DE2049127C3 - Bildverstärker - Google Patents

Description

bündel, die von zentralen Zonen der Kathode aus- g_h — ρ₀ 3o gehen, stärker fokussiert werden als diejenigen, die

< 0,4, _von Zonen am Rand kommen, d. h. die Länge der

^p* ~ ^Ok 2 abbildenden Elektronenbündel bezüglich ebener Ab-

wobei L die Länge des Bildverstärkersystems ist, bildung einander angepaßt ist. Auch die im herd. h. der Abstand zwischen der Kathode (4) und kömmlichen Konstruktionsprinzip, d. h. bei der Verdem Ausgangsschirm (9), R = der Radius, der in 35 wendung einerKugelkalotte auftretenden kissenförmi-Richtung Anode (7) auf db Kathode folgenden gen Verzeichnungen werden durch die Erfindung Elektrode (S), h = der Radius des Bereichs der wesentlich vermindert, weil der Winkel zwischen der Kathode, der eben abgebildet werden soll (F ig. 2), Kathodenflächennormalen in Punkten der Randzone Q₀= der meridionale Krümmungsradius der Ka- und der Bildverstärkerachse kleiner wird, als er bei thode in der Längsachse (16) des Bildverstärkers, 40 kugelförmigen Kalotten ist. Dies wirkt sich verzeich- Oh — der meridionale Krümmungsradius der Ka- nungsmindernd aus, durch günstigere Projektion der thode im Abstand h von der Längsachse und Strahlung auf den Eingang des Bildverstärkers, also ρ_Λ/2 = im halben Abstand h. auf die Fotokathode und durch, verglichen mit der

kugelförmigen Kathode, geringere Neigung der nahe

45 des Randes der Kathode austretenden Elektronenbündel.

Die Erfindung betrifft einen Bildverstärker mit Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung

einem Vakuumkolben, an dessen einem Ende eine kann man davon ausgehen, daß wenigstens in der Fotokathode liegt, an deren Fläche das abbildende medizinischen Diagnostik hauptsächlich nur Bildver-Strahlenbündel, in Abhängigkeit von der Intensitäts- 50 stärker sinnvoll sind, wenn sie folgende Ungleichung verteilung in seinem Querschnitt, Elektronen auslöst, erfüllen

die elektronenoptisch bei hoher Beschleunigungsspan- ,. ^- „., ^ _u

nung auf einen Leuchtschirm abgebildet werden, der '" ' ' * '

am anderen Ende des Kolbens liegt, wobei die Foto- Dabei ist L für die Länge des Bildverstärkersystems

kathode eine Kalotte darstellt mit einer von der 55 gesetzt, d. h. den Abstand der Fotokathode vom Mitte zum Rand hin unterschiedlichen Krümmung, Ausgangsschirm des Systems. R bezeichnet den Radie mit ihrer öffnung dem Leuchtschirm zugewandt dius, der auf die Kathode in Richtung Anode folgenist. Derartige' Bildverstärker werden zur verstärkten den Elektrode. Bildverstärker mit einem größeren Sichtbarmachung von Strahlenbildern verwendet, ins- Wert des RIL dürften wegen den sehr starken Verbesondere in der medizinischen Röntgendiagnostik, 60 zeichnungen kaum noch brauchbare Abbildungen lieum helle Röntgenbilder zu erhalten. fern. Ein kleinerer Wert des RIL widerspricht der be-

Bei bekannten Bildverstärkern mit elektronen- kannten Forderung nach möglichst kurzen Bildveroptischer Abbildung werden kugelkalottenförmige stärkern. Außerdem braucht nur ein Teil des R für Kathoden verwendet. Diese ergeben Abbildung^- die Abbildung herangezogen zu werden, weil die insflächen, die ebenfalls gekrümmt sind (Bildfeldwöl- 65 besondere für die medizinische Diagnostik wichtigen bung). Die Bildfeldwölbung macht aber die oft gute Details in der Regel in ein Bildfeld gebracht werden Auflösung der Elemente des bilderzeugenden Systems können, das in der mittleren Zone des Bildverstärkereines Bildverstärkers (z. B. des bzw. der Leucht- eingangs unterbringbar ist. Für einen brauchbaren

