DE1439670C3

DE1439670C3 -

Info

Publication number: DE1439670C3
Application number: DE19511439670
Authority: DE
Inventors: Lothar 7904 Erbach Schmidt
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1951-01-28
Filing date: 1951-01-28
Publication date: 1974-05-30
Also published as: DE1439670B2; DE1439670A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dreielektroden-Bildwandler- oder Bildverstärkerröhre mit einer Kadiodenelektrode, einer den Leuchtschirm tragenden Anodenelektrode und einer zwischen diesen angeordneten weiteren Elektrode, deren Potential sich von den Potentialen der benachbarten Elektroden unterscheidet und die eine kathodenseitige und eineThe invention relates to a three-electrode image converter or image intensifier tube with a cadiode electrode, an anode electrode carrying the luminescent screen and one arranged between them Another electrode, the potential of which differs from the potentials of the neighboring electrodes differs and the one on the cathode side and one

ίο leuchtschirmseitige Elektronendurchtrittsöffnung aufweist. ίο Has electron passage opening on the fluorescent screen.

Mit Kathodenelektrode ist die die Photokathode tragende und Photokathodenpotential führende Elektrode und mit Anodenelektrode oder SchirmelektrodeThe cathode electrode is the electrode that carries the photocathode and carries the photocathode potential and with anode electrode or shield electrode

X5 die den Leuchtschirm tragende und Anodenpotential (Schirmpotential) führende Elektrode bezeichnet.X5 the anode potential carrying the fluorescent screen (Shield potential) leading electrode.

Es sind bereits Bildwandlerröhren bekannt, die außer der auf Kathodenpotential liegenden und der auf Anodenpotential liegenden Elektrode weitere Elektroden aufweisen. So sind sogenannte Triodenbildwandlerröhren bekannt, deren zwischen der Kathoden- und Anodenelektrode liegende dritte Elektrode vorwiegend kreisringförmig ausgebildet ist. Die Elektronendurchtrittsöffnung dieser sogenannten Fokussierungselektrode ist bei den bekannten Röhren im allgemeinen derart groß, daß das Potential der Anodenelektrode durch diese Elektrode hindurchgreifen kann. Der Fokussierungselektrode kommt im wesentlichen die Aufgabe zu, das sich zwischen Anodcnelektrode und Kathodenelektrode ausbildende elektrische Feld gewissermaßen einzuschnüren.There are already image converter tubes known, except for the cathode potential and the electrode lying at anode potential have further electrodes. So are so-called triode imager tubes known, their third electrode located between the cathode and anode electrodes is predominantly designed in the shape of a circular ring. The electron passage opening of this so-called In the known tubes, the focusing electrode is generally so large that the potential of the Anode electrode can reach through this electrode. The focusing electrode comes in essential to the task that forms between the anode electrode and the cathode electrode to constrict electric field, so to speak.

