DE2322612C3

DE2322612C3 -

Info

Publication number: DE2322612C3
Application number: DE2322612A
Authority: DE
Inventors: Harrison Hooker Lexington Mass. Barrett (V.St.A.)
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1972-05-04
Filing date: 1973-05-04
Publication date: 1980-03-13
Also published as: CA969678A; DE2322612B2; GB1413247A; JPS4956579A; US3829688A; IT1056038B; DE2322612A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erzeugung einer Abbildung eines Objektes unter Auswertung eines das Objekt verlassenden Strahlenbündels mittels einer Detektoreinrichtung, wobei dem Strahlenbündel eine räumliche Modulation entsprechend einer von der Lage abhängigen Bezugs-K.odierung aufgeprägt ist. Einrichtungen dieser Art sind aus der US-Patentschrift 32 63 079 bekannt.The invention relates to a device for generating an image of an object below Evaluation of a beam leaving the object by means of a detector device, the The bundle of rays has a spatial modulation corresponding to a position-dependent reference coding is imprinted. Devices of this type are known from US Pat. No. 3,263,079.

Bei Systemen zur Bestimmung der Lage und des Inhaltes von bestimmten Einzelheiten des Aufbaues und/oder von Organen im lebenden Körper durch Untersuchung eines Röntgenstrahlen-Schattcnbildes des Körpers oder durch Untersuchung der Verteilung von Partikeln hoher Geschwindigkeit, welche aus Bereichen des Körpers austreten, die vorher selektiv eine radioaktive Verbindung absorbiert haben, muß der Körper der möglicherweise schädlichen Strahlung eine beträchtliche Zeit ausgesetzt werden, da entweder die Röntgenstrahlenquelle ausreichend stark sein muß und/oder die Belichtungszeit sehr lang gewähli: werden muß, um ein sichtbares Bild auf einem Film hervorbringen zu können, oder da eine sehr starke Konzentration der radioaktiven Verbindung, welche vom Körper absorbiert werden muß, zu erreichen ist, um eineIn systems for determining the position and content of certain details of the structure and / or organs in the living body by examining an X-ray shadow image of the body or by examining the distribution of high velocity particles which come from Areas of the body that have previously selectively absorbed a radioactive compound must escape Body exposed to potentially harmful radiation for a considerable amount of time, as either the X-ray source must be sufficiently strong and / or the exposure time must be selected to be very long must in order to be able to produce a visible image on a film, or a very strong concentration there of the radioactive compound that has to be absorbed by the body can be achieved in order to achieve a

ausreichende Zahl von Partikeln hoher Energie zu emittieren, um ein auswertbares Bild erzeugen zu können. Bei Verwendung von Röntgenstrahlung muß außerdem die Röntgenstrahlenquelle iiur Erzielung einer guten Bildqualität in ihrer Fläche so klein wie möglich gehalten werden, um ebe punktförmige Strahlenquelle anzunähern, so daß dann, wenn die Röntgenstrahlen beispielsweise durch einen Elektronenstrom hoher Energie erzeugt werden, eine starke Erhitzung der Anode auftritt, wodurch die Intensität und die Dauer der Röntgenstrahlenerzeugung begrenzt werden. Versuche zur Verminderung der den lebenden Körper treffenden Strahlendosis durch Verstärkung der Bildinformation im Detektorbereich scheitern an einer gewissen Grenze wegen Rausch- und Störsignalen, welche in dem das Untersuchungsergebnis darstellenden Film als Schnee sichtbar werden. Außerdem ist die auf diese Weise erreichbare Bildschärfe beschränktto emit a sufficient number of particles of high energy in order to generate an evaluable image can. If x-rays are used, the x-ray source must also be used to achieve it a good image quality should be kept as small as possible in their area, in order to be punctiform Approach radiation source, so that when the X-rays, for example, through a stream of electrons high energy generated, a strong heating of the anode occurs, reducing the intensity and the duration of the X-ray generation can be limited. Attempts to reduce the living The radiation dose hitting the body by amplifying the image information in the detector area fails due to a certain limit due to noise and interference signals, which in the representing the examination result Film become visible as snow. In addition, the image sharpness that can be achieved in this way is limited

Die Untersuchung und Aufzeichnung von Strahlung, welche als räumliche Modulation eine Bildinformation enthält, ist allgemein bekannt und umfaßt beispielsweise das Belichten gebräuchlicher Filme mit Licht, mit Röntgenstrahlung oder in anderer Weise. In den hierzu verwendeten Systemen dienen Linsen, Lochblenden oder Kollimatoren normalerweise zum Entwerfen eines Bildes der Strahlungsquelle auf einem Film oder auf einem Betrachtungsschirm oder auf einem elektronischen Aufnahmeschirm eines Aufnahmegerätes, beispielsweise einer Vidikon-Kameraröhre.The investigation and recording of radiation, which as spatial modulation is image information contains is well known and includes, for example, the exposure of conventional films to light, with X-rays or otherwise. In the systems used for this purpose, lenses and pinhole diaphragms are used or collimators usually for forming an image of the radiation source on a film or on a viewing screen or on an electronic recording screen of a recording device, for example a Vidikon camera tube.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 21 47 382 ist ein Abbildungssystem mit einem Kodierungsprinzip bekannt, bei welchem ein räumlich ausgedehntes Strahlungsbündel einer Bildstrahlung mit einer Bezugs-Kodierung versehen wird, indem der das Objekt verlassenden Strahlung ein Bezugssignal mit einer räumlichen Kodierung überlagert wird, wodurch man die Notwendigkeit der Verwendung einer phasenkohärenten Strahlungsquelle zur Erzeugung einer Holographie der Objektstrahlung vermeidet, da die Phasencharakteristik der Bezugs-Kodierung bzw. des überlagerten Bezugssignales dazu verwendet werden kann, die Strahlungsverteilung nachfolgend zu dekodieren, um zu einem Bild zu gelangen.The German Offenlegungsschrift 21 47 382 describes an imaging system with a coding principle known, in which a spatially extended beam of image radiation with a reference coding is provided by the radiation leaving the object a reference signal with a spatial coding is superimposed, eliminating the need to use a phase coherent Radiation source for generating a holography of the object radiation avoids, since the phase characteristic the reference coding or the superimposed reference signal can be used to To subsequently decode radiation distribution in order to arrive at an image.

Nachteilig ist bei Einrichtungen der eingangs beschriebenen Art sowie auch bei einer Einrichtung nach der soeben genannten Offenlegungsschrift, daß die Bildschärfe, welche sich mit den zur Verfügung stehenden Deiektoreinrichtungen erzielen läßt, nicht immer ausreicht.It is disadvantageous with devices of the type described at the beginning and also with a device according to the laid-open specification just mentioned that the image sharpness, which is available with the standing Deiektoreinrichtungen can be achieved is not always sufficient.

Durch die Erfindung soll daher die Aufgabe gelöst werden, die Bildschärfe bei Einrichtungen der eingangs angegebenen Art zu verbessern.The object of the invention is therefore to be achieved, the image sharpness in devices of the initially specified type to improve.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die räumliche Modulation außer der genannten Bezugskodierung eine Komponente enthält, die sich räumlich mit im wesentlichen konstanter Periodizität ändert.According to the invention, this object is achieved in that the spatial modulation, in addition to the aforementioned Reference coding contains a component that is spatially with an essentially constant periodicity changes.

Bei der Strahlung, welche von dem abzubildenden Objekt ausgeht, kann es sich um das Ergebnis einer Reflexion oder um die unmittelbare Strahlung des Körpers selbst aufgrund s-iv.sr Temperatur oder seines Gehaltes an radioaktiven Stoffen oder aber um das Ergebnis einer Umwandlung der das Objekt treffenden Strahlung in eine andere Strahlungsform handeln, wie dies etwa bei einem fluoreszierenden Gegenstand oder bei einem durch Kernenergie bestrahlten Körper oder bei einem Objekt der Fall ist, das durch Lichtabsorbtion erhitzt wird und thermische Energie im Infrarotbereich des Spektrums abstrahlt.The radiation emanating from the object to be imaged can be the result of a Reflection or the immediate radiation of the body itself due to s-iv.sr temperature or its Content of radioactive substances or the result of a transformation of the material that hits the object Acting radiation in another form of radiation, such as a fluorescent object or is the case with a body irradiated by nuclear energy or with an object that absorbs light is heated and emits thermal energy in the infrared region of the spectrum.

Die resultierende Strahlungsverteiiung besitzt eine räumliche Kodierung entsprechend einem Bezugs-Kode unabhängig von der Phase oder Frequenz der vom Obiekt ausgehenden Strahlung und diese räumliche Kodierung stellt nur eine räumliche Modulation der vom Objekt erzeugten Wellen dar. Im einzelnen wird zwischen das Objekt und den Detektor oder die Abbildungsfläche, an welcher eine kodierte Bestrahlung stattfinden soll, eine einen Schatten erzeugende Maske eingebracht, welche eine sich räumlich verändernde Durchlässigkeit gegenüber der vom Objekt ausgehenden Strahlung besitzt und eine weitere Modulation der das Objekt verlassenden Strahlung bewirkt, so daß die Strahlungsverteilung, welche auf die Detektorfläche trifft, eine räumliche Kodierung besitzt Zusätzlich wird zwischen Objekt und Detektorfläche oder Abbildungsfläche eine weitere, einen Schatten erzeugende Maske eingebracht, welche eine im wesentlichen konstante Periodizität ihrer Durchlässigkeit aufweist und weiche bestimmten Abstand von der zuvor erwähnten Maske mit der räumlich veränderlichen Kodierung besitzt Es ist darauf hinzuweisen, daß die resultierende, räumlich kodierte Strahlungsverteilung entweder aus einer Strahlung gebildet werden kann, welche unmittelbar von dem betreffenden Körper oder Objekt ausgeht, wie dies beispielsweise bei thermischer Abstrahlung im Infrarotbereich des Spektrums der Fall ist, oder die resultierende Strahlungsverteilung kann aus einer wieder abgegebenen Strahlung bei unterschiedlicher Frequenz gebildet werden, wobei die Phasenkohärenz mit der einfallenden Strahlung durch das Objekt zerstört wird, oder es kann sich um Kernstrahlung handeln, bei weicher das Energieniveau und/oder die entsprechende Frequenz der Strahlung so hoch ist, daß im wesentlichen keine Phasenlage bei der entsprechenden Strahlungsfrequenz feststellbar ist, oder es kann sich auch um Fälle handeln, wo tatsächlich bei diesen Energien eine Phasenlage feststellbar ist. In den letztgenannten Fällen ist die räumliche Kodierung besonders wichtig, da eine Fokussierung mit den üblichen Linsen in einem praktisch verwertbaren Maße nicht möglich Intensitäten und es daher wünschenswert ist, die Erzeugung des kodierten Bildes als Mittel zur Erzielung einer größeren effektiven Linsenapertur gegenüber einer feinen Lochblende zu benützen, um das verwertbare Energieniveau zu erhöhen und damit bei gegebener auswertbarer Energiemenge und Belichtungszeit die Strahlungsmenge herabzusetzen, welcher der lebende Körper bei der Untersuchung ausgesetzt werden muß.The resulting radiation distribution has a spatial coding according to a reference code regardless of the phase or frequency of the Obiekt outgoing radiation and this spatial coding represents only a spatial modulation of the waves generated by the object. In detail, between the object and the detector or the Imaging surface on which coded irradiation is to take place, a mask that generates a shadow introduced, which has a spatially changing permeability compared to that emanating from the object Has radiation and causes a further modulation of the radiation leaving the object, so that the Radiation distribution that hits the detector surface has a spatial coding between the object and the detector surface or the image surface is another mask that creates a shadow introduced, which has a substantially constant periodicity of its permeability and soft Es has a certain distance from the aforementioned mask with the spatially variable coding it should be pointed out that the resulting, spatially coded radiation distribution either consists of a Radiation can be formed which emanates directly from the body or object in question, such as this is the case, for example, with thermal radiation in the infrared range of the spectrum, or the resulting radiation distribution can result from a radiation emitted again at different Frequency are formed, the phase coherence with the incident radiation through the object is destroyed, or it can be nuclear radiation, with softer the energy level and / or the corresponding frequency of the radiation is so high that essentially no phase position at the corresponding Radiation frequency can be determined, or it can also be cases where actually with these Energies a phase position can be determined. In the latter cases, the spatial coding is especially important because focusing with the usual lenses is practically usable not possible intensities and it is therefore desirable to generate the encoded image as a means of Achieving a larger effective lens aperture compared to a fine pinhole to use the to increase usable energy level and thus for a given usable amount of energy and exposure time reduce the amount of radiation to which the living body is exposed during the examination must become.

Erfindungsgemäß ist weiter vorgesehen, daß ein kodiertes Bild in der Weise hergestellt -vird, daß eine Strahlungsquelle eine räumliche Kodierung erfährt und ihre Strahlung dann auf ein abzubildendes Objekt gerichtet wird, wodurch diese Strahlungsenergie eine räumliche Modulation erfährt und dann auf eine Detektoroberfläche übertragen wird, was entweder durch Reflexion, beispielsweise im Falle des sichtbaren Lichtes, oder durch Strahlendurchgang durch das Objekt hindurch geschieht, so daß eine Modulation durch Abschattung aufgrund des Objektes stattfindet, wie das bei Röntgenstrahlen der Fall ist. In diesem Falle muiJ die Strahlungsquelle nicht phasenkohärent sein, so daß im Falle der Verwendung von sichtbarem Licht ein weißes Licht oder eine normale Lichtquelle zur Bestrahlung des Objektes verwendet werden kann oder aber im Falle der Abbildung mit Röntgenstrahlung eineAccording to the invention it is further provided that a coded image is produced in such a way that a The radiation source is given a spatial coding and its radiation is then transmitted to an object to be imaged is directed, whereby this radiant energy experiences a spatial modulation and then to a Detector surface is transmitted, either by reflection, for example in the case of the visible Light, or through the passage of rays through the object happens, so that a modulation takes place through shadowing due to the object, as is the case with X-rays. In this case the radiation source must not be phase coherent, so that in the case of using visible light a white light or a normal light source for Irradiation of the object can be used or, in the case of imaging with X-rays, one

räumlich ausgedehnte Röntgenstrahlungsquelle verwendbar ist, während bei der bisher bekannten Röntgentechnik eine punktförmige Röntgenstrahlungsquelle zur Anwendung kam, um aus den das Objekt durchdringenden Röntgenstrahlen ein Bild zu erzeugen.Spatially extended X-ray source can be used, while with the previously known X-ray technology a point-like X-ray source was used to get out the the object penetrating x-rays to create an image.

