DE102008025909A1

DE102008025909A1 - Vorrichtung zum Auslesen von Speicherfolien

Info

Publication number: DE102008025909A1
Application number: DE200810025909
Authority: DE
Inventors: Nils Kah
Original assignee: Duerr NDT GmbH and Co KG
Current assignee: Duerr NDT GmbH and Co KG
Priority date: 2008-05-29
Filing date: 2008-05-29
Publication date: 2009-12-03
Also published as: WO2009146787A1

Abstract

Eine Vorrichtung zum Auslesen von biegbaren Speicherfolien (22) umfasst einen teilzylindrischen Folienträger (16). Dieser trägt konzentrisch eine Speicherfolie (22). Eine Ausleselichtquelle (42) erzeugt einen Ausleselichtstrahl (28) mit kleinem Strahldurchmesser, dessen Wellenlänge zum Anregen von metastabilen Zentren der Speicherfolie (22) geeignet ist. Eine erste Antriebseinrichtung (38) bewegt ein Lichtumlenkelement (36) zur Ablenkung des Ausleselichtstrahls (28) in einer ersten Raumrichtung. Eine zweite Antriebseinrichtung (18) erzeugt eine translatorische Relativbewegung zwischen Ausleselichtstrahl (28) und Speicherfolie (22) in einer zweiten Raumrichtung. Ein Lichtdetektor (34) misst das vom Ausleselichtstrahl (28) in der Speicherfolie (22) ausgelöste Fluoreszenzlicht. Ein Sperrelement (44a, 44b, 62) ist mit dem Lichtumlenkelement (36) gekoppelt und verhindert ein Eintreten an der Speicherfolie (22) reflektiertem Ausleselicht in den Lichtdetektor (34).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auslesen von Speicherfolien gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Vorrichtungen werden oft auch als Scanner bezeichnet.
Speicherfolien finden in jüngster Zeit zunehmend anstelle von Röntgenfilmen Verwendung. In ihnen entstehen unter Einwirkung von ionisierender Strahlung wie Röntgenstrahlung metastabil angeregte Speicherzentren (über längere Zeit angeregt verbleibende elektronische Zustände von Gitterfehlstellen bzw. Farbzentren). Beleuchtet man die angeregten Speicherzentren mit einem sehr feinen Laserstrahl entsprechender Wellenlänge, so werden die Speicherzentren in einen höher angeregten Zustand gebracht, der unter Abgabe von Fluoreszenzlicht relaxiert.
An denjenigen Stellen der Speicherfolien, an denen eine größere Menge Röntgenstrahlen aufgefallen ist, erhält man beim Auslesen mit einem Ausleselichtstrahl eine höhere Anzahl von Lichtquanten als an denjenigen Stellen, an denen nur wenige Röntgenstrahlen aufgefallen sind. Tastet man die Speicherfolie zweidimensional ab, so entsprechen die Ausgangssignale eines mit dem Fluoreszenzlicht beaufschlagten Lichtdetektors den Schwärzungswerten eines herkömmlichen Röntgenfilmes.
Eine zweidimensionale Abtastung erfolgt durch zwei unterschiedliche Relativbewegungen zwischen Speicherfolie und Ausleselichtstrahl. Dazu kann die Speicherfolie auf einem ebenen, zylindrischen, teilzylindrischen oder sonst der Auslesegeometrie angepassten Folienträger angeordnet werden. Die pixelweise Beaufschlagung der Speicherfolie mit dem Ausleselichtstrahl und die Registrierung des hierbei erhaltenen Fluoreszenzlichtes erfolgt unter Überlagerung der beiden Rela tivbewegungen zwischen Speicherfolie und Ausleselichtstrahl in den zwei verschiedenen, vorzugsweise zu einander orthogonalen Raumrichtungen.
Aus der DE 199 42 211 A1 ist eine Auslesevorrichtung bekannt, bei der die zweidimensionale Abtastung der Speicherfolie durch Überlagerung einer Umlaufbewegung des Ausleselichtstrahl und einer translatorischen Bewegung der Speicherfolie parallel zu einer Mittellängsachse des zumindest teilzylindrischen Folienträgers erfolgt. Das in der Speicherfolie durch den Ausleselichtstrahl ausgelöste Fluoreszenzlicht tritt in einen Ringspalt ein, der zwischen einem Lichtdetektor und einem dem Lichtdetektor gegenüberliegend angeordneten Spiegel liegt. Hinter dem Ringspalt fällt das Fluoreszenzlicht unmittelbar oder nach Reflektion am Spiegel auf den Lichtdetektor.
