DE1564866C3

DE1564866C3 - Use of a three-electrode image converter or image intensifier tube

Info

Publication number: DE1564866C3
Application number: DE19661564866
Authority: DE
Inventors: Lothar 7900 Ulm Schmidt
Original assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Current assignee: Telefunken Patentverwertungs GmbH
Priority date: 1966-06-29
Filing date: 1966-06-29
Publication date: 1975-07-03
Also published as: DE1564866B2; DE1564866A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer Dreielektroden-Bildwandler- oder Bildverstärkerröhre mit einer Kathodenelektrode, 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 eine Ieuchtschirmseitige Eiektronendurchtrittsöffnung aufweist, wobei die axiale Erstreckung und das Verhältnis der Größe der kathodenseitigen zur leuchtschirmseitigen Eiektronendurchtrittsöffnung der weiteren Elektrode derart gewählt sind, daß eine gegenseitige Beeinflussung der sich an den Elektronendurchtrittsöffnungen der weiteren Elektrode ausbildenden elektrischen Felder weitgehend vermieden wird, nach Hauptpatent 1 439 670. In den Unterlagen des deutschen Hauptpatents 1 439 670 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 Entkopplungskathoden im Verhältnis zur axialen 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.The invention relates to the use of a three-electrode image converter or image intensifier tube with a cathode electrode, an anode electrode carrying the luminescent screen and one between them arranged further electrode, the potential of which differs from the potentials of the adjacent electrodes and which has a cathode-side and a fluorescent screen-side electron passage opening, the axial extent and the ratio of the size of the cathode side to the fluorescent screen side Electron passage opening of the further electrode are chosen such that mutual influence the electrical that forms at the electron passage openings of the further electrode Fields is largely avoided, according to main patent 1 439 670. In the documents of the German main patent 1 439 670 an image converter or image intensifier tube has been proposed in which between the photocathode and the luminescent screen at least one electrode is arranged as a decoupling electrode works. This decoupling electrode is designed in such a way that the electrodes proceed from both ends Electric fields cannot influence it, one can achieve this by opening the electron passage openings this decoupling cathode in relation to the axial extent of this electrode as measures that the intervening in the interior of the decoupling electrode fields no longer or only insignificantly touch. This means that you have, for example, a potential at one of the decoupling electrodes on the cathode side adjacent electrodes, generally change the potential of the cathode itself can, without thereby forming the between the decoupling cathode and the luminescent screen electric field is changed. With such an arrangement, a circuit with an image converting tube can be realized realize in a simple manner that allows a change in the image scale of the tube.

Es sind bereits zweistufige Bildwandler- oder Bildverstärkerröhren bekannt, deren Kopplung der beiden Stufen optisch erfolgt, und zwar in der Weise, daß der Leuchtschirm der ersten Stufe die Fotokathode der zweiten Stufe belichtet. Mit solchen mehrstufigen BiId-Verstärkeranordnungen lassen sich erhöhte Verstärkungen, insbesondere eine erhöhte Helligkeit erzielen. Auch ist es bekannt, einen mehrstufigen Bildwandler in der Weise aufzubauen, daß zwei Stufen baulich zu einer zweistufigen Röhre vereinigt sind.There are already two-stage image converter or image intensifier tubes known, the coupling of the two stages is done optically, in such a way that the The first stage fluorescent screen exposes the second stage photocathode. With such multi-stage picture amplifier arrangements increased gains, in particular increased brightness, can be achieved. It is also known to build a multi-stage image converter in such a way that two stages structurally become one two-stage tube are combined.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch bei zweistufigen Bildverstärkerröhren mit einfachen Mitteln eine große Änderung des Abbildungsmaßstabes erreichen zu können. Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die eingangs genannte Bildwandler- oder Bildverstärkerröhre als erste und zweite Stufe einer zweistufigen Bildwandler- oder Bildverstärkeranordnung verwendet wird.The present invention is based on the object, even with two-stage image intensifier tubes simple means to be able to achieve a large change in the image scale. The task is achieved according to the invention in that the aforementioned image converter or image intensifier tube used as the first and second stages of a two-stage image converter or image intensifier arrangement will.

Die Bildverstärkeranordnung kann aus zwei baulich miteinander vereinigten oder aus zwei getrennten optisch miteinander gekoppelten Bildverstärkerstufen bestehen. The image intensifier arrangement can consist of two structurally combined with one another or of two optically separate ones there are coupled image intensifier stages.

