DE1622372A1

DE1622372A1 - Vorrichtung zur Elektroradiographie

Info

Publication number: DE1622372A1
Application number: DE19681622372
Authority: DE
Inventors: Ivor Brodie
Original assignee: Varian Associates Inc
Current assignee: Varian Medical Systems Inc
Priority date: 1967-03-03
Filing date: 1968-02-29
Publication date: 1970-10-29
Also published as: FR1556600A; GB1218395A

Description

ladungshaltenden Oberfläche des Aufzeichnungapapiere gebildet wird. Das Ladungsbild wird dann entwickelt.

Der für Röntgenstrahlenphotonen ompfindliche Fotoleiter wird aus ej.r.em Aggregat von unterschiedliohen Materialien gebildet, nämlich fotoleitendem und nach Aufnahme von Röntgenstrahlen fluoreszierendem Material, die miteinander verbunden werden, um das fotoleitende Element zu bilden. Bei einer Ausführungsform werden das fotoleitende und das Röntgen» fluoreszierende Material mit einem isolierenden Binder gebunden. Bei einer anderen Aueführungsform bildet das fotoleitendυ Material eine Schicht um fluoree zierende.Partikel. Bei noch weiteren AusführungBformen wird das Röntgenstrahlen-Pluoreszenzmaterlal in die Poren einer Matrix aus dem fotoleitenden Material, 3der umgekehrt, eingebracht.

Stand der Technik

In elektroradiographischen Kameras ist bereits ein auf Röntgenstrahlen fluoreszierendes Material in Kombination mit einem fotoleitenden Materials verwendet worden, um das Röntgenstrahlen-Photonenbild in ein optisches Phatonenbild umzuwandeln, das sei» nerseits in ein Ladungsbild auf sinem Aufzeichnungsmittel umgewandelt wurde. Bei diesen bekannten Vorrichtungen lag jedoch das Röntgenstrahlen-empfindliche Fluoreszenzmaterial in einer getrennten Schicht vor, dia dicht an einer fotoleitenden Schicht angeordnet war. Das Problem bei iieser Anordnung lag darin, daß

0098U/U29 BADOffiOINAL

di· Röntgenetrahlen-Pluoreszenzschicht relativ dünn gehalten «erden muß, um zu vermeiden, daß die optischen Photonen zu stark gestreut werden. Eine zu starke Streuung verringert die Auflösung des endgültigen Bildes. Darüberhinaus mtissen die freigesetzten optleohen Photonen um so weiter laufen, ehe sie vom fotoleitenden Material aufgenommen werden, je dicker die Fluoreszenzschicht ist, und demgemäß ist der Umwandlungswirkungsgrad bei der Umwandlung von Röntgenphotonen in Fotoleitung entsprechend kleiner.

Ee let ferner bekannt, daß fotoleitende Element aus einem gekörnten, R0ntgenetrehlen~empfindlichen fotoleitenden Material zu bilden, beispielsweise Zinkoxyd, das in einen geeigneten isolierenden Binder eingebettet let, beispielsweise Silikonharz, Solche Elemente eind in radlographisshen Kameras und dergleichen bereits verwendet worden. Mit solchen Materialien kann zwar gearbeitet werden, sie haben jedoch als Röntgenstrahlen-Fotoleiter Im allgemeinen relativ kleine Wirkungsgrade.

Zusammenfassung der Erfindung Diese Erfindung soll eine verbesserte elektroradiographisehe Kamera

verfügbar machen,

Erfindungegemäß wird in einer elektroradiographischen Vorrichtung ein fotoleitendes Element zum Umwandeln eines Röntgenstrahlen-

BAD OBSQINAL

0Q98U/H29

Photonenbildeθ in ein elektrisches Ladungebild verwendet, das eine zusammengesetzte Struktur aus einem Höntgenstrahlen-Fluoreszenzmaterial und einem getrennten fotoleitenden Material ist, wobei die beiden Materialien miteinander vermischt oder eines in das andere eingebettet ist, so daß die Empfindlichkeit der Vorrichtung verbessert wird. .

_ Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung liegt das Fluoreszenz-

material in Form von Partikeln vor, die mit dem fotoleitenden Material beschichtet sind, so daß von dem Röntgenstrahlen-Fluores* zenzmateriaJ emittierte optische Photonen praktisch alle vom fotoleitenden Material abgefangen werden.

