Opneembuizen voor televisie

Transcriptie

1 Tijdschrift van het Nederlands Radiogenootschap Septem ber 1951 Deel XVI No. 5 Opneembuizen voor televisie L Indeling en wijze van werken van opneembuizen door H. Bruining Natuurkundig Laboratorium N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken E indhoven^n ederland V oordracht gehouden voor het Nederlands Radio Genootschap op 21 M aart SUMMARY In this p a p e r a g eneral outline is given on d ifferen t ty p e s o f p ick -u p - tu b es. A fte r an in tro d u ctio n on the tw o w a y s o f p o te n tia l stab ilisatio n o f a su rface o f in su la tin g m a te ria l b y lo w a n d high velocity scanning electro n s resp., the c o n stru c tio n s o f the orth ico n, im age orth ico n, vidicon, iconoscope a n d im age iconoscope a re discu ssed. T h e m ech an ism s o f sto rag e, m easu rin g an d w ip in g out o f electric ch arg es due to b o m b ard m en t b y ph o to electro n s or due to p h o to co n d u c tiv ity are tre a te d in d etail. A t the end a survey is given of tubes w ith their special nam es. H e t doel v an de telev isie is h e t o v e rb re n g e n v an b eeld en langs electrisch e w eg en w e l m et een zodanige snelheid, d a t b ew eg en d e b eeld en k u n n en w o rd e n o v e rg e b ra c h t. In de p ra c tijk w o rd t d it doel n a g e stre e fd d o o r h e t u it te zen den b eeld op te sp litse n in een a a n ta l b eeld elem en ten ; ie d e r b eeld elem en t h e e ft dus een b ep aald e helderheid en h et sam enstel van deze elem enten vorm t h e t to tale beeld. In de o p n e e m -a p p a ra tu u r w o rd t de h e ld e rh e id v an elem en t n a elem ent electrisch gem eten, b ijv o o rb eeld in de vorm v an electrisch e stro m en. D eze stro m en k u n n en lan g s een k a b e l of door de a e th e r w orden overgezonden en kunnen w orden geb ru ik t om a a n de ontvangzijde de overeen k o m stig e elem enten v an een scherm lich t te doen u itzenden m et een in te n site it, die overeenkom t m et de elem enten aan de zendzijde.

2 210 H. Bruining D e sig n aalstro o m k a n v an slech ts één b eeld elem en t teg elijk w orden uitgezonden. W il men een beeld ontvangen d a t van dezelfde a a r d is als d a t in de bioscoop, d an d ie n t m en p e r sec. ca. 25 volledige b eeld en u it te zenden, te rw ijl men, om een voldoende definitie te behalen, h et beeld m oet oplossen in enkele h o n d erd duizenden b eeld elem en ten. M.a.w. h e t is n o o d zak elijk om de in te n site it v an de b eeld elem en ten a a n de zendzijde te m eten in een tijd sd u u r v an de o rd e v an g ro o tte IO 7 sec. C a m p b e ll- S w in to n w ees re e d s in 1908 op de n o o d zak elijk h eid h ie rv o o r de p ractisch traagheidsloze electronische a p p a ra tu re n te gebruiken. T er verduidelijking van de m ethode w a a ro p hier w o rd t gedoeld, zal een a p p a r a tu u r b esch rev en w o rd e n, die teg e n w o o rd ig veel in g eb ru ik is v o o r h e t ovcróeiiien v an film beelden (fi S- D O p h e t flu o resceren d scherm.s v an een k a th o d e s tra a lb u is A w o rd t een te le v is ie ra s te r gesch rev en. D it r a s te r w o rd t afgebeeld m et de lens L z op h et over te seinen film beeld C. H e t A p p a ra tu u r v o o r h et opnem en v an film beelden. A. k a th o d e stra a lb u is, L\, L i lenzen, B. filmbeeld, C. fotokathode van een m ultiplier. d o o rg e la te n lich t w o rd t m et de lens Z,2 op de fo to k a th o d e C v an een m u ltip lier-fo to cel g ew o rp en, die d a a rd o o r een stro o m geeft, w a a rv a n de g ro o tte flu ctu e ert m et de d o o rla a tb a a rh e id v an de b eeld elem en ten v an de film. M e t b eh u lp v an d it sig n aal k a n m en de in te n site it m oduleren v an de e le c tro n e n b u n d e l in een k a th o d e s tra a lb u is a a n de o n tv a n g k a n t, die sy n c h ro o n m et de b u n d el in de buis K o v er h e t flu o resceren d e scherm b e w e e g t en op deze wijze h et oorspronkelijke film beeld w eergeeft. O p an alo g e w ijze zou h e t m ogelijk zijn h e t b eeld u it te zenden v an een b e p a a ld v o o rw e rp, d o o r d it op dezelfde w ijze te belichten als h et film beeld en h et verstro oide licht op te v an gen m et een fotocel. D e p ra c tijk le e rt e ch ter, d a t in d it gev al de fotostrom en zo klein w orden d a t de statistisch e ruis van de

3 Indeling en wijze van werken van opneembuizen 211 fo to -electro n en in h e t b eeld a a n de ontvangzijde zeer h in d erlijk zich tb aar w o rd t als een so o rt regen. 1) H e t g eb rek k ig e v an deze overigens n ie t zeer gecom pliceerde m eth ode is, d a t m en ie d e r b eeld elem en t slech ts g ed u ren d e IO- 7 sec. b elicht en h e t v e rd e r m et de fo to stro o m v an deze u ite ra a rd b e p e rk te lich th o ev eelh eid m oet stellen. M e n k a n zich ev en w el ook indenken, d a t het voo rw erp in k w estie continu w o rd t belich t en d a t m en h e t r e s u lta a t v an de b elich tin g v a n ie d e r b eeld elem en t g ed u ren d e de gehele 1/25 sec. u itz e n d t in p la a ts van h e t r e s u lta a t v an de b elich tin g g ed u ren d e IO 7 sec. A ls een p ra c tisc h e u itv o erin g sv o rm h ie rv a n k a n m en zich een stu k g a a f m ica v o o rstelle n d a t a a n een zijde m et een d o o rlo p en d e m e ta a lla a g is b e d e k t, a a n de a n d e re zijde ev enw el m et een m ozaïek v an v an e lk a a r gesch eiden elem enten, die o n d e r b e stra lin g v an lich t e lectro n en kunnen e m itte re n. M e n h e e ft d a n een g ro o t a a n ta l condensatortjes die opgeladen kunnen w orden en w a a r v an de lad in g p e r b eeld elem en t in IO 7 sec. w o rd t g e n e u tra lise e rd en gem eten door de condensatoren k o rt te sluiten m et een a f tasten d e electronenbundel als schakelaar. D eze w erk w ijze is in d e rd a a d g e re a lise e rd en w el h e t e e rs t d o o r Z w o ry k in in O p n eem b u izen w a a rin d it p rin cip e w o rd t to e g e p a s t h e te n sto rag e"-b u izen. A fgezien v an enkele buizen v o o r film opnam e w e rk e n alle hedendaagse opneem buizen volgens d it beginsel. Indeling van de belangrijkste opneembuizen. In de b e la n g rijk ste m oderne opneem -buizen v o o r telev isie w o rd t m et beh u lp van h e t lich tb eeld een p o te n tia a lb e e ld " o p g eb o u w d op een tre fp la a t", die dan door een gefocusseerde electro n en b u n d el (a fta stb u n d e l) p u n t v o o r p u n t w o rd t a fg e ta s t en te ru g g e b ra c h t op een b e p a a ld e sta b ilis a tie p o te n tia a l, h etg een op de een of a n d e re w ijze een electrisch sig n aal o p levert. D e m ethode die hierbij g e b ru ik t w o rd t om een tre fp la a te le - m ent te ru g te b ren g en op de s ta b ilis a tie p o te n ta a i le v e rt een indeling op van de opneem buizen in tw ee belangrijke groepen. 9 H et verschil is nam elijk d at men bij de in fig. 1 geschetste a p p a ra tu u r al h et d o o rg elaten licht k an o p v an g en in de fotocel, terw ijl m en in h e t geval van een v o o rw e rp slechts een zeer klein gedeelte van h e t in alle richtin g en v erstro o id e lich t k an opvangen.

4 212 H. Bruining E en is o la to r zal o n d e r e le c tro n e n b o m b a rd e m e n t in één v an tw e e stabiele p o ten tiaalsitu aties kunnen verkeren, n.1. : a ). E r kom en geen electronen op te re c h t en er gaan ook geen electro n en af, of b ). E r g a a n evenveel e lectro n en a f als ero p vallen. W e zullen nu n a g a a n hoe een g eïso leerd tre fp la a te le m e n t zich zal g ed ra g en tijd en s de b esch ietin g v an electro n en. Bij een dergelijke beschieting zullen de opvallende zgn. p rim aire electronen uit h et m ateriaal secundaire electronen vrijm aken, w a a rv a n h e t a a n ta l p e r o p v allen d p rim a ir e le c tro n a f h an k elijk is v an h e t tre fp la a tm a te ria a l en de snelh eid w a a rm e e de p rim aire e lectro n en aan kom en. H e t v e rb a n d tu sse n h e t a a n ta l secu n d aire e le tro n e n p e r p rim a ir e le c tro n en de snelheid d e r p rim aire ele c tro n e n zal in h e t algem een de vorm v an tig. 2 h e b b e n : F ig. 2. Coëfficiënt van secundaire emissie <5 als functie van de energie der prim aire electronen Vpr ', Vi en F2 zijn de w aard en van Vpr, w a a r bij <5= 1. V o o r de m eeste m a te ria le n zijn e r tw e e w a a rd e n v an Vpr w aarbij ö = I is: W e noem en de kleinste Vlf en de gro o tste K - Bij deze krom m e is v e ro n d e rste ld, d a t e r een co llecto r in de b u u rt v an de tr e f p la a t is, w a a rv a n de p o te n tia a l hoog genoeg is om alle secu n d aire electro n en die v an de tr e f p la a t afkom en n a a r zich toe te trekken. Is d it niet h et geval, m aar ligt de p o te n tia a l van de collecto r b ijv o o rb eeld erg en s tu sse n V x en V a in, d a n o n s ta a t een v e rb a n d tu sse n de stro o m n a a r de c o lle cto r en Vpr, zoals fig. 3 a a n g e e ft. Indien nam elijk de p o ten tiaal van h et trefp laat-elem en t hoger

5 Indeling en wijze van werken van opneembuizen 213 is d a n die v an de collecto r, d a n m oeten de in e e rste in sta n tie vrijgem aakte secundaire electronen tegen een p o ten tiaalv eld inlo p en om de co llecto r te b e re ik e n en nu h a n g t h e t dus geheel a f v an hun energie en de geom etrie v an de o p stellin g of ze h ie rto e in s ta a t zijn, of teru g zullen vallen op de tre fp la a t.. In h e t algem een is h e t zo, d a t h e t p o te n tia a l V 3, w a a rb ij de secu n d aire stro o m die de co llecto r b e re ik t n e t w e e r gelijk is a a n de p rim a ire stroom, enkele v o lts h o g er lig t d an de col* le c to rp o te n tia a l. U it de figuren 2 en 3 is nu duid elijk te zien, d a t e r tw e e p o te n tia le n zijn, w a a r een tre fp la a te le m e n t op g e sta b ilise e rd k a n w o rd e n (w e zullen V2 b u ite n beschouw ing la te n ) d o o r electronenbom bardem ent, n.1. de p o te n tiaal van de gloeikathode A an tal secu n d aire electronen p e r p rim a ir electron, d a t de collector k an b ereik en (<5cff} als fu n ctie van de energie d e r p rim aire ellectronen V/>r. Bij Vi is <5= 1 ; bij Vo z a k t <$ef f en bij V3 is 1. Vf>r = 0 en V/>r = V3 zijn stab iele situ aties. v an de a fta s tb u n d e l (Vj,r = o) en J 3, d a t is p ra c tisch de collecto rp o te n tia a l. 1. Is de p o te n tia a l v an h e t elem ent nam elijk h o g er d a n die v an de k a th o d e, m a a r la g e r d an V x, d an is d <C I, z o d a t de p o te n tia a l z a k t to td a t de e lectro n en h e t n iet m eer k u n n en b ereik en, d a t w il zeggen to td a t h e t elem ent zich op de k a th o d e p o te n tia a l b ev in d t. 2. Is de p o te n tia a l h o g er d an V T, m a a r la g e r d an V 3, d an is <5> I, z o d a t de p o te n tia a l o p lo o p t n a a r V3; en is de p o te n tia a l h o g er d a n V 3 d a n g aan er m in der secu n d aire electronen n a a r de collector dan er prim aire op de tre f p la a t vallen, z o d a t de p o te n tia a l w e e r z a k t n a a r V3.

6 214 H. Bruining O p n eem b u izen w a a rin de e e rste m ethode v an sta b ilisa tie w o rd t to e g e p a st h eten lo w -v elo city opneem buizen of C (a th o d e ) P (o ten tiaal) S (tabilised )-buizen. D e tw eede m ethode lev e rt de,,high-velocity opneem buizen. Low-velocily opneembuizen. AVij w illen nu in de e e rste p la a ts de buizen b eh an d elen, die b e ru ste n op h e t p rin cip e v an de lo w -v elo city a fta stin g. H e t a ftastm ech an ism e is op zichzelf zeer eenvoudig. D e elem enten v an de tre fp la a t, die w o rd e n a a n g e b ra c h t op een stu k g a a f m ica, zoals re e d s e e rd e r b esch rev en, w o rd e n d o o r de b elichting positief opgeladen en de aftasten d e bundel n e u tra lise e rt de la- L ow -velocity opneem buis (C.P.S. em itron) (D eze figuur is m et w eglaten van enkele details ontleend aan J. D. JMcGee, Proc. ln st. E. E. 97, 377, 1950). ding. R e su lta a t: ieder photo -electrisch geëm itteerd electron g eeft een ele c tro n sig n aalstro o m. ( W e zullen zien, d a t h e t aftastm echanism e bij de high-velocity afta stsy ste m e n veel gecom pliceerder is). In lig. 4 ziet m en een c o n c re e t v o o rb e e ld van een lo w -v e lo c ity opneem buis en w el een buis, die o n g ev eer een ja a r geleden d o o r E. M. I. op de m a rk t is g e b ra c h t en de n aam d ra a g t C. P. S. E m itro n (,,cath o d e p o te n tia l s ta b ilis e d o m d at de tr e f p la a t op d e zelfde p o te n tia a l is als de k a th o d e die de a fta s tb u n d e l o p w ek t, in d it gev al a a rd e ). D eze buis b e s ta a t u it een electro n en k a n o n d a t g em o n teerd is in een c3d in d risch e buis, w a a rv a n de w a n d een deel v an h e t e le c tro n e n sy ste e m u itm a a k t. A an h e t an d e re eind is de tre fp la a t opgesteld. D e binnenw and van de cylinder

7 Indeling en wijze van werken van opneembuizen 215 is 200 V p o sitie f te n opzichte v an de k a th o d e v an h e t k an o n. O m de v o ld o en d fijne sp o t te krijgen op de tr e f p la a t w o rd t de b u n d el geleid d o o r een a x ia a l m ag netisch veld, o p g e w e k t d o o r de lange spoel. E en electron, d a t w o rd t geëm itteerd in een zijw a a rts e rich tin g, zal zich b ew eg en volgens een cycloïde b a a n, h e t re s u lta a t v an de bew eg in g in een re c h te lijn evenw ijdig a a n h e t m agnetische veld en van de d w a rssn e lh e id v an h e t electro n. D e om looptijden van deze electronen zijn dezelf de, dus treffen ze elk a a r p erio d iek in dezelfde p u n te n op de as. E en dergelijk p u n t m oet m en dus op de tr e f p la a t zien te krijgen voor h e t b eh alen v an een goed o p lo ssen d verm ogen. In de tek enin g is nog een ste l a n d e re spoelen te zien om de u it h et k an o n tre d e n d e b u n d el te rich ten evenw ijdig a a n de as v an h e t lange m agnetische v e ld ; v o o rts een ste l spoelen die v o o r de afb u ig in g van de a fta s tb u n d e l m oeten zorgen en w a a rd o o r dus een z a a g ta n d stro o m g e stu u rd w o rd t. H e t a n d e re ste l spoelen v o o r de afb u ig in g is n ie t aan g eg ev en. V o o rts k a n m en zien, hoe in h e t C. P. S. em itro n h e t sig n a a l w o rd t afgenom en, n.1. d o o r m iddel van de sp an n in g o v er de w e e rs ta n d opgenom en in de v erb in d in g v an de m etalliserin g v a n de tr e f p la a t n a a r a a rd e. D eze buis w o rd t in E n g e la n d bij de B.B.C. g e b ru ik t, in h e t bijzonder voor de buiten-uitzendingen. D e beelden zijn van u itstek en d e k w a lite it m a a r e r is één b e z w a a r, d it is, d a t de buis n ie t sta b ie l is bij zeer hoge belichting. Im m ers in d a t geval k an de p o te n tia a l v an de tr e f p la a t of een deel e rv a n zo hoog w o rd e n, d a t h e t a a n ta l secu n d aire ele c tro n e n g ro te r w o rd t d a n h e t a a n ta l p rim aire. G evolg : h e t a fta s te n w o rd t nu een high-velocity aftasten, d a t m inder signaal geeft. H e t omsla a n g a a t n a tu u rlijk g e p a a rd m et flitsen in h e t beeld, die m et de w erkelijkheid niets m eer hebben te m aken. V o o r d a t wij nu v e rd e r g a a n m oet e r de n a d ru k op w o rd e n gelegd d a t bij h e t lo w -v elo city a fta s te n h e t v e rb a n d tu sse n fo to stro o m van de fo to k a th o d e (v e rlic h tin g ste rk te ) en sig n aalstro o m lin e a ir is. D it is de red en, d a t men deze buizen ook w el de naam orthicon h e e ft gegeven. D e e e rste o rth ico n is re e d s v o o r de oorlog d o o r Zw orykin en m e d e w e rk e rs g erealiseerd. In de V.S. h e e ft m en g e stre e fd n a a r een opneem buis, die zeer gevoelig is en b ovendien sta b ie l. D eze eisen h eb b en te n slo tte geleid to t de verw ezelijkin g van een lo w -v e lo c ity buis, die d a a r algem een in g eb ru ik is, in stu d io en ook b u ite n, en die de naam d ra a g t v an su p er-im ag e-o rth icon, of k o rtw e g im ageorthicon (R.C.A.).

