DE1030939B - Image amplifier with an electron amplification screen arranged between the input screen emitting an electron image and the phosphorescent screen - Google Patents

Image amplifier with an electron amplification screen arranged between the input screen emitting an electron image and the phosphorescent screen

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DE1030939B
DE1030939B DEW16063A DEW0016063A DE1030939B DE 1030939 B DE1030939 B DE 1030939B DE W16063 A DEW16063 A DE W16063A DE W0016063 A DEW0016063 A DE W0016063A DE 1030939 B DE1030939 B DE 1030939B
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Arthur Ernest Anderson
William Altar
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Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf Bildverstärker, vorzugsweise für röntgenologische Zwecke, und insbesondere auf eine Einzelröhire, die ein einzelnes Röntgen- oder anderes Bild auf ihrem Eingangsschinn aufnehmen und auf ihrem Ausgangs schirm eine Wiedergabe dieses Bildes mit Ausgangsstrahlen erzeugen kann, deren Helligkeit um ein Vieltausendfaches erhöht ist, wobei der Durchmesser des Ausgangsbildes ausreichend groß gehalten wird, so daß es durch eine große Austrittspupille gesehen werden kann. The invention relates, and in particular, to image intensifiers, preferably for radiological purposes on a single tube that takes a single x-ray or other image on their entrance bar and can produce a display of this image with output beams on your output screen, whose Brightness is increased many thousands of times, with the diameter of the output image sufficiently large is held so that it can be seen through a large exit pupil.

Um eine Verstärkung der Helligkeit in dem vorerwähnten Ausmaß erzielen zu können, ohne daß die Größe des Bildes auf dem Ausgangssehirm im Verhältnis zu dem auf dem Eingangsschirm derart vermindert wird, daiß das binokulare Sehen, des Ausgangsbiildes mit einer großen Austrittspupille undurchführbar ist, wird für diese Helligkeitsverstärkung ein auf Elektronenbeschuß ansprechender, Elektronen emittierender Schirm verwendet, wie er an sich schon von einer Fernisebauffnahmeröhre bekannt ist und der nachstehend als Elektronenverstärkerschirm bezeichnet wird.In order to achieve a gain in brightness to the extent mentioned above, without the Size of the image on the home screen in relation to which the input screen is so diminished that binocular vision of the output image with a large exit pupil is impracticable, a brightness enhancement is used for this Electron-emitting screen that responds to electron bombardment is used, as it is in itself from a Fernisebauffaufnahmemeröhre is known and the hereinafter referred to as an electron intensifying screen.

In der bekannten Verwendung eines solchen Schirmes bei einer Fernsehaufnahmeröhre wird das belichtete Bild auf die photoemittierende Schicht geleitet, während ein Elektronenstrahl die andere Seite des Verstärkungsschirmes abtastet, wobei er eine Leitfähigkeit in der darauf befindlichen Schicht induziert. Im Unterschied dazu bandelt es sich bei dem Bildverstärker nach der vorliegenden Erfindung um einen Verstärker, der nichts mit einer Aufnahmeröhre zu tun hat.In the known use of such a screen in a television pickup tube, the exposed image is passed onto the photo-emissive layer while an electron beam passes the other side of the intensifying screen, inducing conductivity in the layer thereon. In contrast to this, the image intensifier according to the present invention is one Amplifier that has nothing to do with a pickup tube.

Bekannt ist auch eine Bildverstärkeranordnutng, die einen photoemittierenden Eingangsschirm und einen Au'sgangsleu'chtbi'ldschirm aufweist. Dabei wird jedoch eine sekundäremissionisiähige Dynodenanordnung zur Elektronenverstäirkraig verwendet.Also known is an image intensifier arrangement that has a photo-emitting input screen and an output light screen. In doing so, however a secondary emissive dynode array used for electron amplification.

