DE2025473B2

DE2025473B2 - Vorrichtung zum auswerten eines strahlungsenergiemusters

Info

Publication number: DE2025473B2
Application number: DE19702025473
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Mclntyre, John Armin, Byran, Saylor, Dwight Proffer, College Station, Tex (VStA)
Priority date: 1969-05-26
Filing date: 1970-05-25
Publication date: 1978-01-26
Also published as: CA928822A; US3652855A; BE750933A; FR2048606A5; NL7007572A; DE2025473A1; JPS521273B1; DE2025473C3; GB1264454A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auswerten eines Strahlungsenergiemusters, mit einer spalten- und reihenweise in diskrete Flächenelemente unterteilten Energieeintrittsfläche, mit von den Flächenelementen ausgehenden Energieleitern und daran angeschlossenen Energiedetektoren zum Feststellen von Energie in den einzelnen Flächenelementen. Eine derartige Vorrichtung findet beispielsweise Verwendung in der Röntgendiagnostik, wenn das Problem auftritt, kleine schwache Bilder zu empfangen und diese vergrößert und verstärkt zu reproduzieren. Eine Vorrichtung der obengenannten Art ist beispielsweise aus der US-PS 33 08 438 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist eine Energieeintrittsfläche in eine Matrix a · b Flächenelementen unterteilt. Von jedem Flächenelement geht ein Paar von Energieleitern aus. Die durch die Reihen und Spalten definierten Energieleitergruppen führen zu insgesamt a + b Energiedetektoren. Auf diese Weise kann jedes Flächenelement innerhalb der Matrix adressiert werden, und es kann festgestellt werden, ob in das betreffende Flächenelement Energie eintritt. In vielen Anwendungsfällen verlangt die Rasterung von Bildern eine hohe Auflösung, womit die Anzahl der benötigten Energiedetektoren ständig anwächst. Geht man von einer quadratischen Matrix aus, so benötigt eine Anordnung mit 25 · 25 Flächenelementen schon 50 Energiedetektoren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Auswerten eines Strahlungsenergiemusters anzugeben, mit der bei gegebener Anzahl von Flächenelementen das Vorhandensein von Energie in den einzelnen Flächenelementen mit weniger Energiedetektoren feststellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs I gelöst.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß mit nur sehr wenigen Energiedetektoren eine große Anzahl von Flächenelementen in einer Energieeintrittsfläche adressiert werden kann. Besitzt beispielsweise jedes Flächenelement η = 4 Energieleiter, so dienen zwei Energieleiter zum Kennzeichnen der betreffenden Spalte und zwei Energ'eleiter zum Kennzeichnen der betreffenden Reihe. Besteht die Energieeintrittsfläche aus beispielsweise 625 Flächenelementen, die in einer beispielsweise quadratischen Matrix von 25 Reihen und 25 Spalten angeordnet sind, so benötigt man erfindungsgemäß nur 20 Energiedetektoren, um eindeutig jedes Flächenelement adressieren zu können (N" = 625; N = 5; /7 = 4; η ■ N = 20), wohingegen bei einer herkömmlichen Adressierung 50 Energiedetektoren benötigt würden. Die Anordnung der Flächenelemente braucht jedoch nicht die Form eines Quadrats oder eines Rhombus zu haben, sondern es können auch Anordnungen in Form eines Rechtecks oder eines Parallelogramms oder dergl. verwendet werden. In jedem Fall ergibt sich eine spürbare Verminderung der benötigten Energiedetektoren. Bei der Adressierung einer 25 · 25-Matrix mit η = 4 Energieleilern an jedem Flächenelement stehen zur Spalten- und Reihenadressierung jeweils 10 Energiedetektoren zur Verfügung. Hiervon können jeweils 5

Energiedetektoren zur Adressierung einer Gruppe von jeweils 5 Spalten oder Reihen benutzt werden, während die übrigen 5 Energiedetektoren zum Adressieren der einzelnen Spalten oder Reihen innerhalb jeder Gruppe 'ur Verfugung stehen. ~>

Das in Form von elektrischen Signalen codierte Strahlungsbild kann dann verstärkt und in einem Auswerteteil verarbeitet werden. Es ist eine Dekodierschaltung vorgesehen, mit deren Hilfe das verstärkte elektrische Bild dekodiert und zur Bilddarstellung einem in Kathodenstrahloszillographen zugeführt wird.

Das erfindungsgemäße System kann praktisch in allen Fällen verwendet werden, in denen ein relativ kleines oder schwaches Strahlungsbild empfangen und in Form eines vergrößerten und verstärkten Bildes reproduziert i-j werden soll. Dabei umfaßt der Begriff Strahlung sowohl elektromagnetische Energiestrahlung als auch Teilchenstrahlung.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F ι g. I schematisch das erfindungsgemäße System bei Verwendung zusammen mit einem Gerät zur Röntgendiagnostik,

F i g. 2 eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils des Systems von Fig. 1 mit einer bildempfangenden r> Faseranordnung, welche ein Lichtsignal von einem Szintillationsschinr. empfängt,

Fig. 3 ein Schema einer Matrixanordnung der mit Vervie^lfacherfotozellen verbundenen Fasern,

F i g. 3a ein Schema einer gegenüber F i g. 3 abgewandelten Anordnung mit verbesserter Bildauslösung,

Fig. 4 ein Diagramm der Größe der Eintrittsfläche bzw. der lichtempfindlichen Fläche und der Anzahl der erforderlichen Vrrviciracherfoiozellen als Funktion der Anzahl der Fasern pro Flächenelement der Eintrittsflä- Ji ehe,

Fig. 5 ein Diagramm eines Kostenvergleichs in Abhängigkeit von der Größe der Bildeintrittsfläche bei Verwendung von Vervielfacherfotozellen mit einer Innenkathode von 0,3 Flächeneinheiten (FE) zu je 6,45 cm² bzw. von Vervielfacherfotozellen mit Endfenstern mit einem Durchmesser von 2 Längeneinheiten (LE)je 25,4 mm auftreten,

F i g. 6 ein Schaltschema eines Systems zum Decodieren des Strahlungsbildsignals zwecks bildlicher Darstel- 4ί lung auf einem Kathodenstrahloszillografen,

Fig. 7 ein Schema der Verwendung des erfindungsgemäßen Systems zusammen mit einer kleinen Quelle radioaktiver Strahlung für die Dentaldiagnostik und

F i g. 8 einen Kollimator für eine andere diagnostische >o Anwendung.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung für die Verwendung mit einem Gerät für die Röntgendiagnostik beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel ist in Fig. 1 schematisch dargestellt, wobei ein Patient 1 der von einer Röntgenstrahlungsquelle 3 kommenden Strahlung 2 ausgesetzt ist. Beim Durchtritt durch den Patienten 1 oder einen anderen bestrahlten Gegenstand werden die Röntgenstrahlen unterschiedlich absorbiert und abgelenkt, so daß auf der der w) Eintrittsseite der Strahlung 2 entgegengesetzten Seite ein Strahlungsmuster auftritt, das die Innenstruktur des Patienten oder Gegenstandes darstellt.

