EP0334734B1 - Chromatischer Wandler für elektromagnetische Bilder und sein Herstellungsverfahren - Google Patents

Chromatischer Wandler für elektromagnetische Bilder und sein Herstellungsverfahren Download PDF

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EP0334734B1
EP0334734B1 EP89400763A EP89400763A EP0334734B1 EP 0334734 B1 EP0334734 B1 EP 0334734B1 EP 89400763 A EP89400763 A EP 89400763A EP 89400763 A EP89400763 A EP 89400763A EP 0334734 B1 EP0334734 B1 EP 0334734B1
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EP
European Patent Office
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wall
enclosure
exit
bowl
securing means
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EP89400763A
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Jean Thomson-Csf Ricodeau
Maurice Thomson-Csf Verat
Gilbert Thomson-Csf Colomb
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Thales SA
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Thomson CSF SA
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    • H01J29/02—Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
    • H01J29/10—Screens on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted or stored
    • H01J29/18—Luminescent screens
    • H01J29/24—Supports for luminescent material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/86—Vessels; Containers; Vacuum locks
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J31/00—Cathode ray tubes; Electron beam tubes
    • H01J31/08—Cathode ray tubes; Electron beam tubes having a screen on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted, or stored
    • H01J31/50—Image-conversion or image-amplification tubes, i.e. having optical, X-ray, or analogous input, and optical output
    • H01J31/501—Image-conversion or image-amplification tubes, i.e. having optical, X-ray, or analogous input, and optical output with an electrostatic electron optic system

