Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ, ЗАРЕГИСТРИРОВАННОГО В ЛИСТЕ ФОСФОРА ИЗОГНУТОЙ ФОРМЫ
СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ, ЗАРЕГИСТРИРОВАННОГО В ЛИСТЕ ФОСФОРА ИЗОГНУТОЙ ФОРМЫ

СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ, ЗАРЕГИСТРИРОВАННОГО В ЛИСТЕ ФОСФОРА ИЗОГНУТОЙ ФОРМЫ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: При считывании латентного изображения лист фосфора из гибкого материала размещают в изогнутом виде внутри полости барабана, образованной боковой цилиндрической поверхностью. Для подачи пучка возбуждающего излучения и для приема испускаемого светового излучения перемещают посредством сопрягающего компонента считывающее устройство, содержащее оптические компоненты и/или источник излучения, и/или фотоприемник для перемещения точки считывания пучка возбуждающего излучения и фотоприемника, только в первом направлении, параллельном оси указанной цилиндрической боковой поверхности. Лист фосфора приводят во вращение во втором направлении вокруг оси боковой цилиндрической поверхности путем приведения во вращение с заданной окружной скоростью Rx барабана. За счет одновременного движения в первом направлении пучка возбуждающего излучения и коллектора излучения, собирающего испускаемое поверхностью фосфора излучение и направляющего его на фотоприемник, внутри указанной боковой поверхности обеспечивается сканирование листа фосфора посредством перемещения точки считывания по строкам, представляющим собой спираль или часть спирали. Обеспечивается точное прилегание листа фосфора к боковой цилиндрической поверхности, а также высокая точность и скорость считывания, простота и экономичность. 2 с. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2172511
Класс(ы) патента: G03B42/08, H04N1/08
Номер заявки: 98116569/28
Дата подачи заявки: 30.01.1997
Дата публикации: 20.08.2001
Заявитель(и): ОРИОН КОРПОРЕЙШЕН (FI)
Автор(ы): РАНТАНЕН Матти (FI)
Патентообладатель(и): ОРИОН КОРПОРЕЙШЕН (FI)
Описание изобретения: Настоящее изобретение относится к способу считывания латентного изображения, записанного в активируемом слое фосфора на гибком материале под воздействием рентгеновского излучения или аналогичным методом. В соответствии с данным способом слой фосфора на гибком материале, несущий латентное изображение, размещается в изогнутом виде на боковой поверхности цилиндра; этот изогнутый лист фосфора приводится во вращение вокруг оси цилиндра; пучок возбуждающего излучения от соответствующего источника направляется на поверхность листа фосфора, несущего латентное изображение, и свет, испускаемый поверхностью фосфора под воздействием этого пучка, направляется на фотоприемник; при этом пучок возбуждающего излучения и лист фосфора перемещаются относительно друг друга в направлении, параллельном указанной оси цилиндра для сканирования листа фосфора. Изобретение относится также к установке для считывания изображения с такого листа фосфора в то время, когда ему придана криволинейная форма.
Уровень техники
Листы фосфора, на которых записано латентное изображение, широко применяются в радиологии. После экспонирования рентгенограммы это латентное изображение считывается путем его облучения, точка за точкой, пучком возбуждающего излучения, под воздействием которого происходит испускание света активированным латентным изображением, и это испускаемое излучение, в свою очередь, воспринимается фотоприемником и преобразуется в электронную форму для дальнейшей обработки. Для считывания латентного изображения с подобного слоя фосфора были предложены многочисленные способы считывания и считывающие установки. Для подачи испускаемого излучения на приемник или приемники используют различные коллекторы излучения (коллекторы), например, на основе трубки с внутренним отражением, перекрывающей слой фосфора по его всей ширине, или оптической детали конической формы с внутренним отражением, перекрывающей слой фосфора по всей его ширине, или световолоконного пучка, перекрывающего слой фосфора по всей его ширине. При этом данный коллектор излучения перемещается в направлении, параллельном длине слоя фосфора, т.е. перпендикулярно ширине указанного коллектора. Одновременно пучок возбуждающего излучения сканирует по всей ширине коллектора света либо через прорезь в указанном коллекторе трубчатой формы, либо зеркальной поверхности, размещенной в массивном коллекторе на основе волоконной оптики, либо аналогичном образом при использовании коллектора на основе полного внутреннего отражения. Сканирование коллектора посредством пучка возбуждающего излучения производится по всей его ширине. Таким образом, при движении листа происходит считывание со всей поверхности, причем траектория сканирования по поверхности листа фосфора имеет зигзагообразный характер.
Во всех рассмотренных вариантах в процессе считывания лист фосфора имеет плоскую форму. Подобные способы и устройства считывания со слоя фосфора описаны в патентах США N N 4629890, 4742225, 4743759 и 4829180. Устройства и способы описанного типа обладают рядом недостатков. Во-первых, изготовление коллекторов излучения, которые перекрывают лист фосфора по всей его ширине, является сложным и дорогостоящим. Изготовление устройств для сканирования пучком возбуждающего излучения, которые неизбежно должны использоваться в сочетании с такими устройствами, требует достижения высокой точности, поскольку устройства сканирования располагаются на некотором расстоянии от слоя фосфора. Кроме того, необходимо знать взаимное положение каждой точки, соответствующей включению сканирующего пучка, и соответствующую точку изображения на листе фосфора, для того чтобы избежать погрешностей в окончательно восстановленном изображении. По данной причине эта часть общей установки также является дорогостоящей. Поскольку в подобных установках угол падения возбуждающего пучка на поверхность фосфора не является постоянным и достигает (по сравнению с нормальным падением) больших значений у краев листа фосфора, при формировании окончательного изображения возникают погрешности, особенно значительные на его краях. Кроме того, в подобных больших коллекторах, которые, действительно, являются большими по сравнению с сечением возбуждающего пучка и фоточувствительной поверхностью приемника, имеют место весьма значительные потери света, что приводит к возрастанию шумов и других помех в формируемом сигнале.
Патент США N 4922102 описывает способ считывания с листа фосфора, согласно которому в процессе считывания посредством точечной считывающей головки лист фосфора вращается в плоскости листа, а головка в перерывах между вращениями перемещается по направлению, параллельному радиусу листа, который в процессе считывания остается плоским. В этом случае траектория считывания соответствует последовательным концентричным окружностям. Не опубликованная французская патентная заявка N 950048 описывает способ считывания с листа фосфора, в котором лист фосфора движется параллельно своей плоскости в одном направлении, тогда как устройство считывания, снабженное точечной считывающей головкой, которое вращается вокруг оси, перпендикулярно плоскости листа фосфора. В этом случае считывание с листа фосфора происходит в виде последовательности криволинейных траекторий. Вращение листа фосфора в плоскости и вращение и применение вращающейся считывающей головки характеризуется низкой эффективностью, поскольку на протяжении значительной доли общего времени считывания считывающий пучок находится за пределами прямоугольного участка, соответствующего листу фосфора. Подобные схемы, подразумевают, что вращающаяся часть устройства имеет труднодостижимую точность для того, чтобы расстояние между считывающей головкой, соответствующей пучку возбуждения, и приемником, с одной стороны, и листом фосфора, с другой, оставалось бы строго постоянным в каждой точке листа фосфора.
В патенте США N 5416336 описана установка, в которой возбуждающий пучок сканирует в одном направлении поверхность зеркала внутри устройства для сбора испускаемого излучения, тогда как пластина фосфора перемещается в другом направлении. В этой установке, действительно, достигаются высокая точность считывания и низкие потери света, но эта установка приспособлена для считывания изображений относительно небольшого размера.
Патент США N 4829180 также описывает устройство, в котором лист фосфора помещается на цилиндр слоем фосфора наружу и считывание с листа фосфора производится посредством точечной считывающей головки, в которой имеются пучок возбуждающего излучения и фотоприемник для испускаемого излучения. Во время считывания цилиндр вращается вокруг своей оси, за счет чего обеспечивается сканирование в одном направлении, тогда как сканирование во втором направлении, параллельном оси цилиндра, осуществляется перемещением либо считывающей головки, либо цилиндра в направлении, параллельном оси цилиндра. В данной публикации совершенно не раскрыто, каким образом лист фосфора закрепляется на внешней поверхности цилиндра. Статья Hildebolt, Vannier: "PSP-Photostimulable Phosphor Dental Radiography" - Washington University School of Medicine, St. Louis, Missouri (Internet => HTTP://IMAX.WUSTL.EDU/PSP/psp. HTML, Jan 09 1996) описывает соответствующий способ считывания с листа фосфора, но при этом дополнительно указывает, что применяется тонкая металлическая подложка для листа фосфора, которая фиксируется на внешней поверхности цилиндра магнитным методом. Надежность такой магнитной фиксации не очень высока, по крайней мере, в случае, когда цилиндр вращается хотя бы с умеренной скоростью. Кроме того, наличие металлической подложки придает листу фосфора очень большую жесткость, вследствие чего его точное соответствие форме цилиндра становится ненадежным. Одновременно возрастает риск его отрыва от цилиндра в процессе вращения. Таким образом, недостатком устройств подобного типа является высокий риск отрыва листа фосфора, вследствие чего скорее всего будет необходимо работать при низкой скорости вращения цилиндра. Это, в свою очередь, означает медленное считывание с листа фосфора.
