DE2616446A1

DE2616446A1 - Roentgenstrahlsystem mit elektrophoretischer abbildung

Info

Publication number: DE2616446A1
Application number: DE19762616446
Authority: DE
Inventors: Frank V Allan; Jun John B Fenn; John H Lewis
Original assignee: Xonics Inc
Current assignee: Xonics Inc
Priority date: 1975-04-24
Filing date: 1976-04-14
Publication date: 1976-11-04
Also published as: GB1508285A; BE840919A; FR2308958A1; JPS597110B2; CA1082971A; NL7604324A; JPS51139791A; FR2308958B1; US3965352A; IT1058194B

Description

XONICS, INC., 6849 Hayvenhurst Avenue, Van Nuys, California 91406,

USA

Röntgenstrahlsystem mit elektrophoretischer Abbildung

Zusammenfassung; Gegenstand der Erfindung ist eine elektronenradiographische Abbildungskammer, die ein Echtzeit-Sichtbild ergibt. Bei dieser elektronenradiographischen Abbildungskammer mit elektrophoretisehen Partikeln im ^lektrodenspalt werden die Partikel selektiv aufgrund des elektrostatischen Ladungsbildes, das durch Absorption einfallender Röntgenstrahlung im Spalt gebildet wird, auf eine transparente Elektrode bewegt. Es wird eine Betrachtungsvorrichtung für die Dunkelfeldbeleuchtung vogeschlagen, bei der die abgesetzten Partikel eine Lichtstreuung bewirken, die ein sichtbares Bild mit geringer Strahlungsdosierung ergibt. Eine Abbildungskammer, die zyklisch mit einer verhältnismäßig hohen W^derholfrequenz betätigt werden kann, z.B. 10-20 Bilder pro Sekunde, läßt eine Echtzeit-Betrachtung des Gegenstandes erzielen.

Die Erfindung bezieht sich auf die Elektronenradiographie und insbesondere auf Röntgenstrahlsysteme, die eine Echtzeit-Abbildung ergeben.

Heutzutage übliche Methoden zur Echtzeit-Abbildung von Röntgenstrahlen sind aus verschiedenen Gründen nicht zufriedenstellend.

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ORIGINAL INSPECTED

Χ/ρ 8461 - 2 - 9.4.1976 W/He

Die Röntgenschirmbildtechnik erfordert eine hohe Dosierung der Röntgenstrahlen, besitzt ein verhältnismäßig schlechtes Auflösungsvermögen und erfordert für den Betrachter eine Dunkelanpassung. Um letzteren Nachteil zu beheben, werden Bildverstärkerröhren verwendet. Derartige Röhren ergeben ein kleines, helles Bild, das unter Verwendung einer Verstärkungsoptik oder
einer Fernsehkette betrachtet werden muß, beides aber ist verhältnismäßig kompliziert. Die Dimensionen der zu betrachtenden Fläche sind durch die Größe der Verstärkerröhre begrenzt.

Ziel der Erfindung ist ein neues und verbessertes Röntgenstrahl-; abbildungssystem, das für Echtzeit-Abbildung verwendet werden
kann, sowie ein System unter Ausnutzung der Elektronenradiographie für die Ausbildung eines elektrostatischen Ladungsbildes mit einer verbesserten Abbildungskammer zur Umwandlung des elektrostatischen Ladungsbildes in ein sichtbares Bild.

Bei herkömmlichen elektronienradiographischen Systemen wird eine dielektrische Aufnahmeplatte an einer Elektronenoberfläche in
einem Spalt zwischen zwei Elektronen angeordnet. Eine Röntgenstrahlabsorptionsvorrichtung und ein Emitter für Elektronen und positive Ionen wird in dem Spalt zwischen den Elektronen angeordnet. Eine Röntgenquelle ist auf den Spalt an dem mit Röntgenstrahlen zu behandelnden Gegenstand vorbei gerichtet und einfallende Röntgenstrahlphotonen erzeugen Elektronen und positive Ionen in dem Spalt, die auf die entsprechende Elektronen angezogen
werden. Entsprechende Ladungen werden auf einer dielektrischen Aufnahmeplatte gesammelt, die ein latentes elektrostatisches
Ladungsbild des Gegenstandes ergeben; dieses Bild wird dann
in ein sichtbares Bild nach herkömmlichen xerographisehen
Techniken entwickelt, wobei die Dichte der abgesetzten Tonerpulverpartikel eine Funktion der Größe der elektrostatischen : Ladung ist. Ein elektronenradiographisches System, das Gas als Absorptionsvorrichtung verwendet, ist in U.S.-PS 3.774.029

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beschrieben. Ein elektronenradiographisches System, das mit einer Flüssigkeit als Absorber arbeitet, ist in DT-PS...... (Patentanmeldung P 25 o7 147 der Anmelderin) erläutert.

