DE1764239C3 - Festkörperbildverstärker und-speicher und Verfahren zum Betrieb des Festkörperbüdverstärkers und-speichers - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Festkörperbildverstärker und -speicher mit einer ausgangsseitig mit einer lichtdurchlässigen, ersten Elektrode belegten Wechselspannungs-Gleichspannungs-Elektrolumineszenz-Schicht (WGE-Schicht), die aus einem pulverförmigen, elektrolumineszierenden Material mit einem dielektrischen Bindemittel besteht, auf der eine photoleitende Schicht angeordnet ist, die ihrerseits eingangsseitig mit einer lichtdurchlässigen, von dem sichtbar zu machenden Energiebild durchstrahlbaren, zweiten Elektrode belegt ist, bei dem der Lumineszenzausgang der WGE-Schicht durch eine an die beiden Elektroden angelegte Wechselspannung erregt und eine dieser Wechselspannung überlagerte, elektrische Gleichspannung gesteuert ist, sowie mit einer Spannungsversorgungseinrichtung zum Erzeugen der genannten Spannungen.

Es ist ein derartiger Speicherverstärker bekannt (deutsche Patentschrift 1048646), mit dessen Hilfe bei gleichzeitiger HelligkeitsveiStärkung ein Röntgenbild bis zum Abruf gespeichert werden kann. Hierbei wird der Effekt der »Elektrofotosensibilisierung« ausgenützt, auf Grund dessen die Ausgangsstrahlung einer Fluoreszenzschicht, die einer Röntgenbestrahlung unterworfen ist, durch ein anliegendes elektrisches Feld erheblich erhöht wird. Das elektrische Feld ergibt zugleich eine Speicherung des Bilds, das bei späterer gleichmäßiger Röntgenbestrahlung als Fluoreszenzbild aufleuchtet und nach kurzer Leuchtzeit in gleichmäßiger Helligkeit verschwimmt.

Die Leuchtzeit des abgefragten Bildes liegt dabei nur in der Größenordnung zwischen einigen Sekunden und einigen Minuten und es bedarf während dieser Betrachtungszeit wiederum der primären Röntgenstrahlung.

Elektrolumineszierende Schichten, die durch die anliegende Wechselspannung erregt und durch das in ihnen herrschende elektrische Gleichfeld in ihrer Lichterzeugung gesteuert sind (»WGE-Schicht«, Wechselspannungs-Gleichspannungs-Elektrolumi-

neszenz-Schicht), sind an sich bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 087 698). Nach der Erfindung wird diese Erscheinung dadurch ausgenützt, daß das elektrische Feld entsprechend einem zuvor durch eine Strahlung aufgestrahlten Energiebild, das zunächst eine örtlich

unterschiedliche Spannungsverteilung auf Grund unterschiedlicher Widerstände in der photoleitenden Schicht geschaffen hat, »eingefroren« wird und bei der späteren Wechselstromerregung eine Lichtvertei-

wig entsprechend dem zuvor aufgestrahlten Energie» bild ergibt.

Vorpolarisierte Elektret sind zwar für die Konstruktion von Festkörper-Bildverstärkern bekannt (deutsehe Patentschrift 1202 913); die bekannte Verwendung zur Vorpolarisierung fotoleitender Elemente weist jedoch keinen Weg für eine zweckmäßige ßildspeicherung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Speicherverstärker der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dessen Hilfe das abgefragte Bild in Ruhe und ohne die primäre Energie betrachtet werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Bindemittel die Eigenschaft aufweist, nach Abschalten einer äußerer., polarisierenden Gleichspannung eine Restkomponente des elektrischen Feldes zu speichern.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Bildverstärker und -speicher so ausgeführt, daß auf der zweiten Elektrode eingangsseitig eine bei Einfall einer Energie fluoreszierende Schicht angeordnet ist, die mit einer dritten Elektrode zum Anlegen eines Wechselfeldes an die fluoreszierende Schicht belegt ist, wodurch die fluoreszierende Schicht elektroluminesziert und das dadurch entstehende Ausgangslicht den Widerstand der photoleitenden Schicht verändert.

Diese praktisch als Zwischenwandler wirkende, eingangsseitige, fluoreszierende Schicht erleichtert die gegenseitige Abstimmung der Verstärkerelemente sowie die elektrische Anschlußinstallation, ua die an die elektrolumineszierende Ausgangsschicht anzulegende Wechselspannung nun aus der zwischen der ersten und der zweiten Elektrode ohnehin liegenden Gleichspannung durch periodische Lichterregung aus dieser dritten Schicht erzeugt werden kann.