В публикации GB 1391019 описана также установка, в которой документ, например на бумажном носителе, устанавливается внутри цилиндра факс-аппарата, например, с целью передачи содержания этого документа. Патенты США N N 4816923 и 4827129 описывают установки, в которых лист фосфора или люминесцентный экран соответственно накладываются на полуцилиндрическую вогнутую поверхность, которая, согласно патенту США N 4816923, находится в стационарном положении (аналогично схеме установки по GB 1391019) или, согласно патенту США N 4827129 совершает линейное поступательное перемещение в направлении оси вогнутой поверхности. В каждой из названных публикаций описывается также оптическая сканирующая головка, которая, по меньшей мере, вращается вокруг оси, т. е. перемещается по круговой траектории относительно вогнутой поверхности, несущей установленный на нее лист или экран. В соответствии с публикациями GB 1391019 и US 4816923 оптическая сканирующая головка одновременно осуществляет также и линейное перемещение в направлении оси кривизны указанной вогнутой поверхности. Таким образом, в установках, описанных в этих публикациях, два направления сканирования обеспечиваются вращением и осевым перемещением головки, несущей считывающие оптические компоненты. Согласно публикации US 4827129 первое направление сканирования обеспечивается вращательным движением сканирующей головки, несущей считывающие оптические компоненты, а второе направление сканирования - движением полуцилиндрического барабана, на котором размещен люминесцентный экран.
Сущность изобретения
Таким образом, задачей настоящего изобретения является создание способа и установки, в которых движение листа фосфора во время считывания осуществляется известным образом, но в которых лист фосфора, несмотря на это движение, может с высокой точностью сохранять требуемую форму. Это означает, что расстояние между считывающим устройством, в состав которого входят источник возбуждающего излучения и приемник испускаемого излучения, и листом фосфора не будет изменяться, т.е. в каждом конкретном случае будет с максимально возможной точностью оставаться равным расчетному значению. Следовательно, технической задачей, поставленной перед настоящим изобретением, является создание способа и установки, в которых считывание с листа фосфора может производиться с высокой скоростью, без риска какого-либо изменения во взаимном положении листа фосфора и считывающего устройства, т.е. при минимальном риске при считывании.
Еще одна техническая задача заключается в создании способа и установки указанного типа, в которых риск отрыва листа фосфора в процессе его движения во время считывания минимален.
Третьей задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание способа и установки указанного типа, в которых длительность холостого режима, т.е. времени, которое не используется для эффективного считывания с листа фосфора, сделано максимально коротким или, как альтернатива, скорость считывания сделана настолько высокой, что длительность холостого режима не имеет практического значения.
Четвертая задача состоит в создании способа и установки указанного типа, которые позволяют очень просто осуществлять установку и считывание применительно к листам фосфора, существенно различающимся по размерам. Пятая задача, которую решает настоящее изобретение, - это создание способа и установки указанного типа, которые позволяют применять обычные листы фосфора, т. е. листы, не снабженные какими-либо специальными приспособлениями. Шестая задача заключается в создании способа и установки указанного типа, в которых могут использоваться малогабаритные и эффективные коллекторы. Дальнейшая задача состоит в создании способа и установки указанного типа, посредством которых может быть достигнута максимально высокая точность считывания, в результате чего размер элемента изображения (пиксела) становится минимально возможным и установка оказывается способной разрешить максимально возможное количество пар линий на миллиметр. Еще одна задача, решаемая настоящим изобретением, - это создание способа и установки указанного типа, которые обеспечивают простоту и экономичность как самой установки, так и ее использования.
Согласно изобретению решение указанных задач достигается использованием способа считывания латентного изображения, зарегистрированного в активируемом листе фосфора, облученном рентгеновским излучением, в соответствии с которым:
- лист фосфора из гибкого материала, несущий латентное изображение, размещают в изогнутом виде внутри полости, образованной боковой цилиндрической поверхностью так, что активируемая поверхность листа фосфора соответствует вогнутой стороне полости;
- подают пучок возбуждающего излучения от источника излучения на активируемую поверхность указанного листа фосфора в направлении, ориентированном от оси указанной цилиндрической поверхности так, что световое излучение, испускаемое при этом поверхностью фосфора, направляется на фотоприемник; и
- перемещают пучок возбуждающего излучения и лист фосфора относительно друг друга в направлении, параллельном указанной оси.
При этом способ по изобретению характеризуется следующими отличительными признаками:
для подачи пучка возбуждающего излучения и для приема испускаемого светового излучения перемещают, посредством сопрягающего компонента, считывающее устройство, содержащее оптические компоненты и/или источник излучения, и/или фотоприемник для перемещения точки считывания пучка возбуждающего излучения и фотоприемника только в указанном первом направлении;
изогнутый лист фосфора приводят во вращение во втором направлении вокруг оси боковой цилиндрической поверхности путем приведения во вращение с заданной окружной скоростью барабана, на котором сформирована указанная боковая цилиндрическая поверхность. Тем самым обеспечивается точное прилегание листа фосфора к боковой цилиндрической поверхности, имеющей форму прямого кругового цилиндра, тогда как за счет одновременного движения в первом направлении пучка возбуждающего излучения и коллектора излучения, собирающего испускаемое поверхностью фосфора излучение и направляющего его на фотоприемник, внутри указанной боковой поверхности обеспечивается сканирование листа фосфора посредством перемещения точки считывания по строкам, представляющим собой спираль или части спирали.
Согласно предпочтительному варианту способа по изобретению световое излучение испускается поверхностью фосфора в направлении, ориентированном в сторону оси, причем оно подается на фотоприемник в этом или в другом направлении.
При этом лист фосфора в изогнутом виде размещают на боковой цилиндрической поверхности предпочтительно с приданием активируемой поверхности листа фосфора вогнутой формы путем проталкивания его внутрь боковой цилиндрической поверхности, по меньшей мере приблизительно, в направлении, параллельном касательной к указанной боковой цилиндрической поверхности, или в направлении, параллельном оси указанной боковой цилиндрической поверхности. Кроме того, точное прилегание листа фосфора к внутренней поверхности полости, образованной боковой цилиндрической поверхностью, обеспечивают выбором по меньшей мере такого значения окружной скорости барабана, формирующего указанную боковую цилиндрическую поверхность, при которой возникающая центробежная сила будет прижимать лист фосфора к указанной внутренней поверхности. Окружная угловая скорость составляет по меньшей мере 500 об/мин и предпочтительно находится в интервале от 1500 до 2000 об/мин.
Дополнительно точное прилегание листа фосфора к внутренней поверхности полости, образованной боковой цилиндрической поверхностью, обеспечивают путем приложения давления, направленного по касательной к указанной поверхности и действующего между кромками листа фосфора, или созданием вакуума между внутренней боковой цилиндрической поверхностью и листом фосфора.
Предусмотрено также, что световое излучение, испускаемое поверхностью фосфора, собирают посредством коллектора излучения, выполненного как полая камера в твердом материале. В камере имеется внутренняя поверхность, которая отражает испускаемое световое излучение, и первый конец, размеры которого в направлении ориентации поверхности фосфора на листе фосфора меньше, чем размеры листа фосфора. Коллектор излучения направляет собранное излучение на фотоприемник, установленный у его второго конца. Расстояние между первым концом коллектора и поверхностью фосфора листа фосфора составляет менее 10 мм, предпочтительно менее 5 мм, более предпочтительно менее 2 мм, особо предпочтительно менее 1 мм. Желательно также направлять пучок возбуждающего излучения таким образом, чтобы он падал на поверхность листа фосфора в центре первого конца коллектора излучения и в процессе считывания изображения оставался бы в фиксированном положении относительно коллектора излучения.
Согласно изобретению установка для считывания латентного изображения, зарегистрированного в активируемом листе фосфора, облученном рентгеновским излучением, содержит:
- цилиндрическую полость, имеющую вогнутую внутреннюю боковую поверхность для установки на нее отдельного активируемого листа фосфора,
- источник излучения для подачи пучка возбуждающего излучения на поверхность фосфора листа фосфора, несущей латентное изображение,
фотоприемник для приема светового излучения, испускаемого поверхностью фосфора под воздействием возбуждающего излучения.
