DE1017709B

DE1017709B - Roentgenapparat mit Festkoerperbildwandler zur Verstaerkung des Roentgenbildes

Info

Publication number: DE1017709B
Application number: DES48008A
Authority: DE
Inventors: Juergen Witte
Original assignee: Siemens Reiniger Werke AG
Current assignee: Siemens Reiniger Werke AG
Priority date: 1956-03-17
Filing date: 1956-03-17
Publication date: 1957-10-17
Also published as: DE1017709C2

Description

Ein Festkörperbildwandler besteht aus zwei flächervhaften Elektroden, zwischen denen — nach einem Aufbauprinzip — eine dünne Schicht eines Elektroiluminophors angeordnet ist, der bei Anwesenheit von Röntgenstrahlung durch ein elektrisches Feld zu einem zusätzlichen Leuchten angeregt wird. Nach einem anderen Aufbauprinzip für einen Festkörperbildwandler befindet sich zwischen den flächenhaf ten Elektroden außer der Leuchtstoffschicht noch eine Halbleiterschicht. Die Änderung der elektrischen Eigenschaften des Halbleiters, z. B. seines Widerstandes, durch die einfallende Röntgenstrahlung äußert sich bei Anwesenheit eines elektrischen (Wechsel-) Feldes in einer Änderung der Intensität des Leuchtstoffleuchtens.

Festkörperbildwandler haben gegenüber elektronenoptischen Bildwandlern den Vorteil einer geringeren Dickenausdehnung und eines unempfindlicheren Aufbaues wegen des fehlenden Vakuumgefäßes.

Die Erfindung besteht darin, daß die durch Röntgenstrahlung erfolgende Veränderung der elektrischen Eigenschaften des Festkörperbildwandlers, ζ. B. die Änderungen des Ohmschen Widerstandes oder der Kapazität des durch seine Elektroden gebildeten Kondensators, außer für die Bildverstärkung gleichzeitig als Maß für den Belichtungswert zur Steuerung der Belichtungsautomatik für die selbsttätige Abschaltung der Strahlenquelle benutzt ist. Auf diese Weise läßt sich, für die Belichtungsautomatik eines Röntgenapparates ein besonderer Indikator für die Röntgenstrahlenintensität, z. B. eine Ionisationsmeßkammer, einsparen.

Es ist zwar bereits bekannt, die bei Bestrahlung mit Röntgenstrahlen auftretenden Widerstandsänderungen einer Halbleiterschicht zur Zeitsteuerung von Röntgenapparaten heranzuziehen. Diese Halbleiterschicht übt aber keine zusätzlichen Funktionen aus und ist auch nicht als großflächige Anordnung direkt der Röntgenbildfläche (Film oder Leuchtschirm) vorgeschaltet. Es ist weiter bekannt, den Photokathodenstrom eines elektronenoptischen Röntgenbildwandlers als Regelgröße zur Steuerung der Belichtungsautomatik eines Röntgenapparates heranzuziehen. Einer derartigen Vorrichtung haften aber die eingangs genannten Nachteile eines elektronenoptischen Bildwandlers an.

Nachfolgend soll der Gegenstand der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden.

In der Fig. 1 ist ein Festkörperbildwandler veranschaulicht, wie er z. B. in der deutschen: Patentanmeldung St 4671 VIIIc/21g beschrieben ist. Zwischen zwei mit Metallbelägen 2, 5 versehenen Glasplatten 1, 6 befinden sich eine Halbleiterschicht 3 und eine Leuchtstoffschicht 4. Bei Anlegen einer Wechselspannung an die Metallbeläge 2, 5 wird das durch die Röntgenapparat mit Festkörperbildwandler zur Verstärkung des Röntgenbildes

Anmelder:
Siemens - Reiniger -Werke

Aktiengesellschaft,
Erlangen, Luitpoldstr. 45-47

Jürgen Witte, Erlangen,
ist als Erfinder genannt worden

Röntgenstrahlung 7 verursachte Leuchten der Leuchtstoffschicht 4 verstärkt. Dabei bewirkt die Röntgenstrahlung eine A^erringerung des Widerstandes der Halbleiterschicht 3, wodurch sich der Ohmsche Widerstand und auch die Kapazität des durch die Metallbeläge 2₎ 5 gebildeten Kondensators verändern, und zwar nimmt der Ohmsche Widerstand ab und die Kapazität zu. Die Änderung dieser Größen dient nach der Erfindung als Maß für die Intensität der Röntgenstrahlung. Zur meßtechnischen Erfassung der Röntgen-Strahlenintensität ist der Festkörperbildwandler C gemäß Fig. 2 in eine Wechsel Strommeßbrücke nach Maxwell eingeschaltet. Zur Erfüllung der Abgleichbedingungen (s. dazu z.B. H. F. Schwenkhagen: »Allgemeine Wechselstromlehre«, Bd. 1, Springer Verlag 1951, S. 62)

