DE1704573U

DE1704573U - ELECTRONIC X-RAY AMPLIFIER TUBE.

Info

Publication number: DE1704573U
Application number: DE1954Z0002725
Authority: DE
Original assignee: Zeiss Ikon AG
Current assignee: Zeiss Ikon AG
Priority date: 1954-03-30
Filing date: 1954-03-30
Publication date: 1955-08-11

Description

Z 2725 /21g Gm ' Stuttgart, den-22. April 1955 Z 2725 / 21g Gm 'Stuttgart, December 22nd April 1955

Zeiss Ikon Äff.Zeiss Ikon ape.

'•Elektronische Röntgenbild-Verstärkerröhre"'• Electronic X-ray image intensifier tube "

Die !Teuerung geht von einer elektronischen Röntgenbild-Ver- jThe price increase is based on an electronic X-ray image ver j

stärkerröhre aus, deren strahlenempfindliche Widerstandsschicht jstronger tube whose radiation-sensitive resistance layer j

in einer solchen. Dicke aufgetragen wird, daß sie von Röntgen- jin such a. Thickness is applied so that it is from X-ray j

strahlen optimal "beeinflußt *?ird. fradiate optimally "influenced *? ird. f

t Bekannt sind Rcnt^enbild-Yerstärker, die nach dem Bildwandler- I t ^ are known Rcnt enbild-Yerstärker, the imager after the I

Prinzip arbeiten<. Bei ihnen stammen die zum Leuchtschirm gelangenden Elektronen aus einer Photokathode_y wobei die Photo- IWorking principle <. With them, the electrons reaching the fluorescent screen come from a photocathode _y where the photo I

elektronen vom sichtbaren Licht eines Röntgenleuchtschirms ' erzeugt werden. Derartige Anordnungen haben folgende Mangel.electrons are generated from the visible light of a X-ray fluorescent screen '. Such arrangements have the following shortcomings.

Die Stromergiebigkeit dieser Photokathoden ist sehr gering, da die von dem Röntgenschirm ausgehenden Lichtstrahlen sehr schwach sind. Dementsprechend gering ist auch die von den Elektronen hervorgerufene Leuchtschirmhelligkeit. Großflächige Kathoden gleichmäßig herzustellen stehen ferner technologische Schwierigkeiten entgegen· Ausserdem ist die Durchzeichnung des auf diese Weise erzeugten Bildes wesentlich schwächer als bei der Röntgenbildphotographie, da die wirksame Akkumulationszeit für das RÖnt^enbild durch das- beobachtende Auge begrenzt ist, und eine Kontrastverstärkung bei den genannten Anlagen nicht möglich ist.The current yield of these photocathodes is very low because the light rays emanating from the X-ray screen are very weak are. That caused by the electrons is correspondingly low Screen brightness. Large area cathodes There are also technological difficulties to produce uniformly. In addition, the drawing of the Image generated in this way is much weaker than with X-ray photography, since the effective accumulation time for the X-ray image is limited by the observing eye, and one Contrast enhancement is not possible with the systems mentioned.

Gemäß der "Teuerung werden diese Nachteile dadurch vermieden, daß bei einer Rönt^enbild-Yerstärkorrühre der eingangs genannten Art die aus amorphem Selen bestehende ".'ici erstand sschicht auf einem feinmaschigen Tete: erzeugt v.^firu_r mittels dessen das eingestrahlte Rönt~enschattenbild auf direktem '."eg als Ladungsbild gespeichert wird.According to the "increase in price, these disadvantages are avoided by the fact that, in an X-ray image strengthening tube of the type mentioned at the beginning, the layer consisting of amorphous selenium" is obtained on a fine-meshed bag. ^f _r iru means of which the irradiated Rönt ~ enschattenbild "eg directly. 'is stored as a charge image.

Zur Erläuterung dient die in der 3?ig. 1 gewählte Anordnung.The illustration in FIG. 3 is used for explanation. 1 chosen arrangement.