Durch die vorliegende Erfindung soll eine Auslesevorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 geschaffen werden, bei welcher die Empfindlichkeit für das aus der Speicherfolie austretende Fluoreszenzlicht verbessert ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Auslesevorrichtung mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Das erfindungsgemäß zusätzlich vorgesehene Filterelement kann einen getrennten synchron laufenden Antrieb aufweisen oder direkt oder mittelbar mit dem Lichtumlenkelement oder dem Abtrieb seiner Antriebseinrichtung gekoppelt sein, so dass die Translations- oder Rotationsbewegung des Sperrelementes synchronisiert zum Lichtumlenkelement erfolgt. Somit ist gewährleistet, dass das Filterelement jederzeit während des Auslesevorgangs in der Nähe des Punktes steht, an dem das Ausleselicht auf die Speicherfolie auftrifft. Von der Speicherfolie reflektiertes Ausleselicht wird durch das Filterelement zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, zurückgehalten und tritt nicht in den Lichtdetektor ein. Damit wird die Empfindlichkeit des Lichtdetektors für das Fluoreszenzlicht verbessert.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
Bei der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 ist vorteilhaft, dass die Relativbewegung des Ausleselichtstrahls in der ersten Raumrichtung mit hoher Geschwindigkeit und ohne Richtungsänderungen erfolgen kann, wodurch eine schnelle Abtastung der Speicherfolie in dieser Richtung gewährleistet wird. Die Abtastung in der zweiten Richtung durch Translationsbewegung der Speicherfolie parallel zur Mittellängsachse des Folienträgers kann demgegenüber langsamer erfolgen.
Bei der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 3 ist vorteilhaft, dass das von der Speicherfolie reflektierte Ausleselicht in dem Sperrelement absorbiert und/oder an oder in dem optischen Element reflektiert wird.
Bei der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 4 ist vorteilhaft, dass das Filterelement sich bis nahe an den Ausleselichtstrahl erstrecken kann.
Dabei ist die Weiterbildung gemäß Anspruch 5 im Hinblick auf besonders gutes Zurückhalten von gestreutem Ausleselicht von Vorteil. Der Ausleselichtstrahl, der vorzugsweise einen Durchmesser kleiner 0,1 mm, insbesondere kleiner 0,05 mm, aufweist, kann im Wesentlichen ungehindert durch den Durchgang hindurchtreten, von der Speicherfolie gestreutes Ausleselicht kann jedoch nur mit einer geringen Wahrscheinlichkeit durch den Durchgang zurück in Richtung auf den Lichtdetektor zurücklaufen. Ist der Querschnitt des Durchganges kleiner als der Querschnitt des Ausleselichtstrahls, so dient der Durchgang als Feldblende und ermöglicht ggf. eine Erhöhung der optischen Auflösung.
Eine weitere Streulichtreduzierung ist das Ergebnis der Weiterbildung gemäß Anspruch 6. Die Wahrscheinlichkeit für den Eintritt von reflektiertem Ausleselicht in den Lichtdetektor wird weiter reduziert. Vorzugsweise ist bei einem als Bohrung ausgeführten Durchlassbereich eine regelmäßige oder unregelmäßige Aufrauung der Bohrungswand, beispielsweise durch ein Gewinde, und/oder eine Licht absorbierende Beschichtung vorgesehen.
Bei der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 ist vorteilhaft, dass reflektiertes Ausleselicht nach nur kurzem Weg auf das Filterelement auftrifft. Dadurch kann die Wahrscheinlichkeit, dass reflektiertes Ausleselicht in den Lichtdetektor eintritt, nochmals geringer gehalten werden. Vorzugsweise ist die der Speicherfolie zugewandte Oberfläche des Filterelementes so nahe an der Speicherfolie angeordnet, dass beim Betrieb der Vorrichtung ein mechanischer Kontakt zwischen ihr und Speicherfolie gerade noch ausgeschlossen ist.
Bei der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 ist vorteilhaft, dass dadurch ein geringer Verlust von Ausleselicht zwischen dem Lichtumlenkelement und der Speicherfolie gewährleistet werden kann.
Auch durch die Maßnahme gemäß Anspruch 8 wird dazu beigetragen, reflektiertes Ausleselicht vom Lichtdetektor fernzuhalten.