In einem üblichen Gerat für die Röntgendiagnostik wird das Muster oder Bild der durch den Patienten b5 getretenen Strahlung auf einer fotografischen Platte aufgezeichnet. Wenn diese entwickelt worden ist, stellt sie eine Fotografie der Innenstruktur des untersuchten Patienten dar. Wenn das erfindungsgemäße System für diesen Zweck verwendet wird dient es ebenso wie die fotografische Platte zum Aufzeichnen von Röntgen- und anderen Strahlen, doch kann seine Empfindlichkeit um einen Faktor von mehreren Hundert größer sein als die der Platte, und das System ist zur sofortigen Darstellung eines vergrößerten und verstärkten Bildes geeignet.

Bei der beschriebenen Anwendung des erfindungsgemäßen Systems besteht das von ihm zu verarbeitende Strahlungsbild vorzugsweise aus einem Photonenmuster. Daher wird die fotografische Platte durch einen Szintillationsschirm 4 ersetzt, der auf Röntgenstrahlen anspricht und beispielsweise NaJ-(Tl) enthält. Das Muster der durch den Patienten 1 getretenen Röntgenstrahlung wird von dem Szintillationsschirm 4 aufgefangen, der die Strahlung in ein entsprechendes Lichtsignalmuster umwandelt, das dann von dem erfindungsgemäßen System verarbeitet werden kann.

Das System arbeitet im allgemeinen wie folgt. Zum Empfang und Weiterleiten der Lichtsignale dient ein Bildübertragungsteil 5, der eine Anzahl von optischen Fasern aufweist, deren Eintrittsenden in einer Matrix angeordnet und deren entgegengesetzte Enden mit einem elel-trischen Wandler 6 verbunden sind. Der elektrische Wandler 6 besitzt eine Anzahl von lichtempfindlichen Elementen, z. B. einen Satz 6a von Vervielfacherfotozellen. Die Fasern sind in einer derartigen Matrix angeordnet, daß das von jedem Flächenelement des Szintillationsschirms 4 kommende Licht unter Erzeugung eines Adressensignals codiert wird, indem es einer bestimmten Kombination von Vervielfacherfotozellen des Satzes zugeführt wird. Das ^idressensignal wird von den Vervielfacherfotozellen und anderen geeigneten Mitteln verstärkt und an einen Auswerteteil 7 abgegeben, der beispielsweise eine Decodierschaltung besitzt, die bewirkt, daß jedes Signal auf dem Leuchtschirm 8 eines Oszillografen an einer Stelle dargestellt wird, welche der Stelle entspricht, an der das entsprechende Lichtsignal auf dem Szintillationsschirm 4 erzeugt wurde.

Die Wirkungsweise des Systems wird an Hand der nachstehenden, ausführlichen Beschreibung der einzelnen Teile des Systems besser verständlich.

Fig. 2 zeigt im einzelnen die Eintrittsstelle des erfindungsgemäßen Systems, d. h. das Eintrittsende der Faseroptik. Die Eintrittsenden der Fasern 9 bilden eine ebene Matrix 9a und sind an der Austrittsfläche 4a des Szintillationsschirms 4 befestigt. Wenn ein Röntgenstrahl beispielsweise an der Stelle X eine Szintillation bewirkt, gelangt Licht 10 an die Austrittsfläche 4a des Schirmes 4. Die auf dem Szintillator 11 auftreffenden Röntgenstrahlen bewirken eine Szintillation, die zur Abgabe von Photonen etwa in einer Menge von zehn Photonen pro keV der von dem Szintillator 11 aufgenommenen Energie führt.

Da für medizinische Zwecke verwendete Röntgenstrahlen einer Energie im Bereich von 100 keV besitzen, erzeugt jeder von dem Szintillator 11 aufgefangene Röntgenstrahl etwa 1000 Photonen. Das Licht 10 enthält daher gewöhnlich etwa 1000 Photonen. Diese Photonen werden von jenen optischen Fasern empfangen, deren Enden sich innerhalb der Basis des von dem Licht 10 gebildeten Kegels befinden, daß die optischen Fasern nur einen schmalen Lichtkegel empfangen können z.B. etwa 6% des von dem Szintillator 11 emittierten Lichtes. Bei jeder Szintillation übertragen die Fasern daher etwa 60 Photonen. Diese 60 Photonen werden auf allen Faserenden auftreteilt, die an der Rn^is

des Kegels 10 angeordnet sind, so daß jede Faser 9 weniger als 60 Photonen überträgt.

Wenn man beispielsweise an der Austriltsfläche 4a des Szintillationsschirms4 eine Fernsehkamera zum Empfang des Szintillationsbildes verwenden und mit denselben Röntgenstrahlenenergien arbeiten würde, wären 10⁴ Röntgenstrahlen bzw. Photonen pro cm² · s erforderlich, um auch nur den Rauschpegel der Orthikonröhre der Kamera zu erreichen. Man kann zwar mit Bildverstärkerröhren Signale empfangen, die weit unter diesem Pegel liegen, doch genügt die Austrittshelligkeit von Bildverstärkerröhren für die Betrachtung unter normalen Bedingungen nur, wenn 10⁵ Röntgenstrahlen bzw. Photonen pro cm² · s auf die Eintrittsfläche der Bildverstärkerröhre gelangen. Ferner kann eine Fernsehaufnahmeröhre kein Bild empfangen, das einen Durchmesser von mehr als etwa 41 mm hat. Bildverstärkerröhren sind für den Empfang von etwas größeren Bildern geeignet. Das erfindungsgemäße System ermöglicht den Empfang von Bildern mit Abmessungen bis zu 508 mm und mehr.