Beim Einspeichern des aufgestrahlten Energiebilds wire⁴ zweckmäßigerweise der Pluspol der polarisierenden Gleichspannung an die erste Elektrode und ihr Minuspol an die zweite Elektrode angelegt, wodurch sich die günstigsten Speicherbedingungen ergeben. Hierdurch entsteht ein Negativbild. Soll ein Positivbild erzeug: werden, so kann das gespeicherte Feld dadurch moduliert werden, daß nach dem Ende des Anliegens der polarisierenden Gleichspannung vor oder während der Wechselspannungserregung eine Gleichspannung entgegengesetzter Polarität angelegt wird, deren Höhe und Dauer für eine Modulierung ausreichen, ohne jedoch eine Löschung des gespeicherten Felds zu bewirken. Soll nach der Bildbetrachtung dieses Feld und damit das Bild gelöscht werden, so ist eine der polarisierenden Gleichspannung entgegengesetzte Gleichspannung von ausreichender Höhe und Dauer anzulegen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Festkörperbildverstärker und -speicher mit elektrischem Anschlußplan,

Fig. 2 A bis 2D und

Fig. 3 A bis 3E Oszillogramme der Wechselspannung (V_A) und von Lumineszenzverläufen des Lumineszenzausgaugs Ll der Vorrichtung nach Fig. 1.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines lumineszierendcn Bildschirms 2 eines Festkörper-Bildverstärkers und -Speichers mit dem dazugehörigen elektrischen Schaltschema. Bei der dargestellten Ausführungsform erfolgt das Aufzeichnen der Verteilung einer einfallenden Energie ac in Form eines Röntgenbilds.

Eine lichtdurchlässige Trägerplatte 14 aus Glas ist

mit einer lichtdurchlässigen Schicht aus Zinnoxid

beschichtet, die als erste Elektrode 15 verwendet wird. An die erste Elektrode 15 schließt sich eine als WechselspHnnungs-Gleichspannungs-Elektroltiroi-

»° neszenz-Schicht (WGE-Schicht) 11 bezeichnete Schicht an. Ihre Dicke beträgt etwa 50 bis 100 jttm.

Die WGE-Schicht 11 besteht beispielsweise aus einem Pulver aus durch ZnS grün elektrolumineszierend dem Material, das mit Cu oder Al aktiviert ist. Dieses Pulver ist in einem dielektrischen Bindemittel dispergiert, das beispielsweise aus flüssigem Trikresylphosphat besteht. Das dielektrische Bindemittel kann jedoch auch ein Festkörper *iein. Durch Versuche wurde festgestellt, daß mit einer keramischen WGE-Schicht,

ao in der ein einen elektrischen Widerstand aufweisendes Glasemail als dielcktrisr'es Bindemittel verwendet ist, zufriedenstellende Ergebnisse erzielt werden. Ein solches Bindemittel kann durch folgendes Verfahren hergestellt werden. Frittenpulver, beispielsweise aus

»5 Bor-Kieselerde, das Li und, wenn erforderlich, Ti enthält, wird mit Pulver, beispielsweise aus ZnS-elektrolumineszierendem Fluoreszenzmaterial, und Pulver aus einem Halbleiter-Metalloxid, z. B. SnO₂, TiO₂ oder Sb₂O₅, das das Lumineszenzlicht des Fluoreszenzmaterials reflektiert, vermischt, und das Gemisch wird dann auf eine geeignete hitzebeständige Platte aus Glas. Keramik oder Metall in Form einer Schicht aufgebracht. Schließlich wird das Gemisch mit der hitzebeständigen Platte zwei bis acht Minuten lang auf einerTemperaturvon600° C bis 700° C gehalten, um das Frittenpulver zu schmelzen. Auf diese Weise umfaßt die keramische WGE-Schicht elektrolumineszierendes Fluoreszenzmaterial, das in einem dielektrischen Bindemittel enthalten ist, das aus einem wenigstens Li und, wenn notwendig, Ti enthaltenden Keramik-(Glasemail-)Material besteht, ein Metalloxid enthält, und in der Lage ist, ein inneres, elektrisches Feld zu halten, wenn eine äußere polarisierende Gleichspannung an sie gelegt wird. Eine WGE-

