DE1764034B2

DE1764034B2 - ELECTRONIC IMAGE CONVERTER OR IMAGE AMPLIFIER TUBE WITH CHANNEL PLATE

Info

Publication number: DE1764034B2
Application number: DE19681764034
Authority: DE
Inventors: Brian William Burgess Hill; Adams John East Grinstead; Sussex Manley (Großbritannien)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1967-03-29
Filing date: 1968-03-23
Publication date: 1976-04-01
Also published as: US3487258A; GB1164894A; SE332465B; NL6804164A; DE1764034A1; JPS4915101B1; FR1560095A; AT282709B

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Bildwandler- oder Bildverstärkerröhre mit einer Photokathode, einer auf Sekundäremission beruhenden Verstärkervorrichtung und einem elektronenoptischen System, das Rotationssymmetrie aufweist und eine elektronenoptische Achse hat, die mit der Rotationssymmetrieachse zusammenfällt und senkrecht auf der Oberfläche der Photokathode steht, wobei die Hauptstrahlen der Photokathode zu einem gemeinsamen Kreuzungspunkt hin gerichtet sind und die Verstärkervorrichtung jenseits dieses Kreuzungspunktes angebracht ist.The invention relates to an electronic image converter or an image intensifier tube with a photocathode, a secondary emission intensifier device and an electron optical system having rotational symmetry and an electron optical system Has axis coinciding with the rotational symmetry axis and perpendicular to the surface of the Photocathode stands, whereby the main rays of the photocathode to a common crossing point are directed towards and the amplifier device is attached beyond this crossing point.

Eine solche Bildwandler- oder Bildverstärkerröhre ist aus der DT-PS 9 12 726 bekannt.Such an image converter or image intensifier tube is known from DT-PS 9 12 726.

Bei Verwendung von als Kanalplatten ausgebildeten Verstärkervorrichtungen (wenn sie einen Teil einer elektronischen Bildwandler- oder Bildverstärkerröhre f,s bilden) wird eine elektrische Spannung zwischen die beiden Elektroden der Platte gelegt, wodurch sich ein elektrisches Feld ergibt, das die Elektronen beschleunigt, und ein Spannungsgradient durch den Sirorr erzeugt wird, der durch innerhalb der Kanäle gebildete Flächen mit ohmschem Widerstand oder (wenn es keine derartigen Kanalflächen gibt) durch das Material dei Platte fließt. Durch Sekundäremission in den Kanäler erfolgt die Elektronenvervielfachung, und die Ausgangselektronen können durch ein zweites Beschleuni gungsfeld beeinflußt werden, das zwischen der Aus gangselektrode und einer geeigneten Prallplatte, ζ. Β einem Leuchtschirm, erzeugt sein kann.When using amplifier devices designed as channel plates (if they are part of a electronic image converter or image intensifier tube f, s form) an electrical voltage is placed between the two electrodes of the plate, creating a results in an electric field that accelerates the electrons, and a voltage gradient through the Sirorr is generated by surfaces with ohmic resistance formed within the channels or (if there is no such channel surfaces exist) through which the material of the plate flows. Through secondary emission in the canals the electron multiplication takes place, and the output electrons can be accelerated by a second The field between the output electrode and a suitable baffle plate can be influenced, ζ. Β a luminescent screen.

Kanalverstärkervorrichtungen der hier betrachteter Art mit durch Sekundäremission herbeigeführter Elektronenvervielfachung enthalten eine Matrix, die als ohmscher Widerstand betrachtet werden kann und die Form einer Platte hat, bei der eine der großen Flächer die Eingangsfläche und die andere die Ausgangsfläche der Matrix bilden. Beide Flachen sind mit einer leitenden Schicht versehen, wobei die Schicht auf det Eingangsfläche der Matrix als Eingangselektrode unc die gesonderte leitende Schicht auf der Ausgangsfläche der Matrix als AusgangseJektrode dient. In der Matrix sind langgestreckte Kanäle vorgesehen, die je einen Durchgang von der Eingangsfläche zur Ausgangsfläche bilden, wobei die Verteilung und der Querschnitt der Kanäle und der spezifische Widerstand der Matrix derartig sind, daß das Auflösungsvermögen und die Elektronenvervielfachungscharakterisitk jeder beliebigen Flächeneinheit der Vorrichtung und jeder beliebigen anderen Flächeneinheit sich genügend entsprechen um Bilder zu erzeugen.Channel amplifier devices of the type under consideration with those brought about by secondary emission Electron multiplication contain a matrix that can be viewed as an ohmic resistance and which Has the shape of a plate in which one of the large surfaces is the input surface and the other is the output surface the matrix form. Both surfaces are provided with a conductive layer, the layer on det Input surface of the matrix as input electrode unc the separate conductive layer on the output surface serves as an output electrode for the matrix. In the matrix Elongated channels are provided, each with a passage from the input surface to the output surface form, the distribution and the cross section of the channels and the resistivity of the matrix are such that the resolving power and the electron multiplication characteristics are any Area unit of the device and any other area unit correspond sufficiently to create images.

