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Verfahren zur akustisch-optischen Bildwandlung mit Dichte-
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modulation Aus der deutschen Anmeldeschrift P 2940728.1 ist ein Verfahren
zur Umwandlung von akustisch erzeugten Abbildern von Gegenständen einschließlich
ihres optisch nicht sichtbaren Inneren in ein optisch sichtbares Bild bekannt, bei
dem der mit Ultraschallwellen bestrahlte Gegenstand mit einem akustischen Abbildungssystem
auf eine flächige piezoelektrische Wandlerschicht als Schwingungsbild abgebildet
wird und das der Abbildung entsprechende Modulationsbild des Oberflächenpotentials
auf der dem Schalleinfall abgewandten Seite mit einem Elektronenemissionsfleck abgetastet
wird, der einen geschwindigkeitsmodulierten, signalübertragenden Elektronenstrahl
erzeugt und nach einer vorgegebenen Wegstrecke die verstärkte Signalleistung an
einen Arbeitsspalt mit Signalkreis abgibt, wobei dessen augenblicklicher Schwingungszustand
der abgetasteten Abbildungsintensität entspricht und in einer verstärkenden Demodulations-
und Videoeinrichtung zur optischen Bilderzeugung weiterverarbeitet wird.
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Dieses Verfahren ist in seinen Grundzügen universell einsetzbar; die
Verwendung eines geschwindigkeitsmodulierten Elektronenstrahls zur Signalübertragung
benötigt einen Laufraum zur Erzeugung einer Dichtemodulation, der bei niedrigen
Arbeitefrequenzen jedoch sehr große Dimensionen benötigt, so daß in der Praxis die
Geschwindigkeitsmodulstion nur für hohe Ultraschallfrequenzen - etwa ab einigen
hundert MHz - infrage kommt. Diese hohen Arbeitsfrequenzen haben eine sehr hohe
Abbildungsschärfe bzw. Bildauflösung zur Folge, jedoch nur eine beschränkte Eindringtiefe
bei innerlich reich strukturierten Gegenständen, wie z.B. dem menschlichen Körper
zur Folge. Das Innere des Gegenstandes kann also nur bis zu einer beschränkten Tiefe
abgebildet werden; die Abbildungsschärfe gestattet jedoch die Erzeugung stark vergrößerter
Abbilder.
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Anders verhält es sich bei weniger strukturierten Gegenständen wie
z.B. metallischen Werkstücken. Hier ist die Eindringtiefe der Schallwellen auch
bei hohen Frequenzen ausreichend, um beispielsweise auch tiefliegende Materialfehler,
wie z.3. Risse oder Lunker abzubilden. Das in der obengenannten deutschen Anmeldeschrift
beschriebene Verfahren unter Ausnutzung der Geschwindigkeitsmodulation wird demnach
vorzugsweise zur Ultraschallmikroskopie, zur Materialuntersuchung und zur medizinischen
Untersuchung der Körperoberfläche einsahlieI3lich der nur wenig tiefer liegenden
Organe infrage kommen.
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Zur Untersuchung'tiefliegender Organe eignen sich Ultraschallfrequenzen
bis hinab zu etwa einem Megahertz.
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Vorliegende Erfindung löst die Aufgabe der akustisch -optischen Bildwandlung
für Frequenzen unterhalb einigen hundert Megahertz und beinhaltet neben besonderen
Ausführungsformen
des akustisch-elektrischen Signalwandlers für die beschriebene Aufgabenstellung
Verbesserung an der piezoelektrischen Wandlerschicht, dem akustischen Abbildungssystem,
sowie an dem Ultraschallsender und an der Signalauswertung.