Schicht 11 mit einem spezifischen Widerstand von 10⁷ bis 10¹⁰ Ohm · cm erbringt zufriedenstellende Ergebnisse. In dieser WGE-Schicht 11 kann ein elektrisches Gleichfeld gespeichert, also »eingefroren« werden, indem eine ausreichend hohe Gleichspannung ausreichend \ang daran angelegt wird. Die Charakteristik der WGE-Schicht 11 wird später an Hand der Fi g. 2 und 3 erläutert. Weiterhin ist eine Wideretands- unc Lichtsperrschicht 16 mit einer Dicke von 5 bis 7 μπ vorgesehen, die durch Mischen eines Kunststoffbin demittels mit einem Kohlepuiver oder durch Erhitzet eines Gemische aus Glasemail und schwarzem Färb stoff hergestellt ist. Eine sich hieran anschließend« photoleitende Schicht 17 besteht aus einem phofolei tenden Material, beispielsweise aus CdS₁ CdSe ode CdS-CdSe, durch das der elektrische Widerstand ii Abhängigkeit von einfallender Strahlung verringei wird. Dieses Material ist mit einem Kunststoffbinde mittel oder Glasemail gemischt oder direkt geeinter Die Dicke der Schicht 17 beträgt etwa 100 bis 20 μπι und der maximale Dunkelwiderstand quer übe die Schicht ist auf einen Wert festgelegt, der höhe ist als die Summe des Widerstands der Schichten 1 und 11. Die Schicht 17 trägt auf ihrer der WGE

Schicht abgewandten Seite eine zweite Elektrode 18.

Eine fluoreszierende Schicht 19, die in Abhängigkeit von der einfallenden Energie x, d. h. den Röntgenstrahlen, leuchtet, ist so zusammengesetzt, daß sie auch in Abhängigkeit von der an sie angelegten Spannung leuchtet (elektrolumineszicrt). Diese Schicht besteht aus Pulver von unter Röntgenstrahlen fluoreszierendem Material, z. B. ZnCdS, und Pulver von gleichzeitig elektroiumineszierendem Fluoreszenzmaterial, z. B. ZnS oder ZnSe. Diese beiden Pulver werden beispielsweise mit einem Kunststoffbindemittel gemischt und in einer Dicke von etwa 50 μιπ aufgebracht. Die Materialien für die fluoreszierende Schicht 19 und die photoleitende Schicht 17 werden so gewählt, daß sich der Lumineszenzspektralbereich der fluoreszierenden Schicht 19 und der Photoleitspektralbereich der photoleitenden Schicht 17 wenigstens teilweise überdecken.

Die Elektrode 18, die für. die einfallende Energie und das Licht der fluoreszierenden Schicht 19 durchlässig ist, besteht aus einer aufgedampften Schicht eines geeigneten Materials, z.B. Gold.

Eine für die einfallenden Röntgenstrahlen χ durchlässige dritte Elektrode 20 besteht aus einer lichtreflektierenden Schicht, beispielsweise einer Al-Folie.

Gemäß Fig. 1 wird der Lumineszenzausgang L₂ von der Seite der WGE-Schicht 11 abgegeben, die der ersten Elektrode IS zunächst liegt. Eine Gleichspannungsquelle 7. die zum Aufzeichnen und Löschen des gespeicherten Energiebildes dient, gibt veränderliche Gleichspannungen V_1n und K_B-entgegengesetzter Polarität über einen Schalter 5 an die Elektroden 15 und 18 ab. Eine Wechselspannungsquelle 8 dient zum Erregen der WGE-Schicht 11 für das Ablesen des Lumineszenz-Bildes und gibt eine Wechselspannung V_A veränderlichen Effektivwerts ab. Die Gleichspannungsquelle 7 und die Wechselspannungsquelle 8 sind, wie in F i g. 1 dargestellt, zusammen mit einem Kondensator 9 mit den Elektroden 15 und 18 verbunden, und zwar sind die WechseJspannungst]uelle 8 und der Kondensator 9 zwischen den Elektroden 15 und 18 in Reihe geschaltet, während die Gleichspannungsquelle 7 zum Kondensator 9 parallel geschaltet ist. Ein Widerstand mit geeignetem Widerstandswert kann mit dem Kondensator 9 verbunden sein, um diesen zu entladen. Der Kondensator 9 kann auch wegfallen.

Eine Wechselspannungsquelle 21 zum Erregen der auf Röntgenstrahlen ansprechenden, fluoreszierenden Schicht 19 ist mit den Elektroden 18 und 20 verbanden, zwischen denen die fluoreszierende Schicht W angeordnet ist. Eine Wechselspannung V₁ wird durch Schließen und öffnen eines Schalters S_E angelegt bzw. abgeschaltet.

Bei dieser Ausführungsform, bei der der beabsichtigte Lumineszenzausgang L₂ von der der Elektrode 15 zunächst liegenden Fläche der WGE-Schicht 11 abgegeben wird, sind die Spannungsquelle 8 für die die Lumineszenz erregende Wechselspannung V_A zum Ablese» eines in der WGE-Schicht 11 gespeicherten BOdsignals, der Kondensator 9 und die die Gleichspannungen V₈₂ zum Aufzeichnen und V_Bl zum LÖsehen über den Schalter S liefernde Spannungsqoelle 7 mit den Elektroden 15 und 18 verbun-

Fi g- Z zeigt Spannungs- und Lummeszenzverläufe, die mit der feldspeichernder» WGE-Schicht 11 erhalten und an einem Oszillographen beobachtet werden.