Gemäß einer speziellen Weiterbildung der Erfindung liegen Bestand' teile des fotoleitenden Elementes in Partikelform vor und sind mit einem isolierenden Binder aneinander gebunden.

Weitere Merkmale und Torteile üsr Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beaohrellnuig In Verbindung mit der Zeichnung; es »eigen

Fig. 1 sif3@K eehesatieqb9& Schnitt durch eine elektroradiographische Kamera mit Merkmalers der Erfindung}

Fig. 2 eine BetailäarateXluag des in Fig. 1 mit der Linie 2-2 umschlossenen fiilsi und

Fig. 3 und 4 der Fig. 2 entsprechende Darstellung anderer Ausftihrungsformen äea? Erfindung*

Q0'3844/U2g bad orksjnal

In Fig. 1 ist eine elektroradiographische Kamera 1 dargestellt,-die Merkmale der Erfindung aufweist, Dis Kamera 1 weist eine fotoleitende Platte 2 auf₉ die l:n einzelnen in Verbindung mit Fig. 2-4 "beschrieben wird ,auf die ein Röntgenstrahlen-Photonen=· bild eines zu röntgenden Objektes 3 projiziert wird* Die Rönt° genstrahlen werden mit einer Röntgenröhre 4 erzeugt. Die foto«= leitende Platte 2 wird mit einer leitenden Stützplatte 5, beispielsweise aus Elsen, gehaltert» Das Objekt 3 ruht auf einer zweiten leitenden Platte 6, die aus einem Material besteht, das relativ durchlässig für Röntgenstrahlen ist, beispielsweise aus Aluminium,

Ein Streifen elektrographisehes Aufzeichnungspapier 7 ist so angeordnet, daß er die fotoleitende Platte überdeckt« Das elek«= topographische Aufzeiehmmgspapisr 7 wird iron einer Rolle 8 ge«» . iefart ηηά besteht aus einem leitenden Papierrücken, der auf einer Sei fts mit einem dünnen dielektrischen Film beschichtet ist, Csr-:- beispielsweise Tier Mikron disk ist und eine ladungahaltende Ol)är.flä«ha des Papierss 1 bildet. Das Papier 7 wird so angeord° j.=et, daB die ladmigshaltende Oberfläche sur fotoleitenden Platte

E^;ae Spannuiigaqu^lle 9* die beispielsweise + 800? liefert, ist alt dar oberen Platte 6 über eise Leitung 11 und einen Zeitgeber Behälter 12 verbunden, der die Zeit regelt, in der die Spannung

BAD

0Q9&U/U29

- 6

der Quelle 9 mit der oberen Platte 6 verbunden ist. Der negative Ansühluß der Quelle 9 ist- über Erde mit der Sttitzplatte 5 verbunden. Der Zeitgeberaehalfcer 12 kontrolliert auch die Zeit, während der die Röntgenstrahlanquelle 4 Röntgenstrahlen emittiert, um das Objekt 3 mit Röntgenstahlenphotonen zu beleuchten*.

In Betrieb wird die obere Platte i> gegen das Papier ? gepreßt, das seinerseits in nominellen Kontakt mit der fotoleitenden Platte

2 gebracht wird, Der Zeitgebersohalter 12 wird für eine vorgege·= bene Belichtungszeit "betätigt. Während dei Belichtungszeit machen die auf die fotolsitende- Platte 2 fallenden Röntgenphotonen diese in einem Muster entsprechend dem Röntgenblld des Objektes

3 leitend,

Di@ Spannung,, die. zwischen dia fotoleitende Platte 2 uad den ladmigshaltenden Film des Aufzeichnungspapiers 7 gelegt ist, sorgt dafür, daS ein elektrisches Ladungsbild entsprechend dem Röntgenphotonenbiid auf der ladun,ishaltenden Oberfläche dee Pa= piers 7 niedergesenlagen wird. Nachdem das Papier 7 exponiert worden iat, wird eine Menge glsich der exponierten längs-des Papiers von der Rolle 8 durch die Kamera 1 gesogen und mti üblichen slektrographischen Entwick'iungsiaethoden entwlelcslt, unter Verwendung eines gltktrographisohm Toners _o

