DE69308469T2

DE69308469T2 - Bildaufnahmevorrichtung.

Info

Publication number: DE69308469T2
Application number: DE1993608469
Authority: DE
Inventors: Eiji Inuzuka; Kazuyuki Ishida; Hideki Suzuki; Shigeo Takahashi
Original assignee: Hamamatsu Photonics KK
Current assignee: Hamamatsu Photonics KK
Priority date: 1992-09-24
Filing date: 1993-09-24
Publication date: 1997-07-17
Anticipated expiration: 2013-09-25
Also published as: EP0595468A1; JPH06103939A; JP3276418B2; DE69308469D1; EP0595468B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Bildröhre mit einer photoelektrischen Oberfläche und einer Abbildungsoberfläche, wobei die Vorrichtung ferner ein im wesentlichen evakuiertes Gehäuse mit einem ersten Bereich umfaßt, der transparent ist, um zu ermöglichen, daß Strahlung von außerhalb des Gehäuses auf die photoelektrische Oberfläche eintritt, wobei die Anordnung dergestalt ist, daß bei Verwendung der Vorrichtung diese Strahlung verursacht, daß Photoelektronen von der photoelektrischen Oberfläche emittiert werden, die dann auf der Abbildungsoberfläche abgebildet werden, wobei mindestens ein Peltier-Element bereitgestellt ist, das innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, wobei seine heiße Oberfläche leitend mit dem Gehäuse verbunden ist und seine kalte Oberfläche leitend mit der Bildröhre verbunden ist, wobei das Peltier-Element so angeordnet ist, daß ein größerer Künleffekt auf die photoelektrische Oberfläche als auf die Abbildungsoberfläche ausgeübt wird, und die Bildröhre dadurch gekennzeichnet ist, daß das Gehäuse die Bildröhre vollständig einschließt und einen zweiten Bereich hat, der transparent ist, um die Ausgabe von auf der Abbildungsoberfläche erzeugten Bildern zu ermöglichen.
Eine Bildröhre hat ein in wesentlichen zylindrisches geschlossenes Gefäß. Eine Endplatte des geschlossenen Gefäßes dient als ein Einfallsfenster zum Empfangen eines optischen Bildes. Eine photoelektrische Oberfläche ist auf der Innenfläche des Einfallsfensters gebildet. Ein auf das Einfallsfenster einfallendes optisches Bild wird durch den äußeren photoelektrischen Effekt der photoelektrischen Oberfläche in Photoelektronen umgewandelt. Die Photoelektronen werden beschleunigt und durch einen Elektronenlinse fokussiert, wobei sie ein Elektronenbild auf einem Fluoreszenzschirm bilden, der auf der Innenfläche der anderen Endplatte des geschlossenen Gefäßes gebildet ist. Das Elektronenbild, welches auf dem Fluoreszenzschirm gebildet ist, wird dann als ein optisches Bild wiedergegeben. Die andere Endplatte wird nachstehend als Wiedergabefenster bezeichnet.
In solch einer Bildröhre emittiert die photoelektrische Oberfläche Thermoelektronen aufgrund der Wärme, selbst wenn kein Licht auf die photoelektrische Oberfläche einfällt. Die Thermoelektronen verursachen thermisches Rauschen und eine Abnahme des S/N-Verhältnisses der Bildröhre. Als Verfahren zum Einschränken der Emission von solchen Thermoelektronen ist ein Verfahren zur Verwendung von Einrichtungen zum Kühlen einer Bildröhre, insbesondere einer photoelektrischen Oberfläche der Bildröhre verfügbar.
Fig. 1 zeigt eine herkömmliche Abkühleinrichtung. Diese Abkühleinrichtung verwendet Abkühlelemente 1, die auf dem Peltier-Effekt beruhen. Das Abkühlelement wird nachstehend als Peltier-Element bezeichnet. Insbesondere ist die Abkühleinrichtung wie folgt aufgebaut. Eine Bildröhre 2 ist vollständig mit einem zylindrischen Gehäuse 3 bedeckt, und der Zwischenraum zwischen Bildröhre und Gehäuse ist evakuiert. Zusätzlich ist eine Vielzahl von Peltier-Elementen 1 zwischen der Außenfläche der Seitenwand der Bildröhre 2 und der Innenfläche der Seitenwand des Gehäuses 3 in solch einer Weise angeordnet, daß sich auf der Seite der Bildröhre ein Wärmeabsorptionsbereich 1a von jedem Peltier-Element befindet, und auf der Seite des Gehäuses 3 ein Wärme-Dissipationsbereich 1b von jedem Peltier-Element 1 befindet. Bei dieser Anordnung werden, wenn Spannungen an die Peltier- Elemente 1 angelegt werden, die Wärme-Absorptionsbereiche 1a bei niedrigen Temperaturen eingestellt, um den Seitenwandbereich der Bildröhre 2 abzukühlen. Als Ergebnis wird die photoelektrische Oberfläche (nicht gezeigt), die auf der Innenfläche eines Einfallsfensters 4 der Bildröhre 2 gebildet ist, abgekühlt.
