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Vorrichtung zum trägheitslosen Umwandeln unsichtbarer Strahlen in
sichtbare Glimmlichtbilder unter Verwendung einer Glimmröhre Die Erfindung bezieht
sich auf eine Vorrichtung zum trägheitslosen Umwandeln unsichtbarer Strahlen in
sichtbare Glimmlichtbilder unter Verwendung einer Glimmröhre, deren mindestens eine
Elektrode mit einem bei Belichtung seinen Widerstand ändernden Stoff derart belegt
ist, daß durch die auffallenden unsichtbaren Strahlen infolge Widerstandsänderung
des Überzugsmetalls an den bestrahlten Stellen das Bild als Glimmbild sichtbar wird.
Derartige Vorrichtungen sind bereits bekannt. Mit Idilfe dieser Vorrichtung ist
es beispielsweise möglich, bei Nebel nebelfreie Bilder unmittelbar zu betrachten
oder festzuhalten.
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Die Erfindung bezweckt zunächst eine Erhöhung der Kontrastwirkung
an sich, ferner die Erzielung einer gleichmäßigen Helligkeit über die gesamte Beobachtungsfläche,
weiterhin eine schärfere Markierung der Grenze der verschiedenen Lichtintensitäten
im Glimmlichtbild, weiterhin eine selbsttätige sowie willkürliche Regelung des durchschnittlichen
Helligkeitsgrades des Glimmlichtbildes, das Ausschalten etwaiger von außen auf das
Glimmlichtbild einwirkender elektrischer Störungen, weiterhin verschiedene Erleichterungen
für den Beobachter durch Freiheit der Beobachtungsseite der Farbe des zu beobachtenden
Glimmlichtbildes und Anordnung sonstiger Hilfsmarkierungen in dem Bild selbst.
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Ferner werden durch die Erfindung weitere Erleichterungen für den
Beobachter durch Erzielung
beispielsweise eines höhen- und lagerichtigen
Bildes sowie eine Unterstützung des optischen Effektes durch. einen zusätzlichen
akustischen Effekt erreicht, so daß in Beobachtungspausen der Beobachter seine Aufmerksamkeit
anderen optischen Beobachtungsobjekten zuwenden kann: Endlich wird durch zweckmäßige
verschiedene weitere Ausbildungen erfindungsgemäß die Haltbarkeit und Lebensdauer
erhöht sowie die Herstellung vereinfacht und Ausschuß bei derselben nach Möglichkeit
vermieden.
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Die erfindungsgemäße Weiterbildung der oben beschriebenen Vorrichtung
besteht darin, daß in der Glimmröhre der Bildglimmstrecke weitere außerhalb der
Hauptentladung verlaufende Hilfsentladungsstrecken parallel geschaltet sind. Dies
bewirkt eine Erhöhung der Kontrastwirkung, insbesondere in der Richtung, daß bei
unbelichteter lichtempfindlicher Schicht eine größtmögliche Verdunkelung der Glimmerscheinung
eintritt und sich s pi iiter auftretende Bilder klarer abheben.
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Als zweckmäßig hat es sich erwiesen, die Glimmröhre der Vorrichtung
nach der Erfindung in der Weise auszubilden, daß den Hauptelektroden weitere Hilfselektroden
parallel geschaltet sind, die die Hilfsentladungsstrecke bilden. Auch diese Maßnahme
dient der Erhöhung der Kontrasterung des zu beobachtenden Glimmlichtbildes, und
zwar insofern, als sowohl der Entladungsvorgang in Bezug auf seine Intensität über
die ganze Beobachtungsfläche gleichmäßig verteilt werden kann und auch die Entladung
verteilt werden kann, desgleichen die Hilfsentladung.
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Die Kontrastwirkung wird erfindungsgemäß noch durch das Aufbringen
eines dünnen mosaikförmigen Rasters auf die lichtempfindliche Schicht verbessert,
wobei diese Rasterschicht aus einem elektrisch besser leitenden Material besteht
als die lichtempfindliche Schicht, jedoch nicht lichtempfindlich zu sein braucht.