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Der Grundgedanke der rein elektronischen Wandlung von akustischen
Schwingungsbildern in sichtbare Abbilder ist in der eingangs zitierten deutschen
Anmeldeschrift beschrieben und beinhaltet neben einem Ultraschallsender zur Bestrahlung
des abzubildenden Objektes ein akustisches Abbildungssystem, das ein Schwingungsbild
auf einer piezoelektrischen Wandlerschicht entwirft, die mit Hilfe eines abtastenden
Emissionsflecks den 8etlichen Bildinhalt als Geschwindigkeitsmodulation auf die
emittierten Elektronen überträgt, die in eine Dichtemodulation umgewandelt wird
und an einem Arbeitsspalt das hochfrequente Bildsignal influenziert, das nach der
notwendigen Verstärkung und Demodulation in einer Videobildrohre ein sichtbares
Bild erzeugt.
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Erfindungsgemäß wird nun unter Beibehaltung der übrigen Grundzüge
des Verfahrens die Geschwindigkeitsmodulation des Elektronenstrahls durch eize Dichtemodulation
ersetzt; die der Signalwandlung innewohnende Signalverstärkung wird also nicht mehr
durch einen Laufzeiteffekt, sondern durch eine Stromsteuerung erzeugt. Diese Änderung
bedingt spezielle Ausführungsformen des akustisch -elektrischen Signalwandlers für
frequenzen unterhalb einigen hundert Megahertz, die zusammen mit weiteren Verbesserungen
anhand von Abbildungen beschrieben werden.
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Im Einzelnen zeigt Fig. 1 einen akustisch-elektrischen Signalwandler
für die akustisch-optische Bildwandlung mit Dichtesteuerung in Gitterbasisschaltung.
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Fig. 2 zeigt eine besondere Ausführungsform des akustischen Abbildungssystems
als dicke Linse mit zwei sammelnden Linsenflächen.
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Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der akustisch-elektrischen Wandlerschicht
mit integriertem Gitter in Basisschaltung.
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Fig. 4 zeigt eine mögliche Ausführungsform der akustischelektrischen
Wandlerschicht in Kathodenbasisschaltung.
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Fig. 5 zeigt eine mögliche Anordnung von abzubildendem Objekt, Ultraschallsender
und Signalwandler, wobei der Ultraschallsender aus wählbaren Richtungen das Objekt
synchron mit der Bildabtastung bestrahlt.
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Der akustisch-elektrische Signalwandler von Fig. 1 ist in einem Vakuumgefäß
1 untergebracht, das mit der akustischen Sammellinse 2 an der Stirnseite eine Einheit
bilden kann. Die brechende Linsenfläche, die mit einer reflexionsmindernden Schicht
2' belegt ist, ist bei diesem Ausführungsbeispiel konkav geschliffen, da für das
Linsenmaterial eine größere Schallausbreitungsgeschwindigkeit angenommen wird, als
für die umgebende Immersionsflüssigkeit 4. Im umgekehrten Falle muß die Sammellinse
konvex geshliffen sein. In der Bildebene der akustischen Linse ist die piezoelektrische
Wandlerschicht 5 angeordnet, die auf der dem Schalleinfall zugewandten Seite leitend
metallisiert ist und auf der Gegenseite mit einer hochohnigen Widerstandsschicht
7 versehen ist, die selbst gute 'hotoemissionseigenschaften aufweist.