Da diese Abkühleinrichtung jedoch so gestaltet ist, daß die gesamte Bildröhre abgekühlt wird, ist die Kühleffizienz sehr schlecht.
Zusätzlich ist als eine herkömmliche Abkühleinrichtung eine Vorrichtung zum Abkühlen hauptsächlich einer photoelektrischen Oberfläche, wie in Fig. 2 gezeigt, bekannt (japanische Offenlegungsschrift Nr. 62-180930).
Diese Abkühlvorrichtung 5 der photoelektrischen Oberfläche umfaßt zwei ringförmige Metallplatten 5a und 5b mit transparenten Fensterplatten 6a und 6b, die auf deren zentralen Öffnungsbereichen angebracht sind, und eine Vielzahl von Peltier-Elementen 7, die zwischen den Metallplatten 5a und 5b angeordnet sind. Wärmeabsorptionsbereiche 7a der Peltier-Elemente 7 stehen in Kontakt mit der Metallplatte 5b. Wenn Spannungen an die Peltier-Elemente 7 angelegt werden, wird die Fensterplatte 6b der ringförmigen Metallplatte 5b auf eine niedrige Temperatur eingestellt. Daher kann, wenn die Fensterplatte 6b auf einem Einfallsfenster 4 einer Bildröhre 2 angebracht ist, so daß sie damit in Kontakt steht, eine photoelektrische Oberfläche 8 auf der Innenfläche des Einfallsfensters 4 abgekühlt werden.
In dieser Abkühlvorrichtung 5 für die photoelektrische Oberfläche wird, da die Fensterplatte 6b mit einer niedrigen Temperatur in Kontakt mit dem Einfallsfenster 4 der Bildröhre 2 steht, ein Wiedergabefenster 9 auch durch den Seitenwandbereich der Bildröhre 2 abgekühlt. Da das Wiedergabefenster 9 der Umgebung ausgesetzt ist, kann Kondensation von Luftfeuchtigkeit auf der Oberfläche des Wiedergabefensters 9 auftreten. Zusätzlich kann, da ein Großteil der Bildröhre 2 der Umgebungsluft ausgesetzt ist, die photoelektrische Oberfläche 8 aufgrund der äußeren Wärme nicht ausreichend abgekühlt werden.
Es wäre daher wünschenswert, eine Abbildungsvorrichtung bereitzustellen, bei der die photoelektrische Oberfläche einer Bildröhre effektiv abgekühlt werden kann, wobei die Erzeugung von Thermoelektronen unterdrückt wird, wodurch das S/N-Verhältnis der Bildröhre erhöht wird.
Es wäre ebenso erwünscht, eine Abbildungsvorrichtung bereitzustellen, bei der Kondensation von Luftfeuchtigkeit verhindert wird.
Es wäre ferner erwünscht, eine Abbildungsvorrichtung bereitzustellen, bei der die Temperatur der photoelektrischen Oberfläche einer Bildröhre konstant gehalten werden kann, um die spektrale Empfindlichkeitscharakteristik der Bildröhre zu stabilisieren.
Die vorliegende Erfindung ist in den beigefügten Ansprüchen dargelegt. Gemäß einer Ausführungsform wird eine Abbildungsvorrichtung bereitgestellt, die (a) eine Bildröhre umfaßt, die eine erste Endplatte mit einer photoelektrischen Oberfläche umfaßt, die auf einer Innenfläche der Bildröhre gebildet ist, und eine zweite Endplatte umfaßt, die sich auf der zur ersten Endplatte entgegengesetzten Seite befindet und einen Fluoreszenzschirm hat, der auf einer Innenfläche davon gebildet ist, wobei die Bildröhre geeignet ist, um auf dem Fluoreszenzschirm ein optisches Bild wiederzugeben, das auf die photoelektrische Oberfläche durch die erste Endplatte einfällt, (b) ein Gehäuse, das geeignet ist, um die Bildröhre mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen aufzunehmen und welches einen Innenraum hat, der im wesentlichen vollständig evakuiert ist, wobei das Gehäuse einen