JP2001155668A

JP2001155668A - Ｘ線画像検出器

Info

Publication number: JP2001155668A
Application number: JP34049399A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Onihashi; 浩志鬼橋; Hiroyuki Aida; 博之會田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-11-30
Filing date: 1999-11-30
Publication date: 2001-06-08

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｘ線イメージ管に付随する装置全体の大きさを
小型化可能で、高い出力画像のコントラストを得ること
のできるＸ線像検出器を提供する。【解決手段】この発明のＸ線画像検出器１は、真空容器
の一部を兼ねるとともに、複数のＣＣＤカメラにより撮
像可能な可視光像を出力する画像出力部２は、入力窓７
に入力されたＸ線Ｒ_１を光−電子変換する入力蛍光面８
と、入力蛍光面により変換された光電子Ｅを所定の電界
により増幅する電子増倍器１３および電子増倍器により
増幅された光電子を可視光画像に変換して画像出力部の
ガラス基板である出力窓１８に投影する出力蛍光面１７
を有し、電子増倍器の金属板１４および貫通孔１４ａの
入力蛍光面側に面する側に、二次電子放出率が１．５よ
り小さい材質により形成された薄膜１４ｃが設けらてい
ることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、放射線であるＸ
線により得られる画像を光学的または電気的画像信号に
変換するＸ線画像検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、人体あるいは物体の内部構造を
調べるためにはＸ線が有用であり、人体や物体に照射さ
れたＸ線の透過濃度分布すなわちＸ線強度分布またはＸ
線画像を可視光像またはＸ線の電気的画像信号に変換す
るための装置が広く利用されている。

【０００３】Ｘ線画像を可視光像あるいは電気画像信号
に変換するための装置としては、Ｘ線イメージ管（Ｘ線
像増強管）やＸ線ビジコン（Ｘ線画像検出器）が開発さ
れている。

【０００４】Ｘ線イメージ管は、Ｘ線画像信号を増強し
て可視光像に変換するもので、入射したＸ線画像を真空
中に配置された蛍光体対層（Ｘ線を可視光に変換する機
能を有する）により可視光像に変換される。この可視光
像は、強度が非常に弱いため、蛍光体層上に形成されて
いる光電変換膜（光電面）により光電子に変換されたの
ち真空容器内に放出され、真空容器内に形成されている
電子レンズにより加速されながら、真空容器内に設けら
れている出力面に収束される。このとき、元のＸ線画像
の持つエネルギーよりも高エネルギーに増強された光電
子が得られる。この増強された光電子は、出力蛍光面で
もう一度可視光像に変換され、外部から観察可能な、元
のＸ線画像に比例して強度が増強された可視光画像を得
ることができる。

【０００５】上述したＸ線イメージ管を用いる以外に、
例えば米国特許第４，３００，０４６号公報に示される
ように、真空容器中に、入射Ｘ線を蛍光に変換する入力
蛍光面と、透明なガラス基板上に積層されている出力蛍
光面が、入力蛍光面に対して一定の距離で平行に設けら
れた例がある。

【０００６】この構成によれば、真空容器外から入射さ
れたＸ線画像は、真空容器の一部を構成する入力窓から
入力蛍光面に到達し、入力蛍光面内で蛍光に変換され、
さらに入力蛍光面上に積層されている光電面により光電
子に変換されて、真空容器内に電子として放出される。

【０００７】真空容器内に放出された電子は、入力蛍光
面と出力蛍光面との間に印加される電界により加速さ
れ、出力蛍光面に到達し、出力蛍光面で可視光に変換さ
れて、出力蛍光面を保持し、真空容器の一部を兼ねるガ
ラス基板を通過して可視光像として外部に、出力され
る。

【０００８】また、画像情報のＳ／Ｎ（信号対ノイズ）
比を改善するために、先に説明した構成のＸ線イメージ
管に、電子を増幅する機能を有するマイクロ・チャンネ
ル・プレート（ＭＣＰ）を付加した構成が米国特許第
３，３９４，２６１号公報に開示されている。

【０００９】ＭＣＰは、複数の孔を有する多枚の金属板
を、セラミックス等の絶縁物を介在させて交互に積層し
た積層であり、入力蛍光面に入射した電子を金属板間に
所定の電圧を印加して加速し、金属板の孔の壁面に衝突
させて二次電子を得るという過程を繰り返すことによ
り、電子を増幅して出力蛍光面に出力させるものであ
る。なお、多くの二次電子を得る（増幅率を高める）た
めに、金属板の孔の壁面をＭｇＯ等の二次電子放出率の
高い物質で被膜した例が報告されている。

