EP0498908A1 - Speicherleuchtschirm mit einem stimulierbaren Speicherleuchtstoff - Google Patents

Speicherleuchtschirm mit einem stimulierbaren Speicherleuchtstoff Download PDF

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EP0498908A1
EP0498908A1 EP91102025A EP91102025A EP0498908A1 EP 0498908 A1 EP0498908 A1 EP 0498908A1 EP 91102025 A EP91102025 A EP 91102025A EP 91102025 A EP91102025 A EP 91102025A EP 0498908 A1 EP0498908 A1 EP 0498908A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
storage
fluorescent screen
storage fluorescent
storage phosphor
phosphor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP91102025A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Dr. Rer. Nat. Dipl.-Chem. Brandner
Peter Dipl.-Ing. Höbel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP91102025A priority Critical patent/EP0498908A1/de
Priority to US07/831,501 priority patent/US5206514A/en
Priority to JP1992013425U priority patent/JPH04102098U/ja
Publication of EP0498908A1 publication Critical patent/EP0498908A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K4/00—Conversion screens for the conversion of the spatial distribution of X-rays or particle radiation into visible images, e.g. fluoroscopic screens
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K4/00—Conversion screens for the conversion of the spatial distribution of X-rays or particle radiation into visible images, e.g. fluoroscopic screens
    • G21K2004/02—Conversion screens for the conversion of the spatial distribution of X-rays or particle radiation into visible images, e.g. fluoroscopic screens characterised by the external panel structure
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K4/00—Conversion screens for the conversion of the spatial distribution of X-rays or particle radiation into visible images, e.g. fluoroscopic screens
    • G21K2004/04—Conversion screens for the conversion of the spatial distribution of X-rays or particle radiation into visible images, e.g. fluoroscopic screens with an intermediate layer
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K4/00—Conversion screens for the conversion of the spatial distribution of X-rays or particle radiation into visible images, e.g. fluoroscopic screens
    • G21K2004/06—Conversion screens for the conversion of the spatial distribution of X-rays or particle radiation into visible images, e.g. fluoroscopic screens with a phosphor layer

Definitions

  • the invention relates to a storage phosphor screen with a stimulable storage phosphor for the latent storage of X-ray images, in which the X-ray images are read out by excitation by means of rays of a first wavelength, whereupon rays of a second wavelength are emitted, which are detected by detector means.
  • a storage fluorescent screen is known for example from EP-A-0 369 049.
  • Such storage fluorescent screens are used in image recording devices, as described for example in DE-C-23 63 995.
  • a storage luminescent screen made of a luminescence storage luminescent material is used as the radiation-sensitive transducer, which is irradiated with X-rays.
  • defect electrons are generated in the storage phosphor according to the incident beam intensity, which are stored in potential traps with a higher energy level, so that a latent X-ray image is contained in the storage phosphor screen.
  • this storage fluorescent screen is stimulated to illuminate pixel by pixel as a template from an additional radiation source, for example a laser. Due to the stimulating rays with a first wavelength, the electrons stored in the traps are raised in energy level and can fall back to lower energy levels, the energy difference being emitted in the form of light quanta. As a result, the storage phosphor emits light of a second wavelength depending on of the energy stored in the storage phosphor. The light emitted due to the stimulation is detected and made visible, so that the x-ray image stored latently in the storage phosphor can be read out.
  • an additional radiation source for example a laser. Due to the stimulating rays with a first wavelength, the electrons stored in the traps are raised in energy level and can fall back to lower energy levels, the energy difference being emitted in the form of light quanta. As a result, the storage phosphor emits light of a second wavelength depending on of the energy stored in the storage phosphor. The light emitted due to the stimulation is detected and
  • the storage phosphor is not sufficiently transparent to the laser light. In order to be able to achieve sufficient X-ray quantum absorption, a minimum thickness of the storage phosphor is required. In the case of a non-transparent, tightly pressed or sintered phosphor, the laser beam is weakened by the phosphor so much that the depth of penetration of the laser beam is too small. Since the energy is no longer sufficient to raise the defect electrons to the energy level required for the recombination, the information stored in the deeper layers can no longer be read out.
  • EP-A-0 369 049 describes a storage luminescent screen in which the storage luminescent material is evaporated onto a support in a high vacuum and is annealed in a protective gas atmosphere or in a vacuum or pressed under vacuum and / or heating.
  • the latter methods deliver transparent storage phosphor panels.