Um eine möglichst große Lichtmenge in einer gegebenen Faser 9 übertragen zu können, ist der Szintillator 11 gemäß Fig. 2 zweckmäßig so dick, daß der Durchmesser der Basis des Kegels 10 gleich dem Durchmesser eines Flächenelements 12 ist, das eine gegebene Anzahl von Faserenden enthält. Da zwischen dem hygroskopischen, NaJ-(TI) enthaltenden Szintillator und den Fasern eine Glasscheibe 13 vorhanden sein muß, ist es notwendig, bei der Wahl der Dicke des Szintillator Il auch die Dicke der Glasscheibe 13 mit zu berücksichtigen. Mit geometrischen Methoden kann man zeigen, daß die Dicke des Szintillator* 11 zweckmäßig das 2,5fache des Durchmessers des Flächenelement.¹; und die Dicke der Glasscheibe zweckmäßig das 0,8fachc dieses Durchmessers beträgt. Wenn daher ein Flächenelement 12 einen Durchmesser von 0,127 mm besitzt, mit dem eine angemessene räumliche Auflösung erzielt wird, soll die Dicke des Szintillators 0,33 mm und die Dicke der Glasscheibe etwa 0,1 mm betragen.

Fig. 3 erläutert die Matrixanordnung der mit dem elektrischen Wandler 6 verbundenen Faser 9. Zum Codieren des Bildes werden die Fasern 9 derart angeordnet, daß jedes Flächenelement 12 der Austrittsflächc 4,7 des Szintillationsschirms 4 eine bestimmte Adresse enthält. Jedes mit einer Adresse versehene Lichtsignal kann in ein entsprechendes elektrisches Signal umgewandelt werden. Dieses kann verstärkt, auf andere Weise verarbeitet und dann dazu verwendet werden, das rückunigcwandclie Signal an die seiner Adresse entsprechende Stelle der erzeugten Bilddarslcllung zu führen.

Gemäß F i g. 3 läßt sich die Eintrittsflächc 9a der Faseroptik in eine Anzahl von Flächenclementen 12 /erlegen. Der Bildwandler 6 besteht aus einem Sut/. 6,-j von Vervielfacherfolo/ellen 16, die eine Verlikaladressiergnippe bh und eine I lori/ontaladressiergruppc hi' bilden.

leiles Flächenelement 12 einhält die linden 19 \nn mindestens zwei Fasern 9. Line dieser Lasern dient /ur I lonzontaladressieruiif: und die andere zur Vertikal· adressierung ties llächenelemenls 12. Wenn pro I lachciielemcnl nur zwei Fasern vorgesehen sind, isl in dem Salz β.¹/ pro /eile und pro Spalte der Flächenelemente eine Vit\ ielfai/heriolozelle vorgesehen, während alle VVi likaladicssiei liiseni einer /eile von I liichenele meinen mit derselben Yen ii'Hachei iolo/ellc in der Vcrtikaladressiergruppe 6b des Satzes 6a und all Horizontaladrcssierfasern in ähnlicher Weise mit det F'otozcllen der Horizontaladressicrgruppe 6cdes Satze 6,7 verbunden sind. Empfängt daher ein bestimmte ■■ Flächenelement 12 ein Lichtsignal, so werden zwe Vcrvielfachcrfotozellen 16 erregt, von denen die eine zi der Vertikaladressiergruppe 6ft des Satzes 6;; gehör und die Teile angibt, zu der das Flächenclement i; gehört, während die andere zu der Horizontaladrcssier

K) gruppe 6c des Satzes gehört und die Spalte angibt, zi der das Flächenelement 12 gehört. Daher geben dii beiden Fotozellen genau die Adresse des Flächende mems 12 des zweidimensionalen Bildes an.

Wenn die Eintriltsfläche 9a auf jeder Seite neui

ti Flächenelemente 12 besitzt, wie dies in Fig.3 gezeig ist, wären bei zwei Fasern pro Flächenelement zun Adressieren aller einundachtzig Flächenelemente acht zehn Vervielfacherfotozellen erforderlich. Fig. 3 zeig die Verwendung von vier Fasern pro Flächenelement und zwar von zwei Fasern 96 für die Vertikaladressie rung und von zwei Fasern 9c für die Horizontaladressie ring. Stehen zum Adressieren eines Flächenelements ii jccier Richtung zwei Fasern zur Verfügung, so könner diese mit zwei verschiedenen Vervielfacherfotozellei

2) der entsprechenden Gruppe des Satzes verbündet werden, und zwar in solchen Kombinationen, daß aucl mit einer kleineren Anzahl von Vervielfacherl'oiozeller 16 pro Gruppe des Satzes 6;) für alle Flächenelemente 12 je eine Adresse erzeugt werden kann. Wenn mar

ίο gemäß F i g. 3 vier Fasern pro Flächenelement verwen det, kann eine Eintrittsfläche 9a mit neun Flächenelc menten 12 auf jeder Seite mit Hilfe von zwöl Vcrvielfachcrfotozellen 16 vollständig adressiert wer den. Jede Vcrvielfacherfotozelle 16 ist mit einer Zahl 1

H bis 6 oder einem Buchstaben A bis F bezeichnet. Air Ende 19 jeder Faser 9 ist durch eine Zahl oder einer Buchslaben angegeben, mit welcher Verviclfacherfoto zelle 16 die betreffende Faser verbunden ist.

Die Anzahl der optischen Fasern pro Flächenelement die Anzahl der Vervielfacherfotozcllen, das Codicrvcr· fahren und die Abmessungen der Eintrittsflächc steller in bestimmter Beziehung zueinander. Jedes Flächenelement 12 der Eintrittsfläche 9a enthält eine gerade Anzahl η von Faserenden 19, von denen n/2 zui

■ij Horizontaladressierung und n/2 zur Vertikaladrcssierung dienen. Bei der Herstellung der Eintrittsfläche 9;i kann die Matrix aus Teilquadraten, z.B. 14 in F i g. 3 aufgebaut werden, die auf jeder Seite N Flächenelemente besitzen. Zum Adressieren einer derartigen Matrix

ίο sind Vervielfachcrfotozellen in einer Anzahl P = π · Λ erforderlich, und zwar N ■ n/2 Fotozellen in der Horizontaladressicrgruppe und N ■ n/2 Fotozellen in der Vcrtikaladressiergruppe. Man kann die Fasern und Vcrvielfachcrfotozellen jedoch in verschiedenen Korn-

■')■) binationen so verbinden, daß mil Hilfe von η ■ Λ Vcrvielfacherfoiozcllcn N" Flächenelemente adressier) werden können. Wenn man mit /'Vervielfaehcrfotozellen eine vollständige Adressierung der Flächenelemente in einer Matrix von N" Fliichcnelcmenleii erzielen kann

mi lassen sieh die Beziehungen für eine Matrix mit 7 Flächenelemente!! auf jeder Seite mathemalisch wie folgt ausdrücken:

T --= N"ⁿ .

