DE1462016B2 - Schaltungsanordnung zur kompensation des randhelligkeits abfalls in einer roentgenfernseheinrichtung - Google Patents

Description

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Ein sehr störender Effekt beim Röntgenfernsehen von Horizontal- und Vertikalparabelspannung des ist die sogenannte Vignettierung, d. h. der Helligkeits- Hilfssignals kann es in den Ecken des Bildrasters zu abfall in der Randzone des der Fernsehkamera zu- Überstrahlungen kommen, die eine Kontrastmindegeführten Lichtbündels. Wird bei starkem Bild- rung des gesamten Bildes zur Folge haben. Um diesen kontrast die Bildhelligkeit so gewählt, daß die 5 Mangel zu beseitigen, wird nach einem weiteren Detailerkennbarkeit in der Bildmitte ein Optimum er- Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, das Hilfsreicht, so ist die Randzone derart abgedunkelt, daß signal kreisförmig auszutasten und dazu einen vom keine Einzelheiten mehr erkennbar sind. Wählt man Hilfssignal gesteuerten elektrischen Impulsgenerator hingegen die Bildhelligkeit so, daß in der Randzone zu benutzen, der während der Dauer des Überschreimöglichst viele Details zu erkennen sind, so wird die io tens einer bestimmbaren Größe des Hilfssignals anBildmitte überstrahlt. In beiden Fällen geht der zur spricht und das Hilfssignal unterdrückt. Ein solcher Orientierung notwendige Gesamtüberblick verloren. Impulsgenerator ist an sich bekannt und z. B. in der Die Vignettierung wird vor allem dadurch verursacht, deutschen Auslegeschrift 1195 779 beschrieben,
daß wegen der Grenzen, die einer beliebigen Er- Zur Beseitigung des sogenannten »Landefehlers« höhung der Röntgendosisleistung auf Grund der 15 bei Vidikonröhren, der einen ähnlichen Bildeffekt höchstzulässigen Strahlenbelastung des Patienten so- hervorruft wie den durch die Vignettierung verursach-"" wie der Leistungsgrenze der Röntgenröhre gesetzt ten, ist es bereits bekannt, die Signalplattenspannung sind, mit einem lichtstarken Objektiv kurzer Brenn- der Vidikonröhre in Abhängigkeit von der Lage des weite zwischen Bildverstärkerausgang und Fernseh- Abtaststrahls innerhalb des Rasters in der Weise zu kamera gearbeitet werden muß. Bei einem solchen 20 steuern, daß die Signalplattenspannung beim Ab-Objektiv ist der Vignettierungseffekt besonders stark tasten der Randzone des Rasters höher ist als im ausgeprägt. Weitere die Vignettierung begünstigende Zentrum des Rasters. Diese Maßnahme kann jedoch Merkmale sind in dem schrägen Eintritt der Röntgen- deshalb nicht zur Beseitigung des Vignettierungsstrahlen in die Glaswand des Röntgenbildverstärkers effektes benutzt werden, weil dazu der Spannungshub sowie dem schrägen Durchtritt der Elektronenstrahlen 25 so groß sein müßte, daß der Abtaststrahl defokussiert durch die dem Betrachtungsschirm des Bildverstär- würde. Die weitere Folge wäre eine erhebliche Verkers vorgelagerte Aluminiumschutzschicht sowie in schlechterung der Bildqualität, weil der Dunkelstrom der Vergrößerung der Flächenelemente von Röntgen- des Vidikons und damit der störende Bilduntergrund schirm, Fotokathode und Betrachtungsschirm des mit der dritten und vierten Potenz, das Nutzsignal Bildverstärkers durch Randverzeichnung und der da- 30 dagegen nur mit der zweiten bis dritten Potenz der mit verbundenen Verringerung der Leuchtdichte zu Signalplattenspannung ansteigt,
sehen. An Hand eines Ausführungsbeispiels sei" die Er-... Es ist zur· Herstellung eines homogenen Strahlen- findung im folgenden näher erläutert,
bühdelqüerschnitts bereits bekannt, ein strahlen- Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Röntgenabsorbierendes Filter mit unterschiedlicher, der 35 fernseheinrichtung mit Vignettierungsausgleich und Vignettierung entgegenwirkender Strahlendurchlässig- Kreisaustastung;

keit in den Strahlengang zu bringen. Dieses Ver- F i g. 2 die Schaltungsanordnung für den Vignet-

fahren, das die Strahlenintensität des gesamten Bün- tierungsausgleich. ' ■'.<

dels auf den schwächsten Punkt des Übertragungs- Die in F i g. 1 dargestellte Fernsehkette mit der

weges reduziert, hat den Nachteil, daß zur Erzielung 40 Fernsehkamera 1, der Zentrale 2 und dem .Sicht-

der gleichen Bildqualität, wie sie in der Bildmitte gerät 3 ist Teil einer nicht dargestellten Röntgenohne ein solches Filter herrscht, die'^; erforderliche fernseheinrichtung, die im allgemeinen aus .feinem