Fig. 2 A zeigt zunächst den Verlauf der Wechselspannung V_A zum Erregen der Lumineszenz, die bei diesem Versuch eine Wechselspannung von 80 V und I kHz ist, gemessen als Veränderung des Potentials

S der Elektrode 15 auf der Lumineszenzausgangsseite in bezug zur zweiten Elektrode 18. In Fig. 2 B ist der Verlauf des Lumineszenzausgangs L₂ dargestellt, ¹ wenn die in Fig. 2 A dargestellte Wechselspannung V_A an die Elektroden 15. 18 des Bildschirms 2 gelegt

»ο wird, und in der WGE-Schicht 11 keine Restkomponente eines elektrischen Feldes vorhanden ist. Diese Restkomponente wird erst durch Anlegen einer äußeren polarisierenden Gleichspannung von der Gleichspannungsquclle 7 an die Elektroden 15, 18 erzeugt.

¹S Die Polarität der ersten Elektrode 15 ist hierbei positiv in bezug zur zweiten Elektrode 18, indem der Schalter S in die Stellung α gebracht wird.

Fig. 2C zeigt den Verlauf des Lumineszenzausgangs L₇ bei gespeichertem elektrischen Gleichfeld.

*° Das Einspeichern eines Energiebildes erfolgt während einer Sekunde durch gleichzeitiges Anlegen einer Gleichspannung an die WGE-Schicht 11 mit einer Höhe von 240 V (Spannung von V_B1) durch Drehen des Schalters 5 in die Stellung α bei abgeschalteter

³S Wechselspannung V₄ und anschließendes Zurückdrehen des Schalters S in die Stellung b. Die Wechselspannung V_A wird fünf Minuten nach dem Einspeichern angelegt.

Bei einem Vergleich der Lumineszenzverläufe nach Fig. 2C und nach Fig. 2B ist festzustellen, daß der Lumineszenzausgang L₂ durch das polarisierte, elektrische Restfeld merklich verringert wird. Diese Verringerung des Lumineszenzausgangs ist bei noch ho heren Werten des Restfeldes noch ausgeprägter, um sich allmählich dem Zustand gemäß Fig. 2 B anzunähern. Die Zeilkonstante dieser Dämpfung liegt jedoch gewöhnlich in einem Bereich von zehn Minuten bis zu einigen Stunden. Daher kann die WGE-Schicht zum Speichern und zur Leuchtbildwiedergabe eines Eingangsbilds verwendet werden, das mit Hilfe der in ihrem örtlichen Widerstand gesteuerten photoleitenden Schicht 17 bei Anlegen der Gleichspannung V_B2 als Feldverteilung in die WGE-Schicht 11 eingespeichert wird. Eine zunächst auf Grund eines niedrigen Widerstands der photoleitenden Schicht ^eingespeicherte, örtlich hohe Feldstärke führt bei der späteren Bildabfragung zu einer dunklen pfeile.

Fig. 2D zeigt den Verlauf des Lumineszenzausgangs L₂, der zu beobachten ist, wenn die Wechsel-So spannung V_A an die WGE-Schicht gelegt wird, nachdem zuvor ein Löschsignal von 400 V (Spannung von V_Bl) angelegt wurde. Dies geschieht durch Drehen des Schalters S in die Stellung c (bei einer Wechselspannung V_A von Null) und nach einer Sekunde durch Zurückdrehen des Schalters in die neutrale Stellung b. In diesem Zustand ist die vorher auf Grund der Gleichspannung V_Bl vorhandene Restkomponente des polarisierten Feldes gelöscht, wodurch man wieder den unverminderten Lumrneszenzausgang L₂ erhält,

der demjenigen nach Fig. 2B entspricht.

Die Ergebnisse nach Fig. 3 erhielt matt bei Versuchen, bei denen das in der WGE-Schicht gespeicherte, innere elektrische Feld in einer Richtung polarisiert ist, um das gespeicherte aufgestrahlte Energiebild mit verstärkter Intensität darzustellen.

Die für die Oszillogramme nach F i g. 3 verwendete, die Lumineszenz erregende Wechselspannung V_A ist, wie aus Fig. 3 A ersichtlich, die Bleiche wie die in

Fig. 2 A dargestellte. F^;ig. 3 Fi zeigt den Verlauf des Lumineszenzausgangs L₁ unter der F^:ig. 2 B entsprechenden Ficdingungen.