Definitions

  • the invention relates to the chromatic conversion of an image obtained into electromagnetic radiation. It is particularly suitable in radiology for the conversion into visible light of an image obtained in X-rays, although the invention is not limited to this particular application.
  • FIG. 1 illustrating the state of the art, is a schematic longitudinal section showing the main elements of a device for chromatic conversion of an image obtained in X-rays.
  • the device T also called radiological image intensifier tube ( IIR)
  • IIR radiological image intensifier tube
  • This vacuum-tight enclosure 1 has an inlet wall 2 transparent to ionizing radiation behind which there is a photoelectric inlet screen 3 suitable for receiving ionizing radiation.
  • the photoelectric screen emits electrons along electronic paths 7.
  • the inlet wall 2 is located an outlet wall 4 having on its internal face an outlet screen with phosphor 5 suitable for receiving electrons and producing, in response, visible light by cathodoluminescence.
  • L enclosure 1 also comprises focusing means 6, linked to the latter by supports 64, for focusing the electrons emitted by the input screen 3 in the direction of the output screen 5.
  • focusing means 6 comprise a terminal electrode 60 also called anode, which, when the device is in operation can be at the same potential as the output screen, as well as a pre-terminal electrode 61 located in the vicinity of the terminal electrode and further from the output screen as the latter.
  • the focusing means 6 also include a set of electrodes 62 located between the pre-terminal electrode 61 and the input screen 3.
  • FIG 2 is a schematic partial longitudinal section showing a first arrangement of the outlet screen 5 vis-à-vis the outlet wall 4.
  • the outlet screen 5 consists a transparent or semi-transparent plate 51 (transparency of the order of 0.8), generally made of glass, covered with a layer of phosphor 50 which converts the energy of the electrons received. In general, this phosphor layer 50 consists of an agglomerate of very small grains.
  • the blade 51 is generally tinted and has typical dimensions of the order of 45 millimeters for the diameter and 0.6 millimeters for the thickness.
  • the outlet screen 5 is separated by a cup 53 from the outlet wall 4 so that a vacuum blade 52 with parallel faces is created between the blade 51 and the outlet wall 4.
  • the outlet screen 105 acts as an outlet wall in this arrangement.
  • the blade 151 supporting the phosphor layer 150 is relatively thick (of the order of 2.5 mm (millimeters)), so to be able to withstand the external pressure.
  • This blade 151 is provided with a fixing element 154 welded by a weld bead 155 to a similar fixing element 112 secured to the enclosure 101.
  • a first step in, the manufacture of this device will consist in depositing this layer 150 on the glass slide 151 and then assemble the glass slide by welding on the enclosure 101.
  • FIG. 4 also illustrating the state of the art and in which elements which are analogous or having similar functions with respect to those of FIG. 3 are assigned references increased by 100 compared to those they had in Figure 3. Only the differences between these two figures will be described.
  • the manufacture of the phosphor layer 250 is done on a thin, light and small blade 251.
  • This blade is then maintained in optical contact with the internal face 240 of the outlet wall 204 by means of an adhesive 208 which has the same optical index as that of the blade 251 and that of the outlet wall 204.
  • the contrast of the image is thus improved compared to that of the arrangement of FIG. 2.
  • a fine passage 230 is provided in the enclosure 201 to accommodate there a conductor 231 intended to supply the output screen in very high tension, thus avoiding the use of generalized coating.
  • the bonding operation of the outlet screen 205 must be done directly on the internal face 240 of the outlet wall 204.
  • This poses industrial manufacturing problems because the enclosure is relatively large (height of 200 to 400 mm (millimeters)) and the outlet wall is located at the bottom of a narrowed area of the enclosure, the height and average diameter of which are respectively of the order of 50 millimeters and 80 mm (millimeters).
  • the invention overcomes these drawbacks by proposing a solution tending to reduce the manufacturing costs of such devices.
  • An object of the invention is to be able to deposit an anti-reflection layer directly on the external face of the outlet wall of the enclosure.
  • Another object of the invention is to be able to envisage the manufacture of devices having a thick outlet wall which is simple to produce and does not penalize the addition of a possible anti-reflection layer.
  • the side wall of the bowl can be frustoconical and the first part of the fixing means can be a first metal collar while the second part of the fixing means can be a second metal collar having a projecting part inside the enclosure once it is assembled.
  • the pre-terminal focusing electrode can be fixed on the projecting part of the second metal collar.
  • the side wall of the bowl comprises a first frustoconical portion connecting to the bottom wall followed by a second frustoconical portion having a larger flare than that of the first frustoconical portion.
  • This second frustoconical portion advantageously comprises at least one fine pre-terminal conduit suitable for receiving a pre-terminal conductive element intended to supply a voltage to an electrode of the focusing means, the cooperation between the conductive element and its conduit not disturbing the character waterproof enclosure.
  • the first and second parts of the fixing means can be welded together to form said fixing means.
  • the latter can also consist of an adhesive joint joining the bowl to the rest of the enclosure.
  • the frusto-conical side wall of the bowl connected to the bottom wall, comprises at least one thin end conduit suitable for receiving a terminal conductive element intended to convey very high voltage, the cooperation between this conductive element and its conduit does not disturbing not the watertight nature of the enclosure.
  • the terminal electrode can be supplied by said terminal conductive element and also fixed on it.
  • the terminal element is the outlet wall.
  • the fixing means consist of another adhesive joint.
  • the terminal electrode is fixed to the pre-terminal electrode by electrically insulating attachment means.
  • an anti-reflection layer may be in optical contact with the external face of the outlet wall, the latter being able to be thick.
  • This anti-reflection layer can be deposited directly on the external face of the outlet wall, or else be placed on one of the faces of an additional plate transparent to the radiation of the phosphor, this additional plate being in optical contact with the external face of the outlet wall by means of a second adhesive having the same optical index as the first adhesive.