Hei zwei Fasern pro Flächenelement (n --■ 2) und neun Lläeheiielenienteii nro Teikiuadrat /N --- ¹D. wie

vorstehend angegeben wurde, betrügt daher die Anzahl der zum Adressieren erforderlichen Vervielfacherfoiozellen η ■ N= 18 und die Anzahl der Flächenelemente /V" = 81. In der in Fig. 3 gezeigten Anordnung, in der /7 = 4 und N = 3 isi, braucht man zwölf Vervielfacherfotozellen 16. Dabei kann in einer Matrix mit neun l-lächcnclcnienten auf jeder Seite bzw. insgesamt 81 Flächenelementen jedes Flächenelement 12 einzeln adressieren.

Man erkennt, daß Eintrittsflächen mit sehr verschiedenen Flächeninhalten verwendet werden können. Der Flächeninhalt der Eintritlsfläche ist jedoch durch den Flächeninhalt der lichtempfindlichen Fläche des Satzes der Vervielfacherfotozellcn begrenzt, da jede an der Eintrittsfläche vorgesehene, optische Faser mit ihrem anderen Ende auf der lichtempfindlichen Fläche einer Vervielfacherfolozelle angeordnet ist. Die rationellste Verwendung der Vervielfacherfotozellen wird daher ermöglicht, wenn die Austrittsfläche des Szintillationsschirms, die Eintrittsfläche der Fasermatrix und die lichtempfindliche Fläche des Satzes von Vervielfacherfotozellen denselben Flächeninhalt haben. Zum Optimieren der Größe eines Systems und des dafür erforderlichen Aufwandes müssen nachsiehende Beziehungen berücksichtigt werden.

Wenn ein einzelnes Flächenelement der Eintrittsfläche die Seitenlänge dbesitzt, hat die Eintrittsfläche eine Seitenlänge T- d, wobei 7"dic Anzahl von Flächenelementen auf einer Seite ist. Aus der Gleichung (2) ergibt sich:

= d ■ N"^/2 .

(3)

L² = N ■ η ■ A .

(4)

L· =

2(n- I)

(5)

io

20

25

jo

Der Gesamtflächeninhalt der lichtempfindlichen Fläche des Satzes der Vervielfacherfotozellen ist gleich A ■ P, wobei A der Flächeninhalt der lichtempfindlichen Fläche einer Vervielfacherfotozelle und P die Anzahl der Vcrvielfacherfotozcllen ist. Wenn bei P Vervielfacherfotozellen die Obergrenze für sgieich L ist, dann ist L² = P- A odcr.beim Einsetzen in die Gleichung(i),

Durch die Kombination der Gleichung (3) und (4) erhält man einen Ausdruck für die Obergrenzc L für 4^r> eine Eintrittsfläche in Abhängigkeit von der Seitenlange d des einzelnen Flächenelements, der Anzahl η der Fasern pro Flächenelement und des Flächeninhalts A der lichtempfindlichen Fläche einer mit den Faserenden verbundenen Vervielfacherfotozcllc, wie folgt: to

In F i g. 3 ist die Anordnung der Faserenden nur beispielsweise dargestellt. Die großen Abstände zwischen den Fasern in den einzelnen Flächcnclemcnlen würden natürlich zu einer relativ schlechten Auflösung des Bildes führen. Bei einer praktisch ausgeführten Matrix können die Fasern so nahe wie möglich beieinander angeordnet sein, beispielsweise in einer Anordnung der in F i g. 3a gezeigten Art.

Dank einer derartigen Anordnung von nahe beieinanderliegenden Fascrendcn^crhält man sehr kleine Flächenelemente und daher eine optimale Auflösung.

Die Kintrittsfläche braucht nicht unbedingt qmulriitisch zu sein; sie kann sowohl gekrümmt als auch eben verlaufen.

Nachstehend wird der Bildwandler 6 beschrieben. I dem Detektorsatz 6.Ί kann man die meisten vorhande nen fotoclektrischen Detektoren verwenden. Unter dci Gesichtspunkten von Empfindlichkeit und Kostci erzielt man von allen zur Verfügung stchcndci Bauelementen die besten Ergebnisse wahrscheinlich mi einer üblichen Vervielfacherfotozcllc Typ 931 A. dii eine lichtempfindliche Fläche mit dem Flächcninhal A = 0,3 FE besitzt. Es wurde vorstehend angegeben daß man bei d = 0,005 LE eine genügend örtliche Auflösung erhält. Diese Werte und die durch die Gleichungen (2), (4) und (5) ausgedrückten Beziehunger führen für P und L zu Werten, die in Fig. 4 füi verschiedene Werte von η durch die Kurven 15 und 1/ dargestellt sind.

Aus F i g. 4 geht hervor, daß bei einer Zunahme von / die Abmessung L der Eintrittsfläche auf einige Zentimeter abnimmt. Die Anzahl Pder Vervielfacherfo tozellen nimmt noch schneller ab, weil P — L²IA ist Hinsichtlich der Kosten sind daher die Kosten dei Vervielfacherfotozellen relativ unwichtig, wenn η einer Wert von 4 oder mehr hat, so daß offenbar Matrizen mil /; = 4 vorzuziehen sind, wenn die Kosten vor entscheidender Bedeutung sind.

Die Wahl von /7 = 4 wird jedoch dadurch begrenzt daß für die Seitenlänge der Eintrittsfläche eine Obergrenze L — 6,6 LE festgelegt wurde. Wenn die Eintrittsflächc größer sein und beispielsweise eine Seitenlänge von 20 LE haben soll, muß man /; = 1 wählen oder eine größere Matrix aufbauen, die aus neun Eintrittsflächen von je 6,6 χ 6,6 LE besteht. In diesem Fall sind neunmal so viel Vervielfacherfotozellen erforderlich wie bei einer Eintrittsfläche mit einet Seitenlänge von 6,6 LE. Da aus der grafischen Darstellung in F i g. 4 hervorgeht, daß für die Fläche mit der Seitenlänge von 6,6 LE 145 Vervielfacherfotozellen erforderlich sind, braucht man mit η = 4 bei einer Seitenlänge von 20 LE für die Fläche 9 χ 145 = 1305 Vervielfacherfotozellen. Wenn man dagegen bei einer Seitenlänge von 20 LE der Eintrittsfläche /7 = 2 wählt, wird die Anordnung gegenüber der größten Abmessung von L = 120LE verkleinert. Da gemäß Gleichung (I) P = η ■ N und gemäß Gleichung (3) s = d ■ N"/² ist, erhall man bei η = 2 für P den Wert 2 s/d. Durch eine Verkleinerung von s um den Faktor 6 auf 20 LE wird daher P um denselben Faktor auf 8000 verkleinert. Demgegenüber ist das System m η = 4 zweckmäßiger.