8 216 H. Bruining U it fig. 4 blijk t, d a t in h e t C.P.S. em itro n de fo to k a th o d e tegelijk tre fp la a t is. In de super im age-orthicon zijn deze functies gescheiden, d.w.z. de fo to k a th o d e is een sam en h an g en d e doorzichtige laag, w a a rv a n de g eëm itteerd e e lectro n en w o rd e n afg eb eeld op een iso leren d e tre fp la a t, w a a rv a n h e t lad in g sb eeld d o o r een afta s tb u n d e l w o rd t a fg e ta st. O p deze sectie m et e lectro n en o p tisch e afb eeld in g s la a t h e t w o o rd im age. H e t v o o rd eel is zonder m eer d u id e lijk : de sam en h an g en d e fo to k a th o d e is g ev oeliger d an de o n d e rb ro k e n la a g in h et C.P.S. em itron, terw ijl tevens, zoals zal blijken, de s ta biliteit g eg arandeerd is. D e w ijze w a a ro p h e t lad in g sb eeld w o rd t a fg e ta s t is h o o g st origineel gevonden en d a a ro m w illen wij h ie ro p w a t u itv o e rig e r ingaan. Secondaire electronen Kathode (aarde; D eflect ie spoel Ringelectrode (aarde) Secondaire electronen Output Multiplier / Glasfolie ^ ----Ph oto-kathode (-60OV) Netje Fig. 5. S ch em atisch e voorstellin g v an de su p er-im ag e-o rth icon (R C A ). R e c h ts sectie voor electronen optische afb eeldin g, links a fta stsectie. H e t ta rg e t is een dun g lasv lies; de ladingen, die d o o r de p h o to -electro n en op h et ta rg e t w o rd en g ebrach t, w o rd en d o o r de a fta stb u n d e l aan de an d ere zijde geneutraliseerd. (D eze figuur is ontleend aan A. Rose, A dvances in E lectro n ics vol. I, 1948, blz. 131). In fig. 5 ziet m en d a t de buis v e rd e e ld is in tw e e g ed eelten. H e t linkse g ed eelte is de a fta s ts e c tie, zoals in h e t C. P. S. em itro n, m a a r de tr e f p la a t is een u ite rs t dun glazen vlies. H e t re c h tse g ed eelte is h e t im age g ed eelte, w a a rb ij m en ziet hoe de fo to k a th o d e e le c tro n e n o p tisc h op h e t glazen vlies w o rd t afgeb eeld. H e t idee is nu d a t de ladin gen, die op h e t glazen vlies w o rd e n g e b ra c h t, d o o r h e t glas lek k en en d o o r de a fta s tb u n d e l (de lin k e rk a n t dus) w o rd e n g e n e u tra lise e rd, m en ziet tev ens d a t v la k v o o r h e t glazen vlies a a n de zijde van de fo to k a th o d e een u ite rs t fijn g aas is a a n g e b ra c h t. D e n k e n w e ons nu de k a th o d e

9 Indeling en wijze van werken van opneembuizen 217 v a n h e t k an o n op a a rd p o te n tia a l d a n k o m t ook h e t vlies bij a fta s te n op deze p o te n tia a l, h e t g aas is op enkele v o lts bóven a a rd p o te n tia a l en de fo to k a th o d e zelf op bijv. 200 V. H e t la d in g sp a tro o n op h e t glasvlies k o m t dus to t s ta n d d o o rd a t de secu n d aire e le c tro n e n v an h e t glasv lies w o rd e n w eggezogen d o o r h e t n etje, d a t tev ens zo rg t, d a t de p o te n tia a l v an h e t vlies n ie t zóveel k a n stijgen, d a t h e t sy steem in een high v elo city aftastin g om slaat. H e t is duidelijk, d a t de a fsta n d tussen glasvlies en n e t de c a p a c ite it en dus de h oeveelh eid la d in g b e p a a lt, die h et glasvlies kan opzam elen. O m een voldoend groot geb ied v an v erlich tin g te k u n n en o v e rb ru g g en m oet dus de a fs ta n d tu sse n n e t en vlies zo klein m ogelijk zijn, te rw ijl b o v en d ien h e t n etje zó fijn v an s tru c tu u r m oet zijn, d a t h e t n ie t z ic h tb a a r is in h e t beeld. D it gevoegd bij h e t feit, d a t zow el vlies als n etje volkom en v lak dienen te zijn, v e re is t een tech n iek, die w e l to t de m eeste geraffineerde v an de buizentechnolo gie k a n w o rd e n g erek en d. In deze buis w o rd t h et signaal op enigszins and ere wijze a f genom en d an bij h e t C.P.S. em itron. L a te n w e v an de tr e f p la a t een p la a ts b esch o u w en m et hoge p o sitiev e lad in g en een z o n d e r ladin g. V o o r h e t n e u tra lise re n v an de p o sitiev e lad in g n a a r de e e rste p la a ts zullen m eer electro n en v an de a fta s tb u n d e l nodig zijn, d a n v o o r h e t n e u tra lise re n v an de tw e e d e p la a ts. H e b b e n w e nu een overschot a a n a fta s te le c tro n e n, d an k u n n en w e dus in de terugk erende electronenbundel fluctuaties vinden, overeenkom ende m et de g e n e u tra lise e rd e h o eveelh eid lad in g op de tre fp la a t. Bij d it 1 o w -v elo city a fta s ts y s te e m is de te ru g k e re n d e b u n d el vrij gem akkelijk op te vangen, o m d at de te ru g k e re n d e electro n en ook cycloïde-achtige banen volgen om de m agnetische k ra c h t lijnen. M e n k a n de te ru g k e re n d e b u n d el zelfs o p v an g en in een electronenverm enigvuldiger die om het electronenkanon is geb o u w d en zodoende de fluctu eren d e r e to u r s tra a l v e rs te rk e n. (D it k an m en n a tu u rlijk ook doen in een o rth ico n zo n d er beeldsectie). A an deze m u ltip lier d a n k t de buis h e t p ra e d ic a a t su p e r ; m en s p re e k t ook w el van m u ltip lier-o rth icon, m a a r eigenlijk b e sta a t er geen uniform e nom enclatuur. W ij w illen o v e r deze buizen n ie t veel m eer zeggen; alleen d it: de im ag e-orlh icon, in de V.S. alom in gebruik, is stellig de gevoeligste opneem buis die th a n s b e s ta a t. U it een o o g p u n t van b eeld /:w ahtclt is zij ev en w el stellig niet de b e ste. E r tre d e n n.1. b ep aalde beeldfouten op, die in h aeren t zijn aan de afbeel-

10 218 H. Bruining ding op h e t g lasvlies en die zich u iten in z w a rte ra n d e n om w itte v o o rw e rp e n. O o k de sig n aal-ru is v erh o u d in g is n ie t zeer gunstig, w a a ro v e r m eer in h e t a rtik e l van D rs Schagen. H e t d o o rle k k en v an de o p g e b ra c h te lad in g op h e t g lasv lies v e re ist, d a t de specifieke w e e rs ta n d v an d it vlies k le in e r d an lotof2cm is. D a a r de electrisch e w e e rs ta n d van glas s te rk tem - p e ra tu u ra f h an k elijk is, is een zek ere a a n lo o p tijd v an de buis nodig om to t een beeld van co n stan te k w alite it te kom en. D e re e k s lo w -v e lo city buizen w illen wij th a n s b eslu ite n m et een k o rte b e sp re k in g v an een d o o r R G A o n tw ik k e ld e v ersie v an h e t gew one o rth ico n, d a t b ek en d s ta a t o n d er de naam vldicon. In de to t dusver besprok en buizen w erd gebruik gem aakt m et fotogeleiding (vgl. v id ico n R.C.A.). D e fo cu sserin g ssp o el en de deflectiespoelen zijn in deze figuur w eggelaten. v an h e t u itw en d ig fo to -electrisch effect, van de fo to -electrisch e emióóie. Bij deze buis w o rd t g eb ru ik g e m a a k t v an een laag, w a a rv a n h e t electrisch geleiding óver mogen v e ra n d e rt d o o r b e lichting. I n p la a ts v an een m ic a p la a t m et eilan d jes, die foto-electro n e n k u n nen em itte re n, d en k en w e ons een fo to g eleid en d e laag, die op een m etallisch geleidende doorzichtige ond erlaag is a a n g e b ra c h t en a a n de o n b e d e k te zijde w o rd t a fg e ta st. D eze zij de is dus w e e r op k a th o d e p o te n tia a l. In fig. 6 v in d t m en een sch e m atische voorstelling van een voorbeeld van een dergelijke buis. D e m etallische o n d e rla a g w o rd t op een p o sitiev e p o te n tia a l g e b ra c h t v an bijv. 10 V. Bij b elichtin g w o rd t de la a g geleidend en w o rd t dus de a n d e re zijde ook p o sitief, die w e e r d o o r de a fta s te n d e b u n d el op k a th o d e p o te n tia a l w o rd t te ru g g e b ra c h t. Signaalafnam e vindt p laa ts als in het C.P.S. em itron.

11 Indeling en wijze van werken van opneembuizen 219 H e t v o o rd eel v an h e t g eb ru ik v an een d ergelijke la a g is d a t zij aanzienlijk g ro te re fo to stro m e n k a n geven d an een fo to -e m itte r. D e buis is dus gevoeliger. E e n dergelijke buis k a n dus een b eeld sectie m issen en ook een verm enigvuldiging van de re to u r- stra a l. C o n stru ctief is de buis zeer simpel. Toch w o rd t de vidicon nog niet voor om roepdoeleinden to e g e p a st. D e m oeilijkheid is om een goede sto f te vinden, die voldoende tra a g h e id slo o s en toch gevoelig is. l o t d u sv e r is am o rp h selenium de enige b ek en d e stof, die red elijk a a n de d o o r de telev isie g esteld e eisen v o ld o et, m a a r te w einig gevoeligheid h eeft in h et rode deel van h et spectrum. H igh velocity opneenibuizen W e zullen ons v e rd e r nu bezig houden m et opneem buizen v an h e t high v elo city ty p e : d aarb ij zal sp ecia al o v er de beeldiconoscoop w o rd e n g esp ro k en zoals deze in h e t la b o ra to riu m te E in d h o v en is g e re a lise e rd. N a d e re b ijzo n d erh ed en w o rd e n gegeven in de tw ee volgende artikelen. D it ty p e buizen is vrij fa v o rie t op h e t E u ro p e se c o n tin e n t; een van de red en en is o.a. h e t vrij hoge lijn e n a a n ta l, w a arm ee zal w o rd e n g e w e rk t, w a a rd o o r de fo cu sserin g van de a fta s t- b u n d el hogere eisen ste lt, o m d at de s p o t op de tr e f p la a t fijn genoeg m oet zijn om h et oplossend verm ogen te halen, d a t b e a n tw o o rd t a a n h e t hoge a a n ta l lijnen. D a n k zij de g ro te re energie w a a rm e e de e lectro n en op de tr e f p la a t v allen in de h ig h -v elo city opneem -buizen (bijv e V o lt), is d it p ro b leem h ier veel een v o u d ig er op te lossen d an in de low -velocity buizen. M a a r ook in E n g e la n d w o rd t v an de high v elo city buizen nog veel gebruik gem aakt. De Iconoocoop F eitelijk is de e e rste sto ra g e buis een h ig h -v elo city buis gew e e st. Bij de iconoscoop w o rd t op p recies dezelfde wijze als bij h e t C.P.S. em itro n een lad in g sb eeld gevorm d, d a t nu e c h te r m et een bundel snelle electronen w o rd t afg etast. (Hg. 7) In d ien e r nu alleen s p ra k e w a s van w isse lw e rk in g tu sse n b eeld elem en t en collecto r, zou de iconoscoop nooit een signaal kunnen geven, d a a r een beeldelem ent na stab ilisatie op een po-

12 220 H. Bruining te n tia a l, die enkele v o lts boven de c o lle c to rp o te n tia a l ligt, n ie t in s ta a t zou zijn bij b elichtin g fo to -electro n en te e m itte re n teg en h e t gevorm de p o te n tia a lv e ld in, d a a r de energie v an de fotoelectro n en k lein er is d a n die v an de secu n d aire electro n en. H e t is e c h te r duidelijk, d a t bij de boven g esch etste geo m etrie v an de buis de a fs ta n d tu sse n een b eeld elem en t op de tr e f p la a t en de co llecto r g ro o t is, v erg elek en m et de a fs ta n d to t n a b u rig e elem enten, z o d a t de om geving v an h e t b eeld elem en t een z e e r belangrijke rol zal spelen bij h et stab iliseren er van. H e t resu l t a a t is d an ook, d a t tijd en s h e t a fta s te n v an een b eeld elem en t slechts een deel van de gevorm de secundaire electronen de colle c to r k an b e re ik e n ; een klein deel v a lt te ru g op h e t o o rsp ro n kelijke beeldelem ent, m aar h et g rootste deel zal terugvallen op C Fig. 7. S chem atische v oorstelling v an een iconoscoop. D e tre fp la a t T is aan de achterzijd e b e d e k t m et een sam en h an g en de geleidende laag S P, h et m ica is aan de a fta stz ijd e b e d e k t m e te e n fo to -e m itteren d m o z a ïe k ; C is de collector ; K is het electronenkanon ; D zijn de deflectiespoelen. a n d e re delen v an h e t m ozaïek, w a a r p la a tse lijk de p o te n tia a l im m ers nog h o g er is d a n die van de co llecto r. D it h e e t h e t re d istrib u tie -e ffe c t v an de h ig h -v elo city buis, d a t in p rin cip e de w erkingsw ijze van de iconoscoop kan verklaren. Tf^erk. ingé wijze van de iconoscoop D e p o ten tiaal van een beeldelem ent op de tre fp la a t zal schem atisch m et de tijd verlo p en, zoals in fig. 8 is aan g eg even. T ijdens h e t a fta s te n w o rd t de p o te n tia a l om hoog g e b ra c h t