Kompromiß, der außerdem noch das Auftreten von geordnet Am Ausgangsfenster 8 liegt im hinteren

Randstörungen berücksichtigt, genügt es, das Bild auf Teil 3 des Kolbens 1 noch der Ausgangsschirm 9. Die

einer Breite eben zu halten, die der Gleichung ent- Kathode 4 umfaßt in bekannter Weise den Träger 10

spricht auf 0,5 mm dickem Blech aus Aluminium, die darauf

h = (»/AR ⁵ aufgetragene Leuchtschicht 11, die neben Bindemittel

mit Silber aktiviertes Zinksulfid enthält und die unter

wobei h der Radius des Bereichs der Fotokathode ist, Zwischenlage einer Trennschicht darauf aufgedampft

für den durch die angegebene Methode am Ausgangs- die Fotok&ihodenschicht 12 trägt, die Antimon und

schirm ein? praktisch ebene Bildfläche mit Sicherheit Caesium enthält Der Ausgangsleuchtschirm 9 ist

herzustellen ist Dann ergibt sich für die Krümmung io eben und besteht in bekannter Weise aus der AIu-

der Kalotte, welche die Fotokathode trägt, folgendes miniumschicht 13, die aufgedampft ist auf die Leucht-

Ungleichungspaar schicht 14, die Zinksuifid enthält und auf dem 0,3 mm

_o dicken Träger IS aus Glas liegt In bekannter und da-

0,7 < —^— < 0,95 her nicht dargestellter Weise an die Kathode 4, die

^?*'2 15 Anode 7 sowie die Elektroden 4 bis 6 ein elektrisches

und Potential angelegt, welches zwischen der Kathode 4

_Ohia — „ und der Anode 7 eine Spannungsdifferenz von 25 kV

0,2 < ^=-—-- < 0,4. hervorruft. Dabei liegt zwischen der Kathode 4 und

^θι> ^Ol>'S der ersten Elektrode S ein Spannungsunterschied von

Dabei bedeutet ρ₀ den meridionalen Radius im Zen- ao 200 V, zur dritten Elektrode 6 ein solcher von 1200V

trum der Kathode und ρ_Λ denjenigen im Abstand /ι, und der Rest zur Anode 7 hin.

entsprechen ist dann ρ_Λ/ϊ der Radius im Abstand A/2 In der F i g. 2 sind gegenüber F i g. 1 in vergrößer-

vom Zentrum. tem Mabstab die Elektroden 4 bis 7 herausgezeichnet.

Die Form der Fotokathode kann z. B. durch einen Dabei sind die Abstände h, h/2 und R vom Zentrum Träger vorgegeben sein, auf den die bekannten 35 der Kathode 4, d. h. der Längsachse 16 des Bildver-Schichten aufgebracht sind. Eine selbsttragende stärkers, aus abgetragen. Außerdem ist noch der AbSchichtung kann etwa durch Pressung in die erfin- stand der Kathode 4 und des Schirms 9, die Länge L dungsgemäße Form gebracht werden. Bei Verwen- des Systems markiert sowie der Durchmesser 5 des dung zur Verstärkung von sichtbarem Licht soOte ein eingeebneten Ausgangsbildes. Gestrichelt ist eine in Träger durchsichtig sein und etwa aus Glas bestehen. 30 bekannter Weise geformte Fotokathode 17 einge-Für die Anwendung in Röntgenbildverstärkern kann zeichnet, deren Kathodenfläche auf einer Kugelkalotte als Träger auch undurchsichtiges röntgendurchlässiges liegt. Dem Punkt im Abstand h vom Zentrum kommt Material verwendet werden, wie z. B. die Metalle bei der Kugelkalotte eine Senkrechte 18 auf die Ka-Aluminium und Beryllium oder Keramikmaterial. lotte zu, die steiler nach innen weist als diejenige 19

Nachfolgend ist die Erfindung an Hand des in den 35 im adäquaten Punkt der erfindungsgemäß geformten

Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Kathode 4. Dementsprechend ist auch die Abwei-

In der chung des gestrichelt eingezeichneten Elektronen-

F i g. 1 ist das Schnittbild eines elektronischen Strahls 20 von demjenigen, der mit 21 bezeichnet ist,

Röntgenbildverstärkers schematisch dargestellt und erheblich. Dies zeigt sich bei der erfindungsgemäßen

in der 40 Ausbildung in einer Verringerung der Verzeichnung

F i g. 2 die Anordnung und Ausbildung seiner und der Vignettierung, d. h. des Intensitätsabfalls

Elektroden und Leuchtschirme. zum Rand hin. Dieser ist, wie Vergleichsmessungen

Mit 1 ist in der F i g. 1 der vakuumdichte gläserne ergaben, gegenüber den Ausgangsschirmen von Bild-Kolben des Bildverstärkers bezeichnet. In diesem sind verstärkern mit bekannten kugelkalottenförmigen vom Eingangsfenster 2 aus die Kathode 4, die Ab- 45 Fotokathoden im Feld S um wenigstens 50%> verbildungs-Elektroden 5 und 6, sowie die Anode 7 an- mindert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. PateatansDrüche· schinne usw.) bei der Abbildung auf den üblichen

   ^v ' ebenen Ausgangsschirm weitgehend unwirksam. Die

   i. Bildverstärker mit einem Vakuumkolben, an Ausgangsschinne sollen andererseits eben sein, um dessen einem Ende eine Fotokathode liegt, an das Ausgangsbild, das bekanntlich zur Verbesserung deren Fläche das abbildende Strahlenbündel, in 5 der Verstärkung usw. elektronenoptisch verkleinert Abhängigkeit von der Intensitätsverteilung in sei- ist, ungehindert mit einer Lupe optisch wieder vernem Querschnitt, Elektronen auslöst, die elek- größert beobachten zu können bzw. um für Abbiltronenoptisch bei hoher Beschleunigungsspannung dungsketten (Fernsehen usw.) ein ebenes Eingangsauf einen Leuchtschirm abgebildet werden, der bild zu haben. Die optimale Auflösung kann dabei am anderen Ende des Kolbens liegt, wobei die io aber wegen der Bildwölbung nur auf einer sehr Fotokathode eine Kalotte darstellt mit einer von schmalen, zur Bildverstärkerachse konzentrischen der Mitte zum Rand hin unterschiedlichen Kriim- Zone erreicht werden. Auch eine Kathode mit von mung, die mit ihrer öffnung dem Leuchtschirm der Mitte zum Rand hin unterschiedlichem, d. h. abzugewandt ist, dadurch gekennzeichnet, nehmendem Krümmungsradius konnte nicht befriedaß der Querschnitt der Kathode (4) einen meri- 15 digen, weil sie keine ebene Abbildung ergibt,
   dionalen Krümmungsradius aufweist, der vom Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

   Zentrum zum Rand hin stärker als linear zu- Auflösung des Ausgangsbildes eines Bildverstärkers nimmt mit einem ebenen Ausgangsschirm durch Einebnung
2. 2. Bildverstärker nach Anspruch 1, dadurch der Bildfläche zu verbessern. Diese Aufgabe wird ergekennzeichnet, daß seine Abmessungen folgen- »p findungsgemäß dadurch gelöst, daß der Querschnitt den Ungleichungen bzw. Gleichungen entsprechen der Kathode einen meridionalen Krümmungsradius V« < RIL < V» aufweist, der vom Zentrum zum Rand hin stärker als

   _un£j linear zunimmt. Die Zunahme des Radius braucht

   dabei nicht vollständig stetig zu sein. Es kommt nur

   h = (Vt)R sowie _a5 darauf an, daß, auf den ganzen meridionalen Quer-

   0 schnitt bezogen, die erfindungsgemäße Regel einge-

   0-⁷< — <0,95 _hai_{ten ist} Die Wirkung der Erfindung ist so erklär-

   ^6h '2 bar, daß bei der neuen Form der Kathode Elektronen-