die gleiche
die Punktquelle und den Mittelpunkt der Kugel- Größe besitzen.
schalen 29 und 31 verbindet. Eine an die Anschlüsse In Fig. 7 ist wieder ein Aufriß der Fig. 6 gezeigt,
65 und 67 angelegte Ablenkspannung erzeugt ein ver- wobei ebenfalls die Ablenkebene des zweiten Ablenkänderliches
elektrisches Feld zwischen den Platten 29 plattenpaares zwecks deutlicherer Darstellung um
und 31, das den Strahl 28 in einer waagerechten 45 90°, also in die Ebene des ersten Ablenkplatten-Richtung
entlang des Schlitzes 35 in der Elektrode 33 paares eingedreht wurde. Wie man aus dieser Figur
ablenkt. An die Elektrode 33 wird eine steuerbare ersehen kann, besteht ein grundlegender Unterschied
Spannung über den Anschluß 69 gelegt. Dann ver- zwischen halbkugelschalenförmigen und viertelkugelläuft
der Strahl zwischen den Schalen 37 und 39, wo schalenförmigen Ablenkplatten. Dieser Unterschied
er in einer vertikalen Richtung durch eine an die 5° liegt darin, daß zwischen den beiden Ablenkplatten-Schalen
37 und 39 angelegte sich ändernde Spannung paaren 93. 95 und 97, 99 kein Abbildungspunkt des
abgelenkt wird. Schließlich passiert der Elektronen- Strahles 28 ensteht. Der Grund hierfür ist darin zu
strahl die Gitterelektrode 43, die mit der im An- suchen, daß die Austrittsstelle des Paares aus einem
schlu 75 verbunden ist, und wird auf einen Punkt Ablenkplattenpaar nicht auf einer Geraden liegt, die
der Zielelektrode 41 geworfen. 55 durch die Punktquelle und den Krümmungsmittelpunkt
Die Zielelektrode 41 besteht aus einer Schicht 77 geht. Der Strahl wird jedoch an der Austrittsstelle des
eines photoleitfähigen Materials, beispielsweise Ger- zweiten Plattenpaares wieder zu einem Punkt fokusmanium
oder Silizium, das mit Gold, Kupfer oder siert. Dies ist einleuchtend, weil man sich zwei
Kobalt gedopt ist. Diese Schicht ist auf der Rück- Viertelkugelschalensysteme zu einem Halbkugelseite
mit einem leitenden Film 79 bedeckt. Die An- 60 Schalensystem zusammengesetzt denken kann,
zahl der Strahlelektronen, die durch das Material 77 In Fig. 8 ist die Viertelkugelschalenanordnung in auf den Film 79 gelangen, hängt von dem Betrag der einer Vakuumhülle 83 dargestellt. Der Hauptvorteil Infrarotbestrahlung an der entsprechenden Stelle ab. dieser Anordnung liegt in seiner Kleinheit im Ver-Folglich hängt die Anzahl der plötzlich auf die gleich zu einer Anordnung mit Halbkugelschalen, wie Punkte der Zielelektrode 41 gelangenden Elektronen 65 dies auch die Figur eindeutig zeigt. Jedoch steht in von der Infrarotbestrahlung an dem entsprechenden dieser Anordnung die Bildebene nicht senkrecht zu Punkt der Zielelektrode ab. Der Elektronenfluß zu dem auftreffenden Strahl, wie dies bei der Halbkugeldiesen Punkten verursacht durch kapazitives Ver- Schalenanordnung der Fall war, sondern sie ist ge-
zahl der Strahlelektronen, die durch das Material 77 In Fig. 8 ist die Viertelkugelschalenanordnung in auf den Film 79 gelangen, hängt von dem Betrag der einer Vakuumhülle 83 dargestellt. Der Hauptvorteil Infrarotbestrahlung an der entsprechenden Stelle ab. dieser Anordnung liegt in seiner Kleinheit im Ver-Folglich hängt die Anzahl der plötzlich auf die gleich zu einer Anordnung mit Halbkugelschalen, wie Punkte der Zielelektrode 41 gelangenden Elektronen 65 dies auch die Figur eindeutig zeigt. Jedoch steht in von der Infrarotbestrahlung an dem entsprechenden dieser Anordnung die Bildebene nicht senkrecht zu Punkt der Zielelektrode ab. Der Elektronenfluß zu dem auftreffenden Strahl, wie dies bei der Halbkugeldiesen Punkten verursacht durch kapazitives Ver- Schalenanordnung der Fall war, sondern sie ist ge-