Eine rationellere Verwendung von Verviclfachcrfotozellen wird durch solche Fotozellen ermöglicht, deren lichtempfindliche Fläche einen größeren Flächeninhalt A besitzt, beispielsweise durch die üblichen Vervielfachcrzcllen mit einem Endfenster von 2 LE Durchmesser. Aus Gleichung (5) erkennt man, daß bei z; = 4 der Wert für L proportional A^7li ist. Die Verwendung üblicher Vcrvielfacherfotozcllen mil einem Durchmesser von 2 LE an Stelle der vorstehend erwähnten Vervielfacherfoiozellen Typ 931 A führt daher zu einer Vergrößerung von L um den Faktor 4,6, so daß Einlriltsflächcn mit einer Seitenlänge von bis zu 30 LK möglich sind.

Die mit Einlritisfläehcn von verschiedenen Seitenlangen verbundenen Kosten sind in Fig. 5 miteinander verglichen. Dabei ist angenommen, daß die Vcrvielfaeherfotozellen mit einem Durchmesser von 2 LIi etwa fünfmal so viel kosten, wie die Fotozellen Typ 931 A mit einer lichtempfindlichen Flüche von 0,3 FIi, el. h., clal.l die kleineren Fotozellen je IO Geldeinheiten Dollar z.B. und die größeren Fotozellen je 50 Geldeinheiten kosten.

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Die ausgezogene Kurve 20, welche die Kosten der Vervielfacherfotozellen Typ 931 A darstellt, hat zwei Teile 21 und 22. Der eine Teil 21 gibt die Kosten an, die auftreten, wenn s größer als 6,6 LE, aber kleiner als 20 LE ist, entsprechend der Formel:

Kosten/10 = P = ( -^H ■ 145 =

Dies ist darauf zurückzuführen, daß die erforderliche ι ο Anzahl der Flächen von je 6,6 χ 6,6 LE von s¹ abhängig ist.

Der andere Teil 22 der Kurve 20 gilt für jene Fälle, in denen s kleiner ist als 6,6 LE, weil dann die Beziehung nach der Gleichung (3) gilt, die besagt, daß 5 = d ■ N² \-, ist. Da

P= π ■N = 4 N

ist, entspricht dieser Teil der Kurve der Funktion: 2i>

Kosten/10 = P = 4(s/d)^lß = 56 ■ 4 s"². (7)

Die Kurve 20 für die Kosten der Fotozellen 931A steigt daher langsam auf einen Wert von 1450 Geldeinheiten für eine Seitenlänge s unter 6,6 LE und nimmt dann proportional mit s² bis auf einen Wert von 13 280 Geldeinheiten bei s = 20 LE zu.

Die Kurve 30 für die Vervielfacherfotozellen mit einem Durchmesser von 2 LE reicht bis s = 30 LE und j« entspricht der Gleichung (7), wobei jedoch P = Kosten/10 anstatt von Kosten/50 ist.

Bei einem Vergleich der Kurven 20 und 30 in F i g. 5 erkennt man, daß die Verwendung der größeren Vervielfacherfotozellen nur zu Ersparnissen führt, wenn j> die Eintritts- und die lichtempfindliche Fläche einen sehr großen Flächeninhalt haben. Es müssen aber auch die Kosten der elektronischen Einrichtungen berücksichtigt werden, die pro Vervielfacherfotozelle des Satzes erforderlich sind. Diese Einrichtungen kosten pro -in Vervielfacherfotozelle etwa ebensoviel wie eine Vervielfachcrfotozelle 931 A. Daher sind die Kosten des Systems mit den Vervielfacherfotozellen Typ 931 A doppelt so hoch wie vorstehend angegeben, während die Kosten des Systems mit den größeren Verviel- ■!·> facherfotozellen mit einem Durchmesser von 2 LE nur um etwa 20% erhöht werden. Die gestrichelten Kurven 23 und 31 stellen die Gesamtkosten von Systemen dar, in denen kleinere bzw. größere Vervielfacherfoto/.clien verwendet werden. Bei einer Betrachtung der Kurven 23 und 31 erkennt man, daß bei Eintrittsflächcn mit einer Seitenlänge unter 14 LE die Fotozellen 931 A wirtschaftlicher sind. Im Falle größerer Eintrittsflächen sind clic größeren Fotozellen mit einem Durchmesser von 2 LE vorzuziehen.

Aus der Gleichung (3) geht ferner hervor, daß bei einem gegebenen Codiersystem, d. h„ wenn /1 und N festgelegt sind, die größte Seitenlange /.der Eintriltsflächc der Seitenlänge d des llächenelements proportional ist, so daß man auf Kosten der örtlichen Auflösung to eine größere Eintrittsfläche verwenden kann. Man kann daher die Kosten herabsetzen, wenn man d vergrößert, wobei die örtliche Auflösung verschlechtert wird. Wenn beispielsweise für eine Eintrittsflache η = 4 ist und s festliegt, ergibt sich aus der Gleichung (2), daß N¹ = s/d, hi und aus der Gleichung (2), daß

4Λ/

ist. Aus der Kombination dieser Beziehungen ergibt sich P = 4 · (s/d)^u-.

P nimmt daher nur mit der Quadratwurzel dor Seitenlänge des Flächenelements ab. LJm die Kosten um den Faktor 2 herabzusetzen, muß daher die Seitenlange des Flächenelements der Eintrittsfläche um einen Faktor 4 auf 0,02 LE herabgesetzt werden. Dagegen braucht man zu einer Verbesserung der Auflösung um den Faktor 4 die Kosten der Verviclfachcrfoiozellen nur zu verdoppeln.

