DE2455188A1

DE2455188A1 - Eichgeraet fuer die helligkeit einer scintillationskamera

Info

Publication number: DE2455188A1
Application number: DE19742455188
Authority: DE
Inventors: Oreste Joseph Lucchesi; Donald Arthur Whiteman
Original assignee: GD Searle LLC
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1973-11-23
Filing date: 1974-11-21
Publication date: 1975-05-28
Also published as: AU7550574A; US3917974A; IT1023338B; GB1463019A; FR2252648A1; FR2252648B1; ZA747435B; SE400691B; CH582507A5; NL7415052A; JPS5087080A; JPS6224748B2; SE7414565L; CA1013815A

Description

PATENTANWÄLTE „/ CCIQQ

DIPL.-ING. LhO FLEUCHÄUG /£400 I 00 DR.-ING. HANS LEYH

DIPL.-ING. ERNST RATHMANN

MQnch.n 71, 12. NOV. 1974-Melchloretr. 42

Unier Zeichen: SRlOP-124-9

G.D. Searle & Co. P.O. Box 5110 Chicago, Illinois V.St.A.

Eichgerät für die Helligkeit einer Scintillationskamera

Die Erfindung "betrifft ein Gerät zur Eichung der Helligkeit eines Kathodenstrahlröhrenbildgerätes und insbesondere eines Gerätes zur Eichung der Helligkeit der Kathodenstrahlröhre in einer Scintillationskamera, um sowohl konsistente als auch optimale Filmbelichtungen zu erzielen.

Scintillationskameras haben eine breite Anwendung gefunden, insbesondere auf dem Gebiet der ärztlichen Diagnose. Sie werden normalerweise derart verwendet, dass man in einem Patienten kleine Mengen einer radioaktiven Substanz anordnet. Im Bereich der zu untersuchenden anatomischen Struktur wird ein Scintillationszähler angeordnet und das Verteilungsmuster der Ausstrahlungen des radioaktiven Materials wird auf der Bildfläche einer Kathodenstrahlröhre beobachtet und durch Fotografieren der Bildfläche der Kathodenstrahlröhre aufgezeichnet. Eine Form einer Scintillationskamera ist

Ab/wi ausführlicher

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ausführlicher in der US-Patentanmeldung Serial No. 312 231 mit dem Titel "Scintillationskamera mit Schnellfolgeabbildungsvorrichtung" erörtert.

Wie allgemein bekannt ist, werden verschiedene radioaktive Substanzen für Scintillationsuntersuchungen von verschiedenen anatomischen Strukturen verwendet, wobei verschiedene Substanzen unterschiedliche Strahlungseigenschaften und insbesondere unterschiedliche Strahlungsemissionsraten aufweisen. Zusätzlich ergeben verschiedene anatomische Strukturen unterschiedliche Emissionsdichten. Bei der Verwendung von Scintillationskameras ist es erwünscht, optimale Belichtungen zu erzielen trotz Veränderungen in der Strahlungsemissionsrate und Emissionsdichte. Darüber hinaus sind Scintillationszahler und Bildsysteme Veränderungen in der Lichtausbeute auf der Bildfläche der Kathodenstrahlröhre aufgrund solcher Effekte wie u.a. Systemdrift und Komponentenalterung und insbesondere ilterung der Kathodenstrahlröhre selbst unterworfen. Verschiedene Scintillationszahler und Bildsysteme weisen in der Regel verschiedene Lichtausbeutewerte auf der Bildfläche der Kathodenstrahlröhre auf, was auf Unterschiede in den Komponentenwerten und Eigenschaften und auf Unterschiede in der Eichung zwischen den Einheiten zurückzuführen ist. Bei der Durchführung von Scintillationsuntersuchungen ist es jedoch wünschenswert, dass die fotografische Wiedergabe oder ein anderes Ausgangssignal des Zählers und des Bildsystemes zu unterschiedlichen Zeiten übereinstimmt, so dass die Ergebnisse der Untersuchungen, die zu unterschiedlichen Zeiten gemacht worden sind, direkt verglichen werden können. Schliesslich ist es wünschenswert, dass die Ergebnisse, die von verschiedenen Zählern und Bildsystemen erzeugt worden sind, miteinander übereinstimmen, so dass Untersuchungen, die mit verschiedenen Systemen gemacht wurden, direkt verglichen werden können.

Im Stande der Technik gibt es keine Vorrichtung zur Eichung der Helligkeit von Scintillationskameras, die genau genug