ringfügig gegen den Strahl geneigt. Dieses ist kein besonderer Nachteil für Infrarotkameraröhren, wenn
man eine genügend große Strahlbeschleunigungsspannung verwendet, sondern wenn diese Ablenkelektroden in einem System verwendet werden, in welchem
der Elektronenstrahl ein Bild erzeugt, beispielsweise in Fernsehempfängerröhren, so ist das resultierende
Bild nur geringfügig verzerrt, wenn nicht korrigierende Ablenkelektroden vorgesehen sind. Diese Verzerrungen
ergeben sich aus der zum Strahl geneigten Bildebene. Der Elektronenstrahl hat zu verschiedenen
Bildpunkten verschieden lange Wege zurückzulegen. Da der Betrag der Ablenkung eines Elektronenstrahles
eine Funktion der Länge des Weges ist, wird der Strahl mehr abgelenkt, wenn er einen längeren
Weg zurücklegt, als wenn er nur kurze Wege zurücklegt, auch wenn die Ablenkspannung in beiden Fällen
die gleiche ist. Diese Verzerrung kann ganz einfach durch Erzeugung einer Gegenverzerrung mit Hilfe
der Ablenkspannungen korrigiert werden.
In einigen Ablenk- und Fokussieranordnungen kann es wünschenswert sein, sehr kleine sphärische
Segmente als Ablenkelefctroden zu verwenden, wie beispielsweise die in Fig. 1 dargestellten Ablenkelektroden.
Wie es bereits eingangs in der Beschreibung der Fig. 1 erwähnt wurde, trifft der Strahl nicht rechtwinklig
auf die Bildebene, wenn nur ein einziges Paar dieser Elektroden verwendet wird.
Wenn man jedoch, wie es in Fig. 9 dargestellt ist, mehrere Paare von Ablenkplatten verwendet, ist es
doch möglich, einen Elektronenstrahl zu erhalten, der rechtwinklig auf die Bildebene auftrifft. Das erste
Segmentpaar 103 und 101 lenkt den Strahl 28 in der senkrechten Ebene ab und neigt die Bildebene nach
unten, wie es in Fig. 1 gezeigt ist. Um nun diese Neigung auszuschalten, wird ein weiteres Paar von Ablenkelektroden
113 und 115 in entgegengesetzter Richtung angebracht, so daß sich die Enden der
Mittellinien der Zwischenräume zwischen den Elektroden beider Plattenpaare aneinander anschließen.
In dieser Figur sei angenommen, daß der Elektronenstrahls diesen Mittellinien folge. Wenn nun das
erste Plattenpaar die Ablenkebene nach unten neigt, so neigt das zweite Plattenpaar die Ablenkebene
wieder nach oben. Folglich läßt sich der Neigungseffekt dieser Elektroden für den Fall, daß die beiden
Ablenkplattenpaare die gleiche Größe haben und an die gleichen Spannungen, lediglich mit umgedrehten
Vorzeichen, angelegt werden, ausschalten. Die Bildebene steht also immer senkrecht zu dem Elektronenstrahl,
der aus den Elektroden 113 und 115 austritt. Wenn man zusätzlich noch eine horizontale Ablenkung
wünscht, können noch zwei entgegengesetzte Paare von Elektroden 123, 125 und 135, 137 angeordnet
werden, wie es aus Fig. 9 ersichtlich ist. Das Ablenk- und Fokussiersystem nach Fig. 9 ist
nicht besonders für Infrarotkameraröhren geeignet, weil der Weg des Elektronenstrahles nicht gewunden
genug ist. Jedoch ist diese Ablenkeinrichtung durchaus für Ablenk- und Fokussieranordnungen für
Bildröhren, Oszillographenröhren und ähnliche Röhren geeignet.