Mit vorliegender Erfindung soll ein neues und verbessertes elektronenradiograpxsches System zur Erzeugung eines direkt betrachtbaren Bildes an der Abbildungskammer vorgeschlagen werden, bei dem das elektrostatische Ladungsbild zur Erzeugung des visuellen Bildes verwendet wird, während die Aufnahmeplatte weggelassen wird, und die Zeit entfällt, die erforderlich ist, um das Ladungsbild der Aufnahmeplatte in ein sichtbares Bild umzuwandeln. Ferner soll mit der Erfindung ein System geschaffen werden, bei dem das sichtbare Bild direkt in der Abbildungskammer etwa gleichzeitig mit der Röntgenstrahlbelichtung ausgebildet wird, so daß eine Echtzeit-Abbildung erzielt wird. Des weiteren sollen die Röntgenstrahlbelichtung und die Abbildungsbetrachtungsfolge zyklisch mit einer verhältnismäßig hohen Wiederholrate, z.B. in der Größenordnung von 10-20 Bildern pro Sekunde, wiederholt werden können, was ein etwa kontinuierliches Bild für den Betrachter ergibt.

Die Abbildungskammer gemäß der Erfindung weist erste und zweite Elektroden im Abstand voneinander mit einem dazwischen ausgebildeten Spalt auf, ferner eine Röntgenstrahlabsorptionsvorrichtung und einen Emitter für Elektronen und positive Ionen im Spalt. Elektrophoretische Partikel sind im Spalt suspendiert, und eine entsprechende elektrische Energiequelle ist an die Elektroden angeschlossen. Während der Röntgenbestrahlung wird ein elektrostatisches Ladungsbild ausgebildet, und dieses Ladungsbild wird in selektiv abgesetzten elektrophoretischen Partikeln an einer der Elektroden ausgenutzt, die für die Betrachtung der abgesetzten Partikel durch die Elektrode transparent ist. Es können flüssige und gasförmige Absorptionsvorrichtungen verwendet werden. Die elektrophoretischen Partikel und die Absorptionsvorrichtung können in dem gleichen Teil des Spaltes gemischt werden, oder aber es kann ein aus zwei Abschnitten

*> f) H 8 A S / Γ) 9 3 i

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bestehender Spalt verwendet werden, wobei die Absorptionsvorrichtung und die tartikel durch eine anisotrope E-latte voneinander getrennt sind. Das el ektroj: hör eti sehe tartikelbild kann durch durchfallendes Licht, reflektiertes Licht und durch Streulicht, aas sich aus einer Dunkelfeldbeleuchtung ergibt, betrachtet werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die Röntgenstrahlbelichtung und die Bildbetrachtungsschritte zyklisch wiederholt, damit ein kontinuierliches Echt— zeitbild erhalten wird.

h f) 9 8

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung einer elektronenradiografischen Einrichtung mit einer Abbildungskammer nach einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig.2, 3 und 4 drei Arten der Beleuchtung zu Betrachtungszwecken, wie sie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 verwendet werden können,

Fig. 5 in vergrößertem Maßstab eine Teilschnittansicht des Elektrodenaufbaues der Kammer nach Fig. 1,

Fig. 6 eine Ansicht ähnlich der nach Fig. 5? und zwar eine andere Ausführungsform mit zwei Spaltabschnitten,

Fig. 7 A - 7 D schematische Darstellungen ähnlich der nach Fig. 5, wobei eine Betriebsweise der Erfindung dargestellt ist,

Fig. 8 ein Zeitdiagramm für die Darstellungen der Figuren 7A-7D,

Fig. 9A-9D ähnlich den Figuren 7A-7D eine abgeänderte Betriebsart,

Fig. 1OA-1OD ähnlich den Figuren 7A-7D eine weitere Art des Betriebes,

Fig.13 ein Zeitdiagramm für die Darstellung nach den Figuren 12A-12D,

Fig. 14A-14D ähnlich den Figuren 12A-12D nochmals eine andere Art des Betriebes,

Fig. 15 ein Zeitdiagramm für die Darstellung nach den Figuren 14 A-14D undB 0984 5/0934

Fig. 16 in vergrößerter Darstellung eine Teilschnittansicht des geänderten Aufbaues für die Darstellung nach Fig. 6.

