DE2555438A1 - Image converter with evacuated vessel - has input and output windows on opposite sides and spacing ring with inner surface formed by two different dia. sections - Google Patents

Image converter with evacuated vessel - has input and output windows on opposite sides and spacing ring with inner surface formed by two different dia. sections

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DE2555438A1 DE19752555438 DE2555438A DE2555438A1 DE 2555438 A1 DE2555438 A1 DE 2555438A1 DE 19752555438 DE19752555438 DE 19752555438 DE 2555438 A DE2555438 A DE 2555438A DE 2555438 A1 DE2555438 A1 DE 2555438A1
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Abstract

An image converter consisting of an evacuated vessel which has input and output windows on opposite sides of the vessel. The inside of the input window is fitted with a photo-cathode and the inside of the output window is fitted with a light screen. This image converter will amplify the image directly or convert it into a visible image. The distance between the input (4) and the output window (3) is small compared with the diameter of the image converter tube. The input and output windows are in parallel plane and are separated by a spacing ring (6). The inner surface of the spacing ring has two sections of different diameters. The transition from one diameter to the other is approximately parallel to the windows.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bildwandler, bestehend-aus einem evakuiertenThe invention relates to an image converter consisting of an evacuated one

GefäR mit Je einem einander gegenüberliegenden lichtdurchlässigen Eingangs-und Ausgangsfenster, wobei auf der Innenseite des Eingangsfensters eine -Photokathode und auf der Innenseite des Ausgangsfensters ein Leuchtschirm vorgesehen sind.Vessel with one opposed translucent Entrance and exit windows, with one on the inside of the entrance window -Photocathode and a fluorescent screen on the inside of the exit window are.

Bisher war es üblich, zur Umwandlung eines außerhalb des sichtbaren Bereichs liegenden Bildes in ein sichtbares Bild bzw. zur Verstärkung eines sichtbaren Bildes eine Bildwandlerröhre zu benutzen, welche in einem evakuierten Röhrenkolben Mittel zur Fokussierung der von der Photokathode ausgehenden Elektronen auf den Leuchtschirm enthält.Previously it was customary to transform something outside of the visible Area lying image in a visible image or to reinforce a visible Image using an image converter tube, which is in an evacuated tube flask Means for focusing the electrons emanating from the photocathode on the Includes luminescent screen.

Diese bekannten Bildwandler sind relativ umfangreich und benötigen mehrere verschieden hohe Gleichspannungen für den Betrieb. Außerdem weisen diese Röhren im allgemeinen Verzeichnungen des wiedergegebenen Bildes auf.These known image converters are relatively extensive and require several different high DC voltages for operation. Also show these Tubes in general distortions of the reproduced picture.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bildwandler zu schaffen, welcher ein aufgenommenes Bild ohne Benutzung eines komplizierten elektronenoptischen Systems direkt verstärkt bzw. in ein sichtbares Bild umwandelt.The invention is based on the object of creating an image converter which takes a captured image without using a complicated electron optical System directly amplified or converted into a visible image.

Der erfindungsgemäße Bildwandler der eingangs genannten Art ist durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet.The image converter according to the invention of the type mentioned is through the features indicated in the characterizing part of claim 1.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung und Anwendungsmöglichkeiten gehen aus den Unteransprüchen hervor.Further embodiments of the invention and possible applications emerge from the subclaims.

Die Erfindung soll nun anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden, wobei nur die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Teile eingezeichnet sind. In den Figuren vorkommende gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren 1 bis 4 zeigen jeweils einen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Bildwandler, wobei in Fig. 1 eine erste Ausführungsform, Fig. 2 eine zweite Ausführungsform, Fig. 3 ein Röntgenbildwandler, Fig. 4 ein Szintillationsbildwandler dargestellt sind.The invention will now be based on the exemplary embodiments shown in the figures are explained in more detail, with only those necessary for understanding the invention Parts are drawn. Identical parts appearing in the figures are identical Provided with reference numerals. Figures 1 to 4 each show a section through the Image converter according to the invention, wherein in Fig. 1 a first embodiment, Fig. 2 shows a second embodiment, FIG. 3 shows an X-ray image converter, FIG. 4 shows a scintillation image converter are shown.