Установка характеризуется тем, что дополнительно содержит:
- двигатель для приведения барабана, образующего указанную полость, во вращение вокруг оси боковой цилиндрической поверхности с заданной окружной скоростью и
сопрягающие компоненты для перемещения точки считывания пучка возбуждающего излучения и фотоприемника только в направлении, параллельном указанной оси, причем сопрягающие компоненты введены внутрь указанной цилиндрической полости барабана для того, чтобы ввести в нее пучок возбуждающего излучения, направить его на вогнутую поверхность листа фосфора и собрать испускаемое ею световое излучение на фотоприемник.
В установке по изобретению двигатель приводит барабан во вращение предпочтительно с окружной скоростью, приводящей к возникновению центробежной силы, величина которой соответствует произведению по меньшей мере 30gn (где gn соответствует ускорению, обусловленному земным притяжением), предпочтительно по меньшей мере 100 gn, и в типичном случае около 300 gn, на массу листа фосфора для того, чтобы прижать его с высокой точностью к вогнутой внутренней цилиндрической поверхности.
Желательно также, чтобы в боковой цилиндрической поверхности барабана была выполнена прорезь, параллельная его оси, для проталкивания листа фосфора в направлении, начиная с его первой кромки, первоначально находящейся снаружи барабана, с расположением его по форме вогнутой внутренней боковой поверхности для считывания изображения с листа фосфора, и барабан содержал бы средства, установленные параллельно боковой цилиндрической поверхности, для извлечения просканированного листа фосфора из барабана через указанную прорезь.
Рекомендуется также снабдить установку вспомогательным элементом для изгибания листа фосфора по радиусу, меньшему радиуса вогнутой внутренней поверхности барабана с тем, чтобы ввести лист фосфора в направлении, параллельном оси, через открытый конец барабана в его цилиндрическую полость, с прижатием к его вогнутой внутренней поверхности для считывания изображения с листа фосфора. В данном варианте установки барабан содержит средства, установленные параллельно указанной оси для извлечения просканированного листа фосфора из барабана через его открытый конец.
Далее, установка предпочтительно содержит размещенные внутри барабана направляющие, параллельные указанной оси, и салазки, установленные с возможностью движения по этим направляющим в осевом направлении. Салазки несут источник возбуждающего излучения и фотоприемник для приема испускаемого излучения. Движение салазок происходит одновременно с вращением барабана вместе с листом фосфора, прижатым к его вогнутой внутренней поверхности для сканирования листа фосфора по строкам, образующим части непрерывной спирали. В пределах салазок ориентации пучка возбуждающего излучения и направления максимальной чувствительности фотоприемника к испускаемому излучению зафиксированы по отношению друг к другу. Как следствие, строки сканирования листа фосфора формируются в результате совместного эффекта вращения барабана с постоянной скоростью и осевого перемещения салазок с постоянной скоростью, причем спиральная траектория сканирования формируется в зоне боковой цилиндрической поверхности.
Согласно данному варианту выполнения установка содержит коллектор излучения, установленный на салазках. Первый конец коллектора расположен вблизи поверхности фосфора, его второй конец несет фотоприемник, непосредственно или посредством зеркала оптически сопряженный с поверхностью фосфора. У коллектора излучения имеется также участок стенки и/или ответвление, прозрачные для возбуждающего излучения.
Перемещение салазок в осевом направлении предпочтительно осуществляется:
за счет выполнения по меньшей мере одной из направляющих в виде зубчатой рейки, взаимодействующей с установленным на салазках зубчатым колесом, или
закреплением салазок на цепи, охватывающей шестерни цепной передачи, или
за счет взаимодействия вращающегося ходового винта, параллельного направляющим, с ходовой гайкой, установленной на салазках.
В предпочтительном варианте установки по изобретению направление пучка возбуждающего излучения выбрано перпендикулярным к поверхности фосфора или составляет с этим перпендикуляром угол, не превышающий 45o. Коллектор излучения предпочтительно представляет собой трубчатый элемент с круглым или эллиптическим поперечным сечением, ось которого с помощью зеркала, призмы или подобного элемента ориентирована перпендикулярно к поверхности фосфора или под углом к этому перпендикуляру, не превышающим 45o. Диаметр трубчатого элемента выбран, не более чем в пять раз превышающим диаметр чувствительной поверхности фотоприемника.
Далее, согласно настоящему изобретению на вогнутой внутренней поверхности барабана параллельно оси установлен по меньшей мере один ограничитель для предотвращения смещения листа фосфора по внутренней поверхности в процессе сканирования.
Главное преимущество настоящего изобретения состоит в том, что его использование обеспечивает придание с высокой точностью обычному, относительно гибкому листу фосфора заданной формы, а именно формы кругового цилиндра без применения каких-либо специальных фиксирующих устройств. Еще одно преимущество состоит в том, что могут использоваться листы фосфора любого традиционного типа, при этом лист фосфора может с высокой точностью сохранять заданную цилиндрическую форму и свое положение, что позволяет сделать расстояние между устройством считывания и поверхностью фосфора минимально возможным и с высокой точностью контролировать их взаимное расположение. Тем самым обеспечиваются высокая эффективность сбора испускаемого излучения посредством коллектора и возможность использования возбуждающего пучка малого сечения, а также его точное наведение относительно листа фосфора. Далее, достигается высокая скорость считывания. Так, в случае использования способа и устройства по изобретению оказывается возможным относительно просто обеспечить размер пиксела 100х100 мкм даже при значительных размерах рентгенограммы (например, 24 см х 30 см). Более того, для рентгенограммы такого размера реально, при умеренных усилиях, достичь размеров пиксела 70х70 мкм или даже 50х50 мкм.
Теоретически достижимые размеры пиксела составляют порядка 20 мкм х 20 мкм, что лучше, чем значения, достижимые при использовании любых известных способ и установок для считывания. Фактически, единственным фактором, ограничивающим точность считывания при использовании настоящего изобретения, является точность, с которой можно записать латентное изображение на листе фосфора. Еще одно преимущество изобретения состоит в высокой скорости считывания: крупное изображение указанного выше размера может быть считано никак не более чем за 2 мин, обычно за 1 мин, или даже за 1/2 мин, что во много раз меньше времени считывания с применением известных методов и установок. Фактически, единственным фактором, ограничивающим скорость считывания при использовании настоящего изобретения, является частота, с которой фотоприемник способен воспринимать изменения в уровне излучения и/или скорость, с которой лист фосфора способен начать и завершить испускание излучения. Преимущество настоящего изобретения заключается также в том, что становится возможным применение малогабаритных и эффективных коллекторов излучения, что позволяет обеспечить почти полный сбор испускаемого излучения на фотоприемнике, при малом уровне потерь.
Перечень фигур чертежей
Изобретение будет далее описано подробно, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг. 1A представляет собой общий вид первого варианта установки по настоящему изобретению, иллюстрирующий его основные особенности, причем левая часть фиг. 1A соответствует виду сверху (по стрелке I на фиг. 1B), а ее правая часть - разрезу по плоскости II-II на фиг. 1B;
фиг. 1B представляет собой поперечное сечение установки по фиг. 1A по линии III-III на фиг. 1A, перпендикулярной оси вращения при частичном введении листа фосфора внутрь барабана;
фиг. 2A представляет собой общий вид второго варианта установки по настоящему изобретению, иллюстрирующий его основные особенности, причем левая часть фиг. 2A соответствует виду сверху (по стрелке IV на фиг. 2B), а ее правая часть - разрезу по плоскости IX-IX на фиг. 2B;
фиг. 2B представляет собой поперечное сечение установки по фиг. 1A по линии V-V на фиг. 2A, перпендикулярной оси вращения, причем лист фосфора полностью введен внутрь барабана;
фиг. 3A представляет собой общий вид третьего варианта установки по настоящему изобретению, иллюстрирующий его основные особенности, причем левая часть фиг. 3A соответствует виду сверху (по стрелке VI на фиг. 3B), а ее правая часть - разрезу по плоскости VII-VII на фиг. 3B, причем лист фосфора частично введен или частично извлечен из барабана;
фиг. 3B представляет собой поперечное сечение установки по фиг. 1A по линии VIII-VIII на фиг. 3A, перпендикулярной оси вращения, причем лист фосфора частично введен или частично извлечен из барабана;
фиг. 4 схематично изображает лист фосфора, изогнутый в форме цилиндра, причем внутри цилиндра показаны направления возбуждающего излучения и максимальной чувствительности фотоприемника к испускаемому излучению, а также траектория сканирования, формируемая при считывании изображения с листа фосфора, когда лист фосфора установлен в заданное положение внутри барабана.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Настоящее изобретение не касается экспонирования листа фосфора рентгеновским излучением для того, чтобы записать на нем латентное изображение, а относится только к считыванию латентного изображения, записанного на листе фосфора любым подходящим методом, после окончания экспонирования. Следует тем не менее отметить, что в общем случае лист фосфора экспонируется, когда он установлен в соответствующей рентгенографической кассете, в которой лист фосфора находится в как можно более плоском состоянии. Для осуществления считывания лист фосфора извлекается из кассеты. Возможно также проводить экспонирование листа фосфора рентгеновским излучением, когда ему придана какая-либо криволинейная форма, однако эта форма не имеет никакой связи с криволинейной формой листа фосфора в процессе считывания изображения, как это будет описано далее. Важные исходные требования для реализации изобретения состоят в том, что лист фосфора должен быть изолированным (т.е. не закреплен на жестком держателе или аналогичной подложке), благодаря чему ему может быть придана требуемая форма, и на нем уже записано латентное изображение.