Röntgendosisleistung und damit. auch die Strahlen- Röntgenapparat, einer Röntgenröhre, einem Röntgen-

beiastung des Patienten wesentlich, nämlich auf den Untersuchungsgerät und einem Röntgenbildverstärker

zwei- bis dreifachen Wert erhöht werden muß, soweit 45 besteht, an den die Fernsehkamera über ein optisches

die Röntgenröhre auf Grund ihrer thermischen Be- System angeschlossen ist. Die Zentrale umfaßt als

lastungsgrenze eine solche Erhöhung überhaupt zu- wesentlichste Bestandteile den Videoverstärker 4 so-

läßt. wie die Generatoren 5 und 6 für die Erzeugung der

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Horizontal- und .,Vertikalablenkimpulse. Die als durch die Vignettierung hervorgerufenen Helligkeits- 50 Blockschaltbild dargestellte elektrische Schältungsabfall in der Randzone des Fernsehbildes ohne anordnung 7 enthält Mittel für den Vignettierungs-Qualitätsverlust und ohne eine Erhöhung der ausgleich und die Kreisaustastung. Sie besteht im einStrahlenbelastung des Patienten zu kompensieren. zelnen aus den Integrationsgliedern 8-für die Hori-Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine zontal- und 9 für. die Vertikalkippspannung, dem elektronische Schaltungsanordnung gelöst, die aus 55 Summenverstärker 10 für die Bildung des Hilfssignals, einer Kombination von Mitteln zur Bildung eines der aus der deutschen;Auslegeschrift 1195 799 im Hilfssignals durch additives Mischen der durch Inte- Prinzip bekannten Anordnung 11 für die Kreisausgrieren der Horizontal- und Vertikalkippspannung tastung, dem umstrichelten Teil 12, der im engeren für die Strahlablenkung gewonnenen Parabelspannun- Sinn die in F i g. 2 näher beschriebenen Mittel für den gen, Mitteln zum Herstellen eines konstanten Basis- 60 Vignettierungsausgleich, nämlich den Austastverstärpotentials des Hilfssignals durch Austasten mit Zei- ker 13, den geregelten Verstärker 14 und den Regellen- und Bildimpulsen, Mitteln zur Steuerung der Spannungserzeuger 15 enthält, sowie dem Strom-Größe des Hilfssignals proportional zum Mittelwert versorgungsteil 16.

des Bildabstastsignals sowie Mitteln zur phasen- Das vom Summenverstärker 10 kommende Hilfsgleichen Addition des Hilfssignals zum Bildabtast- 65 signal ist gemäß F i g. 2 an die Basis des Transistors signal innerhalb des Videoverstärkerzuges besteht. 17 der Impedanzwandlerstufe 18 geführt. Vom Emit-

Durch die starke Erhöhung des Videosignals am ter dieses Transistors wird die Hilfsspannung ab-

Bildrand auf Grund der Addition der Spitzenwerte genommen und gelangt an die Basis des als Ver-

stärker geschalteten Transistors 19 der Austastverstärkerstufe 20. In dieser Stufe arbeitet der Transistor 21, dessen Basis das Austastgemisch der Stufe 11 für die Kreisaustastung erhält, als elektronischer Schalter, der den Kollektor des Transistors 19 bei 5 jedem Zeilen- bzw. Bildimpuls während einer gegenüber der Impulsdauer kürzeren Zeit mit Masse verbindet. Durch diese Austastung und anschließende Diodenbegrenzung erhält das vom Summenverstärker 10 kommende Parabelgemisch ein definiertes Bezugspotential. Dies ist erforderlich, weil sonst die von der Vertikalablenkspannung abgeleitete Parabelspannung durch die getastete Schwarzwerthaltung des Videoverstärkers, die die Vertikalparabelspannung von einer Brummstörung nicht unterscheiden könnte, nivelliert würde. Während der Austastpausen, also bei nichtleitendem Transistor 21, arbeitet der Transistor 19 als normaler Verstärker.