Der Bildverstärker nach der Erfindung besteht aus einem vakuumfesten Gefäß mit einem das Elektronenbild aussendenden Eingangsschirm, einem mit einer Phosphoretnschicht versehenen Ausgangsschirm und einem dazwischen angeordneten Elektronenverstärkerschirm, und die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß der Verstärkungsschirm an seiner dem Eingangsschirm zugekehrten Seite eine leitende Schicht ferner an seiner dem Aus gangs schirm zugekehrten Seite ein Mosaik aus photoelektrisch emittierenden Flächenelementen und dazwischen eine Schicht aus einem Material trägt, das eine duirch Elektronenaufprall imdu zierbare Leitfähigkeit aufweist, wobei diesem Verstärkungsschirm eine Hilfsstrahlenquelle zur Belichtung des Mosaiks zwecks Erzielung eines Elektronenauistritts aus seinen emittierenden Flächenelementen, ferner wenigstens eine Bildverstärker mit einem zwischen dem ein Elektronenbild aussendendenThe image intensifier according to the invention consists of a vacuum-tight vessel with an electron image emitting input screen, an output screen provided with a phosphor layer and an electron intensifying screen interposed therebetween, and the invention is featured in that the intensifying screen on its side facing the input screen has a conductive Layer also on its screen facing the exit Side a mosaic of photoelectrically emitting surface elements and one in between Carries a layer made of a material which has a conductivity which can be induced by electron impact, this intensifying screen being an auxiliary radiation source to expose the mosaic in order to achieve an electron balance from its emitting Surface elements, furthermore at least one image intensifier with one between which emits an electron image

Eingangsschirm und demInput screen and the

Phosphoreszenzschirm angeordnetenPhosphorescent screen arranged

ElektronenverstärkungsschirmElectron intensifying screen

Anmelder:Applicant:

Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)
Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. G. Weinhausen, Patentanwalt,
München 22, Widenmayerstr. 46
Representative: Dipl.-Ing. G. Weinhausen, patent attorney,
Munich 22, Widenmayerstr. 46

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 17. März 1954
Claimed priority:
V. St. v. America March 17, 1954

Arthur Ernest Anderson und William Altar,Arthur Ernest Anderson and William Altar,

Pittsburgh, Pa. (V. St. Α.),
sind als Erfinder genannt worden
Pittsburgh, Pa. (V. St. Α.),
have been named as inventors

zwischen dem Versrtärkungsschiirm und dem Auisgangsschirm befindliche Gitterelektrode und Zuführungen zur Erzeugung von Spannungen zwischen dem Verstärkersohirm und dem Eingangsschirm, dem Ausgangsschein und der Gitterelektrode zugeordnet sind. between the reinforcement screen and the exit screen located grid electrode and leads for generating voltages between the amplifier screen and associated with the input screen, the output bill and the grid electrode.

Die Erfindung wird zum besseren Verständnis an Hand beispielsweiser Ausführungsformen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigtFor a better understanding, the invention is shown in conjunction with exemplary embodiments described in more detail with the drawing. It shows

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Schnittes durch eine Röhre gemäß der Erfindung,Fig. 1 is a schematic representation of the section through a tube according to the invention,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Schnittes durch einen Verstärkungsschiirm der in der Röhre nach Fig. 1 verwendeten Art,Fig. 2 is a schematic representation of the section through a reinforcing screen in the tube type used according to Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Schaltung und der Hilfseinrichtung für den Betrieb der in Fig. 1 dargestellten Röhre in abweichender Weise.3 shows a schematic representation of a circuit and the auxiliary device for operating the in Fig. 1 shown tube in a different manner.

Die in Fig. 1 gezeigte Röhre weist ein vakuumfestes Gefäß 1 auf, das, wenn gewünscht, aus Glas sein kann und in dem in der Nähe seines einen Endes ein Kathodenschirm 2 angeordnet ist, der aus einer dünnen Glaswand 4 bestehen kann, auf deren innerer (konkaver) Fläche eine dünne Schicht aus transparentem leitendem Material 3 aufgebracht ist, welche ihrerseits eine Schicht aus einem photoemittierenden Material, beispielsweise eine Cäsium-Antimon-Legierung 5, trägt. Die äußere (konvexe) Fläche der Glaswand 4The tube shown in Fig. 1 has a vacuum-tight vessel 1 which, if desired, can be made of glass and in the vicinity of its one end a cathode screen 2 is arranged, which is made of a thin Glass wall 4 can exist, on the inner (concave) surface of which a thin layer of transparent conductive material 3 is applied, which in turn is a layer of a photo-emitting material, for example a cesium-antimony alloy 5 carries. The outer (convex) surface of the glass wall 4

