Einrichtung mit einem photoleitenden und einem damit in Reihe geschalteten, elektrolumineszierenden Teil Die Erfindung bezieht sich auf eine Ein- riehtung mit einem photoleitenden und einem damit elektrisch in Reihe geschalteten, elektro lumineszierenden Teil und mit Mitteln, durch die den beiden Teilen in Reihe eine elektrische Spannung zugeführt wird, zur Anzeige von elektromagnetisehen oder Korpuskularstrahlen.
Es ist ein Bildschirm für Röntgenstrahlen bekannt, bei dem eine Schicht aus photoleiten dem Material unmittelbar mit einer Schicht aus elektrolumineszierendem Material in Be rührung ist, wobei die beiden Schichten sich zwischen über die Schichten sich erstrecken den Elektroden befinden. Ein die photo leitende Schieht treffendes Röntgenstrahlen bündel mit örtlich verschiedener Intensität ruft eine örtlich verschiedene Widerstands änderung des photoleitenden Materials hervor.
Infolgedessen ändert sich örtlich die Vertei lung einer den Elektroden zugeführten, elek- trisehenWechselspannung zwischen der photo leitenden Schicht und der elektrolumineszie renden Schicht. und die elektrolumineszierende Schicht leuchtet sichtbar auf gemäss dem Muster der Intensitätsverteilung im auftref fenden Röntgenstrahlenbündel. Es ist an an derer Stelle bereits beschrieben, dass sich ein solcher Bildschirm auch verwenden lässt zum Sichtbarmachen bzw.
Verstärken eines durch Licht in dem sichtbaren oder dem benach- barten Spektralgebiet auf der photoleitenden Schicht erzeugten Strahlungsbildes, wenn Massnahmen getroffen werden, um zu ver hüten, dass das Elektrolumineszenzlicht eine störende Rückwirkung auf die photoleitende. Schicht ausübt, z. B. indem eine dünne, prak tisch keine Querleitfähigkeit aufweisende Zwi schenschicht zwischen der photoleitenden und der elektrolumineszierenden Schicht ange bracht wird, die das Elektrolumineszenzlicht, das in Richtung zur photoleitenden Schicht ausgesandt wird, abfängt.
Die Erfindung be zweckt, eine Einrichtung eingangs erwähnter Art zu schaffen, durch die eine grössere Infra- rotempfindlichkeit oder ein in bestimmten Fällen erwünschter, grösserer Kontrast im Elektrolumineszenzbild erhalten werden kann, als es bei den vorstehend geschilderten Ein richtungen der Fall ist.
Es ist bekannt, dass verschiedene photo leitende Stoffe die Eigenschaft haben, dass man eine in diesen Stoffen durch Bestrahlung mit sichtbarem oder ultraviolettem Licht und auch durch Korpuskularstrahlung, z. B. a- Teilchen, hervorgerufene Leitfähigkeit durch gleichzeitige Bestrahlung mit Infrarotlicht ab nehmen lassen kann.
Diese sogenannte Lösch- wirkung der Photoleitung ist unter anderem beschrieben in dem Artikel von Kallman und Kramer Induced conducti-vity and Light Emission in different luminescent type pow- ders , in Physical Review, Band 87, Seiten 91 bis 107 vom 1. Juli 1952, in dem einige Stoffe erwähnt werden, die diese Löschwirkung auf weisen, z.
B. mit bestimmten Aktivatoren aktiviertes Zinksulfid und Cadmiumzinksulfid.
Bei der Einrichtung gemäss der Erfindung enthält der photoleitende Teil ein Material, das die vorerwähnte Löschwirkung aufweist, und es sind Mittel zum Bestrahlen des photo leitenden Teils mit einer von der anzuzeigen den Strahlung verschiedenen Hilfsstrahlung vorhanden, wobei eine der beiden Strahlungen aus Infrarotlicht besteht.
Die Einrichtung nach der Erfindung kann zum Induzieren von Infrarotlicht verwendet werden, in welchem Falle die Hilfsstrahlung durch sichtbares Licht oder durch eine elek tromagnetische Strahlung mit kleinerer Wel lenlänge oder durch Korpuskularstrahlung gebildet wird. Die Empfindlichkeit dieser Einrichtung gegen Infrarotstrahlen ist grösser als die der eingangs erwähnten Einrichtung, wobei die nur durch die zu indüzierende Strah lung hervorgerufene Photoleitfähigkeit die Intensität des Elektrolumineszenzliehtes be dingt.