【００１０】また、特開昭５８−９３１４９号公報に
は、Ｘ線イメージ管内に設けた平面型電子増倍器に、二
次電子放出係数の小さな材質からなるマスクを設けた例
が開示されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述したＸ線イメージ
管は、微弱なＸ線画像を容易に観測可能な可視像に増幅
できるが、光電子に変換されたＸ線画像を増幅（増強）
するために電子レンズを用いることから、電子レンズに
起因する画像歪みが発生する問題がある。また、電子レ
ンズに要求される空間が大きく、結果として、Ｘ線イメ
ージ管の大きさが大きくなる問題がある。

【００１２】これに対して、米国特許第４，３００，０
４６号に開示された装置は、近接型電子レンズを用いる
ことから、通常の電子レンズを用いる構成に比較して要
求される空間が小さいため、Ｘ線イメージ管の大きさを
小型化できるが、近接型電子レンズを用いて画像歪みを
低減するものの、完全に画像歪みを抑制できるものでは
ない。

【００１３】ところで、米国特許第３，３９４，２６１
号公報に開示されているＭＣＰ構造や周知の類似した平
面型の電子増倍器においては、金属板の孔の壁面で発生
する二次電子が飛び出す角度や放出エネルギーは不定で
あり、二次電子が金属板の孔の壁面以外に衝突すること
が知られている。この壁面以外に衝突した二次電子も新
たに二次電子を放出するため、電子の散乱が生じ、電子
増倍器から出力蛍光面に向かう電子である画像出力の分
解能が低下する問題がある。

【００１４】なお、電子の散乱は、特に画像出力面積と
なる電子増倍器の面積に応じて増大することから、特
に、平面型の電子増倍器において、出力画像のコントラ
ストが低下する問題がある。

【００１５】この発明の目的は、装置全体の大きさを小
型化可能で、しかも入射Ｘ線が微弱であっても出力Ｘ線
画像のノイズ成分を低減でき、またコントラストの高い
出力画像を得ることができるＸ線像検出器を提供するこ
とにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この発明は、上述した問
題点に基づきなされたもので、真空を保持する真空容器
と、前記真空容器中に配置され、外部から入射されたＸ
線を蛍光に変換する入力蛍光面と、前記真空容器中に配
置され、前記入力蛍光面により生じた蛍光を光電子に変
化する光電面と、前記真空容器中に配置され、前記光電
面で発生され、前記光電面との間に印加された所定の電
界により加速された光電子を可視光像に変換する出力蛍
光面と、前記出力蛍光面上に積層された金属層と、前記
出力蛍光面を保持し、前記可視光像を透過する出力窓と
を持ち、前記入力蛍光面と前記出力蛍光面が一定間隔を
保ちながら平行に配置された構造を有し、前記入力蛍光
面と前記出力蛍光面との間に一定の厚みを持つ複数の金
属薄板が絶縁支持材を介して積層され、それらを貫通
し、最小内径部を深さ方向の中途に有する複数の貫通穴
が形成された電子増倍器と、前記出力蛍光面からの可視
光像が前記出力蛍光窓を透過して出力された画像を映像
信号として取り出す撮像素子と、からなるＸ線画像検出
器において、前記電子増倍器の複数の金属板の前記入力
蛍光面に面する側の面から個々の金属板の貫通孔の最小
内径部にかけて、二次電子放出率が前記金属板を構成す
る材料に比較して低二次電子放出率層が設けられている
ことを特徴とするＸ線画像検出器である。

【００１７】またこの発明は、真空を保持する真空容器
と、前記真空容器中に配置され、外部から入射されたＸ
線を蛍光に変換する入力蛍光面と、前記真空容器中に配
置され、前記入力蛍光面により生じた蛍光を光電子に変
化する光電面と、前記真空容器中に配置され、前記光電
面で発生され、前記光電面との間に印加された所定の電
界により加速された光電子を可視光像に変換する出力蛍
光面と、前記出力蛍光面上に積層された金属層と、前記
出力蛍光面を保持し、前記可視光像を透過する出力窓と
を持ち、前記入力蛍光面と前記出力蛍光面が一定間隔を
保ちながら平行に配置された構造を有し、前記入力蛍光
面と前記出力蛍光面との間に一定の厚みを持つ複数の金
属薄板が絶縁支持材を介して積層され、それらを貫通
し、最小内径部を深さ方向の中途に有する複数の貫通穴
が形成された電子増倍器と、前記出力蛍光面からの可視
光像が前記出力蛍光窓を透過して出力された画像を映像
信号として取り出す撮像素子と、からなるＸ線画像検出
器において、前記電子増倍器の複数の金属板の前記入力
蛍光面に面する側の面から個々の金属板の貫通孔の最小
内径部にかけて、二次電子放出率が１．５より小さな材
質からなる低二次電子放出率層が設けられていることを
特徴とするＸ線画像検出器である。