Hierdurch erzielt man schärfere Konturen im Glimmlichtbild. Da eine möglichst feine
Korngröße der Rasterung anzustreben ist, verwendet man zweckmäßig die kristalline
Struktur des Kathodenmaterials an sich gleichzeitig als unmittelbare Größe der einzelnen
Rasterkörner.
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In bekannter Weise werden zur Helligkeitsänderung des Glimmlichtbildes
feste oder veränderbare Regel- oder Begrenzungseinrichtungen verwendet. Hierdurch
wird die Möglichkeit der Festlegung eines für die Beobachtung besonders jeweils
günstigen Helligkeitsgrades erzielt, was der beobachteten Kontrastwirkung ebenfalls
zugute kommt. Bei Anwendung eines festen Strombegrenzers besteht der Vorteil der
selbsttätigen Vermeidung einer zu großen Helligkeit, welche für eine genaue Beobachtungsmöglichkeit
abträglich sein würde und welche eintritt, wenn der Beobachter anderweit beschäftigt,
also gehindert ist, die Regelvorrichtung zu bedienen. Zweckmäßig wird dabei der
Höchstbegrenzungswiderstand aus einem lichtempfindlichen Material hergestellt, was
zur Folge hat, daß die bei Tageslicht entstehenden Glimmlichtbilder ohne individuelle
Regelnotwendigkeit lichtstärker sind als die bei Nacht entstehenden Glimmlicht-Bilder.
Die Stärke des Glimmlichtbildes paßt sich in diesem Falle also selbsttätig der natürlichen
Empfindlichkeitseinstellung des Auges des Beobachters an.
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Als zweckmäßige Regelvorrichtung empfiehlt sich die bekannte -Verwendung
einer Elektronenröhre, bei welcher die Regelung des Widerstandes durch Regelung
der Heizung erfolgt. Man erzielt hierdurch eine stufenlose Regelbarkeit des Widerstandes
in den Grenzen zwischen zooooooo bis zooo Ohm.
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Eine weitere Verbesserung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht
in einer besonderen Ausbildung zur Vermeidung statischer Einflüsse auf den Entladungsvorgang.
Die erfolgt durch Anordnen eines leitenden Überzuges auf der Außenseite der Hülle
mit Ausnahme eines Lichteinfalls-und Beobachtungsfensters. Ein noch größeres Maß
der Sicherheit in Bezug auf die Vermeidung solcher statischer Einflüsse auf den
Entladungsvorgang kann vorzugsweise durch eine elektrische Ladung dieses leitenden
Überzuges - in Höhe etwa des Kathodenpotentials erreicht werden.
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Die Verbesserungen, welche eine Erleichterung der Beobachtung an sich
für den Beobachter bezwecken, sind verschiedener Art. Zunächst kann erfindungsgemäß
die Anode aus einem durchsichtigen und elektrisch leitenden Material oder einer
entsprechenden Kombination hergestellt werden, beispielsweise in der Form einer
Glasplatte mit einem durchsichtigen Metallüberzug, wodurch erreicht wird, daß ein
homogenes elektrisches Feld gegen die Kathode erzeugt wird, ohne daß dadurch die
Betrachtungsmöglichkeit des Glimmlichtbildes von vier Seite der Anode aus behindert
wird.
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Es ist ferner für einen Beobachter eine große Erleichterung, wenn
die Farbe des Glimmlichtbildes etwa dieselbe ist wie die Farbe der üblichen nachtleuchtenden
Instrumente. Diese senden aber im Normalfalle ein schwaches grüngelbliches Fluoreszenzlicht
aus, und daher ist es zweckmäßig, Argon oder Ouecksilberdampf als Füllung der Glühlichtlampe
zu verwenden, da alsdann das Bild in einem entsprechenden Farbton erscheint.