  • the advantage of transparency is that the laser beam that is read out in the storage medium cannot be fanned out by scattering on grains of the material. The widening of the readout beam by scattering significantly deteriorates the modulation transfer function of the entire system.
  • a transparent storage phosphor produced for example by pressing the phosphor powder, the broadening of the laser beam is greatly reduced when the storage medium is irradiated.
  • the problem of directional reflection at the interfaces of the storage phosphor layer arises much more than with the non-transparent layers with diffuse reflections. This problem is now explained in more detail with reference to FIG.
  • the storage luminescent screen 1 which can consist, for example, of a carrier and a binder with storage luminescent material applied thereon, or also of a single crystal
  • the stimulating beam 2 with a first wavelength penetrates for the pixel-by-pixel reading of the x-ray image.
  • the storage phosphor 3 which emits rays 4 of a second wavelength with a spherically symmetrical distribution due to its excitation. So all angles to the interface are taken.
  • the critical angle e is generally calculated
  • R 2 Pi (1-cos e).
  • n 1.55
  • a critical angle of total reflection of 40.18 ° is obtained
  • the solid angle is then 1.48255 sr, which is only 11.8% of the full space 4 pi the desired exit area only 11.8% of the luminescent light.
  • the opposite surface is provided with a coating which acts as a mirror in the wavelength range of the luminescent light, the portion that would emerge through this surface can be reflected onto the desired exit surface.
  • the proportion of the light to be aimed for here should be doubled. However, that is only 23.6% in the best case.
  • the beam b hits the end face 5 at an angle of ⁇ 1 and is totally reflected there. On the side surface it meets at an angle of incidence ⁇ 2, which is less than 40 °, so that this beam b 'can emerge from the storage fluorescent screen 1 broken.
  • the invention has for its object to provide a storage fluorescent screen of the type mentioned, in which a large part of the emitted light is coupled out of the storage fluorescent screen and directed to the detector.
  • the object is achieved in that the side surfaces of the storage fluorescent screen form an angle to one of its end faces that is less than 90 °. As a result, the proportion of the emitted radiation that is retained when exiting the storage medium due to total reflections in the storage fluorescent screen is reduced.
  • the storage fluorescent screen according to the invention can be used in particular with a storage phosphor that is transparent at least in the region of the second wavelength.
  • All of the outcoupled light can be completely detected if obliquely standing mirrors are attached to the sides of the storage fluorescent screen, which direct the light emerging from the side surfaces of the storage fluorescent screen in the direction of the detector. Total reflected light can escape at least partially if the side surfaces of the storage fluorescent screen are diffusely mirrored. This can be effected by a reflector powder, for example TiO2.
  • a good coupling of the detector to the storage fluorescent screen is achieved if a medium is applied to it, which couples the storage fluorescent screen to the detector and which has a refractive index that is the same or higher than that of the storage phosphor. This prevents total reflections.
  • An optical immersion oil has proven to be particularly advantageous for this.
  • FIG. 4 shows a section of the storage fluorescent screen according to the invention, in which the main surface 5 and the one side surface 6 form an angle 7.
  • This angle 7 can assume any value of ⁇ 90 °, preferably 10 ° to 80 °. In our example an angle 7 of 60 ° was chosen.
  • the same conditions as in FIG. 3 are used to explain the invention.
  • the beam a again falls at an angle ⁇ 1 on an end face 5 and is totally reflected there.
  • the beam a 'falls at an angle ⁇ 3 of 45 ° - 30 ° 15 °, which is smaller than the critical angle e.
  • the beam b, which strikes the end face at an angle of incidence ⁇ 1, now falls at an angle of ⁇ 3 0 ° on the side face 7 and is passed through unbroken.
  • Such a storage luminescent screen means that the light totally reflected at all interfaces between the storage luminescent screen and the external medium, the air, is transmitted to another area, so that it can be detected there by appropriately arranged detectors.
  • detectors can be provided, for example, which are assigned to the individual surfaces 5 and 6.
  • the side on which the beam 2 emerges from the storage fluorescent screen 1 an anti-reflection layer can be attached, which prevents reflection of the beam 2 at the transition layer. As a result, the beam 2 emerges unhindered and without reflection.
  • the beam 2 excites the phosphor 3 pixel by point, which emits the beams 4.
  • the detector that receives the emitted light can be arranged either on the front of the storage fluorescent screen, the side of the entry of the beam 2 into the storage fluorescent screen 1, or on the back of the storage fluorescent screen 1 for receiving the beams 4.