【００１８】さらにこの発明は、真空を保持する真空容
器と、前記真空容器中に配置され、外部から入射された
Ｘ線を蛍光に変換する入力蛍光面と、前記真空容器中に
配置され、前記入力蛍光面により生じた蛍光を光電子に
変化する光電面と、前記真空容器中に配置され、前記光
電面で発生され、前記光電面との間に印加された所定の
電界により加速された光電子を可視光像に変換する出力
蛍光面と、前記出力蛍光面上に積層された金属層と、前
記出力蛍光面を保持し、前記可視光像を透過する出力窓
とを持ち、前記入力蛍光面と前記出力蛍光面が一定間隔
を保ちながら平行に配置された構造を有し、前記入力蛍
光面と前記出力蛍光面との間に一定の厚みを持つ複数の
金属薄板が絶縁支持材を介して積層され、それらを貫通
し、最小内径部を深さ方向の中途に有する複数の貫通穴
が形成された電子増倍器と、前記出力蛍光面からの可視
光像が前記出力蛍光窓を透過して出力された画像を映像
信号として取り出す撮像素子と、記撮像素子が撮像した
可視光像を合成する画像合成装置と、この画像合成装置
により合成された画像を表示する表示装置からなるＸ線
画像出力装置において、前記撮像素子は複数設けられ、
それぞれの撮像素子が撮像するそれぞれの領域は、一部
が相互に重なり合うよう定義され、前記それぞれの撮像
素子からの画像信号の重なり合う領域の画像位置を補正
する位置補正回路、前記画像信号の重なり合う領域の輝
度を補正する輝度補正回路および前記画像信号の不要部
分の信号を除去する除去回路の少なくとも１つを有し、
重なり合った画像もしくは不連続な画像を除去する画像
補正部を含み、前記電子増倍器の複数の金属板の前記入
力蛍光面に面する側の面から個々の金属板の貫通孔の最
小内径部にかけて、ＴｉＮ，ＴｉＮＯ、金属炭化物ある
いは炭素系化合物もしくは窒素系化合物を含む低二次電
子放出率層が設けられていることを特徴とするＸ線画像
検出器である。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について詳細に説明する。

【００２０】図１は、この発明の実施の形態が適用され
るＸ線画像検出器の概略を示す概略全体図である。

【００２１】図１に示されるように、Ｘ線画像検出器１
は、Ｘ線像すなわち被検出物である例えば人体を通過し
たＸ線を捕獲し、図示しない真空容器の一部を兼ねるも
ので、２回の光−電子変換および電子−光変換により入
力されたＸ線像に比例し、その強度が増幅されている可
視光像を出力する画像出力部２、画像出力部２の図２を
用いて後段に説明する出力蛍光面に出力された可視光像
を画像情報として撮影して画像情報に対応する映像信号
を出力する複数の撮像素子３、それぞれの撮像素子３か
ら出力された映像信号に所定の画像処理を施す画像処理
回路４、それぞれの画像処理回路４からの処理済の画像
信号から画像の重複部分（図１に示されるように、２重
部分と４重部分がある）を除去し、あるいは不連続画像
を補正して表示用画像信号を構築する出力信号処理回路
６からなる。なお、出力信号処理回路６から出力された
表示用画像信号は、表示装置５に、利用者が目視可能な
可視画像として表示される。

【００２２】図２は、図１に示したＸ線画像検出器１の
図示しない真空容器の一部を兼ねる画像出力部２の可視
光像出力部すなわちＸ線画像検出器のＸ線像−可視光像
変換部の構成を示す概略図である。

【００２３】図２に示されるように、図示しないＸ線源
から放射されたＸ線Ｒは、被検出物、例えば人体を通過
することにより濃度分布が与えられたＸ線Ｒ_１として、
Ｘ線透過率の高い所定の厚さの金属板、例えばＡｌ（ア
ルミニウム）板もしくはＴｉ（チタン）からなる入力窓
７を透過し、入力蛍光面８に入射する。