Die Weiterbildungen der Erfindung gemäß Anspruch 9 und 10 sind ebenfalls vorteilhaft im Hinblick auf die Unterdrückung von gestreutem Ausleselicht.
Bei der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 11 ist vorteilhaft, dass ein in der Vorrichtung vorgesehener Ringspalt, der die Abtastung der Speicherfolie durch den Ausleselichtstrahl ermöglicht, weitgehend durch das Filterelement verschlossen wird und somit ein Eintreten von reflektiertem Ausleselicht in den Lichtdetektor sehr klein gehalten wird.
Bei der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 12 ist vorteilhaft, dass das Filterelement bei der durch die Antriebseinrichtung bewirkten Rotation, insbesondere mit Drehzahlen größer 1000 U/min, auch im Dauerbetrieb stabil präzise gelagert ist. Insbesondere bei ringförmiger Ausführung kann das Filterelement dünnwandig gestaltet werden, so dass geringe bewegte Massen und gute optische Eigenschaften gewährleistet sind.
Bei der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 13 ist vorteilhaft, dass die Platte eine Doppelfunktion aufweist, da sie das Filterelement trägt und mit der Antriebswelle der Antriebseinrichtung verbindet und zudem die durch das Filterelement hindurchtretenden Fluoreszenzlichtstrahlen reflektiert, so dass diese in den Lichtdetektor gelangen können.
Bei der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 14 ist vorteilhaft, dass durch die umlaufende Platte zugleich etwa auftreffendes gestreutes Ausleselicht absorbiert wird und den Lichtdetektor nicht erreicht. Vorzugsweise ist die Platte mit einem Material beschichtet, das eine hohe Absorption für die Wellenlänge des Ausleselichtstrahls aufweist, während das Fluoreszenzlicht nicht oder nur geringfügig absorbiert wird.
Bei der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 15 ist vorteilhaft, dass die reflektierende Platte zugleich einen Hohlspiegel bildet, der Fluoreszenzlichts auf das Eintrittsfenster des Lichtdetektors sammelt.
Bei der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 16 ist vorteilhaft, dass die Lager für das Lichtumlenkelement bzw. die dieses tragende Welle geschont werden und ein runder unwuchtfreier Lauf des Lichtumlenkelements erhalten wird. Vorzugsweise sind dabei das Lichtumlenkelement und das Filterelement derart miteinander verbunden, dass nach Durchführung eines Auswuchtvorgangs keine Änderung der Ausrichtung von Lichtumlenkelement und optischem Element mehr eintritt.
Bei der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 17 ist vorteilhaft, dass eine Justierung der Ausrichtung des Lichtumlenkelements gegenüber dem Sperrelement vorgenommen werden kann, um sicherzustellen, dass der Ausleselichtstrahl exakt senkrecht auf die Speicherfolie auftrifft. Zur Justierung können insbesondere wenigstens eine Einstellschraube und wenigstens ein Festkörpergelenk vorgesehen werden, mit deren Hilfe die Ausrichtung des Lichtumlenkelements beeinflusst werden kann.
Bei einer Vorrichtung gemäß Anspruch 18 wird senkrecht von der Speicherfolie zurückgeworfenes Ausleselicht besonders gut vom Lichtdetektor fern gehalten, da es weitestgehend im Volumen des Materiales des Stabkörpers absorbiert wird.
Dabei kann der Stabkörper gemäß Anspruch 19 eine bis zum Lichtumlenkelement führende Abdeckung bilden und zugleich eine mechanische Verbindung zwischen der ersten Antriebseinrichtung und dem Filterring herstellen.
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 20 erlaubt es den einzelnen Speichen geringen Querschnitt zu geben und trotzdem eine für Antriebszwecke ausreichend feste mechani sche Verbindung zwischen Nabenteil und Filterring zu gewährleisten.
Die Weiterbildung gemäß Anspruch 21 ist im Hinblick auf konstante hochpräzise Strahlablenkung und Schonung der Lager der Stahlablenkeinheit von Vorteil.
Die Weiterbildung gemäß Anspruch 22 ist wieder im Hinblick auf das Fernhalten von gestreutem Ausleselicht vom Lichtdetektor von Vorteil.