Bei der elektronenradiographischen Einrichtung nach Fig. 1 schickt eine Röntgenquelle 10 Strahlung durch einen Körper 11 in eine Abbildungskammer 12. Die Abbildungskammer weist eine obere Elektrode 13 und eine untere Elektrode 14 auf, die durch Abstandsvorrichtungen 15 voneinander getrennt sind, welche einen Spalt zwischen den Elektroden bilden.

Die obere Elektrode 13 besteht aus einem Material, das durchlässig für die Röntgenstrahlung ist; Beryllium ist ein bevorzugtes Metall hierfür. Die untere Elektrode 14 ist ..optisch durchlässig und weist zweckmäßigerweise einen dünnen transparenten i?ilm aus elektrisch leitendem Material, z.B. einem Metalloxyd, auf einer Glas- oder Kunststoffträgerplatte 21 auf. Ein dielektrischer Film 22 wird auf die Spaltoberfläche des Elektrodenfilmes 20 aufgetragen und ist beispielsweise eine dünne Kunststoffschicht. Falls erwünscht, kann ein herkömmlicher, nicht reflektierender Film 23 auf die äußere Oberfläche der Trägerplatte 21 aufgebracht werden.

Für die Röntgenquelle und die Abbildungskammer sind elektrische Speisequellen vorgesehen, die beispielsweise eine Hochspannungsquelle JO für die Röntgenröhre, eine ■uochspannungsquelle 31 für die Abbildungskammer und eine Niederspannungsquelle 32 für die Abbildungskammer besitzen. Die Spannungsquelle zur Röntgenquelle 10 wird durch einen Ein-Aus-Schalter 33 gesteuert. Die Spannungsquelle zur Abbildungskammer 12 wird durch einen Ei_n_Aus-Schalter 34 und einen anderen Schalter 35 gesteuert, der eine positive Spannung und eine negative Spannung anlegen sowie einen Aus-Zustand ergeben kann. Die Arbeitsfolge der Schalter 33, 3²H 35 wird durch eine Schaltsteuereinheit 3-6 gesteuert.

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Das in der Kammer 12 erhaltene Bild kann durch durchfallendes Licht betrachtet werden, wenn beide Elektroden optisch durchlässig sind, durch reflektiertes Licht oder durch Streulicht. Fig. 1 zeigt eine Lampe 40, die von einer Energiequelle 41 gespeist wird und die Licht auf die Elektrode 14 zur Reflex-ionsbeleuchtung richtet. Eine weitere Lampe 42, die von einer Speisequelle 43 gespeist wird, ist in einem geschlossenen Gehäuse 44 an einer Kante der Abbildungskammer befestigt und richtet Licht in die Platte 21, damit eine Dunkelfeldbeleuchtung und Streulichtbetrachtung erhalten wird.

Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Spalt 16 zwischen ■■d den Elektroden mit einem flüssigen Röntgenstrahl-Absorptions-•ςί mittel und einem Emitter für Elektronen und positive Ionen ge- ^ füllt. In bezug auf das flüssige Absorptionsmittel und den

Emitter^uf die DT-PS (Patentanmeldung P 25 07 147)

Bezug genommen. In der im Spalt befindlichen Flüssigkeit sind elektrophoretische Partikel in Suspension enthalten.

Eine Betriebsweise der Einrichtung nach Fig. 1 ist in den Figu-.ren 7 und 8 dargestellt; in der horizontalen Achse der Zeitdiagramme nach Fig. 8 ist die Zeit aufgetragen, und ein Arbeitszyklus ist in Segmente Ä, B, 0 und D unterteilt. Die Spannung an den Elektroden wird durch die Kurve 55 dargestellt, die Einschaltdauer der Röntgenquelle durch die Kurve 56 und die Betrachtungsdauer durch die Kurve 57· Am Ende des Zeitsegmentes A ist keine Spannung an den Elektroden vorhanden und die elektrophoretischen Partikel 52 sind über das flüssige Absorptionsmittel im Spalt 16 dispergiert. Im Zeitsegment B wird die Röntgenquelle erregt und eine hohe Spannung ist an die Elektroden angelegt, wobei die Elektrode 14 an negativer Spannung liegt. Die einfallenden Röntgenstrahlen werden in dem Spalt absorbiert und es werden Elektronen (oder negative Ionen) und positive Ionen erzeugt, wie in Fig. 7B dargestellt, Die Elektronen werden rasch auf die Elektrode 13 bewegt und die positiven Ionen rasch auf die Elektrode 14 unter dem Einfluß des Feldes durch den Spalt, falls das elektrostatische Ladungsbild das in Fig. 7G dargestellte ist. Die elektro-

