DE1764034C3

DE1764034C3 - Electronic image converter or image intensifier tube with channel plate

Info

Publication number: DE1764034C3
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: 1976-11-11

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Bildwandler- oder Bildverstärkerröhre mit einer Phoiokathodc, einer auf Sekundäremission beruhenden Verstärkervorrichtung und einem elektronenoptischen System, das Rotationssymmetrie aufweist und eine elektronenoplitche Achse hat, die mit der Rotationssymmetrieachse tusammenfällt 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 image intensifier tube with a Phoiokathodc, an intensifier device based on secondary emission and an electron optical system having rotational symmetry and an electron plate Has axis coincident 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 Toil einer elektronischen Bildwandler- oder Bildverstärkerröhre 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 Strom erzeugt wird der durch innerhalb der Kanäle gebildete Flächen mit ohmschem Widemand oder (wenn es keine derartigen Kanalflächen gibt) durch das Material der Platte fließt. Durch Sekundäremission in den Kanälen erfolgt die Elektronenvervielfachung, und die Ausgangselektronen können durch ein zweites Beschleunigungsfeld beeinflußt werden, das /wischen der Aus gangselektrode und einer geeigneten Prallplatte, z. B. einem Leuchtschirm, erzeugt sein kann.When using amplifier devices designed as channel plates (if they are a toilet a electronic image converter or image intensifier tube) creates an electrical voltage between the placed on both electrodes of the plate, creating an electric field that accelerates the electrons and a voltage gradient generated by the current is generated by that formed within the channels Surfaces with an ohmic resistor or (if there are no such channel surfaces) through the material of the Plate flows. By secondary emission in the channels the electron multiplication takes place, and the output electrons can pass through a second acceleration field be influenced, the / wipe from the output electrode and a suitable baffle plate, z. B. a luminescent screen.

Kanalverstärkervorrichtungen der hier betrachteten 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 Flächen die Eingangsfläche und die andere die Ausgangsfläche der Matrix biluen. Beide Flächen sind mit einer leitenden Schicht versehen, wobei die Schicht auf der Eingangsfläche der Matrix als Eingangselektrode und die gesonderte leitende Schicht auf der Ausgangsfläche der Matrix als Ausgangselektrode 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 secondary emission induced 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. Both surfaces are provided with a conductive layer, the layer on the Input surface of the matrix as input electrode and the separate conductive layer on the output surface the matrix serves as an output electrode. Elongated channels are provided in the matrix, each one Form a passage from the input surface to the output surface, 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 of any unit area of the device and any adequately correspond to another unit of area. to create images.

Beim Betrieb solcher Kanalplatten stellte es sich heraus daß die Verstärkung kritisch vom Länge-Durclv messer-Verhältnis (L/D-Verhältnis) der Kanäle abhängt, was bedeutet, daß dieses Verhältnis für sämtliche Kanäle auf der ganzen Fläche das gleiche sein muß. um eine überall gleiche Verstärkung zu erhalten. Zur 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-diameter knife ratio (L / D ratio) of the channels depends, which means that this ratio for all Channels must be the same over the entire area. to get the same gain everywhere. To the Avoidance of this critical dependence on the length-diameter ratio one can use an oblique arrangement of the channels, as they are from the 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 das Verhalten eines Elektrons, das sich einem Kanal aul einer Bahn nähert, die parallel zur Kanalachse verläuft Ein derartiges Elektron kann gradlinig durch den Kanal hindurchgehen, ohne auf die Kanalwand aufzutreten d. h., ohne eine Sekundäremission herbeizuführen. Be einer Bildröhre, bei der die Pholokathode nahe det 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 überstnchenen 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 nachteilig! 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 the behavior of an electron flowing through a channel approaches a path that runs parallel to the channel axis. Such an electron can go straight through the channel go through without stepping on the canal wall d. i.e., without inducing a secondary emission. Be a picture tube in which the pholocathode is arranged near 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 loss of information in the entire covered 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 disadvantageous! Effect a dark spot about in the middle of the 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 Überganj der Feldstärke an oder bei den Eingangsöffnungen de Kanäle (d. h. an oder bei der Eingangsfläche der Matrix erzeugt wird, so daß sich bei jeder Eingangsöffnung cii konvergierendes oder divergierendes Linsenfeld ergibThis second difficulty can be remedied to some extent by 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 converging or diverging lens field results at each entrance opening cii