Beim Betrieb solcher Kanalplatten stellte es sich heraus, daß die Verstärkung kritisch vom Länge-Durchmesser-Verhältnis (L/D-Verhältnis) der Kanäle abhängt, was bedeutet, daß dieses Verhältnis für sämtliche Kanäle auf der ganzen Fläche das gleiche sein muß, urr eine überall gleiche Verstärkung zu erhalten. Zui Vermeidung dieser kritischen Abhängigkeit vom Länge-Durchmesser-Verhältnis kann man eine schräge Anordnung der Kanäle verwenden, wie sie aus der GB-PS 9 99 180 für eine Kanalplatte als Teil eines Bildwandlers der keine Strahlfokussierung aufweist, bekannt war.During the operation of such channel plates it turned out that the reinforcement is critically dependent on the length-to-diameter ratio (L / D ratio) of the channels depends, which means that this ratio for all Channels must be the same over the entire area in order to obtain the same gain everywhere. Zui Avoidance of this critical dependence on the length-diameter ratio you can use an inclined arrangement of the channels, as described in GB-PS 9 99 180 for a channel plate as part of an image converter which has no beam focusing, was known.

Eine andere Schwierigkeit bezieht sich auf da; Verhalten eines Elektrons, das sich einem Kanal aul einer Bahn nähert, die parallel zur Kanalachse verläuft Ein derartiges Elektron kann gradlinig durch den Kana hindurchgehen, ohne auf die Kanalwand aufzutreffen d. h., ohne eine Sekundäremission herbeizuführen. Be einer Bildröhre, bei der die Photokathode nahe dei Kanalplatte angeordnet ist und die Elektronen sich ohne die Zwischenschaltung eines elektronenoptischen Sy stems in der Richtung zur Verstärkervorrichtung hir bewegen, kann dies Informationsverluste im ganzer überstrichenen Bereich verursachen. Bei Bildröhren z. B. bei einer sogenannten elektronenoptischen Diode bei denen Elektronen auf divergierenden Wegen zi einer Kanalplatte geführt werden, in der sämtliche Kanäle parallel zur elektronenoptischen Achse verlau fen, wurde gefunden, daß die erwähnte nachteilige Wirkung einen dunklen Fleck etwa in der Mitte de; Bildes herbeiführt, wo die Zahl der Elektronenbahnen die nahezu parallel zu den Achsen der Kanäle verlaufen am größten ist.Another difficulty relates to there; Behavior of an electron moving into a channel approaches a path that runs parallel to the channel axis. Such an electron can go straight through the kana go through without hitting the canal wall d. i.e., without inducing a secondary emission. Be a picture tube in which the photocathode is arranged close to the channel plate and the electrons move without the interposition of an electron optical system in the direction of the amplifier device hir move, this can cause information loss in the entire swept area. With picture tubes z. B. in a so-called electron optical diode in which electrons on divergent paths zi a channel plate in which all channels run parallel to the electron-optical axis fen, it was found that the aforementioned adverse effect de a dark spot about in the middle; Image brings about where the number of electron orbits which run almost parallel to the axes of the channels is greatest.

Diese zweite Schwierigkeit läßt sich in gewissen Maße dadurch beheben, daß ein plötzlicher Übergang der Feldstärke an oder bei den Eingangsöffnungen dei Kanäle (d. h. an oder bei der Eingangsfläche der Matrix erzeugt wird, so daß sich bei jeder Eingangsöffnung eir konvergierendes oder divergierendes Linsenfeld ergibtThis second difficulty can be remedied to some extent by making a sudden transition the field strength at or at the entrance openings of the channels (i.e. at or at the entrance surface of the matrix is generated so that a converging or diverging lens field results at each entrance opening

