AT151893B - Elektrische Entladungsröhre mit Bildkathode. - Google Patents

Description

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  Elektrische Entladungsröhre mit Bildkathode. 
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   Diese leitenden Organe können auf verschiedene Potentiale gebracht werden. 



   Um scharfe Bilder zu erhalten, ist es erwünscht, dass die erforderliche   Krümmung   der Kathoden- strahlen soweit wie   möglich in   dem vorderen Teil der Röhre stattfindet. Es ist zu diesem Zweck vorteilhaft, zwischen dem Regelsystem und der Kathode eine grössere Anzahl von leitenden Organen als zwischen dem Regelsystem und dem   Auffangsehirm   vorzusehen. Die Krümmung der Kathodenstrahlen lässt sich in diesem Fall genauer regeln. Zwischen dem Regelsystem und dem Auffangschirm wird   zweckmässig   nur ein einziges leitendes Organ in Form eines Zylinders angeordnet. Hier findet dann wenig Krümmung mehr statt, so dass das Bild über eine grosse Tiefe scharf ist.

   Im   Zusammenhang   damit wird die Röhre auch   zweckmässig   derart eingerichtet, dass der Abstand zwischen dem Regelsystem und dem   Auffangsehirm   wenigstens ebenso gross ist wie der Abstand zwischen dem Regelsystem und der Bildkathode. 



   Eine Elektrode des Regelsystems kann mit einem leitenden Organ zu einem Ganzen vereinigt sein. Es sind auch noch weitere Vereinfachungen möglich : So kann die Kathode mit einem zylinderförmigen leitenden Organ zu einem Ganzen vereinigt sein. 



   Infolge von Fehlern oder Mängeln der Fokussiervorriehtungen auftretende Bildverzerrung kann gemäss der Erfindung dadurch vermieden werden, dass die Bildkathode mit einer konkaven   emittierenden Oberfläche   ausgebildet wird. 



   An das Regelsystem wird eine Spannung angelegt, die positiv in bezug auf die Kathode ist. 



  Ist diese Spannung regelbar, so lässt sieh auf diese Weise das Bildgrössenverhältnis ändern. Eine Änderung dieser Spannung kann jedoch die Schärfe des Bildes verringern ; und es ist daher erwünscht. auch das Potential mindestens eines der zwischen dem Regelsystem und der Bildkathode vorhandenen leitenden Organe regelbar zu machen. 



   In den Zeichnungen ist die Erfindung durch Ausführungsbeispiele schematisch veranschaulicht. 



   Fig. 1 stellt eine sehr einfache Ausführungsform einer   Entladungsröhre   gemäss der Erfindung sowie der Schaltung derselben dar : Fig. 2 zeigt dieselbe Röhre, mit einem Regelsystem   versehen : Fig. 8   stellt eine   ähn1iche Röhre mit   einem anders angeordneten Regelsystem dar ; die in Fig. 4 dargestellte   Ausführungsform unterscheidet sich   von der nach den Fig. 2 und 3 dadurch, dass zwischen der Kathode und dem Regelsystem eine grössere Anzahl von leitenden Organen vorgesehen ist : Fig. Ï ist ein Aus-   führungsbeispiel   einer Röhre gemäss der Erfindung, bei der das Regelsystem aus zwei Elektroden besteht :

   Fig. 6 zeigt, wie mit Hilfe einer Röhre und einer Einrichtung gemäss der Erfindung Bilder elektrisch übermittelt werden können. 
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 einer photoelektrischen Oberfläche angeordnet, die sich auf einem gläsernen Träger befindet, so dass ein optisches Bild, das (in der Zeichnung) von rechts durch Vermittlung eines   mit'27 bezeichneten     Linsensystems   auf die Kathode geworfen wird, aus dem auf der linken   Oberfläche   vorhandenen photoelektrischen Material Elektronen auslöst in einer Menge, die von Punkt zu Punkt von der Helligkeit des Bildes daselbst abhängt.

