DE1127106B - Viewing device for X-ray image amplifiers - Google Patents

Description

Betrachtungsvorrichtung für Röntgenbildverstärker Die Erfindung bezieht sich auf eine periskopartige Betrachtungsvorrichtung für Röntgenbildverstärker, welche Vorrichtung außer den abbildenden optischen Elementen, wie einem oder mehreren Objektiven und einem Okular, mindestens vier ebene, reflektierende Flächen enthält, welche die optische Achse der Vorrichtung in solcher Weise biegen, daß die Austrittspupille der Vorrichtung dem Patienten näher liegt als der Bildschirm der Bildverstärkerröhre und die Einblickrichtung auf den Patienten zu gerichtet ist, wobei ein aufrechtes Bild des primären Röntgenbildes beobachtbar ist. Eine solche Vorrichtung ist in der Patentliteratur bekanntgeworden.X-ray image intensifier viewing device The invention relates to on a periscope-like viewing device for X-ray image intensifiers, what device besides the imaging optical elements, such as one or more Lenses and an eyepiece, contains at least four flat, reflective surfaces, which bend the optical axis of the device in such a way that the exit pupil the device is closer to the patient than the screen of the image intensifier tube and the viewing direction is towards the patient, an upright Image of the primary X-ray image is observable. Such a device is in has become known in the patent literature.

Bei Einrichtungen der erwähnten Art ist eine vollständige Bildaufrichtung erwünscht, damit die räumliche Lage des mittels der Betrachtungsvorrichtung beobachteten Durchleuchtungsbildes immer mit der wirklichen Lage des Patienten übereinstimmt, so daß dem untersuchenden Arzt die Orientierung erleichtert wird.In the case of devices of the type mentioned, there is a complete erection of the image desirable so that the spatial position of the observed by means of the viewing device Fluoroscopic image always corresponds to the real position of the patient, so that orientation is made easier for the examining doctor.

Das erwähnte System reflektierender Flächen in der Betrachtungsvorrichtung hat die Aufgabe, die erforderliche Abbiegung der optischen Achse herbeizuführen. Es soll aber auch, gegebenenfalls in Kombination mit speziell zu diesem Zweck anzuordnenden Elementen, wie bilddrehenden Prismen, derart gestaltet sein, daß die Apparatur als ganzes (Bildverstärker- und Betrachtungsvorrichtung) ein aufrechtes Durchleuchtungsbild liefert.The mentioned system of reflective surfaces in the viewing device has the task of bringing about the necessary bending of the optical axis. However, it should also be arranged specifically for this purpose, if necessary in combination Elements, such as image rotating prisms, be designed in such a way that the apparatus as whole (image intensifier and viewing device) an upright fluoroscopic image supplies.

Bei der bekannten Vorrichtung wird ein Bildverstärker ohne Voroptik verwendet, bei welchem die Betrachtungsvorrichtung nur ein einziges Objektiv aufweist. Die abbildenden Elemente des Bildverstärkers und der Betrachtungsvorrichtung zusammen rufen also eine gerade Zahl von Bildumkehrungen des primären Röntgenbildes hervor. Die vier Planspiegel sind auf solche Weise aufgestellt, daß sämtliche Teile der viermal geknickten optischen Achse in ein und derselben Ebene liegen. Es ist leicht einzusehen, daß ein in dieser Ebene liegendes Bild insgesamt viermal von den Spiegeln umgekehrt und folglich aufrecht wiedergegeben wird. Auf ein Bild senkrecht zur Ebene der optischen Achse haben die Spiegel überhaupt keinen Einfluß.In the known device, an image intensifier is used without pre-optics used, in which the viewing device has only a single lens. The imaging elements of the image intensifier and the viewing device together thus produce an even number of image reversals in the primary X-ray image. The four plane mirrors are set up in such a way that all parts of the four times bent optical axis lie in one and the same plane. It is easy to see that an image lying in this plane is a total of four times from the mirrors reversed and thus reproduced upright. On an image perpendicular to the plane the mirrors have absolutely no influence on the optical axis.

Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die abbildenden Elemente des Bildverstärkers und der Beobachtungsvorrichtung zusammen eine ungerade Zahl von Umkehrungen des primären Röntgenbildes erzeugen und die vier ebenen, reflektierenden Flächen nach Art eines Porroschen Prismensatzes der ersten Art angeordnet sind.The present invention is characterized in that the imaging Elements of the image intensifier and the observation device together have an odd number Generate number of inversions of the primary X-ray image and the four planar, reflective Areas are arranged in the manner of a Porro prism set of the first type.

