JPH04102098U - 誘導可能の記憶発光体を有する記憶発光スクリーン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 放射される光の大部分が記憶発光スクリーン
から放出され、検波器に導かれる記憶発光スクリーンを
得る。 【構成】 第１波長の光線２により励起することによっ
てＸ線像の読出しを行う、Ｘ線像の潜在記憶用の誘導可
能の記憶発光体３を有し、その上に検波器により検出さ
れる第２波長の光線９〜１１が放射される。記憶発光ス
クリーン１の側面６はその端面５に対して９０゜以下の
角度７を形成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、第１波長の光線により励起することによってＸ線像の読出しを行う Ｘ線像の潜在記憶用の誘導可能の記憶発光体を有し、その上に検波器により検出 される第２波長の光線が放射される記憶発光スクリーンに関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種の記憶発光スクリーンは例えば欧州特許出願公開第０３６９０４９号明 細書から公知である。

【０００３】 またこの種の記憶発光スクリーンは例えばドイツ連邦共和国特許第２３６３９ ９５号明細書に記載されているような撮像デバイスに使用される。この種のＸ線 診断装置においては放射線に敏感な変換器として、Ｘ線で照射されるルミネッセ ンス−記憶発光体からなる記憶発光スクリーンが使用される。それにより記憶発 光体中には生じる光線の強度に応じて、電位トラップ内に一層高いエネルギー水 準で蓄えられる正孔が作られ、それにより記憶発光スクリーン中に潜在Ｘ線像が できる。

【０００４】 読出し装置内では記憶発光スクリーンの全ての面は付加的光源（これは例えば レーザであってもよい）の受容器として励起され、像点状に発光する。第１波長 を有する誘導光線により、トラップ内に蓄えられた電子はエネルギー水準内で高 められまた低いエネルギー水準に戻すこともできるが、その際エネルギーの差は 光子の形で放射される。その結果記憶発光体は第２波長の光を記憶発光体内に蓄 えられたエネルギーとの関連において放射する。この刺激により放射された光が 検出され、可視化され、このようにして記憶発光体中におけるこの種の潜在的に 蓄えられたＸ線像が読出し可能となる。

【０００５】 この場合問題となるのは、記憶発光体がレーザ光線に対して十分には透明でな いことである。十分量のＸ線量子を吸収させるためには、記憶発光体の厚さを最 小にする必要がある。不透明で緊密に圧縮又は焼結された発光体の場合、レーザ 光線は発光体により著しく弱められることから、レーザ光線の浸透深さは浅くな り過ぎる。再生に必要なエネルギー水準に正孔を上げるには、このエネルギーは 不十分であることから、一層深い層中に蓄えられた情報はもはや読出すことがで きない。

【０００６】 欧州特許出願公開第０３６９０４９号明細書には記憶発光体を担体上に真空蒸 着し、保護ガス雰囲気中又は真空中で焼結するか又は真空及び／又は加熱下に圧 縮することにより製造される記憶発光スクリーンが記載されている。透明な記憶 発光体の単結晶を欧州特許出願第９０１０２４３１・５号明細書に記載されてい る方法に基づく圧縮処理により医学診断学に必要な大きな面に変形する可能性も 存在する。この方法は透明な記憶発光体プレートを提供する。透明であることの 利点は、読出しレーザ光線が記憶媒体中で物質の粒子での散乱によって拡散され ないことである。散乱による読出し光線の拡張は、系全体の変調伝達機能を著し く劣化させる。例えば発光体粉末を圧縮することによって製造された透明な記憶 発光体を使用することによって、レーザ光線の拡張は記憶媒体のＸ線透視に際し て著しく減少される。

【０００７】 この場合記憶発光体層の接触面での正反射の問題は拡散反射を伴う不透明層の 場合よりも遥かに重大である。図１に基づきここでこの問題点を詳述する。例え ば担体及びその上に施された記憶発光体との接着剤からなるか又は単結晶からな っていてもよい記憶発光スクリーン１中に、Ｘ線画像を像点用に読出すために第 １波長を有する励起光線２を侵入させる。そこでこの光線は、その励起により第 ２波長の光線４を球対称の配分で放射する記憶発光体３に当たる。従って接触面 に対してあらゆる角度で受容される。

【０００８】 しかしながらいずれの場合にも記憶発光体の屈折率ｎは空気又は真空（ｎ′＝ １）のそれよりも高いことから、ルミネッセンス光の一定の入射角からは接触面 上に全反射が生じ、これについては図２に詳述されている。この場合光の一部の みが所望の発光面から放出されるに過ぎない。

【０００９】 全反射の場合一般に臨界角ｅはｅ＝ａｒｃｓｉｎ ｎ′／ｎから算出される。 発光が生じる立体角はＲ＝２Ｐｉ（１−ｃｏｓ ｅ）である。ｎ＝１．５５の屈 折率を有する透明な記憶発光体ＲｂＢｒに関しては全反射の臨界角４０．１８゜ が得られ、また立体角は無限空間４Ｐｉの１１．８％に過ぎない１．４８２５５ ｓｒである。従って所望の発光面からはルミネッセンス光の１１．８％が出て行 くに過ぎない。これと対向する面がルミネッセンス光の波長領域内で鏡として作 用する被覆を備えている場合には、この面を介して放出される成分が所望の発光 面上に反射することになる。従ってここで得ることのできる光の量は理想的な場 合には倍加することができる。しかしそれにもかかわらず最善の場合でもせいぜ い２３．６％に過ぎない。

【００１０】 側面が正面に対して垂直である場合、側面を介してもう１度同じ分量が放出さ れることになる。それというのも正面で全反射された光線のすべては９０゜−ｅ の角度で側面に当たるからである。

【００１１】 このことは特に図３に示した幾何学的条件から明らかである。光線４の第１光 線ａはα₁ ＝４５゜の角度で第１の端面５に当り、この角度が臨界角ｅ＝４０． ８゜より大きいことから全反射される。反射された光線ａ′はα₂ ＝α₁ ＝４５ °で側面６の１つに当り、従ってこの光線はここでも反射される。

【００１２】 角度が光線ｂの場合のように約５０゜より大きい時、光線ｂはβ₁ の角度で端 面５に当たり、そこで全反射される。光線ｂはこの側面に４０゜以下の入射角β ₂ で当り、その結果この光線ｂ′は記憶発光スクリーン１から屈折して放出され ることになる。

【００１３】 完全なものとするために光線ｃを示すが、これは入射角γ₁ ＝３０°＜ｅ＝４ ０．１２゜で端面５に当り、この端面５からγ₂ ＝５０．８゜の屈折角で放出さ れる。

【００１４】 これらの説明から、記憶発光スクリーン１中で放射された光の一部が全反射に より記憶発光スクリーンから放出され得ないことは明かである。

【００１５】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、放射される光の大部分が記憶発光スクリーンから放出され、検波器 に導かれる冒頭に記載した形式の記憶発光スクリーンを提供することを課題とす る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】

この課題は本考案によれば、記憶発光スクリーンの側面をその端面に対して９ ０゜以下の角度に形成することによって解決される。これにより記憶媒体から出 て行く際に全反射により記憶発光スクリーン内に保留される放射光線の量は減少 される。

【００１７】 その際角度が約６０゜であるのが有利である。この構造により記憶発光スクリ ーンは台形状の横断面を生じる。その際記憶発光スクリーンの横断面が等辺の台 形を形作ることが有利である。本考案による記憶発光スクリーンは、特に少なく とも第２波長の領域で透明である記憶発光体に使用することができる。

【００１８】 解放された全ての光は、記憶発光スクリーンの側面で放出可能の光を検波器の 方向に向ける傾斜鏡を、記憶発光スクリーンの側面に取り付けた場合完全に捕ら えることができる。

【００１９】 記憶発光スクリーン上に、記憶発光スクリーンを検波器と結合しまた記憶発光 体と同等又はそれより高い屈折率を有する媒体を施した場合、検波器と記憶発光 スクリーンとを良好に結合することができる。これにより全反射は回避される。 それには光学浸漬油が特に有利であることが判明している。

【００２０】

【実施例】

次に本考案を図面に示した実施例に基づき更に詳述する。

【００２１】 図４は端面５と側面６とが角度７を形成する本考案による記憶発光スクリーン を断面図で示すものである。その際この角度７はいずれも９０゜以下、有利には １０゜〜８０゜の値をとることができる。本例では角度７を６０゜に選択した。

【００２２】 本考案を説明するのに図３におけるのと同様の条件を使用する。光線ａは同様 に角度α₁ で端面５に当たり、そこで全反射される。光線ａ′は斜めの側面６に 臨界角ｅよりも小さい４５゜−３０゜＝１５゜の角度α₃ で当たる。従って光線 ａ′はこの場合記憶発光スクリーン１から屈折して出て行くことができる。入射 角β₁ で端面５に当たる光線ｂはβ₃ ＝０゜の角度で側面７に当り、屈折せず透 過する。

【００２３】 すなわちこの種の記憶発光スクリーンによって、外の媒体である空気に対する 記憶発光スクリーンの全接触面で全反射される光は、他の面に透過され、従って そこで相応して配設された検波器により探知可能である。このため例えば面５及 び６それぞれに複数個の検波器を装備することができる。

【００２４】 光線２が記憶発光スクリーン１から出て行く側にあたる記憶発光スクリーン１ の裏面に、光線２の反射を移行層で阻止する非反射層を施すことができる。それ により光線２は邪魔されずまた反射することなく放出される。記憶発光スクリー ン１内で光線２は、光線４を放射する発光物質３を像点状に励起する。この場合 放射された光を受容する検波器は、記憶発光スクリーンの前面、すなわち光線２ が記憶発光スクリーン１に入射する側か又は記憶発光スクリーン１の裏側に光線 ４を受容するために配設することができる。しかしまた２個の検波器を記憶発光 スクリーン１の両側に装備してもよい。記憶発光スクリーン１の前面には、更に 幅広の反射防止層を設けることができ、これにより励起光線２を可能な限り完全 に記憶発光スクリーン１内に閉じ込めまた放射された光線４を出来るだけ完全に 放出することができる。

【００２５】 図５には、反射中に読出される記憶発光スクリーン１のもう一つの本考案によ る実施態様が示されている。記憶発光スクリーン１の裏側には波長選択鏡８が施 されているが、これは第１波長の光線２に対しては非反射層をまた第２波長の光 線１１に対しては反射層を成す。これにより光線９のみでなく光線１１も検波器 の側面に達する。波長選択鏡８が施されている端面には、側面６から出て行く光 線１０を検波器の方向に反射する鏡１２が側方に取り付けられているため、放射 される全光線９〜１１を検出するには唯一の検波器で十分である。この装置の場 合もまた記憶発光スクリーン１には反射防止層１３が施されている。

【００２６】 図６には読出しを透過中に、すなわち記憶発光スクリーン１の裏側で行う記憶 発光スクリーン１のもう一つの実施態様が示されている。この場合記憶発光スク リーン１は光線２の入射側に、光線２に対しては反射防止層として作用しまた放 射された光線１１に対しては反射層として作用する波長選択鏡８を装備している 。記憶発光スクリーン１の裏側端面５には非反射層１３が設けられており、その 結果光線２もまた光線９及び１１も反射することなく記憶発光スクリーン１から 放出され、検波器により完全に検出され得る。

【００２７】 この場合もまた波長選択鏡８が施されている記憶発光スクリーン１の端面５（ この場合光線２の入射側）には側方に向かって鏡１２が施されており、それらが 側面６から出て行く光線１０を検波器の方向に導き、その結果ここでも光線９〜 １１はすべて検波器により検出することができる。

【００２８】 検波器を記憶発光スクリーン１に一層良好に結合するため、図７に示したよう に、例えばフィルタ１５又は光導材と平面状の検波器１６とからなる検波器と直 接接触する媒体の層１４によって記憶発光スクリーン１を被覆することができる 。その際記憶発光スクリーン１は図７からも見て取れるように図６に示した構造 を有する。更に図７から見て取れるように記憶発光スクリーン１の側壁６と側方 に施された鏡１２との間の空間もこの媒体層１４で満たすことができる。

【００２９】 この媒体は第２波長の光線の波長領域内で光学的に高い透光性及び記憶発光体 と同等又はそれよりも高い屈折率を有していなければならない。このような媒体 用物質は例えば光学顕微鏡に使用されているような光学浸漬油である。これによ り検波器への出光面では殆どいかなる全反射も生じない。

【００３０】 図７に示した平面状の検波器１６の代わりに、この検波器は少なくとも列状の 検波器を組み込まれている平面状の光導体からなっていてもよい。平面状の走査 に記憶発光スクリーン１をこの列を介して移動する場合検波器を単に列状に配設 することもできる。