statischen Ladungsbilder bleiben nach, dem Abschalten der Röntgenquelle erhalten. Die elektiOphoretischen Partikel 52 sind verhältnismäßig groß verglichen mit den Elektronen und positiven Ionen und v/andern somit nicht annähernd so schnell wie die Elektronen und positiven Ionen; dies bedeutet, daß ein erheblicher Unterschied in der -bewegungsgeschwindigkeit der Partikel und der Elektronen und Ionen in dem flüssigen Absorptionsmittel vorhanden ist. Somit bleiben, wie in Fig. ^G gezeigt, die Partikel in der Flüssigkeit während der verhältnismäßig kurzen Zeitdauer, während der die Hochspannung an die Elektroden gelegt ist. Die Spannung an den Elektroden xvird in dem Zeitsegment D vermindert, und elektrophoretisch^ Partikel werden zur Elektrode 14 an den Stellen angezogen, die keine positiven Ionen besitzen. Die positiv geladenen elektrophoretischen Partikel werden durch die positiven Ionen auf der Elektrode 14 abgestoßen. Dieses selektive Absetzen der Partikel, wie in Fig. 7C gezeigt, ergibt das gewünschte Bild, das während des Zeitsegmentes D betrachtet werden kann. Am Ende der Betrachtungsdauer kann das Potential an den Elektroden für eine kurze Zeit umgekehrt werden, wie bei 58 angezeigt, damit die Partikel aus der Elektrode zurück in die Dispersion bewegt werden. Ein typischer Belichtungs- und Betrachtungszyklus kann in .Λ/AO sec auftreten,was zehn Betrachtungsbilder pro Sekunde ergibt. Es ist erwünscht, jede Restladung in der Flüssigkeit zu entladen, bevor die nächste Röntgenstrahlbelichtung erfolgt, und dies kann dadurch erreicht werden, daß eine elektrische Verbindung von der Flüssigkeit nach Erde über einen Widerstand 50 und einen Schalster 51 geschaffen wird (Fig. 1). Der Schalter 51 kann während des Zeitsegmentes A geschlossen x^erden, um die Entladung zu bewerkstelligen. Andererseits kann der Schalter 51 weggelassen und eine direkte Verbindung nach Erde vorgenommen werden, wobei die Parameter so gewählt werden, daß die Erdverbindung den Betrieb während der Röntgenstrahlbelichtung nicht nachteilig beeinflußt, doch die gewünschte Entladungsfunktion ergibt.

fJ H H A S / Π 9 3 4

Die spezifischen Spannungen, die in Kurve 55 gezeigt sind, sind nicht unbedingt erforderlich, und es können auch andere Spannungsprogramme verwendet werden. Zwei andere Möglichkeiten sind in Form der Kurven 59 und 60 dargestellt. In Kurve 59 wurde keine Gegenspannung angelegt, und in Kurve 60 wird die Gegenspannung über das Zeitsegment A angelegt. Bei einer anderen Ausführungsform kann das Zeitsegment C weggelassen warden.

In den Figuren 2, 3 und 4 sind drei Betrachtungsarten dargestellt. Bei der Durchleuchtung nach Fig. 2 tritt Licht in den Spalt 16 durch die Elektrode 13 ein, wobei Licht durch die abgesetzten Partikel blockiert wird und durch die Elektrode 14 in Bereichen hindurchtritt, die durch die abgesetzten Partikel nicht blockiert sind. Bei dieser Betriebsweise muß die Elektrode 13 relativ transparent sein und ist zweckmäßigerweise eine Glasplatte 13a mit einem dünnen elektrisch leitenden Film 13b auf der inneren Oberfläche. Ein Refle'x^ionsbeleuchtungsbetrieb ist in Fig. 4 gezeigt, wobei Licht auf die Elektrode 14 gerichtet und durch abgesetzte Partikel reflektiert wird. Diese Betriebsart wird bevorzugt angewendet, wenn Fotografien des Bildes angefertigt werden, da hier eine verhältnismäßig hohe Beleuchtung erhalten wird.