   In dem elektrischen Feld zwischen der Kathode und dem zylindrischen leitenden   Organ. 1 werden'-   diese Elektronen beschleunigt, so dass aus jedem der von   Lichtstrahlen ge-   troffenen Punkte der photoelektrischen Oberfläche der Kathode   2   ein feines Elektronenbündel ausgeht, das infolge der   Krümmung   der Äquipotentialflächen des elektrischen Feldes bei einer geeigneten 
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 dünne Willemitsehicht gebildet wird, nahezu in einem einzigen Punkt trifft, zwischen der Kathode 2 und dem Zylinder 3 befindet sich ein zum Fokussieren dienendes leitendes Organ, das als ein Metallzylinder 5 ausgestaltet ist. 



   Das durch die Kathode   : 2 und   die Zylinder 3 und 5 gebildete elektronenoptische System bewirkt ein Konvergieren der aus jedem Punkt der Kathode austretenden Elektronenbündel. Da die Felder 
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 Zylinders 3 in der Nähe des rechten Endes des letzteren. Auf dem fluoreszierenden   Schirm- entstellt   also ein umgekehrtes Bild der auf die   Kathode 2 projizierten Darstellung.   Der Umstand, dass das Bild umgekehrt ist, ist für die   Beobachtung   in der Regel nicht störend, da das optische   System 27 in   der Regel ein Bild entwirft, das in bezug auf das Original   umgekehrt   ist. 



   Der Potentialunterschied zwischen der Kathode. 2 und der   Anode : 3   wird durch eine Stromquelle 6 hervorgerufen, als welche sowohl eine Gleich-als auch eine   Wechselstromquelle   dienen kann. 



  Da in der Röhre nur ein Elektronenstrom von der Kathode zum Schirm 4 auftritt, sind Halbperioden. in denen die Kathode positiv in bezug auf den Zylinder 3   ist, unwirksam :   und es ist daher dort, wo in der vorliegenden Beschreibung von einem positiven bzw. negativen Potential die Rede ist, lediglich das Potential gemeint, das auftritt, wenn die Kathode negativ ist. 
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 z. B. die Hälfte desjenigen der leitenden Organe betragen. Bei einem zylindrischen Regelsystem mit grösserer axialer Ausdehnung kann der Innendurchmesser grösser sein. 



   Das Potential der Scheibe 8 ist regelbar. Eine Erhöhung bzw. eine Erniedrigung desselben führt eine Vergrösserung bzw. eine Verkleinerung des auf dem Schirm 4 entworfenen Bildes herbei. 



   Durch Regelung des Potentials des leitenden Organs 5 lässt sieh das Bild scharf einstellen, nachdem die gewünschte Bildgrösse durch Regelung des Potentials der Scheibe 8 erhalten worden ist. 



   Die Stelle, an der das Regelsystem angeordnet wird, hat gleichfalls Einfluss auf die Grösse des 
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 unmittelbar aufeinander folgen, oder es kann noch ein leitendes Organ zwischen ihnen angeordnet sein. So ist z. B. eine Kombination der Anordnungen der   Röhren   nach Fig.   2 und : 3 möglich, also eine   Röhre, bei der sich sowohl links als auch rechts vom leitenden   Organ 5 eine Regelelektrode   mit einer Öffnung kleiner als der Durchmesser des Zylinders 5 befindet. 



   Bei der Röhre nach Fig. 1 sind nur zwei leitende Organe vorhanden. Dies gestattet nur eine   verhältnismässig grobe Einstellung der Schärfe des Bildes.   In den Fig. 2 und 3 sind drei leitende Organe vorhanden, von denen zur   Vereinfachung des Baues   das leitende Organ   9,   das der Kathode zunächst 
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 genau geregelt werden.   Die Regelelektrode &    liegt etwa in der optischen Mitte des Linsensystems. Auf diese Elektrode folgt nur noch der Zylinder 3.

   Die Kathodensirahlen sind hier nur mehr wenig gekrümmt, und bei einer   grossen Länge dieses   Teiles der Elektronenbahnen schneiden sieh die Strahlen 
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 Abstand zwischen der Elektrode 8 und dem Auffangschirm 4 wird daher   zweckmässig   wenigstens ebenso gross gewählt wie der Abstand zwischen dieser Elektrode und der Kathode   .   