Fig. 3 C ist eine Darstellung des Lumineszenzausgangs L₁, der zu beobachten ist, wenn eine Wechselspannung V_A (Wellenform nach Fig. 3 A) von KO V unu I KHz an die Elektroden 15, 18 gelegt wird, und der Schalter S in der Stellung b ist, nachdem vorher ein genügend hohes polarisiertes Restfeld in der WGE-Schicht 11 durch Drehen des Schalters S in die Stellung α erzeugt worden ist. Das heißt durch Anlegen einer Gleichspannung von 400 V ( V₁₁₂) an die Schicht für eine Sekunde in einer solchen Polarität. daß die erste Elektrode 15 positiv gegenüber der Elektrode 18 ist (bei abgeschalteter Wechselspannung '5 V_A). Nach diesem vorbereitenden Polarisierungsvorgang gibt die WGE-Schicht 11 einen sehr geringen Lumincs7cnzausgang L₂ ab im Vergleich zu dem in Fig. 3 Bdargestellten Zustand, bei dem kein Restfeld vorhanden ist. Während des Vorhandenseins dieses Rcstfeldcs wird nun die Gleichspannung V_1n von 140 V, die niedriger ist als die Spannung V_H2 und eine dieser entgegengesetzte Polarität hat, gleichzeitig mit der Aufstrahlung des zu speichernden Bilds eine Sekunde lang als rechteckiges Eingangssignal durch ¹S Drehen des Schalters S in die Stellung c bei nicht anliegender Wechselspannung V_A an die Filektroden 15, l!r und 20 gelegt. Das Resifeld in der WGE-Schicht 11 wird in Abhängigkeit vom örtlichen, bildpunktabhängigen Wert und von der Anlegezeitdaucr der 3» Spannung V_BI gelöscht oder verringert. Nun wird nach Drehendes Schalters 5 in die Stellung b die Wechselspannung V_A (Fig. 3 A) an die Elektroden 15,18 angelegt. Der Verlauf des sich ergebenden Lumineszenzausgangs L₁ ist in Fig. 3 Γ dargestellt.

Wie bei einem Vergleich der Wellenform nach den Fig. 3C und 3D festzustellen ist, wird das Resifeld, das durch Anlegen der Spannung V_B1 erzeugt worden ist. durch Anlegen der Spannung V_Bi (Aufzeichnung) verringert oder gesteuert, wodurch ein verstärkter Lumineszenzausgang auftritt. Es entsteht also eine positive Bildwiedergabe Die Wiedergabe des gespeicherten Bilds kehrt in den durch die Wellenform nach Fig. 3B bezeichneten Zustand gleichmäßiger maximaler Helligkeit zurück, wenn das Restfeld ganz gelöscht wird. Das Löschen der Speicherung erfolgt durch Anlegen einer Gleichspannung V_Bl entgegengesetzter Polarität, die genügend hoch ist, um das polarisierte Restfeld zu löschen, z. B. 400 V. Der resultierende Lumineszenzausgang ist in Fig. 3 E darge- stellt, die der Fig. 3 B entspricht.

Die Polarisation der WGE-Schicht 11 durch Anlegen der Gleichspannungen V₈₁ oder V₈₂ erreicht einen spezifischen Sättigungswert, der von dem Wert und der Polarität der Spannung abhängt. Wenn die zum vorherigen Polarisieren (d. h. Einspeichern und Löschen) erforderlichen Zeiten kürzer als die genannte Sättigungszeit sind, hängen die Polarisation der WGE-Schicht 11, die Bildung des elektrischen Restfeldes und die Steuerungseffekte vom Produkt des Wertes der Gleichspannung V₈₁ oder V₈₂ der Anlegezeit der Spannung in den jeweiligen oben beschriebenen Arbeitsgängen ab.