809 528/36S809 528 / 36S

3 43 4

ist mit einer Schichte aus fluoreszierendem Material, Geschwindigkeit dieser Emission von Flächenelement beispielsweise aus Zinkkadmiümsulfid, überzogen. zu Flächenelement über die Fläche des Mosaiks beWenn ein Röntgenbild auf die Schicht 6 durch die stimmt. Ein Bruchteil dieser emittierten Elektronen Wand des Gefäßes 1 projiziert wird, wird das in verfehlt die Drähte des Gitters 17, so daß sie die AIudieser Schicht erzeugte licht durch die Glaswand 4 5 miniumschicht 22 beaufschlagen und diese durch- und die leitende Schicht 3 übertragen und erzeugt an dringen und eine Lumineszenz in der Phospho>rscbicht der Oberfläche der photoemittierenden Schicht 5 ein 21 erregen. Für das Fokussieren der Elektronen auf Elektronenbild, das eine Wiedergabe des auf die den Schirm 12 und den Ausgangsschirm 19 können ,Schicht 6 auftreffenden Röntgenbildes ist. Ein nicht beliebige geeignete Mittel, beispielsweise ein axiales gezeigtes Elektronenlinsensystem fokussiert eine ver- io Magnetfeld, vorgesehen sein. Die Anordnung kann kleinerte Wiedergabe dieses Elektronenbildes auf dabei so getroffen sein, daß auf dem Ausgangsschirm einen Verstärkungsschirm 12, der im Schnitt in Fig. 2 19 ein Lichtbild erzeugt wird, das mehrere tausendmal gezeigt ist. Der Schirm 12 weist ein Gitter aus Me- heller als das in der Eingangsschicht 6 erzeugte fluorestalldraht 13 auf, das ein hohes Verhältnis von der zierende Lichtbild ist. Es gestattet jedoch keine Veroffenen zur festen Fläche hat und eine Schicht 14 aus 15 ringerung der mittleren Helligkeit der Ausgangsbiilder Aluminium trägt, die ausreichend dünn ist, so daß sie ohne proportionale Verringerung der geringen Helligfür die auf sie durch das Elektronenlinsensystem keitsunterschiede, welche sich, wie oft festgestellt fokussierten Elektronen im wesentlichen durchlässig werden kann, einer hohen mittleren Helligkeit in ist. Die andere Seite der Aluniiniumschicht 14 ist mit Fluoroskopbildern überlagern. Die nachfolgend beeiner dünnen Schicht 15 aus einem als Photoleiter an 20 sehriebene Arbeitsweise macht dies jedoch möglich, sich bekannten isolierenden Dielektrikum, beispiels- Bei dieser zweiten Arbeitsweise geschieht die Verweise aus Arsentristtlnd, überzogen, die kurzzeitig ringerung der mittleren Helligkeit ohne Verlust der über ihre Dicke an der Stelle, an der ein (durch die Einzelhelligkeitsunterschiede durch die Wahl der Ge-Aiummmmschicht 14 hindurchgetretenes) Elektron schwindigkeit der vom Mosaik 16 emittierten Elekdurchdrungen ist, leitfähig wird. Die freie Fläche der 25 tronen, wenn dieses mit pulsierendem oder intermit-Isolierschicht 15 ist von einem Mosaik aus einem tierendem Licht von der Lichtquelle 23 beleuchtet photoemittieirenden Material 16, beispielsweise Ca- wird. Die Blende 24 schaltet das Einfallen des Lichtes sium-Antimon-Legierung, bedeckt. ^ der Quelle 23 auf das Mosaik 16 wechselweise an undis covered with a layer of fluorescent material, the speed of this emission from surface element, for example made of zinc cadmium sulfide. to surface element over the surface of the mosaic beWhen an X-ray image on the layer 6 is correct. A fraction of these emitted electrons is projected into the wall of the vessel 1, which is missed in the wires of the grid 17, so that they impinge the light generated by this layer through the glass wall 4 5 miniumschicht 22 and this through and the conductive layer 3 is transmitted and generated and excite a luminescence in the phosphorous layer of the surface of the photo-emitting layer 5. For focusing the electrons on the electron image, which is a reproduction of the X-ray image impinging on the screen 12 and the output screen 19, layer 6. Any suitable means, for example an axially shown electron lens system focusing a verio magnetic field, may not be provided. The arrangement can be made in a smaller reproduction of this electron image in such a way that on the output screen an intensifying screen 12 which, in section in FIG. 21, generates a light image which is shown several thousand times. The screen 12 has a grid made of brighter than the fluorostall wire 13 produced in the input layer 6, which is a high ratio of the decorative light image. However, it does not allow anyone exposed to the solid surface and carries a layer 14 of reducing the average brightness of the original aluminum images, which is sufficiently thin that it differs in terms of brightness without proportional reduction in the low brightness for the electron lens system on it, which, as often found focused electrons can be essentially transparent if a high average brightness is in is. The other side of the aluminum layer 14 is overlaid with fluoroscopic images. The subsequent thin layer 15 made of a very flat working method as a photoconductor makes this possible, however, known insulating dielectric, for example, the references to arsenic tristlnd, which briefly reduce the average brightness without loss of its thickness at the point at which an electron (which has passed through the individual brightness differences due to the selection of the Ge-Aiummmmschicht 14) is penetrated by the speed of the electrons emitted by the mosaic 16, becomes conductive. The free surface of the 25 trons, if this is with a pulsating or intermittent insulating layer 15, is illuminated by a mosaic of animal light from the light source 23, photo-emitting material 16, for example Ca w i r d. The diaphragm 24 switches off the incidence of light sium-antimony alloy, covered. ^ the source 23 on the mosaic 16 alternately on and

