Anordnung zur Umformung von Bildern aus einem Spektralgebiet in ein
anderes Bei der U'ltraviolettmikroskopie, bei dem Problem des Nebelsehens und anderen
Aufgaben ist es erforder11i,ch, Bilder, deren hauptsächlichste Strahlungsintensität
in einem für das Auge nicht sichtbaren Spektralgebiet liegt, so umzuformen, daß
ein wesentlicher Teil der Strahlung in den Bereich des sichtbaren Lichtes verlegt
wird. Es ist bereits bekann tgewordlen, mit Hilfe von PhotozeIllen, den bekannten
Zerlegungs-, Verstärkwngs- und Bildzusammensetzungsmethoden der Fernsehtechnik obige
Aufgabe zu lösen. Die meisten Lösungen erforderten jedoch einen zu komplizierten
apparativen Aufwand und ergeben infolge der Herabsetzung der auf ein Bildelement
ent,faflen;denL,i@ehtenergie zu geringe Empfindliichkeiten. Bekanntlich ist dile
Ausbeute, insbesondere bei hohen Bildpunktzahlen im Fernsehen deswegen so klein,
weil nur die während der überaus kurzen Abtastzeit eines Bildedem@ents einfallenden
Lichtquanten zur Wirkung kommen. Aber auch einfache Ei@nri,dhtungen ohne Bildzerlegung
sind bekannt, bei denen das auf die Photokathode geworfene BiId unmvnttelbar auf
einem Fluoreszenzschirm abgebildet wird. Diese Anordnung hat den Nachroeitl., dlaß
durch die geringe Entfernung von Ph otokathodle und F'luoreszenzächirm eine gegenseitige
Bee;i-nflusseng durch die von der Fluoreszenzschichit auf die Photokathode fallenden
Licht,strathlien. selbst durch zwischengeschaltete Schirme schwer zu vermeiden ist.
Gegenstand
der Erfindung ist eine relativ einfache Anordnung, bei der gleichfalls auf jeg-Iiche
Bildzerlegung verzichtet und infolge der zur Anwendung kommenden Prinzipien und
Dimensionierung ein außerordentlich hoher Gesamtwirkungsgrad gegeben ist, ohne d'
aß eine gegenseitige Beeinflussung zwischen dem Fluoreszenzs.chirm und der Photokathode
wesentlich in Erscheinung tritt. Das Prinzip der Anordnung ist ans der Abbilidung
zu entnehmen, die gleichzeitig ein Beispiel für die konstruktive Anordnung gemäß
der Erfindung gibt. Der Grundgedanke besteht darin, daß das zu übertragende Bild
zunächst auf einer photoaktiven Schicht scharf und die photoaktive Schicht A mit
einer Elektronenoptik B auf einem Fluoreszenzschirm C verkleinert abgebildet wird.