Die Weiterbildung gemäß Anspruch 23 hat den Vorteil, dass die Strahl-Ablenkeinheit besonders leicht ist und trotzdem ein praktisch allseitiges Führen des Fluoreszenzlichtes zum Lichtdetektor erfolgt.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1: eine schematische seitliche Ansicht eines Scanners für Speicherfolien;
2: eine schematische Endansicht des Scanners gemäß 1;
3: eine perspektivische Ansicht einer gemäß der Form eines Folienträgers des Scanners gekrümmten Speicherfolie;
4: einen axialen Schnitt durch eine Ausleseeinheit des Scanners;
5: einen transversalen Schnitt durch die Ausleseeinheit gemäß 4;
6: eine schematische Detaildarstellung einer ersten Ausführungsform eines Filterringes der Ausleseeinheit;
7: eine schematische Detaildarstellung einer zweiten Ausführungsform eines Filterringes;
8 eine schematische Darstellung eines Filterringbogens und eines Gegengewichtes; und
9 eine ähnliche Ansicht wir 4, in welcher jedoch ein abgewandelter Scanner gezeigt ist.
1 zeigt einen insgesamt mit 10 bezeichneten Scanner für optische Speicherfolien, der eine Transporteinheit 12 und eine Ausleseeinheit 14 umfasst. Der Übersichtlichkeit halber sind nur die wichtigen Funktionsgruppen des Scanners 10 dargestellt.
Die Transporteinheit 12 weist eine in der 2 näher dargestellte zylindrisch gekrümmte Auflagewand 16, die einen formgebenden Folienträger bildet und einen in Umfangsrichtung verlaufenden Leseschlitz 17 aufweist, und einen bogenförmigen Förderer 18 auf. Zwischen dem Förderer 18 und der Auflagewand 16 ist ein kreisringabschnittsförmiger Schlitz 20 gebildet, in den eine rechteckige Speicherfolie 22 gekrümmt eingeschoben werden kann, wie sie in der 3 dargestellt ist.
Die Speicherfolie 22 umfasst ein biegbares Kunststoffsubstrat, in welches in einer dünnen Schicht fein verteilt eine Vielzahl von Phosphorpartikeln eingebettet ist oder welches dicht mit Phosphorpartikeln, insbesondere dotierte Alkali- oder Erdalkalisalzen beschichtet ist.
Speicherzentren der Phosphorpartikel, die oft auch als Farbzentren bezeichnet werden, können durch eine Röntgenbestrahlung in einen angeregten, metastabilen Zustand versetzt werden und relaxieren durch Bestrahlung mit Laserlicht geeigneter Wellenlänge (z. B. Rot) unter Abgabe von Fluoreszenzlicht in ihren Grundzustand.
Das Fluoreszenzlicht liegt typischerweise im Blauen. Erfolgt das optische Anregen der Farbzentren unter Verwendung eines Ausleselichtstrahls, der nur einen sehr geringen Querschnitt (10 μm bis 50 μm) aufweist, so erfolgt das Auslesen der angeregten Farbzentren, deren Dichte der Intensität des Röntgenlichtes entspricht, auch nur lokal.
Die Speicherfolie 22 wird auf der Auflagewand formschlüssig aufliegend z. B. mit Hilfe von am Förderer 18 drehbar gelagerten und synchron angetriebenen Walzen 24 linear parallel zur Mittellängsachse 26 der Auflagewand relativ zur Ausleseeinheit 14 verschoben und durch einen in radialer Richtung von der Mittellängsachse 26 weglaufenden in den 4 und 5 näher dargestellten Laserstrahl 28 bestrahlt, der somit in einer zur Mittellängsachse senkrechten Ebene umläuft.
Durch die Überlagerung der Translationsbewegung der Speicherfolie 22 und der Rotationsbewegung des Laserstrahls 28 wird die Speicherfolie 22 in wendelförmigen Bahnen sehr geringer Steigung dicht überstrichen.
Das von dem in wendelförmigen Bahnen auf die Speicherfolie 22 aufgebrachten Laserlicht ausgelöste Fluoreszenzlicht tritt in radialer Richtung nach innen aus der Speicherfolie aus und in die Ausleseeinheit 14. Dort trifft es, direkt oder nach Reflektion an einer Spiegelplatte 30 und/oder einem ringförmigen Detektorspiegel 32 auf einen Fotomultiplier 34. Dieser erzeugt so ein der Intensität der Röntgenstrahlung im betrachteten Bildpunkt entsprechendes elektrisches Pixelsignal.