In einem geringen Abstand von der Mosaikschicht ab. Während jeder Einschaltperiode werden alle 16 befindet sich ein erstes Gitter 17 und in einem ahn- 30 Flächenelemente des Mosaiks 16 durch Elektronen-Kohen Abstand von diesem ein zweites Gitter 18. Ein emission auf die Spannung des Gitters 17 aufgeladen. Ausgangsschirm 19 weist eine Schicht 21 aus Phos- Hierauf wird das Licht von der Quelle 23 abgeschalphoren auf, die auf der dem Gitter 18 zugekehrten tet, wobei sich die jeweiligen Flächenelemente des Seite aufgebracht ist, sowie einen Überzug 22 aus Mosaiks 16 durch Aufnahme von Elektronen mit einer Aluminium, der ausreichend dünn ist, um die Elek- 35 Geschwindigkeit entladen, die durch das Leitfähigtronen nicht abzufangen, die auf ihn vom Mosaik 16 keitsbild in der Widerstandsschicht 15 bestimmt wird, her.auftreffen. Die Phosphorschicht 21 kann beispiels- Wenn die Blende 24 das Einfallen des Lichtes der weise aus Zinkkadmiümsulfid bestehen und auf der Quelle 23 auif das Mosaik 16 wieder zuläßt, werden Innenfläche der Endwand des Gefäßes 1 aufgebracht die entladenen Flächenelemente wieder auf die Spansein. Die photoemittierende Schicht 5, die Aluminium- 40 nung des Gitters 17 aufgeladen, wobei die Zahl der schicht 14, die Gitter 17 und 18 sowie der Aluminium- von den jeweiligen Flächenelementen emittierten Eleküberzug 22 sind mit Zuleitungen versehen, durch tronen gleich der Anzahl der während der vorangehen- . welche das auf ihnen vorhandene elektrische Potential den . Dunkelperiodie aufgenommen ist und wobei die beliebig durch nicht gezeigte elektrische Spannungs- von den jeweiligen Flächenelementen emittierten Elekquellen festgelegt werden kann. Beispielsweise kann 45 tronen zur Beattfschlagung an einem Punkt von entdie photoemittierende Schicht 5 zur Aluminiumschicht sprechender Lage am Ausgangsschein 19 beschleunigt 14 mit 20 kV negativ gemacht werden, das Gitter 17 werden. Die reine Elektronenausbeute an jedem gegenüber der Schicht 14 mit SO bis 100 kV positiv Flächenelement entspricht dem Verhältnis der Lei- und der Aluminiumüberzug 22 gegenüber letzterer mit tungselektronen zu den Elektronen, die dieses auf der etwa 5 kV positiv. Eine Lichtquelle 23 beleuchtet das go Widerstandsschicht 15 beaufschlagen, und dieses Ver-Mosaik 16 durch eine Blende 24 gleichmäßig. hältnis kann bei Raumtemperatur Hundert oder mehrAt a short distance from the mosaic layer . During each switch-on period, a first grid 17 is located every 16 and a second grid 18 is charged to the voltage of the grid 17 in a similar surface element of the mosaic 16 by electron cohesion spacing therefrom. Output screen 19 has a layer 21 made of phos- The light from the source 23 is cut off on the screen facing the grid 18, the respective surface elements of the page being applied, as well as a coating 22 made of mosaic 16 by absorbing electrons with an aluminum that is sufficiently thin to discharge the speed that is not intercepted by the conductive tron, which is determined by the mosaic 16 keitsbild in the resistance layer 15. The phosphor layer 21 can be, for example, when the diaphragm 24 consists of zinc cadmium sulphide and allows the source 23 to again be applied to the mosaic 16, the inner surface of the end wall of the vessel 1 is applied to the discharged surface elements again on the chip. The photo-emitting layer 5, the aluminum 40 voltage of the grid 17 charged, the number of layers 14, the grids 17 and 18 and the aluminum from the respective surface elements emitted electrical coating 22 are provided with leads, by trons equal to the number of during the preceding-. which the electrical potential present on them denotes. Dark period which is recorded and wherein the electrical sources emitted by the respective surface elements as desired by electrical voltage (not shown) can be determined. For example, 45 trons for ventilation can be accelerated 14 to 20 kV negative at a point from the photo-emitting layer 5 to the aluminum layer-speaking position on the exit note 19, the grid 17 being made negative. The pure electron yield at each surface element opposite to layer 14 with SO to 100 kV positive surface element corresponds to the ratio of the Lei and the aluminum coating 22 compared to the latter with processing electrons to the electrons which this is about 5 kV positive. A light source 23 illuminates the resistive layer 15 applied, and this Ver-Mosaic 16 through a diaphragm 24 evenly. Ratio can be a hundred or more at room temperature

