JP2977866B2 - Image intensifier tube - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は出力像歪を小さくしたII（イメージインテン
シファイヤ）管に関するものである。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an II (Image Intensifier) tube with reduced output image distortion.
一般に、Ｘ線II管は、第10図に示すように、円筒状の
外囲器１の一端の入力面２と、この入力面２に対向する
他面の出力面３と、これら入力面２と出力面３との間に
設けられた集束電極41,42,43と、出力面３の前方側近傍
に設けられたアノード電極５とから構成される。Generally, as shown in FIG. 10, the X-ray II tube has an input surface 2 at one end of a cylindrical envelope 1, an output surface 3 opposite to the input surface 2, and Focusing electrodes 4 1 , 4 2 , 4 3 provided between the output surface 3 and the anode electrode 5 provided near the front side of the output surface 3.
このような構成において、Ｘ線源からのＸ線が被写体
（共に図示せず。）の透過像を入力面２に結像させる。
それにより入力面２上に形成された蛍光体が発光し、こ
の発光により入力面２に形成された光電面から電子を放
出させ電子像を得る。そして、この電子を集束電極41〜
43およびアノード電極５で集束加速して出力面３に入射
させ、出力面３の螢光体を発光させて出力像を得る。In such a configuration, an X-ray from an X-ray source forms a transmission image of a subject (both not shown) on the input surface 2.
As a result, the phosphor formed on the input surface 2 emits light, and by this emission, electrons are emitted from the photocathode formed on the input surface 2 to obtain an electron image. The focusing electrode 4 1 - the electronic
4 3 and focusing accelerated to the anode electrode 5 is incident on the output face 3, to obtain an output image by emitting a fluorescent body of the output surface 3.
しかるに、この種のＸ線II管では、入力面２が球面を
なし、出力面３が平面をなしているため、いわゆる糸巻
き歪が生じる。すなわち、例えば像が直線的格子状とな
るべきところ、曲線的な特性となって像の中心部に比し
像の周辺部が拡大される。However, in this type of X-ray II tube, so-called pincushion distortion occurs because the input surface 2 is spherical and the output surface 3 is planar. That is, for example, where the image is to be in a linear lattice, the peripheral portion of the image is enlarged as compared with the central portion of the image due to a curved characteristic.
従来のＸ線II管は周辺部での歪が大きかったため、周
辺での被写体の大きさを正確に判断することが困難であ
り、また、出力像の発光輝度の一様性が悪いという問題
があった。ここで、歪には電子軌道歪及び幾何学的歪
と、これらの合計歪とがあり、このうち、幾何学的歪は
電子管の構成により発生し、電子軌道歪は集束電極の電
位、電極形状などで発生する。そして、周辺になるに従
い、電子軌道歪が指数関数的に増加して全体の歪も大き
くなる。The conventional X-ray II tube has a large distortion at the periphery, which makes it difficult to accurately determine the size of the subject at the periphery, and has a problem that the uniformity of the emission luminance of the output image is poor. there were. Here, the distortion includes an electron orbital distortion and a geometrical distortion, and a total distortion thereof. Of these, the geometrical distortion is generated by the configuration of the electron tube, and the electron orbital distortion is the potential of the focusing electrode, the electrode shape. Etc. Then, as it gets closer to the periphery, the electron orbital distortion increases exponentially and the overall distortion also increases.
このような歪を補正するための手法としては、例えば
補正用の電極を設けることが考えられ、特開平１−1735
57号ではこの種の技術が開示されている。すなわち、こ
こではアノード電極が前段電極と後段電極に分割され、
その間に補正用の中間電極が設けられている。しかし、
このようにするとアノード近傍の電場が乱され、ここに
おける電子の収束作用以外の発散作用が生じることによ
り、有効的に歪を補正できないうえに周辺部での精度が
著しく高くなってしまう。As a technique for correcting such distortion, for example, it is conceivable to provide an electrode for correction.
No. 57 discloses this type of technology. That is, here, the anode electrode is divided into a front electrode and a rear electrode,
An intermediate electrode for correction is provided between them. But,
In this case, the electric field in the vicinity of the anode is disturbed, and a divergence action other than the electron convergence action occurs here, so that distortion cannot be effectively corrected and accuracy in the peripheral portion is significantly increased.
