DE3313764A1 - Elektrisches bildaufnahmeverfahren und geraet zu seiner durchfuehrung - Google Patents
Elektrisches bildaufnahmeverfahren und geraet zu seiner durchfuehrungInfo
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Description
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT" Unser Zeichen
Berlin und München VPA 83 P 3 1 2 1 DE
Elektrisches Bildaufnahmeverfahren und Gerät zu seiner Durchführung
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bildaufnahmeverfahren
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Ein solches Verfahren und eine Vorrichtung zu seiner Durchführung sind z.B. beschrieben in Journal of Appl.
Photogr. Eng. 4, 1978, Seiten 178 bis 182.
Die großflächige elektrische Aufnahme von Strahlungsbildern erfolgt gewöhnlich derart, daß, wie in etwa in
Fernsehaufnahmeröhren, das Strahlungsbild auf eine mit ihren elektrischen Eigenschaften reagierende Schicht
projiziert wird, daß dann eine gleichförmige, zeilenweise Abtastung erfolgt, so daß eine Signalfolge erhalten
wird, die auf vielfache Weise behandelt, gespeichert und wiedergegeben werden kann. Eine bekannte Möglichkeit
der Bildumwandlung besteht darin, daß ein Ladungsbild in einer fotoleitfähigen Schicht erzeugt wird.
Die dem Bild entsprechende Ladungsverteilung kann dann als Impulsfolge abgenommen werden, indem die Schicht
mittels eines Lichtpunktes zeilenweise abgetastet wird. Bei diesem, auch als Auslesen bezeichneten Vorgang treten
zwei störende Nebenerscheinungen auf. Im Gegensatz zum Elektronenstrahl-Vidicon (Fläche von ca. 10 cm )
hat man beim lichtelektrischen Auslesen wegen der geforderten großen Flächen (Flächen von ca. 1200 cm )
eine parasitäre, d.h. nicht genutzte, Fläche durch einen metallischen Kontakt parallelgeschaltet, wenn die
gesamte Fläche kontaktiert ist. Dadurch ergibt sich aber nicht nur eine Erhöhung der Streukapazität parallel
Kn 2 Kof - 28.03.1983
- £ - VPA 83 P 3 1 2 1 DE
zur auszulesenden Stelle und eine dadurch bedingte Verkleinerung der Signalspannung, sondern wegen der Dunkelleitfähigkeit
des Fotoleiters auch eine flächenbedingte Erhöhung des dynamischen Sperrstromuntergrundes.
5
Eine Verbesserung ergibt sich in dieser Hinsicht durch eine Parzellierung des auszutastenden Gebietes durch
eine streifenförmige Unterteilung der Elektrode. Dies
bewirkt eine Verkleinerung der Parallelkapazität sowie der parasitären Dunkelströme, die ansonsten in unerwünschter
Weise eine Verschlechterung des S/N-Verhältnisses bewirken wurden. Eine in vorgenannter Hinsicht
verbesserte Bildumwandlungsvorrichtung ist z.B. in obengenannter Literaturstelle beschrieben. Dabei
wurden auf der Oberfläche einer fotoleitfähigen Schicht parallel zueinander elektrisch leitfähige Streifen angeordnet,
die jeweils,mit einem Vorverstärker verbunden,
zu einer Speicherleseeinrichtung respektive Wiedergabevorrichtung führten. Dabei wird hoher Aufwand verlangt,
weil für jeden Streifen ein gesonderter Verstärker vorgesehen sein muß. Für die insbesondere zur Wiedergabe
röntgendiagnostischer Bilder erforderlichen Auflösungen sind solche Anordnungen daher nicht geeignet, weil der
Aufwand infolge der.hohen Streifenanzahl (Vermeidung
von Artefakten) an Vorverstärkern zu groß wäre.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1
und einer Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens einerseits das Signal-Rausch-Verhältnis zu verbessern
und andererseits die Verwendung der Vielzahl von Verstärkern zu vermeiden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß
durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen und hinsichtlich der
Vorrichtung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 3 angegebenen Maßnahmen gelöst.
-J - VPA 83 Ρ31 2 1 DE
Vorteilhafte Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche
.
Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Bildaufnahmeverfahrens wird einerseits zur Verbesserung des Signal/
Rausch-Abständes von der Parzellierung der Speicherfläche
durch Unterteilung der Lese-Elektrode in elektrisch leitfähige Streifen Gebrauch gemacht. Andererseits
ist aber nur ein einziger Verstärker zur Weiterleitung der Bildsignale erforderlich, weil mit der Ableitelektrode
nur immer der gerade in Aktion befindliche, elektrisch leitfähige Streifen der Speicherfläche
kontaktiert wird. Dies wird erreicht, indem der optische Auslesevorgang nicht durch eine eindimensionale
Verschiebung einer beleuchteten Linie wie in der zitierten Literaturstelle bewirkt wird, sondern durch
zweidimensionales Abrastern der auszulesenden Fläche wie bei der Fernsehröhre. Die z.B. 10 bis 1000 Streifen
geeigneter Breite, aus denen die Leseelektrode besteht, mit Streifenabständen von z.B. 10 bis 100/Um5,
werden im Rhythmus der Flächenabrasterung jeweils selektiv durch einen zweiten abtastenden Lichtstrahl
kontaktiert. Dies erfolgt dadurch, daß den parallelen Streifen seitlich und in Abstand von ihnen ein-quer
zu ihnen verlaufender weiterer leitfähiger Streifen verlegt ist. Der Zwischenraum kann dann zur Kontaktierung
jeweils mit einem Lichtpunkt überbrückt werden, indem dieser die fotoleitfähige Unterlage der
' leitfähigen Streifen an dieser Stelle elektrisch leitfähig macht. Durch synchrones Weiterschalten (kontinuierlich
oder diskontinuierlich) der Verbindung des jeweiligen Streifens mit dem Seitenstreifen wird so ein Weiterschalten
synchron mit der Abtastung erreicht.
- k - VPA 83 P 3 1 2 1 DE
Für großflächige Anwendungen ist es .vorteilhaft; die
auszulesende fotoleitende Schicht durch geeignete technologische Maßnahmen, d.h. z.B. durch Überdampfen,
auf den isolierten oder geerdeten Rand der Abtastfläehe herauszuziehen, weil dann Schichtbildung und Außenkontaktierung
in einem Arbeitsgang hergestellt werden können.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiele weiter erläutert.
In der Figur 1 ist eine Anordnung gezeichnet, bei welcher parallel zu Streifenelektroden
abgetastet wird und
in der Figur 2 eine solche, bei welcher die Abtastrichtung mit der Richtung der Streifenelektroden
einen von 0 verschiedenen Winkel einschließt.
In der Figur 1 ist teilweise im Schnitt schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Bildaufnahmeverfahrens gezeichnet. Diese Vorrichtung umfaßt eine Aufnahmeplatte 1, eine Abtastvorrichtung 2
sowie eine SignalVerarbeitungseinrichtung 3. Die Platte 1 besteht aus einer Schichtung, die auf einer elektrisch
nicht leitfähigen, z.B. 0,1 mm starken Platte aus Glas oder Kunststoff aufgebaut ist. Anstelle der
Substratplatte 4 kommt auch eine lumineszierende Röntgenbildverstärkerfolie
in Frage, um die Einwirkung der bildgebenden Strahlung zu intensivieren. Die Platte 4
trägt eine leitende Schicht 5, die z.B. aus Indiumzinnoxid besteht und mit einer ca. 10/um starken fotoleitenden
Schicht 6 z.B. aus Selen bedeckt ist. Anstelle der Selenschicht 6 kommt auch die vorgenannte Mehrfach-
schicht (Selenschicht 6 mit Verstärkerschicht).in Frage.