Aus der französischen Patentschrift 1 304 621 ist eine Vierelektroden-Bildwandlerröhre bekannt, bei der ein virtuelles Zwischenbild erzeugt und die eine Vergrößerungsänderung zu erzielen erlaubt. Um jedoch eine Vergrößerungsänderung erreichen zu können, werden bei der bekannten Röhre jeweils die Potentiale der beiden zwischen Photokathode und Leuchtschirm vorgesehenen geändert, da eine Änderung des sich zwischen der ersten Anode und der Fokussierungselektrode ausbildenden elektrischen Felder auch eine Änderung des Feldes zwischen Photokathode und Fokussierungselektrode erfordert. Dadurch ergeben sich für den praktischen Gebrauch insbesondere im Gelände verhältnismäßig schwere und komplizierter bedienbare Spannungsversorgungsgeräte. From French patent specification 1 304 621 a four-electrode image converter tube is known, at which generates a virtual intermediate image and which allows a change in magnification to be achieved. To however to be able to achieve a change in magnification, are in each case the known tube Potentials of the two provided between the photocathode and the fluorescent screen changed because of a change of the electrical forming between the first anode and the focusing electrode Fields also requires a change in the field between the photocathode and the focusing electrode. This results in relatively heavy loads for practical use, especially off-road and power supply devices that are more complicated to use.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Bildwandlerröhre vorzusehen, die durch einfache Potentialänderungen an den Elektroden eine Variation des Abbildungsmaßstabes ermöglicht. Des weiteren soll bei allen gewählten Abbildungsmaßstäben die Verzeichnung des wiedergegebenen Bildes und die Randunschärfe des wiedergegebenen Bildes möglichst gering sein.The present invention has for its object to provide a novel image converter tube, which enables the image scale to be varied by simply changing the potential at the electrodes. Furthermore, the distortion of the reproduced image should be used for all selected image scales Image and the edge blurring of the reproduced image should be as low as possible.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die axiale Erstreckung und das Verhältnis der Größe der kathodenseitigen zur leuchtschirmseitigen Elektronendurchtrittsöffnung der weiteren Elektrode derart gewählt sind, daß eine gegenseitige Beeinflussung der sich an den Elektronendurchtrittsöffnungen der weiteren Elektrode ausbildenden elektrischen Felder weitgehend vermieden wird.According to the invention, the object is achieved in that the axial extent and the ratio the size of the cathode-side to the phosphor screen-side electron passage opening of the other Electrode are chosen so that a mutual influence of the electron passage openings the electrical fields forming the further electrode is largely avoided.

Die beschriebene Ausbildung der der Schirmelektrode (Anodenelektrode) vorgelagerten weiteren Elektrode gestattet es, den Ausbildungsmaßstab der Röhre durch Änderung der an den Elektroden anliegenden Potentiale, z. B. lediglich durch Änderung des anThe described design of the further electrode upstream of the shield electrode (anode electrode) allows the design scale of the tube by changing the size of the electrodes Potentials, e.g. B. only by changing the to

der Kathodenelektrode anliegenden Potentials, zu verändern. Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Anordnung wird darin gesehen, daß das auf dem Leuchtschirm wiedergegebene Bild sehr geringe Verzerrungen, wie Tonnen- oder Kissenverzerrungen aufweist. Das wiedergegebene Bild ist darüberhinaus bis zum Rand hin weitgehend scharf und seine Helligkeit bleibt auch bei verschiedenen Abbildungsmaßstäben weitgehend erhalten.the potential applied to the cathode electrode. Another advantage of the described Arrangement is seen in the fact that the picture displayed on the luminescent screen has very little distortion, like barrel or pincushion distortion. The reproduced image is also up to largely sharp towards the edge and its brightness remains even with different image scales largely preserved.

An Hand des in der Abbildung dargestellten Ausführungsbeispieles wird die Erfindung nachfolgend näher beschrieben.On the basis of the embodiment shown in the figure, the invention is described below described in more detail.

Die Figur zeigt eine Triodenbildwandlerröhre, also eine Bildwandlerröhre mit drei elektrisch getrennten Elektroden.The figure shows a triode imager tube, so an image converter tube with three electrically separated electrodes.

Die Kathodenelektrode ist mit 1, die weitere Elektrode mit 2 und die Schirmelektrode mit 3 bezeichnet.The cathode electrode is designated with 1, the further electrode with 2 and the shield electrode with 3.

Die Kathodenelektrode trägt den Photokathodenträger 4, der üblicherweise aus einer Glasscheibe besteht. Auf der Innenfläche dieser durchsichtigen Scheibe 4 ist die photoempfindliche Schicht 41 angeordnet. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Kathodenelektrode einen, den Elektronenfluß umgebenden zylindrischen Ansatz 8 auf. Der schirmseitige Rand der Kathodenelektrode I weist einen einwärts ragenden Ringflansch auf. Es ist zweckmäßig den Durchmesser des zylindrischen Teiles 8 der Kathodenelektrode 1 möglichst groß zu machen.The cathode electrode carries the photocathode carrier 4, which usually consists of a pane of glass. The photosensitive layer 41 is arranged on the inner surface of this transparent pane 4. In the illustrated embodiment, the cathode electrode has an electron flow surrounding cylindrical extension 8. The screen-side edge of the cathode electrode I has an inwardly protruding ring flange. It is appropriate the diameter of the cylindrical part 8 to make the cathode electrode 1 as large as possible.