Der Aufbau eines Porroschen Prismensatzes der ersten Art ist wohlbekannt und bedarf keiner besonderen Beschreibung. Es sei z. B. auf das Buch von N a u m a n n , »Optik für Konstrukteure«, S. 71 und 72, verwiesen.The construction of a Porro prism set of the first type is well known and does not require any special description. Let it be B. on the book by N a u m a n n, "Optics for Constructors", pp. 71 and 72, referenced.

Eine ungerade Zahl von Umkehrungen durch die abbildenden Elemente kann zum Beispiel dadurch hervorgerufen werden, daß ein Bildverstärker mit einer Voroptik verwendet wird. Dabei wird als Empfänger der Röntgenstrahlen ein frei stehender Fluoreszenzschirm verwendet, von welchem ein Objektiv ein umgekehrtes, verkleinertes Bild auf die Photokathode der Bildverstärkerröhre entwirft. Eine andere Ursache kann darin liegen, daß man zur Vergrößerung der Apertur der Betrachtungsvorrichtung letztere mit zwei hintereinandergeschalteten Objektiven versieht. Eines dieser Objektive ist nahe am Bildschirm des Bildverstärkers aufgestellt und entwirft ein Zwischenbild, das mittels des zweiten Objektivs in der Brennebene eines Okulars abgebildet wird.An odd number of inversions by the imaging elements can for example be caused by the fact that an image intensifier with a Pre-optics is used. The receiver of the X-rays is a free-standing one Fluorescent screen is used, one of which is an inverted, scaled-down lens Draws image onto the photocathode of the image intensifier tube. Another cause can be that one to enlarge the aperture of the viewing device the latter is provided with two lenses connected in series. One of those lenses is set up close to the screen of the image intensifier and creates an intermediate image, which is imaged in the focal plane of an eyepiece by means of the second objective.

Der Vorteil der Betrachtungsvorrichtung nach der Erfindung besteht darin, daß die vier zum Abbiegen des Strahlenganges erforderlichen spiegelnden Flächen dadurch, daß sie nach Art eines Porroschen Prismensystems der ersten Art angeordnet sind, auch die erwünschte Bildaufrichtung liefern, so daß sich die Anordnung zusätzlicher Hilfsmittel, wie bilddrehender Prismen, oder die Ersetzung der spiegelnden Flächen durch kompliziertere Elemente, wie Dachkantprismen, Pentaprismen od. dgl., sich erübrigt. Da die erwähnten Elemente einer größeren Genauigkeit bezüglich Material, Herstellung und Justierung bedürfen, ermöglicht die Erfindung eine wesentliche Einsparung.The advantage of the viewing device according to the invention is there in that the four reflective surfaces required to turn the beam path in that they are arranged in the manner of a Porro prism system of the first type are, also provide the desired image erection, so that the arrangement additional Aids such as image-rotating prisms or the replacement of reflective surfaces by More complicated elements, such as roof prisms, pentaprisms or the like, are unnecessary. Since the elements mentioned have a greater accuracy in terms of material, manufacture and require adjustment, the invention enables substantial savings.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert, welche einen Bildverstärker zeigt, der mit der Betrachtungsvorrichtung nach der Erfindung versehen ist-Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung, bei der Teile des Gehäuses zur besseren Darstellung der sich darin befindlichen optischen Teile weggebrochen sind; Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung der Fig. 1.The invention is explained with reference to the drawing, which shows an image intensifier shows which is provided with the viewing device according to the invention-Fig. 1 shows a perspective view of the device in which parts of the housing broken away for a better representation of the optical parts located therein are; FIG. 2 is a top plan view of the device of FIG. 1.