- 2 - ist

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ist, um die Anforderungen der heutigen Diagnosetechniken zu erfüllen. Insbesondere haben die Eichmethoden der Vergangenheit von dem Kamerabedienungsmannn gefordert, ein hohes Mass an persönlicher Beurteilung bei der Durchführung der Eichung auszuüben, wodurch sich Unterschiede in dem absoluten Eichniveau und der Genauigkeit der Eichung zwischen verschiedenen Bedienungsm ännern und zwishen verschiedenen Durchführungen der Eichung durch denselben Bedienungsmann ergeben. Darüberhinaus erlaubten die bekannten Eichmethoden keine geeignete' Änderung des Eichniveaus, um Unterschiede in der Scintillazionsdichterate in dem verwendeten Film oderanderen Variablen auszugleichen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein einfach und wirtschaftlich aufgebautes und leicht und zuverlässig zu bedienendes Gerät zur Eichung der Helligkeit des von einer Kathodenstrahlröhre, insbesondere von einem Scintillationsbild.gerät ausgesandten Lichtes, insbesondere zur Eichung einer Scintillationskamera zu schaffen, welches ein hohes Mass an Genauigkeit und Übereinstimmung in seilen Ergebnissen aufweist und bei welchem das Eichniveau leicht und ohne grossen Aufwand verändert werden kann und die Auswirkungen von Lichtstörungen und elektrischem Rauschen auf einem Minimum gehalten werden können. Darüberhinaus soll die Übereinstimmung der mit dem zu schaffenden Gerät hergestellten Aufnahmen verbessert werden und gewährleistet sein, dass optimale Belichtungen erzielt werden trotz Veränderungen in der Scintillationsrate oder -dichte in den Eigenschaften des verwendeten Filmes oder in anderen Systemvariablen.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung gelöst durch Regelungseinriohtungen zur Einstellung der Intensität des Kathodenstrahlröhrenbündels, durch lichtempfindliche Einrichtungen, die so angeordnet sind, dass sie von der Kathodenstrahlröhre ausgesandtes Licht aufnehmen und ein erstes elektrisches Signal erzeugen, dessen Grosse von der.Intensität des ausgestrahlten

- 3 - Lichtes

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Lichtes abhängig ist durch Generatoreinrichtungen für ein Bezugssignal zur Erzeugung eines zweiten elektrischen Signales von vorbestimmter Grosse und durch Vergleichseinrichtungen für die elektrischen Signale, welche mit den lichtempfindlichen Einrichtungen und den Generatoreinrichtungen zur Erzeugung eines Bezugssignales verbunden sind, um die Grosse der ersten und zweiten elektrischen Signale zu vergleichen. Mit dieser Schaltung ist . in konstruktiv einfacher, wirtschaftlicher, äusserst genauer und reproduzierbarer Weise eine optimale Eichung der Helligkeit eines Kathodenstrahlröhrenbildes weitgehend unabhängig von Veränderungen der verschiedensten Systemvariablen möglich.

Gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein Gerät geschaffen zur Eichung der Helligkeit des von einer Kathodenstrahlröhre. ausgesandten Lichtes und insbesondere der Helligkeit des von einer Kathodenstrahlröhre erzeugten Lichtes, die zur Darstellung eines Scintillationsmusters als Teil einer Scintillationskamera verwendet wird. Das Gerät weist lichtempfindliche Schaltungsmittel zur Erzeugung eines Signales, das repräsentativ für die Helligkeit des ausgesandten Lichtes ist, eine Schaltung zur Erzeugung eines Bezugssignales und einen Vergleicher zur Vergleichung des Bezugssignales mit dem von dem lichtempfindlichen Schaltungsmittel erzeugten Signal auf. Darüberhinaus können Schaltungsmittel vorgesehen sein, um die Wirkungen von· elektrischem Rauschen oder Lichtstörungen möglichst gering zu halten. Schliesslich können Schaltungsmittel vorgesehen sein, um das Eichniveau in Übereinstimmung mit verschiedenen gewünschten Belichtungswerten zu ändern. Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den beiliegenden Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Figuren.

Es zeigt:

- 4 - Fig. 1

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Fig. 1 in Blockform eine Scintillationskamera mit einem Eichgerät gemäss einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Darstellung des Rasters, das von einem Teil des Eichgerätes der.Fig. 1 erzeugt wird; und

Fig. 3 eine Abwandlung des in Fig. 1 gezeigten Eichgerätes gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Die Erfindung wird nunmehr in Bezug auf ein besonderes Gerät zur Eichung von Scintillationskameras beschrieben. Wie sich für den Fachmann ohne weiteres ergibt, ist die Erfindung jedoch einer viel breiteren Anwendung als der hier besonders -beschriebenen zugänglich.

In Fig. 1 ist in Blockform eine Scintillationskamera mit einem Scintillationszähler und einer Matrix 10 dargestellt. Der Zähler empfängt Scintillationen von dem zu untersuchenden Gegenstand und liefert Informationen über dessen Lage an den Kathodenstrahlröhrenbildtreiber 12. Der Treiber 12 ist mit einer Kathodenstrahlröhre 14 verbunden. Der Treiber 12 liefert an. die Kathodenstrahlröhre die Signale, die erforderlich sind, um die Intensität und Lage des Kathodenstrahlbündels innerhalb der Röhre 14 zu erzeugen und zu steuern. Als Teil des Treibers 12 ist ein mit Hand zu bedienender veränderlicher Widerstand 16 vorgesehen, um die Intensität des Elektronenstrahles einzustellen, der in der Kathodenstrahlröhre 14 erzeugt wird und auf deren Bildfläche auftrifft. Ein Eingang 18 des Treibers 12 ist wirksam zur Steuerung der Y-Ablenkung, d.h. der vertikalen Lage des Strahles in der Kathodenstrahlröhre 14, während ein Eingang 20 zur Steuerung der X-Ablenkung, d.h. der horizontalen Lage dieses Strahles wirksam ist. Der Treiber 12 weist darüber hinaus einen Eingang 22 auf, welcher, wenn ein geeignetes Signal an ihm anliegt, in der Lage ist, den Strahl in der Kathodenstrahl-

