DE1189121B - Roentgenfernsehverfahren - Google Patents

Roentgenfernsehverfahren

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Publication number
DE1189121B
DE1189121B DES79659A DES0079659A DE1189121B DE 1189121 B DE1189121 B DE 1189121B DE S79659 A DES79659 A DE S79659A DE S0079659 A DES0079659 A DE S0079659A DE 1189121 B DE1189121 B DE 1189121B
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DE
Germany
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image
scan
potential
tube
electron beam
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Pending
Application number
DES79659A
Other languages
English (en)
Inventor
Ove Strindehag
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 Reiniger Werke AG
Original Assignee
Siemens Reiniger Werke AG
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Publication date
Application filed by Siemens Reiniger Werke AG filed Critical Siemens Reiniger Werke AG
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Publication of DE1189121B publication Critical patent/DE1189121B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00Details of television systems
    • H04N5/30Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/32Transforming X-rays

Description

  • Röntgenfernsehverfahren Die Erfindung betrifft ein Röntgenfernsehverfahren für die Übertragung ruhender oder langsam bewegter Objekte mit geringem Kontrast.
  • Bei der Übertragung der häufig sehr kontrastarmen Röntgenleuchtschirmbilder mit fernsehtechnischen Mitteln erscheint am Ausgang der Bildaufnahmeröhre ein Videosignalstrom, dessen die Information enthaltender Anteil relativ gering ist. In der F i g. 1 ist zur Verdeutlichung dieser Verhältnisse ein Ausschnitt des Videosignalstroms dargestellt. Darin ist 1 die Maximalamplitude des Gesamtstroms, IS der Signalstromanteil und ID der Dunkelstromanteil, der sich aus dem Dunkelstrom und dem konstanten Strom der Grundhelligkeit des übertragenen Bildes zusammensetzt.
  • Bei der Verstärkung eines solchen Signals muß der lineare Aussteuerungsbereich des Videoverstärkers unnötig groß gewählt werden, denn der größere Teil ID der Amplitude des Videosignalstroms enthält zwar keinerlei Nutzinformation, wird aber dennoch mitverstärkt.
  • Es ist natürlich denkbar, dem Leuchtschirm eine geringere Röntgenstrahlenintensität zuzuführen, um damit den Anteil der Grundhelligkeit an der Gesamthelligkeit zu vermindern. Dabei gelangt jedoch der die Information enthaltende Anteil des Leuchtschirmbildes in den Bereich einer so geringen mittleren Helligkeit, daß die Quantenstruktur des Leuchtschirmbildes erkennbar und dadurch die Bildqualität stark beeinträchtigt wird.
  • Um trotz eines hohen Anteils der Grundhelligkeit die Anforderung an die Linearität des Verstärkers auf einen üblichen Wert zu begrenzen, ist es bereits bekannt, denjenigen Teil des Videosignalstroms, der keine Nutzinformation enthält, mit Hilfe bekannter, dem Verstärkereingang vorgeschalteter elektrischer Mittel vom übrigen Signalstrom zu trennen. Die gleichzeitig angestrebte Verbesserung des Signal-Rausch-Verhältnisses ist damit jedoch nicht zu erzielen.
  • Es ist ferner für die Bildübertragung von Objekten mit großer Helligkeit bekannt, eine durch den hohen Gleichlichtanteil bedingte Aufladung der Signalplatte der Fernsehaufnahmeröhre über den linearen Aussteuerungsbereich hinaus dadurch zu vermeiden, daß die Abtastgeschwindigkeit des die Signalplatte abtastenden Elektronenstrahls auf ein Mehrfaches der Abtastfrequenz nach der Fernsehnorm erhöht wird, um dadurch die Einwirkungszeit des Lichts auf die Signalplatte zu vermindern. Wenn dabei nicht gleichzeitig die obere Grenzfrequenz des Videoverstärkers proportional mit der Steigung der Abtastfrequenz erhöht wird - was einen erheblichen technischen Aufwand erfordert -, so vermindern sich Bildschärfe und Detailerkennbarkeit in einem für die Übertragung von Röntgenschirmbildern nicht mehr tragbaren Maße. Um diesen Nachteil zu vermeiden und gleichzeitig das Signal-Rausch-Verhältnis zu erhöhen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Potentialbild der Bildaufnahmeröhre mit Hilfe des abtastenden Elektronenstrahls in einer Folge von mehreren Teilabtastungen stufenweise bis zur vollständigen Löschung abzutragen, indem die Teilabtastungen mit von Abtastung zu Abtastung sich ändernder Spannung zwischen Signalplatte und Kathode der Fernsehaufnahmeröhre durchgeführt werden, wobei die Höhe dieser Spannung so gewählt ist, daß bei der jeweils ersten Teilabtastung jeder Folge nur der die Nutzinformation enthaltende Teil des Potentials und bei den weiteren Teilabtastungen der restliche Teil des Potentials abgetragen wird und nur das aus der ersten Teilabtastung gewonnene Signal für die Bildwiedergabe benutzt wird.
