NL9001687A - Roentgenonderzoekapparaat met roentgenversterkerbuis. - Google Patents

Description

Röntgenonderzoekapparaat met röntgenversterkerbuis.

De uitvinding heeft betrekking op een röntgenonderzoekapparaat bevattende een röntgenbeeldversterkerbuis met een ingangsscherm, een uitgangssectie met een uitgangsscherm en een uitgangsvenster, een optisch afbeeldingssysteem en een lichtgevoelige uitleesinrichting.

Een dergelijk röntgenonderzoekapparaat is bekend uit het octrooischrift US-A 4,809,309.

In een aldaar beschreven apparaat treedt de in het uitgangsscherm opgewekte lichtbundel via een uitgangsvenster uit de röntgenversterkerbuis. Door herhaalde reflecties aan oppervlakken van het uitgangsvenster wordt een op het uitgangsvenster invallende lichtspot na doorgang door het venster door het afbeeldingssysteem afgebeeld als een lichtspot met een halo. Dit geeft aanleiding tot een matige beeldkwaliteit.

De uitvinding heeft tot doel, beeldkwaliteitsverlies in de uitgangssectie van de röntgenbeeldversterkerbuis te beperken. De uitvinding heeft daartoe het kenmerk, dat de uitgangssectie een vezeloptiekplaat bevat en zich tussen de vezeloptiekplaat en het optisch afbeeldingssysteem een selectief ruimtelijke frequentie verhogend element bevindt. Door het gebruik van een vezeloptiekplaat wordt halovorming voorkomen, althans gereduceerd. In een vezeloptiekplaat wordt licht door een vezel geleid en blijft ook bij reflectie aan het uittree-oppervlak binnen die vezel, waardoor halovorming is vermeden. In combinatie met een vezeloptiekplaat wordt gebruik gemaakt van een selectief ruimtelijke frequentie verhogend element, waardoor de in het uitgangssignaal aanwezige informatie van de vezeloptiekplaatstructuur gescheiden wordt van beeldinformatie van een te onderzoeken voorwerp. De in de lichtbundel aanwezige informatie van de vezeloptiekplaatstructuur kan namelijk in combinatie met een optisch afbeeldingssysteem, dat zich achter de röntgenbeeldversterkerbuis bevindt, aanleiding geven tot een ringenpatroon in het gevormde beeld.

Opgemerkt wordt dat een vezeloptiekplaat op zichzelf bekend is uit GB 1, 470, 889.

Een voorkeursuitvoering van het röntgenonderzoekapparaat volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat het selectief ruimtelijke frequentie verhogend element een dubbelbrekend kristal is. Een optimale werking kan daarbij worden verkregen door uit een kristal plaatjes te snijden langs vlakken parallel met twee, de mate van dubbelbreking bepalende onderling in lengte verschillende kristalassen.

De in het uitgangssignaal aanwezige informatie over de vezeloptiekplaat kan beschouwd worden als een periodiek ongewenst signaal. Door frequentieverdubbeling van een dergelijk signaal komt deze buiten het oplossend vermogen van het optisch afbeeldingssysteem te liggen. Op deze manier wordt voorkomen dat door beeldveldkromming van het afbeeldingssysteem bij het vormen van een licht-optisch beeld storende lijnenpatronen zouden ontstaan.

Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van het röntgenonderzoekapparaat volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat het dubbelbrekend kristal kwarts is.

Doordat de conventionele uitgangssectie nu een vezeloptiekplaat bevat, is een optisch weglengteverschil gecreëerd tussen de uitgangssectie en het optisch afbeeldingssysteem. Dit optisch weglengteverschil kan echter juist gecompenseerd worden door een kwartskristal. De hiervoor benodigde dikte van het kwartskristal komt namelijk goed overeen met de dikte die nodig is om de gewenste verschuiving door de dubbelbreking te verkrijgen. Bovendien is kwarts een relatief gemakkelijk te produceren en te bewerken materiaal.

Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van een röntgenonderzoekapparaat volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat het selectief ruimtelijke frequentie verhogend element tegen het uitgangsvenster is aangebracht. Indien gewenst kan een van de vezeloptiekplaat afgekeerde zijde van het selectief ruimtelijke frequentie verhogend element een anti-reflexlaag worden aangebracht.

Op deze manier worden optische verstoringen voorkomen.

Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van het röntgenonderzoekapparaat volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat voor dubbelbreking relevante kristalassen van het dubbelbrekend kristal onder ongeveer 45° ten opzichte van een orthogonale vezelstructuur van de vezeloptiekplaat is gemonteerd.