  • two detectors can also be provided on both sides of the storage fluorescent screen 1.
  • a broadband anti-reflective coating can also be provided on the front of the storage fluorescent screen 1 so that the exciting beam 2 can be coupled as completely as possible into the storage fluorescent screen 1 and the emitted beams 4 can exit as completely as possible.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of a storage phosphor screen 1 according to the invention, which is read out in reflection.
  • a wavelength-selective mirror 8 is attached to the back of the storage fluorescent screen 1 and forms an anti-reflection layer for the rays 2 of the first wavelength and a reflection layer for the rays 11 of the second wavelength.
  • mirrors 12 are attached laterally, which reflect the rays 10 emerging from the side faces 6 in the direction of the detector, so that only one detector is sufficient to remove all of the emitted beams 9 to 11 to capture.
  • the storage phosphor screen 1 is provided with an anti-reflective layer 13.
  • the storage fluorescent screen 1 is provided on the entry side of the rays 2 with a wavelength-selective mirror 8, which acts as an anti-reflective layer for the ray 2 and as a reflective layer for the emitted rays 11.
  • the rear end face 5 of the storage fluorescent screen 1 is provided with an anti-reflective layer 13, so that both the beam 2 and the beams 9 and 11 emerge from the storage fluorescent screen 1 without reflection and can be completely detected by the detector.
  • the storage fluorescent screen 1 can be coated by a layer 14 of a medium which is in direct contact with the detector means, which for example consist of a filter 15 or light guide means and a flat detector 16 exist.
  • the storage fluorescent screen 1 can have the structure shown in FIG.
  • the space between the side walls 6 of the storage fluorescent screen 1 and the laterally attached mirrors 12 can also be filled with the medium by the layer 14.
  • this medium In the wavelength range of the rays of the second wavelength, this medium must have a high optical transmission and a refractive index that is the same or higher than that of the storage phosphor.
  • Such materials for the medium are, for example, optical immersion oils as used in light microscopes Find. This ensures that no total reflection takes place at the exit surface to the detector.
  • the detector can also consist of a flat light guide to which at least one line-shaped detector is introduced. Also, the detector means can only be arranged in a row if the storage fluorescent screen 1 is moved over this row for the areal scanning.
  • a transparent plate made of rubidium bromide (RbBr), for example, which is doped in a ratio of 0.01 to 1 mol% with thallium bromide (TlBr) can be used as the storage phosphor for the storage phosphor screen 1.
  • the stored information can be read by a beam 2 of a HeNe laser with a wavelength of 633 nm.
  • the emitted beams 9 to 11 have a wavelength of 400 to 420 nm.
  • the laser beam 2 is focused, for example, to a width of 50 ⁇ m.
  • the detector and the laser are located on the same side of the storage phosphor screen 1, so that the reading takes place in reflection.
  • the other side of the storage fluorescent screen is vaporized in a high vacuum with a wavelength-selective mirror 8, which has a high transmission for electromagnetic rays with a wavelength of 633 nm (for example> 99%) and which at the same time has a high reflection for a wavelength range from 400 to 420 nm (for example > 90%).
  • a beam splitter can e.g. consist of a multilayer system of cryolite Na3AlF6 and ZnS. The number and the grating layers must be optimized for the wavelengths of electromagnetic radiation to be separated.
  • a storage luminescent screen 1 which, due to its construction according to the invention, causes all the rays emitted by the storage luminescent substance to reach the interface to be coupled out of the storage luminescent screen 1, so that they are either detected by several detectors or passed through the mirror 12 to a detector.
  • the storage phosphor screen 1 has a high X-ray quantum absorption with high image sharpness and a good modulation transfer function.
  • the use of surface coating layers 8 and 13 prevents disturbing influences from reflections.

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Speicherleuchtschirm (1) mit einem stimulierbaren Speicherleuchtstoff (3) für die latente Speicherung von Röntgenstrahlenbildern, bei dem die Auslesung der Röntgenstrahlenbilder durch Anregung mittels Strahlen (2) einer ersten Wellenlänge erfolgt, worauf Strahlen (9 bis 11) einer zweiten Wellenlänge emittiert werden, die von Detektormitteln erfaßt werden. Die Seitenflächen (6) des Speicherleuchtschirmes (1) bilden einen Winkel (7) zu einer seiner Stirnflächen (5), der kleiner als 90° ist. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Speicherleuchtschirm mit einem stimulierbaren Speicherleuchtstoff für die latente Speicherung von Röntgenstrahlenbildern, bei dem die Auslesung der Röntgenstrahlenbilder durch Anregung mittels Strahlen einer ersten Wellenlänge erfolgt, worauf Strahlen einer zweiten Wellenlänge emittiert werden, die von Detektormitteln erfaßt werden. Ein derartiger Speicherleuchtschirm ist beispielsweise aus der EP-A-0 369 049 bekannt.