ersten transparenten Bereich umfaßt, der so angeordnet ist, daß er der ersten Endplatte mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen gegenübersteht, und einen zweiten transparenten Bereich umfaßt, der so angeordnet ist, daß er der zweiten Endplatte mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen gegenübersteht, und (c) eine Vielzahl von Peltier-Elementen zum Abkühlen der photoelektrischen Oberfläche der Bildröhre und zum Tragen der Bildröhre bei einer vorbestimmten Position in dem Gehäuse umfaßt, wobei jedes Peltier-Element einen Wärmeabsorptionsbereich hat, der an der Bildröhre an einer Position in der Nähe der photoelektrischen Oberfläche befestigt ist, und einen Wärme-Dissipationsbereich hat, der an dem Gehäuse an einer Position in der Nähe des ersten transparenten Bereichs fixiert ist.
Vorzugsweise umfaßt das Gehäuse einen transparenten schalenartigen Hauptkörper, eine ringförmige Metall- Endplatte, die luftdicht an einem offenen Endbereich des schalenartigen Hauptkörpers befestigt ist, und ist die Bildröhre koaxial in dem schalenartigen Hauptkörper angeordnet. In diesem Fall ist die transparente Fensterplatte der erste transparente Bereich des Gehäuses, und die Bodenplatte des schalenartigen Hauptkörpers ist der zweite transparente Bereich. Es ist auch bevorzugt, daß der schalenartige Hauptkörper aus einem Glasmaterial besteht, die Endplatte aus Kupfer besteht und die Fensterplatte aus einem Glasmaterial besteht. Zusätzlich kann der Wärme- Dissipationsbereich von jedem Peltier-Element an der Endplatte des Gehäuses befestigt sein. Der Wärmeabsorptionsbereich von jedem Peltier-Element kann an einem äußeren Flansch befestigt sein, der auf einem äußeren Randbereich der Bildröhre, der an die erste Endplatte angrenzt, bereitgestellt ist.
Darüber hinaus kann die Abbildungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung eine Temperaturnachweiseinrichtung zum Nachweisen der Temperatur der photoelektrischen Oberfläche der Bildröhre umfassen. Vorzugsweise ist die Temperaturnachweiseinrichtung ein Temperatursensor zum Nachweisen der Temperatur eines Bereichs der Bildröhre, der an die photoelektrische Oberfläche angrenzt.
Darüber hinaus kann die Abbildungsvorrichtung Steuereinrichtungen umfassen, die elektrisch mit der Temperaturnachweiseinrichtung und den Peltier-Elementen verbunden sind, zum Steuern der an die Peltier-Elemente angelegten Spannung, um die Temperatur der photoelektrischen Oberfläche konstant zu halten, auf der Grundlage eines Nachweisergebnisses von der Temperaturnachweiseinrichtung.
Die vorliegende Erfindung wird vollständiger aus der nachstehend gegebenen detaillierten Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen zu verstehen sein, die nur zur Veranschaulichung gegeben sind, und daher nicht als eine Einschränkung der vorliegenden Erfindung anzusehen sind.
Der weitere Umfang der Anwendbarkeit der vorliegenden Erfindung wird aus der nachstehend gegebenen detaillierten Beschreibung deutlich. Es ist jedoch selbstverständlich, daß die detaillierte Beschreibung und die speziellen Beispiele, die bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung darstellen, lediglich als Veranschaulichung gegeben sind, da zahlreiche Veränderungen und Modifikationen innerhalb des Umfangs der Erfindung den Fachleuten aus dieser detaillierten Beschreibung offensichtlich sind.
Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine herkömmliche Einrichtung zum Abkühlen der photoelektrischen Oberfläche einer Bildröhre zeigt;
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch eine weitere herkömmliche Einrichtung zum Abkühlen der photoelektrischen Oberfläche einer Bildröhre zeigt;
Fig. 3 ist eine seitliche Aufrißansicht einer Abbildungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, teilweise im Querschnitt;
