DE68917804T2 - Schirm zum Speichern eines Strahlungsbildes. - Google Patents
Schirm zum Speichern eines Strahlungsbildes.Info
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Description
- Diese Erfindung betrifft eine Speicherplatte für ein Strahlungsbild mit einer stimulierbaren Leuchtstoffschicht, insbesondere eine Speicherplatte für ein Strahlungsbild, die Strahlungsbilder hoher Strahlenempfindlichkeit und Schärfe zu liefern vermag.
- Strahlungsbilder, wie Röntgenbilder, werden oftmals zur Diagnose von Krankheiten benutzt. Zur Herstellung von Röntgenbildern wurden bereits Röntgenbilder-Speicherverfahren entwickelt, bei welchen Bilder direkt aus einer Leuchtstoffschicht anstelle eines lichtempfindlichen Silberhalogenid- Aufzeichnungsmaterials aufgenommen wurden. Zu diesen Verfahren gehört beispielsweise ein Verfahren, bei welchem durch eine Vorlage hindurchgetretene Strahlung, in der Regel Röntgenstrahlung, mittels eines Leuchtstoffs absorbiert und danach dieser Leuchtstoff durch Licht oder Wärmeenergie angeregt wird. Hierbei kommt es zur Abstrahlung der durch die geschilderte Strahlungsabsorption gespeicherten Strahlungsenergie als Fluoreszenz. Letztere wird dann in Bildform nachgewiesen.
- Insbesondere aus der US-PS 3 859 527 und der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 12144/1980 sind mit einem stimulierbaren Leuchtstoff arbeitende Strahlungsbild-Speicherverfahren unter Benutzung von sichtbarem Licht oder IR-Strahlung als stimulierendem Licht bekannt. Bei diesem Verfahren wird eine Speicherplatte für ein Strahlungsbild (im folgenden als "Speicherplatte" bezeichnet) mit einer auf einem Schichtträger gebildeten stimulierbaren Leuchtstoffschicht (im folgenden der Einfachheit halber als "stimulierbare Schicht" bezeichnet) benutzt. Durch eine Vorlage hindurchgetretene Strahlung wird auf die stimulierbare Schicht der Speicherplatte auftreffen gelassen, wobei durch Ansammlung der Strahlungsenergie entsprechend dem Strahlungsdurchlässigkeitsgrad sämtlicher Bereiche der Vorlage ein latentes Bild entsteht. Danach wird die stimulierbare Schicht mit dem stimulierenden Licht abgetastet. Hierbei kommt es zu einer Abstrahlung der in den (verschiedenen) Bereichen gespeicherten Strahlungsenergie unter Umwandlung derselben in Licht und zur Ausbildung eines Bildes entsprechend den auf der betreffenden Lichtstärke basierenden Signalen.
- Das letztlich erhaltene Bild kann als Hartkopie oder auf einer Kathodenstrahlröhre (CRT) reproduziert werden.
- Allgemein gesagt neigt die Strahlungsempfindlichkeit der Speicherplatte dazu, mit zunehmender Dicke der stimulierbaren Schicht größer zu werden. Die Schärfe der Speicherplatte wird dagegen mit abnehmender Dicke der stimulierbaren Schicht größer.
- Ein die Speicherplatte betreffender Stand der Technik ist beispielsweise aus der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 11393/1981 bekannt. Bei der bekannten Speicherplatte ist auf einer Grenzfläche einer durch Dispergieren stimulierbarer Leuchtstoffe in Bindemitteln hergestellten stimulierbaren Schicht eine aus einem Metall bestehende lichtreflektierende Schicht vorgesehen. Die aus einem Metall bestehende lichtreflektierende Schicht dient zum Ersatz des inneren Teils der stimulierbaren Schicht, der von einer von dem einfallenden stimulierenden Licht getroffenen Oberfläche der stimulierbaren Schicht abgewandt ist. Dadurch läßt sich die stimulierbare Schicht dünner machen, eine Ausbreitung des stimulierenden Lichts in der stimulierbaren Schicht unterdrücken und ein Strahlungsbild hoher Schärfe herstellen. Obwohl man bei diesem Verfahren die Ausbreitung oder Streuung des stimulierenden Lichts in der Schicht unter Verminderung der Dicke der stimulierbaren Schicht unterdrücken kann, kommt es in der betreffenden Schicht zu einer Streuung des die metallische lichtreflektierende Schicht erreichenden stimulierenden Lichts, die jedoch kaum irgendwie gerichtet ist. Folglich wird das stimulierende Licht in die verschiedensten Richtungen auf die stimulierbare Schichtseite zurückreflektiert. Dadurch kommt es erneut zu einer Streuung in der stimulierbaren Schicht und zu einer breit angelegten Stimulierung des stimulierbaren Leuchtstoffs. Die Folge davon ist (nur) eine geringe Verbesserung der Bildschärfe.
- Aus der US-A-4 380 702 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem auf einer Oberfläche einer durch Dispergieren stimulierbarer Leuchtstoffe in Bindemitteln hergestellten stimulierbaren Schicht anstelle der aus der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 11393/1981 bekannten lichtreflektierenden Schicht aus einem Metall eine reflektierende Schicht aus weißen Pigmenten vorgesehen ist. Unter Verwendung der lichtreflektierenden Schicht aus weißen Pigmenten kann die Dicke der stimulierenden Schicht zur Unterdrückung der Ausbreitung des stimulierbaren Lichts in der stimulierbaren Schicht weiter vermindert werden. Auf diese Weise lassen sich Strahlungsbilder hoher Schärfe herstellen.