  • Besonders vorteilhaft ist bei dieser erfindungsgemäßen Lösung, daß der abtastende Elektronenstrahl die Signalplatte während der Abtastung des Nutzsignalanteils nicht voll durchzuladen braucht. Die vollständige Durchladung erfolgt vielmehr erst innerhalb der nächsten Stufe bzw. der nächsten Stufen. Dadurch kann der Strahlstrom und damit auch der Strahlquerschnitt bei der Abtastung des Nutzsignalanteils wesentlich geringer sein, als es bei voller Durchladung der Signalplatte innerhalb einer einzigen Abtastung notwendig wäre. Das hat eine wesentliche Verbesserung der Bildauflösung zur Folge.
  • Ein weiterer durch den geringen Strahlstrom während der Abtastung des Nutzsignals erzielter Vorteil ist die Verringerung des von der Strahlstromstärke abhängigen Rauschanteils der Bildaufnahmeröhre, was insbesondere bei solchen Aufnahmesystemen Vorteile bietet, bei denen dieser Anteil gegenüber dem Rauschstrom der Eingangsstufe des Videoverstärkers nicht vernachlässigbar gering ist, z. B. dem Superorthikon.
  • Um trotz der zeitlichen Lücken zwischen den einzelnen die Information enthaltenden Teilabtastungen eine kontinuierliche, $immerfreie Bildwiedergabe zu erzielen, wird in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, eine Bildspeichervorrichtung während der Dauer der die Nutzinformation enthaltenden Teilabtastung mit der Fernsehaufnahmeröhre und während der Dauer der weiteren Teilabtastungen für die vollständige Abtragung des Potentialbildes mit dem Bildwiedergabegerät zu verbinden.
  • Auf eine solche Bildspeichervorrichtung kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung verzichtet werden, wenn der abtastende Elektronenstrahl der Fernsehaufnahmeröhre so gesteuert ist, daß er nach Beendigung der Abtastung einer Zeile die gleiche Zeile in umgekehrter Richtung noch einmal durchläuft, und wenn zur Abtragung des Potentialbildes mit Hilfe entsprechend gewählter Spannungsstufen zwischen Signalplatte und Kathode der Fernsehaufnahmeröhre in zwei sich in gleichbleibender Folge wiederholenden Abtaststufen die Dauer einer Stufe der Dauer für die Abtastung einer Zeile gleich ist und der Abtastrichtung des Elektronenstrahl die eine Spannungsstufe und der Rücklaufrichtung des Elektronenstrahls die andere Spannungsstufe zeitlich zugeordnet ist.
  • Dabei muB der Stromimpuls für die Bildablenkung an Stelle der üblichen Sägezahnform, die einen kontinuierlichen Stromanstieg während der Bildperiode besitzt; einen stufenförmigen Anstieg aufweisen, bei dem jede Stromstufe während der Dauer eines Zeilenhin- und -rücklaufs in ihrer Höhe erhalten bleibt und dann möglichst rasch auf die nächste Stromstufe überspringt. Der Abstand der einzelnen Stufen ist dabei so gewählt, daß der Abtaststrahl am Ende einer Zeilenabtastung den Anfang der jeweils nächsten abzutastenden Zeile erreicht. Die Mittel für die Erzeugung derartiger Stufenspannungen bzw. -ströme sind an sich bekannt und bedürfen keiner näheren Erläuterung: Das stufenweise Abtasten der Signalplatte einer Bildaufnahmeröhre ist zwar für ein anderes Anwendungsgebiet, das Röntgen-Farbfernsehen, grundsätzlich bekannt. Die bekannte Vorrichtung unterscheidet sich jedoch vom Gegenstand der Erfindung durch eine andere Aufgabenstellung, nämlich die Umsetzung von Kontrast in Farbe, und einen anderen Lösungsweg, nämlich die Abtastung des Nutzsignals selbst in mehreren Stufen und Zuordnung jeder Stufe zu einem bestimmten Farbsystem der Bildwiedergabeeinrichtung.
  • Im Gegensatz dazu liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei der übertragung sehr lichtschwacher und/oder kontrastarmer Objekte ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis bei gleichzeitiger Verbesserung der Bildauflösung zu erzielen. Der erfindungsgemäße Lösungsweg besteht in einer Trennung des Nutzsignalanteils IS der Videosignalamplitude 1 von dem keinerlei Nutzinformation enthaltenden Unter-grund 1D.