Ein Dunkelfeldbeleuchtungsbetrieb ist in Fig. 3 gezeigt. Eine Lichtwelle mit im wesentlichen totaler innerer Reflexion wird in der Platte 21 erzeugt. Dies kann dadurch erreicht werden, daß Licht von der Lampe 42 in die Kante der Platte 21 in einem entsprechenden Winkel zur Erzielung einer Innenreflexion an den Grenzflächen eingeführt wird. Wenn ein kleines Partikel auf der äußeren Oberfläche an der Reflexions-Grenzfläche vorhanden ist, so unterbricht es die einfallende innere Welle und streut die Strahlung, so daß eine punktförmige Lichtquelle bei Betrachtung der Abbildungskammer von außen erhalten wird. Andere Stellen auf der inneren Oberfläche der Elektrode 14, die kein Partikel besitzen, das als Streumittelpunkt dient, erscheinen vollkommen schwarz, wenn die Elektrode 13 undurchlässig ist.

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Der Dunkelfeldbeleuchtungsbetrieb wird vorwiegend für direkte Betrachtung des Bildes verwendet, da er mit einer geringeren Anzahl von abgesetzten Partikeln und einer niedrigeren Röntgendosierung erhalten werden kann. Wenn es gewünscht ist, einen Lichtfleckfilm oder eine - Fotografie des Bildea herzustellen, kann das System auf den Reflexionsbeleuchtungsbetrieb geschaltet werden, wobei die Eöntgendosierung für einen einzigen Impuls erhöht wird, so daß eine höhere elektrostatische Ladung und eine größere Partikelabsetzung an dem Betrachtungsfenster erhalten wird. Während dieser Zeit kann die Lampenenergiequelle 41 angeschaltet werden, damit die Lampe 40 eingeschaltet wird (anstelle der Lampenspeisequelle 43). Dieser Schaltvorgang kann durch die Schaltersteuereinheit 36 erreicht werden.

Eine andere Betriebsart, bei der Ionen beigegeben werden, ist in den Figuren 9A-9D gezeigt. Die Figuren 9A und 9 B zeigen die gleiche Betriebsweise wie die Figuren ^k und 7B. Die elektrophoretischen Partikel 52 sind jedoch so gewählt, daß die Elektronen (negative Ionen), die durch die einfallende Röntgenstrahlung erzeugt werden, elektrophoretisch«! Partikeln beigegeben werden, die die Ladung von positiv nach negativ ändern. Dies ist in 2gur 9c dargestellt. Eine verhältnismäßig niedrige Spannung ist an die Elektroden gelegt, wobei die Elektrode 14 positiv ist. Die negativ geladenen Partikel werden dann auf die Elektrode 14 aufgebracht, und die positiven Ionen und die restlichen positiv geladenen Partikel werden auf die Elektrode 13 aufgebracht und erzeugen das gewünschte visuelle Bild an der Elektrode 14.

Eine andere Betriebsart ist in den Figuren 10A-10D und 11 dargestellt. Im Zeitsegment A wird eine niedrige Spannung an die Elektroden angelegt, wobei die Elektrode 14 negativ ist, so daß die Partikel an die Elektrode 14 angezogen werden. Im Zeitsegment B wird eine hohe Spannung entgegengesetzter Polarität an die Elektroden gelegt, und die einfallenden Röntgenstrahlen erzeugen die Elektronen und positiven Ionen, die dann an die entsprechenden Elektroden angezogen werden, welche die elektrostatischen Bilder erzeugen, wie in Fig. 100 gezeigt ist. Das

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Potential an den Elektroden wird dann auf einen relativ geringen Wert oder Null reduziert, und die Elektronen an der Elektrode 14 ziehen Partikel an, die auf der Elektrode 14 abgesetzt werden, während Partikel nicht an die Teile der Elektrode 14 angezogen werden, die keine Ladung besitzen. Dies ist in Fig. 1OG gezeigt. Typische Zeitkurven für diesen Betrieb sind in Fig. 11 gezeigt, wobei zwei Wechselspannungskurven 64, 65 dargestellt sind.

Eine vergrößerte Ansicht eines Teiles der Abbildungskammer nach Fig. 1 ist in Fig. 5 gezeigt; eine abgeänderte Ausführungsform für die Abbildungskammer zeigt Fig. 6. Bei dieser letzteren Ausführungsform wird der Spalt 16 in zwei Spaltteile 16a und 16b durch eine anisotrope Platte 67 unterteilt. Das Röntgenstrahlabsorptionsmittel und der Emitter für Elektronen und positive Ionen ist im Spaltteil 16a angeordnet, und die elektrophoretischen Partikel 52 sind in einem entsprechenden flüssigen Dispergens im Spaltteil 16b suspendiert. Beispielsweise kann die anisotrope Platte 67 eine Vielzahl von elektrisch leitenden Stiften 68 in einem nicht leitenden Träger ; 69, z. B. nichtleitendem Glas aufweisen. Das Absorptionsmittel i und der Emitter im Spaltteil 16a können eine Flüssigkeit sein, ι wie in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, oder [ aber können ein Gas sein (im Zusammenhang hiermit wird auf ; US-PS 3 774 029 hingewiesen). I