Betrieb des Festkörperbildverstärkers _6$

a) Erzeugung eines negativen Bildes

Um beim Festkörperbildverstärker und -speicher nach Fig. 1 ein negatives Leuchtbild eines darzustellenden Röntgcnbildes χ zu erhalten, wird durch Betätigung des Schalters S die Gleichspannung V₁₁₁ an die Elektroden 15 und 18 gelegt und gleichzeitig entweder die (Ablesc-)Wechselspannung V_A oder keine Wechselspannung an die Elektroden 15 und 18 gelegt. In diesem Zustand wird der elektrische Widerstand der photoleitendcn Schicht 17 durch das Belichten dieser Schicht verringert. Dieses Licht entsteht auf Grund des Röntgcnbildes in der auf Röntgenstrahlen ansprechenden clcktrolumincszicrenden Fluoreszenzschicht 19. Der Widerstand der photoleitendcn Schicht 17 wird auch unmittelbar durch hindurchgetretene Röntgenstrahlen χ verringert, wodurch eine der einfallenden Energie entsprechende Gleichspannung an die verschiedenen Stellen der WGE-Schicht 11 gelegt wird. Dann wird durch Drehen des Schalters S in die Stellung h zum Zuführen der Wechselspannung V_A für das Ablesen ein dem Muster des polarisierten Restfeldes entsprechendes negatives Lumineszenzbild am Lumineszenzausgang /., wiedergegeben.
In diesem Fall gibt es /wci Wege für die Fiildwiedergabc. Einer davon besteht darin, die WGH-Schicht 11 direkt mit einem durch die photoleitendc Schicht 17*hmdurchgeführten Wechselstrom zu erregen, wobei eine verhältnismäßig hohe Wechselspannung benötigt wird. Der andere Weg besteht darin, die WGE-Schicht 11 mit dem pholoeloktrischen Wechselstrom zu erregen, dei ein 'gcbnis der pulsierenden Wechselstromimpedanz der photoleitenden Schicht 17 auf Grund der durch Anlegen der Wechselspannung V₁ an die fluoreszierende Schicht ^verursachten Elektrolumineszenz ist, wobei der Schalter S₁ geschlossen wird. Wenn der photoelektrische Wechselstrom verwendet wird, ist ein wirksameres Ablesen des Leuchtbildes von der Schicht WGE 11 mit verhältnismäßig geringem Aufwand möglich. Wenn ferner die WGE-Schicht 11 nicht leuchtet, wenn die photoleitende Schicht 17 kein Licht erhält, jedoch mit dem photoelektrischen Wechselstrom leuchtet, wenn die Spannung V₁ durch Betätigen des Schalters S_F an die fluoreszierende Schicht 19 gelegt wird, und die photolcitende Schicht 17 gleichmäßig durch die Elektrolumineszenz erregt wird, dann kann das Auslesen des gespeicherten Bilds durch Steuern des Schalters S_E und der Spannung V_E ohne weiteres durchgeführt werden,
b) Erzeugung eines positiven Bildes

Ein positives Bild des einfallenden Röntgenbildcs kann ebenfalls wiedergegeben werden, und zwar nach dem in Zusammenhang mit F i g. 3 beschriebenen Prinzip. Hierbei wird die Wechselspannung V_t an die fluoreszierende Schicht 19 gelegt, wobei der elektrische Widerstand der photoleitenden Schicht 17 mit dem Lumineszenzlicht von der fluoreszierenden Schicht 19 gleichmäßig verringert wird. In diesem Zustand wird die Gleichspannung V_Bl an die Elektroden 15 und 18 gelegt, um eine gleichmäßige Vorpolarisation in der WGE-Schicht II zu bewirken. Dann wird die Spannung V_E abgeschaltet und die Spannung K₈₁ wird als Aufzeichnungsspannung übCT die Elektroden 15 und 1»gefegt, woraufhin eine kurzsertige Befid!tfm$ ratt dem

Röntgcnbild x erfolgt. Das Spannungsmustcr wird an die WGE-Schicht 11 weitergegeben und das Restfeld der vorhergehenden Polarisation wird örtlich verringert oder gelöscht. Das ()berwachen des Lurnineszenzausgangs L₁ wahrem! der obig.,n Arbeitsgänge kann durch Anlegen der Spannung V_A erfolgen. Die darauffolgenden Arbeitsgiinge sind die gleichen wie die oben für die Wiedergabe eines negativen Bildes des gespeicherten Lumineszenzsignals beschriebenen. Bei einem anderen Verfahren zui Wiedergabe eines positiven Bildes wird die Spannung I-'„, derart angelegt, daß die Elektrode 15 im Gegensatz zu dem vorher beschriebenen Verfahren negativ in bezug zur Elektrode 18 ist. Dann wird '5 das Röntgenhild χ eine kurze Zeit lang aufgestrahlt, und die Spannung V_Bi wird nach Anlegen des Spannungsmusters an die WGE-Schicht 11 abgeschaltet. Auf diese Weise wird das Muster eines Restfeldes mit einer Polarität aufgezeichnet, die der für die oben beschriebene negative Wiedergabe verwendeten entgegengesetzt ist. In diesem Fall verursacht das Anlegen der Wechselspannung V_A keine Veränderung des Lumineszenzausgangs L₂. So wird die Spannung V_t »5 angelegt, um den elektrischen Widerstand der phot 'leitenden Schicht 17 gleichmäßig zu verringern, und dann wird die Spannung V_B1 mit einer der Polarität der Spannung V_BX entgegengesetzten Polarität an die Elektroden 15 und 18 3» gelegt, um die Polarität der Restpolarisation umzukehren, soweit das aufgezeichnete Feldmuster nicht gelöscht ist. d.h. um die nachträgliche Polarisationsumkchr zu bewirken. Wenn die Spannung V_B2 zu lang angelegt wird, wird das aufgezeichnete Feldmuster vollständig gelöscht, obwohl die Polarität des Restfeldes umgekehrt ist. Deshalb wird die Zeitdauer des Anlegens der Spannung V₈₂ auf einen Bereich innerhalb der Sättigungszeit der Polarisation begrenzt, in dem wenigstens das Feldmuster nicht gelöscht und die Polarität wenigstens eines Teils des Restfeldmusters umgekehrt wird. Das Bild des polarisierten Restfeldes bildet ein umgekehrt polarisiertes Feldstärkemuster der einfallenden Röntgenstrahlen, das dem bei der oben beschriebenen negativen Wiedergabe entgegengesetzt ist. Demnach wird durch Anlegen §er Wechselspannung V_A c'<irch Drehen des Schalters S in die Stellung b ein positives Leuchtbild am Lumineszenzausgang L, wiedergegeben.