13 Indeling en wijze van werken van opneembuizen 221 t o t de sta b ilisa tie -p o te n tia a l. D a a rn a, tu sse n tw e e a fta stin g e n in, zal h e t elem en t continu secu n d aire e lectro n en o p v an g en v an a n d e re b eeld elem en ten die a fg e ta s t w o rd e n. D eze stro o m v an re d istrib u tie -e le c tro n e n is h e t g ro o ts t v lak n a de a fta stin g, w a n n e e r de p o ten tiaal nog hoog is en de aftastb u n d el in de nabijheid. M e t b elichtin g zou nu een fo to -elem ent op h e t m ozaïek continu fo to -e le c tro n e n m oeten em itteren. D o o rd a t d ire c t n a de a f ta s tin g de p o te n tia a l e c h te r zo hoog is, k u n n en de fo to electro n e n h e t b eeld elem en t n ie t v e rla te n o m d at deze n ie t voldende energ ie b e z itte n om teg en h e t gevorm de p o te n tia a lv e ld in te lopen. P as w an n eer de p o te n tiaal w eer voldoende gedaald is (b eeld p erio d e ï 0)* H e t a fta ste n v in d t p la a ts tussen ^ = 0 en t = T : n a t = Ti d aalt de potentiaal door de terugvallende electronen. gestip p eld e lijn h eeft b e tre k k in g op h e t geval m et belichting ; V 0 V 0 is dus een m aat voor de grootte van het signaal. V oor de betekenis van Vo en F 3 zie hg. 3. i > D e d o o r de opgevan gen re d istrib u tie -e le c tro n e n zullen io to -e le c tro n e n k unnen w o rd e n g eëm itteerd. In de p ra c tijk is gebleken, d a t e r p a s een v erzadig d e fo to stro o m o p tre e d t g ed u ren d e o n g ev eer 5 % v an de b eeld tijd, v la k v o o r de nieuw e a fta stin g. D o o r deze em issie v an fo to -e le c tro n e n zal de p o te n tia a l v ó ó r de volgende a fta s tin g iets h o g er zijn d an in h e t onbelichte geval, z o d a t de p o te n tia a lsp ro n g tijd en s h e t a fta s te n n a a r de sta b ilisa tie p o te n - tia a l kleiner is. D eze tijdens de b e e ld p e rio d e p la a ts v in d en d e v erlag in g v an p o te n tiaal door de red istrib u tie electronen is dus essentieel en

14 222 H. Bruining d a a rd o o r h e e ft d it ty p e opneem buizen ook b e p a a ld e sp ecifieke, aangenam e en onaangenam e eigenschappen. E en aangenam e eigenschap is d a t voor de opnam e van snel bew egende o b jecten deze buizen g e sc h ik te r zijn d a n de low -veloc ity buizen, o m d at de la a ts te h e t b eeld o p b o u w en g ed u ren d e de gehele b e e ld p e rio d e en dus een u itg esm eerd b eeld geven, te rw ijl de iconoscoop-achtige buizen slechts gedurende een fractie van de beeldp erio d e h e t b eeld opnem en en dus een re e k s m o m ento pnam en p ro d u ceren. E e n tw e e d e aan g en am e eigenschap is d a t de p o te n tia a l van de tr e f p la a t n o o it b ela n g rijk boven die v an de co llecto r k a n stijgen, w a a rd o o r de s ta b ilite it is v e rz e k e rd en b o v en d ien de signaalstroom als functie van de fotostroom een neiging to t v erzadiging v e rto o n t. In teg e n stellin g to t de lo w -v elo city a fta s t- sy stem en is d it sy steem n ie t lin eair, w a t a lth a n s v o o r de z w a rtw it-telev isie v an v o o rd eel is, zoals in h e t a rtik e l van D rs S ch agen n ad er zal w orden uiteengezet. E en o n aan g enam e eigenschap is evenw el, d a t de re d is trib u tie electro n en n ie t alle p la a ts e n v an de tr e f p la a t in d ezelfde m ate b ereik en, d.w.z. d a t de p o te n tia a lv a l tijd en s de b e e ld p e rio d e n ie t v o o r alle p la a ts e n gelijk is, dus ook n ie t de p o te n tia a l- sp ro n g bij sta b ilisatie. M e n k rijg t dus bij a fta s te n zo n d er lich t Loch een sig n aal, d a t wij o n ech t sig n aal zullen noem en (E n g. sp u rio u s signal). D eze onechte sig n alen w o rd e n s to re n d e r n aarm ate h et lichtniveau d a a lt en vorm en bij d it ty p e opneem buizen een beg renzing v o o r de gevoeligheid. H e t is n a h e t v o o ra fg a a n d e w el duidelijk, d a t de iconoscoop v erg elek en bij de lo w -v e lo city buizen h e t in gevoeligheid zal afleggen. H o e w e l e r zeer goede b eeld en m ee k u n n en w o rd e n v erk reg e n, is de buis zo ongevoelig, d a t d it v o o r de p ra c tijk toch w e l g ro te m oeilijkheden o p le v e rt. O m een gevoeliger opneem buis te m aken, p a s t m en h etzelfd e m iddel to e als bij de lo w -v elo city b u izen nl. scheiding v an fo to k a th o d e en tre fp la a t, w a a rd o o r een buis v e rk re g e n is, die aan zien lijk gev o elig er is. D eze buis h e e t im age-iconoscope (beeldiconoscoop fig. 9). D e red en en, d a t de gevoeligheid toeneem t zijn de volgende : 1. D e o n d e rb ro k e n fo to k a th o d e w o rd t v erv a n g en d o o r een sam enhangende (w in st 3 a 4 keer). 2. E r v in d t een k e e r secu n d aire em issie v e rste rk in g p la a ts (w in st 3 to t 4 keer). 3. In de iconoscoop tr e e d t g ed u ren d e slech ts 5 /0v an de b e e ld tijd een verzadigde fotostroom op. D eze fractie is bij de b eeld -

15 Indeling en wijze van werken van opneembuizen 223 iconoscoop veel g ro te r 30 /o)> o m d at de secu n d aire electro - nen v an de tr e f p la a t veel sn eller zijn d a n de fo to -electro n en in de iconoscoop; in de beeldiconoscoop b eh o eft de p o te n tia a l van een beeldelem ent niet zo ver te dalen, o p d at de uitgezonden secu n d aire electro n en de co llecto r k u n nen b ereik en. \ M en k a n zich afv ra g e n, of m en nu ook een su p er-u itv o e rin g van de beeldiconoscoop zou k u n n en m ak en d.w.z. m et m ultiplier, w a a rm e d e m en d a n n ie t de r e to u r s tr a a l (w a n t die is e r in deze buizen niet) m a a r w el de d o o r de tr e f p la a t uitg ezonden secundaire electronen zou kunnen v ersterk en. In d e rd a a d heeft F ig. 9. Schem atische voorstelling van een bfeeldiconoscoop. P fotokathode ; T tre fp la a t (m ica) op ach terzijd e geleidende laag SP ; C collector ; S spoel voor electronenoptische afbeelding ; Foc focusseringsspoel ; D deflectie spoelen ; P9 signaalw eerstaand. men hieraan w el ged ach t; constructief stu it men ech ter op ta m elijk g ro te m oeilijkheden, o m d at de secu n d aire ele c tro n en in de iconoscoopachtige buizen zich in alle richtingen bew egen. N a de v o o rd ra c h t w e rd g e d e m o n stre e rd : le. H e t geheugen van de tre fp la a t van de beeldiconoscoop. a ). zonder scanning een beeld op de tre fp la a t m aken. b ). lich t w eg, scanning in, h e t b eeld w o rd t even z ic h tb a a r. 2e. H e t oplossend verm ogen van onze beeldiconoscoop is ca. 900 lijnen, w e w erken ech ter m aar m et 625 lijnen; er blijven dus gedeelten onafg etast, die een iets andere p o ten tia a l hebben dan de afg etaste lijnen. Indien men nu p lo tseling de b eeld am p litu d e w ijzigt, w o rd e n de n ie t a fg e ta ste lijnen als een soort m oiré zichtbaar. 3e. O nechte signalen.

16 224 H. Bruining Benam ing opneem bu izen. lo w v e lo c ity o rth ico n (A m.) C.P.S. em itro n (E n g.) orthicon (N ed.) (su p er) im age o rth ico n (A m., E ng.) beeldorthicon (N ed.) vidicon (A m.) fo to k a th o d e tev ens tr e f p la a t fo to k a th o d e en tr e f p la a t g esch eid en ; m u ltip licatie v an r e to u r s tr a a l fo to g eleid en d e la a g tev ens tr e f p la a t high v elocity iconoscope (A m.) em itro n (E n g.) iconoscoop (N ed.) im age iconoscope (A m.) p h o tico n (E ng.) su p e r em itro n (E n g.) erisco p e (F r.) beeldiconoscoop (N ed ) ) fo to k a th o d e / tev en s J tre fp la a t. fo to k a th o d e en tr e f p la a t g esch eiden; geen m ultiplicatie Concladie. In d it a rtik e l is g etrac h t een overzicht te geven van de besta a n d e ty p e n opneem buizen m et hun w ijdse benam ingen. W ij h eb b en ons in h e t la b o ra to riu m hoofd zak elijk beziggehouden m et h et high-velocity aftastsy ste em en daarm ede een beeldiconoscoop o n tw ik k e ld, die v o o r vele d oeleinden g esch ik t is. D rs Schagen zal in zijn a rtik e l enkele eigenschappen van deze b eeld iconoscoop n a d e r toelichten. D rs Schagen zal in zijn a rtik e l tevens nog m eer in k w a n titatiev e zin vergelijkende gegevens verschaffen over de v e r schillende opneem buizen. I r F ra n c k e n zal o v er de electro n en - optische problem en in de beeldiconoscoop h et een en an d er m ededelen, alsm ede o v er een v a ria b e le electro n en o p tisc h e verg ro tin g, die voor de p rak tijk van belang kan zijn.

17 P hilips iconoscoop 5852.

18

19 P hilips beeldiconoscoop

20 .

21 Indeling en wijze van werken van opneembuizen 225 Literatuur*) A. R ose, Television pick up tubes and the problem of vision. A dvances in E lectronics vol. I, 1948, biz J. D. M cg e e, E le c tro n ic g e n e ra tio n of telev isio n signals, C h a p te r I V in E lectro n ic s an d th e ir ap p lic a tio n in in d u s try an d re s e a rc h e d ite d b y B. L ovell, L o n d o n P ilo t P re ss J. D. M cg ee, A review of some television pick up tubes, Proc. In s t. E. E. p a r t I I I 97, 377, 1950 (C.P.S. em itron). P a u l K. W e im e r, S. V. F o rg u e a n d R. R. G o o d rich, T he vidicon p h o to co n d u ctiv e cam era tu b e, E lectro n ics, M a y 1950 p. 70 (vidicon). P. S chagen, H. B ru in in g a n d J. C. F ra n c k e n, D e beeldiconoscoop, een opneem buis voor televisie, Philips techn. T ijdschrift, 13, 71, *) D e 1 ite ra tu u r over d it o n d e rw e rp is zeer u itg eb reid. D e b ier genoem de a rtik e le n zijn gedeeltelijk re fe ra te n en gedeeltelijk p u b licaties, w a a rin m eer b ijzo n d erhed en te vinden zijn.

22

23 Tijdschrift van het Nederlands Radiogenootschap Opneembuizen voor televisie IL Eigenschappen en onderlinge vergelijking van de opneembuizen* door P. Schagen Natuurkundig Laboratorium N.V. Philips Gloeilampenfabrieken E indhoven^n ederland V oordracht gehouden voor het Nederlands Radio Genootschap op 21 M aart SUMMARY A com parison is given betw een the perform ances of the four m ost im p o rta n t cam era-tube types. The special tubes considered, are : T u b es w ith lo w -v elo city ta rg e t sta b iliz a tio n : O rth ic o n -C. P. S.-em itron - Im age orthicon-a m erican type T u b es w ith hig h -v elo city ta rg e t sta b iliz a tio n : Iconoscope, Im age iconiscope D utch type The follow ing characteristics are discussed : I.I.I. I. C haracteristics connected w ith the m ethod of targ et stabilization em ployed : A. L in e a rity G am m a B. Effective exposure-tim e C. S p u rio u s-sig n al g en eratio n D. S im plicity of installation and operation II. s ome other ch aracteristics : A. S ig n al-to -n o ise ra tio B. S p ectral response C. S tab ility D. D e p th o f focus E. P ossibility of black -level restoration III. s ensitivity : F o r norm al b ro a d c a stin g p u rp o ses, w h e re a good sig n al-to -noise ratio an d re a so n a b le d e p th o f focus are re q u ire d, the re la tiv e sensitiv ities o f the tu b e s a re found to be re la te d as a b o u t: Ic o n o sc o p e : Im age ico n o scope: O rth ic o n : Im age o rth ico n = 1 : 7 5 : 2 5 :5 2 5.

24 228 P. Schagen N a d a t in h e t a rtik e l v an D r B ru in in g iets v e rte ld is o v er de indeling en w erk in g sw ijze v an de b e la n g rijk ste opneem buizen, zal nu nog iets dieper ingegaan w o rden op de speciale eigensch ap p en v an de v ersch illen d e buizen om zo te k u n n en kom en to t een onderlinge vergelijking. H ierb ij m oeten wij e r de n a d ru k op leggen, d a t de gegevens v an de o rth ico n en b eeld o rth ico n a a n de lite ra tu u r zijn o n tleen d en niet op eigen w aarnem ingen b erusten. V o o r een opneem buis is de b e la n g rijk ste eig en sch ap u ite ra a rd hoe de b e e ld k w a lite it is en hoe deze a fh a n g t v an h e t v erlich tin g sn iv eau v an de op te nem en scène. M e n s te lt zich hierbij als id e a a l een zo hoog m ogelijke b e e ld k w a lite it en een m axim ale gevoeligheid. O m na te kunnen gaan hoe de b eeld k w aliteit van een b e p aald e buis sam enhangt m et h et lichtniveau zullen w e de eigensch ap p en van de v ie r v o o rn a a m ste opneem buizen e e rs t ie ts n ad er bezien. D e indeling w as dus als volgt : B uizen m et lage electro n en - snelheid (o rth ico n -achtig en ) Orthicon (C.P.S.-em itron), Beeldorthicon B uizen m et hoge electro n en - snelheid (iconoscoop-achtigen) Iconoscoop, Beeldiconoscoop D e buizen m et fotogeleiding, zoals de vidicon, zullen bij deze b eo o rd elin g b u ite n b esch o u w in g blijven o m d a t deze nog n ie t voldoende ontw ikkeld zijn voor televisie-uitzendingen. I. Eigenschappen die direct samenhangen met de aftastmethode. A. Lineariteit-Gamma. Z o a ls re e d s is b eto o g d, b e z itte n de buizen m et lage electro n en - snelheid de eigenschap v an volledige accum ulatie, d.w.z. ie d e r ele c tro n d a t w o rd t v rijg e m a a k t d o o r h e t fo to -e le c trisc h effect d ra a g t bij to t h e t o p b o u w en v an h e t p o te n tia a lb e e ld o m d at h e t electrisch v eld zodanig is, d a t ie d e r fo to -e le c tro n ol secu n d a ir electron hiervan w o rd t afgezogen en dus bij h et a fta ste n v erte g e n w o o rd ig d is in de sig n a a lstro o m a a n de u itg an g v an de buis. W a n n e e r m en u itz e t de sig n a a lstro o m als functie v an de fo to stro o m, o n ts ta a t een re c h te lijn. V o o r de o rth ico n is de signaalstroom exact gelijk aan de fotostroom en voor de b eeldorthicon is h et een veelvoud van de fotostroom w egens de

25 Eigenschappen en onderlinge vergelijking van de opneembuizen 229 secu n d aire-em issie -v e rsterk in g zow el a a n de tr e f p la a t als in de electro n en v erm en ig v u ld ig er. W a g e n s d it lin eaire v e rb a n d w o rd e n orthicon-achtigen lineaire buizen genoem d. Indien het v erb an d tussen signaalstroom N en fotostroom 1/ w o rd t v o o rg esteld d o o r een exponen tiële krom m e S* = c o n sta n te. I / y w a a rb ij y de co n trastco ëfficient w o rd t genoem d, d an k a n m en dus zeggen d a t de gam m a van de buizen m et lage electro n en - snelheid gelijk is a a n I. N u heeft h et w eergeefsysteem zelf ook een gam ma, die b e p a a ld w o rd t d o o r h e t v e rb a n d tu sse n b u n d elstro o m en stu u r- ro o ste rsp a n n in g v an de k a th o d e s tra a lb u is, en die ongeveer gelijk is a a n 2 2,5. H e t p ro d u c t van deze tw e e gam m a's b e p a a lt de c o n tra stv e rh o u d in g in h e t w eerg eg ev en b eeld en om deze gelijk te m ak en a a n de c o n tra stv e rh o u d in g in de opgenom en scène m oet de to ta le gam m a ongeveer gelijk zijn a a n I. D e opneem buis m oet dus zelf een gam m a b e z itte n die k le in er is d an I, of w el e r m oet gam m a-co rrectie w o rd e n to e g e p a st in de u itw en d ig e schakeling, w a t in p rin cip e w el m ogelijk m a a r vrij ingewi kkeld is. D e iconoscoop-achtige buizen a a n de a n d e re k a n t zijn n ie t lineair, o m d at de re d istrib u tie -e le c tro n e n bij v o o rk e u r zullen te ru g k e re n n a a r p la a tse n, die d o o r de g ro te re b elichting re e d s een hogere p o te n tia a l h eb b en, z o d a t de sig n aalstro o m een neiging to t v erzadiging v e rto o n t bij toen em en de belichting. D it b e te k e n t, d a t de gam m a k lein er is d an I en in de p ra c tijk b lijk t d an ook, d a t de c o n tra stw e e rg a v e re e d s u itste k e n d is zo n d er gam m a- co rrectie, h etg een o n g etw ijfeld een b elangrijk p u n t is in h e t voordeel van de buizen m et hoge electronensnelheid. B. Effectieve belichtingstijd. E en a n d e r gevolg v an de volledige accum ulatie in de buizen m et lage electro n en sn elh eid is, d a t een b eeld elem en t g ed u ren d e de volle tijd tu sse n tw e e a fta stin g e n in fo rm atie v erzam elt. D eze situatie is vergelijkbaar m et die bij een film m et een belichtin g stijd v an 0.04 sec (b eeld p erio d e). S n elb ew eg en d e v o o rw e rp e n geven een vervaagd beeld. Bij de iconoscoop, w a a r een b eeldelem ent alleen in s ta a t is in fo rm atie te verzam elen v la k v óór de volgende a fta stin g, is deze effectieve b elichtin g stijd veel k o rte r (o n g ev eer sec), en h e t gevolg is d a t als h e t w a re een serie sch erp e m om ent-opnam en w o rd t g em aak t, die bij een snel bew egend voorw erp op de w aarn em er de indruk m aak t van