Im Betrieb wandelt der Bildwandler 6 das empfangene Strahlungsbildmuster, das von dem Bildübertragungsteil 5 codiert wurde, in elektrische Signale um. Danach können die elektrischen Signale in den Vervielfacherfotozellen und den ihnen zugeordneten Verstärkern verstärkt und dann zur Weiterverarbeitung abgegeben werden. Man erkennt, daß jedes der elektrischen Signale einen bestimmten, winzigen Anteil des empfangenen Strahlungsmusters darstellt, so daß dieses genauso verarbeitet werden kann wie ein elektrisches Signal. Das Muster kann daher im Zuge seiner Verarbeitung verstärkt, analysiert, erneut codiert oder geschwächt werden. Man kann die elektrischen Signale in einem Rechner oder dauerhaft, beispielsweise auf einem Magnetband, speichern oder sie gemäß F i g. 1 sofort einem Auswerteteil 7 zuführen.

Die elektrischen Signale können auf viele verschiedene Arten ausgewertet werden. In dem hier beschriebenen Alisführungsbeispiel werden die Signale zur sofortigen Reproduktion des Strahlungsbildes mit Hilfe des Kathodenstrahloszillografen 8 verwendet.

F i g. 6 zeigt eine Decodierschaltung 40 zum Decodieren der elektrischen Signale, derart, daß das Bildmuster auf dem Leuchtschirm des Oszillografen 8 erzeugt wird.

Der Klarheit halber ist nur jener Teil der Schaltung gezeigt, der zum Decodieren der Signale dient, die von der Vertikaladressiergruppe des Satzes der Vervielfacherfotozellen kommen. Nur dieser Teil wird beschrieben. Es versteht sich, daß die gleiche Schaltung auch zum Decodieren der Signale dienen kann, die von der Horizontaladressiergruppe des Satzes der Vervielfacherfotozellen kommen.

Die Schaltung 40 besitzt eine Anordnung von elektronischen Schaltern 41, die in gleichen Abständen in einem Spannungsteilernetzwerk 42 angeordnet und mit je einem Widerstand 43 von !OkOhin in Reihe geschaltet sind. Jeder Zweig des Spannungsteilernetzwerks enthält eine Reihenschaltung von Widerständen 44 von je 1 kOhm. Der Ausgang 45 des Netzwerks ist mit den Vertikalablenkplatten 46 des Oszillografen 8 verbunden.

Der Ausgang 45 des Netzwerks ist außerdem gemeinsam mit dem Ausgang 47 der Decodierschaltung für die Horizontaladressieriing mit einem UND-Gatter 48 verbunden, dessen Ausgang einem Nachbeschleunigcr 49 des Kathodenstrahloszillografen 8 zugeführt wird. Der Ausgang 47 der I lorizontaldecodierschaltung ist ferner mit den Horizontalablenkplatien 50 des Oszillografen 8 verbunden.

Dem Spanniingsteilernetzwerk 42 ist eine Gleichstromquelle 51 mit einer Gleichspannung von 10 V parallel geschaltet. Zwischen dem Netzwerk 42 und der Verlikalablenkplatte 46.·) liegt eine kleine Wechselsiromspnniumgsqucllc 52 mit einer Wechselspannung von etwa I V und 60 I Iz. Die elektronischen Schalter 41 sind mit je zwei Vcrvielfacherfotozcllcn der Spalten-

adressicrgruppe verbunden und betätigbar, wenn diese beiden Verviclfacherfotozellen gleichzeitig Signale abgeben. Die mit jedem Schalter verbundenen Vervielfacherfotozellcn sind in F i g. 6 durch die Zahlen und Buchstaben angegeben, die in den Kreisen 53 ersichtlich sind.

Wenn im Betrieb eine Szintillation beispielsweise gegenüber jenem Flächenelement der Eintrittsflaehc 9;) auftritt, das die horizontale Koordinate 3ß und die vertikale Koordinate 6D hat, erzeugen die mit dem Flächenelement verbundenen Vervielfachcrfolozellen gleichzeitig Ausgangssignale. Die von den Vcrvielfachcrfotozellen 6 und D gleichzeitig abgegebenen Signale bewirken dann, daß der zugeordnete elektionische Schalter 41;) in dem Vertikaldccodierneizwerk I ,us lang geschlossen wird. Durch Schließen dieses Schalters 4l;i wird das Potential des Spannungsteilers, der aus einer Reihenschaltung von Widerständen von je 1 kOhm besteht, über den Ausgang 45 an die Vertikalablenkplatten des Oszillografen 8 angelegt. Da der Schalter 41a im dritten der neun Zweige der Schaltung angeordnet ist, beträgt das Ausgangspotential des Spannungsteilers Vq χ 10 V. Wenn der Oszillograf 8 so eingestellt ist, daß ein Impuls von ι ^Λ V den Strahlauftreffpunkt zum oberen Rand des Leuchtschirms ablenkt, bewirkt das Schließen des Schalters 41, daß der Strahlauftreffpunkt um einen Betrag aufwärts abgelenkt wird, der Vs der Vertikalabmessung des Leuchtschirms entspricht.

Gleichzeitig führt die Erregung der Vervielfacherfotozellen 3 und B in der Horizontaladressiergruppe zur Erzeugung eines Signals, das den Strahlauftreffpur.'-.t des Oszillografen um einen Betrag nach rechts ablenkt, welcher ⁸A) der Horizontalabmessung des Leuchtschirms entspricht. Da das Horizontal- und das Vertikalablenksignal gleichzeitig auftreten, öffnet das UND-Gatter 48, und der Nachbeschleuniger 49 des Oszillografen tritt in Tätigkeit. Der Strahlauftreffpunkt liegt an einer Stelle, die einer Vertikalablenkung um Vi des Gesamtwertes und einer Horizontalablenkung um ⁸A) des Gesamtwertes entspricht. Während 1 μ5 erhält man daher einen hellen Punkt an einer Stelle, die diesen Koordinaten entspricht. Der 1 ichtpunkt auf dem Leuchtschirm des Oszillografen ei.tsoricht somit in seiner Lage dem Flächenelement 12a in F i g. 3. ■ Eine Szintillation in dem Bildmuster führt daher zum Erzeugen eines Lichtpunktes an einer entsprechenden Stelle des Leuchtschirms des Oszillografen 8. Da dessen Lichtpunkt jede gewünschte Helligkeit haben kann, wird eine an dem Szintillationsschirm 4 auftretende Szintillation von 60 Photonen in einen auf dem Leuchtschirm des Oszillografen auftretenden Licht punkt von beliebiger Helligkeit umgewandelt.