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Ein weiteres sehr zweckmäßiges Hilfsmittel zur Erleichterung der Beobachtung
bzw. der unmittelbaren Auswertung einer Beobachtung, beispielsweise zum Zwecke des
Abschätzens von Entfernungen oder Ermöglichung direkter Angabe von Lagen, ist die
Anordnung von Skalen- oder Koordinatensystemen derjenigen Art, wie man solche .bei
geodäthischen Meßinstrumenten oder Scherenfernrohren benutzt. Dieses Hilfsmittel
läßt sich erfindungsgemäß bei der Glimmlampe in einfachster Weise dadurch erzielen,
daß man eine solche Skala oder ein solches Koordinatensystem aus einem :Material
oben auf die lichtempfindliche Schicht aufbringt, wobei es nur darauf ankommt, daß
dieses zusätzlich aufgebrachte Material ein von der lichtempfindlichen Schicht unterschiedliches
elektrisches Leitvermögen besitzt. Ist die elektrische Leitfähigkeit des Skalenmaterials
besser, so erscheinen die Skalenmarkierungen im Glimmbild hell auf dunklerem Grunde,
im umgekehrten Falle unigekehrt, also
dunkel auf hellerem Grunde.
Es ist bekannt, der Zelle die Form eines Rohrabschnittes mit flachen oder abgeflachten
Böden zu geben. Bei der eriindungsgetnäßen Vorrichtung wird eine weitere Erleichterung
für den Beobachter darüber hinaus durch eine gesamtflache, taschenähnliche Gestaltung
der Hülle der Glimmlampe erzielt. Dies ist nicht ohne weiteres möglich, da beim
Evakuieren auf üblichem Wege eine Glashülle mit ihren abgeflachten Teilen nicht
in der Lage ist, die Druckdifferenz auszuhalten. Die flache Gestalt der Hülle läßt
sich jedoch ohne Gefahr des Eindrückens der abgeflachten Teile der Hülle vollständig
vermeiden, wenn man das Evakuieren der Hülle seinerseits wieder im Vakuum ausführt,
derart, daß sich während des Evakuierens die zu evakuierende Hülle ihrerseits in
einem luftdicht abgeschlossenen Raum befindet, welcher beispielsweise durch eine
Zweigleitung in demselben Maße evakuiert wird wie die Hülle selbst.
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Diese flache Ausbildung der Hülle erleichtert auch die zweckmäßige
Anordnung der Glimmlampe in der Anordnung der Mattscheibe eines photographischen
Apparates, wobei vorteilhaft in diesem Apparat eine Optik aus Spezialglas verwendet
wird, welches ultrarote bzw. ultraviolette Strahlen praktisch nicht absorbiert.
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Sehr unvorteilhaft ist bei den Glimmbildern, daß diese wie auf einer
Mattscheibe eines photographischen Apparates das Beobachtungsobjekt nicht nur in
der Horizontalen, sondern auch in der Waagerechten verkehrt wiedergibt. Dies wird
durch Anordnung von Beobachtungsspiegeln vermieden, durch welche hindurch die Beobachtung
des Glimmbildes erfolgt. In der Regel sind zwei Spiegel erforderlich, um das Bild
in beiden Richtungen richtig zu sehen. Durch besondere Anordnung läßt sich jedoch
dieselbe Wirkung mit nur einem einzigen Spiegel erreichen. Eine weitere Verbesserung
wird erfindungsgemäß erzielt durch Zwischenschalten -irres die sichtbaren Strahlen
nicht durchlassenden Lichtfilters, welches zwischen Beobachtungsobjekt und Belichtungsstelle
angeordnet wird. Befindet sich nämlich zwischen Beobachtungsobjekt und Belichtungsstelle
Nebel, welcher an sich stark diffundierend wirkt, so erhält man auf dem Beobachtungsbild
eine Lichthof- oder Koronaerscheinung. Durch das erwähnte Lichtfilter wird das Glimmbild
lichthoffrei, und zwar in um so stärkerem Grade, je näher sich das Lichtfilter am
Beobachtungsobjekt befindet.