Die räumliche Modulation entsprechend einer von der Lage abhängigen Bezugs-Kodierung wird zweckmäßig durch eine einen Schatten erzeugende Maske verursacht, welche eine sogenannte Zonenplatte ist, die einen räumlich veränderlichen Kode entsprechend einer Fresnel'schen Zonenverteilung aufweistThe spatial modulation according to a position-dependent reference coding is expedient caused by a shadow-generating mask, which is a so-called zone plate, the has a spatially variable code corresponding to a Fresnel zone distribution

Erfindungsgemäß wird die Bildschärfe des von einem Abbildungssystem der zuvor beschriebenen Art erzeugten Bildes dadurch weiter verbessert, daß die räumliche Strahlungsverteilung eine weitere Kodierung mit einer räumlich im wesentlichen gleichbleibenden Kodierungskomponente aufgeprägt erhält, welche am Detektor eine im wesentlichen gleichbleibende räumliche Frequenz ergibt. Die Einführung einer solchen zusätzlichen Frequenz, welche als Trägerfrequenz betrachtet werden kann, ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn zur Erzeugung der Bezugs-Kodierung Teile einer Fresnel'schen Zonenplatte, etwa eine aus dem Zentrum versetzte Zonenplatte, verwendet werden, so daß die räumlich kodierte Strahlungsverteilung in der Detektorebene nur hohe räumliche Frequenzen enthält, so daß ausgedehnte Objekte, welche im Bereich hoher Frequenzen keine starken räumlichen Frequenzkomponenten besitzen, ordnungsgemäß abgebildet werden können. Vorzugsweise befindet sich die von der Lage unabhängige räumliche Frequenz oder Trägerfrequenz im mittleren Bereich des Detektors, so daß die räumlich veränderliche Kodierung als obere und untere Seitenbänder der Trägerfrequenz auftritt. Gegebenenfalls kann aber auch eine teilweise oder vollständige Unterdrückung eines Seitenbandes und/oder des Trägers erreicht werden, indem der Träger nahe oder oberhalb der oberen Grenze des Ansprechens des Detektors auf die räumlichen Frequenzen gelegt wird.According to the invention, the image sharpness is generated by an imaging system of the type described above Image further improved by the fact that the spatial radiation distribution is further encoded with a spatially essentially constant coding component receives which on the detector results in a substantially constant spatial frequency. The introduction of such an additional Frequency, which can be regarded as a carrier frequency, is particularly useful when to Generation of the reference coding Parts of a Fresnel zone plate, for example one from the center offset zone plate, can be used, so that the spatially coded radiation distribution in the detector plane contains only high spatial frequencies, so that extensive objects which are in the area of high Frequencies do not have strong spatial frequency components, are properly mapped can. The spatial frequency or carrier frequency which is independent of the position is preferably located in the middle of the detector, so that the spatially variable coding as upper and lower sidebands the carrier frequency occurs. If necessary, however, a partial or complete Suppression of a sideband and / or the wearer can be achieved by placing the wearer near or is placed above the upper limit of the response of the detector to the spatial frequencies.

Es ist zu beachten, daß sich die vorliegende Erfindung von der üblichen Technik kodierter Bilder dadurch unterscheidet, daß erfindungsgemäß eine lineare Überlagerung der Intentsitäten der Kodierung stattfindet, während bei der bekannten Holographie die Amplituden einander linear überlagert werden, so daß die Intensitäten, welche sich im Quadrat der Amplituden ändern, einander nicht linear überlagert werden. Da sowohl die Intensität der Strahlungsquelle als auch die Transparenz der Zonenplatte nicht lineare Funktionen sind, enthält das durch ein Abbildungssystem unter Verwendung einer axial ausgerichteten Fresnei'schen Zonenplatte erzeugte Bild eine große Mittelwertkomponente oder Gleichstromkomponente, welche zur Erzielung optimaler Verhältnisse einen gut linearen, weiten dynamischen Bereich des Detektors erfordert Erfindungsgemäß ist daher vorgesehen, daß die Gleichstromkomponente des Signals gegenüber der Systemachse seitlich versetzt wird, indem eine aus dem Zentrum verlagerte Zonenplatte verwendet wird, so daß der Gleichstromanteil während der Wiederherstellung des Bildes entweder optisch oder in anderer Weise abgetrennt werden kann. Ein solcher exzentrischer Zonenplattenabschnitt, welcher in den Frequenzanteilen im Mittel höhere Frequenzen besitzt als eine auf der Achse liegende Zonenplatte, ist insbesondere dann vorteilhaft wenn eine zusätzliche räumliche Trägerfrequenz durch Anordnung einer Maske mit räumlich unveränderlicher Kodierung eingeführt wird, beispielsweise mittels eines Halbton-Schirmes, der zwischen abzubildendem Objekt und der Zonenplatte angeordnet wird.It should be noted that this invention differs from the conventional encoded picture technique distinguishes that according to the invention there is a linear superimposition of the intensities of the coding, while in the known holography, the amplitudes are linearly superimposed so that the Intensities, which change in the square of the amplitudes, are not superimposed on one another linearly. There both the intensity of the radiation source and the transparency of the zone plate are non-linear functions is comprised by an imaging system using an axially aligned Fresnei Zone plate generated image a large mean value component or DC component, which leads to the Achieving optimal conditions requires a well linear, wide dynamic range of the detector According to the invention it is therefore provided that the direct current component of the signal compared to the System axis is laterally offset by using a zone plate displaced from the center, see above that the DC component during the restoration of the image, either optically or in some other way can be separated. Such an eccentric zone plate section, which in the frequency components has higher frequencies on average than a zone plate lying on the axis, is in particular then advantageous if an additional spatial carrier frequency by arranging a mask with spatial invariable coding is introduced, for example by means of a halftone screen between The object to be imaged and the zone plate is arranged.

Es wurde ferner gefunden, daß das hier vorgeschlage-. ne System dann besonders zweckmäßig ist, wenn ein Bildverstärker unmittelbar als Detektor verwendet wird, so daß im Falle von Röntgenstrahlung Elektronen von einer bei Photoneneinfall Elektronen emittierenden Schicht entsprechend dem Röntgenstrahleneinfall abgeii' geben werden und dann zu einer Anode hin beschleunigt werden, um eine Energieverteilung verstärkten Energieniveaus an dieser Stelle zu erzeugen, während im Falle von Kernteilchen hoher Geschwindigkeit ein Zwischenbereich aus Kristallwerkstoff zwi-ί schengeschaltet ist, um die Partikel hoher Geschwindigkeit in eine Szinitillation umzusetzen, die eine Photokathode erregt, um von dieser eine Elektronenemission zu erhalten.It has also been found that this is suggested here. ne system is particularly useful when a Image intensifier is used directly as a detector, so that in the case of X-rays, electrons from a layer that emits electrons upon incidence of photons, corresponding to the incidence of X-rays and then accelerated towards an anode in order to intensify an energy distribution Generate energy levels at this point, while in the case of core particles high velocity an intermediate area made of crystal material is interposed to allow the particles to move at high speed to convert into a scinitillation, which excites a photocathode in order to emit electrons from it to obtain.

Man erkennt ferner, daß die bedeutende Vergrößern rung der effektiven Apertur des Systems eine Verwendung der hier vorgeschlagenen Einrichtung in vielen Anwendungsfällen gestattet, in denen die kodierte Energieverteilung unmittelbar untersucht und aufgezeichnet wird, beispielsweise mit Hilfe eines -, Filmes, ohne daß eine zusätzliche Verstärkung stattfindet. It can also be seen that the significant increase in the effective aperture of the system is one Use of the device proposed here in many applications in which the encoded energy distribution is examined and recorded immediately, for example with the help of a -, film without additional reinforcement taking place.

Nachdem ferner der Informationsgehalt in räumlich kodierter Form vorliegt, können örtliche Veränderungen der aufgezeichneten Information beispielsweise aufgrund von Schwankungen der Filmempfindlichkeil oder aufgrund von räumlichen Unterschieden dei Photokathoden-Empfindlichkeit eines Bildverstärker« oder aufgrund von hierdurch erzeugten Störsignalcn be der Wiederherstellung des Bildes ausgelöscht werden.Since the information content is also available in spatially coded form, local changes can occur of the recorded information due, for example, to fluctuations in the film sensitivity wedge or due to spatial differences in the photocathode sensitivity of an image intensifier « or are extinguished on the basis of interference signals generated thereby during the restoration of the image.

Im übrigen bilden vorteilhafte Weiterbildungen dei hier vorgeschlagenen Abbildungseinrichtung Gegenstand der anliegenden Unteransprüche. Einzelheiter und besondere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen untei Ar. Bezugnahme auf die Zeichnung. Es stellt darIn addition, advantageous developments of the imaging device proposed here form the subject of the attached subclaims. Details and particular advantages emerge from the following description of exemplary embodiments below . Referring to the drawing. It shows

F i g. 1 eine bevorzugte Ausführungsform der Erfin dung,F i g. 1 a preferred embodiment of the inven tion,

F i g. 2 eine Form einer räumlich veränderlich kodierten Zonenplatte zur Verwendung in der Einrich ι· tungnach Fig. 1,F i g. Figure 2 shows a form of spatially variable coded zone plate for use in the facility ι · device according to Fig. 1,

F i g. 3 die Ausbildung einer halbdurchlässigen Zwi schenplatte mit räumlich unveränderlicher Kodierung zur Verwendung in einer Einrichtung nach F i g. 1,F i g. 3 the formation of a semi-permeable intermediate plate with spatially unchangeable coding for use in a device according to FIG. 1,

F i g. 4 ein räumliches Frequenzdiagramm der zuvoi ■(ι gezeigten Bauteile,F i g. 4 a spatial frequency diagram of the components shown in the previous section,

F i g. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfin dungsgemäßen Einrichtung zur Erzeugung eines Rönt genstrahlenbildes,F i g. 5 shows a further exemplary embodiment of a device according to the invention for generating an X-ray gene ray image,

Fig.6 eine Einrichtung eines wiederum änderet v. Ausführungsbeispieles, bei welchem unmittelbar eil sichtbares Bild hergestellt wird,6 shows a device of a turn v. Embodiment in which an immediately visible image is produced,

Fig.7 eine Ausführungsform der Erfindung, be welcher ein kodiertes Bild ohne Verstärkung aufge zeichnet wird und7 shows an embodiment of the invention, be which a coded image is recorded without amplification and

wi Fig.8 andere Anordnungen von Zonenplatten um räumlich periodisch kodierter Filtermittel.wi Fig.8 around other arrangements of zone plates spatially periodically coded filter means.

Zunächst seien die F i g. 1 bis 4 näher betrachtet AI Strahlungsquelle 20 ist hier nur beispielsweise dii Schilddrüse einer zu untersuchenden Person gezeigi wobei die Schilddrüse durch Verabreichung eine bekannten radioaktiven Pharmazeutikums radioaktr gemacht worden ist welches von der Schilddrüse bevorzugt aufgenommen wird Es versteht sich, daß einiFirst let the F i g. 1 to 4 considered in more detail AI Radiation source 20 is shown here only, for example, in the thyroid gland of a person to be examined whereby the thyroid gland radioactr by administration of a known radioactive pharmaceutical has been made which is preferentially absorbed by the thyroid. It goes without saying that some

beliebige Strahlungsquelle verwendet werden kann und daß eine solche Strahlungsquelle in beliebigem Maße eine Quelle räumlich kohärenter und/oder zeitlich kohärenter Wellen sein kann. Da die erfindungsgemäße Einrichtung aber nicht auf eine solche räumliche und/oder zeitliche Kohärenz angewiesen ist, ist sie mit Vorteil dort anwendbar, wo die räumliche Kohärenz der Strahlung gering oder nicht vorhanden ist.any radiation source can be used and that such a radiation source can be used to any extent can be a source of spatially coherent and / or temporally coherent waves. Since the inventive However, the facility is not dependent on such spatial and / or temporal coherence, it is with Advantage can be used where the spatial coherence of the radiation is low or non-existent.

Unter einer räumlichen Kohärenz wird hier verstanden, daß die Wellen, welche von räumlich getrennten Punkten ausgehen, eine konstante Phasenbeziehung besitzen. Im Gegensatz hierzu ist bei der inkohärenten Strahlung, beispielsweise bei inkohärentem Licht, im wesentlichen keine Phasenbeziehung zwischen der Strahlung von räumlich getrennten Punkten festzustellen. Da die hier vorgeschlagene Einrichtung in ihrer grundsätzlichen Ausführung außerdem nicht auf eine zeitliche Phasenkohärenz angewiesen ist, kann Strahlung hoher Energie, beispielsweise Röntgenstrahlung oder Korpuskularstrahlung zur Abbildung verwendet werden, obwohl ihre zeitliche Kohärenz ganz außerordentlich kurz ist, da die Strahlung eines einzigen Photons oder eines energiereichen Teilchens im wesentlichen keine Phasenkohärenz gegenüber anderen Teilchen oder Einheiten der Strahlung besitzt.A spatial coherence is understood here to mean that the waves which are spatially separated from Run out of points, have a constant phase relationship. In contrast, it is incoherent Radiation, for example in the case of incoherent light, essentially no phase relationship between the Determine radiation from spatially separated points. Since the facility proposed here is in its In addition, if the basic design is not dependent on a temporal phase coherence, radiation can be used high energy, for example X-rays or corpuscular radiation, used for imaging although their temporal coherence is extremely short, since the radiation of a single one Photons or a high-energy particle have essentially no phase coherence with respect to others Particles or units of radiation possesses.

Unter der Zeitdauer oder zeitlichen Länge der zeitlichen Kohärenz sei hier die Zeit verstanden, während welcher ein Wellenpaket mit dem Hauptteil der zugehörigen elektrischen und/oder magnetischen Feldern an einem bestimmten Punkt vorbeiläuft. Dies läßt sich auch so ausdrücken, daß die zeitliche Kohärenzlänje als der Abstand in Ausbreitungsrichtung zwischen zwei Punkten verstanden werden kann, in welchen eine Phasenkohärenz zwischen Teilen der Welle festzustellen ist.The duration or length of the temporal coherence is understood here as the time during which a wave packet with the main part of the associated electrical and / or magnetic Fields at a certain point. This can also be expressed in such a way that the temporal Coherence length can be understood as the distance in the direction of propagation between two points, in which a phase coherence between parts of the wave can be determined.