Weil die Szinti'iation im Szintillator nur etwa 1 μα dauert, haben die elektrischen Signale, die den Vertikal- und Horizontalablenkplatten des Oszillografen 8 zugeführt werden, dieselbe Dauer. Der Strahlauftreffpunkt des Oszillografen wird daher nur während dieses Zeitraums um die erforderlichen Beträge horizontal bzw. vertikal abgelenkt und verstärkt. Danach kehrt der Lichtpunkt bzw. Strahl unverstärkt in seine Nullstellung zurück, bis das nächste Ablcnksignal kommt. Eine Überschneidung der Darstellung der Szinlillation auf dem Oszillografenschirm tritt erst auf, wenn die Szintillationen mit einer Frequenz von annähernd I MHz auftreten. Eine so hohe Szinlillationsfrequenz ist für die Erzeugung eines einwandfreien Bildes auf dem Oszillografen 8 nicht erforderlich.

Die Decodierschaltung 40 gemäß F i g. 6 kann auch gleichzeitig Signale von Flächenelementen empfangen, die zu mehreren Zeilen gehören. In diesem Fall soll die Ablenkung des Lichtpunktes des Oszillografen der "i durchschnittlichen Lage der betreffenden Flächenelemente entsprechen. Diese Fähigkeit ist bei der vorliegenden Anwendung des Systems nicht wichtig, weil, wie vorstehend erwähnt, bei Energien im Bereich von 100 keV etwa 60 Photonen pro Szintillation erzeugt

in werden. Diese 60 Photonen werden auf η optische Fasern aufgeteilt, so daß jede Faser einer Vervielfacherfotozclle 60/;; Photonen zuführt. Da die Verviclfacherl'otozelle bei der Umwandlung von Photonen in Elektronen mit einem Wirkungsgrad von etwa 10%

ι > arbeitet, erzeugt jede Fotozelle durchschnittlich nur 6//) Lichtelektronen bzw. bei η = 4 nur 1,5 Lichtelektronen.

Bei Röntgenstrahlenenergien im Bereich von 100 keV

steht daher keine sehr große Zahl von Photonen zur Verfügung, und die Vervielfacherfotozellen erzeugen

:o nur ein^ kleine Anzahl von Lichtelektronen, so daß eine Lagedurchschnittsbildung nicht gut möglich ist. Man kann einen derartigen Durchschnitt jedoch bilden, wenn mit größeren Energien gearbeitet wird, so daß die Anzahl der Lichtelektronen proportiona I höher ist. Dies

2) kann bei energiereichen Gammastrahlen der Fall sein, beispielsweise bei den Jod-Gammastrahlen von ?60 keV, wie sie in der Medizin für die Diagnose von zu behandelnden Schilddrüsen verwendet wird. In diesem Fall kann man auch einen dickeren Szintillator

jo verwende,", so daß sich der Photonenkegel über mehrere Flächenelemente erstrecken kann und mehrere Vertikaladressierfasern gleichzeitig Photonen empfangen.

Die Decodierschaltung arbeitet dann wie folgt: Es sei

jj angenommen, daß die Vervielfacherfotozellen 4, D und E erregt und daher die ihnen zugeordneten elektronischen Schalter 41 b und 41c geschlossen werden. An die beiden benachbarten Widerstände von je 10 kOhm wird dann ein Potential von ¹A) χ 10 V und die obere Vertikalablenkplattc 46a des Oszillografen wird auf ein Potential gebracht, das in der Mitte zwischen den beiden angelegten Spannungen liegt. Wenn die in den beiden Flächenelementen angeordneten und mit den Vcrvielfacherfoto/ellen 4, D und E verbundenen Fasern Licht

jj empfangen, gelangt daher an die obere Vcrtikalablenkplatte 46a des Oszillografen ein Potential, das dem Durchschnitt der Potentiale entspricht, die sich beim Empfang von Licht in nu: je einem der beiden Flächenelemente ergeben wurden. Diese Durchschnitts-

jo bildung ist Vorteilhaft. Wenn Photonen in drei Flä'chenelementen empfangen werden, wird ebenfalls der Durchschnitt der betreffenden Potentiale an die ibere Vertikalablenkplatte 46a des Oszillografcn ungelegt.

V"> Die angegebene Schaltung hat den Vorteil, daß die Lage des Lichtpunktes des Oszillografen 8 von dem Durchschnitt der Lagen der die Photonen empfangenden Flächenelemente abhängig ist. Die Aufteilung der Photonen auf eine Anzahl von Fla'ehenelementen führt

hii daher nicht zu einer schlechteren Auflösung. Die kleine Wechselspannungsquellc 52 erzeugt eine Spannung mit einer Amplitude, die eine Schwingung des Lichtpunktes des Oszillografen um eine kleine vertikale Strecke bewirkt, so daß eine auf die Größe der Flächenelemente

h^ri zurückzuführende Körnigkeit der Bilddarstdlung gemildert wird.

Das erfindtingsgemäße Biklverstärkersystcm kann für verschiedene Anwenduntrszwecke auf verschiedene

Weise abgeändert werden. Beispielsweise ermöglicht es die hohe Empfindlichkeit des Systems, für viele Diagnosefüllc das Röntgengerät durch eine kleine Quelle von harmlosen radioaktiven Gammastrahlen zu ersetzen. Gemäß F i g. 7 kann ein Zahnarzt eine kleine Quelle 60 radioaktiver Strahlung in den Mund eines Patienten 61 einführen und das röntgcnbildartige Durchstrahlungsbild der Zähne 62 mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Bildverslärkcrsystems 63 empfangen.

Man kann das Bildverstärkersysiem 63 auch zum Bestimmen der Lage und Stärke von schwachen Quellen radioaktiver Strahlung verwenden, z. B. von Radiojod in einer medizinisch zn behandelnden Schilddrüse 64. Gemäß F i g. 8 ist es dazu notwendig, eine Stelle des .Systems 63 mit einer Stelle in der Quelle 65 für radioaktive Strahlung zu korrelieren. Zu diesem Zweck kan man beispielsweise einen Kollimator 66 mit zahlreichen Lichtdurchlässen zwischen der Strahlungsquelle 65 und dem System 63 anordnen. Damit ein derartiger Kollimator seine Aufgabe erfüllt, müssen seine Lichtdurchlässe mit den Faserenden in der Eintrittsfläche fluchten. Man kann einen derartigen Kollimator aus Fasern aufbauen, welche dieselbe Größe haben wie die Fasern des Bildverstärkers.