In Pig. 2 ist schsmatisoh eine starke Vergrößerung dargestellt, aus der die Zusammensetzung der fotoleitenden Platte 2 erkenn-

009844/1

bar tat. Dae fotoleitende Material ist eine Zusammensetzung von wenigstens zwei Materialien, einem fotoleitenden Material und einem getrennten, isolierenden, Röntgenstrahlen-empfindlichen Fluoreszenzmaterial. Genauer gesagt, kleinste Partikel 15 aus isolierendem Fluoreszenzmaterial F, die etwa einige üikron Durchmesser haben, sind bei 16 mit einer Schicht aus fotoleitendem Material P in einer Sicke von etwa ein tiikron beschichtet. Ein isolierendes Bindermaterial 17, das beispielsweise 10 ⁵ Ohm cm Widerstand hat, bindet die Partikel zusammen, so daß die zusammengesetzte fotoleitende Platte 2 entsteht. Die fotoleitende Platte wird beispielsweise o,1 mm (o,oo4") stark gemacht.

In Fig. 3 ist eine andere Aueführungsform der fotoleitenden Platte 2 dargestellt. Bei dieser Ausführungeform besteht die Platte 2 aus einer Mischung von fotoleitenden Partikeln P, die beispielsweise einige Mikron Durchmesser haben, und Röntgenetrahlen-empfindlichen Fliaoreszenzpartikeln F, die ebenfalls einige Mkron Durchmesser haben. Die Partikel F und P werden mit einem isolierenden Binder 17 zusammengehalten. Eine geeignete Mischung für das Fotokathodenmaterial nach Fig. 3 besteht aus gleichen Volumina der drei Bestandteile Fotoleiter, Röntgenetrahlen-Fluoree«= zenzmaterial und Binder.

In Fig. 4 ist noch eine Aueführungsform der fotoleitenden Platte 2 dargestellt. Bei dieser Ausführungeform besteht die fotoleitende

- 8 -009844/1429

blatte 2 nach Fig. 4 aus einer porösen, Röntgenstrahlen »empfindliehen Fluoreszenzstruktur 19t bei der die überwiegende Zahl der Poren miteinander verbunden ist. Solche Strukturen können zweckmäßig dadurch hergestellt werden, daß Fluoreszenzpartikel zu~ aammengesintert werden, um den porösen Körper zu bilden. Die mit-=· einander verbundenen Poren werden dann mit einem fotoleitenden Material 21 infiltriert. Umgekehrt kann auch der poröse Körper aus fotoleitendem Material gebildet werden, wobei seine Poren mit dem Fluoreszenzmaterial infiltriert werden.

Geeignete fotoleitende Materialitm P für die Ausführangsformen nach Fig. 2-4 sind beispielsweise Kadmium-Sulfid, aufgedampftes Selen, Zinkoxyd und Kadmiumselenid. Geeignete Röntgenstrahlen empfindliche, isolierende Fluorefszenzmaterialien F für die Aueführungsformen nach Fig. 2H- sind Kalziumwolframat, Alkalimetallhalogenide und Bariumbleisulfat. Geeignete isolierende Binder für die Ausführungsformen nach Fig. 2-4 sind beispielsweise

Eccocoat 26 (ein Epoxyharz der Emerson Cuming, inc., Gardena, California, USA) und ein Akrylharz (Lucite), das unter der Bezeichnung Elvacite 2046 von DuPorft auf den Markt gebracht wird.

Der Vorteil, gemischte RÖntgenstrahlen-Fluoreszenzmaterialien und fotoleitende Materialien für die fotoleitende Platte 2 zu benutzen liegt darin, daß die Materialien jeweils optimal ihrer jeweiligen Funktion entsprechend ausgewählt werden können, näm-

