DE69213393T2

DE69213393T2 - Kollektor für Speicherleuchtstoffbildsystem

Info

Publication number: DE69213393T2
Application number: DE69213393T
Authority: DE
Inventors: John Claude Boutet; Michael Bernard Brandt; Bruce Raymond Whiting
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1991-11-22
Filing date: 1992-11-13
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2012-11-14
Also published as: EP0543286A1; JPH05323481A; DE69213393D1; EP0543286B1; US5140160A

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Vorrichtungen zum Auslesen in einem Speicherphosphor gespeicherter Bilder und insbesondere auf eine Vorrichtung zum Sammeln und Erfassen von Strahlung, die von einem aurch eine Stimulierstrahlung abgetasteten Speicherphosphor emittiert wird.
Bei einem mit Speicherphosphor arbeitenden Bilderzeugungssystem der in US-A- Re.31.847 beschriebenen Art wird ein fotostimulierbarer Phosphor mit einer kurzwelligen Strahlung, zum Beispiel Röntgenstrahlung in einem bildweisen Muster bestrahlt, um im Speicherphosphor ein latentes Bildmuster zu erzeugen. Das latente Bild wird durch Stimuliewng des Phosphors mit einer langweiligen Stimulierstrahlung, zum Beispiel rotem oder infrarotem Licht, ausgelesen. Bei Stimulierung gibt der Speicherphosphor emittierte Strahlung mit einer Zwischen-Wellenlänge, zum Beispiel blaues oder violettes Licht, im Verhältnis der jeweils empfangenen Menge der kurzwelligen Strahlung frei.
Um ein für die elektronische Bildverarbeitung brauchbares Signal zu erzeugen, tastet man den Speicherphosphor mittels eines Lichtstrahls, der zum Beispiel von einem Laser erzeugt und von einem oszillierenden oder rotierenden Abtastspiegel abgelenkt wird, in einem Rastermuster ab. Die vom Speicherphosphor emittierte Strahlung wird von einem Fotodetektor, zum Beispiel einer Fotovervielfacherröhre, erfaßt, um daraus elektronische Bildsignale zu erzeugen.
Bei einer Art von Abtastvorrichtung ist der Speicherphosphor auf einer Schiebebühne angeordnet und wird in Seitenabtastrichtung an einem Laserstrahl vorbeibewegt, der wiederholt in Zeilenabtastrichtung abgelenkt wird, um so ein Abtastraster zu erzeugen.
Um das Signal-Rausch-Verhältnis des Bilderzeugungssystems zu optimieren, ist es erwünscht, so viel wie möglich von dem emittierten Licht zu sammeln und auf den Fotodetektor zu richten. US-A-4.346.295 beschreibt eine Form eines solchen Kollektors. Der in diesem Patent vorgeschlagene Kollektor umfaßt ein Lichteitelement mit einer an einem Ende flachen und am gegenüberliegenden Ende ringförmig aufgerollten Platte eines lichtdurchlässigen Materials. Das flache Ende des Kollektors ist benachbart zur Abtastzeile am Speicherphosphor angeordnet. Die Lichtempfangsfläche liegt am ringförmigen Ende des Lichtleitelements an. Kollektorsysteme dieser Art haben die Nachteile, daß sie teuer und kompliziert herzustellen sind. Außerdem ist die Lichtsammelleistung lichtdurchlässiger Lichtleitelemente wegen ihrer Lichtabsorption im Wellenlängenbereich des von Speicherphosphoren emittierten Lichts begrenzt.
Um einen einfach herzustellenden, kostengünstigen und hocheffizienten Kollektor bereitzustellen, wurde von einem der Erfinder in US-A-4.743.759 ein Kollektor mit doppeltem dachförmigem Spiegel vorgeschlagßn. Gemäß der Beschreibung jenes Patents umfaßt ein Kollektor zum Sammeln und Erfassen von Licht, das in einem fotostimulierbaren Phosphor-Bilderzeugungssystem von einem Speicherphosphor emittiert wird, einen Kollektor mit dachförmigem Spiegel mit einem unteren, sich über die Breite des Speicherphosphors erstreckenden dachförmigen Spiegel und einem oberen, über dem unteren dachförmigen Spiegel angeordneten dachförmigen Spiegel, die zusammen eine Spiegelbox mit annähernd quadratischem Querschnitt ausbilden. In den dachförmigen Spiegeln sind entlang ihrer Spitzen Schlitze ausgebildet, durch die ein Abtaststrahl aus stimulierendem Licht durch die Lichtbox zur Oberfläche der fotostimulierbaren Phosphorschicht und emittiertes Licht vom Speicherphosphor in die Lichtbox gelangen können. M jedem Ende der Lichtbox ist ein Fotodetektor angeordnet, der das gesammelte Licht in ein dem in der Phosphorschicht gespeicherten latenten Bild entsprechendes elektronisches Signal umwandelt. Fig. 13 des vorgenannten Patents zeigt einen Kollektor, der sich von einem Ende zum anderen hin verjüngt, wobei am breiten Ende des Kollektors ein Lichtdetektor vorgesehen ist. Wenn bei dieser letztgenannten Ausbildung eine große Lichtvervielfältigerröhre mit konvexer Oberfläche verwendet wird, überschneiden sich die konvexe Oberfläche und der Abtaststrahl aus stimulierendem Licht.