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Diese Anordnung ler piezoelektrischen Wandlerschicht ist aus der deutschen
Anmeldeschrift P 2940728.1 bekannt und es versteht sich von selbst, daß die Wandlerschicht
so aus einem piezoelektrisch wirksamen Kristall geschnitten ist, daß die Piezospannung
senkrecht zur Oberfläche ent-
steht. Diese Eigenschaft des Kristalls
ist in der Wandleranordnung ein wirksames Mittel zur Unterdrückung störender Einflüsse
von Schallschwingungen, die sich parallel zur Oberfläche ausbreiten können. tber
der Wandlerschicht ist ein Metallgitter G angeordnet, das ebenfalls aus der obengenannten
Anmeldeschrift bekannt ist, hier jedoch infolge der speziellen Wahl der Gittervorspannung
nicht der Geschwindigkeitsmodulation, -sondern der Dichtemodulation des Elektronenstrahls
dient. Die Elektronen entstehen beispielsweise wiederum durch Photoemission an dem
abtastenden Leuchtfleck 7', der hier unter Vermeidung von Schrägprojektion mit Hilfe
der Abtast- Kathodenstrahlröhre 8 und dem Projektionsobjektiv 9 durch die optisch
transparenten Elektroden auf die Emissionsschicht projeziert wird. Die gitterförmige
Anode A erhält von der Spannungsquelle Ua positives Potential. Die Photoelektronen
haben die Tendenz, zur Anode zu wandern, wobei der Strahlstrom von der Potentialdifferenz
zwischen Emissiozisfleck 7' und Gitter G gesteuert wird. Der Emissionsfleck ist
durch die örtliche Abbildungsintensität bzw. der hieraus erzeugten Piezospannung
hochfrequent moduliert.
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Erfindungsgemäß wird die Vorspannung des Gitters G mit Rilfe der Quelle
Ug so eingestellt, daß sich ein Optimum der Dichtemodulation ergibt. Die gezeigte
Betriebsart entspricht der einer klassischen Triode im Gitterbasisbetrieb. Der Strahlstrom
setzt sich in der hochohmigen Widerstandsschicht 7 und im Ableitwiderstand R fort
und bewirkt eine positive Anhebung des Gleichpotentials am Emissionsfleck gegenüber
dem Nullpotential der Metallisierung 6. Das Gitterpotential sollte in der Regel
leicht negativ gegenüber dem Gleichpotential des Emissionsflecks seinw Die Signalgewinnung
erfolgt in einem Signalkreis S in der Anodenzuleitung, der als Breitbandfilter ausgeführt
sein kann. Für die Abbildungeschärfe der akustischelektrischen Signalwandlung ist
die Schärfe des Leuchtflecks bzw. des hierdurch gebildeten Photoemissionsflecks
7'
maßgebend, jedoch nicht die größere Auftreffzone der Elektronen
auf der Anode A. Für eine gute Schärfe des abtastenden ieuchtflecks ist es erforderlich,
die Maschenweite der gitterförmigen Elektroden @ G und und A so groß zu machen,
daß keine schärfemindernde Beugung des Lichtstrahls auftritt. Aus der Analogie zu
den klassischen dichtegesteuerten Elektronenröhren sind weitere Verbesserungen möglich,
beispielsweise die Einführung weiterer Gitterstrukturen oder ton Teilkopplungen
am Signalkreis zur Impedanzanpassung. Die Weiterverarbeitung des bei der Abtastung
des akustischen Bildes entstandenen Ausgangssignales geschieht entsprechend der
in der obengenannten deutschen Anmeldeschrift gezeigten Weise in einen Verstärker
V, Demodulator D, sowie einem Videosystem 10 zu einem sichtbaren Bild.
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Die bereits erwahnte Problematik der akustischen Schwingungen parallel
zur Oberfläche der Wandlerschicht hängt ursächlich mit dem nichtazialen Einfall
der Bilderzeugenden Strahlen zusammen. Eine Verbesserung d.h. die Erzeugung nahezu
achsenparalleler Strahlen läßt sich mit einer, vom Vakuumgefäß getrennten, sehr
dicken Sammellinse L erzeugen, deren Anordnung zum Wandler B in Fig. 2 gezeichnet
ist. Diese Linse L hat eine zweite, sammelnde Linsenfläche, die zum Wandler hin
eine Verkleinerung des gemittelten Einfallswinkels « der bilderzeugenden Strahlen
am Bildpunkt P' bewirkt. Durch diese Art der Bilderzeugung des Objektpunktes P in
den Bildpunkt P' mit geringer Neigung oc zur Achse A werden zickzackfrmige Totalreflexionen
in den stirnseitigen Schichten des Wandlers B vermieden. Solche Reflexionen können
entstehen, wenn der Winkel ein kritisches Maß übersteigt und ein ausreichend großer
Unterschied in den Brechzahlen zwischen zwei Schichten besteht (z.B. zwischen Vakuumgefäß,
Immersionsflüssigkeit und Wandlerschicht). Als unterstützende Maßnahme zur Unterdrückung
unerwünschter Wellen- und Schwingungsfornien
können am Rande der
Wandlerschicht schallabsorbierende Materialien angeordnet sein.