- 5 - , röhre

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röhre auszulöschen, wodurch deren Bildfläche ausgetastet wird. Wenn ein positives Spannungssignal an einem Eingang 23 des Treibers 12 anliegt, steht das Kathodenstrahlröhrenbündel unter der Steuerung der an den Eingängen 18, 20 und 22 vorhandenen Signale. Sonst wird das Bündel durch die Information von dem Zähler und der Matrix 10 gesteuert. Eine Kamera 2'\ mit einem Objektiv 25 ist in geeigneter Weise so angeordnet, dass mit ihr die Bildfläche der Kathodenstrahlröhre 14 fotografiert werden kann. Die Bildfläche der Kathodenstrahlröhre 14 und das Objektiv der Kamera 24 sind in einem lichtdichten Behälter 26 eingeschlossen, so dass kein anderes Licht als das von der Kathodenstrahlröhre erzeugte in das Kameraobjektiv eindringen kann. Aufbau und Betriebsweise der Elemente 10, 12, 14, 24, 25 und 26 sind dem Durchschnittsfachmann geläufig und brauchen daher hier nicht mehr beschrieben zu werden. Vergleiche z.B. die oben erwähnte US-Patentanmeldung Serial No. 312 231.

Die Eichschaltung weist eine Fotodiode 28 auf, die in unmittelbarer Nähe der Bildfläche der Kathodenstrahlröhre 14 vorgesehen und derart angeordnet ist, dass sie das von einem Teil der Röhrenbildflache ausgesandte Licht aufnimmt. Die Diode ist vorzugsweise in der Nähe einer Kante der Röhrenbildfläche angeordnet, so dass sie ausserhalb des Bereiches der Röhrenbildfläche liegt, der von der Kamera 24 fotografiert wird. Die Kathode der Diode ist mit einem Bezugspotential - schematisch als Schaltkreismasse bezeichnet - verbunden und die Anode ist mit dem Eingang eines Integrationsverstärkers 30 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 30 ist mit dem Eingang eines weiteren Integrationsverstärkers 32 verbunden. Der Verstärker 30 weist einen veränderlichen Widerstand 34- zur Einstellung seiner Gleichstromabweichung auf und der Verstärker 32 weist einen veränderlichen Widerstand 36 zur Einstellung seiner Verstärkung auf. Die Verstärker 30 und 32 sind in schematischer Form gezeigt, aber jeder kann aus einem Operationsverstärker eines Paares von Operationsverstärkern beste- ' hen, die von Fairchild Semiconductor, Mountain View,

- 6 - . California

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.California unter der Modellbezeichnung "/uA741" verkauft werden. Kondensatoren 35 und 37? die zwischen dem Eingang und Ausgang der Verstärker 30 und 32 angeordnet sind, sorgen entsprechend für die gewünschte Integrationsoperation.

Die Eichschaltung weist darüber hinaus einen Helltastgenerator 38 auf. Der Helltastgenerator besteht aus einem Multivibrator und erzeugt, wenn ein positives Spannungssignal an seinem Steuereingang angelegt wird, am Ausgang eine Folge von relativ kurzzeitigen Impulsen, schematisch gezeigt in Fig. 1. Der Ausgang des Helltastgenerators ist mit dem Eingang 22 des Treibers 12 verbunden und arbeitet so, dass das Kathodenstrahlbündel während der Impulse vorhanden und sonst ausgelöscht ist. Weiter ist ein X-Ablenkungsgenerator 40 vorhanden, der einen Generator einer sägezahnförmigen Schwin-' gung umfasst. Wenn ein positives Spannungssignal an dessen Steuereingang gelegt wird, erzeugt der Generator 40 an seinem Ausgang eine sägeförmige Schwingung, schematisch gezeigt in Fig. 1. Der Ausgang des X-Ablenkungsgenerators ist mit dem Eingang 20 des Treibers 12 verbunden. Ausserdem ist ein dem X-Äblenkungsgenerator ähnlicher Y-Ablenkungsgenerator 42 vorgesehen, welcher einen Generator einer sägezahnförmigen Schwingung umfasst und wirksam wird, wenn ein positives Spannungssignal an seinen Steuereingang angelegt wird, um an seinem Ausgang eine sägezahnförmige Schwingung, schematisch gezeigt in Fig. 1, zu erzeugen. Die Frequenz des Ausgangs des Y-Ablenkungsgenerators 42 ist wesentlich geringer als diejenige des X-Ablenkungsgenerators 40. Der Y-Ablenkungsgenerator hat äusserdem eine relativ grosse Gleichspannungskomponente, nicht gezeigt in Fig. 1. Die Schwingungsformdarstellungen der Fig. 1 sollen nicht die relativen hier in Frage stehenden Frequenzen darstellen.