【００２４】入力蛍光面８は、例えばアルミニウムによ
り所定形状に形成された入力基板９に、所定の厚さのＣ
ｓＩ（ヨウ化セシウムにより形成された入力蛍光膜）１
０、ＣｓＩ膜１０の入力基板９と反対側の面に形成され
た所定厚さのＩＴＯ（酸化インジウム−錫の薄膜）のよ
うな透明導電膜１１および透明導電膜１１のＣｓＩ膜１
０と反対側の面にＳｂ（スズ），Ｋ（カリウム），Ｃｓ
（セシウム）あるいはＮａ（ナトリウム）等が積層され
て構成される光電面１２を有し、入力基板９を通過して
ＣｓＩ膜１０に入射し、ＣｓＩ膜１０の内部で蛍光Ｒ_２
に変換される。蛍光Ｒ_２は、ＣｓＩ膜１０をから透明導
電膜１１側へ移動し、透明導電膜１１を通過して光電面
１２に到達し、光電面１２により光電子Ｅに変換され
て、真空中に放出される。

【００２５】光電子Ｅは、透明導電膜１１と電子増倍器
１３との間に印加された電位差Ｖ_１により加速され、電
子増倍器１３に到達する。

【００２６】電子増倍器１３は、複数の貫通孔が面方向
に所定間隔で開けられた所定の厚さの金属板、例えば軟
鉄、もしくはアンバー合金（Ｎｉ36Ｆｅ64）１４と、貫
通孔の深さ方向すなわち図２を用いて以下に説明するよ
うに、入力基板９から以下に説明する出力蛍光面に向か
う方向に関して、金属板１４に開けられたそれぞれの貫
通孔と重なり合うように位置づけられた複数の貫通孔が
開けられた所定厚さのガラス板、セラミック板もしくは
感光性有機フィルム等からなる絶縁体１５とが交互に積
層されたもので、金属板１４と絶縁体１５とは、例えば
低融点のフリットガラス１６により接合されている。な
お、電子増倍器１３は、入力蛍光面８に対して平行に配
列されている。

【００２７】金属板１４は、厚さ（深さ）方向の断面が
円弧状である貫通孔１４ａを有し、２枚の金属板１４が
貫通孔１４ａの大径側が相互に接するように積層される
ことで、深さ方向の中途に、内径が最小となる空胴状の
領域を提供する。

【００２８】また、電子増倍器１３の金属板１４のそれ
ぞれの入力蛍光面側の表面ならびに貫通孔１４ａの深さ
方向で、深さ方向の中途で内径が最小となる部分の近傍
で、概ね深さ方向の１／２に及ぶ深さまで、図３を用い
て以下に説明するように二次電子放出率が金属板１４の
材質に比較して小さい材質からなる低二次電子放出率層
の薄膜１４ｃが設けられている。なお、貫通孔１４ａの
壁面には、薄膜１４ｃが形成されるに先立って、予め二
次電子放出率が一般的な金属に比較して大きなＭｇＯ等
による薄膜１４ｂが設けられている（２枚の金属板１４
のうちの一方にＭｇＯ（１４ｂ）を被膜し、他の一方に
低二次電子放出率の薄層１４ｃを設け、それらを接合し
てもよい。また、全ての金属板１４に予めＭｇＯを被膜
し、組み合わせたときに入力蛍光面側に位置される金属
板１４に低二次電子放出率層１４ｃを形成してもよ
い）。

【００２９】各金属板１４には、それぞれ、Ｖ_２で示さ
れる大きさの電位差が与えられており、入力基板９の光
電面１２から放出されて電子増倍器１３に到達した光電
子Ｅは、図３を用いて以下に説明するように、電子増倍
器１３を構成する金属板１４の貫通孔１４ａの内壁すな
わちＭｇＯ薄膜部分１４ｂまたは二次電子放出率が小さ
な材質の薄膜部分１４ｃに衝突し、ＭｇＯ薄膜部分１４
ｂに衝突した光電子Ｅによって二次電子増幅現象によ
り、１個以上の電子Ｅ_２となる。発生した電子Ｅ _２は、
各金属板１４間にかけられた電位差Ｖ_２により複数設け
られている次の段の金属板１４の方向に加速され、再び
金属板１４の貫通孔１４ａの内壁の薄膜１４ｂまたは１
４ｃに衝突し、薄膜（ＭｇＯ）１４ｂに電子Ｅ_２が衝突
した場合には、二次電子増幅現象により、新たに１個以
上の電子Ｅ_２となる。

