DE2430021A1

DE2430021A1 - Optisches verfahren zur entzerrung von bildverstaerker-bildern

Info

Publication number: DE2430021A1
Application number: DE2430021A
Authority: DE
Inventors: Hans Dr Dammann; Ulf Tiemens
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1974-06-22
Filing date: 1974-06-22
Publication date: 1976-01-08

Description

Optisches Verfahren zur Entzerrung von Bildverstärker-Bildern Die Erfindung bezieht sich auf ein optisches Verfahren zur Entzerrung von Bildern, die von Bi.ldverstärker-Röhren mit gekrümmten Eingangsschirmen aufgezeichnet werden.
Z,B. können mit einer Röntgenbildverstärker-Röhre - eine Kombination von Bildwandler und Bildverstärker - folgendermaßen Röntgenbilder erzeugt werden: Die von einer Röntgenquelle ausgehenden Röntgenquanten durchstrahlen das zu untersuchende Objekt und treffen auf den Eingangsschirm des Bildverstärkers, wo sie (jedenfalls zum Teil) absorbiert werden und durch Szintillation und lichtelektrischen Effekt Elektronen erzeugen, die mit Hilfe einer Elektronenoptik alff die Phosphorschicht eines Atlsgangsschirmes abgebildet werden. In der Phosphorschicht entsteht ein Röntgenbild im sichtbaren Licht, das optisch oder elektronisch weiterverarbeitet werden kann. Das auf dem Ausgangsschirm entstandene Bild ist jedoch aus mehreren Gründen verzerrt. Diese Verzerrung ist wegen der Krümmung des Eingangs schirmes des Bildverstärkers besonders groß, wenn die bei der Aufnehme benutzte Röntgenquelle weit außerhalb der Achse des Bildverstärkers liegt und auch die Randzonen des Bildverstärker-Eingangsschirmes wesen-tlich benutzt werden.
Sehr nachteilig wirkt sich diese Verzerrung ziun Beispiel für die Synthese von Tomogrammen aus, bei der eine Serie von Röntgenbildern aus unterschiedlichen Perspektiven verwendet wird. Diese Bilder werden zueinander definiert verschoben und nachei.nander oder gleichzeitig auf einem Aufzeicl1nungsmedium übereinander gelagert, so daß ein synthetisiertes Tomogramn entsteht. In diesem Falle werden Aufnahmen aus weit außerhalb der Achse des Bildverstärkers liegenden Positionen der Röntgenq;telle verwendet und auch die Randzonen der Röntgenbilder bzw. des Bildwandler-Eingangsschirms zur Herstelllmg der Schichtbilder benutzt, und selbst bei geringer Verzerrung und kleiner Verschiebung ist eine Synthese nicht mehr mit ausreichender Qualität mögl.ich.
Aufgabe der Erfindung ist es, die mit Hilfe von Bildwandler-bzw. Bildverstärker-Röhren aufgez.eickleten und in Folge der Krümmung des iingangsschirms dieser Röhren verzerrten Bilder mit optischen Mitteln so zu entzerren, daß in einer ebenen Fläche das entzerrte Bild scharf abgebildet wird, was von besonderem Vorteil für die Synthese von Tomogramnien ist.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß das Bildverstärker-Ausgangsbild in einer ersten Abbildung auf eine Fläche projiziert wird, die die gleiche aber entgegengesetzte Krümmungsform wie der Eingangsschirm der Bildverstärker-Röhre aufweist, so daß auf dieser Fläche ein geometrisch ähnliches Bild wie auf dem Eingangsschirm entsteht und daß das so entstandene Bild in einer zwei.ten Abbildung unter Einhaltung der ursprünglichen Aufnahmegeometrie bei der Herstellung des Bi.ldverstärker-Ausgangsbildes in die Abbildungsebene einer zweiten Linse scharf und entzerrt abgebildet wird. Bei genügend großer Tiefenschärfe des Objektivs entsteht in der Abbildungsebene des Objektivs das entzerrte Bild des Bildverstärkerbild?s in einer ebenen Fläche. Die Fläche, auf die das Bildverstärker-Ausgangsbild projiziert wird, kann zusätzlich mit einer gerichteten. Streukeule versehen werden, damit nicht zuviel Licht durch sie verloren geht.
Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele zur Durchführung des Verfahrens dar. Es zeigt: Fig. 1 die Aufnahmegeometrie mit einer bekannten Röntgenbildverstärker-Röhre Fig. 2a und 2b zwei Möglichkeiten für die Entzerrung des Bildverstärkerausgangsbildes Fig. 3 die erste Abbildung mit Hilfe einer Faseroptik Nach Fig. 1 durchstrahlt der von einer Röntgenröhre 1 erzeugte Strahlenkegel 3 aus der Position 2 ein Objekt 5.