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Ein gewisses Problem bei der gezeigten Ausführungsform der akustisch-
elektrischen Signalwandlung stellt die elektromagnetische Wechselwirkung auf der
Wandlerschicht dar, die sich so auswirken kann, daß ein akustisches Bildelement
hoher Schwingungsamplitude mit seiner Piezospannung eine Fernwirkung auf ein benachbartes
Bildelement mit geringer Amplitude ausübt, sodaß es zu einem Schärfe- und Kontrastverlust
kommen kann. Diese Problematik wird erfindungsgemäß mit einer besonderen Ausführungsform
der piezoelektrischen Wandlerschicht gelöst, in die das Gitter integriert wird.
Fig. 3 zeigt Diese stark vergrößert in der Draufsicht und im Schnitt. Die Bezeichnungen
der Einzelheiten sind unter der Voraussetzung vergleichbarer Funktion identisch
mit denen von Fig.1 . Die piezoelektrische Schicht ist im Gegensatz zu der Anordnung
von Fig. 1 gitterförmig unterbrochen. Diese Unterbrechung kann beispielsweise durch
gitterförmiges Ritzen oder durch photochemisches Ätzen hergestellt werden, wobei
in der Tiefe die Leitschicht 6 freigelegt werden muß. Die Abmessung 1 der dadurch
entstandenen Einzelwandler sollte kleiner als der Durchmesser des abtastenden Lichtflecks
7' sein, um die Auflösung der Bildwandlung nicht zu beeinträchtigen. Die Spalten
zwischen den Wandlerelementen werden metallisch aufgefüllt, sodaß ein mit der Leitschicht
6 verbundenes Metallgitter G entsteht, das über die Oberfläche der Einzelwandler
mit dem Maß h überstehen sollte. Die gezeichnete Gitterkonfiguration kann beispielsweise
durch galvanisches Aufwachsen von Metall erzeugt werden. Die Oberfläche der einzelnen
Wandlerelemente tragt entweder einen kombinierten Widerstandsn und Photoemissionsbelag
7, oder eine Widerstandsschicht mit einem zentralen Photoemissionsbelag. Die Wirkungsweise
dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform der Wandler-
schicht ist
wiederum durch eine Gitterbasisschaltung zu kennzeichnen. Das integrierte Gitter
legt auf Massepotential, während die Oberfläche der Wandlerelemente durch die Wirkung
des Widerstandsbelages und des emittierten Strahlstroms bei der Abtastung auf ein
positives Gleichpotential gegenüber der Gitterstruktur angehoben wird, das ein Bremsfeld
für die Elektronen darstellt. Diese Bremswirkung wird noch durch die überstehende
Höhe h des Gitters G unterstützt. Es stellen sich folglich für die Dichtesteuerung
des emittierten Elektronenstroms ähnliche Verhältnisse ein wie bei einer Triode
in Gitterbasisschaltung mit sehr kleinem Gitter-Kathodenabstand. Die auf Massepotential
liegenden Elemente der Gitterstruktur schirmen die hochfrequenten Wechselfelder
der piezoelektrischen Oberflächenpotentiale der einzelnen Wandlerelemente untereinander
ab; d.h. die schärfevermindernde elektromagnetische Wechselwirkung wird verhindert.
Die Maschenweite b.z.w.
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der Drahtabstand des Anodengitters A kann erheblich größer gewählt
werden als die des integrierten Gitters G.
