DE1462016C3 - Schaltungsanordnung zur Kompensation des Randhelligkeitsabfalls in einer Röntgenfernseheinrichtung - Google Patents

Description

bei Vidikonröhren, der einen ähnlicher. Bildeffekt hervorruft wie den durch die Vignettierung verursachten, ist es bereits bekannt, die Signalplattenspannung der Vidikonröhre in Abhängigkeit von der Lage des Abtaststrahls innerhalb des Rasters in der Weise zu steuern, daß die Signalplattenspannung beim Abtasten der Randzone des Rasters höher ist als im Zentrum des Rasters. Diese Maßnahme kann jedoch deshalb nicht zur Beseitigung des Vignettierungseffektes benutzt werden, weil dazu der Spannungshub so groß sein müßte, daß der Abtaststrahl defokussiert würde. Die weitere Folge wäre eine erhebliche Verschlechterung der Bildqualität, weil der Dunkelstrom des Vicftkons und damit der störende Biiduntergrund mit der dritten und vierten Potenz, das Nutzsignal dagegen nur mit der zweiten bis dritten Potenz der Signalplattenspannung ansteigt.

An Hand eines Ausführungsbeispiels sei die Erfindung im folgenden näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Röntgenfernseheinrichtung mit Vignettierungsausgleich und Kreisaustastung;

Jh F i g. 2 die Schaltungsanordnung für den Vignettierungsausgleich.

Die in F i g. 1 dargestellte Fernsehkette mit der Fernsehkamera 1, der Zentrale 2 und dem Sichtgerät 3 ist Teil einer nicht dargestellten Röntgenfernseheinrichtung, die im allgemeinen aus einem Röntgenapparat, einer Röntgenröhre, einem Röntgenuntersuchungsgerät und einem Röntgenbildverstärker besteht, an den die Fernsehkamera über ein optisches System angeschlossen ist. Die Zentrale umfaßt als wesentlichste Bestandteile den Videoverstärker 4 sowie die Generatoren 5 und 6 für die Erzeugung der Horizontal- und Vertikalablenkimpulse. Die als Blockschaltbild dargestellte elektrische Schaltungsanordnung 7 enthält Mittel für den Vignettierungsausgleich und die Kreisaustastung. Sie besteht im einzelnen aus den Integrationsgliedern 8 für die Horizontal- und 9 für die Vertikalkippspannung, dem Summenverstärker 10 für die Bildung des Hilfssignals, der aus, der deutschen Auslegeschrift 1195 799 im Prinzip bekannten Anordnung 11 für die Kreis ausj tastung, dem umstrichelten Teil 12, der im engeren Sinn die in F i g. 2 näher beschriebenen Mittel für den Vignettierungsausgleich, nämlich den Austastverstärker 13, den geregelten Verstärker 14 und den Regelspannungserzeuger 15 enthält, sowie dem Stromversorgungsteil 16.

Das vom Summenverstärker 10 kommende Hilfssignal ist gemäß Fig. 2 an die Basis des Transistors 17 der Impedanzwandlersrufe 18 geführt. Vom Emitter dieses Transistors wird die Hilfsspannung abgenommen und gelangt an die Basis des als Verstärker 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 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 ⁶S 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 einzigen 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 Arbeitspurikt 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 23 und einer negativen Vorspanung angeschlossen. Dieser Widerstand wird bei einer Temperaturerhöhung niederohmiger. Dadurch wird die Emitterspannung des Transistors 23 negativer, so daß der Anstieg der Transistorsverstärkung 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

14 ö2 Ο lö 1 2 höhung der Röntgendosisleistung auf Grund der Patentansprüche: höchstzulässigen Strahlenbelastung des Patienten sowie der Leistungsgrenze der Röntgenröhre gesetzt

1. Schaltungsanordnung zur Kompensation des sind, mit einem lichtstarken Objektiv kurzer Brenndurch Vignettierung des Eingangslichtstrahlen- 5 weite zwischen Bildverstärkerausgang und Fernsehbündels verursachten Helligkeitsabfalls in der kamera gearbeitet werden muß. Bei einem solchen Randzone des Fernsehschirmbildes in einer Objektiv ist der Vignettierungseffekt besonders stark Röntgenfernseheinrichtung, dadurch ge- ausgeprägt. Weitere die Vignettierung begünstigende kennzeichnet, daß sie aus einer Kombina- Merkmale sind in dem schrägen Eintritt der Röntgention von Mitteln (8, 9, 10) zur Bildung eines i° strahlen in die Glaswand des Röntgenbildverstärkers Hilfssignals durch additives Mischen der durch sowie dem schrägen Durchtritt der Elektronenstrahlen Integrieren der Horizontal- und Vertikalkipp- durch die dem Betrachtungsschirm des Bildverstärspannung für die Strahlablenkung gewonnenen kers vorgelagerte Aluminiumschutzschicht sowie in Parabelspannungen, Mitteln (13) zum Herstellen der Vergrößerung der Flächenelemente von Röntgeneines konstanten Basispotentials des Hilfssignals 15 schirm, Fotokathode und Betrachtungsschirm des