In der Ebene 6 erhält man ein Strahlungsbild 7, das die unverzerrte Information des Objekts 5 aus der Position 2 der Röntgenröhre 1 darstellt. Dem Strahlungsbild 7 entspricht auf der gekrümmten Fläche des Eingangs schirmes 8 des Bildverstärkers 9 das Bild 7'. Die Röntgenquanten, die von dem Eingangsschirm 8 absorbiert werden, erzeugen dort durch Szintillation und lichtelektrischen Effekt Elektronen 11. Die Elektronen 11 werden mit einer Elektronenlinse (schematisch durch 12 dargestellt) auf die Phosphorschicht 13 des Ausgangsschirms 14 abgebildet und. erzeugen dort das sichtbare Bild 15.
Das Bildverstärkerbild 15 ist durch mehrere Einflüsse verzerrt: 1. die Krümmung des Eingangsschirmes 8 verzerrt das Bild 7 nach 7', 2. je nach Lage der Röntgenröhre 1 (z. B. Position 2 oder 16) ergibt sich eine unterschiedliche Verzerrung.
3. durch die elektronische Abbildung des Elektronenbildes mit Hilfe der Elektronenlinse 12 auf den Ausgangsschirm 14 entstehen Verzerrungen, deren Einflüsse jedoch auf das beschriebene Entzerrungsverfahren gegenüber den Verzerrungen nach Punkt 1. und 2. vernachlässigt werden können.
Fig. 2 erläutert das erfindungsgemäße Verfahren. Nach Fig. 2a wird das verzerrte Bildverstärkerbild 15' entweder direkt vom Bildverstärkerausgang oder über eine Zwischenabbildung in einem Speichermedium mit einer Linse mit einer in Fig.1 Linse 16 in eine zum Eingangsschirm v entgegengesetzte gekrümmte Fläche, z.B. durch eine Mattscheibe 17 dargestellt, scharf abgebildet, so daß das abgebildete Bild 1 dem Strahlungsbild 7' in Fig. 1 entspricht. Der Fehler, der durch den gekrümmten Eingangsschirm(8Fig. 1) entstebt, wird dadurch eliminiert, daß die Fläche die gleiche Krümmungsform erhält wie der Eingangsschirm des Bildverstärkers. Damit ist das Bild 15" ein verkleinertes oder gleiches oder vergrößertes Bild des Strahlenbildes 7' nach Figur 1. Der zweite hauptsächliche Fehler,die je nach Lage der Röntgenröhre zum Bildverstärker unterschiedliche Verzerrung, kann durch eine spezielle Abbildungstechnik eliminiert werden. Hierbei wird das Bild 151' mit einem Objektiv 18 in der Ebene 10 auf einen in der Abbildungsebene 19 befindlichen Detektor 4 scharf abgebildet. Die Positionen 20 und 21 des Objektivs 18 entsprechen den Positionen der Röntgenröhre bei der Aufnahme der abzubildenen Bilder. Bei genügender Tiefenscbärfe des Objektivs 18 wird das in der Ebene 23 befindliche Bild 22 bzw. 24 auf einen Detektor 4 bzw. 4' in der Abbildungsebene 19 des Objektivs als scharfes entzerrtes Bild 22' bzw. 24' abgebildet.
Das vom gegebenenfalls in der Ebene 19 verschiebbaren Detektor 4 aufgezeichnete Bild kann anschließend optisch oder elektronisch z.B. für die Tomosynthese weiterverarbeitet werden.
Fig. 2 b zeigt eine weitere Möglichkeit, den Fehler zu eleminieren, der je nach Lage der Röntgenröhre zum Bild verstärker unterschiedliche Verzerrungen verursacht. Zuerst wird wie in Fi.g. 2a das verzerrte Bildverstärkerbild 15' auf eine gekrümmte Fläche, z.B. durch eine Mattscheibe 17 dargestellt, scharf abgebildet (15!i). Anschließend bildet eine Linse 26 in der Ebene 10 das Bild 15" auf einen Detektor 4 in der Ebene 19 ab. Die Positionen der Aperturen 20' und 21' der nacheinander betätigten Blende 25 sind so angeordnet, daß die Punkte 20 und 21 der Positionen der Röntgenquelle bei der Aufnahme der abzubildenen Bilder entsprechen. Bei ausreichend kleiner Apertur (20' bzw. 21') wird die Tiefenschärfe so groß, daß die in der Ebene 23 befindlichen Bilder 22 bzw. 24 als scharfe und entzerrte Bilder 22' bzw.
24' abgebildet werden. De entzerrten Bilder können anschlies.-send optisch oder elektronisch weiterverarbeitet werden.
In Fig. 3 wird die direkte Ankopplung des Bildver.stärker-Ausgangsbildes an die gekriimmte Fläche einer Faseroptik, die die Form des Bildverstärker3-Eingangsschirms aufweist, angedeutet.
Das Bild 15' wird mit einer Faseroptik 27 so abgebildet, daß das auf der gekrümmten Aussenfläche 28 der Faseroptik 27 entstehende Bild 15''' dem Bild 15" in Fig. 2a und 2b entspricht.
Die Außenfläche kann zusätzlich mit einer gerichteten Streukeule versehen werden.