Как показано на чертежах, в установке использован барабан 8 из твердого и жесткого материала с внутренней боковой цилиндрической поверхностью 5, образованной внутренней поверхностью цилиндрической полости 15. Барабан 8 может быть, установлен, например, на подшипниках, расположенных вблизи одного его конца, в точке 26, так что барабан 8 может вращаться вокруг оси 3 цилиндрической поверхности 5. Предпочтительно, чтобы внутренняя цилиндрическая поверхность 5 соответствовала круговому цилиндру; как правило, наружную поверхность 25 барабана 8 также можно выполнить цилиндрической, так что барабан 8 в целом имеет трубчатую форму. Такая конфигурация облегчает балансировку барабана 8, что обеспечивает максимально стабильное положение цилиндрической поверхности 5 при вращении барабана. В случае необходимости влияние отверстий в барабане 8 и веса листа фосфора могут быть компенсированы с помощью жестко фиксируемых или же съемных и переустанавливающихся балансировочных элементов. Барабан 8 приводится во вращение посредством двигателя 22, вал которого связан с осью 3 цилиндрической поверхности барабана. В принципе, нет никаких препятствий для осуществления вращения барабана 8 каким-либо другим образом, например путем установки его на ролики; тем не менее, вариант, представленный на чертежах, представляется наиболее предпочтительным, поскольку его использование позволяет точно центрировать внутреннюю цилиндрическую поверхность 5, благодаря чему достигается стабильность вращения барабана. Барабан 8 может быть изготовлен из металла, такого как алюминий, или подходящего прочного и жесткого композитного материала.
Лист 1 фосфора, на котором с использованием любого известного или нового способа (который здесь не рассматривается и не иллюстрируется чертежами) было зарегистрировано изображение, создаваемое пучком излучения, как правило рентгеновского, помещается согласно изобретению на вогнутую внутреннюю боковую поверхность 5 указанного барабана 8 таким образом, чтобы поверхность фосфора, несущая латентное изображение, имела бы вогнутую форму, т.е. была бы обращена к оси 3. Лист 1 фосфора может устанавливаться на вогнутой боковой поверхности 5 различным образом, как это будет детально описано далее.
Фиг. 1A и 1B иллюстрируют один предпочтительный вариант осуществления подобной схемы. В боковой поверхности барабана 8 выполнена прямолинейная прорезь 23, параллельная оси 3, причем в направлении, параллельном цилиндрической поверхности 5, прорезь 23 может быть выполнена как достаточно широкой, так и очень узкой. В последнем случае прорезь, как правило, выполняется параллельной касательной к боковой цилиндрической поверхности 5. После завершения радиографии экспонированный лист 1 фосфора обычно находится в кассете 20, которая изображена на чертежах лишь в схематичном виде. С помощью не изображенных инструментов лист 1 фосфора выталкивается из кассеты, начиная с его передней кромки 1a в направлении D1, параллельном или примерно параллельном касательной к цилиндрической поверхности 5, в цилиндрическую полость 15 внутри барабана 8, предпочтительно вдоль его внутренней цилиндрической поверхности 5. Направление выталкивания, в принципе, может существенно (например, на 10o, 20o или 30o отклоняться от указанного направления по касательной), но это, вероятно, приведет к усложнению конструкции. На фиг. 1B представлена ситуация, когда лист 1 фосфора частично введен внутрь цилиндрической полости 15, в то время как часть этого листа все еще находится в кассете 20.
Для осуществления считывания лист 1 фосфора должен быть полностью введен внутрь цилиндрической полости 15 с расположением его по форме внутренней цилиндрической поверхности 5, что обеспечивается продолжением выталкивания листа в направлении D1 (см. фиг. 1B) до тех пор, пока задняя кромка 1b листа 1 фосфора не окажется внутри цилиндрической полости 15, с прилеганием к боковой цилиндрической поверхности 5. Проталкивание передней кромки 1a листа 1 фосфора 5 может производиться, например, посредством компонента 31 переноса, выступающего из полости барабана через прорези 30, параллельные боковой поверхности. В этом случае компонент 31 переноса находится в контакте с задней кромкой 1b до тех пор, пока передняя кромка не достигнет ограничителя 34 на боковой цилиндрической поверхности 5. В этот момент лист 1 фосфора оказывается таким образом полностью размещенным на боковой цилиндрической поверхности 5, образованной цилиндрической полостью 15, таким образом, что облученная поверхность 2 фосфора обращена вовнутрь, в направлении оси 3, и образует вогнутую поверхность листа фосфора. После проведения считывания информации с листа 1 фосфора, он может быть извлечен из полости барабана 8 через прорезь 23 путем введения компонента 31 переноса внутрь барабана через прорези 30, параллельные боковой поверхности барабана, и выталкивания передней кромки 1a в направлении, обратном направлению D1 ее вталкивания. С помощью этих средств 30, 31 просканированный лист 1 фосфора извлекается из барабана задней кромкой вперед. Таким образом, извлечение листа фосфора представляет собой операцию, обратную операции по его введению в цилиндрическую полость 15.
Фиг. 2A и 2B иллюстрируют второй вариант операции по размещению листа фосфора на вогнутой боковой цилиндрической поверхности 5 цилиндрической полости 15. В этом случае листу фосфора заранее придают изогнутую цилиндрическую форму, например, с помощью вспомогательного элемента (кольца) 24 с диаметром, немного меньшим диаметра цилиндрической полости, которая формирует боковую цилиндрическую поверхность 5. После этого лист 1 фосфора, изогнутый практически по форме цилиндра, может быть введен (вставлен) в направлении D2, приблизительно параллельном оси 3, через открытый конец 19 барабана 8, начиная с первой боковой кромки 1c, в полость 15 барабана 8, с прижатием к его вогнутой внутренней цилиндрической поверхности 5. И в этом случае лист 1 фосфора устанавливают таким образом, что его поверхность 2, несущая латентное изображение, обращена к оси 3, т.е. образует вогнутую поверхность. В данном случае средства извлечения листа 1 фосфора из цилиндрической полости могут включать компонент 33 и прорези 32, параллельные оси 3, через которые компонент 33 проходит внутрь цилиндрической полости, захватывая первую боковую кромку 1c листа фосфора и выталкивая его из цилиндрической полости 15 в направлении, противоположном направлению D2, начиная со второй боковой кромки 1d. И в этом случае извлечение листа фосфора представляет собой операцию, прямо противоположную операции по его введению в цилиндрическую полость.
Фиг. 3A и 3B иллюстрируют третий вариант введения листа 1 фосфора внутрь цилиндрической полости 15. Этот вариант близок к представленному на фиг. 1A и 1B, за исключением того, что в этом случае лист фосфора не вводится из кассеты, а подается посредством роликов 28 через прорезь 23, параллельную оси 3, вдоль цилиндрической поверхности 5, в точности, как в варианте по фиг. 1A и 1B, с использованием компонента 31 переноса, проталкивающего лист в полость 15 через прорези 30, параллельные боковой поверхности. На фиг. 3A и 3B компоненты 31 и 33 для облегчения понимания представлены отделенными от барабана 8, т.е. в своем нерабочем положении. Очевидно, что они могут быть переведены в рабочее положение путем их смещения в направлении, параллельном радиусу боковой цилиндрической поверхности 5 в направлении оси 3.