Die X- und Y-Ablenkungsgeneratoren 40 und 42 wirken zusammen, um ein Raster über einen kleinen Bereich der Bildfläche der Kathodenstrahlröhre 14 im Bereich der Fotodiode 28 zu

- 7 - erzeugen

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erzeugen. Ein solcher! Raster ist in Fig. 2 gezeigt. Die Gleichspannungskomponente im Ausgang des Y-Ablenkungsgenerators 42 gewährleistet, dass das Raster aus dem Zentrum der Bildfläche der Kathodenstrahlröhre entfernt und vertikal in die Nachbarschaft der Fotodiode verschoben ist. Der von dem Raster überdeckte Bereich ist etwas grosser als der lichtempfindliche Bereich der Fotodiode, so dass Effekte, wie z.B. eine Drift, welche eine leichte Verschiebung des Rasters verursachen, den Betrieb der Eichschaltung nicht nachteilig beeinflussen.

Der Helltastgenerator 38 ändert das auf der Bildfläche der Kathodenstrahlröhre 14 dargestellte Muster von dem in Fig. 2 gezeigten zu einem Muster von Punkten, wobei die Punkte auf den Linien des Rasters erscheinen. Die Verwendung eines Punktmusters im Gegensatz zu einem kontinuierlichen Muster reduziert die ilterungsgeschwindigkeit des Phosphors der Kathodenstrahlröhre in dem von dem Raster bedeckten Bereich. Es ist unmöglich, viele der vorteilhaften Ergebnisse der vorliegenden Erfindung zu erzielen ohne die Verwendung des Helltastgenerators und mit der Benutzung eines kontinuierlichen Rasters im Gegensatz zu einem Punktraster. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, den Helltastgenerator 38 so aufzubauen, dass die von ihm erzeugten Impulse eine Dauer von ungefähr 1 Mikrosekunde haben, und die Betriebsfrequenzen des Helltastgenerators 38, des X-Ablenkungsgenerators 40 und des Y-Ablenkungsgenerators 42 so auszuwählen, dass sie entsprechend in der Grössenordnung von 100 kHz, 10 kHz und 1 kHz liegen. Diese Auswahl von Frequenzen verringert die Anwesenheit von unerwünschten Schwebungssignalen, welche sonst auftreten können, auf ein Minimum.

Zur Inbetriebnahme der Eichschaltung ist ein Druckknopfschalter 44 vorgesehen. Er ist normalerweise offen und hat eine erste mit Masse verbundene Klemme und eine zweite über einen Widerstand 46 mit einer positiven Spannungsquelle verbundene Klemme. Die zweite Klemme des Schalters 44 ist mit

- 8 - dem

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dem Eingang 23 decs Bildtreiberi.-. 12 und don dec Helltastgenerators 38, dec X-Ablenkurigßgeneratoro '\0 und des Y-Ablenkungsgenerators 42 verbunden, so dass, wenn der Schalter 44 niedergedrückt ist, das Kathodenstrahlröhrenbündel unter die Kontrolle der Eingänge 18, 20 und 22 des Treibers 12 gebracht wird'und die Generatoren 38, 40 und 42 zu ihrer oben beschriebenen Betriebsweise veranlasst werden.

Die Eichschaltung weist darüber hinaus eine Präzisionsbezugsspann ungs quelle 48 auf, welche an ihrem Ausgang eine sehr genau geregelte Gleichspannung erzeugt. Die Quelle 48 weist einen veränderlichen Widerstand 49 auf, um zu Beginn das Niveau der Ausgangsspannung einzustellen. Der Ausgang der Bezugsspannungsquelle ist mit den ersten Klemmen von Widerstandselementen der sechs Potentiometer 5OA bis 50F- verbunden, deren zweite Klemmen mit'einem Bezugspotential, das, wie gezeigt, von Masse gebildet werden kann, verbunden sind. Mit dem Potentiometer 5OA ist eine Teilung verbunden, so dass es übereinstimmend in die gleiche Lage zurückgestellt werden kann. Die Kontaktarme der Potentiometer 5OA bis 5OF sind einzeln mit einer Klemme eines ersten Abschnittes von zweipoligen Hebelausschaltern 52A bis 52F verbunden. Die zweiten Klemmen d&r ersten Abschnitte der Schalter 52A bis 52F sind mit einem ersten Eingang eines Hochspannungsvergleichers 54 und einem ersten Eingang eines Niederspannungsvergleichers 56 verbunden. Der Ausgang des Gleichspannungsverstärkers 32 ist sowohl mit,einem zweiten Eingang des Hochspannungsvergleichers 54 als auch mit einem zweiten Eingang des Niederspannungsvergleichers 56 verbunden. Die zweite .Klemme des Schalters 44 ist mit den Steuereingängen der Spannungsvergleicher 54 und 56 verbunden und die Ausgänge der Vergleicher sind jeweils über Licht aussendende Dioden 58 und 60 mit einer positiven Spannungsquelle +V verbunden. Die Licht aussendenden Dioden sind so angeordnet, dass die Kathode der Diode 58 und die Anode der Diode 60 mit der positiven Spannungsquelle verbunden sind.