  • the additional blade can be made of glass or plastic.
  • an anti-reflection layer in optical contact with the external face of the outlet wall before making the terminal element integral with the rest of the enclosure.
  • FIG. 5 The elements represented in FIG. 5, analogous or having functions analogous to those represented in FIGS. 1, 2 (respectively 4), are assigned references increased by the value 300 (respectively 100) compared to those they had on Figures 1 and 2 (respectively 4). Only the differences between FIG. 5 and the aforementioned figures will be described.
  • the enclosure 301 consists of an end portion 310 connected to the rest 311 of the enclosure by fixing means 309.
  • the end element 310 is a bowl, the substantially flat bottom wall of which constitutes the outlet wall 304.
  • the side wall of this bowl 310 is frustoconical flaring from the bottom wall.
  • a first part of the fastening elements 309 constituted by a first metal collar 390.
  • the remainder 311 of the enclosure 301 comprises, in the vicinity of its terminal part, a second metal collar 391 constituting a second part of the fixing means 309.
  • This second metal collar 391 has a projecting part 393 inside the enclosure 301 once it has been assembled.
  • the collars 390 and 391 are welded together by means of a weld bead 392 thus constituting together the fixing means 309.
  • the pre-terminal electrode 361 is fixed to the projecting part 393 of the second metal collar 391.
  • This pre-terminal electrode 361 supports, by means of fastening elements electrically electrically insulating 363, the terminal electrode 360.
  • a thin terminal conduit 330 is formed in the frustoconical side wall of the bowl 310. Inside this conduit 330 is housed a metallic terminal conductor 331 for supplying high voltage to one part of the terminal electrode 360 and, on the other hand, the output screen 305. The cooperation between the conductor 331 and the conduit 330 does not disturb the tightness of the enclosure.
  • the use of this electrical conductor 331 avoids the problems of isolating the very high voltage and in particular avoids the generalized coating deposited on the output screen in certain devices of the state of the art already described.
  • the exit screen is glued to the internal face of the exit wall by means of glue 308, hereinafter referred to as the first glue, having the same optical index as that of the exit screen and that of the exit wall. exit.
  • An anti-reflection layer 374 is deposited on the additional strip 373, the latter being bonded to the external face 341 of the outlet wall 304 by means of the glue 372 called the second glue.
  • the subsequent checks and storage of the bowl 310, carried out separately from the rest 311 of the more bulky enclosure, are easier.
  • the enclosure is closed by the weld bead 309 can be done last after assembly of the other elements.
  • the anti-reflection layer 474 is deposited directly on the external face 441 of the outlet wall 404. This is possible in the device according to the invention, unlike those of the state of the art described above. before. Indeed, according to the invention, the outlet wall carrying the anti-reflection layer 474 does not have to undergo the manufacturing operations of the phosphor outlet screen (case of FIG. 3). Likewise, the deposition of the anti-reflection layer 474 does not have to be carried out on a complete large enclosure (case of FIG. 4).
  • the terminal conductor 531 housed in the terminal conduit 530, is rigid, which makes it possible not only to supply the terminal electrode but also to secure it.
  • Figure 8 shows a partial longitudinal section of a device according to the invention having a thick outlet wall of the order of 10 millimeters. While in the prior art devices described above, the problem of thickening the outlet wall posed problems of weight and very high voltage insulation, the use of a terminal element 610 distinct from the rest of the enclosure and therefore of smaller dimension makes it possible to solve this problem by simply thickening the outlet wall 604.
  • the terminal element 810 has the shape of a bowl, the first frustoconical portion 810A connected to the bottom wall is extended by a second frustoconical portion 810B having a larger flare.
  • the bowl 810 is joined to the rest 811 of the enclosure by an adhesive joint 894.
  • the adhesives which can be used some belong to the family of polyimides. These types of adhesives remain stable at 280 ° Celsius which is a temperature reached for IIR tubes during the manufacturing operations subsequent to bonding.
  • the adhesive joint produced is vacuum-tight and does not emit gases, the nature and quantity of which are incompatible with the quality of vacuum required for the proper functioning and the service life of the device according to the invention.
  • Such an embodiment makes it possible to avoid the use of metal parts such as the first and second collars (FIGS. 5 to 8).
  • the conduit 833, receiving the conductor 832, is formed in this second frustoconical part 810B.
  • the depth of the bowl 810 remains small (of the order of 50 mm (millimeters)) and is compatible with easy mounting and bonding of the phosphor screen 805.
  • the means for fixing the bowl 910 on the rest 911 of the enclosure are similar to those used in the case of a bowl having a single frustoconical portion ( Figures 5 to 8), namely a first metal collar 990, a second metal collar 991 connected to the rest of the enclosure and a weld bead 992 connecting the two aforementioned metal collars.
  • the pre-terminal electrode 961 being supplied by the conductor 932, the metal collars 990 and 991 are at a very low voltage which is that of a focusing electrode situated upstream of the pre-terminal electrode.
  • This voltage value can typically be of the order of 100 to 200V (Volts), or even be zero. This does not therefore result in an insulation problem outside the enclosure.
  • the anti-reflection layer can be deposited either directly on the external face of the outlet wall or by means of an additional strip glued to the external face of the outlet wall. with the second glue.
  • an additional blade can be made of glass or plastic.
  • the transparent material used it will be chosen so as to have a single medium with an optical index between the phosphor layer and the anti-reflection layer.
  • This optical index common to the support of the phosphor layer, to the first and second adhesives, to the outlet wall and possibly to the additional strip, is of the order of 1.5.
  • the phosphor screen once prepared, is glued to the internal face of the outlet wall of the terminal element. This is facilitated by the small dimensions of this terminal element. The latter is then assembled on the enclosure with the vacuum-tight fixing means. This prevents sticking of the exit screen in a complete enclosure at the bottom of a relatively deep well.

Landscapes

  • Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)
  • Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)
  • Cathode-Ray Tubes And Fluorescent Screens For Display (AREA)

Claims (21)

  1. Vorrichtung zur chromatischen Umwandlung eines aus einer elektromagnetischen Strahlung erhaltenen Bildes, insbesondere für ein Überführen von einer ionisierenden Strahlung in sichtbares Licht, mit einer leeren, dichten Einfassung (301), mit:
    - einer Eingangswand, die gegenüber der elektromagnetischen Strahlung durchlässig ist und hinter der ein photoelektrischer Eingangsschirm vorgesehen ist, der geeignet ist, die elektromagnetische Strahlung zu empfangen,
    - Fokussiermitteln (360, 361), die mit der Einfassung zum Fokussieren der Elektronen verbunden sind, die von dem Eingangsschirm in Richtung des Ausgangsschirmes abgestrahlt werden, und
    - einem Ausgangsschirm (304), der gegenüber der Luminophorstrahlung (350) durchlässig ist, auf dessen Innenseite (340) der Luminophor-Ausgangsschirm (305) mittels eines ersten Klebers (308) festgeklebt ist, der ein optisches Kennzeichen besitzt, das mit dem der Ausgangswand (304) identisch ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswand (304) zu einem Anschlußelement (310) der Einfassung (301) gehört, das mit dem Rest (311) der Einfassung durch vakuumdichte Befestigungsmittel (309) fest verbunden ist, die von der Ebene des Ausgangsbildes entfernt sind,
    - wobei das Anschlußelement einerseits aus elektrisch isolierendem und gegenüber der Luminophorstrahlung durchlässigem Material verwirklicht ist, und andererseits die Form einer Schale mit einer im wesentlichen ebenen Bodenwand besitzt, die die Ausgangswand bildet, wobei die Seitenwand dieser Schale sich ausgehend von deren Bodenwand ausweitet, und wobei ein erster Teil der Befestigungsmittel in der Nähe des freien Endes der Seitenwand angeordnet ist, während ein zweiter Teil der Befestigungsmittel in der Nähe des freien Endes des Restes der Einfassung angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand der Schale (310) kegelstumpfförmig ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil der Befestigungsmittel ein erster Metallkragen (390) ist, während der zweite Teil der Befestigungsmittel ein zweiter Metallkragen (391) ist, der einen Teil (393) besitzt, der in das Innere der Einfassung (301) vorspringt, nachdem diese einmal montiert ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussiermittel eine Voranschluß-Fokussierelektrode (361) enthalten, die an dem vorspringenden Teil (393) des zweiten Metallkragens (391) befestigt ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand der Schale (810) einen ersten kegelstumpfförmigen Teil (310A) besitzt, der an die Bodenwand (804) angrenzt, gefolgt von einem zweiten kegelstumpfförmigen Teil (810B), der eine Erweiterung aufweist, die größer als die des ersten kegelstumpfförmigen Teils (810A) ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite kegelstumpfförmige Teil (810B) wenigstens eine dünne Voranschluß-Leitung (833) enthält, die ein Voranschluß-Leiterelement (832) aufnehmen kann, das dazu bestimmt ist, eine Elektrode der Fokussiermittel mit Spannung zu versorgen, wobei das Zusammenwirken zwischen dem Leiterelement (832) und seiner Leitung (833) den dichten Zustand der Einfassung nicht stört.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Teil der Befestigungsmittel zusammengeschweißt sind (392), um die Befestigungsmittel (309) zu bilden.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmittel durch eine Klebeverbindung (894) gebildet sind, die die Schale (810) fest mit dem Rest (811) der Einfassung verbindet.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die kegelstumpfförmige Seitenwand der an die Bodenwand angrenzenden Schale wenigstens eine dünne Anschlußleitung (330) enthält, die ein Anschlußleiterelement (331) aufnehmen kann, das dazu bestimmt ist, eine sehr hohe Spannung zu führen, wobei das Zusammenwirken zwischen diesem Leiterelement und seiner Leitung den dichten Zustand der Einfassung nicht stört.