Der Strahlungsquelle 20 benachbart ist eine in räumlicher Hinsicht periodisch Strahlung absorbierende Einrichtung 22 angeordnet, welche in der genauer aus F i g. 3 zu ersehenden Weise aus einer Anzahl paralleler Streifen 24 eines Werkstoffes besteht, welcher gegenüber der betreffenden Strahlung undurchsichtig ist, wobei die Streifen durch Zwischenräume 26 voneinander getrennt sind, die gleiche Breite wie die Streifen aufweisen. In dem gezeigten Beispiel ist die offene oder durchsichtige Fläche der Maske 22 annähernd genauso groß gemacht wie die undurchsichtige Gesamtfläche der Maske, so daß diese als halbdurchlässiger Schirm oder als halbdurchlässige Maske bezeichnet werden kann. Der Werkstoff, aus welchem die Streifen 24 hergestellt sind, ist so gewählt, daß die von der Strahlungsquelle 20 ausgehende Strahlung beim Auftreffen auf die Maske 22 im Bereich der Streifen absorbiert wird, während diejenigen Teile der Strahlung, welche auf die Zwischenräume 26 zwischen den Streifen 24 treffen, durch die Maske hindurchgelangen. Die resultierende Strahlungsverteilung auf der von der Strahlungsquelle 20 abgelegenen Seite der Maske 22 ist dann räumlich entsprechend einem Kode moduliert, welcher eine im wesentlichen periodische Wellenform ergibt, wobei die Amplitude unmittelbar hinter der Maske 22 von Null auf im wesentlichen die mittlere Intensität der Strahlungsquelle 20 hinter der Maske 22 veränderlich ist Die Maske 22 kann einen beliebig wählbaren Abstand von der Strahlungsquelle 20 haben, doch ist sie vorzugsweise so nahe wie möglich an die Strahlungsquelle 20 herangerückt, und für die nachfolgende Betrachtung sei angenommen, daß die Maske 22 unmittelbar am Orte der Strahlungsquelle 20 befindlich A device 22 which periodically absorbs radiation from a spatial point of view is arranged adjacent to the radiation source 20; 3 consists of a number of parallel strips 24 of a material which is opaque to the radiation in question, the strips being separated from one another by spaces 26 which have the same width as the strips. In the example shown, the open or transparent area of the mask 22 is made approximately the same size as the total opaque area of the mask, so that it can be referred to as a semitransparent screen or a semitransparent mask. The material from which the strips 24 are made is selected so that the radiation emanating from the radiation source 20 when it hits the mask 22 is absorbed in the region of the strips, while those parts of the radiation which hit the spaces 26 between the strips 24, get through the mask. The resulting radiation distribution on the side of the mask 22 remote from the radiation source 20 is then spatially modulated in accordance with a code which results in an essentially periodic waveform , the amplitude immediately behind the mask 22 from zero to essentially the mean intensity of the radiation source 20 behind The mask 22 can have any desired distance from the radiation source 20, but it is preferably moved as close as possible to the radiation source 20, and for the following consideration it is assumed that the mask 22 is directly at the location of the radiation source 20 located

In einem Abstand von beispielsweise 30 cm oder 60 cm von der Strahlungsquelle 20 befindet sich ein Strahlungs-Detektorsystem 30, welches eine Zonenplatte 32, deren Abstand von der Strahlungsquelle 20 mit Si bezeichnet ist, und einen Strahlungs-Detektorkristall 34 enthält, der in einem Abstand S2 von der Zonenplatte 32 angeordnet ist, so daß der Abstand des Kristalls von der Strahlungsquelle 20 Si + S₂ beträgt. Der Kristall 34 kann einer beliebigen, hier in Betracht kommenden Art angehören und beispielsweise ein Caesiumiodidkristall sein, der auf die betreffende, zu untersuchende Strahlung anspricht und Lichtszintillationen entsprechend dem Strahlungseinfall von der Strahlungsquelle 20 her erzeugt, wobei die Szintiiiationen mit möglichst geringer Streuung an einen Lichtverstärker weitergegeben werden, der vorliegend in Form einer Bildverstärkerröhre 36 dargestellt ist, die mit dem Kristall 34 über eine Faseroptiklinse 38 gekoppelt ist. Es versteht sich, daß beliebige Bildverstärkersysteme verwendet werden können, beispielsweise auch die bekannten Bildverstärkerröhren. So kann die Bildverstärkerröhre 36 eine im Handel erhältliche Röhre sein, etwa eine Röntgen-Bildverstärkerröhre eines Typs 9TX, 9TB, 9 TZ oder 9 TA, wie sie von der Firma The Machlet Laboratories Inc., Stamford, Connecticut, Vereinigte Staaten von Amerika, in den Handel gebracht wird. Diese Röhren haben einen Durchmesser des Eingangsschirmes von etwa 23 cm und einen Ausgangsschirm von etwa 2,5 cm und darunter, je nach Type. Diese Röhren führen je nach Betriebsbedingungen einen Leistungs-Verstärkungsfaktor von mehreren Tausend ein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besitzt die Bildverstärkerröhre 36 einen Kolben 40, der eine lichtdurchlässige Schirmfläche 42 und eine Photokathode 44 aufweist, die abhängig von den Lichtszintillationen des Detektorkristalls 34 Elektronen emittiert. Die emittierten Elektronen werden durch ein elektrisches Feld beschleunigt, das durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden 46 erzeugt wird, so daß ein umgekehrtes Bild auf einem Fluoreszenzschirm entsteht. Das Bild des Schirms 48 wird auf den Film 50 fokussiert, was mittels einer Linse 51 geschieht, die das verstärkte Hologramm von dem Schirm 48 her aufnimmt. Der Film 50 kann in einer nicht dargestellten, gebräuchlichen Kamera angeordnet sein, wobei ein Linsensystem solcher Art vorgesehen ist, daß das von dem Fluoreszenzschirm entworfene Bild in bekannter Weise auf den Film übertragen wird.At a distance of, for example, 30 cm or 60 cm from the radiation source 20 is a radiation detector system 30, which contains a zone plate 32, the distance from the radiation source 20 is denoted by Si, and a radiation detector crystal 34, which at a distance S2 is arranged from the zone plate 32, so that the distance between the crystal and the radiation source 20 is Si + S ₂ . The crystal 34 can belong to any type under consideration here and, for example, be a cesium iodide crystal which responds to the radiation to be examined and generates light scintillations according to the radiation incidence from the radiation source 20, the scintillations being sent to a light amplifier with the least possible scattering which is shown in the present case in the form of an image intensifier tube 36 which is coupled to the crystal 34 via a fiber optic lens 38. It goes without saying that any desired image intensifier systems can be used, for example also the known image intensifier tubes. For example, the image intensifier tube 36 may be a commercially available tube such as a 9TX, 9TB, 9 TZ, or 9 TA x-ray image intensifier tube such as those available from The Machlet Laboratories Inc., Stamford, Connecticut, United States of America, in is brought to trade. These tubes have an input screen diameter of approximately 23 cm and an output screen of approximately 2.5 cm and less, depending on the type. These tubes introduce a power gain factor of several thousand, depending on the operating conditions. In the present exemplary embodiment, the image intensifier tube 36 has a bulb 40 which has a light-permeable screen surface 42 and a photocathode 44 which emits electrons as a function of the light scintillations of the detector crystal 34. The emitted electrons are accelerated by an electric field which is generated by applying a voltage to the electrodes 46, so that an inverted image is formed on a fluorescent screen. The image of the screen 48 is focused on the film 50, which is done by means of a lens 51 which receives the enhanced hologram from the screen 48. The film 50 can be arranged in a customary camera (not shown), a lens system being provided in such a way that the image formed by the fluorescent screen is transferred to the film in a known manner.

Die Belichtungsdauer des Filmes 50 zur Erzeugung eines verwertbaren kodierten Bildes ist von der Intensität der Strahlungsquelle 20, von dem Wirkungsgrad der Umsetzung im Wandlerkristall 34 und von dem Verstärkungsfaktor der Bildverstärkerröhre 36 abhängig· The exposure time of the film 50 to generate a usable coded image depends on the intensity of the radiation source 20, on the efficiency of the conversion in the converter crystal 34 and on the amplification factor of the image intensifier tube 36.

Das Auflösungsvermögen der hier beschriebenen Bildverstärkerröhren ist in bestimmtem Maße durch die Divergenz des von dem Kristall 34 ausgehenden und durch die faseroptische Linse 38 sowie durch die Schirmfläche der Bildverstärkerröhre übertragenen Lichtes begrenzt und erreicht daher nicht die maximale Auflösung entsprechend der Korngröße des Filmes. Es sind jedoch Auflösungen in der Größenordnung von einem Linienpaar je Millimeter oder eine Größenordnung besser als bei der sogenannten Anger-Kamera möglich. Ein derartiges Auflösungsvermögen kann auf dem Fluoreszenzschirm 48 und dem Film 50 ohne Schwierigkeiten reproduziert werden, obwohl die The resolution of the image intensifier tubes described here is limited to a certain extent by the divergence of the light emanating from the crystal 34 and transmitted through the fiber optic lens 38 and through the screen surface of the image intensifier tube and therefore does not achieve the maximum resolution corresponding to the grain size of the film. However, resolutions in the order of magnitude of a pair of lines per millimeter or an order of magnitude better than with the so-called Anger camera are possible. Such resolving power can be reproduced on the fluorescent screen 48 and the film 50 without difficulty, although the

Größe des Bildes auf dem Fluoreszenzschirm 48 um eine Zehnerpotenz vermindert worden ist. Gegebenenfalls kann das auf dem Fluoreszenzschirm 48 erscheinende Bild vor der Aufzeichnung oder Abbildung auf dem Film 50 durch das optische System weiter verkleinert oder vergrößert werden.The size of the image on the fluorescent screen 48 has been reduced by a power of ten. Possibly can be the image appearing on the fluorescent screen 48 prior to recording or imaging on the film 50 can be further reduced or enlarged by the optical system.

Der Film 50 kann in bekannter Weise und nach bekannten Verfahren bzw. mittels bekannter Einrichtungen, welche in F i g. 1 als Blocksymbol 52 angegeben sind, entwickelt werden und der entwickelte Film kann dann dazu verwendet werden, ein Bild der Verteilung der Strahlungsintensität entsprechend den verschiedenen Teilen des abzubildenden Objektes 20 zu rekonstruieren. Zu diesem Zwecke wird eine Strahlungsquelle kohärenten Lichtes, beispielsweise ein gebräuchlicher Laser 54 verwendet. Vorzugsweise wird der Laserstrahl 54 von der Laser-Ausgangslinse 56 als divergierendes Strahlenbündel abgegeben und durch eine Sammellinse 58 eingefangen, welche das Laser-Strahlenbündel durch die kodierte Filmaufnahme auf dem entwickelten Film 50 schickt. Das zeitlich kohärente, im wesentlichen monochromatische Strahlenbündel des Lasers 54 wird beim Durchgang durch das kodierte Bild auf dem Film 50 moduliert. Eine Irisblende 62 ist etwa in der Brennebene der Sammellinse 58 angeordnet und läßt die gewünschten Anteile des Strahlenbündels durch, um auf einer geschliffenen Glasplatte 64 ein Bild zu erzeugen, welches entweder unmittelbar betrachtet werden kann oder aber vermittels eines Linsensystems 68 auf einem in einer Kamera befindlichen Film 66 aufgezeichnet werden kann.The film 50 can in a known manner and according to known methods or by means of known devices, which in Fig. 1 indicated as block symbol 52 can be developed, and the developed film can be then used to create an image of the distribution of radiation intensity corresponding to the various To reconstruct parts of the object 20 to be imaged. For this purpose a radiation source is used coherent light, for example a conventional laser 54 is used. Preferably the laser beam 54 emitted from the laser output lens 56 as a diverging beam and through a converging lens 58 captured, which the laser beam through the encoded film recording on the developed film 50 sends. The time-coherent, essentially monochromatic beam of the laser 54 is modulated on film 50 as it passes through the encoded image. An iris diaphragm 62 is approximately in the Focal plane of the converging lens 58 arranged and lets the desired portions of the beam through to to generate an image on a ground glass plate 64, which is either viewed directly or by means of a lens system 68 on a film 66 located in a camera can be recorded.