- 9 - Der

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Der Hochspannungsvergleicher 54 ist derart aufgebaut, dass er, wenn eine positive Spannung an seinem Steuereingang anliegt, die an seiner zweiten Eingangsklemme, dem Ausgang des Verstärkers 32 anliegende Spannung mit der an seiner ersten Eingangsklemme anliegenden, von der Bezugsquelle 48 abgeleiteten Spannung vergleicht. Wenn die Spannung an der zweiten Eingangsklemme diejenige an der ersten um einen vorbestimmten Betrag übersteigt, übersteigt die Spannung am Aus-

quelle / gang des Hochspannungsvergleichers 54 diejenige der Spannungs-/ +V, so dass durch die Diode 58 Strom fliesst, wodurch sie zur Lichtaussendung veranlasst wird. Sonst fliesst kein Strom durch die Diode 58· Der Niederspannungsvergleicher 56 ist derart aufgebaut, dass er, wenn eine positive Spannung an seinem Steuereingang anliegt, die an seiner zweiten Eingangsklemme anliegende Spannung mit der an.seiner ersten Eingangsklemme anliegenden Spannung vergleicht; wenn die Spannung an der zweiten Eingangsklemme um einen vorbestimmten Abweichungsbetrag niedriger als diejenige an der ersten Klemme ist, ist die Spannung an dem Ausgang des Vergleichers 56 geringer als diejenige der Spannungsquelle +V, so dass Strom durch die Diode 60 fliesst, wodurch sie zur Aussendung von Licht veranlasst wird. Sonst fliesst kein Strom durch die Diode 60. Hierdurch .wird klar, dass der Hochspannungsvergleieher 54 und der Niederspannungsvergleicher 56 in Kombination einen Spannungsvergleicher bilden, der an seinem Ausgang zwei Licht aussendende Dioden 58 und 60 hat, welche durch Aussendung von Licht anzeigen, ob die Spannung an den zweiten Eingängen der Hochspannungs- und Niederspannungsvergleicher 54 und 56 grosser oder geringer um einen Abweichungsbetrag von der Spannung an den ersten Eingängen ist. Der Abweichungsbetrag begründet ein Fenster, das sich zu jeder Seite der Spannung an den ersten Vergleichereingängen erstreckt. Wenn die Spannung an den zweiten Eingängen innerhalb dieses Fensters ist, sendet keine der Dioden 58 oder 60 Licht aus.

- 10 - Wenn

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V/·" · Schalter 52Α geschlossen ist, die übrigen Schalter 52B bis y^F sind offen, wird die Spannung, die an den ersten Eingängen der Vergleicher 54 und 56 von der Bezugncponnungnquelle 48 angelegt wird, durch die Einstellung des Potentio- " meters 5OA bestimmt. Die veränderlichen Widerstände 34, 36 und 49 müssen genau eingestellt werden, um die gewünschte Arbeitsweise in der Eichschaltung, zu erzielen. Das Einstellen dieser Elemente ist normalerweise eine bei der Herstellung durchzuführende Eicheinstellung.

Um die bisher beschriebene Eichschaltung in Betrieb zu nehmen, stellt, die Bedienungsperson das Potentiometer 50A auf eine gewünschte Teilungseinstellung ein. Die Teilungseinstellung ist eine vorher ermittelte Zahl, welche sich mit Faktoren wie die Natur der radioaktiven Substanz, die bei der durchzuführenden Untersuchung verwendet wird, die Belichtungseigenschaften des verwendeten Filmes, die Belichtungszeit des Filmes usw. verändert. Es kann in geeigneter Weise ein Satz von Karten und Einzeldarstellungen vorgesehen sein, um die richtige Teilungseinstellung für verschiedene Kombinationen der Faktoren anzugeben. Nach Einstellung des Potentiometers 5OA schliesst die Bedienungsperson den Schalter 44, wodurch die Generatoren '38, 40 und 42 und die Vergleicher 54 und betätigt und das Kathodenstrahlröhrenbündel unter die Kontrolle der Generatoren gebracht wird. Die Bedienungsperson muss dann lediglich die Intensitätssteuereinrichtung des Kathodenstrahlröhrenbündels einstellen, bis keine der Dioden 58 und 60 Licht aussendet. Die Strahlintensität ist dann vollständig geeicht.

Die Eichschaltung der Fig. 1 weist eine Anzahl von anderen Merkmalen auf, um ihre Zweckmassigkeit'zu vergrössern. Getrennte Potentiometer 5OB bis 5OF sind vorgesehen und jedes kann für eine normalerweise auftretende Kombination von Faktoren eingestellt werden, was eine gewünschte Strahlintensität ergibt. Jedesmal, wenn die besondere Kombination der

- 11 - Faktoren

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Faktoren auftritt, kann der entsprechende Schalter 52B bis 52F geschlossen und der Schalter 52A geöffnet werden, so dass die Bedienungsperson die Strahlintensität eichen kann, ohne das Potentiometer 5OA auf eine besondere Teilungseinstellung ' einzustellen.

Die Schalter 52A bis 52F weisen jeweils einen zweiten Satz von Klemmen auf, wobei eine erste.Klemme einer jeden diener zweiten Sätze mit Masse und eine zweite Klemme einzeln über einer Reihenverbindung einer entsprechenden Diode 62/ bis 62F und einer Anzeigelampe 64/ bis 64F mit einer positiven Spannungsquelle verbunden ist. Die Anzeigelampe 64A bis 64F, welche erleuchtet ist, zeigt an, dass die Spannung, welche durch das entsprechende Potentiometer 5OA bis 5OF erzeugt wird, an die Vergleicher 54 und 56 angelegt ist.