·>» 9 => 0098U/H29 BADOKGIMAL

lieh hinsichtlich Röntgenstrahlen-empfindlicher Fluoreszenz oder Fotoleitfähigkeit. Zusätzlich laufen durch die Mischung der beiden Materialien, oder deren Einbettung in das andere, die von den Röntgenstrahlen erzeugten optischen Photonen, die durch die Fluoreszenz des Röntgenstrahlen empfindlichen Materials erzeugt werden, nur eine sehr kurze Distanz, ehe sie von dem fotoleitenden Material abgefangen werden, so daß der Absorptionswirkungsgrad für die Photonen vergrößert wird, damit steigt auch der Wirkungsgrad ihrer Umwandlung in Fotoleitfähigkeit. Das gilt insbesondere auch für die Ausführungsform nach Fig. 2, bei der das Fluoreszenzmaterial vollständig von fotöleitendem Material umgeben ist, und zwar in einer Stärke, die bei der Absorption deremittierten optischen Photonen höchsten Wirkungsgrad hat.

Dariiberhinaus ist die Streuung des endgültigen Bildes dadurch wesentlich kleiner, daß das Fluoreszenzmaterial in das fotoleitende Material eingebettet ist, verglichen mit dem Fall, daß ein anschließender Fluoreszenzschirm verwendet wird. Die Ladungsträger in dem Fotoleiter erleiden auch nur eine kleine Dispersion, wenn sie über den Fotoleiter wandern, und zwar dank der kräftigen elektrischen Felder, die quer über der Schicht vorhanden sind.

Das isolierende Bindermaterial 17 bindet die anderen Bestandteile zusammen und dient auch dazu, den Dunkelwiderstand der fotolei-

009aU/U2o " ¹⁰

BAD AL °

- ίο.- .

tend en Platte 2 zu "kontrollieren.

Ea wurde festgestellt, daß eine fotoleitende Platte 2 aus gleichen Volumenteilen Kadmium-Sulfid als Fotoleiter, Kalzlumwolfra= mat und Eccocoat 26 Epoxy^Binder die Empfindlichkeit der fotoleitenden Platte 2 im Vergleich z:i einer Platte 2 mit aufgedampften Selen vergrößerte, Gsnausr gesagt, die Selenplatte 2
fe erfordarts eine Eöntgenatrahlendoaie, die bei 150 kV mit 225mA see von der Röhre 4 erzeugt wurde, während die verbesserte zusammengesetzte Platte 2 bei 150 IcV tmr 25 mA see. benötigte.

0 09844/U29 bad

Claims

A η β ρ γ ü ehe

1. Vorrichtung zur Elektroradiographie, bei der ein Röntgenphotonenbild auf einer Platte aufgenommen und in ein elektrisches Ladungebild auf der ladungshaltenden Oberfläche eines elektrographischen Aufzeichnungsmediums umgewandelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte eine zusammengesetzte fotoleitende Platte ist, die ein Röntgenstrahlen empfindliches Fluoreezenzmaterial und ein davon getrenntes fotoleitendes Material enthält, das für die Fluoreszenz des Fluoreszenzmaterials empfindlich ist, die miteinander ge· mischt oder von denen ©ines in das andere eingebettet ist, und zwar derart, daß das fotoleitende Material einen elektrisch leitenden Weg quer über die Platte bildet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die susammenge setzte fotoleitende Hatte ein isolierendes Bindermaterial enthält, das die zuse.mmengesetzte Platte zusammenhält.

3« Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das !edierende Bindermaterial Epoxyharz oder Akrylharz ist.

..,/A2 0 0 9 8 A 4 / 1 4 2 9 ^BAD

4. Vorrichtungnach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Materialien gekörnt sind und mit einem isolierenden Binder verbunden sind, um die Platte zu bilden=,

5c Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluoreszenzmaterial gekörnt und diese Körner mit dem fotoleitenden Material beschichtet sind.

6. Vorrichtung «ach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das fotoleitende Material aus einer porösen Struktur besteht und daß Fluoreszenzmaterial in die Poren der porösen Struktur einfiltriert ist.

7. Vorrichtung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluoreazenzmateriai aus einer porösen Struktur mit miteinander verbundenen Poren besteht, und das fotoleitende Material

in die Poren dieser porösen Struktur einfiltriert ist. \

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluoreszenzmaterial Kalziumwolframat, ein Alkalimetallhalogenid oder Bariumbleisulfat ist, und das foto° leitende Material Kadmium-Sulfid, Selen, Zinkoxyd oder Kadmiumselenid ist.

0098AA/U2Q

BAD