Diese Schwierigkeit läßt sich auch dadurch beheben. Saß das elektrische Feld schräg gelegt wird, wie dies ν _B. in der OE-PS 2 44 403 beschrieben ist. Bei Elektroden hoher Energie oder hoher Geschwindigkeit *t jedoch die Auswirkung solcher Maßnahmen, die die frzeugung einer Querfeldkomponerte bezwecken, fäuiig unzureichend, um die erwünschte Ablenkung der ßektronenbahnen herbeizuführen.This also solves this difficulty. If the electric field is placed obliquely, like this ν _B. in the OE-PS 2 44 403 is described. In the case of electrodes with high energy or high speed, however, the effect of such measures, which aim to generate a cross-field component , may not be sufficient to bring about the desired deflection of the electron orbits .

per Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Jer Anbringung einer Kanalplatte als Verstärkervornch- King in ^einer elektronischen Bildröhre mit einem elektronenoptischen System solche Schwierigkeiten zu vermeiden. According to the invention , the object is to avoid such difficulties when attaching a channel plate as an amplifier front in ^an electronic picture tube with an electron-optical system.

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß die Verstärkervorrichtung eine Kanalplatte. ist deren Vorder- und Rückseiten senkrecht auf der optischen Achse stehen und deren Kanäle zueinander parallel verlaufen und alle einen derartigen gleichen Winkel mit einer die elektronenoptisjhe Achse enthaltenden Ebene bilden, daß keiner der Hauptstrahlen parallel zu den Achsen der Kanäle ist. This object is achieved by the invention in that the amplifier device is a channel plate. is whose front and back sides are perpendicular to the optical axis and whose channels run parallel to each other and all form such an equal angle with a plane containing the electron-optical axis that none of the main 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, welche die Achsen der Kanäle enthalt, die sie schneidet. Diese Ebene wird als die erste axiale Hauptebene bezeichnet, während die senkrecht auf ihr stehende axiale Ebene als die /weite 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 will recognize the containing plane containing 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 called the / wide axial main plane is referred to.

Das elektronenoptische System bezweckt, alle 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 Photoku thode emittiert werden, wird als Hauptstrahl bezeichnet.The purpose of the electron optical system is to have all 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 a direction perpendicular to the surface of the Photoku method 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.The inclined course of the channels ensures that any "dark spot" to the edge of the Image field is shifted to an area in which the disturbance is less annoying than if it is in the center of the Image occurs.

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 dureii 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 going 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 matrix whose channels have converging or diverging axes; such 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 Tatsache, daß die RiMphnne des elektronenoptischen Systems eine Krümmung aufweist, wie dies aus »E c k a r t: 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.The electron optical system can be of the electron optical diode type such as that in Philips Research Reports, Vol. 7, pp. 119-130 (1952). Despite the fact that the RiMphnne the electron optical system a curvature as shown in »E c k a r t: Electron-optical image converters and X-ray image intensifiers, Leipzig 1962 «is known, the channel plate can be flat entrance and Have exit surfaces, provided the electron optical system has a sufficient focal length. the Channel plate can, however, also be curved, the curvature running in the same sense, and preferably is the same as the curvature of the image plane.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described below described in more detail.

Es zeigtIt shows

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

F i g. 2 einen vergrößerten Schnitt durch einen Teil einer Kanalverstärkervorrichtung der Röhre der Fig. 1, wobei die Zeichenebene die erste axiale Hauptebene ist,F i g. 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 according to Fig.! appear,

Fig. 4 einen schemaiischen 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. ϊ einen Axialschnitt durch eine Röhre mit gekrümmter KanaUerstärkervorriehuing.F i g. ϊ an axial section through a tube with Curved channel of strengthener supply.

In F i g. 1 ist eine äußere Strahlung von einem Objekt Ü her mittels einer Linse auf eine Photokathode P gerichtet, wodurch auf dieser ein Bild er/eugt 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 U by means of a lens onto a photocathode P , as a result of which an image is produced thereon. Photoelectrons are released from all parts of the photocathode with locally different intensities depending on the image generated.

Die Phoiokathode P bildet zusammen mit einer konischen oder nahezu konischen Anode Λ 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 Konusöffnung weniger konvergierend gemacht, was eine Zunahme 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 Phoiokathode P forms together with a conical or almost conical anode Λ an electron-optical diode whose electron-optical system is such. that the emitted photoelectrons are concentrated to form a bundle of rays R , this bundle being converged between the photocathode P and the conical anode A under the action of the spherical equipotential surfaces. As the bundle passes through the opening in the conical anode A , the negative lens action at the cone 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 £1 einer als Kanalplatte ausgebildeten Kanalverstärkervorrichtung /, die weiter cii.e Ausgangselektrode E2 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 £ 1 of a channel amplifier device designed as a channel plate and which also has an output electrode E2. 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 F i g. 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 A-X jedes Kanals einen Winkel Φ mit der zweiten axialen Hauptebene (die senkrecht auf der Zeichenebene steht, in der die Achse Z-Zliegt), einschließt.As shown in FIG. 2, which is an enlarged axial section through part of the device, the channel plate / is traversed according to a regular pattern of channels C , the axis AX of each channel making an angle Φ with the second main axial plane (which is perpendicular to the plane of the drawing , in which the axis Z-Z lies), includes.