Es ist ein neutrales Dichtefilter (nicht gezeigt) vorgesehen, welches körperlich vor das Objektiv der Kamera 24 durch Betätigung eines Solenoids 66 gebracht werden kann. Sechs einpolige Hebelausschalter 68A bis 68F sind vorgesehen, von denen jeweils eine Klemme einzeln mit der zweiten Klemme des zweiten Paares der Klemmen des entsprechenden Schalters 52A bis 52F und die andere Klemme mit einem gemeinsamen Klemmenpunkt verbunden ist, was entweder dem Einschalten oder Aus-, schalten des Sol-enoids 66 für das neutrale Dichtefilter dient, was abhängig .davon ist, ob dieser Klemmpunkt mit Masse verbunden ist. Das neutrale Dichtefilter verringert den Betrag an Licht, welcher von der Kathodenstrahlrohrenbildfläche zu der Kamera übertragen wird, um einen Faktor von ungefähr zehn. Das neutrale Dichtefilter vergrössert den Bereich von Filmbelichtungen, über den die Eichschaltung nützlich ist, indem die Lichtmenge, welche auf die Fotozelle 28 fällt, wesentlich vergrössert wird, wenn nur ein relativ niedriges Lichtniveau zur Herstellung der gewünschten Belichtungen erforderlich ist. Die Schalter 52B bis 52F können in geeigneter Weise geöffnet oder geschlossen werden zur gleichen Zeit, zu

- 12 - der

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der die Potentiometer 5OB bis 5OF eingestellt werden.

Ausserdem ist ein schwarzes Diapositiv (nicht gezeigt) vorgesehen, welches' ebenfalls körperlich vor das Objektiv der Kamera 24 durch Betätigung eines Solenoids 68 eingefügt werden kann. Die zweite Klemme des Schalters 44 ist mit einer Steuer·- klemme des Solinoids 68 für das schwarze Diapositiv verbunden derart, dass das schwarze Diapositiv, wenn der Schalter geschlossen ist, vor das Kameraobjektiv geführt wird, wohingegen sonst das Diapositiv aus seiner Stellung vor dem Kameraobjektiv entfernt ist. Das schwarze Diapositiv verhindert, dass Licht von der Kathodenstrahlröhrenbildfläche während des Eichvorganges in die Kamera 24 eindringt. Sollte die Kamera 24 darüber hinaus während des Eichvorganges offen sein, z.B* zum Wechseln des Filmes, so verhindert das. Diapositiv, dass Licht, welches durch die Kamera kommt, auf die Fotodiode 28 fällt»

Die Eichschaltung der Fig. 1 wird benutzt mit einer Scintillationskamera, wobei kein Licht auf die Fotodiode fällt, welches Licht von der Kathodenstrahlröhre erzeugt ist. Bei einigen Anwendungen von Scintillationskameras fällt äusseres Licht auf die Kathodenstrahlröhrenbildfläche; dieses äussere Licht kann auf die Fotodiode 28 reflektiert werden und hierdurch nachteilig den Betrieb der Eichschaltung beeinflussen* In Fig. 3 ist eine Abwandlung der Eichschaltung der Fig·. I gezeigt, welche die Wirkung von äusseren Lichtstörungen auf die Eichschaltung auf ein Minimum reduziert.

Die Fotodiode 28 des Ausführungsbeispieles gemäss Fig. 3 ist zwischen Masse und dem Eingang eines Verstärkers 80 angeordnet. Der Verstärker 80 hat einen breiten Frequenzgang und eine hohe Eingangsimpedanz; er kann aus einem Operationsverstärker mit einer Feldeffekteingangsstufe bestehen. Sein Ausgang ist über eine Reihenschaltung eines Widerstandes 82 und eines Kondensators 84 mit einem Schaltungspunkt 86 verbunden. Ein Torelement 88 ist zwischen dem Schaltungspunkt 86 und einem

- 13 - Bezugspotential "

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Bezugspotential, gezeigt als Masse, angeordnet. Der Eingang eines Abtastgenerators 90 ist mit dem Ausgang des Helltastgenerators 38 der Fig. 1 verbunden und der Ausgang des Abtastgenerators 90 ist mit einem Steuereingang des Tores 88 verbunden. Der Abtastgenerator 90 kann einen monostabilen Multivibrator aufweisen, welcher von den Helltastimpulsen des Generators 38 getriggert wird und an seinem Ausgang eine Folge von Pulsen erzeugt, welche gleichzeitig mit den Helltastimpulsen beginnen, sich jedoch über eine erheblich längere Periode ,als die Helltastimpulse erstrecken, wobei diese Periode durch die Nachleuchtzeit des in der Kathodenstrahlröhre 14 verwendeten Phosphors bestimmt wird. Die Impulse des Abtastgenerators 90 können z.B. eine Dauer von ungefähr 33 MikroSekunden haben. Durch das Tor 80 wird der Schaltungspunkt 86 auf Massepotential gehalten, ausgenommen während der. Anwesenheit der Impulse des Abtastgenerators 90. Während der Abtastgeneratorimpulse wird das Signal vom Ausgang des Verstärkers 80 vom Schaltungspunkt 86 über einen Widerstand zum Eingang eines Integrationsverstärkers 9^· geleitet. Der Integrationsverstärker kann aus einem Operationsverstärker mit einem Kondensator 95 bestehen,