In dem dargestellten Beispiel erfolgt die Abbildung mit Hilfe eines in einem Tubus
D angeordneten Hohlspiegels E, der in der Mitte durchlöchert wird. Selbstverständlich
ist dafür zu sorgen, daß sowohl der Spiegel als auch der in :dem Strahlengang liegende
Teil dies Glaskolbens der Elektronenröhre für das entsprechende S:pektralgebiet
gut reflektierend bzw: durchlässig ist. Der Tubus bewirkt gleichzeitig, daß schädliches
Nebenlicht von der Anordnung ferngehalten wird. Zu dem gleichen Zweck empfiehlt
es sich, einen Teil F des Röhrenkolbens wie in der Abbildung angegeben, zu schwärze-n:;
vor allen Dingen ist Wert darauf zu legen, daß der Fluoreszenzschirm sich in einem
durch einen Lichtschutz G völlig verdunkelten Teil der Röhre be-
findet. Höchste
Empfindlichkeit ist mit der Anordnung nur dann zu erreichen, wenn diese Bedingung
erfüllt ist. Selbstverständlich braucht nur bewirkt zu sein, daß kein sichtbares
Licht den Fluoreszenzschirm aufhellt. Ein gewisses unvermeidliches und schädliches
Nebenlicht ist dann gegeben, wenn der Mittelpunkt der photoaaktiven Schicht, der
Mittelpunkt der Elektronenoptik und Bier Mittelpunkt des-Fluoreszenzschirmes, wie
dies zunächst naheliegend ist, auf einer Geraden liegen; denn auch die photoaktive
Schicht reflektiert, wenn sie beleuchtet wird, noch einen nicht unerheblichen Prozentsatz
Licht. Hier kann man sich dadurch helfen, daß in den Gang des Lichtstrahles vor
der photoaktiven Schicht an geeigneter Stelle ein Filter geschaltet wird, das für
die Wellenlängen des si;chtharen Lichtes undurchlässig Ist. Geggebeneinfalls empfiehlt
sich hier ein Filter oder eine Filterkombination, die nur ein schmales, gewünschtes
Spektralgebiet d'urchläßt. Eine andere Methode, die allein oder in. Kombination
mit der optischen Methode zur Anwendung kommen. kann., ist aus der Abbildung zu
entnehmen. Hier wird hinter (in .dem Beispiel hinter) die El.el@tranenopti@k ein
Ablenkfeld geschaltet. In dem Beispiel wird dieses Ablenkfeld als clektrostätisches
Feld hergestellt und durch Wahl eines genügend großen Plattenbestanden dafür gesorgt,
daß innerhalb dies Querschnittes des Elektronenstrahlbürndie;ls eine sehr gleichbleibende
Ablenikfel.dstärke besteht, so daß Fehler bei der elektronenoptischen Abbildung
nicht entstehen. Durch diese Richüungsünderung des Eleltronens,trahlibündels wird
bewirkt, daß die sich geradlinig fortpflanzenden LichtstTahlen nicht auf den F'luoreszenzschirm
treffen, so daß insbesondere dann, wenn .die innere Glaswandung der Elektronenröhre
an dem der Elektronenoptik gegenüberliegenden Teil geschwärzt ist, jegliches Störlicht
ausgeschaltet ist: Als Elektronenoptik sind für die Anordnung besonders die sehr
einfachen, elektrostatischen Lochoptiken geeignet. Durch Anwendung relativ hoher
Spannungen an der Lochoptik, die sehr groß gegen die Voltgeschwindigkeit der Photoelektronen
sein müssen, und ferner -durch zweckmäßige Ausgestaltung des elektronenoptischen
Systems kann erreicht werden, daß ein außerordentlich hoher Prozentsatz der von
der Photokathode emittierten Elektronen schließlich auf den Ffiuöreszenzschirm trifft.
Das wirksame (Öffnungsverhältnis des elektronenoptischen Systems ist dann extrem
groß, d. h. es kommen fast alle Photoelektronen zur Wirkung, wenn die in der Abbildung
als Beispiel gegebtene Systemanordnung oder eine entsprechende ähnliche gewählt
wird. Hier ist das Loch in der der Photokathode zugekehrten Elektrode der Elektronenoptik
wesentlii,ch größer als das Loch: der dahinterliegenden und auf höherem Potential
beflndllichen anderen Elektrode.
Die Durchgriffsverhältnisse, die bei dieser Lochdimensionierung bestehen,
bewirken bereits einen leicht konvergenten Verlauf der von den einzelnen Stellen
der Photokathode ausgehenden. Elektronenstrahlbündel. Die Konvergenz kann vergrößert
oder auch -für sich allein herbeigeführt werden durch den in der Abbildung ebenfalls
dargestellten und die Photokathüde umgebendien Wehneltzylind,er H. Durch die Konvergenz
wird erreicht, diaß trotz einer gegenüber den Dwrchtrittsöffnungen der Elektronenoptik
großen Photokathode die Elektronenoptik nicht bis in die Randzonen ausgenutzt wird.