Claims

Patentanspru~he~

4. Optisches Verfahren zur Entzerrung von Bildern, die von Bildverftärker-Röhren mit gekrümmtem Eingangsschirm aufgezeichnet werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildverstärker-Ausgangsbild in einer ersten Abbildung auf eine Fläche projiziert wird, die die gleiche aber entgegengesetzte Krümmungsform wie der Eingangsschirm der Bildverstärker-Röhre aufweist, so daß auf dieser Fläche ein geometrisch ähnliches Bild wie auf dem Eingangs schirm entsteht, wld daß das so entstandene Bild in einer zweiten Abbildung unter Einhaltung der ursprünglichen Aufnahmegeometrie bei der Herstellung des Bildverstärker-Äiisgangsbildes in die Abbildungsebene einer zweiten Linse scharf und entzerrt abgebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Schritt das verzerrte Bi.ldverstärker-Ausgangsbild auf einem Aufzeichnungsmedium aufgezeichnet wird und in einem zweiten Schritt die Entzerrung erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildverstärker-Ausgangsbild bei der ersten Abbildung durch eine Linse auf eine gekrümmte Mattscheibe, die die gleiche, aber entgegengesetzte Knimmungsform wie der Eingangs schirm der Bildverstärker-Röhre aufweist, projiziert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Bildverstärker-Ausgangsbild bei der ersten Abbildung mit Hilfe einer Faseroptik auf eine gekrümmte Fläche, die die gleiche aber entgegengesetzte Krümmvngsform wie der Eingangsschirm der Bildverstärker-Röhre aufweist, projiziert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß nurchleuchtungsbLlAer von Röntgenbildverstärkern verwendet werden.

6. Verfahren na.ch Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Mattscheibe auf die das Bi.ldverstärker-husgangsbild projiziert wird, eine gerichtete Streukeule erhält, die in die Richtung zeigt, aus der das Bildvrerstärker-Ausgangsbild hergestellt wurde.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmte Fläche der Faseroptik, auf die das Bildverstärker-Ausgangsbild prcjiziert wird, eine gerichtete Streukeule erhält, die in die Richtung zeigt, aus der das Bildverstärker-Ausgangsbild hergestellt wurde.

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