Der Bildwandler gemäß Fig. 1 besteht aus einem evakuierten Gefäß mit einem Eingangsfenster 1, auf dessen Innenseite eine Photokathode 2 aufgebracht ist, einem Ausgangsfenster 3, auf dessen Innenseite ein Leuchtschirm 4 aufgebracht ist, und einem zwischen Eingangs- und Ausgangsfenster angeordneten Abstand ring 6. Zum Anschluß einer Betriebsspannungsquelle an den Bildwandler ist sowohl die Photokathode 2 als auch der Leuchtschirm 4 jeweils mit einer Anschlussklemme 7 bzw. 8 verbunden.The image converter according to FIG. 1 consists of an evacuated vessel with an entrance window 1, on the inside of which a photocathode 2 is applied, an exit window 3, on the inside of which a luminescent screen 4 is applied, and a spacing ring 6 arranged between the entrance and exit windows Connection of an operating voltage source to the image converter is both the photocathode 2 and the luminescent screen 4 are each connected to a connection terminal 7 and 8, respectively.

Der Abstandsring 6 ist so geformt, beispielsweise mit einem Z-, T- oder L-förmigen Profil, daß er in unmittelbarer Nachbarschaft des Fensters 1 einen ringförmigen Vorsprung aufweist, der das Potentialfeld derart verformt, daß es auf der inneren Oberfläche des Ringes 6 nicht zu lawinenartigen Entladungen kommen kann. Zusätzlich kann auch auf der Außenseite des Abstandsringes 6 ein etwa parallel zu den Fenstern 1 und 3 verlaufender ringförmiger Vorsprung 11 vorgesehen sein, also beispielsweise ein Z-förmiges Profil, um Spannungsüberschläge zwischen den Anschlußklemmen 7 und 8 zu vermeiden. Außerdem können zu diesem Zwecke die Zuführungen zu den Klemmen 7 und 8 vergossen werden.The spacer ring 6 is shaped, for example with a Z-, T- or L-shaped profile that it is in the immediate vicinity of the window 1 a has annular projection which deforms the potential field so that it is on the inner surface of the ring 6 cannot lead to avalanche-like discharges. In addition, on the outside of the spacer ring 6 an approximately parallel to the windows 1 and 3 extending annular projection 11 may be provided, that is for example a Z-shaped profile to avoid voltage flashovers between the terminals 7 and 8 to avoid. In addition, the leads to the terminals 7 and 8 are potted.

Ein zu verstärkendes oder zu wandelndes Bild wird durch das Fenster 1 auf die Photokathode 2 geworfen. Entsprechend der durch das Bild erzeugten elektronischen Ladung werden aus der Photokathode 2 Elektronen ausgelöst, welche sich infolge des dort herrschenden wesentlich positiveren Potentials zum Leuchtschirm 4 hinbewegen. Auf dem Leuchtschirm 4 ist ein dem Eingangsbild entsprechendes verstärktes Bild zu sehen. Zur weiteren Verstärkung des Bildes ist es auch möglich, zwischen Photokathode 2 und Leuchtschirm 4 einen Mikrokanalplatten- Elektronenvervielfacher anzuordnen.A picture to be amplified or transformed is through the window 1 thrown onto the photocathode 2. Corresponding to the electronic generated by the image Charge are released from the photocathode 2 electrons, which are due to the Move the significantly more positive potential prevailing there towards the luminescent screen 4. An amplified image corresponding to the input image is on the luminescent screen 4 to see. For further enhancement of the image it is also possible between the photocathode 2 and luminescent screen 4 to arrange a microchannel plate electron multiplier.