Nachfolgend sei die Betriebsweise der beschriebenen Einrichtung näher erläutert. Die Zonenplatte 32 ist ein aus der Mitte versetzter Ausschnitt einer FresnePschen Zonenplatte und der halbdurchlässige Schirm 22 besteht aus abwechselnd undurchsichtigen und transparenten Streifen, die quer zur Versetzungsrichtung der Zonenplatte 32 verlaufen. Fig.4 zeigt ein Diagramm der räumlichen Frequenzen in dem System nach Fig. 1, wobei der Einfachheit halber sämtliche durch die verschiedenen Bauteile eingeführten Frequenzen auf die Bildebene bezogen sind, welche im wesentlichen die Ebene ist, in welcher der Detektorkristall 34 liegt. Da der Kristall 34 eine endliche Dicke besitzt und eine Kernenergie-Korpuskularstrahlung an jeder Stelle der Dicke des Kristalls eine Szintillation hervorrufen kann, tritt bei der Wiederherstellung des Bildes eine Verschlechterung der Bildschärfe auf, wenn dickere Kristalle verwendet werden, so daß diese Kristalle also mehr Lichtausbeute ergeben, jedoch eine geringere Bildschärfe verursachen. Im allgemeinen wird man die Dicke des Kristalls 34 soweit wie möglich herabsetzen, wobei immer noch ein ausreichender Wirkungsgrad der Lichtumsetzung erhalten bleibt, um ein auswertbares Bild erzeugen zu können. Ist beispielsweise ein Caesiumiodidkristall 1 cm dick, so formt er den größten Teil der auftreffenden Kernteilchen in Licht um und besitzt daher den maximalen Wirkungsgrad der Lichtumwandlung und ermöglicht dadurch eine maximale Empfindlichkeit des Systems. Ist hingegen die Dicke des Kristalls 34 beispielsweise 1 mm, so wird immer noch ein wesentlicher Teil der einfallenden Kernteilchen in Licht umgewandelt, während die verbleibende Einfallsstrahlung einfach durch die Einrichtung hindurchgeht und an anderer Stelle ohne die Erzeugung von Licht absorbiert wird. Nachdem nun im System eine ganz beträchtliche Verstärkung stattfindet, können verhältnismäßig dünne Kristalle verwendet werden. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß jede Verminderung der Empfindlichkeit entweder eine Vergrößerung der Konzentration der dem Patienten zu verabreichenden, radioaktiven Pharmazeutika ο :1er eine Verlängerung der Belichtungszeit des Filmes; 50 erforderlich macht, wobei äußere Störeffekte oder eine Bewegung des Patienten ebenfalls zu einer Verringerung der Bildschärfe führen können.
Außerdem können weitere Maßnahmen zur Verbesserung der Bildschärfe unternommen werden, beispielsweise kann der Kristall in kleine Lichtleiterröhren mit einem Durchmesser von etwa 1 mm oder dergleichen unterteilt werden, wobei die Lichtleiterröhren reflektierende Wände besitzen, so daß alles Licht, das durch ein Kernteilchen innerhalb der Lichtleiterröhre en:eugt worden ist, auf die Kathode 44 geleitet wird derart, daß die gesamte Anordnung anstelle des massiven Kristalls 34 und der faseroptischen Linse 38 eingesetzt werden kann. Auch kann der Kristall 34 in größerem Abstand von dem Bildverstärker 36 angeordnet werden und es kann eine Fokussierungslinse dazwischengeseizt werden. Eine derartige Linse, die beispielsweise eint: flache Linse oder eine Fresnel'sche Linse sein kann, ist entsprechend der Maximaltiefe des Feldes auszulegen, so daß Licht aus allen Bereichen des Kristalls verhältnismäßig scharf auf die Kathode 44 fokussiert werden kann.The mode of operation of the device described will be explained in more detail below. The zone plate 32 is a section of a FresneP zone plate offset from the center, and the semitransparent screen 22 consists of alternating opaque and transparent strips which run transversely to the direction of offset of the zone plate 32. 4 shows a diagram of the spatial frequencies in the system according to FIG. 1, for the sake of simplicity all frequencies introduced by the various components being related to the image plane, which is essentially the plane in which the detector crystal 34 lies. Since the crystal 34 has a finite thickness and nuclear energy corpuscular radiation can cause scintillation at any point in the thickness of the crystal, the image definition deteriorates when the image is reconstructed if thicker crystals are used, so that these crystals therefore have more light output result, but cause the image to be less sharp. In general, the thickness of the crystal 34 will be reduced as much as possible, with a sufficient efficiency of the light conversion still being maintained in order to be able to generate an evaluable image. For example, if a cesium iodide crystal is 1 cm thick, it converts most of the incident core particles into light and therefore has the maximum efficiency of light conversion and thus enables maximum sensitivity of the system. On the other hand, if the thickness of crystal 34 is, for example, 1 mm, a substantial part of the incident core particles is still converted into light, while the remaining incident radiation simply passes through the device and is absorbed elsewhere without generating light. Now that there is quite a considerable gain in the system, relatively thin crystals can be used. It should be noted, however, that any decrease in sensitivity either increases the concentration of the radioactive pharmaceuticals to be administered to the patient or increases the exposure time of the film; 50 makes necessary, whereby external disturbances or a movement of the patient can also lead to a reduction in the sharpness of the image.
In addition, other measures can be taken to improve the image sharpness, for example the crystal can be divided into small light guide tubes with a diameter of about 1 mm or the like, the light guide tubes having reflective walls so that all light that passes through a core particle within the light guide tube : Eugen is passed to the cathode 44 in such a way that the entire arrangement can be used in place of the solid crystal 34 and the fiber optic lens 38. The crystal 34 can also be arranged at a greater distance from the image intensifier 36 and a focusing lens can be placed in between. Such a lens, which has for example a flat lens or a Fresnel lens, is to be designed according to the maximum depth of the field so that light from all areas of the crystal can be focused relatively sharply on the cathode 44.

Die Frequenzcharakteristik nach F i g. 4, bezogen auf die effektive Bildebene am Orte des Detektorkristalls 34 enthält beispielsweise die räumliche Frequenzkennlinie 70. Die Frequenz γ ist in Linienpaaren je Millimeter aufgetragen und besitzt einen Abfall auf Null im Bereich hoher Frequenzen, der beispielsweise durch die Verschlechterungen aufgrund des Lichtübertra|?;iingssystems bei Berücksichtigung der Dicke des Krii'talls 34, des Verhaltens des faseroptischen Systems 38 und der Dicke der Stirnwandung 42 des Röhren kolbens begrenzt ist, auf welcher die Photokathode 44 aufgebracht ist. Das Frequenzansprechen ist hier nur beispielsweise als Bereich derjenigen Wellenlängen bezeichnet, welche ein räumliches Auflösungsvermögen von etwas größer als zwei Linienpaaren je Millimeter ergeben. Das bedeutet, daß ein Schattenbild von zwei Linien, welche wesentlich geringeren Abstand £ils einen Millimeter voneinander haben, nicht mehr als Bild zweier verschiedener Linien erkennbar ist.The frequency characteristic according to FIG. 4, based on the effective image plane at the location of the detector crystal 34, contains, for example, the spatial frequency characteristic 70. The frequency γ is plotted in pairs of lines per millimeter and has a drop to zero in the range of high frequencies, which is caused, for example, by the deterioration due to the light transmission. iing system is limited when taking into account the thickness of the crystal 34, the behavior of the fiber optic system 38 and the thickness of the end wall 42 of the tube piston on which the photocathode 44 is applied. The frequency response is only referred to here as an example of the range of those wavelengths which result in a spatial resolution of somewhat greater than two line pairs per millimeter. This means that a shadow image of two lines, which are much closer apart than one millimeter, can no longer be recognized as an image of two different lines.

Ohne die eine konstante Periodizität ihrer Kodierung aufweisende Maske 22 ist das untere Frequenr.ansprechen entsprechend den größeren Wellenlängen durchWithout the mask 22, which has a constant periodicity of its coding, the lower frequency is responsive according to the larger wavelengths

so die Flächenverteilung der Projektion der ZonRnpIatte 32 begrenzt, wie durch die Kurve 71 angedeutet ist. Ist beispielsweise der Abstand Si gleich dem Abstand S₂, so projiziert ein Punkt des Objektes 20 den Abstand 74 der Zonenplatte mit seiner doppelten Breite auf den Kristallso the area distribution of the projection of the zone plate 32 is limited, as indicated by the curve 71. If, for example, the distance Si is equal to the distance S ₂ , a point on the object 20 projects the distance 74 of the zone plate onto the crystal with its double width

34. Die Projektion der Zonenplatte 32 wird auf dem Kristall 34 um den Faktor S\ + S₂ZSi vergrößert. Hat also die Bildebene am Orte des Kristalls 34 einen Durchmesser von 24 cm und sind die Abstände Si und S₂ jeweils gleich 15 cm und ist weiter der größte34. The projection of the zone plate 32 is enlarged on the crystal 34 by the factor S \ + S ₂ ZSi. So if the image plane at the location of the crystal 34 has a diameter of 24 cm and the distances Si and S _{2 are} each equal to 15 cm and is also the largest

Zwischenraum 74 auf der Zonenplatte 32 0,125 cm, so ist die Projektion des Zwischenraumes 74 auf dem Kristall 34 durch eine punktförmige Strahlungsquelle 0,25 cm breit und die untere Grenze des Frequenzansp'irechens liegt daher bei zwei Linienpaaren je Zentimeter. InGap 74 on zone plate 32 is 0.125 cm the projection of the intermediate space 74 on the crystal 34 by a point-shaped radiation source 0.25 cm wide and the lower limit of the frequency response is therefore two pairs of lines per centimeter. In

entsprechender Weise ist der kleinste Abstand 75 der Zonenplatte 32 etwa 0,04 cm, so daß das: obere Frequenzansprechen bei etwa sechs Linienpsiaren je Zentimeter liegtcorrespondingly, the smallest distance 75 of the zone plate 32 is about 0.04 cm, so that the: upper Frequency response at about six line psiars each Centimeter

Die Hinzufügung des halbdurchlässigen Schirmes 22 ist mit einem Abstand der Streifen derart, daß vier Streifen auf den Zentimeter treffen, bewirkt die Projektion einer Trägerfrequenz von vier Linienpaaren je Zentimeter auf die Bildebene, wie durch die Linie 90 gezeigt ist. Frequenzanteile aufgrund des abzubildenden Objektes erscheinen dann als obere und untere Modulations-Seitenbänder auf jeder Seite von der Trägerfrequenzlinie 90 aus, wobei die unteren Frequenzen näher an der Trägerfrequenz liegen. Die höheren räumlichen Frequenzen aufgrund des Objektes, wie sie im kodierten Bild aufgezeichnet werden, sind dann durch die oberen und unteren Abschneidfrequenzen oder Grenzfrequenzen der Zonenplatte 32 bestimmt, wie durch die Kurve 71 angedeutet ist. Durch Veränderung der Exzentrizität oder des Versetzungsabstandes Reder Zonenplatte 32 wird die Lage der Kurve 71 verändert und durch Verändern des Durchmessers D der Zonenplatte 32 wird die Durchlaßbreite der Kurve 71 variiert. Als Beispiel sei angegeben, daß das abzubildende Objekt 20 Gammastrahlen emittiert, deren Energie aufgrund der Verwendung von Technetium 140 keV beträgt, daß ferner die Maske 22 aus Blei oder Gold in einer Stärke von 0,3 mm besteht und daß die Zonenplatte 32 aus Gold in einer Stärke von 0,3 mm Dicke hergestellt ist.The addition of the semitransparent screen 22, spacing the stripes such that four stripes meet the centimeter, causes a carrier frequency of four pairs of lines per centimeter to be projected onto the image plane, as shown by line 90. Frequency components due to the object to be imaged then appear as upper and lower modulation sidebands on each side from the carrier frequency line 90, the lower frequencies being closer to the carrier frequency. The higher spatial frequencies due to the object, as they are recorded in the coded image, are then determined by the upper and lower cutoff frequencies or limit frequencies of the zone plate 32, as indicated by the curve 71. By changing the eccentricity or the offset distance R of the zone plate 32, the position of the curve 71 is changed and by changing the diameter D of the zone plate 32, the passage width of the curve 71 is varied. As an example, let it be stated that the object to be imaged emits gamma rays whose energy is 140 keV due to the use of technetium, that the mask 22 is also made of lead or gold with a thickness of 0.3 mm and that the zone plate 32 is made of gold in a thickness of 0.3 mm is made.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die Projektion der Flächenaufteilung durch eine punktförmige Strahlungsquelle in bestimmtem Abstand hinter der Zonenplatte 32 auf dem Detektorkristall 34 dadurch vergrößert oder verkleinert werden kann, daß der Kristall 34 auf die Zonenplatte hin oder von der Zonenplatte 32 weg bewegt wird, was bedeutet, daß der Abstand S2 nach F i g. 1 verändert wird. Eine entsprechende Veränderung kann dadurch erreicht werden, daß der Abstand zwischen Objekt 20 und Zonenplatte 32 verändert wird. Das räumliche Frequenz-Ansprechverhalten des Systems kann also verändert werden, indem entweder einer oder beide der genannten Abstände verändert werden. Nachdem die Abstände der verschiedenen Punkte des Objektes 20 zur Zonenplatte 32 unterschiedlich sind, wird in dem Hologramm in derartiger Weise Information aufgezeichnet, daß Bilder in beliebiger Tiefe des Objektes aus dem kodierten Bild reproduziert werden können (Schnittbilderzeugung).It should be pointed out that the projection of the area distribution by a point-shaped radiation source at a certain distance behind the zone plate 32 on the detector crystal 34 can be enlarged or reduced by moving the crystal 34 towards the zone plate or away from the zone plate 32, which means that the distance S2 to F i g. 1 is changed. A corresponding change can be achieved by changing the distance between object 20 and zone plate 32. The spatial frequency response of the system can thus be changed by changing either or both of the aforementioned distances. After the distances between the various points of the object 20 and the zone plate 32 are different, information is recorded in the hologram in such a way that images at any depth of the object can be reproduced from the coded image (sectional image generation).

Der exzentrische Abschnitt einer Fresnel'schen Zonenplatte ergibt ein kodiertes Bild, bei welchem eine Trennung der positiven und negativen Bildanteile von der Gleichstromkomponente möglich ist. Dies beruht auf der Tatsache, daß das erzeugte kodierte Bild, das beispielsweise auf einem Film festgehalten ist, das hindurchprojizierte Licht in Richtung auf die Systemachse der Fresnel'schen Zonen hin bricht und demgemäß werden bei der Rekonstruktion des Bildes drei Lichtscheiben auf die Ebene der Irisblende 62 projiziert, wobei eine dem reellen Bild, eine weitere dem virtuellen Bild und eine im wesentlichen der Dauerzustandskomponente oder der Rauschkomponente des Signales entspricht Die jeweiligen Komponenten werden gegenüber der Achse der Fresnel'schen Zonenplatte um verschiedene Beträge gebeugt und können daher voneinander getrennt werden, wobei ihre jeweiligen Mittelpunkte auf einer Linie liegen, die in der Richtung der Versetzung des Zentrums der Zonenplatte 32 gegenüber dem Zentrum der Fresnel'schen Zonen verläuft Die genannte Versetzung des Zonenplattenausschnittes verbessert also die Rekonstruktion eines Bildes des Objektes 20 auf der Mattscheibe 64, von welcher durch die Irisblende 62 die Gleichstromkomponente oder die Hintergrundkomponente und eines der beiden erwähnten Bilder ferngehalten wird, während das jeweils andere Bild durch die öffnung der Blende 62 fallen kann. Die Blendenöffnung der Irisblende 62 ist vorzugsweise groß genug, um sämtliche Anteile des gewünschten Bildes hindurchzulassen, da die nicht gewünschte Komponente, welche beispielsweise in F i g. 1 durch den Strahl 78 angedeutet ist, gegenüber den interessierenden Strahlen 80 wesentlich weiter seitlich versetzt ist, als der Rand einer ausreichend bemessenen Blendenöffnung, welche die gewünschten Strahlungsanteile hindurchläßt.The eccentric section of a Fresnel's Zone plate produces a coded image in which the positive and negative image components are separated from the direct current component is possible. This is due to the fact that the coded image generated, the For example, is recorded on a film, the projected light in the direction of the system axis of the Fresnel zones breaks and accordingly become three in the reconstruction of the image Light discs projected onto the plane of the iris diaphragm 62, one being the real image, another being the virtual one Image and one essentially of the steady state component or the noise component of the signal The respective components are in relation to the axis of the Fresnel zone plate around different amounts inflected and therefore can be separated from each other, being their respective Center points lie on a line in the direction of displacement of the center of the zone plate 32 The above-mentioned offset of the zone plate section runs opposite the center of the Fresnel zones thus improves the reconstruction of an image of the object 20 on the focusing screen 64, from which through the iris diaphragm 62 the direct current component or the background component and one of the the two mentioned images is kept away, while the respective other image is through the opening of the aperture 62 can fall. The aperture of the iris diaphragm 62 is preferably large enough to accommodate all portions of the the desired image, as the undesired component, which is for example in F i g. 1 is indicated by the ray 78, compared to the rays 80 of interest much further is laterally offset than the edge of a sufficiently sized aperture that the desired Lets through radiation components.

