(Fr.: transformateur d’image; Du.: Bildwandler; Eng.: image converter) of beeldtransformator, een luchtledige , meestal glazen elektronenbuis, aan de ene zijde afgesloten door een glazen scherm bedekt met een fotokathode, aan de andere zijde door een glazen scherm met een luminescerende stof (zie Luminescentie). Via een optisch systeem, bestaande uit een of meer lenzen, projecteert men het beeld op de fotokathode. Het aantal hieruit tredende elektronen is punt voor punt evenredig aan de ter plaatse aanwezige verlichtingssterkte. Deze elektronen worden versneld en op elektrische of magnetische wijze gefocusseerd, zodat op het luminescentiescherm eenzelfde beeld ontstaat als op de fotokathode, in een kleur die bepaald wordt door de toegepaste luminifoor. Op deze wijze kan men ook een beeld, gevormd door infrarode of ultraviolette straling zichtbaar maken, mits de fotokathode daar gevoelig voor is. Men past dit o.a. toe in infraroodkijkers. Eventueel kan de elektronenstroom op elektrische wijze, bijv. door het verlagen van de potentiaal van een elektrode in de buis, tijdelijk worden onderdrukt, waardoor een hiervoor ontworpen buis bruikbaar is als sluiter voor ultrasnelle fotografie, met een sluitertijd vanaf enkele nanoseconden.
Daar de versnelde elektronen ieder enkele honderden fotonen kunnen doen ontstaan, kan het weergegeven beeld lichtsterker zijn dan het oorspronkelijke. Men spreekt dan van een beeldversterker (Eng.: image intensifier) of helderheidsversterker. Teneinde een nog grotere helderheidsversterking te krijgen kan men enkele beeldversterkers achter elkaar schakelen, die door een vezeloptiek met elkaar gekoppeld zijn. Deze wijze van koppelen heeft als voordelen dat weinig licht verloren gaat en dat fotokathode en beeldscherm een vorm kunnen krijgen die optimaal is voor een elektronenoptische afbeelding. Met een drietrapsbeeldversterker kan een versterking van 104...105 bereikt worden, zodat men een landschap bij het licht der sterren kan observeren. De originele beelden zijn dan zo lichtzwak en de versterking is dan zo groot dat fluctuaties in de stroom binnenvallende lichtquanta (quantumruis) bepalend zijn voor de herkenbaarheid van het versterkte beeld; de versterking zelf geschiedt bijzonder ruisarm. In de astronomie moeten speciale voorzieningen worden getroffen omdat hier zeer zwakke objecten tegen een naar verhouding soms vrij heldere achtergrond moeten worden opgespoord.
De röntgenbeeldversterker bevat een beeldscherm dat oplicht onder invloed van röntgenstraling en waarop de fotokathode is aangebracht, zodat er vrijwel geen lichtverlies optreedt bij overdracht van het beeld naar de fotokathode. Deze constructie is noodzakelijk omdat er geen materiaal bekend is waaruit met voldoende opbrengst door röntgenstraling direct elektronen worden vrijgemaakt. Soms wordt het in helderheid versterkte beeld via vezeloptiek toegevoerd aan een opneembuis die het beeld omzet in een televisiesignaal, zodat waarneming van het röntgenbeeld op een beeldbuis zonder stralingsgevaar op iedere plaats, eventueel bij daglicht, mogelijk is. Röntgenbeeldversterkers maken het mogelijk om patiënten bij onderzoek slechts aan een minimale stralingsdosis bloot te stellen; zij hebben tevens de röntgencinematografie in belangrijke mate vooruit gebracht.
Alternatieve constructies voor beeldversterking zijn in onderzoek, zoals de versterking met elektronenmultiplicatorpijpen (zie Elektronenvermenigvuldiger) en de vaste-stofbeeldversterker of luminescentiebeeldversterker, die in principe bestaat uit een laag fotogeleidend materiaal en een laag waarin elektroluminescentie (zie Luminescentie) kan worden opgewekt. Beide lagen worden elektrisch in serie geschakeld; de spanning wordt toegevoerd over doorzichtige elektroden die de beeldversterker aan beide zijden geheel bedekken. Door plaatselijke bestraling van de fotogeleidende laag is het mogelijk de uitstraling van de elektroluminescerende laag plaatselijk te sturen. Er kan zowel helderheidsversterking als contrastversterking optreden. De traagheid van de fotogeleider bepaalt in eerste aanleg de traagheid van de beeldversterker. Ook het bereiken van een voldoende gevoeligheid en de zijdelingse lek (scherpteverlies) zijn problemen die bij deze constructie nog niet bevredigend zijn opgelost.