Bei dieser nachträglichen Polarisationsumkehr ist es vorteilhaft, an Stelle der Gleichspannung K₈₂ Gleichspannungsimpulse zu verwenden, um der ersten Elektrode 15 ein positives Potential zu geben.

Eine zufriedenstellende nachträgliche PolarisatioRSumkehr wird erzielt, wenn der Lumineszenzausgang L₂ bei angelegter Wechselspannung &>

V_A weinend des Anlegens der Spannungen + _BJ und K_e überwacht wird, und die Spannung V_E mit Hufe des Schalters S_E dann abgeschaltet wird» a$rik$ e% feist» ftosfefcbäd erscheint.

werden gleichförmige Gleichspannungsimpulsc zur Korrektur derart angelegt, daß die Seite des beabsichtigten Lumineszenzausgangs oder die erste Elektrode 15 positiv bzw. negativ im Gegensatz zur gegenüberliegenden Seite ist, und zv.ar für eine solche Zeit, daß das Muster des Restfeldes nicht gelöscht wird. Auf diese Weise kann die Durchsehnittsfeldstürkc des gespeichert», η Rcstfeldes korrigiert werden. Bei dieser Ausführungsform wird die Korrektur durch Anlegen der Spannungen V_1n und V_H,mii Hilfe des Schalters S und ferner durch Anlegen der Spannung V₁ mit Hilfe des Schalters S₁ bewirkt, während das Ausgangsbild / , bei angelegter Spannung V_A überwacht wird. Während dieser Arbeitsgänge sind der Kontrast des Lumineszenzausgangs einstellbar und ferner die Dauer der Speicherung steuerbar, e) Das Löschen der Speicherung des Negativ-Bilds erfolgt durch Löschen des durch Anlegen der Spannung V₃₂ erzeugten gespeicherten Restfcldes. d.h. durch Drehen des Schalters 5 in die Stellung c. um die Gleichspannung V_Bl, die die entgegengesetzte Polarität wie die Spannung V„₂ aufweist, mit einem solchen Wert und für eine solche Zeit an die Elektroden 15, 18 zu legen, daß das Restfeld genügend gelöscht wird. Die Feldstärke des polarisierten Restfeldes verringert sich mit der seit dem Wegnehmen der polarisierenden Spannung verstrichenen Zeit. Dtshalb können die unteren Grenzen dei Spannung und der Anlegezeitdauer des Löschsignals etwa mit den gleichen Werten festgesetzt werden wie die" des Einspeichersignals, oder auch mit niedrigeren Werten, je nach der Zeit, die seit dem Einspeichern verstrichen ist. Es ist jedoch leichter, die Spannung und die Anlegezeitdauer auf gleiche oder höhere Werte al« die des Einspcichersignals festzulegen, um so ohne Rücksicht auf das durchgeführte Programm eine sichere, - vollständige Löschung zu erzielen. Das Löschen der Speicherung kann auf folgende Weise erfolgen: Die fluoreszierende Schicht 19 wird durch Schließen des Schalters S_E veranlaßt, zu leuchten, wodurch der elektrische Widerstand der photoleitendcn Schicht 17 gleichmäßig verringert wird. Dann wird die Spannung V₁₁₁, die eine der Spannung V_H2 entgegengesetzte Polarität aufweist, durch Drehen des Schalters in die Stellung c angelegt, wodurch das Restfeld in dei WGE-Schicht 11 gelöscht wird. Das Löscher der Speicherung eines Positiv-Bildes wird aul gleiche Weise wie oben beschrieben durchgeführt.