  • Derartige Speicherleuchtschirme werden bei Bildaufnahmevorrichtungen verwendet, wie sie beispielsweise in der DE-C-23 63 995 beschrieben ist. In einer derartigen Röntgendiagnostikeinrichtung wird als strahlenempfindlicher Wandler ein Speicherleuchtschirm aus einem Lumineszenz-Speicherleuchtstoff verwendet, der mit Röntgenstrahlen bestrahlt wird. Dadurch werden in dem Speicherleuchtstoff entsprechend der auftreffenden Strahlstärke Defektelektronen erzeugt, die in Potentialfallen (Traps) mit höherem Energieniveau gespeichert werden, so daß in dem Speicherleuchtschirm ein latentes Röntgenstrahlenbild enthalten ist.
  • In einer Auslesevorrichtung wird die ganze Fläche dieses Speicherleuchtschirmes als Vorlage von einer zusätzlichen Strahlenquelle, dies kann beispielsweise ein Laser sein, bildpunktweise zum Leuchten angeregt. Durch die stimulierenden Strahlen mit einer ersten Wellenlänge werden die in den Traps gespeicherten Elektronen im Energieniveau angehoben und können in niedrigere Energieniveaus zurückfallen, wobei die Energiedifferenz in Form von Lichtquanten abgestrahlt wird. Dadurch emittiert der Speicherleuchtstoff Licht einer zweiten Wellenlänge in Abhängigkeit von der in dem Speicherleuchtstoff gespeicherten Energie. Das auf Grund der Stimulation emittierte Licht wird detektiert und sichtbar gemacht, so daß das in dem Speicherleuchtstoff derart latent gespeicherte Röntgenstrahlenbild auslesbar ist.
  • Als Problem zeigt sich hierbei, daß der Speicherleuchtstoff für das Laserlicht nicht ausreichend transparent ist. Um ausreichende Röntgenquantenabsorptionen erzielen zu können, benötigt man eine Mindestdicke des Speicherleuchtstoffes. Im Falle eines nichttransparenten, dicht gepreßten oder gesinterten Leuchtstoffes wird der Laserstrahl durch den Leuchtstoff so stark geschwächt, daß die Eindringtiefe des Laserstrahles zu gering ist. Da die Energie nicht mehr ausreicht, die Defektelektronen auf das für die Rekombination erforderliche Energieniveau anzuheben, können die in den tieferen Schichten gespeicherten Informationen nicht mehr ausgelesen werden.
  • In der EP-A-0 369 049 ist ein Speicherleuchtschirm beschrieben, bei dem der Speicherleuchtstoff im Hochvakuum auf einen Träger aufgedampft und in einer Schutzgasatmosphäre oder im Vakuum getempert oder unter Vakuum und/oder Erwärmung gepreßt wird. Es besteht auch die Möglichkeit, transparente Speicherleuchtstoff-Einkristalle durch Pressen gemäß dem in der europäischen Patentanmeldung 90 10 2431.5 beschriebenen Verfahren auf die für medizinische Diagnostik erforderliche große Fläche umzuformen. Die letztgenannten Verfahren liefern transparente Speicherleuchtstoffplatten. Der Vorteil der Transparenz ist, daß der auslesende Laserstrahl in dem Speichermedium nicht durch Streuung an Körnern des Materials aufgefächert werden kann. Die Verbreiterung des Auslesestrahles durch Streuung verschlechtert die Modulationsübertragungsfunktion des gesamten Systems erheblich. Durch die Verwendung eines transparenten Speicherleuchtstoffes, hergestellt beispielsweise durch Pressen des Leuchtstoffpulvers, wird die Verbreiterung des Laserstrahles beim Durchstrahlen des Speichermediums stark vermindert.