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Der Drahtdurchmesser des Anodengitters A sollte jedoch erheblich kleiner
sein als der Durchmesser des abtastenden Lichtstrahls, um einen störenden Schattenwurf
auf die Wandlerschicht zu verhindern. Ein weiterer, ganz entscheidender Vorteil
der Wandlerschicht mit integriertem Gitter besteht darin, daß der Oberflächenwiderstand
des Widerstandsbelags 7 ohne Rückwirkung auf die Abbildungsschärfe beispielsweise
hinsichtlich bestem Signal- zu Rauschabstand des Wandlers optimiert werden kann.
Die Widerstandsschicht kann selbstverständlich entfallen, wenn die piezoelektrischen
Wandlerelemente selbst leicht leitfähig gemacht werden können. Die Photoemissionsschicht
sollte in diesem Falle nur sehr wenig Leitfähigkeit aufweisen. Beim Abtasten des
Schwingungsbildes auf der Wandlersdhicht läßt es sich nicht verhindern, daß die
Gitterstruktur selbst eine gewisse Photoemission erzeugt, die sich dem Strahl strom
überlagert, jedoch keinen hochfrequenten Bei-
trag zum Bildsignal
liefert. Die Gitterstruktur selbst kann in mannigfaltiger Weise ausgeführt sein,
vorteilhaft ist es hierbei, keine reine Zeilenstruktur in Abtastrichtung entstehen
lassen. Andernfalls könnten Interferenzen des abtastenden Rasters mit der Wandlerstruktur
auftreten, die sich bei der Bilderzeugung im Videosystem optisch sehr störend bemerkbar
machen würden.
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Diese können vermieden werden, wenn benachbarte Gitterb.z.w. Wandlerelemente
in Abtastrichtung versetzt angeordnet werden, etwa in einer Honigwabenstruktur,
wie in Fig. 3 in dem Aufriß gezeigt wird. Dort ist der Leuchtfleck 7' zusammen mit
der Abtastbewegung a schematisch eingezeichnet. Andere Formen, wie kreisförmige-
oder quadratische Wandlerelemente sind trivial und müssen nicht gesondert beschrieben
werden.
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Grundsätzlich ist mit einer modifizierten piezoelektrischen Wandleranordnung
auch eine Kathodenbasisschaltung realisierbar, in diesem Falle ist aber die Zuführung
der Vorspannung mit Schwierigkeiten verbunden. Eine mögliche gonfiguration ist in
Fig. 4 im Querschnitt vergrößert gezeichnet. Auf der Stirnseite 1 des Vakuumgefäßes
und der Leitschicht 6 sind wiederum einzelne Wandlerelemente 5 angeordnet, die auf
ihrer Oberfläche mit einer Widerstandsschicht 7 versehen sind. Diese ist mit der
Metallisierung 6 verbunden. Auf den freiliegenden Zwischenräumen der Leitschicht
6 zwischen den Wandlerelementen 5 ist eine dünne Isolierschicht I und darüber eine
weitere Leitschicht L mit Emissionsbelag aufgebracht. Diese Schicht schmiegt sich
netzförmig um die einzelnen Wandlerelemente und stellt bei der flächigen Abtastung
durch das Raster des Leuchvflecks die kathode (Emissionsfleck) dar. Die Wandlerelemente
haben auf ihrer Oberfläche ein piezoelektrisches Wechselpotential, das aufgrund
der hiervon ausgehenden Wechselfelder den an I emittierten Strahlstrom moduliert.
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Die Vorspannung wird der Leitschicht I zugeführt. Die
strahlsteuernden
Wandlerelemente 5 stellen kein eigentliches Gitter dar, sie sind eher mit der Steuerwirkung
eines Wheneltzylinders vergleichbar. Trotzdem ist die klassische Gitterfunktion
integraler Bestandteil der Wandl erordnung.