- Bei dem stimulierbaren Leuchtstoff handelt es sich jedoch um eine Art weißes Pigment. Dies bedeutet, daß bei diesem Verfahren lediglich ein Teil der durch Dispergieren des stimulierbaren Leuchtstoffs, d.h. einer Art weißes Pigment, in dem Bindemittel hergestellten stimulierbaren Schicht durch die durch Dispergieren der weißen Pigmente in den Bindemitteln hergestellte weiße Pigmentschicht ersetzt wird. Aus diesem Grunde läßt sich bei diesem Verfahren die Ausbreitung oder Streuung des stimulierenden Lichts in der stimulierbaren Schicht mit sinkender Dicke der stimulierbaren Schicht unterdrücken. Das die lichtreflektierende Schicht aus dem weißen Pigment unter Streuung in der stimulierbaren Schicht erreichende stimulierende Licht wird jedoch unregelmäßig auf der Oberfläche der lichtreflektierenden Schicht aus den weißen Pigmenten reflektiert oder in der lichtreflektierenden Schicht aus den weißen Pigmenten gestreut und auf die stimulierbare Schichtseite reflektiert, so daß es erneut in der stimulierbaren Schicht unter breit angelegter Stimulierung des stimulierbaren Leuchtstoffs gestreut wird. Dies führt nur zu einer geringeren Verbesserung der Bildschärfe.
- Aus der US-A-4 621 196 ist eine Speicherplatte mit einem Schichtträger, einer darauf befindlichen lichtreflektierenden Schicht, einer auf dieser vorgesehenen farbigen Zwischenschicht und einer auf der Oberseite vorgesehenen Leuchtstoffschicht bekannt.
- Eine bindemittelfreie stimulierbare Schicht gemäß der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 73100/1986 vermag nicht nur das Ladungsverhältnis des Leuchtstoffs deutlich, sondern auch die Richtungsverteilung des stimulierenden Lichts und die stimulierte Emission in der stimulierbaren Schicht zu verbessern. Dies führt insgesamt zu einer Verbesserung der Strahlungsempfindlichkeit der Speicherplatte und gleichzeitig zu einer Verbesserung der Bildschärfe. Da man sich zur Herstellung der bindemittelfreien stimulierbaren Schicht Vakuumbedampfungs- und Zerstäubungsverfahren bedienen kann, muß der verwendete Schichtträger wärmebeständig sein. Aus diesem Grunde werden als Schichtträger bevorzugt kristallisierte Gläser, chemisch verstärkte Gläser u.dgl. verwendet. Diese Schichtträger müssen jedoch eine merkliche Dicke aufweisen, um den Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften zu genügen. Dies führt zu einer kräftigen Streuung eines Teils des stimulierenden Lichts im Schichtträger und (folglich) zu einem Schärfeverlust.
- Weiterhin ist aus der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 133399/1987 eine Speicherplatte bekannt, bei welcher an der Grenzfläche jeder Seite der stimulierbaren Schicht eine lichtreflektierende Schicht vorgesehen ist. Aus der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 133400/1987 ist eine Speicherplatte bekannt, bei der auf der Grenzfläche beider Seiten der stimulierbaren Schicht eine Licht streuende Schicht vorgesehen ist. Obwohl sich diese Speicherplatten durch eine ausgezeichnete Strahlungsbildempfindlichkeit und Bildschärfe auszeichnen, gibt es noch Raum für eine Verbesserung der Speicherplatte.
- Wie bereits erwähnt, gibt es bislang noch keine Speicherplatte sowohl hervorragender Strahlungsempfindlichkeit als auch ausgezeichneter Schärfe.
- Der Erfindung lag folglich die Aufgabe zugrunde, eine Speicherplatte hervorragender Strahlungsempfindlichkeit und Schärfe bereitzustellen.
- Die erfindungsgemäße Speicherplatte für ein Strahlungsbild umfaßt einen Schichtträger und - in der angegebenen Reihenfolge - eine darauf befindliche Lichtabschirmschicht einer Lichtdurchlässigkeit für Licht einer Wellenlänge von 500 nm bis 900 nm von 5% oder weniger, eine auf dieser vorgesehene Lichtstreuschicht eines Lichtreflexionsindex für Licht einer Wellenlänge von 300 nm bis 900 nm von 40% oder mehr und eine auf letzterer befindliche bindemittelfreie stimulierbare Leuchtstoffschicht.
- Fig. 1 ist eine schematische Querschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Speicherplatte;
- Fig. 2 ist eine schematische Querschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Speicherplatte;
- Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines Strahlungsbild-Umwandlungsverfahrens.
- In Fig. 4 sind die Strahlungsempfindlichkeit und die MTF- Kennwerte von Speicherplatten gemäß den Beispielen und Vergleichsbeispielen dargestellt.
- Die Bauweise der erfindungsgemäßen Speicherplatte wird im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben. Fig. 1 und 2 sind schematische Querschnittdarstellungen eines Beispiels einer erfindungsgemäßen Speicherplatte. In den Zeichnungen bezeichnen die Bezugszahlen 1 einen Schichtträger, 2 eine stimulierbare Schicht, 3 eine Lichtabschirmschicht, 4 eine Lichtstreuschicht und 5 eine Schutzschicht.
- Die erfindungsgemäße Speicherplatte enthält - wie aus Fig. 1 und 2 hervorgeht - die stimulierbare Schicht 2 auf dem Schichtträger 1. Sie enthält weiter eine Lichtabschirmschicht 3 und eine Lichtstreuschicht 4. Die Lichtabschirmschicht 3 und die Lichtstreuschicht 4 sind in der Reihenfolge (von der Seite des Schichtträgers 1 aus gesehen) Lichtabschirmschicht 3 und Lichtstreuschicht 4 zwischen dem Schichtträger 1 und der stimulierbaren Schicht 2 vorgesehen.
- Die erfindungsgemäße Speicherplatte kann auf der stimulierbaren Schicht 2 zu ihrem Schutz gegen äußere chemische und Physikalische Reize eine Schutzschicht 5 aufweisen.
- Bei dem die stimulierbare Schicht in der erfindungsgemäßen Speicherplatte bildenden stimulierbaren Leuchtstoff handelt es sich um einen solchen mit stimulierter Emission entsprechend der Dosis des ersten Lichts oder hochenergetischer Strahlung durch optische, thermische, mechanische, chemische oder elektrische Stimulierung (Stimulierungsanregung) nach Bestrahlung mit dem ersten Licht oder hochenergetischer Strahlung, vorzugsweise einen Leuchtstoff mit einer durch stimulierendes Licht von 500 nm oder länger stimulierten Emission. Beispiele für solche stimulierbare Leuchtstoffe sind solche, die durch BaSO&sub4;:Ax (vgl. ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 80487/1973), SrSO&sub4;:Ax (vgl. ungeprüfte japanische Patentveröffentlichtung Nr. 80489/1973), Li&sub2;B&sub4;O&sub7;:Cu, Ag, u.dgl. (vgl. ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 39277/1978), Li&sub2;O (B&sub2;O&sub2;)x:Cu und Li&sub2;O (B&sub2;O&sub2;)x:Cu,Ag, u.dgl. (vgl. ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 47883/1979), SrS:Ce,Sm, SrS:Eu,Sm, La&sub2;O&sub2;S:Eu,Sm und (Zn,Cd)S:Mn,X (vgl. US-PS 3 859 527) darstellbar sind.
- Hierzu gehören auch der ZnS:Cu,Pb Leuchtstoff, der durch die Formel BaO xAl&sub2;O&sub3; :Eu darstellbare Bariumaluminat-Leuchtstoff und der aus der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 12142/1980 bekannte und durch die Formel MIIO xSiO&sub2;:A darstellbare Erdalkalimetallsilikat-Leuchtstoff.
- Weitere Beispiele für Leuchtstoffe sind die aus der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 12143/1980 bekannten Erdalkalifluorhalogenid-Leuchtsoffe der folgenden Formel: (Bal-x-yMgxCay)Fx:Eu²&spplus;;
- die aus der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 12144/1980 (entspricht der US-PS 4 236 078) bekannten Leuchtstoffe: LnOX:xA;
- die aus der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 12145/1980 bekannten Leuchtstoffe: (Bal-xMIIx)FX:yA;
- die aus der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 84389/1980 bekannten Leuchtstoffe: BaFX:xCe,yA;
- die aus der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 160078/1980 bekannten, seltenerde-aktivierten zweiwertigen metallischen Fluorhalogenid-Leuchtstoffe: MIIFX xA:yLn, die Leuchtstoffe gemäß einer der folgenden Formeln: ZnS:A, CdS:A, (Zn,Cd)S:A, ZnS:A,X und CdS:A,X;
- die aus der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 38278/1984 bekannten Leuchtstoffe entsprechend einer der folgenden Formeln: xM&sub3;(PO&sub4;)&sub2; NX&sub2;:yA und M&sub3;(PO&sub4;)&sub2;:yA;
- die aus der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 155487/1984 bekannten Leuchtstoffe entsprechend einer der folgenden Formeln: nReX&sub3; mAX'&sub2;:xEu und nReX&sub3; mAX'2:xEu,ySm;
- die aus der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 72087/1986 bekannten Alkalihalogenid-Leuchtstoffe entsprechend der folgenden Formel: MIX aMIIx'&sub2;:bMIIIX"&sub3;:cA und
- die aus der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 228400/1986 bekannten wismut-aktivierten Alkalihalogenid-Leuchtstoffe der Formel: MIX:xBi und dergleichen.
- Besonders bevorzugt werden Alkalihalogenid-Leuchtstoffe, da (in diesem Falle) solche stimulierbare Leuchtstoffschichten ohne Schwierigkeiten beispielsweise durch Vakuumbedampfung oder Zerstäubung hergestellt werden können.
- Der in der erfindungsgemäßen Speicherplatte für ein Strahlungsbild zu verwendende stimulierbare Leuchtstoff ist jedoch nicht auf die genannten beschränkt. Vielmehr kann jeder Leuchtstoff, der nach Bestrahlung mit stimulierendem Licht nach der (ursprünglichen) Strahlungsbelichtung eine stimulierte Fluoreszenz zeigt, verwendet werden.
- Die stimulierbare Schicht der erfindungsgemäßen Speicherplatte kann aus einer Gruppe stimulierbarer Schichten mit einer oder zwei oder mehreren stimulierbaren Schicht(en) mit mindestens einem der genannten stimulierbaren Leuchtstoffe bestehen. Die in den einzelnen stimulierbaren Leuchtstoffschichten enthaltenen stimulierbaren Leuchtstoffe können gleich oder verschieden sein.
- Zur Ausbildung der stimulierbaren Schicht kann man sich der aus der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 12600/1981 bekannten Auftragverfahren bedienen. Man kann auch ein physikalisches Bedampfungsverfahren, z.B. eine Dampfablagerung, durchführen.
- Die durch ein physikalisches Bedampfungsverfahren gebildete stimulierbare Schicht besitzt im allgemeinen ein höheres Ladungsverhältnis der Leuchtstoffe als eine durch ein Beschichtungsverfahren gebildete stimulierbare Schicht. Erstere besitzt somit eine höhere Strahlungsempfindlichkeit
- Die Dicke der stimulierbaren Schicht der erfindungsgemäßen Speicherplatte kann entsprechend der Empfindlichkeit der Speicherplatte für das Strahlungsbild gegenüber der benutzten Strahlung und der Natur des stimulierbaren Leuchtstoffs verschieden sein. Bei Abwesenheit eines Bindemittels beträgt sie zweckmäßigerweise 10 - 1000, vorzugsweise 30 - 800 µm. Im Falle der Anwesenheit eines Bindemittels beträgt sie zweckmäßigerweise 20 - 1000, vorzugsweise 50 - 500 µm.
- Der für die erfindungsgemäße Speicherplatte zu verwendende Schichtträger kann beispielsweise aus den verschiedensten Arten polymerer Werkstoffe, Gläsern, z.B. kristallisiertem Glas, Keramikwerkstoffen oder Metallen bestehen.
- Zu den polymeren Werkstoffen oder Materialien gehören Filme aus beispielsweise Celluloseacetat, Polyestern, Polyethylenterephthalat, Polyamiden, Polyimiden, Triacetat und Polycarbonat. Zu den Metallen gehören beispielsweise Metallfolien oder Metallbleche aus Aluminium, Eisen, Kupfer oder Chrom, oder Metallfolien oder Metallbleche mit darauf aufgetragenen Filmen aus Oxiden der betreffenden Metalle. Zu den Gläsern gehören beispielsweise chemisch verstärktes Glas und kristallisiertes Glas. Zu den keramischen Werkstoffen gehören beispielsweise gesinterte Platten aus Aluminiumoxid oder Zirkoniumoxid. Wird die stimulierbare Schicht nach einem Dampfphasen-Beschichtungsverfahren hergestellt, besteht der Schichtträger vorzugsweise aus kristallisiertem Glas.
- Die Dicke dieser Schichtträger, die entsprechend der Qualität des zu verwendenden Schichtträgers variieren kann, beträgt im allgemeinen 80 µm bis 5 mm, vorzugsweise - aus Gründen einer vereinfachten Handhabung - 200 µm bis 3 mm.
- Die Oberfläche dieser Schichtträger kann glatt oder andererseits zur verbesserten Haftung der daraufliegenden Schicht aufgerauht sein. Die Oberfläche der Schichtträger kann ferner konkav/konvex sein. Andererseits kann der Schichtträger eine Oberflächenstruktur aufweisen, auf der ein dichtes, eng gepacktes, feines ziegelförmiges Platten-Muster vorgesehen ist.
- Das Hauptmerkmal einer erfindungsgemäßen Speicherplatte besteht im Vorhandensein der Lichtabschirmschicht und Lichtstreuschicht (in der angegebenen Reihenfolge von der Schichtträgerseite her) zwischen dem Schichtträger und der stimulierbaren Schicht. Im Falle lediglich der Anwesenheit der Lichtabschirmschicht verschlechtert sich die Bildempfindlichkeit. Im Falle der Anwesenheit lediglich der Lichtstreuschicht verschlechtert sich die Bildschärfe. In beiden Fällen läßt sich die erfindungsgemäß zu lösende Aufgabe nicht erfolgreich lösen.
- Die durch die erfindungsgemäße Speicherplatte erzielbare Wirkung ist besonders ausgeprägt, wenn der Schichtträger (in sich) einen Teil des stimulierenden Lichts zu streuen vermag, beispielsweise aus dem genannten kristallisierten Glas, chemisch verstärkten Glas oder Keramik-Sinterplatten, besteht.
- Bei der Lichtabschirmschicht einer erfindungsgemäßen Speicherplatte handelt es sich um eine Schicht, die einen Durchtritt des stimulierenden Lichts durch Absorption oder Reflexion desselben auf der Schichtoberfläche zu verhindern vermag.
- Die erfindungsgemäß benutzte Lichtabschirmschicht besitzt eine Lichtdurchlässigkeit von 5% oder weniger, vorzugsweise 1% oder weniger, um den Durchtritt von stimulierendem Licht einer Wellenlänge von 500 - 900 nm, insbesondere 600 - 800 nm, hauptsächlich durch Reflektieren oder Absorbieren desselben zu verhindern. Ferner besitzt die Lichtabschirmschicht zum Zwecke der Reflexion des stimulierenden Lichts einen Lichtreflexionsindex von 70 - 200% gegenüber dem stimulierenden Licht und zum Zwecke der Absorption des stimulierenden Lichts von 70% oder weniger. Der Lichtreflexionsindex wird gemessen, indem für eine weiße Standardplatte (MgO) ein Wert von 100% festgelegt wird. Die Messung der Lichtdurchlässigkeit basiert auf einer Lichtdurchlässigkeit von 100% für Luft. In beiden Fällen erfolgten die Messungen mit Hilfe eines Spektralphotometers (Modell S57 von Hitachi K.K.) unter Verwendung einer 10 mm dicken Küvette. Die Vorrichtung wird im folgenden in ähnlicher Weise benutzt.
- Die Lichtdurchlässigkeit und der Lichtreflexionsindex werden durch Meßwerte der jeweiligen Schicht in der in der Praxis benutzten Dicke angegeben.
- Werkstoffe zur Herstellung der Lichtabschirmschicht sind beispielsweise Metalle, wie Aluminium, Nickel, Chrom, Silber, Kupfer, Platin und Rhodium, "schwarze" Keramikwerkstoffe, wie Titanoxid (TiOx; 1 ≤ x ≤ 2), Chromoxid (Cr&sub2;O&sub3;) und ein Gemisch aus Aluminiumoxid und Titanoxid (Al&sub2;O&sub3; xTiOy; 0,1 ≤ x ≤ 0,5; 1 ≤ y ≤ 2).
- Je nach den benutzten Werkstoffen kann man sich eines geeigneten Verfahrens zur Ausbildung der Lichtabschirmschicht bedienen. Werden beispielsweise die genannten Metalle benutzt, kann man beispielsweise ein Bedampfungsverfahren, ein Zerstäubungsverfahren, ein Ionenplattierverfahren, ein Galvanisierverfahren oder ein Flammsprühverfahren durchführen. Im Falle der Verwendung "schwarzer" Keramikwerkstoffe kann man beispielsweise ein Beschichtungsverfahren oder ein Flammsprühverfahren durchführen. Zu den Flammsprühverfahren gehören beispielsweise das Gas-Flammsprühverfahren, bei welchem eine Gasflamme hoher Temperatur als Wärmequelle benutzt wird, das elektrische Flammsprühverfahren, bei welchem ein Bogen oder Plasma als Wärmequelle benutzt wird, und dergleichen. Das Gas-Flammsprühverfahren besitzt den Vorteil, daß die Herstellungskosten gering sind. Vorteilhaft an dem elektrischen Flammsprühverfahren ist, daß dabei Filme hoher Dichte und guter Haftung erhältlich sind.
- Im Falle der Vakuumbedampfung und Zerstäubung beträgt die Dicke der Lichtabschirmschicht vorzugsweise 0,01 - 0,5 µm. Im Falle des Galvanisierverfahrens und des Flammsprühverfahrens beträgt die Dicke 10 - 100 µm. Unterschreitet die Dicke der Lichtabschirmschicht die angegebene Untergrenze, wird der Durchtritt an stimulierendem Licht unerwünscht groß. Übersteigt sie die angegebene Obergrenze, kann es zu einer verschlechterten Haftung, zu einer Verwerfung, zu einer Verformung u.dgl. kommen.
- Die Lichtstreuschicht der erfindungsgemäßen Speicherplatte vermag das stimulierende Licht und/oder die stimulierte Emission einer Wellenlänge von 300 - 900 nm zu reflektieren oder darin zu streuen. Man erhält ohne weiteres eine Speicherplatte der gewünschten Empfindlichkeit und Schärfe, indem man den Lichtstreuungsgrad durch geeignete Erhöhung oder Verminderung der Dicke der Lichtstreuschicht steuert.
- Die Lichtstreuschicht besitzt einen Lichtreflexionsindex von 40% oder mehr, vorzugsweise 60% oder mehr.
- Als Werkstoff zur Ausbildung der Lichtstreuschicht eignen sich beispielsweise weiße Pigmente, wie Bleiweiß, Zinkoxid und Titanoxid, Keramikwerkstoffe, wie Aluminiumoxid (Al&sub2;O&sub3;) und Zirkoniumoxid (ZrO&sub2;) oder eine Mischung derselben mit mindestens einer weiteren Komponente, bestehend aus Titanoxid (TiO&sub2;), Siliziumdioxid (SiO&sub2;), Magnesiumoxid (MgO), Galciumoxid (CaO) und Calciumcarbonat (CaCO&sub3;), z.B. Aluminiumoxid-Titanoxid (Al&sub2;O&sub3; xTiO&sub2;; 0,01 ≤ x ≤ 0,05), Aluminiumoxid-Siliziumdioxid (Al&sub2;O&sub3;,xSiO&sub2;; 0,01 ≤ x ≤ 0,5) und Zirkoniumoxid-Magnesiumoxid (ZrO&sub2; xMgO; 0,01 ≤ x ≤ 0,5), sowie Gläser. Von diesen werden solche hervorragender Wärmebeständigkeit, die durch die während der Herstellung der Speicherplatte (wenn beispielsweise die stimulierbare Schicht durch Vakuumbedampfung hergestellt wird) einwirkende Wärme nicht beeinträchtigt werden, z.B. keramische Werkstoffe, bevorzugt.
- Das Verfahren zur Herstellung der Lichtstreuschicht ist keinen besonderen Beschränkungen unterworfen. Vorzugsweise erfolgt jedoch die Herstellung der Lichtstreuschicht nach dem Flammsprühverfahren, da man hierbei eine Schicht gleichmäßiger Dicke über eine große Fläche herstellen kann.
- Vorzugsweise wird als Lichtstreuschicht eine solche aus den genannten keramischen Werkstoffen, insbesondere "weißen" keramischen Werkstoffen, nach dem Flammsprühverfahren hergestellt.
- Als Flammsprühwerkstoff eignet sich beispielsweise ein solcher in Pulver- oder Stäbchenform. Die durchschnittliche Teilchengröße pulverförmiger Flammsprühwerkstoffe beträgt zweckmäßigerweise 50 µm oder weniger, vorzugsweise 30 µm oder weniger.
- Die Dicke der Lichtstreuschicht, die - wie erwähnt - entsprechend dem Reflexions- und Streugrad in geeigneter Weise festgelegt wird, beträgt zweckmäßigerweise 5 - 200, vorzugsweise 20 - 100 µm. Eine zu geringe Dicke der Lichtstreuschicht kann zu einer Senkung des Verhältnisses der in der Lichtstreuschicht reflektierten und gestreuten und zu der stimulierbaren Schicht zurückkehrenden stimulierten Emission führen. Die Folge davon ist eine Verschlechterung der Empfindlichkeit. Eine zu große Dicke der Lichtstreuschicht kann unter Schärfeverschlechterung zu einer übermäßigen Ausbreitung der stimulierten Emission in der Lichtstreuschicht führen.
- Erfindungsgemäß kann die Speicherplatte mit einer Empfindlichkeit entsprechend dem Muster der in der Vorlage absorbierten Strahlungsdosis (vgl. ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung Nr. 214700/1988) abgeändert werden, indem man von dem erfindungsgemäßen Merkmal, die Empfindlichkeit durch Verändern der Dicke der Lichtstreuschicht zu variieren, Gebrauch gemacht wird. Ferner kann die Oberfläche und/oder ein Innenteil der Lichtstreuschicht mit Hilfe der in der Beschreibung der genannten Patentanmeldung angegebenen Farbstoffe und Pigmente farbig gemacht werden.
- Die Oberflächen der Lichtabschirmschicht und der Lichtreflexionsschicht können glatt oder uneben (konkaves/konvexes Muster) sein.
- In der erfindungsgemäßen Speicherplatte kann zwischen den die Speicherplatte bildenden Schichten zur Verbesserung der Haftung der jeweiligen Schichten eine Haftschicht vorgesehen sein.
- Bei der erfindungsgemäßen Speicherplatte kann ferner auf der stimulierbaren Schicht mindestens eine Schutzschicht vorgesehen sein, um die stimulierbare Schicht gegen chemische Reize aus der äußeren Atmosphäre, insbesondere Feuchtigkeit, zu schützen.
- Als Werkstoff zur Bildung einer solchen Schutzschicht eignen sich bevorzugt solche guter Durchsichtigkeit mit der Fähigkeit, lagenförmig ausgeformt werden zu können. Ferner handelt es sich bei der Schutzschicht vorzugsweise um eine solche hoher Durchlässigkeit in einem breiten Wellenlängenbereich zum wirksamen Hindurchlassen des stimulierenden Lichts und der stimulierten Emission, vorzugsweise um eine solche einer Durchlässigkeit von 80% oder mehr. Als Schutzschichten eignen sich beispielsweise Glasplatten aus Quarzglas, Borsilikatglas, chemisch verstärktem Glas oder organischen polymeren Verbindungen, wie PET, OPP und Polyvinylchlorid. Das Borsilikatglas zeigt im Wellenlängenbereich von 330 nm bis 2,6 µm eine Durchlässigkeit von 80% oder mehr. Das Quarzglas zeigt selbst in einem noch kürzeren Wellenlängenbereich eine hohe Durchlässigkeit.
- Zur Bildung der Schutzschicht eignet sich wegen seiner feuchtigkeitshemmenden Eigenschaften als auch seiner Lichtdurchlässigkeit vorzugsweise eine Glasscheibe.
- Die Dicke der Schutzschicht beträgt im Hinblick auf die Gewährleistung guter Wasserdampfbarriereeigenschaften im allgemeinen 10 µm bis 3 mm, vorzugsweise 100 µm oder mehr. lin Falle, daß die Dicke der Schutzschicht 500 µm oder mehr beträgt, erhält man eine Speicherplatte hervorragender Haltbarkeit und Gebrauchsdauer.
- In der erfindungsgemäßen Speicherplatte kann zwischen der stimulierbaren Schicht und der Schutzschicht eine Schicht mit gegenüber der Schutzschicht niedrigerem Lichtbrechungsindex vorgesehen sein. Ferner kann zwischen der stimulierbaren Schicht und der genannten Schicht niedrigeren Lichtbrechungsindexes eine Schicht mit gegenüber der Schicht mit niedrigem Lichtbrechungsindex höherem Lichtbrechungsindex vorgesehen sein. Bei Einhaltung der geschilderten Bauweise der Schutzschichten lassen sich die Haltbarkeit und Gebrauchsdauer der Speicherplatte ohne Beeinträchtigung der Bildschärfe verbessern.
- Die Ausbildung einer reflexionsverhindernden Schicht, z.B. aus MgF&sub2;, auf der Oberfläche der Schutzschicht, kann für einen wirksamen Durchtritt des stimulierenden Lichts und der stimulierten Emission sowie einen verminderten Schärfeverlust sorgen.
- Der Lichtbrechungsindex der Schutzschicht, dem keine speziellen Grenzen gesetzt sind, kann im allgemeinen im Bereich von 1,4 - 2,0 liegen.
- Die Schutzschicht kann gewünschtenfalls zwei- oder mehrlagig ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist die aus der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 15500/1987 bekannte Bauweise, bei der im Hinblick auf ihre Wasserdampfbarriereeigenschaften zwei oder mehrere Lagen mit voneinander unterschiedlichen Rückgewinnungseigenschaften kombiniert sind.
- Bei der erfindungsgemäßen Speicherplatte kann die Schutzschicht ferner als Schichtträger dienen.
- Die erfindungsgemäße Speicherplatte kann im Rahmen des in Fig. 3 schematisch dargestellten Strahlungsbild-Umwandlungsverfahrens benutzt werden.
- In Fig. 3 bezeichnen 41 einen Strahlungsgenerator; R die vom Strahlungsgenerator erzeugte Strahlung; 42 eine Vorlage; RI durch die Vorlage hindurchgetretene Strahlung; 43 eine erfindungsgemäße Speicherplatte; 44 eine Quelle für stimulierendes Licht; 45 einen photoelektrischen Wandler zum Nachweis der von der Speicherplatte abgestrahlten stimulierten Emission; 46 eine Einheit zur bildlichen Wiedergabe der durch 45 nachgewiesenen Signale; 47 eine Einheit zur Darstellung eines reproduzierten Bildes; 48 ein Filter zur Trennung des stimulierenden Lichts und der stimulierten Emission und zum Hindurchlassen lediglich der stimulierten Emission. Die der Einheit 45 nachgeschalteten Einheiten können aus beliebigen Einheiten zur bildlichen Reproduktion von Lichtinformation aus der Speicherplatte 43 bestehen. Sie sind nicht auf die genannten Einheiten beschränkt.
- Wie aus Fig. 3 hervorgeht, wird die Strahlung aus dem Strahlungsgenerator 41 durch die Vorlage 42 hindurch auf die Speicherplatte 43 auftreffen gelassen. Die aufgetroffene Strahlung wird in der Leuchtstoffschicht der Speicherplatte 43 absorbiert. Darin wird ihre Energie in Form eines Speicherbildes des Strahlungsdurchtrittsbildes gespeichert.
- Danach wird dieses Speicherbild durch das stimulierende Licht aus der Stimulationslichtquelle 44 angeregt und als stimulierte Emission bzw. Anregungsemission emittiert. Die Stärke der hierbei abgestrahlten stimulierten Emission ist zur Menge an gespeicherter Strahlungsenergie proportional. Folglich kann dieses Lichtsignal mit Hilfe des photoelektrischen Wandlers 45, beispielsweise einer Photoelektronenvervielfacherröhre, photoelektrisch umgewandelt, durch die Bildwiedergabeeinheit 46 als Bild reproduziert und durch die Bilddarstellungseinheit 47 sichtbar gemacht werden, so daß das Strahlungsdurchtrittsbild der Vorlage betrachtet werden kann.
- Die Erfindung wird anhand der Beispiele näher erläutert.
- Ein aus einer 1 mm dicken Scheibe aus kristallisiertem Glas bestehender Schichtträger wurde einer Sandstrahlbehandlung unterworfen. Danach wurde auf die Oberfläche der Scheibe durch Flammsprühen von Al&sub2;O&sub3; 40%TiO&sub2; mit Hilfe einer Lokide- Stabsprühvorrichtung eine Lichtabschirmschicht einer Dicke von 40 µm, einer Lichtdurchlässigkeit von 0% und eines Lichtreflexions- bzw. -brechungsindexes von 14% gebildet.
- Auf die Lichtabschirmschicht wurde durch Flammsprühen von 99% Al&sub2;O&sub3;-Pulver einer Teilchengröße von 5 - 20 µm mit Hilfe einer Gasgebläse-Flammsprühvorrichtung eine Lichtstreuschicht einer Dicke von etwa 50 µm und eines Lichtreflexions- bzw. -brechungsindexes von 73% aufgetragen.
- Auf der Lichtstreuschicht wurde durch Aufdampfen eines stimulierbaren Alkalihalogenid-Leuchtstoffs (RbBr:1 x 10&supmin;&sup4; Tl) nach dem Elektronenstrahl-Aufdampfverfahren eine stimulierbare Leuchtstoffschicht einer Dicke von etwa 300 µm ausgebildet. Hierbei erhält man eine erfindungsgemäße Speicherplatte A.
- Die Maßnahmen des Beispiels 1 werden wiederholt, wobei jedoch anstelle der durch Flammsprühen von Al&sub2;O&sub3; 40%TiO&sub2; gebildeten Lichtabschirmschicht durch Flammsprühen von Ni-20% Cr-Pulver einer Teilchengröße von 5 - 20 µm eine Lichtabschirmschicht einer Dicke von etwa 25 µm, einer Lichtdurchlässigkeit von 0% und eines Lichtreflexions- oder -brechungsindexes von 32% gebildet wurde. Hierbei erhält man eine erfindungsgemäße Speicherplatte B.
- Eine aus kristallisiertem Glas bestehende Scheibe einer Dicke von 1 mm wurde durch 20 s dauerndes Eintauchen in eine 20%ige Fluorwasserstoffsäurelösung und Waschen aufgerauht. Auf der aufgerauhten Oberfläche wurde durch Vakuumaufdampfen von Al bis zu einer Dicke von 0,25 µm nach dem Widerstandsheizverfahren eine Lichtabschirmschicht einer Lichtdurchlässigkeit von 0,3% und eines Lichtreflexions- oder -brechungsindexes von 75% ausgebildet. Danach wurden auf der Lichtabschirmschicht entsprechend Beispiel 1 eine Lichtstreuschicht und eine stimulierbare Leuchtstoffschicht vorgesehen, wobei eine erfindungsgemäße Speicherplatte C erhalten wird.
- Die Maßnahmen des Beispiels 1 wurden wiederholt, wobei jedoch die Dicke der Lichtstreuschicht 20 µm und deren Lichtreflexions- oder -brechungsindex 52% betrugen. Hierbei erhält man eine erfindungsgemäße Speicherplatte D.
- Die Maßnahmen des Beispiels 1 wurden wiederholt, wobei jedoch die Dicke der Lichtstreuschicht 70 µm und deren Lichtreflexions- oder -brechungsindex 80% betrugen. Hierbei erhält man eine erfindungsgemäße Speicherplatte E.
- Die Maßnahmen des Beispiels 1 wurden wiederholt, wobei jedoch die Dicke der Lichtstreuschicht 100 µm und deren Lichtreflexions- oder -brechungsindex 88% betrugen. Hierbei erhält man eine erfindungsgemäße Speicherplatte F.
- Die Maßnahmen des Beispiels 1 wurden wiederholt, wobei jedoch die Lichtabschirmschicht weggelassen wurde. Hierbei erhält man eine Vergleichsspeicherplatte P.
- Die Maßnahmen des Beispiels 1 wurden wiederholt, wobei jedoch die Lichtstreuschicht weggelassen wurde. Hierbei erhält man eine Vergleichsspeicherplatte Q.
- Die Maßnahmen des Beispiels 2 wurden wiederholt, wobei jedoch die Lichtstreuschicht weggelassen wurde. Hierbei erhält man eine Vergleichsspeicherplatte R.
- Die Maßnahmen des Beispiels 3 wurden wiederholt, wobei jedoch die Lichtstreuschicht weggelassen wurde. Hierbei erhält man eine Vergleichsspeicherplatte S.
- Die verschiedenen Speicherplatten wurden hinsichtlich ihrer Empfindlichkeit und Schärfe bewertet. Zunächst wurden die Platten mit 10 mR Röntgenstrahlen einer Röhrenspannung von 80 KVp belichtet und danach unter Verwendung eines Halbleiterlaserstrahls (780 nm) einer stimulierenden Anregung unterworfen. Die aus der stimulierbaren Schicht abgestrahlte stimulierte Emission wurde unter Verwendung eines Photoleiters (einer Photoelektronenvervielfältigungsröhre) einer photoelektrischen Wandlung unterworfen. Die erhaltenen Signale wurden mit Hilfe einer Bildwiedergabeeinheit als Bild reproduziert. Dieses wurde dann analysiert. Die Empfindlichkeit der Speicherplatte ergab sich aus der Größe der Signale. Die Modulationsübertragungsfunktion (MTF) der Bilder wurde anhand der erhaltenen Bilder ermittelt. Hierbei wurden die in Fig. 4 dargestellten Ergebnisse erhalten. In Tabelle* 4 ist auf der Abszisse die Empfindlichkeit, auf der Ordinate die MTF angegeben. Die Empfindlichkeit gegenüber Röntgenstrahlen ist als Relativwert unter Annahme eines Werts von 100 der Vergleichsspeicherplatte P des Vergleichsbeispiels 1 angegeben. Der MTF-Wert entsprach einem Wert bei einer Raumfrequenz von 2 Zyklen/mm.
- Aus Fig. 4 geht hervor, daß sich die erfindungsgemäßen Speicherplatten A bis F durch eine erhöhte Schärfe ohne ebenso starke Verschlechterung der Empfindlichkeit wie bei der Vergleichsspeicherplatte P des Vergleichsbeispiels 1 mit lediglich der Lichtstreuschicht auszeichnen. Ferner zeichnen sich die Speicherplatten A bis F durch eine starke Verbesserung der Empfindlichkeit ohne ebenso starke Verschlechterung der Schärfe wie bei den Vergleichsspeicherplatten Q bis S der Vergleichsbeispiele mit lediglich der Lichtabschirmschicht aus.
- Aus den Meßergebnissen der Speicherplatten A, D, E und F ergibt sich ferner, daß den erfindungsgemäßen Speicherplatten die verschiedensten Empfindlichkeits-/MTF-Kennwerte, z.B. eine hohe Empfindlichkeit, eine große Schärfe u.dgl., durch (bloßes) Ändern der Schichtdicke der Lichtstreuschicht und Belassen der sonstigen Baueinheiten verliehen werden können. *wahrscheinlich Figur
- Wie bereits ausgeführt, besitzt eine erfindungsgemäße Speicherplatte sowohl eine hervorragende Strahlungsbildempfindlichkeit als auch hervorragende Bildschärfe. Weiterhin läßt sich durch geeignete Wahl der Dicke der Lichtstreuschicht eine Speicherplatte der gewünschten Empfindlichkeit/MTF- Kennwerte (Schärfe) herstellen.
Claims (12)
1. Speicherplatte für ein Strahlungsbild, umfassend einen
Schichtträger und - in der angegebenen Reihenfolge
- eine Lichtabschirmschicht einer Lichtdurchlässigkeit
von 5% oder weniger für Licht einer Wellenlänge von 500
um bis 900 um, eine Lichtstreuschicht eines
Lichtreflexions- oder -brechungsindex von 40% oder mehr für Licht
einer Wellenlänge von 300 um bis 900 um und eine
stimulierbare Leuchtstoffschicht, die kein Bindemittel
enthält, auf dem Schichtträger.
2. Speicherplatte für ein Strahlungsbild nach Anspruch 1,
wobei die Lichtabschirmschicht einen Lichtreflexions-
oder -brechungsindex im Bereich von 70% bis 200%, und
40% oder weniger zum Zwecke einer Absorption des
stimulierenden Lichts aufweist.
3. Speicherplatte für ein Strahlungsbild nach Anspruch 1
oder 2, wobei die Lichtabschirmschicht zumindest eine
Komponente, nämlich Aluminium, Nickel, Chrom, Silber,
Kupfer, Platin, Rhodium, Titanoxid, Chromoxid oder ein
Gemisch aus Aluminiumoxid und Titanoxid umfaßt.
4. Speicherplatte für ein Strahlungsbild nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, wobei die Lichtabschirmschicht durch
physikalisches Bedampfen ausgebildet wurde und eine
Dicke von 0,01 - 0,5 µm aufweist.
5. Speicherplatte für ein Strahlungsbild nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, wobei die Lichtabschirmschicht durch
Plattieren ausgebildet wurde und eine Dicke von 10
- 100 µm aufweist.
6. Speicherplatte für ein Strahlungsbild nach einem der
Ansprüche 1 bis 5, wobei die Lichtstreuschicht einen
Lichtreflexions- oder -brechungsindex von 60% oder mehr
aufweist.
7. Speicherplatte für ein Strahlungsbild nach einem der
Ansprüche 1 bis 6, wobei die Lichtstreuschicht
Bleiweiß, Zinkoxid, Titanoxid, Aluminiumoxid oder
Zirkonoxid oder ein Gemisch aus Aluminiumoxid und Zirkonoxid
mit mindestens einer Komponente, nämlich Titanoxid,
Siliziumdioxid, Magnesiumoxid, Calciumoxid und
Calciumcarbonat umfaßt.
8. Speicherplatte für ein Strahlungsbild nach einem der
Ansprüche 1 bis 7, wobei die Lichtstreuschicht eine
Dicke von 5 - 200 µm aufweist.
9. Speicherplatte für ein Strahlungsbild nach Anspruch 8,
wobei die Lichtstreuschicht eine Dicke von 20 - 100 µm
aufweist.
10. Speicherplatte für ein Strahlungsbild nach einem der
Ansprüche 1 bis 9, die zusätzlich eine Schutzschicht
auf der stimulierbaren Leuchtstoffschicht enthält.
11. Speicherplatte für ein Strahlungsbild nach einem der
Ansprüche 1 bis 10, wobei der Schichtträger chemisch
verstärktes Glas und/oder kristallisiertes Glas umfaßt.
12. Speicherplatte für ein Strahlungsbild nach einem der
Ansprüche 1 bis 11, wobei die stimulierbare
Leuchtstoffschicht einen Alkali-Leuchtstoff umfaßt.
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