本発明に係るイメージインテンシファイヤ管は、真空
外囲器の入力側に入射光学像を電子像に変換する入力面
が配設されると共に、出力側に電子像を取り出す出力面
が配設され、かつ出力面の前方側にアノード電極が配設
されたものにおいて、アノード電極の後方側にはアノー
ド電極より低電位の補正電極が配設され、補正電極の前
方側には補正電極により高電位でメッシュ状となったメ
ッシュ電極が配設されていることを特徴とする。In the image intensifier tube according to the present invention, an input surface for converting an incident optical image into an electronic image is provided on an input side of the vacuum envelope, and an output surface for extracting an electronic image is provided on an output side. And an anode electrode provided in front of the output surface, wherein a correction electrode having a lower potential than the anode electrode is provided behind the anode electrode, and a higher potential is provided by the correction electrode in front of the correction electrode. Wherein a mesh electrode in a mesh shape is provided.
本発明の構成によれば、補正電極の前方側により高電
位のメッシュ電極が設けられているので、補正電極の前
方向側に低電位の領域がはみ出すことがなくなり、従っ
て電子に対して収束作用のみを有する歪補正レンズが形
成される。According to the configuration of the present invention, since the high-potential mesh electrode is provided on the front side of the correction electrode, a low-potential region does not protrude in the front side of the correction electrode, and therefore, the convergence effect on the electrons is obtained. Thus, a distortion correction lens having only one is formed.
以下、添付図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
第１図は第１実施例に係るII管の構成図である。そし
て、これが第10図の従来例と異なる点は、アノード電極
５の後方側すなわちスクリーン電極である出力面３とア
ノード電極５との間に、アノード電極５より低電位の補
正電極８が設けられている点と、補正電極８の前方側に
補正電極８より高電位となったメッシュ状のメッシュ電
極９が設けられていることである。具体例としては、25
kVが印加された出力面３とアノード電極５の間に、20kV
が印加された補正電極８が設けられ、かつアノード電極
５にはメッシュ電極９が取り付けられている。FIG. 1 is a configuration diagram of a II tube according to the first embodiment. 10 is different from the conventional example of FIG. 10 in that a correction electrode 8 having a lower potential than the anode electrode 5 is provided behind the anode electrode 5, that is, between the output surface 3 which is a screen electrode and the anode electrode 5. In that a mesh electrode 9 having a higher potential than the correction electrode 8 is provided in front of the correction electrode 8. As a specific example, 25
20 kV is applied between the output surface 3 to which kV is applied and the anode 5.
Is provided, and a mesh electrode 9 is attached to the anode electrode 5.
次に、この実施例の作用を第２図および第３図により
説明する。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS.
第２図はメッシュ電極９を設けずに補正電極８のみを
設けたときの、アノード電極５および補正電極８の近傍
の等電位線と電子軌道を示している。ここで、各部の印
加電圧については、入力面２の光電面が0V、集束電極41
〜43がそれぞれ110V、860Vおよび3.8kVとする。また、
アノード電極５は25kVとし、スクリーン電極すなわち出
力面３は25kVとする。そして、補正電極８はこれより低
電位の20kVとする。FIG. 2 shows equipotential lines and electron orbits near the anode electrode 5 and the correction electrode 8 when only the correction electrode 8 is provided without providing the mesh electrode 9. Here, the respective portions of the applied voltage, 0V photocathode of the input surface 2, the focusing electrode 4 1
To 4 3 are respectively 110V, and 860V and 3.8 kV. Also,
The anode electrode 5 is set to 25 kV, and the screen electrode, that is, the output surface 3 is set to 25 kV. The correction electrode 8 is set to a lower potential of 20 kV.
すると、入力面２から発生された電子は集束電極41〜
43で集束加速され、アノード電極５および補正電極８で
軌道補正されて出力面３に入射され、蛍光体が発光され
て出力像の信号が得られる。ここで、補正電極８には低
電位が印加されているので、周辺部の電子軌道の歪が補
正されている。さらに、アノード電極５の内側先端部51
と補正電極８の内側先端部81は共に電子軌道面に沿って
並び、しかも補正電極８の内側先端部81はこの軌道面に
沿った傾斜面となっているので、良好な歪補正が実現さ
れている。Then, electrons generated from the input surface 2 is focusing electrode 4 1
Is focused accelerated by 4 3, the anode electrode 5 and the correction electrode 8 is trajectory corrected is incident on the output face 3, phosphor signals output image is light emission is obtained. Here, since a low potential is applied to the correction electrode 8, the distortion of the electron trajectory in the peripheral portion is corrected. Furthermore, the inner tip 51 of the anode electrode 5
The inner tip 81 of the correction electrode 8 and the inner tip 81 of the correction electrode 8 are both arranged along the electron orbital plane, and the inner tip 81 of the correction electrode 8 is inclined along this orbital plane, so that good distortion correction is realized. ing.