Diese Schwierigkeit läßt sich auch dadurch beheben. !laß das elektrische Feld schräg gelegt wird, wie dies B in der OE-PS 2 44 403 beschrieben ist. Bei Elektroden hoher Energie oder hoher Geschwindigkeit ist jedoch die Auswirkung solcher Maßnahmen, die die Erzeugung einer Querfeldkomponer-te bezwecken. !läufig unzureichend, um die erwünschte Ablenkung der Elektronenbahnen herbeizuführen.This also solves this difficulty. ! let the electric field be slanted like this B in the OE-PS 2 44 403 is described. With high energy or high speed electrodes however, the effect of such measures that the Purpose of generating a transverse field component. ! is usually insufficient to bring about the desired deflection of the electron orbits.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Anbringung einer Kanalplatte als Ven-tärkervorrich- _mg in einer elektronischen Bildröhre mit einem elektroner>optischen System solche Schwierigkeiten zu vermeiden.The invention is based on the object at the attachment of a channel plate as Ven-tärkervorrich- _m g in an electronic picture tube with a elektroner> optical system to avoid such difficulties.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch „löst, daß die Verstärkervorrichtung eine Kanalplatte fet, deren Vorder- und Rückseiten senkrecht auf der _Cp_tj_schen Achse stehen und deren Kanäle zueinander parallel verlaufen und alle einen derartigen gleichen Winkel mit einer die elektronenoptische Achse enthaltenden Ebene bilden, daß keiner der Hauptstrahlen parallel zu den Achsen der Kanäle ist.This object is achieved by the invention characterized "in that the amplifier device fet a channel plate whose front and back sides are perpendicular to the _C p _t j _sc hen axis and extend their channels parallel to each other and all such same angle with the electron-optical axis Form containing plane that none of the principal rays is parallel to the axes of the channels.

Außer der die elektronenoptische Achse enthaltenden Ebene, in bezug auf die sämtliche Kanäle ausgerichtet sind und unter einem bestimmten Winkel verlaufen, läßt sich eine zweite, die optische Achse enthaltende Ebene erkennen, weiche die Achsen der Kanäle enthält, die sie schneidet. Diese Ebene wird als die erste axiale Hauptebene bezeichnet, während die senkrecht auf ihr stehende axiale Ebene als die zweite axiale Hauptebene bezeichnet wird.Except for the plane containing the electron-optical axis with respect to all the channels are aligned and run at a certain angle, a second, the optical axis containing plane recognize which contains the axes of the channels it intersects. This level is called the denotes the first main axial plane, while the axial plane perpendicular to it is referred to as the second axial main plane is referred to.

Das elektronenoptische System bezweckt, ; He aus einem bestimmten Punkt der Photokathode emittierten Elektronen auf der Bild- oder Brennfläche des Systems in einem Punkt zu bündeln. Aus einem derartigen Dingpunkt auf der Photokathode emittierte Elektronen verlassen die Kathode unter den verschiedensten Winkeln innerhalb eines breiten Kegels. Die Bahn der Elektronen, die aus dem betreffenden Dingpunkt in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche der Photokathode emittiert werden, wird als Hauptstrahl bezeichnet.The purpose of the electron optical system is; He emitted from a certain point of the photocathode To bundle electrons on the image or focal surface of the system in one point. From such a one Thing point on the photocathode emitted electrons leave the cathode among the most diverse Angles within a wide cone. The path of the electrons coming from the point in question in in a direction perpendicular to the surface of the photocathode is referred to as the principal ray.

Durch den schrägen Verlauf der Kanäle wird erreicht, daß ein etwaiger »dunkler Fleck« zum Rand des Bildfeldes in ein Gebiet verschoben wird, in dem die Störung weniger lästig ist, als wenn sie in der Mitte des Bildes auftritt.Due to the inclined course of the canals, that any "dark spot" is shifted to the edge of the image field in an area in which the Disturbance is less of a nuisance than when it occurs in the center of the picture.

Die Winkel zwischen den Hauptstrahlen und den zugehörigen Kanälen schwanken zwischen einem Mindest- und einem Höchstwert. Der Mindestwert dieser Winkel kann groß genug bemessen werden, um zu verhüten, daß Elektronen geradewegs oder wenigstens mit genügender Vervielfachung durch die Kanäle hindurchgehen. Der Höchstwert der Winkel muß beschränkt werden, um zu verhindern, daß der Astigmatismus, der bei schräg verlaufenden Kanälen auftritt und mit zunehmendem Winkel Φ zunimmt, allzu stark wird.The angles between the main rays and the associated channels vary between a minimum and a maximum value. The minimum value of these angles can be made large enough to prevent electrons from passing straight through the channels or at least with sufficient multiplication. The maximum value of the angles must be restricted in order to prevent the astigmatism which occurs with inclined channels and which increases with increasing angle Φ from becoming too severe.