26 230 P. Schagen een sch erp e afb eeld in g. D e b eeldiconoscoop m et zijn g ro te re accum u latie b ezit ook een lan g ere effectieve b elich tin g stijd d an de iconoscoop, m a a r toch is deze duidelijk k o rte r d a n de beeld - periode. Bij de beeldorthicon is de accum ulatie in principe volledig, m a a r v o o r s te rk b elich te b eeld elem en ten k an to ch een kleine re d is trib u tie v an secu n d aire electro n en o p tre d e n d o o r de p o te n tia a lb e p e rk e n d e w erk in g v an h e t ro o s te r v o o r de tr e f p la a t a a n de zijde v an de fo to k a th o d e, w a a rd o o r in d a t gev al de effectieve belichtingstijd iets w o rd t b ek o rt. c. o nechte signalen. T erw ijl de tw ee voorafgaande eigenschappen voor de b eeld k w a lite it in h e t v o o rd eel zijn van de iconoscoop en b eeldiconoscoop, h eeft h et redistributie -effect, d a t voor deze eigenschappen v e r a n tw o o rd e lijk is, ook een o n aan g enaam r e s u lta a t ten g evolg e in de vorm v an de onechte signalen, d a t zijn dus de signalen, die n ie t v e ro o rz a a k t w o rd e n d o o r belichting. H e t r e s u lta a t v an de ze signalen bij de beeldiconoscoop zal stra k s w orden gedem onstreerd. M e t to en em en de b elich tin g w o rd e n deze onechte signalen n iet alleen re la tie f k le in e r ten opzichte van h e t b eeld sig n aal, m a a r d o o r h e t to en em en de a a n ta l langzam e secu n d aire electro n en ook in absolute zin steeds kleiner, aangezien deze langzam e electro n en eventuele potentiaalverschillen, die niet door h et lichteffect zelf w o rd e n v e rg ro o t, ste e d s m eer u itw issen. In ie d e r gev al is h e t zo, d a t, indien geen speciale m a a tre g e le n w o rd e n genom en, w a a r ik s tra k s nog op te ru g zal kom en, deze onechte signalen de o n d erg re n s b e p a le n v an de v erlich tin g sn iv eau x, w a a rb ij de iconoscoop en beeldiconoscoop nog een b ru ik b a re opnam e k unnen m aken. Bij n ie t te g ro te onechte signalen kunnen nog w el de zg. co m p en satie-sig n alen w o rd e n toeg ev oegd a a n h et beeldsignaal, die h et effect grotendeels com penseren. D e b eeld o rth ic o n h e e ft ook onechte signalen, die e c h te r v an geheel a n d e re a a r d zijn en h e t zou te v e r v o eren h ie r d ie p e r op in te gaan. D. Eenvoud van bediening. A ls b e slu it v an h e t vergelijken v an de o n d erlinge v e rd ie n ste n van de aftastsy ste m en m oet nog gew ezen w orden op h et v e r schil in gecom pliceerdheid v an de a fta stin g. Bij de iconoscoop en beeldico n o sco o p is een goede fo cu sserin g v an de a fta s tb u n d e l op eenvoudige wijze te bereiken. V o o r de orthicon en beeld -

27 Eigenschappen en onderlinge vergelijking van de opneembuizen 231 o rth ico n lig t de z a a k e c h te r geheel a n d e rs. H ie r m o et de afta s tb u n d e l o v e ra l e x a c t lo o d re c h t op de tr e f p la a t v allen en m oeten de electro n en ste e d s dezelfde snelheid b e z itte n in de rich tin g v an de as, h etg een hoge eisen s te lt a a n de in stellin g v an de m ag n eetsp o elen die zorgen v o o r de afb u ig in g en en focussering, te rw ijl d o o r de geringe snelheid v a n de electro n en h e t geheel veel gevoeliger w o rd t v o o r geringe sto o rv eld en en e x c en triciteiten. H e t gevolg h ie rv a n is, d a t sp e c ia a l w a n n e e r een groot oplossend verm ogen geëist w o rd t, zoals op h et v a ste la n d v an W e s t-e u ro p a, in p rin cip e de v o o rk e u r w o rd t gegeven a a n een buis m et hoge electro n en sn elh eid, w aa.rbij h e t oplo ssen d verm ogen, d a t h ier d o o r de hogere lijn e n a a n ta lle n w o rd t geëist, op veel eenvoudiger wijze kan w orden gerealiseerd. II. Andere eigenschappen. A. S ignaal-ruisverhouding. V o o r h e t b eo o rd elen van de b e e ld k w a lite it van een b e p a a ld e opneem buis is een zeer b elan g rijk p u n t de sig n aal-ru isv erh o u d in g. A angezien deze v erh o u d in g hoofdzakelijk b e p a a ld w o rd t d o o r de gevolgde m eth ode v an sig n aalo p w e k k in g en v e rste rk in g, m oet h ier een p rincip ieel o n d ersch eid w o rd e n g e m a a k t tu sse n iconoscoop, b eeldiconoscoop en o rth ico n a a n de ene k a n t, en beeldo rth ico n a a n de a n d e re k a n t. Bij de e e rste d rie buizen w o rd t de sig n aalstro o m in de leiding v an de s ig n a a lp la a t nam elijk n o rm a a l v e r s te r k t m et een gew one v e rs te rk e r, w a a rd o o r de th erm isch e ru is v an de sig n a a lw e e rsta n d en v an de e e rste v ersterkbuis een belangrijke rol speelt en zelfs geheel o v erh eersend is v o o r de g eb ru ik elijk e sig n a a lg ro o tte, te rw ijl bij de beeldo rth ico n de sig n aalstro o m e e rs t inw endig d o o r secu n d aire em issie in een electro n en v erm en ig v u ld ig er w o rd t v e rs te rk t en h e t sig n aal d a a rd o o r op een d u sd a n ig n iv eau w o rd t g e b ra c h t, d a t de ru is, geïntroduceerd bij de daaropvolgende versterk in g in een u itw endige v e rs te rk e r, geen ro l m eer sp eelt. N ie tte g e n s ta a n d e deze zeer gunstige m ethode v an v e rste rk in g zal aan g eto o n d w orden d a t de beeldorthicon toch ongunstiger is w a t ruis b e tr e f t te n gevolge van de to e g e p a ste m ethode v an sig naal-opw ekking. H ierto e zal een vergelijking w orden gem aakt tussen de b eeldiconoscoop en de b eeld o rth ico n, w a a rb ij de iconoscoop en de orthicon vergelijkbaar zijn m et de beeldiconoscoop.

28 232 P. Schagen S 'ignaal-ruióverhouding in de beeldiconojcoop. D e ru issp an n in g in h e t b e e ld sig n a a l v an de beeldiconoscoop isv o o r te stellen als te zijn o p g eb o u w d uit de d rie b ela n g rijk ste com ponenten: ru is van stra a lstro o m -f- fo to stro o m, ru is v an de s ig n a a lw e e rsta n d e n ru is v an de e e rste v e rste rk b u is, en neem t d an de volgende vorm a a n :. = /? I 4 Vruü = R 2^ F dl (Ia + / / ) + 4 k TF\ Fr R l R 3 w a a rin : R sig n a a lw e e rsta n d = IO" Ö e lad in g v an h e t ele c tro n = 1, C oulom b. F g e b ru ik te b a n d b re e d te = 5 M H z ör = secundaire-em issiecoëfficient van de tre fp la a t zoals deze in de ru is to t u itin g k o m t : ^ 5 I a a fta stb u n d e lstro o m I f = to ta le fotostroom k constante van B oltzm ann = 1, 38. IO-2'1 Joule /g raad T absolute tem p eratu u r = 3oo K F-aeq ~ a e q u iv a le n te ru is w e e rs ta n d v an de e e rste v e rste rk b u is = 750 Q (E F 42) C = p a ra sita ire cap aciteit = 20p F (geschat) over R. M e t een gem eten signaalkro m m e k a n nu b e re k e n d w o rd e n de sig n aal-ru isv erh o u d in g als fu n ctie v an de fo to stro o m o v e re en k o m end m et de hoge lich te n (de lic h tste p lek k en in h e t beeld), w a a r bij een w a a rd e van de to tale fotostroom gelijk aan ] van de fo to stro o m o v ereen k o m en d m et de hoge lichten een redelijk e w a a rd e is. O p d eze w ijze o n ts ta a t de volgende t a b e l : Ia = 0,2 jx A I f Fsignaal Fru 2S F sign. O vereenkom stige F si n voor in ju A in m V in m F Fru is Fmis gelijkm atig verdeelde ruis 0,01 B3 0, ,02 2,5 0,328 7,6 23 0,03 3,5 0,328 10,7 32 <r~ komt overeen met max 0, , voor beeldorthicon type ,07 6,7 0, l 0,1 8,6 o, ^----komt overeen met max. 0,15 11,4 0, IO3 voor beeldorthicon type ,2 13,6 0, o,s 21,3 0, I 26,8 0, Ó aeq

29 Eigenschappen en onderlinge vergelijking van de opneembuizen 233 H ierb ij m oet m en zich re a lise re n, d a t deze ru is zg.,,g ep iek t" is m et de fre q u en tie, d.w.z. de ruis is n ie t reg elm atig v e rd e e ld o v e r de gehele fre q u e n tie b a n d, m a a r tr e e d t h o o fd zak elijk op in de hoogste fre q u e n tie s en is dus z ic h tb a a r als een zeer fijne ru is in h e t b eeld (,,sn eeu w b u i"), w a a rd o o r h e t effect aanzienlijk m in der sto re n d is. V o lg en s som m ige o n d erzo ek e rs is in d it gev al een sig n aal-ru isv erh o u d in g to e la a tb a a r, die o n g ev eer IO db (fa c to r 3) lag er ligt dan in h et geval van continu verdeelde ruis. Signaal-ruiéoer houding in de beeldorthicon. Bij de b e e ld o rth ic o n is de b e la n g rijk ste ru isb ijd ra g e afk o m stig van statistisch e fluctuaties in de terugk erende a fta s tb u n d e l: l l = 2 r F (Ia - Is), w a a rin I s h e t g ed eelte v an de stro o m v o o rste lt, d a t de beeldlading heeft m oeten com penseren. D e sig n aal-ru isv erh o u d in g tengevolg e van deze fluctu aties is d an : ~ = h e F (Ia - /, ) } '* h l Z o a ls D r B ru in in g in zijn a rtik e l re e d s h e e ft aan g e to o n d is e r een b e p a a ld e m axim ale w a a rd e v an I s, die w o rd t b e p a a ld d o o r de c a p a c ite it v an een b eeld elem en t en de m axim ale p o tentia a lv a ria tie v an een b eeld elem en t op de tre fp la a t. D ien ten g ev o lg e is e r ook een m axim ale sig n aal-ru isv erh o u d in g, die v oor de gevoeligste b eeld o rth ic o n (ty p e 5820) 35 b e d ra a g t en v o o r de b eeld o rth ico n, die sp e c ia a l w o rd t aan b ev o len v o o r stu d io -g e b ru ik (t3rpe 5826), gelijk is a a n 70. D eze w a a rd e n w o rd e n b e re ik t, w a n n e e r de v e rlic h tin g sste rk te zodanig is, d a t in de hoge lich ten h e t sig n aal a a n de u itg an g n et ligt boven de knie in de signaal-fotostroom krom m e. U it deze form ule v o o r de sig n aal-ru isv erh o u d in g k unnen tw ee belangrijke conclusies w o rd en getro k k en : 1. D e ruis is gelijkm atig verdeeld over de gehele freq u en tieban d en geeft dus een zg. grove ruis. 2. In de donkere partijen van h et beeld is Is klein en d a a r d o o r is de a b so lu te w a a rd e v an de ru is zelfs nog g ro te r d an v o o r de lich te p artijen. B eide eigenschappen zijn nadelig voor de b eeld k w aliteit, en h et

30 234 P. Schagen gevolg h ie rv a n is d a t b ijv o o rb eeld bij ty p e 5820, w a a rv o o r de m axim ale signaal-ruisverhouding 35 b ed ra ag t, onder alle omstandigheden een hinderlijk ruisen zich tb aar is in h et beeld, te r w ijl ook ty p e 5826 n o o it een zo volledig ruisvrij b eeld k a n geven als de iconoscoop, beeldiconoscoop of o rth ico n. H ie r s ta a t e c h te r w e l teg enover, d a t v o o r zeer lage lichtniv eaux m et deze buizen nog opnam en k u n n en w o rd e n g em aak t, die w e lis w a a r een duid elijk w a a rn e e m b a re ru is o p lev eren, m a a r die to ch een m eer a c c e p ta b e l b eeld geven d a n een d e r vorige buizen bij deze h e ld e rh e d e n k a n p ro d u ceren. W e zullen h ier nog op te ru g kom en bij h e t vergelijken v an de gevoeligheid d er verschillende buizen. K rom m e I : R elatiev e sp ectrale gevoeligheid van h et m enselijk oog. K rom m e I I : R elatiev e sp e c tra le gevoeligheid van een SI?-Cs - O - fo to k a th o d e. K rom m e III: R elatieve spectrale gevoeligheid van een Z?z-/^-C r-0-fotokathode. B. K teurgevoelig heid. V o o r h e t w eerg ev en v an een ju iste c o n tra stv e rh o u d in g is h et noodzakelijk, d a t de k leu rg ev o elig h eid v an de opneem buis een zo ste rk m ogelijke overeenkom st v erto o n t m et de sp ectrale gevoeligheid van h et m enselijk oog. H e t m ozaïek in de iconoscoop v o ld o e t in d it opzicht re e d s vrij behoorlijk, te rw ijl v o o r de a n d e re d rie buizen d it pro b leem in d e n tiek is en b e s ta a t u it de opgave een sem i-tra n sp a ra n te fo to k a th o d e te fa b ric e re n, die zo goed m ogelijk a a n deze eis voldoet. D e ws$- k-tf-kathode is in d it opzicht niet geheel b e v red ig en d, d a a r de gevoeligheidskrom m e iets n a a r h e t b lau w verschoven ligt. L a te re v ariaties, w aarbij h et Sb door B i is ver-

31 Eigenschappen en onderlinge vergelijking van de opneembuizen 235 vangen en een kleine hoeveelh eid A g is toegevoegd, zijn in d it opzicht b e te r (zie figuur). C. Stabiliteit. M e t b e tre k k in g to t de s ta b ilite it zijn de iconoscoop en beeldconoscoop zo n d er tw ijfel de b e ste b u iz e n : ze zijn volkom en stab iel in h et bedrijf. D e orthicon is niet stabiel, d o o rd at, zoals van m orgen is aan g eto o n d, bij te hoge b elichtin g de buis k an om slaan to t iconoscoop w e rk in g. H o e w e l de b e e ld o rth ic o n n iet a a n d it euvel lijdt, d o o r de p o te n tia a l-b e p e rk e n d e w erk in g v an h et ro o ste r voor h et glasvlies, m oeten bij deze buis nau w keurige v o o rzorg en in a c h t w o rd e n genom en w a t te m p e ra tu u r en lich th o ev eelh eid b e tr e f t om de b e e ld k w a lite it goed te houden, z o d a t m en in d it opzicht de buis ook n iet volkom en sta b ie l zou k u n nen noem en. D. Scherptediepte. E en a n d e re b elangrijk e fa c to r v o o r de b e e ld k w a lite it van een b e p a a ld e buis is de sc h e rp te d ie p te die w o rd t b e p a a ld d o o r de com binatie buis plus optiek. O n d e r de scherpted iepte v ers ta a n w e h e t a fsta n d sg e b ie d v an de cam era, w a a ro v e r h e t b eeld op de buis nog sch erp k a n w o rd e n genoem d bij sc h e rp ste llin g op een b e p a a ld e a fsta n d. A ls sch erp zal hierbij een a fb e e ld in g w o rd e n besch o u w d, w a a rb ij de d o o rsn ede v an de cirkel, die c o rre sp o n d e e rt m et een p u n t v an h e t beeld, even g ro o t is als de b reed te van één aftastlijn in de opneem buis. V o o r de scherpted iepte s is op eenvoudige wijze de volgende benaderings form ule af te leiden: s 2 h jp ^. H w a a rin f b ra n d p u n ts a fs ta n d v an de lens. n D h b eeld h o o g te op de buis. H = beeldhoogte van h et af te beelden voorw erp. n = a a n ta l lijnen v an h e t a fta s te n. D diam eter van de lens. V o o r een ste e d s f en h b e p a a ld gezichtsveld en een b e p a a ld e scëne is H constant, zo d at hieruit de eenvoudige conclusie

