DE1564866A1

DE1564866A1 - Image converter or image amplifier tubes

Info

Publication number: DE1564866A1
Application number: DE19661564866
Authority: DE
Inventors: Lothar Schmidt
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1966-06-29
Filing date: 1966-06-29
Publication date: 1969-11-13
Also published as: DE1564866B2; DE1564866C3

Description

"Bildwandler- oder Bildverstärkerröhre" Zusatz zu Patent . ... ... (Patentanmeldung T 25 215 VIIIc/21g) Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildwandler- oder Bildverstärkerröhre mit Kathodenelektrode und einer der Anodenelektrode vorgelagerten weiteren Elektrode zur Beeinflussung der Laufbahn der Elektronen auf ihrem Weg von der Fotokathode zum Leuchtschirm, wobei die weitere Elektrode vorzugsweise an ein Potential gelegt ist, das sich von den Potentialen der benachbarten Elektroden unterscheidet und derart ausgebildet ist, da13 keine wesentliche gegenseitige Beeinflussung derjenigen elektrischen Felder stattfindet, die sich zwischen der weiteren Elektrode und den ihr benachbarten Elektroden ausbilden, nach Patent . ... ... (Zusatz zu Patentanmeldung T 25 2'i5 VIIIc/21g)."Image converter or image intensifier tube" addendum to patent. ... ... (Patent application T 25 215 VIIIc / 21g) The invention relates to an image converter or image intensifier tube with cathode electrode and one upstream of the anode electrode another electrode to influence the career of the electrons on their way from the photocathode to the luminescent screen, the further electrode preferably to a Potential is placed, which differs from the potentials of the neighboring electrodes and is designed in such a way that there is no significant mutual influence between them electric fields takes place between the further electrode and the to form their neighboring electrodes, according to patent. ... ... (addition to patent application T 25 2'i5 VIIIc / 21g).

In der deutschen Patentanmeldung T 25 215 VIIIc/21g ist eine Bildwandler- oder Bildverstärkerröhre vorgeschlagen worden, bei der zwischen der Fotokathode und dem Leuchtschirm wenigstens eine Elektrode angeordnet ist, die als Entkopplungselektrode wirkt. Diese Entkopplungselektrode ist derart.ausgebildet, daß sich die von ihren beiden Enden ausgehenden elektrischen Felder nicht beeinflussen können. Man kann das erreichen, indem man die Elektronendurchtrittsöffnungen dieser Entkopplungskathode im Verhältnis zur achsialen Erstreckung dieser Elektrode so bemißt, daß sich die in das Innere der Entkopplungselektrode eingreifenden Felder nicht mehr oder nur unwesentlich berühren. Das bedeutet, daß man beispielsweise ein Potential, das an einer der Entkopplungselektrode kathodenseitig benachbarten Elektroden, im allgemeinen das Potential der Kathode selbst verändern kann, ohne daß dadurch das zwischen der Entkopplungskathode und dem Leuchtschirm sich ausbildende elektrische Feld verändert wird. Mit einer solchen Anordnung läßt sich eine Schaltung mit einer Bildwandlerröhre in einfacher Weise verwirklichen, die eine Änderung des Abbildungsmaßstabes der Röhre erlaubt.In the German patent application T 25 215 VIIIc / 21g is one Imager or image intensifier tube has been proposed in which between the Photocathode and the luminescent screen at least one electrode is arranged as Decoupling electrode works. This decoupling electrode is designed in such a way that that the electric fields emanating from both ends do not influence each other can. One can achieve this by making the electron ports of this Decoupling cathode in relation to the axial extension of this electrode like this dimensioned that the intervening in the interior of the decoupling electrode fields no longer or only insignificantly. That means, for example a potential that is adjacent to one of the decoupling electrodes on the cathode side Electrodes, in general, can change the potential of the cathode itself without that as a result that between the decoupling cathode and the luminescent screen is formed electric field is changed. With such an arrangement, a circuit realize with an image converter tube in a simple manner that a change in the Image scale of the tube allowed.

