JP2001118533A - メモリ発光物質板用の読出し装置の信号増幅器 - Google Patents

メモリ発光物質板用の読出し装置の信号増幅器

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JP2001118533A JP2000267485A JP2000267485A JP2001118533A JP 2001118533 A JP2001118533 A JP 2001118533A JP 2000267485 A JP2000267485 A JP 2000267485A JP 2000267485 A JP2000267485 A JP 2000267485A JP 2001118533 A JP2001118533 A JP 2001118533A
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photocathode
signal amplifier
electrons
electron
detector
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フックス マンフレート
Erich Dr Hell
ヘル エーリッヒ
Detlef Mattern
マッテルン デトレフ
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    • GPHYSICS
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 メモリ発光物質板用の読出し装置の信号増幅
器を、特にメモリ発光物質板の速い読出しが高いS/N
比で保証されるように構成する。 【解決手段】 第1および第2の互いに反対向きの正面
2、3を有するケース1と、メモリ発光物質板12から
衝突する放射に基づいて出る光子に応じて電子を発生す
るため、ケース1内の、第1の光透過性の正面2の範囲
内に配置した光陰極4と、衝突する電子に基づき電気的
信号を発生するため、ケース1内の第2の正面3の範囲
内に配置した電子検出器6と、光陰極4から出る電子を
電子検出器6に向けて加速するため、光陰極4と電子検
出器6との間に電界を発生する電極システムと、光陰極
4と電子検出器6との間に配置した電子増倍器11とを
含み、光陰極4から出発する電子を電子増倍器11を介
して増倍する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はメモリ発光物質板用
の読出し装置の信号増幅器に関する。
【0002】
【従来の技術】ドイツ特許第195 06 798号明細書から、
メモリ箔を読出し装置によって走査して電気的信号を発
生し、それに基づいてメモリ箔内に記憶されている情報
の像表示を可能にすることは公知である。そのために読
出し装置は、光ファイバを介してガラス対向板に連結さ
れたガラス基板と接続されているa‐Si:H検出器マ
トリックスを持つ。対向板とガラス押圧板との間にスリ
ットが残されており、その中にメモリ箔が挿入されてい
る。メモリ箔の情報を読出すためには、メモリ箔を励起
するため、また潜像として記憶された放射影像に基づい
て光子を放出する役割を果たすレーザー発光ダイオード
が設けられている。これらの光子は検出器マトリックス
を介して電気的信号に変換され、それらに基づいて指示
装置における像表示が可能である。
【0003】ドイツ特許出願公開第 195 08 240号明細
書から、励起レーザーによるメモリ発光物質板の走査は
公知であり、その際に走査は行ごとに点状に行われる。
この読出しの速度は各々の像点に対して必要とされる最
小の積分時間により制限される。メモリ発光物質板の全
ての像フォーマットに対する読出し時間は、現在の装置
では1ないし2分であり、最近の病院での使用のために
は本来的に遅過ぎる。機械的に導かれるレーザービーム
により、行毎に点状に走査するこの技術および光増倍器
による読出しは、体積の大きい読出し装置に通じ、この
ことは同じく望ましくない。さらにこのような読出し装
置は、医用X線装置内に集積できない。本来のX線撮影
と、データのディジタル化および伝送との間に相応の時
間的遅れおよび取り違えの危険を伴うメモリ発光物質板
の物的な輸送が必要であることも欠点である。より速い
読出しは、ドイツ特許出願公開第 195 06 798号明細書
に記載されているように、例えばCCDあるいはシリコ
ンの結晶質ないし非晶質の基板上にフォトダイオードと
して形成された行状の半導体検出器により可能である。