Выше были описаны варианты операций, при осуществлении которых лист фосфора после завершения считывания извлекается из полости барабана 8 с помощью тех же компонентов, которые применялись при его вводе. Однако можно извлекать лист фосфора для очередного использования цилиндрической полости 15 и любым другим способом. Например, если лист фосфора был установлен на цилиндрической поверхности 5 посредством операции, представленной на фиг. 1A и 1B, он может быть удален с нее посредством операции, показанной на фиг. 2A и 2B или на фиг. 3A и 3B, а также какой-либо другой операции. Операции по установке листа фосфора на цилиндрической поверхности для осуществления считывания и операции по его удалению после считывания могут быть совершенно не зависимыми друг от друга. Очевидно, что для ввода и извлечения листа фосфора могут быть разработаны многочисленные устройства, различающиеся своими деталями.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения листу 1 фосфора, размещенному в цилиндрической полости, будет придана форма, в точности отвечающая форме кругового цилиндра, т.е. форме боковой цилиндрической поверхности 5, путем вращения барабана 8 вокруг оси 3 с достаточно высокой заданной окружной скоростью Rx, которая обеспечит возникновение достаточной центробежной силы, которая будет прижимать лист 1 фосфора в радиальном направлении к боковой цилиндрической поверхности 5, тем самым в точности придавая ему профиль указанной вогнутой внутренней цилиндрической поверхности 5 цилиндра. Необходимая окружная скорость будет, естественно, зависеть от жесткости и массы листа 1 фосфора. Поэтому согласно изобретению желательно использовать лист 1 фосфора, обладающий максимальной гибкостью. Если диаметр вогнутой цилиндрической поверхности 5 составляет порядка 15-20 см и если используются листы фосфора, имеющиеся в продаже, скорость вращения, необходимая для создания достаточной центробежной силы, составляет как минимум 500 об/мин. Для фиксации на поверхности 5 большинства имеющихся листов фосфора, достаточна скорость вращения 1000 об/мин, но наиболее предпочтительна скорость 1500-2000 об/мин, при которой обеспечивается фиксация на боковой цилиндрической поверхности 5 и очень точное сохранение формы этой поверхности для любого коммерчески доступного листа фосфора, не подвергнутого специальной процедуре отверждения.
В последнем случае значение центробежной силы соответствует произведению ускорения 300 gn (где gn соответствует ускорению, обусловленному земным притяжением) на массу листа фосфора. В случае применения особо гибких листов фосфора достаточная точность придания требуемой формы может быть достигнута при ускорениях порядка 100 gn и, возможно, даже 30 gn. Очевидно, что предпочтительно использовать лист фосфора, обладающий не только максимальной гибкостью, но в то же время и максимальной массой, поскольку в этом случае точный контакт между листом фосфора и внутренней поверхностью полости барабана может быть достигнут даже при низкой скорости вращения. Однако нет необходимости стремиться к низкой скорости вращения, поскольку сканирование барабана и, следовательно, вращающегося вместе с ним листа фосфора, происходит именно в процессе этого вращения, и, с точки зрения производительности считывания с листа фосфора, выгодно использовать максимально возможную скорость вращения.
Таким образом, угловая скорость и окружная скорость Rx вращения в устройстве по изобретению ограничиваются только производительностью взаимодействия листа фосфора и фотоприемника, а также связанных с ним электронных компонентов. Максимально высокая окружная скорость лучше всего гарантирует точное сохранение правильной формы листа фосфора, т.е. соответствующей форме боковой цилиндрической поверхности 5. Разумеется, гибкий материал, из которого изготовлен лист фосфора, представляет собой твердый материал, который должен обладать упругостью для того, чтобы по завершении считывания лист фосфора восстанавливал свою исходную плоскую форму.
Благодаря использованию описанных выше внутренней боковой цилиндрической поверхности 5, а также способа установки листа 1 фосфора на этой поверхности и достаточной угловой скорости вращения барабана и соответственно окружной скорости Rx, одна и та же установка может быть применена для считывания изображения с листов фосфора, существенно различающихся по размерам, без необходимости какой-либо перестройки в фиксации листов фосфора в зависимости от размеров. Так, установка может быть использована для считывания с листов как большого размера, начиная с 24 см х 30 см, так и с листов с размерами всего 30 мм х 40 мм, поскольку центробежная сила будет удерживать все эти листы в заданном положении. Назначение ограничителя 34 заключается только в том, чтобы гарантировать, что лист фосфора в процессе считывания не будет смещаться по поверхности 5 в периферийном направлении. Согласно изобретению барабан 8 может быть снабжен множеством прорезей 23 для установки листов фосфора на поверхности 5. Кроме того, на боковой поверхности 5 барабана может иметься более одного ограничителя, причем эти ограничители могут быть как жестко зафиксированными, так и съемными. Благодаря этим мерам обеспечивается возможность размещать на боковой поверхности 5 одновременно несколько листов фосфора с размерами, меньшими чем максимальные, для считывания с них изображения за одно сканирование. Когда в барабан устанавливается лист фосфора максимальных размеров, он охватывает почти 360o боковой поверхности барабана, тогда как листы меньших размеров охватывают меньшую часть этой боковой поверхности. В установке по изобретению могут также применяться барабаны различных размеров, соответствующих размерам листов фосфора, подлежащих сканированию.
Еще один вариант выполнения средств, для удерживания листа (1) фосфора в форме, соответствующей форме указанной боковой цилиндрической поверхности, т. е. обеспечивающих прижатие листа 1 фосфора к вогнутой боковой поверхности 5, заключается в создании сжимающего усилия F-F, направленного параллельно боковой поверхности. Этот вариант схематично представлен на фиг. 4. Однако регулирование усилия F-F вызывает определенные трудности. Третий вариант выполнения указанных средств заключается в создании вакуума между листом 1 фосфора и внутренней боковой поверхностью 5 барабана с тем, чтобы вакуум обеспечил плотное прижатие листа фосфора к этой поверхности. Данный подход, в свою очередь, требует применения дорогостоящих и сложных дополнительных устройств. Поэтому наиболее предпочтительным вариантом осуществления изобретения является использование достаточно высокой окружной скорости Rx вращения барабана 8, как это было описано выше.
Установка по изобретению содержит также устройство считывания (которое будет подробно описано далее) для считывания изображения путем сканирования листа фосфора, установленного описанным выше образом, согласно которому поверхность 2 листа фосфора, несущая латентное изображение, образует вогнутую боковую поверхность цилиндра, предпочтительно прямого кругового цилиндра, которая вращается вокруг своей оси 3. Считывание изображения с листа фосфора начинается после того, как он размещается описанным выше образом на цилиндрической поверхности 5 и прижимается к этой поверхности, предпочтительно соответствующей круговому цилиндру, с высокой точностью сохраняя заданную форму, например, под действием центробежной силы. Устройство считывания содержит сопрягающий компонент 21 для подачи возбуждающего светового излучения от источника 4 излучения на поверхность 2 листа фосфора в направлении S1, т. е. от оси 3. Устройство считывания включает также фотоприемник 7 для приема светового излучения, испускаемого поверхностью фосфора под воздействием возбуждающего излучения, причем основное направление распространения испускаемого излучения ориентировано от боковой цилиндрической поверхности 5 к оси. Предпочтительные варианты осуществления такой конфигурации приведены на чертежах.
Во всех этих вариантах сопрягающие компоненты 21 представляют собой механические элементы, которые заходят внутрь указанной цилиндрической полости 15 и несут средства для подачи пучка 6 возбуждающего излучения и фотоприемник для приема излучения, испущенного поверхностью фосфора. В этом случае источник 4 излучения и фотоприемник 7 размещены внутри цилиндрической полости, по меньшей мере частично и по меньшей мере на протяжении значительной части процесса считывания. Однако в принципе не существует никаких препятствий для применения сопрягающего компонента такой конфигурации, в которой либо источник возбуждающего 4 излучения и/или фотоприемник 7, воспринимающий световое излучение, испускаемое поверхностью фосфора, размещен(ы) вне цилиндрической полости. В таком случае сопрягающие компоненты, вероятно, будут включать только элементы для размещения оптических компонентов, работающих на пропускание, или зеркала для поворота излучения в направлении М, параллельном оси 3, для оптического сопряжения фотоприемника 7 с поверхностью листа фосфора. Необходимо перемещать средства считывания в направлении М только в пределах расстояния, на котором лист или листы фосфора перекрывают боковую цилиндрическую поверхность 5 в направлении, параллельном оси 3.
На фиг. 1A-3B представлены структуры, в которых внутри барабана 8 размещены направляющие 12, такие, например, как направляющие стержни, параллельные оси, а также салазки 13, движущиеся по этим направляющим в осевом направлении и несущие источник 4 возбуждающего излучения и фотоприемник 7 для испускаемого излучения. В то время как лист фосфора вращается в направлении Rx, салазки движутся в направлении М, параллельном указанной оси 3, для построчного считывания изображения с листа фосфора, причем строки представляют собой отрезки непрерывной спирали. Для осуществления считывания направление S1 распространения пучка возбуждающего излучения и направление S2, соответствующее максимальной чувствительности фотоприемника 7, взаимно зафиксированы с помощью салазок, но совокупность этих направлений перемещается, вместе с салазками 13, в направлении М.