Eine Betriebsart der Ausführungsform nach Fig.6 ist in den ί Figuren 12A-12D und 13 dargestellt. Im Zeitsegment B erzeugt ! die einfallende Röntgenstrahlung die Elektronen und positiven ; Ionen im Spaltteil 16a, diese werden an die Elektrode 13 und ^; die Platte 67 angezogen, wie in Fig. 12-3 gezeigt. Die Ladungen ■ auf der Platte 67 werden durch die Platte über die stromleitenden Stifte übertragen und stoßen Partikel gegen die Elektrode 14 ab, wie in Fig. 12B gezeigt, wodurch das visuelle Bild der abgesetzten Partikel auf der Elektrode 14 erzeugt wird. Wenn der Betrieb mit der Spannungskurve 72 vorgenommen wird, können die Ladungen während der Zeitsegmente D und A abfließen. Andererseits kann eine Gegenspannung während des Zeitsegmentes A aufgegeben werden, wie in Kurve 73 gezeigt,

H f] q R /₄ s / η q 3 U

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damit die Partikel von der Elektrode 14 entfernt werden. Die Spannungskurve 74 zeigt eine andere Äusführungsform, bei der das Slektrodenpotential auf einen verhältnismäßig geringen Wert reduziert wird, wenn die Röntgenquelle abgeschaltet wird.

Eine weitere, abgeänderte Betriebsart für die Ausführungsform nach Fig. 6 ist in den Figuren 14A-14D und 15 dargestellt. Eine niedrige Spannung wird an die Elektroden angelegt, wobei die Elektrode 14 negativ ist, um die Partikel auf der Elektrode während des Zeitsegmentes A zu halten. Die angelegte Spannung wird auf eine hohe Spannung während der Röntgenstrahl elichtung im Zeitsegment B reversiert, wobei die Partikel von der Elektrode 14 wegbewegt werden. Wie in Fig. 14G gezeigt, werden die Elektronen, die das elektrostatische Ladungsbild darstellen, durch die Platte 67 auf den Spalt 16b übertragen und sie ziehen die positiv geladenen Partikel an. Eine niedrige Spannung wird an die Elektroden angelegt, um die restlichen Partikel auf die Elektrode 14 anzuziehen, damit das sichtbare Bild erhalten wird, wie in Fig. 14D gezeigt. Während des Zeitsegmentes D fließen die elektrostatischen Ladungen ab und die Partikel, die vorher auf die Platte 67 zu angezogen wurden, werden auf der Elektrode 14 abgesetzt, wie in Fig. 14A gezeigt. Die verschiedenen vorbeschriebenen Betriebsarten sind lediglich zur Erläuterung und ohne Beschränkung der Erfindung angegeben; es können andere Betriebsarten im Rahmen vorliegender Erfindung in gleicher Weise verwendet werden.

Die Spalte zwischen den Elektroden sind in den Zeichnungen verhältnismäßig groß dargestellt. Dies dient lediglich der Erläuterung, während in der Praxis die Spalte tatsächlich sehr klein ist. Wenn ein flüssiges Absorptionsmittel und ein Emitter verwendet werden, beträgt die Größe des Spaltes z. B. in der Größenordnung von 1 mm. Bei einem Gasabsorptionsmittel hat der Spalt eine Abmessung in der Größenordnung von einigen Millimetern. Eine andere Ausführungsform für die Stiftmatrixplatte 67, die insbesondere geeignet ist, um einen sehr schmalen Spaltteil 16b aufrechtzuerhalten, ist in Figur 16 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform schließen

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die Enden der Stifte 68 am Partikelspalt unterhalb der Oberfläche des Trägermateriales 89 ab und ergeben Zonen 7& für die Dispersion der elektrophoretischen Partikel, wobei die Oberfläche des Trägermateriales 69 dicht bis an den dielektrischen Film 22 der Elektrode 14 reicht oder mit ihm in Eingriff kommt.