welcher zwischen der Eingangsklemme und der Ausgangsklemme des Verstärkers angeordnet ist. Der Ausgang des Integrationsverstärkers ist mit dem Eingang eines weiteren Iniegrationsverstarkers 96 über einen Widerstand 98 verbunden. Der Integrationsverstärker 96 kann ebenfalls aus einem Operationsverstärker mit einem Kondensator 100 bestehen, welcher zwischen der Eingangsklemme und der Ausgangsklemme des Verstärkers angeordnet ist. Parallel zum Kondensator 100 ist ein veränderlicher Widerstand 102 geschaltet. Dieser Widerstand sorgt für eine Einstellung der Verstärkung des Verstärkers 96 und somit für die gesamte Verstärkung der Reihe von Verstärkern 80, 94 und 96. Zwischen dem Eingang des Verstärkers 96 und einer positiven Spannungsquelle ist ein veränderlicher Widerstand 104 angeordnet. Dieser sorgt für eine Einstellung der Abweichungsgleichspannung, die am Ausgang des Verstärkers 96 vorhanden ist. Die veränderlichen Widerstände 102 und 104,

- 14 - ■ wie

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wie die veränderlichen Widerstände 34 und 36 des Ausführungsbeispieles gemäss Fig. 1, werden in der Herstellungsfirrna geeicht. Der Ausgang des Verstärkers 96 ist mit den zweiten Eingängen des Hochspannungsvergleichers 5^ und des Niederspannungsvergleichers 56 in der Vorrichtung gemäss Fig. 1 anstelle des Ausganges des Verstärkers 32 verbunden.

Das am Ausgang des Verstärkers 80 vorhandene Signal besteht aus einer Folge von Impulsen, die sich aus den sich wiederholenden Punkten auf der Bildfläche der Kathodenstrahlröhre ergeben. Dieses Signal ist wechselstrommässig über den Kondensator 84 mit dem Verstärker 94 gekoppelt. Die Wechselstromkopplung, reduziert jede Gleichspannungskomponente im Ausgang des Verstärkers 80 auf ein Minimum, wie z.B. diejenige, welche sich aus einem konstanten Niveau von äusserem Licht, das auf die Fotodiode 28 fällt, ergeben würde. Das Tor 88 hält die Gleichspannung am Schaltungspunkt 86 auf Massepotential zwischen -den Impulsen in dem Ausgang des Verstärkers 80. Es entfernt darüber hinaus jegliches Rauschen im .Ausgang des Verstärkers 80, welches zwischen den Lichtimpulsen auftritt. Das Rauschen kann sich aus äusserem Licht, das auf die Fotodiode 28 fällt, oder aus äusseren Quellen von elektrischem Rauschen ergeben. Die Integrationsverstärker 94 und 96 und das Tor 88 bilden einen torgesteuerten Gleichrichter, welcher am Ausgang des Verstärkers 96 ein Gleichspannungssignal erzeugt, das proportional zu der Amplitude des Wechselstromsignales ist, welches an dem Schaltungspunkt 86 vorhanden ist. Jedes zufällige Rauschen, das im Ausgang des Verstärkers 80 vorhanden.ist, wird wirksam durch den Integrationsvorgang ausgeglichen. Das Gleichspannungssignal im Ausgang des Verstärkers 96 wird an den Hochspannungsvergleicher 54 und den Niederspannungsvergleicher 56 angelegt und in der oben beschriebenen Weise verarbeitet.

Aus dem Vorhergehenden wird klar, dass das Eichgerät die oben erwähnten Ziele der vorliegenden Erfindung erfüllt.

- 15 - Viele

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Viele Abänderungen der gezeigten Ausführungsbeir.piele .sind möglich', ohne sich vom Kern und Umfang der vorliegenden Erfindung zu entfernen. So können die Ausgänge des Spannungsvergleichers z.B. elektrisch mit einem Gerät zur Steuerung der Intensität des Kathodenstrahlröhrenbündels verbunden sein, wodurch die durchzuführende Eichung vollständig elektrisch ohne ,jede Handoperationen möglich ist.

Während verschiedene besondere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Vorhergehenden offenbart worden sind, ist klar_t dass die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist, da viele Abwandlungen vorgenommen werden können. Es wird daher davon ausgegangen, dass alle solehe Abwandlungsformen durch die beiliegenden Ansprüche und deren Schutzumfang gedeckt sind.

- 16 -

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Claims

SR10P-1249

Patent a η Sprüche

Schaltung zur Eichung der Helligkeit eines Kathodenstrahlröhrenbildes mit einem AufZeichnungsgerät, gekennzeichnet durch Regelungseinrichtungen (16) zur Einstellung der Intensität des Kathodenstrahlröhrenbündels, durch lichtempfindliche Einrichtungen (28), die so angeordnet sind, dass sie von der Kathoden strahlröhre (14) ausgesandtes Licht aufnehmen und ein erstes elektrisches Signal erzeugen, dessen Grosse von der Intensität des ausgestrahlten Lichtes abhängig ist, durch Generatoreinrichtungen (48) für ein Bezugssignal zur Erzeugung eines zweiten elektrischen Signales von vorbestimmter Grosse und durch Vergleichseinrichtungen (54, 56·) für die .elektrischen Signale, welche mit den lichtempfindlichen Einrichtungen (28) und den Generatoreinrichtungen (48) zur. .Erzeugung eines Bezugssignales verbunden sind, um die Grosse der .ersten und zweiten elektrischen Signale zu vergleichen.
2. Schaltung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet , dass Einrichtungen (4o, 42) zur Erzeugung eines Rasters auf der Bildfläche der Kathodenstrahlröhre (14) vorhanden sind und dass die lichtempfindlichen Einrichtungen (28) so angeordnet sind, dass sie das von diesem Raster erzeugte Licht aufnehmen.