しかし、第２図のように補正電極８を設けただけで
は、補正電極８による低電位部分がアノード電極５の内
側へとはみ出してしまう。すると、周辺部の電子は補正
電極８の前方側では発散作用を受けることになるので、
周辺部の輝度が著しく高くなる欠点がある。そこで本実
施例では、アノード電極５の後方に補正電極８を設ける
だけでなく、補正電極８の前方にメッシュ電極９を設け
ている。However, if only the correction electrode 8 is provided as shown in FIG. 2, the low potential portion of the correction electrode 8 will protrude inside the anode electrode 5. Then, the electrons in the peripheral portion are diverged on the front side of the correction electrode 8, so that
There is a disadvantage that the brightness of the peripheral portion is significantly increased. Therefore, in the present embodiment, not only the correction electrode 8 is provided behind the anode electrode 5 but also the mesh electrode 9 is provided in front of the correction electrode 8.
第３図はこのようにした場合の等電位線と電子軌道の
関係を示している。FIG. 3 shows the relationship between the equipotential lines and the electron orbits in such a case.
図示の通り、アノード電極５の内側先端部51に接続さ
れたメッシュ電極９を設け、ここの電位を25kVとする。
すると、等電位線のアノード電極５の内部へのはみ出し
はなくなり、補正電極の前方でも後方でも、電子は集束
作用のみを受けることになる。すなわち、周辺部の輝度
を高めることなく、なだらかな歪補正を実現できる。こ
こで、メッシュ電極９はアノード電極５と同電位として
いるが、やや高い電位としてもよい。As shown in the figure, a mesh electrode 9 connected to the inner front end portion 51 of the anode electrode 5 is provided, and its potential is set to 25 kV.
Then, the equipotential lines do not protrude into the inside of the anode electrode 5, and the electrons receive only the focusing action both before and after the correction electrode. That is, gentle distortion correction can be realized without increasing the luminance of the peripheral portion. Here, the mesh electrode 9 has the same potential as the anode electrode 5, but may have a slightly higher potential.
第４図は上記実施例の変形例に係るII管の要部を示し
ている。FIG. 4 shows a main part of a II tube according to a modification of the above embodiment.
この例では、メッシュ電極９は平面状ではなく、補正
電極８の方向に凸形状となっている。このようにする
と、補正電極８による等電位線は周辺部を中心に形成さ
れるので、電子軌道の補正は周辺部でのみなされる。す
なわち、軌道補正の不要な中心部の電子には、歪補正レ
ンズの影響を与えないようにすることができる。In this example, the mesh electrode 9 is not planar but has a convex shape in the direction of the correction electrode 8. In this case, since the equipotential lines formed by the correction electrode 8 are formed around the peripheral portion, the correction of the electron trajectory is considered only at the peripheral portion. That is, it is possible to prevent the distortion correction lens from affecting the electrons in the central portion that do not require the trajectory correction.
次に、本発明の別の実施例を第５図により説明する。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
第５図はその構成図で、この場合にはアノード電極５
を前段電極51と後段電極52に分割し、この中間に補正電
極８を設けている。そして、補正電極８の前方側の一例
として、前段電極51にメッシュ電極９を取り付けてい
る。このような場合にも、電子軌道は周辺部においてゆ
るやかに歪補正されるので、周辺部の輝度を高めること
なく歪みのない出力像が得られる。FIG. 5 is a diagram showing the configuration, in this case, the anode electrode 5
The divided upstream electrode 5 1 and the subsequent electrode 5 2, and the correction electrode 8 provided in the middle. Then, as an example of a front side of the correction electrode 8, is attached to the mesh electrode 9 in front electrodes 5 1. Even in such a case, since the electron trajectory is gently corrected for distortion in the peripheral portion, an output image without distortion can be obtained without increasing the luminance in the peripheral portion.
次に、本発明の実施例による歪補正の効果を、第６図
および第７図により説明する。Next, the effect of distortion correction according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG.