Mit einer gemäß der Erfindung ausgebildeten zweistufigen Bildwandlerröhre läßt sich bei hoher Verstärkung in einfacher Weise eine große Veränderung des Abbildungsmaßstabes der Bildverstärkerröhrenanordnung erzielen, wobei gemäß einem bevorzugten Betriebsverfahren ein einziges Potential geändert wird. Durch die Verwendung von zwei Röhren, von denen jede eine Entkopplungskathode besitzt, läßt sich eine Änderung des Abbildungsmaßstabes in jeder Stufe erzielen, 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 jeweiligen Beleuchtungspegel angepaßt werden, wodurch infolge elektronenoptischer Verkleinerung — bei niedrigerem Lichtpegel eingestellt — ein Leuchtdichtegewinn entsteht.With a two-stage image converter tube designed according to the invention, with high gain in a simple manner a large change in the imaging scale of the image intensifier tube arrangement achieve, according to a preferred operating method, a single potential is changed. By using two tubes, each of which has a decoupling cathode, one Achieve change in magnification 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 per se The fact that the resolving power of the eye contributes to physiological reasons decreases more and more at lower light levels. The image scale can therefore correspond to the respective lighting level be adapted, which as a result of electron-optical reduction - at lower light levels adjusted - there is a gain in luminance.

Anhand der F i g. 1 und 2 wird die Erfindung nachfolgend näher erklärt.Based on the F i g. 1 and 2 the invention is described below explained in more detail.

Die Fig. 1 zeigt schematisch im Querschnitt eine zweistufige Bildverstärkerröhrenanordnung, undFig. 1 shows schematically in cross section a two-stage image intensifier tube arrangement, and

F i g. 2 zeigt eine Tabelle, in der Beispiele für die erfindungsgemäße Potentialgebung für eine Anordnung nach F i g. 1 angegeben sind.F i g. 2 shows a table in the examples of the invention Potential generation for an arrangement according to FIG. 1 are given.

Die in der F i g. 1 dargestellte zweistufige Bildverstärkerröhrenanordnung besteht aus zwei optisch miteinander gekoppelten Bildverstärkerröhren. Die Bildverstärkerröhre der Stufe I besteht aus der die Fotokathode 1 tragenden Kathodenelektrode K\, der Entkopplungselektrode E\ und der den Leuchtschirm tragenden Anodenelektrode Ai. Die Fotokathode 1 befindet sich auf einer gewölbten Glasschicht. Der Träger für den Leuchtschirm 2 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine plankonkave Lichtleiterscheibe.The in the F i g. 1 shown two-stage image intensifier tube arrangement consists of two image intensifier tubes optically coupled to one another. The image intensifier tube of stage I consists of the cathode electrode K \ carrying the photocathode 1, the decoupling electrode E \ and the anode electrode Ai carrying the luminescent screen. The photocathode 1 is located on a curved glass layer. In the exemplary embodiment shown, the carrier for the luminescent screen 2 is a plano-concave light guide disk.

Die Stufe II besteht ebenfalls aus einer Bildverstärkerröhrentriode, mit der die Fotokathode tragende Kathodenelektrode Ki, der Entkopplungselektrode Ei und einer den Leuchtschirm 4 tragenden Anodenelektrode Ai. Der Träger für die Fotokathode besteht aus einer plankonkaven Lichtleiterscheibe und der Träger für 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 II also consists of an image intensifier tube triode with which the cathode electrode Ki carrying the photocathode, the decoupling electrode Ei and an anode electrode Ai carrying the luminescent screen 4. The support for the photocathode consists of a plano-concave light guide disk and the support for the luminescent screen consists of a flat glass pane. Corresponding glass tubes 5 or 6 form part of the vacuum envelope of these tubes and at the same time serve to hold the individual electrodes isolated from one another at a defined distance.

Bei dem in F i g. 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 case of the FIG. 1 shown embodiment, the two tubes are separate components, which with the help of Optical fiber disks are optically coupled to one another. It is of course also possible in known Way for the luminescent screen 2 of the first stage and the photocathode 3 of the second stage a single carrier to be used 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 des 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 achieved very suitable to be operated with different image scales. The change the imaging scale of this arrangement can be achieved by changing the applied potentials.