Die auf den Leuchtschirm 1 gelangenden Elektronen werden weder direkt noch indirekt durch die Röntgenstrahlen erzeugt, sie stammen vielmehr aus fremden Elektronenquelle^ 2, s.3. einer Glüh- oder Photokathode. Die Stromergiebigkeit ist daher nicht mehr durch die Röntgenstrahlen seibot gegeben. Auf dem V.'eg zum Leuchtschirm 1, welcher als Anode wirkt, v/erden die Elektronen durch das ^etz 3 gesteuert. Dieses i'Tstz 3 ist feinmaschig ausgeführt und mit amorphem Selen übersogen, wobei die Dicke de-s Überzugs den Gesetzmäßigkeiten des Patentes 898 641 unterliegt. Beispielsweise erfolgt dieser Überzug in der ge— v/ünschten Stärke durch Aufdampfen von Selen im Vakuum. Durch ein auf dieses Steuernetz eingestrahltes Röntgenschattenbild (angedeutet durch die Pfeile 5) läßt sich auf dem Hetz 3 ein dem Röntgenbild entsprechendes Ladungsbild speichern. Ein vor dem Steuernetz 3 angeordnetes Hilfsnets 6 erzeugt zwischen dem Steuernetz und dem Hilfsnetz eine großflächige, virtuelle Kathode. Je nach der Potentiallage der einzelnen -laschen des ületzes kann ein. entsprechender Elektronenstrom (angedeutet durch die Pfeile 7) die. Maschen des Netzes passieren und auf dem Leucht-The electrons reaching the luminescent screen 1 are generated neither directly nor indirectly by the X-rays, they rather come from a foreign electron source ^ 2, see 3. an incandescent or photocathode. The current yield is therefore not more given by the x-rays seibot. On the V.'eg to the luminescent screen 1, which acts as an anode, the electrons are grounded controlled by the network 3. This i'Tstz 3 is finely meshed executed and covered with amorphous selenium, whereby the Thickness of the coating is subject to the principles of patent 898 641. For example, this coating takes place in the ge- I wanted starch by evaporation of selenium in a vacuum. By an X-ray silhouette irradiated on this control network (indicated by the arrows 5) a charge image corresponding to the X-ray image can be stored on the Hetz 3. One before the control network 3 arranged auxiliary network 6 generated between the Control network and the auxiliary network a large, virtual cathode. Depending on the potential position of the individual brackets of the ületz can a. corresponding electron flow (indicated by the Arrows 7) the. Pass the mesh of the net and on the luminous

schirm eine dem HSntgenbild entsprechende Helligkeitsverteilung erzeugen* Falls erforderlich können die Elektronen durch ein. an sich "bekanntes Führungsfeld, das beispielsweise durch die Elektromagnete 4- und S erzeugt wird, zum Leuchtschirm geführt werden» Durch die Speicherfähigkeit des Selennetzes wird die Äkkumulationszeit· des menschlichen Auges eliminiert, so daß der Informationsinhalt. der Bilder größer ist als bei den üblichen? Bontgenbxldwan&lern· Sie Anordnung stellt im Prinzip ein Triadensys-tem, dar, dessen. Steuergitter durch das großflächige Steuemetz. ersetzt wird, auf dem das Röntgenbild als Ladungs— gebirge, gespeichert wird* In weiterer Analogie zu der Triode kann je- nach, der Botentiallage des Steuernetzes gegenüber der virtuellen: Kathode die Steuersteilheit geändert werden. "Damit ist die· Möglichkeit- gegeben, die Gradation des Leuchtschirmbildes zu regeln, was mit den bisherigen Bildwandleranordnungen nicht möglich war»screen a brightness distribution corresponding to the X-ray image * If necessary, the electrons can pass through a. per se "known leadership field, for example generated by the electromagnets 4- and S, to the fluorescent screen be guided »Due to the storage capacity of the Selennetz eliminates the accumulation time of the human eye, so that the information content. the pictures are larger than the usual? Bontgenbxldwan & learn · You arrangement sets in principle Triad system, its. Control grid through the large Tax network. is replaced, on which the X-ray image as a charge mountains, is saved * In further analogy to the triode can depending on the botential position of the control network compared to the virtual: cathode the control slope can be changed. "In order to the · possibility- is given, the gradation of the luminescent screen image to regulate what was not possible with the previous image converter arrangements »