【００３０】この衝突および二次電子の発生が繰り返さ
れることで、電子増倍器１３に入射した光電子Ｅは次第
に増幅され、電子増倍器１３から出力蛍光面１７の出力
蛍光面１９に向けて放出される。このとき、放出される
電子Ｅ_２の量は、入射光電子Ｅの量に比例し、金属板１
４の材質、金属板１４の厚さ、金属板１４の孔の形状、
絶縁体１５の厚さ、および絶縁体１５と金属板１４との
間に印加される電位差Ｖ_２に応じて生じる電界分布に左
右され、かつ金属板１４が積層されている層数により増
幅率が決定される。

【００３１】このため、金属板１４の材質、金属板１４
の枚数、金属板１４の厚さ、金属板１４に開けられた孔
の形状、絶縁体１５の厚さ、および絶縁体１５と金属板
１４との間に印加される電位差Ｖ_２を最適に設定するこ
とで、任意の増幅率を得ることができる。

【００３２】電子増倍器１３から放出された電子Ｅ
_２は、電子増倍器１３と図示しない真空容器の一部を兼
ねる画像出力部２の例えば透明なガラスにより構成され
た出力窓１８と、出力窓１８の電子増倍器１３の側に設
けられた所定の厚さの出力蛍光膜１９と、出力蛍光膜１
９の電子増倍器１３の側に設けられた、例えばアルミニ
ウムからなる光反射性金属層２０により構成された出力
蛍光面１７の出力蛍光膜１９との間に印加される電位差
Ｖ_３により加速され、金属層２０を透過して、出力蛍光
膜１９の内部に到達する。

【００３３】出力蛍光膜１９の内部に到達した電子Ｅ_２
は、電位差Ｖ_３により得たエネルギーに対応する輝度を
有する可視光Ｒ_３に変換され、図示しない真空容器の一
部を兼ねる画像出力部２のガラス基板（出力窓１８）の
表面に到達する。すなわち、画像出力部２の外部からの
Ｘ線（Ｘ線画像）Ｒ_１は、画像出力部２により増幅さ
れ、図１に示した撮像素子３が撮像可能に、（画像出力
部２の最外部の）ガラス基板である出力窓１８に、可視
光像Ｒ_３として出力される。

【００３４】この可視光像Ｒ_３は、図示しない真空容器
内および画像出力部２内で不所望に歪まされることな
く、図示しない真空容器の入力面に入射した倍率と等し
い等倍の可視光像となって、出力窓１８に出力される。

【００３５】画像出力部２から出力された可視光像すな
わち出力窓１８に投影された可視光像は、図１を用いて
既に説明した複数の撮像素子である例えばＣＣＤカメラ
３により一部の画像領域が重なり合うように撮影され、
対応する画像処理回路４に、それぞれ映像信号として入
力され、画像処理回路４の内部の記憶素子に画像信号が
一時保存される。

【００３６】出力信号処理回路６内部には、各ＣＣＤカ
メラ３が撮影する出力窓１８の画像の重複領域の位置情
報が記憶されており、その情報に従い各画像処理回路４
内部に蓄えられた画像情報のうち、重複して撮影されて
いない領域の画像情報を読み出すとともに、２個以上の
ＣＣＤカメラにより撮影された領域の画像情報は、その
重複領域の画像情報を保存している画像処理回路４のう
ち１個のみの画像処理回路からのみ画像情報を読み出す
ことにより、各ＣＣＤカメラ３が撮影した出力窓１８の
画像を重複した領域のない画像情報として取り出すこと
ができる。

【００３７】その後出力画像処理回路６内部において、
画像処理回路４より読み出された画像情報が合成されて
１つの二次元画像として再構築され、出力蛍光膜１９の
全体に映し出された映像信号が映像としての不連統点を
生じることなく表示装置５に表示される。なお、出力窓
１８に投影された可視光像を複数のＣＣＤカメラ３によ
り相互に一部を重ね合わせて撮像することにより、ＣＣ
Ｄカメラ３の位置合わせが不要となる。また、複数のＣ
ＣＤカメラ３を用いて出力窓１８の可視光像を分割して
撮影することにより、可視光像を撮影するための光学レ
ンズに必要な空間が減少され、Ｘ線画像検出器全体の大
きさ、特に奥行きを低減できる。

【００３８】なお、大きな面積の可視光像を歪みなく取
り込むことのできる光学レンズは、非常に高価であり、
しかも全ての面積に対して均一な光学特性を与えること
のできる光学レンズは入手しにくいため、出力窓１８に
映し出された可視光像を分割して撮像することは、Ｘ線
画像検出器のコストも低減できる。また、仮に、要求す
る光学特性を満足する光学レンズが入手可能であったと
しても、出力窓１８の大きさで定義される大面積の画像
を所定の倍率で結像するためには、光学レンズの焦点距
離が長くなり、奥行きを増大させることになる。