F i g. 2 zeigt, wie Photoelektronen aus der Phoiokathode P auf Bahnen b die Kanalplatte / erreichen. In jedem der Kanäle, in den in einem bestimmten Augenblick Photoelektronen eintreten, erfolgt durch Sekundäremission eine Elektronenvervielfachung, z. B.,F i g. 2 shows how photoelectrons from the phoiocathode 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 Ei und Ei mit einer schematisch durch ßi (Fig. 1) dargestellten Spannungsquelle verbunden werden. Eine Quelle 02 erzeugt ein zweites Beschleunigungsfeld zwischen der Elektrode £2 und einer leitenden Schicht, z. B. aus Aluminium, die einen Teil eines Leuchtschirmes 5 ( 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 Ei and Ei are connected to a voltage source shown schematically by ßi (Fig. 1). A source 02 creates a second accelerating field between the electrode £ 2 and a conductive layer, e.g. B. made of aluminum, which forms part of a fluorescent screen 5 (Fig. 1), which is located on the output side of the channel plate.

In Fi g. 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 /.In Fi g. 2 it is assumed for the sake of simplicity 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 0i, 02 und 03 machen, die in F i g. 3 schematisch angegeben sind. F i g. 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 0i, 02 and 03 with the channels concerned, which are shown in FIG. 3 are indicated schematically. F i g. 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 that are intersected by the plane are also located. It is clear that

03 = Φ + )>3,03 = Φ +)> 3,

wobei yz der Nennwinkel ist, unter dem der Hauptstrahl Rph 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 Rpz 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 yz is the nominal angle at which the principal ray Rph 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 Rpz in FIG. 3 are not exact straight lines in practice, but they are nevertheless identified by the initially perpendicular electron path at the emission point on the photocathode P.
Is similar

0i = Φ — γ\, 0i = Φ - γ \,

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

In der Mitte (auf der Achse Z-Z) ist die Divergenz des Hauptstrahls Rp2 Null und istIn the middle (on the ZZ axis) the divergence of the principal ray Rp2 is zero and is

02 = Φ.02 = Φ.

Sofern der kleinste Winkel 0i 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 (02,03 usw.) alle größer sind. Es ist jedoch gewünscht die Höchstwerte der Winkel 0 in der vorerwähnten Weise zu begrenzen, weil sich der Astigmatismus um so stärker auswirkt je größer Φ ist If the smallest angle 0i is large enough to prevent electrons from passing straight or with insufficient multiplication through the respective channel, the whole in FIG. 3 work effectively without a "dark spot" because the other angles (02.03, etc.) are all larger. However, it is desirable to limit the maximum values of the angles 0 in the above-mentioned manner, because the greater 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 ß und S Distance between ß and S = etwa 4 mm.= about 4 mm.

Maximaler Divergenzwinkel γ Maximum angle of divergence γ =12°.= 12 °.

Kanalneigungswinkel Φ =15°.Channel inclination angle Φ = 15 °. Mindestwert des Winkels 0 = 3°,Minimum value of the angle 0 = 3 °,

Höchstwert des Winkels 0 - 27". Maximum value of the angle 0 - 27 " .

In der Zeichnung ist der Deutlichkeit halber vonIn the drawing, for clarity, is from

diesen Abmessungen und von den gegenseitigen Verhältnissen abgewichen.deviated from these dimensions and from the mutual relationships.

Die große Diskrepanz zwischen der gekrümmten Bildebene F und der ebenen Eingangsfläche der Kanalplatte / hat zu den Rändern des auf dem Schirm 5 wiedergegebenen Bildes hin einen gewissen Verlust an Auflösungsvermögen zur Folge, aber dieser Effekt wird im allgemeinen durch die erwähnte große Brennweite des elektronenoptischen Systems in annehmbaren Grenzen gehalten.The large discrepancy between the curved image plane F and the flat input surface of the Channel plate / has a certain loss towards the edges of the picture displayed on the screen 5 Resolving power result, but this effect is generally due to the large focal length mentioned of the electron optical system kept within acceptable limits.