Es hat sich gezeigt, daß die unvermeidliche Schwankung des Winkels keinen großen visuellen Güteunterschied zwischen den verschiedenen Teilen des Bildes zur Folge hat. Deshalb ist es auch nicht erforderlich, eine Matrix zu verwenden, deren Kanäle konvergierende oder divergierende Achsen aufweisen-, eine solche Matrix wäre äußerst schwer herstellbar.It has been found that the inevitable variation in angle does not have a great visual quality difference between the different parts of the picture. Therefore it is not necessary to have a To use a matrix whose channels have converging or diverging axes - such a Matrix would be extremely difficult to make.

Das elektronenoptische System kann vom Typ der elektronenoptischen Diode sein, wie diese in Philips Research Reports, Band 7, S. 119 bis 130 (1952), beschrieben worden ist Trotz der Talsache, daß die Rildebenedes elektronenoptischen Systems eine Krüm-The electron optical system can be of the electron optical diode type such as that in Philips Research Reports, Volume 7, pp. 119-130 (1952). Despite the fact that the Of the electron optical system has a curvature

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ss

60 mung aufweist, wie dies lus »Eckart: Elektronenoptische Bildwandler und Röntgenbildverstärker, Leipzig 1962« bekannt ist, kann die Kanalplatte ebene Eingangsund Ausgangsflächen besitzen, sofern das elektronenoptische System eine ausreichende Brennweite hat. Die Kanalplatte kann jedoch auch gekrümmt sein, wobei die Krümmung im gleichen Sinne verläuft, und vorzugsweise die gleiche ist wie die Krümmung der Bildebene. 60 , as is known from Eckart: Electron-optical image converters and X-ray image intensifiers, Leipzig 1962, the channel plate can have flat input and output surfaces, provided the electron-optical system has a sufficient focal length. However, the channel plate can also be curved, the curvature running in the same sense, and preferably being the same as the curvature of the image plane.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und worden im folgenden näher beschrieben.
Es zeigtEmbodiments of the invention are shown in the drawings and are described in more detail below.
It shows

Fig. 1 einen Axialschnili durch eine Elektronenbildröhre mit flacher Kanalverstärkervorrichtung,1 shows an axial section through an electron picture tube with flat channel amplifier device,

Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch einen Teil einer Kanalverstärkervorrichtung der Röhre der Fig. 1, wobei die Zeichenebene die erste axiale Hauptebene ist,FIG. 2 is an enlarged section through part of a channel amplifier device of the tube of FIG Fig. 1, wherein the plane of the drawing is the first main axial plane,

F i g. 3 ein Diagramm zur Erläuterung der Bedingungen, die in der ersten axialen Hauptebene der Röhre nach Fig. ] auftreten,F i g. 3 is a diagram to explain the conditions in the first main axial plane of the tube after Fig.] occur,

Fig.4 einen schematischen Schnitt zur Erläuterung eines Verfahrens zum Herstellen schräger Matrizen.4 shows a schematic section for explanation a method of making inclined matrices.

F i g. 5 einen Axialschnitt durch eine Röhre mit gekrümmter Kanalverstärkervorrichtung.F i g. 5 shows an axial section through a tube with a curved channel amplifier device.

In F i g. 1 ist eine äußere Strahlung von einem Objekt O her mittels einer Linse auf eine Photokathode P gerichtet, wodurch auf dieser ein Bild erzeugt wird. Aus sämtlichen Teilen der Photokathode werden Photoelektronen mit örtlich in Abhängigkeit vom erzeugten Bild verschiedenen Intensitäten ausgelöst.In Fig. 1, external radiation is directed from an object O by means of a lens onto a photocathode P , as a result of which an image is generated thereon. Photoelectrons are released from all parts of the photocathode with locally different intensities depending on the image generated.