  • Viel stärker als bei den nichttransparenten Schichten mit diffusen Reflexionen stellt sich hier das Problem der gerichteten Reflexion an den Grenzflächen der Speicherleuchtstoffschicht. Anhand der FIG 1 wird nun diese Problematik näher erläutert. In dem Speicherleuchtschirm 1, der beispielsweise aus einem Träger und einem darauf aufgetragenen Binder mit Speicherleuchtstoff oder aber auch aus einem Einkristall bestehen kann, dringt zur bildpunktweisen Auslesung des Röntgenbildes der anregende Strahl 2 mit einer ersten Wellenlänge ein. Dort trifft er auf den Speicherleuchtstoff 3, der durch seine Anregung Strahlen 4 einer zweiten Wellenlänge mit kugelsymmetrischer Verteilung emittiert. Es werden also alle Winkel zur Grenzfläche eingenommen.
  • Da jedoch der Brechungsindex n des Speicherleuchtstoffes in jedem Fall höher ist, als der von Luft oder Vakuum (n' = 1), findet ab einem bestimmten Auftreffwinkel des Lumineszenzlichtes auf die Grenzfläche eine Totalreflexion statt, wie dies anhand der FIG 2 näher erläutert wird. Nur ein Teil des Lichtes kann aus der gewünschten Austrittsfläche austreten.
  • Bei der Totalreflexion berechnet sich allgemein der Grenzwinkel e aus
    Figure imgb0001
    Der Raumwinkel, unter dem ein Austritt stattfindet, ist R = 2 Pi(1-cos e). Für den transparenten Speicherleuchtstoff RbBr mit einem Brechungsindex von n = 1,55 erhält man einen Grenzwinkel der Totalreflexion von 40,18°, der Raumwinkel beträgt dann 1,48255 sr, das sind nur 11,8% des Vollraumes 4 Pi. Somit treten aus der gewünschten Austrittsfläche nur 11.8% des Lumineszenzlichtes aus. Ist die gegenüberliegende Fläche mit einer Beschichtung versehen, die im Wellenlängenbereich des Lumineszenzlichtes als Spiegel wirkt, so kann der Anteil, der über diese Fläche austreten würde, auf die gewünschte Austrittsfläche reflektiert werden. So ist der Anteil des hier anzustrebenden Lichtes im Idealfall zu verdoppeln. Das sind aber trotzdem erst im günstigsten Fall 23,6%.
  • Stehen die Seitenflächen senkrecht zu den Stirnflächen, dann tritt über die Seitenflächen nochmal der gleiche Anteil aus, da alle Lichtstrahlen, die an der Stirnfläche total reflektiert wurden, unter einem Winkel von 90° - e auf die Seitenflächen treffen.
  • Dies verdeutlichen insbesondere die in FIG 3 dargestellten geometrischen Gegebenheiten. Ein erster Strahl a der Strahlen 4 fällt unter einem Winkel von α₁ = 45° auf eine erste Stirnfläche 5 und wird, da der Winkel größer als der Grenzwinkel e = 40,18° ist, total reflektiert. Der reflektierte Strahl a' fällt unter einem Winkel α₂ = α₁ = 45° auf eine der Seitenflächen 6, so daß er auch hier reflektiert wird.
  • Ist der Winkel wie im Falle des Strahles b größer als etwa 50°, so trifft der Strahl b unter einem Winkel von β₁ auf die Stirnfläche 5 und wird dort total reflektiert. Auf die Seitenfläche trifft er unter einem Einfallswinkel β₂ auf, der kleiner als 40° ist, so daß dieser Strahl b' gebrochen aus dem Speicherleuchtschirm 1 austreten kann.
  • Nur der Vollständigkeit halber wird ein Strahl c gezeigt, der mit einem Einfallswinkel γ₁ = 30° < e = 40,12° auf die Stirnfläche 5 auftrifft und aus dieser Stirnfläche 5 unter einem Brechungswinkel von γ₂ = 50,8° austritt.
  • Aufgrund dieser Ausführungen wird klar, daß ein Teil des im Speicherleuchtschirm 1 emittierten Lichtes durch Totalreflexionen nicht aus dem Speicherleuchtschirm austreten kann.
  • Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, einen Speicherleuchtschirm der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem ein Großteil des emittierten Lichtes aus dem Speicherleuchtschirm ausgekoppelt und auf den Detektor geleitet wird.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Seitenflächen des Speicherleuchtschirmes einen Winkel zu einer seiner Stirnflächen bilden, der kleiner als 90° ist. Dadurch wird der Anteil der emittierten Strahlung, der beim Austreten aus dem Speichermedium aufgrund von Totalreflexionen im Speicherleuchtschirm zurückgehalten wird, verringert.