Es sind bereits zweistufige Bildwandler- oder BildverstärkerrÖhren bekannt, deren Kopplung der b4iden Stufen optisch erfolgt, und zwar in der Weise, daß der Leuchtschirm der ersten Stufe die Fotokathode der zweiten Stufe belichtet. Mit solchen mehrstufigen Bildverstärkeranordnungen lassen sich erhöhte Verstärkungen, insbesondere eine erhöhte Helligkeit erzielen.They are already two-stage image converter or image intensifier tubes known, their coupling of the b4iden stages optically takes place, namely in such a way that the luminescent screen of the first stage is the photocathode of the second Level exposed. With such multi-stage image intensifier arrangements achieve increased gains, in particular increased brightness.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine neuartige und verbesserte zweistufige Bildwandler- oder Bildverstärkerröhrenanordnung vorzusehen.The object of the present invention is to provide a novel and to provide improved two-stage imager or intensifier tube assemblies.

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß sowohl die erste als auch die zweite Stufe einer zweistufigen Bildverstärkerröhrenanordnung aus einer Bildverstärkerröhre b zw. Bildwandlerröhre besteht, die eine zwischen dem Leuchtschirm und der Fotokathode angeordnete Batkopplungselektrode aufweist.According to the invention it is proposed that both the first and the second stage of a two-stage image intensifier tube assembly of an image intensifier tube b between the image converter tube, the one between the fluorescent screen and the photocathode having arranged Bat coupling electrode.

Mit einer gemäß der Erfindung vorgeschlagenen zweistufigen Bildwandlerröhre läßt sich bei hoher Verstärkung in einfacher Weise eine große Veränderungsdes Abbildungsmaßstabes der Bildverstärkerröhrenanordnung erzielen, wobei gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein enziges Potential geändert wird. Durch die Verwendung von zwei Röhren, von denen jede eine Entkopplungskathode besitzt, läßt sich eine Änderung des Abbildungsmaßstabes in jeder Stufe er--zielen, so daß für die gesamte Bildverstärkerröhrenanordnung sich ein sehr großer Regelbereich des Abbildungsmaßstabes ergibt. Dadurch kann eine an sich bekannte Tatsache ausgenutzt werden, daß die Auflösungskraft des Auges aus physiologischen Gründen bei niedrigeren Lichtpegeln immer mehr abnimmt. Der Abbildungsmaßstab kann also dem jeweiligem Beleuchungspegel angepaßt werden, wodurch infolge elektronenoptischer Verkleinerung - bei niedrigerem Lichtpegel eingestellt - ein heuchtdichtegewinn entsteht. Anhand der in den Figuren 1 und 2 beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung wird der Anmeldungsgegenstand nachfolgend näher erklärt.With a two-stage image converter tube proposed according to the invention a large change in the image scale can be easily achieved with a high gain of the image intensifier tube assembly, according to a preferred embodiment only one potential is changed. By using two tubes, from each of which has a decoupling cathode, the image scale can be changed in each stage, so that for the entire image intensifier tube assembly there is a very large control range of the image scale. This allows a known fact can be exploited that the resolving power of the eye For physiological reasons, it decreases more and more at lower light levels. The image scale can therefore be adapted to the respective lighting level, which results in electron-optical Reduction - set at a lower light level - a gain in density arises. Using the preferred exemplary embodiments described in FIGS. 1 and 2 of the invention, the subject of the application is explained in more detail below.

Die Figur 1 zeigt schematisch im Querschnitt eine zweistufige Bildverstärkerröhrenanordnung und die Figur 2 zeigt eine Tabelle, in der Beispiele für die erfindungsgemäße Potentialgebung für eine Anordnung nach, Figur 1 angegeben sind.FIG. 1 shows schematically in cross section a two-stage image intensifier tube arrangement and FIG. 2 shows a table in which examples of potential generation according to the invention are shown for an arrangement according to FIG. 1 are given.

Die in der Figur dargestellte zweistufige Bildverstärkerröhrenanordnung besteht aus zwei optisch miteinander ge- ,koppelten Bildverstärkerröhren. Die Bildverstärkerröhre der Stufe 1 besteht aus der die Fotokathode 1 tragenden Kathodenelektrode K1, der Ehtkopplungselektrode E1 und der den Leuchtschirm tragenden Anodenelektrode A1. Die Fotokathode-1 befindet sich auf einer gewölbten Glasschicht. Der Träger für den Leuchtschirm 2 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine plankonkave hichtleiterscheibe.The two-stage image intensifier tube assembly shown in the figure consists of two visually , coupled image intensifier tubes. The image intensifier tube of stage 1 consists of the one that carries the photocathode 1 Cathode electrode K1, the coupling electrode E1 and the one carrying the fluorescent screen Anode electrode A1. The photocathode-1 is located on a curved glass layer. The carrier for the luminescent screen 2 is in the illustrated embodiment a planoconcave waveguide disk.