. durch Austasten mit Zeilen- und Bildimpulsen, Bildverstärkers durch Randverzeichnung und der

Mitteln (14) zur Steuerung der Größe des Hilfs- damit verbundenen Verringerung der Leuchtdichte

signals proportional zum Mittelwert des Bild- zu sehen.

abtastsignals sowie Mitteln zur phasengleichen Es ist zur Herstellung eines homogenen Strahlen-

Addition des Hilfssignals zum Bildabtastsignal 20 bündelquerschnitts bereits bekannt, ein strahlen-

innerhalb des Videoverstärkerzuges besteht. absorbierendes Filter mit unterschiedlicher, der

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- Vignettierung entgegenwirkender Strahlendurchlässigdurch gekennzeichnet, daß zum kreisförmigen keit in den Strahlengang zu bringen. Dieses Ver-Austasten des Hilfssignals ein vom Hilfssignal fahren, das die Strahlenintensität des gesamten Büngesteuerter, an sich bekannter elektrischer Im- 35 dels auf den schwächsten Punkt des Übertragungspulsgenerator benutzt ist, der während der Dauer weges reduziert, hat den Nachteil, daß zur Erzielung des Überschreitens einer bestimmbaren Größe der gleichen Bildqualität, wie sie in der Bildmitte des Hilfssignals eine Spannung erzeugt, die das ohne ein solches Filter herrscht, die erforderliche Hilfssignal unterdrückt. Röntgendosisleistung und damit auch die Strahlen-

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, 30 belastung des Patienten wesentlich, nämlich auf den dadurch gekennzeichnet, daß die vom Impuls- zwei- bis dreifachen Wert erhöht werden muß, sogenerator erzeugte Spannung gleichzeitig zur weit die Röntgenröhre auf Grund ihrer thermischen Herstellung eines kreisförmigen Bildrasters der Belastungsgrenze eine solche Erhöhung überhaupt Bildaufnahmeröhre benutzt ist. zuläßt.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 35 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Schal- durch die Vignettierung hervorgerufenen Helligkeitstungsmittel zum Steuern der Größe des Hilfs- abfall in der Randzone des Fernsehbildes ohne signals proportional zum Mittelwert des Bild- Qualitätsverlust und ohne eine Erhöhung der abtastsignals ein Regeltransistor (23) in Emitter- Strahlenbelastung des Patienten zu kompensieren, basisschaltung benutzt ist, der eine etwa zwanzig- 4° Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine fache Verstärkungsvariation erlaubt und bei dem elektronische Schaltungsanordnung gelöst, die aus zur verstärkungsabhängigen Temperaturkompen- einer Kombination von Mitteln zur Bildung eines sation der über einen Ableitwiderstand (26) mit Hilfssignals durch additives Mischen der durch InMasse verbundene Emitter über einen NTC- tegrieren der Horizontal- und Vertikalkippspannung Widerstand (28) an eine konstante negative Vor- 45 für die Strahlablenkung gewonnenen Parabelspanspannung angeschlossen ist, so daß die Spannung nungen, Mitteln zum Herstellen eines konstanten am NTC-Widerstand mit zunehmender Verstär- Basispontentials des Hilfsignals durch Austasten mit kung abnimmt. ' Zeilen- und Bildimpulsen, Mitteln zur Steuerung der

Größe des Hilfssignals proportional zum Mittelwert 50 des Bildabtastsignals sowie Mitteln zur phasen-

gleichen Addition des Hilfssignals zum Bildabtastsignal innerhalb des Videoverstärkerzuges besteht.

Durch die starke Erhöhung des Videosignals am Bildrand auf Grund der Addition der Spitzenwerte

Ein sehr störender Effekt beim Röntgenfernsehen 55 von Horizontal- und Vertikalparabelspannung des ist die sogenannte Vignettierung, d. h. der Hellig- Hilfssignals kann es in den Ecken des Bildrasters zu keitsabfall in der Randzone des der Fernsehkamera Überstrählungen kommen, die eine Kontrastmindezugeführten Lichtbündels.

Wird bei starkem Bild- rung des gesamten Bildes zur Folge haben.

Um diesen kontrast die Bildhelligkeit so gewählt, daß die Mangel zu beseitigen;' wird nach einem weiteren Detailerkennbarkeit in der Bildmitte ein Optimum 60 Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, das Hilfserreicht, 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 tens einer bestimmbaren Größe des Hilfsignals anBildmitte überstrahlt.

In beiden Fällen geht der zur 65 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 11 95 779 beschrieben,
daß wegen der Grenzen, die einer beliebigen Er- Zur Beseitigung des sogenannten »Landefehlers«