Fig· 2 zeigt schematisch ein- Ausführungsbeispielo In dem evakuierten: Glaskolben, 9 befindet sich das mit amorphem Selen ba-4ampfte>_f feinmaschig» Hetz. 3^f mit einer Maschenweite von z.B· 200 μ das den Inhalt des Kolbens in die Bäume 10 und 11 teilt· In. letzterem wird das Beschleunigungsfeld erzeugt. In Bestrah— langsrichtung; vor dem Steuernetz 3' liegt- das Hilfsnetζ 6^r » In den Slektronenraum 10 ragen, seitlich angeordnet, mehrere Glüh- · kathoden 2^r , die- einen divergenten Slektronenstrom erzeugen. Br dent "Raum "11 befindet sich ein metallhinterlegter Leuchtschirm 1' · Zwischen diesem Leuchtschirm .1 * und dem Steuernetz 3^r kartrt erforderlichenfalls eine zusätzliche Elektronenoptik angeordnet^ werden!*, die- das Steuernetz auf dem Leuchtschirm- ab— bildet^ 2*B* ein magnetisches oder elektrisches FührungsfeldoFIG. 2 shows schematically an exemplary embodiment. In the evacuated: glass flask 9 there is the vaporized with amorphous selenium> _f fine-meshed Hetz. 3 ^f with a mesh size of e.g. 200 μ which divides the contents of the flask into trees 10 and 11 In. the latter generates the acceleration field. In the irradiation direction; in front of the control network 3 'lies the auxiliary network 6 ^r. In the electron chamber 10 protrude, arranged laterally, several incandescent cathodes 2 ^r , which generate a divergent electron current. Br dent "room" 11 is a metal-backed phosphor screen 1 '· Between this luminescent screen .1 * and the control network 3 ^r kartrt necessary arranged an additional electron optics ^ *, the control network on the Leuchtschirm- DIE off forms ^ 2 * B * a magnetic or electrical guiding field o

Sine Höntgenbild-Verstärkerröhre mit den Merkmalen der Erfindung arbeitet in drei Phaseno In der ersten Phase, der sogenannten Aufladephase, wird durch eine kurzzeitige, z.B. impulsartige Elektronenbestrahlung die Selenoberfläche des Steuer— netzes 5' über die Sekundäremission auf das Potential des Hilfsnetzes 6' gebracht. Dabei sind die Kathoden 2^f gegenüber dem Hilfsnet ζ 6¹ negativ vorgespannt, z.B. auf" -500 V. Die Kathoden 2* sind so angeordnet,und ausgebildet, daß die gesamte Selenoberfläche mit Elektronen bestrahlt wird· Gleichzeitig liegt das mit Selen überzogene Hetz 3' an einer gegenüber dem Hilfsnetz positiven oder negativen Spannung (Ladespannung). Hierdurch wird in der Selenschicht ein elektrisches Feld erzeugt, eine Voraussetzung dafür, daß das Röntgenbild gespeichert werden kann· Um zu verhindern, daß dabei der Leuchtschirm erhellt wird, ist-in der Aufladephase der metallische Belag des Leuchtschirms 1' auf Kathodenpotential ge legt <> An sich ist auch ein Aufladen der Selenoberfläche mit langsamen Elektronen möglich,: wobei sich die Selenoberfläche auf das Potential der best rahlenden Kat ho den auflädt»Sine Höntgenbild amplifier tube with the features of the invention works in three phases. In the first phase, the so-called charging phase, the selenium surface of the control network 5 'is brought to the potential of the auxiliary network 6' via the secondary emission by brief, for example, pulsed electron irradiation. The cathodes 2 ^{f are} biased negatively with respect to the auxiliary network ζ 6 ¹ , for example to "-500 V. The cathodes 2 * are arranged and designed in such a way that the entire selenium surface is irradiated with electrons 'on a positive or negative voltage (charging voltage) compared to the auxiliary network. This creates an electric field in the selenium layer, a prerequisite for the X-ray image being able to be stored Charging phase of the metallic coating of the luminescent screen 1 'placed on cathode potential <> In itself, charging of the selenium surface with slow electrons is also possible, with the selenium surface being charged to the potential of the irradiating cathode »