Voor beide, onderling loodrecht gerichte lijnen van de vezeloptiekplaatstructuur treedt dan een ongeveer gelijke verschuiving op, waardoor in beide richtingen frequentieverdubbeling is gerealiseerd.

Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van het röntgenonderzoekapparaat volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat de lichtgevoelige uitleesinrichting een filmopname-inrichting is.

Als gevolg van de niet-lineariteit van de versterking van contrast van de film ontstaat een verschil tussen de zwarting op de opname en het contrast in het opgenomen beeld. Door toepassing van een frequentie verhogend element kan voor de optische uitlezing nu ook gebruik gemaakt worden van inrichtingen, waarvoor de richtingscoëfficiënt van de gamma-curve afwijkt van 1.

Een variant van de laatstgenoemde voorkeursuitvoeringsvorm van het röntgenonderzoekapparaat volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat de lichtgevoelige uitleesinrichting een televisiecamerabuis is.

Voor een camerabuis kan de richtingscoëfficiënt van de gamma-curve ongeveer gelijk aan 1 zijn, maar er zijn ook camerabuizen bekend met een afwijkende richtingscoëfficiënt.

Een alternatieve voorkeursuitvoeringsvorm van het röntgenonderzoekapparaat volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat de lichtgevoelige uitleesinrichting een CCD-matrix is.

Een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van het röntgenonderzoekapparaat volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat het dubbelbrekend kristal zich onder een hoek van ongeveer 45° ten opzichte van de vezeloptiekplaatstructuur tussen de onderling onder een hoek van ongeveer 45° opgestelde vezeloptiekplaat en CCD-matrix bevindt.

Voor een CCD-matrix kan de richtingscoëfficiënt gelijk of in beperkte mate kleiner dan 1 zijn, waardoor het beeld minder gevoelig is voor ongewenste zwartingspatronen afkomstig van de vezeloptiekplaatstructuur. Het gebruik van een dubbelbrekend kristal is echter toch gunstig, omdat daardoor tevens het optreden van Moiré-patronen, die zich in het algemeen manifesteren bij het afbeelden van een regelmatige structuur op een regelmatige stuctuur bevattende uitleesinrichting, kan worden voorkomen.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de tekening. De enkele figuur van de tekening toont een uitvoeringsvoorbeeld van een röntgenonderzoekapparaat volgens de uitvinding.