DE-A-2.653.230 zeigt des weiteren einen Kollektor zum Erfassen von Licht, das von einem abgetasteten Informationsträger reflektiert wird, mit einem geschlossenen, innen reflektierenden pyramidenförmigen Gehäuse, an dessen Scheitel in einer Öffnung ein Fotodetektor angeordnet ist und das in seinem unteren Bereich auf gegenüberliegenden Seiten ausgerichtete, langgestreckte Öffnungen aulfweist.
Schließlich ist in der internationalen Anmeldung WO-A-9211 1577 des Anmelders dieser Erfindung ein Kollektor mit einem Planspiegel dargestellt, der zu einem gegenüberliegenden, pyramidenförmigen Spiegel derart beabstandet ist, daß an seinen Ober- und Unterkanten Schlitze ausgebildet werden, durch die der Abtaststrahl sowie reflektiertes, emittiertes und übertragenes Licht hindurchgehen. Der Fotodetektor des Kollektors ist in einer Öffnung im Planspiegel angeordnet. Dieses Dokument, das ein späteres Veröffentlichungsdatum autweist, aber eine frühere Priorität beansprucht, fällt unter die Vorschriften des § 54(3) EPC.
Erfindungsgemäß wird ein Kollektor zum Sammeln und Erfassen von Licht angegeben, das von einem abgetasteten Informationsträger, zum Beispiel einem ein latentes Röntgenbild speichernden Speicherphosphor emittiert, reflektiert oder übertragen wird. Der Kollektor weist wegen seines großen Konuswinkels und wegen der Minimierung der Anzahl der Reflexionen des Lichts, bevor dieses auf einen Fotodetektor fällt, und wegen des dadurch verringerten Reflexionsverlustes einen hohen Lichtsammelwirküngsgrad auf. Weil der Kollektor aus Planspiegeln gebildet wird und nur einen Fotodetektor autweist, der nicht über die seitliche oder obere Fläche des Kollektors vorsteht, ist der Kollektor kompakt und einfach herzustellen.
Gemäß einem Merkmal der Erfindung umfaßt der Kollektor einen Planspiegel und nebeneinander und dem Planspiegel gegenüberliegend angeordnete pyramidenförmige Spiegel. Die Spiegel erstrecken sich über die Breite eines abgetasteten lnformationsträgers, zum Beispiels eines Speicherphosphors. Ein Fotodetektor weist eine Fläche auf, die der Größe einer zentral im Planspiegel angeordneten Öffnung entspricht.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines eine Ausführungsform der Erfindung umfassenden, mit einem Speicherphosphor arbeitenden Bilderzeugungssystems;
Fig. 2, 3 und 4 Vorder-, Seiten- bzw. Draufsichten der Ausführungsform gemäß Fig. 1; und
Fig. 5 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Ausführungsform gemäß Fig. 1.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 1-5 eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kollektors als Teil eines mit einem Speicherphosphor arbeitenden Bilderzeugungssystems beschrieben. Es versteht sich, daß die Erfindung auch in anderen Lichtsammel-Anwendungen (zum Beispiel Film-Digitalisierem) einsetzbar ist, bei denen Licht von einem Informationsträger (Bildträger) übertragen, reflektiert oder emittiert wird. Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, erzeugt ein Laser 10 einen Laserstrahl 12, der von einem Spiegel 14 eines rotierenden Polygonscanners 16 reflektiert wird. Der Laserstrahl 12 wird von einem Spiegel 18 so abgelenkt, daß er den Speicherphosphor 20 während seines Transports in Richtung 21 mittels der Rollen 22, 24 überstreicht.
Der Speicherphosphor 20 speichert ein latentes Röntgenbild, zum Beispiel eines anatomischen Teils eines Patienten. Der Speicherphosphor 20 wird durch koordinierte Bewegung (1.) des Abtast-Laserstrahls 12 über die Breite des Speicherphosphors 20 und (2.) die Bewegung des Phosphors 20 in Richtung des Pfeils 21 unter dem Abtaststrahl 12 hindurch in einem Rastermuster abgetastet. Der Speicherphosphor 20 kann wie in der Darstellung als dünnere oder dickere Platte oder als Band oder Trommel ausgebildet sein.
Der Speicherphosphor 20 emittiert Licht einer von der Wellenlänge des stimulierenden Lichts des Laserstrahls 12 abweichenden Wellenlänge. Zum Beispiel emittiert der Laser 10 rotes Licht, der Speicherphosphor 20 blaues Licht. Die Intensität des vom Speicherphosphor 20 emittierten Lichts ist abhängig von dem im Speicherphosphor 20 gespeicherten latenten Röntgenbild.
Erfindungsgemäß wird das emittierte Licht vom Kollektor 26 gesammelt und vom Fotodetektor 28 erfaßt. Der Kollektor 26 umfaßt einen sich über die Breite des Speicherphosphors 20 erstreckenden und im wesentlichen senkrecht dazu angeordneten Planspiegel 30. Außerdem umfaßt der Kollektor 26 nebeneinander und dem Planspiegel 30 gegenüberliegend angeordnete pyramidenförmige Spiegel 32 und 34 (Fig. 4). Der pyramidenförmige Spiegel 32 weist einen oberen Spiegel 36, einen unteren Spiegel 38 und seitliche Spiegel 40 auf, die einen Scheitel 41 bilden (Fig. 2). Der pyramidenförmige Spiegel 34 umfaßt einen oberen Spiegel 42, einen unteren Spiegel 44 und seitliche Spiegel 46, die einen Scheitel 48 bilden. Durch die Verwendung von stirnseitigen Spiegeln 49 und 50 können Leistungsabfälle am Ende der Abtastzeile vermindert werden. Bei den Spiegeln 36, 38, 40, 42, 44, 46, 49 und 50 handelt es sich vorzugsweise um Planspiegel.
Im Planspiegel 30 ist eine zentral angeordnete Öffnung 51 vorgesehen (Fig. 5). Der Fotodetektor 28 (zum Beispiel eine Fotovervielfältigerröhre) weist eine der Größe der Öffnung 51 entsprechende Lichtempfangsfläche 52 auf. Über der Fläche 52 ist ein Filter 54 angeordnet, das nur emittiertes Licht durchläßt.
Der Spiegel 30 weist eine Oberkante 60 auf, die mit Oberkanten 64 bzw. 66 der pyramidenförmigen Spiegel 32, 34 einen oberen Schlitz 62 ausbildet (Fig. 1). Ferner weist der Spiegel 30 eine Unterkante 68 auf, die mit Unterkanten 70 bzw. 72 der pyramidenförmigen Spiegel 32, 34 einen unteren Schlitz 69 ausbildet (Fig. 2 und 3). Der Laserstrahl 12 aus stimulierendem Licht passiert die Schlitze 62, 69, um den Speicherphosphor 20 zu stimulieren. Vom Speicherphosphor 20 emittiertes Licht gelangt durch den unteren Schlitz 69 in den Kollektor 26.
Vorzugsweise reflektieren ein Spiegel oder mehrere Spiegel 30, 36, 38, 40, 42, 44, 46 (Fig. 2) selektiv nur emittiertes Licht, um die Entstehung von Lichtflecken durch von der Phosphoroberfläche 20 reflektiertes und an anderer Stelle wieder auf den Phosphor auftreffendes und unkorreliert erneut emittiertes Licht zu vermindern. Wird der Spiegel 30 zum Herausfitern reflektierten stimulierenden Lichts eingesetzt, kann er mit dem Filter 54 kombiniert werden. Bei dieser - in Fig. 5 dargestellten - Ausführungsform wird ein großes, fünfeckiges Filter auf der Fotodetektorseite des Filterglases selektiv mit Aluminium beschichtet, so daß die Öffnung 51 gleichzeitig in der Aluminiumbeschichtung, im Filterspiegel 30 und im Filter 54 entsteht.
Der erfindungsgemäße Kollektor besitzt wegen des größeren konuswinkels und des geringeren Reflexionsverlustes einen ausgezeichneten Sammelwirkungsgrad für emittiertes Licht. Außerdem wird Licht, das auf einer Seite des Phosphors 20 emittiert wird, wegen der seitlichen Ablenkspiegel 40 bzw. 46 der pyramidenförmigen Spiegel 32 und 34 nicht zur anderen Seite reflektiert. Daher wird rechts (in der Msicht gemäß Fig. 2) von der aus den aneinandergrenzenden Kanten 58 und 56 der seitlichen Spiegel 40, 46 gebildeten mittleren Region 53 emittiertes Licht vom pyramidenförmigen Spiegel 34 zur rechten Seite des Fotodetektors 28 reflektiert. Gleichermaßen wird links von der mittleren Region 53 emittiertes Licht vom pyramidenförmigen Spiegel 32 zur linken Seite des Fotodetektors 28 reflektiert. Die Anzahl der internen Reflexionen, die ein Strahl emittierten Lichts erfährt, bevor er den Fotodetektor 28 erreicht, wird minimiert, wodurch Reflexionsverluste verringert werden und der Sammelwirkungsgrad für emittiertes Licht verbessert wird.
Der erfindungsgemäße Kollektor findet Anwendung auf dem Gebiet der medizinischen Diagnose, zum Beispiel in der digitalen Radiographie, bei der ein Röntgenbild eines anatomischen Teils des Patienten in einem Phosphorspeicher gespeichert und anschließend als digitales Röntgenbild ausgelesen wird.

Claims

1. Kollektor zum Sammeln und Erfassen von Licht, das von einem abgetasteten Informationsträger (20) emittiert, reflektiert oder übertragen wird, wobei der Kollektor folgende Komponenten umfaßt:

- einen Planspiegel (30), der sich bei Gebrauch über die Breite des abgetasteten Informationsträgers (20) erstreckt und im wesentlichen senkrecht zu diesem angeordnet ist, wobei der Planspiegel eine Unterkante (68), die bei Gebrauch am abgetasteten Träger anliegt, eine von der Unterkante beabstandete Oberkante (60), sowie eine zentral angeordnete Öffnung (51) aufweist;

- einen ersten und zweiten pyramidenförmigen Spiegel (32, 34), die nebeneinander und dem Planspiegel (30) gegenüberliegend angeordnet sind, wobei die pyramidenförmigen Spiegel jeweils Oberkanten (64, 66) aufweisen, die von der Oberkante (60) des Planspiegels (30) beabstandet sind, sowie jeweils Unterkanten (70, 72), die von der Unterkante (68) des Planspiegels (30) beabstandet sind und dadurch ausgerichtete Schlitze (62, 69) für den Durchgang eines Abtaststrahls (12) zum abzutastenden Träger bilden, so daß durch den abgetasteten Träger emittiertes, reflektiertes oder übertragenes Licht vom Kollektor empfangen werden kann; und

- einen Fotodetektor (28) mit einer der Größe der Öffnung (51) im pyramidenförmigen Spiegel entsprechenden Lichtempfangsfläche (52) zum Empfangen von Licht, das durch den abgetasteten Träger emittiert und vom Kollektor reflektiert wird, und zum Erzeugen eines entsprechenden elektrischen Signals.

2. Kollektor nach Anspruch 1 zum Anlegen an einen Speicherphosphor (20) und zum Richten eines Abtaststrahls (12) aus stimulierendem Licht durch den oberen und unteren Schlitz (62, 69) des Kol lektors auf den Speicherphosphor, wodurch das von ihm emittierte, stimulierte Licht durch den unteren Schlitz (69) in den Kollektor gelangt, wobei der Kollektor über der Fläche (52) des Fotodetektors (28) ein Filter (54) aufweist, damit nur emittiertes, jedoch nicht stimulierendes Licht den Fotodetektor erreicht.

3. Kollektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wahlweise mindestens der Planspiegel (30) oder die pyramidenförmigen Spiegel (32, 34) selektiv nur emittiertes Licht reflektieren.

4. Kollektor nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und zweite pyramidenförmige Spiegel (32, 34) jeweils obere (36, 42), untere (38, 44) und seitliche Spiegel (40, 46) aufweisen, die einen Scheitel bilden, der dem Planspiegel (30) gegenüberliegt, wobei die Seitenspiegel des ersten und zweiten pyramidenförmigen Spiegels aneinandergrenzende Kanten (56, 58) aufweisen, die sich in der Mitte über dem Fotodetektor befinden.

5. Kollektor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die oberen (36, 42), unteren (38, 44) und seitlichen Spiegel (40, 46) des ersten und zweiten pyramidenförmigen Spiegels (32, 34) als Planspiegel ausgebildet sind.

6. Kollektor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der selektiv reflektierende Planspiegel (30) mit dem Fotodetektorfilter (54) kombiniert ist, indem eine Fotodetektoröffnung (51) in der spiegelnden Aluminiumschicht vorgesehen ist, die auf der den Planspiegel (30) bildenden Filterglasplatte aufgebracht ist.