R₁- Rz = R₂- R_z und L/C = R₁-R_i

sind die Widerstände R₁, i?₄ veränderbar. Den Ohmschen Widerstand des Bildwandlers hat man sich durch einen dem Kondensator C zusätzlich zum Widerstand R₂ parallel geschalteten Widerstand vorzustellen. Ist dieser groß gegen den Widerstand R₂, so wird die Meßbrücke in erster Linie auf Kapazitätsänderungen des Kondensators C ansprechen. Der dar- aus resultierende Brückenstrom erzeugt am Widerstand 11 eine Wechselspannung, die über den Kondensator 12 dem Gitter der Verstärkerröhre 13 zugeführt wird. Die verstärkte Wechselspannung gelangt über den Kondensator 14 zur Gleichrichtung an die Diode

15. Die gleichgerichtete Spannung, die ein Maß für die momentane Bestrahlungsstärke am Bildwandler darstellt, dient zur Umladung eines Kondensators 16, der durch die Gleichspannungsquelle 17 vor der Auslösung der Röntgenaufnahme auf eine gegenüber Masse nega-

709 756/345

tive Spannung aufgeladen ist und im Zeitpunkt des Aufnahmebeginns durch den Umschalter 18 an das Gitter der Gastriode 19 anschaltbar ist. Wenn die Spannung der mit dem Gitter verbundenen Belegung des Kondensators 16 einen bestimmten positiven Wert erreicht hat, wird die Gastriode 19 gezündet und daraufhin ein Relais 20 erregt, das die Röntgenstrahlenquelle abschaltet. Die Empfindlichkeit der Abschaltanordnung kann durch Veränderung des Widerstandes 21 beeinflußt werden. Zur Veränderung des zeitlichen Verlaufs des Ladezustandes des Kondensators 16 können Mittel zur Lieferung einer zeitlich veränderlichen Korrektionsspannung angewandt werden, wie sie in der deutschen Patentschrift 882 444 beschrieben, sind. Auf diese Weise läßt sich eine exakte Abschaltung auch dann erreichen, wenn die vom Röntgenbildwandler erzeugte Beleuchtungsstärke der von der Diode 15 gelieferten Ladespannung für den Kondensator 16 nicht proportional sein sollte: Erforderlich ^_n ist nur, daß die Umladespannung in dem in Frage kommenden Bereich mit wachsender Beleuchtungsstärke stetig wächst.

In der Fig. 3 ist eine Röntgenanlage mit einer Belichtungsautomatik nach der Erfindung zur Herstellung von exakt belichteten Röntgenaufnahmen schematisch dargestellt. Eine Röntgenröhre 22 wird über einen Hochspannungstransformator 23 durch Schließen des Schalters 24 mit Spannung versorgt. Der Schalter 24 wird durch ein nicht dargestelltes Relais betätigt, das gleichzeitig den Umschalter 18 (s. Fig. 2) an das Gitter der Gastriode 19 legt. Während der Röntgenbestrahlung ruft die durch das Objekt 25 geschwächte Strahlung auf der Leuchtstoffschicht des Bildwandlers 26 ein verstärktes Röntgenschattenbild hervor, das auf einem photographischen Film 27 festgehalten werden soll. Je nach der Intensität der Filmbelichtung wird der Kondensator 16 (s. Fig. 2) in der in Fig. 3 schematisch angedeuteten Schaltautomatik 28 mehr oder weniger schnell umgeladen, wodurch nach der für eine optimale Film-Schwärzung erforderlichen Belichtungszeit das Relais 20 anspricht und durch öffnen des Schalters 29 die Röntgenröhre 22 abschaltet.

Es wird meist zweckmäßig sein, nicht die gesamte auf den Bildwandler auftreffende Strahlung zur Ermittlung der Belichtungszeit heranzuziehen, sondern nur einen für den Aufnahmetypus geeigneten Teilausschnitt. In diesem Falle sind auf den metallischen Belegungen 2, 5 des Bildwandlers besondere Meßfelder vorzusehen, die je nach Aufnahmetypus einzeln oder zu mehreren zusammengeschaltet an Stelle der gesamten Bildwandlerfläche in die Meßbrücke einschaltbar sind. In der Fig. 4 ist ein Bildwandler mit drei Meßfeldern 31, 32, 33 dargestellt. Für den lediglich zur Bildverstärkung herangezogenen Flächenteil 34 wird dabei eine besondere Spannungsquelle benötigt, die gegebenenfalls auch die'nicht für die Abschaltautomatik benutzten Meßfelder mit Spannung versorgt.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Röntgenapparat mit Festkörperbildwandler zur Verstärkung des Röntgenbildes, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Röntgenstrahlung erfolgende Veränderung der elektrischen Eigenschaften des Festkörperbildwandlers, ζ. B. die Änderungen des Ohmschen Widerstandes oder der Kapazität des durch seine Elektroden gebildeten Kondensators, außer für die Bildverstärkung gleichzeitig als Maß für den Belichtungswert zur Steuerung der Belichtungsautomatik für die selbsttätige Abschaltung der Strahlenquelle benutzt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildwandler in eine bei Abwesenheit von Röntgenstrahlung abgeglichene Meßbrücke eingeschaltet ist und der bei Bestrahlung einsetzende Brückenstrom zur Steuerung deT Belichtungsautomatik benutzt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenflächen des Bildwandlers besondere Meßfelder aufweisen, die einzeln oder zu mehreren zusammen in die Belichtungsautomatik einschaltbar sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Schweizerische Patentschrift Nr. 302 297.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen