JP3230669U - イメージ増強装置 - Google Patents

Abstract

【課題】密閉性が良好で、安全性が高く、Ｘ線漏れが効果的に防止されるとともに、イメージ増強層によりＸ線の結像効果が幾何学的に倍増し、小量のＸ線で高輝度の可視光画像が形成されるイメージ増強装置を提供する。【解決手段】イメージ増強装置は、円柱状のケーシング１を含み、ケーシングの一端入射窓が設けられた第一蓋２により密封され、ケーシングの他端は出射窓が設けられた第二蓋３により密封され、ケーシング内には真空チャンバが設けられ、入射窓から出射窓に向かって真空チャンバ内には順に複数のイメージ増強層が設けられ、各イメージ増強層はそれぞれ順に設けられた蛍光層５、光電陰極層６および絶縁導線層７を含み、絶縁導線層は光電陰極層に直交して設けられた複数本の導線８を含み、導線の間には絶縁層が設けられ、ケーシングの外側には、入射窓から出射窓に向かって順に絶縁導線層と対をなす複数の電極４が設けられ、電極はケーシング内に延伸されて対応する蛍光層と導通されている。【選択図】図１

Description

本考案は、Ｘ線イメージ増強装置に関し、特にイメージ増強装置に関し、さらに当該イメージ増強装置による増強方法にも関する。

Ｘ線は、紫外線とガンマ線との間の波長を有する電磁波である。
現在、Ｘ線は医療画像診断や産業用欠陥検出などの分野において広く応用されており、Ｘ線検査システムにおいて、イメージ増強装置は不可欠な部品である。まず、イメージ増強装置によりイメージを受信して増強し、続いて、カメラによりイメージ増強装置における画像情報を抽出してコンピューターに送信して処理させる。

Ｘ線は可視光に対して不透明な物質を透過して結像できるが、Ｘ線自体は人体に有害であるため、実際の応用では、画像が明確に表示され、デジタル方式で記憶可能であることを保証しながら、Ｘ線の量をできるだけ減らす必要がある。このため、イメージ増強装置に対する要求は高くなりつつあり、少量のＸ線で鮮明に結像可能なイメージ増強装置が必須である。

本考案は、従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、設計が合理で、密閉性が良く、少量のＸ線で鮮明に結像可能なイメージ増強装置を提供することを目的とする。

本考案は、さらに、上記イメージ増強装置によるＸ線イメージ増強方法を提供することを他の目的とする。

上記目的を達成するための本考案に係るイメージ増強装置は、円柱状のケーシングを含み、ケーシングの一端は入射窓が設けられた第一蓋により密封され、ケーシングの他端は出射窓が設けられた第二蓋により密封され、
ケーシング内には真空チャンバが設けられ、入射窓から出射窓に向かって真空チャンバ内には順に複数のイメージ増強層が設けられ、各イメージ増強層はそれぞれ順に設けられた蛍光層、光電陰極層および絶縁導線層を含み、絶縁導線層は光電陰極層に直交して設けられた複数本の導線を含み、導線の間には絶縁層が設けられ、
ケーシングの外側には、入射窓から出射窓に向かって順に対応する絶縁導線層と対をなす複数の電極が設けられ、電極はケーシング内に延伸されて対応する蛍光層と導通されている。

さらに、上記目的を達成するための本考案に係るイメージ増強装置において、前記出射窓と出射窓に最も近い絶縁導線層との間には出力層がさらに設けられ、出力層は順に設けられた蛍光出力層およびフラットパネル透明ガラスで作製されたフラットパネル出力スクリーンを含む。

さらに、上記目的を達成するための本考案に係るイメージ増強装置において、前記出射窓に最も近い絶縁導線層における導線の長さが真ん中から周りへ順に長くなることにより絶縁導線層は中央部が内側に凹んだ椀状に形成され、これに対応して出射窓の中央部も内側に凹んだ椀状に形成されている。

さらに、上記目的を達成するための本考案に係るイメージ増強装置において、前記真空チャンバ内の出射窓の一側には透明ガラスで作製された椀状の出力スクリーンがさらに設けられている。

さらに、上記目的を達成するための本考案に係るイメージ増強装置において、前記イメージ増強層は、３層または４層設けられ、３層または４層のイメージ増強層は、等間隔で平行に設けられている。

さらに、上記目的を達成するための本考案に係るイメージ増強装置において、前記入射窓から出射窓に向かってケーシングの外側に設けられた電極に付加される電圧は順に大きくなっている。

さらに、上記目的を達成するための本考案に係るイメージ増強装置において、前記入射窓はＸ線に対する吸収率が低い材料で作製され、出射窓は透明材料で作製され、ケーシングは絶縁不透明材料で作製されている。

上記目的を達成するための本考案に係るイメージ増強装置によるＸ線イメージ増強方法は、まず、第一のイメージ増強層における蛍光層を介してＸ線を蛍光に変換し、蛍光の光子により第一のイメージ増強層における光電陰極層を照射することで電子を生成させ、生成された電子は電極に付加された電場の作用下で加速されて導線に沿って加速移動し、第二のイメージ増強層における蛍光層に衝撃を与えてさらに強い蛍光を生成させることと、続いて、生成されたさらに強い蛍光の光子により第二のイメージ増強層における光電陰極層を照射することでさらに多い電子を生成させ、引き続き加速されてさらに第三のイメージ増強層における蛍光層に衝撃を与えることと、このように繰り返すことによりさらに多くの電子を得て最終的には高輝度の可視光画像を形成することと、のステップを含む。

従来技術に比べて、本考案では、真空チャンバ内において複数のイメージ増強層を設け、入射窓から入るＸ線は、まず第一のイメージ増強層における蛍光層を介して蛍光に変換されて第一のイメージ増強層における光電陰極層を照射することで電子を励起させ、そして、ケーシングの外側に設けられた電極に付加された高圧電場の作用下で励起された電子は第一のイメージ増強層における導線の一端から導線の他端に加速移動し、引き続き第二のイメージ増強層における蛍光層の一端に向かって進行し、当該第二のイメージ増強層における蛍光層は、電子による衝撃の速度が速くなることによって輝度がさらに大きい蛍光を生成し、ひいては当該第二のイメージ増強層における光電陰極層により励起される電子の数もさらに多くなり、このように複数のイメージ増強層の増強により電子の数は大幅に増え、高輝度の可視光画像が便利に形成され、撮像、撮影、画像保存に供される。また、最後のイメージ増強層における絶縁導線層を椀状に形成することにより、縮小された高輝度の可視光画像を形成でき、撮像、撮影、画像保存がさらに便利になるように供される。当該増強装置は、密閉性が良好で、安全性が高く、Ｘ線漏れが効果的に防止されるとともに、イメージ増強層によりＸ線の結像効果が幾何学的に倍増し、少量のＸ線で高輝度の可視光画像が形成される。

本考案に係るイメージ増強装置の構造の一例を示す図である。 本考案に係るイメージ増強装置の構造の他の一例を示す図である。

本考案に係る実施例の目的、課題を解決するための手段および効果をさらに明確にするため、以下、図面を参照しながら本考案に係る実施例について明確かつ詳細に説明する。当然ながら、以下に説明する実施例は本考案に係る一部の実施例にすぎず、全ての実施例ではない。本考案に係る実施例に基づいて、いわゆる当業者がなんら創造的工夫もせずに得られる全てのその他の実施例も本考案の保護範囲に含まれる。

図１に示されるように、イメージ増強装置は、円柱状のケーシング１を含み、ケーシング１の一端は入射窓が設けられた第一蓋２により密封され、ケーシング１の他端は出射窓が設けられた第二蓋３により密封されている。ケーシング１内には真空チャンバが設けられ、入射窓から出射窓に向かって真空チャンバ内には順に複数のイメージ増強層が設けられ、各イメージ増強層はそれぞれ順に設けられた蛍光層５、光電陰極層６および絶縁導線層７を含み、絶縁導線層７は光電陰極層６に直交して設けられた複数本の導線８を含み、導線８の間には絶縁層が設けられている。ケーシング１の外側には、入射窓から出射窓に向かって順に絶縁導線層７と対をなす複数の電極４が設けられ、電極４はケーシング１内に延伸されて対応する蛍光層５と導通されている。絶縁層には、プラスチック、セラミックスなどの絶縁材料が設けられ、導線８の離隔に用いられる。入射窓および出射窓は、いずれも中央部が内側に凹んで椀状に形成されている。蛍光層５には、蛍光材料が設けられている。当該蛍光材料はＸ線照射によっても蛍光を生成し、電子照射によっても蛍光を生成する材料、たとえば、ヨウ化セシウム材料である。または、第一のイメージ増強層における蛍光層５の蛍光材料がＸ線照射により可視光を生成する材料で、第二のイメージ増強層における蛍光層５が電子照射により可視光を生成する材料、たとえば、第一のイメージ増強層における蛍光層５の蛍光材料はヨウ化セシウム材料を採用し、第二のイメージ増強層における蛍光層５の蛍光材料は硫化カドミウム亜鉛材料を採用してもよい。光電陰極層６には、光電陰極が設けられている。入射窓からケーシング１内に入ったＸ線は、まず第一のイメージ増強層における蛍光層５において蛍光を生成し、蛍光により光電陰極層６を照射することで励起された電子を生成し、生成された電子は外部から付加された電圧の作用下で導線８の一端から導線８の他端へ加速して移動し、さらに第二のイメージ増強層に向かって高速移動し、速度が増加された電子が第二のイメージ増強層における蛍光層５に衝撃を与えてさらに強い光を生成し、これによって、第二のイメージ増強層における光電陰極層は励起された電子をより多く生成し、第二のイメージ増強層に対応する電圧の作用下で速度が再び加速され、このように複数層のイメージ倍増層によって電子の数は幾何学的に倍増され、最終的には高速運動で出射窓側に設けられた蛍光層５に衝撃を与えて、高輝度の可視光画像を形成して、撮像、撮影、画像保存に供する。

上記出射窓と出射窓に最も近い絶縁導線層７との間には出力層がさらに設けられ、出力層は順に設けられた蛍光出力層９およびフラットパネル透明ガラスで作製されたフラットパネル出力スクリーン１０を含む。蛍光出力層９は、蛍光物質、たとえばフルオレセインイソチオシアネートで作製され、蛍光出力層９は、出力スクリーンに平行に設けられている。出力スクリーンは、出射窓に近い側に設けられ、これによって、高速運動する電子が蛍光出力層９に衝撃を与えた後、出力スクリーンにより高輝度の可視光画像が形成される。ここで、出力スクリーンにより、光透過および蛍光出力層９の担持が便利であり、蛍光出力層９の配置が便利である。

図２に示されるように、上記出射窓から最も近い絶縁導線層７の導線８の長さが真ん中から周りへ徐々に長くなることにより絶縁導線層７は中央部が内側に凹んだ椀状に形成されている。これに対応して、出射窓の中央部も内側に凹んで椀状に形成されている。ここで、導線８の遠端の長さが異なることによって絶縁導線層７は椀状に作製され、椀状の出射窓と椀状の絶縁導線層７との中心が同じであることにより両者の平行設置が容易になり、最終的には高速運動する電子がより良好に集まり、記録、写真撮影、画像保存に適する小さい高輝度の可視光画像が形成される。

上記真空チャンバ内の出射窓の一側には透明ガラスで作製された椀状出力スクリーン１１がさらに設けられている。当該椀状出力スクリーン１１は、光透過、密閉の作用を奏し、最終的に高速運動する電子が衝撃して通過し、外部に設けられた受信スクリーンにおいて可視光画像の形成を容易にするとともに、ケーシング１を密閉する作用も奏することができる。したがって、椀状の出力スクリーン１１を設けた際には、出射窓を設けなくてもよく、第二蓋３の代わりに椀状の出力スクリーン１１を使用してもよい。

上記イメージ増強層は３層または４層設けられ、３層または４層のイメージ増強層は等間隔で平行に設けられ、隣接する２層のイメージ増強層の間の距離は３ｍ−２００ｍｍ、好ましくは５０ｍｍである。

上記入射窓から出射窓に向かってケーシング１の外側に設けられた電極４に付加される電圧は順に大きくなり、たとえば、順に０Ｖから数千ボルト、数万ボルトであり、一般的な電圧は０−３０ｋＶである。たとえば、入射窓からはじめて第一の絶縁導線層７に対応する電極４に付加される電圧は０Ｖであり、第二の絶縁導線層７に対応する電極４に付加される電圧は８ｋＶ、第三の絶縁導線層７に対応する電極４に付加される電圧は１６ｋＶであり、このように順次増加する。

上記入射窓はＸ線に対する吸収率が低い材料で作製され、出射窓は透明材料で作製され、ケーシング１は絶縁不透明材料で作製されている。入射窓は、ガラスまたはアルミ板で作製され、Ｘ線の透過を容易にする。出射窓は、ガラスで作製され、転換された電子が外部に出射される。ケーシング１は、ガラスまたは石英で作製され、絶縁で不透明である。

Ｘ線イメージ増強方法は、次に示すステップを含む。まず、照射するＸ線を可視光に変換し、さらに得られた可視光により電子を取得し、続いて、電子を加速させ、加速された電子によりさらに強い可視光を生成し、続いて、得られたさらに強い可視光によりさらに多い電子を取得し、このように繰り返すことにより、数がより多くの電子が取得され、最終的には高輝度の可視光画像を形成して、Ｘ線イメージの増強を実現する。

具体的なステップは次のとおりである。まず、第一のイメージ増強層における蛍光層を介してＸ線を蛍光に変換し、蛍光の光子により第一のイメージ増強層における光電陰極層を照射することで電子を生成させ、生成された電子は電極に付加された電場の作用下で加速されて導線に沿って加速移動し、第二のイメージ増強層における蛍光層に衝撃を与えてさらに強い蛍光を生成することと、続いて、生成されたさらに強い蛍光の光子により第二のイメージ増強層における光電陰極層を照射することでさらに多い電子を生成させ、引き続き加速されて第三のイメージ増強層における蛍光層に衝撃を与えることと、このように繰り返すことによりさらに多くの電子を得て最終的には高輝度の可視光画像を形成することと、を含む。

Claims (7)

1. 円柱状のケーシングを含み、ケーシングの一端入射窓が設けられた第一蓋により密封され、ケーシングの他端は出射窓が設けられた第二蓋により密封され、
   ケーシング内には真空チャンバが設けられ、入射窓から出射窓に向かって真空チャンバ内には順に複数のイメージ増強層が設けられ、各イメージ増強層はそれぞれ順に設けられた蛍光層、光電陰極層および絶縁導線層を含み、絶縁導線層は光電陰極層に直交して設けられた複数本の導線を含み、導線の間には絶縁層が設けられ、
   ケーシングの外側には、入射窓から出射窓に向かって順に対応する絶縁導線層と対をなす複数の電極が設けられ、電極はケーシング内に延伸されて対応する蛍光層と導通されている、ことを特徴とするイメージ増強装置。
2. 前記出射窓と出射窓に最も近い絶縁導線層との間には出力層がさらに設けられ、出力層は順に設けられた蛍光出力層およびフラットパネル透明ガラスで作製されたフラットパネル出力スクリーンを含む、ことを特徴とする請求項１に記載のイメージ増強装置。
3. 前記出射窓に最も近い絶縁導線層における導線の長さが真ん中から周りへ順に長くなることにより絶縁導線層は中央部が内側に凹んだ椀状に形成され、これに対応して出射窓の中央部も内側に凹んだ椀状に形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のイメージ増強装置。
4. 前記真空チャンバ内の出射窓の一側には透明ガラスで作製された椀状の出力スクリーンがさらに設けられている、ことを特徴とする請求項３に記載のイメージ増強装置。
5. 前記イメージ増強層は、３層または４層設けられ、３層または４層のイメージ増強層は、等間隔で平行に設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載のイメージ増強装置。
6. 前記入射窓から出射窓に向かってケーシングの外側に設けられた電極に付加される電圧は順に大きくなっている、ことを特徴とする請求項１に記載のイメージ増強装置。
7. 前記入射窓はＸ線に対する吸収率が低い材料で作製され、出射窓は透明材料で作製され、ケーシングは絶縁不透明材料で作製されている、ことを特徴とする請求項１に記載のイメージ増強装置。