第６図はアノード電極５の後方に補正電極８を設けた
ときの歪と、補正電極８だけでなくメッシュ電極９も設
けたときの歪を示している。図示の通り、補正電極８と
共にメッシュ電極９を設けたときは、周辺部での滑らか
な補正が実現される。第７図は、補正電極８に印加する
電圧と歪の関係を示している。補正電極８の電圧を20k
V、18kV、16kVと低くしていくと、歪補正レンズによる
集束作用が増大し、歪が小さくなることがわかる。FIG. 6 shows the distortion when the correction electrode 8 is provided behind the anode electrode 5 and the distortion when not only the correction electrode 8 but also the mesh electrode 9 are provided. As shown, when the mesh electrode 9 is provided together with the correction electrode 8, smooth correction in the peripheral portion is realized. FIG. 7 shows the relationship between the voltage applied to the correction electrode 8 and the distortion. Set the voltage of the correction electrode 8 to 20k
It can be seen that as the voltage is reduced to V, 18 kV, and 16 kV, the convergence action of the distortion correction lens increases, and the distortion decreases.
次に、補正電極８の前方に設けられるメッシュ電極９
のピッチと、解像度の関係を説明する。Next, the mesh electrode 9 provided in front of the correction electrode 8
The relationship between the pitch and the resolution will be described.
メッシュ電極９については、そのピッチが大きすぎる
とメッシュ電極９の近傍で等電位線が屈曲し、マイクロ
電子レンズが形成される。このため、電子軌道が乱され
て解像度の低下が生じるので、メッシュ電極９のピッチ
はある程度以下にすることが必要である。その具体的な
実施例を以下に示す。解像度の評価は一般的にはMTF（M
odulation Transfer fanction）と呼ばれる変調伝達関
係で表わされる。解像度とMTFとの関係は、解像度の良
いものほど全空間周波数にわたり高い値を示す。メッシ
ュのピッチを変えた時のMTFを第９図に示す。メッシュ
のピッチは0.1,0.5,1.0,1.5,2.0及び2.5mmのものであ
る。この図から明らかな様に0.1,0.5及び1.0mmのピッチ
のものではMTFは一定であるが1.5,2.0及び2.5mmのもの
では劣化が見られる。つまり、1.0mmを超えるピッチで
は解像度の劣化という悪影響を及ぼす。上記の様な実例
から、メッシュのピッチは1.0mm以下であることが望ま
しい。If the pitch of the mesh electrodes 9 is too large, the equipotential lines are bent near the mesh electrodes 9 to form micro electron lenses. For this reason, the electron trajectory is disturbed and the resolution is lowered. Therefore, the pitch of the mesh electrodes 9 needs to be set to a certain value or less. Specific examples are shown below. Resolution evaluation is generally performed using MTF (M
It is represented by a modulation transfer relationship called odulation transfer function. The relationship between the resolution and the MTF indicates that the higher the resolution, the higher the value over the entire spatial frequency. FIG. 9 shows the MTF when the pitch of the mesh is changed. The pitch of the mesh is of 0.1, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 and 2.5 mm. As is clear from this figure, the MTF is constant at the pitches of 0.1, 0.5 and 1.0 mm, but deteriorates at 1.5, 2.0 and 2.5 mm. That is, a pitch exceeding 1.0 mm has an adverse effect of deterioration of resolution. From the above example, it is desirable that the mesh pitch is 1.0 mm or less.
本発明は上記実施例に限定されることなく、種々の変
形が可能である。The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible.
例えば、メッシュ電極９は周辺部でメッシュが細か
く、中心部で粗くなっていてもよい。また、周辺部のみ
にメッシュが設けられていてもよい。この場合、周辺部
のメッシュ電極は櫛歯状のものとするなど、各種の形状
をとることも可能である。また、本発明はＸ線II管以外
のものとして、例えば光電面からの光電子を増倍するタ
イプの一般のII管にも適用できる。For example, the mesh electrode 9 may have a fine mesh at the peripheral portion and a coarse mesh at the central portion. Further, the mesh may be provided only in the peripheral portion. In this case, the mesh electrode in the peripheral portion may have various shapes such as a comb-like shape. Further, the present invention can be applied to a general type II tube which multiplies photoelectrons from a photocathode, other than the X-ray type II tube.
以上、詳細に説明した通り本発明では、補正電極の前
方側により高電位のメッシュ電極が設けられているの
で、補正電極の前方向側に低電位の領域がはみ出すこと
がなくなり、従って電子に対して収束作用のみを有する
歪補正レンズが形成される。このため、出力輝度が一様
で歪の少ないII管を実現できる。As described above in detail, in the present invention, since the high-potential mesh electrode is provided on the front side of the correction electrode, the low-potential region does not protrude in the forward direction of the correction electrode. Thus, a distortion correction lens having only a convergence function is formed. For this reason, it is possible to realize an II tube with uniform output luminance and little distortion.