In der'zweiten Baase, der Speicherperiode, werden die Kathoden 2^f gesperrt. Nunmehr erfolgt die Einstrahlung des Röntgenschattenbildes (schematiseh durch die pfeile 5 angedeutet) auf das Steuernetz 3' » Dabei wird in der aufgedampften Se lensehieht des Steuergitters 3ⁱ eine Söntgenleitfähigkeit erzeugt, so daß ■ auf Grund der im Selen vorhandenen Feldstärke ein der Böntgen— s-ferahlenintensität entsprechender Ladestrom fließt* Infolgedessen! wird auf dem Steuernetz V ein dem Höntgenbild entsprechendes Ladungsgebirge aufgebaut. Die speichernde Wirkung des Selen— netzes 5' entspricht der akkumulierenden Wirkung einer photo—In the second base, the storage period, the cathodes 2 ^{f are} blocked. Now, the irradiation of the X-ray shadow image is performed (schematiseh by the arrows 5 in phantom) to the control grid 3 '' In this case, in the deposited Se lensehieht of the control grid 3 generates ⁱ a Söntgenleitfähigkeit so that ■ on the basis of existing in selenium field strength an the Böntgen- s - Corresponding charging current flows * As a result! a mountain of loads corresponding to the Höntgen image is built up on the control network V. The storing effect of the selenium network 5 'corresponds to the accumulating effect of a photo-

graphischen Platte» Besonders bei statischen Durchleuchtungen großer Bhantomdi>>ken, bei denen die Ausbeute der Quantenzahlen je Bildpunkt klein ist, sind speichernde Verfahren solchen nicht speichernder Art vorzuziehen, da man die den nichtspeichern-i den, elektronischen Bildelernenten anhaftende physikalische Grenz überschreiten kann* Für'die Steuerung wirkt nämlich der gesamte, während der Bestrahlung aufgebaute Bildinhalt· Ist der Dunkel-graphic plate »Especially with static fluoroscopy of large Bhantom di >> k, in which the yield of the quantum numbers per pixel is small, storing methods are to be preferred to those of the non-storing type, since the non-storing-i physical limit attached to electronic image elements can exceed * This is because the entire Image content built up during the irradiation Is the dark

1 5 widerstand der- Selenschicht hoch,. Zo3. 10 c/ls cm, so werden die akkumulierten Ladungen für eine hinreichend lange Beobachtungszeit festgehalten, die Akkumulationszeit des Auges wird also durch die Speicherwirkung des Selens ausgeschaltet*1 5 resistance of the selenium layer is high. Zo3. 10 c / ls cm, so the accumulated charges are retained for a sufficiently long observation time, so the accumulation time of the eye becomes switched off by the storage effect of selenium *

