BE1016619A3 - Detecteur plan de radiation ionisante electromagnetique ou particulaire. - Google Patents

Abstract

Détecteur de radiation ionisante pour images à deux dimensions dont la géométrie de construction permet d'augmenter le contraste de l'image, par un positionnement adéquat du miroir de renvoi de cette image par rapport à l'écran d'entrée qui réalise la conversion de la radiation ionisante en photons lumière.

Description

  Détecteur plan de radiation ionisante électromagnétique ou particulaire.

  
La présente invention concerne un détecteur de radiation générant une image à deux dimensions d'un faisceau incident de radiations ionisantes. Ce détecteur est composé d'un scintillateur plan, d'un miroir et d'une camera électronique équipée d'un objectif focalisé sur le scintillateur.

  
Un exemple connu de ce détecteur est représenté à la figure 1.

  
Le scintillateur 1 peut être par exemple un écran comportant entre autres une couche d'oxysulfure de gadolinium, ou un écran phosphore et fibres optiques
(FOS), pour la détection de rayons X, ou tout assemblage de feuilles métalliques associées à un scintillateur pour des rayonnements plus énergétiques.

  
Dans tous les cas, l'écran 1 transforme le rayonnement incident électromagnétique ou particulaire en photons lumineux, qui sont émis par le scintillateur vers le miroir 2, selon une répartition spatiale d'énergie le plus souvent proche de la loi de Lambert.

  
Le miroir 2 renvoi l'image vers la camera électronique 4, équipée de l'optique 3 focalisée sur l'écran 1.

  
Dans la figure 1 sont également représentés les trajets des rayons partant des bords de l'écran 1 vers les bords de l'objectif 3.

  
Dans un tel détecteur, l'utilité du miroir est de placer la camera et sa rétine (CCD ou autre) en dehors du rayonnement principal X, gamma ou particulaire, qui peut en général perturber le fonctionnement correct de cette rétine .

  
L'image est en général visualisée sur un écran du type utilisé en télévision, CRT, LCD ou autre, peut être imprimée sur des supports transparents ou non, par divers systèmes existants et peut être transmise sous forme numérique.

  
Dans la géométrie usuelle de construction de ce type de détecteur, la distance entre l'écran 1 et le miroir 2 est réduite au minimum, pour des raisons d'encombrement de l'appareil, et pour éloigner au mieux la camera 4 du rayonnement ionisant principal. 

  
Cette construction usuelle présente l'inconvénient suivant, illustré à la figure 2:

  
Si, sur une zone 5 de l'écran 1 existe une source lumineuse d'intensité importante, qui peut être due, par exemple, à du rayonnement primaire ionisant passant directement sur le détecteur en dehors de l'objet à visualiser, cette source lumineuse éclaire à son tour la presque totalité de la partie inférieure de l'écran 1, par le processus suivant:

  
Le rayon a issu de cette source se réfléchi sur le miroir et revient en a', et le rayon b revient en b'. Tous les rayons intermédiaires émis par la zone 5 avec un angle compris entre celui du rayon a et celui du rayon b sont réfléchis vers l'écran 1. Cette lumière parasite couvre la face inférieure de l'écran 1, et est à son tour diffusée par cet écran vers la camera 4.

  
Une autre manière de voir le problème est de considérer l'image virtuelle 1 ' de l'écran (figure 2). La source virtuelle de lumière 5' éclaire l'écran partout où le rayon virtuel issu de la zone 5' traverse le miroir.

  
Cet éclairement parasite peut diminuer fortement le contraste final de l'image.

  
Ce contraste peut certes être amélioré par un traitement numérique adéquat. Cependant, dans tous les cas où la dose de rayonnement primaire doit être limitée par des considérations de sécurité des personnes, le bruit quantique de l'image est un facteur limitatif de la qualité de cette image.

  
Le bruit quantique généré par le rayonnement parasite décrit ci-dessus et éclairant les parties plus sombres de l'image ne peut pas être supprimé par un traitement numérique de cette image.

  
Dans la présente réalisation, représentée à la figure 3, la position géométrique relative entre l'écran 1, le miroir 2, et la camera 4 a été modifiée.

  
La distance entre l'écran 1 et le miroir 2 a été augmentée, et la dimension du miroir est réduite, de telle sorte qu'aucune source lumineuse de l'image virtuelle 1' ne peut éclairer en retour l'écran 1.

  
La condition géométrique nécessaire (et suffisante) est que le miroir se situe en dessous de la ligne c , orthogonale au miroir, et passant par les extrémités de l'écran et de son image virtuelle. 

  
La position de l'écran doit être telle que aucune ligne joignant un point quelconque de l'écran à un point quelconque de son image virtuelle ne passe au travers du miroir.

  
Dans cette géométrie, la lumière parasite réfléchie par le miroir est envoyée uniquement vers l'enceinte du détecteur, en général revêtue d'une finition de surface noire matte, comme dans les appareils de photographie.

  
Pour la facilité de l'exposé, les dessins ont été réalisés pour un miroir plan orienté à
45[deg.]. L'invention est applicable à tous systèmes similaire, utilisant un miroir orienté à un angle différent, ou un miroir non plan.

  
Si plusieurs miroirs sont utilisés dans un détecteur, cette invention ne concerne que le premier miroir situé sur le trajet optique à partir de l'écran 1.

  
Dans la figure 3, si le miroir 2 est rapproché de l'écran 1 d'une distance de par exemple seulement environ 5 à 10% de la largeur de cet écran, la dégradation de contraste de l'image peut ne pas être très importante. L'invention couvre également cette géométrie de construction.

Claims (3)

Revendications.

1. Détecteur plan de rayonnement ionisant comportant au minimum un écran assurant la conversion de la radiation incidente en photons lumineux, de longueur d'onde détectable par un capteur optique, et un miroir de renvoi de l'image vers un détecteur de cette image optique, caractérisé en ce que la géométrie de construction est telle que aucune droite reliant l'écran et son image virtuelle dans le miroir ne passe au travers du susmentionné miroir.

2. Détecteur plan de rayonnement ionisant comportant au minimum un écran assurant la conversion de la radiation incidente en photons lumineux, de longueur d'onde détectable par un capteur optique, et un miroir de renvoi de l'image vers un détecteur de cette image optique, caractérisé en ce que la géométrie de construction est telle que seulement un minimum de droites reliant l'écran et son image virtuelle dans le miroir passent au travers du susmentionné miroir.

3. Détecteur plan de rayonnement ionisant comportant au minimum un écran assurant la conversion de la radiation incidente en photons lumineux, de longueur d'onde détectable par un capteur optique, et un miroir courbe de renvoi de l'image vers un détecteur de cette image optique, caractérisé en ce que la géométrie de construction est telle que seulement un minimum de rayons lumineux issus d'un point quelconque de cet écran soient réfléchis par le susmentionné miroir vers un point quelconque de cet écran.