Der halbdurchlässige Schirm 22, welcher zu Zwecken der Erläuterung im wesentlichen in der Ebene des Objektes 20 angenommen wird, ist so ausgebildet, daß die Breite der im Abstand voneinander angeordneten, parallelen Streifen 24 gleich dem Abstand 26 zwischen den Streifen ist. Die durch den Halbtonschirm 22 gelangende Strahlungsverteilung entspricht dann einer bestimmten räumlichen Frequenz. Vorzugsweise wird eine bestimmte Orientierung der Streifen 24 gegenüber der Versetzungsrichtung der Zonenplatte 32 gewählt. Beispielsweise verlaufen bei dem vorliegend betrachteten Ausführungsbeispiel die Streifen 24 des halbdurchlässigen Schirmes 22 quer zur Verbindungslinie zwischen dem Zentrum der Fresnel'schen Zonen und der Mitte der Fresnel'schen Zonenplatte 32. Da diese Versetzungslinie in ihrer Projektion auf die Bildebene diejenige Linie ist, zu welcher die Zonenplatte 32 symmetrisch ist, wird auch die Strahlungsverteilung, welche von dem Halbtonschirm 22 in der Projektion auf die Bildebene erzeugt wird, zu der genannten Linie symmetrisch.The semitransparent screen 22, which for purposes of illustration is substantially in the plane of FIG Object 20 is assumed is designed so that the width of the spaced apart, parallel strips 24 is equal to the distance 26 between the strips. The through the halftone screen 22 The resulting distribution of radiation then corresponds to a specific spatial frequency. Preferably will a certain orientation of the strips 24 with respect to the direction of displacement of the zone plate 32 is selected. For example, in the exemplary embodiment considered here, the strips 24 of the semipermeable run Screen 22 transversely to the connecting line between the center of the Fresnel zones and the center of the Fresnel zone plate 32. Since this dislocation line in its projection onto the image plane is the line to which the zone plate 32 is symmetrical, the radiation distribution will also be which is generated by the halftone screen 22 in the projection onto the image plane, to said line symmetrical.

Die Größe und die Periodizität der räumlichen Aufteilung der Projektion des halbdurchlässigen Schirmes 22 auf den Detektorkristall 34 ist eine Funktion vom Abstand der Streifen 24 und von der Entfernung des halbdurchlässigen Schirmes 22. Dieser Schirm 22 kann als in einem Abstand von dem Objekt 20 gelegen betrachtet werden, welcher ausreichend klein gegenüber dem Abstand zwischen dem Objekt 20 und dem Detektorkristall 34 ist, um den halbdurchlässigen Schirm 22 als in der Ebene des Objektes liegend betrachten zu können, und das Objekt kann dann als eine Anzahl in geringem Abstand voneinander gelegener Einzelobjekte betrachtet werden, die jeweils Strahlung emittieren. Nachdem der Abstand gleichförmig ist, so daß eine sich periodisch wiederholende, räumliche Welle entsteht,The size and periodicity of the spatial division of the projection of the semi-transparent screen 22 on the detector crystal 34 is a function of the spacing of the strips 24 and of the distance of the semitransparent screen 22. This screen 22 can be located at a distance from the object 20 be considered, which is sufficiently small compared to the distance between the object 20 and the Detector crystal 34 is to view the semitransparent screen 22 as lying in the plane of the object can, and the object can then be a number of individual objects located at a small distance from one another be considered, each of which emits radiation. After the distance is uniform, so that one is periodically repeating spatial wave is created,

kann diese Periodizität als eine räumliche Trägerfrequenz angesehen werden, deren Amplitude sich von Null auf einen Scheltelwert ändert, der von der Strahlungsintensität des betreffenden Teiles des Objektes unmittelbar hinter einer bestimmten öffnung des halbdurchlässigen Schirmes 22 abhängtthis periodicity can be viewed as a spatial carrier frequency, the amplitude of which differs from Zero changes to a Scheltel value that depends on the radiation intensity of the relevant part of the object directly behind a certain opening of the semi-permeable screen 22 depends

Es sei darauf hingewiesen, daß die Trägerfrequenz besonders wichtig für die unteren räumlichen Frequenzen des Objektes ist, welche sonst aus der Ansprechkurve 71 herausfallen und durch die beschriebene Maßnahme in den Bereich innerhalb der Ansprechkurve übertragen werden.It should be noted that the carrier frequency is particularly important for the lower spatial frequencies of the object, which otherwise fall out of the response curve 71 and through the described Measure to be transferred to the area within the response curve.

Da die Strahlungsverteilung, welche in der Bildebene durch die Zonenplatte erzeugt werden, Komponenten der Strahlung sind, welche von der StrahlungsquelleSince the radiation distribution, which are generated in the image plane by the zone plate, components of radiation are emitted by the radiation source

ausgeht und bereits die Trägerfrequenz enthält weiche dann durch die Eigenschaften der Zonenplatte moduliert wird, ergibt sich eine Multiplikationsfunktion und damit eine Modulation der Trägerfrequenz. Alsgoes out and already contains the carrier frequency soft then modulated by the properties of the zone plate becomes a multiplication function and thus a modulation of the carrier frequency. as

Ergebnis werden räumliche Seitenbandfrequenzen mit Wellenlängen sowohl oberhalb als auch unterhalb der Wellenlänge entsp;echend der räumlichen Trägerfrequenz erzeugt. Die niedrigeren Modulationsfrequenzen der dem Träger aufmodulierten Verteilung aufgrund des Objektes liegen näher an der Trägerfrequenz, während die höheren Frequenzen weiter von dem Träger entfernt sind.The result will be spatial sideband frequencies with wavelengths both above and below the Wavelength generated according to the spatial carrier frequency. The lower modulation frequencies of the distribution modulated onto the carrier due to the object are closer to the carrier frequency, while the higher frequencies are further away from the carrier.

Während in F i g. 4 die Trägerfrequenzlinie 90 als Ln das Durchlaßband oder Ansprechband der Zonenplatte fallend eingezeichnet ist, kann die Trägerfrequenz gegebenenfalls auch so gewählt werden, daß sie oberhalb des Ansprechbandes der Zonenplatte liegt Ein derartiges System kann auch als ein System mit einem Seitenband bei unterdrücktem Träger betrachtet werden, wobei eine Inversion des Seitenbandes auftritt und die höheren räumlichen Frequenzen der Zonenplatte 32 nahe dem niederfrequenten Ende der räumlichen Frequenz-Ansprechkurve des Detektors liegen. Eine Bildrekonstruktion aus einem kodierten Bild, in welchem der Träger und/oder ein Seitenband unterdrückt worden sind, kann zur Hervorhebung bestimmter Merkmale oder Eigenschaften des Objektes, beipielsweise der Eigenschaften, welche Komponenten hoher Frequenz aufweisen, vorteilhaft sein.While in FIG. 4 shows the carrier frequency line 90 as Ln the passband or response band of the zone plate is shown falling, the carrier frequency can optionally also be chosen so that it Such a system can also be used as a system with a Sideband can be considered with the carrier suppressed, with an inversion of the sideband occurring and the higher spatial frequencies of the zone plate 32 near the low frequency end of the spatial Frequency response curve of the detector. An image reconstruction from a coded image, in which the carrier and / or a sideband have been suppressed can be used to emphasize certain Features or properties of the object, for example the properties, which components have high frequency, be advantageous.

In dem oben beschriebenen System erzeugt ein bestimmtes, von dem Objekt 20 ausgehendes Kernpartikelchen eine Lichtszintillation an einem bestimmten Ort des Detektorkristalls 34, welcher während einer kurzen Zeitdauer nach seiner Anregung durch das Kernteilchen Licht abstrahlt. Die Gesamtmenge auswertbaren Lichtes kann gegebenenfalls dadurch vergrößert werden, daß eine silberne oder spiegelnde Reflexionsfläche auf der der Zonenplatte 32 zugekehrten Seite des Kristalls 34 vorgesehen wird, so daß das von einem bestimmten Punkt des Detektorkristalls 34 ausgehende Licht, das in der vom Bildverstärker 36 abgewandten Richtung wandert, an der Reflexionsfläche des Kristalls 34 zurückgeworfen wird. Hierbei enthält aber das reflektierte Licht Komponenten, welche auf die Reflexionsfläche mit vielerlei Einfallswinkel auftreffen, so daß das räumliche Frequenzansprechen des Systems etwas verschlechtert wird, da die effektive Punktgröße im Detektorkristall 34, wie sie vom Bildverstärker 36 gesehen wird, vergrößert wird. Gegebenenfalls kann eine weitere Verbesserung der Bildschärfe dadurch erzielt werden, daß der Detektorkristall 34 aus einer Vielzahl von Röhren oder Stäben von beispielsweise 1 mm Durchmesser aufgebaut wird, welche zu einer faseroptischen Platte zusammengefügt oder zusammengegossen werden, wobei der Verbindungswerkstoff einen Brechungsindex aufweist, der von demjenigen des Kristallwerkstoffs 34 stark verschieden ist, so daß im wesentlichen alle Energie, die von einem Punkt in einer der Röhren oder Stäbe abgestrahlt wird und von einem Kernteilchen hoher Energie angeregt worden ist, aufgrund der Reflexion an der Innenfläche der betreffenden Röhre oder des betreffenden Stabes in Richtung der Stabachse geleitet wird. Falls dies gewünscht wird, kann jede Röhre oder jeder Stab einzeln mit reflektierendem Werkstoff umkleidet werden, bevor das Zusammenfügen erfolgt, und die Reflexionsschicht kann auf die dem Objekt 20 zugekehrten Enden der Röhren oder Stäbe aufgebracht werden. Mann kann auch diese Anordnung innerhalb b5 des evakuierten Raumes des Röhrenkolbens 40 anordnen, wobei die Photokathode 44 unmittelbar auf den anderen Enden der Röhren oder Stäbe aufgebracht wird. In diesem Falle wird die Photokathode aus einer transparenten, leitenden Schicht und einer Schicht aus bei Lichteinfall Elektronen emittierendem Werkstoff in bekannter Weise aufgebaut.In the system described above, a particular core particle emanating from the object 20 generates a light scintillation at a certain location of the detector crystal 34, which during a short Period of time after its excitation by the core particle emits light. Evaluate the total amount Light can optionally be increased by adding a silver or reflective surface is provided on the zone plate 32 facing side of the crystal 34, so that of a certain point of the detector crystal 34 outgoing light, which is in the remote from the image intensifier 36 Direction migrates, is reflected on the reflective surface of the crystal 34. Here, however, includes the reflected light components that strike the reflective surface with various angles of incidence, so that the spatial frequency response of the system is somewhat degraded because of the effective spot size in the detector crystal 34, as seen by the image intensifier 36, is enlarged. If necessary, can A further improvement in image sharpness can be achieved in that the detector crystal 34 consists of a Multiplicity of tubes or rods of, for example, 1 mm diameter is built, which to a fiber optic plate are assembled or cast together, the connecting material has a refractive index which is very different from that of the crystal material 34, so that im essentially all energy that is radiated from a point in one of the tubes or rods and from one High energy core particles have been excited due to reflection on the inner surface of the relevant tube or rod in question is directed in the direction of the rod axis. If so if desired, each tube or rod can be individually lined with reflective material before the assembly takes place, and the reflective layer can be applied to the object 20 facing ends of the tubes or rods are applied. You can also do this within b5 of the evacuated space of the tubular piston 40, with the photocathode 44 directly on the other ends of the tubes or rods. In this case, the photocathode is made of a transparent, conductive layer and a layer of material that emits electrons when incident light built in a known way.