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in Fig. 3;
Fig. 5 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs A in Fig. 3;
Fig. 6 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs B in Fig. 3;
Fig. 7 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Temperatur einer photoelektrischen Oberfläche und der Anzahl der Thermoelektronen im Dunkeln zeigt; und
Fig. 8 ist eine graphische Darstellung, die die spektrale Empfindlichkeitscharakteristik einer Bildröhre in Bezug auf verschiedene Temperaturen der photoelektrischen Oberfläche zeigt.
In Fig. 3 ist eine teilweise Querschnitts-Seitenansicht einer Abbildungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, die allgemein durch Bezugszeichen 10 bezeichnet wird. Die Abbildungsvorrichtung 10 umfaßt eine Bildröhre 12. Die Bildröhre 12 ist von einem bekannten Typ und hat ein im wesentlichen zylindrisches geschlossenes Gefäß 14. Eine Endplatte (die Endplatte auf der linken Seite von Fig. 3) des geschlossenen Gefäßes 14 dient als ein Einfallsfenster 16 für ein optisches Bild, auf deren Innenfläche eine photoelektrische Oberfläche 18 gebildet ist. Die andere Endplatte des geschlossenen Gefäßes 14 dient als ein Wiedergabefenster 20, auf dessen Innenfläche ein Fluoreszenzschirm 21 gebildet ist.
Die Bildröhre 12 ist koaxial in einem zylindrischen Gehäuse 24 mit einem vorbestimmten Abstand zwischen Bildröhre und Gehäuse aufgenommen. Das Gehäuse 24 ist aus einem schalenartigen Hauptkörper 26, der aus einem transparenten Glasmaterial besteht, und einer ringförmigen Endplatte 28, die aus einem Metall, vorzugsweise einem Kupfermaterial mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit, besteht, aufgebaut und auf einem offenen Endbereich des schalenartigen Hauptkörpers 26 befestigt. Eine Fensterplatte 30, die aus einem transparenten Glasmaterial besteht, ist auf einem zentralen Öffnungsbereich der Endplatte 28 befestigt. Die Fensterplatte 30 ist so angeordnet, daß sie dem Einfallsfenster 16 der Bildröhre 12 mit einem vorbestimmten Abstand dazwischen gegenübersteht. Die Fensterplatte 30 dient als ein Einlaß für optische Informationen, die auf der photoelektrischen Oberfläche 18 der Bildröhre 12 abzubilden ist. Daher ist es bevorzugt, daß der Durchmesser der Fensterplatte 30 ähnlich oder größer als der der photoelektrischen Oberfläche 18 ist. Zusätzlich ist es bevorzugt, daß eine luftgekühlte oder wassergekühlte ringförmige Wärmedissipations-Platte 32 auf der äußeren Oberfläche der Endplatte 28 angeordnet ist. Die Endplatte 28 und der schalenartige Hauptkörper 26 bzw. die Endplatte 28 und die Fensterplatte 30 sind luftdicht aneinander gekoppelt, so daß das Gehäuse 24 eine hermetisch abgedichtete Struktur hat. Da es schwierig ist, direkt ein Glaselement an ein Kupferelement zu koppeln, sind eine Vielzahl von Metallen wie beispielsweise Chrom (Cr), Nickel (Ni), Kupfer (Cu) und Indium (In) vorzugsweise zwischen der Endplatte 28 und dem schalenartigen Hauptkörper 26 oder der Fensterplatte 30 dazwischengeschoben, wie in den Figuren 5 und 6 gezeigt.
Ein äußerer Flansch 34, der aus Kupfer besteht, ist auf der Bildröhre an einem äußeren Randbereich der Bildröhre, die an das Einfallsfenster 16 angrenzt, gebildet. Eine ringförmige Kupferplatte 36 ist an dem Flansch 34 befestigt. Wenn die Bildröhre 12 an einer vorbestimmten Position in dem Gehäuse 24 angeordnet ist, ist die ringförmige Kupferplatte 36 so angeordnet, daß sie der Endplatte 28 des Gehäuses 24 koaxial gegenübersteht. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist eine Vielzahl von (acht in dieser Ausführungsform) Peltier- Elementen 38 zwischen der Endplatte 28 des Gehäuses 24 und der ringförmigen Kupferplatte 36 bei gleichen Abständen in der Umfangsrichtung angeordnet. Ein Wärme-Dissipationsbereich 38a von jedem Peltier-Element 38 ist an der Endplatte 28 des Gehäuses 24 befestigt, und ein Wärmeabsorptionsbereich 38b von jedem Peltier-Element 38 ist an der Kupferplatte 36 befestigt. Bei diesem Aufbau wird die Bildröhre 12 auf dem Gehäuse 24 nur durch die Peltier-Elemente 38 getragen.
