DE883625C - Elektronenoptisches System - Google Patents

Description

Es sind Bildwandler mit einer Photokathode, einem Leuchtschirm und mehreren dazwischenliegenden rohrförmigen Elektroden bekannt. Zwischen den rohrförmigen Elektroden bildet sich eine Elektronenlinse aus, die das Emissionsbild ■ der Photokathode auf dem Leuchtschirm abbildet. Das Emissionsbild der Photokathode wird durch ein Lichtbild, welches auf die Photokathode geworfen wird, erzeugt. Bei solchen Bildwandlern war bislang eine Veränderung der Vergrößerung bei gleichzeitiger Erhaltung der Schärfe nicht möglich, ohne den Abstand zwischen Linse und Photokathode zu verändern. Bei magnetischen Linsen bereitet die Abstandsänderung keine Schwierigkeiten,

während bei statischen Linsen eine Elektrodenverschiebung im Vakuum schwierig ist.

Die Erfindung ermöglicht nun, mit vereinfachten Mitteln einen Bildwandler mit statischer Elektronenlinse zu bauen, bei dem die Vergrößerung bei stets gleichbleibender Schärfe geändert werden kann. Die Erfindung besteht darin, daß bei einem elektronenoptischen System, bei welchem die Abbildung des Elektronenbildes auf die Abbildungsfläche durch drei zylindrische Rohrelektroden gleichen Durchmessers erfolgt, die beiden äußeren Elektroden auf festem Potential liegen und zwischen zwei Zylinderelektroden eine scheibenförmige Blende, deren effektive öffnung kleiner ist als die

effektive Öffnung der Zylinderelektroden, angeordnet und zur Veränderung der elektronenoptische.il Vergrößerung an ein regelbares Potential gelegt ist. Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnungen genauer beschrieben werden. Vorher sei noch erwähnt, daß sie nicht auf diese besonderen Anwendungsbeispiele beschränkt ist, sondern auch bei anderen elektronenoptischen Einrichtungen, z. B. einem Bildwandlerrohr für Fernsehsendezwecke,

ίο Verwendung finden kann.

In Abb. ι ist ein Linsensystem gemäß der Erfindung gezeigt, das vorzugsweise in einer hochevakuierten Hülle ι untergebracht ist. Die in Abb. ι dargestellte Anordnung zeigt insbesondere die Anwendung der vorliegenden Erfindung auf ein Elektronenfernrohr. Eine halbdurchsichtige lichtempfindliche Kathode 3 ist so gekrümmt, daß die Krümmung des Bildfeldes und die sogenannte kissenförmige Verzeichnung korrigiert werden.

Diese Photokathode ist mit dem einen Ende des Hohlzylinders 5 verbunden. Symmetrisch in bezug auf die Längsachse der Röhre ist ein zweiter kurzer HohlzyMnder 7 angebracht und etwas weggerückt davon eine verhältnismäßig lange rohrförmige Besehleunigungselektrode oder Anode 9.

In *der Nähe des anderen Endes· der Röhre oder, wie in Abb-. 1 dargestellt ist, unmittelbar auf der Innenwand dieses Röhrenendes ist ein halbdurchsichtiger Fluoreszenzschirm π aus Willemit oder einem anderen geeigneten Material angebracht. Auf diesen, treffen die von der Kathode 3 ausgehenden Elektronen auf, um ein von außen sichtbares aufrechtes Bild zu erzeugen, das dem auf die Kathode projizierten optischen Bild entspricht.

Wenn die Hohlelektroden geeignet proportioniert und mit geeigneten Spannungen versehen sind, entsteht ein scharfes Bild von bestimmter Vergrößerung. Die Vergrößerung m wird ungefähr durch die folgende Form gegeben:

u

m 2ώ ,

2 u

wobei v- den Abstand des elektronenoptischen. Mittelpunktes von der Auftreffelektrode bedeutet und u den Abstand des elektronenoptischeni Mittelpunktes von der Elektronenquelle. Dabei soll von der weiteren noch gezeichneten Blendenelektrode 22 zunächst abgesehen werden.

Der elektronenoptische Mittelpunkt ist dann die Stelle auf der Symmetrieachse der Röhre, durch die alle Elektronenbahnen hindurchgehen auf ihrem Weg von der Kathode 3 zu dem Schirm 11, auf dem ein Elektronenbild erzeugt wird. Bei der bis hierher geschilderten Einrichtung liegt dieser elektronenoptische Mittelpunkt in der Nähe des Bereiches zwischen der Anode 9 und dem mittleren kurzen Zylinder/.