Bei der einfachsten Arbeitsweise, bei welcher das zu Eins sein und erhöht sich bei sich erhöhender Tem-Gittesr 18 fehlen oder mit dem Gitter 17 verbunden sein peratur der Schicht 15. Wenn, wie in diesem Falle, die kann und bei welcher die Lichtquelle 23 das Mosaik 16 Spannung zwischen Mosaik 16 und Gitter 17 klein ist, ununterbrochen beleuchtet, erzeugt das auf die fluores- 55 muß der Abstand zwischen diesen zur Auf rechterhalzierende Schicht 6 auftreffende Röntgenbild*an der tung der Bildauflösung klein sein und/oder ein axiales Fläche der photoemittierenden Schicht 5 ein Elek- Magnetfeld verwendet werden, um die Bildschärfe tronenbild, das in seiner-Helligkeitsverteilung dem aufrechtzuerhalten. Für diesen Zweck kann daher ein Röntgenbild entspricht. Die Elektronen dieses Elek- durch Gleichstrom erregtes und zur Röhre 1 gleichtronenbildes werden durch die Spannung zwischen den 60 achsiges Solenoid verwendet werden. Wenn an das Schichten 5 und 14 zur Beaufschlagung der letzteren Gitter 18 eine Spannung gelegt wird, die um wenige beschleunigt, so daß sie durch diese hindurchtreten Volt gegenüber dem Gitter 17 negativ ist, kann die und in der Widerstandsschicht 15 eine Verteilung der mittlere Helligkeit ausgeschaltet und eine Kontrastelektrischen Leitfähigkeit hervorrufen, die als Leit- verstärkung erreicht werden. Die Geschwindigkeit, fäihigkeitsbild betrachtet werden kann, welches eine 6g mit der das Öffnen und Schließen der Blende 24 erWiedergabe des auf die Schicht 6 auftreffenden ur- folgt, muß ausreichend hoch sein, um das lästige sprünglichen Röntgenbildes ist. Das Lichtfeld von der Flackern im Bild auf dem Ausgangsschirm 19 zu verLichtquelle 23 bewirkt, daß die verschiedenen Flächen- hindern. Durch eine geeignete Wahl des Intervalls T elemente des Mosaiks 16 Elektronen emittieren, wobei zwischen den Lichtimpülsen im Verhältnis zum spezijedoch das Leitfähigkeitsbild in der Schicht 15 die 70 fischen Widerstand und zur DielektrizitätskonstanteIn the simplest way of working, in which it becomes one and increases as the temperature increases, the grating 18 is absent or connected to the grating 17 temperature of the layer 15. If, as in this case, it can and in which the light source 23 the Mosaic 16 Voltage between mosaic 16 and grid 17 is small, continuously illuminated, generates the X-ray image * incident on the fluorescent layer 6 must be small in terms of image resolution and / or an axial area of the photo-emitting Layer 5 an elec- magnetic field can be used to maintain the image sharpness tronenbild, which in its brightness distribution. An X-ray image can therefore be used for this purpose. The electrons of this elec- tron, which is excited by direct current and the same electron image to the tube 1, are used by the voltage between the 60-axis solenoid. If a voltage is applied to the layers 5 and 14 to act on the latter grid 18, which accelerates by a few so that they pass through these volts is negative compared to the grid 17, the and in the resistance layer 15 a distribution of the average brightness can be switched off and produce a contrast electrical conductivity, which is achieved as a conductivity gain. The speed at which a capability image can be viewed at which the opening and closing of the shutter 24 results in the rendition of the incident on the layer 6 must be sufficiently high to avoid the annoying initial X-ray image. The light field from the flickering in the image on the output screen 19 to the light source 23 causes the various surface areas to be obstructed. By a suitable choice of the interval T elements of the mosaic 16 emit electrons, whereby between the light pulses in relation to the specijedoch the conductivity image in the layer 15 the 70 fish resistance and to the dielectric constant