   Die Zylinder 10 bis   7J   sowie die Kathode 2 sind an einen Spannungsteiler 16 angesehlossen. Von der Kathode an gerechnet, ist das Potential jedes folgenden Zylinders höher als das des   vorhergehenden   Zylinders. Da es nicht nötig ist, Änderungen in der Verteilung der Spannung über die leitenden   Organe 10   bis 15 vorzunehmen, weil ja dadurch die Vergrösserung des Bildes nach der Scharfeinstellung nicht geändert werden kann, kann der Spannungsteiler 16 innerhalb des Entladungsgefässes angeordnet sein. Dies hat den Vorzug, dass die Anzahl der in die Röhrenwand einzuschmelzenden Stromzuführungsdrähte geringer wird als bei Anordnung des Spannungsteilers ausserhalb der Röhre.

   Die leitenden Organe, die je mit einer Anzapfung des Spannungsteilers 16 verbunden sind. können durch einen Zylinder mit hohem elektrischen Widerstand ersetzt werden, an dessen Enden ein   Potentialunterschied   unterhalten wird. Die regelmässige Spannungsverteilung zwischen Kathode und Regelsystem erfolgt in diesem Fall selbsttätig. Es kann zu diesem Zweck gegebenenfalls ein Niederschlag von leitendem Material auf der Röhrenwand angewendet werden. 



   Anstatt einer einzigen Stromquelle 6 und eines einzigen   Spannungsteilers   7, wie bei der Schaltung 
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 in Reihe geschaltet sind. Im   Nebenschluss   zur Stromquelle 18 ist ein   Spannungsteiler 79 geschaltet,   mittels dessen die   Spannung   an den leitenden Organen 10 bis 7J geregelt und dadurch die scharfe Einstellung des aufgefangenen Bildes erzielt werden kann. Über die beiden Stromquellen ist ein Spannungsteiler 20 geschaltet, mittels dessen an das Regelsystem 8 eine positive Spannung angelegt werden kann, 
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 Endzylinder 3 und die letztere mit dem leitenden Organ 10 ein Ganzes bildet. Diese Röhre ist nicht für die Fälle bestimmt, in denen eine regelbare   Vergrösserung verlangt   wird. Die Röhre kann wohl für eine bestimmte Vergrösserung hergestellt werden.

   Wenn die Öffnungen in den   Elektroden.) 1 und}   des Regelsystems gleich gross sind, wird ein seharfes Bild bei einer Vergrösserung erhalten,   die gleich   
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 Mitte von der Kathode ist. Wird die Öffnung in der Elektrode 22 grösser als die Öffnung in der Elektrode 21 gemacht, so nimmt die Vergrösserung zu ; sie wird hingegen geringer, wenn die Elektrode 21 eine grössere Öffnung als die Elektrode 22 aufweist. 
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  Zu diesem Zweck ist das leitende Organ 11 mit einem eigenen Stromzufiihrungsdraht zu versehen, derart, dass das Potential der Scheibe 22 unabhängig von den Potentialen der leitenden Organe 11 bis   14   geregelt werden kann. 



   Die Zusammenfügung des Zylinders 10 und der Scheibe   22   zu einem Ganzen bietet den Vorteil, dass   Sekundärelektronen,   die etwa infolge des Anpralls von Primärelektronen an die Scheibe 22 aus dieser ausgelöst werden, grösstenteils vom Zylinder 10 aufgefangen werden. 



   Infolge von Fehlern der Linsen kann eine Verzerrung des Bildes auftreten, insbesondere in weit von der Mitte abliegenden Bildteilen. Diese Bildverzerrung kann dadurch vermieden werden, dass die emittierende   Oberfläche   der photoelektrischen Kathode, wie auch in den Figuren dargestellt ist, konkav ausgebildet wird. 