  • Die Erfindung sei an Hand des folgenden Ausführungsbeispiels näher erläutert. F i g: 2 'zeigt den Schaltungsaufbau an Hand eines Blockschaltbildes, F i g. 3 die Funktionsweise der Schaltung und den Verlauf der Spannung an der Kathode der Bildaufnahmeröhre, hier ein Vidikon, und des Signalstroms in Abhängigkeit von der Zeit.
  • Ein im Strahlquerschnitt einer Röntgenröhre 1 angeordnetes Untersuchungsobjekt 2 wird auf einen elektronenoptischen Bildverstärker 3 projiziert und gelangt von dort als optisches Röntgenschirmbild an eine Bildaufnahmeröhre 4 vom Fotoleitfähigkeitstyp. Auf ihrer Signalplatte 5 wird dieses Schirmbild in ein elektrisches Potentialbild umgeformt und von einem Elektronenstrahlenbündel 6, das von einem Strahlerzeugersystem 7 ausgeht, abgetastet. Die Ablenkung des Elektronenstrahls wird wie üblich auf magnetische Weise durch die Ablenkspule 8 vorgenommen. Das Strahlerzeugersystem 7 enthält eine nicht näher dargestellte Kathode, der eine stufenweise veränderbare Spannung von einer steuerbaren Spannungsquelle 9 zugeführt wird. Die Steuerung der Spannungsquelle wird durch den Impulsgenerator 10 ausgelöst, erfolgt also synchron mit der Steuerung der Ablenkspulen. Die am Widerstand 11 abfallende Signalspannung wird am Punkt 12 abgenommen und an den Eingang des Videoverstärkers 13 geführt. Ein ebenfalls vom Impulsgenerator 10 synchron mit der Ablenkung des Elektronenstrahls gesteuertes Schaltgerät 14 leitet das Videosignal während der Zeit für die Abtastung des Nutzsignalanteils in noch zu beschreibender Weise dem Bildwiedergabegerät 15 und der Speichervorrichtung 16 zu.
  • Der Verlauf der Spannung an der Kathode der Bildaufnahmeröhre ist der F i g. 3 a und der des Videosignalstroms in Abhängigkeit von der Zeit der F i g. 3 b zu entnehmen. Die Zeit zwischen zwei Teilstrichen auf der Zeitachse der F i g. 3 a und 3 b ist gleich der Zeit für die Abtastung eines Bildes. Im vorliegenden Beispiel hat die Spannung (UK) an der Kathode der Bildaufnahmeröhre gegenüber Masse während der ersten 6 Bildperioden einen so hohen positiven Wert (UK fl), daß der Abtaststrom unterbrochen ist, daher kann die Signalplatte das während dieser Zeit einfallende Licht speichern. Nun wird von der Signalplatte allerdings nicht nur der die eigentliche Bildinformation enthaltende Teil des einfallenden Lichts gespeichert, sondern auch die konstante Grundhelligkeit des abzubildenden Gegenstandes und der während der Speicherzeit fließende thermische Dunkelstrom. Zu Beginn der folgenden Periode wird die Kathodenspannung auf den Wert (UK 1) gesenkt, so daß der nunmehr fließende Abtaststrom nur denjenigen Teil 17 des auf der Signalplatte gespeicherten Potentials durchlädt, der die eigentliche Nutzinformation enthält. Dieser Nutzsignalanteil gelangt über den Videoverstärker 13, vom Schaltgerät 14 gesteuert, an das Sichtgerät 15 und den Magnetspeicher 16. Nach Beendigung dieser Periode unterbricht das Schaltgerät die Verbindung des Videoverstärkers mit dem Wiedergabegerät und dem Magnetspeicher und verbindet diese beiden letztgenannten Elemente zur Erreichung einer ununterbrochenen Bildfolge miteinander. Gleichzeitig wird die Kathodenspannung der Bildaufnahmeröhre auf Massepotential gelegt. Dadurch wird das auf der Signalplatte verbliebene Potential 18 entweder während einer einzigen folgenden Bildperiode oder, wie im vorliegenden Beispiel angenommen, während der nächsten drei Bildperioden vollständig durchgeladen. Damit ist die Bildübertragung abgeschlossen, und der Vorgang wiederholt sich periodisch in der beschriebenen Weise.
  • Es ist natürlich auch als im Rahmen der Erfindung liegend zu betrachten, bei ruhenden oder sehr langsam bewegten Objekten auf die magnetische Bildspeichervorrichtung für eine kontinuierliche Bildwiedergabe zu verzichten und statt dessen eine speichernde Bildwiedergaberöhre zu verwenden. Dabei vereinfacht sich die Anordnung durch Wegfall der magnetischen Bildspeichervorrichtung beträchtlich. Es muß lediglich dafür gesorgt werden, daß der abtastende Elektronenstrahl der Bildwiedergaberöhre während der Zeit zwischen den Abtastvorgängen des Nutzsignals in an sich bekannter Weise unterbrochen wird.