Das Pixelsignal wird zusammen mit Positionsinformationen für die Lage der Speicherfolie 22 und der Winkelstellung eines in der Detektoreinheit 14 vorgesehenen, in der 4 dargestellten Umlenkprismas 36 in einer nicht dargestellten Bildform- und Bildverabeitungseinrichtung weiterverarbeitet. In Kenntnis dieser Positionsinformationen kann anhand der elektrischen Pixelsignale ein elektrische Abbild des vor dem Auslesen in der Speicherfolie 22 gespeicherten latenten Röntgenbilds konstruiert werden.
In der 4 sind wesentliche Komponenten der Ausleseeinheit 14 dargestellt.
Ein Schrittmotor 38 wird von einer nicht dargestellten Steuereinheit so angesteuert, dass seine Motorwelle 40 in hochgenau konstante Drehung versetzt wird. An der Motorwelle 40 sind die rotationssymmetrisch geformte Spiegelplatte 30 und das Umlenkprisma 36 drehfest angebracht und drehen sich vollziehen somit streng synchron synchron mit der Motorwelle 40.
Ein Laserstrahl wird von einer Laserquelle 42 bereitgestellt, gelangt durch die hohl ausgebildete Motorwelle 40 zum Umlenkprisma 36 und wird dort in radialer Richtung umgelenkt und gleichzeitig um die Mittenachse 26 gedreht. Er erzeugt so einen umlaufenden Lichtfleck auf der Innenseite der Speicherfolie 22, die die lichtempfindliche Seite der Speicherfolie darstellt.
Ausgehend vom Umlenkprisma 36 trifft der Laserstrahl 28 kurz vor der Speicherfolie 22 auf einen Filterring 44, der in verschiedenen Ausführungsformen in den 6 und 7 näher dargestellt ist. Der Filterring 44 ist am Rand der Spiegel platte 30 angebracht, z. B. dort angeklebt oder angeformt und dreht sich somit synchron mit der Spiegelplatte 30.
Der Filterring 44 ist aus einem transparenten Glasmaterial oder Kunststoffmaterial hergestellt und sperrt Ausleselicht und lässt Fluoreszenzlicht passieren. Hierzu kann er im Volumen entsprechendes dichroitisches Material enthalten oder eine entsprechende Oberflächenbeschichtung aufweisen. Im Filterring 44 ist ein enger optischer Durchgang 50 für das Laserlicht vorgesehen.
Bei der Ausführungsform des Filterrings 44 gemäß der 6 tritt das Laserlicht zunächst durch eine auf die Wellenlängen des Laserlichts und des Fluoreszenzlichtes abgestimmte erste Antireflexschicht 46, die eine nahezu vollständig verlustfreie Einkopplung des Laserlichts in den optischen Durchgang 50 des Filterringes 44 ebenso ermöglicht wie ein weitestgehend verlustfreies Auskoppeln von Fluoreszenzlicht aus dem Filterring 44 bzw. dem Durchgang 50.
Der optische Durchgang 50 ist gemäß 6 als optischer Einsatz aus einem Material ausgebildet, das für das Laserlicht und das Fluoreszenzlicht gut durchlässig ist. Die Dimensionierung des Durchganges 50 und des Filterrings 44 sind lediglich schematisch dargestellt, in Wirklichkeit ist der Durchmesser des optischen Durchganges 50 nur wenig größer als der Durchmesser des Laserstrahles 28.
Durch den Durchgang 50 tritt das Laserlicht nahezu verlustfrei hindurch. Anschließend durchsetzt es eine auf die Wellenlänge des Fluoreszenzlichts und des Laserlichtes abgestimmte zweite Antireflexschicht 52, bevor es auf die Speicherfolie 22 auftrifft, genauer gesagt auf eine von einer Trägerschicht 54 getragene Speicherschicht 56 der Speicherfolie 22.
Das in der Speicherfolie 22 ausgelöste Fluoreszenzlicht tritt aus der Speicherschicht 56 in den unter deren Speicherschicht 56 liegenden Halbraum mit halbkugeliger Intensitätsverteilung aus. Es durchquert den zwischen Speicherfolie 22 und Filterring 44 gebildeten Ringraum und trifft auf die zweite Antireflexschicht 52, die eine im Wesentlichen verlustfreie Einkopplung des Fluoreszenzlichts in das dichroitische Filtermaterial 48 des Filterrings 44 ermöglicht.