32 236 P. Schagen volgt, d a t de sc h e rp te d ie p te o m g ekeerd ev enred ig is m et de lensdiam eter. D it b e te k e n t, d a t bij een k le in e r b eeld op de buis (k lein ere fo to k a th o d e ) v o o r h etzelfd e gezich tsv eld (k lein ere f ) een lens f kan w orden g eb ru ik t m et kleinere openingsverhouding F, om dat voor dezelfde scherp ted iep te D gelijk m oet blijven. E en v o o rd eel van een k lein ere fo to k a th o d e is, d a t v o o r h e t zelfde gezichtsveld een lens w o rd t g e b ru ik t m et k lein ere b ra n d p u n tsa fsta n d, w a a rd o o r de afm etin g en v an de le n s -,,tu rre t op de cam era w o rd e n b e p e rk t en ook de opneem buis zelf k lein er kan w orden gedim ensionneerd. H ie r s ta a t tegenover d a t voor gevallen, w aarbij de sch erp ted ie p te n ie t zo g ro o t b e h o e ft te zijn, deze k an w o rd e n opgeofferd te n g unste v an g ev o elig h eid sw in st, o m d at een lens m et g ro te re b ra n d p u n ts a fs ta n d g em ak k elijk er een g ro te re d ia m e te r k an w orden gegeven (m inder diafragm eren). D e verschillende buizen hebben in hun tegenw oordige u itvoeringsvorm de volgende diam eter van foto k ath o d e of m ozaïek: v o o r dezelfde sc h e rp te d ie p te en h etzelfd e gezichtsveld : F = f!d / B eeldiconoscoop (P h ilip s) 20 mm 1,75 f z B eeld o rth ico n 40 mm 3,5 2 f x O rth ic o n (C.P.S.-em itron) 56 mm 4,9 2,8 f z Iconoscoop (P h ilip s) 150 mm 13 7,5 f x In de la a ts te tw e e kolom m en ƒ v an de o p enin g sv erh o u d in g F = zijn aan g eg even de w a a rd e n en de verhouding d er b ran d - p u n tsa fs ta n d e n om v o o r deze buizen een b e e ld te k rijgen m et h etzelfd e gezich tsv eld en dezelfde sc h e rp te d ie p te. D e d iam eters D v an de lenzen zijn d a a rb ij gelijk, z o d a t ste e d s ev enveel lich t w o rd t opgevangen van de scène en op de buis gew orpen. E. Zw art niveau. D e o rth ico n is de enige buis, w a a rm e e zo n d er m eer h e t z w a rtn iv e a u k a n w o rd e n v astg eleg d, d.w.z. in h e t b eeld sig n aal kan op eenvoudige wijze w orden aangegeven hoe h et signaal-

33 Eigenschappen en onderlinge vergelijking van de opneembuizen 237 n iv eau is, d a t o v ereen k o m t m et volkom en z w a rt, h o ew el in d a t sig n aal zelf geen n iveau aan w ezig b e h o e ft te zijn, d a t d aarm ee o v ereen k o m t. E en volkom en o n b elich t b eeld elem en t op h e t m ozaïek zal im m ers tijd en s h e t a fta s te n geen aan v u llen d e electro n e n kunnen opnem en u it de a fta stb u n d e l, o m d at ook geen fo to -electro n en zijn g eëm itteerd. D o o r nu tijd en s de te ru g sla g v an ied ere lijn de a fta stb u n d e lstro o m te o n d e rd ru k k e n zal de d a a rm e e c o rre sp o n d e re n d e instelling van de p o te n tia a l a a n de sig n aalp laat overeenkom en m et volkom en zw art. In h et signaal van de andere buizen m oet la te r in de schakeling op k u n stm atig e w ijze een z w a rtn iv e a u w o rd e n a a n g e b ra c h t, h etg een bij ste rk e w isselin g en in de b elichtin g aan leid in g k a n geven to t een plotseling v eran deren van h et gehele niveau. D it au to m atisch e z w a rtn iv e a u van de orthico n is een b e slist voordeel, d a t deze m oeilijkheid voorkom t. III. G evoe i ig hc id. Z o kom en w e d an u itein d elijk a a n een d e r b e la n g rijk ste eigenschappen van de opneem buizen : de gevoeligheid. H e t zou hierbij o n ju ist zijn de gevoeligheid v an opneem buizen te vergelijken zonder daarbij de b eeld k w aliteit in ach t te nemen. W e zullen d aaro m h e t b eg rip gevoeligheid v an tw e e zijden b e n a d e re n. M en k a n zich a fv ra g e n : 1. W e lk lich tn iv eau is nodig bij een b e p a a ld e buis om een b eeld te m aken v an v erg e lijk b a re goede k w a lite it, d a t w il zeggen m et dezelfde sc h e rp te d ie p te en ongeveer even kleine ru is. 2. Bij afnem ende v erlich tin g neem t de b e e ld k w a lite it a f to td a t h e t b eeld n ie t m eer a c c e p ta b e l is. W ^elke fa c to r w e rk t hiervoor als begrenzing? A d 1 V o o r h e t vergelijken v an de v ersch illen d e buizen zal w o rd e n u itg eg aan v an een o p tiek, die v o o r ied ere buis dezelfde d iam eter, h eeft, z o d a t ste e d s evenveel lich t w o rd t o p g evan gen en ook de sc h e rp te d ie p te gelijk is, te rw ijl een zeild e gezichtsveld w o rd t aangenom en. Bij de iconoscoop, beeldiconoscoop en o rth ico n k a n d an de gevoeligheid w orden gesp litst in tw ee gedeelten :

34 238 P. Schagen a) H e t a a n ta l ju A fo to stro o m p e r o p v allen d e lum en licht (v an 2600 K ). b) D e signaalstroom in ju A p er ju A fotostroom. D eze tw e e w a a rd e n liggi en voor de drie genoem de buizen ongeveer als 'vrolgt : Iconoscoop B eeldiconoscoop O rth ic o n (C.P.S.-E m itro n ) F o to stro o m 12 /la /lm 45 jua/lm 15 juailm S ig n aalstro o m F o to stro o m ca. 0,05 ca. I I W e h eb b en gezien, d a t v o o r de d rie buizen een sig n aalstro o m v an o n g ev eer o, I jua nodig is om een b ru ik b a re sig n aal-ru isv erh o u d in g te geven, die o v ereen k o m t m et de m axim ale signaalru isv erh o u d in g v an JO bij de b e e ld o rth ico n ty p e H e t b lijk t dus, d a t h ie rv o o r bij de iconoscoop circa -J- = [, lum en nodig is op h e t m ozaïek, bij de b eeldiconoscoop ^4-^ = 2, lum en op de fo to k a th o d e en bij de o rth ico n = 6, lum en op h e t m ozaïek. D e b e e ld k w a lite it is hierbij d an zodanig d a t bij iconoscoop en beeldiconoscoop h o eg en aam d geen co m p en satie nodig is v o o r onechte signalen. D e gev o elig h eid sv erh o u d in g v o o r een b eeld m et dezelfde scherptediepte en signaal-ruisverhouding is dus : iconoscoop : b eeldiconoscoop : o rth ico n = I : 75 : 25. Bij de b eeld o rth ico n o n ts ta a t de b e ste b e e ld k w a lite it m et de m axim ale sig n aal-ru isv erh o u d in g w a n n e e r de v erlich tin g zodanig is, d a t in de hoge lich ten h e t sig n aal n e t ongeveer een fa c to r 2 boven de knie in de sig n aal-fo to stro o m k ro m m e ligt. D it is v o o r de b eeld o rth ico n ty p e 5826 h e t gev al bij 0,6 lux op de fo to k a th o d e, h etg een o v ereen k o m t m et 4,6. IO-4 lum en op de fo to -k a th o d e w a a rb ij de sig n aal-ru isv erh o u d in g dus gelijk is a a n 70. M en k a n nu u itre k e n e n, d a t bij een m axim ale reflectie in de scène van ongeveer 20 /0 en een scherpted iepte, die overeenk o m t m et een le n sd ia m e te r //$,$, een d erg elijk b eeld w o rd t v e rk re g e n bij een v e rlic h tin g sste rk te op de scène v an circa 200 lux. V o o r d a t geval kan nu dus d irect w orden om gerekend hoe

35 Eigenschappen en onderlinge vergelijking van de opneembuizen 239 g ro o t de v e rlic h tin g sste rk te m oet zijn v o o r de a n d e re d rie buizen om een b eeld te k rijgen m et dezelfde sch e rp te d ie p te en ver-* g elijk b are ru is : B enodigd lichtn iveau v oor dezelfde goede sc h e rp te d ie p te en geringe ruis Iconoscoop //13 B eeliconoscoop 7 /i.7 5 O rth ic o n (C.P.S.-em i- fcron) //4,9 B eeld o rth i- con / lux IOOO lux 3000 lux 200 lux In v e rb a n d m et deze w a a rd e n m oet nu even w o rd e n gew ezen op de v e rw a rrin g, die vrij algem een b e s ta a t op h e t p u n t v an de gevoeligheid d e r v ersch illen d e buizen. A ls v o o rb e e ld zal een opgave v an J. D. M c G e e w o rd e n a a n g e h a a ld (P ro c. In st. E le c tr. E n g rs. l.e.e. I I I, 97, p. 377, 1950), w a a rin w o rd t opgegeven, d a t h e t C.P.S.-e m itro n een b eeld v an goede k w a lite it k an geven bij IOO lux. H ierb ij w a s e c h te r aan g en o m en een m axim ale reflectie-coëfficient in de scène v an 100 /0 en een lens m et f j 2. D it b e te k e n t, d a t de sch e rp te d ie p te hierbij aanzien lijk k lein er w a s, n.1. o n g ev eer een fa c to r 2, 5. In to ta a l k a n dus in d e rd a a d v o o r d a t g ev al een v erlich tin g w o rd e n to e g e p a st, die d e rtig m aal zo klein is als boven is aan gegeven. H e t is e c h te r n ie t ju ist hieruit te concluderen, d a t het C.P.S.-em itro n een gevoeligheid h e e ft die v e rg e lijk b a a r is m et die v an de beeldo rth ico n 1 V o o r alle buizen kunnen bovengenoem de v erlich tin g sn iv eau 's nog w e l min of m eer aan zienlijk w o rd e n v e rla a g d, w a n n e e r op de sc h e rp te d ie p te w o rd t toegegeven. V o o r een tw e e m aal zo kleine sc h e rp te d ie p te (tw ee m aal zo g ro te len sd ia m eter) k a n m en m et v ier m aal zo w einig lich t toe o m d at de lens v ier m aal zoveel «licht o p v a n g t v an de scène. Bij de P h ilips beeldiconoscoop, [die de k lein ste fo to k a th o d e h eeft, k a n m en hierm ee h e t m in st v e r g aan d a a r een g ro te re d ia m e te r v an de lens bij de k lein ere b ra n d p u n ts a fs ta n d e n, die h ier w o rd e n g eb ru ik t, ste e d s m oeilijker is te bereiken. (M en kan m axim aal gaan to t ongev e e r D = ƒ / 1,3.) T enslotte zullen w e nog even een indruk geven van de scherpted iep te, die b ereik t w o rd t bij de genoem de lensdiam eter ( f / l j 5

36 240 P. Schagen v o o r de beeldiconoscoop bij een lens m et f 2,5 cm, o p enin g s hoek I op 2), bij scherpstelling op verschillende afstanden. A fsta n d S cherptediep te 1 m eter 11 cm 1,5 m e te r 25 cm 2 m e te r 45 cm 5 m e te r 275 cm 10 m eter 11 m e te r H ie ru it blijkt reeds, d a t speciaal voor studiogebruik men zek e r niet veel om laag zal kunnen gaan m et de scherpted iepte zo n d er d a t d it v o o r de m eeste g ev allen sto re n d w o rd t. V oor de iconoscoop is de genoem de verlichting in een studio n o o it te b ereik en, z o d a t d a a r w e l n o o d g ed w o n g en m oet w o rd e n o v erg eg aan op een veel g erin g ere sc h e rp te d ie p te, h etg een d a n ook een v an de v o o rn a a m ste b e z w a re n is teg en deze buis. H e t b en odigde v erlich tin g sn iv eau v o o r de beeldiconoscoop is e c h te r w el gem akkelijk te bereiken in een studio en ook tijdens b u iten opnam en bij d ag lich t, z o d a t sp e c ia a l v o o r d it g eb ru ik, d a t is dus h e t g ro o tste d eel v an alle opnam en, de beeldico n oscoop w egens de u itste k e n d e b e e ld k w a lite it en de re e d s aan g eg ev en a n d e re gunstige eig ensch ap p en, een b ijzo n d er g esch ik te buis is. Ad 2 V o o r b e p a a ld e opnam en, zoals die in een sch o u w b u rg, w a a r de v e rlic h tin g sste rk te op h e t to n eel o n g ev eer lux k a n b e d ra g e n, of v an sp o rtw e d strijd e n bij k u n stv e rlic h tin g, w a a r eveneens h et lichtniveau van deze g ro otte -orde is, zal men zond e r m eer in s ta a t zijn m et de b eeld o rth ic o n opnam en te m aken. H e t is hierbij u itg eslo ten nog m et de iconoscoop te w e rk e n, m aar hoe s ta a t h et nu m et de beeldiconoscoop en de orthicon? O m te beginnen zal m en h ie r v a a k een g ro te re le n sd ia m e te r w illen g eb ru ik en om zo a a n gevoeligheid te w innen. In d it opzicht kan de orthicon iets m eer w innen dan de beeldiconoscoop in zijn tegenw oordige uitvoering w egens de g ro tere afm e tin g v an h e t m ozaiek. D eze w in st g a a t n ie t geheel k w a d ra tisc h m et de afm etin g van de fo to k a th o d e, aan gezien v o o r ev enred ig toegenom en b ra n d p u n ts a fs ta n d e n h e t ste e d s m oeilijker w o rd t dezelfde gunstige f / /^-v erh o u d in g te re a lise re n. H ie rd o o r k a n de o rth ico n o n g ev eer een fa c to r 3 m éér w in n en d a n de b e e ld iconoscoop en w o rd t de gevoeligheid van beide buizen dan ongeveer gelijk w a t b e tre ft de ruis bij een b etere sch erpted iepte

37 Eigenschappen en onderlinge vergelijking van de opneembuizen 241 v o o r de beeldiconoscoop. V o o r nog m in der lich t k rijg t m en nu e c h te r een k lein ere fo to stro o m, w a a rd o o r de sig n aal-ru isv erh o u - ding afneem t, m a a r hierbij k o m t de beeldiconoscoop e e rd e r in h et nadeel w egens h et o ptred en van de onechte signalen. H e t is e c h te r m ogelijk m et een vrij eenvoudig hulpm iddel de sto re n d e invloed v an deze onechte signalen in de b eeld rich tin g, w a a rin ze h e t e rg s t zijn, geheel op te heffen, w a a rb ij bovendien de m ogelijkheid w o rd t g esch ap en h e t z w a rtn iv e a u lijn v o o r lijn v a s t te leggen. M e n k a n e r nam elijk v o o r zorgen, d a t zich a a n de zijk ant v an de tr e f p la a t een v e rtic a a l stro o k je bev in d t, w a a r geen fo to -electro n en op te re c h t k u n n en kom en, te rw ijl d it stro o k je w el w o rd t a fg e ta st. H e t signaal, d a t d an bij h e t a f ta s te n v an d it stro o k je o n ts ta a t a a n de u itg an g v an de buis k o m t v o o r ied ere lijn o v ereen m et z w a rt", h o ew el in de lich tv erd elin g langs h e t v e rd e re g ed eelte v an de lijn geen z w a rt in h e t b eeld aan w ezig b e h o e ft te zijn. D o o r h e t sig n aal v an d it z w a rte strookje lijn voor lijn telkens op hetzelfde niveau (het z w a rtniveau) te leggen in de sch ak elin g, v erm ijd t m en in h e t b eeld volkom en de o nechte signalen in de b eeld rich tin g. D eze zijn im m ers g e su p e rp o n e e rd op h e t signaal, d a t o v ereen k o m t m et de belichting. D a n k zij deze v e rb e te rin g is m en e r in g eslaagd de ru is in h et beeld ook bij de beeldiconoscoop to t voornaam ste beg renzende fa c to r te m ak en v o o r h e t opnem en bij lage h eld erh ed en. D e v e rb e te rin g die m et deze m eth ode w o rd t b e re ik t, zal, als besluit van deze voo rd racht, nu gedem onstreerd w orden.