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussiermittel eine Anschlußelektrode (360) enthalten, die durch das Anschlußleiterelement (331) versorgt wird und auch an diesem befestigt ist.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussiermittel eine Anschlußelektrode (360) enthalten, die an einer Voranschlußelektrode (361) mittels einer elektrisch isolierenden Befestigung (363) befestigt ist.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antireflexbelag (314, 414) in optischem Kontakt mit der Außenseite (341, 441) der Ausgangswand steht.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Antireflexbelag (474) unmittelbar auf der Außenseite (441) der Ausgangswand angeordnet ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Antireflexbelag (374) auf einer Seite einer zusätzlichen Lamelle (373) angeordnet ist, die gegenüber der Luminophorstrahlung durchlässig ist, wobei diese dichte Lamelle, die mit ihrer gegenüberliegenden Parallelseite mit der Außenseite (341) der Ausgangswand mittels eines zweiten Kragens (372) in optischem Kontakt steht, der das gleiche optische Kennzeichen wie der erste Kragen (308) aufweist.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Lamelle aus Glas ist.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Lamelle aus einem Kunststoffmaterial besteht.
  17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14, 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Lamelle getönt ist.
  18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswand (604) eine Dicke besitzt, die gleich oder größer als 8 Millimeter ist.
  19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (351) des Luminophors (350) und/oder die Ausgangswand (304) getönt ist (sind).
  20. Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zur chromatischen Umwandlung eines aus einer elektromagnetischen Strahlung erhaltenen Bildes, insbesondere für ein Überführen von einer ionisierenden Strahlung in sichtbares Licht, bei dem man:
    a) eine leere, dichte Einfasung bereitstellt, die folgendes enthält:
    - eine Eingangswand, die gegenüber der elektromagnetischen Strahlung durchlässig ist und hinter der ein photoelektrischer Eingangsschirm vorgesehen ist, der die elektromagnetische Strahlung empfangen kann, und
    - eine Ausgangswand sowie Fokussiermittel, die mit der Einfassung verbunden sind, um die Elektronen zu fokussieren, die von dem Eingangsschirm in Richtung der Ausgangswand ausgestrahlt wurden, und
    b) einen Luminophor-Ausgangsschirm bereitstellt, den man an der Innenseite der Ausgangswand befestigt,
    dadurch gekennzeichnet, daß man die Einfassung mit zwei Elementen bereitstellt, von denen ein Anschlußelement die Ausgangswand enthält,
    und daß man in dem Schritt b) den Luminophor-Ausgangsschirm an der Innenseite der Ausgangswand mittels eines ersten Klebers befestigt, der ein optisches Kennzeichen aufweist, das mit dem der Ausgangswand identisch ist, und
    daß man das Anschlußelement durch vakuumdichte Befestigungsmittel mit dem Rest der Einfassung befestigt, wobei das Anschlußelement einerseits aus elektrisch isolierendem, gegenüber der Luminophorstrahlung durchlässigem Material verwirklicht ist und andererseits die Form einer Schale mit einer im wesentlichen ebenen, die Ausgangswand bildenden Bodenwand besitzt, wobei die Bodenwand dieser Schale sich ausgehend von seiner Bodenwand weitet, und wobei ein erster Teil der Befestigungsmittel in der Nähe des freien Endes der Seitenwand angeordnet ist, während ein zweiter Teil der Befestigungsmittel in der Nähe des freien Endes des Restes der Einfassung angeordnet ist.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Antireflexionsbelag in optischem Kontakt mit der Außenfläche der Ausgangswand aufbringt, bevor das Anschlußelement mit dem Rest der Einfassung fest verbunden wird.
EP89400763A 1988-03-22 1989-03-17 Chromatischer Wandler für elektromagnetische Bilder und sein Herstellungsverfahren Expired - Lifetime EP0334734B1 (de)

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