Das Filtermaterial 48 ist so beschaffen, dass ein großer Teil des Laserlichtes aber nur ein sehr geringer Teil des Fluoreszenzlichts absorbiert wird, so dass das Fluoreszenzlicht den Filterring 44 nahezu verlustfrei durchtritt und nach Passieren der ersten Antireflexschicht 46 in den scheibenförmigen Raum, der durch den Filterring 44, die Spiegelplatte 30, den Detektorspiegel 32 und den Fotomultiplier 34 begrenzt ist. Vo dort gelangt es direkt oder nach Reflektion an einer Spiegelfläche in das Eingangsfenster des Fotomultipliers 34.
Um einen hohen Wirkungsgrad des Auslesevorgangs der Speicherfolie 22 zu gewährleisten, sind die Spiegelplatte 30 und der gegenüberliegend ringförmig um den Fotomultiplier 34 vorgesehene Detektorspiegel 32 mit einer für das Fluoreszenzlicht hochreflektiven Spiegelbeschichtung versehen. Damit wird das Fluoreszenzlicht, das durch den Filterring 44 in Richtung der Mittellängsachse 26 hindurchtritt, entweder direkt oder nach einer oder mehreren, weitgehend verlustfreien Spiegelungen an den Spiegelbeschichtungen der Spiegelplatte 30 und/oder des Detektorspiegels in den Fotomultiplier 34 eingekoppelt.
Die Spiegelbeschichtung ist vorzugsweise auf den zu einander weisenden konkaven, rotationssymmetrisch paraboloid geformten Oberflächen der Spiegelplatte 30 und des Detektorspiegels 40 aufgebracht. Alternativ kann die Spiegelbeschichtung auf den voneinander wegweisenden Planflächen der Spiegelplatte 30 und des Detektorspiegels 40 aufgebracht sein. Dies ist insbesondere dann von Interesse, wenn die Spiegelplatte 30 und/oder der Detektorspiegel 32 aus einem Laserlicht absorbierenden, Fluoreszenzlicht dagegen durchlassenden dichroitischen Material hergestellt sind.
Laserlicht, das an der Oberfläche oder im Inneren der Speicherschicht 56 reflektiert oder gestreut wird, trifft im Filterring 44 auf das Filtermaterial 48 und wird dort absorbiert. Es kann somit nicht in Richtung auf den Fotomultipliers 28 aus dem Filterring 44 austreten.
Bei der Ausführungsform des Filterrings 44 gemäß 7 ist anstelle des materierfüllten Durchganges 58 eine Durchgangsbohrung vorgesehen, die nach Aufbringen der Antireflexschichten 46 und 52 in den Filterring 44 eingebracht wurde. Somit tritt das Laserlicht 28 in radialer Richtung nach außen ungestört durch den Filterring 44 hindurch und trifft verlustfrei auf die Speicherschicht 56 auf.
Ein in der Bohrung 58 vorgesehenes Feingewinde 60 oder eine anderweitige mechanische, chemische oder optische Oberflächengestaltung stellen sicher, dass an der Speicherfolie 56 reflektiertes/gestreutes Laserlicht nicht ungehindert durch die Bohrung 58 zum Fotomultiplier 34 laufen kann, vielmehr ganz oder zum größten Teil absorbiert wird.
Das in der Speicherschicht 56 ausgelöste Fluoreszenzlicht und das reflektierte/gestreute Laserlicht nehmen vom gerade gescannten Bildpunkt die gleichen Wege wie bei der Ausführungsform gemäß der 6 beschrieben.
Bei der in der 8 dargestellten Ausführungsform ist anstelle eines Filterrings 44 ein kreisringsegmentförmiger Fil terblock 62 an der Spiegelplatte 30 angebracht, der mit den gleichen Einrichtungen (Durchgangs-Einsatz, Bohrung) für die Passage des Laserlichtstrahls wie die in den 6 und 7 näher dargestellten Filterringe 44 versehen ist.
Der Vorteil des Filterblocks 62 gegenüber einem Filterring liegt in der geringeren Menge an Material, die durch den Schrittmotor 38 bewegt werden muss. Zudem muss auch nur eine geringere Menge an Material bearbeitet werden, was insbesondere beim Einsatz von optischen Bauteilen aus Glas ein erheblicher Kostenvorteil ist.
Um ein Auswuchten der den Filterblock 62 tragenden Spiegelplatte 30 zu ermöglichen, ist ein Gegengewicht 63 vorgesehen, das ein unwuchtfreies schwingungsfreies Drehen der durch die Spiegelplatte 30, den Filterblock 62, das Gegengewicht 63 und das Umlenkprisma 36 gebildeten Strahlablenkeinheit auch bei hohen Drehzahlen des Schrittmotors 38 gewährleistet.