In Fig. 2 ist ein Bildwandler dargestellt, wobei das Ausgangsfenster 3' eine kegelstumpfförmige Erhebung 12 aufweist. Dadurch ist der Abstand zwischen der Photokathode 2 und dem auf der Schnittfläche des Kegelstumpfes 12 angeordneten Leuchtschirm 4 wesentlich geringer, so daß beim Betrieb des Bildwandlers auch geringere Spannungen an die Klemmen7 und 8 angelegt werden können. Diese geringeren Spannungen können einfacher geschaltet werden, so daß dieser Bildwandler als Kurzzeitverschluß eingesetzt werden kann.In Fig. 2 an image converter is shown, with the output window 3 'has a frustoconical elevation 12. This is the distance between of the photocathode 2 and that arranged on the cut surface of the truncated cone 12 Luminescent screen 4 is much smaller, so that when the image converter is in operation, it is also smaller Voltages can be applied to terminals 7 and 8. These lower tensions can be switched more easily, so that this image converter can be used as a short-term shutter can be used.

Auf dem Kegelmantel des Kegelstumpfes 12 ist ein Metallgetter 13 aufgebracht, welches mit der untersten Schicht des Leuchtschirmes 4, einer lichtdurchlässigen und elektrisch leitenden Schicht, verbunden ist. Auf diese Schicht ist innerhalb der Nutzfläche die Leuchtstoffschicht 4 aufgebracht, und darüber befinden sich noch zwei Aluminiumschichten, wobei die'eine aus blankem und die darüber befindliche aus porösem schwarzen Aluminium besteht. Die blanke Aluminiumschicht erhöht bekanntermaßen die Lichtausbeute der Leuchtschicht. Die porös aufgedampfte schwarze Aluminiumschicht absorbiert im wesentlichen das durch die Photokathode 2 eingefallene Licht, und verhindert dadurch unerwünschte Aufhellung dunkler Bildpartien.A metal getter 13 is applied to the surface of the cone of the truncated cone 12, which with the bottom layer of the luminescent screen 4, a translucent and electrically conductive layer. That layer is within The phosphor layer 4 is applied to the usable area, and there are still above them two aluminum layers, the one made of bare and the one above it consists of porous black aluminum. The bare aluminum layer is known to increase the luminous efficacy of the luminescent layer. The porous vapor-deposited black aluminum layer essentially absorbs the light incident through the photocathode 2, and this prevents undesired brightening of dark areas of the image.

Beiden Schichten kann zusätzlich zu ihren optischen Funktionen durch geeignete Wahl ihrer Dicke noch eine elektrische Funktion dadurch zugeordnet werden, daß die Abbremsung der Elektronen auf ein gewünschtes Maß gebracht wird; dies ist wünschenswert, wenn über die Elektronengeschwindigkeit die Verstärkung in weiten Grenzen variiert werden soll, ohne dabei merkliche Einbuße an Auflösung zu erleiden.Both layers can perform in addition to their optical functions suitable choice of their thickness nor an electrical function can be assigned thereby, that the deceleration of the electrons is brought to a desired level; This is desirable if the amplification is broader than the electron velocity Limits should be varied without suffering any noticeable loss of resolution.

In Fig. 3 ist ein Röntgenbildwandler dargestellt, dessen Eingangsfenster 1' aus Lichtleitfasern besteht. Auf der Außenseite dieses Fensters ist eine auf Röntgenstrahlen ansprechende Schicht 14 aufgebracht, welche durch eine nur für sichtbares Licht undurchlässige Schicht 16 bedeckt ist. Die durch die Schicht 16 hindurchgehenden Röntgenstrahlen treffen auf die Schicht'14 auf, welche ein der Röntgenstrahlung entsprechendes sichtbares Bild erzeugt.In Fig. 3, an X-ray image converter is shown, the input window 1 'consists of optical fibers. On the outside of that window is one on X-ray responsive layer 14 is applied through a visible only Light impermeable layer 16 is covered. Those passing through layer 16 X-rays impinge on the layer 14, which is one of the X-rays corresponding visible image generated.

Dieses Bild wird wie im Bildwandler gemäß Fig. 1 weiterverarbeitet.This image is processed further as in the image converter according to FIG. 1.

In Fig. 4 ist ein Bildwandler dargestellt, welcher radioaktive Strahlen in sichtbares Licht umwandelt. Zu diesem Zwecke ist vor dem Eingangsfenster í aus Lichtleitfasern ein Szintillationskristall 17 angeordnet, welcher mit einer lichtundurchlässigen Kapselung 18 gegen Feuchtigkeit geschützt ist.In Fig. 4, an image converter is shown, which radioactive rays converts to visible light. For this purpose, í is off in front of the entrance window Optical fibers arranged a scintillation crystal 17, which with an opaque Encapsulation 18 is protected against moisture.

Auf der Kapselung 18 ist eine Lochmaske 19 mit mikrofeinen Kanälen aufgebracht, damit nur die direkt von vorn einfallende Strahlung in sichtbares Licht gewandelt wird.A perforated mask 19 with microfine channels is on the encapsulation 18 applied so that only the radiation incident directly from the front becomes visible light is converted.

Die radioaktive Strahlung, die auf den Szintillationskristall trifft, ruft Lichtblitze hervor, die über die Lichtleitfasern des Eingangsfensters 1' auf die Photokathode 2 geleitet werden. Dadurch werden wie beim Bildwandler gemäß Fig. 1 Elektronen ausgelöst, welche auf dem Leuchtschirm 4 ein sichtbares Bild entstehen lassen.The radioactive radiation that hits the scintillation crystal causes flashes of light, which over the optical fibers of the entrance window 1 'on the photocathode 2 are conducted. As with the image converter according to Fig. 1 triggered electrons, which form a visible image on the luminescent screen 4 permit.

Wenn das Eingangsfenster anstelle von Normalglas beispielsweise aus Quarzglas besteht, ist der Bildwandler geeignet zur Umwandlung von UV-Strahlen in sichtbares Licht.If, for example, the entrance window is made of instead of normal glass Made of quartz glass, the image converter is suitable for converting UV rays into visible light.

Claims (15)