Die Photokathode P bildet zusammen mit einer konischen oder nahezu konischen Anode A eine elektronenoptische Diode, deren elektronenoptisches System derartig ist, daß die emittierten Photoelektronen zu einem Strahlenbündel R konzentriert werden, wobei dieses Bündel unter der Einwirkung der sphärischen Äquipotentialflächen zwischen der Photokathode Pund der konischen Anode A konvergiert wird. Wenn das Bündel durch die Öffnung in der konischen Anode A hindurchgeht, wird es durch die negative Linsenwirkung bei der Konusöflnung weniger konvergierend gemacht, was eine Zunanme der Brennweite bedeutet. Das Strahlenbündel R wird schließlich in der gestrichelt angegebenen Bildebene F zu einem Brennpunkt konvergiert. In dieser Ebene, die eine erhebliche Krümmung aufweist, liegen sämtliche Bildpunkte.The photocathode P together with a conical or almost conical anode A forms an electron-optical diode, the electron-optical system of which is such that the emitted photoelectrons are concentrated into a beam R , this bundle under the action of the spherical equipotential surfaces between the photocathode P and the conical anode A is converged. As the bundle passes through the opening in the conical anode A , the negative lens action at the conical opening makes it less convergent, which means an increase in the focal length. The bundle of rays R is finally converged to a focal point in the image plane F indicated by dashed lines. All of the pixels lie in this plane, which has a considerable curvature.

Die Anode A hat einen zylindrischen Teil, der sich an die Eingangselektrode Ei einer als Kanalplatte ausgebildeten Kanalverstärkervorrichtung /, die weiter eine Ausgangselektrode Ei aufweist, anschließt. Das elektronenoptische System P-A weist Rotationssymmetrie um eine elektronenoptische Achse Z-Z auf, die senkrecht auf der Oberfläche der Photokathode P und auf den Eingangs- und Ausgangsflächen der Kanalplatte /steht an den Stellen, wo sie diese schneidet.The anode A has a cylindrical part which adjoins the input electrode Ei of a channel amplifier device / in the form of a channel plate and which also has an output electrode Ei . The electron-optical system PA has rotational symmetry about an electron-optical axis ZZ which is perpendicular to the surface of the photocathode P and to the input and output surfaces of the channel plate / is at the points where it intersects it.

Wie aus Fig. 2, die einen vergrößerten Axialschnitt durch einen Teil der Vorrichtung darstellt, ersichtlich ist, wird die Kanalplatte / gemäß einem regelmäßigen Muster von Kanälen C durchzogen, wobei die Achse X-X jedes Kanals einen Winkel Φ mit der /weiten axialen Hauptebene (die senkrecht auf der Zeichenebene steht, in der die Achse Z-Zliegt). einschließt.As can be seen from Fig. 2, which shows an enlarged axial section through part of the device, the channel plate / is traversed according to a regular pattern of channels C , the axis XX of each channel making an angle Φ with the / broad main axial plane (the perpendicular to the plane of the drawing in which the Z-Z axis lies). includes.

F i g. 2 zeigt, wie Photoelektronen aus der Photokathodc P auf Bahnen b die Kanalplatte / erreichen. In jedem der Kanäle, in den in einem bestimmten Augenblick Photoelektronen eintreten, erfolgt durch Sekundäremission eine Elektronenvcrvielfachung, z. B..F i g. 2 shows how photoelectrons from the photocathodc P reach the channel plate / on paths b. In each of the channels, into which photoelectrons enter at a given moment, there is an electron multiplication by secondary emission, e.g. B ..

wie dies schematisch in der Zeichnung angegeben ist, unter der Einwirkung des elektrischen Beschleunigungsfeldes, das dadurch erzeugt wird, daß die Elektroden E) und Ei mit einer schematisch durch B\ (Fig. 1) dargestellten Spannungsquellc verbunden werden. Eine Quelle Bi erzeugt ein zweites Beschleunigungsfeld zwischen der Elektrode Ei und einer leitenden Schicht, z. B. aus Aluminium, die einen Teil eines Leuchtschirmes S ( Fig. 1) bildet, der sich auf der Ausgangsseite der Kanalplatte befindet.as indicated schematically in the drawing, under the action of the electric acceleration field which is generated in that the electrodes E) and Ei are connected to a voltage source shown schematically by B \ (Fig. 1). A source Bi generates a second accelerating field between the electrode Ei and a conductive layer, e.g. B. made of aluminum, which forms part of a fluorescent screen S (Fig. 1), which is located on the output side of the channel plate.