   Fig. 6 zeigt das Innere einer ähnlichen Röhre wie Fig. 4 nebst der entsprechenden Schaltung und dient dazu, die   Möglichkeit   der Anwendung der Erfindung zur Fernübertragung von Bildern   ent-   weder drahtlos oder längs elektrischer Leitungen darzulegen. Das Bild wird in diesem Fall nicht auf einem gewöhnlichen fluoreszierenden Schirm, sondern auf einer sogenannten   Netzhautelektrode 2 : J   eines Ikonoskops entworfen, das mit der beschriebenen   Entladungsröhre   in einer gemeinsamen Hülle 1 angeordnet ist. Das Elektronenbild auf dieser Netzhautelektrode erteilt den verschiedenen Kondensatorelementen, aus denen sie aufgebaut ist, durch   Sekundäremission   elektrische Ladungen, deren Grösse von der Intensität des zu übertragenden Bildes abhängig ist.

   Diese Kondensatorelemente werden in einer bestimmten Reihenfolge von einem engen, vom Elektrodensystem 24 ausgesandten Kathoden-   strahlenbündel bestrichen   oder abgetastet und infolgedessen eines nach dem andern entladen, so dass 
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 von den Entladungsströmen   durehflossen   wird, Spannungsänderungen auftreten, die einer Aussendevorrichtung zugeführt werden können. 
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 angewendet werden, bei dem die Elektronenbiindel, aus denen das Bild zusammengesetzt ist, in entsprechender Folge über eine kleine Öffnung bewegt werden, hinter der sich eine Auffangselektrode befindet. 



   Die   Fokussiervorriehtung   in Fig. 6 weist noch einige Abänderungen auf, die nicht mit der 
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 zur Umwandlung des Elektronenbildes in ein Lichtbild möglich sind. Anderseits können die Ausführungsbeispiele der   Fokussiervorrichtungen,   in den andern Figuren zur elektrischen Übertragung von Bildern angewendet werden. 



   So ist in Fig. 6 das Regelsystem als ein Zylinder   26   ausgebildet. Der Zylinder : J ist nicht aus
Gaze oder einem Gitter-oder Netzwerk wie bei den andern Figuren, sondern aus geschlossenem Material hergestellt. Die leitenden Organe 10 bis 15 sind kürzer als in den andern Figuren. Es empfiehlt sich jedoch, sie wieder als längere Zylinder auszugestalten oder ihre Abstände verhältnismässig kleiner zu machen, als in Fig. 6 dargestellt ist, um die Möglichkeit der Entstehung von störenden Ladungen auf der Röhrenwand herabzusetzen. 



   In   sämtlichen   beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Kathode als eine durchsichtige Scheibe gedacht, auf deren dem Auffangssehirm abgewandte Seite mittels eines in Fig. 1 als eine Linse 27 dargestellten optischen Systems ein Bild geworfen wird. Als optisches System kann eine   gewöhnliche   Linse Anwendung finden, wenn im sichtbaren Teil des Spektrums gearbeitet wird. Bei Anwendung von Ultraviolettstrahlen können Linsen aus Quarz benutzt werden. Handelt es sieh um die Wirkung von infraroten Strahlen, so ist eine Linse aus Hartgummi oder sonst einem Material, das diese Strahlen durchlässt und bricht, zu verwenden. 



   Die Erfindung ist jedoch auch an Röhren anwendbar, bei denen die photoelektrische Kathode derart angeordnet ist, dass die die Elektronenemission herbeiführenden Strahlen die Kathode auf der dem Auffangschirm zugekehrten Seite treffen. Der Träger der emittierenden Schicht braucht in diesem Fall nicht durchsichtig zu sein. 



   Auch kann statt einer   primäremittierenden   Oberfläche als Bildkathode eine   sekundäremittierende     Oberfläche   benutzt werden. Der beschriebenen Vorrichtung kann also noch eine   Verstärkungsvorrichtung   vorangehen, wobei auf die Bildkathode durch Kathodenstrahlen ein Bild projiziert wird und durch Sekundäremission von der Bildkathode ein Elektronenstrom emittiert wird, der eine grössere Dichte hat als der auf die Kathode auftreffende Elektronenstrom. 