Im Gehäuse 1 ist eine Röntgenbildverstärkerröhre 2 untergebracht, deren Bildschirm 3 ein helleuchtendes, verkleinertes und umgekehrtes Bild des primären Röntgenschattenbildes liefert. Das verkleinerte Bild kann auf verschiedene Weise ausgewertet werden. In der Zeichnung ist über dem Bildverstärker ein aus zwei gleichen Teilen 4 und 5 bestehendes, lichtstarkes Objektiv gezeigt, welches das Bild im Verhältnis 1: 1 auf einen nicht dargestellten Filmstreifen oder auf die lichtempfindliche Auffangplatte einer Fernsehkamera projektiert. Das Bild kann aber gleichzeitig auch visuell mittels einer vergrößernden Betrachtungsvorrichtung beobachtet werden, so daß eine direkte Durchleuchtung, gegebenenfalls in Kombination mit der photographischen Festlegung des Bildes, möglich ist. Im parallelen Strahlengang zwischen den Objektivteilen 4 und 5 ist ein beispielsweise halbdurchlässiger Planspiegel ? unter einem Winkel von 45` zur optischen Achse angeordnet. Dieser Spiegel wirft einen Teil der Lichtbündel in Richtung senkrecht zur optischen Achse nach Außen, wo die Strahlen durch ein Objektiv 9 aufgefangen werden. Das Objektiv 9 ist in einem Rohr 8 gefaßt, welches an einem Ring 6 befestigt ist, der um den oberen zylindrischen Teil des Gehäuses 1 greift und relativ zum Gehäuse 1 drehbar ist. Das Rohr 8 bildet den ersten waagerechten Teil des mehrfach geknickten Gehäuses der Betrachtungsvorrichtung. Diese besteht aus einem senkrechten Rohrstück 12, einem waagerechten Rohrstück 15, welches das Rohr 8 senkrecht kreuzt, einen schwach gegen die vertikale Achse geneigten Rohrstück 17 und einem Prismagehäuse 19. Der Planspiegel 7 ist durch eine nicht dargestellte Fassung mit dem Ring 6 verbunden und ist mit letzterem und der ganzen Betrachtungsvorrichtung um die Achse des Bildverstärkers drehbar.An X-ray image intensifier tube 2 is housed in the housing 1, whose screen 3 has a bright, reduced and inverted image of the primary X-ray silhouette supplies. The reduced image can be done in several ways be evaluated. In the drawing, one of two is the same above the image intensifier Parts 4 and 5 of the existing high-speed lens are shown, which show the image in relation to each other 1: 1 on a film strip (not shown) or on the light-sensitive collecting plate projected from a television camera. The image can also be used visually at the same time a magnifying viewing device, so that a direct Fluoroscopy, possibly in combination with the photographic definition of the picture, is possible. In the parallel beam path between the lens parts 4 and 5 is, for example, a semi-transparent plane mirror? at an angle arranged from 45 'to the optical axis. This mirror casts part of the bundle of light in a direction perpendicular to the optical axis to the outside, where the rays pass through Lens 9 can be captured. The lens 9 is held in a tube 8, which is attached to a ring 6 around the upper cylindrical part of the housing 1 engages and is rotatable relative to the housing 1. The tube 8 forms the first horizontal Part of the multiple kinked housing of the viewing device. This exists from a vertical pipe section 12, a horizontal pipe section 15, which the Pipe 8 crosses vertically, a piece of pipe inclined slightly relative to the vertical axis 17 and a prism housing 19. The plane mirror 7 is by a not shown Socket connected to the ring 6 and is with the latter and the entire viewing device rotatable around the axis of the image intensifier.

Das Objektiv 9 entwirft ein Zwischenbild an der Stelle der Feldlinse 10. Die von dieser Linse weitergegebenen Strahlen werden von einem unter 45° zur optischen Achse geneigten Planspiegel 11 in Richtung eines zweiten Objektivs 13 geworfen, das sich im unteren Teil des senkrechten Rohrstückes 12 befindet. Das Objektiv 13 liefert ein Bild in der Brennebene des Okulars 21, wobei der Strahlengang viermal geknickt wird, und zwar durch die Hypotenusenflächen der Prismen 14 und 16 und durch die parallelen, geneigten Flächen eines rhomboedrischen Prismas 20. Das Prisma 14 ist rechtwinklig. Das Prisma 15 ist abgestumpft und weist einen Spitzenwinkel auf, der etwas kleiner als 90° ist, so daß das Rohrstück 17 um einen kleinen Winkel gegen die Bildverstärkerachse geneigt ist. Die Ebene durch die Achsen der Teile 15 und 17 steht ungefähr senkrecht zur Ebene, in welcher die Achsen der Teile 8 und 12 liegen. Daraus folgt, daß die Planspiegel 7 und 11 mit den Hypotenusenflächen der Prismen 14 und 16 nach Art der spiegelnden Flächen in einem Porro-Prismensatz der ersten Art angeordnet sind und eine vollständige Bildaufrichtung liefern, Zum richtigen Verständnis sei bemerkt, daß der Winkel zwischen den beiden genannten Ebenen etwas von einem rechten Winkel abweichen kann. Dadurch entsteht zwar eine gewisse Bilddrehung, die jedoch dadurch kompensiert werden kann, daß das Rohr 17 mit dem Prisma 16 um den gleichen Winkel um die Achse des Rohres 15 verdreht angeordnet wird. Die letztere Anordnung kann zum Beispiel dann zweckmäßig sein, wenn das Okular eine bestimmt räumliche Lage einnehmen soll.The objective 9 creates an intermediate image at the location of the field lens 10. The rays transmitted by this lens are directed from one under 45 ° to optical axis inclined plane mirror 11 in the direction of a second objective 13 thrown, which is located in the lower part of the vertical pipe section 12. That Objective 13 provides an image in the focal plane of the eyepiece 21, the beam path is bent four times, namely by the hypotenuse surfaces of the prisms 14 and 16 and through the parallel, inclined surfaces of a rhombohedral prism 20. The prism 14 is rectangular. The prism 15 is truncated and has an apex angle on, which is slightly smaller than 90 °, so that the pipe section 17 is at a small angle is inclined to the image intensifier axis. The plane through the axes of the parts 15 and 17 are approximately perpendicular to the plane in which the axes of the parts 8 and 12 lie. It follows that the plane mirrors 7 and 11 with the hypotenuse surfaces the prisms 14 and 16 in the manner of reflective surfaces in a Porro prism set of the first type are arranged and provide a complete picture erection, for correct understanding it should be noted that the angle between the two mentioned Levels can deviate slightly from a right angle. This creates a some image rotation, which can, however, be compensated for by the fact that the tube 17 arranged rotated by the same angle about the axis of the tube 15 with the prism 16 will. The latter arrangement can be useful, for example, when the eyepiece should occupy a certain spatial position.