In Fig. 2 wird der Einfachheit halber angenommen, daß alle Photoelektronen b sich auf parallelen Bahnen senkrecht zur Matrixoberfläche bewegen und sich somit den Kanälen unter einem konstanten Winkel Φ mit den Kanalachsen nähern. In Wirklichkeit ist dies nicht der Fall außer (in erster Näherung) in der Mitte der Kanalplatte /.For the sake of simplicity, it is assumed in FIG. 2 that all photoelectrons b move on parallel paths perpendicular to the matrix surface and thus approach the channels at a constant angle Φ with the channel axes. In reality, this is not the case except (as a first approximation) in the center of the channel plate /.

In Wirklichkeit treffen die Hauptstrahlen, z. B. der in Fig. 1 durch Rp dargestellte Hauptstrahl, die Kanalplatte /unter sich ändernden Winkeln, so daß sie mit den betreffenden Kanälen Winkel wie j3i, ßi und ßs machen, die in Fig.3 schematisch angegeben sind. Fig.3 bezieht sich auf das, was sich in der ersten axialen Hauptebene abspielt, d. h. in der Axialebene, in der die Achse Z-Z liegt und in der auch die Achsen X-X derjenigen Kanäle liegen, die durch die Ebene geschnitten werden. Es ist deutlich, daßIn reality the main rays hit e.g. B. the main ray shown in Fig. 1 by Rp, the channel plate / at changing angles, so that they make angles such as j3i, ßi and ßs with the relevant channels, which are shown schematically in Fig.3. FIG. 3 relates to that which takes place in the first axial main plane, ie in the axial plane in which the axis ZZ lies and in which the axes XX of those channels which are intersected by the plane also lie. It is clear that

ßi = Φ + γι,ßi = Φ + γι,

wobei )'3 der Nennwinkel ist, unter dem der Hauptstrahl Rpi von einem imaginären Kreuzungspunkt Zo des elektronenoptischen Systems P-A divergiert. Die Hauptstrahlen, wie z. B. der Strahl Rp in F i g. 1 und die Strahlen Rp\ bis Rpi in Fig. 3, sind in der Praxis keine genauen Geraden, aber sie werden dennoch durch die anfangs senkrechte Elektronenbahn im Emissionspunkt auf der Photokathode P identifiziert.
Ähnlich istwhere) '3 is the nominal angle at which the principal ray Rpi diverges from an imaginary crossing point Zo of the electron-optical system PA . The main rays, such as B. the ray Rp in FIG. 1 and the rays Rp \ to Rpi in FIG. 3 are not exact straight lines in practice, but they are nevertheless identified by the initially perpendicular electron path in the emission point on the photocathode P.
Is similar

ß\ = φ - yi, ß \ = φ - yi,

wobei γ\ der Divergenzwinkel des Hauptstrahls Rp\ ist.where γ \ is the divergence angle of the principal ray Rp \ .

In der Mitte (auf der Achse Z-Z) ist die Divergenz des Hauptstrahls Rpi Null und istIn the middle (on the ZZ axis) the divergence of the principal ray Rpi is zero and is

ßi = Φ.ßi = Φ.

Sofern der kleinste Winkel ß\ groß genug ist, um zu verhindern, daß Elektronen gerade oder mit unzureichender Vervielfachung durch den jeweiligen Kanal hindurchgehen, kann die ganze in F i g. 3 dargestellte Matrix wirkungsvoll ohne »dunklen Fleck« arbeiten, weil die übrigen Winkel (/fe, 03 usw.) alle größer sind. Es ist jedoch gewünscht, die Höchstwerte der Winkel β in der vorerwähnten Weise zu begrenzen, weil sich der Astigmatismus um so stärker auswirkt, je größer Φ ist.If the smallest angle β \ is large enough to prevent electrons from passing straight through the respective channel or with insufficient multiplication, the whole in FIG. 3 work effectively without a "dark spot" because the other angles (/ fe, 03 etc.) are all larger. However, it is desirable to limit the maximum values of the angles β in the above-mentioned manner, because the larger Φ, the stronger the effect of the astigmatism.

Bei einem praktischen Beispiel, das sich zur Anwendung auf die in F i g. 1 dargestellte Weise eignet, können die Abmessungen der Röhre etwa wie folgt sein:In a practical example, which is applicable to the functions shown in FIG. 1 is suitable, the dimensions of the tube can be roughly as follows:

Durchmesser der Matrix = 5 cm,Diameter of the matrix = 5 cm,

Durchmesser der Kanäle = 30 μ.Channel diameter = 30 μ.

Länge der Kanäle = 2 mm.Length of the channels = 2 mm.