Claims (4)

  1. Patentansprüche: 1. Röntgenfernsehverfahren für die übertragung ruhender oder langsam bewegter Objekte mit geringem Kontrast, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß der abtastende Elektronenstrahl das Potentialbild in einer Folge von mehreren Teilabtastungen stufenweise bis zur vollständigen Löschung abträgt, indem die Teilabtastungen mit von Abtastung zu Abtastung sich ändernder Spannung zwischen Signalplatte und Kathode der Fernsehaufnahmeröhre durchgeführt werden, wobei die Höhe dieser Spannung so gewählt ist, daß bei der jeweils ersten Teilabtastung jeder Folge nur der die Nutzinformation enthaltende Teil des Potentials und bei den weiteren Teilabtastungen der restliche Teil des Potentials abgetragen wird, und nur das aus der ersten Teilabtastung gewonnene Signal für die Bildwiedergabe benutzt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Steuerung des Strahlstroms einer speichernden Bildwiedergaberöhre, daß der Strahlstrom während der Zeit für die Abtastung des Nutzsignals eingeschaltet und während der übrigen Zeit unterbrochen ist.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß während der Dauer der die Nutzinformation enthaltenden Teilabtastung eine Bildspeichervorrichtung mit der Fernsehaufnahmeröhre und während der Dauer der weiteren Teilabtastungen für die vollständige Abtragung des Potentialbildes mit dem Bildwiedergabegerät verbunden ist.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der abtastende Elektronenstrahl der Fernsehaufnahmeröhre so gesteuert ist, daß er nach Beendigung der Abtastung einer Zeile die gleiche Zeile in umgekehrter Richtung noch einmal durchläuft und daß zur Abtragung des Potentialbildes mit Hilfe entsprechend gewählter Spannungsstufen zwischen Signalplatte und Kathode der Fernsehaufnahmeröhre in zwei sich in gleichbleibender Folge wiederholenden Abtaststufen die Dauer einer Stufe der Dauer für die Abtastung einer Zeile gleich ist und der Abtastrichtung des Elektronenstrahls die eine Spannungsstufe und der Rücklaufrichtung des Elektronenstrahls die andere Spannungsstufe zeitlich zugeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2 900 445.
DES79659A 1962-05-29 1962-05-29 Roentgenfernsehverfahren Pending DE1189121B (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2534760A1 (fr) * 1982-10-19 1984-04-20 Thomson Csf Procede de commande d'un ensemble cible-canon a electrons dans un dispositif de prise de vue
EP0223281A1 (de) * 1985-10-30 1987-05-27 B.V. Optische Industrie "De Oude Delft" Verfahren zur Verarbeitung einer einen grossen dynamischen Bereich enthaltenden Bildinformation mit einer Fernsehkameraröhre und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2900445A (en) * 1952-01-26 1959-08-18 Westinghouse Electric Corp Increase of image contrast with television pickup tube

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