Die Änderung der Leitfähigkeit des photoleitenden Materials ist bei Löschung durch Infrarotlicht in der Regel wesentlich grösser als die Änderung infolge der Bestrah lung mit Infrarotlicht allein.
Soll von einem durch Infrarotstrahlen auf dem photoleitenden Teil erzeugten Bild ein sichtbares Elektrolumineszenzbild gemacht werden, so ist dies, ähnlich wie bei der ein gangs erwähnten Einrichtung, dadurch erziel bar, dass jedem Element des photoleitenden Teils ein damit in Reihe geschaltetes Element des elektrolumineszierenden Teils zugeordnet wird, z. B. indem beide Teile als Schichten gleicher Bemessung unter Zwischenfügung einer undurchsichtigen Zwischenschicht auf einander angebracht und mit durchsichtigen Elektroden versehen werden.
Im Gegensatz zu einer Einrichtung, bei der die Infrarot strahlung eine das Elektrolumineszenzbild be dingende Photoleitfähigkeit hervorruft und somit keine Hilfsstrahlung vorhanden ist, er- gibt die vorstehend geschilderte Einrichtung ein E'lektrolumineszenzbild, das ein Negativ des Infrarotbildes auf der photoleitenden Schicht ist.
Die Hilfsstrahlung kann aus Infrarotlicht bestehen. Durch diese Hilfsstrahlung wird eine durch die zu indizierende, durch sicht bare oder kurzwellige elektromagnetische Strahlen oder durch Korpuskularstrahlung ge bildete Strahlung in dem photoleitenden Teil hervorgerufene Photoleitfähigkeit verringert, und zwar prozentual um so mehr, je geringer die Intensität dieser elektromagnetischen oder Korpuskularstrahlung ist.
Bei dieser Einrieh- tung ändert sich die Intensität des Elektro- lumines7enzlichtes bei einer bestimmten Ände rung der Intensität der eintreffenden nicht infraroten Strahlung stärker als beim Fehlen der Infrarotstrahlung. Diese Einrichtung er gibt somit eine grössere Empfindlichkeit gegen Änderungen der Intensität der zu indizieren- den Strahlung.
Indem der photoleitende und der elektrolumineszierende Teil als Schichten mit zugeordneten, elektrisch in Reihe geschal teten Elementen ausgebildet werden, lässt sieh auch diese Einrichtung zur Wiedergabe ört licher Intensitätsunterschiede der auf die photoleitende Schicht fallenden, zu indizie- renden, nicht infraroten Strahlung geeignet. machen, so dass ein Elektrolumineszenzbild mit starkem Kontrast erhalten wird. Wenn das Strahlungsbild durch sichtbares Licht gebildet wird, werden solche starken Kontraste ge wöhnlich nicht. erwünscht sein.
Der Fall stellt sich jedoch anders, wenn es sieh um ein Durch leuchtungsbild handelt, das durch schnelle Teilchen oder Röntgenstrahlen gebildet wird. Dabei ist häufig eine Vergrösserung des Kon trastes zur Beobachtung feinerer Einzelheiten erwünscht. Bei der Einrichtung nach der Er findung ergibt sich ein solcher verstärkter Kontrast, indem eine infrarote Hilfsstrahlung , angewandt wird.
Der Erfindungsgegenstand wird nach stehend an Hand zweier in der beiliegenden Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. , In der Zeichnung zeigt Fig.l schematisch eine Einrichtung zur Umwandlung eines Infrarotbildes in ein sicht bares Bild, Fig. 2 schematisch eine Röntgendurchleuch- tungseinrichtung, Fig. 3 ein Durchleuchtungsbild (von rechts nach Fig. 2 gesehen),
das durch die Einrich tung nach Fig. 2 erhalten ist und Fig. 4 graphisch den logarithmischen Zu sammenhang zwischen der Leitfähigkeit des bei der Einrichtung nach Fig. 2 verwendeten photoleitenden Stoffes und der Intensität der diese Leitfähigkeit hervorrufenden Röntgen strahlung, wobei die Intensität der infra roten Hilfsstrahlung als Parameter angegeben ist.