Elektrophoretisch^ Partikel und Dispersionen sind an sich nicht neu, sondern z.B. aus US-PS 5 668 106 bekannt. Hell gefärbte Partikel in einer dunklen Flüssigkeit und dunkle Partikel in einer hellen oder farblosen Flüssigkeit können in Abhängigkeit von der gewünschten Art der Sichtanzeige verwendet v/erden. Ein Partikel kann ein Metalloxydpigment oder ein Kohlenstoffpigment oder Titanoxyd mit einem farblosen Harz überzogen darstellen, das die Masse bildet und mit dem die Ladung gesteuert wird. Während in der vorausgehenden Beschreibung positiv geladene Partikel verwendet worden sind, können auch negativ geladene Partikel und neutrale Partikel verwendet werden. Insbesondere haben die Partikel einen Durchmesser in der Größenordnung von einem Mikron und sind in dem Lösungsmittel im Verhältnis von etwa ein Gewichtsprozent dispergiert. Zur Zeit können positiv geladene Partikel auf einfachere Weise erhalten und gesteuert werden. Sind die elektrophoretischen Partikel in einer Flüssigkeit dispergiert·, kann die Flüssigkeit als Röntgenstrahlabsorptionsmittel und als Emitter für Elektronen und positive Ionen dienen. Andererseits können die Partikel selbst als Absorptionsmittel und Emitter dienen. Die die Partikel aufnehmende Flüssigkeit soll verhältnismäßig dicht sein, was mit dazu beiträgt, ein Ausfallen i der Partikel zu verhindern. Typische, geeignete Flüssigkeiten sind solche, die Chromatome oder Jodatome enthalten, die sie auch zu guten Röntgenstrahlabsorptionsmitteln machen. Geeignet !sind beispielsweise Dibromtetrafluoräthan·. und Di-Jodmonofluormethan. Es können aber auch andere Standarddispersionsflüssigz.B. Isopar, verwendet werden.

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Claims

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Χ/ρ 8461 Patentansprüche: 9.4.1976 W/He

fl.y Elektronenradiographische Abbildungskammer zur Erzielung eines visuellen Bildes, gekennzeichnet durch erste und zweite Elektroden (14, 13), eine Vorrichtung (15) zur Aufnahme der Elektroden (13, 14) mit einem Spalt (16) dazwischen, wobei die erste Elektrode (14) optisch relativ transparent ist und eine dielektrische Schicht (22) an der der zweiten Elektrode (13) zugewandten Oberfläche aufweist, ein Röntgenstrahlabsorptionsmittel und eine Elektronen und positive Ionen emittierende Vorrichtung in dem Spalt (16), wobei die Röntgenstrahlung, die in den Spalt eintritt, absorbiert wird und Elektronen und positive Ionen in dem Spalt ergibt, eine Vielzahl von elektrophoretischen Partikeln (52) in dem Spalt (16) und eine Vorrichtung (34, 35) zum Anschließen einer elektrischen Energiequelle (31, 32) an die Elektroden (13, 14),um Elektronen an der einen Elektrode und positive Ionen an der anderen Elektrode anzuziehen, je nach der Polarität der Energiequelle, und um ein elektrostatisches Ladungsbild auszubilden, xvobei die Partikel selektiv auf der dielektrischen Schicht als Funktion des elektrostatischen Ladungsbildes, das ein visuelles Bild ergibt, welches durch die erste Elektrode hindurch betrachtbar ist, abgesetztwerden.
2. Elektronenradiographische Abbildungskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Elektrode (13) optisch relativ transparent ist und eine Vorrichtung (10) aufweist, die Licht durch die ^lektroden (13, 14) richtet, wobei die abgesetzten Partikel die Lichtübertragung sperren.
3. Elektronenradiographische Abbildungskammer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (40), die Licht auf die erste Elektrode (14) richtet, wobei die abgesetzten Partikel Licht reflektieren.

ßrnra 4ετττ9 ίί*

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4. Elektronenradiographische Abbildungskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode (14) eine

• Trägerplatte (21) mit einem elektrisch leitenden Belag (20) darauf aufweist und eine erste Vorrichtung (40) besitzt, die Licht in die Platte (21) von einer Kante aus richtet, wobei die abgesetzten !-artikel das Licht streuen.
5. Elektronenradiographische Abbildungskammer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht in die Hatte (21) in einem solchen Winkel gerichtet wird, daß eine totale Lichtreflexinn innerhalb der Platte erzielt wird, mit Ausnahme des Lichtes, das durch die abgesetzten Partikel gestreut wird.
6. Elektronenradiographische Abbildungskammer nach Anspruch 5, dadurch·gekennzeichnet, daß eine zweite Vorrichtung (42) auf die erste Elektrode (14) richtet, wobei die abgesetzten Partikel Licht reflektieren, und daß eine Vorrichtung (41, 43) zum selektiven Erregen der ersten und zweiten das Licht richtenden Vorrichtung (40, 42) vorgesehen ist.
7. El ektronenr adiogr aphL sehe Abbildungskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrophoretisehen Partikel (52) positiv geladen sind.
8. Elektronenradiographische Abbildungskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrophoretisehen Partikel (52) negativ geladen sind.
9. Abbildungskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrophoretischen Partikel (52) elektrisch neutral sind.