Das Prismagehäuse 19 greift mit einem Ring 18 um das Rohrstück 17 und ist um die Achse dieses Rohrstücks drehbar. Dadurch kann das Okular 21 in einem Kreis verschwenkt werden (Fig. 2), wobei das rhomboedrische Prisma 20 dafür sorgt, daß -das Bild seine räumliche Lage beibehält. Das Prisma 20 übt bekanntlich keinen Einfluß auf die Orientierung des Bildes aus.The prism housing 19 engages around the pipe section 17 with a ring 18 and is rotatable about the axis of this pipe section. This allows the eyepiece 21 in one Circle are pivoted (Fig. 2), the rhombohedral prism 20 ensures that the picture retains its spatial position. As is known, the prism 20 does not practice any Influence on the orientation of the image.

Die abbildenden Elemente des ganzen Gerätes, nämlich die Bildverstärkerröhre 2, das durch die Linsen 4 und 9 gebildete Objektiv, das Objektiv 13 und das Okular 21, ergeben zusammen eine ungerade Zahl von Bildumkehrungen. Das aus den vier ersten, spiegelnden Flächen bestehende Porrosystem ergibt aber eine vollständige Bildaufrichtung, ohne daß zusätzliche Elemente hinzugefügt werden müssen.The imaging elements of the whole device, namely the image intensifier tube 2, the objective formed by the lenses 4 and 9, the objective 13 and the eyepiece 21, together result in an odd number of image reversals. That of the first four Porrosystem existing on reflective surfaces results in a complete erection of the image, without adding any additional elements.

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Periskopartige Betrachtungsvorrichtung für Röntgenbildverstärker, welche Vorrichtung außer den abbildenden optischen Elementen, wie einem oder mehreren Objektiven und einem Okular, mindestens vier ebene, reflektierende Flächen enthält, welche die optische Achse der Vorrichtung in solcher Weise biegen, daß die Austrittpupille der Vorrichtung dem Patienten näher liegt als der Bildschirm der Bildverstärkerröhre und die Einblickrichtung auf den Patienten zu gerichtet ist, wobei ein aufrechtes Bild des primären Röntgenbildes betrachtbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die abbildenden Elemente des Bildverstärkers und der Betrachtungsvorrichtung zusammen eine ungerade Zahl von Umkehrungen des primären Röntgenbildes erzeugen und die vier ebenen, reflektierenden Flächen nach Art eines Porroschen Prismensatzes der ersten Art angeordnet sind.PATENT CLAIM Periscope-like viewing device for X-ray image intensifiers, what device besides the imaging optical elements, such as one or more Lenses and an eyepiece, contains at least four flat, reflective surfaces, which bend the optical axis of the device in such a way that the exit pupil the device is closer to the patient than the screen of the image intensifier tube and the viewing direction is towards the patient, an upright Image of the primary X-ray image can be viewed, characterized in that the imaging elements of the image intensifier and the viewing device together produce an odd number of inversions of the primary radiograph and the four flat, reflective surfaces in the manner of a Porro prism set of the first Art are arranged.