Die Nichtausnutzung der Randpartien, die gegebenenfalls auch durch in den Strahlengang
der Elektronen geschaltete Blenden erreicht werden kann, führt, ähnlich wie , in
der Lichtoptik, zu besonders scharfen Bildern. Eine gewisse experimentelle Schwierigkeit
besteht darin, daß .es nur schwer agelingt, d!ie Photokathode so herzustellen, daß
bei allen Flächenelementen die gleiche Empfindlichkeit ,gegeben ist. Diese Schwierigkeit
l@äßt sich dadurch beseitigen, dlaß die Apparatur zunächst auf ein Gesichtsfeld,
gerichtet wird, das in dem gewünschten optischen Spektralgebiet völlig gleichmäßige
Helligkeit aufweist. Dieses Gesichtsfeld läßt sich beispielsweise durch eine beleuchtete
weiße Fläche herstellen. Dann erscheint auf dem Fluoreszenzschirm die Empfindlichkeitskarte
der photoaktiven Schicht. Es ist dann nur notwendig, das entstehende Fluo@reszenzbiild
mit passender Expositionszeit zu photographieren, um ein Filter zu erhalten, das,
in dien optischen Strahlengang zwischen Fluoreszenzschirm und Auge geschaltet, de
Ungleichmäßigkeiten der Photokathode wieder ausgleicht. Selbstverständlich
ist
das Ausgleichsfilter so zu orienr liieren, daß eine genaue Deckung der Konturen
eintritt. In der Abbildung ist gezeigt, wie auf ei.nfach-ste Weise die Einfügung
des Filters J auch dann gelingt, wenn das Filter nicht unmittelbar an den Fluoreszenzschirm
herangebracht werden kann. Das durch das Objektiv K in der Ebene von J entworfene
Bild des Fluoreszenzbild es wird zweckmäßig durch eine Lupe L betrachtet. Insbesondere
zur Infrarotsichtbarmachung Ist die Photokathode nach dem hekanten Verfahren zu
sensibilisieren. Bei Anwendung von Beschleunigungen von einigen iooo Volt ist die
Lichtstärke der erhaltenen Fluoreszenzschirmbilder ausreichend, um auch bei mäßig
hellen Objekten eine hinreichend helle Abbildung auf .dem Fluoreazenzschirm zu erhalten.
In dem erfindungsgemäßen Beispiel der Abbildung erfolgt die Abbildung
.der Photokathode auf dem Fluoreszenzschirm mit geringer Verkleinerung. Die Verkleinerung
ist insofern von Vorteil, als hierdurch ein größerer Absitand zwischen Photokathode
und Elektronenoptik herbei.geführt wird, der für die Ausgestaltung der Optik zur
Abbildung des zu übertragenden Gegensband'es auf die Photokathode von Vorteil isst.
Ferner wird durch die verkleinerte Abbildung auf einfache Weise eine Intensitätssteigerung
erzielt, die gerade bei der Umformung von Bildern aus einem Spektralbereich in einen
anderen besonders wesentlich ist, da es sich in diesem Fall meist um verhältnismäßig
lichtschwache Bilder handelt und eine Intensitätssteigerung notwendig ist, damit
die Reizschwelle des Auges bei der Betrachtung überschritten wird. Diese Intensitätssteigerung
bleibt auch für den Fall wirksam, daß man zum Zwecke der verbesserten Auflösung
optische- Mittel anwendet, denn durch optische Mittel gelingt es, einen verhältnismäßig
großen Raumwinkel des Fluoreszenzlichtes zu erfassen. Es ist deshalb günstiger,
zunächst ein verkleinertes lichtstarkes Bild auf elektronenoptischem Wege zu erzeugen
und dieses Bild nachträglich optisch durch eine Lupe vergrößert zu betrachten, als
von vornherein auf elektronenoptischem Wege das Sehirmbid:d in der gewünschten Endgröße
zu erzeugen.