Aus dem Obenstehenden ergibt sich, daß bei der beschriebenen Infrarotkameraröhre nahezu keine von
der Kathode ausgehende Infrarotstrahlung auf die Zielelektrode gelangt. Im besonderen wird der Elektronenstrahl
durch die Verwendung von halbkugelschalenförmigen oder viertelkugelschalenförmigen
Ablenkelektroden in sehr gewundener Bahn abgelenkt. Durch Bedeckung der Oberflächen der Elektroden
mit Lampenruß wird die Infrarotstrahlung weitgehendst absorbiert. Des weiteren sind die Ablenkelektroden
leichter und kleiner und benötigen weitaus weniger Leistung als magnetische Ablenksysteme.
Darüber hinaus wird durch die langen Wege, über welche der Elektronenstrahl abgelenkt wird, die
Ablenkempfindlichkeit dieser Ablenkmittel erhöht, was sich darin zeigt, daß geringe Ablenkspannungen
notwendig sind. Bei geringen Ablenkspannungen sind aber auch die Randfelder nicht mehr so störend, und
folglich weist die beschriebene Anordnung auch eine geringe Aberration und einen geringen Ablenkastigmatismus
auf.
In allen Ausführungsbeispielen schließen die Ablenkplatten eines Paares den gleichen Winkel ein.
Dies ist aber nicht absolut notwendig, wenn es auch meistens erwünscht ist. Ferner kann die beschriebene
Anordnung nicht nur in Infrarotkameraröhren Verwendung finden, sondern sie kann ebenso in Fernseh-
und Oszillographenröhren angewendet werden.
Claims (6)
1. Anordnung zur elektrostatischen Ablenkung und Fokussierung eines nicht geradlinig verlaufenden
Elektronenstrahles mit Hilfe von gekrümmten Elektroden, dadurch gekennzeichnet,
daß die gekrümmten Elektroden für eine Ablenkebene aus zwei verschieden große Radien aufweisenden
Kugelschalenausschnitten bestehen, die derart angeordnet sind, daß ihre Krümmungsmittelpunkte zusammenfallen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelschalenausschnitte als
Halbkugelschalen ausgebildet sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kugelschalenausschnitte als Viertelkugelschalen ausgebildet sind.
4. Einrichtung mit Anordnungen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
zwecks Ablenkung des Elektronenstrahles in zwei zueinander senkrechten Ebenen zwei hintereinanderliegende,
aneinander anschließende Systeme vorgesehen sind.
5. Anordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch seine Verwendung in einer Infrarotkameraröhre.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Elektronenstrahl zugekehrten
Oberflächen der Ablenkelektroden zwecks Absorption der von der Kathode ausgehenden
Infrarotstrahlen mit einem die Infrarotstrahlen schlecht reflektierenden Material, beispielsweise
Lampenruß, bedeckt sind.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 612 545;
USA.-Patentschrift Nr. 2 721 954.
Deutsche Patentschrift Nr. 612 545;
USA.-Patentschrift Nr. 2 721 954.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
© 205 639/315 8.62
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US704056A US2928971A (en) | 1957-12-20 | 1957-12-20 | Infrared camera tube |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1136021B true DE1136021B (de) | 1962-09-06 |
Family
ID=24827875
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEG25984A Pending DE1136021B (de) | 1957-12-20 | 1958-12-19 | Anordnung zur elektrostatischen Ablenkung und Fokussierung eines nicht geradlinig verlaufenden Elektronenstrahles |
Country Status (3)
Country | Link |
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US (1) | US2928971A (de) |
DE (1) | DE1136021B (de) |
FR (1) | FR1224079A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0255981A1 (de) * | 1986-07-16 | 1988-02-17 | Kratos Analytical Limited | Optisches System für geladene Teilchen mit Vorrichtung zur Korrektur der Aberration |
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- 1957-12-20 US US704056A patent/US2928971A/en not_active Expired - Lifetime
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- 1958-12-19 DE DEG25984A patent/DE1136021B/de active Pending
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR1224079A (fr) | 1960-06-22 |
US2928971A (en) | 1960-03-15 |
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