Die aus den Ablenkimpulsen gebildete Hilfsspannung ist unabhängig von der Größe des Bildaufnahmesignals. Um eine Kompensation der durch die Vignettierung hervorgerufenen Signalverformung nicht nur bei einem einzigen Signalmittelwert, sondern unabhängig davon zu erzielen, muß eine Beziehung zwischen Bildaufnahmesignal und Hilfsspannung hergestellt werden, d. h. die Amplitude der Hilfsspannung muß in Abhängigkeit vom Mittelwert des Bildaufnahmesignals gesteuert werden. Diese Steuerung erfolgt in Stufe 22 mit Hilfe des Regeltransistors 23. Zunächst wird in Stufe 24 aus dem der Basis des Transistors 25 zugeleiteten Bildaufnahmesignal mit Hilfe einer bekannten Gleichrichterschaltung im Kollektorkreis dieses Transistors ein Mittelwert gebildet, der der Basis des Transistors 23 zusammen mit der Hilfsspannung zugeführt ist. Dieser Mittelwert bestimmt den Arbeitspunkt des Transistors, dessen Verstärkung dem Signalmittelwert proportional sein muß. Diese Proportionalität zwischen Steilheit und Emitterstrom ist bei einem Flächentransistor durch eine starke Gegenkopplung auf Grund des verhältnismäßig hochohmigen Emitterwiderstandes 26 erzielbar, der eine Größe von etwa 800 Ohm besitzt. Der Basiswiderstand 27 von etwa 4 Kiloohm dient ebenfalls der Linearisierung des Emitterstroms.

Die erforderliche Proportionalität zwischen der Verstärkung der Hilfsspannung und dem aus dem Bildaufnahmesignal abgeleiteten Mittelwert der Regelspannung zwingt dazu, die ganze Verstärkungsänderung um etwa den Faktor zwanzig in einer einzi- gen Stufe vorzunehmen. Eine Verstärkung in aufeinanderfolgenden Stufen ist deshalb nicht möglich, weil sich die Linearitätsfehler der einzelnen Stufen multiplizieren, so daß die geforderte Proportionalität nicht mehr gesichert ist.

Eine Steilheitsänderung um den Faktor zwanzig in einer einzigen Transistorstufe bringt nun aber den Nachteil mit sich, daß bei geringer Steilheit die beschriebene Gegenkopplung wegen des geringen Emitterstroms nicht mehr ausreicht, um eine Temperaturunabhängigkeit der Verstärkung zu gewährleisten. Es muß daher ein zusätzliches Mittel zur Temperaturgangkompensation in Abhängigkeit vom jeweiligen Arbeitspunkt des Transistors vorgesehen werden, das bei niedriger Steilheit stärker wirkt als bei hoher Steilheit. Zu diesem Zweck ist der NTC-Widerstand 28 zwischen dem Emitter des Transistors und einer negativen Vorspannung angeschlossen. Dieser Widerstand wird bei einer Temperaturerhöhung niederohmiger. Dadurch wird die Emitterspannung des Transistors 23 negativer, so daß der Anstieg der Transistorverstärkung mit steigender Temperatur ausgeglichen ist. Bei großer Steilheit, d. h. hohem Emitterstrom, ist der- Einfluß des Widerstandes geringer, weil die Spannungsdifferenz am NTC-Widerstand kleiner ist als bei niedriger Steilheit.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zur Kompensation des durch Vignettierung des Eingangslichtstrahlenbündels verursachten Helligkeitsabfalls in der Randzone des Fernsehschirmbildes in einer Röntgenfernseheinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Kombination von Mitteln (8, 9,10) zur Bildung eines Hilfssignals durch additives Mischen der durch Integrieren der Horizontal- und Vertikalkippspannung für die Strahlablenkung gewonnenen Parabelspannungen, Mitteln (13) zum Herstellen eines konstanten Basispotentials des Hilfssignals durch Austasten mit Zeilen- und Bildimpulsen, Mitteln (14) zur Steuerung der Größe des Hilfssignals proportional zum Mittelwert des Bildabtastsignals sowie Mitteln zur phasengleichen Addition des Hilfssignals zum Bildabtastsignal innerhalb des Videoverstärkerzuges besteht.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum kreisförmigen Austasten des Hilfssignals ein vom Hilfssignal gesteuerter, an sich bekannter elektrischer Impulsgenerator benutzt ist, der während der Dauer des Überschreitens einer bestimmbaren Größe des Hilfssignals eine Spannung erzeugt, die das Hilfssignal unterdrückt.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Impulsgenerator erzeugte Spannung gleichzeitig zur Herstellung eines kreisförmigen Bildrasters der Bildaufnahmeröhre benutzt ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaltungsmittel zum Steuern der Größe des Hilfssignals proportional zum Mittelwert des Bildabtastsignals ein Regeltransistor (23) in Emitter-., basisschaltung benutzt ist, der eine etwa zwanzigfache Verstärkungsvariation erlaubt und bei dem zur verstärkungsabhängigen Temperaturkompensation der über einen Ableitwiderstand (26) mit Masse verbundene Emitter über einen NTC-Widerstand (28) an eine konstante negative Vorspannung angeschlossen ist, so daß die Spannung am NTC-Widerstand mit zunehmender Verstärkung abnimmt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen