DE3346551A1

DE3346551A1 - Device for optical scanning of an electrical charge image

Info

Publication number: DE3346551A1
Application number: DE19833346551
Authority: DE
Inventors: Ingmar Dr. 8521 Langensendelbach Feigt; Gottfried Lange; Michael 8520 Erlangen Vieth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-12-22
Filing date: 1983-12-22
Publication date: 1985-07-04

Abstract

Device for optical scanning of an electrical charge image which is applied to a luminous storage film (4) as X-ray transmission images by ionographic recording. According to the invention, the sensor (2) is provided as a transparent concave mirror (6) whose inner surface (8) is provided with a coating (14) which selectively reflects only the stimulation radiation (10) but is transparent to the emission luminescent radiation (12), and whose outer surface (16) is provided with a multiplicity of light guides (18) which are arranged next to one another and whose end faces are connected in each case in a planar fashion to the outer surface (16) of the concave mirror (6), and which is provided with an opening (22) at the apex. This configuration produces a device which utilises the useful angular range of the emitted light (12) of 180 DEG , for example, and in which the dynamic range of reception is enlarged. <IMAGE>

Description

Vorrichtung zur optischen Abtastung einesDevice for the optical scanning of a

elektrischen Ladunqsbildes Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur optischen Abtastung eines elektrischen Ladungsbildes, die durch elektroradiografische Aufzeichnung als Röntgen-Transmissionsbilder auf einer Speicherleuchtfolie aufgebracht sind.electrical charge image The invention relates to a device for optical scanning of an electrical charge image generated by electroradiographic Recording as X-ray transmission images applied to a phosphor screen are.

In der medizinischen Diagnostik ist es zweckmäßig, auch elektronische auf einer Isolierfläche liegende Ladungsbilder vor ihrer Entwicklung einer hochauflösenden Auswertung zu unterwerfen, ohne dabei die Ladungsverteilung und damit die Möglichkeit ein direktes sichtbares Bild davon herzustellen, zu zerstören. Man kann elektronische Bildauswerteverfahren mit der Elektroradiografie vereinigen, etwa eine Vereinigung von Computerradiografie CR und Elektroradiografie. Dadurch kann beispielsweise zunächst ein graustufenreiches Bild elektronisch gewonnen werden, bevor das Ladungsbild einen kantenbezogenen zerstörenden Kopierprozeß zugeführt wird. Außerdem ist auch die Rechnerauswertung eines bestehenden Ladungsbildes möglich.In medical diagnostics, it is also useful to use electronic means Charge images lying on an insulating surface before their development of a high-resolution one Subject to evaluation without thereby affecting the charge distribution and thus the possibility to create a direct visible picture of destroying. One can use electronic Combine image evaluation processes with electroradiography, for example a union of computed radiography CR and electroradiography. This can, for example, initially a grayscale image can be obtained electronically before the charge image is generated edge-related destructive copying process is fed. Besides, the Computer evaluation of an existing charge image is possible.

Es ist eine Vorrichtung zur optischen Abtastung eines elektrischen Ladungsbildes bekannt, bei der als analoger Wandler und Bildspeicher eine rechteckige, lichtspeichernde Festkörperplatte vorgesehen ist. Bei diesem Abtastsystem wird die Festkörperplatte auf einem Endlosband innerhalb der Auslesestation befördert. Das latente Bild eines menschlichen Körpers, das in dieser Festkörperplatte gespeichert ist, wird mit Hilfe eines Laserstrahls ausgelesen. Dabei gelangt der Laserstrahl über einen oszillierenden Ablenkspiegel eines Galvanometers und einer Linse auf die Oberfläche der lichtspeichernden Festkörperplatte und stimuliert das gespeicherte Ladungsbild, das durch Strahlen aus der speichernden Schicht gelangt. Diese Strahlen werden von einer Reflektionsplatte, die mit ihrer konkavgewölbten reflektierenden Oberfläche unmittelbar in der Nähe der auslesenden Zeile angeordnet ist, einem Eingang eines Lichtsammlers zugeleitet. Am Ende des Lichtsammlers ist ein Photomultiplier angeordnet, welcher die Strahlen in Bildsignale umwandelt. Den X-Scan erhält man durch den oszillierenden Laserstrahl, d.h., die Festkörperplatte wird zeilenweise ausgelesen. Durch die mechanische Fortbewegung der Festkörperplatte auf dem Endlosband entsteht der Y-Scan (europäisches Patent 0 072 568).It is a device for the optical scanning of an electrical Known charge image, in which a rectangular, light-storing solid-state disk is provided. In this scanning system, the Solid plate transported on an endless belt within the readout station. That latent image of a human body stored in this solid disk is is done with the help of a laser beam read out. It got there the laser beam through an oscillating deflecting mirror of a galvanometer and a lens on the surface of the light-storing solid-state plate and stimulates the stored charge image that comes out of the storage layer by radiation. These rays are reflected by a reflection plate, which is curved with its concave reflective surface arranged in the immediate vicinity of the reading line is fed to an input of a light collector. At the end of the light collector is a photomultiplier is arranged, which converts the beams into image signals. The X-Scan is obtained by the oscillating laser beam, i.e. the solid-state plate is read line by line. Through the mechanical movement of the solid-state plate the Y-scan is created on the endless belt (European patent 0 072 568).

Bei dieser bekannten Vorrichtung wird das emittierte Licht einer Zeile mit Hilfe der konkavgewölbten Oberfläche der Reflexionsplatte dem Lichtsammler zugeführt.In this known device, the emitted light is one line fed to the light collector with the help of the concave surface of the reflection plate.

Der Laserstrahl gelangt durch einen Spalt, der vom Lichtsammler und von der Reflexionsplatte gebildet wird, senkrecht auf die Festkörperplatte. Durch diese Zuordnung von Lichtsammler, Reflexionsplatte und oszillierenden Laserstrahl kann nur ein entsprechend geringer Teil des nutzbaren Winkelbereiches von beispielsweise 1800 des emittierten Lichtes ausgenutzt werden. Außerdem wird mit dem emittierten Licht der Festkörperplatte auch vom Laserstrahl erzeugtes Streulicht dem Lichtsammler zugeführt.The laser beam passes through a gap created by the light collector and is formed by the reflection plate, perpendicular to the solid-state plate. By this assignment of light collector, reflection plate and oscillating laser beam can only be a correspondingly small part of the usable angular range of, for example 1800 of the emitted light can be used. It is also issued with the Light from the solid-state plate also diffuses light generated by the laser beam to the light collector fed.

Somit ist der Dynamikbereich und das Signal-Raus,chverhältnis verhältnismäßig gering, beispielsweise etwa 8 bit.Thus, the dynamic range and the signal-to-noise ratio are proportionate low, for example about 8 bits.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur optischen Abtastung eines elektrischen Ladungsbildes anzugeben, bei welcher der nutzbare Winkelbe- reich des emittierten Lichtes von bei,spielsweise 180° ausgenutzt und der Dynamikbereich des Empfangs vergrößert wird. Außerdem soll die Vorrichtung einfach aufgebaut sein.The invention is based on the object of providing a device for indicate optical scanning of an electrical charge image in which the usable angle rich of emitted light from for example 180 ° is used and the dynamic range of reception is increased. Also should the device can be of simple construction.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit dem kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Durch die Gestaltung des Sensors erreicht man, daß der nutzbare Winkelbereich des durch die Stimulation erzeugten emittierten Lumineszenzlichtes wenigstens annähernd 1800 beträgt.This object is achieved according to the invention with the characterizing Features of claim 1. The design of the sensor achieves that the usable angular range of the emitted luminescent light generated by the stimulation is at least approximately 1800.

Außerdem wird das von der stimulierenden Strahlung erzeugte Streulicht annähernd wieder im gewünschten Bildpunkt abgebildet. Damit das von der stimulierenden Strahlung erzeugte Streulicht möglichst gering ist, wird die Stimulationsstrahlung durch eine Öffnung im Scheitelpunkt des Hohlspiegels senkrecht auf die Speicherleuchtfolie geführt. Somit. erfolgt die Abtastung beispielsweise eines latenten Röntgenbildes nach dem Reflexionsverfahren.In addition, the scattered light generated by the stimulating radiation approximated again in the desired pixel. So that from the stimulating Radiation generated scattered light is as low as possible, the stimulation radiation through an opening in the apex of the concave mirror perpendicular to the phosphor screen guided. Consequently. a latent x-ray image is scanned, for example according to the reflection method.

Das emittierte Luminesze,nzlicht. kann vorzugsweise mit Hilfe einer Vielzahl von Lichtleitern einem Photomulti.-plier zugeführt werden, der aus dem Lumineszenzlicht Bildsignale generiert. Der Sensor ist durch die Anordnung in einem Tangentialarm in einem vorbestimmten Abstand über der Speicherleuchtfolie angeordnet. Die analogen Signale der Speicherleuchtfolie werden mit Hilfe eines mechanisch rotierenden Systems ausgelesen, das nach dem Prinzip der Schallplatte oder der Laserbildplatte arbeitet.The emitted luminescence, additional light. can preferably be done with the help of a A multitude of light guides are fed to a photomultiplier from the Luminescent light generates image signals. Due to the arrangement, the sensor is in one Tangential arm arranged at a predetermined distance above the phosphor screen. The analog signals of the phosphor screen are generated with the help of a mechanically rotating System read out according to the principle of the record or the laser image plate is working.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung ist als Sensor ein Lichtleiterkabel mit einer Vielzahl von Lichtleitern vorgesehen. Die eine Stirnfläche des Lichtleiterkabels ist als Hohlspiegel gestaltet, der beispielsweise asphärisch, vorzugsweise sphärisch, sein kann. Außerdem ist die Innenfläche des Hohlspiegels mit einer selektiv nur die Stimulationsstrahlung reflektierenden, aber für die Emissionslumineszenztrahlung durchlässigen Schicht versehen. Die stimulierende Strahlung gelangt mit Hilfe eines Lichtinnenleiters des Lichtleiterkabels auf die Speicherleuchtfolie. Als stimulierende Strahlung kann vorzugsweise die Strahlung eines Helium-Neon-Lasers mit einer Wellenlänge von beispielsweise 633 nm vorgesehen sein. Die Strahlung erzeugt in der Speicherleuchtfolie eine Emissionslumineszenzstrahlung mit einer Wellenlänge von beispielsweise 380 nm.In a particularly advantageous embodiment of the device is a light guide cable with a plurality of light guides is provided as a sensor. One end face of the fiber optic cable is designed as a concave mirror, for example the aspherical, preferably spherical, can be. In addition, the inner surface of the Concave mirror with a selectively reflecting only the stimulation radiation, but provided a layer permeable to emission luminescent radiation. The stimulating Radiation reaches the with the help of an inner light conductor of the light guide cable Phosphor screen. Radiation can preferably be used as stimulating radiation a helium-neon laser with a wavelength of 633 nm, for example be. The radiation generates emission luminescence radiation in the phosphor screen with a wavelength of, for example, 380 nm.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung ist der Sensor und der Helium-Neon-Laser auf einander gegenüberliegenden Seiten der Speicherleuchtfolie angeordnet, das optische Abtasten beispielsweise eines latenten Röntgenbildes erfolgt somit nach einem Transmissionsverfahren. Unter Umständen kann es zweckmäßig sein, di.e Speicherleuchtfolie auf einer Zylindermantelfläche eines rotationssymmetrischen Zylinders anzuordnen. Der Sensor ist in einem Tragarm geführt, der parallel zur Rotationsachse des Zylinders angeordnet ist.In a further advantageous embodiment of the device is the sensor and the helium-neon laser are on opposite sides of the Storage luminescent film arranged, the optical scanning, for example, a latent The X-ray image is thus carried out according to a transmission method. May be it may be useful to place the phosphor screen on a cylindrical surface of a to arrange rotationally symmetrical cylinder. The sensor is guided in a support arm, which is arranged parallel to the axis of rotation of the cylinder.

Zur weiteren Erläuterung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur optischen Abtastung eines elektrischen Ladungsbildes nach der Erfindung schematisch veranschaulicht ist.For further explanation, reference is made to the drawing, in the one embodiment of a device for optical scanning of an electrical Charge image according to the invention is illustrated schematically.

Fig. 1 zeigt einen Sensor gemäß der Erfindung und in Fig. 2 ist die Vorrichtung zur optischen Abtastung eines elektrischen Ladungsbildes nach der Erfindung veranschaulicht.Fig. 1 shows a sensor according to the invention and in Fig. 2 is the Apparatus for the optical scanning of an electrical charge image according to the invention illustrated.

In der Ausführungsform nach Fig. 1 ist ein Sensor 2 einer Vorrichtung zur optischen Abtastung eines Ladungsbildes einer Speicherleuchtfolie 4, beispielsweise eines latenten Röntgenbildes, dargestellt. Der Sensor 2 ist als li.chtdurchlässiger Hohlspiegel 6 gestaltet, dessen Innenfläche 8 mit einer selektiv nur eine Stimulationsstrahlung 10 reflektierenden, aber für eine Emissionslumineszenzstrahlung 12 durchlässigen Schicht 14 versehen ist. Die Außenfläche 16 des Hohlspiegels 6 ist mit einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten Lichtleitern 18 versehen, von denen in der Figur nur ein Teil dargestellt ist und deren Stirnflächen jeweils flächig mit der Außenfläche 16 verbunden sind. Die von der Außenfläche 16 des Hohlspiegels 6 abgewandten Stirnflächen der Lichtleiter 18 sind mit einem Photomultiplier 20 verbunden. Der beispielsweise asphärisch, vorzugsweise sphärisch, gestaltete Hohlspiegel 6 ist im Scheitelpunkt mit einer Öffnung 22 mit einem Durchmesser von beispielsweise etwa 100 nm versehen. Der Sensor 2 ist in einem vorbestimmten Abstand zur Speicherleuchtfolie 4 angeordnet, d. h., der Brennpunkt des Hohlspiegels 6 befindet sich beispielsweise annähernd in der Speicherleuchtfolie 4. Als stimulierende Strahlung 10 ist eine Strahlung eines Helium-Neon-Lasers mit einer Wellenlänge von beispielsweise etwa 633 nm vorgesehen.In the embodiment of FIG. 1, a sensor 2 is a device for optical scanning of a charge image of a phosphor screen 4, for example of a latent X-ray image, shown. The sensor 2 is as li.chtranspariger concave mirror 6 designed, the inner surface 8 with a selective only reflecting stimulation radiation 10, but for emission luminescence radiation 12 permeable layer 14 is provided. The outer surface 16 of the concave mirror 6 is provided with a large number of light guides 18 arranged next to one another, only a part of which is shown in the figure and their end faces in each case are flatly connected to the outer surface 16. The one from the outer surface 16 of the concave mirror 6 facing away from the end faces of the light guides 18 are connected to a photomultiplier 20 tied together. The concave mirror, for example aspherical, preferably spherical, is designed 6 is at the apex with an opening 22 with a diameter of for example provided about 100 nm. The sensor 2 is at a predetermined distance from the phosphor screen 4 arranged, d. that is, the focal point of the concave mirror 6 is located, for example approximately in the storage luminescent film 4. The stimulating radiation 10 is a Radiation from a helium-neon laser with a wavelength of, for example, about 633 nm provided.

Diese Stimulationsstrahlung gelangt durch die Öffnung 22 annähernd senkrecht auf die Speicherleuchtschicht 4 und erzeugt dort eine Emissionslumineszenzstrahlung 12 mit einer Wellenlänge von beispielsweise etwa 380 nm. Außerdem erzeugt die Stimulationsstrahlung 10 ein Streulicht, das annähernd wieder im gewünschten Bildpunkt B abgebildet wird. Damit beispielsweise annähernd das gesamte Streulicht in diesem Bildpunkt B rückabgebildet wird, wählt man vorzugsweise einen sphärischen Hohlspiegel. Da im Wellenlängenbereich von beispielsweise etwa 380 nm der nutzbare Raumwinkel von Glasfaserleitern in der Größenordnung von etwa 8" liegt, vergrößert man den nutzbaren Raumwinkel des Sensor 2 durch diese Gestaltung auf beispielsweise annähernd 1800. Außerdem erhält man durch den Wellenlängenunterschied der beiden Strahlungen ein vergrößertes Signal-Rauschverhältnis und man kann mit Hilfe des Sensors 2 kleinere Dosiswerte im Speicherbild nachweisen. Somit erhält man ein graustufenzahlhaltiges Bild und der Dynamikbereich ist beispielsweise mindestens 60 dB, dh. etwa 12 bit.This stimulation radiation passes approximately through the opening 22 perpendicular to the storage luminescent layer 4 and generates emission luminescence radiation there 12 with a wavelength of, for example, approximately 380 nm. In addition, the stimulation radiation is generated 10 a scattered light which is again approximately imaged in the desired image point B. In this way, for example, almost all of the scattered light is re-imaged in this image point B. a spherical concave mirror is preferably chosen. Because in the wavelength range of, for example, about 380 nm, the usable solid angle of glass fiber conductors in the Is on the order of about 8 ", the usable solid angle of the sensor is increased 2 by this design to, for example, approximately 1800. In addition, one obtains by the difference in wavelengths between the two radiations enlarged Signal-to-noise ratio and you can use the sensor 2 smaller dose values in the memory image. This gives an image with gray levels and the dynamic range is, for example, at least 60 dB, ie. about 12 bit.

In Fig. 2 ist eine Vorrichtung zur optischen Abtastung eines elektrischen Ladungsbildes veranschaulicht. Die Speicherleuchtfolie 4 ist mit Hilfe von beispielsweise Unterdruck auf einen Plattenteller 24 angeordnet. Der Sensor 2 ist in einem Tangentialarm 26 angeordnet und wird nach dem Prinzip der Schallplatte- oder der Laserbildplattenabspielung geführt.In Fig. 2 is a device for the optical scanning of an electrical Charge image illustrated. The phosphor screen 4 is with the help of, for example Negative pressure is arranged on a turntable 24. The sensor 2 is in a tangential arm 26 and is based on the principle of record or laser image playback guided.

7 Patentansprüche 2 Figuren7 claims 2 figures

Claims

Claims 1. Device for the optical scanning of an electrical Charge image, which by electroradiographic recording as X-ray transmission images are applied to a phosphor screen (4), d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that a light-permeable concave mirror (6) is provided as the sensor (2) is whose inner surface (8) with a selective only the stimulation radiation (10) reflective layer that is transparent to the emission luminescence radiation (12) (14) is provided and its outer surface (16) with a plurality of side by side arranged light guides (18) is provided, the end faces of which are flat are connected to the outer surface (16) of the concave mirror (6), and that at the vertex is provided with an opening (22), and that this phosphor screen (4) on a Turntable (24) is arranged with a tangential arm (26) in which the sensor (2) is performed.

2. Apparatus according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the sensor (2) is an optical fiber cable with a large number of optical fibers (18) is provided, one end face of which is designed as a concave mirror and whose Inner light guide for the averaging of the stimulation radiation (10) is intended.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the one facing away from the outer surface (16) of the concave mirror (6) The end faces of the light guides (18) are connected to a photomultiplier (20).

4. Apparatus according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that spherical or aspherical mirrors are provided as a concave mirror (6) are.

5. Apparatus according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n z E i c h n e t that the stimulation radiation (10) is the radiation of a helium-neon laser is provided.

6. The device according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c It should be noted that the emission luminescence radiation (12) is radiation in the UV wavelength range is provided.

7. The device according to claim 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i. c h n e t that the phosphor screen (4) is applied to a cylindrical surface is and that the sensor (2) is guided in a support arm which is parallel to the axis of rotation of the cylinder is arranged.