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Die gezeigten Wandleranordnungen mit Dichtesteuerung des abtastenden
Elektronenstrahls sind neben der gezeigten Photoemission auch mit Sekundärelektronenemission
realisierbar. Hierbei wird der abtastende Lichtstrahl-durch einen Elektronenstrahl
ersetzt, dessen Strahlerzeugungssystem in das Vakuumgefäß des Wandlers integriert
wird.
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Hierbei ist es wichtig, daß die Beschleunigungsspannung dieses Elektronenstrahls
größer ist als die Potentialdifferenz zwischen Emissionsfleck und Anode des akustisch
-elektrischen Wandlers. Nur unter dieser Voraussetzung kann der abtastende Elektronenstrahl
das Bremsfeld überwinden und am Emissionsfleck noch genügend Sekundärelektronen
herauslösen, die dann die gleiche Funktion erfüllen, wie die Photoelektronen.
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Außer den gezeigten Modifikationen sind Verbesserungen am Ultraschallsender
und an der Signalauswertung des akustisch-optischen Wandlerverfahrens möglich.
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Ein wesentliches Ziel beim Umgang mit Ultraschallwellen in der medizinischen
Diagnostik sollte es sein, die 3estrahlungsdosis auch hier so klein wie möglich
zu halten.
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Erfindungsgemäß wird dies so gelöst, daß der bisher unter großem Raumwinkel
strahlende Ultraschallsender durch einen mit sehr starker Bündelung ersetzt wird,
dessen Strahl momentan nur die Objektzone bestrahlt, die gerade abgetastet wird.
Diese Bedingung erfordert einen Ultraschallsender, dessen gebündelter Strahl elektronisch
synchron mit der Bildabtastung geschwenkt werden kann. Solche Sender mit elektronischer
Strahl schwenkung sind bekannt und be-
stehen aus mehreren Einzelschwingern,
die in ihrem Phasenwinkel zueinander gesteuert werden. Bei diesem Verfahren ist
es allerdings nicht erforderlich, den resultierenden Senderstrahl genauso scharf
zu bündeln, wie bei einer reinen Ultraschall-Echoabtastung, bei der die Bilderzeugung
durch Abtasten des Objektes mit einem möglichst scharf gebündelten Senderstrahl
erfolgt. Ein praktischer Sinn der Kombination von akustisch-optischer Bildwandlung
und synchron abtastend Senderkeule liegt in der Reduktion der Strahlungsdosie. Dies
ist insbesondere in der medizinischen Anwendung von Bedeutung, weil nur die Objektzone
bestrahlt wird, die augenblicklich abgetastet wird. Wie in Fig. 5 dargestellt, ergibt
sich ein weiterer Vorteil dann, wenn die Richtung g des Senderstrahls S zur Achse
A des Bildwandlers B wählbar ist. Im Objekt 0 erhalten wir nur einen Schnittpunkt
S1 des vom Sender U ausgahenden Ultraschallstrahles S mit der Richtung S2 des augenblicklich
abgetasteten Objektpunktes. In der Fig. 5 ist diese Richtung S2 deckungsgleich mit
der Systemachse A des Bildwandlers B gezeichnet. Wird der Winkel g sehr klein gewählt,
so wird der Schnitt -zwischen Sende- und Abtastrichtung schleifend, so daß ein gröBerer
Tiefenbereich des Objektes abgetastet wird. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt
demnach einen Übergang von einer in die Tiefe gehenden Abtastung zu einer flächenhaften
Bildwandlung in einer wählbaren Tiefe des Objektes (Schnittbildj. Bei dem beschriebenen
Verfahren ist zu beachten, daß der nötige Synchronismus von Sende strahl und abtastendem
Raster des akustisch optischen Bildwandlers bei? w Oo eine projektive Entzerrung
auf der Sendeseite erforderlich macht. Die Objektebene schneidet das Senderaster
sahräg, so daß dieses beispielsweise von einem Rechteck zu einer Raute verzerrt
wird. Die Entzerrung besteht darin, daß dem Raster des Sendestrahls eine spiegelbildliche
Raute zugeordnet wird, so daß in der Objektebene ein rechteckiges Raster
entsteht,
das mit dem Raster des Bildwandlers deckungsgleich ist.
