JPH06103938A - Ｘ線撮像管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 少ないＸ線量でも輝度及びコントラストの高
い画像信号を得ることができるようにする。 【構成】 蛍光体１１、透明導電膜１２及びアモルファ
スセレンよりなる光電変換膜１３を積層し、蛍光体１１
側にＸ線を入射させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、医療の診断あるいは
非破壊材料検査などに用いられるＸ線テレビジョンシス
テムにおいてＸ線画像を電気信号に変換するＸ線撮像管
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＸ線テレビジョンシステムでは、
Ｘ線画像を電気信号に変換するのに、Ｘ線イメージイン
テンシファイアと、テレビジョン撮像管とを組み合わせ
ている。すなわち、イメージインテンシファイアにＸ線
を入射し、ＣｓＩ等の変換膜によって可視光線に変換し
た後光電膜より電子を放出させ、この電子を増倍しなが
ら出力蛍光膜に結像させて可視光に変換し、この出力蛍
光膜より可視光の画像として出力する。そして、このイ
メージインテンシファイアの出力面に撮像管を光学的に
結合させ、光学レンズなどを介して可視光線の像をこの
撮像管の撮像面に結像させることにより、この撮像面
に、入射光に応じた電荷を蓄積し、これを電子ビームで
走査することにより読み出し、電気信号として出力す
る。

【０００３】また、Ｘ線ハープ管などのＸ線用の撮像管
を用いて、Ｘ線から電子への直接変換を行なうＸ線テレ
ビジョンシステムも知られている。このＸ線用撮像管
は、通常の可視光用の撮像管において用いられている光
電変換膜の代わりに、アモルファスセレンなどのＸ線領
域に感応する材料で構成したＸ線−電気変換膜を用いた
ものである。すなわち、このＸ線用撮像管では、イメー
ジインテンシファイアで用いられているＣｓＩ等のＸ線
−可視光の変換膜を用いず、Ｘ線を直接電荷に変換する
アモルファスセレン膜を用い、アバランシェ効果を起こ
して増幅された電気信号を得る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
Ｘ線イメージインテンシファイアとテレビジョン撮像管
とを組み合わせたＸ線テレビジョンシステムでは、Ｘ線
画像から最終の電気的画像信号が得られるまでには、上
記のようにＸ線−可視光線−電子−可視光線−光学系−
可視光線−電気信号というように多くの変換工程が含ま
れており、そのため変換効率が悪化する傾向にあり、最
終画像のＳ／Ｎ比を低下させる原因となることが避けら
れない。それとともに、イメージインテンシファイアと
撮像管とを組み合わせるため、装置が複雑・大型化する
という問題がある。また、Ｘ線ハープ管などのアモルフ
ァスセレン膜で直接Ｘ線−電荷の変換を行うＸ線用の撮
像管では、効率を上げるためにはアモルファスセレン膜
を厚くしなければならず、そうするとアバランシェ効果
を引き起こすために超高電圧を要し、実用的には無理が
ある。

【０００５】この発明は、上記に鑑み、少ないＸ線量で
も輝度及びコントラストの高い画像信号を得ることがで
きるとともに、大口径とすることも容易な、Ｘ線撮像管
を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明によるＸ線撮像管は、Ｘ線を可視光線に変
換する蛍光面と、この蛍光面に密着させられたアモルフ
ァスセレンよりなる光電変換面と、この光電変換面に形
成された電荷を電子ビームの走査によって読み出す手段
とを備えることが特徴となっている。

【０００７】

【作用】蛍光面にＸ線が入射すると可視光線に変換さ
れ、これが、蛍光面に密着させられている光電変換面に
入射する。この光電変換面はアモルファスセレンよりな
り、可視光線の入射によって生じた電荷がアバランシェ
効果によって増幅される。こうして増幅された電荷が電
子ビームの走査によって電気信号として取り出される。
Ｘ線の画像が蛍光面に入射したとき、その画像に対応し
た電荷の分布が光電変換面に形成され、これが電子ビー
ムの走査により順次読み出され、Ｘ線画像に対応した画
像信号が電気信号として得られる。この画像信号は上記
のアバランシェ増幅のため非常に大きく、かつダイナミ
ックレンジの大きなものとなる。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の好ましい一実施例について
図面を参照しながら詳細に説明する。図１に示すよう
に、Ｘ線撮像管１は、光電変換膜１３を有する透明導電
膜１２の入力側に蛍光体１１を形成して作られている。
この蛍光体１１としては、ＣｓＩ等のＸ線に感応して可
視光線を生じる材料を用いる。透明導電膜１２はたとえ
ばＩＴＯよりなり、光電変換膜１３はアモルファスセレ
ンよりなる。そして電子銃１４と透明導電膜１２との間
に高電圧をかけて電界を形成するとともに、電子銃１４
から電子ビームを光電変換膜１３に向けて発射する。こ
の電子ビームは図示しない偏向コイル等により偏向され
て光電変換膜１３上を２次元的に走査する。