In Fig.5 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei welchem eine Röntgenstrahlenquelle 100 mit einem Ausgangsstrahlenbündel großen Querschnittes Röntgenstrahlen durch ein abzubildendes Objekt 102, eine Maske 104 mit räumlich periodischer Kodierung und eine Zonenplatte 106 mil räumlich veränderlicher Kodierung zu einem Bildverstärker 108 der in F i g. 1 gezeigten Art schickt, um ein kodiertes Bild auf einem Film 112 unter Verwendung eines Linsensystems 110 zu erzeugen. Da die Röntgenstrahlenquelle 100 das abzubildende Objekt 102 in bestimmter Ausdehnung und Verteilung durchstrahlt und da die Fokussierung der Röntgenstrahlen keine notwendige Voraussetzung für die Erzeugung eines Bildes des Objektes 102 ist, wird die Bildschärfe des erzeugten Bildes nicht durch die Verwendung einer Röntgenstrahlenquelle mit einem Ausgangsstrahlenbündel großen Durchmessers verschlechtert. Ganz im Gegensatz hierzu ist es so, daß ein herkömmliches Röntgenbild ?ine im wesentlichen punktförmige Röntgenstrahlenquelle zur Voraussetzung hat, so daß ihre Intensität durch die zulässige Intensität des auf den Anodenbrennfleck treffenden Elektronenstrahls zur Erzeugung der Röntgenstrahlen begrenzt ist. Je intensiver der Elektronenstrahl ist, desto heißer wird der Anodenbrennfleck. Wenn andererseits aber die Röntgenstrahlenquelle einen defokussierten Elektronenstrahl aufweist, der auf eine große Anodenfläche trifft, so wird die örtliche Erwärmung der Anode gan2 wesentlich vermindert und man erhält insgesamt eine leistungsfähigere Röntgenstrahlenquelle. Nachdem da; von der Röntgenstrahlenquelle 100 austretende Strahlenbündel durch Abschaltung mittels des Halbtonschirmes 104 und der Zonenplatte 106 kodiert ist, kann da; Objekt 102 als Strahlungsquelle ähnlich der Strahlungsquelle 20 nach F i g. 1 betrachtet werden, welche Energie in vielerlei Richtungen abstrahlt. Diese Strahlungsenergie hat unter Berücksichtigung ähnliche) Überlegungen eine Kodierung erfahren wie bei dei Ausführungsform nach F i g. 1 und es gelten auch dieselben Überlegungen bezüglich der räumlicher Frequenz. Das mit der Einrichtung nach F i g. ί hergestellte Hologramm kann also in ähnlicher Weise zur Bildrekonstruktion verwendet werden wie bei der ir F i g. 1 gezeigten Ausführungsform.In Figure 5 is another embodiment of the Invention illustrated in which an x-ray source 100 having an output beam large cross-section X-rays through an object to be imaged 102, a mask 104 with three-dimensional periodic coding and a zone plate 106 with spatially variable coding to an image intensifier 108 of the in FIG. 1 sends to an encoded image on a film 112 using of a lens system 110. Since the X-ray source 100 shows the object 102 to be imaged in of a certain extent and distribution and since the focusing of the X-rays does not is a necessary prerequisite for generating an image of the object 102, the image sharpness of the generated image by the use of an X-ray source with an output beam large diameter deteriorates. In complete contrast to this, it is so that a conventional X-ray image? An essentially point-like X-ray source is a prerequisite, so that their intensity by the permissible intensity of the on the Anode focal point hitting electron beam for generating the X-rays is limited. Ever the more intense the electron beam, the hotter the anode spot becomes. On the other hand, if the X-ray source has a defocused electron beam that hits a large anode area hits, the local heating of the anode is significantly reduced and one obtains an overall more powerful x-ray source. After there; radiation beams exiting from the X-ray source 100 is encoded by switching off by means of the halftone screen 104 and the zone plate 106, there can; Object 102 as a radiation source similar to the radiation source 20 according to FIG. 1 should be considered which Radiates energy in many directions. This radiant energy has, taking into account similar) Considerations are encoded as in the embodiment according to FIG. 1 and it also apply same spatial frequency considerations. The one with the device according to FIG. ί The hologram produced can thus be used for image reconstruction in a similar way as with the ir F i g. 1 embodiment shown.

Gegebenenfalls können die Masken bzw. Schirme 10Ί und/oder 106 in beliebiger Reihenfolge zwischen dei Strahlenquelle 100 und dem Objekt 102 angeordnei werden, wobei durch Auswahl einer entsprechender Maskenöffnung die große, den Körper 102 durchdrin gende Strahlendosis vermindert werden.If necessary, the masks or screens 10Ί and / or 106 arranged in any order between the radiation source 100 and the object 102 by selecting an appropriate mask opening, the large one penetrates the body 102 Reduced radiation dose.

In F i g. 6 ist nochmals eine andere Ausführungsforrr der Erfindung gezeigt, bei welcher ein abzubildende; Objekt 114 eine räumlich ausgedehnte Strahlungsvertei lung inkohärenter Strahlung erzeugt, wobei dies« Strahlung entweder als Korpuskularstrahlung vor einem radioaktiven Teil ausgeht oder als Röntgenstrahl len-Schattenbild aufgrund einer nicht dargestellter Strahlungsquelle auftritt, welche das Objekt IU bestrahlt. Ein halbdurchlässiger Schirm 115 führt wiedei eine räumliche Trägerfrequenz ein und eine Zonenplat te 116 erzeugt die räumliche, lageabhängige Kodierunj der Strahlung, welche von einem Detektorkristall Hi aufgenommen wird, der auf der Stirnfläche eineiIn Fig. 6 shows yet another embodiment of the invention, in which a to be imaged; Object 114 is a spatially extended Strahlungsvertei lung incoherent radiation produced, and this "radiation either before corpuscular part of a radioactive starting or as X-ray shadow image len due to a not shown source of radiation occurs, which irradiates the object IU. A semitransparent screen 115 again introduces a spatial carrier frequency and a zone plate 116 generates the spatial, position-dependent coding of the radiation, which is picked up by a detector crystal Hi, which is located on the end face

Aufnahmekameraröhre HS angeordnet ist Die Aufnahmeröhre kann von einer Bauart sein, bei welcher eine Phoiokathodenschicht 120, auf welche die von dem Detektorkristall 117 erzeugten Lichtszintillationen fallen. Elektronen emittiert die unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes auf eine Anode oder Auffangelektrode 122 geleitet werden, die etwa aus Halbleiterwerkstoff, beispielsweise aus Silizium, besteht and eine große Zahl von Elektronen-Löcher-Paaren erzeugt, wenn sie von einem Elektron hoher Geschwindigkeit getroffen wird Wird beispielsweise die Auffangelektrode 122 gegenüber der Photokathode 120 durch eine Spannung von mehreren tausend Volt auf positivem Potential gehalten, so werden in der Auffangelektrode 122 je emittiertes Elektron der Photokathode 120 mehrere tausend Elektronen-Löcher-Paare erzeugt. Diese Elektronen-Löcher-Paare werden dazu verwendet, eine Elektronenschicht zu entladen, welche auf der von der Photokathode 120 abgelegenen Seite der Auffangelektrode 122 durch eine übliche geheizte Kathode 124 aufgebracht ist, die einen fokussieren Elektronenstrahl hervorbringt, der vermittels eines Ablenkspulensystems 126 in bekannter Weise Abtastbewegungen über die Auffangelektrode 122 hin ausführt. Die Spannung der Kathode 124 wird auf einem geringen Wert gehalten, so daß die Spannung negativ ist und einige wenige Volt gegenüber der Auffangelektrode 122 beträgt, so daß in denjenigen Bereichen der Auffangelektrode 122, auf welche Elektronen von der Photokathode 120 her auftreffen und die Aufladung der Auffangelektrode 122 an den betreffenden Stellen beseitigen, von der Kathode 124 kommende Elektronen die Auffangelektrode 122 wieder aufladen können, während >n denjenigen Bereichen, in welchen die Auffangelektrode 122 voll geladen bleibt, die von der Kathode 124 kommenden Elektronen zurückgeworfen werden und von einer Sammlerelektrode 128 aufgefangen werden, welche ein Signal an einen Verstärker 130 und von dort an einen Rechner 132 abgibt, der dazu verwendet werden kann, ein räumliches Korrektursignal zur Korrektur einer räumlichen Verzerrung einzuspeisen, welche von der Aufnahme-Kameraröhre 118 eingeführt wurde. Zu diesem Zwecke ist die Ablenksteuerung 134 mit Signalen aus dem Rechner synronisiert, so daß eine bestimmte Lage oder Adresse der Spur des Elektronen-Strahls der Kathode 124 auf der Auffangelektrode 122 eine entsprechende Ablenkung des Kathodenstrahls in einer Ausgangs-Wiedergabeeinrichtung erzeugt, wozu, wie bereits erwähnt, auch noch eine Korrektur eingegeben werden kann, welche von einem Lesespeieher oder Festwertspeicher entnommen wird und eine durch die Kameraröhre 118 eingeführte, räumliche Verzerrung ausgleicht. Der Rechner 132 kann die inverse Korrelation durchführen, welche zur unmittelbaren Bildrekonstruktion erforderlich ist, wobei in diesem Falle das Ausgangs-Ablenksignal für eine Ablenksteuerung 136 zum Betrieb der Ablenkspulen einer Wiedergaberöhre 138 beliebige Gestalt haben kann, also etwa die übliche Fernseh-Rastertastung ist, während das Signal, das vom Rechner 132 zum <>o Hellsteuerungsanschluß der Wiedergaberöhre 138 gelangt, also der Kathode 140 mitgeteilt wird, das zu rekonstruierende Bild auf dem Leuchtschirm 142 der Wiedergaberöhre 138 hervorbringt.The pickup camera tube HS is arranged may be of a type in which a photocathode layer 120 on which the from the Detector crystal 117 generated light scintillations fall. The electrons emitted under the influence of one electric field are passed to an anode or collecting electrode 122, which may be made of semiconductor material, made of silicon, for example, and creates a large number of electron-hole pairs when they is struck by a high-velocity electron, for example, becomes the collecting electrode 122 compared to the photocathode 120 by a voltage of several thousand volts at positive potential are held, in the collecting electrode 122, several electrons are emitted from the photocathode 120 generated a thousand electron-hole pairs. These electron-hole pairs are used to discharge a layer of electrons which is on the from the Photocathode 120 remote side of collecting electrode 122 by a conventional heated cathode 124 is applied, which produces a focused electron beam by means of a deflection coil system 126 carries out scanning movements over the collecting electrode 122 in a known manner. The tension of the Cathode 124 is held low so that the voltage is negative and a few volts compared to the collecting electrode 122, so that in those areas of the collecting electrode 122 on which electrons strike from the photocathode 120 and the charge of the collecting electrode 122 Eliminate electrons coming from the cathode 124 at the relevant points, the collecting electrode 122 can recharge while> n those areas in which the collecting electrode 122 is fully remains charged, the electrons coming from the cathode 124 are thrown back and from a Collector electrode 128 are collected, which sends a signal to an amplifier 130 and from there to a Computer 132 outputs which can be used to generate a spatial correction signal for correcting a to feed spatial distortion introduced by the capture camera tube 118. to For this purpose, the deflection control 134 is synchronized with signals from the computer, so that a specific location or address of the track of the electron beam of the cathode 124 on the collecting electrode 122 a corresponding deflection of the cathode ray generated in an output display device, for which purpose, As already mentioned, a correction can also be entered, which is from a reading memory or read-only memory is removed and a spatial one introduced by the camera tube 118 Compensates for distortion. The computer 132 can perform the inverse correlation, which leads to the immediate Image reconstruction is required, in which case the output deflection signal for one Deflection control 136 for operating the deflection coils of a display tube 138 have any shape can, so about the usual television screen scanning, while the signal that is sent from the computer 132 to the <> o Bright control connection of the display tube 138 arrives, so the cathode 140 is informed that to reconstructing image on the luminescent screen 142 of the display tube 138 produces.

Bei der Bildrekonstruktion durch ein Rechnerprogramm kann das kodierte Bild digital gespeichert werden, und zur Bildrekonstruklion werden die notwendigen Korrelationsfunktionen durchgeführt, wobei ein gespeichertes kodiertes Bild durch Funktionen ausgewertet oder komprimiert wird, welche von der räumlichen Einteilung der Zonenplatte 114 und des halbdurchlässigen Schirmes 112 abgeleitet und digital in einem Speicher des Rechners ί32 festgehalten sind. Es ist aber auch möglich, den Rechner so zu programmieren, daß auf der Mattscheibe 142 ein Bild des kodierten Bildes in ausreichender Vergrößerung erscheint, um ein klares Bild erzeugen zu können, wobei die räumlichen Verzerrungen im System durch algebraische Addition der notwendigen Korrekturfaktoren für die Ableaksteuerung 136 zu jedem Ablenksignal für das Ablenksystem 134 korrigiert werden. Die Korrekturgrößen für das Ablenksystem sind zuvor in einem Speicher des Rechners festgehalten worden.During the image reconstruction by a computer program the encoded image can be stored digitally, and the necessary correlation functions performed, with a stored coded image by functions is evaluated or compressed, which of the spatial division of the zone plate 114 and the semitransparent screen 112 are derived and digitally stored in a memory of the computer ί32. It but it is also possible to program the computer in such a way that a picture of the coded screen is displayed on the screen 142 Image appears magnified enough to produce a clear image, with the spatial Distortions in the system due to algebraic addition of the necessary correction factors for the deflection control 136 can be corrected for each deflection signal for the deflection system 134. The correction values for the deflection system have previously been recorded in a memory of the computer.

Nachdem die in den hergestellten kodierten Bildern enthaltene Information auch eine Tiefeninformation mit umfaßt, kann aus der Bildinformation jede beliebige Scheibe oder Ebene des Objektes reproduziert werden, indem beispielsweise die Lage der Mattscheibe 64 nach F i g. 1 gegenüber dem Film 50 verändert oder in der Ausführungsform nach F i g. 5 des Rekonstruktionsprogramm des Rechners 132 abgeändert wird, so daß dann, wenn einmal das kodierte Bild entweder auf dem Film oder in einem Speicher des Rechners festgehalten ist, eine beliebige Anzahl von Bildebenen oder Scheiben des Objektes dargestellt werden kann, so daß die Vorteile der dreidimensionalen Aufzeichnung und Untersuchung des Objektes ausgenützt werden können.After the information contained in the produced coded images also includes depth information any disk or plane of the object can be reproduced from the image information, by, for example, the position of the focusing screen 64 according to FIG. 1 compared to the film 50 changed or in the Embodiment according to FIG. 5 of the reconstruction program of the computer 132 is modified so that then, once the coded image has been retained either on the film or in a computer memory, any number of image planes or slices of the object can be displayed, so that the advantages the three-dimensional recording and examination of the object can be used.

Aus Obigem wird deutlich, daß dann, wenn schwache Signale aus einer räumlichen Strahlungsverteilung untersucht werden sollen, diese Signale in einem kodierten Bild festgehalten und in dieser Form verstärkt werden. Als Folge hiervon erzeugt ein äußeres Hintergrundrauschen, in welchem solche schwachen Signale normalerweise auftreten, ein konstantes mittleres Ausgangssignal, welches in dem hier beschriebenen Abbildungssystem ausgelöscht wird, so daß eine hohe Verstärkung der gewünschten Signale möglich ist.From the above it is clear that when weak signals from a spatial radiation distribution are to be examined, these signals are recorded in a coded image and amplified in this form will. As a result, an external background noise is generated in which such weak Signals normally occur, a constant mean output signal, which in the one described here Imaging system is extinguished, so that a high amplification of the desired signals is possible.