【００３９】なお、電子増倍器１３を作成する方法とし
ては、化学エッチングもしくは物理エッチングにより多
数の孔が開けられたガラス板、セラミック板もしくは感
光性有機フィルム等である絶縁体１５と同様にして複数
の孔が開けられた金属板１４を交互に積層し接合するた
め、大型の電子増倍器を容易に作成できる。

【００４０】図３は、図２に示した電子増倍器１３の要
部を拡大したもので、入力蛍光面８に近接している金属
板１４とその金属板１４の次段に位置される金属板１４
との間の光電子Ｅと二次電子Ｅ_２との関係を説明する概
略図である。

【００４１】電子増倍器１３において、電子の散乱の影
響により出力画像のコントラストを高めるためには、前
段の金属板１４で放出された電子Ｅ_２が次段の金属板１
４の貫通孔１４ａの壁面のうちのＭｇＯが被膜された部
分１４ｂにのみ、確実に到達することが望ましいが、実
際には、金属板１４の平面部分（入力蛍光面側の面）や
貫通孔１４ａの壁面のうちの貫通孔１４ａの深さ方向の
中途の（２枚の金属板１４を積層した状態で）貫通孔１
４ａの内径が最小となる部分までの間の領域に衝突した
光電子Ｅまたは二次電子Ｅ_２により発生した二次電子Ｅ
_２が次段の金属板１４の表面に衝突して散乱電子が発生
する確率が４０％程度であることが確認されている。

【００４２】なお、コンピュータシミュレーションによ
れば、金属板１４の厚さや間隔および貫通孔の径あるい
は加速電圧などを考慮しても、光電子Ｅまたは二次電子
Ｅ_２により発生した二次電子Ｅ_２が次段の金属板１４の
貫通孔１４ａの壁面の所定の位置（この実施の形態では
ＭｇＯ層１４ｂ）にのみ到達する確率を、７０％程度よ
りも高めることは困難である（散乱電子が発生する確率
を３０％よりも低くすることが困難である）。

【００４３】このため、金属板１４の表面（ここでは、
入力蛍光面８に面する側である）に光電子Ｅもしくは二
次電子Ｅ_２が衝突した場合であっても、二次電子Ｅ_２が
放出されにくい構造とすることで、電子増倍器１３から
出力蛍光面１７に向けて出力される画像である二次電子
Ｅ_２が散乱されて出力画像のコントラストが低下するこ
とを抑制できる。

【００４４】詳細には、図３に示したように、金属板１
４の貫通孔１４ａには、あらかじめ二次電子放出率が通
常の金属に比較して高い例えばＭｇＯ等からなる薄膜１
４ｂが形成されている。

【００４５】このＭｇＯの薄膜１４ｂが設けられた貫通
孔１４ａの深さ方向において、金属板１４の入力蛍光面
８に面する側の表面から貫通孔１４ａの内径が最小とな
る部分の付近まで、または貫通孔１４ａの深さ方向の１
／２程度まで、ＭｇＯの薄膜１４ｂに重ねて、二次電子
放出率が金属板１４に比較して低い、例えば二次電子放
出率が１．５より小さな材質からなる薄膜（低二次電子
放出率層）１４ｃを設けることにより金属板１４の入力
蛍光面８側の面に光電子Ｅまたは二次電子Ｅ_２が衝突し
たとしても、そこから新たに二次電子が発生することを
抑制できる（図３において、実線は通常の増幅される
（指数関数的に発生する）二次電子の軌道を示し、点線
は光電子Ｅまたは二次電子Ｅ_２が衝突しても二次電子Ｅ
_２が生じないことを示している）。なお、二次電子放出
率が１．５よりも小さい材質としては、例えばＴｉＮ
（窒化チタン）、ＴｉＮＯ、金属炭化物あるいは炭素系
化合物もしくは窒素系化合物が利用可能である。

【００４６】このように、電子増倍器１３を構成する複
数の金属板１４の貫通孔１４ａの深さ方向において、金
属板１４の入力蛍光面８側に面および金属板１４の入力
蛍光面に面する面から貫通孔１４ａを定義する金属板１
４の径が最小となる間での貫通孔１４ａの表面に、二次
電子放出率が金属板１４に比較して小さな材質の薄膜す
なわち低二次電子放出率層１４ｃを設けることにより二
次電子放出率と電子の散乱の確率との積である散乱二次
電子発生確率を、概ね０．５程度とすることができ、電
子増倍器１３から出力蛍光面１７に向けて出力される画
像である二次電子Ｅ_２に含まれる散乱した二次電子Ｅ_２
の成分を大幅に低減できる。なお、増幅すべき光電子Ｅ
または二次電子Ｅ_２は、金属板１４の貫通孔１４ａの入
力蛍光面と反対の側に面する面に設けられるＭｇＯ層１
４ｂにより確実に増幅される。