  • Es hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen, daß der Winkel etwa 60° beträgt. Durch diesen Aufbau ergibt sich ein trapezförmiger Querschnitt des Speicherleuchtschirmes. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Querschnitt des Speicherleuchtstoffes ein gleichseitiges Trapez bildet. Der erfindungsgemäße Speicherleuchtschirm läßt sich insbesondere bei einem Speicherleuchtstoff verwenden, der mindestens im Bereich der zweiten Wellenlänge transparent ist.
  • Das gesamte ausgekoppelte Licht läßt sich vollständig erfassen, wenn an den Seiten des Speicherleuchtschirmes schräg stehende Spiegel angebracht sind, die das an den Seitenflächen des Speicherleuchtschirmes austretende Licht in Richtung auf den Detektor lenken. Total reflektiertes Licht kann zumindest teilweise austreten, wenn die Seitenflächen des Speicherleuchtschirmes diffus verspiegelt sind. Dies kann durch einen Reflektorpulver, beispielsweise TiO₂, bewirkt werden.
  • Eine gute Kopplung des Detektors mit dem Speicherleuchtschirm wird erreicht, wenn auf diesem ein Medium aufgetragen ist, das den Speicherleuchtschirm mit dem Detektor koppelt und das einen gleichen oder höheren Brechungsindex als der Speicherleuchtstoff aufweist. Dadurch werden Totalreflexionen vermieden. Als besonders vorteilhaft hierzu erweist sich ein optisches Imersionsöl.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand Von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
    • FIG 1 bis 3
    einen Speicherleuchtschirm nach dem Stand der Technik zur Erläuterung der geometrischen Gegebenheiten,
    FIG 4 bis 6
    verschiedene erfindungsgemäße Ausführungsformen des Speicherleuchtschirmes und
    FIG 7
    ein erfindungsgemäßer Speicherleuchtschirm mit angekoppelten Detektormitteln.
  • In der FIG 4 ist der erfindungsgemäße Speicherleuchtschirm ausschnittsweise dargestellt, bei dem die Hauptfläche 5 und die eine Seitenfläche 6 einen Winkel 7 bildet. Dieser Winkel 7 kann dabei jeden Wert von < 90°, vorzugsweise 10° bis 80°, einnehmen. In unserem Beispiel wurde ein Winkel 7 von 60° gewählt.
  • Zur Erläuterung der Erfindung werden die gleichen Gegebenheiten wie in FIG 3 verwendet. Der Strahl a fällt wiederum unter einem Winkel α₁ auf eine Stirnfläche 5 und wird dort total reflektiert. Auf die nunmehr schräge Seitenfläche 6 fällt der Strahl a' unter einem Winkel α₃ von 45° - 30° = 15°, der kleiner als der Grenzwinkel e ist. Somit kann der Strahl a' gebrochen nunmehr aus dem Speicherleuchtschirm 1 austreten. Der Strahl b, der unter einem Einfallswinkel β₁ auf die Stirnfläche auftrifft, fällt nunmehr unter einem Winkel von β₃ = 0° auf die Seitenfläche 7 und wird ungebrochen durchgelassen.
  • Durch einen derartigen Speicherleuchtschirm wird also das an allen Grenzflächen von Speicherleuchtschirm zum äußeren Medium, der Luft, total reflektierte Licht an einer anderen Fläche durchgelassen, so daß es dort von entsprechend angeordneten Detektoren erfaßt werden kann. Hierzu können beispielsweise mehrere Detektoren vorgesehen sein, die den einzelnen Flächen 5 und 6 zugeordnet sind.
  • Auf der Rückseite des Speicherleuchtschirmes 1, der Seite, an dem der Strahl 2 aus dem Speicherleuchtschirm 1 austritt, kann eine Anti-Reflexionsschicht angebracht sein, die eine Reflexion des Strahles 2 an der Übergangsschicht verhindert. Dadurch tritt der Strahl 2 ungehindert und ohne Reflexion aus. Im Speicherleuchtschirm 1 regt der Strahl 2 bildpunktweise den Leuchtstoff 3 an, der Strahlen 4 emittiert. Der Detektor, der das emittierte Licht empfängt, kann hierbei entweder auf der Vorderseite des Speicherleuchtschirmes, der Seite des Eintrittes des Strahles 2 in den Speicherleuchtschirm 1, oder auf der Rückseite des Speicherleuchtschirmes 1 zum Empfang der Strahlen 4 angeordnet sein. Es können aber auch zwei Detekoren beidseitig des Speicherleuchtschirmes 1 vorgesehen sein. Auf der Vorderseite des Speicherleuchtschirmes 1 kann noch eine breitbandige Entspiegelungsschicht vorgesehen sein, damit der anregende Strahl 2 möglichst vollständig in den Speicherleuchtschirm 1 eingekoppelt werden kann und die emittierten Strahlen 4 möglichst vollständig austreten können.