Die Peltier-Elemente 38 sind mit Elektroden 40 und 41 verbunden, die sich durch den schalenartigen Hauptkörper 26 erstrecken, durch Zuführleitungen 42 und 43 mit einer niedrigen Wärmeleitfähigkeit. Eine Temperatursteuerung 44, die sich außerhalb des Gehäuses 24 befindet, ist mit den Elektroden 40 und 41 verbunden. Eine Temperaturnachweiseinrichtung 46 wie beispielsweise ein Platin-Temperatursensor ist auf der ringförmigen Kupferplatte 36 befestigt. Obwohl die Temperaturnachweiseinrichtung 46 dazu dient, die Temperatur der ringförmigen Kupferplatte 36 nachzuweisen, kann die Temperatur der photoelektrischen Oberfläche 18 aus einem Nachweiswert von der Temperaturnachweiseinrichtung 46 berechnet werden. Der Nachweiswert von der Temperaturnachweiseinrichtung 46 wird an die Temperatursteuerung 44 durch eine Zuführleitung 48 mit einer niedrigen thermischen Leitfähigkeit und einer Elektrode 50 eingegeben. Die Temperatursteuerung 44 steuert die an die Peltier-Elemente 38 angelegten Spannungen in Übereinstimmung mit diesem Nachweiswert, womit die Temperatur der Wärme- Absorptionsbereiche 38b gesteuert wird.
Bezugszeichen 52 bezeichnet eine Auslaß- bzw. Chip- Röhre, die verwendet wird, um Luft aus dem Gehäuse 24 abzupumpen, wobei ein Vakuum in dem Gehäuse 24 eingestellt wird, nachdem die Bildröhre 12 in dem Gehäuse 24 aufgenommen ist und die Endplatte 28 angebracht ist. Wenn der Druck in dem Gehäuse 24 auf einen erwünschten Wert abgenommen hat, wird die Auslaßröhre 52 unter Verwendung eines Brenners oder dergleichen geschlossen.
Auch bezeichnet Bezugszeichen 54 eine Getter- Vorrichtung, die Restgase absorbiert, wobei der Vakuumgrad beibehalten wird, nachdem das Gehäuse 24 evakuiert ist. Die Getter-Vorrichtung 54 wird von einer Seitenwand der Bildröhre 12 aufgehängt.
Ferner bezeichnet Bezugszeichen 56 Elektroden, die sich durch den schalenartigen Hauptkörper 26 erstrecken. Die Elektroden 56 dienen, um Spannungen an die Bildröhre 12 anzulegen oder Signale von der Bildröhre 12 zu entziehen. Diese Elektroden 56 sind ordnungsgemäß mit der Bildröhre 12 durch Zuführleitungen 58 mit einer niedrigen Wärmeleitfähigkeit verbunden.
Beim Betrieb fällt optische Information durch die Fensterplatte 30 des Gehäuses 24 auf das Einfallsfenster 16 der Bildröhre 12 ein, und ein Bild wird auf der photoelektrischen Oberfläche 18 auf der Innenfläche des Einfallsfensters 16 gebildet. Das optische Bild, das auf die photoelektrische Oberfläche 18 einfällt, wird durch den äußeren photoelektrischen Effekt der photoelektrischen Oberfläche 18 in ein photoelektrisches Bild verwandelt. Das photoelektrische Bild wird beschleunigt und durch eine Elektronenlinse (nicht gezeigt) in der Bildröhre 12 fokussiert und als ein optisches Bild durch den Fluoreszenzschirm 22 wiedergegeben. Das wiedergegebene Bild wird durch das Wiedergabefenster 20 der Bildröhre 12 und eine transparente Endplatte 60 des Gehäuses 24 (d.h. eine Bodenplatte 60 des schalenartigen Hauptkörpers 26), welche dem Wiedergabefenster 20 gegenübersteht und einen Abstand davon hat, ausgegeben.