In der dritten Phase, der 3ildphase, wird in Nachbarschaft des Steuernetzes 3^l in dem Raum 10 eine virtuelle, großflächige Kathode erzeugt» Zu diesem Zweck liegt das Hilfsnetz 6¹ an einer um wenige Volt positiveren Spannung als das mittlere Oberflächenpotential des Steuernetzes 3¹· Die Kathoden 2' liegen dabei etwa auf dem Potential des Hilfsnet ζ es 6'. Infolgedessen werden die Strahlelektronen am Hilfsnetz abgebremst· Zwischen dem Steuergitter 3^r und dem Hilfsnetz 6* entsteht unmittelbar· vor· dem Steuergitter eine virtuelle Kathode, deren Stromergiebigkeit vom jeweiligen Maschenpotential abhängig ist· Die durch die Maschen des Steuernetzes 3* gelangenden- Elektronen werden in Richtung des metallhinterlegten Leuchtschirms 1^f beschleunigt und rufen dort örtlich verschiedene Helligkeitswerte hervor· Durch die statische Steuerwirkung des Steuernetzes 3¹ wird dieses Ladungsbild nicht abgebaut. Für das LeuchtSchirmbild steht also der- gesamte, angelieferte Informationsinhalt des Röntgenbildes zur¹ Verfügung» Je nach dem Potentiaiuntersohied zwischen:, dent Steueraetζ 3^r und dem. Hilfsnetz 6^f läßt sich, dieIn the third phase, the 3ild phase, a virtual, large-area cathode is created in the vicinity of the control network 3 ^l in the room 10 »For this purpose, the auxiliary network 6 ^{1 is} at a voltage that is a few volts more positive than the mean surface potential of ^{the control network 3 1} · The cathodes 2 'are approximately at the potential of the auxiliary network 6'. As a result, the beam electrons are slowed down at the auxiliary network · Between the control grid 3 ^r and the auxiliary network 6 *, a virtual cathode is created immediately in front of the control grid, the current yield of which depends on the respective mesh potential The direction of the metal-backed luminescent screen 1 ^f accelerates and causes locally different brightness values there. The static control effect of the control network 3 ¹ does not reduce this charge image. For the fluorescent screen image so DER whole, delivered information content of the X-ray image to the ^one available "is depending on the Potentiaiuntersohied between :, dent Steueraet ζ 3 ^r and the. Auxiliary network 6 ^f can that

Steilheit und damit die Gradation des LeuchtSchirmbildes regeln, eine Möglichkeit, die bei den üblichen HÖntgenbildwandlern nicht vorhanden ist»Regulate the steepness and thus the gradation of the luminous screen image, a possibility that is not available with the usual radiographs is available"

Die geschilderten Speicher- und Bildphasen können zeitlich auch [ The described storage and image phases can also [

zusammen fallen· Bevor ein weiteres Röntgenbild erzeugt wird, jcoincide · Before another X-ray image is generated, j

muß das vorhergehende Bild gelöscht werden. "Dieses erfolgt durch j die bereits beschriebene Aufladeperiode, indem die Selenoberfläche durch Slektronenbestrahlung auf das Potential des Hilfs— netzes 6^r gebracht wird. ?ür bewegliche Bilder ist die frequenz der einzelnen Vorgänge entsprechend hoch zu wählen, dabei wird die Akkiunulationszeit entsprechend gering. Abgesehen von diesem Fall wird man die Akktimulationsfähigkeit des hochohmigen, amorphen Selens bei Betrachtung statischer Eöntgenbilder mit Brfolg ausnutzen» the previous picture must be deleted. "This is done by j the charging period already described by the selenium surface is brought ^r by Slektronenbestrahlung on the potential of the auxiliary network. 6? ÜR moving images is to select the frequency of the individual operations correspondingly high, it is the Akkiunulationszeit correspondingly low. Apart In this case, the ability of the high-resistance, amorphous selenium to accumulate will be used with success when looking at static X-ray images »

Claims

W26226O314.55

Claims for protection

. Electronic "X-ray image - intensifier tube whose radiation-sensitive; lent resistance ss chi ent. is applied in such a thickness, j that it is optimally influenced by X-rays, thereby . indicates that see the resistive layer on a fine mesh Hetz (3), by means of which the irradiated X-ray image is saved directly as a charge image *

2. Device according to claim 1 _r, characterized in that the fine-meshed Hetz (30 as a control network einor large-area! Cathode is used.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized by the use of an auxiliary network (6) in front of the control network (3), which forms a large, virtual cathode for the control network »

4. 3 device according to claim 1, 2 or 3, characterized in that, that the auxiliary network (6) interacts with a 31electron irradiation the selenium layer is used to erase the X-ray image or to charge the selenium layer ►