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Eine weitere Verbesserung besteht in der Verwendung der Vorrichtung
in Kippschwingschaltung. Dadurch wird das Auge des Beobachters in Beobachtungspausen
entlastet. Es ist nicht erforderlich, daß der Beobachter dauernd sein Augenmerk
auf die Beobachtung des Glimmfeldes konzentriert. Er kann Beobachtungspausen voll
zur Schonung seines Auges ausnutzen, denn er braucht nur beispielsweise einen Kopfhörer
anzulegen, welcher ihm durch eine gleichbleibende Höbe des Summtones auf akustischem
Wege anzeigt, daß sich im Beobachtungsfeld nichts ändert. Erst wenn der Summton
sich ändert, also höher oder niedriger wird, ist dies für ihn ein Zeichen dafür,
daß im Beobachtungsfeld eine Änderung eingetreten ist und daß er seine optische
Beobachtung wieder aufnehmen muß. Schon geringste Helligkeitsänderungen, welche
mit dem Auge nur .schwer erkennbar sind, machen sich auf diesem Wege schon deutlich
akustisch bemerkbar. Unter Benutzung derselben Zelle wird also in Kippschwingschaltung
gleichzeitig neben dem optischen ein akustischer Effekt ausgelöst, und dieser akustische
Effekt ändert sich, da bei Veränderung des Glimmbildes sich auch die Anzahl der
Kippschwingungen pro Zeiteinheit ändert, was sich durch eine Veränderung :der Höhe
des Summtones dem Uhr mitteilt.
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Der Kathodenträger wird zweckmäßig aus keramischem Material hergestellt.
Gegenüber der Verwendung von Glas als Material für den Kathodeitträger besteht bei
Verwendung keramischem :Materials hierfür keine Gefahr des Versprengens oder Verziehens.
Außerdem haftet der Kathodenüberzug auf keramischem Material besser als auf Glas
oder Glimmer.
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Eine Vereinfachung der Fabrikation und eine kleinere, gedrungenere
Bauart bei ,größerer nutzbarer Kathodenfläche wird weiterhin dadurch erzielt, daß
die gläserne Hüllenwandung so angeordnet und ausgebildet wird, daß sie in der Lage
ist, die Funktion als Elektrodenträger auszuüben.
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Bei der üblichen Herstellung besteht die Gefahr, daß die Einschmelzwärme
chemische Veränderungen des aufgebrachten lichtempfindlichen Stoffes bewirkt. Diese
Gefahr läßt sich dadurch beseitigen, daß man auf der Innenseite der gläsernen Hüllenwand
nur das anfangs erwähnte Mosaik oder Raster anbringt, dagegen die lichtwirksame
Stoffschicht auf der Außenseite, so daÜ das Aufbringen der lichtwirksamen Schicht
nach Vollendung des Einschmelzens erfolgen kann.
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Ein weiteres zweckmäßiges Mittel zur Erhöhung der Lebensdauer, insbesondere
durch Verringerung der Bruchgefahr besteht in der Herstellung der Hülle aus Metall
mit eingesetzten Fenstern, wodurch überdies noch erreicht wird, daß die Anordnung
des leitenden überzuges auf der Hülle fortfallen kann. Auch kann in diesem Falle
die metallische Hülle gleichzeitig unmittelbar als Betriebselektrode, beispielsweise
als Anode Verwendung finden, so daß bei ,der Herstellung nur eine Elektrode weniger
einzubauen ist.
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In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der verbesserten
Vorrichtung dargestellt. Fig. i zeigt die verbesserte Vorrichtung in einem senkrechten
Mittelschnitt; Fig. 2 zeigt eine besondere Gestaltung des Aufbaues von Kathode und
Anode; Fig. 3 zeigt eine beispielsweise Ausführungsform eines auf der Kathode aufgebrachten
Koordinatensystems; Fig. d. zeigt einen waagerechten Schnitt durch eine Vorrichtung
mit flacher Hülle, Metallüberzug und Fensteröffnungen; Fig. 5 zeigt in Ansicht eine
mit einem durchsichtigen, elektrisch leitenden Überzug versehene durch= richtige
:Anode;
Fig. 6 zeigt einen senkrechten Schnitt durch die Wandung
einer Hülle mit außen aufgebrachter lichtempfindlicher Schicht;.