【０００９】このＸ線撮像管１の入力面側に被写体４を
介してＸ線を照射すると、被写体４を透過したＸ線が蛍
光体１１に入射することになる。すると、Ｘ線の照射を
受けた部分の蛍光体１１が発光し、その光が透明導電膜
１２を通って光電変換膜１３に入る。この光電変換膜１
３は上記のようにアモルファスセレンよりなり、このア
モルファスセレンに光が達することによりその中で電荷
（電子・正孔対）が発生し、光電変換膜１３の導電率が
高くなる。

【００１０】このアモルファスセレンには上記のように
高電界がかけられているため、アバランシェ効果が引き
起こされて上記の電荷は指数関数的に増加する。このア
バランシェ効果を起こすためには１００メガボルト／ｍ
程度の高電界が必要であるが、これは光電変換膜１３を
薄くすることにより比較的容易に達成できる。電荷の増
大により光電変換膜１３の導電率は非常に大きくなる
が、Ｘ線照射を受けない部分の光電変換膜１３の導電率
は低いままである。

【００１１】そのため、蛍光体１１に入射したＸ線強度
の２次元分布に対応して光電変換膜１３の導電率が２次
元的に分布することとなる。この光電変換膜１３には電
子銃１４から電子ビームが当てられるので、電子銃１４
と導電膜１２との間に、上記の光電変換膜１３の電子ビ
ームが当たった部分の導電率に比例した電圧を有する電
気信号が得られる。電子ビームは光電変換膜１３を２次
元的に走査するよう偏向コイルなどで偏向されるので、
電気的な画像信号が得られる。

【００１２】この電気信号はカメラコントロールユニッ
ト２を経てビデオ信号となり、テレビジョンモニター装
置３に送られる。そのため、このテレビジョンモニター
装置３の画面上に、被写体４のＸ線透過像が表示される
ことになる。

【００１３】このＸ線撮像管１においては、Ｘ線が可視
光線に変換され、さらにこの可視光線の強度に応じて電
荷が発生するとともにそれがアバランシェ効果により増
幅されるので、感度が高く、少ないＸ線入射量でも大き
な電気信号が得られるとともに、信号のダイナミックレ
ンジも大きなものとなる。また、Ｘ線から電気信号に至
るまでの変換工程が少なく、そのためノイズが少ない。
その結果、テレビジョンモニター装置３の画面に表され
るＸ線透過像は輝度及びコントラストが高く、Ｓ／Ｎ比
の大きなものとなる。さらにＣｓＩ等の蛍光体１１を大
きな面積で形成することは従来のイメージインテシファ
イア製造技術上可能であり、また光電変換膜１３もアモ
ルファス材料で形成するので大型化が容易である。その
ため関心領域の大きさにまで視野を広げることのできる
大口径のＸ線撮像管１を作製することも可能である。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明のＸ線撮
像管によれば、イメージインテンシファイアと組み合わ
せることなく、少ないＸ線入射量でも輝度及びコントラ
ストが高く、しかもノイズの少ないＸ線画像信号を得る
ことができる。また、構造上、大口径化も比較的容易で
ある。さらにイメージインテンシファイアと撮像管とを
組み合わせるという構成としないので、構造が簡単とな
り、装置を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例のブロック図。

【符号の説明】

１ Ｘ線撮像管 １１ 蛍光体 １２ 透明導電膜 １３ 光電変換膜 １４ 電子銃 ２ カメラコントロールユニット ３ テレビジョンモニター装置 ４ 被写体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｘ線を可視光線に変換する蛍光面と、こ
   の蛍光面に密着させられたアモルファスセレンよりなる
   光電変換面と、この光電変換面に形成された電荷を電子
   ビームの走査によって読み出す手段とを備えることを特
   徴とするＸ線撮像管。