Vorstehend wurde ein Bildverstärkungssystem beschrieben, das zum Nachweis von Röntgenstrahlen und Gammastrahlen und zur Bestimmung ihrer Lage dient, doch ist die Anwendung des Systems nicht auf die vorstehend beschriebenen Zwecke beschränkt. Beispielsweise kann man an Stelle von Röntgenstrahlen auch Neutronen nachweisen, wenn man einen geeigneten Szintillator bzw. Detektor verwendet. Man kann daher an Stelle von Röntgenfotografien auch Neutronenfotografien erhalten. Ferner kann man Elektronenbilder verstärken, wie sie in einem Elektronenmikroskop auftreten. Auch andere Bilder von geladenen oder neutralen Teilchen lassen sich verarbeiten.

Es wurde bereits erwähnt, daß der Bildverstärker den großen Vorteil hat, daß das Bild in Form von elektrischen Impulsen codiert wird. In mancher Anwendungen, z. B. bei der Fotografie von Blasenkammerbildern bei Versuchen der Hochenergiephysik ist es sehr schwierig, die üblichen optischen Fotografien ', so zu codieren, daß sie im Computer verarbeitet werden können. Der vorstehend beschriebene Bildverstärker kann für diesen Zweck verwendet werden, wenn das zu empfangende Lichtsignal in nur einem Flächenelement oder in mehreren einander benachbarten l'kichenelementen in F i g. 3 ankommt. Diese Forderung kann erfüllt werden, wenn man die Blasenkammer mit einem schmalen Lichtstrahl abtastet, so daß die Lichtsignal in den verschiedenen Flächenelementen der Bildebene nacheinander ankommen.

Man erkennt daher, daß das erfindungsgemäße System Strahlungsbilder verarbeiten kann, die aus elektromagnetischen Strahlungsmustern, wie Röntgenstrahlen oder Gammastrahlen, oder aus geladenen Teilchen, wie Elektronen, Protonen, Alphateilchen,

jo geladenen Atomkernen, φ- oder μ-Mesonen anderen Mesonen, oder unerwarteten bzw. wenig bekannten Ti ilchen (Strange Particles), wie Sigmateilchen u. dgl., feiner aus neutralen Teilchen, wie Neutronen, Neutrinos, Mesonen, oder wenig bekannten bzw. unerwarteten

ν-. Teilchen (Strange Particles) wie Lambdateilchen u.dgl., oder aus Licht in Form von zeitlich nacheinander auf den Fasereintrittsenden auftreffenden Photonen bestehen.

Das erfindungsgemäße System kann zum Nachweis

in und zum Verarbeiten von Strahlungsbildern jeder Art verwendet werden, wobei die Strahlungsbildcr aus einem Strahlungsenergie- oder einem Teilchenmustcr bestehen und verschiedene Größen und Stärken haben können, sowie zur Reproduktion des empfangenen

j-, Bildes in verschiedenen Formen, einschließlich einer vergrößerten und verstärkten bildlichen Darstellung.

Dieses System zeichnet sich gegenüber dean Stand der Technik durch den bekannten Systemen durch vielseitigere Verwendbarkeit, geringen Raumbedarf und minimalen Aufwand aus.

Hierzu 3 Blatt Zeidinunuen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Auswerten eines Strahlungsenergiemusters, mit einer splaten- und reihenweise in diskrete Flächenelemente unterteilten Energieeintrittsfläche, mit von den Flächenelementen ausgehenden Energieleitern und daran angeschlossenen Energiedetektoren zum Feststellen von Energie in den einzelnen Flächenelementen, dadurch gekennzeichnet, daß von jedem Flächenelement (12) eine gerade und wenigstens 4 betragende Zahl π von Energieleitern (9) ausgehen, daß die Anzahl n/2 Energieleiter (9) aus jeweils einem Flächenelement ;:um Kennzeichnen der jeweiligen Spalte und die Anzahl n/2 Energieleiter (9) desselben Flächenelements zum Kennzeichnen der jeweiligen Reihe vorgesehen ist, daß die Energieleiter (9) mit den Energiedetektoren (16) in einer solchen Kombination verbunden sind, daß η ■ N Energiedetektoren (16) verwendbar sind, um die Reihe und Spalte eines jeden Flächenelements (f2), in dem innerhalb einer Fläche mit N" Flächenelementen Energie festgestellt wurde, zu kennzeichnen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieleiter (9) aus mehreren optischen Fasern bestehen und daß die Energieeintrittsfläche (9a) von in einer Matrix angeordneten Enden (19) der optischen Fasern (9) gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiedetektoren (16) aus mehreren lichtempfindlichen Einrichtungen bestehen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Szintillationsschirm (4) zum Umwandeln eines Strahlungsenergiemusters in ein Lichtmuster, das von der Energieeintrittsfläche (9a)empfangen wird, vorgesehen ist, daß eine Decodierschaltung (40) vorgesehen ist, die aufgrund von aus den Energiedetektoren (16) kommenden elektrischen Signalen Ausgangsspannungen erzeugt, welche die relative Lage der den elektrischen Signalen entsprechenden Lichtsignale in dem Muster anzeigt, und daß ein Kathodenstrahl- 4^r, Oszillograph (8) vorgesehen ist, der auf die Ausgangsspannungen anspricht und mit dem eine dem Muster entsprechende Bilddarstellung erzeugbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Decodierschaltung (40) ein Spannungsteilernetzwerk (42) mit einer parallel an eine Spannungsquelle (51) angeschlossenen Reihenschaltung von Widerständen (44) und mit mehreren parallelen Stromkreiszweigen (41, 43) aufweist, die in gleichen Abständen an die Reihenschaltung (44) angeschlossen sind, so daß jeder Zweig (41,43) eine Spannung abgreift, die der Lage des Anschaltpunktes des Zweiges (41, 43) in der Reihenschaltung (44) proportional ist, daß alle diese Stromkreiszweige (41, 43) an einen gemeinsamen Ausgang (45) der Schaltung (40) angeschlossen sind und daß in jedem Stromkreiszweig (41, 43) ein Schließschalter angeordnet ist, der von den elektrischen Signalen derart betätigbar ist, daß die an den Ausgang (45) t,¹; angelegte Spannung die Lage des den Signalen entsprechenden Flächeneli;mentes (12) in dem Muster anzeigt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Szintillationsschirm (4) aus NaJ-(Tl) besteht.