Die Matrix der Kanalplatte nach den F i g. 1, 2 und 3 ist flach, und ihre Kanäle machen einen konstanten Winkel Φ mit der Senkrechten auf den Eingangs- und Ausgangsflächen. Diese Eigenschaften machen die Matrix geeignet zur Herstellung gemäß verhältnismäßig einfacher Verfahren, bei denen unter anderem ein mit Kanälen versehener Block dadurch in Scheiben geschnitten wird, daß der gemäß den unter einem geeigneten Winkel quer zu den Kanälen Cverlaufenden schrägen Linien W zersägt wird, wie schematisch in F i g. 4 ingegeben ist.The matrix of the channel plate according to FIGS. 1, 2 and 3 is flat, and their channels make a constant angle Φ with the normal 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 oblique lines W running at a suitable angle across the channels C, as shown schematically in FIG F i g. 4 is given.

In Γ i g. 5 sind entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Die Kanalplatte / hat jetzt eine gekrümmte Gestalt, wobei die Eingangsfläche in der gleichen Richtung gekrümmt ist wie die gekrümmte Bildebene F. Diese beiden Krümmungen können unter Umständen zusammenfallen, obgleich dies in Anbetracht der erwähnten großen Brennweite nicht notwendig ist, und es ist über das ganze auf dem Schirm S erzeugte Bild ein ausreichendes Auflösungsvermögen erzielbar. Bei einer solchen Anordnung, bei der sowohl 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.In Γ i g. 5 are corresponding parts with the same Designated reference numerals. The channel plate / now has a curved shape, with the input surface in is curved in the same direction as the curved image plane F. These two curvatures can under Circumstances coincide, although this is not necessary in view of the long focal length mentioned and there is sufficient resolution over the entire image formed on the screen S achievable. In such an arrangement, in which both a curved matrix and inclined channels Are applied, the advantages of both systems can be obtained at the same time, i. h "the resolving power can be good about the whole picture, and at the same time can be the problem of the dark spot be solved.

Die Folgen der Krümmung der Photokathode P 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 F01 ganz 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 P according to FIG. 1 or 5 and the consequences of the curvature of the screen S according to FIG. 5 can be wholly or partially nullified in a known manner with the aid of a fiber optic system F01. 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 / zusammenfallen kann. Statt dessen oder daneben kann ein zweites faseroptisches System /to als das Fenster, auf dem der Schirm S angebracht ist benutzt werden, wobei dieses Fenster eine Ausgangsfläche hat die z. B. eben sein kann, wie dies in F i g. 5 angegeben ist Der Schirm Sweist in diesem und auch in den vorerwähnten As a result, a greater curvature of the photocathode can also be used, whereby 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 /. Instead or in addition to this, a second fiber optic system / to can be used as the window on which the screen S is mounted, this window having an exit surface which e.g. B. can be, as shown in FIG. 5 is indicated The screen S points in this and also in the aforementioned

Fällen eine konkave Krümmung auf, die der KrümmungCases a concave curvature to match the curvature

der Elektrode £2 in dem Sinne angepaßt ist daß dadurchthe electrode £ 2 is adapted in the sense that thereby die Feldstärke zwischen B und S überall möglichst difthe field strength between B and S everywhere as different as possible gleiche istsame is

Obleich bei den beschriebenen AusführungsformerAlthough with the described embodiment

der Konus A und die Elektrode £1 miteinandei verbunden sind, kann es manchmal gewünscht seiti diese »Dioden«-Anordnung dadurch zu ändern, daß / von Et getrennt wird, so daß an diese beiden Element!the cone A and the electrode £ 1 are connected to one another, it may sometimes be desirable since this "diode" arrangement to be changed by separating / from Et so that these two elements!

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verschiedliche Potentiale gelegt weiden können. /. Ii.. mn eine optimale Kintrittsenergie l'iir sich den kaniilen nähernde Elektronen /u erreichen. Dies kann dadurch erfolgen, daß A auf dem gleichen Potential gehalten wird, wahrend das Potential von l'\ herabgesetzt wird. Eine derartige Änderung ergibt gleichsam eine Triodenstruktur, und der imaginäre Kreu/ungspunki /.»( Y i g. 3) kann ein virtueller Kreu/ungspunkt weiden.different potentials can graze. /. In ... mn an optimal kinetic energy can be achieved for the electrons approaching the channels. This can be done by keeping A at the same potential while decreasing the potential of l '\ . Such a change results in a triode structure, as it were, and the imaginary intersection point /. »(Y i g. 3) can graze a virtual intersection point.

Hierzu 2 Blatt ZeichnunccnFor this 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Electronic image converter or image intensifier tube with a photocathode, an amplifier device based on secondary emission and an electron-optical system which has rotational symmetry and an electron-optical axis which coincides with the rotational symmetry axis and is perpendicular to the surface of the photocathode, with the main rays towards 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 whose channels run parallel to each other and all form such an equal angle (</>) with a plane containing the electron-optical axis 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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