In F i g. 7 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, mittels welcher ein Bild eines Objektes 140 herstellbar ist. Ein Halbtonschirm oder eine Maske zur Einführung einer Trägerfrequenz ist mit 142 bezeichnet und entspricht dem Schirm 22 der Ausführungsform nach Fig. 1, wobei wieder der halbdurchlässige Schirm 142 dem Objekt 140 benachbart angeordnet ist, welches beispislsweise die Form einer Schilddrüse haben kann, in welcher ein radioaktives Pharmazeutikum absorbiert worden ist. Eine Zonenplatte 144 mit räumlicher Kodierung ist zwischen dem halbdurchlässigen Schirm 142 und einem Detektorkristall 146 angeordnet, in welchem die Umsetzung der Korpuskularstrahlung in Lichtszintillationen stattfindet. Das von dem Kristall 146 ausgehende Licht wird von Lichtleiterröhren 148 aufgefangen, welche auf der von der Zonenplatte 144 abgelegenen Seite des Detektorkristalls 146 angeordnet sind. Der Teil des Lichtes, welcher in jede der Lichtleiterröhren 148 eintritt, ist durch die Position in dem Detektorkristall 146 bestimmt, an welcher eine Lichtszintillation stattgefunden hat. Das in die Lichtleiterröhren 148 eintretende Licht wird von Photodetektoren 150 aufgenommen und das Signal der Photodetektoren wird durch zugehörige Verstärker 152 verstärkt, welche mit ihren Ausgängen an einen Rechner 154 angeschlossen sind. In seiner einfachsten Form kann der Rechner 154 von einer Widerstandsmatrix gebildet sein, welche Ablenkspannungen liefert, die zur Speisung der vertikalen und horizontalen Ablenk-In Fig. 7 shows a further embodiment by means of which an image of an object 140 can be produced is. A halftone screen or mask for introducing a carrier frequency is denoted by 142 and corresponds to the screen 22 of the embodiment according to FIG. 1, with the semi-permeable screen 142 again is arranged adjacent to the object 140, which can for example have the shape of a thyroid gland, in which a radioactive pharmaceutical has been absorbed. A zone plate 144 with spatial Encoding is arranged between the semi-transparent screen 142 and a detector crystal 146, in FIG which the conversion of the corpuscular radiation into light scintillations takes place. That of the crystal 146 Outgoing light is captured by light guide tubes 148, which are located on the surface of the zone plate 144 remote side of the detector crystal 146 are arranged. That part of the light that is in each of the Light guide tubes 148 enters is determined by the position in the detector crystal 146 at which a Light scintillation has taken place. The light entering the light guide tubes 148 is detected by photodetectors 150 and the signal from the photodetectors is passed through associated amplifiers 152 amplified, the outputs of which are connected to a computer 154. In its simplest In shape, the calculator 154 can be formed by a resistor matrix that supplies deflection voltages that for feeding the vertical and horizontal deflection

elektroden 156 einer hier schematisch angegebenen Kathodenstrahlröhre 158 dienen, wobei die Summe der Intensitäten der Ausgänge der Verstärker 152 zur Beaufschlagung einer Steuerelektrode, beispielsweise des Gitters 160 der Röhre 158 dient, so daß ein heller Punkt am Leuchtschirm 162 der Kathodenstrahlröhre 158 auftritt Die Lage des Punktes auf dem Leuchtschirm 162 entspricht der relativen Lage eines Lichtblitzes an einem bestimmten Punkt des Detektorkristalls 146. Die Einzelheiten und der Aufbau einer solchen Kamera und der Wiedergabeeinrichtungen sind an sich bekannt und man verwendete bisher solche Einrichtungen zur Erzeugung eines Bildes einer Kernstrahlung aussendenden Strahlungsquelle in Verbindung mit einer üblichen Lochblende oder einem Kollimator.electrodes 156 of a cathode ray tube 158 indicated here schematically serve, the sum of the Intensities of the outputs of the amplifiers 152 for the application of a control electrode, for example of the grating 160 of the tube 158 is used, so that a brighter Point occurs on the fluorescent screen 162 of the cathode ray tube 158 The location of the point on the fluorescent screen 162 corresponds to the relative position of a light flash at a certain point on the detector crystal 146. The details and structure of such a camera and display devices are known per se and one used so far such devices for generating an image of a Radiation source emitting nuclear radiation in conjunction with a conventional pinhole or a Collimator.

Das auf dem Leuchtschirm 162 erzeugte Bild ist ein kodiertes Bild, wobei die durch das System eingeführten Verzerrungen auf einem Minimum gehalten sind. Dies kann im vorliegenden Fall durch Einführung von Korrekturfaktoren in dem Rechner 154 erreicht werden, beispielsweise, indem die von den Verstärkern 152 eingespeisten Lageinformationen zur Bestimmung der X- und Y- Koordinaten digitalisiert werden und ein bestimmter Korrekturfaktor aus einem Speicher des Rechners entsprechend den jeweiligen Koordinaten herausgelesen wird, welcher dann zu dem Ablenksignal hinzuaddiert wird, das den Ablenkelektroden der Kathodenstrahlröhre 158 zugeführt wird.The image produced on the fluorescent screen 162 is an encoded image with the distortions introduced by the system being kept to a minimum. This can be achieved in the present case by introducing correction factors in the computer 154, for example by digitizing the position information fed in by the amplifiers 152 to determine the X and Y coordinates and a certain correction factor from a memory of the computer corresponding to the respective coordinates which is then added to the deflection signal which is supplied to the deflection electrodes of the cathode ray tube 158.

Das kodierte Bild, das auf diese Weise hergestellt wird, kann beispielsweise auf einem Film 164 festgehalten werden, der sodann entwickelt wird, wonach die Bildrekonstruktion entsprechend der Ausführungsform nach F i g. 1 erfolgen kann.The encoded image that is produced in this way can be recorded on film 164, for example which is then developed, after which the image reconstruction according to the embodiment according to FIG. 1 can be done.

In bekannter Weise kann das Detektorsystem mit dem Detektorkristall 146 so ausgelegt werden, daß sich eine Verstärkung von mehreren tausend ergibt, so daß jedes Kernenergiepartikelchen bereits einen Lichtpunkt auf dem Leuchtschirm 162 hervorrufen kann. Die räumliche Auflösung entsprechend der oberen räumlichen Frequenz ist in einem solchen System durch die Anzahl einzelner Photodetektoren beschränkt, und das System kann beispielsweise, wie in F i g. 7 gezeigt, über einen Durchmesser hinweg fünf Detektoren aufweisen, so daß eine Detektoranordnung entsteht, bei welcher sich ein Detektor in der Mitte befindet, welcher von sechs Detektoren in einem ersten umgebenden Ring und zwölf Detektoren auf einem zweiten Ring umgeben ist. Wenn eine derartige Kamera einen wirksamen Durchmesser in der Größenordnung von etwa 20 cm besitzt, kann mit Interpolation eine räumliche Frequenzunterscheidung von etwas über 0,5 Linienpaaren je Zentimeter erreicht werden. Werden weitere Ringe von Photodetektoren hinzugefügt und wird die Kamera größer gemacht, so ist eine zusätzliche Unterscheidung möglich, so daß räumliche Frequenzunterscheidungen in der Größenordnung von wenigen Millimetern erreicht werden können. Eine derartige Kamera weist gegenüber dem Bildverstärker nach F i g. 1 eine etwas größere Tiefenschärfe gegenüber dem Detektorkristall 146 auf, da eine Lichtszintillation im Kristall 146 in erster Annäherung entsprechende Lichtmengen zu den Lichtleiterröhren 148 liefert, sei die Szintillation nun nahe der Kristalloberfläche auf der Seite der Lichtleiterröhren oder in der Mitte des Kristalls oder nahe der Oberfläche des Kristalls auf der von den Lichtleiterröhren abgewandten Seite gelegen. Außerdem kann eine reflektierende Fläche auf derjenigen Seite des Kristalls 146 angebracht werden, welche von den Lichtleiterröhren abgewandt ist, wobei eine Fortführung der obigen Erklärung deutlich macht, daß hierdurch der Kristall scheinbar doppelt so dick gemacht wird, während das insgesamt von den Lichtleiterröhren aufgenommene Licht bei der Rechnung eine solche Auswertung erfährt, daß eine bestimmte Position innerhalb der Fläche des Kristalls 146 bestimmt werden kann.
Man erkennt also, daß in denjenigen Fällen, inIn a known manner, the detector system with the detector crystal 146 can be designed in such a way that a gain of several thousand results, so that each nuclear energy particle can already produce a point of light on the luminescent screen 162. The spatial resolution corresponding to the upper spatial frequency is limited in such a system by the number of individual photodetectors, and the system can, for example, as shown in FIG. 7, have five detectors across a diameter, so that a detector arrangement is formed in which there is a detector in the center, which is surrounded by six detectors in a first surrounding ring and twelve detectors on a second ring. If such a camera has an effective diameter of the order of magnitude of about 20 cm, a spatial frequency distinction of a little over 0.5 line pairs per centimeter can be achieved with interpolation. If further rings of photodetectors are added and the camera is made larger, an additional distinction is possible so that spatial frequency distinctions on the order of a few millimeters can be achieved. Such a camera has opposite the image intensifier according to FIG. 1 has a somewhat greater depth of focus compared to the detector crystal 146, since a light scintillation in the crystal 146 delivers, as a first approximation, corresponding amounts of light to the light guide tubes 148, be the scintillation near the crystal surface on the side of the light guide tubes or in the center of the crystal or near the surface of the crystal located on the side facing away from the light guide tubes. In addition, a reflective surface can be provided on the side of the crystal 146 which faces away from the light guide tubes, and a continuation of the above explanation makes it clear that this makes the crystal appear to be twice as thick, while the total light received by the light guide tubes at the calculation experiences such an evaluation that a certain position within the surface of the crystal 146 can be determined.
So one recognizes that in those cases in

ίο welchen als Strahlung Kernteilchen höherer Energie in Verbindung mit einem verhältnismäßig dicken Detektorkristall verwendet werden, der beispielsweise eine Stärke von mehreren Millimetern hat, der in F i g. 7 gezeigte Detektor ein Auflösungsvermögen und eine Bildschärfe liefert, welche mit dem erzielbaren Ergebnis bei der Einrichtung nach Fig. t vergleichbar ist Wird jedoch eine Korpuskularstrahlung verhältnismäßig geringer Energie oder werden Röntgenstrahlen ausgewertet, so kann das in F i g. 1 gezeigte System eine bedeutend größere räumliche Auflösung erzielen als die Einrichtung nach F i g. 7. Beispielsweise ist die obere Grenzfrequenz des Systems nach F i g. 7 in F i g. 4 durch die Kurve 166 angedeutet und die räumlichen Frequenzen der Schirme bzw. Zonenplatten 142 und 144 sind so gewählt, daß die Trägerfrequenz und der Durchlaßbereich in den Bereich der Kurv-2 166 fallen.ίο which as radiation core particles of higher energy in Compound with a relatively thick detector crystal can be used, for example, a Has a thickness of several millimeters, which is shown in FIG. 7 detector shown a resolving power and a Image sharpness provides which is comparable to the result that can be achieved with the device according to FIG However, a corpuscular radiation of relatively low energy or X-rays are evaluated, so it can be shown in FIG. 1 achieve a significantly greater spatial resolution than the system shown Device according to fig. 7. For example, the upper limit frequency of the system according to FIG. 7 in FIG. 4 through the curve 166 is indicated and the spatial frequencies of the screens or zone plates 142 and 144 are chosen so that the carrier frequency and the passband fall within the range of curve-2 166.

Die oben im Zusammenhang mit dem Frequenzansprechen im Zusammenhang mit F i g. 1 angestellten Überlegungen können bezüglich des Schirms 142 mit der periodischen Kodierung und bezüglich der Zonenplatte 144 dazu verwendet werden, die richtigen Abstände des halbdurchlässigen Schirmes 142 und der Flächeneinteilung der Zonenplatte 144 festzulegen.
Während bei den hier beschriebenen Ausführungsbeispielen ein exzentrischer Ausschnitt einer Fresnel'schen Flächenaufteilung als Zonenplatte und beispielsweise ein Quadratraster oder ein Linienraster als halbdurchlässiger Schirm verwendet werden, können für letzteren und für die Zonenplatte 144 auch andere Flächeneinteilungen gewählt werden. So können die Streifen oder Leisten des halbdurchlässigen Schirmes 142 durch eine Platte ersetzt werden, welche eine periodische Anordnung von Löchern aufweist, welche rund, elliptisch, dreieckig oder anders geformt ausgebildet sein können.The above in connection with the frequency response in connection with FIG. 1 can be used with respect to the screen 142 with the periodic coding and with respect to the zone plate 144 to determine the correct spacing of the semitransparent screen 142 and the division of the area of the zone plate 144.
While in the exemplary embodiments described here an eccentric section of a Fresnel area division is used as a zone plate and, for example, a square grid or a line grid as a semitransparent screen, other area divisions can also be selected for the latter and for the zone plate 144. For example, the strips or strips of the semitransparent screen 142 can be replaced by a plate which has a periodic arrangement of holes which can be round, elliptical, triangular or otherwise shaped.

Auch sind die relativen Lagen der Zonenplatte 144 und des halbdurchlässigen Schirmes 142 hier nur als Beispiel angegeben und man erhält auch dann ein kodiertes Bild, aus welchem sich Bilder rekonstruieren lassen, wenn eine andere Anordnung der Schirme bzw. der Platten gewählt ist.Also, the relative positions of the zone plate 144 and the semi-permeable screen 142 are only given here as an example and you also get a coded image from which images can be reconstructed if a different arrangement of the screens or the panels is selected.

In Fig.8 der Zeichnungen ist nochmals eine andere Ausführungsform der Erfindung gezeigt, bei welcher auf die Verstärkung vor einer Aufzeichnung der von den Partikeln hoher Energie abgeleiteten Signale verzichtet wird. In bestimmten Anwendungsfällen, in welchen entweder die Intensität der vom Objekt ausgehenden Partikel oder die Belichtungszeit oder beide eine ausreichende Gesamtenergie am Orte des Aufzeichnungssystems zur Erzeugung einer Aufzeichnung eines kodierten Bildes ergeben, hat sich eine derartige Verstärkung als unnötig erwiesen. Dies beruht hauptsächlich auf der Verwendung einer kodierten Zonenplatte, welche die wirksame Apertur der Detektor- und Aufzeichnungseinrichtungen um mehrere Größenord-In Figure 8 of the drawings there is yet another one Embodiment of the invention shown, in which on the gain before recording of the Signals derived from particles of high energy are dispensed with. In certain applications, in which either the intensity of the particles emanating from the object or the exposure time or both sufficient total energy at the location of the recording system to produce a record of a encoded image, such amplification has proven unnecessary. This is mainly based on the use of a coded zone plate, which determines the effective aperture of the detector and Recording facilities by several orders of magnitude

''5 nungen erhöht, wodurch die Gesamtenergie je Zeiteinheit, welche auf den Film einwirken kann, entsprechend vergrößert wird.'' 5 voltages increased, whereby the total energy per unit of time, which can act on the film is enlarged accordingly.