d) Allgemeine Vorschriften über die Bemessunge! von Spannungen

Die Arbeitsbedingungen müssen im Hinblick au das Produkt def Spannung mit der Anlegezei gewählt werden. Bei den in Zusammenhang mi den Fig. 2 und 3 beschriebenen Beispielen stm die bevorzugten Arbeitsbedingungen fast nu unter Berücksichtigung der Werte der Spannen gen K₈₁ und V₈₂ gewählt worden, da der Ein ?v lachheit halber angenommen wurde« daß dl

ausgangs L₁ erforderlich, auch während eines der Arbeitsgänge des Vorpolarisierens, des ttildcinspeicherns oder des Löschen* anzuicgen. Darüber hinaus ist durch wiederholtes Anlegen der Wechselspannung V_A während des Vorhandenseins des Restfeldes ein wiederholtes Auslesen des gespeicherten Bilds möglieh.
Ferner ist sogar ein ständiges Wechselstrom-Errcgfti der WGE Schicht 11 möglich.
Es ist vorteilhaft, wenn die Wechselspannung \'_Λ

veränderlich gemacht wird, da dann die Helligkeit des Lumineszenzausgangs L₂ zum leichten Ablesen frei gesteuert werden kann. Wenn ferner die Glcichspannungsquellen für V₈, und V_B1 für die Vorpolarisation, das Einspeichern und Löschen veränderlich gemacht sind, wird dadurch ein sehr wirkungsvolles Mittel zum Verändern und Steuern der Arbeitskennlinien der Speicherung und der Leuchtbildwiedergabe geschaffen.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Festkörperbildverstärker und -speicher mit einer ausgangsseitiig mit einer lichtdurchlässigen, ersten Elektrode belegten Wechselspannungs-

GleichspannwngK-Elektrolumineszenz-Schicht
(WGE-Schicht), die aus einem pulverförmiger elektrolumineszierenden Material mit einem dielektrischen Bindemittel besteht, auf der eine photoleitende Schicht angeordnet ist, die ihrerseits eingangsseitig mit einer lichtdurchlässigen, von dem sichtbar zu machenden Energiebild durchstrahlbaren, zweiten Elektrode belegt ist, bei dem der Lumineszenzausgang der WGE-Schicht durch eine an die beiden Elektroden angelegte Wechselspannung erregt und eine dieser Wechselspannung überlagerte, elektrische Gleichspannung gesteuert ist, sowie mit einer Spannungsversorgungseinrichtung zum Entcugsn der genannten Spannungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel die Eigenschaft aufweist, nach Abschalten einer äußeren, polarisierenden Gleichspannung ( V₈₂) eine Restkomponente des elektrischen Feldes zu speichern.

2. Bildverstärker und -speicher nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß auf der zweiten Elektrode eingangsseitig eine bei Einfall einer Energie (je) fluoreszierende Schicht (19) angeordnet ist, die mit einer dritten Elektrode (20) zum Anlegen eines Wechselfeldes an die fluoreszierende Schicht (19) belegt is* wodurch die fluoreszierende Schicht (19) elektroluminesziert und das dadurch entstehende Ausgv'.ngslicht den Widerstand der photoleitenden Schicht (17) verändert.

3. Verfahren zum Betrieb des Festkörperbildverstärkers und -Speichers nach Anspruch 1 oder 2, zur Bildspeicherung, dadurch gekennzeichnet, daß man während des Auftreffens der von außen kommenden Energie (x) auf die WGE-Schicht (11) eine in ihrer Höhe vom örtlichen Widerstand der photoleitenden Schicht (17) abhängige, die WGE-Schicht (11) polarisierende Gleichspannung anlegt und durch anschließendes Anlegen der Wechselspannung die WGE-Schicht (11) entsprechend der örtlichen Steuerung durch das entstandene gespeicherte Gleichfeld zur Lumineszenz erregt.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Löschung der entsprechend dem Bild örtlich verteilten Feldspeicherung nach dem Anlegen der Wechselspannung (V_A) el·-.. Gleichspannung (V_BI) ausreichender Höhe und Dauer von der vorher angelegten polarisierenden Gleichspannung ( V₈₂) entgegengesetzter Polarität zwischen erste und zweite Elektrode angelegt Wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zuerst angelegte, polarisierende Gleichspannung (V_B1) mit ihrem Pluspol an die erste Elektrode (15) und mit ihrem Minuspol an die zweite Elektrode (18) angelegt und danach vor oder während des Anlegens der Wechselspannung eine Gleichspannung entgegengesetzter Polarität, die von der photoleitenden Schicht (17) entsprechend dem Energiebild moduliert ist. mit einer solchen Höhe und Dauer, daß

hienJurch das gespeicherte Feld der WGE-Schicht moduliert wird, angelegt wird.

6. Verfahren ;um Betrieb des Festkörperbildverstiirkers und -speichere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die «um Ablesen des in der WGE-Schicht gespeicherten Bildes erforderliche Wechselspannung (K₄) nicht von außen an die beiden Elektroden (15, 18) angelegt, sondern dadurch erzeugt wird, daß zwischen die erste (15) und die zweite Elektrode (18) die polarisierende Gleichspannung (K₈₂) angelegt wird, während die fluoreszierende Schicht (19) durch Anlegen des Wechselfeldes zum Elektrolumineszieren gebracht wird.