Die Stufe 1T besteht ebenfalls aus einer Bildverstärkerröhrentriode, mit der die Fotokathode tragende Kathodenelektrode K2, der Entkopplungselektrode E2 und einer den Leuchtschirm 4 tragenden Anodenelektrode A2. Der Träger für die Fotokathode besteht aus einer plankonkaven Lichtleiterscheibe und der Trägerfür den Leuchtschirm aus einer planen Glasscheibe. Entsprechende Glasrohre 5 bzw. 6 bilden einen Teil der Vakuumhülle dieser Röhren und dienen gleichzeitig dazu, die einzelnen Elektroden in definiertem Abstand isoliert voneinander zu haltern.Stage 1T also consists of an image intensifier tube triode, with the cathode electrode K2 carrying the photocathode, the decoupling electrode E2 and an anode electrode A2 carrying the luminescent screen 4. The carrier for the The photocathode consists of a plano-concave light guide disk and the carrier for the luminescent screen made of a flat sheet of glass. Corresponding glass tubes 5 or 6 form part of the vacuum envelope of these tubes and serve at the same time to the to hold individual electrodes isolated from one another at a defined distance.

Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind beide Röhren getrennte Bauteile, die mit Hilfe der Lichtleiterscheiben optisch miteinander gekoppelt sind. Es ist selbstverständlich auch möglich, in bekannter Weise für den Leuchtschirm 2 der ersten Stufe und die Fotokathode 3 der zweiten Stufe einen einzigen Träger zu verwenden, so daß die beiden Stufen ein einziges Bauteil bilden.In the embodiment shown in Figure 1, both tubes are separate components that are optically coupled to one another with the help of the optical fiber disks are. It is of course also possible in a known manner for the luminescent screen 2 of the first stage and the photocathode 3 the second stage one to use a single carrier, so that the two stages form a single component.

Durch die Verwendung von Entkopplungselektroden in den beiden Stufen ist die zweistufige Bildverstärkerröhrenanordnung sehr geeignet, mit unterschiedlichen Abbildungsmaßstäben betrieben zu werden. Die Änderung dos Abbildungsmaßstabes dieser Anordnung läßt sich durch Änderung der anliegenden Potentiale erreichen.By using decoupling electrodes in the two stages the two-stage image intensifier tube arrangement is very suitable, with different To be operated on imaging scales. The change in the aspect ratio of this Arrangement can be achieved by changing the applied potentials.

Ein besonders zweckmäßiges Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt das in der Tabelle der Figur 2 angegebene Beispiel 1 einer Potentialgebung. Als wesentliches Merkmal dieses Beispieles 1 ist herauszustellen, daß zur Änderung des Abbildungsmaßstabes lediglich ein einziges Potential geändert werden muß, wobei sich der Abbildungsmaßstab in jeder Stufe ändert. Es multiplizieren sich für die gesamte zweistufige Anordnung die Änderungen der AbbildingsmaBstiäbe der einzelnen Stufen, so daß sich ein sehr großer Regelbereich des Gesamtabbildungsmaßstabes ergibt. Die Anodenelektrode der ersten Stufe ünd die Kathodenelektrode der zweiten Stufe sind elektrisch miteinander verbunden und zur Änderung des Abbildungsmaßstabes wird lediglich das an diesen beiden Elektroden anliegende Potential geändert. Wie aus der Spalte, zum Beispiel 1, der Figur 2 zu entnehmen ist, ändert sich der Gesamtabbildungsmaßstab von 1 : 1 bis 1 : 0,25, wenn das Potential der Elektrode A1 und der Elektrode K2 von 8 auf 12 KV erhöht wird, wobei die Potentiale an allen übrigen Elektroden konstant gehalten werden. Bei dem Ausführungsbeispiel 2 gemäß der Tabelle in Figur 2 werden die Potentiale der Entkopplungselektrode E1 der ersten Stufe und der Anodenelektrode A2 der zweiten Stufe gleichzeitig geändert, um eine Veränderung eines Abbildungemaßstabes zu erzielen. Die Potentiale der übrigen Elektroden behalten ihr konstantes Potential. Es ist eine Änderung des gesamten Abbildungsmaßstabes von 1 : '! bis 1 : 0,25 möglich. Die Elektroden A1 und g2 sind elektrisch miteinander verbunden und an ein gemeinsames Gleichpotential gelegt.Example 1 of potential generation given in the table in FIG. 2 shows a particularly expedient exemplary embodiment of the invention. It should be pointed out as an essential feature of this example 1 that only a single potential has to be changed in order to change the image scale, the image scale changing in each step. The changes in the imaging scale of the individual stages are multiplied for the entire two-stage arrangement, so that a very large control range of the overall imaging scale results. The anode electrode of the first stage and the cathode electrode of the second stage are electrically connected to one another and to change the image scale only the potential applied to these two electrodes is changed. As can be seen from the column, for example 1, in FIG. 2, the overall image scale changes from 1: 1 to 1: 0.25 when the potential of electrode A1 and electrode K2 is increased from 8 to 12 KV, with the potentials at all other electrodes are kept constant. In the embodiment 2 according to the table in FIG. 2, the potentials of the decoupling electrode E1 of the first stage and the anode electrode A2 of the second stage are changed at the same time in order to achieve a change in an imaging scale. The potentials of the other electrodes keep their constant potential. It is a change in the overall reproduction ratio from 1: '! up to 1: 0.25 possible. The electrodes A1 and g2 are electrically connected to one another and connected to a common DC potential.