これらの行状の半導体検出器により、例えばメモリ発光
物質板の行の全画素を同時に読出せる。これらの半導体
検出器の欠点は、これらが非常に高い固有ノイズを有
し、それによりSN比が低下してしまう。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の課題
は、メモリ発光物質板用の読出し装置の信号増幅器を、
特にメモリ発光物質板の速い読出しがノイズに比べ高い
信号比において保証されるように構成することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、請求項1および4の構成により解決される。
【0006】本発明の利点は、特にメモリ発光物質板か
ら出る光子に基づいて電子を発生するための光陰極と、
本発明の第1の実施例によれば電子検出器との間に、ま
た本発明の第2の実施例によれば衝突する電子に基づい
て光子を発生するための出射スクリーンとの間に、電子
増倍器を配置し、それを介して光陰極から出る電子を増
倍可能となすことである。電子増倍器を介してこうして
光陰極から出る電子を増倍し、このことはより高いSN
比に通じ、またこうしてより良い診断が可能な像情報が
得られる。
【0007】本発明の第1の実施例により、電子検出器
を特に非晶質のセレン、シリコンまたは多結晶シリコン
から成る2次元薄膜パネルとして構成するのが有利であ
る。こうして、光陰極から出て電子増倍器を介して増倍
された電子を、直接電気的信号に変換することが可能で
ある。
【0008】本発明による信号増幅器の実施例では、例
えば電子増倍器から逆散乱される電子が光陰極に入らな
いようにするため、ケース中に気体または気体混合物、
例えばアルゴンまたはアルゴン含有気体を添加すると有
利である。増幅プロセスは電界内の電子の運動による気
体の衝突イオン化に基づいているので、その際に生ずる
UV光子が光陰極に入らないようにする必要がある。こ
れは一方では気体中の吸収により、また他方では多くの
格子または孔板による陰影により行われる。
【0009】増幅率の上昇は、例えばワイアー格子また
は孔板として構成し、かつそれらの孔を互いにずらして
配置した多くの電子増倍器を設けることにより得られ
る。このような電子増倍器は、一方では製造上望まし
く、他方では孔のずれにより光陰極への電子の後方放射
を減少できる。
【0010】光陰極が非導電性の材料から成るときは、
第1の正面と光陰極との間に、好ましくは金から成り或
いは金または炭素を含有する導電性の中間層を設けるの
が有利である。
【0011】本発明の第2の実施例では、出射スクリー
ンまたは第2の正面の後に、出射スクリーンから出る光
子に応じて電気的信号を発生する検出器を接続する。こ
の検出器はCCD変換器として構成するのが好ましい。
【0012】この際、出射スクリーンから出る光をチャ
ネル化してCCD変換器に供給できるように、検出器と
出射スクリーンとの間に光ファイバを配置するとよい。
【0013】行状の読出しを可能にし、それにもかかわ
らず読出し装置に要する空間を減少するため、信号増幅
器のケースを長方形の横断面にするとよい。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明の他の利点および詳細を、
図示の実施例に基づいて明らかにする。
【0015】図面は、本発明によるメモリ発光物質板用
の、読出し装置の信号増幅器の実施例を示す。符号1は
ケースを示し、このケースは第1および第2の正面2、
3を有する。少なくとも第1の正面2は光透過性に構成
され、その内側表面の範囲内に光陰極4が配置されてい
る。光陰極4が電気的に僅かな導電性しか持たないなら
ば、第1の正面2と光陰極4との間に導電性の材料から
成る中間層5を設け、それを介して光陰極4に電荷を供
給するのが望ましい。こうして光陰極4が電子の放射に
より電気的に帯電するのを避けられる。中間層5として
は金を使用するのがよい。なぜならば、こうして光が光
陰極4を透過できる特に薄い層を形成できるからであ
る。もちろん、この観点で他の好適な材料も利用でき
る。図1による本発明の実施例では、第2正面3の内側
表面の範囲内に、光陰極4から出る電子を受け、またこ
れらの電荷を信号として利用する電子検出器6を配置し
ている。好ましくは、電子検出器6を画素状に構成し、
例えば非晶質セレン、非晶質シリコン、結晶質シリコン
または多結晶シリコンから形成する。電子検出器6は行
または面検出器、好ましくはCCD読出し装置として構
成でき、その信号またはそれらの信号を、電気導線13