Abstand zwischen £2 und S = etwa 4 mm.Distance between £ 2 and S = about 4 mm.

Maximaler Divergenzwinkel}' =12".Maximum divergence angle} '= 12 ".

Kanalneigungswinkel Φ = 15°.Channel inclination angle Φ = 15 °.

Mindestwert des Winkels β =3°.Minimum value of the angle β = 3 °.

Höchstwert des Winkels j9 =27°.Maximum value of the angle j9 = 27 °.

In der Zeichnung ist der Deutlichkeit halber von diesen Abmessungen und von den gcgenseitigci Verhältnissen abgewichen.In the drawing, for clarity, is from deviated from these dimensions and from the mutual relationships.

Die große Diskrepanz zwischen der gckrümmtci Bildebene F und der ebenen Eingangsflächc de Kanalplatte /hat zu den Rändern des auf dem Schirm J wiedergegebenen Bildes hin einen gewissen Verlust ar Auflösungsvermögen zur Folge, aber dieser Effekt wire im allgemeinen durch die erwähnte große Brcnnweiti des elektronenoplischen Systems in annehmbarer Grenzen gehalten.The large discrepancy between the curved image plane F and the flat input surface of the channel plate / results in a certain loss of resolution towards the edges of the image displayed on the screen J, but this effect is generally due to the aforementioned large width of the electron optical system within acceptable limits.

Die Matrix der Kanalplatte nach den F i g. 1, 2 und 1 ist flach, und ihre Kanäle machen einen konstanter Winkel Φ mit der Senkrechten auf den Eingangs- unc Ausgangsflächen. Diese Eigenschaften machen di< Matrix geeignet zur Herstellung gemäß verhältnismäßig einfacher Verfahren, bei denen unter anderem ein mi Kanälen versehener Block dadurch in Scheiber geschnitten wird, daß der gemäß den unter einen geeigneten Winkel quer zu den Kanälen C verlaufender schrägen Linien W zersägt wird, wie schemalisch ir Fig.4 angegeben ist.The matrix of the channel plate according to FIGS. 1, 2 and 1 is flat, and its channels make a constant angle Φ with the vertical on the input and output surfaces. These properties make the matrix suitable for production according to relatively simple processes in which, among other things, a block provided with channels is cut into slices by sawing the inclined lines W running at a suitable angle across the channels C, such as is schematically indicated in Fig. 4.

In Fig.5 sind entsprechende Teile mit den gleicher Bezugsziffern bezeichnet. Die Kanalplatte / hat jetz eine gekrümmte Gestalt, wobei die Eingangsfläche ir der gleichen Richtung gekrümmt ist wie die gekrümmte Bildebene F. Diese beiden Krümmungen können untei Umständen zusammenfallen, obgleich dies in Anbetracht der erwähnten großen Brennweite nicht notwendig ist, und es ist über das ganze auf dem Schirm ί erzeugte Bild ein ausreichendes Auflösungsvermöger erzielbar. Bei einer solchen Anordnung, bei der sowoh eine gekrümmte Matrix als auch schräge Kanäle Anwendung finden, können die Vorteile beider Systeme gleichzeitig erhalten werden, d. h., das Auflösungsvermögen kann über das ganze Bild gut sein, und zu gleicher Zeit kann das Problem des dunklen Flecks gelöst werden.Corresponding parts are denoted by the same reference numerals in FIG. The channel plate / now has a curved shape, the input surface being curved in the same direction as the curved image plane F. These two curvatures may in some circumstances coincide, although this is not necessary in view of the large focal length mentioned, and it is over the whole image generated on the screen ί a sufficient resolution can be achieved. With such an arrangement using both a curved matrix and inclined channels, the advantages of both systems can be obtained at the same time, that is, the resolving power can be good over the whole image and at the same time the problem of the dark spot can be solved will.

Die Folgen der Krümmung der Photokathode F gemäß F i g. 1 oder 5 und die Folgen der Krümmung des Bildschirmes S gemäß Fig. 5 können in bekannter Weise mit Hilfe eines faseroptischen Systems Fo 1 gan7 oder teilweise zunichte gemacht werden. Es kann eine aus einem faseroptischen System bestehende Eingangsplatte benutzt werden, die auf einer Seite eine angemessene konkave Krümmung aufweist, die der Krümmung der Photokathode angepaßt ist, während die Oberfläche an der Seite der eintreffenden Strahlung nahezu flach oder in der entgegengesetzten Richtung gekrümmt ist.The consequences of the curvature of the photocathode F according to FIG. 1 or 5 and the consequences of the curvature of the screen S according to FIG. 5 can be canceled in a known manner with the aid of a fiber optic system Fo 1 gan7 or partially. A fiber optic system input plate can be used which has an appropriate concave curvature on one side to match the curvature of the photocathode, while the surface on the incident radiation side is nearly flat or curved in the opposite direction.