Фиг. 1A-1B соответствуют варианту, в котором источник 4 светового излучения направляет пучок 6 возбуждающего излучения непосредственно в направлении цилиндрической поверхности 2 фосфора, причем пучок 6 распространяется параллельно радиусу боковой цилиндрической поверхности 5. Пучок 6 возбуждающего излучения проходит внутри коллектора 9. Световое излучение, испущенное поверхностью 2 фосфора, собирается коллектором 9, первый конец 11 которого размещен как можно ближе к поверхности 2 фосфора. При этом коллектор 9 выполнен в форме компонента с внутренним отражением, например, трубчатой формы. Пучок 6 возбуждающего излучения падает на поверхность фосфора предпочтительно в зоне расположения указанного первого конца 11 коллектора 9. Испускаемое световое излучение, собранное коллектором 9, отклоняется, например, посредством призмы 29 зеркала или подобного элемента, от направления, в среднем ориентированного от поверхности 2 фосфора к оси 3, к направлению, примерно параллельному оси с тем, чтобы оно поступило на фотоприемник 7, который преобразует его в электронный сигнал для дальнейшей обработки. Когда в установке по фиг. 1A-1B лист 1 фосфора вращается со стабильной окружной скоростью Rx, а салазки вместе с источником 4 излучения и фотоприемником 7 движутся с постоянной скоростью М в направлении, параллельном оси 3, вогнутая поверхность листа фосфора будет сканироваться по строкам К, как это схематично показано на фиг. 4.
Фиг. 2A-2B иллюстрируют несколько отличную установку, в которой пучок 6 возбуждающего излучения, генерируемый источником 4 излучения, падает на поверхность 2 фосфора под малым углом α (не превышающий 45o), отсчитываемым в радиальной плоскости, пересекающей ось 3. Направление максимальной чувствительности фотоприемника 7, в свою очередь, параллельно радиусу цилиндрической поверхности 5. В остальных отношениях и в этом случае указанные компоненты размещены относительно друг друга таким образом, что пучок 6 возбуждающего излучения падает на поверхность 2 фосфора в зоне первой поверхности 11 коллектора 9, предпочтительно в центре этой зоны 11. Коллектор 9 в этом варианте осуществления, как и предыдущем, основан на элементе полного внутреннего отражения трубчатой формы. В данном случае пучок возбуждающего излучения не попадает ни на одну из точек на боковой стенке коллектора 9.
Фиг. 3A-3B соответствуют варианту, который в известной степени напоминает вариант по фиг. 2A-2B. Здесь также направление максимальной чувствительности фотоприемника 7 перпендикулярно поверхности 2 фосфора, т.е. параллельно радиусу цилиндрической поверхности 5. В этом варианте, однако, источник 4 излучения находится в положении, которое существенно смещено относительно перпендикуляра к поверхности фосфора и находится на соответствующем расстоянии от поверхности 11 коллектора 9, так что пучок 6 возбуждающего излучения испытывает одно отражение от поверхности 14 полного внутреннего отражения коллектора 9. Для этого у коллектора (9) излучения может иметься участок стенки и/или ответвление, прозрачные для возбуждающего излучения. После этого пучок 6 возбуждающего излучения, проходя через поверхность 11, падает на поверхность 2 фосфора.
Видно, что во всех трех рассмотренных вариантах осуществления источник 4 излучения, генерирующий пучок 6 возбуждающего излучения, и коллектор 9 вместе с фотоприемником 7 могут быть установлены в любое положение, соответствующее их развороту вокруг перпендикуляра к поверхности 2 фосфора, который проходит через первую поверхность 11 коллектора 9. Так, например, в вариантах по фиг. 2A-2B и 3A-3B источник 4 излучения и фотоприемник 7 находятся в той же плоскости, проходящей через ось 3. Если развернуть указанные компоненты, например, на 90o, они окажутся в аналогичном положении по отношении друг к другу, но в плоскости, перпендикулярной оси 3, т.е. в плоскости, перпендикулярной плоскости изображения. Если при этом в представленной на фиг. 2A-2B ситуации, когда коллектор 9 и фотоприемник 7, также как и источник 4 возбуждающего излучения, расположены в одной плоскости, перпендикулярной оси 3, данная конфигурация будет несколько приподнята над горизонтальной плоскостью, проходящей через ось 3, пучок 6 возбуждающего излучения, в отличие от ситуации, представленной на фиг. 2A-2B, будет падать на поверхность 2 фосфора под прямым углом, что соответствует наилучшему разрешению.
Это очень высокое разрешение становится возможным благодаря структуре по настоящему изобретению, при этом очень высокая эффективность в отношении сбора излучения, испускаемого поверхностью фосфора, основывается, среди других факторов, также на том, что направление S1 распространения пучка 6 возбуждающего излучения либо перпендикулярно поверхности фосфора, либо составляет с ней весьма малый угол α, а излучение, испускаемое поверхностью 2 фосфора, собирается коллектором 9, имеющим относительно малый диаметр 27, непосредственно из зоны, окружающей точку P падения пучка возбуждающего излучения на поверхность фосфора, и направляется этим устройством на фотоприемник 7, у которого направление S2 максимальной чувствительности (совпадающее с осью 18 коллектора 9) либо перпендикулярно поверхности 2 фосфора, либо составляет с ней малый угол бета, не превышающий 45o.
Это разрешение и эффективность в отношении сбора излучения дополнительно усиливаются благодаря тому, что указанный первый конец 11 коллектора 9 либо это устройство в целом, либо непосредственно сам фотоприемник 7, в случае использования схемы согласно настоящему изобретению могут быть установлены на очень малом расстоянии от поверхности фосфора, поскольку лист фосфора будет с высокой точностью сохранять свое положение за счет средств, описанных выше. Согласно изобретению расстояние между этими оптическими компонентами и поверхностью фосфора в типичном случае менее 10-5 мм, причем это расстояние легко может быть уменьшено до значения менее 2 мм и даже менее 1 мм. Возможно использование даже расстояний порядка 0,5 мм и вплоть до 0,1 мм. Малые расстояния позволяют применить коллектор, у которого размеры первого конца 11 в направлении ориентации поверхности фосфора на листе фосфора существенно меньше, чем размеры листа 1 фосфора. Это дает возможность легко минимизировать потери излучения.
Фиг. 4 приведена для того, чтобы проиллюстрировать возможную ориентацию направления S1 падения пучка 6 возбуждающего излучения и направления S2 максимальной чувствительности фотоприемника, используемого для приема светового излучения, испускаемого поверхностью 2 фосфора. На фиг. 4, в частности, схематично представлена плоскость T2, перпендикулярная оси 3 цилиндра, при этом направление S1 распространения пучка 6 возбуждающего излучения составляет угол α с радиусом боковой цилиндрической поверхности 5, тогда как направление S2 максимальной чувствительности фотоприемника 7 составляет с этим же радиусом угол β. При этом указанные направления S1 и S2 сходятся в одной точке P на поверхности 2 фосфора. На фиг. 4 далее представлена плоскость T1, представляющая собой плоскость, проходящую через ось 3, причем в этой плоскости направление S1 распространения пучка 6 возбуждающего излучения составляет угол α с радиусом боковой цилиндрической поверхности 5, тогда как направление S2 максимальной чувствительности фотоприемника 7 составляет с этим же радиусом угол β, так что направления S1 и S2 сходятся в одной точке P, которая представляет собой точку на поверхности 2 фосфора. Понятно, что углы α и β могут быть образованы и в других положениях, помимо показанных на фиг. 4, т. е. они могут находиться в плоскости, отличной от плоскости, параллельной оси 3 или перпендикулярной ей. Кроме того, они могут находиться в различных плоскостях по отношению друг к другу, однако предпочтительно, чтобы направления S1 и S2 сходились в одной точке P на поверхности 2 фосфора.
Для того чтобы обеспечить высокое разрешение, каждый из углов α и β не должен превышать 45o, причем предпочтительно быть менее примерно 30o. Следует подчеркнуть, что когда речь идет о направлениях S1 и S2, эти направления рассматриваются в зоне поверхности 2 фосфора, тогда как направление распространения пучка излучения от источника 4 излучения может быть каким угодно при условии, что с помощью зеркал, призм или других средств обеспечивается его падение на поверхность 2 фосфора под углом, лежащим в указанных пределах. Аналогичным образом, направление максимальной чувствительности фотоприемника также может быть произвольным при условии, что с помощью зеркал, призм или других средств угол, который оно образует с поверхностью 2 фосфора, поддерживается в указанных пределах. Так, например, в установке по фиг. 1 направление максимальной чувствительности фотоприемника ориентировано параллельно оси 3, но конструкция коллектора 9 такова, что в зоне поверхности 2 фосфора это направление ориентировано перпендикулярно листу фосфора. Аналогична ситуация имеет место в отношении к источнику 4 излучения, показанному на фиг. 3A. Исходное направление распространения излучения отличается от заданного направления, однако пучок, отраженный от поверхности 14 коллектора излучения, отвечает сформулированному выше условию вблизи поверхности 2 фосфора. Не существует препятствий к использованию и больших значений углов, но в таком случае будет иметь место явное снижение разрешения и собирающей способности коллектора.