Ein besonders zweckmäßiges Verfahren zum Betrieb der zweistufigen Bildverstärkerröhrenanordnung zeigt das in der Tabelle der F i g. 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 Änderung der Abbildungsmaßstäbe der einzelnen Stufen, so daß sich ein sehr großer Regelbereich des Gesamtabbildungsmaßstabes ergibt. Die Anodenelektrode der ersten Stufe und die Kathodenelektrode der zweiten Stufe sind elektrisch miteinander verbunden und zur Änderung des Abbildungsmaßstabes wird lediglich das an diesen beiden Elektroden anliegende Potential geändert.A particularly useful method of operating the two-stage image intensifier tube assembly is shown that in the table of FIG. 2 given example 1 of a potential generation. As a key feature of this Example 1 shows that only a single potential can be used to change the image scale must be changed, with the magnification changing in each stage. It's multiply for the entire two-stage arrangement, the change in the imaging scale of the individual stages, so that results in a very large control range of the overall image scale. The first stage anode electrode and the second-stage cathode electrode are electrically connected to each other and for change of the image scale, only the potential applied to these two electrodes is changed.

Wie aus der Spalte, zum Beispiel 1, der Fig.2 zu entnehmen ist, ändert sich der Gesamtabbildungsmaßstab von 1:1 bis 1 :0,25, wenn das Potential der Elektrode Ai und der Elektrode Ki von 8 auf 12 KV erhöht wird, wobei die Potentiale an allen übrigen Elektroden konstant gehalten werden.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 the electrode Ai and the electrode Ki is increased from 8 to 12 KV, whereby the potentials at all other electrodes are kept constant.

Bei dem Beispiel 2 gemäß der Tabelle in F i g. 2 werden die Potentiale der Entkopplungselektrode E\ der ersten Stufe und der Anodenelektrode Ai der zweiten Stufe gleichzeitig geändert, um eine Veränderung eines Abbildungsmaßstabes zu erzielen. Die Potentiale der übrigen Elektroden behalten ihr konstantes Potential. Es ist eine Änderung des gesamten Abbildungsmaßstabes von 1 :1 bis 1 :1 :0,25 möglich. Die Elektroden Ai und Ki sind elektrisch miteinander verbunden und an ein gemeinsames' Gleichpotential gelegt.In example 2 according to the table in FIG. 2, the potentials of the decoupling electrode E \ of the first stage and the anode electrode Ai of the second stage are changed at the same time to achieve a change in an imaging scale. The potentials of the other electrodes keep their constant potential. It is possible to change the overall reproduction scale from 1: 1 to 1: 1: 0.25. The electrodes Ai and Ki are electrically connected to one another and connected to a common DC potential.

Schließlich zeigt das Beispiel 3 in F i g. 2 eine Potentialgebung, bei welcher die Kathodenelektrode K\ der Stufe I und die Entkopplungselektrode Ei der Stufe II an veränderliche Potentiale gelegt werden, um eine Änderung des Abbildungsmaßstabes zu erreichen. Auch bei diesem Beispiel läßt sich eine Änderung des gesamten Abbildungsmaßstabes von 1 :1 bis 1 :0,25 erzielen. Die Elektroden Ai und Ki sind wiederum elektrisch miteinander verbunden und führen ein gemeinsames Potential.Finally, example 3 in FIG. 2 a potential generation in which the cathode electrode K \ of stage I and the decoupling electrode Ei of stage II are placed at variable potentials in order to achieve a change in the image scale. In this example, too, a change in the overall image scale from 1: 1 to 1: 0.25 can be achieved. The electrodes Ai and Ki are in turn electrically connected to one another and have a common potential.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

I. Using a three-electrode image converter or image intensifier tube with a cathode electrode, an anode electrode carrying the luminescent screen and a further electrode arranged between these, the potential of which differs from the potentials of the neighboring electrodes and one cathode-side and one Has electron passage opening on the fluorescent screen, the axial extent and the ratio the size of the cathode-side to the fluorescent screen-side electron passage opening of the further electrode are chosen such that a mutual influence of the electron passage openings the electrical fields forming the further electrode is largely avoided, according to main patent 1 439 670, as the first and second stage of a two stage imager or intensifier tube assembly.

2. A method for operating an image intensifier tube arrangement according to claim 1, characterized in that that the anode electrode carrying the phosphor screen of the first stage and that of the photocathode The load-bearing cathode electrode of the second stage is connected to one and the same direct potential will.

3. The method according to claim 2, characterized in that for the purpose of changing in the same direction Image scales of both levels while keeping the one applied to the other electrodes constant Potentials at the electrically interconnected anode electrode of the first stage and cathode electrode a continuously variable potential is applied to the second stage.

4. The method according to claim 2, characterized in that for the purpose of changing in the same direction Image scales of both levels while keeping those on the other electrodes constant Potentials to the further electrode of the first stage and to the anode electrode of the second stage changeable potentials are applied.

5. The method according to claim 2, characterized in that for the purpose of changing in the same direction Image scales of both levels while keeping those on the other electrodes constant Potentials to the cathode electrode of the first stage and to the further electrode of the second stage changeable potentials are applied.