Die Peltier-Elemente 38 dienen dazu, Wärme von der photoelektrischen Oberfläche 18 unter Steuerung der Temperatur-Steuerungseinrichtung 44 zu absorbieren. Insbesondere absorbieren die Wärme-Absorptionsbereiche 38b der Peltier-Elemente 38 Wärme von der photoelektrischen Oberfläche 18 durch das Einfallsfenster 16, den äußeren Flansch 34 und die ringförmige Kupferplatte 36, und die Peltier-Elemente 38 geben die Wärme von den Wärme- Dissipationsbereichen 38a an die ringförmige Wärme- Dissipationsplatte 32, die auf der Endplatte 28 befestigt ist, ab. Da die Bildröhre 12 nur durch die Peltier-Elemente 38 in dem Vakuum in dem Gehäuse 24 getragen wird, ist die Bildröhre 12 frei von dem Einfluß der äußeren Wärme, und dadurch wird die photoelektrische Oberfläche 18 effizient abgekühlt. In einem Experiment konnte, wenn die Außentemperatur 20ºC war und die Temperatur der mit Wasser gekühlten Wärme-Dissipationsplatte bei 20ºC gehalten wurde, die Temperatur der photoelektrischen Oberfläche 18 auf -40ºC verringert werden. Bei der herkömmlichen Anordnung, die in Fig. 2 gezeigt ist, konnte die Temperatur der photoelektrischen Oberfläche auf nur -20ºC verringert werden. Wie vorstehend beschrieben, ist gemäß der vorliegenden Erfindung der Abkühlungswirkungsgrad in Bezug auf eine photoelektrische Oberfläche sehr hoch, und eine Verringerung des Energieverbrauchs kann erzielt werden. Natürlich variiert diese Abkühltemperatur in Abhängigkeit der Wärmekapazitäten Peltier-Elemente 38, der ringförmigen Wärme- Dissipationsplatte 32, des Gehäuses 24 und dergleichen.
Fig. 7 ist eine graphische Darstellung, die die Beziehung zwischen der Temperatur der photoelektrischen Oberfläche 18 und der Anzahl von Thermoelektronen (Dunkelstrom) im Dunkeln zeigt. Es ist aus dieser graphischen Darstellung offensichtlich, daß die Anzahl der Thermoelektronen mit einer Abnahme der Temperatur der photoelektrischen Oberfläche 18 verringert wird. Wenn die Erzeugung von Thermoelektronen eingeschränkt wird, wird das thermische Rauschen verringert und das S/N-Verhältnis erhöht.
Die von der photoelektrischen Oberfläche 18 absorbierte Wärme wird von der ringförmigen Wärme-Dissipationsplatte 32 durch die Wärme-Dissipationsbereiche 38a der Peltier-Elemente 38 und die Endplatte 28 abgegeben. Ein Teil der Wärme wird jedoch zu dem schalenartigen Hauptkörper 26 des Gehäuses 24 abgegeben, so daß die Temperatur der Bodenplatte 60 auf der Ausgangsseite des Gehäuses auf eine höhere Temperatur als die Außentemperatur eingestellt werden kann. Als Ergebnis kann die Kondensation von Luftfeuchtigkeit auf der Oberfläche der Bodenplatte 60 des Gehäuses 24 verhindert werden. Zusätzlich tritt, da die Wärme von den Peltier-Elementen 38 auch auf die Fensterplatte 30 auf der Eingangsseite des Gehäuses 24 übertragen wird, keine Kondensation von Luftfeuchtigkeit auf der Fensterplatte 30 auf. Es ist offensichtlich, daß keine Kondensation von Luftfeuchtigkeit auf dem Einfallsfenster 60 und dem Wiedergabefenster 20 der Bildröhre 12, die in dem Gehäuse 24 aufgenommen ist, auftritt.
In dem vorstehend beschriebenen Experiment war die Temperatur der Fensterplatte 30 des Gehäuses 24 23ºC, und die Temperatur der Bodenplatte 60 auf der Ausgangsseite des Gehäuses 24 war 20ºC.
Zusätzlich kann, da die Temperatursteuerung 44 die an die Peltier-Elemente 38 auf der Grundlage eines Nachweiswertes von der Temperaturnachweiseinrichtung 46 angelegten Spannungen steuern kann, die Temperatur der photoelektrischen Oberfläche 18 konstant gehalten werden. Fig. 8 ist eine graphische Darstellung, die die spektrale Empfindlichkeitscharakteristik der Bildröhre 12 zeigt, die erhalten wird, wenn die Temperatur der photoelektrischen Oberfläche 18 auf -25ºC bzw. +25ºC eingestellt wird. Wie aus dieser graphischen Darstellung deutlich ist, ändert sich die spektrale Empfindlichkeitscharakteristik mit einer Veränderung der Temperatur der photoelektrischen Oberfläche 18. Daher kann die spektrale Empfindlichkeitscharakteristik stabilisiert werden und das Leistungsvermögen der Bildröhre 12 kann verbessert werden, indem man die Temperatur der photoelektrischen Oberfläche 18 durch die Temperatursteuerung 44 konstant hält.