Die Anodenelektrode trägt ebenfalls eine durchsichtige Scheibe 7, auf deren Innenfläche die Leuchtschirmsubstanz 71 aufgebracht ist. Ein zylindrischer Ansatz 13, dessen Durchmesser geringer ausgebildet ist als der Durchmesser des zylindrischen Ansatzes 8 der Kathodenelektrode 1, ist über einen kegelstumpf förmigen Ansatz 14 mit dem Leuchtschirm verbunden. Es kann gegebenenfalls zweckmäßig sein, an dem kathodenseitigen Ende der Anodenelektrode 3 eine ringförmige Blende 15 anzuordnen.The anode electrode also carries a transparent disk 7, on the inner surface of which the luminescent screen substance 71 is applied. A cylindrical extension 13, the diameter of which is made smaller is than the diameter of the cylindrical extension 8 of the cathode electrode 1, is shaped over a truncated cone Approach 14 connected to the luminescent screen. It may be useful if necessary the cathode-side end of the anode electrode 3 to arrange an annular screen 15.

Die — in Elektronenlaufrichtung gesehen — der Anodenelektrode 3 vorgelagerte weitere Elektrode 2 besteht bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus zwei mittels eines Ringflansches verbundenen Elektrodenteilen. Ihr mittlerer Teil besitzt einen möglichst großen, im allgemeinen durch die Vakuumhülle begrenzten Durchmesser. Der schirmseitige Rand der Elektrode 2 trägt einen einwärts ragenden Ringflansch 12. Das kathodenseitige Ende der Elektrode 2 weist einen angenähert zylindrischen Ansatz 16 auf, dessen Durchmesser 5 zweckmäßig geringer ausgebildet ist als der Durchmesser 6 des Ringflansches 12. Der zylindrische Ansatz 16 der Elektrode 2 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel noch mit einer Kappe 10 umgeben. In dem durch die Kappe 10 gebildeten ringspaltförmigen Hohlraum können zweckmäßig die Verdampferanordnungen 11 zur Herstellung der Photokathodenschicht 41 auf dem Träger 4 angeordnet sein. Solche Verdampferanordnungen bestehen z. B. aus einem elektrisch heizbaren Verdampferelement, so daß im allgemeinen von diesen Verdampferelementen noch zusätzliche Zuführungen durch die Glaswandung 17 der Röhre hindurchtreten.The further electrode 2 upstream of the anode electrode 3 - viewed in the direction of electron travel consists in the illustrated embodiment of two electrode parts connected by means of an annular flange. Its central part has as large a part as possible, which is generally delimited by the vacuum envelope Diameter. The edge of the electrode 2 on the screen side has an inwardly protruding annular flange 12. The end of the electrode 2 on the cathode side has an approximately cylindrical extension 16, the diameter 5 of which is expediently designed to be smaller than the diameter 6 of the annular flange 12. The cylindrical extension 16 of the electrode 2 is in the illustrated embodiment with a Surrounding cap 10. In the annular gap-shaped cavity formed by the cap 10 can expediently the evaporator arrangements 11 for producing the photocathode layer 41 on the carrier 4 be arranged. Such evaporator arrangements exist z. B. from an electrically heatable evaporator element, so that generally additional feeds from these evaporator elements pass through the glass wall 17 of the tube.