Im einzelnen ist in Fig. 8 ein Körper oderSpecifically, in Fig. 8 is a body or

Gegenstand 150' gezeigt, welcher eine Korpuskularstrahlung hoher Energie aussendet Ein derartiger Gegenstand kann Teil eines lebenden Gewebeverbandes sein, ähnlich der in den oben erläuterten Ausführungsbeispielen erwähnten Schilddrüse, oder es kann sich um irgendeinen anderen organischen oder anorganischen Stoff handeln oder aber der Gegenstand kann ein Objekt sein, welches von einer Strahlung hoher Energie, beispielsweise von Röntgenstrahlen durchdrungen wird, die von einer ausgedehnten Strahlungsquelle ausgehen. Nahe dem Gegenstand oder Körper 150' befindet sich eine Maske oder ein Schirm 152' mit periodischer Kodierung, welcher entsprechend F i g. 3 ausgebildet sein kann, und im Abstand von dem Schirm oder der Maske 152' ist eine Zonenplatte 154' gelegen, die eine etwa in F i g. 2 gezeigte Gestalt haben kann und eine veränderliche Kodierung besitzt Es versteht sich, daß auch andere Einrichtungen zur räumlichen Kodierung der von dem Körper 150' ausgehenden Energie verwendet werden können. Eine Detektor-Aufzeichnungs-Einrichtung 156' befindet sich in einem Abstand entsprechend den Angaben zur Wirkungsweise der Einrichtung nach Fig. 1 hinter der Zonenplatte 154'. Die Detektor-Aufzeichnungs-Einrichtung 156' enthält einen Film 158' der zwischen zwei Kristallschichten 160' und 162' eingelagert ist, die beispielsweise aus Kalziumwolframat bestehen und eine Umwandlung der Korpuskularstrahlung hoher Energie in Licht vornehmen. Auf den Oberflächen der Kristallschichten 160' und 162' befinden sich lichtreflektierende Schichten 164' und 166' die jeweils an den von dem Film J58' abgelegenen Seiten der Kristallschichten angeordnet sind. Partikel von der Strahlungsquelle 150', die auf die Detektor-Aufzeichnungs-Einrichtung 156' treffen, werden entweder in dem Kristall 160' oder in dem Kristall π 162' in Lichtszintillationen umgeformt. Die wirksame, Strahlungsenergie in Licht umsetzende Dicke der Detektor-Aufzeichnungs-Einrichtung 156' entspricht also der Gesamtdicke der Kristallschichten 160' und 162', während die mittlere Punktgröße, welche von einem in der Detektor-Aufzeichnungs-Einrichtung 156' ausgewerteten Partikelchen verursacht wird, bedeutend kleiner ist als bei einer Anordnung, bei der der Film hinter einer Kristallschicht entsprechend der Summe der Dicken der Kristallschichten 160' und 162' angeordnet ist. Die reflektierenden Schichten 164' und 166' dienen dazu, das in den Kristallschichten 160' und 162' erzeugte und im Kristallwerkstoff sich nach allen Richtungen ausbreitende Licht auf den Film hin zu reflektieren. Selbstverständlich kann der Anteil des Lichtes, der parallel zum Film sich in der Kristallschicht 162' ausbreitet, nach einem kurzen Weg im Kristall absorbiert werden, was durch entsprechende Zusätze erreicht werden kann.Object 150 'shown, which emits corpuscular radiation of high energy. Such an object can be part of a living tissue association, similar to the thyroid mentioned in the exemplary embodiments explained above, or it can be any other organic or inorganic substance, or the object can be an object be penetrated by high energy radiation, such as X-rays emanating from an extended radiation source. Near the object or body 150 'is a mask or screen 152' with periodic coding, which according to FIG. 3 can be formed, and spaced from the screen or mask 152 'is a zone plate 154', which has an approximately in FIG. 2 and has a variable coding. It is understood that other devices for spatial coding of the energy emanating from the body 150 'can also be used. A detector recording device 156 'is located behind the zone plate 154' at a distance corresponding to the information on the mode of operation of the device according to FIG. 1. The detector recording device 156 'contains a film 158' which is embedded between two crystal layers 160 'and 162', which consist, for example, of calcium tungstate and convert the high-energy corpuscular radiation into light. On the surfaces of the crystal layers 160 'and 162' there are light-reflecting layers 164 'and 166' which are each arranged on the sides of the crystal layers which are remote from the film J58 '. Particles from the radiation source 150 'which strike the detector recording device 156' are transformed into light scintillations either in the crystal 160 'or in the crystal π 162'. The effective thickness of the detector recording device 156 ', which converts radiation energy into light, corresponds to the total thickness of the crystal layers 160' and 162 ', while the mean point size, which is caused by a particle evaluated in the detector recording device 156', is significantly smaller than in an arrangement in which the film is arranged behind a crystal layer corresponding to the sum of the thicknesses of the crystal layers 160 'and 162'. The reflective layers 164 'and 166' serve to reflect the light generated in the crystal layers 160 'and 162' and propagating in all directions in the crystal material onto the film. Of course, the portion of the light that propagates parallel to the film in the crystal layer 162 'can be absorbed in the crystal after a short path, which can be achieved by appropriate additives.

Nach der Bestrahlung in der Detektor-Aufzeichnungs-Einrichtung 156' wird der Film 158' herausgenommen, und das erzeugte Bild des Objektes 150' wird entwickelt, photographisch verkleinert und dann erfolgt die Bildrekonstruktion in derselben Weise, wie im Zusammenhang mit F i g. 1 erläutert wurde. Der Vorteil eines solchen Systems ist es, daß bei einer bestimmten Kristalldicke keine wesentliche zusätzliche Verschlechterung des aufgezeichneten Bildes durch Verstärkungseinrichtungen eingeführt wird. Werden beispielsweise Kristallschichten in einer Dicke von einem halben Millimeter verwendet, so ergibt sich eine Schärfe oder ein Auflösungsvermögen auf dem Farn von über zwei Linienpaaren je Millimeter. Nachdem fernerhin keine Verzerrung des Bildes während des Verstärkungsvorganges stattfinden kann, kann auch die Verschlechterung des reproduzierten Bildes aufgrund solcher Verzerrungen beträchtlich vermindert werden. Schließlich ist die zuletzt beschriebene Einrichtung zur photographischen Herstellung eines Hologramms wesentlich billiger als eine Einrichtung mit Verstärker, so daß diese Einrichtung in Fällen eingesetzt werden kann, in denen eine teurere Einrichtung aufgrund der Kosten unannehmbar istAfter the irradiation in the detector recording device 156 ', the film 158' is taken out, and the generated image of the object 150 'is developed, photographically reduced, and then done the image reconstruction in the same way as in connection with FIG. 1 was explained. The advantage One such system is that, for a given crystal thickness, there is no substantial additional deterioration of the recorded image is introduced by amplification means. For example Crystal layers with a thickness of half a millimeter are used, this results in a sharpness or a resolution on the fern of over two pairs of lines per millimeter. After that no Distortion of the image can take place during the amplification process, so can the deterioration of the reproduced image due to such distortion can be reduced considerably. In the end The device last described is essential for the photographic production of a hologram cheaper than a device with an amplifier, so that this device can be used in cases where a more expensive facility is unacceptable due to the cost

Im Rahmen der Erfindung bietet sich dem Fachmann noch eine Reihe von Abwandlungs- und Weiterbildungsmöglichkeiten der beschriebenen Ausführungsbeispiele. Beispielsweise können die Zonenplatte und/oder der halbdurchlässige Schirm von der parallelen Lage abweichend relativ zu dem Detektorkristali 146 angeordnet werden, und/oder ihre Oberflächen können gekrümmt sein, um eine Korrektur zweiter Ordnung in das Gesamtsystem einzuführen oder um andere Zwecke zu erfüllen. Während weiterhin die beschriebenen Einrichtungen besonders vorteilhaft auf denjenigen Gebieten arbeiten, bei welchen zeitlich nicht kohärente Strahlungsquellen geringer Intensität ausgewertet oder untersucht werden müssen, ist die Erfindung auch dort anwendbar, wo Strahlungsquellen mit zumindest teilweiser Kohärenz vorliegen, etwa Strahlungsquellen für zeitlich oder räumlich mindestens teilweise kohärentes sichtbares Licht oder infrarotlicht oder im wesentlichen nicht kohärente Strahlung im Infrarot-Spektrumsbereich. Außerdem lassen sich die der Erfindung zugrundeliegenden Gedanken auch auf die Untersuchung von Schallwellen anwenden, die sich beispielsweise durch Wasser fortpflanzen. Weiter können bestimmte Teile des Systems während der Untersuchung der Strahlung relativ zueinander bewegt werden, wie dies bei bestimmten Radarsystemen der Fall ist, wobei aber die periodische Kodierung und die räumlich veränderliche, der Position entsprechende Kodierung beibehalten wird. Wie auch zuvor schon angedeutet, können öffnungen oder Durchbrüche beliebiger Gestalt, Größe und/oder Anzahl für die Ausbildung der Zonenplatte und des zur Aufprägung der räumlichen Trägerfrequenz verwendeten Schirmes vorgesehen sein. In dieser Hinsicht stallen die F i g. 2 und 3 nur Beispiele dar, wobei auch bedeutend weniger Streifen oder bogenförmige Elemente gezeigt sind als die praktisch vorgesehenen etwa 100 Elemente, wie sie bei Zonenplatten oder Schirmen 32 bzw. 22 verwendet werden, um die in Fig.4 dargestellten räumlichen Frequenz-Ansprechkennlinien hervorzubringen.Within the scope of the invention, a number of modification and further training options are available to the person skilled in the art of the described embodiments. For example, the zone plate and / or the semitransparent screen can be different from the parallel Position differently relative to the detector crystal 146 are arranged, and / or their surfaces can be curved in order to introduce a second order correction into the overall system or around to fulfill other purposes. While the facilities described continue to be particularly advantageous work in those areas in which temporally incoherent radiation sources of low intensity are evaluated or need to be examined, the invention is also applicable where radiation sources with at least partial coherence exist, for example radiation sources for temporal or spatial at least partially coherent visible light or infrared light or substantially non-coherent radiation im Infrared spectrum range. In addition, the ideas on which the invention is based can also be derived use the study of sound waves that propagate, for example, through water. Further certain parts of the system can move relative to each other during the investigation of the radiation as is the case with certain radar systems, but with the periodic coding and the spatially variable, position-appropriate coding is retained. As before indicated, openings or breakthroughs Any shape, size and / or number for the formation of the zone plate and the stamping the spatial carrier frequency screen used may be provided. In this regard, the F i g. 2 and FIG. 3 are only examples, also showing significantly fewer stripes or arcuate elements than the approximately 100 elements provided in practice, as used in zone plates or screens 32 and 22, respectively in order to produce the spatial frequency response characteristics shown in FIG.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. A device for generating an image of an object while evaluating a beam leaving the object by means of a detector device, the beam being impressed with a spatial modulation corresponding to a position-dependent reference coding, characterized in that the spatial modulation, in addition to said reference coding (32; 106; 116; 144; 154 ') contains a component (22; 104; 115; 142; 152') which changes spatially with an essentially constant periodicity

2. Device according to claim 1, characterized in that the spatial modulation corresponding to the position-dependent reference coding is impressed on the beam by means of at least one section of a Fresnel zone arrangement (32; 106; 116; 144; 154 ').

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the spatial modulation of the Beams essentially due to changes in the intensity amplitude due to the shutdown the detector device is formed by means of a mask arrangement.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the radiation leaving the object to be imaged (20; 102; 114; 140; 150 ') is essentially not phase-coherent.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the detector device (34 to 68; 108; 110; 112; 117 to 138; 146 to 164; 156 ') contains means for generating an image of the object to be imaged.

6. Device according to claim 5, characterized in that the means for generating an image contain a transparent film (50; 112; 164; 156 ') on which the information content of the modulated beam can be recorded.

7. Device according to claim 6, characterized in that the detector device for reproducing a directly interpreted image of the object to be imaged contains a source (54) of substantially coherent radiation by means of which said film (50; 112; 164; 156 ') can be irradiated is.

8. Device according to claim 1 or one of claims 3 to 7 and / or claim 2, characterized in that the spatial modulation according to the position-dependent reference coding by means of an eccentrically offset section of a Fresnel zone plate (32; 106; 116; 144; 154 ') , which is arranged between the object to be imaged (20; 102; 114; 140; 150') and the detector device.

9. Device according to claim 8, characterized in that the component can be generated with spatially essentially changing with constant periodicity coding by means of a device (22; 104; 115; 142; 152 ') which spatially periodically the passage of a substantial part of the Prevents radiation.

10. Device according to claim 9, characterized in that the device (22; 104; 115; 142; 152 ') is arranged for spatially periodic modulation of the radiation passage between the object to be imaged and the zone plate.

11. Device according to one of claims 1 to 10,

characterized in that from the self-radiating object to be imaged or from an extended radiation source (20; 100,102; 114; 140; 150 ') radiating through the object emanates an extended radiation beam of substantially non-phase-coherent radiation at least on the output side of the object

12. Device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the spatial modulation according to the position-dependent reference coding at least one in one direction possesses spatial symmetry (Fig. 2).

13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that the detector device contains image intensifier means (36; 108; 118; 148 to; 162)

14. Device according to one of claims 1 to 5 or 7 to 13 and / or claim 6, characterized in that a coded image of the object to be imaged recorded on the transparent film (50; 112; 164; 156 ') by means of an image reproduction device (54 ; 66) can be converted into a directly interpreted image of the object to be depicted.

15. Device according to claim 14, characterized in that by means of the image reproduction device to be interpreted directly from the coded image captured on the transparent film Images corresponding to different, at different distances from the detector device located levels of the object to be mapped can be generated.

16. Device according to one of claims 1 to 15, characterized in that the spatial frequency of the spatial modulation corresponding to the Components with constant periodicity be2: ogen on the detector plane in the same order of magnitude is like the highest spatial frequency according to the location-dependent Reference coding (Figs. 2 to 4).