der Schicht 15 kann die Kontrastqualität des Ausgangsbiildes in der Weise beeinflußt werden, daß wahlweise der Kontrast bei einem gewünschten Helligkeitswert gesteigert wird, da die Zeitkonstante der Entladung der Mosaikelemente proportional dem spezinschen -Widerstand und der Dielektrizitätskonstante der Widerstandsschieht 15 bei den jeweiligen Helligkeitswerten ist.of layer 15 can reduce the contrast quality of the original image can be influenced in such a way that optionally the contrast at a desired brightness value is increased, since the time constant of the discharge of the mosaic elements is proportional to the specinschen Resistance and the dielectric constant of the resistance layer 15 for the respective brightness values is.

Durch Verändern des Potentials am Gitter 18 kann der Grundhelligkeitswert des Bildes am Ausgangsschirm 22 nach Belieben verändert werden und der Helligkeitswert, bei welchem der stärkste Kontrast zwischen den Biildschatten auftritt, nach Belieben festgelegt werden. Hierdurch wird das sehr wichtige Ergebnis erzielt, daß ein gewünschtes Objekt oder Organ auf dem Schirm 21 klar hervortritt, während die nicht gewünschten Organe im Hintergrund verblassen, und zwar mit Hilfe einer einzigen Röhre.By changing the potential at the grid 18, the basic brightness value of the image on the output screen 22 can be changed as desired and the brightness value at which the strongest contrast between the image shadows can be set at will. This becomes the very important result achieved that a desired object or organ appears clearly on the screen 21, while the not desired organs fade in the background, with the help of a single tube.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform des Bildverstärkers gemäß der Erfindung, bei welcher die Gleichspanmungsquelle 25 durch eine Wechselspannungsquelle oder eine pulsierende Spannungsquelle 31 von etwa 50 V ersetzt und die Blende 24 weggelassen ist. Die .Spannung dear Quelle 31 kann annähernd eine Sägezahnspannung sein. Da die Anordnung nach Fig. 3 im übrigen wie die in Fig. 1 gezeigte ist, ist keine ins einzelne gehende Beschreibung derselben erforderlich. Bei der Anordnung nach Fig. 3 emittieren die Elemente dies Mosaiks 16 Elektronen, wenn die Spannung der Quelle 31 über einem bestimmten Schwellenwert liegt (wie dies bei den Elementen des Mosaiks in Fig. 1 der Fall ist, wenn Licht von der Quelle 23 darauffällt), wobei die jeweiligen Elemente entsprechend dem Leitfähigkeitsbild in der Widerstandsschicht 15 Elektronen aufnehmen (d. h. die Elemente entladen), wenn die Spannung der Quelle 31 unterhalb des Schwellenwertes liegt (ebenso wie dies bei den Elementen des Mosaiks in Fig. 1 der Fall ist, wenn das Licht von der Quelle23 abgeschaltet ist). Während desjenigen Teils jeder Pulsation der Quelle 31, während welchem die Spannung des Gitters 17 über ihrem Schwellenwert liegt, werden die von den jeweiligen Elementen des Mosaiks 16 emittierten Elektronen zur Beaufschlagung des Auisgangsschirmes 19 beschleunigt. Eine regelbare Gleichspannungsquelile 32 hält das Gitter 18 um wenige Volt negativ gegenüber dem Gitter 17 und ermöglicht auf diese Weise die Abschaltung der Hintergrundhelligkeit und eine wirksame Erhöhung des Kontrastes im Bild auf dem Schirm 19 bei jedem gewünschten Schattenwert.Fig. 3 shows another embodiment of the image intensifier according to the invention, in which the DC voltage source 25 by an AC voltage source or a pulsating voltage source 31 of approximately 50 V is replaced and the diaphragm 24 is omitted is. The voltage from the source 31 can be approximately a sawtooth voltage. Since the arrangement according to FIG otherwise, as shown in Fig. 1, no detailed description thereof is required. In the arrangement of FIG. 3, the elements of this mosaic emit 16 electrons when the voltage of the source 31 is above a certain threshold value (as is the case with the elements of the mosaic in FIG. 1 is the case when light from the source 23 falls on it), the respective elements corresponding to the conductivity image in the resistive layer 15 pick up electrons (i.e. discharge the elements) when the voltage of the source 31 is below the threshold value (as is the case with the elements of the Mosaic in Fig. 1 is the case when the light from the source 23 is switched off). During that part each pulsation of the source 31 during which the voltage of the grid 17 is above its threshold value is, the electrons emitted by the respective elements of the mosaic 16 are applied of the output screen 19 accelerated. A controllable DC voltage source 32 holds the grid 18 by a few Volt negative with respect to the grid 17 and in this way enables the background brightness to be switched off and an effective increase in the contrast in the image on the screen 19 at any desired Shadow value.