Die Einrichtung nach Fig. 1 enthält einen mit 1 bezeichneten Bildschirm, der aus drei aufeinander gebrachten, dünnen Schichten 3, 4 und 5 besteht, die durch eine Platte 2 aus leitendem Glas abgestützt werden. Die Märken der Schichten sind in der Figur deut lichkeitshalber in stark vergrössertem Mass stab angegeben. Die unmittelbar auf der Vorderseite der Platte 2 angebrachte Schicht 3 ist eine Elektrolumineszenzschicht und be steht im wesentlichen aus aktiviertem Zink- sulphid mit Kupfer.
Die Schicht 5 auf der Vorderseite des Bildschirmes 1 besteht im wesentlichen aus einem photoleitenden Ma terial, das die Eigenschaft hat, dass es durch Bestrahlung mit Infrarotlicht eine Verringe rung der durch eine andere Strahlung hervor gerufenen Photoleitfähigkeit aufweist. Die Schicht 5 kann z. B. Cadmiumsulphid, das mit Silber aktiviert ist, enthalten, wobei Gallium als Koaktivator vorhanden ist. Zwischen der photoleitenden Schicht 5 und der Elektro- lumineszenzschicht 3 ist eine dünne, undurch sichtige Schicht 4 vorhanden, die z. B. aus einem schwarzen Lack bestehen kann.
Die Schicht 4 verhütet, dass Elektrolumineszenz licht von der Schicht 3 in die photoleitende Schicht 5 eindringt.
Auf der photoleitenden Schicht 5 ist eine dünne, durchsichtige Elektrode 6 angebracht, die z. B. aus einer äusserst dünnen Metall haut oder einer Nickeloxydschicht bestehen kann. Anstatt einer dünnen Elektrode kann eine zweite, leitende Glasplatte mit der Vor derseite der photoleitenden Schicht 5 in Be rührung sein.
Die Elektrode 6 und die leitende Platte 2 sind mittels Leitungen 7 und 8 mit einer regel baren Wechselspannungsquelle 9 verbunden, durch die auf die Reihenschaltung der Schich ten 5, 4 und 3 eine Wechselspannung mit regel barer Amplitude übertragen wird. Die Fre quenz dieser Wechselspannung ist z. B. 500 Hz.
Mittels eines schematisch dargestellten optischen Systems 10 kann eine Infrarot strahlung, die in der Zeichnung mit IR be zeichnet ist, durch die Elektrode 6 hindurch auf die photoleitende Schicht 5 ein Infrarot bild hervorrufen. Neben dem System 10 ist eine Hilfslichtquelle angeordnet, durch die die photoleitende Schicht 5 gleichzeitig mit der einfallenden Infrarotstrahlung mit Ultravio- lettlicht bestrahlt wird. Diese Hilfsstrahlung ist in der Figur mit UVH bezeichnet und stammt von einer in einem Gehäuse 11 unter gebrachten Ultraviolettlampe 12, vor der noch ein Ultrav iolettfilter 13 angeordnet ist.
Durch die Bestrahlung der photoleitenden Schicht 5 mittels der von der Lampe 12 stammenden Ultravioletthilfsstrahlung erhält diese Schicht in jedem Oberflächenelement eine gewisse Leit fähigkeit. Die Spannung der ZVechselspan- nungsquelle 9 wird nun derart eingestellt, da.ss die elektrolumineszierende Schicht 3 beim Fehlen der zu indizierenden Infrarot strahlung<I>IR</I> gleichmässig elektroluminesziert. Trifft eine Infrarotstrahlung die photolei tende Schicht, so wird diese Strahlung je nach ihrer örtlichen Intensität die durch die Ultra violetthilfsstrahlung hervorgerufene Leit fähigkeit des photoleitenden Materials verrin gern,
wodurch örtlich eine grössere oder klei nere Erhöhung der Spannung in der photo leitenden Schicht auftritt, und somit eine ent sprechende, örtliche Verringerung der Span nung der elektrolumineszierenden Schicht 3 hervorgerufen wird. Diese Verringerung, die sich örtlich mit der Intensität der die ent sprechende Stelle der photoleitenden Schicht 5 treffenden Infrarotstrahlung ändert, ruft eine entsprechende örtliche Änderung der In tensität des Elektrolumineszenzlichtes hervor, so dass ein auf der Rückseite der Platte 2 sichtbares Elektrolumineszenzbild entsteht, das ein Negativ des auf der photoleitenden Schicht 5 erzeugten Infrarotbildes ist.