Um nun zu erreichen, daß durch Änderung eines oder mehrerer der an den Elektroden anliegenden Potentiale der Abbildungsmaßstab der Bildwandlerröhre verändert werden kann, ist die weitere Elektrode 2 so ausgebildet, daß das sich zwischen der weiteren Elektrode 2 und der Anodenelektrode 3 ausbildende elektrische Feld nicht wesentlich durch die Elektrode 2 hindurchgreift. Das heißt mit anderen Worten, daß sich zwischen der Kathodenelektrode 1 und der weiteren Elektrode 2 ausbildende elektrische Feld soll möglichst keine Beeinflussung durch das zwischen der Elektrode 2 und der Elektrode 3 bestehende elektrische Feld erfahren. Zu diesem Zweck ist das Verhältnis der Durchmesser der Elektronendurchtrittsöffnung 5 zur Elektronendurchtrittsöffnung 6 und die Länge der Elektrode 2 derart bemessen, daß kein Ineinandergreifen der sich kathodenseitig und schirmseitig ausbildenden Felder stattfindet. In order to achieve that by changing one or more of the electrodes applied Potentials of the imaging scale of the image converter tube can be changed, is the further electrode 2 designed so that the between the further electrode 2 and the anode electrode 3 is formed electric field does not significantly penetrate through the electrode 2. That means with others Words that between the cathode electrode 1 and the further electrode 2 electrical If possible, the field should not be influenced by the field between the electrode 2 and the electrode 3 experience electric field. For this purpose, the ratio is the diameter of the electron passage opening 5 to the electron passage opening 6 and the length of the electrode 2 dimensioned such that that there is no interlocking of the fields forming on the cathode side and on the screen side.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel betrug die Länge der Elektrode 2 etwa 50 mm, der Durchmesser der Elektronendurchtrittsöft'nung 5 etwa 6 mm und der Durchmesser der Elektronendurchtrittsöffnung 6 etwa 26 mm. Die gesamte Länge des Elektronenweges von der Photokathodenschicht 41 zur Leuchtschicht 71 betrug etwa 105 mm.In a preferred embodiment, the length of the electrode 2 was about 50 mm, the diameter the electron passage opening 5 is about 6 mm and the diameter of the electron passage opening 6 about 26 mm. The entire length of the electron path from the photocathode layer 41 to the Luminous layer 71 was about 105 mm.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel wurde bei kleinem Abbildungsmaßstab mit folgenden Spannungen betrieben: Kathodenelektrode —2,5 kV, weitere OkV, Schirmelektrode 10 kV. Durch Änderung nur einer einzigen Spannung konnte der Abbildungsmaßstab etwa verdoppelt werden (von etwa 1:1 auf etwa 2:1) und zwar wurde zur Erzielung des etwa doppelten Abbildungsmaßstabes anstatt von — 2,5 kV eine Spannung von —2OkV an die Kadiodenelektrode angelegt. Durch die Elektroden 1, 2 und 3 werden also zwei hintereinanderliegende sammelnde. Beschleunigungslinsen gebildet, deren Felder voneinander unabhängig beeinflußbar sind, da die Felder durch die Ausbildung der weiteren Elektrode gewissermaßen voneinander entkoppelt sind. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, die Bildwandlerröhre auch in der Weise zu betreiben, daß die weitere Elektrode und die Anodenelektrode auf gleiches Potential gelegt sind, so daß lediglich zwei Betriebspotentiale erforderlich sind. In diesem Betriebszustand erhält man einen großen Abbildungsmaßstab. Beispielsweise wurden die Kathodenelektrode an — 2OkV und bei den anderen Elektroden an 0 kV angeschlossen. Als vorteilhaft ergibt sich noch, daß die beschriebene Anordnung bei Betrieb mit kleinem Abbildungsmaßstab ein außerordentlich geringes Rauschen aufweist.The preferred embodiment was made at a small magnification with the following voltages operated: cathode electrode -2.5 kV, further OkV, shield electrode 10 kV. By change With just a single voltage, the image scale could be roughly doubled (from about 1: 1 to about 2: 1) and that was to achieve about twice the image scale instead of - 2.5 kV a voltage of —20 kV on the cadiode electrode created. The electrodes 1, 2 and 3 are two consecutive collecting. Accelerating lenses formed whose fields can be influenced independently, since the Fields are to a certain extent decoupled from one another by the formation of the further electrode. Through this it is possible to operate the image converter tube in such a way that the further electrode and the anode electrode are placed at the same potential, so that only two operating potentials required are. In this operating state you get a large image scale. For example the cathode electrode was connected to - 20 kV and the other electrodes to 0 kV. It also turns out to be advantageous that the described arrangement when operated with a small imaging scale has extremely low noise.