  • In FIG 5 ist eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform eines Speicherleuchtschirmes 1 dargestellt, der in Reflexion ausgelesen wird. Auf der Rückseite des Speicherleuchtschirms 1 ist ein wellenlängenselektiver Spiegel 8 angebracht, der für die Strahlen 2 der ersten Wellenlänge eine Anti-Reflexionsschicht und für die Strahlen 11 der zweiten Wellenlänge eine Reflexionsschicht bildet. Dadurch gelangen nicht nur die Strahlen 9 sondern auch die Strahlen 11 auf die Seite des Detektors. An der Stirnfläche, an der der wellenlängenselektive Spiegel 8 angebracht ist, sind seitlich Spiegel 12 befestigt, die die aus den Seitenflächen 6 austretenden Strahlen 10 in Richtung auf den Detektor reflektieren, so daß nur ein Detektor ausreicht, um sämtliche emittierten Strahlen 9 bis 11 zu erfassen. Auch bei dieser Anordnung ist der Speicherleuchtschirm 1 mit einer Entspiegelungsschicht 13 versehen.
  • In FIG 6 ist eine weitere Ausführungsform des Speicherleuchtschirmes 1 dargestellt, bei dem die Auslesung in Transmission, d.h. auf der Rückseite des Speicherleuchtschirmes 1, erfolgt. In diesem Falle ist der Speicherleuchtschirm 1 auf der Eintrittsseite der Strahlen 2 mit einem wellenlängenselektiven Spiegel 8 versehen, der für den Strahl 2 als Entspiegelungsschicht und für die emittierten Strahlen 11 als Reflexionsschicht wirkt. Die rückwärtige Stirnseite 5 des Speicherleuchtschirmes 1 ist mit einer Anti-Reflexschicht 13 versehen, so daß sowohl der Strahl 2 als auch die Strahlen 9 und 11 unreflektiert aus dem Speicherleuchtschirm 1 heraustreten und vom Detektor vollständig erfaßt werden können.
  • Auch hier sind an der Stirnfläche 5 des Speicherleuchtschirmes 1, an der der wellenlängenselektive Spiegel 8 angebracht ist, in diesen Fall der Eintrittseite der Strahlen 2, seitlich Spiegel 12 angebracht, die die aus der Seitenflächen 6 austretenden Strahlen 10 in Richtung auf den Detektor leiten, so daß auch hier alle Strahlen 9 bis 11 von dem Detektor erfaßt werden können.
  • Zur besseren Ankopplung des Detektors an den Speicherleuchtschirm 1 kann, wie in FIG 7 dargestellt ist, der Speicherleuchtschirm 1 durch eine Schicht 14 eines Mediums beschichtet sein, die in direktem Kontakt mit den Detektormitteln, die beispielsweise aus einem Filter 15 oder Lichtleitmitteln und einem flächenförmigen Detektor 16 bestehen. Der Speicherleuchtschirm 1 kann dabei, wie auch FIG 7 zu entnehmen ist, den in FIG 6 dargestellten Aufbau aufweisen. Wie weiterhin FIG 7 zu entnehmen ist, kann auch der Raum zwischen den Seitenwänden 6 des Speicherleuchtschirmes 1 und den seitlich angebrachten Spiegeln 12 von der Schicht 14 mit dem Medium ausgefüllt sein.
  • Dieses Medium muß im Wellenlängenbereich der Strahlen zweiter Wellenlänge eine hohe optische Transmission und einen gleichen oder höheren Brechungsindex als der Speicherleuchtstoff aufweisen. Solche Materialien für das Medium sind beispielsweise optische Imersionsöle, wie sie in Lichtmikroskopen Verwendung finden. Dadurch wird erreicht, daß an der Austrittsfläche zum Detektor überhaupt keine Totalreflektion stattfindet.
  • Anstelle des in FIG 7 dargestellten flächenförmigen Detektors 6 kann der Detektor auch aus einem flächenförmigen Lichtleiter bestehen, an den wenigstens ein zeilenförmiger Detektor eingebracht ist. Auch können die Detektormittel nur zeilenförmig angeordnet sein, wenn zur flächenförmigen Abtastung der Speicherleuchtschirm 1 über diese Zeile bewegt wird.