Auf der Oberfläche der Schicht 6 befinden sich streifenförmige Elektroden 7. Die Streifenelektroden 7
bestehen vorzugsweise aus Gold (Au) und haben jeweils 5. eine Breite von z.B. 0,1 bis 1 mm bei einem Abstand
von z.B. 50/um voneinander. Am einen Ende der Elektroden
7 befindet sich in einem Abstand von z.B. 0,1 bis 1 mm eine zusätzliche, als Ableitelektrode dienende
Leitfläche 8. Diese Ableitung 8 ist über eine Außenleitung 9 mit einem Verstärker 10 verbunden, der eine
Verbindung zu einem Speicher und Rechner 11 aufweist, an den ein Monitor 12 angeschlossen ist, auf dessen
Bildschirm 13 das aufgenommene Bild wiedergegeben werden kann. Zur Abtastung der mit den Streifenelektroden
belegten Bildfläche der Fotoleiterschicht 6 ist ein Laserstrahlerzeuger 15 vorgesehen, von dem ein Strahl
16 ausgeht, der über einen Lichtablenker 17 einen
Strahlteiler 19 trifft. Vom Strahlteiler 19 geht einerseits ein Strahl 18 ab, der zu einem Ablenkprisma 20
gelangt. Dieses in Richtung des Pfeiles 21 bewegte Prisma 20 bewirkt, daß der abgelenkte Strahl 28, wie
durch einen Pfeil 22 angedeutet, abtastend entlang den Elektroden 7 bewegt werden kann. Der zweite im
Teiler 19 erhaltene Strahl 23 gelangt auf den Zwischenraum 25 zwischen dem Ende 26 der Elektrode 7 und der
Ableitung 8 und macht dort die Schicht 6 elektrisch leitfähig, so daß in dem in der Figur dargestellten
Zustand des Ausführungsbeispiels die vom Strahl 28 getroffene Elektrode 7 mit der Ableitung verbunden ist.
Zur Aufnahme eines Ladungsbildes auf der mit den Elektroden 7 belegten Fläche der Schicht 6 wird unter Vorspannung
ein Ladungsbild durch Belichtung erzeugt. Dieses Ladungsbild kann dann durch Abtastung mittels des
aus Licht der Wellenlänge von 300 bis 700 mm bestehenden
- VPA 83 P 3 1 2 1 DE
Strahles 28, der eine Lichtleistung von 1/uW bis
10 mW aufweist, in eine Impulsfolge umgewandelt werden, indem dieser Strahl 28, wie durch den Pfeil 22
angedeutet, in Abtastbewegung gesetzt wird. Nach Überstreichen der Zeile, die gerade gelesen wird, wird der
Strahl 28 durch den Strahlablenker 17 zur nächsten Zeile geführt, wobei, die Anzahl der Zeilen nicht mit
der Zahl der Streifenelektroden übereinstimmen muß. Da der Strahlablenker 17 sich auch auf die Richtung
des Strahles 23 auswirkt, trifft der Strahl 23 immer das Ende der Zeile, in der sich auch der Strahl 28
befindet. Auf diese Weise wird immer diejenige Streifenelektrode auf die Ableitelektrode geschaltet, unter
der die gerade gelesene Zeile liegt. Die weitere Abtastung erfolgt dann wie bei der ersten Zeile und in
Analogie dazu auch bei den übrigen Zeilen.
In der Figur 2 ist eine Draufsicht auf die Aufnahmeplatte 1 herausgezeichnet. Dabei· stimmt sowohl der
Schichtaufbau hinsichtlich Trägerelement 4, Grundelektrode 5 und Fotoleitschicht 6 sowie Anordnung der
Speicherelektroden 7 und der Ableitung 8 sowie der Außenleitung 9 mit der in Figur 1 benutzten Darstellung
überein. Lediglich der Verlauf 28.1 des Abtast-Strahls 28 weicht in seiner Abtastrichtung von derjenigen
in Figur 1 ab, indem diese Richtung quer zur Längsrichtung der Streifen 7 erfolgt. Der Strahl 23
folgt parallel zur Bahn 28.1 der Bahn 23.1 und bewirkt dort den jeweiligen Anschluß der gerade von der
Abtastung durch 28 getroffenen Streifen 7 mit der Ableitelektrode 8. Diese ist dann über die mit Figur 1
übereinstimmende Ableitung 9 mit der Signalverarbeitungseinrichtung
3 verbunden. Der einzige Unterschied bei der Rekonstruktion des Bildes besteht darin, daß
die Abtastzeilen 28.1 gegenüber der Darstellung nach Figur 1 senkrecht zu den Streifenelektroden 7 verlaufen.