を経てケース1から導出する。
【0016】電界を発生するため電圧源7の電圧を光陰
極4と電子検出器6との間に与え、それにより光陰極4
から出る電子を電子検出器6に向けて加速させる。
【0017】図2による本発明の実施例では、第2の正
面3の内側表面範囲内に、電子の衝突の際に光を放出す
るために励起可能である出射スクリーン8を配置してい
る。ここでも、光陰極4から出る電子を出射スクリーン
8に向けて加速するように、光陰極4と電子検出器6と
の間に電圧源7の電圧を与えている。電気的信号を発生
するため、ここでは、好ましくは同じく光透過性に構成
した第2の正面3の範囲内に、光を電気的信号に変換す
る検出器9を設けている。この検出器9は、出射スクリ
ーン8と第2の正面側3との間に位置してケース1の内
部に、より好ましくはケース1の外側に配置してもよ
い。好ましくは、検出器9はCCD変換器として構成さ
れており、同じく単一の行の中、もしくは多くの行の中
に配置された個々の検出器要素を有する。実施例では出
射スクリーン8と検出器9との間に、出射スクリーン8
から出る光をチャネル化して検出器9に導くように、光
ファイバ10を配置している。こうして信号のコントラ
ストの改善が行われる。なぜならば、光をこうして可能
な限りチャネル化して検出器9に導いており、これに伴
い漏話が生じないからである。
【0018】本発明によれば、図1の実施例では光陰極
4と電子検出器6との間に、また図2の実施例では光陰
極4と出射スクリーン8との間に、少なくとも1つの電
子増倍器11を配置しているので、光陰極4から出発す
る電子を電子増倍器11を介して増倍可能である。電子
検出器6から、または検出器9からこうして増幅された
電気的信号が取り出し可能であり、こうしてSN比が顕
著に改善される。光陰極4に向けての電子の望ましくな
い後方散乱を阻止するため、ケース1の中に気体または
気体混合物、好ましくはクエンチ気体、例えばAr、K
r、Xe、CO 2、N2、iブタン、CHX、ジメチルエ
ーテルまたはメタノール蒸気ないしエタノール蒸気を封
入しており、それにより電子および場合によっては後方
散乱された光子が吸収される。本発明の枠内で多くの電
子増倍器11を設けることができ、その際に好ましくは
電子増倍器11の孔は互いにずらして配置され、それに
伴い同じく光陰極4に向けての電子および光子の後方散
乱が阻止される。特にコスト的に望ましい電子増倍器1
1は、ワイアー格子から成っている。
【0019】本発明の枠内で、信号増幅器はメモリ発光
物質板12またはメモリ発光物質箔の全ての面を覆って
いてよい。しかし、信号増幅器を行として構成し、また
読出し装置とメモリ発光物質板12との間の相対ずれを
その走査のために生じさせることはコスト的に一層望ま
しい。
【0020】メモリ発光物質板12は信号を発生するた
め、光ビームにより光子を放出すべく励起される。放出
された光子は光陰極4に到達し、その際に電子が発生す
る。発生した電子は光陰極4から電子増倍器11へ、そ
れらの間に与えらた電界を通ってドリフトする。そこで
電子は増倍され、また電子増倍器11と電子検出器6と
の間に生じた電界を通って電子検出器6または出射スク
リーン8に到達し、そこでそれらは直接に電気的信号
(第1の実施例)もしくは光子(第2の実施例)を発生
する。光子は光ファイバ10を介して検出器9に導か
れ、そこで電気的信号に変換される。公知の方法で電子
検出器6または検出器9の後に評価装置を接続し、この
評価装置で電子検出器6または検出器9の信号を並列に
または行ごとに読出し、また像信号に変換し、これらの
像信号を指示装置の上に表示する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の正面図である。
【図2】本発明の第2実施例の正面図である。
【符号の説明】
1 ケース 2 第1の正面 3 第2の正面 4 光陰極 5 中間層 6 電子検出器 7 電圧源 8 出射スクリーン 9 検出器 10 光ファイバ 11 電子増倍器 12 メモリ発光物質板 13 導線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エーリッヒ ヘル ドイツ連邦共和国 91054 エルランゲン シュパールドルファー シュトラーセ 33 (72)発明者 デトレフ マッテルン ドイツ連邦共和国 91056 エルランゲン クレーエンホルスト 14

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 メモリ発光物質板用の読出し装置の信号
    増幅器において、 第1および第2の互いに反対向きの正面(2、3)を持
    つケース(1)と、 衝突する輻射線に基づいてメモリ発光物質板(12)か
    ら出る光子に応じて電子を発生するため、ケース(1)
    内の、第1の光透過性正面(2)の範囲内に配置されて
    いる光陰極(4)と、 衝突する電子に基づいて電気的信号を発生するため、ケ
    ース(1)内の、第2の正面(3)の範囲内に配置され
    ている電子検出器(6)と、 光陰極(4)から出発する電子を電子検出器(6)に向
    けて加速するため、光陰極(4)と電子検出器(6)と
    の間に電界を発生するための電極システムと、 光陰極(4)と電子検出器(6)との間に配置されてい
    る電子増倍器(11)とを含み、 光陰極(4)から出発する電子が電子増倍器(11)を
    介して増倍可能であることを特徴とするメモリ発光物質
    板用の読出し装置の信号増幅器。
  2. 【請求項2】 電子検出器(6)が2次元薄膜パネルと
    して構成されていることを特徴とする請求項1記載の信
    号増幅器。
  3. 【請求項3】 2次元薄膜パネルがa‐Se、a‐Si
    または多結晶Siから成ることを特徴とする請求項2記
    載の信号増幅器。
  4. 【請求項4】 メモリ発光物質板用の読出し装置の信号
    増幅器において、 第1と第2の互いに反対向きの正面(2、3)を有する
    ケース(1)と、 衝突する放射に基づいてメモリ発光物質板(12)から
    発する光子に応じて電子を発生するため、ケース(1)
    内の、第1の光透過性正面(2)の範囲内に配置されて
    いる光陰極(4)と、 衝突する電子に応じて光子を発生するため、ケース
    (1)内の第2正面(3)の範囲内に配置されている出
    射スクリーン(8)と、 光陰極(4)から出発する電子を出射スクリーン(8)
    に向けて加速するため、光陰極(4)と出射スクリーン
    (8)との間に電界を発生するための電極システムと、 光陰極(4)と出射スクリーン(8)との間に配置され
    ている電子増倍器(11)とを含んでおり、 光陰極(4)から出る電子が電子増倍器(11)を介し
    て増倍可能であることを特徴とするメモリ発光物質板用
    の読出し装置の信号増幅器。
  5. 【請求項5】 ケース(1)の中に、UV光により発生
    される光子を抑制する気体または混合気体を添加したこ
    とを特徴とする請求項1ないし4の1つに記載の信号増
    幅器。
  6. 【請求項6】 気体がアルゴンであり、またはアルゴン
    を含有することを特徴とする請求項5記載の信号増幅
    器。
  7. 【請求項7】 多くの電子増倍器(11)が設けられて
    いることを特徴とする請求項1ないし6の1つに記載の
    信号増幅器。
  8. 【請求項8】 少なくとも1つのまたは多くのワイヤー
    格子が電子増倍器(11)として設けられていることを
    特徴とする請求項1ないし7の1つに記載の信号増幅
    器。
  9. 【請求項9】 少なくとも2つの電子増倍器(11)の
    孔が互いにずらして配置されていることを特徴とする請
    求項7または8記載の信号増幅器。
  10. 【請求項10】 第1の正面(2)と光陰極(4)との
    間に、導電性の中間層(5)が電極として設けられてい
    ることを特徴とする請求項8または9記載の信号増幅
    器。
  11. 【請求項11】 中間層(5)が金から成り、または金
    を含有することを特徴とする請求項10記載の信号増幅
    器。
  12. 【請求項12】 出射スクリーン(8)の後に、光子に
    応じて電気的信号を発生するための検出器(9)が接続
    されていることを特徴とする請求項4ないし11の1つ
    に記載の信号増幅器。
  13. 【請求項13】 検出器(9)がCCD変換器として構
    成されていることを特徴とする請求項12記載の信号増
    幅器。
  14. 【請求項14】 第2の正面(3)とCCD変換器との
    間に光ファイバ(10)が配置されていることを特徴と
    する請求項13記載の信号増幅器。
  15. 【請求項15】 ケース(1)が長方形の横断面を有す
    ることを特徴とする請求項1ないし14の1つに記載の
    信号増幅器。
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