Sowohl bei der Anordnung nach Fig. 1 als auch bei der nach Fig. 3 kann es wünschenswert sein, dieWiderstand'sschiicht 15 so zu erwärmen, daß sie bei einer Temperatur arbeitet, welche die größte Leitf ähigkeirtsänderung je aufschlagendes Elektron ergibt.In both the arrangement of Fig. 1 and that of Fig. 3, it may be desirable to have the resistor layer 15 to be heated so that it works at a temperature which causes the greatest change in conductivity each impacting electron results.

Die Schicht 15 kann sehr dünn sein, so daß Bildflächen von sehr geringer Größe, d. h. von einem Durchmesser von etwa dec Größe der Filmdicke, zufriedenstellend aufgelöst werden können. Sogar sehr dünne Filme haben sowohl eine hohe Verstärkung als auch eine hohe Auflösung. Eine Dicke von einem Mikron aufwärts hat sich als völlig befriedigend erwiesen. The layer 15 can be very thin so that image areas of very small size, i.e. H. of a Diameter of about the size of the film thickness, can be satisfactorily resolved. Even very thin films have both high gain and high resolution. A thickness of one Micron up has been found to be completely satisfactory.

Bei Weglasisung der fluoreszierenden Schicht 6 können die beiden dargestellten Ausführungsfoirmen für die Verstärkung gewöhnlicher Lichtbilder verwendet werden. Die Verwendung von Materialien für die Schicht 6, die bei Empfang anderer Strahlen als Röntgenstrahlen Lichtbilder aussenden, fällt ebenfalls in den Rahmen der Erfindung.If the fluorescent layer 6 is removed, the two embodiments shown can be used can be used to enhance ordinary light images. The use of materials for the layer 6, which emits light images when receiving rays other than X-rays, also falls within the scope of the invention.

Obwohl für die Schicht 15 die Verwendung von Arsentrisuilfid vorgeschlagen worden ist, können auch andere Stoffe, die beim Auf treffen von Elektronen leitfähig werden, verwendet werden, beispielsweise Selen, Kadmiumsuilfid und Anthrazen.Although the use of arsenic trisulfide has been proposed for layer 15, it is also possible to use arsenic trisulfide other substances that become conductive when the electrons hit, can be used, for example Selenium, cadmium sulphide and anthracene.