Een röntgenonderzoekapparaat 1 zoals aangegeven in de figuur bevat een röntgenbuis 3 met een voedingsbron 5 voor het opwekken van een röntgenbundel 7, waarmee een op een drager 9 gelegen voorwerp 11 kan worden doorstraald. Verder is het röntgenonderzoekapparaat 1 voorzien van een röntgendiafragma-inrichting 13 met een besturingsmechanisme 15 voor automatische aanpassing van de gewenste hoeveelheid röntgenstraling voor de beeldvorming. De röntgenbundel 17, die het voorwerp 11 verlaat, wordt ingevangen door een röntgenbeeldversterkerbuis 19 met een ingangsscherm 21, een elektronenoptisch systeem 23 en een uitgangssectie 24, welke een uitgangsscherm 25, voorzien van een uitgangsfosforlaag 26, en een uitgangsvenster 27 bevat. De in het uitgangsscherm 25 opgewekte lichtbundel 29 verlaat de röntgenbeeldversterkerbuis 19 via het uitgangsvenster 27. Het uitgangsvenster 27 kan uitgevoerd zijn als een vezeloptiekplaat. Om de functie van lichtinvang en transport van een in de uitgangsfosforlaag 26 gevormd licht-optisch beeld en de vacuumoverbrugging van het uitgangsvenster 27 te scheiden, kan de vezeloptiekplaat eveneens als drager van de uitgangsfosforlaag 26 dienen en kan het uitgangsvenster 27 uit gewoon glas bestaan. Na doorgang door de vezeloptiekplaat valt de beelddragende lichtbundel in op een selectief ruimtelijke frequentie verhogend element 31, dat hier tegen het uitgangsvenster 27 is aangebracht. In het uitvoeringsvoorbeeld is dit element 31 een dubbelbrekend kristal, in het bijzonder een kwartskristal, waarvan de onderling in lengte verschillende kristalassen zich onder 45° ten opzichte van de orthogonale vezelstructuur van de vezeloptiekplaat bevinden. Verder bevat het röntgenonderzoekapparaat 1 een optisch afbeeldingssysteem 32 met een eerste lens 33. In geval het uitgangsvenster 27 de vezeloptiekplaat omvat, kan het op die manier ontstane weglengteverschil precies door het gebruik van kwarts opgeheven worden. Kwarts veroorzaakt namelijk de gewenste mate van verschuiving door de dubbelbreking bij een dikte die nodig is om het ontstane weglengteverschil op te heffen. Bijgevolg is het optisch systeem weer gecorrigeerd van sferische aberratie. Het beeldbrandvlak van een tweede lens 37 valt samen met de trefplaat 39 van een lichtgevoelige uitleesinrichting 41. De in het uitgangsscherm 25 opgewekte, en via het uitgangsvenster 27 uittredende lichtbundel 29 is bij de gekozen opstelling van de lens 33 tussen de lenzen 33 en 37 een parallelle bundel. In deze bundel 29 kan een beeldoverdrachtstelsel 43 geplaatst worden, zodanig dat de informatie van de lichtbundel 29 zowel op een filmcamera 45 als op een videocamera 47 kan afgebeeld worden. De videocamera 47 kan bijvoorbeeld een conventionele televisiecamera zijn of een CCD-camera, welke een CCD-matrix bevat, die bij voorkeur onder 45° ten opzichte van de vezeloptiekplaat geplaatst is. Het beeldoverdrachtstelsel 39 kan bijvoorbeeld een gedeeltelijk doorlatende en/of wegklapbare spiegel zijn. Om storende invloeden van bijvoorbeeld electromagnetische velden op een elektronenbundel 49, die foto-elektronen van het ingangsscherm 21 afbeeldt op het uitgangsscherm 25, te voorkomen, is de röntgenbeeldversterkerbuis 19 opgenomen in een huis 51 met bijvoorbeeld een tralievormig ingangsrooster 53, dat bijvoorbeeld overeenkomstig ÜS 4,220,890 de funktie van strooistralenrooster en van magnetische afscherming combineert. Verder bevat het röntgenonderzoekapparaat 1 een centrale besturingsinrichting 55. Vanuit deze inrichting 55 kan een generator 57 voor de röntgenbuis 3, een videosignaalverwerkingsinrichting 59 van de televisieketen van het apparaat, de filmcamera 45 en bijvoorbeeld een inrichting 61 met een AD converter 63 voor digitale beeldverwerking worden gestuurd. Voor beeldweergave is een monitor 65 opgenomen. Er kan ook met twee monitoren worden gewerkt waarbij een eerste monitor bijvoorbeeld steeds het momentane beeld weergeeft en een tweede een bewerkt beeld geeft. Van beide monitoren maar vooral van de laatste kan dan eventueel een beeld in een hard-copy unit 67 worden vastgelegd.

Claims (9)

1. Röntgenonderzoekapparaat bevattende een röntgenbeeldversterkerbuis met een ingangsscherm, een uitgangssectie met een uitgangsscherm en een uitgangsvenster, een optisch afbeeldingssysteem en een lichtgevoelige uitleesinrichting, met het kenmerk, dat de uitgangssectie een vezeloptiekplaat bevat en zich tussen de vezeloptiekplaat en het optisch afbeeldingssysteem een selectief ruimtelijke frequentie verhogend element bevindt.

2. Röntgenonderzoekapparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het selectief ruimtelijke frequentie verhogend element een dubbelbrekend kristal is.

3. Röntgenonderzoekapparaat volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het dubbelbrekend kristal kwarts is.

4. Röntgenonderzoekapparaat volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat het selectief ruimtelijke frequentie verhogend element tegen het uitgangsvenster is aangebracht.

5. Röntgenonderzoekapparaat volgens conclusie 2 of 3, met het kenmerk, dat voor dubbelbreking relevante kristalassen van het dubbelbrekend kristal onder ongeveer 45° ten opzichte van een orthogonale vezelstructuur van de vezeloptiekplaat is gemonteerd.

6. Röntgenonderzoekapparaat volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de lichtgevoelige uitleesinrichting een filmopname-inrichting is.

7. Röntgenonderzoekapparaat volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de lichtgevoelige uitleesinrichting een televisiecamerabuis bevat.

8. Röntgenonderzoekapparaat volgens conclusie 1, 2 of 3, met het kenmerk, dat de lichtgevoelige uitleesinrichting een CCD-matrix bevat.

9. Röntgenonderzoekapparaat volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het dubbelbrekend kristal zich onder een hoek van ongeveer 45° ten opzichte van de vezeloptiekplaatstructuur tussen de onderling onder een hoek van ongeveer 45° opgestelde vezeloptiekplaat en CCD-matrix bevindt.