38 242 P. Schagen Discussie I r J. V o r m 6 r : Is Het v e rsta n d ig de correctie van de lin e a n te it aan de zijde van de w eergavebuis te zoeken? D r s P. S c h agen: H e t is in p rin cip e d e n k b a a r een w e e rg e e fb u is te m aken m et gam m a = 1, m a a r d a t zou v e rstre k k e n d e co n seq u en ties h ebben voor de p ro d u cen ten v an k a th o d e stra a lb u iz e n, aangezien d it een geheel gew ijzigde kanonconstructie vereist, die moeilijk rep ro d u ceerb aar is. B ovendien zou dan een vrij geringe steilheid resulteren. In de p ra c tijk h ebben de k a th o d e stra a lb u iz e n o v er de gehele w e re ld dan ook een gam m a die ongeveer gelijk is aan 2-2,5. Literatuur L. H. B ed fo rd, T elevision C a m e ra T ubes, W ireless E n g in e er 28, n r. 328, p. 4, Jan R. B. Jan es a.o., L ig h t tr a n s fe r c h a ra c te ristic s of im age o rth i- cons, R.C.A. R eview 11, n r 3, p. 364, N ov J. D. M cg e e, D is ta n t E le c tric V isio n, P ro c. of th e In st. of R ad. Engn. 38, n r 6, p. 598, J une O. H. S ch ad e, E le c tro -o p tic a l c h a ra c te ristic s of cam era sy stem s, R.C.A. R eview 9, n r 1, 2, 3, 1948.

39 Tijdschrift van het Nederlands Radiogenootschap Opneembuizen voor televisie IIL Electronenoptische problemen in de beeldionoscoop door J. C. Francken Natuurkundig Laboratorium N.V. Philips Gloeilampenfabrieken E indhoven N ederland V oordracht gehouden voor het Nederlands Radio Genootschap op 21 M aart SUMMARY In the im age-iconoscope tw o p a rts can be d istin g u is h e d : the scan nin g section an d the electron-im age section. In the design of b o th p a rts ty p ical electron-optical problem s are involved. W ith re sp e c t to the scanning section, m eans to o b tain n e arly u n i form focus over the ta rg e t are discu ssed. I t a p p e a rs to be ol a d v a n ta g e to use a high c u rre n t d en sity a t the cath o d e. T h erefo re, use is m ade o f the so-called L-cathode w h ich also allo w s fo r a c c u ra te m ounting of the gun p a rts. T he electron-image section co nsists of the p h o to -cath o d e, an electron lens and the target. The electron lens is form ed by co-axial electrosta tic an d m agnetic fields. T he e le c tro sta tic field exists b e tw e e n cath o d e and anode-cylinder, the m agnetic field is generated by a ra th e r long coil. T he p ro p ertie s o f this system are discu ssed. C au ses o f u n sh arp n e ss (chro m atic a b e rra tio n and c u rv a tu re o f the field) and geom etric d isto rtio n (pincushion d isto rtio n an d sp ira l e rro r) are m entioned. A ll these erro rs can be reduced to such an extend th a t a statisfacto ry im age can be obtained. A special feature of this type of electron lens is the possibility of v a ry in g the m agnification o f the im age co n tin u o u sly w ith o u t affecting its sh arp n ess an d ro ta tio n. T his can be done by using a coil sp lit up into three separate sections. B y varying the currents in these sections sim ultaneously, a co ntin u o us v a ria tio n o f the m agnification in a range o f 1 : 2 can be achieved. Inleiding. Z o a ls re e d s u it de v o o rg aan d e a rtik e le n is gebleken, k an m en in de beeldiconoscoop tw e e secties o n d ersch eid en : de a fb e e l- d ingssectie en de a fta s tse c tie. In beide v in d t m en ty p isc h electronen -optische problem en.

40 244 J. C. Francken A/tajhccLie. W e zullen e e rs t de aftcuuccle w a t n a d e r b esch ouw en. D e a fta s te n d e b u n d el w o rd t gevorm d d o o r m iddel van een electro n e n k a n o n, zoals d a t ook te vinden is in k a th o d e s tra a lb u iz e n. E r zijn e c h te r tw e e k en m erk en d e v ersch illen tu sse n d it la a ts te en h et beeldiconoscoopkanon. Z o a ls u it de fo to van de b eeld ico n o sco o p te zien is, m a a k t de as v an h e t k an o n een hoek v an ca. 60 m et h e t v la k van de tre fp la a t, te rw ijl deze hoek in k a th o d e stra a lb u iz e n 90 is. D eze situatie heeft enkele ingrijpende consequenties. In de eerste p laats is de a fsta n d van de bov enrand van de Is de n iet afgebogen b u n d el E0 gefo cu sseerd op h et m idden v an de tre fp la a t 7, d an v a lt bij de afgebogen b u n d el h et focus n iet m eer in h et v lak van T. H ie rd o o r o n ts ta a t een o n scherp te, die geringer is naarm ate de openingshoek l a f kleiner is. tr e f p la a t to t h e t d eflectiep u n t d a t zich o n g ev eer in h e t m idden v an de deflectiesp oelen b e v in d t * veel g ro te r d an die v an de o n d e rra n d to t d it p u n t. H e t gevolg is d a t, als de electro n en - b u n d el op h e t m idden v an de p la a t g efo cusseerd is, d it n iet m eer h et geval is aan de boven- en onderzijde (fig. 1). O m toch v old oende sc h e rp te o v er h e t gehele o p p e rv la k te krijgen, m oet de sc h e rp te -d ie p te zeer g ro o t, dus de a fta s te n d e b u n d el zeer sla n k zijn. D e red en, d a t d it tech n isch u itv o e rb a a r is, lig t in h e t tw e e d e verschilpunt m et k ath o d estraalb u izen : de bundelstroom is zeer

41 Electronenoptische problemen in de beeldionoscoop 245 klein, n.1. v an de o rd e v an 0,2 fxa. Bij w eerg eefb u izen is ze bv. io o fia m et to p p e n v an 500 jua. D e slan k e b u n d el w o rd t in h e t k an o n v an de beeldiconoscoop v erk reg e n m et beh u lp v an een tw e e ta l a c h te r e lk a a r gelegen d ia fragm a's. H e t eerste snijdt uit de oorspronkelijke, veel w ijdere bundel, een zeer dun b u n d eltje, h e t tw e e d e h o u d t secu n d aire electro n en tegen, die aan het eerste diafragm a w orden vrijgem aakt. O p deze m anier is een slanke bundel vrij eenvoudig te re a liseren, doch m en e ist b ovendien nog een fijn focus. D e hoogte van de tr e f p la a t is 45 mm. O m een o p lo ssen d verm ogen van 1000 lijnen te halen, m oet de d ia m e te r v an de electro n en v lek dus 45 fi zijn. H e t b lijk t nu, d a t de eisen van g ro te sch e rp te d ie p te (slan k e bundel) en kleine vlek, m et e lk a a r in strijd zijn. V o o r de s tr a a l v an de a fta s tv le k rt g e ld t nl. de w e t v an H elm holtz -L agrange : rt c o n s t jo V sin2 u rt s tr a a l a fta s tv le k a a n de tr e f p la a t i b u n d elstro o m o = stroom dichtheid aan de kathode u halv e openingshoek van de b u n d el a a n de tr e f p la a t V = v ersn ellin g ssp annin g. D eze w et, w elke steu n t op de 2e hoofdw et van de T herm o dynam ica en zijn optisch analogon vindt in de w e t van A bbe : = co n sta n t, 71 2 * w a arin B de helderheid en n de brekingsindex in h et b e schouw de v lak v o o rstellen, is v an fu n d am en tele a a rd. H e t zou te v er voeren, h ier een afleiding e rv a n te geven. W e zullen volstaan m et enkele conclusies. D e v ersn ellin g ssp annin g V is gegeven d o o r de eis, d a t de secundaire-em issiecoefficient a a n de tr e f p la a t zo g ro o t m ogelijk m oet zijn en b e d ra a g t in de p ra c tijk ca volt. O o k de stro o m ste rk te 1 m oet, zoals u it h e t v o o rg aan d e a rtik e l blijk t, een b e p a a ld e w a a rd e h eb ben, w elk e in p ra c tisc h e gev allen v an 0,1 0,3 jua v arieert. W e zien dus, d a t bij gegeven j Q, rt om gekeerd evenredig is

42 246 J. C. Francken m et sin u : hoe sm aller de bundel, hoe g ro te r de vlek. H e t is dus voordelig, J 0 hoog te kiezen. In de beeldiconoscoop is 7i0^ 3.10 J ra d ia a l en de gem iddelde stro o m d ichth eid a a n de k a th o d e is bij 0,3 /ua s tra a lstro o m, o n g e v e e r 150 m A /cm 2. D eze b e la stin g is e c h te r n iet uniform, m a a r is in het m idden 3 a 4 m aal zo groot. D erg elijk e stro o m d ichth ed en zijn m et een o x y d e -k a th o d e w el te halen, doch h e t is duidelijk, d a t de k a th o d e in een k o s tb a re buis als de beeldiconoscoop geen b eg ren zen d e fa c to r v o o r de le v e n sd u u r m ag vorm en. D a a ro m w o rd t in de P h ilip s-b eeld - iconoscoop de z.g. /.-k a th o d e g e b ru ik t. D it is een nieu w ty p e k a th o d e, w elk e in h e t la b o ra to riu m o n tw ik k e ld is. D e k a th o d e b e s ta a t uit een poreuze w olfraam pastille, w a a ro p zich door LUNZAAGTAND BEELDZAAGTAND W o r d t de b u n d el m et b ehulp van norm ale z a a g ta n d e n afgebogen, zodanig d a t op een vlak loodrecht op de kanon-as een rechthoekig ra s te r w o rd t geschreven, d an is h et ra s te r op de tre fp la a t, w elk e een hoek v an 60 m a a k t m et die as, een trap eziu m. B ovendien is het ra ste r aan de bovenzijde uitgerekt. D eze fo u ten w o rd e n g eco rrig eerd d o o r de lijn zaag tan d m et de beeldzaagtand te m oduleren en deze laatste krom lijnig te doen verlopen. diffusie een m o n o -ato m aire la a g b ariu m en stro n tiu m v orm t, w elk e de em issiestro om le v e rt. D eze k a th o d e is ook v o o r veel hogere b e la stin g e n g esch ik t, en h e e ft bij de h ier o p tre d e n d e belastingen een zeer grote lev en sd u u r.1) 1) H. J. L em m ens, M. J. Jansen en R. L oosjes, E en n ieu w e therm isch em itterende kathode voor zw are belastingen, Philips techn. T ijdschrift 11, , 1949.

43 Electronenoptische problemen in de beeldionoscoop 247 D e Z -k a th o d e m a a k t ook een zeer n a u w k e u rig e m ontage mogelijk, zo d at uitval op h et kanon zeer klein is. E en v e rd e re b ijzo nderheid v an h e t k an o n is de zeer n au w e hals, w a a rin h e t g em o n teerd is. D e inw endige d ia m e te r is slech ts 11 mm. D it h e e ft h e t v o o rd eel, d a t focus- en deflectiesp oelen zeer klein k unnen zijn. D it g eeft een b e sp a rin g a a n de benodigde b e k ra ch tig in g se n erg ieën en boven d ien g rijp t h et deflectieveld ook practisch niet door in de afbeeldingsruim te, w a a r h et de electro n e n o p tisc h e a fb e e ld in g zou k u n n en sto ren. T e n slo tte is e r nog een a n d e re consequen tie v an h e t a fta s te n o n d er een hoek. S ch rijft m en nl een r a s te r, d a t o n d e r norm ale o m stan d ig h eden een re c h th o e k zou zijn, d an w o rd t d it in ons geval een trapezium, (fig. 2). B ovendien lo o p t de lin e a rite it in de b e e ld ric h tin g mis, d a a r im m ers de a fs ta n d v an h e t d eflectiep u n t n a a r de b o v e n ra n d van de tr e lp la a t g ro te r is d an die n a a r de o n d e rk a n t e rv a n Bij g eb ru ik van een lin eaire z a a g ta n d w o rd t h e t b eeld a a n de b o v e n k a n t dus in de b eeld rich tin g u itg e re k t. W e m oeten dus, als w e van o n d er n a a r boven a fta s te n, een krom m e z a a g ta n d g eb ru ik en (fig. 2). O m de trap eziu m vervorm ing te co rrig e re n m o d u leren w e de lijnzaagtand m et de beeld zaag tan d (fig. 2). A fbeeldingééectie. W e zullen nu de afbeeldingóóeclie n a d e r beschouw en. D e functie v an deze sectie is, om v an h e t fo to -em issieb eeld d a t a a n de fo to k a th o d e o n ts ta a t tengevolge van een d a a ro p gevorm d lich tb eeld, een n a tu u rg e tro u w lad in g sb eeld op de tre f- p la a t te vorm en. A n d ers gezegd : alle electro n en, die d o o r een p u n t van de fo to k a th o d e w o rd e n uitgezonden, m oeten w e e r gefocusseerd w orden in een overeenkom stig punt van de tre fp la a t. H ie rto e m oet m en g eb ru ik m aken van een electronenlené. E en dergelijke lens w o rd t gevorm d d o o r electrisch e en /o f m agnetische velden, w elke rotatie -sym m etrie bezitten. E lectronenlenzen w o r den in ta l van m oderne buizen en a p p a ra te n gebruikt, b.v. : Z uiver electro statisch e lenzen : oscillograafbuis, electro statisch electronenm icroscoop. Z u iv er m agnetische lenzen : w eergeelbuizen voor televisie en r a d a r, m ag netisch e le c tro n e n m icroscoop.

44 248 J. C. Francken D e electro n en len s of -lenzen in de beeldiconoscoop m oeten aan de volgende eisen voldoen : 1) A an de kath ode m oet een versnellend veld zijn, om v erzadigde foto-em issie te krijgen. 2) D e lens m oet een zo g ro o t m ogelijk g ed eelte v an de fotok a th o d e n a tu u rg e tro u w a fb e e ld e n, m.a.w. een g ro te gezich tsv eld h o ek b ezitten. 3) Z ow el de fotokathode als de tre fp la a t m oeten vlak zijn. (E en bolle fo tokathode ste lt grote beperkingen aan de bij de buis te g eb ru ik en o ptiek. E en gekrom de tr e f p la a t is technisch zeer moeilijk te m aken.) D e e e rste eis h o u d t in, d a t w e in ie d e r gev al een electro - statisch veld m oeten hebben aan de kathode. D it w o rd t v e r kregen door tegenover de fotokathode een cylinder te p laatsen F ig. 3. T ussen de fotokathode P en de anodecylinder A is een versnellend electrisch veld aanw ezig. S tip p ellijn en : verloop v an enige a e q u ip o ten tia alv la k k e n (de p o te n tia a l van P is nul, die v an A is 1 gesteld), b zijn electronenbanen, bij afw ezigheid van andere velden. in ons geval een gem etalliseerde glazen buis die de gew e n ste p o te n tia a l h eeft. H e t veld, d a t d o o r de com binatie k a th o d e -a n o d e c y lin d e r o n tsta a t, w e rk t als een electronenlens. In fig. 3 zijn enkele aequip o te n tia a lv la k k e n en e le c tro n e n b a n e n g esch etst. W e zien, d a t de ze la a tste n divergeren. D e electronenlens is dus negahef. H e t is onm ogelijk om m et een n eg atiev e lens een re ë e l b eeld te vorm en van een reëel voorw erp. W e m oeten dus, of de

45 Electronenoptische problemen in de beeldionoscoop 249 vorm v an h e t e le c tro sta tisch e v eld zodanig v e ra n d e re n d a t e r een positiev e len sw erk in g o n ts ta a t, of een p o sitiev e lens a a n h et systeem toevoegen. In v erband m et de eisen 2) en 3) v erv a lt de eerste mogelijkheid. H e t is nl. to t nog toe n iet m ogelijk geb lek en een elecsta tisc h len zen sy steem te o n tw e rp e n, d a t een v old oend g ro o t gedeelte van een vlakke kathode n atu u rg etro u w afb eeld t. W e m oeten dus een positieve m agnetische lens aan h e t sy steem toevoegen. D it geschiedt, door een m agneetspoel concentrisc h om de buis te p la a tse n. D e b e ste re s u lta te n w o rd e n v erk reg e n, indien de k a th o d e zich zover ui de spoel b ev in d t, d a t h e t veld te r p la a tse van de k a th o d e nag enoeg hom ogeen is. (hg. 4) D it is h e t e e rs t to e g e p a st d o o r lam s, M o rto n en Z w o ry k in (1939).]) Fi E lectro n en o p tisch e a fb e e ld in g van de io to k a th o d e P op de tre fp la a t T m et b ehulp van een electrisch veld (tu ssen P en A, vgl. fig. 3) en een m agnetisch veld. D it laatste (inductielijnen B) w o rd t o p gew ekt door een spoel 3. W e h eb b en nu feitelijk een gecom bineerd electro statisch -m a g - netisch e lens gekregen, aangezien e le c tro sta tisc h e en m agnetische k rach ten te r zelfde tijd w erkzaam zijn. M its de spoel op de ju iste wijze w o rd t g e c o n stru e e rd en a a n g e b ra c h t, k u n nen m et een d ergelijk lenzensysteem u itste k e n d e resu ltaten w orden bereikt. 9 H. lam s, G. A. M o rto n en V. KI. Z w o ry k in, P ro c. In st. R ad io E ngrs. 27, , 1939.