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10. Abbildungskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die elektrophoretischen Partikel (52) eine Masse aufweisen, . die größer ist als die der Elektronen und positivenlonen, so j daß sich die Elektronen und positiven Ionen über den Spalt mit

π η Γί η /+ β / η 9 3 U

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X/Γ- 8461 . /4> 9.4.1976 W/He

einer höheren Geschwindigkeit als uie elektrophoretischen I artikel bewegen.

H. Abbildungskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrophoretischen Partikel einen Ladungszustand besitzen, der so beschaffen ist, daß eines der Elektronen und positivenIonen an Partikeln haftet, um die Ladung der Partikel zu verändern.

12. Abbildungskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrophoretischen Partikel in einer- flüssigken Dispergenz suspendiert sind, das das Absorptionsmittel und den Emitter enthält.

13. Abbildungskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrophoretischen Partikel in einer flüssigen Dispergenz suspendiert sind, wobei die Partikel das Absorptionsmittel und den Emitter aufweisen.

14. Abbildungskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Absorptionsmittel und Emitter eine Flüssigkeit sind und daß die elektrophoretischen Partikel darin suspendiert sina.

15. Abbildungskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, aaß eine anisotrope Platte (67) zwischen der ersten und der zweiten Elektrode (14, 13) angeordnet ist, die den Spalt (IQ) in erste unc zweite Spaltabschnitte (16a, 16b) teilt, wobei der erste Spaltabschnitt (16a) zwischen der anisotropen Platte (67) und der zweiten Elektrode (13) und der zweite Spaltabschnitt (16b) zwischen der anisotropen Platte (67) und der ersten Elektrode (1^) ausgebildet ist, und wobei die elektrophoretischen Partikel in einer Flüssigkeit im ersten Spaltabschnitt (16a) suspendiert sind, während Absorber und Emitter im zweiten Spaltabschnitt (16b) vorhanden sind.

B 0 9 B k 5 / 0 9 3 h

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16. Abbildungskammer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Absorber und Emitter ein Gas ist.

17. Abbildungskammer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Absorber und Emitter eine Flüssigkeit ist.

18. Abbildungskammer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die anisotrope Platte (67) eine Vielzahl elektrisch stromleitender Stifte (68) aufweist, die voneinander in einem elektrisch isolierenden Träger (69) versetzt sind.

19. Abbildungskammer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Stifte (68) kleiner ist als die Dicke des isolierenden Trägers (69), wodurch Hohlräume an den Ender/der Stifte in der Nähe der ersten Elektrode entstehen, wobei diese Hohlräume den größeren Teil des ersten Spaltabschnittes (16a) bilden.

20. Abbildungskammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuervorrichtung (34, 35) vorgesehen ist, um die Abbildungskammer zyklisch zu betätigen, damit ein Echtzeit-Sichtbild erhalten wird, und daß eine Vorrichtung zur Erregung einer Röntgenquelle (10) für einen kurzen Teil eines jeden Zyklus und zur gleichzeitigen Erregung einer elektrischen Energiequelle zum Anziehen der Elektronen und positiven Ionen sowie zum Erregen einer Lichtquelle zur Betrachtung der abgesetzten Partikel für einen nachfolgenden Teil des Zyklus vorgesehen ist.

21. Abbildungskammer nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (34, 35) vorgesehen ist, die eine Hochspannungsquelle (31) mit den Elektroden (13, 14) verbindet, während die Röntgenquelle (10) erregt wird,und im Anschluß daran eine Niederspannungsquelle (32) an die Elektroden (13, 14) legt.

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Χ/ρ 8461 9.4.1976 W/He

22. Abbildungskammer nach Anspruch 20 oder 21, dadurch ge-

kennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (34, 35) eine Spannungsquelle entgegengesetzter Polarität vor dem Erregen der Röntgen- _: quelle (10) anschaltet. ;

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