Beim Ausführungsbeispiel nach 9 ist der Filterring 44 über püaarweise symmetrisch in Umfangsrichtung verteilte mit einer Ausnahme identische Speichen 64 mit einem Nabenteil 66 verbunden, welches das Umlenkprisma 56 trägt und mit der Motorwelle 40 verbunden ist. Die Platte 30 ist bei im übrigen unverändertem Aufbau festehend, z. B. auf die Außerseite des Gehäuses des Schrittmotors 38 aufgesetzt oder am Gehäuse der Auslesevorrichtung festgelegt.
Die Speichen 64 sind an den Filterring 44 angeformt und bestehen aus demselben dichroitischen Material, welches Laserlicht absorbiert und Fluoreszenzlicht durchlässt.
In einer in der Zeichnung mit 64* bezeichneten Speiche erstreckt sich eine Durchgangsbohrung 58 bis zum Umlenkprisma 36. Sie hat wieder nur geringfügig größeren Durchmesser als der Ausleselichtstrahl. Aufgrund der Länge der Durchgangsbohrung 58 wird so eine sehr gute Absorption von Ausleselicht erhalten, welches senkrecht zur Folienoberfläche von der Speicherfolie zurückgeworfen wird.
Die durch den Filterring 44, die Speichen 64 und das Nabenteil 66 sowie das Umlenkprisma 36 gebildete radähnliche Strahl-Ablenkeinheit ist bei dem oben beschriebenen Aufbau wieder frei von Unwuchten und kann auch im Langzeiteinsatz ohne Richtungs-Instabilitäten umlaufen.
Auf der vom Fotomultiplier 34 abgelegenen Seite der Strahl-Ablenkeinheit kann nun die Spiegelplatte 30 bei im Übrigen unverändertem Aufbau feststehend vorgesehen werden, z. B. auf die Außenseite des Gehäuses des Schrittmotors 38 aufgesetzt sein.
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Auslesevorrichtung ist der Filterring oder Filterblock aus einem für Laserlicht und Fluoreszenzlicht gut durchlässigen Material hergestellt und mit einer lediglich für das Fluoreszenzlicht gut durchlässigen, Laserlicht aber absorbierenden dichroitischen Beschichtung versehen. Ein räumlich eng begrenzter Durchgang für das Laserlicht wird dann durch ein kleines Fenster in der dichroitischen Beschichtung gewährleistet.
Bei einer weiteren, ebenfalls nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der Filterring bzw. der Filterblock an einer scheibenförmigen Platte, die aus einem für Laserlicht und Fluoreszenzlicht gut durchlässigen Material hergestellt ist, angebracht. Eine auf der vom Detektorspiegel abgewandten Seite dieser Platte vorgesehene feststehende, vorzugsweise konkav paraboloid geformte Spiegelfläche ermöglicht dann die Spiegelung des Fluoreszenzlichts in Richtung zum Fotomultiplier.
Bei einer weiteren, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der Filterring oder Filterblock einstückig mit der Spiegelplatte ausgeführt und als Kunststoffspritzgussteil, insbesondere aus Acrylglas, hergestellt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19942211 A1 [0005]

Claims

Vorrichtung zum Auslesen von biegbaren Speicherfolien (22), mit einem Folienträger (16) zum Halten einer Speicherfolie (22) in vorgegebener Auslesegeometrie, mit einer Ausleselichtquelle (42) zur Bereitstellung eines Ausleselichtstrahls (28) mit kleinem Strahldurchmesser, dessen Wellenlänge zum Anregen von angeregten metastabilen Zentren der Speicherfolie (22) geeignet ist, mit einer ersten Antriebseinrichtung (38), die ein Lichtumlenkelement (36) zur Ablenkung des Ausleselichtstrahls (28) in einer ersten Raumrichtung antreibt, mit einer zweiten Antriebseinrichtung (18) zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen Ausleselichtstrahl (28) und Speicherfolie (22) in einer zweiten, von der ersten verschiedenen Raumrichtung, und mit einem Lichtdetektor (34) zur Detektion von durch den Ausleselichtstrahl (28) in der Speicherfolie (22) ausgelösten Fluoreszenzlichtes, dadurch gekennzeichnet, dass ein optisches Filterelement (44; 62) synchron mit dem Lichtumlenkelement (36) umläuft, das ein Eintreten von an der Speicherfolie (22) reflektierten Anteilen des Ausleselichtstrahls (28) in den Lichtdetektor (34) verhindert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Folienträger (16) zumindest teilzylindrisch geformt ist und die erste Antriebseinrichtung (38) einen Drehantrieb (38) umfasst, dessen Abtriebswelle (40) das Lichtumlenkelement (36) antreibt, welches den Ausleselichtstrahls in einer zur Achse (26) des Folienträgers (16) senkrechten Ebene radial ausgerichtet umlaufen lässt und das Filterelement (44; 62) entsprechend bewegt, und dass die zweite Antriebseinrichtung einen Linearantrieb (18) aufweist, der mit der Speicherfolie (22) zusammenarbeitet.