Brevet FR2236268A1 — publié le 19750131

La présente invention concerne le donaine des tubes convertisseurs d'image à dispositif de correction de distorsion. les tubes convertisseurs d'image sont des tubes dans lesquels une photocathode frappée par les photons incidents émet des électrons qui vont ensuite exciter la luminescence d1un écran, dit écran de sortie, observé par l'oeil directement ou indirectement. l'image sur cet écran est généralement déformée ou distordue par rapport à l'i-mage incidente, par suite de la courbure de la photocathode, prévue pour permettre la focalisation du faisceau d'électrons sur l'écran de sortie. le passage de-ce faisceau à travers le système électronoptique de focalisation et d'accélération peut également contribuer à cette déformation. La distorsion le plus souvent observée est une distorsion appelée en "coussin" où le grandissement augmente quand on décrit l'image du centre vers l'extérieur. Dans le but de conpenser cette distorsion d'image, on a déjà utilisé plusieurs dispositifs de correction. l'un d'eux consiste à choisir des courbures particulières de photo cathode de façon à réaliser en nee temps les conditions nécessaires à la focalisation en question et une déformation moins grande de 11 image. De telles courbures ne pernettent pas d'éviter complètement ces déformations, et la correction étant faite trop tot sur le trajet des électrons, d'autres aberrations apparaissent dans l'inage. D'autres dispositifs prévoient des grilles sur le trajet des électrons, mais celles-ci présentent l'inconvénient d'intercepter une partie du faisceau d'électrons. l'objet de l'invention est de réaliser un tube convertisseur d'image dont le dispositif correcteur de distorsion ne présente pas les inconvénients des sclutions indiquéss ci-dessus. Selon l'invention, le tubo convertisseur d'image oonsidéré possède un dispositif correcteur de distorsion consistant en une électrode faisant dévier les électrons de leurs trajectoires ;i- tiales, ceci sans interception d'électrons par le dispositif et sans création d'aucune autre aberration. Plus précisément l'invention concerne un tube convertisseur d' image à dispositif correcteur de distorsion, comportant un faisceau d'électrons et un écran de sortie terminant l'anode, caractérisé en ce que le dispositif correcteur de distorsion consiste en un anneau placé à l'intérieur de ladite anode, près de l'écran de sortie et porté à un potentiel différent de celui de-cette anode. A titre d'exemple, on étudiera un tube intensificateur d'image de radiologie notamment comportant un dispositif de l'in- vention pour corriger une distorsion en "coussin". La description et les figures qui suivent feront apparaitre d'autres caractéristiques du tube de l'invention et les avantages liés au dispositif correcteur de distorsion employé. - la figure 1 représente un tube intensificateur d'image de l'art arstérieur. - la figure 2 représente un exemple de réalisation du tube de l'invention. - la figure 3 représente la variation du champ électrique à l'intérieur du dispositif correcteur. - la figure 4 est un diagramme de distorsion se rapportant à l'exemple des figure 1 et 2. La figure 1 représente une vue schématique d'un tube intensificateur présentant une distorsion en "coussin", qui con dX2 siste en une augmentation du grandissement local g = dg = quand on décrit l'image du centre, auquel correspond le grandisse ment 02 vers l'extérieur, les axes 01x1 et 02x2 étant ceux portés sur la figure. Ce tube de révolution autour de l'axe XX comporte une photocathode 3 dont la concavité est tournée vers la sortie du tube, 7 électrodes 5, 6 et 7 d'accélération et de focalisation et un écran de sortie 9 terminant la dernière électrode 8 ou anode en forme de boite, portée à la plus haute tension. les.rayons X, 1 après avoir traversé l'objet 2 viennent produire des photons lumineux dans un scintillateur placé contre la photocathode 3, qui émet alors un faisceau d'électrons 4 accé léré et focalisé par les électrodes 5, 6 et 7. Ce faisceau vient exciter la luminescence de l'écran de sortie 9 terminant l'anode 8. C'est sur cet écran que se forme l'image. A l'intérieur de anode, au voisinage de l'écran 9, le champ électrique est pratiquement nul, car on se trouve dans un espace pratiquement équipotentiel 10. Les électrons gardent donc des vitesses sensiblement constantes et des trajectoires sensiblement rectilignes entre l'entrée de l'anode et l'écran. D'autre part, comme le montre la figure, l'angle d'ouverture du pinceau élémentaire d'électrons 11 qui vient former l'image d'un point sur l'écran 9 est très faible au voisinage de cet écran. Pour une distorsion en "coussin" de l'image, les impacts des pinceaux élémentaires tels que 11 sur l'écran 9 s'écartent anode salement du centre de l'écran. La figure 2 représente avec les mênes repères que précédemment un tube de lfinventi-on comportant un dispositif correcteur 12 qui ramène les impacts des pinceaux tels que 11 vers le centre de manière à compenser la distorsion. Ce ~dispositif correcteur est un anneau conducteur