46 250 J. C. Francken AfbeeldLngófouten. D e ta a k v an h e t ele c tro sta tisc h -m a g n e tisc h e len zen sy steem is dus, elk v an de e le c tro n e n b u n d e ltje s die d o o r de p u n ten v an de fo to k a th o d e w o rd e n uitgezonden, w e e r to t p u n ten te co n vergeren. E venm in als m et o ptisch e lenzen, is deze a fb e e ld in g e c h te r geheel id eaal. E r tre d e n a fb e e ld in g sfo u te n op. D e sc h e rp te v an de a fb e e ld in g in h e t m idden w o rd t b eg re n sd d o o r de z.g. chromatische aberratie. D eze fo u t v in d t zijn o o rz a a k in h e t feit, d a t de e lectro n en die d o o r een p u n t v an de k a th o d e w o rd e n g eëm itteerd, sn elh eden h eb b en die v ersch illen d zijn in g ro o tte en richting. D eze chrom atische a b e rra tie b ep erk t ech ter geenszins h et oplossend verm ogen van de beeldiconoscoop. B' F ig. 5. AD CD beeld, op de fo to k ath o d e. A' B'C' p o te n tia a lb e e ld op de tre fp la a t. D it la a tste is t.o.v. ABCD v erg ro o t en v e rd ra a id en v erto o n t een zekere m ate van Jvdistorsie, die bij m agnetische lenzen altijd o p tre e d t, d o o rd a t p u n ten v er v an h et m idden over een grotere hoek draaien dan punten nabij het centrum. D e sc h e rp te in de hoeken w o rd t m eesta l b e p e rk t d o o r de z.g. beeldveldkromming : h e t b e e ld v la k is n ie t vlak, m a a r gekrom d. D eze b eeld v eld k ro m m in g h e e ft een o n sc h e rp te in de hoeken to t gevolg. B ehalve d a t de afbeelding écberp m oet zijn, m oet ze n a tu u r g e tro u w zijn, d.w.z. geo m etrisch ju ist. A fw ijk ingen v an de ju iste geom etrie noem t m en vertekening. Bij h e t lenzen sy steem van de beeldiconoscoop k a n tw e e ë rle i so o rt v ertek en in g o p tre d e n : de kussenvormige vertekening en de z.g. S-distorsie.

47 F ig. 6 Af beelding, die in sterke m ate beeldveldkrom m ing, kussenvorm ige v ertek en in g en.s-distorsie v erto o n t. F ig. 7. A fbeelding, die zeer geringe kussenvorm ige vertekeningen en 5* d isto rsie v erto o n t. D e foto s van fig. 6 en 7 zijn genom en van een buis, die d e zelfde dim ensies h eeft als de beeldiconoscoop, doch w a a rin de tre fp la a t v erv an g en is door een fluorescerend scherm. D e dikke z w a rte streep en cirkel zijn a fk o m stig van een op de fo to k ath o d e a a n g e b ra c h te figuur, m et behulp w a a rv a n de v erg ro tin g en de d raaiïn g van de afb eeld in g te b epalen zijn.

48 i

49 Electronenoptische problemen in de beeldionoscoop 251 D e e e rste is b ek en d u it de lic h to p tie k en is een gevolg van h e t feit, d a t h e t b eeld in de h o eken m eer v e rg ro o t w o rd t d an in het m idden. W a t de ^ -d isto rsie b e tre ft, deze h a n g t sam en m et de d ra a iin g van h e t b eeld t.o.v. h e t v o o rw erp. D e a fb e e ld in g d o o r een m agnetische lens g a a t nl. a ltijd g e p a a rd m et een ro ta tie. D it is een gevolg v an h e t feit, d a t de L o re n tz k ra c h t a ltijd lo o d re c h t s ta a t op de b ew eg in g srich tin g v an h e t electro n. L a te r zal h ier nog iets v erd er op in w o rden gegaan. M en zal nu k u n nen b eg rijp en, hoe de ^ -d isto rsie k a n o n tsta a n. D r a a it een p u n t v an h e t b eeld v e r van de as nl. m eer d a n een p u n t, d a t d ic h te r bij de as is gelegen, d an w o rd t een re c h te lijn afgebeeld als een A-vormige krom m e (fig. 5). H e t re s u lta a t v an een beeld, d a t zow el beeldveld kro m m ing, kussenvorm ige vertekening als vs-distorsie vertoo nt, lo o n t fig. 6. H e t is gebleken, d a t de beeld v eld k ro m m in g gering k a n w o rd e n gem aakt, door er voor te zorgen, d a t de m agnetische k ra c h t lijnen nagenoeg lo o d re c h t op de k a th o d e sta a n. H e t is duidelijk, d a t d an de w erk in g v an h e t m ag n eetv eld - die op de langzam e electro n en nabij de k a th o d e h e t m eest effectiei is * - in d it geval a a n h e t gehele g e b ru ik te k a th o d e -o p p e rv la k v an dezelfde a a rd en ongeveer even ste rk is. D e k a th o d e m oet dus een eindje in de spoel w o rd e n g e p la a tst. K u ssenvorm ige v e rtek en in g en vs-distorsie k unnen v old oende klein gehouden w o rd en, d o o r een n iet te g ro o t g ed eelte van de fo to k a th o d e te g eb ru ik en. O p h e t ogenblik g e b ru ik t m en een g ed eelte m et een d ia m e te r van 20 mm. Fig. 7 to o n t, hoe de afb eeld in g is, indien m et al deze v o o rw a a rd e n rek en in g w o rd t gehouden. D e ^ -d isto rsie die nog ju is t in h e t b eeld te zien is, k a n e c h te r toch nog sto re n d w e rk e n, v o o ra l bij h e t d ra a ie n van de cam era om een v e rtic a le as. M en p a s t d a a ro m een electrisch e co rrectie toe. In principe is de w erking hiervan als volgt. O p de b e e ld z a a g ta n d w o rd t een sinus m et de lijn freq u en tie g esu p erp o n eerd, w a a rv a n de fase in s te lb a a r is. E lk e lijn is d an i.p.v. een re c h te een flauw e sinus en deze krom m e h e e ft nagenoeg hetzelfde verloop als een door de A -distorsie vertekende rechte. A ls la a ts te a f b eeld in g sfo u t tr e e d t nog op de zg. n u tv er tekening. D eze is n ie t te w ijten a a n de electro n en o p tisc h e afb eeld in g, doch h a n g t e r w el mee sam en. H e t m ag n etisch e veld v an de a fb e e ld in g ssp o e l is nl. nog enigszins m e rk b a a r in de ruim te, w aard o o rh een de aftasten d e bundel zich bew eegt. D eze bundel

50 252 J. C. Francken sn ijd t de m agnetische k rach tlijn en v an de afb e e ld in g ssp o e l bijna lo o d re c h t en de m ate, w a a rin e r tengevolge d a a rv a n afb u ig in g o p treed t, is ern stig er voor de bovenzijde van de tre fp la a t dan r v o o r de o n d erste. H e t rech th o ek ig e r a s te r w o rd t d an te n n a a ste bij een p a ra lle lo g ra m. D it effect is te co rrig eren d o o r een klein sp o eltje aan te b ren g en tu sse n de a f b eeld in g ssp o el en de p la a ts, w a a r h e t electro n en k a n o n is a a n g e b ra c h t. M e t d it sp o eltje is h et strooiveld van de af beeldingsspoel te com penseren. Vianabete vergroting. T o t slo t zullen w e nog een m ogelijkheid b eh an d elen, die alleen aanw ezig is in de beeldiconoscoop, n.1. de continu regetbare vergroting v an h e t telev isieb eeld. D it is een m ogelijkheid, die in de p ra c tijk van veel n u t k a n zijn. M en k a n nl. continu v an een lo n g -sh o t op een clo se-up overgaan, zonder d a t men m et de cam era behoeft te rijden. In p rin cip e k a n men de re g e lb a re v e rg ro tin g b ereik en, d o o r de am p litu d e v an lijn- en b e e ld z a a g ta n d e n te v erk lein en. D o o r deze regelin gen te k o p p elen k a n m en h et g ew en ste re s u lta a t b ereik en. D eze m eth ode h e e ft e c h te r tw e e n ad elen. In de e e rste p la a ts v e rlie st m en b ela n g rijk a a n definitie. D eze w o rd t zoals w e gezien h eb ben, b e p a a ld d o o r de sp o t van de a fta s te n d e b u n d el en deze is n ie t veel k le in e r te m aken. In de tw e ed e p la a ts tr e e d t e r een zeer o n g ew en st effect op : op de tre fp la a t tre e d t een inbrandverschijnsel op, w a t duidelijk te zien is w a n n e e r m en v an een k lein e a fta s tin g w e e r op de norm ale o v e rg a a t. T e n slo tte k a n m en nog g eb ru ik m aken van een zg. optisch e zoom lens. D it is een sam en g esteld lenzensysteem, w a a rv a n de b ra n d p u n ts a fs ta n d continu v e ra n d e rd k a n w o rd e n m et b eh o u d v an de sch erp stellin g. Z oom lenzen zijn e c h te r erg lang, z w a a r en zeer k o s tb a a r. E en b e te re oplossing is, de v e rg ro tin g v an de electro n en o p - tische a fb e e ld in g te v a rië re n. W e lis w a a r n eem t bij toen em en d e v e rg ro tin g h e t g e b ru ik te g ed eelte v an de fo to k a th o d e af, m et een d aarm ee g e p a a rd g a a n d v erlies a a n o p lo ssen d verm ogen en gevoeligheid. H e t e e rste n a d e e l w e e g t n ie t z w a a r, o m d at h e t o p lo ssen d verm ogen v an de a fb e e ld in g ruim voldoende is, zelfs v o o r een tw e e m a a l zo kleine fo to k a th o d e. H e t verlies a a n gevoeligheid k a n g eco m p en seerd w o rd e n d o o r een o p v o eren van de versterk in g van h et signaal.

51 Electronenoptische problemen in de beeldionoscoop 253 O m in te zien, hoe een regeling v an de v e rg ro tin g m ogelijk m oet zijn, zullen w e h e t m echanism e van de a fb e e ld in g w a t n a d e r be zien. D e electro n en b u n d eltje s, die d o o r p u n ten van de k a th o d e w o rd e n g eëm itteerd, w o rd e n n ie t alleen elk v o o r zich gelocusseerd, doch bovendien in hun geheel d o o r de e le c tro sta tisc h e en m agnetische velden afgebogen, zodanig d a t h et beeld v e r g ro o t is. D eze afbuiging is een gevolg van e le c tro sta tisc h e en m agnetische k ra c h te n. D e e e rste tra c h te n de b u n d eltjes te d iv erg eren, zoals re e d s in h e t begin van de v o o rd ra c h t w e rd o p g em erk t. D e w e rk in g v an de m agnetische L o re n tz k rach ten is gecom pliceerder. W e kiezen de as v an h e t gecom bineerde e le c tro sta tisc h e en m agnetische veld to t de ^ -a s van een ste lse l c y lin d erco ö rd in aten, w a a rv a n de o o rsp ro n g in de k a th o d e w o rd t gelegd. D e positiev e ^ -ric h tin g is de rich tin g k a th o d e -tre fp la a t. D e stro o m d o o r de afb e e ld in g ssp o e l w o rd t zo gekozen, d a t de rich tin g v an de in d u ctiev e cto r a a n de k a th o d e die v an de positiev e Z-as is. W e b esch o u w en nu een electro n, d a t lo o d re c h t u it de k a th o d e tr e e d t in een p u n t boven de X-as. D a a ro p w e rk t aan v an k elijk géén L orentzkracht, w a n t de m agnetische veldlijnen staan loodrech t op de kathode. H e t electron w o rd t door de e le c tro sta tische k ra c h te n v ersn eld en v an de as alg ebogen. N u g a a t h e t m agnetische inductielijnen snijden. E r g a a t d an een langentièel gerichte L o re n tz k ra c h t op w erk en, die h e t electro n een tan g - entiële snelheid geeft, die in ons geval n a a r ons toe is gerich t. K ijken w e in de rich tin g v an de positiev e ^ -a s, d an tr e e d t e r dus een ro ta tie n a a r re c h ts op. D e tan g en tiële snelheidscom - p o n e n t geeft, in com binatie m et h e t m agnetische veld, aan leid in g to t een secundaire, radiaal gerichte L o ren tzk rach t, die h et electro n w e e r in de rich tin g v an de m agnetische k rach tlijn en w il drijven. H e t zal dus, al d ra a ie n d e, ongeveer h e t v erlo o p van deze k rach tlijn en w illen aannem en. D eze g aan n a enige tijd e c h te r s te rk d iv erg eren. D e hoek, die de sn elh e id sv ecto r v an h e t electro n nu m et de m agnetische in d u ctiev e cto r m aakt, k e e rt v an te k e n om, de tan g en tiële L o re n tz k ra c h t dus eveneens. H e t gevolg is, d a t de ro ta tie sn e lh e id a ln e e m t en te n s lo tte zelfs v an rich tin g o m k eert, dus n a a r links g erich t is. M a a r d an is de secu n d aire, ra d ia a l g erich te L o re n tz k ra c h t v an de as a f g erich t en d rijft h e t electro n dus n a a r b uiten. O o k nu w e e r h e e ft h e t de neiging, de rich tin g van de inductielijnen a a n te nem en.

52 254 J. C. Francken W e k unnen dus in h e t algem een zeggen, d a t de electro n en - b u n d eltjes de neiging h eb b en, langs de m agnetische inductielijnen te g aan lopen. D it is e c h te r slech ts m ogelijk, indien e r tev ens een ro ta tie o p tre e d t. T e n slo tte re s u lte e rt e r een n e tto d raaiïn g s- hoek tussen beeld en voorw erp (fig. 8). U it h et voorgaande is h et duidelijk, d a t de vergroting v e r a n d e rt, indien w e de len g te v an h e t m ag n eetv eld v e ra n d e re n, en w el n eem t de v e rg ro tin g a jy n a a rm a te h e t m ag n eetv eld la n g e r w o rd t. W e k u n nen d it d e m o n stre re n m et b eh u lp van een spoel, die u it tw e e secties b e s ta a t (fig. 9). S ch em atisch verloop van een electro n en b u n d eltje. h is de as van h et b u n d eltje en tevens de b a an, die w o rd t gevolgd d o o r een bij M m et snelheid nul u itg etred en foto -electro n, d a t bij M' de trefp laat bereikt. A'J" is de projectie van M op T, hxy de p ro jectie v an h op T en hyz de p ro jectie v an h op h et y z -v la k. Bij N zijn de drie com ponenten Vr, VCp en Vz g etek en d v an de snelheid van een electron d at m et een zekere snelheid w o rd t geëm itteerd. H e t potentiaalbeeld op de trefp laat is over een hoek y, ged ra a id ten o pzichte van h et beeld op de fo to k ath o d e. A B 'C 'D is h et gedeelte van de tre fp la a t d a t w o rd t a fg e ta st (een p a a r lijnen zijn er op w eergegeven), A B C D het corresponderende gedeelte op de fo to k ath o d e. W e b e k ra c h tig e n e e rs t alleen de e e rste sectie (.a), die a a n de k ath o d ezijd e is gelegen. D e tw e e d e sectie is k o rtg e slo te n. W e hebben nu een k o rt m agneetveld, dus een grote vergroting.