Es konnte beobachtet werden, daß sowohl bei kleinem als auch bei großem Abbildungsmaßstab das Bild nahezu völlig frei von Tonnen- oder Kissenverzeichnungen war und eine ausgezeichnete Schärfe über seine ganze Fläche aufwies. Die Helligkeit blieb trotz Änderung des Abbildungsmaßstabes nahezu konstant. Hierin wird ein weiterer Vorteil der crfindungsgemäßen Anordnung gesehen.It could be observed that the The image was almost completely free of barrel or pincushion distortion and was extremely sharp over its entire surface. Despite the change in the image scale, the brightness remained almost unchanged constant. This is seen as a further advantage of the arrangement according to the invention.

Die kathodenseitige Elektronendurchtrittsöffnung 15 der Anodenelektrode 3 ist vorteilhaft mit kleinerem Durchmesser auszubilden als die Elektronendurchtrittsöffnungen 6 der weiteren Elektrode 2, wobei das Anodenteil 13 rohrförmig oder kegelstumpfförmig auszubilden ist. Es kann sogar zweckmäßig sein, daß das Anodenteil 13 etwas in die Elektronendurchtrittsöffnung 6 der weiteren Elektrode 2 hineinragt, um die Brechkraft der aus der Anodenelektrode und der weiteren Elektrode gebildeten Linse zu erhöhen. Dadurch kann bei gleichen Vergrößerungsänderungen der Röhre die Baulänge der Röhre verringert werden.The cathode-side electron passage opening 15 of the anode electrode 3 is advantageously smaller Form diameter than the electron passage openings 6 of the further electrode 2, wherein the anode part 13 is to be designed tubular or frustoconical. It can even be functional be that the anode part 13 protrudes somewhat into the electron passage opening 6 of the further electrode 2, in order to increase the refractive power of the lens formed from the anode electrode and the further electrode. As a result, the overall length of the tube can be reduced with the same changes in the enlargement of the tube will.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

1 439 fcj / U claims:

1. Three-electrode image converter or image intensifier tube with a cathode electrode, a the anode electrode carrying the luminescent screen and another arranged between them Electrode whose potential differs from the potential of the neighboring electrodes and which has a cathode-side and a phosphor screen-side electron passage opening, characterized in that the axial extent and the ratio of Size of the cathode-side to the phosphor screen-side electron passage opening of the other Electrode are chosen so that a mutual influence of the electron flow openings the electrical fields forming the further electrode is largely avoided.

2. Three-electrode image converter or image intensifier tube according to claim 1, characterized in that that the cathode-side electron passage opening of the further electrode is smaller as the screen-side electron passage opening of the further electrode is smaller than the screen-side Electron passage opening is formed.

3. Three-electrode image converter or image intensifier tube according to claim 1 or 2, characterized in that the screen-side edge of the further electrode is designed as an inwardly protruding bead.

4. Dried electrode image intensifier or image intensifier tube according to one of claims 1 to 3, characterized in that the axial extension of the further electrode a quarter to three quarters, preferably about half, of the electron path amounts to.

5. Three-electrode image converter or image intensifier tube according to one of claims 1 to 4, characterized in that the screen-side electron passage opening of the further electrode is designed as a cylindrical pipe section.

Ct. Three-electrode image converter or image intensifier tube according to one of Claims J to 5, characterized in that an evaporator arrangement for producing the photocathode layer is arranged at the cathode-side end of the further electrode.

7. Three-electrode image converter or image intensifier tube according to one of claims 1 to 6, characterized in that the cathode-side end of the anode electrode is tubular or Is frustoconical.

8. Three-electrode image converter or image intensifier tube according to one of claims 1 to 7, characterized in that the cathode-side electron passage opening of the anode electrode is made smaller than the anode-side electron exit opening of the further electrode.

9. three-electrode image converter or image intensifier tube according to one of claims 1 to 8, characterized in that the cathode-side end of the anode electrode into the anode-side Electron exit opening of the further electrode

protrudes.