【００４７】従って、電子増倍器１３により増幅されて
出力蛍光面１７に到達し、出力窓に出力される画像に含
まれる散乱電子の影響が低減され、出力画像のコントラ
ストが高められる。これにより、周知のＸ線画像検出器
やＸ線イメージ管により得られる可視光画像に比較し
て、鮮明な画像が得られる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のＸ線画
像検出器においては、入力蛍光面に入力されたＸ線画像
を増幅する電子増倍器において、電子増倍器の複数の金
属板の入力蛍光面に面する側の面およびその面から貫通
孔の深さ方向の所定の位置まで二次電子放出率が１．５
より小さい材質の薄膜を設けたことにより、出力画像の
コントラストを低下させる要因である電子増倍器内で本
来の画像と関係のない不所望な散乱電子が増幅されるこ
とが抑制される。

【００４９】これにより、ノイズ成分が少なくコントラ
ストの高いＸ線画像を出力することのできるＸ線画像検
出器が、提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態に関わるＸ線画像検出
器の一例を示す概略図。

【図２】図１に示したＸ線画像検出器の真空容器の内部
の一例を示す概略図。

【図３】図２に示した電子増倍器における本来の画像で
ある電子の軌道とコントラストを低下させる要因である
散乱電子の軌道を説明する概略図。

【符号の説明】

１・・・Ｘ線画像検出器、２・・・画像出力部、３・・・撮像素子、４・・・画像処理回路、５・・・表示装置、６・・・出力信号処理回路、７・・・入力窓、８・・・入力蛍光面、１３・・・電子増倍器、１４・・・金属板、１４ａ・・・貫通孔、１４ｂ・・・ＭｇＯ層、１４ｃ・・・低二次電子放出率層、１５・・・絶縁体、１７・・・出力蛍光面、２０・・・出力蛍光膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 7/18 Ｈ０４Ｎ 7/18 ＬＦターム(参考） 2G083 AA02 AA08 CC02 CC07 CC10 DD01 DD16 EE02 2G088 EE01 EE27 FF02 GG17 GG20 GG25 JJ01 JJ09 JJ31 5C037 GG03 GG05 GG10 GH11 GH19 5C054 AA01 AA07 CA02 CC02 EA05 ED11 HA12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】真空を保持する真空容器と、前記真空容器
中に配置され、外部から入射されたＸ線を蛍光に変換す
る入力蛍光面と、前記真空容器中に配置され、前記入力
蛍光面により生じた蛍光を光電子に変化する光電面と、
前記真空容器中に配置され、前記光電面で発生され、前
記光電面との間に印加された所定の電界により加速され
た光電子を可視光像に変換する出力蛍光面と、前記出力
蛍光面上に積層された金属層と、前記出力蛍光面を保持
し、前記可視光像を透過する出力窓とを持ち、前記入力
蛍光面と前記出力蛍光面が一定間隔を保ちながら平行に
配置された構造を有し、前記入力蛍光面と前記出力蛍光
面との間に一定の厚みを持つ複数の金属薄板が絶縁支持
材を介して積層され、それらを貫通し、最小内径部を深
さ方向の中途に有する複数の貫通穴が形成された電子増
倍器と、前記出力蛍光面からの可視光像が前記出力蛍光
窓を透過して出力された画像を映像信号として取り出す
撮像素子と、からなるＸ線画像検出器において、前記電子増倍器の複数の金属板の前記入力蛍光面に面す
る側の面から個々の金属板の貫通孔の最小内径部にかけ
て、二次電子放出率が前記金属板を構成する材料に比較
して低二次電子放出率層が設けられていることを特徴と
するＸ線画像検出器。
【請求項２】前記低二次電子放出率層は、二次電子放出
率が１．５より小さい材質であることを特徴とする請求
項１記載のＸ線画像検出器。
【請求項３】前記低二次電子放出率層は、ＴｉＮ，Ｔｉ
ＮＯ、金属炭化物あるいは炭素系化合物もしくは窒素系