Bi ldwandl er Patentansprüche 1. Bildwandler, bestehend aus einem evakuierten Gefäß mit sich gegenüberliegendem lichtdurchlässigem Eingangs- und Ausgangsfenster, wobei auf der Innenseite des Eingangs fensters eine Photokathode und auf der Innenseite des Ausgangsfensters ein Leuchtschirm vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen Eingangs- (1) und Ausgangsfenster (3) klein gegenüber dem Durchmesser des Bildwandlers ist, daß Eingangs- und Ausgangsfenster planparallel sind, und daß zwischen diesen Fenstern ein Abstandsring (6) angeordnet ist, dessen Innenfläche wenigstens zwei Abschnitte unterschiedlichen Durchmessers aufweist, wobei der Übergang vom einen zum anderen Durchmesser etwa parallel zu den Fenstern verläuft. Image converter he claims 1. Image converter, consisting of a evacuated vessel with opposed, translucent entrance and exit windows, with a photocathode on the inside of the entrance window and on the inside of the exit window a luminescent screen are provided, characterized in that the distance between the entrance (1) and exit windows (3) is small compared to the diameter of the image converter is that the input and output windows are plane-parallel and that a spacer ring (6) is arranged between these windows, the inner surface of which has at least two sections of different diameters, the transition runs roughly parallel to the windows from one diameter to the other. 2. Bildwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche des Abstandrings (6) wenigstens zwei Abschnitte unterschiedlichen Durchmessers aufweist. 2. Image converter according to claim 1, characterized in that the outer surface of the spacer ring (6) has at least two sections of different diameters. 3. Bildwandler nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtschirm (4) auf der Schnittfläche eines Kegelstumpfes (12) aufgebracht ist. 3. Image converter according to claim I and 2, characterized in that the luminescent screen (4) applied to the cut surface of a truncated cone (12) is. 4. Bildwandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtschirm (4) aus einer erstes, direkt auf die Schnittfläche aufgebrachten lichtdurchlässigen und elektrisch leitenden Schicht, einer zweiten, den Leuchtstoff enthaltenden Schicht, einer dritten, aus blankem Metall bestehenden Schicht und einer vierten, aus porösem, schwarzen Metall bestehenden Schicht besteht. 4. Image converter according to claim 3, characterized in that the luminescent screen (4) from a first translucent layer applied directly to the cut surface and electrically conductive layer, a second layer containing the phosphor, a third layer made of bare metal and a fourth layer made of porous, black metal existing layer. 5. Bildwandler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche des Kegelstum2fes ein lNfetallgetter (13) trägt. 5. Image converter according to claim 3, characterized in that the lateral surface of the cone edge carries an infetallic getter (13). 6. Bildwandler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallgetter (13) mit der ersten, lichtdurchlässigen, elektrisch leitenden Schicht auf der Schnittfläche des Kegelstumpfes (12) in leitender Verbindung steht.6. Image converter according to claim 5, characterized in that the metal getter (13) with the first, transparent, electrically conductive layer on the cut surface of the truncated cone (12) is in conductive connection. 7. Bildwandler nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Photokathode (2) und Leuchtschirm (4) ein Mikrokanalplatten-Elektronenvervielfacher angeordnet ist.7. Image converter according to claim 1 and 2, characterized in that a microchannel plate electron multiplier between the photocathode (2) and the fluorescent screen (4) is arranged. 8. Bildwandler zur Umwandlung von Röntgenstrahlen in sichtbares Licht nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangsfenster (1t) aus Lichtleitfasern besteht und daß auf dessen Außenseite eine auf Röntgenstrahlen ansprechende Schicht (14) 1 aufgebracht ist.8. Image converter for converting X-rays into visible light according to one of the preceding claims, characterized in that the entrance window (1t) consists of optical fibers and that on its outside one on X-rays appealing layer (14) 1 is applied. -9. Bildwandler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor der auf Röntgenstrahlen ansprechenden Schicht (14) eine nur für sichtbares Licht undurchlässige Schicht (16) vorgesehen ist.-9. Image converter according to claim 8, characterized in that before the layer (14) which is responsive to X-rays and which is impermeable only to visible light Layer (16) is provided. 10. Bildwandler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor der auf Röntgenstrahlen ansprechenden Schicht (14) ein Röntgenkollimator vorgesehen ist.10. Image converter according to claim 8, characterized in that before the an X-ray collimator is provided on the X-ray responsive layer (14) is. 11. Bildwandler zur Umwandlung von radioaktiven Strahlen in sichtbares Licht nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Eingangsfenster (1t) aus Lichtleitfasern besteht und daß auf dessen Außenseite ein Szintillationskristall (17) angebracht ist.11. Image converter for converting radioactive rays into visible rays Light according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the entrance window (1t) consists of optical fibers and that on the outside of a scintillation crystal (17) is attached. 12. Bildwandler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Szintillationskristall (17) mit einer lichtundurchlässigen Kapselung (18) versehen ist.12. Image converter according to claim 11, characterized in that the Scintillation crystal (17) provided with an opaque encapsulation (18) is. 13. Bildwandler nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Kapselung ein Autokollimator angeordnet ist.13. Image converter according to claim 11 and 12, characterized in that an autocollimator is arranged in front of the encapsulation. 14. Bildwandler zur Umwandlung von UV-Strahlen in sichtbares Licht nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daPa das Eingangsfenster aus einem für UV-Strahlen durchlässigen Glas, vorzugsweise Quarzglas, besteht.14. Image converter for converting UV rays into visible light according to one of claims 1 to 7, characterized in that daPa is the entrance window consists of a glass that is permeable to UV rays, preferably quartz glass. 15. Bildwandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtdurchlässige und elektrisch leitende Scbicltt die ganze Innenfläche und den Rand des das Ausgangs fenster bildendes Glaskörpers bedeckt, wodurch die elektrische Verbindung zwischen Leuchtschirm und Anschlußklemme 8 gegeben ist.15. Image converter according to claim 4, characterized in that the translucent and electrically conductive sheets all over the inner surface and the edge of the exit window-forming glass body covered, creating the electrical connection between Luminous screen and terminal 8 is given.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3804516A1 (en) * 1988-02-13 1989-08-24 Proxitronic Funk Gmbh & Co Kg IMAGE AMPLIFIER

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