第１図は本発明の第１実施例に係るイメージインテンシ
ファイヤ管の全体構成図、第２図および第３図はその作
用を説明する図、第４図は第１実施例の変形例に係るイ
メージインテンシファイヤ管の要部を示す図、第５図は
第２実施例に係るイメージインテンシファイヤ管の全体
構成図、第６図および第７図は歪補正の効果を示すグラ
フ、第８図はMTFとLpの見方を示す図、第９図はメッシ
ュピッチを変えたときのMTFの実測値を示すグラフ、第1
0図は従来のイメージインテンシファイヤ管の構成図で
ある。 １……外囲器、２……入力面、３……出力面、 41〜43……集束電極、５……アノード電極、 ８……補正電極、９……メッシュ電極。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an image intensifier tube according to a first embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are diagrams for explaining the operation thereof, and FIG. 4 is a modification of the first embodiment. FIG. 5 is a diagram showing a main part of the image intensifier tube, FIG. 5 is an overall configuration diagram of the image intensifier tube according to the second embodiment, FIGS. 6 and 7 are graphs showing the effect of distortion correction, FIG. 8 is a diagram showing how to view MTF and Lp. FIG. 9 is a graph showing measured values of MTF when the mesh pitch is changed.
FIG. 0 is a configuration diagram of a conventional image intensifier tube. 1 ...... envelope, 2 ...... input surface 3 ...... output surface, 41 to 3 ...... focusing electrode 5 ...... anode electrode, 8 ...... correction electrode, 9 ...... mesh electrode.
Claims (6)
に変換する入力面が配設されると共に、出力側に前記電
子像を取り出す出力面が配設され、かつ前記出力面の前
方側にアノード電極が配設されたイメージインテンシフ
ァイヤ管において、 前記アノード電極の後方側には当該アノード電極より低
電位の補正電極が配設され、前記補正電極の前方側には
当該補正電極より高電位でメッシュ状となったメッシュ
電極が配設されていることを特徴とするイメージインテ
ンシファイヤ管。An input surface for converting an incident optical image into an electronic image is provided on an input side of a vacuum envelope, and an output surface for extracting the electronic image is provided on an output side, and the output surface is provided. In an image intensifier tube having an anode electrode provided in front of the anode electrode, a correction electrode having a lower potential than the anode electrode is provided behind the anode electrode, and the correction electrode is provided in front of the correction electrode. An image intensifier tube comprising a mesh electrode having a mesh shape at a higher potential than the electrode.
に変換する入力面が配設されると共に、出力側に前記電
子像を取り出す出力面が配設され、かつ前記出力面の前
方側にアノード電極が配設されたイメージインテンシフ
ァイヤ管において、 前記アノード電極は後方側の後段アノード電極と前方側
の前段アノード電極に分割されてこれらの間に前記アノ
ード電極より低電位の補正電極が配設され、前記補正電
極の前方側には前記補正電極より高電位でメッシュ状と
なったメッシュ電極が配設されていることを特徴とする
イメージインテンシファイヤ管。2. An input surface for converting an incident optical image into an electronic image is provided on an input side of the vacuum envelope, and an output surface for extracting the electronic image is provided on an output side, and the output surface is provided. In the image intensifier tube in which an anode electrode is disposed on the front side of the anode electrode, the anode electrode is divided into a rear-side rear-stage anode electrode and a front-side front-stage anode electrode, and a lower potential of the anode electrode is lower than the anode electrode. An image intensifier tube, wherein a correction electrode is provided, and a mesh electrode having a higher potential than the correction electrode and having a mesh shape is provided in front of the correction electrode.
なっている請求項１又は２記載のイメージインテンシフ
ァイヤ管。3. An image intensifier tube according to claim 1, wherein said mesh electrode is convex toward said correction electrode.
となっている請求項１又は２記載のイメージインテンシ
ファイヤ管。4. An image intensifier tube according to claim 1, wherein said mesh electrode has a coarse mesh at a central portion.
となっている請求項１又は２記載のイメージインテンシ
ファイヤ管。5. An image intensifier tube according to claim 1, wherein said mesh electrode is meshed only at a peripheral portion.
以下である請求項１又は２記載のイメージインテンシフ
ァイヤ管。6. A mesh electrode having a mesh pitch of 1 mm.
3. The image intensifier tube according to claim 1, wherein:
Priority Applications (1)
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| JP2147027A JP2977866B2 (en) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | Image intensifier tube |
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| JPH0439847A JPH0439847A (en) | 1992-02-10 |
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