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Bildverstärker, vorzugsweise für röntgenologische Zwecke, bestehend aus einem vakuumfesten Gefäß mit einem ein Elektronenbild aussendenden Eingangsschirm, einem mit einer Phosphorenschicht versehenen Ausgangsschirm und einem dazwischen angeordneten Elektronenverstärkungsschirm, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungsschirm (12) an seiner dem Eingangsschirm (2) zugekehrten Seite eine leitende Schicht (14), ferner an seiner dem Ausgangsschirm (19) zugekehrten Seite ein Mosaik (16) aus photoelektrisch emittierenden Flächenelementen und dazwischen eine Schicht (15) aus einem Material trägt, das eine durch Elektronenaufprall induzierbare Leitfähigkeit aufweist, wobei diesem Verstärkungsschirm eine HilfsStrahlenquelle (23) zur Belichtung des Mosaiks (16) zwecks Erzielung eines Elektronen au s tritts aus seinen emittierenden Flächenelementen, ferner wenigstens eine zwischen dem Verstärkungsschirm (12) und dem Ausgangsschirm (19) befindliche Gitterelektrode (17) und Zuführungen zur Erzeugung von Spannungen zwischen dem Verstärkerschirm (12) und dem Eingangsschirm (3), dem Ausgangsschirm (19) und der Gitterelektrode (17) zugeordnet sind.1. Image intensifier, preferably for radiological purposes, consisting of a vacuum-tight Vessel with an entrance screen that emits an electron image, one with a phosphor layer provided output screen and an electron intensifying screen arranged in between, characterized in that the intensifying screen (12) is attached to its the input screen (2) on the side facing a conductive layer (14), furthermore on its side facing the output screen (19) Side a mosaic (16) of photoelectrically emitting surface elements and in between a layer (15) made of a material which has a conductivity which can be induced by electron impact having this intensifying screen an auxiliary radiation source (23) for exposure of the mosaic (16) in order to achieve an electron exits from its emitting Surface elements, furthermore at least one between the reinforcing screen (12) and the output screen (19) located grid electrode (17) and leads for generating voltages between the intensifying screen (12) and the input screen (3), the output screen (19) and the grid electrode (17) are assigned. 2. Bildverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu einer ersten Gitterelektrode (17) eine zweite Gitterelektrode (18) zwischen der ersteren und dem Ausgangsschirm (19) angeordnet ist und einstellbare Mittel zur Erzeugung einer veränderlichen Spannung zwischen der ersten und der zweiten Gitterelektrode vorgesehen sind.2. Image intensifier according to claim 1, characterized in that in addition to a first grid electrode (17) a second grid electrode (18) between the former and the output screen (19) is arranged and adjustable means for generating a variable voltage between the first and second grid electrodes are provided. 3. Bildverstärker nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die das Mosaik (16) bestrahlende Lichtquelle (23) eine pulsierende Lichtquelle ist und eine Gleichspannung zwischen dem Verstärkungsschirm (12) und der ersten Gitterelektrode (17) angelegt ist.3. Image intensifier according to claim 1 and 2, characterized in that the irradiating the mosaic (16) Light source (23) is a pulsating light source and a DC voltage between the Reinforcing screen (12) and the first grid electrode (17) is applied. 4. Bildverstärker nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung zwischen dem Verstärkungsschirm (12) und der ersten Gitterelektrode (17) pulsierend ist.4. Image intensifier according to claim 1 and 2, characterized in that the voltage between the intensifying screen (12) and the first grid electrode (17) is pulsating. 5. Bildverstärker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Verstärkungsschirm (12) und der ersten Gitterelektrode (17) angelegte Spannung annähernd eine Sägezahnspannung ist.5. Image intensifier according to claim 4, characterized in that that the between the reinforcing screen (12) and the first grid electrode (17) applied voltage is approximately a sawtooth voltage. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 692 039, 861 295;
USA.-Patentschrift Nr. 2 544 755.
Considered publications:
German Patent Nos. 692 039, 861 295;
U.S. Patent No. 2,544,755.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 809 528/3« 5.58© 809 528/3 «5.58
DEW16063A 1954-03-17 1955-02-21 Image amplifier with an electron amplification screen arranged between the input screen emitting an electron image and the phosphorescent screen Pending DE1030939B (en)

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