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Eine weitere Verbesserung des akustisch-optischen Wandlerverfahrens
beinhaltet die Auswertung des Bildsignales hinsichtlich Dopfibrverschiebung. Die
Frequenz der vom Objektpunkt ausgehenden Schallwelle wird durch Relativbewegungen
zum Sender gegenüber der Sendefrequenz verschoben. Die Dopfierfrequenz kann aus
dem Bildsignal durch Vergleich mit der Sendefrequenz gewonnen werden.
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Einer Erhöhung- bzw. Erniedrigung der Signalfrequenz ist eine Bewegung-zum
Sender hin bzw. vom Sender weg zugeordnet. Die Dapplerfrequenz ist dem Spektrum
des Ausgangssignales überlagert. Bei langsamen Bewegungen, wie sie beispielsweise
im menschlichen Körper vorkommen ergeben sich Dopplerverschiebungen von wenigen
hundert Hertz.
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Die Detektierung dieser geringen Dopplerverschiebung stößt bei einer
angenommenen Videobanibreite von ca. 3 Mtz (Fernsehqualität) auf Schwierigkeiten.
Dies ist nur bei extrem langsamer Bildabtastung in einfacher Weise möglich.
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Die Dopplerfrequenz kann zur Steuerung einer Dreifarben-Bildröhre
dienen und zwar so, daß an der Parbe der entsprechenden Bildpartien die Relativbewegungen
des Objektes zum Sender erkannt werden können.
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Erfindungsgemäß werden die Schwierigkeiten bei der Detektierung der
Dopplerfrequenz in Verbindung mit der schnellen Bildabtastung dadurch umgangen,
daß die Dopplerauswertung an einen feststekenden oder nur langsam beweglichen Bildpunkt
geknüpft wird. Dies wird entweder dadurch erreicht, daß die Bildabtastung angehalten
wird oder unabhängig vom raSterförmigen Abtastvorgang ein zusätzlicher, manuell
steuerbarer Abtastlichtfleck auf die Wandlerschicht geblendet wird, der ein Bildsignal
zur Folge hat, dessen Frequenz nicht mit dem Signal spektrum einer schnellen Abtastung
behaftet ist und somit die Dopplerverschiebung leichter erkennen läßt. Dieses Signal,
das die Intensi-
tätsinformation ("Helligkeit") und die Bewegungsinformation
des zugeordneten Objektpunktes beinhaltet, muß aus dem Signalkreis unabhängig von
dem gleichzeitig ans stehenden Bildsignal der schnellen Bildabtastung detektiert
werden. Dies kann so erfolgen, daß der Ultraschallsender eine zweite Frequenz aussendet,
die entweder außerhalb des Spektrums oder in einer Spektrallücke der schnellen Bildabtastung
gelegt wird.
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In der Verstärkereinrichtung kann dann mit Hilfe einer Weichenschaltung
das den Dopplereffekt des manuell einstellbaren Bildpunktes beinhaltende Signal
vom Bildsignal der schnellen Abtastung abgespalten und ausgewertet werden. Die Gewinnung
der Dopplerfrequenz und der daraus abgeleiteten Relativgeschwindigkeiten- und Bewegungen
müssen an dieser Stelle nicht gesondert beschrieben werden, da diese Problemkreise
aus der Radartechnik und von den Ultraschall-Dopplersonden her bekannt sind. Im
Zusammenhang mit der akustisch-optischen Bildwandlung ist es sinnvoll, die Bewegungsinformation
in ein Chrominanzsignal umzusetzen, beispielsweise so, daß auf dem Bildschirm einer
Farbbildrdbre ein ruhender Objektpunkt, eine Abbildung mit Grauton und ein zum Sender
hin (weg) bewegter Objektpunkt eine rot (blau)- Verschiebung bewirkt.
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