  • Als Speicherleuchtstoff für den Speicherleuchtschirm 1 kann beispielsweise eine transparente Platte aus Rubidiumbromid (RbBr) verwendet werden, das im Verhältnis 0,01 bis 1 Mol-% mit Thalliumbromid (TlBr) dotiert ist. Die Auslesung der gespeicherten Information kann durch einen Strahl 2 eines HeNe-Laser der Wellenlänge 633 nm erfolgen. Die emittierten Strahlen 9 bis 11 weisen dabei eine Wellenlänge von 400 bis 420 nm auf. Der Laserstrahl 2 ist beispielsweise auf eine Breite von 50 µm fokussiert. Der Detektor und der Laser befinden sich auf derselben Seite des Speicherleuchtschirmes 1, so daß die Auslesung in Reflexion erfolgt. Die andere Seite des Speicherleuchtschirmes wird im Hochvakuum mit einem wellenlängenselektiven Spiegel 8 bedampft, der eine hohe Transmission für elektromagnetische Strahlen der Wellenlänge 633 nm (beispielsweise > 99%) aufweist und der gleichzeitig eine hohe Reflexion für einen Wellenlängenbereich von 400 bis 420 nm hat (beispielsweise > 90%). Ein solcher Strahlenteiler kann z.B. aus einem Mehrschichtensystem von Kryolith Na₃AlF₆ und ZnS bestehen. Die Anzahl und die Gitterschichten müssen auf die zu separierenden Wellenlängen der elektromagnetischen Strahlung optimiert sein.
  • Dadurch erhält man einen Speicherleuchtschirm 1, der durch seinen erfindungsgemäßen Aufbau bewirkt, daß sämtliche von dem Speicherleuchtstoff emittierten Strahlen, die auf die Grenzfläche gelangen, aus dem Speicherleuchtschirm 1 ausgekoppelt werden, so daß sie entweder durch mehrere Detektoren erfaßt oder durch die Spiegel 12 auf einen Detektor geleitet werden. Durch die Verwendung eines transparenten Speicherleuchtstoffes weist der Speicherleuchtschirm 1 eine hohe Röntgenquantenabsorption bei hoher Abbildungsschärfe und guter Modulationsübertragungsfunktion auf. Durch die Verwendung von Oberflächenvergütungsschichten 8 und 13 werden störende Einflüssen von Reflexionen vermieden.

Claims (10)

  1. Speicherleuchtschirm (1) mit einem stimulierbaren Speicherleuchtstoff (3) für die latente Speicherung von Röntgenstrahlenbildern, bei dem die Auslesung der Röntgenstrahlenbilder durch Anregungs mittels Strahlen (2) einer ersten Wellenlänge erfolgt, worauf Strahlen (4, 9 bis 11, a, b, c) einer zweiten Wellenlänge emittiert werden, die von Detektormitteln (15, 16) erfaßt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (6) des Speicherleuchtschirmes (1) einen Winkel (7) zu einer seiner Stirnflächen (5) bilden, der kleiner als 90° ist.
  2. Speicherleuchtschirm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (7) etwa 60° beträgt.
  3. Speicherleuchtschirm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Speicherleuchtschirmes (1) trapezförmig ist.
  4. Speicherleuchtschirm nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Speicherleuchtschirmes (1) ein gleichseitiges Trapez bildet.
  5. Speicherleuchtschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Speicherleuchtstoff mindestens im Bereich der zweiten Wellenlänge transparent ist.
  6. Speicherleuchtschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Seiten des Speicherleuchtschirmes (1) schrägstehende Spiegel (12) angebracht sind, die das an den Seitenflächen (6) des Speicherleuchtschirmes (1) austretende Licht in Richtung auf die Detektormittel (15, 16) lenken.
  7. Speicherleuchtschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (8) des Speicherleuchtschirmes (1) diffus verspiegelt sind.
  8. Speicherleuchtschirm nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Seitenflächen (6) des Speicherleuchtschirmes (1) ein Reflektorpulver, beispielsweise TiO₂, aufgetragen ist.
  9. Speicherleuchtschirm nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Speicherleuchtschirm (1) eine Schicht (14) eines Mediums aufgetragen ist, das den Speicherleuchtschirm (1) mit den Detektormitteln (15, 16) koppelt und das einen gleichen oder höheren Brechungsindex als der Speicherleuchtstoff (3) aufweist.
  10. Speicherleuchtschirm nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Medium ein optisches Imersionsöl ist.
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