coaxial au tube introduit dans la zone équipotentielle 10 comprise à l'intérieur de l'anode 8 et porté a' une tension inférieure à celle de ladite anode. lies dimensions de l'anneau étant supérieures à celles du faisceau, les électrons traversent l'anneau sans aucun risque d'être interceptes par lui. le champ électrique créé par l'anneau présente dans une zone d'étendue limitée traversée par les électrons une composante radiale Er qui, comme le montre la figure 3, s'annule sur l'axe et augmente à mesure qu'on s'en éloigne jusqu'à une valeur Ero corres pondant à la distance au centre maximale r . Ce champ-exerce sur o les électrons une force centripète d'autant plus importante qu'ils sont loin de l'axe les pinceaux élémentaires tels que Il subissent donc une déviation, comme le montre la partie en pointillé et la partie en trait plein correspondante de la figure 2 et le point d'impact primitif sur l'écran 9 se déplace vers le centre d'une quantité d'autant plus grande que la distance au centre est plus importante. En choisissant convenablement le diamètre de l'anneau, sa section droite, sa position à l'intérieur de l'électrode 8 et sa tension par rapport à cette électrode, on compense la distorsion de l'image, de façon à rapprocher la courbe 100 de l'axe Ox de la figure 4. Sur cette figure la courbe 100 donne en pour cent, la variation relative du grandissement, ou distorsion sur l'écran de sortie, rapportée au grandissement g0 au centre, en fonction de la distance au centre x1 r ;m désigne le grandissement au point de distorsion maximale. La courbe 110 est celle de la distorsion après correction par l'anneau 12. Un tel dispositif présente divers avantages. L'anneau étant placé près de l'écran 9, son action ne modifie que de façon négligeable les conditions de focalisation des électrons sur l'écran, et n'introduit que de très faibles aberrations ; en effet, près de l'écran, les trajectoires initiales étant rectilignes et l'angle d'ouverturc des pinceaux élémentaires très faible, l'anneau exerce globalement la même action déviatrice sur tous les électrons d'un même pinceau élémentaire. D'autre part, l'anneau étant préférentiellement de diamètre supérieur à celui du faisceau, il n'y a plus aucun risque d'interception d'électrons par le dispositif correcteur. Il n'y a donc aucune perte d'énergie. Dans le cas d'une distorsion en "barillet", où le grandissement diminue quand on décrit l'image du centre vers l'extérieur, le même anneau porté à une tension légèrement supérieure à celle de l'anode, en écartant les trajectoires de l'axe du tube, corrige également ce genre de distorsion. Dans- ce qui précède, on décrit sur un exemple le cas d'un système d'électrodes à symétrie de révolution et d'une image cir oculaires; mais il est entendu que ceci est aussi valable dans le cas où, le système d'électrodes restant de révolution, l'image n'est plus circulaire, nais rectangulaire par exemple, et aussi dans le cas où le système d'électrodes n'est pas de révolution, l'anneau n1 étant alors plus de forme circulaire, mais d'une forme adapte aux corrections qu'on veut effectuer sur l'image dans les différentes directionv. Un exemple de réalisation de l'invention est donné ci-dessous L'objet était une cible plane ronde de 220 mm de diamètre comportant des cercles concentriques régulièrement espacés l'anneau de correction t2 se présentait sous la forme d'une bague cylindrique de 25 mm de diamètre intérieur placée à 8 mm de 11 écran de sortie 9, cirdulaire de 45 mm de diamètre. En l'absence de toute correction -anneau au nme potentiel que l'écran- on obtenait sur l'écran une image de 27,5 mm de diamètre, sur laquelle on observait une distorsion croissant du centre vers les bords et atteignant, sur les bords, environ 25 % #m-#o = 0,25 #o Pour une tension appliquée à l'anneau 12 sensiblement inférieure à celle de l'écran, 10 kv pour 30 kv de tension d'écran, on obtenait une inage de 22 na ne présentant plus aucune distorsion. la correction était totale. REVENDICATIONS 1. Tube convertisseur dtinage à dispositif correcteur de distorsion, comportant une enveloppe sous vide étanche, à l'intérieur de laquelle une photocathode frappée par un rayonnement incident émet un faisceau d'électrons allant exciter la luminescence d'un écran de sortie après avoir traversé un système de focalisation et d'accélération, caractérisé en ce que le dispositif correcteur de distorsion consiste en un anneau placé près de l'écran de sortie, porté en fonctionnement à un potentiel différent de celui dudit écran, 2. Tube convertisseur d'image à dispositif correcteur de distorsion, selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit anneau est porté à un potentiel inférieur à celui de l'écran de sortie. 3. Tube convertisseur d'image, selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit anneau est situé dans un plan perpendiculaire à l'axe du faisceau et de dimensions supérieures à celles dudit faisceau. 4. Tube convertisseur, selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que le dispositif correcteur est un anneau circulaire.