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (44; 62) ein Filter ist, das ein für den Ausleselichtstrahl (28) undurchlässiges für das Fluoreszenzlicht dagegen durchlässiges Material (48) umfasst oder mit einem solchen beschichtet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (44; 62) einen für den Ausleselichtstrahl (28) durchlässigen Durchgang (50; 58) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchgang (50; 58) einen Querschnitt aufweist, der zumindest in etwa dem Querschnitt des Ausleselichtstrahls (22) entspricht, insbesondere geringfügig größer als der Querschnitt des Ausleselichtstrahls (22) ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Durchgang (58) Mittel (60) zur Streulichtreduzierung zugeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (44; 62) unmittelbar benachbart zur der Speicherfolie (22) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Filterelementes (44; 62) im Wesentlichen parallel unter der Speicherfolie (22) verläuft.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (44; 62) auf der von der Speicherfolie (22) abgewandten Oberfläche mit einer Antireflexbeschichtung (46) versehen ist, die vorzugsweise auf die Wellenlänge des Ausleselichtstrahls und die des Fluoreszenzlichtes abgestimmt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (44; 62) auf der der Speicherfolie (22) zugewandten Oberfläche mit einer Antireflexbeschichtung (52) versehen ist, die vorzugsweise auf die Wellenlänge des Ausleselichtstrahls und des Fluoreszenzlichtes abgestimmt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (44; 62) rotationssymmetrisch ist, insbesondere ringförmig oder zylinderhülsenförmig ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Filterelement (44; 62) von einer vorzugsweise rotationssymmetrischen Platte (30) getragen ist, die mit der Abtriebswelle (40) der ersten Antriebseinrichtung (38) gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (30) eine das Fluoreszenzlicht reflektierende Oberfläche aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die das Fluoreszenzlicht reflektierende Oberfläche Ausleselicht zumindest teilweise, vorzugsweise überwiegend oder ganz absorbiert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine dem Lichtdetektor (34) zugewandte Oberfläche der Platte (30) rotationssymmet risch zur Zylinderachse (26) des Folienträgers (16) paraboloid gestaltet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtumlenkelement (36) und das Filterelement (36) zusammen eine bezogen auf die Rotationsachse (26) der Antriebswelle (40) ausgewuchtete Einheit bilden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtumlenkelement (36) zumindest in einer der beiden Raumrichtungen einstellbar mit der ersten Antriebseinrichtung (38) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 17, da durch gekennzeichnet, dass der Durchgang (50) sich in einen radialen Stabkörper (64*) hinein fortsetzt, der zusammen mit dem Filterelement (44) umläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Stabkörper (64*) eine Speiche bildend mit einem Nabenteil (66) verbunden ist, welches das Lichtumlenkelement (36) trägt und mit der ersten Antriebseinrichtung verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch weitere Speichen (64), welche das Filterelement (44) mit dem Nabenteil (66) verbinden.
Vorrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch die Speichen (64, 64*), paarweise ausgewuchtet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 18 bis 21, da durch gekennzeichnet, dass das der Stabkörper (64*) aus einem Material hergestellt ist oder mit einem solchen be schichtet ist, welches für Ausleselicht im Wesentlichen undurchlässig ist, und vorzugsweise für Fluoreszenzlicht im Wesentlichen durchlässig ist.
Vorrichtung nach einem der Anspruch 19 bis 22, gekennzeichnet durch einen festehenden Spiegel (30) der bei der vom Lichtdetektor (34) abgelegenen Seite der von Filterelement (44), Speichen (64, 64*) und Nabenteil (66) gebildeten Strahl-Ablenkeinheit liegt.