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Fig. 7 zeigt .die Anordnung der Vorrichtung ähnlich einer Mattscheibe
in Verbindung mit einem photographischen Apparat und in Verbindung mit einer Spiegeleinrichtung,
mittels welcher Anordnung unter Verwendung nur eines einzigen Spiegels ein Beobachtungsbild
entsteht, welches nicht nur lagerichtig, sondern auch seitenrichtig ist; Fig.8 zeigt
die Vorrichtung in Kippschwingschaltung.
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In Fig., i ist die Hülle mit i, die Anode mit 3; die Kathode mit 5
und die lichtwirksame Überzugsschicht mit 6 bezeichnet. Die zusätzliche feste Strombegrenzungsvorrichtung
ist mit 7 und die Regelvorrichtung zur individuellen Einregelung der Gesamthelligkeit
des Bildes mit 17 bezeichnet. i t ist eine beispielsweise Ausführungsform der Vergetterung
und zo ein sackgassenförmiger Ansatz der Hülle, auf deren Boden sich das durch Erhitzen
überdestillierende Vergetterungsmaterial befindet. 13 ist eine zusätzliche Hilfselektrode,
welche parallel zur Anode 3 geschaltet ist, und 23 und 25 sind Elektroden, welche
die Hilfsglimmstrecke bilden, welche parallel zum Hauptglimmfeld geschaltet ist.
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Fig. 2 zeigt auf dem Kathodenträger 5 nicht nur den lichtempfindlichen
Überzug 6, sondern auch das auf diesem Überzug aufgebrachte Mosaik oder Raster 8,
welches seinerseits wieder mit einer Skaleneinteilung 15 (Fig. 3) überzogen sein
kann.
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Die Anode besteht aus einem Träger 23 (Fig. 2 und 5) aus Glas, auf
dessen Innenseite ein elektrisch leitender Überzug 33 so angeordnet ist, daß man
durch ihn hindurchsehen, also das Glimmbild beobachten kann. Die leitende Schicht
33 kann beispielsweise durch gleichmäßiges Aufspritzen von Metall erfolgen, also
flächenhaft oder in Schlangenwindungen, wie in Fig: 5 veranschaulicht.
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In Fig. 4 zeigt 21 den metallischen Überzug auf der Glashülle unter
Freilassen von Fenstern 22, wobei die Hüllenwandung innen an den Fensterstellen
gleichzeitig als Träger .der Elektroden 34, 35 dient.
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In Fig. 6 ist, wie bisher, die Hüllenwand mit i und die Anode mit
3 bezeichnet. r8 ist das innen auf der Hüllenwand aufgebrachte Mosaik oder Raster.
Die lichtansprechende Schicht 26 ist auf der Außenseite der Hüllenwand i aufgebracht.
25 ist die elektrisch leitende Schicht und deren Zuführung, mittels welcher
der lichtansprechenden Schicht 26 Wechselstrom bzw. wechselstromüberlagerter Gleichstrom
zugeführt wird.
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Fig. 7 zeigt links das Beobachtungsobjekt in Gestalt eines aufrecht
stehenden Pfeiles; ferner zwischen Beobachtungsobjekt und Glimmbild 5 geschaltete
Lichtfilter 16, die Optik 9, welche zweckmäßig die nicht sichtbaren Strahlen praktisch
nicht absorbiert, und die Verbindung zwischen Objektiv 9 und der an Stelle einer
Mattscheibe angeordneten Vorrichtung 1, 3, 5 in der Form eines photographischen
Apparates mit Balgenauszug 15, in welchem Balg sich oben ein Beobachtungsfenster
befindet, durch welches hindurch das Bild in einem Spiegel 2o beobachtet werden
kann. Durch die Beobachtungsstelle, Beobachtungsart und Spiegelanordnung ist es
möglich, mit Hilfe nur eines einzigen Spiegels D das Glimmbild nicht nur lagerichtig,
sondern auch seitenrichtig zu beobachten.
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Fig. 8 veranschaulicht die Vorrichtung in Kippschwingschaltung. 1,
3, 5 zeigt die Vorrichtung, 52 eine Gleichstromquelle, 53 einen parallel zur Glimmstrecke
geschalteten Kondensator, 51 einen Transformator und 5o einen Kopfhörer.