Поскольку считывание изображения с каждого отдельного листа фосфора происходит в точке P, тогда как салазки и, следовательно, направления S1 и S2 смещаются в направлении М вдоль оси 3, а поверхность фосфора движется в направлении R, очевидно, что точка P считывания будет перемещаться по боковой цилиндрической поверхности 5 цилиндра по спиральной траектории К. На фиг. 4 приведены две такие траектории, Кn и Kn+1, соответствующие двум последовательным строкам сканирования. Понятно, что любые предшествующие отрезки спирали K могут быть обозначены, как Kn-m, тогда любые последующие ее отрезки - как Kn+m. Расстояния между этими спиральными отрезками, или строками сканирования, могут регулироваться совместной регулировкой окружной скорости Rx и скоростью поступательного движения М салазок, несущих компоненты 4, 7 устройства считывания. Настоящее изобретение легко позволяет достичь разрешения порядка 6-7 пар линий на мм и даже 12 и более пар линий на мм. При этом процесс считывания с листа фосфора происходит в стабильном, непрерывном режиме, без остановки ни узла источник излучения - фотоприемник, ни барабана, а также без изменения направления их движения, т.е. их движение является максимально стабильным.
Коллектор 9 излучения предпочтительно представляет собой полую камеру 17, выполненную в твердом материале, таком как металл, пластик или стекло, причем внутренняя поверхность камеры выполнена отражающей для светового излучения, испускаемого поверхностью фосфора. Этот коллектор 9 излучения может иметь ответвление и/или какую-то другую часть, прозрачную для возбуждающего излучения, через которую пучок 6 возбуждающего излучения может поступать к первой поверхности 11 коллектора излучения, как это показано на фиг. 2A и 3A. Кроме того, коллектор 9 излучения может содержать зеркала или призмы, служащие для обеспечения подачи пучка возбуждающего излучения к поверхности фосфора или излучения, испускаемого поверхностью фосфора, к фотоприемнику. Несмотря на это, комбинация источник излучения - фотоприемник имеет очень простую структуру, поскольку не требует применения каких-либо элементов, перемещающихся относительно друг друга, как это ясно видно на представленных чертежах.
Для того чтобы достичь высокой эффективности, диаметр коллектора 9, в общем случае диаметр 27 его передней поверхности 11, должен в три раза превышать диаметр чувствительной поверхности фотоприемника 7, поскольку первая поверхность 11 коллектора расположена максимально близко от поверхности 2 фосфора. Коллектор излучения предпочтительно имеет трубчатую форму с круглым или эллиптическим поперечным сечением, причем во многих случаях достаточно, чтобы его диаметр не более чем вдвое превышал диаметр чувствительной поверхности фотоприемника 7. Однако диаметр 27 может быть и приблизительно равным диаметру чувствительной поверхности фотоприемника. Допустимо также применение соответствующего коллиматора, и в этом случае может быть применен коллектор 9 с большим значением диаметра 27, например пятикратно превышающим диаметр фотоприемника.
В качестве источника излучения в типичном случае используется лазер соответствующего типа, предпочтительно, полупроводниковый лазер, или лазерный диод. Он имеет небольшие габариты и может длительное время работать в непрерывном режиме. Установка может содержать также дополнительный источник излучения (не изображен), работающий в стационарном режиме, с помощью которого осуществляется стирание изображения с листа фосфора после того, как оно было считано.
Салазки 13, несущие источник 4 возбуждающего излучения и фотоприемник 7, имеют возможность перемещаться в направлении М, параллельном оси 3, с помощью механизма, который сам по себе известен. Например, одна из направляющих может быть выполнена как зубчатая рейка, с зубцами которой взаимодействует зубчатое колесо, приводимое во вращение установленным на салазках двигателем. Еще один вариант заключается в размещении внутри полости 15 или вблизи ее концов зубчатых шестерен (звездочек) цепной передачи, к цепи которой прикреплены салазки 13. В этом случае вращение шестерен зубчатой передачи также приведет к движению салазок по направляющим 12 в направлении М. Третий вариант состоит в выполнении одной из направляющих 12 в виде ходового винта, вращающегося вокруг своей оси, а взаимодействующей с ним детали - в виде установленной на салазках ходовой гайки или аналогичного ей элемента. В этом случае вращение винта также будет обеспечивать перемещение салазок в направлении М. Эти структуры не изображены детально на чертежах, поскольку множество новых или известных устройств может быть использовано для осуществления данного перемещения.
Направляющие 12 могут иметь опоры на обоих своих концах, выступающих из полости 15, или только на одном своем конце. Барабан также может иметь опоры на обоих своих концах или только на одном конце. Ввод листа фосфора внутрь полости 15 и его извлечение из нее, как это показано на фиг. 1A-1B и 3A-3B, обеспечивает более благоприятные условия для остальных структур установки. Если для ввода и извлечения листа фосфора используется вариант, проиллюстрированный фиг. 2A-2B, выбор вариантов этих структур ограничен, поскольку конец 19 полости 15 должен быть свободен.
Разумеется, в принципе возможно, не выходя за пределы настоящего изобретения, выполнить источник 4 излучения и фотоприемник 7 стационарными и осуществлять построчно сканирующее движение в направлении М, параллельном оси 3, за счет перемещения барабана также и в направлении оси цилиндра. Однако данный вариант, скорее всего, приведет к усложнению структуры, что затруднит осуществление стабильного движения.
Выше был описан процесс считывания латентного изображения, записанного на листе фосфора посредством рентгеновского излучения. Очевидно, что способ и установка по настоящему изобретению могут быть применены для выполнения всех функций считывания, независимо от того, с использованием какого электромагнитного излучения или пучка каких частиц было сформировано латентное изображение. Аналогичным образом, может быть использовано возбуждающее излучение любой длины волны, посредством которого может быть обеспечено испускание листа фосфора излучения, соответствующего сформированному в нем изображению, таким образом, длины волн как возбуждающего, так и испускаемого излучения могут находиться за пределами видимого диапазона. В связи с этим в контексте настоящего изобретения термин "световое излучение" распространяется также на излучение, не воспринимаемое глазом человека.
Формула изобретения: 1. Способ считывания латентного изображения, зарегистрированного в активируемом листе фосфора, облученном рентгеновским излучением, согласно которому указанный отдельный лист (1) фосфора из гибкого материала, несущий латентное изображение, размещают в изогнутом виде внутри полости (15), образованной боковой цилиндрической поверхностью (5), имеющей ось (3), причем активируемая поверхность (2) листа фосфора соответствует вогнутой стороне полости, подают пучок (6) возбуждающего излучения от источника (4) излучения на активируемую поверхность (2) листа фосфора, несущую латентное изображение, в направлении (S1), ориентированном от указанной оси (3), при этом световое излучение, испускаемое поверхностью фосфора под воздействием возбуждающего излучения, направляется на фотоприемник (7), перемещают пучок возбуждающего излучения и лист фосфора относительно друг друга в первом направлении (М), параллельном указанной оси, отличающийся тем, что для подачи пучка возбуждающего излучения и для приема испускаемого светового излучения перемещают посредством сопрягающего компонента (21) считывающее устройство, содержащее оптические компоненты и/или источник (4) излучения, и/или фотоприемник (7) для перемещения точки считывания (P) пучка возбуждающего излучения и фотоприемника, только в указанном направлении (M), указанный изогнутый лист фосфора (1) приводят во вращение во втором направлении (R) вокруг оси (3) боковой цилиндрической поверхности (5) путем приведения во вращение с заданной окружной скоростью (Rx) барабана (8), на котором сформирована указанная боковая цилиндрическая поверхность, причем обеспечивается точное прилегание листа фосфора к боковой цилиндрической поверхности (5), имеющей форму прямого кругового цилиндра, тогда как за счет одновременного движения в направлении (M) пучка (8) возбуждающего излучения и коллектора (9) излучения, собирающего испускаемое поверхностью (2) фосфора излучение и направляющего его на фотоприемник (7), внутри указанной боковой поверхности обеспечивается сканирование листа фосфора посредством перемещения точки считывания (P) по строкам (Кn), представляющим собой спираль или часть спирали.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что световое излучение испускается поверхностью (2) фосфора в направлении (S2), ориентированном в сторону оси (3), причем оно подается на фотоприемник (7) в этом или в другом направлении.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что лист (1) фосфора в изогнутом виде размещают на боковой цилиндрической поверхности (5) с приданием активируемой поверхности (2) фосфора вогнутой формы путем проталкивания его внутрь боковой цилиндрической поверхности, по меньшей мере приблизительно, в направлении (D1), параллельном касательной к указанной боковой цилиндрической поверхности.
4. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что лист (1) фосфора в изогнутом виде размещают на боковой цилиндрической поверхности (5) с приданием активируемой поверхности (2) фосфора вогнутой формы путем проталкивания его внутрь боковой цилиндрической поверхности, по меньшей мере приблизительно, в направлении (D2), параллельном оси указанной боковой цилиндрической поверхности.
5. Способ по п.3 или 4, отличающийся тем, что точное прилегание листа (1) фосфора к внутренней поверхности полости (15), образованной боковой цилиндрической поверхностью (5), обеспечивают выбором по меньшей мере такого значения окружной скорости (Rx) барабана (8), формирующего указанную боковую цилиндрическую поверхность, при которой возникающая центробежная сила будет прижимать лист фосфора к указанной внутренней поверхности, причем указанная окружная угловая скорость (Rx) составляет по меньшей мере 500 об/мин.
6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что указанную окружную угловую скорость (Rx) выбирают в интервале 1500 - 2000 об/мин.
7. Способ по п.5 или 6, отличающийся тем, что точное прилегание листа (1) фосфора к внутренней поверхности полости (15), образованной боковой цилиндрической поверхностью (5), обеспечивают дополнительно путем приложения давления (F-F), направленного по касательной к поверхности и действующего между кромками листа фосфора или созданием вакуума между внутренней боковой цилиндрической поверхностью и листом фосфора.
8. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что световое излучение, испускаемое поверхностью (2) фосфора, собирают посредством коллектора (9) излучения, выполненного как полая камера в твердом материале (10), причем в камере имеется внутренняя поверхность, которая отражает испускаемое световое излучение, и первый конец (11), размеры которого в направлении ориентации поверхности фосфора на листе фосфора меньше, чем размеры листа (1) фосфора, при этом расстояние между указанным первым концом (11) и поверхностью (2) фосфора листа фосфора составляет менее 10 мм, предпочтительно менее 5 мм, более предпочтительно менее 2 мм, особо предпочтительно менее 1 мм, а коллектор излучения направляет собранное излучение на фотоприемник (7), установленный у его второго конца.
9. Способ по 8, отличающийся тем, что пучок (6) возбуждающего излучения направляют таким образом, чтобы он падал на поверхность (2) фосфора листа фосфора в центре первого конца (11) коллектора излучения, и в процессе считывания изображения с листа фосфора пучок возбуждающего излучения остается в фиксированном положении относительно коллектора (9) излучения.
10. Установка для считывания латентного изображения, зарегистрированного в активируемом листе фосфора, облученном рентгеновским излучением, содержащая цилиндрическую полость (15), имеющую вогнутую внутреннюю боковую поверхность (5) для установки на нее отдельного активируемого листа (1) фосфора, источник (4) излучения для подачи пучка (6) возбуждающего излучения на поверхность (2) фосфора листа фосфора, несущей латентное изображение, фотоприемник (7) для приема светового излучения, испускаемого поверхностью фосфора под воздействием возбуждающего излучения, отличающийся тем, что дополнительно содержит двигатель (22) для проведения барабана (8), образующего указанную полость (15), во вращение вокруг оси (3) боковой цилиндрической поверхности во втором направлении (R) с заданной окружностью (Rx) и сопрягающие компоненты (21) для перемещения точки считывания (P) пучка возбуждающего излучения и фотоприемника только в первом направлении (M), параллельном указанной оси (3), причем сопрягающие компоненты (21) введены внутрь указанной цилиндрической полости (15) барабана (8) для того, чтобы ввести в нее пучок (6) возбуждающего излучения, направить его на вогнутую поверхность (2) листа (1) фосфора и собрать испускаемое ею световое излучение на фотоприемник (7).
11. Установка по п.10, отличающаяся тем, что указанный двигатель (22) приводит барабан (8) во вращение с окружной скоростью (Rx), приводящей к возникновению центробежной силы, величина которой соответствует произведению по меньшей мере 30 gn, где gn соответствует ускорению, обусловленному земным притяжением, предпочтительно по меньшей мере 100 gn и в типичном случае около 300 gn, на массу листа фосфора для того, чтобы прижать лист (1) фосфора с высокой точностью к вогнутой внутренней цилиндрической поверхности (5).
12. Установка по п.10 или 11, отличающаяся тем, что в боковой цилиндрической поверхности барабана (8) выполнена прорезь (23), параллельная его оси, для проталкивания листа (1) фосфора в направлении (D1), начиная с его первой кромки, первоначально находящейся снаружи барабана, с расположением его по форме вогнутой внутренней боковой поверхности для считывания изображения с листа фосфора, барабан содержит средства (30, 31), установленные параллельно боковой цилиндрической поверхности, для извлечения просканированного листа фосфора из барабана через указанную прорезь (23).
13. Установка по п.10 или 11, отличающаяся тем, что она содержит вспомогательный элемент (24) для изгибания листа (1) фосфора по радиусу, меньшему радиусу вогнутой внутренней поверхности (5) барабана, с тем, чтобы ввести лист фосфора в направлении (D2), параллельном оси (3), через открытый конец (19) барабана в его цилиндрическую полость (15) с прижатием к его вогнутой внутренней поверхности для считывания изображения с листа фосфора, барабан содержит средства (32, 33), установленные параллельно указанной оси для извлечения просканированного листа фосфора из барабана через его открытый конец.
14. Установка по любому из пп.10-13, отличающаяся тем, что содержит размещенные внутри барабана (8) направляющие (12), параллельные указанной оси, и салазки (13), установленные с возможностью движения по этим направляющим в осевом направлении и несущие источник (4) возбуждающего излучения и фотоприемник (7) для приема испускаемого излучения, при этом движение салазок происходит одновременно с вращением (R) барабана вместе с листом фосфора, прижатым к его вогнутой внутренней поверхности, в указанном первом направлении (M), для сканирования листа фосфора по строкам (Kn), образующим части непрерывной спирали.
15. Установка по п.14, отличающаяся тем, что в пределах салазок ориентация пучка (6) возбуждающего излучения и направление максимальной чувствительности фотоприемника (7) к испускаемому излучению зафиксированы по отношению друг к другу, так что строки (Kn) сканирования листа фосфора формируются в результате совместного эффекта вращения барабана (8) с постоянной скоростью (Rx) и осевого перемещения (M) салазок с постоянной скоростью и спиральная траектория сканирования формируется в зоне боковой цилиндрической поверхности.
16. Установка по п.14 или 15, отличающаяся тем, что установка содержит коллектор (9) излучения, установленный на салазках (13) и представляющий собой полую камеру (17), выполненную в твердом материале (10), внутренняя поверхность которой выполнена отражающей для испускаемого излучения, при этом первый конец (11) коллектора расположен вблизи поверхности (2) фосфора листа фосфора, его второй конец несет фотоприемник (7), непосредственно или посредством зеркала оптически сопряженный с поверхностью фосфора, и у коллектора (9) излучения имеется участок стенки и/или ответвление, прозрачные для возбуждающего излучения, причем пучок (6) возбуждающего излучения направлен на поверхность (2) фосфора в зоне первого конца коллектора излучения, предпочтительно по центру этого первого конца (11).
17. Установка по любому из пп.14-16, отличающаяся тем, что перемещение (M) салазок (13) в осевом направлении осуществляется за счет выполнения по меньшей мере одной из направляющих в виде зубчатой рейки, взаимодействующей с установленным на салазках зубчатым колесом, или закреплением салазок на цепи, охватывающей шестерни цепной передачи, или за счет взаимодействия вращающегося ходового винта, параллельного направляющим, с ходовой гайкой, установленной на салазках.
18. Установка по п. 10, отличающаяся тем, что направление пучка (6) возбуждающего излучения выбрано перпендикулярным к поверхности (2) фосфора листа фосфора или составляет с этим перпендикуляром угол (α), не превышающий 45o, коллектор (9) излучения предпочтительно представляет собой трубчатый элемент с круглым или эллиптическим поперечным сечением, ось (18) которого с помощью зеркала, призмы или подобного элемента ориентирована перпендикулярно к поверхности (2) фосфора или под углом (β) к этому перпендикуляру, не превышающему 45o, при этом диаметр (27) трубчатого элемента выбран не более чем в пять раз превышающим диаметр чувствительной поверхности фотоприемника (7).
19. Установка по любому из пп.10-18, отличающаяся тем, что вогнутая внутренняя поверхность (5) барабана (8) имеет форму прямого кругового цилиндра, при этом на указанной внутренней поверхности параллельно оси установлен по меньшей мере один ограничитель (34) для предотвращения смещения листа фосфора по внутренней поверхности в процессе сканирования.