- 3 ·
-JT- VPA 83 P 3 1 2 1 DE
-JT- VPA 83 P 3 1 2 1 DE
Bei der in Figur 1 benutzten Anordnung sind die Elektrodenstreifen
7 parallel zu der durch den Pfeil 22 angedeuteten Scan-Richtung des-Laserstrahls 28 angeordnet.
Dabei braucht der Leseverstärker erst nach Abtastung einer oder mehrerer Zeilen 7 auf den nächsten
Elektrodenstreifen 7 weitergeschaltet zu werden. Es besteht die Notwendigkeit, daß die Elektrodenstreifenperiode
sehr genau ein ganzzahliges Vielfaches der Abtastzeilenperiode sein muß, damit unerwünschte Moire-Muster
im Bild vermieden werden.
Bei der Figur 2 sind deshalb die Elektrodenstreifen 7
unter einem deutlich von Null verschiedenen Winkel, in diesem Ausführungsbeispiel mit 90°, gegenüber der
Scan-Richtung 28.1 des Abtaststrahls 28 angeordnet. Der Verstärker 10 wird während der Abtastung jeder
Zeile 28.1 nacheinander an alle Elektroden 7 angeschaltet. Die Mittel zur Weiterschaltung über die Streifenelektroden
7 stimmen mit denjenigen der Figur 1 überein und enthalten den abgespaltenen Laserstrahl 23, der
entlang 23.1 synchron mit dem Strahl 28 bewegt wird. Bei der sichtbaren Wiedergabe des Bildes auf dem Schirm
13 des Monitors 12 ist ein Mo ire-Effekt, ohne zusätzliche
Vorkehrungen vermieden, weil bei dieser Zeilenrichtung Interferenzerscheinungen·zwischen den Abtastzeilen
und den Streifenelektroden nicht auftreten können.
4 Patentansprüche
2 Figuren
2 Figuren
L ο e r s ο 11 e -
Claims (4)
- VPA 83 P 3 1 2 .1 DEPatentansprüche(V, Bildaufnähmeverfahren, bei welchem ein·Strahlenbild, als elektrisches Ladungsbild in einer fotoleitenden Schicht (6) gespeichert und durch Abtastung des gespeicherten Bildes mittels eines Lichtstrahls (28) in eine Folge elektrischer Signale umgesetzt wird, die über nebeneinander auf der Speicherfläche liegende Streifenelektroden (7) abgeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungen der Streifenelektroden (7) zur Ableitung (8) durch elektrisch isolierende Zwischenräume (25) unterbrochen sind, die ein durch Bestrahlung (23) elektrisch leitfähig werdendes Material enthalten, und daß der Anschluß der jeweiligen Elektrode (7) an die Ableitung (8) durch Bestrahlung des dazugehörenden Zwischenraumes (25) erfolgt,
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e kennzeichnet, daß das gespeicherte Bild in einer Zeilenrichtung (28.1) abgetastet wird, die mit der Längsausdehnung der Streifenelektroden (7) einen Winkel einschließt, der von Null wesentlich verschieden ist und insbesondere 90° beträgt.
- 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß auf. der Fotoleiterschicht (6) den Enden der Streifenelektroden (7) entlang und in Abstand von ihnen eine Ableitelektrode (8) angebracht ist und daß zusätzlich zu derjenigen zur Abtastung des gespeicherten Bildes eine Abtastvorrichtung vorgesehen ist, mit welcher der jeweils im Ableit weg liegende Zwischenraum (25) beleuchtbar ist.- ζ ■- $ - VPA 83 P 3 1 2 1 DE
- 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, da d-u r.c h· gekennzeichnet, daß zur Abtastung der Bildpunkte und zum jeweiligen Anschluß der Elektroden (7) an die Ableitung (8) ein mit einem Strahlenteiler (19) verbundener Laserstrahlerzeuger (15) vorgesehen ist, der den Strahl (16) in Teilstrahlen (28, 23) aufteilt, von denen der eine (28) die Bildpunkte und der andere (23) die Zwischenräume (25) zwischen den Enden (26)' der Elektroden (7) und der Ableitung (8) abtastet.
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