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Claims (1)

1. PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Elektrische Entladungsröhre mit Bildkathode, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine elektrostatische Fokussiervorriehtung aufweist, die auf einem Auffangschirm ein umgekehrtes Bild des durch die Bildkathode emittierten Elektronenbildes entstehen lässt. <Desc/Clms Page number 5>

   2. Elektrische Entladungsröhre nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass in der Nähe der Stelle, wo sieh die fokussierten Elektronenbündel schneiden, ein Regelsystem , , , vorhanden ist und dass zwischen dem Regelsystem und der Kathode (2) sowie zwischen dem Regelsystem und dem Auffangsehirm (4) ein oder mehrere ring-oder zylinderförmige leitende Organe (z. B. 5, 9 bzw. 3 in Fig. 2, oder 10 bis. !. ? bzw. J in Fig. 4) angeordnet sind, die sämtliche Bündel umgeben.

   3. Elektrische Entladungsröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelsystem aus einer durchbohrten Scheibe (8) oder einem hohlen Zylinder (26) besteht und der Innendurchmesser dieser Scheibe oder dieses Zylinders kleiner als jener der zylinderförmigen, leitenden Organe ist.

   4. Elektrische Entladungsröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da, ss das Regelsystem aus zwei durchbohrten Scheiben (21, 22) besteht, deren Innendurchmesser kleiner als jener der zylinderförmigen, leitenden Organe ist.

   5. Elektrische Entladungsröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Regelsystem und der Kathode eine grössere Anzahl von leitenden Organen als zwischen dem Regelsystem und dem Auffangschirm vorhanden ist.

   6. Elektrische Entladungsröhre nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Regelsystem und dem Auffangschirm nur ein einziges leitendes Organ in Form eines Zylinders (3) vorhanden ist.

   7. Elektrische Entladungsröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen dem Regelsystem und dem Auffangschirm wenigstens ebenso gross wie der Abstand zwisehen dem Regelsystem und der Bildkathode ist.

   8. Elektrische Entladungsröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektrode des Regelsystems mit einem leitenden Organ zu einem Ganzen vereinigt ist.

   9. Elektrische Entladungsröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Regelsystem aus zwei durchbohrten Seheiben (. M, ?) besteht, die je mit einem zylinderförmigen leitenden Organ (.'3 bzw. 10) zu einem Ganzen vereinigt sind.

   10. Elektrische Entladungsröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode (2) mit einem zylinderförmigen leitenden Organ (9) zu einem Ganzen vereinigt ist.

   11. Elektrische Entladungsröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildkathode (2) eine konkave emittierende Oberfläche hat.

   12. Elektrische Entladungsröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein leitendes Organ zwischen dem Regelsystem und der Kathode als Zylinder mit hohem Widerstand, gegebenenfalls in Form eines leitenden Niedersehlags auf der Röhrenwand ausgebildet ist.

   13. Schaltanordnung mit einer elektrischen Entladungsröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Potential des Regelsystems regelbar ist.

   14. Schaltanordnung nach Anspruch 13, mit einer elektrischen Entladungsröhre nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Potential einer der Elektroden des Regelsystems regelbar ist.

   15. Schaltanordnung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Potential mindestens eines der zwischen dem Regelsystem und der Bildkathode vorhandenen leitenden Organe (5) regelbar ist.

   16. Schaltanordnung nach Anspruch 15, bei der zwischen der Bildkathode und dem Regelsystem mehrere gegeneinander und gegen die Kathode isolierte leitende Organe vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, dass diese leitenden Organe (10 bzw. 15) soir die Kathode (2) an einen, innerhalb der Röhre angeordneten Spannungsteiler (16) derart angeschlossen sind, dass die leitenden Organe, von der Kathode an gerechnet, fortschreitend höheres Potential besitzen.

   17. Schaltanordnung nach Anspruch 15, bei der ein leitendes Organ zwischen dem Regelsystem und der Kathode als Zylinder mit hohem Widerstand, gegebenenfalls in Form eines leitenden Niedersehlags auf der Röhrenwand, ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Spannungsabfall in der Längsrichtung dieses leitenden Organs durch Anlegen einer Potentialdifferenz an dessen Enden herbeigeführt wird.