Schließlich zeigt das Beispiel 3 in Figur 2 eine Schaltungsanordnung, bei welcher die Kathodenelektrode g1 der Stufe I und die Entkopplungselektrode E2 der Stufe II an veränderliche Potentiale gelegt werden, um eine Änderung des Abbildungsmaßstabes zu erreichen. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel läßt sich eine Änderung des gesamten Abbi ldungsmaßstabes von 1.: 1 bis 1 : 0,25 erzielen. Die Elektroden A1 und K2 sind wiederum elektrisch miteinander verbunden und führen ein gemeinsames Potential.Finally, the example 3 in Figure 2 shows a circuit arrangement, in which the cathode electrode g1 of stage I and the decoupling electrode E2 Level II can be applied to variable potentials in order to change the image scale to reach. In this embodiment too, a change in the entire Fig Achieve an insulation scale of 1: 1 to 1: 0.25. The electrodes A1 and K2 are in turn electrically connected to each other and have a common connection Potential.

Claims

. Patent claims 1. Image converter or image intensifier tube with cathode electrode and a further electrode upstream of the anode electrode for influencing the path of the electrons on their way from the photocathode to the fluorescent screen, the further electrode preferably being connected to a potential that is different from the potentials of the adjacent electrodes, and is formed so DAB no substantial interference of those electric fields occurs, the @ form between the further electrode and the electrode adjacent thereto Removing according to Patent. ... ... (patent application T 25 215 VIIIc / 21g), characterized by the use as the first and second stage of a two-stage image intensifier tube arrangement. z. Image converter or image intensifier tube according to Claim 1, characterized in that the two stages of the two-stage image intensifier tube arrangement are separate, ready-to-use, optically coupled individual tubes. 3. Image converter or image intensifier tube according to claim 1, characterized in that the two stages of the two-stage image intensifier tube arrangement are structurally inextricably combined with one another. 4. A circuit arrangement with an image processing tube arrangement according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the anode electrode carrying the fluorescent screen of the first stage and the cathode electrode carrying the photocathode of the second stage are connected to one and the same direct potential. 5. A circuit arrangement according to claim 4, characterized in that a continuously or preferably variable direct potential is applied to the electrically interconnected anode electrode of the first stage and cathode electrode of the second stage for the purpose of changing the imaging scales of both stages in the same direction while keeping the potentials applied to the other electrodes constant . 6. Circuit arrangement according to claim 4, characterized in that variable potentials are applied to the further electrode of the first stage and to the anode electrode of the second stage in order to change the imaging scales of both stages in the same direction while keeping the potentials applied to the other electrodes constant. Circuit arrangement according to Claim 4, characterized in that variable potentials are applied to the cathode electrode of the first stage and to the further electrode of the second stage for the purpose of changing the imaging scales of both stages in the same direction while keeping the potentials on the other electrodes constant.