化合物を含むことを特徴とする請求項１記載のＸ線画像
検出器。
【請求項４】前記低二次電子放出率層は、二次電子放出
率の高い材質層に重ねて設けられることを特徴とする請
求項１ないし３のいずれかに記載のＸ線画像検出器。
【請求項５】前記出力蛍光面からの可視光像を複数の撮
像素子で撮像することを特徴とする請求項１ないし４の
いずれかに記載のＸ線画像検出器。
【請求項６】前記複数の撮像素子が撮像するそれぞれの
領域は、一部が相互に重なり合っていることを特徴とす
る請求項５記載のＸ線画像検出器。
【請求項７】前記複数の撮像素子から得られたそれぞれ
の画像信号の重なり合う領域の画像位置を補正する位置
補正回路、前記画像信号の重なり合う領域の輝度を補正
する輝度補正回路および前記画像信号の不要部分の信号
を除去する除去回路の少なくとも１つを有し、重なり合
った画像もしくは不連続な画像を除去する画像補正部を
含むことを特徴とする請求項６記載のＸ線画像検出器。
【請求項８】真空を保持する真空容器と、前記真空容器
中に配置され、外部から入射されたＸ線を蛍光に変換す
る入力蛍光面と、前記真空容器中に配置され、前記入力
蛍光面により生じた蛍光を光電子に変化する光電面と、
前記真空容器中に配置され、前記光電面で発生され、前
記光電面との間に印加された所定の電界により加速され
た光電子を可視光像に変換する出力蛍光面と、前記出力
蛍光面上に積層された金属層と、前記出力蛍光面を保持
し、前記可視光像を透過する出力窓とを持ち、前記入力
蛍光面と前記出力蛍光面が一定間隔を保ちながら平行に
配置された構造を有し、前記入力蛍光面と前記出力蛍光
面との間に一定の厚みを持つ複数の金属薄板が絶縁支持
材を介して積層され、それらを貫通し、最小内径部を深
さ方向の中途に有する複数の貫通穴が形成された電子増
倍器と、前記出力蛍光面からの可視光像が前記出力蛍光
窓を透過して出力された画像を映像信号として取り出す
撮像素子と、からなるＸ線画像検出器において、前記電子増倍器の複数の金属板の前記入力蛍光面に面す
る側の面から個々の金属板の貫通孔の最小内径部にかけ
て、二次電子放出率が１．５より小さな材質からなる低
二次電子放出率層が設けられていることを特徴とするＸ
線画像検出器。
【請求項９】真空を保持する真空容器と、前記真空容器
中に配置され、外部から入射されたＸ線を蛍光に変換す
る入力蛍光面と、前記真空容器中に配置され、前記入力
蛍光面により生じた蛍光を光電子に変化する光電面と、
前記真空容器中に配置され、前記光電面で発生され、前
記光電面との間に印加された所定の電界により加速され
た光電子を可視光像に変換する出力蛍光面と、前記出力
蛍光面上に積層された金属層と、前記出力蛍光面を保持
し、前記可視光像を透過する出力窓とを持ち、前記入力
蛍光面と前記出力蛍光面が一定間隔を保ちながら平行に
配置された構造を有し、前記入力蛍光面と前記出力蛍光
面との間に一定の厚みを持つ複数の金属薄板が絶縁支持
材を介して積層され、それらを貫通し、最小内径部を深
さ方向の中途に有する複数の貫通穴が形成された電子増
倍器と、前記出力蛍光面からの可視光像が前記出力蛍光
窓を透過して出力された画像を映像信号として取り出す
撮像素子と、記撮像素子が撮像した可視光像を合成する
画像合成装置と、この画像合成装置により合成された画
像を表示する表示装置からなるＸ線画像出力装置におい
て、前記撮像素子は複数設けられ、それぞれの撮像素子が撮
像するそれぞれの領域は、一部が相互に重なり合うよう
定義され、前記それぞれの撮像素子からの画像信号の重
なり合う領域の画像位置を補正する位置補正回路、前記
画像信号の重なり合う領域の輝度を補正する輝度補正回
路および前記画像信号の不要部分の信号を除去する除去
回路の少なくとも１つを有し、重なり合った画像もしく
は不連続な画像を除去する画像補正部を含み、前記電子増倍器の複数の金属板の前記入力蛍光面に面す
る側の面から個々の金属板の貫通孔の最小内径部にかけ
て、ＴｉＮ，ＴｉＮＯ、金属炭化物あるいは炭素系化合
物もしくは窒素系化合物を含む低二次電子放出率層が設
けられていることを特徴とするＸ線画像検出器。