53 Electronenoptische problemen in de beeldionoscoop 255 B8BQ w e e k ijz e r alum inium w indingen D u b b e le sp o e l F ig. 9. U it tw ee secties b e sta a n d e spoel. D e buis b e v in d t zich in de spoel, zodan ig d a t de fo to k ath o d e zich ongeveer 1 cm in de spoel b evin d en de sectie a aan de zijde v an de fo to k ath o d e ligt. W o r d t alleen sectie a b e k rach tig d, d an is de v erg ro tin g m axim aal, w o rd t sectie b eveneens b e k ra c h tig d, (w a a rb ij de stroom door a m oet afnem en om een sch erpe a fb e e ld in g te b ehouden ), d an neem t de vergroting af. H ierbij v eran d ert echter de beelddraaiing. BBB KX3 w e e k ijz e r alum inium w in d in g e n regeling F ig. 10. D it spoelensysteem h eeft d rie secties. D o o r de b ek rach tig in g sstro - m en v an deze secties tegelijkertijd op een b e p a a ld e m an ier te v a rië re n, k an de v erg ro tin g lin eair over h et gebied v an 1 : 2 co n tinu w orden gevarieerd, zonder d at de beelddraaiing verandert.

54 256 J. C. Francken N u b e k ra c h tig e n w e de tw e e d e sectie (b), m a a r m oeten, om een sch erp b eeld te b eh o u d en, de stro o m in de e e rste sectie verk lein en. D e v e rg ro tin g neem t af. Z o k unnen w e dus steed s k lein ere v erg ro tin g en re a lise re n. H e t b lijk t ech ter, d a t de n e tto b e e ld d ra a iïn g mee v e ra n d e rt. D it is een o n g e w e n st effect. M e n zou de buis mee m oeten d ra a ie n, om een re c h to p s ta a n d b eeld te beh ouden. H e t is m ogelijk gebleken, de e x tra b e e ld d ra a iïn g te corrig eren, d o o r nog een derde sectie a a n de tw e e vorigen toe te voegen (fig. 10). H e t zou te v e r v o eren om in te g aan op de red en, w aarom de beelddraaiïng op deze wijze te corrigeren is. A lgem een gezegd h eb b en w e om sch e rp te, v e rg ro tin g en b e e ld d ra a iïn g te reg elen, d rie o n afh an k elijk e v a ria b e le n nodig. D a t d it voldoende is, heeft h et experim ent uitgew ezen. D e stro m en d o o r de d rie secties w o rd e n g ereg eld d o o r p o te n tio m e te rs, die op één as zijn g em o n teerd, z o d a t de v erg ro tin g sv a ria tie m et b eh u lp v an één knop k a n geschieden. D e v e rg ro tin g w o rd t h ier m et een fa c to r 2 continu v e ra n d e rd, w a a rb ij de d ia m e te r v an h e t g e b ru ik te g ed eelte v an de fo to k a th o d e v an 10 mm op 20 mm w o rd t g e b ra c h t.

55 Electronenoptische problemen in de beeldionoscoop 257 Discussie I r H. d e Lange: H o e m oet m en zich de laag, w elk e d o o r diffusie van het barium door de w olfraam pastille hierop w o rd t gevorm d, voorstellen, als een gas o f een v a ste sto f? Ir J. C. Francken: D e m o n o -ato m aire laag w o rd t gevorm d d o o r aan h et o p p erv lak g ead so rb eerd e atom en. D e z e d am p en w el v o o rtd u re n d v an het oppervlak af, doch w orden van binnenuit w eer aangevuld.

56

57 In memoriam Prof. Jhr Dr G. J. Elias1) Sedert onze laatste bijeenkomst is overleden ons erelid Prof. Jhr D r G. J. Elias. Z ijn plotseling heengaan heeft alom een diepe indruk gemaakt. Nauwelijks een jaar geleden herdachten wij het feit, dat Prof. Elias het am bt van hoogleraar aan de Technische H ogeschool neerlegde. Z eker zullen niet velen van degenen, die hem toen de hand drukten, verm oed hebben, dat dit afscheid zo spoedig gevolgd zou w orden door een afscheid voor goed. In dit gezelschap is het onnodig te zeggen, dat Prof. Elias een groot geleerde w as en een beminlijk mens. Allen, die met hem te maken hebben gehad, weten zulks. T e r gelegenheid van het reeds genoemde afscheid van de Technische H ogeschool heeft het N ederlands Radiogenootschap een,, Gedenknum m er van het Tijdschrift aan Prof. Elias gewijd, w aarin zowel het werk, als ook de persoon van ons erelid, vrij volledig geschetst zijn. Ik kan daaraan dan ook niet veel toevoegen. W el zou ik hier graag enige opm erkingen willen maken, die in verband staan met de verhouding van Prof. Elias tot ons Genootschap. Prof. Elias ontkende zelf steeds, dat hij tot de oprichters van het N ederlands Radiogenootschap gerekend moest worden: volgens hem w aren dit n.1. de initiatiefnemers, w aartoe hij zelf inderdaad niet behoorde. Hij w as echter onze eerste voorzitter en vervulde dit voorzitterschap zeven achtereenvolgende jaren. D it tijdperk kenmerkte zich door w erkzaam heid zowel op wetenschappelijk als op organisatorisch gebied. V an zijn wetenschappelijke w erkzaam heid in deze tijd leggen een aantal belangrijke publicaties in ons T ijdschrift*) getuigenis af. W a t de organisatorische bemoeienissen betreft, w ordt eraan herinnerd, dat tijdens zijn voorzitterschap o.a. de sam enwerking met de U.R.S.I. tot stand kwam, en dat het N ederlands Radiogenootschap w erd aangew ezen de N ederlandse nationale afdeling van dit lichaam te formeren. Als dank voor al hetgeen Prof. Elias tijdens zijn voorzitterschap voor het N ederlands Radiogenootschap deed, w erd hij bij zijn aftreden in 1927 tot erelid benoemd. De werkzaam heid van Prof. Elias voor ons G enootschap w erd door dit aftreden echter geenszins beëindigd. Integendeel, in de loop der jaren hield hij vele voordrachten, terwijl hij tevens een groot aantal publicaties in ons Tijdschrift deed verschijnen, **) sommige geschreven in samenwerking met leerlingen. Dit gebeurde ook zelfs nog nadat hij in D elft afscheid genomen had. D at Prof. Elias vrijwel steeds de resultaten van zijn onderzoek in ons Tijdschrift publiceerde, stemt tot grote dankbaarheid. Hij heeft hierdoor en door zijn uitstekende voordrachten, ook na het neerleggen van het voorzitterschap, zijn stempel op ons G enootschap gedrukt. Nederland verliest in Prof. Elias een geleerde van internationale verm aardheid en in het bijzonder voor het N ederlands Radiogenootschap is dit verlies een reden tot diepe droefheid. Laat ons echter niet alleen treuren: wij hebben ook alle reden dankbaar te zijn, dat deze mens in ons midden geleefd heeft. Hij laat geen kinderen na, m aar heeft daarentegen een uitgebreide geestelijke nakom elingschap. Immers door zijn onderwijs aan de Technische Hogeschool en door zijn theoretisch en practisch onderzoekingswerk op radio-gebied, heeft 1) Rede uitgesproken door de voorzitter van het N ederlands R adiogenootschap, Ir J. J. V orm er, in de vergadering van 11 Sept

58 Prof. Elias velen geïnspireerd en een groep mensen gevorm d, bezield met dezelfde geestdrift en gekenm erkt door dezelfde streng wetenschappelijke opvattingen, die ook hem eigen w aren. Deze zetten het werk, dat door hem op diverse gebieden begonnen is, met vrucht voort. Is er voor een wetenschappelijk onderzoeker een schoner resultaat van zijn arbeid denkbaar? 1922 H et electrom agnetisch veld van een zender Enkele beschouwingen over de H eavisidelaag H et electrostatisch veld van een triode O ver de voortplanting van electromagnetische trillingen. **) 1930 met van der W yck : Reflectie van electrom agnetische golven aan media met veranderlijke diëlectrische constante Reflectie van electrom agnetische golven aan media met veranderlijk geleidingsverm ogen en diëlectrische constante. Jubileumnummer: O ver metingen op radiogebied O ver reflectie van electromagnetische golven met von Lindern: Reflectiemetingen op radiogebied met von Lindern en de V ries: M etingen van de hoogte der H eavisidelaag U R SI doe. 5e Ass. Gen. R apport pour la commission de propagation des ondes met de Bruine en D eurvorst: Reflectiehoogte van de ionosfeer H et electrom agnetisch veld van een oneindig langen cirkelvormigcylindrischen stroomgeleider, evenwijdig aan een door een plat vlak begrensden geleider met Miedema: Enige trillingsverschijnselen in een niet-lineair circuit O ver schakelingen met niet-lineaire karakteristiek met Duinker: Enige theoretische beschouwingen en experim enten over trillingsverschijnselen in circuits met niet-lineaire elementen met Duinker: Trillingsverschijnselen in een circuit met gebroken lineaire karakteristiek met D uinker en T a n Soen Hong: O ver de invloed van de inschakelhoek bij het opwekken van subharm onische trillingen in een nietlineair circuit.

59 Openbaar gemaakt 16 Juli Octrooien O.A kl. 95ilb. N. V. Philips. Inrichting voor autom atische afstemcorrectie van een generator ter handhaving van een bepaald frequentieverschil ten opzichte van eer* stuurtrilling, waarbij ongewenste stabiele w erkpunten verm eden worden. O.A kl. 95a5f. N.V. Philips. Schakeling voor het constant houden van de centrale frequentie van een F.M.generator met behulp van een frequentiedetector, waarbij voorkom en w ordt dat ongewenste fluctuaties van de aan de m odulatietrap toegevoerde spanningen de frequentiedetector buiten zijn w erkgebied sturen. O.A kl. 95ilb. Bell Telephone. V erbetering aan een ontvanger met autom atische afstem correctie, waarbij de regelspanning aan de locale generator w ordt toegevoerd over een keten, die verbroken w ordt als de tussenfrequente spanning beneden een bepaald minimum daalt, bijv. gedurende,,fading. O.A kl. 95h5a4. Staatsbedrijf der P.T.T. W erkwijze voor het mechanisch aan elkaar verbinden van delen van een piëzo-electrisch element met behulp van een glassoort. O.A kl. 21a54a5. C. Lorenz A.G. Inrichting voor het opwekken van een hoge gelijkspanning, in het bijzonder de anodespanning voor electronenstraalbuizen voor televisiedoeleinden. O.A en O.A kl. 9 7 c a la l. H. M. B ayard en R. J. C. Roquet. Inrichting voor het aan de zendzijde corrigeren van de karakteristieke vervorm ing van telegraafsignalen. He.

60 Boekbespreking Handboek der Radiotechniek, sam engesteld door Rens & Rens. Deel V II: M eetapparaten en metingen. Prijs geb. ƒ 28., 508 blz. N.V. Uitgeversmaatschappij AE. E. Kluwer, Deventer. Als derde aflevering is thans deel V II,,M eetapparaten en M etingen in deze serie verschenen. V an verschillende zijden werd dit deel met bijzondere belangstelling tegemoet gezien, niet alleen om dat de meettechniek voor de radiotechnicus van zeer groot belang is, m aar vooral vanw ege het feit, dat dit onderw erp in de Nederlandse literatuur nooit in zijn geheel werd behandeld. D at een dergelijk boek in een lang gevoelde behoefte voorziet, behoeft mijns inziens dan ook niet nader te w orden betuigd. O ok bij dit deel zijn de sam enstellers er in geslaagd van een 26-tal specialisten een bijdrage te verkrijgen. De inhoud kan men in twee delen splitsen, waarbij in het eerste deel de m eetapparatuur en in het tweede deel de metingen w orden behandeld. In het eerste deel vindt men achtereenvolgens zowel de instrum enten voor het meten van stromen, spanningen en verm ogens, als de meer typische radiom eetapparatuur, zoals de oscillograaf, meetzender, buisvoltm eter en toongenerator. D at de RC oscillator hierbij niet genoemd w ordt is jammer, aangezien dit type toongenerator een zeer belangrijke rol vervult. In het tweede gedeelte w orden de metingen beschreven en wel allereerst de meer principiële, zoals het meten van stroom, spanning, impedantie, frequentie enz. A parte hoofdstukken zijn gewijd aan het meten van de verschillende buisgrootheden, metingen aan ontvangers voor amplitude modulatie en ontvangers voor frequentie modulatie. In een zeer practisch georiënteerd hoofdstuk w ordt het opsporen en verhelpen van fouten in ontvangers en versterkers besproken. H et hierbij toegepaste systeem, waarbij steeds de norm aal voorkom ende w aarden van onderdelen en de versterking der verschillende trappen w ordt gegeven, zal vooral de beginnende technicus veel houvast geven. H et meten van veldsterkten w ordt in het laatste hoofdstuk behandeld. N a een critisch doorlezen van enige hoofdstukken komt men tot de conclusie, dat de uitgebreide materie degelijk en steeds verantw oord behandeld is. H et niveau komt overeen met de reeds verschenen delen van deze serie. D it boek is zeer geschikt als studieboek, zowel voor degenen, die zich degelijk voor het examen radiotechnicus willen voorbereiden, als voor hen, die reeds practisch werkzaam zijn en hun kennis op dit gebied wensen te verdiepen. W a a r het radio-onderwijs juist op het gebied der metingen nog steeds met zoveel moeilijkheden te kampen heeft, kan dit boek zonder voorbehoud voor dit doel w orden aanbevolen. D oor het grote aantal practische gegevens kan het tevens als naslagw erk dienen. De uitvoering van het boek is keurig verzorgd en geheel gelijk aan die der reeds verschenen delen. H. d. B.

61 Nieuw Lid Ir D. van den Berg, ing. der T. & T., voorl.: HBS P.T.T. K ortenaerkade 12, D en H aag (oud-lid). Voorgestelde leden Ir E. W. Gröneveld, M arinekazerne, Laan Copes v. Cattenburch, Den H aag, werkzaam op Phys. Lab. R V O -T N O. Ir W. Nijenhuis, Pluvierlaan 7, Eindhoven; N atuurk. Lab. Philips, Eindhoven. Ir J. O. W olthuis, Gen. C ronjéstraat 36, Eindhoven; Philips Gloeilampenfabriek, Eindhoven. Ir A. E. Pannenborg, A ntilopelaan 5, Eindhoven; N atuurk. Lab. Philips, E indhoven. Ir J. Dekker, v. Zuylen v. Nijeveltstraat 365, W assenaar; plv. lid octrooiraad. E. J. v. Barneveld, Petrus Dondersstraat 38, Eindhoven; cand.-ir Philips (junior). D rs P. Schagen, Gen. C ronjéstraat 28, Eindhoven; N atuurkundig Lab. Philips, Eindhoven. Ir W. L. van der Poel, W oonschip,,c haron, Soestdijksekade t/o 832, Den H aag, ir der T. & T. ltz. E. Ferwerda, Riouw straat 84B, Den H aag, M arine Bureau T.E.T. W. van Essen, dipl. ing., Lange Kerkdam 38, W assenaar. Ontvangen Tijdschriften enz. Journal of the Franklin Institute, Aug Wireless Engineer, Sept Nat. Bureau of Standards, Basic Radio Predictions for N ovem ber Radio Revue, Sept De Ingenieur, Jrg 62 N rs 3 2 ^ 3 8.

62

63 Philips' meetwagcn, type STR503 voor metingen in het H.F. gedeelte van draaggolf-lijnverbindingen. V oor h e t v e rric h te n van m e tin g e n in h e t H.F. g e d e e lte van d ra a g g o lf-lijn v e rb in d in g e n w e rd en d o o r d e IN.V. P h ilip s T e le c o m m u n ic a tie I n d u s trie v /h N.S.F. sp e c ia le m e e tw a g e n s o n tw o rp e n. H ie r m ed e k u n n e n m e tin g e n w o rd e n v e rric h t, terw ijl h e t sy steem in b e d rijf is, d u s z o n d e r d a t h e t te le fo o n v e rk e e r w o rd t g e sto o rd. D e a fm e tin g e n v an d eze w agens zijn z o d a n ig, d a t zij g e m a k k e lijk tu sse n de re k -rije n k u n n e n w o rd e n g e re d e n. N.V. PHILIPS TELECOMMUNICATIE INDUSTRIE v/h N.V. NEDERLANDSCHE SEINTOESTELLEN FABRIEK HILVERSUM