【００３１】 記憶発光スクリーン１用の記憶発光体としては例えば０．０１〜１モル％の比 率で臭化タリウム（ＴｌＢｒ）によりドーピングされている臭化ルビジウム（Ｒ ｂＢｒ）からなる透明なプレートが使用可能である。記憶されている情報の読出 しは波長６３３ｎｍのＨｅＮｅ−レーザの光線２によって行うことができる。そ の際放射される光線９〜１１は４００〜４２０ｎｍの波長を有する。レーザ光線 ２は例えば５０μｍの幅に焦点を合わせる。検波器及びレーザは記憶発光スクリ ーン１の同じ側面にあることから、読出しは反射中に行われる。記憶発光スクリ ーンの他の側面は高真空中で、波長６３３ｎｍの電磁光線に対して高い透光性（ 例えば＞９９％）を有しまた同時に４００〜４２０ｎｍの波長領域に対して高い 反射性（例えば＞９０％）を有する波長選択鏡８で蒸着されている。このような 分光器は例えば氷晶石Ｎａ₃ ＡｌＦ₆ 及びＺｎＳの多層系からなっていてよい。 その数及び格子層は電磁光線を分割すべき波長に合わせて最適化しなければなら ない。

【００３２】

【考案の効果】 こうしてこの考案による構造によって、接触面に達する記憶発光体により放射 される全光線を記憶発光スクリーン１から解放させる記憶発光スクリーンが得ら れる。その結果全光線は複数個の検波器により検出されるか又は鏡１２により検 波器に導かれる。透明な記憶発光体を使用することによって、記憶発光スクリー ン１は高いＸ線量子吸収を高い像鮮明度及び良好な変調伝達関数と共に有する。 表面コーチング処理層８及び１３を使用することにより反射の好ましくない影響 は回避される。

【図面の簡単な説明】

【図１】幾何学的条件を説明するための先行技術による
記憶発光スクリーンを示す図。

【図２】幾何学的条件を説明するための先行技術による
記憶発光スクリーンを示す図。

【図３】幾何学的条件を説明するための先行技術による
記憶発光スクリーンを示す図。

【図４】本考案による記憶発光スクリーンの一実施例を
示す図。

【図５】本考案による記憶発光スクリーンの他の実施例
を示す図。

【図６】本考案による記憶発光スクリーンのもう一つの
実施例を示す図。

【図７】本考案により結合された検波器を有する記憶発
光体を示す図。

【符号の説明】

１ 記憶発光スクリーン ２ 第１波長の励起光線 ３ 記憶発光体 ４ 第２波長の光線 ５ 端面 ６ 側面 ７ 角度 ８ 波長選択鏡 ９〜１１ 第２波長の光線 １２ 鏡 １３ 反射防止層 １４ 媒体層 １５ フィルタ １６ 検波器

Claims (8)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１波長の光線（２）により励起するこ
   とによってＸ線像の読出しを行うＸ線像の潜在記憶用の
   誘導可能の記憶発光体（３）を有し、その上に検波器
   （１５、１６）により検出される第２波長の光線（４、
   ９〜１１、ａ、ｂ、ｃ）が放射される記憶発光スクリー
   ン（１）において、記憶発光スクリーン（１）の側面
   （６）が、第１波長の光線（２）が入射する端面（５）
   に対して９０゜以下の角度（７）をなし、その結果第２
   波長の光線（４、９〜１１、ａ′、ｂ′、ｃ′）が記憶
   発光スクリーンから出て行くことができるようにしたこ
   とを特徴とする記憶発光スクリーン。
2. 【請求項２】 角度（７）が約６０゜であることを特徴
   とする請求項１記載の記憶発光スクリーン。
3. 【請求項３】 記憶発光スクリーン（１）の横断面が台
   形であることを特徴とする請求項１又は２記載の記憶発
   光スクリーン。
4. 【請求項４】 記憶発光スクリーン（１）の横断面が等
   辺の台形をなすことを特徴とする請求項３記載の記憶発
   光スクリーン。
5. 【請求項５】 記憶発光体が少なくとも第２波長の領域
   で透明であることを特徴とする請求項１ないし４の１つ
   に記載の記憶発光スクリーン。
6. 【請求項６】 記憶発光スクリーン（１）の側面に、記
   憶発光スクリーン（１）の側面（６）へ出て行く光を検
   波器（１５、１６）の方向に向ける傾斜鏡（１２）が取
   り付けられていることを特徴とする請求項１ないし５の
   １つに記載の記憶発光スクリーン。
7. 【請求項７】 記憶発光スクリーン（１）上に、記憶発
   光スクリーン（１）を検波器（１５、１６）と結合しま
   た記憶発光体（３）と同等又はそれより高い屈折率を有
   する媒体の層（１４）を施すことを特徴とする請求項１
   ないし６の１つに記載の記憶発光スクリーン。
8. 【請求項８】 この媒体が光学浸漬油であることを特徴
   とする請求項７記載の記憶発光スクリーン。