Bei der vorstehend geschilderten Einrich tung wird eine aus Ultraviolettlicht bestehende Hilfsstrahlung verwendet, um in der photo leitenden Schicht 5 eine durch die zu indi- zierende Infrarotstrahlung zu löschende Photoleitfähigkeit zu erzeugen. Diese Photo leitfähigkeit kann auch mittels Korpuskular- strahlung z. B. durch Teilchen oder Elektro nen erhalten werden. Es ist möglich, in der photoleitenden Schicht 5 ein radioaktives Ma terial anzubringen, das durch Aussendung von schnellen Teilchen in der Schicht 5 Photo leitfähigkeit hervorruft. Es kann z.
B. in dieser Schicht 5 eine äusserst kleine Menge von Radiokobalt verteilt werden.
Bei der Durchleuchtungseinrichtung nach Fig.2 ruft ein von einer Röntgenröhre 21 stammendes, mit X bezeichnetes Röntgen strahlenbündel nach dem Durchqueren einer Prüfperson 22 eine der örtlichen Intensität des Bündels entsprechende Photoleitfähigkeit in der photoleitenden Schicht 25 hervor. Diese Schicht, die aus durch Silber aktiviertem Zinksulphid mit Gallium als Koaktivator be steht, ist in direkter Berührung mit einer Elektrolumineszenzschicht 23 gleicher Bemes sung.
Die Schichten 25 und 23 sind beiderseits mit durchsichtigen Elektroden 26 und 27 ver sehen, die mit einer Wechselspannungsquelle 29 mit regelbarer Amplitude der erzeugten Wechselspannung verbunden sind. Die Schich ten 25 und 23 sind, gemeinsam mit den Elek troden 26 und 27, zwischen zwei Glasplatten 30 und 31 angebracht.
Die Spannung der Wechselspannungsquelle 29 wird derart eingestellt, dass die Schicht 23 beim Fehlen der Röntgenstrahlen leicht elek- troluminesziert. Die durch das Röntgenbündel hervorgerufene Photoleitfähigkeit der Schicht 25 ruft dann eine örtlich mehr oder weniger verstärkte Elektrolumineszenz in der Schicht 23 hervor, so dass von rechts gesehen ein Durchleuchtungsbild der Prüfperson beobach- s tet werden kann.
Die Einrichtung ist weiter mit einer Hilfsstrahlungsquelle versehen, die aus einer in einem Gehäuse 32 untergebrach ten, Infrarotlicht ausstrahlenden Lampe 33 be steht, deren Licht durch ein Infrarotfilter 31 ; und eine Linse 35 auf einen bestimmten Teil oder auf das Ganze der photoleitenden Schicht 25 gerichtet werden kann. Das Infrarothilfs- licht, das in Fig.2 mit IRH bezeichnet ist, verringert an den Stellen, wo es die photo leitende Schicht 25 trifft, die örtlich durch die Röntgenstrahlen hervorgerufene Photo leitfähigkeit, und zwar um so mehr, je kleiner die Intensität der Röntgenstrahlen ist.
Dies ist aus Fig. 4 ersichtlich, in der logarithmiseh , die Leitfähigkeit (6) des photoleitenden Ma terials über der Intensität (I,;) des Röntgen lichtes aufgetragen ist. In dieser graphischen Darstellung trifft die gerade Linie 41 beim Fehlen von Infrarothilfsstrahlung zu; die Kurve 42 gilt, wenn gleichzeitig mit. der Rönt genstrahlung Infrarotlicht mit einer bestimm ten Intensität aufgestrahlt wird, und die Kurve 43 trifft zu bei einer grösseren Inten sität des eingestellten Infrarotlichtes.
Die Infrarothilfsstrahlung bei der Einrich tung nach Fig. 2 hat also zur Folge, dass der Kontrast in dem Elektrolumineszenzbild an der Auftreffstelle der Infrarothilfsstrahlung IRH auf der photoleitenden Schicht vergrö ssert wird.
Indem die Hilfsstrahlungsquelle des Infrarotlichtes beweglich angeordnet wird, so dass das Infrarotbünde'1 IRH beliebig auf jeden Teil der photoleitenden Schicht 25 ge richtet werden kann, kann beliebig ein be stimmter Teil des Elektrolumineszenzbildes kontrastreicher gemacht werden. Fig. 3 zeigt ein solches Elektrolumineszenzbild, wobei ein Gebiet 38 durch Bestrahlung des entsprechen den Teils der photoleitenden Schicht 25 mit tels der Infrarothilfsstrahlung einen stärkeren Kontrast aufweist als der übrige Teil des Bildes.