Dadurch kann auch eine größere Krümmung der Photokathode Anwendung finden, wodurch die Krümmung der Bildebene f kleiner sein kann, so daß diese Ebene leichter mit der Eingangsfläche der Kanalplatte 1 zusammenfallen kann. Statt dessen oder daneben kann ein zweites faseroptisches System F02 als das Fenster, auf dem der Schirm 5 angebracht ist, benutzt werden, wobei dieses Fenster eine Ausgangsfläche hat, die z. B. eben sein kann, wie dies in Fig. 5 angegeben ist. Der Schirm S weist in diesem und auch in den vorerwähnten Fällen eine konkave Krümmung auf. die der Krümmung der Elektrode Ei in dem Sinne angepaßt ist. daß dadurch die Feldstärke zwischen £2 und 5 überall möglichst die gleiche ist.As a result, a greater curvature of the photocathode can also be used, as a result of which the curvature of the image plane f can be smaller, so that this plane can more easily coincide with the input surface of the channel plate 1 . Instead or in addition to this, a second fiber optic system F02 can be used as the window on which the screen 5 is mounted, this window having an exit surface which e.g. B. can be flat, as indicated in FIG. In this and also in the aforementioned cases, the screen S has a concave curvature. which is adapted to the curvature of the electrode Ei in the sense. that as a result the field strength between £ 2 and 5 is as much the same everywhere as possible.

Obleich bei den beschriebenen AusführungsformenAlthough in the described embodiments

der Konus A und die Elektrode Ei miteinander verbunden sind, kann es manchmal gewünscht sein, diese »Dioden«-Anordnung dadurch zu ändern, daß A von Fa getrennt wird, so daß an diese beiden KlomrnieWhen the cone A and the electrode Ei are connected, it may sometimes be desirable to change this "diode" arrangement by separating A from Fa so that these two connections are connected

verschiedliche Potentiale gelegt werden können, z. B., um eine optimale Eintrittsenergie für sich den Kanälen nähernde Elektronen zu erreichen. Dies kann dadurch erfolgen, daß A auf dem gleichen Potential gehalten wird, während das Potential von E\ herabgesetzt wird. Eine derartige Änderung ergibt gleichsam eine Triodenstruktur, und der imaginäre Kreuzungspunkt Zo ( Fi g. 3) kann ein virtueller Kreuzungspunkt werden.different potentials can be placed, e.g. B. in order to achieve an optimal entry energy for electrons approaching the channels. This can be done by keeping A at the same potential while decreasing the potential of E \ . Such a change gives a triode structure, as it were, and the imaginary crossing point Zo (Fig. 3) can become a virtual crossing point.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Electronic image converter or image intensifier tube with a photucathode, one on Secondary emission based amplifier device and an electron optical system that Has rotational symmetry and has an electron optical axis that coincides with the rotational symmetry axis coincides and is perpendicular to the surface of the photocathode, with the main rays the photocathode are directed towards a common crossing point and the amplifier device, is attached beyond this crossing point, characterized in that the amplifier device is a channel plate, whose front and rear sides are perpendicular to the optical axis and their channels to each other run parallel and all have such an equal angle (Φ) with one of the electron-optical Form axis containing plane that none of the principal rays is parallel to the axes of the channels.

2. Image converter or image intensifier tube according to claim 1, characterized in that the electron optical system is of the electron optical diode type and is conical or nearly having conical anode which is electrically connected to the input electrode of the channel plate.

3. Image converter or image intensifier tube according to claim 1 or 2, characterized in that the angle of inclination (Φ) of the channels is about 15 ° and that the angle (ß) of the main rays with the axes of the channels at one edge of the channel plate and about 3 ° be about 27 ° on the opposite edge.

4. Image converter or image intensifier tube according to one or more of the preceding claims, characterized in that the channel plate is one of the image plane of the electron optical system has adapted curved shape.

5. image converter and image intensifier tube according to claim 4, characterized in that the The image plane of the electron-optical system coincides with the input surface of the channel plate.

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