Claims

1. Bildaufnahmevorrichtung, umfassend eine Bildröhre (12) mit einer photoelektrischen Oberfläche (18) und einer Abbildungsoberfläche (22), wobei die Vorrichtung ferner ein im wesentlichen evakuiertes Gehäuse (24) mit einem ersten Bereich (30) umfaßt, der transparent ist, um zu ermöglichen, daß Strahlung von außerhalb des Gehäuses auf die photoelektrische Oberfläche eintritt, wobei die Anordnung dergestalt ist, daß bei Verwendung der Vorrichtung diese Strahlung verursacht, daß Photoelektronen von der photoelektrischen Oberfläche (18) emittiert werden, die dann auf der Abbildungsoberfläche (22) abgebildet werden, wobei mindestens ein Peltier-Element (38) bereitgestellt ist, das innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, wobei seine heiße Oberfläche (38a) leitend mit dem Gehäuse (24) verbunden ist und seine kalte Oberfläche (38b) leitend mit der Bildröhre (12) verbunden ist, wobei das Peltier-Element (38) so angeordnet ist, daß ein größerer Kühleffekt auf die photoelektrische Oberfläche (18) als auf die Abbildungsoberfläche (22) ausgeübt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (24) die Bildröhre (12) vollständig einschließt und einen zweiten Bereich (60) hat, der transparent ist, um die Ausgabe von auf der Abbildungsoberfläche (22) erzeugten Bildern zu ermöglichen.

2. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bildröhre (12) eine erste Endplatte (16), bei der die photoelektrische Oberfläche (18) auf einer Innenfläche der ersten Endplatte (16) gebildet ist, und eine zweite Endplatte (20) umfaßt, die sich auf der gegenüberliegenden Seite der ersten Endplatte befindet und einen fluoreszierenden Bildschirm (22) hat, der die Abbildungsoberfläche, die auf einer Innenfläche gebildet ist, bildet, wobei die Bildröhre dazu geeignet ist, auf dem fluoreszierenden Bildschirm ein optisches Bild wiederzugeben, das auf die photoelektrische Oberfläche (18) durch die erste Endplatte (16) einfällt; wobei das Gehäuse (24) dazu geeignet ist, die Bildröhre mit einem vorbestimmten Zwischenraum dazwischen aufzunehmen, und der erste transparente Bereich (30) so angeordnet ist, daß er der ersten Endplatte mit einem vorbestimmten Zwischenraum dazwischen gegenübersteht, und der zweite transparente Bereich (60) so angeordnet ist, daß er der zweiten Endplatte mit einem Vorbestimmten Zwischenraum dazwischen gegenübersteht, wobei die Vorrichtung:

eine Vielzahl von Peltier-Elementen (38) zum Abkühlen der photoelektrischen Oberfläche (18) der Bildröhre (12) umfaßt, die die Bildröhre bei einer vorbestimmten Position in dem Gehäuse trägt, wobei jedes Peltier-Element (38) einen Wärme-Absorptionsbereich (38b), der an der Bildröhre bei einer Position in der Nähe der photoelektrischen Oberfläche befestigt ist, und einen Wärme-Dissipationsbereich (38a) hat, der an dem Gehäuse bei einer Position in der Nähe des ersten transparenten Bereichs (30) befestigt ist.

3. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Gehäuse einen transparenten schalenartigen Hauptkörper (26), eine ringförmige Metall-Endplatte (28), die luftdicht an einem offenen Endbereich des schalenartigen Hauptkörpers (26) befestigt ist, und eine transparente Fensterplatte (30) als den ersten transparenten Bereich umfaßt, der luftdicht auf einem zentralen Öffnungsbereich der Endplatte (28) angebracht ist, wobei die Bildröhre koaxial in dem schalenartigen Hauptkörper angeordnet ist, und der zweite transparente Bereich (60) eine Bodenplatte des schalenartigen Hauptkörpers (26) ist.

4. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 3, wobei der schalenartige Hauptkörper (26) des Gehäuses im wesentlichen aus einem Glasmaterial besteht, die Endplatte (28) des Gehäuses im wesentlichen aus Kupfer besteht und die Fensterplatte (30) des Gehäuses im wesentlichen aus einem Glasmaterial besteht.

5. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, wobei der Wärme-Dissipationsbereich (38a) von jedem des mindestens einen Peltier-Elements (38) an der Endplatte (28) des Gehäuses befestigt ist.

6. Bildaufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Wärme-Absorptionsbereich von jedem des mindestens einen Peltier-Elements an einem äußeren Flansch (34, 36) befestigt ist, der auf einem äußeren Randbereich der Bildröhre bereitgestellt ist, wobei der äußere Randbereich an die photoelektrische Oberfläche (18) angrenzt.

7. Bildaufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, ferner umfassend eine Temperatur-Nachweiseinrichtung (46) zum Nachweisen einer Temperatur der photoelektrischen Oberfläche (18) der Bildröhre.

8. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Temperatur-Nachweiseinrichtung ein Temperatursensor (46) zum Nachweisen der Temperatur eines Bereichs (36) der Bildröhre ist, die an die photoelektrische Oberfläche angrenzt.

9. Bildaufnahmevorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, ferner umfassend Steuerungseinrichtungen (44), die elektrisch mit der Temperatur-Nachweiseinrichtung (46) verbunden sind, und mindestens ein Peltier-Element (38) zum Steuern von Spannungen, die an das mindestens eine Peltier-Element (38) angelegt werden, um eine Temperatur der photoelektrischen Oberfläche (18) auf der Grundlage eines Nachweisergebnisses von der Temperatur-Nachweiseinrichtung (46) konstant zu halten.

10. Bildaufnahmevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Bildröhre (12) in dem Gehäuse (24) nur durch das mindestens eine Peltier-Element (38) getragen wird.