Die Rohrelektroden 5, 7 und 9 sind durch drei Leitungen 5°, 7 bzw. g^a, die von außen in. das Innere der Röhre führen, mit geeigneten Spannungsquellen, die in der Zeichnung durch die Batterie A und den Spannungsteiler A₁ dargestellt sind, verbunden. Die Kathode 3 und der damit verbundene kurze Zylinder S sind mit dem negativen Pol dieser Spannungsquelle verbunden, und zwar durch die Leitung 5^a. Die Anode 9 ist durch die Leitung 9⁰ mit dem positiven Pol dieser Spannungsquelle verbunden. Durch Einstellen der veränderlichen Zapfstelle 7^ß und der anschließenden Leitung, die der fokussierenden Elektrode 7 eine geeignete Spannung zuführt, wird die Fokussierung des Elektronenbildes erreicht. Es ändert sich nämlich dadurch die Intensität und die Verteilung der elektrostatischen Äquipotentiallinien in der Nähe des Bereiches zwischen diesen zylindrischen. Elektroden. Auf diese Weise bildet sich eine zusammengesetzte Elektronenlinse, deren Äquipotentialflächen verschiedene Krümmungsradien haben. Bei normaler Wirkungsweise ist die Potentiald.ifferenz zwischen der fokussierenden Elektrode 7 und der Anode 9 wesentlich größer als die Potentialdifferenz zwischen dem Kathodenzylinder S und dieser fokussierenden Elektrode 7. ,

Bei der in Abb. 1 dargestellten Einrichtung ist nun gemäß der Erfindung eine scheibenförmige Vergrößerungselektrode 22 vorgesehen, die eine Blendenöffnung 22^C besitzt, deren Durchmesser kleiner ist als der der .anderen Rohrelektroden. Die Vergrößerung ist bestimmt durch das Potential an der fokussierenden Elektrode 7 und das Potential an der Elektrode 22. Vorzugsweise wird die Zapfstelle der Leitung 22° am Potentiometer A₁ so lange verschoben, bis die gewünschte Vergrößerung erreicht ist, und hierauf die Zapfstelle von y^a so eingestellt, daß das Bild scharf wird. Die Vergrößerung nimmt zu, wenn man die Vergrößerungselektrode 22 mehr positiv macht, und sie nimmt ab, wenn die Elektrode 22 weniger positiv gegenüber dem an der fokussierenden Elektrode 7 liegenden Potential wird. Das Einstellen; der Potentiale an den beiden Elektroden dient dazu, Form und Verteilung der Kraftlinien so zu ändern, daß der elektronenoptische Mittelpunkt längs, der Symmetrieachse der Röhre innerhalb der rohrförmigen Anode 9 verschoben wird.

Die in Abb. 2 dargestellte - Anordnung ist im wesentlichen gleich der in Abb. 1 dargestellten; sie unterscheidet sich davon nur dadurch, daß die Vergrößerungselektrode, die hier mit 32 bezeichnet ist, zwischen dem Kathodenzylinder 5 und dem anderen fokussierenden Zylinder/ liegt. Der elektronenoptische Mittelpunkt dieses- Linsensystems liegt normalerweise in dem Raum, der von der fokussierenden Elektrode 7 begrenzt wird.

Bei der in Abb. 3 dargestellten, Anordnung sind .115 zwei Vergrößerungselektroden vorgesehen, von denen die eine, 42, zwischen dem Kathodenzylinder 5 und dem mittleren fokussierenden Zylinder 7, die andere, 52, zwischen dem Zylinder 7 und der Anode 9 liegt. Wie bei der Anordnung gemäß Abb. 2 liegt auch hier der elektronenoptische Mittelpunkt innerhalb des mittleren Zylinders 7. Seine genaue Lage wird dadurch festgelegt, daß man die relative Potentialverteilung durch Einstellung des Abgriffs auf A₁ so wählt, daß ein scharfes Bild der gewünschten Vergrößerung

erhalten wird. Die Blendenöffnung 52⁰ der Elektrode 52 ist bei der in Abb. 4 dargestellten Anordnung kleiner als die Blendenöffnung 42⁰ der Elektrode 42. Dies ist aber nicht unbedingt notwendig. Es ist auch nicht notwendig, daß die an die Kathode angrenzende Elektrode mechanisch und elektrisch mit der Kathode verbunden ist.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Elektronenoptisches System, insbesondere Bildwandler, bei welchem die Abbildung des Elektronenbildes auf die Abbildungsfläche durch drei Rohrelektroden gleichen Durchmessers erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden äußeren Elektroden auf festem Potential liegen und zwischen zwei Zylinderelektroden eine scheibenförmige Blende, deren effektive Öffnung kleiner ist als die effektive Öffnung der Zylinderelektroden, angeordnet und zur Veränderung der elektronenoptischen. Vergrößerung an ein regelbares Potential gelegt ist.
2. 2. Elektronenoptisches System nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Zylinderelektrode zur Einstellung der Bildschärfe an ein regelbares Potential gelegt ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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