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SR10P-1249
3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Helltasteinrichtungen (38) zum Zerhacken dieses Rasters und zum Erzeugen eines Punktmusters auf der Bildfläche der Kathodenstrahlröhre
4. Schaltung nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch Rastererzeugungseinrichtungen (40, 42), die mit dem Kathodenstrahlröhrenbild verbunden sind, um ein Raster über einen Teilbereich der Bildfläche der Kathodenstrahlröhre (14) zu erzeugen, durch ein lichtempfindliches elektrisches Schaltungselement (28), das in der Nähe dieses Teilbereiches der Kathodenstrahlröhrenbildflache angeordnet und zur Aufnahme des vom Raster ausgesandten Lichtes eingerichtet ist, durch Schaltungseinrichtungen (30, 32, 34, 35, 36, 37; 8o, 82, 84, 86, 88, 9o, 92, 94, 95, 96, 98, 100, 102, 104), die mit dem lichtempfindlichen elektrischen Element (28) verbunden sind, um ein erstes elektrisches Signal von einer Grosse zu erzeugen, die in Beziehung zur Helligkeit des vom Raster ausgesandten Lichtes steht, durch die Schaltungseinrichtungen (48) für ein Bezugssignal, um ein zweites elektrisches Signal mit einer Bezugsgrösse zu erzeugen, durch "Vergleichseinrichtungen (50, 56), die mit den Schaltungseinrichtungen (30, 32, 34, 35, 36, .37; 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94, 95, 96, 98, 100, 102, 104) und den Schaltungseinrichtungen (48) für ein Bezugssignal verbunden sind, um ein Ausgangesignal zu erzeugen, das in Beziehung zu den relativen Grossen der ersten und zweiten elektrischen Signale steht und durch Regelungseinrichtungen (16) zur Änderung der Strahlintensität der Kathodenstrahlröhre (14) entsprechend dem Ausgangssign.j.1 der Vergleichseinrichtungen (54, 56).

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* /Pt.
5. Schaltung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Strahlaustasteinrichtungen (38) zum abwechselnden Austasten und Tasten der .Kathodenstrahlröhreneinrichtung und zum Erzeugen eines Punktmusters auf der Bildfläche der Kathodenstrahlröhre
6. Schaltung zur Eichung der Helligkeit einer Kathodenstrahlröhre in einer Scintillationskamera, gekennzeichnet durch Intensitätsregelungseinrichtungen (16) zur Einstellung der Intensität des Kathodenstrahlröhrenbündels, durch ein lichtempfindliches elektrisches Schaltungselement (28), das so angeordnet ist, dass es von der Kathodenstrahlröhre (14) ausgesandtes Licht aufnimmt, durch Schaltungseinrichtungen (30, 32, 34, 35, 36, 37; 80, 82, 84, 86, 88, 90, 92, 94, 95, 96, 98, 100., 102, 104), die mit dem lichtempfindlichen elektrischen Schaltungselement verbunden sind, um ein erstes elektrisches Signal von einer Grosse zu erzeugen, die in Beziehung zur Helligkeit des von der Kathodenstrahlröhre (14) ousgesandten Lichtes steht, durch Einrichtungen/zur Erzeugung eines Bezugssignals und durch Vergleichseinrichtungen (54, 56)., die mit den Schaltungseinrichtungen (30,...; 80, «..) und den Einrichtungen (48) zur Erzeugung des Bezugssignals verbunden sind, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das in Beziehung zu den relativen Grossen der ersten und zweiten elektrischen Signale steht.
7. Schaltung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Austasteinrichtungen (38) zur wiederholten Unterbrechung der Lichtübertragung von der Kathodenstrahlröhre (14) zu dem lichtempfindlichen Element (28).

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8. Schaltung liach Anspruch 7» gekennzeichnet durch Wechselstromkopplungseinrichtungen (84) zur Verbindung des lichtempfindlichen Elementes (28) mit den Schaltungseinrichtungen (86) und Blockierung des Durchganges von Gleichspannungssignalen von dem lichtempfind-

' . liehen Element (28) zu den Schaltungseinrichtungen (86).
9. Schaltung nach Anspruch 8, gekennzeichne t durch Torglieder (88),die mit den Austasteinrichtungen '(38) und den Schaltungseinrichtungen (86) verbunden sind, um 'das Eingängssignal zu den Schaltungseinrichtungen (86) zwischen der Lichtemission von der Kathodenstrahlröhre (14) zu dem lichtempfindlichen Element .(28) auf einem Bezugspotential zu halten.
10. Schaltung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , dass die Schaltungseinrichtung Integrationseinrichtungen (94, 96) aufweisen zur zeitlichen Sümmierung des Signals, das von dem lichtempfindlichen Element (28) geliefert wird.

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